KR20150007026A - Pcr 칩 - Google Patents

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KR20150007026A
KR20150007026A KR1020130080830A KR20130080830A KR20150007026A KR 20150007026 A KR20150007026 A KR 20150007026A KR 1020130080830 A KR1020130080830 A KR 1020130080830A KR 20130080830 A KR20130080830 A KR 20130080830A KR 20150007026 A KR20150007026 A KR 20150007026A
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chamber
channel
air outlet
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sample inlet
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KR1020130080830A
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이진우
유금표
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(주) 미코에스앤피
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    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01L9/527—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip
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    • B01L2300/0819—Microarrays; Biochips

Abstract

PCR 칩은 몸체와, 상기 몸체의 상면에 구비되며, DNA를 합성하기 위한 액체 시료가 유입되는 시료 유입구와, 상기 몸체의 상면에 구비되며, 공기를 배출하기 위한 공기 배출구와, 상기 몸체의 내부에 상기 시료 유입구와 상기 공기 배출구와 이격되도록 구비되며, 상기 액체 시료를 수용하기 위한 챔버와, 상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 액체 시료를 상기 챔버로 공급되도록 상기 시료 유입구와 상기 챔버를 연결하는 제1 채널 및 상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 챔버 내부의 공기가 외부로 배출되도록 상기 공기 배출구와 상기 챔버를 연결하는 제2 채널을 포함할 수 있다.

Description

PCR 칩{PCR chip}
본 발명은 PCR 칩에 관한 것으로, DNA를 합성하기 위한 액체 시료를 수용하는 PCR 칩에 관한 것이다.
일반적으로, DNA 증폭기술은 생명과학, 유전공학 및 의학 분야 등의 연구개발 및 진단 목적으로 광범위하게 활용되고 있으며, 특히 중합효소 연쇄반응 (Polymerase Chain Reaction: 이하 PCR)에 의한 DNA 증폭기술이 널리 활용되고 있다. 상기 PCR은 유전체에 있는 특정 DNA서열을 필요한 만큼 증폭을 할 때 쓰인다.
상기 PCR은 일반적으로 변성단계(Denaturation step), 풀림단계(Annealing step), 신장단계(Extension step)를 통해 DNA 증폭이 달성된다. 상기 PCR은 DNA 시료를 PCR 칩에 주입한 후 상기 PCR 칩을 PCR 장치에 삽입하여 이루어진다.
상기 PCR 칩은 DNA를 합성하기 위한 액체 시료를 수용하기 위한 챔버를 가지며, 상기 액체 시료를 상기 챔버로 주입할 때 상기 챔버에 보이드가 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 챔버의 상부에 공기 배출구를 갖는다. 한국등록특허10-1080087호에는 챔버의 상부에 공기 배출구가 구비된 기술이 개시되어 있다.
상기 PCR 장치의 센서 모듈에서 광을 이용하여 상기 챔버 내부의 상기 액체 시료를 분석할 때, 상기 공기 배출구가 상기 센서 모듈의 측정을 방해할 수 있다. 또한, 상기 PCR 장치에서 상기 PCR 진행시 상기 공기 배출구를 통해 상기 액체 시료가 증발할 수 있어 상기 PCR이 완전하게 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 상기 액체 시료에 대한 분석 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명은 보이드 발생 및 액체 시료의 증발을 방지할 수 있는 PCR 칩을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 PCR 칩은 몸체와, 상기 몸체의 상면에 구비되며, DNA를 합성하기 위한 액체 시료가 유입되는 시료 유입구와, 상기 몸체의 상면에 구비되며, 공기를 배출하기 위한 공기 배출구와, 상기 몸체의 내부에 상기 시료 유입구와 상기 공기 배출구와 이격되도록 구비되며, 상기 액체 시료를 수용하기 위한 챔버와, 상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 액체 시료를 상기 챔버로 공급되도록 상기 시료 유입구와 상기 챔버를 연결하는 제1 채널 및 상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 챔버 내부의 공기가 외부로 배출되도록 상기 공기 배출구와 상기 챔버를 연결하는 제2 채널을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 챔버는 폭과 깊이 중 적어도 하나가 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 폭과 깊이보다 크거나 깊을 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 챔버의 깊이가 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 깊이보다 깊은 경우, 상기 액체 시료가 상기 챔버의 저면에서부터 채워지도록 상기 제1 채널은 상기 챔버의 하부와 연결되며, 상기 공기의 배출이 용이하도록 상기 제2 채널은 상기 챔버의 상부와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 상부 기판, 중간 기판 및 하부 기판으로 이루어지며, 상기 시료 유입구 및 상기 공기 배출구는 상기 상부 기판에 구비되고, 상기 챔버, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 중간 기판에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 중간 기판은 실리콘 재질로 이루어지거나, 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR)로 이루어지거나 상기 실리콘 재질과 DFR이 적층되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 시료 유입구 및 제1 채널과 상기 공기 배출구 및 제2 채널은 상기 챔버를 기준으로 서로 반대 쪽에 위치하거나 같은 쪽에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 몸체는 상기 챔버의 상부 및 하부 중 적어도 하나가 광 투과를 위해 투명 재질로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PCR 칩은 시료 유입구 및 공기 배출구가 챔버의 상부가 아닌 지점에 이격되어 배치된다. 따라서, 상기 액체 시료가 상기 시료 유입구와 연결된 제1 채널을 통해 공급되어 상기 챔버에 채워지고, 상기 챔버 내부의 공기가 상기 공기 배출구와 연결된 제2 채널을 통해 용이하게 배출될 수 있다. 특히, 상기 제1 채널이 상기 챔버의 측면 하부와 연결되는 경우, 상기 액체 시료가 상기 챔버의 저면에서부터 채워지므로, 상기 챔버 내부의 공기를 더욱 용이하게 배출될 수 있다.
