KR20170079717A - 인식 가능 패턴이 형성된 미세유체소자 기판, 이를 사용한 광학기기 자동촬영 시스템, 및 미세유체소자의 자동 촬영 방법 - Google Patents

인식 가능 패턴이 형성된 미세유체소자 기판, 이를 사용한 광학기기 자동촬영 시스템, 및 미세유체소자의 자동 촬영 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 미세유체소자가 형성되어 있는 미세유체소자 기판으로서, 상기 미세유체소자 기판에는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있고, 상기 인식 가능 패턴은 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판, 이를 사용한 광학기기 자동촬영 시스템, 및 미세유체소자의 자동 촬영 방법을 제공한다.

Description

인식 가능 패턴이 형성된 미세유체소자 기판, 이를 사용한 광학기기 자동촬영 시스템, 및 미세유체소자의 자동 촬영 방법{Microfluidic Device Substrate Comprising Recognizable pattern, System for Automatic Photographing of Optical instrument Using the Same, and Method for Automatic Photographing Microfluidic Device}
본 발명은 인식 가능 패턴이 형성된 미세유체소자 기판, 이를 사용한 광학기기 자동촬영 시스템, 및 미세유체소자의 자동 촬영 방법에 관한 것이다.
최근 생명과학의 발견과 연구 성과들을 IT 산업에 연결함으로서 이러한 생명과학의 성과를 산업적으로 활용하고 응용하는 필요 불가결한 도구로서 랩온어칩(Lab-on-a-chip) 등의 미세유체소자 내 체외 생체 시스템이 개발되고 있고, 이를 생물학 연구에 적용하고자 하는 분야가 각광을 받고 있다.
구체적으로, MEMS 기술을 이용하여 칩 위에 각종 미세유체소자들을 집적함으로써 생물 및 화학 시료의 분리, 정제, 혼합, 반응, 세척, 검출 등 다양한 작업을 하나의 칩 위에서 할 수 있도록 하는 LOC(Lab On a Chip)를 구현하고자 많은 연구자들이 노력하고 있다.
MEMS 기술이란 반도체 공정 기술을 이용하여 미세 구조물을 구현하여 액추에이터, 센서 등의 소자를 구현하는 기술을 의미한다. MEMS 기술을 통한 미세 구조물의 제작은, 광학기기로 관찰 가능한 영역인 수 마이크로미터부터 수십 마이크로미터 크기에 이르는 미세 채널의 제작을 가능하게 하였고, 더 나아가 채널과 연결된 밸브나 측정부, 반응로, 미세검출 시스템, 필터부 등의 미세요소를 결합하여 하나의 시스템으로 집적화된 형태로 기술 개발이 진행되고 있다. 이 같이 MEMS 시스템이 집적된 형태를 랩온어칩(lab-on-a-chip) 이라고 하는데, 하나의 칩 위에 생물학, 의학 실험실 하나를 올려놓는 개념으로 볼 수 있다.
이와 같이, 랩온어칩(Lab-on-a-chip) 등의 미세유체소자는 일반적으로 미세 자동 분석시스템, 예를 들면 바이오센서, 바이오 칩, HTS(High Throughput Screening) 시스템, 조합 화학(Combinatory chemistry) 시스템과 같은 분야에 다양하게 적용된다.
