KR20150042316A - Monitering and control system for cultivating cell in sample using microfluidic channel device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for monitoring and controlling cell culture, comprising a microfluidic channel device; a measurement unit for measuring the state of the microfluidic channel device; and a control unit for controlling the microfluidic channel device, wherein the microfluidic channel device comprises a microfluidic channel element including a cell culture channel, a nerve cell growth factor channel, and a nerve cell growth channel disposed therebetween; and an electrode substrate including electrodes.

Description

미세유체채널 장치를 이용한 시료 내 세포 배양 모니터링 및 제어 시스템 {MONITERING AND CONTROL SYSTEM FOR CULTIVATING CELL IN SAMPLE USING MICROFLUIDIC CHANNEL DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a monitoring and control system for a cell culture in a sample using a microfluidic channel device,

본 발명은 미세유체채널 장치를 이용한 시료 내 세포 배양 모니터링 및 그 제어 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a cell culture monitoring and control system in a sample using a microfluidic channel device.

중추신경계에서 신경세포의 재생이 이루어지는 부분은 극히 제한되어 있어 신경세포의 성장과 재생에 대한 연구는 신경과학 및 뇌 과학 분야에서 가치가 높게 평가되고 있다. 이 연구는 또한 신경세포의 발생 및 신경세포의 네트워크 형성에 대한 메커니즘 연구뿐만 아니라, 퇴행성 뇌질환 및 뇌신경 질환, 척추 손상의 치료법과 이와 관련된 신경 재생 약물 개발과 같은 응용 및 의?약학 분야에 이르기 까지 다양한 분야에서 활용되고 있다. 신경세포의 연구에 있어서 신경세포의 길이 및 개수는 성장의 척도라 할 수 있고 신경세포의 정확한 분석과 정량화는 기본적이면서 중요한 단계이다.The regeneration of neurons in the central nervous system is extremely limited, and studies on the growth and regeneration of nerve cells are highly valued in neuroscience and brain science. The study also covered mechanisms of neuronal cell development and networking of neuronal cells, as well as applications and pharmacology of neurodegenerative diseases such as degenerative brain diseases and neurodegenerative diseases, It is utilized in various fields. In the study of neurons, the length and number of neurons are a measure of growth. Accurate analysis and quantification of neurons is a fundamental and important step.

현재 신경세포의 성장을 확인하는 방법으로 이미지 분석법이 주로 사용되고 있는데, 이 방법을 사용하여 신경세포의 성장을 확인하고 이를 정량화하는데 까지는 일련의 단계를 거쳐야 한다. 먼저 배양 접시에 세포를 수일 동안 배양한 후 PFA 용액으로 세포를 고정시킨 다음, 면역 염색법으로 세포를 염색시킨다. 이후에 현미경으로 세포의 사진을 촬영하고, 촬영된 사진을 바탕으로 이미지 처리 소프트웨어를 사용하여 장시간에 걸쳐 분석해야 한다. 이미지 처리 소프트웨어를 제외하고는 모든 과정이 수작업으로 이루어져 정확한 분석이 어렵고, 분석하기 전까지의 전처리 단계로 인해 분석까지의 시간이 오래 걸린다. 무엇보다도 실험 특성상 실시간으로 성장을 모니터링하고 그에 기초하여 성장을 제어하는 것은 불가능하다는 한계점이 있다.
Currently, image analysis is the main method of confirming the growth of neurons. It takes a series of steps to identify and quantify the growth of neurons using this method. First, the cells are cultured for several days in a culture dish, and the cells are fixed with PFA solution. Then, the cells are stained with immunostaining. Subsequently, the cells should be photographed using a microscope and analyzed over a long period of time using image processing software based on the photographed images. With the exception of the image processing software, all the processes are manually performed, making it difficult to analyze accurately, and it takes a long time to analyze it due to the preprocessing steps until analysis. Above all, there is a limitation that it is impossible to monitor growth in real time and to control growth based on the characteristics of the experiment.

본 발명은, 시료 중의 세포를 배양하기 위한 미세유체 장치를 이용하여 세포 배양을 실시간으로 모니터링할 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.The present invention provides a system capable of real-time monitoring of cell culture using a microfluidic device for culturing cells in a sample.

또한, 본 발명은, 상기 미세유체 장치를 이용하여 상기 모니터링 결과를 바탕으로 실시간으로 세포 배양을 제어하는 시스템을 제공하고자 한다.The present invention also provides a system for controlling cell culture in real time based on the monitoring result using the microfluidic device.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 제1 측면에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치 는 미세유체채널 장치; 상기 미세유체채널 장치의 상태를 측정하는 측정부; 및 상기 미세유체채널 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 미세유체채널 장치는, 세포배양 채널, 신경세포 성장인자 채널, 및 상기 세포배양 채널과 상기 신경세포 성장인자 채널 사이에 배치되는 신경세포 성장 채널을 포함하는 미세유체채널 소자; 및 전극을 포함하는 전극 기판;을 포함한다.A cell culture monitoring and control apparatus according to a first aspect of the present invention includes a microfluidic channel device; A measuring unit for measuring a state of the microfluidic channel device; And a control unit for controlling the microfluidic channel device, wherein the microfluidic channel device includes a cell culture channel, a neuron cell growth factor channel, and a nerve cell channel between the cell culture channel and the neuron cell growth factor channel A microfluidic channel element including a growth channel; And an electrode substrate including an electrode.

일 측에 따르면, 상기 미세유체채널 장치의 상태는, 상기 미세유체채널 장치 내의 온도, 상기 미세유체채널 장치 내의 pH 및 상기 신경세포의 분화 정도와 성장 정도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.According to one aspect, the state of the microfluidic channel device may be at least one selected from the group consisting of the temperature in the microfluidic channel device, the pH in the microfluidic channel device, and the degree of differentiation and growth of the neuron .

