KR20160022751A

KR20160022751A - 미세유체 검사장치 및 그 장치의 작동 방법

Info

Publication number: KR20160022751A
Application number: KR1020140180159A
Authority: KR
Inventors: 치아-후이 린; 보 유; 이-펑 양
Original assignee: 샤오싱 푸쉬캉 바이오테크놀로지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-03-02
Also published as: CN105353159A; TW201608242A; US9737890B2; US20160051986A1; CN105353159B; TWI550274B

Abstract

본 발명은 구동모듈 한개 및 미세유체 플랫폼 한개가 있는 미세유체 검사장치에 관한 것으로서, 상기 미세유체 검사장치의 구동 모듈의 회전유닛과 진동유닛은 미세유체 플랫폼이 움직이도록 구동시킬 수 있으며, 미세유체 플랫폼에는 여러개의 미세유체 구조물이 있어 샘플을 검사 및 분석할 수 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 미세유체 검사장치의 작동방법을 제공하는 것으로서 상기 회전유닛이나 진동유닛에서 제공하는 구동력으로 샘플을 미세유체 구조물의 여러 구역으로 이송하는 것을 포함한다.

Description

미세유체 검사장치 및 그 장치의 작동 방법{MICROFLUIDIC INSPECTION APPARATUS AND OPERATING METHOD THEREFOR}

본 발명은 미세유체 검사장치와 그 장치의 작동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 시스템을 이용하여 유체를 이송하는 장치와 방법에 관한 것이다.

기존의 검사 및 테스트에 있어서, 샘플 전처리와 샘플용 적계량은 매우 복잡하고 시간이 소요되는 작업이며, 대형 검사기기와 전문기사들이 있어야 검사 및 테스트에 적합한 샘플을 취득할 수 있다. 하지만 값비싼 전문기사 훈련과 검사기기에 대한 투자로 인해 분석 실험실 설립은 매우 힘들다. 대형 연구센터나 병원은 분석부서를 설립할 수 있으나 가장 일선에 있는 소형 클리닉은 자체 실험실을 가질 여력이 부족하다. 이러한 소형 클리닉은 일반적으로 샘플 검사 및 분석 업무를 전문 실험실로 아웃소싱한다. 그러나 이 경우 샘플운송에 긴 시간을 소비할 뿐만 아니라 샘플이 변질되거나 검사 및 분석품질이 떨어지는 결과가 초래될 수있다.

상기 단점을 극복하기 위해 최근에 랩온어칩(lab-on-a-chip) 제품이 성공적으로 개발되었다. 랩온어칩 제품의 전형적 장점으로는 적은 유체용적 소비량, 저렴한 제조비용, 신속한 분석, 그리고 편리한 휴대성 등이 있다. 랩온어칩 테크놀로지는 글로벌 건강향상에 있어서 중요한 부분이 되었다. 특히 현장검사용(point-of-cAre testing, POCT) 장치의 발전을 촉진시켰으며, 이로서 사고현장에서 부상자에 대한 신속한 검사가 이루어질 수 있고 시골이나 오지에서도 현장에서 의료서비스가 제공될 수 있다. 기존의 테크놀로지와 마찬가지로 샘플 전처리 단계 및 샘플용 적계량은 랩온어칩에 근거한 장치의 검사 정확도를 높이는 중요한 요인이다.

현재 상업용으로 공급되는 휴대가능한 검사기기는 종종 샘플 전처리 기능이 결여되었기 때문에 랩온어칩에 근거한 장치의 검사결과 일관성이 부족하다. 예를 들어, 일상생활에서 자주 접할 수 있는 콜레스테롤 계량기, 혈당 계량기 등은 작고 휴대가 가능하여 사용에 매우 편리하다. 하지만 이러한 랩온어칩에 근거한 장치는 전처리를 거치지 않은 샘플을 사용하고 모세흡수관을 이용하여 샘플을 장치 내의 검사실로 이송하기 때문에 검사의 정확도가 떨어진다. 이러한 장치의 정확도는 정확한 데이터를 토대로 환자의 종합건강상태를 평가하는 의료시설에서 사용하는 데 적합하지 않다.

원심분리는 샘플 전처리에 자주 사용되는 방법이다. 원심분리는 신속하면서 저렴한 비용으로 필요한 샘플을 정화한다. 원심분리는 원심분리력과 물질의 밀도를 이용하여 샘플을 분리하여 궁극적으로 검사의 정확도를 향상시킨다. 예를 들어, 환경보호청 직원은 원심분리를 이용하여 수질샘플 중의 부유고형물을 분리한 다음 상청액으로 비색분석을 할 수 있다. 다른 예를 들면, 실험실 기사는 원심분리를 이용하여 요액샘플에서 고체침전물을 분리한 다음 현미경으로 그 침전물을 분석하여 결정뇨를 검사할 수 있다.

샘플용 적계량은 랩온어칩 테크놀로지의 또 다른 중요한 절차이다. 생분석분야에서, 일반적으로 샘플은 반드시 용적 계량을 거쳐 조작과정 중의 오차나 변수를 줄인다. 예를 들어, 대조실험에서는 종종 양성대조그룹과 음성대조그룹의 반응결과를 이용하여 참고치 또는 표준곡선을 설정한 다음 미지샘플의 반응결과를 참고치와 비교할 수 있다. 대조실험의 일반적인 선제조건은 대조샘플과 미지샘플이 같은 용적 또는 같은 온도 등 동일한 상황에서 반응해야 한다는 것이다.

하지만 현재 상업용으로 공급되는 랩온어칩에 근거한 장치들은 고품질의 용적계량 능력이 부족하다. 전형적인 용적 계량방법은 수동 및 기계 계량방식으로 구분될 수 있다. 수동 계량방식은 인위적인 실수로 인해 검사용 샘플과 시료의 분배가 불균형하여 검사결과에 상당한 영향을 주게 된다. 예를 들어, 건강한 성인의 혈액 중 트리글리세리드 농도는200mg/mL 이하여야한다. 6-μL의 혈장을 장치의 검사실에 주입해야 하는데 검사과정에서 발생한 실수로 인해 8μL의 혈장을 주입하게 되었다고 가정할 경우 이러한 실수는 검사결과에 현저한 차이를 일으킨다. 혈장 중 트리글리세리드 농도가 원래 180mg/mL인 피험자는 검사결과가 240mg/mL로 나타나기 때문에 원래 건강한 피험자는 심혈관질병 고위험군에 속하는 것으로 진단된다. 기계 계량방식은 일반적으로 모세흡수관이나 왁스플러그를 이용하여 액체를 분배한다. 하지만 모세흡수관과 왁스플러그는 매우 불안정적이면서 제조에도 어려움이 있다는 문제가 있다.

따라서, 제조가 쉽고 매우 안정적이며 가격도 저렴한 랩온어칩에 근거한 장치가 필요하다.