이와 함께, 최근에는 미세유체소자 내부에 발생하는 데이터에 대한 획득 효율을 높이기 위하여 여러 가지 광학기기 관련 소프트웨어들이 개발되고 있으나, 현재까지는 광학기기 이미징을 위한 구체적인 광학기기 조작 조건, 촬영 영역 선정 등이 대부분 사용자의 손을 거쳐 선정 및 구동되고 있어 효율성, 정확성, 재현성이 떨어진다. 또한, 다양한 구조의 소자들에 발생하는 데이터를 단시간 내에 획득해야 하는 경우에도 사용자가 소자의 구조를 일일이 확인하며 광학기기를 구동하여야 하므로 이러한 과정에서 발생하는 시간적, 노동적 비용 및 사용자의 실수에 의한 추가적 손실이 발생한다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결하고, 광학기기를 통한 이미징에 있어, 재현성 및 효율성을 높일 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 미세유체소자 내에 발생하는 데이터의 획득과정의 효율성을 증대시키기 위한 것으로, 미세유체소자 기판에 컴퓨터 인식 가능 패턴을 형성하여 광학기기로 자동 인식하고, 관리 서버가 인식된 정보를 기반으로 미세유체소자 내의 관심영역을 광학기기가 자동으로 촬영하게 함으로써 기존의 방법에서 필요로 했던 인력 소모를 최소화하고 미세유체소자 이미징에 있어 고효율, 및 자동화를 이루는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세유체소자 기판은,
하나 이상의 미세유체소자가 형성되어 있는 미세유체소자 기판으로서,
상기 미세유체소자 기판에는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있고, 상기 인식 가능 패턴은 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은, 미세유체소자 기판에 하나 이상의 인식 가능 패턴을 포함하고 있고, 이들이 미세유체소자 기판에 대한 정보를 저장하고 있어, 상기 인식 가능 패턴을 컴퓨터에 인식시키면, 이로부터 얻은 정보를 기반으로 이미징 자동화 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
이때 사용되는 인식 가능 패턴의 개수는 인식 가능 패턴에 저장하고자 하는 정보의 양에 따라 적절히 결정될 수 있다.
상기 인식 가능 패턴에 저장되는 정보는, 기본적으로 해당 기판의 식별번호를 포함하는 것이 바람직하다. 이는, 인식 가능 패턴이 적어도 해당 미세유체소자 기판의 식별번호를 포함하고 있는 경우, 상기 인식 가능 패턴으로부터 컴퓨터가 식별번호를 인식하여 미리 저장되어 있는 데이터베이스로부터 상기 식별번호에 대응되는 미세유체소자 기판에 대한 정보를 불러들여 이미징 자동화 시스템을 구현할 수 있기 때문이다.
한편, 상기 인식 가능 패턴은 상기 미세유체소자 기판의 식별번호 외에 다른 다양한 정보를 포함할 수도 있다.
구체적으로, 상기 인식 가능 패턴이 포함하는 미세유체소자의 정보는,
해당 기판 내 미세유체소자의 위치, 및 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 기판에 미세유체소자가 둘 이상 형성되어 있는 경우에는 각각의 미세유체소자의 정보를 모두 포함하고 있을 수 있다.
여기서, 상기 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보는, 미세 채널의 개수, 각 미세 채널이 나타내는 정보, 미세 채널의 식별번호, 미세 채널 촬영 정보 등 미세 채널이 가질 수 있는 모든 정보를 포함하는 개념이고, 상기 정보들에서 사용자가 목적에 따라 적절히 선택, 저장할 수 있다.
물론, 그 밖의 간단한 제어 명령어, 관련 정보가 개시된 홈페이지의 주소 등 다양한 정보의 저장도 가능하고, 한정되지 아니한다.
이와 같이, 인식 가능 패턴에 다양한 많은 정보를 저장하고자 하는 경우에는 하나의 인식 가능 패턴에 저장할 수도 있지만, 일반적으로, 매우 작은 크기의 인식 가능 패턴에 저장될 수 있는 용량은 크지 않기 때문에 미세유체소자 기판 임의의 곳에 추가적으로 인식 가능 패턴을 배치시킴으로써 하나의 기판에 둘 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 이 경우, 컴퓨터의 데이터베이스에 해당 미세유체소자 기판에 대한 정보가 미리 저장되어 있어 연동될 수도 있지만, 인식 가능 패턴으로부터 자동 촬영에 필요한 모든 정보를 획득하도록 구성할 수 있기 때문에 컴퓨터의 데이터베이스로부터 불러오는 과정 없이, 컴퓨터가 해당 정보를 바로 인식할 수 있고, 이미징 자동화 시스템을 구현할 수 있다.
이와 같이 미세유체소자 기판에 대한 정보를 저장하는 인식 가능 패턴은, 당업계에 공지된 가능한 종류의 인식 가능 패턴을 모두 포함할 수 있고, 한정되지 아니하나, 제조 용이성 등을 고려하여, 상세하게는, QR코드 또는 바코드일 수 있다.
이 때, 상기 인식 가능 패턴을 이루는 단위 데이터 비트는 평명상 원 형태일 수 있고, 3차원적으로는 대략 원기둥의 형태를 이룰 수 있다.
