KR20150143031A - Bio material capturing structure with polymer layer, and apparatus and method for collecting bio material carrier sellectively using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to technology individually capturing a microbead, which is a carrier carrying a plurality of single cells or a bio material, and discharging and then collecting a target single cell or a microbead selectively. The present invention comprises: a capturing chip having a first fluid channel extended between an injection hole and a first discharging hole, a second fluid channel connected to a second discharging hole and facing the first fluid channel, and a capturing structure installed between the first fluid channel and the second fluid channel as one surface faces the first fluid channel and the other surface faces the second fluid channel; and a heating means. The capturing structure comprises: a substrate having a plurality of capturing grooves formed at one surface facing the first fluid channel, and a plurality of first through-holes formed at the other surface facing the second fluid channel and connected to each floor surface of the capturing grooves; and a polymer layer having a second through-hole formed at the other surface facing the second fluid channel and connected to the first through-holes. The heating means provides a device for the selective collection of a bio material carrier heating the capturing grooves individually.

Description

폴리머 층을 구비하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물 및 이를 이용한 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치와 방법 {BIO MATERIAL CAPTURING STRUCTURE WITH POLYMER LAYER, AND APPARATUS AND METHOD FOR COLLECTING BIO MATERIAL CARRIER SELLECTIVELY USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bio-material carrier capturing structure having a polymer layer and a selective collecting device and method for using the same. 2. Description of the Related Art Bio-

본 발명은 다수의 단일 세포 또는 바이오 물질을 운반하는 캐리어인 마이크로비드(microbead)를 개별적으로 포획하고 원하는 단일 세포 또는 마이크로비드만을 선택적으로 방출하여 수집하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to techniques for individually capturing microbeads, which are carriers that carry a plurality of single cells or biomaterials, and selectively releasing and collecting only desired single cells or microbeads.

차세대 융합 기술인 나노바이오기술(Nanobio-technology: NBT)은 인간의 질병진단과 치료에 혁신적인 진보를 가져다 줄 수 있는 기술로서 그 중요성이 높아지고 있다. 특히, 바이오기술의 대표적인 분야 중 하나인 바이오칩은 DNA, 단백질, 항체 또는 세포 등의 생체 물질들을 유리, 실리콘, 고분자 등의 고체기질 위에 고밀도로 집적화한 생체정보 감지소자로서, 극 미량의 시료를 초고속으로 분석하는데 적합한 기술이다. 최근, DNA로 표면 개질된 마이크로비드를 이용하여 무세포 단백질 발현을 비드 위에서 유도하여 분석하는 기술이 사용되고 있는데, 더욱 효율적인 처리를 위하여 다수의 마이크로비드를 개별적으로 포획하고 원하는 마이크로비드만을 선택적으로 수집할 수 있도록 하는 것이 요구되고 있다. 종래에는 유전자 재조합을 통한 세포내 단백질 발현과정과 스크리닝(고가의 장치(FACS), 프로세스의 복잡함)을 거치게 된다. 그에 따라 비드를 이용한 in-vitro 상에서 무세포 단백질 발현 연구가 진행되고 있는데 단일 비드 조작(manipulation)을 이용하여 기존의 FACS보다 값싸고 효율적인 단일 비드 분석을 위해 새로운 어세이 개발이 필요하다.Nanobio-technology (NBT), a next-generation convergence technology, is becoming increasingly important as a technology that can bring innovative advances in the diagnosis and treatment of human diseases. Particularly, biochip, which is one of the representative fields of biotechnology, is a biomedical information sensing device in which biomaterials such as DNA, protein, antibody or cell are integrated at a high density on a solid substrate such as glass, silicon or polymer, As shown in Fig. Recently, a technique of inducing and analyzing cell-free protein expression on a bead using a microbead surface-modified with DNA has been used. In order to more efficiently process, a plurality of microbeads are individually captured and only desired microbeads are selectively collected Is required. In the past, it is subjected to protein expression and screening (FACS, process complexity) through gene recombination. Therefore, in vitro cell-free protein expression studies using beads are under way, and new assays are needed for single-bead analysis that is cheaper and more efficient than conventional FACS using single bead manipulation.

본 발명의 목적은 다수의 단일 세포 또는 바이오 물질 캐리어인 마이크로비드를 개별적으로 포획한 후 원하는 세포 또는 마이크로비드만을 선택적으로 방출하여 수집하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for selectively capturing and collecting only desired cells or microbeads after individually capturing microbeads, which are a plurality of single cells or biomaterial carriers.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,

제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고, 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판; 및 상기 제2 면에 형성된 폴리머 층을 포함하며, 상기 폴리머 층에는 상기 제1 관통 홀과 제2 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물이 제공된다.A substrate on which a plurality of catch grooves are formed on a first surface and a plurality of first through holes are formed on a second surface opposite to the first surface, the plurality of first through holes being connected to the bottom of each catch groove; And a polymer layer formed on the second surface, wherein the polymer layer is formed with the first through hole and the second through hole.

상기 포획 홈은 바닥으로 갈수록 좁아지는 형상일 수 있다.The capturing groove may be shaped to become narrower toward the bottom.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

제1 유체 채널이 형성되는 상판; 상기 제1 유체 채널과 대향하는 제2 유체 채널이 형성되는 하판; 및 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널의 사이에 배치되는 바이오 물질 운반체 포획 구조물을 구비하고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 결합되는 중간판을 포함하며, 상기 바이오 물질 운반체 포획 구조물은, 상기 제1 유체 채널을 향하는 제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고, 상기 제2 유체 채널을 향하는 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 면에 형성된 폴리머 층을 포함하며, 상기 폴리머 층에는 상기 제1 관통 홀과 제2 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 칩이 제공된다.An upper plate on which a first fluid channel is formed; A lower plate on which a second fluid channel opposing the first fluid channel is formed; And an intermediate plate having a bio material carrier trapping structure disposed between the first fluid channel and the second fluid channel and interposed between the upper plate and the lower plate, Wherein a plurality of catch grooves are formed on a first surface facing the first fluid channel and a plurality of first through holes are formed on a second surface facing the second fluid channel, And a polymer layer formed on the second surface, wherein the polymer layer has the first through hole and the second through hole formed therein.