일 측에 따르면, 상기 측정부는, 온도 측정부, pH 측정부 및 신경세포 성장 측정부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one aspect, the measuring unit may include at least one selected from the group consisting of a temperature measuring unit, a pH measuring unit, and a neuron growth measuring unit.

일 측에 따르면, 상기 전극은 복수개의 미세전극을 포함하고, 상기 복수개의 미세전극은, 기준전극 및 복수개의 측정전극을 포함하고, 상기 신경세포 성장 측정부는, 상기 신경세포가 성장하여 상기 기준전극 및 상기 측정전극 사이를 연결하면서 발생하는 상기 두 전극 사이의 전기적 변화를 측정하여 상기 신경세포의 분화 정도와 성장 정도를 측정할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the electrode includes a plurality of microelectrodes, and the plurality of microelectrodes includes a reference electrode and a plurality of measurement electrodes, And measuring the electrical change between the two electrodes generated while connecting the measurement electrodes, thereby measuring the degree of differentiation and growth of the neuron.

일 측에 따르면, 상기 전기적 변화는, 저항, 전압, 전류 및 커패시턴스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect, the electrical change may include at least one selected from the group consisting of resistance, voltage, current, and capacitance.

일 측에 따르면, 상기 제어부는, 히터부, 배양액 주입부 및 신경성장인자 주입부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the control unit may include at least one selected from the group consisting of a heater unit, a culture fluid injecting unit, and a nerve growth factor injecting unit.

일 측에 따르면, 상기 히터부는 미세유체채널 내의 온도 측정 결과에 따라 구동되는 것이고, 상기 배양액 주입부 및 신경성장인자 주입부는, 상기 미세유체채널 내의 pH 측정 결과 및 신경세포의 분화 정도와 성장 정도 측정 결과에 따라 구동되는 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the heater unit is driven according to a result of temperature measurement in a microfluidic channel, and the culture medium injecting unit and the nerve growth factor injecting unit measure the pH measurement result in the microfluidic channel, And may be driven according to the result.

일 측에 따르면, 상기 측정부의 측정 결과를 송신하는 송신부; 및 제어부 구동 신호를 수신하는 수신부;를 더 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus comprising: a transmission unit that transmits a measurement result of the measurement unit; And a receiving unit receiving the control unit driving signal.

일 측에 따르면, 상기 송신부는 상기 측정 결과를 원격으로 단말기에 송신하고, 상기 수신부는 상기 구동 신호를 상기 단말기로부터 원격으로 수신하는 것일 수 있다.
According to one aspect of the present invention, the transmitting unit may remotely transmit the measurement result to the terminal, and the receiving unit may remotely receive the driving signal from the terminal.

본 발명에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치에 의하여, 신경과학 및 뇌과학 분야의 신경의 발생 및 재생연구에 있어서 신경세포 성장을 정량화하는 편리한 실험적 도구를 제공하고 이를 실시간으로 모니터링하면서 측정된 결과에 따라 신경세포 성장에 최적의 환경을 제공하도록 제어할 수 있으며, 퇴행성 뇌질환 및 신경질환의 치료와 신약개발 연구에 있어서 중요한 실험적 진단 및 측정/제어 장치를 제공할 수 있다. 또한, 정량화 및 체계화된 신경세포성장 수치분석을 통해 삼차원 신경세포 성장 분석법 개발 및 생체 내 실험에 활용할 수 있다.
The cell culture monitoring and control apparatus according to the present invention provides a convenient experimental tool for quantifying neuronal cell growth in neuronal and neurogenic neuronal development and regeneration studies and provides real time monitoring of the neuronal cell growth, Can be controlled to provide an optimal environment for nerve cell growth, and can provide important experimental diagnostic and measurement / control devices in the treatment of degenerative brain diseases and neurological diseases and in the development of new drugs. In addition, quantitative and systematic analysis of neuronal growth can be used to develop 3D nerve cell growth assay and in vivo experiments.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치를 이용한 신경세포 성장 측정 및 제어 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치와 연동되는 소프트웨어의 작동 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치에 포함되는 미세유체채널 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A 부분의 확대 평면도이다.
도 5는 도 3의 A 부분의 확대 사시도이다.
FIG. 1 is a conceptual diagram of neuron cell growth measurement and control using a cell culture monitoring and control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating operation of software interlocked with a cell culture monitoring and control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a microfluidic channel device included in a cell culture monitoring and control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an enlarged plan view of a portion A in Fig.
5 is an enlarged perspective view of a portion A in Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .

명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located on another member, it includes not only when a member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하, 본 발명의 세포배양 모니터링 및 제어 장치에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the cell culture monitoring and control apparatus of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명의 세포배양 모니터링 및 제어 장치는 미세유체채널 장치; 상기 미세유체채널 장치의 상태를 측정하는 측정부; 및 상기 미세유체채널 장치를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 미세유체채널 장치는, 세포배양 채널, 신경세포 성장인자 채널, 및 상기 세포배양 채널과 상기 신경세포 성장인자 채널 사이에 배치되는 신경세포 성장 채널을 포함하는 미세유체채널 소자; 및 전극을 포함하는 전극 기판;을 포함한다.The device for monitoring and controlling cell culture of the present invention comprises a microfluidic channel device; A measuring unit for measuring a state of the microfluidic channel device; And a control unit for controlling the microfluidic channel device, wherein the microfluidic channel device includes a cell culture channel, a neuron cell growth factor channel, and a nerve cell channel between the cell culture channel and the neuron cell growth factor channel A microfluidic channel element including a growth channel; And an electrode substrate including an electrode.