그러므로, 상기 챔버 내부로 상기 액체 시료를 주입할 때 상기 챔버에 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 시료 유입구 및 상기 공기 배출구의 방해없이 PCR 장치의 센서 모듈에서 광을 이용하여 상기 챔버 내부의 액체 시료를 분석할 수 있다.
그리고, 상기 PCR 장치에서 상기 PCR 진행시 상기 시료 유입구 및 상기 공기 배출구를 통해 상기 액체 시료가 증발하는 것도 방지할 수 있다.
그러므로, 상기 PCR 칩을 이용하여 상기 액체 시료의 분석 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 PCR 칩을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 채널 및 제2 채널의 다른 예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 칩을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 PCR 칩에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 칩을 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 PCR 칩을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, PCR 칩(100)은 DNA를 합성하기 위한 액체 시료를 수용하며, 몸체(110)에 시료 유입구(120), 공기 배출구(130), 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)이 구비된다.
몸체(110)는 상부 기판(112), 중간 기판(114) 및 하부 기판(116)을 포함한다.
시료 유입구(120)는 몸체(110)의 상면에 구비된다. 구체적으로, 시료 유입구(120)는 상부 기판(112)의 상하를 관통한다. 시료 유입구(120)를 통해 상기 액체 시료가 유입된다.
공기 배출구(130)는 몸체(110)의 상면에 구비된다. 구체적으로, 공기 배출구(130)는 상부 기판(112)의 상하를 관통한다. 공기 배출구(130)를 통해 공기가 배출될 수 있다.
시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)는 상부 기판(112)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
챔버(140)는 몸체(110)의 내부에 구비된다. 이때, 챔버(140)는 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)와 이격되도록 구비된다. 즉, 챔버(140)의 상방에 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)가 위치하지 않는다. 챔버(140)를 기준으로 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)는 서로 반대쪽에 위치할 수 있다.
구체적으로, 챔버(140)는 중간 기판(114)에 구비되며, 중간 기판(114)의 상하를 관통한다. 챔버(140)는 마름모 기둥, 사각 기둥, 원기둥, 타원 기둥, 원구, 타원구 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 챔버(140)는 내부에 상기 액체 시료를 수용한다.
챔버(140)는 폭은 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 폭보다 클 수 있다. 또한, 챔버(140)의 깊이는 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이보다 깊을 수 있다. 따라서, 챔버(140)의 부피가 커 많은 양의 액체 시료를 충분히 수용할 수 있다.
제1 채널(150)은 몸체(110)의 내부에 구비되며, 상기 액체 시료가 챔버(140)로 공급되도록 시료 유입구(120)와 챔버(140)를 연결한다. 구체적으로, 제1 채널(150)은 시료 유입구(120) 하부의 중간 기판(114)을 상하로 관통한 후 중간 기판(114)의 하부면을 따라 수평 방향으로 연장하여 형성된다.
챔버(140)의 깊이가 제1 채널(150)의 깊이보다 깊으므로, 제1 채널(150)은 챔버(140)의 측면 하부와 연결된다. 상기 액체 시료가 제1 채널(150)을 통해 챔버(140)로 공급될 때 상기 액체 시료는 챔버(140)의 저면부터 채워질 수 있다.
