KR20140067888A - Multiple discrimination device and method for fabricating the device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 생물질을 비롯한 물질종의 다중 분리 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for multiple separation of material species including biomaterials and a method for manufacturing the same.
의약 분야에서의 진단, 치료 및 연구 분야에서 최종 목적 또는 다른 분석을 하기 위한 준비적인 도구로서 세포 타입 또는 세포 내 성분의 분리가 요구된다. 예를 들면, 암 세포를 분석하는 것이 필요하다. 혈중 암세포란 암 환자의 말초 혈액 (peripheral blood)에 존재하는 암세포를 통칭하며 원발 병소 또는 전이 병소로부터 탈락된 암세포들이다. 이러한 혈중 암세포는 암 진단, 치료 예후 분석, 미세전이 분석 등에 있어서 유력한 바이오마커로 기대되고 있다. 뿐만 아니라 기존의 암 진단 방법에 비해 혈중 암세포 분석은 비침습 (non-invasive) 방법이라는 장점을 가지고 있기 때문에 미래의 암진단 방법으로 매우 유망하다. 하지만 혈중 암세포는 혈액중 분포 비율이 전체 세포 10억개 당 암세포 1개 또는 백혈구 106~107개 당 암세포 1개 수준으로 매우 낮기 때문에 정확한 분석이 매우 어려우며 매우 정교한 분석 방법을 필요로 한다. Separation of cell types or intracellular constituents is required as a preliminary tool for final purposes or other analyzes in the field of diagnosis, treatment and research in the medical field. For example, it is necessary to analyze cancer cells. Blood cancer cells are cancer cells that are present in the peripheral blood of cancer patients and are cancer cells that have disappeared from the primary lesion or metastatic lesion. Such blood cancer cells are expected to be a promising biomarker in cancer diagnosis, therapeutic prognosis analysis, and micro metastasis analysis. In addition, blood cancer cell analysis is more promising as a non-invasive method than the conventional cancer diagnosis method. However, blood cancer cells are very difficult to analyze accurately and require very sophisticated analysis methods because the distribution ratio of blood cells is very low in the blood distribution level of one cancer cell per one billion cells or one cancer cell per 10 6 to 10 7 white blood cells.
혈중 암세포 분리 방법으로 다양한 방법이 연구되고 있으나, 검사 시간이 오래 걸리고 암세포의 유무 및 수량에 대한 정보만을 제시할 뿐 암 종류 등에 대한 분석이 곤란하다는 단점이 있다. 또한 비특이 결합되는 혈구 세포에 의한 간섭이 문제가 된다. Various methods have been studied as methods for separating cancer cells from blood. However, it takes a long time to examine the cancer cells, and only the information on the presence or absence of cancer cells and the quantity of cancer cells is analyzed. In addition, interference by non-specific binding hemocytes is a problem.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 생물질을 비롯한 물질종의 다중 분리 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus for multiple separation of material species including biomaterials and a method for manufacturing the same.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 분리 장치는, 제 1 방향으로 혼합 용액이 흐르는 채널; 및 상기 채널의 바닥 아래에 배치되 적어도 하나의 강자성 패턴을 포함하되, 상기 강자성 패턴의 접선의 기울기는 상기 채널의 위치에 따라 연속적으로 변하며, 상기 혼합 용액은 분리 목표 입자와 기타 입자를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a multiple separation apparatus comprising: a channel through which a mixed solution flows in a first direction; And at least one ferromagnetic pattern disposed beneath the bottom of the channel, wherein the slope of the tangent of the ferromagnetic pattern continuously varies with the position of the channel, and the mixed solution includes a separation target particle and other particles.
상기 강자성 패턴 상의 일 부분에서 접선과 상기 제 1 방향이 이루는 각도는 약 80~90°일 수 있다.An angle formed by the tangent line and the first direction in one portion of the ferromagnetic pattern may be about 80 to 90 degrees.
상기 강자성 패턴은 'J', 'U' 및 'ω' 중에 적어도 하나의 형태를 가질 수 있다. The ferromagnetic pattern may have at least one of 'J', 'U' and 'ω'.
상기 강자성 패턴의 선폭은 위치에 따라 변할 수 있다.The linewidth of the ferromagnetic pattern can vary depending on the position.
상기 강자성 패턴의 폭은 바람직하게는 10~1000㎛일 수 있다. The width of the ferromagnetic pattern may preferably be 10 to 1000 mu m.
상기 강자성 패턴의 두께는 바람직하게는 0.1~1000㎛일 수 있다.The thickness of the ferromagnetic pattern may preferably be 0.1 to 1000 mu m.
상기 채널의 높이는 바람직하게는 10~1000㎛일 수 있다. The height of the channel may preferably be 10 to 1000 mu m.
상기 채널에 인접하여 배치되는 적어도 하나의 영구자석을 더 포함할 수 있다. And at least one permanent magnet disposed adjacent to the channel.
상기 다중 분리 장치는, 상기 채널에 연결되며 상기 혼합 용액이 투입되는 적어도 하나의 혼합 용액 투입구; 상기 채널에 연결되는 버퍼 용액 투입구; 상기 채널에 연결되며, 상기 분리 목표 입자가 배출되는 목표 입자 배출구; 및 상기 채널에 연결되며, 상기 기타 입자가 배출되는 적어도 하나의 기타 입자 배출구를 더 포함하되, 상기 혼합 용액 투입구와 상기 기타 입자 배출구는 상기 채널의 일 측면에 연결되며, 상기 버퍼 용액 투입구와 상기 목표 입자 배출구는 상기 채널의 상기 일 측면과 이격된 타 측면에 연결될 수 있다. Wherein the multi-separation device comprises: at least one mixing solution inlet connected to the channel and into which the mixed solution is introduced; A buffer solution inlet connected to the channel; A target particle outlet connected to the channel, through which the separation target particle is discharged; And at least one other particle outlet connected to the channel for discharging the other particles, wherein the mixed solution inlet and the other particle outlet are connected to one side of the channel, and the buffer solution inlet and the target The particle outlet may be connected to the other side of the channel from the one side.
상기 강자성 패턴의 갯수는 복수개일 수 있으며, 상기 강자성 패턴들 간의 간격은 상기 기타 입자 배출구에 가까울수록 좁아질 수 있다. The number of the ferromagnetic patterns may be plural, and the interval between the ferromagnetic patterns may become narrower toward the other particle discharge ports.