본 명세서에서 설명하는 본 발명의 실시예에는 미세유체 검사장치와 그 장치를 작동하는 방법이 소개된다. 특히 실시예 중 최소한 하나에서 설명하는 미세유체 검사장치는 가격이 저렴하며 제조가 쉽고 안정성이 뛰어나다. 그리고 적은 양의 샘플을 이용하여 짧은 시간 내에 검사 및 분석을 끝낼 수 있다. 상기 미세유체 검사장치는 회전 및 진동방식을 이용하여 샘플 전처리와 샘플 계량절차를 신속히 완료한다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나는 미세유체 검사장치로서, 구동모듈 한개와 미세유체 플랫폼 한개가 들어있다. 구동모듈에는 회전유닛 한개와 진동유닛 한개가 있으며, 미세유체 플랫폼을 구동하고 통제한다. 미세유체 플랫폼은 구동모듈에 장착된다. 그리고 미세유체 플랫폼에는 샘플 전처리 및 샘플계량을 실행하는 회전중심 한개와 최소한 한개의 미세유체 구조물이 들어있다. 미세유체 구조물에는 주입실, 계량실, 그리고 반응실이 각각 한개씩 들어있다. 주입실은 샘플을 넣는데 사용된다. 계량실은 주입실과 연결되었으며 샘플 전처리 및 샘플계량에 사용된다. 반응실은 계량실과 연결되었으며 계량실로부터 전처리 및 계량을 마친 샘플을 수집한다. 그리고 반응실에 측정 스트립을 넣어 샘플을 미세유체 플랫폼에서 직접 검사할 수도 있다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나는 미세유체 검사장치의 작동방법을 제공한다. 첫번째 단계에서 샘플과 측정 스트립을 미세유체 플랫폼의 주입실과 반응실에 각각 넣는다. 그런 다음 미세유체 플랫폼은 회전을 시작하여 샘플이 주입실에서 계량실로 흘러 들어가도록 한다. 그 다음 단계에서 미세유체 플랫폼은 진동하여 샘플을 계량실에서 측정 스트립이 들어있는 반응실로 이송한다. 반응실에서 샘플과 측정 스트립이 접촉하면 반응이 시작되고 반응이 끝나면 기기나 수동방식으로 반응결과를 검사한다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나의 특징은 샘플 전처리 효과가 뛰어난 점을 나타낸 것이다. 미세유체 검사장치는 회전유닛(즉, 회전엔진)을 이용하여 주입된 샘플을 신속히 분리할 수 있다. 원심력과 밀도차이의 원리를 이용하여 짧은 시간 내에 샘플 중 고밀도 물질과 저밀도 물질을 분리한다. 이런 신속한 샘플 분리로 인해 제자리에서 샘플을 정화할 수 있으며 분석결과의 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나의 특징은 분석 안정성과 재현 가능성이 뛰어난 점을 나타낸 것이다. 미세유체 검사장치는 샘플 전처리가 완료된 후, 진동유닛(즉, 진동엔진)을 이용하여 샘플을 진동하거나 시계방향과 반대 방향으로 교대로 회전하는 방식으로 샘플 중의 저밀도 물질을 계량실에서 반응실로 이송한다. 이러한 기계방식을 사용하면 인위적인 실수나 변수가 현저히 줄어들게 된다. 예를 들어, 미세유체 플랫폼에서 진동유닛을 통해 샘플을 반응실로 이송하면 일관적인 반응조건을 제공하게 되고 분석 안정성과 재현 가능성 역시 제고된다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나의 특징은 계량실에서 반응실로 이송된 샘플 주입양을 통제할 수 있는 점을 잘 나타낸 것이다. 이송된 샘플의 양은 여러가지 변수로 결정되며, 이러한 변수에는 계량실의 모양, 계량실의 용량, 계량실과 회전중심 사이의 거리, 그리고 주입된 샘플용량 등이 포함된다. 또한 진동유닛의 진동조건을 바꾸어 샘플 이송용량을 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 미세유체 검사장치는 적은양의 샘플을 이용하여 분석을 수행할 수 있다. 미세유체 검사장치는 쉽게 제조할 수 있고 가격 또한 저렴하며 짧은 시간 내에 일관적이고 믿을 수 있는 분석결과를 취득할 수 있다. 미세유체 검사장치는 화학검사, 생화학검사, 의료검사, 수질검사, 환경검사, 식품점검, 그리고 국방산업 등 여러 분야에 적용될 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 검사장치를 표시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 검사장치의 구성부품간 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 독립식 미세유체 구조물이 있는 미세유체 플랫폼을 표시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 통합식 미세유체 구조물이 있는 미세유체 플랫폼을 표시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물을 표시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물의 구성부품간 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물을 표시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물의 구성부품간 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 검사장치를 작동하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시간에 따른 회전유닛의 각속도 변화를 나타내는 도면이다.
도 7b는 본 발명의 일부 실시예에 따른 시간에 따른 진동유닛의 각가속도 변화를 나타내는 도면이다.
도 8a-8d는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 검사장치 작동방법의 단계를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 안정성 검사 결과를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예 중 최소한 하나는 미세유체 검사장치로서, 구동모듈 한개와 미세유체 플랫폼 한개가 들어있다. 구동모듈에는 회전유닛 한개와 진동유닛 한개가 있으며, 미세유체 플랫폼을 구동하고 통제하도록 구성되었다. 미세유체 플랫폼에는 회전중심 한개와 최소한 한개의 미세유체 구조물이 있으며, 샘플 전처리와 계량을 하기 위해 구성되었다. 미세유체 플랫폼은 구동모듈에 장착된다. 미세유체 구조물에는 더 나아가서 주입실, 계량실, 그리고 반응실이 있다.

도 1a와 도 1b는 본 발명의 일부 실시예의 미세유체 검사장치를 나타내는 도면이다. 미세유체 검사장치는 구동모듈(10) 한개와 미세유체 플랫폼(20) 한개로 구성되었다. 미세유체 플랫폼(20)은 구동모듈(10)에 장착되어 사용될 수 있다. 왜냐하면 회전유닛(11) 한개와 진동유닛(12) 한개로 구성된 구동모듈(10)은 미세유체 플랫폼(20)의 움직임을 구동하고 통제하기 위해 설정되었기 때문이다. 미세유체 플랫폼(20)에는 회전중심(21) 한개와 둘레(22)가 있으며, 샘플 전처리 및 계량에 사용된다. 도 1b에 표시된 바와 같이 미세유체 플랫폼(20)에는 더 나아가서 최소한 한개의 미세유체 구조물(50)이 있다.

도 1a에 표시된 구동모듈(10)은 회전유닛(11) 한개와 진동유닛(12) 한개로 구성된 원심분리기일 수 있다. 작동 중인 구동모듈(10)은 미세유체 플랫폼(20)이 회전, 진동, 또는 시계방향 및 반대방향으로 교대로 반복 회전하도록 할 수 있다.