제2 채널(160)은 몸체(110)의 내부에 구비되며, 챔버(140) 내부의 공기가 외부로 배출되도록 공기 배출구(130)와 챔버(140)를 연결한다. 구체적으로, 제2 채널(160)은 공기 배출구(130) 하부에서부터 중간 기판(114)의 상부면을 따라 수평 방향으로 챔버(140)까지 연장하여 형성된다.
챔버(140)의 깊이가 제2 채널(160)의 깊이보다 깊으므로, 제2 채널(160)은 챔버(140)의 측면 상부와 연결된다. 상기 액체 시료가 챔버(140)로 공급될 때 챔버(140) 내부의 공기가 제2 채널(160) 및 공기 배출구(130)를 통해 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
한편, 챔버(140)를 기준으로 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)는 서로 반대쪽에 위치하고, 제1 채널(150)은 시료 유입구(120)와 챔버(140)를 연결하고, 제2 채널(160)은 공기 배출구(130)와 챔버를 연결한다. 그러므로, 제1 채널(150)과 제2 채널(160)은 챔버(140)를 기준으로 서로 반대쪽에 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 채널 및 제2 채널의 다른 예들을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 챔버(140)는 폭은 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 폭보다 크지만, 챔버(140)의 깊이는 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이와 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 채널(150)은 시료 유입구(120) 하부에서부터 챔버(140)까지 중간 기판(114)의 상하를 관통하여 형성되고, 제2 채널(160)은 공기 배출구(130) 하부에서부터 챔버(140)까지 중간 기판(114)의 상하를 관통하여 형성될 수 있다.
챔버(140)의 깊이가 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이와 같으므로, 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)은 챔버(140)의 측면과 각각 연결된다.
도 4를 참조하면, 챔버(140)는 폭은 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 폭보다 크고, 챔버(140)의 깊이는 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이보다 깊다.
제1 채널(150)은 시료 유입구(120) 하부에서부터 중간 기판(114)의 상부면을 따라 수평 방향으로 챔버(140)까지 연장하여 형성되고, 제2 채널(160)은 공기 배출구(130) 하부에서부터 중간 기판(114)의 상부면을 따라 수평 방향으로 챔버(140)까지 연장하여 형성된다. 챔버(140)의 깊이가 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이보다 깊으므로, 제1 채널(150)은 및 제2 채널(160)은 챔버(140)의 측면 상부와 각각 연결된다.
도 3 및 도 4와 같은 경우에도, 상기 액체 시료가 제1 채널(150)을 통해 챔버(140)로 공급될 때 상기 액체 시료는 챔버(140)에 채워지며, 상기 액체 시료가 챔버(140)로 공급될 때 챔버(140) 내부의 공기가 제2 채널(160) 및 공기 배출구(130)를 통해 외부로 용이하게 배출될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, PCR 장치의 센서 모듈에서 광을 이용하여 챔버(140) 내부의 상기 액체 시료를 분석한다. 따라서, 몸체(110)는 챔버(140)의 상부 및 하부 중 적어도 하나가 상기 광이 투과할 수 있도록 투명 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상부 기판(112)과 하부 기판(116) 중 적어도 하나가 상기 투명 재질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 재질은 상기 광이 투과된다면 어떠한 재질로 무관하다. 상기 투명 재질로는 유리 또는 합성 수지가 사용될 수 있다. 상기 합성 수지의 예로는 투명 실리콘, 투명 우레탄, 투명 PVC 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
중간 기판(114)은 실리콘 재질 또는 상기 투명 재질로 이루어지거나, 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR)로 이루어지거나 상기 실리콘 재질 또는 상기 투명 재질과 DFR이 적층되어 형성될 수 있다. 상기 실리콘 재질에 대해서는 마스크 패턴을 이용한 식각 공정을 이용하여 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다. 상기 DFR에 대해서는 노광 공정과 현상 공정을 이용하여 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
먼저, 도 1 및 도 2와 같이 챔버(140)의 깊이가 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)보다 깊고 제1 채널(150)은 챔버(140)의 측면 하부와 연결되고 제2 채널(160)은 챔버(140)의 측면 상부와 연결되는 경우에 대해 설명한다.