상기 타측면과 상기 강자성 패턴이 만나는 지점에서의 접선이 상기 타측면과 이루는 각도는 80~90°일 수 있다. The angle formed by the tangent at the point where the other side meets the ferromagnetic pattern and the other side may be 80 to 90 degrees.
상기 분리 목표 입자의 자화량은 상기 기타 입자의 자화량보다 클 수 있다. The magnetization amount of the separation target particle may be larger than the magnetization amount of the other particles.
상기 분리 목표 입자는 자성 나노 입자가 결합되며, 유전자, DNA, RNA, 단백질, 펩타이드 및 암세포 중의 적어도 하나일 수 있다. The separation target particle may be at least one of a gene, a DNA, an RNA, a protein, a peptide, and a cancer cell to which the magnetic nanoparticle is bound.
상기 다중 분리 장치는, 상기 강자성 패턴이 배치되는 하판; 및 상기 하판 상에 배치되며 상기 채널을 제공하기 위한 내부 공간을 포함하는 상판을 더 포함할 수 있으며, 상기 하판과 상기 상판 중 적어도 하나는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.The multi-separation device may further include: a lower plate on which the ferromagnetic pattern is disposed; And an upper plate disposed on the lower plate and including an inner space for providing the channel. At least one of the lower plate and the upper plate may include polydimethylsiloxane (PDMS).
상기 다중 분리 장치는, 상기 하판과 상기 상판 사이에 개재되며 상기 강자성 패턴의 측벽과 접하는 포토레지스트 패턴을 더 포함할 수 있다. The multiple separation device may further include a photoresist pattern interposed between the lower plate and the upper plate and in contact with the sidewalls of the ferromagnetic pattern.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 분리 장치의 제조 방법은, 상부면에 포토레지스트 패턴들과 상기 포토레지스트 패턴들 사이에 강자성 패턴을 포함하는 하판을 형성하는 단계; 내부에 함몰부와 상기 함몰부와 연결되는 복수개의 구멍을 포함하는 상판을 형성하는 단계; 및 상기 하판 상에 상기 상판을 결합시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a multiple separation apparatus, comprising: forming a lower plate including a photoresist pattern on a top surface and a ferromagnetic pattern between the photoresist patterns; Forming an upper plate including a depression therein and a plurality of holes connected to the depression; And bonding the top plate onto the bottom plate.
상기 하판 상에 상기 상판을 결합시키는 단계는 접착제를 이용하여 상기 상판을 상기 하판 상에 접합시키는 단계를 포함할 수 있다.The step of bonding the upper plate on the lower plate may include bonding the upper plate to the lower plate using an adhesive.
상기 하판을 형성하는 단계는, 상기 하판 상에 시드막을 형성하는 단계; 상기 시드막 상에 포토레지스트 패턴들을 형성하는 단계; 및 도금 공정을 진행하여 상기 포토레지스트 패턴들 사이에 상기 강자성 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The step of forming the lower plate may include: forming a seed film on the lower plate; Forming photoresist patterns on the seed film; And forming the ferromagnetic pattern between the photoresist patterns by performing a plating process.
상기 상판을 형성하는 단계는, 희생 기판을 준비하는 단계; 상기 희생 기판 상에 희생 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 희생 기판 상에 상기 희생 포토레지스트 패턴을 덮는 몰드막을 형성하는 단계; 상기 희생 기판과 상기 희생 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 몰드막에 함몰부를 형성하는 단계; 및 상기 몰드막에 상기 함몰부와 연결되도록 구멍을 뚫는 단계를 포함할 수 있다.The forming of the upper plate may include: preparing a sacrificial substrate; Forming a sacrificial photoresist pattern on the sacrificial substrate; Forming a mold film covering the sacrificial photoresist pattern on the sacrificial substrate; Removing the sacrificial substrate and the sacrificial photoresist pattern to form a depression in the mold film; And punching the mold film to be connected to the depression.
상기 몰드막은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다. The mold film may comprise polydimethylsiloxane (PDMS).
본 발명의 일 예에 따른 다중 분리 장치에 따르면, 3차원의 미세한 강자성 패턴을 최적 설계 및 배치하여, 분리하고자 하는 분리 목표 입자에 가해지는 자기력을 분리가 잘 되도록 잘 조절할 수 있다. 상기 강자성 패턴은 채널 하부에 배치되어, 바이오 입자의 이동을 손쉽게 조절하여, 분리 목표 입자만 선택적으로 분리할 수 있게 한다. According to an embodiment of the present invention, a three-dimensional fine ferromagnetic pattern can be optimally designed and arranged, so that the magnetic force applied to the separated target particles to be separated can be well controlled so as to be easily separated. The ferromagnetic pattern is disposed at the bottom of the channel to easily control the movement of the bio-particles so that only the separated target particles can be selectively separated.
또한 상기 강자성 패턴의 접선의 기울기는 상기 채널의 위치에 따라 연속적으로 변한다. 이로써 원치 않는 위치에서 목표 입자의 트랩으로 인한 손실 없이 목표 입자들을 잘 분리해낼 수 있다.In addition, the slope of the tangent line of the ferromagnetic pattern changes continuously according to the position of the channel. This allows the target particles to be well separated without loss due to trapping of the target particles at undesired locations.
본 발명의 다른 예에 따른 다중 분리 장치의 제조 방법은 반도체 공정기술을 사용함으로써 정밀한 제조가 가능하고 대량생산에 유리하다. The manufacturing method of the multiple separation device according to another example of the present invention can be precisely manufactured and advantageous for mass production by using the semiconductor process technology.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 다중 분리 장치의 사시도를 나타낸다.
도 1b는 도 1a를 I-I'선으로 자른 단면도를 나타낸다.
도 1c는 도 1a의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 혼합 용액 안에 포함되는 물질종들을 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 일 예에 따른 다중 분리 장치 안에서 입자의 움직임을 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 일 예에 따른 강자성 패턴을 확대한 평면도이다.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 예들에 따른 개략적인 평면도들을 나타낸다.
도 5a 내지 5e는 도 1b의 하판의 제조 과정을 나타낸다.
도 6a 내지 6d는 도 1b의 상판의 제조 과정을 나타낸다.1A is a perspective view of a multi-separation apparatus according to an embodiment of the present invention.
1B is a sectional view taken along line I-I 'of FIG. 1A.
1C is an exploded perspective view of FIG. 1A.
FIG. 2 shows species included in a mixed solution according to an example of the present invention.
FIG. 3A illustrates the movement of particles within a multiple separation apparatus according to an example of the present invention.
3B is an enlarged plan view of a ferromagnetic pattern according to an example of the present invention.