상기 상판에는 주입 구멍과, 제1 배출 구멍과, 제2 배출 구멍이 더 형성되며, 상기 하판에는 상기 제2 배출 구멍에 대응하여 위치하고 상기 제2 유체 채널과 연결되는 연통 홈이 더 형성되며, 상기 중간판에는 상기 제2 배출 구멍과 상기 연통 홈을 연결시키는 관통 구멍이 형성되며, 상기 제1 유체 채널은 상기 주입 구멍과 상기 제1 배출 구멍 사이에서 연장될 수 있다.The upper plate further includes an injection hole, a first discharge hole, and a second discharge hole. The lower plate further includes a communication groove which is located corresponding to the second discharge hole and is connected to the second fluid channel, The intermediate plate may have a through hole for connecting the second discharge hole and the communication groove, and the first fluid channel may extend between the injection hole and the first discharge hole.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

주입 구멍과 제1 배출 구멍 사이에 연장되는 제1 유체 채널과, 제2 배출 구멍과 연결되고 상기 제1 유체 채널과 대향하는 제2 유체 채널과, 일면은 상기 제1 유체 채널을 향하고 타면은 상기 제2 유체 채널을 향하도록 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 설치되는 포획 구조물을 구비하는 포획 칩; 및 가열 수단을 포함하며, 상기 포획 구조물은, 상기 제1 유체 채널을 향하는 일면에 다수의 포획 홈이 형성되고 상기 제2 유체 채널을 향하는 타면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 유체 채널을 향하는 타면에 형성되고 상기 제1 관통 홀과 연결되는 제2 관통 홀이 마련된 폴리머 층을 구비하며, 상기 가열 수단은 상기 포획 홈을 개별적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치가 제공된다.A first fluid channel extending between the injection port and the first discharge port, a second fluid channel connected to the second discharge port and facing the first fluid channel, one surface facing the first fluid channel, A capture chip having a capture structure installed between the first fluid channel and the second fluid channel to face a second fluid channel; And a heating means having a plurality of catch grooves formed on one surface facing the first fluid channel and a plurality of first fluid channels connected to the bottom of each of the catch grooves on the other surface facing the second fluid channel, And a polymer layer provided on a surface of the substrate on which the through hole is formed and a second through hole formed on the other surface facing the second fluid channel and connected to the first through hole, A selective collection device for a bio-material carrier is provided.

상기 포획 홈과 상기 관통 홀은 상기 포획 구조물에 다수 개 형성될 수 있다.A plurality of catch grooves and the through holes may be formed in the trap structure.

상기 관통 홀은 상기 바이오 물질 운반체가 통과하지 못하는 크기를 갖는다.The through-hole has a size such that the bio-material carrier can not pass through.

상기 가열 수단은 상기 포획 홈으로 레이저를 조사하는 레이저 조사장치일 수 있다.The heating means may be a laser irradiation device for irradiating the trapping groove with a laser.

상기 기판은 유리 재질일 수 있다.The substrate may be made of glass.

상기 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치는 상기 포획 칩을 이동시키는 이동 스테이지를 더 포함할 수 있다.The bio-material carrier selective collection device may further include a movement stage for moving the trapped chip.

상기 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치는 상기 제1, 제2 배출 구멍과 연결되는 흡입 수단을 더 포함할 수 있다.The bio-material carrier selective collection device may further include suction means connected to the first and second discharge holes.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,According to another aspect of the present invention,

제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 면에 형성되고 상기 제1 관통 홀과 연결되는 제2 관통 홀이 마련된 폴리머 층을 포함하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물을 이용하여 바이오 물질 운반체를 선택적으로 수집하는 방법으로서, 상기 제1 면 측에 위치하는 제1 유체 채널과 상기 제2 면 측에 위치하는 제2 유체 채널 중 상기 제1 유체 채널을 통해 흐르는 다수의 바이오 물질 운반체를 함유하는 용액에 함유된 개별 바이오 물질 운반체가 상기 포획 홈에 각각 개별적으로 포획되는 바이오 물질 운반체 포획 단계; 및 상기 포획 홈에 포획된 다수의 바이오 물질 운반체들 중 방출 대상 바이오 물질 운반체가 포획된 포획 홈을 가열하는 선택 가열 단계를 포함하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법이 제공된다.A substrate on which a plurality of catch grooves are formed on a first surface and a plurality of first through holes are formed on a second surface opposite to the first surface, the plurality of first through holes being connected to a bottom of each of the catch grooves; And a polymer layer having a first through hole and a second through hole connected to the first through hole, the method comprising the steps of: selectively collecting a biomaterial carrier using a bio material carrier trap structure, Wherein the individual biomaterial carrier contained in the solution containing the channel and a plurality of biomaterials carriers flowing through the first fluid channel among the second fluid channels located on the second surface side are individually captured in the capturing groove, Material carrier capture step; And a selective heating step of heating the capturing grooves in which the emission target biomaterial carrier is captured among the plurality of bio material carriers trapped in the capturing grooves.

상기 선택 가열 단계는 상기 포획 홈에 레이저를 조사함으로써 수행될 수 있다.The selective heating step may be performed by irradiating the capture groove with a laser.

상기 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법은, 상기 포획 홈에 포획된 다수의 바이오 물질 운반체들 중 방출 대상 바이오 물질 운반체를 식별하는 방출 대상 식별 단계를 더 포함할 수 있다.The method of selectively collecting a bio-material carrier may further include an emission target identifying step of identifying a target biomaterial carrier among a plurality of the bio-material carriers captured in the capturing groove.

상기 방출 대상 식별 단계는 CCD 카메라를 이용한 모니터링에 의해 수행될 수 있다.The emission object identification step may be performed by monitoring using a CCD camera.

상기 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법은, 상기 방출 대상 바이오 물질 운반체만이 상기 포획 홈으로부터 방출되는 방출 단계를 더 포함하며, 상기 방출 단계는 상기 제1 유체 채널과 연결되는 제1 배출 구멍과 상기 제2 유체 채널과 연결되는 제2 배출 구멍을 통한 흡입에 의해 수행될 수 있다.Wherein the biomaterial carrier selective collection method further comprises a release step in which only the release-targeted biomaterial carrier is released from the trapping groove, and the release step includes a first discharge hole connected to the first fluid channel, And suction through a second vent hole connected to the fluid channel.

상기 바이오 물질 운반체는 단일 세포 또는 DNA로 표면 개질된 마이크로비드일 수 있다.The biomaterial carrier may be a single cell or a microbead surface-modified with DNA.