본 발명에서 세포의 성장이라 함은 세포 돌기의 성장을 포함하는 개념이다. 즉, 세포의 돌기의 성장은 세포 성장의 일 형태일 수 있다.In the present invention, the term " growth of cells " is a concept including the growth of cell protrusions. That is, the growth of the protrusions of the cells may be a form of cell growth.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치를 이용한 신경세포 성장 측정 및 제어 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치와 연동되는 소프트웨어의 작동 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating control and measurement of neuronal cell growth using a cell culture monitoring and control apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flow chart illustrating a method of controlling the cell culture monitoring and controlling apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a concept of operation.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치에 포함된 미세유체채널 장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 A 부분을 확대한 평면도이고, 도 5는 도 3의 A 부분의 확대 사시도이다.FIG. 3 is a plan view showing a microfluidic channel device included in a cell culture monitoring and controlling apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged plan view of part A of FIG. 3, Fig.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세유체채널 장치는, 세포배양 채널(112), 신경세포 성장인자 채널(114), 및 상기 세포배양 채널(112)과 상기 신경세포 성장인자 채널(114) 사이에 배치되는 신경세포 성장 채널(116)을 포함하는 미세유체채널 소자(110), 기판 상에 전극을 포함하는 전극 기판(120)을 포함할 수 있다.3 to 5, a microfluidic channel device according to an embodiment includes a cell culture channel 112, a neuron growth factor channel 114, and a cell culture channel 112, A microfluidic channel device 110 including a neuron growth channel 116 disposed between channels 114, and an electrode substrate 120 including electrodes on a substrate.

상기 미세유체채널 소자(110)는 예를 들어, PDMS, 감광액, 실리콘 웨이퍼를 재료로 하여, 포토리소그래피 공정을 통해 제조될 수 있다.The microfluidic channel device 110 can be manufactured through a photolithography process using, for example, PDMS, a photosensitive liquid, or a silicon wafer as a material.

상기 전극 기판(120)은 기판 상에 신경세포의 성장을 감지하는 전극이 패터닝된 것으로서, 글래스 웨이퍼 상에 포토리소그래피 공정과 증착 공정과 같은 반도체 제조 공정을 통하여 제조될 수 있다.The electrode substrate 120 is formed by patterning an electrode for sensing the growth of nerve cells on a substrate, and can be manufactured through a semiconductor manufacturing process such as a photolithography process and a deposition process on a glass wafer.

상기 미세유체채널 소자(110)와 상기 전극 기판(120)은 산소 플라즈마 처리에 의해 서로 접합된 것일 수 있다. 산소 플라즈마 처리에 의해 접합하는 기술은 접합이 간편하고 접합력이 강하다는 장점이 있다.The microfluidic channel device 110 and the electrode substrate 120 may be bonded to each other by oxygen plasma treatment. The technique of joining by the oxygen plasma treatment is advantageous in that the joining is simple and the joining force is strong.

상기 세포배양 채널(112)은 세포가 배양되는 채널이고, 상기 신경세포 성장인자 채널(114)은 배양하는 세포에 적합한 농도의 성장인자를 배양액과 함께 주입하는 채널이고, 상기 신경세포 성장 채널(116)은 성장시키고자 하는 세포의 종류에 적합한 하이드로젤을 주입하는 채널이다.Wherein the cell culture channel (112) is a channel through which the cell is cultured, and the neuron cell growth factor channel (114) is a channel for injecting a growth factor with a concentration suitable for the cell to be cultured together with the culture solution, ) Is a channel for injecting a hydrogel suitable for the type of cell to be grown.

상기 신경세포 성장인자 채널(114)에 주입되는 배양하는 세포에 적합한 배양액은, 상기 하이드로젤을 통하여 상기 세포배양 채널(112) 방향(A)으로 확산하는 것일 수 있다. 상기 신경세포는, 상기 신경세포 성장 채널(116)의 상기 전극 기판(120) 상에서 상기 신경세포 성장인자 채널(114) 방향(B)으로 성장하는 것일 수 있다. 상술하였듯이, 상기 신경세포의 성장이라 함은 신경세포의 돌기의 성장일 수 있다.The culture medium suitable for culturing cells to be injected into the neuron cell growth factor channel 114 may diffuse in the direction (A) of the cell culture channel 112 through the hydrogel. The neuron may be grown on the electrode substrate 120 of the neuron growth channel 116 in the direction of the neuron growth factor channel 114 (B). As described above, the growth of the nerve cells may be the growth of nerve cell protrusions.

상기 신경세포 성장 채널(116)은, 하이드로젤, 스캐폴드, 다공성 물질 및 미세 기둥 배열로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 3차원 공간을 통하여 세포가 성장하게 되는 것으로서, 상기 하이드로젤, 스캐폴드, 다공성 물질 및 미세 기둥 배열 구조가 세포 성장의 방향을 유도하는 지지체 역할을 할 수 있다.The nerve cell growth channel 116 may include at least one selected from the group consisting of a hydrogel, a scaffold, a porous material, and a micropillar array. The cells grow through the three-dimensional space, and the hydrogel, the scaffold, the porous material, and the fine column array structure can serve as a support for guiding the direction of cell growth.

상기 신경세포 성장 채널(116)은, 콜라겐, 피브린, 피브로넥틴 및 마트리젤로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 하이드로젤을 포함하는 것일 수 있다. The nerve cell growth channel 116 may include at least one hydrogel selected from the group consisting of collagen, fibrin, fibronectin, and matrigel.

상기 미세유체채널 소자(110) 상에, 배양하는 세포의 종류에 따라 세포 부착 물질 코팅을 더 포함할 수 있다. 상기 세포 부착 물질은, 예를 들어, 폴리 L 리신(Poly L Lysine; PLL), 폴리 D 리신(Poly D Lysine; PDL), 라미닌, 콜라겐, 피브린, 피브로넥틴 및 마트리젤로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 세포 부착 물질 코팅은 미세유체채널 벽에 코팅되어 성장세포의 부착을 도와주는 역할을 할 수 있다.The microfluidic channel device 110 may further include a cell adhesion material coating depending on the type of cells to be cultured. The cell adhesion material may be at least one selected from the group consisting of poly L lysine (PLL), poly D lysine (PDL), laminin, collagen, fibrin, fibronectin and matrigel One can be included. The cell adhesion material coating may be coated on the microfluidic channel walls to assist adhesion of the growth cells.