Figures 4A through 4E show schematic plan views according to examples of the present invention.
Figs. 5A to 5E show the manufacturing process of the bottom plate of Fig. 1B.
Figs. 6A to 6D show the manufacturing process of the top plate of Fig. 1B.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기가 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is to be understood that the disclosure of the present invention is only illustrative and not restrictive, and that the scope of the invention is to be informed to those skilled in the art. In the accompanying drawings, the constituent elements are shown enlarged for the sake of convenience of explanation, and the proportions of the constituent elements may be exaggerated or reduced.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "연결되어" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.It is to be understood that when an element is described as being "on" or "connected to" another element, it may be directly in contact with or coupled to another element, but there may be another element in between . On the other hand, when an element is described as being "directly on" or "directly connected" to another element, it can be understood that there is no other element in between. Other expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "directly between"
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
단수의 표현은 문맥상 명맥하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. The word "comprising" or "having ", when used in this specification, is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, A step, an operation, an element, a part, or a combination thereof.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다. 또한, "적어도 하나"는 최소한 하나와 동일한 의미로 사용되며 하나 또는 그 이상을 선택적으로 지칭할 수 있다.The terms used in the embodiments of the present invention may be construed as commonly known to those skilled in the art unless otherwise defined. Also, "at least one" is used in the same sense as at least one and may optionally refer to one or more.
도 1a는 본 발명의 일 예에 따른 다중 분리 장치의 사시도를 나타낸다. 도 1b는 도 1a를 I-I'선으로 자른 단면도를 나타낸다. 도 1c는 도 1a의 분해사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 예에 따른 혼합 용액 안에 포함되는 물질종들을 나타낸다. 도 3a는 본 발명의 일 예에 따른 다중 분리 장치 안에서 입자의 움직임을 나타낸다. 도 3b는 본 발명의 일 예에 따른 강자성 패턴을 확대한 평면도이다.1A is a perspective view of a multi-separation apparatus according to an embodiment of the present invention. 1B is a sectional view taken along line I-I 'of FIG. 1A. 1C is an exploded perspective view of FIG. 1A. FIG. 2 shows species included in a mixed solution according to an example of the present invention. FIG. 3A illustrates the movement of particles within a multiple separation apparatus according to an example of the present invention. 3B is an enlarged plan view of a ferromagnetic pattern according to an example of the present invention.
도 1a 내지 1c를 참조하면, 본 예에 따른 다중 분리 장치(300)는 하판(200) 상에 상판(250)이 접착제에 의해 접착되거나 또는 결합될 수 있다. 상기 하판(200)의 표면 상에는 시드막(202)이 배치된다. 상기 시드막(202)은 티타늄, 니켈, 구리, 크롬 중 선택되는 적어도 하나의 막 또는 이의 화합물로 형성될 수 있다. 상기 시드막(202) 상에는 하부 포토레지스트막(204)이 배치된다. 상기 하부 포토레지스트막(204)은 상기 시드막(202)을 노출시키는 홈들(206)이 형성된다. 상기 홈들(206) 안에는 강자성 패턴들(208)이 배치된다. 상기 강자성 패턴들(208)은 강자성을 띄는 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 니켈, 니켈-코발트, 니켈-철, 마그네슘-알루미늄, 니켈-철-구리-크롬, 철-니켈-몰리브덴-마그네슘 중에 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 상기 강자성 패턴(208)의 두께는 예를 들면 0.1~1000㎛일 수 있다. 상기 강자성 패턴들(208)의 접선의 기울기는 상기 채널(CH1)의 위치에 따라 연속적으로 변할 수 있다. 상기 강자성 패턴의 선폭은 위치에 따라 변할 수 있다. 상기 강자성 패턴(208)의 폭은 바람직하게는 10~1000㎛일 수 있다. 상기 강자성 패턴(208)의 두께는 바람직하게는 0.1~1000㎛일 수 있다. Referring to FIGS. 1A to 1C, in the
계속해서, 상기 상판(250)은 내부에 움푹 파인 함몰부(252)와 복수개의 구멍들(254a~254d)을 포함한다. 상기 구멍들(254a~254d)은 혼합 용액이 투입되는 혼합 용액 투입구(254a), 식염수 같은 버퍼 용액이 투입되는 버퍼 용액 투입구(254b), 분리 목표 입자(104)가 배출되는 목표 입자 배출구(254c), 및 기타 입자(105)가 배출되는 기타 입자 배출구(254d)를 포함한다. 상기 상판(250)은 상기 하판(200)과 만나서 상기 함몰부(252)와 상기 하판(200)의 상부면 사이에 채널(CH1)과 통로들(253a~253d)을 제공한다. 상기 통로들(253a~253d)은 상기 혼합 용액 투입구(254a)과 상기 채널(CH1)을 연결하는 혼합 용액 통로(253a), 상기 버퍼 용액 투입구(254b)와 상기 채널(CH1)을 연결하는 버퍼 용액 통로(253b), 상기 목표 입자 배출구(254c)와 상기 채널(CH1)을 연결하는 목표입자 통로(253c) 및 상기 기타 입자 배출구(254d)와 상기 채널(CH1)을 연결하는 기타 입자 통로(253d)를 포함한다. 상기 채널(CH1)의 높이는 바람직하게는 10~1000㎛일 수 있다. Subsequently, the
상기 상판(250)과 상기 하판(200) 중 적어도 하나는 COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), COP(cyclo olefin polymer), LCP (liquid crystalline polymers), PDMS(polydimethylsiloxane), PA(polyamide), PE(polyethylene), PI(polyimide), PP(polypropylene), PPE(polyphenylene ether), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PEEK(polyetheretherketone), PES(polyether sulfone), PET(polyethylenephthalate), PTFE(polytetrafluoroethylene), PVC(polyvinylchloride), PVDF(polyvinylidene fluoride), PBT(polybutyleneterephthalate), FEP(fluorinated ethylenepropylene), PFA(perfluoralkoxyalkane) 중에서 선택된 적어도 하나의 고분자 물질로 이루어진 고분자 기판일 수 있다. 또는 상기 상판(250)과 상기 하판(200) 중 적어도 하나는 유리 기판, 실리콘 기판, 또는 금속일 수 있다. 바람직하게는 상기 상판(250)과 상기 하판(200) 중 적어도 하나는 광학적으로 투명하고 내화학성이 뛰어난 PDMS로 형성되거나 또는 열가소성 고분자로 형성될 수 있다. At least one of the
도시하지는 않았지만, 상기 강자성 패턴(208)을 지속적으로 자화시키기 위하여 상기 하판(200) 및 상기 상판(250) 중 적어도 하나에 인접하도록 영구자석을 배치시킬 수 있다. Although not shown, permanent magnets may be disposed adjacent to at least one of the
상기 혼합 용액은 상기 채널(CH1) 내에서 제 1 방향(D1)으로 흐른다. 상기 용액의 주입, 이송, 및 배출은 바람직하게는 실린지 펌프의 동작으로 발생한 압력에 의한 유동일 수 있다. The mixed solution flows in the first direction D1 in the channel CH1. The injection, transfer and discharge of the solution may preferably be a flow due to the pressure generated by the operation of the syringe pump.