본 발명에 의하며 앞서서 기재한 본 발명의 목적이 모두 달성될 수 있다. 구체적으로는 원하는 단일 세포 또는 단백질 발현 마이크로비드가 포획된 포획 홈을 레이저로 가열하면 포획 홈이 형성된 면의 반대 면에 코팅된 열팽창 폴리머가 팽창하여 관통 홀을 폐쇄시키므로 원하는 마이크로비드 또는 단일 세포를 포획 홈으로부터 용이하게 방출시킬 수 있어서 원하는 마이크로비드 또는 단일 세포만을 수집할 수 있게 된다.All of the objects of the present invention described above can be achieved by the present invention. Specifically, when a capturing groove in which a desired single cell or protein-expressing microbead is trapped is heated by a laser, the thermal expansion polymer coated on the opposite surface of the capturing groove is expanded and the through hole is closed, so that the desired microbead or single cell is captured So that it is possible to collect only desired microbeads or single cells.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 포획 칩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 포획 칩의 종단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 포획 구조물의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 포획 구조물에서 포획 홈이 형성된 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치를 이용하여 단일 세포 또는 마이크로비드를 선택적 수집하는 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 도시한 순서도이다.
도 7 내지 도 9는 도 6에 도시된 방법의 각 과정을 설명하는 도면이다.1 is a perspective view illustrating a selective collection apparatus for a bio material carrier according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the trap chip shown in Fig.
3 is a longitudinal sectional view of the trapping chip shown in Fig.
Figure 4 is a perspective view of the capture structure shown in Figure 2;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a trapping structure shown in FIG.
FIG. 6 is a flow chart illustrating a method according to an embodiment of the present invention for selectively collecting single cells or microbeads using the bio-material carrier selective collecting device shown in FIG.
FIGS. 7 to 9 are views for explaining respective steps of the method shown in FIG.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치가 도시되어 있다. 본 발명에서 '바이오 물질 운반체'는 DNA와 같은 바이오 물질을 운반하는 마이크로비드뿐만 아니라 세포 그 자체도 포함하는 것으로 정의한다. 도 1에 도시된 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치(10a)는 바이오 물질 운반체를 개별적으로 포획한 후 원하는 바이오 물질 운반체를 선택적으로 방출하여 수집한다. 도 1을 참조하면, 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치(10a)는 포획 칩(10)과, 칩 이송 스테이지(70)와, 가열 수단(80)을 포함한다.
FIG. 1 illustrates an apparatus for selectively collecting a bio-material carrier according to an embodiment of the present invention. In the present invention, a 'biomaterial carrier' is defined as not only a microbead carrying a biomaterial such as DNA but also a cell itself. The selective collection device 10a of the biomaterial carrier shown in FIG. 1 selectively captures and collects a desired biomaterial carrier after separately capturing the biomaterial carrier. 1, the biomaterial carrier selective collection device 10a includes a capture chip 10, a chip transfer stage 70, and a heating means 80. [

도 2에는 포획 칩(10)의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 포획 칩(10)의 종단면도가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 포획 칩(10)은 상판(20)과, 상판(20)보다 아래에 위치하는 하판(30)과, 상판(20)과 하판(30)의 중간에 위치하는 중간판(40)을 구비한다.
Fig. 2 is an exploded perspective view of the trapped chip 10, and Fig. 3 is a longitudinal sectional view of the trapped chip 10. As shown in Fig. 1 to 3, the trapped chip 10 includes an upper plate 20, a lower plate 30 positioned below the upper plate 20, and a lower plate 30 positioned between the upper plate 20 and the lower plate 30 And an intermediate plate (40).

상판(20)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형의 평판으로서, 상판(20)에는 주입 구멍(22)과, 제1 배출 구멍(24)과, 제2 배출 구멍(26)과, 제1 유체 채널(23)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 상판(20)이 PDMS(Polydimethylsiloxane: 폴리다이메틸실록세인) 재질인 것으로 설명한다.
The upper plate 20 is a rectangular flat plate extending generally along one direction and the upper plate 20 is provided with an injection hole 22, a first exhaust hole 24, a second exhaust hole 26, A fluid channel 23 is formed. In the present embodiment, it is assumed that the upper plate 20 is made of PDMS (polydimethylsiloxane) material.

주입 구멍(22)은 상판(20)의 일단부에 가깝게 위치한다. 용액 주입 구멍(22)은 상판(20)을 관통한다. 주입 구멍(22)을 통해 바이오 물질 운반체를 다수 함유하는 용액이 포획 칩(10) 안으로 주입된다. 바이오 물질 운반체가 마이크로비드인 경우 그 마이크로비드는 무작위 DNA로 표면 개질된 마이크로비드일 수 있으며, 바이오 물질 운반체가 단일 세포인 경우 그 단일 세포는 형질 전환된 단일 세포일 수 있다.
The injection hole 22 is located close to one end of the upper plate 20. [ The solution injection hole 22 penetrates through the upper plate 20. A solution containing a plurality of biomaterial carriers is injected into the trapping chip 10 through the injection holes 22. [ When the biomaterial carrier is a microbead, the microbead may be a surface modified microbead with a random DNA, and when the biomaterial carrier is a single cell, the single cell may be a transformed single cell.

제1 배출 구멍(24)은 상판(20)의 길이방향으로 주입 구멍(22)의 반대편 단부에 가깝게 위치한다. 제1 배출 구멍(24)은 상판(20)을 관통한다. 제1 배출 구멍(24)을 통해 용액 및 선택된 바이오 물질 운반체가 포획 칩(10) 밖으로 배출된다.
The first discharge hole 24 is located close to the opposite end of the injection hole 22 in the longitudinal direction of the top plate 20. [ The first discharge hole (24) penetrates the upper plate (20). The solution and the selected biomaterial carrier are discharged out of the trapped chip 10 through the first discharge hole 24.

제2 배출 구멍(26)은 상판(20)의 길이방향으로 주입 구멍(22)의 반대편 단부에 제1 배출 구멍(24)보다 더 가깝게 위치한다. 제2 배출 구멍(26)은 상판(20)을 관통한다. 제2 배출 구멍(26)을 통해 용액이 포획 칩(10) 밖으로 배출된다.
The second discharge hole 26 is located closer to the opposite end of the injection hole 22 in the longitudinal direction of the top plate 20 than the first discharge hole 24. The second discharge hole (26) penetrates the upper plate (20). And the solution is discharged out of the trapping chip 10 through the second discharge hole 26.

