KR20150008234A

KR20150008234A - 미세 유체 유동 블럭과 미세 유체 유동 블럭 연결 방법.

Info

Publication number: KR20150008234A
Application number: KR20130081393A
Authority: KR
Inventors: 이태재; 이석재; 이경균; 김병일; 이문근; 최호운
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-22
Also published as: KR101491823B1

Abstract

미세 유체 유동 블럭(block)은 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove), 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 유도하고 이탈을 방지하는 양각 및/또는 음각 형상, 상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel), 상기 유동 채널(channel) 말단부에 위치하며, 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 시, 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부를 포함한다. 또한, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀은 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)에 삽입되도록 상기 결합 홈(groove)의 형태에 상응하는 구조이다.
이러한 미세 유체 유동 블럭(block)과 연결 핀의 연결에 의한 결합은 유동 블럭의 연결방향을 사용자의 의도에 따라 자유롭게 결정할 수 있는 장점을 갖는다.
즉, Z축 방향으로 유체채널 연결 및 유동 블럭의 적층을 자유롭게 구성할 수 있으며, 유동 블럭의 외부표면에 형성된 양각/음각의 원뿔구조는 유동 블럭 간 자동위치정렬 및 위치고정 기능을 제공한다.
또한, 본 발명은 미세 유체 유동 블럭 및 실링부 이용해 미세 유체의 유동의 변경과 제어가 간편하게 이루어질 수 있어, 단백질 칩, 디엔에이 칩, 약물 전달 시스템, 미세 생물/화학 분석 시스템 및 생화학 반응기 등의 넓은 범위의 용도에 사용될 수 있다는 장점이 있다.

Description

미세 유체 유동 블럭과 미세 유체 유동 블럭 연결 방법.{MICROFLUIDIC FLOATING BLOCK AND AN COMBINING METHOD OF MICROFLUIDIC FLOATING BLOCK BY USING THESE.}

본원 발명은 미세 유체 유동 블럭 및 이를 이용한 미세 유체 유동 블록 결합방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세 유체 유동 블럭을 밀착 고정할 수 있는 연결핀과 실링부재를 이용하여 미세 유체 유동 블럭을 X-Y-Z 3차원 공간상에서 손쉽게 연결 및 적층 할 수 있도록 구성된 미세유체 유동 블럭 및 이를 이용한 미세유체 유동장치 연결방법에 관한 것이다.

바이오 시료를 분석하기 위해 시료의 전처리(혼합, 분리, 3차원 포커싱 등)를 거쳐 이에 대한 결과를 검출 해내는 과정을 일괄적으로 처리하는 집적화된 소형 분석시스템을 필요로 한다.

최근 생명과학의 발전으로 신약 개발이나 진단 등의 분야에서 분석해야 하는 표적물질이 증가하고 있다. 이에 따라 고가의 시약이나 시료를 다량으로 필요하게 됨으로써 극미량 분석을 통한 비용절감의 필요성이 높아지고 있다.

또한, 최근에 생물화학적 반응을 칩 상에 적용하는 도구로서 미세 유체 제어 칩이 많이 연구되고 있다. 생물화학적 반응기로서 미세 유체 제어 칩이 이용되기 위해서는 반응액, 샘플, 버퍼 등의 유체 성분을 칩 상으로 유도하여 칩 상에서 혼합, 이송, 분기, 분리, 세척 등과 같은 다양한 미세 유체 제어 동작이 이루어지도록 해야 한다. 여기서, 칩 상에서의 다양한 미세 유체 제어 동작은 작용하는 힘에 따라 예컨데, 기계력, 공압력, 수력학적 힘, 표면장력, 중력, 자기력, 전기력, 광학 변성력, 화학 반응력, 열적 변형력 등 다양한 제어방법 제어방법이 제시되고 있으며 다양한 동작으로 구현되고 있다.

반응액, 샘플, 버퍼 등의 유체 성분의 외부로부터 미세 유체 제어 칩으로의 유도 및 공급을 위해서, 미세 유체 제어 칩과 외부 제어 모체 사이의 미세 유체 제어 장치가 연구되고 있다. 이러한, 미세 유체 제어 장치도 상기의 다양한 작용 원리로 구현될 수 있다.