상기 혼합 용액 통로(253a)와 상기 기타 입자 통로(253d)는 상기 채널(CH1)의 제 1 측면(S1)에 (또는 상기 제 1 측면(S1)을 사이에 두고 이에) 연결된다. 상기 버퍼 용액 통로(253b)와 상기 목표 입자 통로(253c)는 상기 채널(CH1)의 상기 제 1 측면(S1)과 이격된 제 2 측면(S2)에 연결될 수 있다. The
일 예에 있어서, 상판(250) 및 하판(200)은 소수성 및/또는 친수성이 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 상판(250) 및 하판(200)은 서로 마주보는 표면들에 부분적으로 소수성 및/또는 친수성이 서로 다른 막들이 더 제공될 수 있다. 이는 채널의 미세 형상 조작 또는 채널의 표면 개질을 통해서 유체 시료의 이동 속도를 조절하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.In one example, the
도 1a 및 2를 참조하면, 상기 혼합 용액 투입구(254a)로 혼합 용액이 투입되고, 상기 버퍼 용액 투입구(254b)로는 식염수와 같은 버퍼 용액이 투입된다. 상기 혼합 용액에는 분리하고자 하는 분리 목표 입자(104)와 기타 입자(105)를 포함한다. 상기 분리 목표 입자(104)에 상기 자성 나노 입자(101)를 결합시키기 위하여 상기 혼합 용액을 항체(102)와 결합된 자성 나노 입자들(101)과 혼합시킬 수 있다. 상기 분리 목표 입자(104)의 표면에는 항원(103)이 존재하여 상기 항원(102)이 상기 항체(102)와 결합한다. 이로써 상기 분리 목표 입자(104)의 표면에는 상기 항원(103), 상기 항체(102) 및 상기 자성 나노입자(101)가 차례대로 결합될 수 있다. 상기 기타 입자(105)에는 상기 항체(103)와 반응할 수 있는 항원(103)이 없어 상기 자성 나노 입자(101)가 특이적으로 결합될 수는 없다. 예를 들면 상기 혼합 용액은 혈액일 수 있으며, 상기 분리 목표 입자(104)는 상기 혈액 내에 포함된 암세포일 수 있다. 상기 암세포로는 순환 암세포(circulating tumor cells, CTC) 혹은 파종 암세포(disseminated tumor cells, DTC)일 수 있다. 상기 항원(103)은 예를 들면 EpCAM (epithelial cellular adhesion molecule) 표지자일 수 있다. 상기 기타 입자(101)는 상기 혈액에 포함되는 백혈구와 같은 정상 세포들일 수 있다. 또는 상기 분리 목표 입자(104)는 유전자, DNA, RNA, 단백질, 펩타이드 중에 하나일 수 있다. 상기 분리 목표 입자(104)에는 상기 자성 나노 입자(101)가 특이적으로 결합되고 상기 기타 입자(105)에는 상기 자성 나노 입자(101)가 특이적으로 결합될 수 없으므로, 자성 나노 입자의 수에 큰 차이가 발생한다. 자성 나노 입자의 수가 많을수록 자화량(magnetization)이 커진다. Referring to FIGS. 1A and 2, a mixed solution is introduced into the
도 1a 및 3a를 참조하면, 상기 투입구들(254a, 254b)로 용액들이 각각 투입되면 이들은 통로들(253a, 253b)을 통해 상기 채널(CH1)로 흘러들어가 합류한다. 이때 상기 혼합용액들에 포함되는 입자들(104, 105)에는 다음 수학식 1과 같은 자기력(Fm)이 가해질 수 있다.Referring to FIGS. 1A and 3A, when solutions are injected into the
<수학식 1>&Quot; (1) "
상기 수학식 1에서 Fm은 자장 구배에 의해 상기 입자들(104, 105)에 미치는 자기력이고, Ms는 상기 강자성 패턴(203)에 의해 상기 입자들(104, 105)이 가지게 되는 포화 자화력이고, ▽B는 상기 강자성 패턴(203)의 형태에 의해 발생되는 자기장 구배를 나타낸다. 상기 분리 목표 입자(104)는 상기 기타 입자(105) 보다 자성 나노 입자들을 상대적으로 많이 포함하므로, 포화 자화력 또한 상대적으로 보다 커지게 된다. 이로써 상기 분리 목표 입자(104)가 받는 자기력은 상기 기타입자(105)가 받는 것보다 훨씬 커지게 된다. 따라서 상기 분리 목표 입자(104)는 상기 강자성 패턴(208)에 포획될 확률이 더 커지게 된다. In the equation (1), F m is the magnetic force applied to the
상기 입자들(104, 105)에는 상기 혼합 용액의 흐름에 따른 힘(Fd)도 작용한다. 따라서 상기 자기력(Fm)과 상기 혼합 용액의 흐름에 의한 힘(Fd)의 합력(Fs)이 상기 입자(104, 105)에 작용하게 된다. The particles (104, 105) are also subjected to a force (F d ) in accordance with the flow of the mixed solution. Therefore, the resultant force F s of the magnetic force F m and the force F d by the flow of the mixed solution acts on the
상기 자기력(Fm)은 상기 혼합 용액의 흐름에 의한 힘(Fd)과 부호가 반대로 음의 값을 가질 수 있다. 상기 입자(104, 105)가 상기 강자성 패턴(203)에 포획될 조건은 다음 수학식 2와 같다. The magnetic force F m may have a negative sign with the sign of the force F d due to the flow of the mixed solution. The condition that the
<수학식 2>&Quot; (2) "
Fm + Fd cosθ < 0F m + F d cos? < 0