제1 유체 채널(23)은 중간판(40)과 접하는 면에 홈 형태로 파여서 형성되며 주입 구멍(22)과 제1 배출 구멍(24)을 연결하도록 연장된다. 제1 유체 채널(23)은 연장 방향을 따라서 중간 부분의 폭이 넓도록 형성되어 있다. 제1 유체 채널(23)에서 폭이 넓은 중간 부분에 중간판(40)에서 바이오 물질 운반체가 포획되는 부분이 포함된다.
The first fluid channel 23 is formed in a groove shape on the surface contacting the intermediate plate 40 and extends to connect the injection hole 22 and the first discharge hole 24. The first fluid channel (23) is formed so that the width of the intermediate portion is wide along the extending direction. A portion where the biomass carrier is captured in the intermediate plate 40 is included in a wide intermediate portion in the first fluid channel 23. [

하판(30)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형의 평판으로서, 하판(30)에는 연통 홈(33)과, 제2 유체 채널(32)이 형성된다. 본 실시예에서는 하판(30)이 PDMS(Polydimethylsiloxane: 폴리다이메틸실록세인) 재질인 것으로 설명한다.
The lower plate 30 is a rectangular flat plate extending generally along one direction and a communication groove 33 and a second fluid channel 32 are formed in the lower plate 30. In the present embodiment, it is assumed that the lower plate 30 is made of PDMS (polydimethylsiloxane) material.

연통 홈(33)은 상판(20)의 제2 배출 구멍(26)과 대응하는 지점에 위치한다. 연통 홈(33)은 중간판(40)과 접하는 면에 원형 홈 형태로 파여서 형성된다.
The communication groove 33 is located at a position corresponding to the second discharge hole 26 of the upper plate 20. [ The communication grooves 33 are formed in the form of a circular groove on the surface in contact with the intermediate plate 40.

제2 유체 채널(32)은 중간판(40)과 접하는 면에 홈 형태로 파여서 형성되며 중간판(40)의 중앙부로부터 연통 홈(33)까지 연장된다. 제2 유체 채널(32)은 연통 홈(33)과 이어지는 끝 부분이 좁아지도록 형성된다. 제2 유체 채널(32)의 일부가 중간판(40)에서 바이오 물질 운반체가 포획되는 부분과 겹친다.
The second fluid channel 32 is formed in the form of a groove on the surface in contact with the intermediate plate 40 and extends from the central portion of the intermediate plate 40 to the communication groove 33. The second fluid channel (32) is formed so that the communicating groove (33) and the following end are narrowed. A portion of the second fluid channel 32 overlaps with the portion of the intermediate plate 40 where the biomaterial carrier is captured.

중간판(40)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형의 평판으로서, 중앙부에는 포획 구조물(50)이 설치되는 관통 창(41)이 마련된다. 관통 창(41)은 제1 유체 채널(23) 및 제2 유체 채널(32)과 모두 연결되어서 포획 구조물(50)의 양면이 각각 제1 유체 채널(23) 및 제2 유체 채널(32)과 면하게 된다. 중간판(40)에는 관통 구멍(42)이 마련된다. 관통 구멍(42)은 연통 홈(33)을 제2 배출 구멍(26)과 연결시킨다.
The intermediate plate 40 is a rectangular flat plate extending generally along one direction, and a penetrating window 41 is provided at the central portion to which the capturing structure 50 is installed. The through window 41 is connected to both the first fluid channel 23 and the second fluid channel 32 such that both sides of the capture structure 50 are connected to the first fluid channel 23 and the second fluid channel 32, . The intermediate plate (40) is provided with a through hole (42). The through hole (42) connects the communication groove (33) with the second discharge hole (26).

도 4에는 포획 구조물(50)의 사시도가 도시되어 있고, 도 5에는 포획 구조물(50)의 일부분이 확대된 단면도가 도시되어 있다. 도 4와 도 5를 참조하면, 포획 구조물(50)는 평판 형상으로서, 일면(제1 면)이 제1 유체 채널(23)을 향하고 타면(제2 면)이 제2 유체 채널(32)을 향하도록 배치된 기판(54)과, 기판(54)에서 제2 유체 채널(32)을 향하는 면에 코팅에 의해 형성된 폴리머 층(56)을 구비한다. 기판(54)에서 제1 유체 채널(23)을 향하는 일면에는 다수의 포획 홈(52)이 형성된다. 포획 홈(52)은 대체로 반구 형태로서 바닥으로 갈수록 좁아지는 형상을 갖는다. 포획 홈(52)에는 단일 바이오 물질 운반체(B)가 안착되어서 포획된다. 포획 홈(52)의 바닥에는 기판(54)을 관통하는 제1 관통 홀(53)이 마련된다. 제1 관통 홀(53)의 크기는 단일 바이오 물질 운반체(B)가 통과하지 못하도록 바이오 물질 운반체(B)보다 작게 형성된다. 포획 홈(52)의 제1 유체 채널(23) 측 개구(55)는 바이오 물질 운반체(B)보다 크게 형성된다. 기판(54)은 유리 재질로 이루어질 수 있다. 폴리머 층(56)에는 제1 관통 홀(53)에 대응하여 위치하는 제2 관통 홀(57)이 형성된다. 포획 홈(52)의 내부 공간은 두 관통 홀(53, 57)을 통해 제2 유체 채널(32)과 통한다. 폴리머 층(56)은 가열에 의하여 열팽창하는 폴리머로 이루어지는데, 특히 열팽창계수가 높은 폴리머(예를 들면, 폴리에틸렌)로 이루어지는 것이 바람직하다. 제2 관통 홀(57)이 위치하는 부분의 폴리머 층(56)이 가열되면 가열된 부분이 열팽창되어서 제2 관통 홀(57)이 폴리머로 채워지고, 그에 따라 제1 관통 홀(53)이 막히게 된다. 폴리머 층(56)은 본 발명의 홀 폐쇄 수단의 일 예이다. 폴리머 층(56) 외에 홀 폐쇄 수단으로서 전기적, 광학적, 열적, 기계적 에너지에 의해 변형되어서 제1 관통 홀(53)을 막을 수 있는 다른 형태의 수단이 사용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 예를 들면, 하판(30) 전체 또는 하판(30)에서 포획 구조물에 대응하는 영역을 멤브레인으로 형성하고, 폐쇄하고자 하는 관통 홀에 대응하는 부분을 미세 돌기로 가압하여 멤브레인으로 관통 홀을 폐쇄할 수도 있다.
4 is a perspective view of the capture structure 50, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of the capture structure 50. FIG. 4 and 5, the catch structure 50 is in the form of a flat plate, with one surface (first surface) facing the first fluid channel 23 and the other surface (second surface) facing the second fluid channel 32 And a polymer layer 56 formed by coating on a surface facing the second fluid channel 32 in the substrate 54. The polymer layer 56 is formed by coating on the surface facing the second fluid channel 32 in the substrate 54. [ A plurality of catch grooves 52 are formed on a surface of the substrate 54 facing the first fluid channel 23. [ The catch grooves 52 are generally hemispherical and have a shape becoming narrower toward the bottom. In the capturing groove 52, a single biomaterial carrier B is seated and captured. A first through hole (53) penetrating the substrate (54) is provided at the bottom of the capturing groove (52). The size of the first through hole 53 is smaller than that of the biomaterial carrier B so that the single biomaterial carrier B can not pass through. The opening 55 on the first fluid channel 23 side of the capturing groove 52 is formed larger than the biomaterial carrier B. The substrate 54 may be made of glass. The polymer layer 56 is formed with a second through-hole 57 corresponding to the first through-hole 53. The inner space of the catch groove 52 communicates with the second fluid channel 32 through the two through holes 53 and 57. The polymer layer 56 is made of a polymer that is thermally expanded by heating, and is preferably made of a polymer having a high coefficient of thermal expansion (for example, polyethylene). When the polymer layer 56 in the portion where the second through-hole 57 is located is heated, the heated portion is thermally expanded so that the second through-hole 57 is filled with the polymer, thereby clogging the first through-hole 53 do. The polymer layer 56 is an example of the hole closing means of the present invention. In addition to the polymer layer 56, other types of means that can be deformed by electrical, optical, thermal, mechanical energy as the hole closing means to block the first through hole 53 can be used, will be. For example, the entire lower plate 30 or the area corresponding to the trapping structure in the lower plate 30 may be formed of a membrane, and the portion corresponding to the through-hole to be closed may be pressed by the fine protrusion to close the through- have.