미세 유체 제어 장치는 외부의 큰 체적의 유체 제어 모체로부터 미세 유체 제어 칩의 미세 체적의 유체에 대한 제어가 정확히 이루어질 수 있도록 해야 한다. 이를 위하여, 제어 모체와 미세 유체 제어 칩은 기밀이 유지되어야 하며, 체적의 손실이 없도록 연결되어야 한다.

또한, 미세 유체 제어 칩이 일회용으로 사용될 수 있도록, 미세 유체 제어 칩과 제어 모체 간의 탈부착이 용이하여야 한다.

일반적으로 바이오 미세 전자기계 시스템(Bio-Micro Electro Mechanical Systems : Bio-MEMS) 분야에서, 질병의 조기 진단 및 화학 분석 등과 같은 과정을 작은 칩(chip) 상에서 수행하기 위해서는 가능한 한 초미량의 유체를 이송, 정지, 혼합 및 반응시킬 수 있는 미세 유체 제어와 질병에 관련된 바이오마커(biomarker, 예를 들어, 단백질, 디엔에이(DeoxyriboNucleic Acid : DNA) 등)를 고감도로 감지하는 센서가 집적되는 것이 반드시 요구된다.

바이오 미세 전자기계 시스템 분야에서, 특히 화학 분석 및 질병 조기 진단 등에 사용되는 마이크로 시스템, 예를 들어, 바이오 랩온어칩(bio lab on a chip) 분야에서는 소형화, 저가격화, 집적화, 자동화 및 실시간 진단이 가능한 방향으로 연구가 진행되고 있다.

이는 범용 시약의 가격이 대체로 고가인 경우가 많기 때문에, 꼭 필요한 최소량의 생체 시료를 사용하면서 외부 환경으로부터의 오염이 없는 화학 분석을 재현성 있게 수행하기 위한 것이다.

이에 따라, 저렴한 가격의 미세 유체 제어 시스템(microfluidic control system)이 많은 관심을 끌고 있다.

등록특허 제 10-1097357 호는 다기능 미세유체 유동 제어 장치 및 다기능 미세유체 유동 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 요철 패턴을 포함하는 미세유체 채널을 이용함으로써 미세유체의 포커싱, 혼합 및 분리에 대한 제어 기능을 구현할 수 있는 다기능 미세유체 유동 제어 장치 및 다기능 미세유체 유동 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 제1 및 제2 미세 유체 주입 통로를 포함하는 적어도 하나 이상의 미세유체 주입부, 미세유체 주입부를 통해 주입되는 적어도 한 종류 이상의 미세유체의 유동을 제어하도록 요철 패턴이 형성된 미세유체 채널부, 및 미세유체 채널부와 연결되어 유동이 제어된 미세유체를 배출하는 미세유체 배출부를 포함한다.

본원 발명에서는 대칭형 연결 핀을 삽입할 수 있는 결합 홈 구조를 갖는 미세 유체 유동 블럭을 통하여, X-Y-Z 3차원 공간상에서 미세 유체 유동 블럭 간의 자유로운 연결 및 적층이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.

연결 핀과 실링부재를 이용하여 미세 유체 유동 블럭 간 밀착성과 미세 유체 유동 블럭 간 유체 유동 채널의 밀폐성을 제공하는데 그 목적이 있다.

미세 유체 유동 블럭(block)은 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove), 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 유도하고 이탈을 방지하는 양각 및/또는 음각 형상, 상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel), 상기 유동 채널(channel) 말단부에 위치하며, 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 시, 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부를 포함한다. 또한, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀은 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)에 삽입되도록 상기 결합 홈(groove)의 형태에 상응하는 구조이다.

사방 대칭형 연결 핀이 장착될 수 있는 결합 홈 구조를 갖는 미세 유체 유동 블럭 구조는, 미세 유체 유동 블럭의 연결방향을 사용자의 의도에 따라 자유롭게 결정할 수 있는 장점을 갖는다.