상기 수학식 2에서 θ는 상기 혼합 용액의 흐름 방향과 자장 구배에 의해 자성 입자가 받은 힘의 방향이 이루는 각이다. 상기 각도(θ)가 커질수록, 상기 입자(104, 105)가 상기 강자성 패턴(203)에 포획되지 않고 통과할 가능성이 커진다. In Equation (2),? Is the angle formed by the direction of the force received by the magnetic particles by the magnetic field gradient and the flow direction of the mixed solution. As the angle? Increases, the possibility that the
도 1a 및 3a를 참조하면, 상기 분리 목표 입자(104)는 상기 채널(CH1)을 통해 흘러 이동하다가 상기 강자성 패턴(208) 상에 포획되어 상기 강자성 패턴(208)의 표면을 따라 이동할 수 있다. 상기 강자성 패턴 상의 일 부분에서 접선과 상기 제 1 방향이 이루는 각도는 약 80~90°인 제 1 지점(P1) 상에서 상기 분리 목표 입자(104)는 상기 강자성 패턴(208)의 표면으로부터 분리되어 다시 채널(CH1)을 따라 흘러가게 된다. 이로써 상기 강자성 패턴(208)은 제 1 화살표(A1)을 따라 흘러가서 상기 목표 입자 배출구(254c)를 통해 배출된다. 그러나 상기 기타 입자(105)에 미치는 자기력은 미미하므로 상기 강자성 패턴(208)의 표면에 포획되지 않고 층류 (laminar flow) 흐름 특성상 초기 방향(D1) 그대로 이송되게 되어 상기 기타 입자 배출구(254d)를 통해 배출된다. 이와 같이 분리 목표 입자(104)를 상기 기타 입자(105)로부터 효과적으로 분리할 수 있다. 1A and 3A, the
상기 강자성 패턴 (208)이 전 채널(CH1)의 폭 보다 넓게 배치되므로 국부적으로 고 자장 구배가 발생하여 분리에 영향을 줄 수 있는 자성 입자 트랩 등을 없앨 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 강자성 패턴(208)에는 도 3b와 같이 각진 부분이 없이 곡선 형태로 되어있다. 즉, 상기 강자성 패턴(208)의 접선들(L1, L2, L3, L4)의 기울기 각들(θ1,θ2,θ3,θ4)은 상기 채널(CH1)의 위치에 따라 연속적으로 변한다. 이로써 상기 분리 목표 입자(104)이 원치않는 위치에서 트랩 현상이 발생되지 않는다. 또한 상기 곡선 형태에 의해 자장 구배가 점진적으로 증진 되어 분리 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 상기 제 1 지점(P1)에서 상기 강자성 패턴(208)의 접선과 상기 제 1 방향(D1)이 이루는 각도가 약 80~90도로, 보다 바람직하게는 약 90도를 이룸으로써, 상기 분리 목표 입자(104)의 트랩을 막을 수 있다. 상기 제 1 지점(P1)은 바람직하게는 상기 버퍼 용액 통로(253b)와 목표 입자 통로(253c) 사이의 상기 채널(CH1)의 측면에 인접하도록 배치될 수 있다.Since the
도 4a 내지 4e는 본 발명의 예들에 따른 개략적인 평면도들을 나타낸다.Figures 4A through 4E show schematic plan views according to examples of the present invention.
도 4a를 참조하면, 상기 강자성 패턴들(208)의 갯수는 복수개일 수 있으며, 상기 강자성 패턴들(208) 간의 간격은 상기 배출구들(253c, 253d)에 가까울수록 넓어질 수 있다. 또는 도 4b를 참조하면, 상기 강자성 패턴들(208) 간의 간격은 상기 배출구들(253c, 253d)에 가까울수록 좁아질 수 있다. 상기 도 1a, 1c, 3, 4a 및 4b에서 모두 상기 강자성 패턴들(208)의 평면 형태는 'J'자와 유사할 수 있다. 이때 상기 제 1 지점(P1)은 바람직하게는 상기 버퍼 용액 통로(253b)와 목표 입자 통로(253c) 사이의 상기 채널(CH1)의 측면에 인접하도록 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the number of the
또는 도 4c 및 4d를 참조하면, 강자성 패턴들(208)의 평면 형태는 'U'자 형태와 유사할 수 있다. 그리고 두개의 혼합 용액 통로들(253a)과 두개의 기타 입자 통로들(253d)을 포함할 수 있다. 또는 도 4e를 참조하여, 강자성 패턴들(208)의 평면 형태는 'ω'자 형태와 유사할 수 있다. Or 4C and 4D, the planar shape of the
도 4c, 4d 및 4e의 경우, 입자 분리는 채널(CH1)의 중앙에서 이루어지게 된다. 도 1a, 1c, 3, 4a 및 4b에서처럼 상기 채널(CH1)의 측면에 인접하는 제 1 지점(P1)에서 입자 분리가 발생할 경우, 채널 벽 부분에서 발생할 수 있는 와류에 의해 입자 분리에 나쁜 영향이 미칠 가능성이 있다. 그러나 도 4c, 4d 및 4e와 같이 채널(CH1)의 중앙에서 분리가 일어나면 상기 와류에 의한 악영향을 배제시킬 수 있다. 4C, 4D and 4E, particle separation takes place at the center of the channel CH1. When particle separation occurs at the first point P1 adjacent to the side of the channel CH1 as shown in Figs. 1A, 1C, 3, 4A and 4B, there is a bad influence on the particle separation due to vortex that may occur in the channel wall portion There is a possibility of madness. However, if the separation occurs at the center of the channel CH1 as shown in Figs. 4C, 4D and 4E, the adverse influence due to the eddy current can be excluded.