도 1a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)은 원형, 네모형, 다각형, 또는 기타 방사상으로 대칭되는 모양일 수 있다. 미세유체 플랫폼(20)의 재질은 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 폴리프로필렌, 플로스티렌, 폴리카르보네이트, 플로메틸메트아크릴레이트, 폴리디메틸실록산, 이산화실리콘 또는 상기 물질의 조합 중에서 선택할 수 있다.

도 1a와 도 1b에 표시된 바와 같이, 미세유체 검사장치에는 탐지모듈(30)이 한개 있을 수 있다. 탐지모듈(30)은 구동모듈(10)에 연결되어, 미세유체 검사장치의 검사결과와 같은 신호를 취득 또는 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 탐지모듈(30)은 분광광도계, 비색계, 탁도계, 온도계, pH 측정계, 옴계, 집락계, 이미지센서, 또는 상기 계기의 조합 중에서 선택할 수 있다.

도 2a는 본 발명의 일부 실시예의 분리형 미세유체 구조물이 있는 미세유체 플랫폼을 표시하는 도면이다. 미세유체 플랫폼(20)은 여러개의 분리된 미세유체 구조물(50)로 구성되었으며, 각 미세유체 구조물(50)에는 샘플주입실(40) 한개와 샘플주입구(41) 한개가 있다. 따라서 미세유체 플랫폼(20)의 미세유체 구조물(50)은 개별적으로 다른 샘플을 이용하여 같거나 다른 검사를 수행할 수 있다.

도 2b는 본 발명의 일부 실시예의 통합형 미세유체 구조물이 있는 미세유체 플랫폼을 표시하는 도면이다. 미세유체 플랫폼(20)에는 샘플주입실(40’) 한개, 샘플주입구(41) 한개, 다수의 부실(42), 그리고 다수의 미세유체 구조물(50)이 있다. 주입실(40’)은 미세유체 플랫폼(20) 중앙에 설치되고 다수의 부실(42)을 통해 다수의 미세유체 구조물(50)과 연결된다. 샘플이 주입구(41)를 통해서 주입되면, 단일 샘플은 부실(42)을 통해서 각 미세유체 구조물(50)로 균등하게 분배된다. 미세유체 플랫폼(20)은 동시에 여러개의 검사를 실행할 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에서는 필요에 따라 도 2a와 도 2b의 특징을 결합하여 다수의 미세유체 구조물(50)이 있는 미세유체 플랫폼(20)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 미세유체 플랫폼의 여덟개의 미세유체 구조물을 필요에 따라 두개의 미세유체 구조물이 샘플주입실 한개를 공유하도록 설계하여 네 쌍의 미세유체 구조물을 형성할 수 있다. 샘플이 주입실로 주입된 후, 샘플은 주입실과 두개의 미세유체 구조물 사이에 연결된 부실을 통해 두개의 미세유체 구조물로 균등하게 분배될 수 있다. 한 쌍의 미세유체 구조물은 동일한 샘플에 대해 두 가지 검사를 동시에 수행할 수 있다.

도 3a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 구조물을 표시하는 도면이다. 도 3a에 표시된 미세유체 구조물(50)은 주입실(40A) 한개, 밸브(70A) 한개, 전이실(517) 한개, 계량실(511A) 한개, 저장실(515A) 한개, 일류실(513A) 한개, 수집실(516) 한개, 그리고 반응실(514A) 한개로 구성되었다. 이 미세유체 구조물(50)은 도 1a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)과 유사한 원형 미세유체 플랫폼 위에 설치될 수 있다. 그럴 경우, 미세유체 플랫폼(20)의 회전중심(21)이 미세유체 플랫폼(20)의 안쪽이고 둘레(22)가 바깥쪽으로 정의된다. 미세유체 구조물(50)은 안쪽에서 바깥쪽으로 주입실(40A), 밸브(70A), 전이실(517), 계량실(511A), 그리고 저장실(515A)의 순서로 구성되었다. 일류실(513A)과 수집실(516)은 각각 계량실(511A)의 왼쪽과 오른쪽에 위치해 있으며, 반응실(514A)은 수집실(516) 외부에 설치된다. 미세유체 구조물(50)에는 샘플이 미세유체 구조물(50) 내에서 움직일 때 발생하는 공기압력으로 인한 저항력을 감소하기 위해 공기구멍(60) 여러개를 설치할 수 있다. 일부 상황에서 샘플이 밀폐실로 흘러 들어갈때 저항력과 마주칠 수 있다. 공기구멍은 국소부위의 공기압력을 줄이고 저항력을 완화하여 샘플이 어느실로 들어갈 수 있도록 한다. 예를 들어, 공기구멍(60)은 도 3a의 완충실(517), 일류실(513A), 또는 수집실(516)에 설치할 수 있으며, 필요에 따라 저장실(515A), 반응실(514A), 또는 미세유체 구조물(50)의 다른 부위에 설치할 수 있다.

도 3a에 표시된 샘플주입실(40A)에는 샘플을 넣을 수 있다. 예를 들어, 혈액샘플, 요액샘플, 침샘플, 수질샘플 또는 액체식품샘플 등을 넣을 수 있다. 샘플은 또한 고밀도 물질과 저밀도 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 혈액샘플 속의 혈구와 혈청, 요액샘플 속의 요단백과 요액, 또는 강에서 취득한 수질샘플 중의 토사와 물 등으로 구성될 수 있다..

도 3a에 표시된 밸브(70A)는 모세 밸브이다. 그러나 기계적 밸브와 기타 잘 알려진 밸브일 수도 있다. 밸브(70A)는 예정된 조건이 충족되기 전에 샘플이 완충실(517)로 흘러 들어가는 것을 예방하기 위해 설치된다. 예를 들어, 모세 밸브는 밸브를 통과하는 샘플의 표면장력을 크게 높여 샘플을 제한할 수 있다. 미세유체 검사장치의 회전유닛(11)(도 1b에 표시된 바와 같이)에 의해 적용되는 구심 가속도가 한계치에 도달하여 원심력이 표면장력과 모세관력보다 높을 때, 샘플은 모세 밸브를 돌파하고 나가 완충실(517)로 흘러 들어간다.

도 3a에 표시된 완충실(517)은 샘플이 계량실(511A)로 흘러 들어가는 속도를 지연하기 위해 설치되었다. 샘플이 계량실(511A)로 흘러 들어가는 속도가 미세유체 구조물(50)의 공기 방출속도보다 빠를 경우 샘플은 계량실(511A)의 공기압력이 너무 커서 미세유체 구조물(50)의 기타 부위로 누출될 수 있다. 이는 샘플 전처리의 효율과 분석 정확도를 저하시키는 결과를 초래할 수 있다.