상기 전극(122)은, 생체 적합성 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 금, 은, 백금, 티타늄, 알루미늄, 구리, 니켈, 팔라듐 및 ITO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The electrode 122 may include a biocompatible material and may include at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, titanium, aluminum, copper, nickel, palladium and ITO .

상기 전극(122)은, 복수개의 미세전극을 더 포함하는 것일 수 있다. 복수개의 미세전극은 세포에 전기자극을 가하여 신경세포의 성장을 유도하는 동시에 신경세포의 성장을 감지할 수 있다. 상기 복수개의 미세전극은, 상기 신경세포 성장 채널 위, 아래 또는 이들 둘 모두에 형성되는 것일 수 있다. 상기 복수개의 미세전극의 폭 및 상기 복수개의 전극들 사이의 폭은, 전극 패터닝 공정 및 신경세포의 최대 성장 길이를 고려하여, 각각 2 내지 1000 ㎛일 수 있다. 이는 전극 패터닝 공정에 필요한 마스크 최소 선폭이 2 ㎛보다 작으면 마스크 타입과 이를 위한 공정 방법이 달라져 공정 비용이 증가하는 문제가 있을 수 있다.The electrode 122 may further include a plurality of fine electrodes. The plurality of microelectrodes can induce the growth of neurons by applying electrical stimulation to the cells, while sensing the growth of neurons. The plurality of microelectrodes may be formed above, below, or both of the nerve cell growth channels. The width of the plurality of microelectrodes and the width of the plurality of electrodes may be 2 to 1000 탆 in consideration of the electrode patterning process and the maximum growth length of the nerve cells. If the minimum line width of the mask required for the electrode patterning process is less than 2 탆, there is a problem that the mask type and the process method therefor are changed and the process cost increases.

상기 복수개의 미세전극은, 기준전극(124) 및 복수개의 측정전극(126)을 더 포함하는 것일 수 있다. The plurality of microelectrodes may further include a reference electrode 124 and a plurality of measurement electrodes 126.

상기 기준전극(124)은, 상기 신경세포 성장 채널(116)과 상기 세포배양 채널(114)의 경계면 왼쪽에 접하여 형성된 것일 수도 있고, 상기 신경세포 성장 채널(116)과 상기 세포배양 채널(114)의 경계면 오른쪽에 접하여 형성되는 것일 수 있다.The reference electrode 124 may be formed in contact with the left side of the interface between the nerve cell growth channel 116 and the cell culture channel 114. The reference electrode 124 may be formed in contact with the nerve cell growth channel 116 and the cell culture channel 114, As shown in FIG.

상기 측정전극(126)은, 기준전극(124) 1개 이외의 측정전극이 1개 이상이면 측정이 가능할 수 있다. 측정전극(126)이 많을수록 신경세포의 미세한 성장을 측정할 수 있기 때문에 측정전극은 수 개 이상일 수 있다. 예를 들어, 측정전극은 1 내지 250개인 것일 수 있다. The measurement electrode 126 can be measured when one or more measurement electrodes other than one reference electrode 124 are present. As the number of the measurement electrodes 126 increases, the number of measurement electrodes can be several or more since the fine growth of the nerve cells can be measured. For example, the measuring electrode may be 1 to 250 electrodes.

미세전극이 기판 상에 일방향으로 배열된 형상의 평면 미세전극일 수도 있고, 기판 상에 3차원 기둥 형상 또는, 기판 상에 벽을 형성하는 3차원 터널 형태의 미세전극일 수 있다. 이러한 3차원 형태의 미세전극은 전극 자체가 공간을 제공하여 세포성장채널의 역할을 동시에 수행할 수도 있다.The microelectrodes may be planar microelectrodes having a shape in which the microelectrodes are arranged in one direction on the substrate, a three-dimensional columnar shape on the substrate, or a three-dimensional tunnel-shaped microelectrode that forms a wall on the substrate. Such a three-dimensional microelectrode may serve as a cell growth channel by simultaneously providing space by the electrode itself.

일 실시예에 따른 시료 내 세포를 배양하는 방법을 설명하도록 한다.A method of culturing cells in a sample according to one embodiment will be described.

일 실시예에 따른 시료 내 세포를 배양하는 방법은, 상기 신경세포 성장 채널로 배양하는 세포에 적합한 하이드로젤을 주입하는 단계, 상기 세포배양 채널로 세포가 포함된 시료를 주입하는 단계, 상기 신경세포 성장인자 채널로 배양하는 세포에 적합한 배양액을 주입하는 단계 및 상기 배양액에 의해 상기 세포를 배양하는 단계를 포함한다.The method for culturing cells in a sample according to one embodiment includes the steps of injecting hydrogel suitable for cells cultured in the nerve cell growth channel, injecting a sample containing cells into the cell culture channel, Injecting a culture medium suitable for the cells cultured with the growth factor channel, and culturing the cells by the culture medium.

먼저, 상기 세포배양 채널로 세포가 포함된 시료를 주입한다.First, a sample containing cells is injected into the cell culture channel.

이어서, 상기 신경세포 성장인자 채널로 배양하는 세포에 적합한 배양액을 주입한다.Then, a culture medium suitable for the cells cultured with the neural cell growth factor channel is injected.

상기 배양액은, 상기 하이드로젤을 통하여 상기 세포배양 채널 방향으로 확산하는 것일 수 있다.The culture solution may be diffused through the hydrogel in the cell culture channel direction.

이어서, 상기 신경세포 성장 채널로 배양하는 세포에 적합한 하이드로젤을 주입한다. 상기 신경세포 성장 채널은 하이드로젤로 형성될 수 있고, 하이드로젤은, 예를 들어, 콜라겐, 피브린, 피브로넥틴 및 마트리젤로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Next, a suitable hydrogel is injected into the cells cultured in the neural cell growth channel. The nerve cell growth channel may be formed of a hydrogel, and the hydrogel may include at least one selected from the group consisting of, for example, collagen, fibrin, fibronectin and matrigel.