상기 혼합 용액이 암세포를 포함하는 혈액일 경우, 예를 들면 1ml 당 10억개의 세포들을 포함하며 이들 중 대부분 정상 세포들이고 암세포는 대략 수개에서 수십개 정도가 될 수 있다. 포획된 암세포들의 종류 및 갯수를 이용하여 암의 종류 및 암의 진행 여부를 파악한다. 따라서 손실 없이 대부분의 분리 목표 입자들(104)이 상기 목표 입자 통로(253c)를 통해 빠져나오는 것, 즉 분리 목표 입자들(104)을 잘 포획하는 것이 매우 중요하다. When the mixed solution is blood containing cancer cells, for example, it contains 1 billion cells per 1 ml, most of them are normal cells, and cancer cells can be from several to dozens. The type and number of the cancer cells captured are used to determine the type of cancer and progress of cancer. Therefore, it is very important that most of the separated
분리 목표 입자(104)의 포획에 영향을 주는 첫번째 요인은 강자성 패턴(208)의 평면적 패턴 형상이다. 만약 강자성 패턴(208)의 형태가 연속적으로 기울기가 변하는 곡선 형태가 아닌, 불연속적으로 변하는 기울기를 가지는 꺽인 선 모양을 가지면, 선이 꺽인 부분에서 분리 목표 입자(104)가 트랩될 수 있다. 이와 같이 원치 않는 위치에서 트랩이 되면 분리 효율이 떨어지게 된다. 따라서 도 4a 내지 도 4e에서 강자성 패턴들(208)의 평면 형태가 연속적으로 기울기가 변하는 곡선 형태를 가지도록 하여 분리 효율을 높일 수 있도록 하였다. The first factor affecting the capture of the
분리 목표 입자(104)의 포획에 영향을 주는 두번째 요인은 채널(CH1)의 측벽(또는 경계면)이다. 혼합 용액의 유속은 채널(CH1)의 중심부에서 가장 빠르고 채널(CH1)의 측벽(경계면)에서 가장 느리다 (이론적으로 유속이 0인 지점이다). 또한 채널(CH1)의 측벽(경계면)에 강자성 패턴(208)이 배치되는 경우엔 분리 목표 입자(104)가 트랩되어 흘러가지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 또한 채널(CH1)의 측벽(경계면)에서는 유체(혼합 용액)의 와류가 발생하거나 측벽(경계면)에서 발생하는 기포의 영향을 받아서 입자 분리에 악영향을 줄 수도 있다. 도 4c, 4d 및 4e와 같이, 'U'자나 'ω'자 형태의 강자성 패턴(208)을 가지는 경우에는 채널(CH1)의 중심부에서 분리가 이루어져 이러한 문제들을 해결할 수 있다. The second factor affecting the capture of the
분리 목표 입자(104)의 포획에 영향을 주는 세번째 요인은 출구 쪽에서 분리 목표 입자(104)가 원치 않는 기타 입자 통로(253c)로 빠지는 것을 최소화해야 한다. 투입구들(254a, 254b)로부터 서로 다른 밀도의 혼합 용액(ex, 혈액)과 버퍼 용액이 들어오면 동일한 유속에서는 밀도가 낮은 쪽으로 유체가 움직이게 된다. 즉, 혼합용액이 버퍼 용액쪽으로 밀고 들어오게 된다. 그래서 유속을 조절하여 혼합 용액 중에서 분리 목표 입자들(104)만 잡아내고 나머지 기타 입자들(105)은 기타 입자 배출구(254d) 쪽으로 들어가게 해야 한다. 그리고 미세 채널 안에서 대부분 층류이지만 통로들(253c, 253d)에서 채널(CH1)의 폭이 변화하게 되어 와류가 발생할 수 있다. 이 와류에 의해 분리 목표 입자들(104)의 일부가 기타 입자 통로(253c)로 들어가지 못하도록 방지하는 구조가 필요하다. 도 4e의 'ω'자 형태의 강자성 패턴(208)을 가지는 경우에는, 중앙 부분에서 분리 목표 입자(104)가 받는 자기력이 수학식 1과 수학식 2에 의하여 최소화되어, 분리된 목표 입자들(104)에는 거의 용액의 층류 흐름에 따른 힘만 미치게 된다. 이로써 분리된 목표 입자들(104)이 층류 흐름에 따라 분리된 상태를 잘 유지할 수 있어 분리 목표 입자들(104)을 손실없이 최대한 포획할 수 있다.
A third factor affecting the capture of the
다음은 본 발명의 다중 분리 장치를 제조하는 과정을 설명하기로 한다. Hereinafter, the process of manufacturing the multiple separation apparatus of the present invention will be described.
상기 다중 분리 장치의 상판(250) 및 하판(200)은 각각 사출성형(Injection molding), 핫엠보싱(Hot embossing), 캐스팅(Casting), 광성형(Stereolithography), 레이저 어블레이션(Laser ablation), 쾌속조형(Rapid prototyping), 실크스크린(silk screen), 수치 제어 머시닝(Numerical Control machining; NC machining) 등과 같은 전통적인 기계 가공법 또는 포토리소그래피(Photolithography)를 이용한 반도체 가공법 중에서 선택된 하나의 방식으로 성형될 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 이용하는 것이 바람직하다.The
상기 상판(250)과 상기 하판(200)에 각각 상술한 미세 구조물들을 형성한 후에, 상기 상판(250)과 상기 하판(200)을 결합시킨다. 이때 표면 플라즈마 처리와 같은 표면 개질과 자기조립막 형성을 통해 표면에 접착을 위한 기능성 물질을 형성하여 결합한 후에 압력을 가하면서 열처리를 통해 결합을 하는 것이 바람직하다. 또는 상판 및 하판 결합은 접착 부재에 의해 결합될 수 있다. 상판(250)과 하판(200)이 동종 재료인 경우, 접착 부재는 열, 화학 약품, 초음파 등일 수 있고, 이종 재료인 경우, 액체형의 접착물질, 분말형의 접착 물질, 종이와 같은 얇은 판상형의 접착 물질일 수 있다. 상판(250)과 하판(200)의 결합 과정에서 생화학 물질(항체 등)의 변성을 막기 위해 상온 혹은 저온 접합이 필요한 경우에는 압력만으로 접합이 이루어지는 접착 물질(pressure sensitive adhesive)를 사용할 수 있다.After the microstructures described above are formed on the
구체적인 예로써, 먼저 하판을 형성하는 과정을 도 5a 내지 5e를 참조하여 설명하기로 한다.As a concrete example, a process of forming the lower plate will be described first with reference to FIGS. 5A to 5E.