즉, Z축 방향으로 유체 유동 채널 연결 및 미세 유체 유동 블럭의 적층을 자유롭게 구성할 수 있으며, 미세 유체 유동 블럭의 외부표면에 형성된 양각/음각의 형상은 미세 유체 유동 블럭 간 자동위치정렬 및 위치고정 기능을 제공한다.

또한, 본 발명은 미세 유체 유동 블럭 및 실링부를 이용해 미세 유체의 유동의 변경과 제어가 간편하게 이루어질 수 있어, 단백질 칩, 디엔에이 칩, 약물 전달 시스템, 미세 생물/화학 분석 시스템 및 생화학 반응기 등의 넓은 범위의 용도에 사용될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본원 발명에 의한 미세 유체 유동 블럭(block)과 연결 핀을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본원 발명에 의한 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)이 연결 핀에 의해 결합된 모식도를 나타낸다.
도 3은 본원 발명에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.
도 4는 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.
도 5는 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.
도 6은 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.
도 7은 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.
도 8은 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.

도 1은 본원 발명에 의한 미세 유체 유동 블럭(block)(100)과 연결 핀(200)을 나타내는 모식도이다.

미세 유체 유동 블럭(block)(100)은 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)(110), 다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결을 유도하고 이탈을 방지하는 양각 및/또는 음각 형상(120), 상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel)(130), 상기 유동 채널(channel)(130) 말단부에 위치하며, 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결 시, 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부(140)를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)(110)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 관통하는 형상, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 상부와 하부에 각각 형성되어 관통하지 않는 형상 중의 적어도 어느 하나 이상의 형상인 것이 가능할 것이다.

이러한 결합 홈(groove)(110)의 형상은 이에 삽입되어 결합하는 연결 핀(200)의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

또한, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)은 고분자 수지, 비결정질(amorphous) 물질, 금속 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직할 것이나 이에 한정되는 것은 아니다.

양각 및/또는 음각 형상(120)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 상부 면, 하부면, 측부면 중의 적어도 어느 한 위치에 배치되어 있다.

양각 및/또는 음각 형상(120)은 원뿔의 형태로 구현될 수 있으며, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 연결위치를 자동으로 유도해주며, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 연결 후 위치 변동을 방지하는 역할을 한다.

양각 및/또는 음각 형상(120)이 원뿔의 형상으로 구현될 경우, 각도는 45도로서 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)들이 결합되거나 탈착될 때 원뿔이 구조적으로 방해를 하지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel)(130)은 직선형 채널(channel), 곡선형 채널(channel), 나선형 채널(channel) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것이 가능할 것이다. 이 외에도 상기 유동 채널(channel)(130)이 하나의 챔버를 이루는 형태, 상기 유동 채널(channel)(130)이 필요에 따라 부정형의 형태를 나타내는 등의 그, 용도에 따라 다양하게 변형하여 활용하는 것이 가능할 것이다.

또한, 상기 유동 채널(channel)(130)의 모양과 표면은 다양하게 제조될 수 있다. 필요에 따라서 상기 유동 채널(channel)(130)의 표면은 친수성, 소수성, 내화학성, 전도성, 등 다양하게 코팅될 수 있을 것이다.

상기 실링(sealing)부(140)는 상기 미세 유체의 누설을 차단하는 실링부재(141)와 상기 실링부재(141)를 삽입하는 밀봉 홈(groove)(142)을 포함하는 것이 가능할 것이다. 상기 실링부재(141)는 오링(O-RING)의 형상으로 구현될 수 있을 것이나 이에 한정되는 것이 아님은 자명할 것이다.

실링부재(141)는 고분자 수지, 비결정질(amorphous) 물질, 금속 중 선택된 어느 하나로 이루어지고, 중심부에 홀이 형성된 원형 또는 다각형의 링(RING) 형상이거나 또는 마개형상일 수 있으며, 특히, 염소화폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌디메틸, 실리콘 고무, 아크릴 수지, 아미드계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 에틸렌-프로필렌 고무, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리우레탄 수지 및 니트릴-부타디엔계 고무 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수도 있으며, 상기 실링부재(141)는 필요에 따라 테프론, 바이톤 등의 기능성 물질로 코팅하는 것도 가능할 것이다.