이어서, 상기 배양액에 의해 상기 세포를 배양한다. 상기 세포의 신경세포는, 상기 신경세포 성장 채널의 상기 전극 기판 상에서 상기 성장인자 채널 방향으로 성장하는 것일 수 있다.Then, the cells are cultured by the culture solution. The neuron of the cell may be grown in the growth factor channel direction on the electrode substrate of the neuron growth channel.

추가적으로, 상기 세포를 배양하는 단계 이후에 상기 신경세포의 성장을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 신경세포의 성장을 분석하는 단계는, 상기 신경세포가 상기 기준전극 및 상기 측정전극 사이를 연결하면서 변화하는 상기 두 전극 사이의 측정 파라미터를 측정하는 것일 수 있다. 상기 측정 파라미터는, 저항, 전압, 전류 및 커패시턴스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 측정 파라미터는, 상기 신경세포의 개수 및 길이와 연관되는 것일 수 있다. 모든 분석이 끝날 때까지 세포 배양액과 신경 성장인자가 포함된 배양액은 신경세포의 성장 정도 및 세포의 상태에 따라 적절한 시간마다 교체할 수 있다.In addition, the step of culturing the cell may further include the step of analyzing the growth of the neuron. The step of analyzing the growth of the nerve cell may be to measure a measurement parameter between the two electrodes, wherein the nerve cell changes between the reference electrode and the measurement electrode. The measurement parameter may include at least one selected from the group consisting of resistance, voltage, current, and capacitance. The measurement parameter may be associated with the number and length of the nerve cells. Until the end of the analysis, the culture medium containing the cell culture medium and the nerve growth factor can be replaced at an appropriate time depending on the degree of neuron growth and the state of the cell.

신경세포의 성장이 더 활발하게 일어날수록 측정할 수 있는 측정 전극의 개수가 늘어나고 각 전극의 측정 파라미터를 분석하면 신경세포의 성장 정도를 알 수 있다.As the growth of neurons becomes more active, the number of measurement electrodes can be increased and the measurement parameters of each electrode can be analyzed to determine the degree of neuronal growth.

신경세포의 성장 정도와 상태에 따라 세포 배양액의 조성비와 신경 성장인자의 농도를 조절할 수 있고, 이에 따라 실질적으로 유사한 양의 신경세포 성장체를 획득할 수 있다. 따라서, 균일한 양의 신경세포 성장체를 다량으로 형성시킬 수 있으며, 성장체들의 양이 균일하면, 이들 세포를 사용하는 실험에서 실험군 간의 오차를 줄일 수 있게 된다. 특히, 줄기 세포 분화 연구에서 분화 유도제 및 배양액의 영향 등을 정확하게 실험하여 파악할 수 있다.The composition ratio of the cell culture liquid and the concentration of the nerve growth factor can be controlled according to the degree and condition of the nerve cell growth, and thus, a substantially similar amount of nerve cell growth body can be obtained. Therefore, it is possible to form a uniform amount of a neuron cell growth body in a large amount, and if the amount of the growth bodies is uniform, the error between the experimental groups can be reduced in an experiment using these cells. In particular, in the study of stem cell differentiation, the effects of the differentiation inducing agent and the culture medium can be precisely experimented and grasped.

실험에 따르면 시간이 지남에 따라 신경세포가 성장하고 그에 따라 측정전극에서 전기적 측정 파라미터 중 커패시턴스 및 전류가 각각 증가하고, 시간이 지남에 따라 신경세포가 성장하고 그에 따라 측정전극에서 전기적 측정 파라미터 중 저항 및 전압이 각각 감소하는 것을 확인할 수 있었다.Experiments have shown that as neurons grow over time, capacitances and currents in the electrical measurement parameters at the measuring electrodes increase, and as time passes, the nerve cells grow and thus the resistance And the voltage decreased, respectively.

본 발명은 도 1 및 도 2와 같이 미세유체채널 장치와 미세유체채널 장치로부터 측정되는 pH와 온도, 그리고 전기적 측정 파라미터를 입력 받아 신경돌기의 성장정보를 실험자에게 제공해 줄 수 있는 신경돌기 성장 분석 및 세포배양채널 모니터링 및 세포분화제어 소프트웨어, 신경돌기의 성장정보를 통해 신경돌기의 성장을 조절을 위해 미세유체장치를 제어하는 신경돌기 성장 제어 소프트웨어, 그리고, 위와 같은 소프트웨어에서 출력된 신호를 받아 미세유체장치를 제어하는 미세유체채널장치 제어 시스템을 포함한다.The present invention relates to a neurite outgrowth analysis and a neurite outgrowth analysis, which can provide experimental information on the growth of the nerve protrusion by inputting the pH, temperature, and electrical measurement parameters measured from the microfluidic channel device and the microfluidic channel device, Cell culture channel monitoring and cell differentiation control software, neural projection growth control software to control the microfluidic device to regulate the growth of neurite through the information of growth of neurite outgrowth, And a microfluidic channel device control system for controlling the device.