도 3a에 표시된 수집실(516)은 입구 한개와 출구 한개로 구성되었다. 수집실(516)의 입구는 계량실(511A)과 연결되었으며, 출구는 반응실(514A)과 연결되었다. 수집실(516) 입구의 면적은 출구의 면적보다 크기 때문에 수집실(516)은 깔때기 모양을 띈다. 미세유체 검사장치의 작동과정에서, 수집실(516)은 반응실(514A)이 계량실(511A)에서 흘러 들어온 샘플을 수집하는 것을 돕는다.

도 3a에 표시된 반응실(514A)은 측정 스트립(도 8에표시된바와같이)을 넣는데 사용되어 샘플을 제자리에서 검사할 수 있다. 측정 스트립(80)은 검사항목에 따라 리트머스 시험지, 과산화염소 측정 스트립, 수질경도 측정 스트립, 혈당 측정 스트립, 배란 측정 스트립, 콜로이드 콜드 스트립, Multistix® 측정 스트립 또는 기타 측정 스트립이 될 수 있다.

도 3a 에 표시된 일류실(513A)은 계량실(511A)에서 일류된 샘플을 수용하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 계량실(511A)은 첫번째의 설정용량이 있는데 많은 양의 샘플이 계량실(511A)로 들어가는 경우, 그 설정용량을 초과한 샘플은 계량실(511A)에서 일류실(513A)로 흘러 들어가게 된다. 따라서 일류실(513A)은 초과된 샘플량을 수용함으로써 계량실(511A) 내의 샘플을 첫번째 설정용량으로 유지한다.

도 3a에 표시된 일류실(513A)은 두개의 작은 부실이 있으며, 중앙부위가 모세관으로 연결되어 있어 모래시계와 같은 모양을 띈다. 모래시계 구조의 위축된 중간부분은 샘플이 계량실(511A)로 역류하는 것을 막는다. 따라서 모래시계 구조는 미세유체 구조물(50)의 샘플 계량정확도를 제고한다.

도 3a에 표시된 저장실(515A)은 회전유닛(11, 도 1b에 표시된 바와 같이)의 원심력 작동 후 샘플에서 분리된 고밀도 물질을 수용하는데 사용된다. 미세유체 구조물(50)에 여러개의 실이 설치되도록 설계하면 밀도가 다른 물질을 계량실(511A), 일류실(513A), 저장실(515A), 그리고 기타실에 분리 저장할 수 있다. 그러므로 미세유체 구조물(50)의 샘플 전처리 효율성을 제고할 수 있다. 예를 들어, 원심분리 후, 샘플의 고밀도 물질은 저장실(515A)에 분리 저장되고, 저밀도 물질은 계량실(511A)에 머무르게 된다. 일부 실시예에서, 저장실(515A)은 모세관을 통해 계량실(511A)과 연결된다. 진동유닛(12)이 작동할 때, 모세관은 고밀도 물질이 계량실(511A)로 역류하는 것을 막는다. 모세관은 계량실(511A) 내의 샘플용량과 순도가 일정하도록 하여 미세유체 구조물(50)에서 실행된 분석정확도를 제고한다.

도 3a는 본 발명의 일부 실시예에서의 미세유체 구조물(50)을 표시한다. 다른 실시예에서는 미세유체 구조물(50)의 구성요소는 검사필요성이나 원가문제를 고려하여 구성요소를 늘리거나 줄이고, 구조 및 모양도 조절할 수 있다.

도 3b는 본 발명의 일부 실시예에서의 미세유체 구조물을 표시한 도면이며, 도 3a에 표시된 구성요소 간의 연결상황을 나타낸다. 도 3b의 미세유체 구조물(50)에는 일부 구성요소가 번호로 표시되지 않았으나 도 3a와 대응하는 샘플주입실(40A), 밸브(70A), 완충실(517), 계량실(511A), 저장질(515A), 일류실(513A), 수집실(516), 그리고 반응실(514A)이 있다. 밸브(70A)의 양쪽 끝은 각각 샘플주입실(40A) 및 완충실(517)과 연결되었고, 완충실(517)은 계량실(511A)과 연결되었다. 수집실(516)의 양쪽 끝은 각각 계량실(511A) 및 반응실(514A)과 연결되었다. 수집실(516)과 반응실(514A)의 연결부위는 첫째연결통로(520A)라고한다. 계량실(511A)은 미세유체 채널(512A)을 통해 일류실(513A)과 연결되었다. 일류실(513A)과 미세유체 채널(512A)의 연결부위는 둘째연결통로(521A)라한다. 미세유체 채널(512A)에는 더 나아가서 출구가 있어 저장실(515A)과 연결된다.

일부 실시예에서, 도 3b에 표시된 미세유체 채널(512A)에는 더 나아가서 돌림부분(5121A)이 있다. 이러한 돌림부분(5121A)은 C자 모양이고 열린 부분은 미세유체 플랫폼(20)의 회전중심(21, 도 1a에 표시된 바와 같이)을 향한다. 진동유닛(12)이 작동할 때, 돌림부분(5121A)은 샘플이 일류실(513A)에서 계량실(511A)로 역류하는 것을 막는다. 돌림부분(5121A)은 계량실(511A) 내의 샘플용량과 순도가 일정하도록 하여 미세유체 구조물(50)에서 실행된 분석 정확도를 제고한다.

도 4a는 본 발명의 일부 실시예의 미세유체 구조물을 표시한 도면이다. 도 4a에 표시된 미세유체 구조물(50)은 샘플주입실(40B), 계량실(511B), 저장질(515B), 일류실(513B), 용액주입실(518), 반응실(514B), 밸브(70B), 그리고 폐수실(519)로 구성되었다. 이 미세유체 구조물(50)은 도 2a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)과 유사한 원형 미세유체 플랫폼에 설치될 수 있다. 이 경우 미세유체 플랫폼(20)의 회전중심(21)은 미세유체 플랫폼(20)의 안쪽이고 둘레(22)는 미세유체 플랫폼(20)의 바깥쪽이 된다. 미세유체 구조물(50)은 안쪽에서 바깥쪽으로 샘플주입실(40B), 계량실(511B), 그리고 저장실(515B)의 순서로 구성되었다. 일류실(513B)과 반응실(514B)은 각각 계량실(511B)의 왼쪽과 오른쪽에 위치해있다. 용액주입실(518)은 반응실(514B) 안쪽에 설치되고 폐수실(519)은 바깥쪽 또는 인근에 설치된다. 밸브(70B)는 반응실(514B)과 폐수실(519)을 연결한다.