또한, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)은 유체를 주입하거나 배출하는데 사용되는 주입부 및/또는 배출부(150)를 더 포함하는 것이 가능할 것이다.

상기 주입부 및/또는 배출부(150)는 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)에 삽입 가능하도록 나사 구조 및/또는 탄성을 갖는 재질인 것이 가능할 것이나 이 또한 여기에 한정되는 것이 아니라 다양하게 변형하여 활용할 수 있을 것이다.

상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)간의 연결을 위한 결합 핀(200)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)(110)에 삽입되도록 상기 결합 홈(groove)(110)의 형태에 상응하는 구조인 것이 가능할 것이다.

도 3은 본원 발명에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.

상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법은 본원 발명의 상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel)(130)을 포함하는 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 다수 개 준비하는 단계, 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 유동 채널(channel)(130)들이 원하는 형태로 서로 연결될 수 있도록 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 배열하는 단계, 상기 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부(140)를 형성하는 단계, 본원 발명의 상기 연결 핀(200)을 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)의 결합 홈(groove)(110)에 삽입하여 결합하는 단계, 상기 연결 핀(200)을 상기 미세 유체 유동 블럭(block)의 결합 홈(groove)(110)에 삽입한 결합에 의해, 상기 미세 유체가 경유하게 되는 유동 채널 라인(channel line)이 형성되는 단계를 포함하는 것이 가능할 것이다.

또한, 상기 각 단계의 사이 또는 상기 미세 유체가 경유하게 되는 유동 채널 라인(channel line)이 형성되는 단계 후, 유체를 주입하거나 배출하는데 사용되는 주입부 및/또는 배출부(150)를 삽입하는 단계를 더 포함하는 것이 가능할 것이다.

도 8은 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법으로 주입부 및/또는 배출부(150)를 삽입하는 단계를 나타낸다.

도 8a에 나타난 바와 같이, 상기 주입부 및/또는 배출부(150)가 나사 구조(150a)의 형상인 것이 가능할 것이다. 이러한 나사 구조(150a)의 주입부 및/또는 배출부를 삽입하기 위해서, 이에 상응하는 미세 유체 유동 블럭(block)(100a)을 사용할 수 있을 것이다.

또한, 도 8b에 나타난 바와 같이, 주입부 및/또는 배출부(150)가 탄성을 갖는 재질로 형성(150b)된 경우, 이에 상응하는 미세 유체 유동 블럭(block)(100b)을 사용할 수 있을 것이다. 탄성을 갖는 주입부 및/또는 배출부(150b)는 PDMS(polydimethylsiloxane) 등의 실리콘, 고무, 고분자 중의 적어도 어느 하나 이상 포함하여 제조하는 것이 가능할 것이다.

도 2는 본원 발명에 의한 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)이 연결 핀에 의해 결합된 모식도를 나타낸다.

도 4 내지 도 8은 본원 발명의 실시 예에 의한 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법을 나타낸다.

상기 결합 핀(200)이 디귿(ㄷ)자, 일(ㅡ)자 중의 적어도 어느 하나의 형태로 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 상부 및/또는 하부에 위치하는 상기 결합 홈(groove)(110)에 삽입되는 것이 가능할 것이다.

이러한 경우, 상기 결합 홈(groove)(110)은 취출 홈(groove)(111), 삽입 홈(groove)(112)으로 구성되는 것이 가능할 것이다. 상기 취출 홈(groove)(111)은 삽입 홈(groove)(112)으로부터 연결 핀(200)을 제거할 때 핀셋 등과 같은 기구를 이용하여 연결 핀(200)을 용이하게 제거할 수 있도록 한다.