일 예로, 상기 실리콘 재질의 기판 상부면에 제1 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 실리콘 기판이 관통되도록 식각하여 제1 채널(150)의 상하 방향 일부 및 챔버(140)를 형성한다. 상기 제1 마스크 패턴을 제거한 다음, 상기 실리콘 기판 상부면에 제2 마스크 패턴을 형성한 후 상기 실리콘 기판을 식각하여 제2 채널(160)을 형성한다. 상기 제2 마스크 패턴을 제거하고, 상기 실리콘 기판의 하부면에 제3 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 실리콘 기판의 하부면을 식각하여 제1 채널(150)의 하부 일부를 형성한다. 이후, 상기 제3 마스크 패턴을 제거함으로써 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
한편, 상기 식각 공정을 통해 상기 실리콘 기판에 제2 채널(160)을 먼저 형성하고, 제1 채널(150)의 상하 방향 일부 및 챔버(140)를 형성한 후, 제1 채널(150)의 하부 일부를 형성할 수도 있다.
이외에도 상기 실리콘 기판에 대한 식각 순서를 달리하여 다양한 방법으로 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
다른 예로, 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)가 형성된 상부 기판(112)의 하부면에 제1 DFR을 부착하고, 상기 제1 DFR을 노광 및 현상하여 제1 채널(150)의 상부 일부, 챔버(140)의 상부 일부 및 제2 채널(160)을 형성한다. 다음으로, 하부 기판(116)의 상부면에 제2 DFR을 부착하고, 상기 제2 DFR을 노광 및 현상하여 챔버(140)의 하부 일부 및 제1 채널(150)의 하부 일부를 형성한다. 이후, 상기 제1 DFR과 제2 DFR 사이에 챔버(140)의 중간 일부 및 제1 채널(150)의 중간 일부가 형성된 실리콘 층 또는 투명 재질 층을 배치한 후 열 또는 압축 본딩함으로써 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다. 이때, 챔버(140)의 중간 일부 및 제1 채널(150)의 중간 일부가 형성된 실리콘 층 또는 투명 재질 층은 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
한편, 상기 실리콘 층의 하부면에 상기 제2 DFR을 부착하고, 상기 제2 DFR을 노광 및 현상하여 챔버(140)의 하부 일부 및 제1 채널(150)의 하부 일부를 형성할 수도 있다.
도 3과 같이 챔버(140)의 깊이는 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)의 깊이와 실질적으로 동일한 경우에 대해 설명한다.
일 예로, 상기 실리콘 재질의 기판 상부면에 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 실리콘 기판이 관통되도록 식각하여 제1 채널(150), 챔버(140) 및 제2 채널(160)을 형성한다, 다음으로, 상기 마스크 패턴을 제거함으로써 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
다른 예로, 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)가 형성된 상부 기판(112)의 하부면 또는 하부 기판(116)의 상부면에 DFR을 부착하고, 상기 DFR을 노광 및 현상하여 제1 채널(150), 챔버(140) 및 제2 채널(160)을 한번에 형성할 수 있다.
도 4와 같이 챔버(140)의 깊이가 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)보다 깊고 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)은 챔버(140)의 측면 상부와 각각 연결되는 경우에 대해 설명한다.
일 예로, 상기 실리콘 재질의 기판 상부면에 제1 마스크 패턴을 형성한 후, 상기 실리콘 기판이 관통되도록 식각하여 챔버(140)를 형성한다. 상기 제1 마스크 패턴을 제거한 다음, 상기 실리콘 기판 상부면에 제2 마스크 패턴을 형성한 후 상기 실리콘 기판을 식각하여 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성한다. 상기 제2 마스크 패턴을 제거함으로써 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
다른 예로, 시료 유입구(120)와 공기 배출구(130)가 형성된 상부 기판(112)의 하부면에 제1 DFR을 부착하고, 상기 제1 DFR을 노광 및 현상하여 제1 채널(150), 챔버(140)의 상부 일부 및 제2 채널(160)을 형성한다. 다음으로, 하부 기판(116)의 상부면에 제2 DFR을 부착하고, 상기 제2 DFR을 노광 및 현상하여 챔버(140)의 하부 일부를 형성한다. 이후, 상기 제1 DFR과 제2 DFR을 열 또는 압축 본딩함으로써 중간 기판(114)에 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)을 형성할 수 있다.
상기 DFR은 열전도도가 상기 실리콘에 비하여 매우 낮으므로, 챔버(140)에 수용되는 액체 시료의 보온에 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 몸체(110)의 내부에는 온도 센서가 구비될 수 있다. 상기 온도 센서를 이용하여 PCR 칩의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 PCR 칩(100)은 상기 액체 시료가 제1 채널(150)을 통해 챔버(140)로 공급되어 챔버(140)를 저면부터 채우고, 챔버(140) 내부의 공기는 제2 채널(160)을 통해 외부로 배출되므로, 챔버(140)에 상기 보이드가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 PCR 칩을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, PCR 칩(200)은 몸체(210)에 시료 유입구(220), 공기 배출구(230), 챔버(240), 제1 채널(250) 및 제2 채널(260)이 구비되며, 몸체(210)는 상부 기판(212), 중간 기판(214) 및 하부 기판(216)을 포함한다.