도 4a에 표시된 용액주입실(518)은 용액을 수용한다. 용액은 미세유체 구조물(50)의 여러 구성요소를 통과하지 않고 반응실(514B)로 직접 들어갈 수 있다. 용액주입실(518)로 주입된 용액은 완충액, 세척액, 시료, 또는 용제일 수 있다. 예를들어, 샘플 분석용 측정 스트립(80, 도 8a에 표시된 바와 같이)은 불활성 형태로 보존되며, 샘플분석시 활성제를 용액주입실(518)에 넣어 반응실(514B)로 흘러 들어가 측정 스트립(80)을 활성화한다. 다른 예에서, 샘플과 측정 스트립(80)의 반응이 끝난 후, 세척액은 용액주입실(518)을 통해 반응실(514B)로 흘러 들어가 측정 스트립(80)을 세척한다. 또 다른 예에서, 샘플분석에 사용된 측정 스트립(80)은 크로마토그래피 측정 스트립이며, 샘플분석시 완충액을 용액주입실(518)에 주입하여 회전유닛(11, 도 1b에 표시된 바와 같이)이 작동할 때 발생하는 원심력에 의해 반응실(514B)로 흘러 들어가 크로마토그래피 측정 스트립이 색층분석을 하도록 돕는다.

도 4a에 표시된 폐수실(519)은 반응실(514B)에서 방출된 용액을 수용한다. 예를 들어, 샘플이 반응실(514B)에 너무 오래 머무를 경우 샘플은 측정 스트립(80, 도 8a에 표시된 바와 같이)의 과도한 반응을 일으켜 허위 양성 결과가 발생할 수 있다. 일부 다른 예에서, 샘플이 반응실(514B)에 너무 오래 머무를 경우 샘플의 색깔과 같은 특성이 탐지모듈(30, 도 1b에 표시된 바와 같이)의 탐지효율성에 지장을 주어 분석을 어렵게 할 수 있다. 그러므로 폐수실(519)을 설치하면 반응실(514B)에서 방출되는 샘플이나 기타용액을 수용할수있다.

도 4a에 표시된 밸브(70B)는 모세 밸브로서 용액의 흐름속도를 제어하는데 사용된다. 그러나 일부 실시예에서 밸브는 기계적 밸브와 기타 잘 알려진 밸브일 수도 있다. 일부 상황에서, 만약 샘플이 아무런 저항력에 봉착하지 않고 반응실(514B)로부터 빠르게 폐수실(519)로 방출될 경우, 측정 스트립(80)의 반응이 불완전하거나 반응이 균일하지 않을 수 있다. 따라서 밸브(70B)를 설치하면 측정 스트립(80)이 완전히 반응하기 전에 샘플이 반응실(514B)에서 너무 빨리 빠져나가는 것을 예방할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일부 실시예에서의 미세유체 구조물(50)을 표시한다. 다른 실시예에서, 미세유체 구조물(50)의 구성요소는 검사필요성이나 원가문제를 고려하여 구성요소를 늘리거나 줄이고, 구조 및 모양도 조절할 수 있다.

도 4b는 본 발명의 일부 실시예에서의 미세유체 구조물을 표시한 도면이며, 도 4a에 표시된 구성요소 간의 연결상황을 나타낸다. 도 4b의 미세유체 구조물(50)에는 일부 구성요소가 번호로 표시되지 않았으나 도 4a와 대응하는 샘플주입실(40B), 계량실(511B), 저장질(515B), 일류실(513B), 용액주입실(518), 반응실(514A), 밸브(70B), 그리고 폐수실(519)이 있다. 샘플주입실(40B)은 계량실(511B) 안쪽에 설치되고 계량실(511B)과 연결된다. 계량실(511B)의 왼쪽과 오른쪽은 각각 일류실(513B)과 반응실(514B)에 연결되었다. 계량실(511B)과 반응실(514B)의 연결부위는 첫째연결통로(520B)라고 한다. 도 4b에 표시된 용액주입실(518)은 반응실(514B) 안쪽에 소재하며, 반응실(518B)과 연결되었다. 폐수실(519)은 반응실(514B) 바깥쪽 또는 인근에 설치되고 밸브(70B)는 반응실(514B)과 폐수실(519)을 연결한다. 계량실(511B)은 미세유체 채널(512B)을 통해서 일류실(513B)과 연결된다. 미세유체 채널(512B)과 일류실(513B)의 연결부위는 둘째연결통로(521B)라고 한다. 도 4b에서, 미세유체 채널(512B)에는 돌림부분(5121B)이 있다. 일부 실시예에는 돌림부분(5121B)에 통로가 돌출되어 저장실(515B)과 연결된다.

도 5는 본 발명의 일부 실시예에서의 미세유체 구조물을 표시하는 도면으로서 구성요소의 설치를 설명한다. 도 5에 표시된 미세유체 구조물(50)은 샘플주입실(40C), 계량실(511C), 저장실(515C),일류실(513C), 용액주입실(518), 그리고 반응실(514C)로 구성되었다. 계량실(511C)과 반응실(514C)의 연결부위는 첫째연결통로(520C)라고 하며, 일류실(513C)과 미세유체 채널(512C)의 연결부위는 둘째연결통로(521C)라 한다.

도 5에 표시된 미세유체 구조물(50)은 도 2a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)과 유사한 원형 미세유체 플랫폼의 회전중심(21)과 둘레(22) 사이에 설치될 수 있다. 일부 실시예의 기술특징을 부각시키기 위해서 곡선이어야 하는 둘레(22)를직선으로 표시하였다. 첫째거리(H1)는 둘레(22)와 첫째연결통로(520C) 사이의 거리이며, 둘째거리(H2)는 둘레(22)와 둘째연결통로(521C) 사이의 거리를 나타낸다. 첫째거리(H1)는 둘째거리(H2)보다 길거나 같다. 미세유체 구조물(50)이 원형 미세유체 플랫폼(20)에 설치되었을 때, 회전중심(21)에서 첫째연결통로(520C)까지의 거리는 회전중심(21)에서 둘째연결통로(521C)까지의 거리보다 짧거나 같다. 예를 들어, 첫째연결통로(520C)와 둘째연결통로(521C)의 원심분리 위치에너지의 차이로 인해 회전유닛(11, 도 1b에 표시된 바와 같이)이 작동할 때 초과량의 샘플은 계량실(511C)에서 우선적으로 반응실(514C)이 아니라 일류실(513C)로 흘러 들어간다. 그러므로 미세유체 구조물(50)의 샘플계량이 정확해진다. 다른 실시예에서는, 첫째거리(H1)와 둘째거리(H2)의 길이를 다르게 설계하여 계량실(511C)의 용량을 조절할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일부 실시예에 따른 미세유체 검사장치 작동흐름을 표시하는 도면이다. 샘플분석시, 우선 측정 스트립을 미세유체 플랫폼의 반응실에 넣은 다음, 샘플을 같은 미세유체 플랫폼에 있는 주입실로 주입시킨다. 그런 다음 미세유체 플랫폼은 회전하여 주입실의 샘플을 계량실로 이송한다. 그리고 미세유체 플랫폼은 진동하여 계량실의 샘플을 반응실로 옮긴다. 반응실 내의 샘플과 측정 스트립의 반응이 끝나면 수동방식 또는 탐지모듈을 이용한 자동방식으로 반응결과를 탐지하고 분석한다.