도 5a를 참조하면, 하판(200)을 준비한다. 상기 하판(200)은 예를 들면 실리콘 웨이퍼일 수 있으며 세정하여 준비할 수 있다. Referring to FIG. 5A, a
도 5b를 참조하면 상기 하판(200) 상에 시드막(202)을 형성한다. 상기 시드막(202)은 티타늄, 니켈, 구리, 크롬 중 선택되는 적어도 하나의 금속 또는 이의 화합물로 증착 공정을 통해 형성될 수 있다. Referring to FIG. 5B, a
도 5c를 참조하면, 상기 시드막(202) 상에 하부 포토레지스트막(204)을 형성한다. Referring to FIG. 5C, a
도 5d를 참조하면, 노광 및 현상 공정을 통해 상기 하부 포토레지스트막(204)에 상기 시드막(202)을 노출시키는 복수개의 홈들(206)을 형성한다. Referring to FIG. 5D, a plurality of
도 5e를 참조하면, 전기도금 방법 또는 전자빔을 이용한 증착 공정을 통해 상기 홈들(206)을 채우는 강자성 패턴들(208)을 형성한다. 상기 강자성 패턴들(208)은 니켈, 니켈-코발트, 니켈-철, 마그네슘-알루미늄, 니켈-철-구리-크롬, 철-니켈-몰리브덴-마그네슘 중에 선택되는 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 이때 상기 강자성 패턴(208)의 두께는 예를 들면 0.1~1000㎛일 수 있다. 후속으로 표면을 평탄화하기 위해 CMP(Chemical mechanical polishing)와 같은 평탄화 공정을 진행할 수 있다. 이로써 상기 하판(200)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5E,
그다음 상기 상판(250)을 형성하는 과정을 도 6a 내지 6d을 참조하여 설명하기로 한다.Next, a process of forming the
도 6a를 참조하면, 먼저 주형 기판(240)을 형성한다. 상기 주형 기판(240)은 예를 들면 실리콘 웨이퍼일 수 있다. Referring to FIG. 6A, a
도 6b를 참조하면, 상기 주형 기판(240) 상에 상부 포토레지스트 패턴(242)을 형성한다. 상기 상부 포토레지스트 패턴(242)을 형성하기 위하여, 먼저 바람직하게는 에폭시 계열 감광성 포토레지스트를 도포한다. 상기 포토레지스트의 두께는 포토레지스트의 점도를 조절하거나 스핀 코팅 장비에서의 분당 회전 수(예: 500 내지 5000 rpm)에 비례하여 다양하게(예: 1 내지 1000㎛) 제어가 가능하다. 에폭시 계열 감광성 포토레지스트는 열경화가 일어난 후 추가로 노광 작업을 하더라도 영향을 받지 않고 정밀한 패턴형성이 가능하며 노광 공정에 의해 손쉽고 빠르게 원하는 패턴과 깊이를 얻을 수 있다. 대표적인 에폭시 계열 포토레지스트는 SU-8 계열 네거티브 포토레지스트일 수 있다. 정밀한 패턴 형상(1 ㎛ 이상의 분해능)은 노광 마스크의 패턴에 의해 제어될 수 있다. 이러한 공정에 의해 초정밀한 채널 깊이와 패턴 형상을 가지는 유체 채널 형상에 상응하는 상기 상부 포토레지스트 패턴(242)를 포함한 상판 몰드 원형을 완성할 수 있다.Referring to FIG. 6B, an
도 6c를 참조하면, 상기 주형 기판(240) 상에 PDMS 물질을 코팅하고 경화하여 상판(250)을 형성한다. Referring to FIG. 6C, a PDMS material is coated on the
도 6d를 참조하면, 상기 상판(250)을 상기 주형 기판(240)으로부터 분리한다. 상기 상판(250)에는 상기 상부 포토레지스트 패턴(242)이 있던 곳에 함몰부(252)가 형성될 수 있다. 그리고 구멍들(254a~254d)을 펀칭 등의 방법으로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 6D, the
도시하지는 않았지만, 상기 PDMS 물질을 코팅하기 전에, 상판 몰드 원형의 구조물에 전기 도금 공정을 적용하여 금속 몰드를 제작할 수 있다. 전기 도금은 Ti, Cr, Al, Au 등의 금속으로 이루어진 시드(seed)층을 형성한 후 수행될 수 있다. 금속 몰드의 두께는 전사될 기판(예: 고분자 기판)상에 전사할 때 휘어짐이나 부서짐이 없을 정도이면 충분하다. 이후, 주형 기판(예: 실리콘 기판)을 금속 몰드만 남도록 습식 식각 등의 방법으로 제거한다. Although not shown, before the PDMS material is coated, a metal mold may be manufactured by applying an electroplating process to the circular mold structure of the upper plate. The electroplating may be performed after forming a seed layer made of a metal such as Ti, Cr, Al, or Au. The thickness of the metal mold is sufficient to prevent warping or bending when transferred onto a substrate (for example, a polymer substrate) to be transferred. Thereafter, the mold substrate (for example, the silicon substrate) is removed by wet etching or the like so that only the metal mold remains.
금속 몰드는 사출 성형(injection molding), 핫엠보싱(hot embossing), 캐스팅(casting) 등의 방법으로 기판(예: 고분자 기판)에 전사될 수 있다. 이후, 구멍들(254a~254d)을 형성할 수 있다. The metal mold may be transferred to a substrate (e.g., a polymer substrate) by a method such as injection molding, hot embossing, casting, or the like. Thereafter,
도 1c를 참조하여, 상기 상판(250)을 상기 하판(200) 상에 결합시킨다. 이때 강자성 패턴(208)와 채널(CH1)과 서로 대응되도록 결합한다. 상기 상판(250)과 상기 하판(200)이 동종 재료인 경우, 열, 화학 약품, 초음파 등에 의해 접착될 수 있고, 이종 재료인 경우, 액체형의 접착물질, 분말형의 접착 물질, 종이와 같은 얇은 판상형의 접착 물질이 이용될 수 있다. 상기 상판(250)과 상기 하판(200)의 결합 과정에서 생화학 물질(항체 등)의 변성을 막기 위해 상온 혹은 저온 접합이 필요한 경우에는 압력만으로 접합이 이루어지는 접착 물질(pressure sensitive adhesive)을 사용할 수 있다. Referring to FIG. 1C, the
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatuses and methods, but can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
Claims (20)
상기 채널의 바닥 아래에 배치되 적어도 하나의 강자성 패턴을 포함하되,
상기 강자성 패턴의 접선의 기울기는 상기 채널의 위치에 따라 연속적으로 변하며,
상기 혼합 용액은 분리 목표 입자와 기타 입자를 포함하는 다중 분리 장치.A channel through which the mixed solution flows in the first direction; And
At least one ferromagnetic pattern disposed beneath the bottom of the channel,
Wherein the slope of the tangent of the ferromagnetic pattern varies continuously with the position of the channel,
Wherein the mixed solution comprises separation target particles and other particles.
상기 강자성 패턴 상의 일 부분에서 접선과 상기 제 1 방향이 이루는 각도는 80~90°인 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the angle formed by the tangent line and the first direction at one portion of the ferromagnetic pattern is 80 to 90 degrees.
상기 강자성 패턴은 'J', 'U' 및 'ω' 중에 적어도 하나의 형태를 가지는 다중 분리 장치. The method according to claim 1,
Wherein the ferromagnetic pattern has at least one of 'J', 'U' and 'ω'.