세포배양채널 바닥에 집적되어있는 pH, 온도를 측정하는 전극센서를 통해 전위 및 저항형태로 신호를 입력받은 신경돌기 성장 분석 및 세포배양채널 모니터링 및 세포분화제어 소프트웨어는 세포배양채널의 환경을 항시 모니터링 하며 세포 배양에 최적화된 환경을 유지하고 조절하는 역할을 한다. 미리 설정된 최적화된 온도와 pH 레벨을 기준으로 세포배양채널의 환경이 일정 범위를 넘어서게 되면 실험자의 단말기 등에 정보를 전송하고 자동으로 발열 전극을 이용해 온도를 조절하거나 배양액을 새 배양액으로 교체 또는 주입하게 된다. 또한, 자동세포분화제어를 위해 시간에 따른 pH 변화율을 항상 모니터링 하면서 변화율이 미리 설정된 레벨보다 커지게 되면 세포배양채널의 배양액을 분화를 위한 배양액으로 교체하게 되고 신경성장인자 채널에 신경성장인자를 주입하는 신경세포 분화 시퀀스가 시작되게 된다.Neurite outgrowth analysis and cell culture channel monitoring and cell differentiation control software, which receives signals in the form of potential and resistance through an electrode sensor measuring the pH and temperature integrated on the bottom of the cell culture channel, always monitors the environment of the cell culture channel And maintains and regulates the environment optimized for cell culture. If the environment of the cell culture channel exceeds a predetermined range based on the preset optimized temperature and pH level, information is transmitted to the user's terminal and the temperature is automatically controlled using the heating electrode or the culture liquid is replaced or injected into the new culture liquid . Also, if the rate of change of pH is constantly monitored over time for automatic cell differentiation control and the rate of change becomes larger than a preset level, the culture fluid of the cell culture channel is replaced with the culture solution for differentiation, and the nerve growth factor A neuronal differentiation sequence is initiated.

예를 들어 아래와 같은 수식에 따른 제어 설정이 가능하다.For example, you can set the control according to the following formula.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 온도, pH, 분화제어 예시 (Rtemp , set: 최적온도에 대한 저항 설정값, Rrange,set: 최적온도에 대한 저항범위 설정값, Yheat: 히터전극 동작 출력, VpHset1: 최적 pH에 대한 전위 설정값, YC .M. change: 배양액 교체 출력, △x2/t: pH 변화율, VpHset2: 분화조건에 맞는 pH변화율, YD .M. change: 분화를 위한 분화배양액 주입 출력, YNGF: 신경성장인자 주입 출력)
(R temp , set : resistance set value for optimum temperature, R range, set : resistance range set value for optimum temperature, Y heat : heater electrode operation output, V pHset1 : optimum pH Y C M: change : output of culture fluid replacement, Δx 2 / t: pH change rate, V pHset 2 : pH change rate according to the differentiation conditions, Y D M change : differentiation culture injection output for differentiation , Y NGF : nerve growth factor injection output)

본 발명의 세포배양 모니터링 및 제어 장치의 미세유체채널 장치를 이용해 신경세포의 신경돌기를 분화시키면 장치의 전극 채널들에서 측정 파라미터의 값 (저항, 전압, 전류, 커패시턴스 등)이 변화하고 측정된 파라미터 값들은 신경돌기 성장 신호처리 소프트웨어의 입력 값으로 전달된다. 미세유체채널 장치는 기준전극 하나와 측정전극이 4개의 채널로 구성된 예를 생각해 볼 수 있다. 다만, 측정전극의 채널수, 측정전극의 폭, 그리고 측정전극사이의 폭은 가변적으로 설계 가능하다 {Ei | Ei, 4 ≤ I ≤ 250},{2㎛ ≤ Ew, WE ≤ 1000㎛}. (Ew : 전극의 폭, WE : 전극사이의 거리)When the neurite of the neuron is differentiated using the microfluidic channel device of the cell culture monitoring and control device of the present invention, the value of the measurement parameter (resistance, voltage, current, capacitance, etc.) changes in the electrode channels of the device, Values are passed to the input of the neurite outgrowth signal processing software. In the microfluidic channel device, one reference electrode and the measuring electrode are constituted by four channels. However, the number of channels of the measuring electrodes, the width of the measuring electrodes, and the width between the measuring electrodes can be variably designed {E i | E i , 4 ≤ I ≤ 250}, {2 μm ≤E w , W E Lt; = 1000 [micro] m}. (E w : Width of electrode, W E : Distance between electrodes)

Figure pat00002
Figure pat00002

※ 성장측정 예시 (Ew: 전극의 폭, Ei: 전극의 개수, Rset: 저항 설정값, Vset: 전압 설정값, Vset: 전류 설정값, Cset: 커패시턴스 설정값, △xi: I번째 저항의 변화값, NL: 신경돌기의 길이, NGB: 신경돌기의 성장률, t: 시간)※ growth illustrates measurement (E w: width of the electrodes, E i: the number of electrodes, R set: resistance set value, V set: the voltage set value, V set: the current setting value, C set: capacitance settings, △ x i : Change value of I-th resistance, N L : length of neurite, N GB : growth rate of neurite, t: time)

미세유체내채널 장치에서 측정되어 전달되는 결과 값들을 전달받은 신경돌기 성장 분석 소프트웨어에서는 신경세포 성장 제어를 위해 사전에 준비한, 일예로서 아래와 같은 단일 규칙 또는 패턴 형태의 데이터베이스를 이용하여 성장 제어 값을 생성한다. 여기서 데이터베이스를 텍스트파일, 구조화된 데이터 구조파일, XML 등 다양한 파일 구조의 형태로 표현이 가능하다.In the neurite outgrowth analysis software that receives the measured values transmitted from the channel device in the microfluidic device, the growth control value is generated using a single rule or pattern database as follows do. Here, the database can be expressed in various file structures such as a text file, a structured data structure file, and XML.

Figure pat00003
Figure pat00003

※ 성장제어 예시 (t: 시간, tset: 시간 설정값, y1 -4: 파라미터에 따른 출력 제어값)※ illustrates growth control (t: time, t set: set time value, y 1 -4: an output control value of the parameter)

여기서 출력 값은 단순한 상수 값을 저장하는 변수일 뿐만 아니라 다양한 데이터 구조를 표현할 수 있는 구조체 변수로 구성할 수 있다. 예로

Figure pat00004
는 구조체 변수로 표현할 수 있는데 신경성장인자 주입 여부를 설정할 수 있는 변수, 신경성장인자 주입 농도를 설정할 수 있는 변수들의 값으로 구성할 수 있다.Here, the output value is not only a variable that stores a simple constant value but also a structure variable that can represent various data structures. For example
Figure pat00004
Can be expressed as a structure variable, and it can be constituted by a value for setting the nerve growth factor injection or a value for setting the nerve growth factor injection concentration.