상기 결합 핀(200)이 디귿(ㄷ)자, 일(ㅡ)자 중의 적어도 어느 하나의 형태로 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 상부 또는 하부에 위치하는 상기 결합 홈(groove)(110)에 삽입되는 경우, 상부 결합 핀과 하부 결합 핀이 자성을 나타내어 상기 자성의 반응에 의해 결합하는 구조인 것이 가능할 것이다.

또한, 상부, 하부의 연결 핀(200)의 길이를 같게 제조하면, 상부 및 하부에 각각 상기 연결 핀(200)이 삽입되어 연결이 가능할 것이고, 연결핀의 양쪽 돌출부를 더 길게 제작하면 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 상부 또는 하부의 한쪽면에서만 삽입하여 고정할 수도 있을 것이다.

또한, 상부 결합 핀과 하부 결합 핀이 나사 구조에 의해 결합하는 것 등도 가능할 것이다. 결합 핀이 나사 구조의 경우에는 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)(110)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)을 관통하는 형상인 것이 바람직할 것이다. 이에 따라, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)을 두 개 이상 수직으로 연결할 경우 사용되는 것이 바람직할 것이나, 결합 핀(200)의 형태와 결합 홈(groove)(110)의 구조는 결합 강도, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 배열 등의 필요에 따라 다양하게 구현될 수 있을 것이다.

또한, 도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 결합 핀(200)은 볼트(212)와 너트(211)의 형태인 것도 가능할 것이다. 이러한 경우 상기 볼트(212)와 너트(211) 사이에 위치하여 체결과정에서 볼트에 의한 하부블록의 손상을 방지하는 와셔(213)이 추가로 구성될 수 있을 것이다.

상기 결합 핀(200)이 볼트(212)와 너트(211)의 형태인 경우도 두 개 이상의 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 수직으로 연결할 경우 사용될 수 있을 것이다.

상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 중앙에 수직 연결용 채널(130)과 오링 형태의 실링 부재(141)를 삽입하는 밀봉 홈(groove)가 형성되어 있다.

수직 연결 채널은 위 또는 아래의 한방향 또는 양방향으로 연결될 수 있으며, 수직 연결 채널의 오링 형태의 실링 부재(141)를 삽입하는 밀봉 홈(groove) 주변으로 4개의 볼트/너트 결합 홈(groove)(110a)을 갖는다. 볼트/너트 결합 홈(groove)(110a)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 유동 채널(130)을 피하여 형성되어야 할 것이다.

도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 결합 핀(200)은 가운데가 좁고 양쪽 끝 부분이 넓은 아령 구조(220)로 상기 결합 홈(groove)(110b)이 이중 구조인 경우에 삽입되어 슬라이드하여 잠금 결합되도록 구현하는 것도 가능할 것이다.

이러한 경우도 두 개 이상의 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 수직으로 연결할 경우 사용될 수 있을 것이다.

실링부(140)인 실링 부재(141)와 상기 실링 부재(141)가 삽입되는 밀봉 홈(groove)(142)의 주변으로 이중 구조의 상기 결합 홈(groove)(110b) 형태의 다수 개의 결합 홈(groove)(110)을 갖는다. 바람직하게는 4개의 결합 홈(groove)(110)을 갖는 것이나 이에 한정된 것은 아니다.

상기 이중 구조의 상기 결합 홈(groove)(110b)은 오링 형태의 실링 부재(141)의 밀봉홈(groove)(142)을 중심으로 대칭적으로 배치된다.

상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 내부의 유동 채널(130)과 교차되지 않도록 배치한다.

상기 이중 구조의 상기 결합 홈(groove)(110b)의 한쪽 면은 연결 핀(220)의 양쪽 끝 부분과 같거나 큰 직경을 갖고, 다른 쪽 면은 연결 핀(220)의 가운데 부분 보다 크고 양쪽 끝 부분보다 작은 직경을 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기 연결 핀(220)은 가운데가 좁고 양쪽 끝 부분이 넓은 아령 구조를 갖는다.