도 1b에 표시된 미세유체 검사장치에 도 3a의 미세유체 구조물(50)을 결합시킨 미세유체 검사장치를 예로 들면, 샘플분석을 시작하기 전에 우선 측정 스트립(80, 도 8a에 표시된 바와 같이)을 미세유체 플랫폼(20)의 반응실(514A)에 넣는다. 그리고 나서 샘플을 같은 미세유체 플랫폼(20)의 샘플주입실(40A)에 넣는다. 그런 다음 미세유체 플랫폼(20)을 회전시켜 샘플주입실(40A)의 샘플이 계량실(511A)로 이송되게 한다. 샘플이 계량실(511A)로 이송된 후, 미세유체 플랫폼(20)을 진동시켜 계량실(511A)의 샘플이 반응실(514A)로 이송되게 한다. 끝으로, 반응실(514A) 내의 샘플과 측정 스트립(80)의 반응이 끝나면 수동방식 또는 탐지모듈(30)을 이용한 자동방식으로 측정 스트립(80)의 반응결과를 탐지하고 분석한다.

도 6의 일부 실시예에서, 미세유체 검사장치 작동에 사용된 미세유체 플랫폼에는 더 나아가서 저장실과 연결된 일류실이 있다. 샘플이 원심 분리작용을 통해 계량실로 이송된 후, 일부 샘플이 일류실로 일류되어 계량실의 샘플용량이 첫째설정용량으로 줄어든다. 도 5에 표시된 미세유체 구조물(50)에 사용된 첫째설정용량은 계량실(511C)의 용량과 관련되었으며, 둘레(22)에서 둘째연결통로(521C)까지의 거리(H2)와도 연관되었다.

도 6의 일부 실시예에서, 미세유체 플랫폼을 진동하기 전에 우선 적합한 진동주파수와 진동폭으로 구성된 진동상태가 결정되고, 진동력을 통해 샘플을 흔들어 계량실의 샘플이 연결된 반응실로 흘러 들어가도록 한다. 반응실로 흘러 들어간 샘플의 용량이 둘째설정용량이다. 이 둘째용량의 크기는 미세유체 플랫폼을 진동할 때의 진동주파수와 진동폭, 그리고 계량실(511C) 내의 샘플양과 긍정적인 상관관계가 있다. 그러나 둘째설정용량은 샘플의 점도와 부정적인 상관관계가 있다.

도 7a는 본 발명의 일부 실시예에서 시간에 따른 회전유닛의 각속도를 표시한 도면이다. 도 1b에 표시된 구동모듈(10)의 회전유닛(11)이 작동하여 원심력이 발생하면 미세유체 플랫폼(20)이 구동된다. 도 7b는 본 발명의 일부 실시예에서 시간에 따른 진동유닛의 각가속도를 표시한 도면이다. 도 1b에 표시된 구동모듈(10)의 진동유닛(11)이 작동하면 구동모듈(10)은 정/부 각속도 사이에서 전환하거나 정/부 각 가속도 사이에서 전환하여 미세유체 플랫폼(20)을 진동시킨다.

도 8a-8d는 본 발명의 일부 실시예에서 미세유체 검사장치를 작동하는 단계를 표시하는 도면이다. 도 8a-8d에 사용된 미세유체 검사장치는 도 5의 미세유체 구조물(50)이 있는 도 1b에 표시된 미세유체 검사장치와 유사하다. 도 8a에 표시된 바와 같이, 미세유체 플랫폼(20)에서 샘플분석을 시작하기 전에, 측정 스트립(80)을 반응실(514C)에 넣고 샘플을 주입실(40C)에 주입시킨다. 주입된 샘플은 저밀도 물질(91)과 고밀도 물질(92)로 구성되었다. 도 8b에서, 구동모듈(10)의 회전유닛(11)의 각속도가 증가하여 샘풀의 저밀도 물질(91)과 고밀도 물질(92)이 계량실(511C)과 저장실(515C)로 흘러 들어간다. 초과량의 샘플은 일류실(513C)로 일류되어 계량실(511C)의 샘플용량을 첫째설정용량으로 유지하고, 초과량의 샘플이 반응실(514C)로 일류하는 것을 예방한다. 도 8c에서, 샘플 중의 물질은 회전유닛(11)의 원심력으로 인해 밀도경사에 기초하여 미세유체 구조물(50)에 정렬한다. 구체적으로, 고밀도 물질(92)은 대부분 미세유체 플랫폼(20) 바깥쪽의 저장실(515C) 근처에 소재하며, 저밀도 물질(91)은 대부분 미세유체 플랫폼(20) 안쪽의 계량실(511C) 근처에 소재한다. 도 8d에 표시된 바와 같이, 구동모듈(10)의 진동유닛(12)이 작동하면 계량실(511C) 내 샘플중 일부가 반응실(514C)로 이송되어 측정 스트립(80)과 반응한다.

도 8a-8d의 일부 실시예는 도 2b의 미세유체 플랫폼(20)에서 우유품질을 검사하는 방법과 관련되었다. 미세유체 플랫폼(20)에는 미세유체 구조물이 통합되었으며, 미세유체 플랫폼(20)은 샘플주입실(40'), 주입구(41), 여덟개의 부실(42), 그리고 여덟개의 미세유체 구조물(50)로 구성되었다. 첫번째 단계에서, 미세유체 플랫폼(20)의 여덟개의 반응실(514C)에 각각 혈당 측정 스트립, 젖단백질 측정 스트립, pH 측정 스트립, 칼슘 측정 스트립, 테트라시클린 측정 스트립, 클로람페니콜 측정 스트립, 그리고 β-락탐 측정 스트립을 넣고 210μL의 우유를 샘플주입실(40')에 주입하여 검사한다. 그런 다음 미세유체 플랫폼(20)의 각속도는 구동모듈(10)의 회전유닛(11)에 의해 600RPM으로 올려지고 우유는 나누어져서 여덟개의 미세유체 구조물(50)로 흘러 들어간다. 각 계량실(511C)은 25μL의 우유를 수용하도록 설계되었기 때문에 25μL를 초과하는 우유는 저장실(515C)과 일류실(513C)로 일류된다. 회전유닛이 3분 동안 600RPM으로 계속 회전하면, 회전유닛(11)의 원심력으로 인해 우유속의 미생물과 응고물 등의 물질은 저장실(515C)로 옮겨진다. 젖단백질과 저침강계수 물질은 계량실(511C)에 계속 유지된다. 마지막 단계에서, 구동모듈(10)의 진동유닛(12)이 작동하여, 720도의 진동 폭과 10Hz의 진동 주파수로 계량실(511C)의 우유를 반응실(514C)로 이송하여 측정 스트립(80)과 반응하도록 한다.