성장 촉진의 경우, 특정 위치의 측정 전극에서 특정 시간 동안 측정 파라미터의 변화량이 설정된 값보다 낮으면, 신경돌기가 아직 특정 길이까지 성장되지 않음을 의미하고 신경성장인자 채널에 더 높은 농도의 신경성장인자를 주입하는 신호를 내보내어 신경성장인자 주입부를 구동하게 되고, 이에 따라 신경 세포의 성장이 촉진된다. In the case of growth promotion, if the amount of change in the measurement parameter for a specific time at the measurement electrode at a specific position is lower than the set value, it means that the neurite has not yet been grown to a specific length and a higher concentration of nerve growth factor And the nerve growth factor injection unit is driven. Thus, the growth of the nerve cells is promoted.

반대로, 성장억제의 경우 특정 위치의 측정 전극에서 설정된 시간 이전에 측정 파라미터의 변화량이 설정된 값보다 크면, 신경돌기의 성장이 빠름을 의미하므로 성장인자 주입 농도를 낮추는 신호를 보내어 신경성장인자 주입부를 구동을 줄이거나 멈추게 한다.On the contrary, in the case of growth inhibition, if the change amount of the measurement parameter before the set time at the measurement electrode at the specific position is larger than the set value, it means that the growth of the neurite is fast, so that a signal for lowering the growth factor injection concentration is sent, To be reduced or stopped.

신경돌기 성장 제어 소프트웨어로부터 출력신호를 받은 미세유체장치 제어 시스템은 미세 유체채널 장치에 주입되는 배양액의 성분, 신경성장인자 농도 등을 조절하여 실험자가 원하는 신경돌기의 성장을 조절하게 된다.The microfluidic device control system, which receives the output signal from the neurite outgrowth control software, controls the growth of the neurite desired by the experimenter by controlling the composition of the culture fluid injected into the microfluidic channel device and the nerve growth factor concentration.

신경돌기 성장 신호처리 소프트웨어는 양방향 정보전달이 가능하여 실험자에게 실시간으로 신경돌기 성장정보를 전달할 수 있으며 또한 실험자도 항시 신경돌기 성장상황을 모니터링 할 수 있다. 미세유체장치에서 배양되는 신경세포와 신경돌기 성장의 정보를 알람신호를 통해 실험자에게 전달이 가능하고, 실험자는 이 정보를 바탕으로 신경돌기 성장 제어 소프트웨어가 포함된 단말기를 이용해 원격으로 미세유체채널 장치의 제어가 가능하다.The neurite outgrowth signal processing software is capable of bi-directional information delivery, allowing neuron growth information to be delivered to the experimenter in real time, and the experimenter can also monitor neurite outgrowth at all times. The neuron and neurite growth information from the microfluidic device can be transmitted to the experimenter through an alarm signal. Based on this information, the experimenter can remotely control the microfluidic channel device Can be controlled.

예를 들어 단말기에 의한 본 발명의 세포배양 모니터링 및 제어 장치의 모니터링 및 제어를 순서적으로 예시해 보면 다음과 같다.For example, monitoring and control of the cell culture monitoring and control apparatus of the present invention by a terminal will be described in order.

1) 제작된 미세유체채널 장치의 미세유체채널 소자에 신경세포를 배양한다. 2) 신경세포는 실험자의 설정에 따라 분화하기 전 까지 계속 증식하며 증식하는 동안 pH 및 온도 모니터링을 통해 최적화된 세포배양에 최적화된 환경이 제공된다. 3) 증식이 끝나고 분화가 시작되면 배합이 조절된 배양액으로 교체가 되고 설정된 순서에 따라 배양액의 주입과 신경성장인자의 주입이 이루어 진다. 4) 신경성장인자에 의해 분화된 신경세포는 제작된 전극 위로 신경돌기를 성장시키고 이 때 신경돌기는 두 전극 사이를 연결하며 전기적 변화를 발생시킨다. 5) 특정 측정전극까지 신경돌기가 성장하게 되면 전극의 전기적 특성 변화를 통해 신경세포의 분화 및 성장 정도를 측정부가 측정할 수 있고, 이 전기적 변화가 송신부를 통하여 송신되고, 이를 바탕으로 신경돌기 성장 분석 소프트웨어를 통해 분석이 이루어지고 이 정보는 사용자에게 전달된다. 6) 신경돌기 성장 분석 소프트웨어에서 송신된 정보는 신경돌기 성장 제어 소프트웨어로 입력되어 실험자의 설정조건에 따라 미세유체채널 장치 중 제어부가 수행해야 할 정보를 전달한다. 7) 정보를 전달받은 수신부는 미세유체채널 장치의 히터부, 배양액 주입부 및 신경성장인자 주입부등을 구동시켜 배양액 조성 및 신경성장인자의 농도를 조절하여 주입하고, 최적의 성장 환경에 맞는 온도를 유지한다.
1) The neuron cells are cultured in the microfluidic channel device of the prepared microfluidic channel device. 2) Neurons continue to proliferate until differentiated according to the experimenter's setting, and are optimized for optimal cell culture through pH and temperature monitoring during proliferation. 3) At the end of proliferation, when the differentiation begins, the culture is replaced with the controlled culture, and the culture solution is injected and the nerve growth factor is injected according to the set order. 4) Neurons differentiated by nerve growth factor grow neurites on the fabricated electrodes, which connect the two electrodes and cause electrical changes. 5) When the neurite grows up to a specific measuring electrode, it is possible to measure the degree of differentiation and growth of the neuron through the change of the electrical characteristic of the electrode, and this electrical change is transmitted through the transmitter, Analysis is done through analysis software and this information is communicated to the user. 6) Information sent from neurite growth analysis software is input to the neurite growth control software, and it delivers the information to be performed by the controller among the microfluidic channel devices according to the setting conditions of the experimenter. 7) The receiver receiving the information drives the heater part of the microfluidic channel device, the culture fluid injection part and the nerve growth factor injection part to control the composition of the culture fluid and the concentration of the nerve growth factor, .