결합 방법은 상기 이중 구조의 상기 결합 홈(groove)(110b)의 직경이 큰 부분으로 상기 연결 핀(220)을 끼워 넣은 후, 결합 홈(groove)(110b)의 직경이 작은 부분으로 밀어준다. 아령 구조를 갖는 상기 연결 핀(220)은 상부/하부 블록을 단단히 밀착시키게 된다.

상기 결합 핀(200)의 재질은 충분한 강도를 갖는 재질로 플라스틱, 금속, 비금속, 목재 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 제조하는 것이 가능할 것이나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재료를 활용하여 제조하는 것이 가능할 것이다.

이러한 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 수직 구조의 연결을 위해서는 도 5a 에 나타낸 바와 같은 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 형태를 포함하여 연결하는 것이 바람직할 것이다.

도 5a는 두 개의 미세 유체 유동 블럭(block)(100)을 수직으로 연결하기 위한 수직연결블록(측면형)을 나타내는 것으로, 한쪽 면에 2개의 실링 부재(141)를 삽입하는 밀봉 홈(groove)(142)와 연결용 유동 채널(130)을 갖는 것이 바람직할 것이다.

상기 유동 채널(130)은 상층 및 하층 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 유동 채널(130)을 연결하기 위한 ㄷ 자형으로 구현되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 연결 핀(200)은 상기 설명한 바와 같이 일반적인 수평연결을 위한 연결핀보다 더 긴 돌출부를 갖거나, 상부와 하부의 연결핀이 빠지지 않도록 하기 위하여 자석이나 볼트/너트 조합을 추가로 적용하는 것이 가능할 것이다.

이러한 본원 발명의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조는 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)과 연결 핀(200)을 포함하여, 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)(100)이 수평과 수직으로 연결되는 것이 가능할 것이다.

더욱 자세히는, 사방 대칭형 연결 핀(200)을 장착할 수 있는 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 구조는, 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 연결방향을 사용자의 의도에 따라 자유롭게 결정할 수 있는 장점을 갖는다.

즉, Z축의 수직 방향으로 미세 유체 유동 채널(130) 연결 및 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 적층을 자유롭게 구성할 수 있어, X-Y-Z 3차원 공간상에서 유동 블럭 간의 자유로운 연결 및 적층이 가능하고 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100)의 외부표면에 형성된 양각/음각 형상(120)은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 간 자동위치정렬 및 위치고정 기능을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 미세 유체 유동 블럭(block)(100) 및 실링부재(141)과 상기 실링 부재가 삽입되는 밀봉 홈(groove)(142)으로 이루어진 실링부(140)를 이용해 미세 유체의 유동의 변경과 제어가 간편하게 이루어질 수 있어, 단백질 칩, 디엔에이 칩, 약물 전달 시스템, 미세 생물/화학 분석 시스템 및 생화학 반응기 등의 넓은 범위의 용도에 사용될 수 있다는 장점이 있다.

본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시 예에 불과하며, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시 예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

100 : 미세 유체 유동 블럭(block) 100a : 미세 유체 유동 블럭(block)
100b : 미세 유체 유동 블럭(block) 110 : 결합 홈(groove)
111 : 취출 홈(groove) 112 : 삽입 홈(groove)
110a : 결합 홈(groove) 110b : 결합 홈(groove)
120 : 양각 또는 음각 형상 130 : 미세 유체 유동 채널(channel)
140 : 실링(sealing)부 141 : 실링부재
142 : 밀봉 홈(groove) 150 : 주입부 또는 배출부
150a : 주입부 또는 배출부 150b : 주입부 또는 배출부
200 : 결합 핀 211 : 결합 핀 너트
212 : 결합 핀 볼트 213 : 결합 핀 와셔
220 : 결합 핀