이는, 기존에 오픈 소스(open source)로 제공되는 인식 가능 패턴의 인식 라이브러리는 패턴이 검정-흰색(또는 이와 유사한 높은 콘트라스트)로 정사각형 형태의 비트들의 배열로 인쇄되어있을 것을 요구하나, 이러한 형태로 미세가공했을 시 형태 유지가 어려울 수 있어 개별 비트들을 원기둥 형태로 변환했기 때문이다.
그리고 이러한 원기둥 형태로 형성된 단위 데이터 비트는 평면상 원 형태를 가지기 때문에 컴퓨터 이미지 처리의 원의 위치를 찾아내는 다양한 기술 중 Hough-Transform 등의 기술로부터 데이터를 읽어낼 수 있다.
다만, 이러한 단위 데이터 비트의 형상은 상기 구성에 한정되지 아니하고, 그 밖의 컴퓨터의 인식이 유용한 형상이 존재하는 경우에는 다양한 형태가 가능하다.
상기 인식 가능 패턴을 이루는 단위 데이터 비트가 평면상 원 형태인 경우, 상기 원의 크기는, 본 발명에서 이를 읽어내는 장치인 광학기기의 화각에서 관찰 가능한 정도로 설정되어야 하며, 예를 들어, 상기 인식 가능 패턴이 25*25 QR코드이고, 10배의 광학기기를 사용하는 경우, 각 비트의 평면상 원은 직경이 25 마이크로미터일 수 있다.
이러한 인식 가능 패턴은 미세유체소자의 제조와 동시에 기판에 형성될 수 있고, 별도로 생성된 후 부착될 수도 있다. 이때, 상기 인식 가능 패턴은 기본적으로 사용되는 MEMS 기술에 의해 미세유체소자와 같은 제조방식으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 소프트-리소그래피(soft-lithography); 포토리소그래피(photolithography); 용매 보조 몰딩(solvent assisted molding), 모세관 미세 몰딩(capillary force micro molding), 주입 몰딩(injection molding), 및 블로우 몰딩(blow molding)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 몰딩(molding); 롤투롤(roll-to-roll) 공정; 또는 3D 프린팅 공정, 더욱 상세하게는, 소프트-리소그래피에 의해 형성될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기에서 설명한 바와 같은 이미징 자동화를 가능하게 한 광학기기 자동촬영 시스템을 제공한다.
상기 광학기기 자동촬영 시스템은,
하나 이상의 미세유체소자 및 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성된 기판;
상기 기판 상의 인식 가능 패턴이 광학기기의 관찰 영역 내에 위치하면 이를 자동적으로 촬영하여 해당 이미지를 하기 관리 서버에 전송하고, 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 바탕으로 한 관리 서버의 명령에 의해 해당 미세유체소자의 미세 채널에 대해 상태 변경 및 촬영을 수행하는 전자 이미징 디바이스를 갖는 광학기기; 및
상기 광학기기에 연결되어, 광학기기로부터 송부받은 이미지로부터 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 인식하고, 이를 바탕으로 해당 미세유체소자 기판에 대한 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 관리 서버;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 본 발명에 따른 광학기기는 관찰 영역 내에 인식 가능 패턴이 위치하는 경우 이를 자동적으로 인식, 촬영할 수 있고, 이후 관리 서버로부터 미세유체소자를 촬영하기 위한 광학기기의 상태 변경을 명령 받는 경우에는 이를 자동으로 수행하는 전자 이미징 디바이스를 포함하는 구성이다.
여기에서, 상기 기판의 구체적인 내용은 상기에서 설명한 바와 같다. 따라서, 관리 서버와 연결하여 설명하면, 하나의 예에서, 상기 인식 가능 패턴에 저장되어 있는 정보는 미세유체소자 기판의 식별번호를 포함하고, 상기 관리 서버는 미리 저장되어 있는 데이터베이스에서 상기 식별번호에 대응하는 메타 데이터를 기반으로 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령할 수도 있고, 또 하나의 예에서, 상기 인식 가능 패턴에 저장되어 있는 정보는, 미세유체소자 기판의 식별번호; 및 기판에 형성되어 있는 미세유체소자의 위치, 및 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상;을 포함하고, 상기 관리 서버는 상기 정보를 기반으로 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령할 수도 있다.