도 1을 참조하면, 칩 이송 스테이지(70)는 위에 고정되어 장착된 포획 칩(10)을 정밀하고 미세하게 평면이동 시킨다. 도시되지는 않았으나, 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치(10a)는 칩 이송 스테이지(70)의 동작을 제어하기 위한 제어부를 더 포함한다.
Referring to FIG. 1, the chip transfer stage 70 precisely and finely moves the captured chip 10 fixedly mounted thereon. Although not shown, the biomaterial carrier selective collection device 10a further includes a control unit for controlling the operation of the chip transfer stage 70. [

가열 수단(80)은 레이저 조사 장치로서, 포획 구조물(도 2의 50)에 형성된 포획 홈(도 5의 52)을 향해 레이저를 아래에서 조사하여 하이드로겔 층(56)을 가열한다. 레이저 조사 장치는 레이저의 파장을 조절할 수 있는 모듈레이터를 구비한다. 본 실시예에서는 포획 칩(10)이 이동가능한 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 포획 칩(10)은 고정되어 있고, 가열 수단(80)이 이동하도록 구성될 수도 있다.
The heating means 80 is a laser irradiation device that heats the hydrogel layer 56 by irradiating a laser underneath the capture groove (52 in FIG. 5) formed in the capture structure (50 in FIG. 2). The laser irradiation apparatus has a modulator capable of adjusting the wavelength of the laser. Although the capturing chip 10 is described as movable in the present embodiment, the present invention is not limited thereto. The trapped chip 10 is fixed, and the heating means 80 may be configured to move.

도 6에는 도 1에 도시된 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치를 이용하여 바이오 물질 운반체를 선택적 수집하는 방법의 일 실시예가 순서도로서 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법은 바이오 물질 운반체 포획 단계(S10)와, 선택 가열 단계(S20)와, 방출 단계(S30)를 포함한다. 본 발명에서 바이오 물질 운반체는 DNA와 같은 바이오 물질을 운반하는 마이크로비드뿐만 아니라 세포 그 자체도 포함하는 것인데, 이하 설명에서는 바이오 물질 운반체가 무작위 DNA로 표면 개질된 마이크로비드인 경우를 예를 들어서 설명한다.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for selectively collecting a bio-material carrier using the selective collecting device for a bio-material carrier shown in FIG. Referring to FIG. 6, a method for selectively collecting a bio-material carrier according to an exemplary embodiment of the present invention includes a capturing step S10, a selective heating step S20, and a discharging step S30. In the present invention, the biomaterial carrier includes not only microbeads for transporting biomaterials such as DNA but also cells themselves. Hereinafter, a case where the biomaterial carrier is a microbead surface-modified with a random DNA will be described as an example .