Claims

미세 유체 유동 블럭(block)은
다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove);
다수의 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 유도하고 이탈을 방지하는 양각 및/또는 음각 형상;
상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel);
상기 유동 채널(channel) 말단부에 위치하며,
상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 시, 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 1에 있어서,
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)은
상기 미세 유체 유동 블럭(block)을 관통하는 형상,
상기 미세 유체 유동 블럭(block)의 상부와 하부에 각각 형성되어 관통하지 않는 형상 중의 적어도 어느 하나 이상의 형상인 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 1에 있어서,
상기 미세 유체 유동 블럭(block)은
고분자 수지, 비결정질(amorphous) 물질, 금속 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 1에 있어서,
상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel)은
직선형 채널(channel), 곡선형 채널(channel), 나선형 채널(channel) 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 1에 있어서,
상기 실링(sealing)부는,
상기 미세 유체의 누설을 차단하는 실링부재와 상기 실링부재를 삽입하는 밀봉 홈(groove)을 포함하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 1에 있어서,
상기 미세 유체 유동 블럭(block)은
유체를 주입하거나 배출하는데 사용되는
주입부 및/또는 배출부를 더 포함하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
청구항 6에 있어서,
상기 주입부 및/또는 배출부는
상기 미세 유체 유동 블럭(block)에 삽입 가능하도록
나사 구조 및/또는 탄성을 갖는 재질인 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block).
상기 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀에 있어서,
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결을 위한 결합 홈(groove)에 삽입되도록 상기 결합 홈(groove)의 형태에 상응하는 구조인 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 8에 있어서,
상기 결합 핀은
디귿(ㄷ)자, 일(ㅡ)자 중의 적어도 어느 하나의 형태로
상기 미세 유체 유동 블럭(block)의 상부 및/또는 하부에 위치하는 상기 결합 홈(groove)에 삽입되는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 9에 있어서,
상기 결합 핀은
상부 결합 핀과 하부 결합 핀이 자성을 나타내어
상기 자성의 반응에 의해 결합하는 구조인 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 9에 있어서,
상기 결합 핀은
상부 결합 핀과 하부 결합 핀이 나사 구조에 의해 결합되는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 8에 있어서,
상기 결합 핀은
볼트와 너트의 형태인 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 8에 있어서,
상기 결합 핀은
가운데가 좁고 양쪽 끝부분이 넓은 아령 구조로
상기 결합 홈(groove)이 이중 구조인 경우에 삽입되어
슬라이드하여 잠금 결합되도록 하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
청구항 8에 있어서,
상기 결합 핀은 플라스틱, 금속, 비금속, 목재 중의 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것
을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block)간의 연결을 위한 결합 핀.
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법에 있어서,
(i) 청구항 1의 상기 미세 유체의 유동의 경로인 유동 채널(channel)을 포함하는 미세 유체 유동 블럭(block)을 다수 개 준비하는 단계;
(ii) 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)의 유동 채널(channel)들이 원하는 형태로 서로 연결될 수 있도록 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)을 배열하는 단계;
(iii) 상기 미세 유체의 누설을 차단하는 실링(sealing)부를 형성하는 단계;
(iv) 청구항 8의 상기 연결 핀을 상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)의 결합 홈(groove)에 삽입하여 결합하는 단계;
(v) 상기 연결 핀을 상기 미세 유체 유동 블럭(block)의 결합 홈(groove)에 삽입한 결합에 의해,
상기 미세 유체가 경유하게 되는 유동 채널 라인(channel line)이 형성되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법.
청구항 15에 있어서,
상기 각 단계의 사이 또는 (v) 단계 후,
유체를 주입하거나 배출하는데 사용되는
주입부 및/또는 배출부를 삽입하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 방법.
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조에 있어서,
청구항 1의 미세 유체 유동 블럭(block)과 청구항 8의 연결 핀을 포함하며,
상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)이 수평으로 연결되는 것
을 특징으로 하는 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조.
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조에 있어서,
청구항 1의 미세 유체 유동 블럭(block)과 청구항 8의 연결 핀을 포함하며,
상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)이 수직으로 연결되는 것
을 특징으로 하는 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조.
상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조에 있어서,
청구항 1의 미세 유체 유동 블럭(block)과 청구항 8의 연결 핀을 포함하며,
상기 다수의 미세 유체 유동 블럭(block)이 수평과 수직으로 연결되는 것
을 특징으로 하는 상기 미세 유체 유동 블럭(block) 간의 연결 구조.