본 발명에 따른 세포배양 모니터링 및 제어 장치에 의하여, 신경과학 및 뇌과학 분야의 신경의 발생 및 재생연구에 있어서 신경세포 성장을 정량화하는 편리한 실험적 도구를 제공할 수 있으며, 퇴행성 뇌질환 및 신경질환의 치료와 신약개발 연구에 있어서 중요한 실험적 및 진단도구를 제공할 수 있다. 또한, 정량화 및 체계화된 신경세포성장 수치분석을 통해 삼차원 신경세포 성장 분석법 개발 및 생체 내 실험에 활용할 수 있다.
The cell culture monitoring and control apparatus according to the present invention can provide a convenient experimental tool for quantifying neuronal cell growth in the development and regeneration of neurons in the neuroscience and brain science fields, It can provide important experimental and diagnostic tools in therapy and drug development research. In addition, quantitative and systematic analysis of neuronal growth can be used to develop 3D nerve cell growth assay and in vivo experiments.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

110: 미세유체채널 소자
112: 세포배양 채널
114: 신경세포 성장인자 채널
116: 신경세포 성장 채널
120: 전극 기판
122: 전극
124: 기준전극
126: 측정전극
110: Microfluidic channel element
112: cell culture channel
114: Neuronal growth factor channel
116: Neuronal growth channel
120: electrode substrate
122: electrode
124: reference electrode
126: measuring electrode

Claims (9)

미세유체채널 장치;
상기 미세유체채널 장치의 상태를 측정하는 측정부; 및
상기 미세유체채널 장치를 제어하는 제어부;
를 포함하고,
상기 미세유체채널 장치는, 세포배양 채널, 신경세포 성장인자 채널, 및 상기 세포배양 채널과 상기 신경세포 성장인자 채널 사이에 배치되는 신경세포 성장 채널을 포함하는 미세유체채널 소자; 및 전극을 포함하는 전극 기판; 을 포함하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
Microfluidic channel devices;
A measuring unit for measuring a state of the microfluidic channel device; And
A control unit for controlling the microfluidic channel device;
Lt; / RTI >
The microfluidic channel device comprising: a microfluidic channel device comprising a cell culture channel, a neuron growth factor channel, and a neuron cell growth channel disposed between the cell culture channel and the neuron cell growth factor channel; And an electrode; ≪ / RTI >
Cell culture monitoring and control devices.
제1항에 있어서,
상기 미세유체채널 장치의 상태는, 상기 미세유체채널 장치 내의 온도, 상기 미세유체채널 장치 내의 pH 및 상기 신경세포의 분화 정도와 성장 정도로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the state of the microfluidic channel device is at least one selected from the group consisting of temperature in the microfluidic channel device, pH in the microfluidic channel device, degree of differentiation and growth of the neuron,
Cell culture monitoring and control devices.
제1항에 있어서,
상기 측정부는,
온도 측정부, pH 측정부 및 신경세포 성장 측정부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the measuring unit comprises:
A temperature measuring unit, a pH measuring unit, and a nerve cell growth measuring unit.
Cell culture monitoring and control devices.
제3항에 있어서,
상기 전극은 복수개의 미세전극을 포함하고,
상기 복수개의 미세전극은, 기준전극 및 복수개의 측정전극을 포함하고,
상기 신경세포 성장 측정부는,
상기 신경세포가 성장하여 상기 기준전극 및 상기 측정전극 사이를 연결하면서 발생하는 상기 두 전극 사이의 전기적 변화를 측정하여 상기 신경세포의 분화 정도와 성장 정도를 측정하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method of claim 3,
Wherein the electrode comprises a plurality of microelectrodes,
Wherein the plurality of microelectrodes include a reference electrode and a plurality of measurement electrodes,
Wherein the neuron cell growth measuring unit comprises:
Wherein the degree of differentiation and the degree of growth of the neuron are measured by measuring an electrical change between the two electrodes generated while the neuron is grown and connecting the reference electrode and the measurement electrode.
Cell culture monitoring and control devices.
제4항에 있어서,
상기 전기적 변화는, 저항, 전압, 전류 및 커패시턴스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the electrical change includes at least one selected from the group consisting of resistance, voltage, current, and capacitance.
Cell culture monitoring and control devices.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
히터부, 배양액 주입부 및 신경성장인자 주입부로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method according to claim 1,
Wherein,
A heater, a culture fluid injecting part, and a nerve growth factor injecting part.
Cell culture monitoring and control devices.
제6항에 있어서,
상기 히터부는 미세유체채널 내의 온도 측정 결과에 따라 구동되는 것이고,
상기 배양액 주입부 및 신경성장인자 주입부는, 상기 미세유체채널 내의 pH 측정 결과 및 신경세포의 분화 정도와 성장 정도 측정 결과에 따라 구동되는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the heater unit is driven according to a temperature measurement result in the microfluidic channel,
Wherein the culture liquid injecting unit and the nerve growth factor injecting unit are driven according to a result of pH measurement in the microfluidic channel,
Cell culture monitoring and control devices.
제1항에 있어서,
상기 측정부의 측정 결과를 송신하는 송신부; 및
제어부 구동 신호를 수신하는 수신부;
를 더 포함하는, 세포배양 모니터링 및 제어 장치.
The method according to claim 1,
A transmission unit for transmitting a measurement result of the measurement unit; And
A receiving unit for receiving a control unit driving signal;
Further comprising a cell culture monitoring and control device.
제8항에 있어서,
상기 송신부는 상기 측정 결과를 원격으로 단말기에 송신하고,
상기 수신부는 상기 구동 신호를 상기 단말기로부터 원격으로 수신하는 것인,
세포배양 모니터링 및 제어 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the transmitter transmits the measurement result to the terminal remotely,
Wherein the receiving unit remotely receives the driving signal from the terminal.
Cell culture monitoring and control devices.
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