도 8a-8d의 일부 실시예는 도 2a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)에서 혈액샘플 중의 트리글리세리드 농도를 검사하는 방법과 관련되었다. 미세유체 플랫폼(20)에는 여덟개의 분리된 미세유체 구조물(50)이 있다, 첫번째 단계에서, 여덟명의 피험자에게서 채취한 혈액샘플 30μL을 여덟개의 주입실(40C)에 주입한다. 여덟개의 반응실(514C)에는 트리글리세리드 스트립이 들어 있다. 각 주입실의 실제 샘플용량은 28μL에서 32μL이다. 이는 수동주입이 매우 불안정하여 대략 5%의 용량차이가 있기 때문이다. 구동모듈(10)의 회전유닛(11)은 미세유체 플랫폼(20)의 각속도를 5000RPM으로 높이고 혈액샘플은 미세유체 구조물(50)로 흘러 들어간다. 이 단계에서, 각각의 계량실(511C)은 25μL의 혈액샘플을 수용하도록 설계되었기 때문에 각각의 계량실(511C)에는 같은 용량의 혈액샘플이 들어있다. 25-μL을 초과하는 혈액샘플은 저장실(515C)과 일류실(513C)로 일류된다. 구동모듈(10)의 회전유닛(11)이 5000RPM으로 90초 동안 회전하면 혈액세포와 응고물 등의 혈액속 물질은 회전유닛(11)의 원심력으로 인해 저장실(515C)로 이동되고 혈장은 계량실(511C)에 계속 유지된다. 마지막 단계에서, 구동모듈(10)의 진동유닛(12)이 작동하여, 720도의 진동 폭과 15Hz의 진동 주파수로 계량실(511C)의 혈장 10μL를 반응실(514C)로 이송하여 측정 스트립(80)과 반응하게 한다.

도 8a-8d의 일부 실시예는 도 2b에 표시된 미세유체 플랫폼(20)에서 혈액샘플 중의 병원균을 검사하는 방법과 관련되었다. 미세유체 플랫폼(20)에는 통합된 미세유체 구조물이 있으며, 미세유체 플랫폼(20)은 샘플주입실(40'), 주입구(41), 여덟개의 부실(42), 그리고 여덟개의 미세유체 구조물(50)로 구성되었다. 첫번째 단계에서, 미세유체 플랫폼(20)의 여덟개의 반응실(514C)에 각각 B형 간염 표면항원 측정 스트립, C형 간염 항체시험 카세트, 매독시험 카세트, 인간 면역결핍 바이러스 시험 카세트, 살모넬라 항원 측정 스트립, 말라리아 항원 시험 카세트, 마이코플라스마IgG 측정 스트립, 그리고 헬리코박터 IgG 측정 스트립을 넣고 68μL의 혈액샘플을 주입실(40')에 주입하여 검사한다. 그런 다음 구동모듈(10)의 회전유닛(11)으로 미세유체 플랫폼(20)의 회전속도를 600RPM으로 높이고 혈액샘플을 여덟개의 부실(42)로 동등하게 분배한다. 회전유닛(11)의 회전속도가 5000RPM으로 빨라지면 부실(42)과 계량실(511C)을 연결하는 밸브(도 2b에 표시된 바와 같이)가 파열하여 각 부실(42)에 있는 혈액샘플이 계량실(511C)로 흘러 들어가게 된다. 각 계량실(511C)은 8μL의 혈액샘플을 수용하도록 설계되었기 때문에 이 용량을 초과하는 혈액샘플은 저장실(515C)과 일류실(513C)로 일류된다. 구동모듈(10)의 회전유닛(11)이 5000RPM으로 90초 동안 회전하면 혈액세포와 응고물 등 혈액속 고밀도 물질은 회전유닛(11)의 원심력으로 인해 저장실(515C)로 이동하고 혈장과 같은 저밀도 물질은 계량실(511C)에 계속 유지된다. 마지막 단계에서, 구동모듈(10)의 진동유닛(12)이 1080도의 진동 폭과 5Hz의 진동 주파수로 좌우교대로 15초 동안 회전하여 계량실(511C)의 혈장 3.5μL을 반응실(514C)로 이송하여 측정 스트립(80)과 반응하게 한다.

일부 대안 실시예에서, 미세유체 플랫폼(20)의 여덟개의 미세유체 구조물(50)은 다른 구조로 설계될 수 있다. 예를 들어, 매독 시험 카세트와 인체 면역결핍 바이러스 시험 카세트는 전혈샘플검사에 사용하도록 권장되나, 헬리코박터IgG 측정 스트립과 마이코플라스마IgG 측정 스트립은 혈장샘플검사에 사용하도록 권장된다. 이러한 분석을 동시에 수행하려면 저장실(515C)이 있는 여러개의 미세유체 구조물(50)로 구성되거나 저장실(515C)이 없는 여러개의 미세유체 구조물(50)로 구성된 맞춤형 미세유체 플랫폼(20)을 사용할 수 있다.

도 8a-8d의 일부 실시예는 도 2a에 표시된 미세유체 플랫폼(20)에서 요액샘플의 약물을 검사하는 방법과 관련되었다. 미세유체 플랫폼(20)에는 여덟개의 미세유체 구조물(50)이 있다. 미세유체 플랫폼(20)의 각 주입실(40C)에는 피험자의 요액 3방울이 들어있다. 여덟개의 반응실(514C)에 각각 한가지의 콜라이드콜드 측정 스트립, 예를 들어 모르핀 측정 스트핍, 헤로인 측정 스트립, MDMA 측정 스트립, 코카인 측정 스트립, 암페타민 측정 스트립, 메스암페타민 측정 스트립, THC 측정 스트립, 그리고 발륨 측정 스트립을 넣는다. 요액샘플주입에 사용되는 점적기는 용량 안정성이 매우 낮기 때문에, 각 주입실의 샘플용량은 15μL에서 20μL이다. 미세유체 플랫폼(20)의 각속도는 구동모듈(10)의 회전유닛(11)에 의해 5000RPm으로 가속되고, 요액샘플은 미세유체 구조물(50)로 흘러 들어간다. 이 단계의 각 계량실(511C)에는 같은 용량의 요액샘플이 들어있다. 왜냐하면 계량실(511C)은 13μL의 요액샘플을 수용하도록 설계되었기 때문이다. 이 용량을 초과하는 요액은 자동적으로 저장실(515C)과 일류실(513C)로 일류된다. 회전유닛(11)이 12000RPM으로 120초 작동하면, 요단백과 같은 물질은 회전유닛(11)의 원심력으로 인해 저장실(515C)로 이동하고, 상청액은 계량실(511C)에 계속 유지된다. 마지막 단계에서, 구동모듈(10)의 진동유닛(12)이 180도의 진동 폭과 30Hz의 진동 주파수로 10초 동안 작동하여 계량실(511C)의 상청액 5.5μL를 반응실(514C)로 이송하여 측정 스트립(80)과 반응하게 한다.