상기 첫번째 예에서와 같이 인식 가능 패턴이 미세유체소자 기판의 식별번호를 포함하고, 관리 서버가 데이터베이스에 상기 식별 번호에 대응되는 메타 데이터를 포함하는 경우, 상기 메타 데이터는 광학기기의 미세유체소자에의 자동 촬영이 가능하게 하도록 광학기기의 상태 변경, 예를 들어, 조리개, 셔터 속도, 광원, 필터, DIC 등의 특수 촬영 환경 등을 위한 정보들을 포함할 수도 있고, 한정되지 아니하나, 상세하게는, 미세유체소자의 위치, 및 상기 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 관리 서버는 프로그램을 구동할 수 있는 디바이스라면 한정되지 아니하고, 예를 들어, 컴퓨터일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광학기기 자동촬영 시스템은, 또한 상기 기판이 광학기기 촬영을 위한 고정 위치에 놓일 때, 바로 놓이지 않고 소정의 각도로 틀어져 있는 경우, 그 회전각을 계산하고 이를 반영하여 광학기기로의 상태 변경 및 촬영을 명령할 수 있고, 따라서 보다 정확하게 미세유체소자의 관심 영역(Region of Interest; ROI)을 자동촬영하는 것이 가능하다. 여기서 상기 관심 영역이란, 미세유체소자 내에서 사용자가 얻고자 하는 정보를 담고 있는 소자 내 특정 영역을 의미한다.
이 때, 본 발명에서 상기 기판의 회전각을 인식하는 방법은, 예를 들어, 두 가지 방법이 가능하고, 이에 대해 하기에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
첫째로, 상기 관리 서버가 광학기기가 촬영한 인식 가능 패턴의 기울기를 컴퓨터 이미지 처리 기법으로 계산할 수 있다. 구체적으로, 이미지의 2차원 푸리에 변환 등을 통한 방법일 수 있고, 알려진 이미지의 기울기 계산 방식이라면 한정되지 아니한다.
둘째로, 상기 기판에는 하나 이상의 미세유체소자와 둘 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있고, 광학기기가 상기 인식 가능 패턴에서 임의의 인접하는 다른 인식 가능 패턴들을 촬영하여 관리 서버에 보내면, 상기 관리 서버는 광학기기를 기준으로 하는 두 개의 인식 가능 패턴의 위치 좌표를 비교함으로써 기판의 회전각을 계산할 수 있다. 구체적으로는, 인접하는 두 인식 가능 패턴들의 광학기기와의 상대 XY 좌표로부터 두 인식 가능 패턴의 기울기(tanθ)를 구하고, 여기서 회전각(θ)을 인식하기 때문에 상기 첫번째 방법보다 높은 정밀도로 회전각을 측정할 수 있다.
이 때 기판의 XY좌표를 구하는 방법은 상기 기판과 촬영장치와의 상대적인 위치를 구하는 방법이라면 한정되지 아니하고, 예를 들어, 현미경의 모터라이즈 스테이지(Motorized Stage)의 인코더(Encoder)일 수 있다.
이와 같이 회전각을 인식한 후에 상기 관리 서버는 이러한 회전각을 반영하여 광학기기에게 상태 변경 및 촬영 명령을 내리고, 광학기기는 이에 따라 회전각도 만큼 이미징 디바이스를 회전시켜 촬영을 진행하는 바, 오차를 최소화할 수 있다.
본 발명은, 더 나아가, 이와 같은 시스템이 구동되는 방법, 즉, 패턴 인식 기능을 갖는 광학기기를 이용하여, 미세유체소자 내의 관심 영역(ROI)을 자동으로 촬영하는 방법으로서,
(i) 하나 이상의 미세유체소자 및 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성된 기판을 준비하는 과정;
(ii) 상기 인식 가능 패턴을 광학기기의 관찰 영역 내에 위치시키는 과정;
(iii) 상기 광학기기가 패턴을 자동적으로 촬영하고, 그 이미지를 하기 관리 서버에 제공하는 과정;
(iv) 관리 서버가 상기 이미지로부터 해당 정보를 인식하고, 이를 바탕으로 광학기기의 상태 변경 및 기판 상 미세유체소자 내의 관심 영역을 촬영하도록 명령하는 과정; 및
(v) 상기 광학기기가 관리 서버의 명령에 의해 상태 변경 및 촬영을 수행하는 과정;
을 포함하는 미세유체소자의 자동촬영 방법 또한 제공한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 상기 방법에서 관리 서버는, 상기 과정(iii)에서 미세유체소자 기판의 인식 가능 패턴으로부터 기판의 회전각을 구한 후 이를 반영하여 과정 (iv)의 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령할 수도 있다.