바이오 물질 운반체 포획 단계(S10)에서는 무작위 DNA로 표면 개질된 마이크로비드가 포획 구조물(도 4의 50)에 형성된 포획 홈(도 4 및 도 5의 52)에 포획된다. 바이오 물질 운반체 포획 단계(S10)를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 무작위 DNA 표면 개질된 마이크로비드를 함유하는 용액이 주입 구멍(도 3의 22)를 통해 포획 칩(도 3의 10) 내로 주입된다. 포획 칩(도 3의 10) 안으로 주입된 마이크로비드 함유 용액은 제1 유체 채널(23)을 통해 포획 구조물(도 3의 50)의 위로 안내된다. 제2 배출 구멍(26)에서의 흡입을 통해 제1 유체 채널 흐름을 관통 홀(도 5의 53)로 유도하며 제2 유체 채널(도 3의 32)로 흐르게 된다. 포획 구조물(도 3의 50)의 위로 안내된 마이크로비드 함유 용액에 함유된 마이크로비드(도 5의 C) 각각이 포획 홈(도 5의 52)에 포획되어서, 도 7에 도시된 바와 같이 마이크로비드(B)는 포획 홈(52) 내에 안착되어서 제1 관통 홀(53)을 막은 상태를 유지하게 된다. 이 과정에서 나머지 용액은 두 관통 홀(53, 57)을 통해 제2 유체 채널(도 3의 32)로 유입되거나, 모든 포획 홈(도 4의 52)에 마이크로비드가 안착되어서 제1 관통 홀(53)이 막히는 경우에는 제1 유체 채널(도 3의 23)에 남게 된다. 제1 유체 채널(도 3의 23)에 남은 용액은 제1 배출 구멍(도 3의 24)를 통해 흡입과 같은 방법으로 배출될 수 있다. 제2 유체 채널(도 3의 32)에 남은 용액은 제2 배출 구멍(도 3의 26)을 통해 흡입과 같은 방법으로 배출될 수 있다. 바이오 물질 운반체 포획 단계(S10) 후에는 방출 대상 식별 단계(S20)가 수행된다.
In the step of capturing the biomaterial carrier (S10), the microbeads surface-modified with the random DNA are captured in the trapping grooves (52 in Figs. 4 and 5) formed in the trapping structure (50 in Fig. 4). The bio-material carrier capturing step (S10) will be described in more detail as follows. First, a solution containing a random DNA surface modified microbead is injected into the trapped chip (10 in Fig. 3) through the injection hole (22 in Fig. 3). The microbead-containing solution injected into the trapped chip (10 in FIG. 3) is guided over the capture structure (50 in FIG. 3) through the first fluid channel 23. 5) through the suction at the second discharge hole 26 and flows into the second fluid channel (32 in Fig. 3). Each of the microbeads (C in Fig. 5) contained in the microbead-containing solution guided above the trapping structure (50 in Fig. 3) is captured in the trapping groove (52 in Fig. 5) (B) is seated in the catching groove (52) to keep the first through hole (53) closed. In this process, the remaining solution flows into the second fluid channel (32 in FIG. 3) through the two through holes (53, 57) or the microbid is seated in all the catch grooves (52 in FIG. 4) 53) is blocked, it remains in the first fluid channel (23 in Fig. 3). The solution remaining in the first fluid channel (23 in Fig. 3) can be discharged in the same manner as inhalation through the first discharge hole (24 in Fig. 3). The solution remaining in the second fluid channel (32 in FIG. 3) can be discharged in the same manner as inhalation through the second discharge hole (26 in FIG. 3). After the bio-substance carrier capture step S10, the emission target identification step S20 is performed.

방출 대상 식별 단계(S20)에서는 포획 홈(52) 각각에 개별적으로 포획된 다수의 마이크로비드(B)들 중 방출 대상 마이크로비드가 식별된다. 본 실시예에서 방출 대상 마이크로비드는 원하는 단백질이 발현된 마이크로비드이며, 단백질 발현을 위하여 도시되지는 않았으나 방출 대상 식별 단계(S20)의 수행 전에 무작위 DNA로 표면 개질된 마이크로비드에서 무세포 단백질 발현이 유도되는 단백질 발현 단계가 수행될 수 있다. 본 실시예에서 방출 대상 식별 단계(S20)는 CCD 카메라를 이용한 모니터링에 의해 수행되는 것으로 설명한다. 방출 대상 식별 단계(S20)의 수행을 위하여 도 1에 도시된 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치(10a)는 도시되지는 않았으나 CCD 카메라와 같은 모니터링부를 더 포함한다. 방출 대상 식별 단계(S20) 후에는 선택 가열 단계(S30)가 수행된다.
In the emission target identifying step S20, emission target microbeads among a plurality of microbeads B individually captured in each of the capturing grooves 52 are identified. The microbeads to be released in this embodiment are microbeads in which a desired protein is expressed. Although not shown for protein expression, microbeads that have been surface-modified with random DNA prior to the step of identifying the release target (S20) Induced protein expression steps can be performed. In this embodiment, the emission object identification step S20 is performed by monitoring using a CCD camera. For performing the emission object identification step S20, the selective collection device 10a of FIG. 1 further includes a monitoring unit such as a CCD camera although not shown. After the emission target identification step S20, the selective heating step S30 is performed.

선택 가열 단계(S20)에서는 포획 홈(52)에 각각 개별적으로 포획된 다수의 마이크로비드(B)들 중 방출 대상으로 선택된 마이크로비드가 포획된 포획 홈(52)이 일정 시간 동안 가열된다. 선택 가열 단계(S30)를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 방출 대상 식별 단계(S20)에 의해 방출 대상으로 식별된 마이크로비드가 포획된 포획 홈(52)에 레이저가 조사될 수 있도록 포획 칩(10)이 칩 이송 스테이지(70)에 의해 정밀하게 이송되고, 도 8에 도시된 바와 같이 가열 수단(80)인 레이저 조사 장치가 포획 홈(52)에 레이저를 조사하면 해당 포획 홈(52)에 대응하여 위치하는 폴리머 층(56)에 형성된 제2 관통 홀(57)의 주변이 가열되고, 가열된 부분의 폴리머가 열팽창한다. 해당 제2 관통 홀(57)은 열팽창된 폴리머에 의해 채워져서, 대응하는 제1 관통 홀(53)을 열팽창된 폴리머에 의해 완전히 막히게 된다. 포획 칩(10)에 대한 이송과 레이저 조사 과정이 반복되어서 다수의 방출 대상 마이크로비드 각각에 대응하는 포획 홈(52)에 형성된 제1 관통 홀(53)이 폐쇄된다. 선택 가열 단계(S20) 후에는 방출 단계(S40)가 수행된다.
In the selective heating step S20, the capturing grooves 52 in which the microbeads selected as the emission targets among the plurality of microbeads B individually trapped in the capturing grooves 52 are heated are heated for a certain period of time. The selective heating step (S30) will be described in more detail as follows. The captured chip 10 is precisely conveyed by the chip transfer stage 70 so that the laser can be irradiated to the capturing groove 52 in which the microbead identified as the emission target is captured by the emission target identifying step S20, 8, when the laser irradiating device as the heating means 80 irradiates a laser beam to the capturing groove 52, a second through hole (not shown) formed in the polymer layer 56 corresponding to the capturing groove 52 57 are heated, and the polymer of the heated portion thermally expands. The second through-hole 57 is filled with the thermally expanded polymer so that the corresponding first through-hole 53 is completely clogged by the thermally expanded polymer. The transfer of the trapped chips 10 and the laser irradiation process are repeated to close the first through holes 53 formed in the trapping grooves 52 corresponding to each of the plurality of discharge target microbeads. After the selective heating step S20, the discharging step S40 is performed.