몸체(210), 시료 유입구(220), 공기 배출구(230), 챔버(240), 제1 채널(250) 및 제2 채널(260)에 대한 구체적인 설명은 시료 유입구(220), 공기 배출구(230), 챔버(240), 제1 채널(250) 및 제2 채널(260)의 위치에 대한 것을 제외하면 도 1 내지 도 4를 참조한 몸체(110), 시료 유입구(120), 공기 배출구(130), 챔버(140), 제1 채널(150) 및 제2 채널(160)에 대한 설명과 실질적으로 동일하다.
시료 유입구(220)와 공기 배출구(230)는 상부 기판(212)의 일측에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들면, 시료 유입구(220)와 공기 배출구(230)는 챔버(240)를 기준으로 같은 쪽에 위치할 수 있다. 제1 채널(250)은 시료 유입구(220)와 챔버(240)를 연결하고, 제2 채널(260)은 공기 배출구(230)와 챔버를 연결하므로, 제1 채널(250) 및 제2 채널(260)도 챔버(240)를 기준으로 같은 쪽에 위치한다.
본 발명에 따른 PCR 칩(200)은 액체 시료가 제1 채널(250)을 통해 챔버(240)로 공급되어 모세관 현상에 의해 챔버(240)의 곡면을 따라 챔버(240)를 채워지며, 챔버(240)의 공기는 제2 채널(260)을 통해 외부로 배출되므로, 챔버(240)에 보이드가 발생하는 것을 원천적으로 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PCR 칩은 챔버 내부로 액체 시료를 주입할 때 상기 챔버에 보이드가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 시료 유입구 및 상기 공기 배출구의 방해없이 PCR 장치의 센서 모듈에서 광을 이용하여 상기 챔버 내부의 액체 시료를 분석할 수 있다. 또한, 상기 PCR 장치에서 상기 PCR 진행시 상기 시료 유입구 및 상기 공기 배출구를 통해 상기 액체 시료가 증발하는 것도 방지할 수 있다. 그러므로, 상기 PCR 칩을 이용하여 상기 액체 시료의 분석 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : PCR 칩 110 : 몸체
120 : 시료 유입구 130 : 공기 배출구
140 : 챔버 150 : 제1 채널
160 : 제2 채널

Claims (7)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 상면에 구비되며, DNA를 합성하기 위한 액체 시료가 유입되는 시료 유입구;
    상기 몸체의 상면에 구비되며, 공기를 배출하기 위한 공기 배출구;
    상기 몸체의 내부에 상기 시료 유입구와 상기 공기 배출구와 이격되도록 구비되며, 상기 액체 시료를 수용하기 위한 챔버;
    상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 액체 시료를 상기 챔버로 공급되도록 상기 시료 유입구와 상기 챔버를 연결하는 제1 채널; 및
    상기 몸체의 내부에 구비되며, 상기 챔버 내부의 공기가 외부로 배출되도록 상기 공기 배출구와 상기 챔버를 연결하는 제2 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버는 폭과 깊이 중 적어도 하나가 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 폭과 깊이보다 크거나 깊은 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  3. 제2항에 있어서, 상기 챔버의 깊이가 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널의 깊이보다 깊은 경우,
    상기 액체 시료가 상기 챔버의 저면에서부터 채워지도록 상기 제1 채널은 상기 챔버의 하부와 연결되며, 상기 공기의 배출이 용이하도록 상기 제2 채널은 상기 챔버의 상부와 연결되는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 상부 기판, 중간 기판 및 하부 기판으로 이루어지며,
    상기 시료 유입구 및 상기 공기 배출구는 상기 상부 기판에 구비되고, 상기 챔버, 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널은 상기 중간 기판에 구비되는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  5. 제4항에 있어서, 상기 중간 기판은 실리콘 재질로 이루어지거나, 드라이 필름 레지스트(Dry Film Resist, DFR)로 이루어지거나 상기 실리콘 재질과 DFR이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  6. 제1항에 있어서, 상기 시료 유입구 및 제1 채널과 상기 공기 배출구 및 제2 채널은 상기 챔버를 기준으로 서로 반대 쪽에 위치하거나 같은 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
  7. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 상기 챔버의 상부 및 하부 중 적어도 하나가 광 투과를 위해 투명 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCR 칩.
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