일부 실시예에서, 상기 방법에는 더 나아가서 반응실(514C)에 용액을 주입하는 단계가 포함된다. 예를 들어, 요액샘플의 특질이 다르기 때문에 일부 측정 스트립의 반응이 불완전할 수 있다. 이 경우, 용액주입실(518)에 15μL의 세척액을 주입하여 반응실(514C)의 측정 스트립(80)을 씻을 수 있다.

도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 안정성 검사결과를 표시한 도면이다. 안정성 검사는 샘플용량이 계량실에서 반응실로 이송될 때 일류실의 효능을 검사한다. 안정성 검사에 사용되는 두개의 미세유체 구조물의 구조는 도 3a에 표시된 미세유체 구조물(50)과 유사하다. 차이점은 하나는 일류실(513A)이 있는 미세유체 구조물(50)(A)이며, 다른 하나는 일류실(513A)이 없는 미세유체 구조물(50)(B)이다. 도 9의 데이터에 따르면 일류실(513A)이 있는 미세유체 구조물(50)(A)은 약 3%의 주입 오차가 있으며, 10μL, 미리 정해진 양을 비교하면 마이크로 유체 구조물(50)(B)은 약 25%의 주입 오차가 있는 것으로 나타났다. 그러므로 일류실(513A)이 없는 미세유체 구조물(50)보다 일류실(513A)이 있는 미세유체 구조물(50)의 안정성이 더 낫다. 일류실(513A)이 없는 미세유체 구조물(50)을 사용할 경우, 계량효과를 제고하는 설계를 추가하거나 사전에 정밀 용량측정을 이용하여 계량안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에서 상기 실시예는 일부 예시일뿐이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실직적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 따라서 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형, 변경이 가능할 것이며, 이러한 것들은 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

10 : 구동모듈 11 : 회전유닛
12 : 진동유닛 20 : 미세유체 플랫폼
21 : 회전중심 22 : 둘레
30 : 탐지모듈
40, 40’, 40A, 40B, 40C : 샘플주입실
41 : 샘플주입구 42 : 부실
50 : 미세유체 구조물 511A, 511B, 511C : 계량실
512A, 512B, 512C : 미세유체 채널
5121A, 5121B : 미세유체 채널 돌림부분
513A, 513B, 513C : 일류실 514A, 514B, 514C : 반응실
515A, 515B, 515C : 저장실 516 : 수집실
517 : 완충실 518 : 용액주입실
519 : 폐수실 520A, 520B, 520C : 첫째연결통로
521A, 521B, 521C : 둘째연결통로
60 : 공기구멍 70A, 70B : 밸브
80 : 측정 스트립 91 : 저밀도 물질
92 : 고밀도 물질 H1 : 첫째 거리
H2 : 둘째 거리

Claims

미세유체 검사장치에 있어서,
회전유닛 및 진동유닛이 포함된 하나의 구동모듈과,
상기 구동모듈에 장착되며 상기 회전유닛과 상기 진동유닛에 의해 컨트롤되는 하나의 미세유체 플랫폼으로 구성되며,
상기 미세유체 플랫폼은 하나의 회전중심 및 최소한 하나의 미세유체 구조물을 포함하며,
상기 미세유체 구조물은 각각,
샘플을 넣는 하나의 주입실;
상기 주입실과 연결된 하나의 계량실; 및
상기 계량실과 연결되고 측정 스트립을 넣는 하나의 반응실을 포함하는 미세유체 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 미세유체 플랫폼은 여러개의 미세유체 구조물을 가지며, 각각의 미세유체 구조물에는 최소한 두개의 주입실이 서로 연결 및 통합되는 것을 특징으로 하는 미세유체 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 미세유체 구조물은,
하나의 일류실; 및
상기 계량실과 상기 일류실 사이에 연결된 미세유체 채널을 더 포함하는 미세유체 검사장치.
제3항에 있어서,
상기 계량실과 상기 반응실은 첫번째 연결통로에서 연결되고, 상기 미세유체 채널과 상기 일류실은 두번째 연결통로에서 연결되며, 상기 회전중심에서 상기 첫번째 연결통로까지의 거리는 상기 회전중심에서 상기 두번째 연결통로까지의 거리와 동등하거나 약간 짧은 것을 특징으로 하는 미세유체 검사장치.
제3항에 있어서,
상기 미세유체 구조물은 상기 미세유체 채널과 연결된 저장실을 더 포함하는 미세유체 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 미세유체 구조물은 상기 계량실과 상기 반응실 사이에 설치된 하나의 수집실을 더 포함하며,
상기 수집실은,
상기 계량실로 연결된 하나의 입구와 상기 반응실로 연결된 하나의 출구가 있으며,
상기 입구의 면적은 상기 출구의 면적보다 큰 것을 특징으로 하는 미세유체 검사장치.
제1항에 있어서,
상기 미세유체 구조물은 상기 반응실과 연결된 폐수실을 더 포함하는 미세유체 검사장치.
제1항에 따른 미세유체 검사장치를 작동하는 방법에 있어서,
상기 미세유체 검사장치의 미세유체 플랫폼의 반응실로 측정 스트립을 넣는 단계;
샘플을 상기 미세유체 플랫폼의 주입실로 주입시키는 단계;
상기 샘플을 상기 주입실에서 계량실로 옮기기 위해 상기 미세유체 플랫폼을 회전시키는 단계;
상기 샘플을 상기 계량실에서 상기 반응실로 이송하기 위해 상기 미세유체 플랫폼을 진동시키는 단계; 및
검사 결과를 취득하고 분석하는 단계를 포함하는 미세유체 검사장치를 작동하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 미세유체 플랫폼에는 하나의 일류실을 더 포함하며,
상기 미세유체 플랫폼을 회전시키는 단계는,
상기 샘플을 상기 주입실에서 상기 계량실로 옮기기 위해 상기 샘플을 원심분리시키는 단계;
상기 샘플이 상기 계량실에서 상기 일류실로 일류하도록 상기 샘플을 일류시키는 단계; 및
상기 계량실의 샘플용적이 첫번째의 예정된 용적으로 감소되도록 상기 샘플을 계량하는 단계를 포함하는 미세유체 검사장치를 작동하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 미세유체 플랫폼을 진동시키는 단계는,
진동 주파수와 진동 폭을 결정하는 단계;
상기 계량실의 샘플이 흔들리도록 상기 샘플을 물결이 치게 진동시키는 단계; 및
두번째의 예정된 샘플용적이 상기 반응실로 이송되도록 상기 샘플을 이송하는 단계를 포함하는 미세유체 검사장치를 작동하는 방법.