방출 단계(S40)에서는 방출 대상 마이크로비드들만이 포획 홈(52)으로부터 방출된다. 구체적으로는 제1 배출 구멍(24)과 제2 배출 구멍(26)을 통한 흡입이 수행되어서, 방출 대상 마이크로비드들은 포획 홈(52)으로부터 방출되어 제1 배출 구멍(24)을 통해 배출되고 방출 대상이 아닌 마이크로비드들은 포획 홈(52)에 포획된 상태를 유지하게 된다.
In the releasing step S40, only the ejection target micro-beads are ejected from the capturing groove 52. Concretely, suction is performed through the first discharge hole 24 and the second discharge hole 26, so that the discharge target micro beads are discharged from the catch groove 52 and discharged through the first discharge hole 24, The non-target microbeads remain trapped in the capturing groove 52.

이상 실시예들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It is to be understood that the above-described embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes are also within the scope of the present invention.

10a : 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치
10 : 포획 칩 20 : 상판
22 : 주입 구멍 24 : 제1 배출 구멍
26 : 제2 배출 구멍 23 : 제1 유체 채널
30 : 하판 32 : 제2 유체 채널
33 : 연통 홈 40 : 중간판
41 : 관통 창 42 : 관통 구멍
50 : 포획 구조물 52 : 포획 홈
53 : 제1 관통 홀 54 : 기판
56 : 폴리머 층 57 : 제2 관통 홀
70 : 칩 이송 스테이지 80 : 가열 수단10a: Bio-material carrier selective collection device
10: Capture chip 20: top plate
22: injection hole 24: first discharge hole
26: second discharge hole 23: first fluid channel
30: lower plate 32: second fluid channel
33: communicating groove 40: intermediate plate
41: through window 42: through hole
50: capturing structure 52: catching groove
53: first through hole 54: substrate
56: polymer layer 57: second through hole
70: Chip transfer stage 80: Heating means

Claims (18)