또한, 상기 과정 (iii) 이후에,
과정 (ii)에서 촬영한 인식 가능 패턴과 인접하는 인식 가능 패턴에 대해, 과정 (ii) 및 과정 (iii)의 과정을 다시 한번 수행하는 과정을 포함하고,
이후, 상기 과정 (iv)에서 관리 서버가 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령할 때, 상기 관리 서버는 두 개의 인식 가능 패턴들의 위치 좌표를 바탕으로 기판의 회전각을 계산한 후, 상기 회전각을 반영하여 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령함으로써 기판의 틀어짐에 따른 오차를 최소화하는 것도 가능하다.
물론 상기와 같이, 인접하는 두 개의 인식 가능 패턴을 두번의 과정에 걸쳐 인식하는 것이 아니라, 광학기기의 관찰 영역 내에서 한번에 촬영하여 회전각을 인식하고, 이를 바탕으로 회전각을 제공하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 미세유체소자 기판에 대한 정보를 저장하는 인식 가능 패턴을 미세유체소자와 함께 미세유체소자 기판 상에 형성하여, 상기 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 기반으로 미세유체소자 내의 관심영역을 광학기기가 자동으로 촬영하게 함으로써, 기존의 방법과 같이 사용자가 일일이 광학기기를 조작하여 촬영 영역 위치 정보를 설정하고, 광학기기 촬영 조건을 정하는 과정을 생략 가능하게 하는 바, 데이터 획득 과정의 시간적 효율성을 증대시킬 수 있고, 사용자의 개입이 많은 기존의 방식에 비해 사용자의 개입을 최소화하여 실수 발생 가능성을 줄이고, 시간적, 노동적 비용을 감소시킴으로써 잠재적인 손실을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 미세유체소자 기판의 모식도이다;
도 2는 도 1의 미세유체소자 기판에 형성된 인식 가능 패턴의 형성방법을 도시한 모식도이다;
도 3는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광학기기 자동촬영 시스템을 도시한 블록 구성도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광학기기로 미세유체소자를 자동 촬영하는 방법을 도시한 흐름도이다;
도 5는 하나의 실시예에 따른 미세유체소자 기판의 회전각을 계산하는 방법을 나타낸 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 미세유체소자 기판의 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 미세유체소자 기판(100)에는 다수의 미세 채널들(ROI 1, ROI 2)을 포함하는 미세유체소자(110)와, 미세유체소자 기판(100)에 대한 정보를 포함하는 인식 가능 패턴(111)이 형성되어 있다.
도면에서는 하나의 미세유체소자와 하나의 인식 가능 패턴이 형성되어소자있는 구성 보여주고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 기판은 하나 또는 둘 이상의 소자를 포함할 수 있으며, 도 5에서와 같이 인식 가능패턴 또한 둘 이상일 수도 있음은 물론이다.
한편, 도 2에는 도 1에 도시되어 있는 인식 가능 패턴을 형성하는 방법의 하나의 예의 모식도가 도시되어 있다.
구체적으로, 먼저, 암호화하고자 하는 정보, 예를 들어, 미세유체소자의 식별번호 등을 정하여 코드화하고(S1), 이를 패턴, 도 2에서는 예를 들어, QR 코드의 이미지로 생성한다(S2). 그리고, 컴퓨터 이미지 처리의 원의 위치를 찾아내는 다양한 기술 중 Hough-Transform 등의 기술로부터 데이터를 읽어낼 수 있도록 이러한 QR코드의 단위 데이터 비트인 정사각형을 원으로 수정한다(S3). 마지막으로, 이러한 원으로 수정된 패턴을 바탕으로, 도면에 도시하지는 않았으나, 패턴을 생성하기 위한 포토마스크(photomask)를 제조하고, 광경화성 고분자 SU-8 등을 이용해 만들어내고자 하는 패턴의 Mold를 생성한 후, PDMS (Polydimethylsiloxane) 등의 화합물을 이용해 실제 패턴을 제조한다(S4). 이 때, 상기 패턴은 소프트-리소그래피(soft-lithography)에 의해 제조되어, 하나의 단위 데이터 비트는 3차원적으로 대략 원기둥의 형태일 수 있다(A).