상기 강자성 패턴의 선폭은 위치에 따라 변하는 다중 분리 장치. The method of claim 1, wherein
Wherein the line width of the ferromagnetic pattern varies depending on the position.
상기 강자성 패턴의 폭은 10~1000㎛인 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the ferromagnetic pattern has a width of 10 to 1000 mu m.
상기 강자성 패턴의 두께는 0.1~1000㎛인 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the ferromagnetic pattern is 0.1 to 1000 mu m.
상기 채널의 높이는 10~1000㎛인 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the channel has a height of 10 to 1000 mu m.
상기 채널에 인접하여 배치되는 적어도 하나의 영구자석을 더 포함하는 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
And at least one permanent magnet disposed adjacent to the channel.
상기 채널에 연결되며 상기 혼합 용액이 투입되는 적어도 하나의 혼합 용액 투입구;
상기 채널에 연결되는 버퍼 용액 투입구;
상기 채널에 연결되며, 상기 분리 목표 입자가 배출되는 목표 입자 배출구; 및
상기 채널에 연결되며, 상기 기타 입자가 배출되는 적어도 하나의 기타 입자 배출구를 더 포함하되,
상기 혼합 용액 투입구와 상기 기타 입자 배출구는 상기 채널의 일 측면에 연결되며
상기 버퍼 용액 투입구와 상기 목표 입자 배출구는 상기 채널의 상기 일 측면과 이격된 타 측면에 연결되는 다중 분리 장치. The method according to claim 1,
At least one mixing solution inlet connected to the channel and into which the mixed solution is introduced;
A buffer solution inlet connected to the channel;
A target particle outlet connected to the channel, through which the separation target particle is discharged; And
And at least one other particle outlet connected to the channel and through which the other particles are discharged,
The mixing solution inlet and the other particle outlet are connected to one side of the channel
Wherein the buffer solution inlet and the target particle outlet are connected to the other side and the other side of the channel.
상기 강자성 패턴의 갯수는 복수개이며,
상기 강자성 패턴들 간의 간격은 상기 기타 입자 배출구에 가까울수록 좁아지는 다중 분리 장치.10. The method of claim 9,
The number of the ferromagnetic patterns is plural,
Wherein the spacing between the ferromagnetic patterns is narrower toward the other particle outlet.
상기 타측면과 상기 강자성 패턴이 만나는 지점에서의 접선이 상기 타측면과 이루는 각도는 80~90°인 다중 분리 장치.10. The method of claim 9,
Wherein an angle formed by the tangent at the point where the other side meets the ferromagnetic pattern and the other side is 80 to 90 degrees.
상기 분리 목표 입자의 자화량은 상기 기타 입자의 자화량보다 큰 다중 분리 장치. The method according to claim 1,
Wherein the magnetization amount of the separation target particle is larger than the magnetization amount of the other particles.
상기 분리 목표 입자는 자성 나노 입자가 결합되며, 유전자, DNA, RNA, 단백질, 펩타이드 및 암세포 중의 적어도 하나인 다중 분리 장치. 13. The method of claim 12,
Wherein the separation target particle is at least one of a gene, a DNA, an RNA, a protein, a peptide, and a cancer cell, to which the magnetic nanoparticles are bound.
상기 강자성 패턴이 배치되는 하판; 및
상기 하판 상에 배치되며 상기 채널을 제공하기 위한 내부 공간을 포함하는 상판을 더 포함하되,
상기 하판과 상기 상판 중 적어도 하나는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 다중 분리 장치.The method according to claim 1,
A lower plate on which the ferromagnetic pattern is disposed; And
Further comprising an upper plate disposed on the lower plate and including an inner space for providing the channel,
Wherein at least one of the lower plate and the upper plate comprises polydimethylsiloxane (PDMS).
상기 하판과 상기 상판 사이에 개재되며 상기 강자성 패턴의 측벽과 접하는 포토레지스트 패턴을 더 포함하는 다중 분리 장치. 15. The method of claim 14,
And a photoresist pattern interposed between the lower plate and the upper plate and in contact with the sidewalls of the ferromagnetic pattern.
내부에 함몰부와 상기 함몰부와 연결되는 복수개의 구멍을 포함하는 상판을 형성하는 단계; 및
상기 하판 상에 상기 상판을 결합시키는 단계를 포함하는 다중 분리 장치의 제조 방법. Forming a bottom plate including photoresist patterns on the top surface and a ferromagnetic pattern between the photoresist patterns;
Forming an upper plate including a depression therein and a plurality of holes connected to the depression; And
And joining the top plate onto the bottom plate.
상기 하판 상에 상기 상판을 결합시키는 단계는 접착제를 이용하여 상기 상판을 상기 하판 상에 접합시키는 단계를 포함하는 다중 분리 장치의 제조 방법.17. The method of claim 16,
Wherein the step of joining the upper plate on the lower plate includes bonding the upper plate to the lower plate using an adhesive.
상기 하판을 형성하는 단계는,
상기 하판 상에 시드막을 형성하는 단계;
상기 시드막 상에 포토레지스트 패턴들을 형성하는 단계; 및
도금 공정을 진행하여 상기 포토레지스트 패턴들 사이에 상기 강자성 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 다중 분리 장치의 제조 방법. 17. The method of claim 16,
The step of forming the lower plate may include:
Forming a seed film on the lower plate;
Forming photoresist patterns on the seed film; And
And forming a ferromagnetic pattern between the photoresist patterns by performing a plating process.
상기 상판을 형성하는 단계는,
희생 기판을 준비하는 단계;
상기 희생 기판 상에 희생 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;
상기 희생 기판 상에 상기 희생 포토레지스트 패턴을 덮는 몰드막을 형성하는 단계;
상기 희생 기판과 상기 희생 포토레지스트 패턴을 제거하여 상기 몰드막에 함몰부를 형성하는 단계; 및
상기 몰드막에 상기 함몰부와 연결되도록 구멍을 뚫는 단계를 포함하는 다중 분리 장치의 제조 방법. 17. The method of claim 16,
The step of forming the top plate may include:
Preparing a sacrificial substrate;
Forming a sacrificial photoresist pattern on the sacrificial substrate;
Forming a mold film covering the sacrificial photoresist pattern on the sacrificial substrate;
Removing the sacrificial substrate and the sacrificial photoresist pattern to form a depression in the mold film; And
And punching the mold film to be connected to the depression.
상기 몰드막은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함하는 다중 분리 장치의 제조 방법.
20. The method of claim 19,
Wherein the mold film comprises polydimethylsiloxane (PDMS).
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