제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고, 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판; 및
상기 제2 면에 형성되어서 상기 제1 관통 홀을 막는 홀 폐쇄 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물.A plurality of catch grooves are formed on a first surface and a plurality of first through holes are formed on a second surface opposite to the first surface, the plurality of first through holes being connected to a bottom of each of the catch grooves; And
And a hole closing means formed on the second surface to block the first through hole. 청구항 1에 있어서,
상기 홀 폐쇄 수단은 상기 제2 면에 코팅된 폴리머 층이며, 상기 폴리머 층에는 상기 제1 관통 홀과 제2 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물.The method according to claim 1,
Wherein the hole closing means is a polymer layer coated on the second surface, and the polymer layer includes the first through hole and the second through hole. 청구항 1에 있어서,
상기 포획 홈은 바닥으로 갈수록 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물.The method according to claim 1,
Wherein the capturing grooves are shaped to become narrower toward the bottom. 제1 유체 채널이 형성되는 상판;
상기 제1 유체 채널과 대향하는 제2 유체 채널이 형성되는 하판; 및
상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널의 사이에 배치되는 바이오 물질 운반체 포획 구조물을 구비하고, 상기 상판과 상기 하판의 사이에 결합되는 중간판을 포함하며,
상기 바이오 물질 운반체 포획 구조물은,
상기 제1 유체 채널을 향하는 제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고, 상기 제2 유체 채널을 향하는 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 면에 형성된 폴리머 층을 포함하며, 상기 폴리머 층에는 상기 제1 관통 홀과 제2 관통 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 칩.An upper plate on which a first fluid channel is formed;
A lower plate on which a second fluid channel opposing the first fluid channel is formed; And
And an intermediate plate coupled between the upper plate and the lower plate, the intermediate plate having a bio material carrier trapping structure disposed between the first fluid channel and the second fluid channel,
The bio-material carrier capturing structure includes:
Wherein a plurality of catch grooves are formed on a first surface facing the first fluid channel and a plurality of first through holes are formed on a second surface facing the second fluid channel, And a polymer layer formed on the second surface, wherein the polymer layer has the first through hole and the second through hole. 청구항 4에 있어서,
상기 상판에는 주입 구멍과, 제1 배출 구멍과, 제2 배출 구멍이 더 형성되며,
상기 하판에는 상기 제2 배출 구멍에 대응하여 위치하고 상기 제2 유체 채널과 연결되는 연통 홈이 더 형성되며,
상기 중간판에는 상기 제2 배출 구멍과 상기 연통 홈을 연결시키는 관통 구멍이 형성되며,
상기 제1 유체 채널은 상기 주입 구멍과 상기 제1 배출 구멍 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 포획 칩.The method of claim 4,
The top plate further includes an injection hole, a first discharge hole, and a second discharge hole,
Wherein the lower plate further includes a communication groove which is located corresponding to the second discharge hole and is connected to the second fluid channel,
Wherein the intermediate plate is provided with a through hole for connecting the second discharge hole and the communication groove,
Wherein the first fluid channel extends between the injection hole and the first discharge hole. 주입 구멍과 제1 배출 구멍 사이에 연장되는 제1 유체 채널과, 제2 배출 구멍과 연결되고 상기 제1 유체 채널과 대향하는 제2 유체 채널과, 일면은 상기 제1 유체 채널을 향하고 타면은 상기 제2 유체 채널을 향하도록 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 설치되는 포획 구조물을 구비하는 포획 칩; 및
가열 수단을 포함하며,
상기 포획 구조물은, 상기 제1 유체 채널을 향하는 일면에 다수의 포획 홈이 형성되고 상기 제2 유체 채널을 향하는 타면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 유체 채널을 향하는 타면에 형성되고 상기 제1 관통 홀과 연결되는 제2 관통 홀이 마련된 폴리머 층을 구비하며,
상기 가열 수단은 상기 포획 홈을 개별적으로 가열하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.A first fluid channel extending between the injection port and the first discharge port, a second fluid channel connected to the second discharge port and facing the first fluid channel, one surface facing the first fluid channel, A capture chip having a capture structure installed between the first fluid channel and the second fluid channel to face a second fluid channel; And
Heating means,
Wherein the trapping structure includes a substrate having a plurality of catch grooves formed on one surface thereof facing the first fluid channel and a plurality of first through holes connected to the bottom of each of the catch grooves on the other surface facing the second fluid channel, And a polymer layer formed on the other surface facing the second fluid channel and having a second through hole connected to the first through hole,
Wherein the heating means individually heats the trapping grooves. 청구항 6에 있어서,
상기 포획 홈과 상기 관통 홀은 상기 포획 구조물에 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Wherein a plurality of the capturing grooves and the through holes are formed in the capturing structure. 청구항 6에 있어서,
상기 관통 홀은 상기 바이오 물질 운반체가 통과하지 못하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Wherein the through hole has a size such that the biomaterial carrier does not pass through. 청구항 6에 있어서,
상기 가열 수단은 상기 포획 홈으로 레이저를 조사하는 레이저 조사장치인 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Wherein the heating means is a laser irradiation device for irradiating a laser to the trapping groove. 청구항 6에 있어서,
상기 기판은 유리 재질인 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Wherein the substrate is a glass material. 청구항 6에 있어서,
상기 포획 칩을 이동시키는 이동 스테이지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Further comprising a moving stage for moving the trapped chip. 청구항 6에 있어서,
상기 제1, 제2 배출 구멍과 연결되는 흡입 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 장치.The method of claim 6,
Further comprising suction means connected to the first and second discharge holes. 제1 면에 다수의 포획 홈이 형성되고 상기 제1 면의 반대면인 제2 면에 상기 포획 홈 각각의 바닥과 연결되는 다수의 제1 관통 홀이 형성되는 기판과, 상기 제2 면에 형성되고 상기 제1 관통 홀과 연결되는 제2 관통 홀이 마련된 폴리머 층을 포함하는 바이오 물질 운반체 포획 구조물을 이용하여 바이오 물질 운반체를 선택적으로 수집하는 방법으로서,
상기 제1 면 측에 위치하는 제1 유체 채널과 상기 제2 면 측에 위치하는 제2 유체 채널 중 상기 제1 유체 채널을 통해 흐르는 다수의 바이오 물질 운반체를 함유하는 용액에 함유된 개별 바이오 물질 운반체가 상기 포획 홈에 각각 개별적으로 포획되는 바이오 물질 운반체 포획 단계; 및
상기 포획 홈에 포획된 다수의 바이오 물질 운반체들 중 방출 대상 바이오 물질 운반체가 포획된 포획 홈을 가열하는 선택 가열 단계를 포함하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.A substrate on which a plurality of catch grooves are formed on a first surface and a plurality of first through holes are formed on a second surface opposite to the first surface, the plurality of first through holes being connected to a bottom of each of the catch grooves; And a polymer layer having a first through hole and a second through hole connected to the first through hole, the method comprising the steps of: selectively collecting a biomaterial carrier using a bio material carrier capturing structure,
A plurality of biomaterial carriers flowing through the first fluid channel among the first fluid channel located on the first surface side and the second fluid channel positioned on the second surface side, A capturing step of capturing a bio-material carrier separately captured in the capturing grooves; And
And a selective heating step of heating the capturing grooves in which a release target biomaterial carrier is captured among the plurality of bio material carriers trapped in the capturing grooves. 청구항 13에 있어서,
상기 선택 가열 단계는 상기 포획 홈에 레이저를 조사함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.14. The method of claim 13,
Wherein the selective heating step is performed by irradiating a laser to the trapping groove. 청구항 13에 있어서,
상기 포획 홈에 포획된 다수의 바이오 물질 운반체들 중 방출 대상 바이오 물질 운반체를 식별하는 방출 대상 식별 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.14. The method of claim 13,
Further comprising an emission object identification step of identifying an emission target biomaterial carrier among a plurality of bio material carriers captured in the capturing groove. 청구항 15에 있어서,
상기 방출 대상 식별 단계는 CCD 카메라를 이용한 모니터링에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the emission object identification step is performed by monitoring using a CCD camera. 청구항 13에 있어서,
상기 방출 대상 바이오 물질 운반체만이 상기 포획 홈으로부터 방출되는 방출 단계를 더 포함하며,
상기 방출 단계는 상기 제1 유체 채널과 연결되는 제1 배출 구멍과 상기 제2 유체 채널과 연결되는 제2 배출 구멍을 통한 흡입에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.14. The method of claim 13,
Further comprising a release step in which only the release-targeted biomaterial carrier is released from the trapping groove,
Wherein the discharging step is performed by suction through a first discharge hole connected to the first fluid channel and a second discharge hole connected to the second fluid channel. 청구항 13에 있어서,
상기 바이오 물질 운반체는 단일 세포 또는 DNA로 표면 개질된 마이크로비드인 것을 특징으로 하는 바이오 물질 운반체 선택적 수집 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the biomaterial carrier is a single cell or a microbead surface-modified with DNA.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690455B1 (en) * 2016-03-16 2017-01-10 한국기계연구원 Filters for capturing target cells and collecting method of using the same
KR20180081991A (en) * 2017-01-09 2018-07-18 한양대학교 산학협력단 Three-dimensional microparticle separator and method of separating particles using it

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110035213A (en) * 2009-09-30 2011-04-06 서울대학교산학협력단 Cell signaling analysis method of single-cell
KR20120130915A (en) * 2011-05-24 2012-12-04 한국과학기술원 Polymer substrate for capturing single cell, method for manufacturing the same, and system comprising the same for capturing single cell
JP2013524255A (en) * 2010-04-15 2013-06-17 サイトゲン カンパニー リミテッド Microfluidic device
KR101388155B1 (en) * 2013-03-05 2014-04-23 한국과학기술원 Bead capturing array substrate for collecting microbeads sellectively and fabricating method of the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110035213A (en) * 2009-09-30 2011-04-06 서울대학교산학협력단 Cell signaling analysis method of single-cell
JP2013524255A (en) * 2010-04-15 2013-06-17 サイトゲン カンパニー リミテッド Microfluidic device
KR20120130915A (en) * 2011-05-24 2012-12-04 한국과학기술원 Polymer substrate for capturing single cell, method for manufacturing the same, and system comprising the same for capturing single cell
KR101388155B1 (en) * 2013-03-05 2014-04-23 한국과학기술원 Bead capturing array substrate for collecting microbeads sellectively and fabricating method of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101690455B1 (en) * 2016-03-16 2017-01-10 한국기계연구원 Filters for capturing target cells and collecting method of using the same
KR20180081991A (en) * 2017-01-09 2018-07-18 한양대학교 산학협력단 Three-dimensional microparticle separator and method of separating particles using it

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