도 3에는 이러한 미세유체소자 기판을 사용한 광학기기 자동촬영 시스템을 도시한 블록 구성도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 광학기기 자동촬영 시스템의 자동촬영 방법에 대하여 상세하게 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.
광학기기로써 광학현미경을 예로 들 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 도 3에 도시된 구성은 하나의 예로 도시되어 있는 것일 뿐, 상세한 구성요소들은 필수적인 것은 아니고, 그보다 많은 구성요소들을 포함하거나, 또는 그보다 적은 구성요소들을 포함하여 구현될 수도 있다. 또한, 동일하게 도 4의 방법 또한 하나의 예로 도시되어 있는 것이고, 앞, 뒤, 중간에 추가적인 기능을 수행하는 단계가 추가될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 광학기기 자동촬영 시스템은 크게 기판(100), 광학기기(200), 관리 서버(300)로 구성될 수 있고, 자동촬영은 이러한 구성을 바탕으로 수행될 수 있다.
구체적으로, 먼저 인식 가능 패턴이 형성된 미세유체소자 기판(100)을 준비하고(S10), 이를 광학기기(200)의 고정 위치에 안착시킨다(S20). 그리고, 기판(100)에 형성되어 있는 인식 가능 패턴을 광학기기(200)의 관찰 영역 내에 위치시키면(S30) 광학기기(200)의 촬영부(210)는 상기 인식 가능 패턴을 촬영한 후(S40), 이미지 송신부(230)를 통해 해당 이미지를 관리 서버(300)로 송신한다. 이때, 광학기기(200)의 촬영부(210)는 전자 이미징 디바이스일 수 있다.
이후, 관리 서버(300)는 이미지로부터 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 인식하고, 이에 대응되는 미세유체소자 기판(100)에 대한 정보를 메모리부(310)의 미리 저장되어 있는 데이터베이스로부터 불러들여 표시부(320)에 띄우고, 사용자가 이를 기반으로 입력한 명령어, 또는 자동적으로 정보에 대응하는 명령어를 광학기기의 구동부(220)로 보내 광학기기(200)이 상태 변경 및 미세유체소자의 관심 영역의 촬영을 실시하도록 명령한다(S50).
광학기기(200)은 관리 서버(300)로부터 수신한 명령어를 바탕으로 상태 변경 및 미세유체소자의 촬영을 수행하고, 이미지를 생성하는 기능을 수행하며, 촬영부(210)의 촬영에 의해 생성된 이미지를 이미지 송신부(230)를 통해 다시 관리 서버(300)로 송부한다(S60). 여기서, 상기 이미지는 미세유체소자의 관심 영역(ROI)이 되는 미세 채널을 하나 이상 포함하도록 촬영, 생성될 수 있다. 이때, 상기 관심 영역이란, 미세유체소자 내에서 사용자가 얻고자 하는 정보를 담고 있는 미세유체소자 기판 내 특정 구획을 의미한다. 따라서, 상기 이미지는 특정 관심 영역(ROI)을 하나 이상 포함할 수 있다.
마지막으로, 관리 서버(300)는 송부 받은 이미지를 다시 메모리부(310)에 저장하고, 표시부(320)에 출력하는 것으로 광학기기 자동촬영 시스템을 구현한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 미세유체소자 기판에 대한 정보를 저장하는 인식 가능 패턴에 의해 광학기기가 미세유체소자 내의 관심 영역을 자동으로 촬영할 수 있는 바, 기존의 방법과 같이 사용자가 일일이 광학기기를 조작하여 촬영 영역 위치 정보를 설정하고, 광학기기 촬영 조건을 정하는 과정을 생략가능하게 하므로, 데이터 획득 과정의 시간적 효율성을 증대시킬 수 있고, 사용자의 개입이 많은 기존의 방식에 비해 사용자의 개입을 최소화하여 실수 발생 가능성을 줄이고, 시간적, 노동적 비용을 감소시킴으로써 잠재적인 손실을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 광학기기 자동촬영 시스템에서는, 상기 미세유체소자 기판(100)이 광학기기의 플레이트에 놓일 때, 바로 놓이지 않고 소정의 각도로 틀어진 경우를 대비하여, 도 4의 단계 S40 과 S50 사이에서 이미지 촬영시 그 회전각을 계산하는 단계를 포함하여, 상기 회전각이 반영된 보정 촬영도 가능하다.
도 5에는 이러한 회전각을 계산하는 방법을 설명하기 위해, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 하나의 방법을 예시적으로 도시하였다.
도 5를 참조하면, 두 개의 인식 가능 패턴을 포함하는 미세유체소자 기판(500)이 도시되어 있고, 두 개의 인식 가능 패턴들(511, 521)을 기준으로 회전각을 계산하는 방법을 설명한다.
구체적으로, 인접하는 인식 가능 패턴들(511, 521)의 좌표(S1, S2)를 광학기기의 XY 좌표를 기반으로 구하고, 그 좌표를 바탕으로 한 기울기를 계산한다. 그리고 기울기는 회전각(θsd)을 기준으로 하면 tanθsd와 같으므로, 이에 상기에서 계산한 기울기 값을 대입함으로써 회전각(θsd)을 명확히 구할 수 있다.
이러한 방법으로 회전각을 관리 서버가 인식하고, 이를 반영하여 광학기기의 자동촬영을 명령하면, 광학기기는 이에 따라 회전각도 만큼 이미징 디바이스를 회전시켜 촬영을 진행하는 바, 기판이 광학기기의 플레이트에 놓일 때 기판이 틀어짐에 따른 오차 또한 최소화하면서 미세유체소자의 관심 영역에 대한 자동촬영이 가능한 효과가 있다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 하나 이상의 미세유체소자가 형성되어 있는 미세유체소자 기판으로서,
    상기 미세유체소자 기판에는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있고, 상기 인식 가능 패턴은 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 정보는 해당 미세유체소자 기판의 식별번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 정보는, 기판 내 미세유체소자의 위치, 및 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 인식 가능 패턴은 QR코드 또는 바코드인 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 인식 가능 패턴을 이루는 단위 데이터 비트는 평면상 원 형태인 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인식 가능 패턴은, 소프트-리소그래피(soft-lithography); 포토리소그래피(photolithography); 용매 보조 몰딩(solvent assisted molding), 모세관 미세 몰딩(capillary force micro molding), 주입 몰딩(injection molding), 및 블로우 몰딩(blow molding)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 몰딩(molding); 롤투롤(roll-to-roll) 공정; 또는 3D 프린팅 공정에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 미세유체소자 기판.
  7. 하나 이상의 미세유체소자 및 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성된 기판;
    상기 기판 상의 인식 가능 패턴이 광학기기의 관찰 영역 내에 위치하면 이를 자동적으로 촬영하여 해당 이미지를 하기 관리 서버에 전송하고, 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 바탕으로 한 관리 서버의 명령에 의해 해당 미세유체소자의 미세 채널에 대해 상태 변경 및 촬영을 수행하는 전자 이미징 디바이스를 갖는 광학기기; 및
    상기 광학기기에 연결되어, 광학기기로부터 송부받은 이미지로부터 인식 가능 패턴에 저장된 정보를 인식하고, 이를 바탕으로 해당 미세유체소자 기판에 대한 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 관리 서버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 인식 가능 패턴에 저장되어 있는 정보는 미세유체소자 기판의 식별번호를 포함하고, 상기 관리 서버는 미리 저장되어 있는 데이터베이스에서 상기 식별번호에 대응하는 메타 데이터를 기반으로 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 메타 데이터는 미세유체소자의 위치, 및 상기 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 인식 가능 패턴에 저장되어 있는 정보는,
    미세유체소자 기판의 식별번호; 및
    기판에 형성되어 있는 미세유체소자의 위치, 및 미세유체소자가 갖는 하나 이상의 미세 채널에 대한 정보로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상;을 포함하고,
    상기 관리 서버는 상기 정보를 기반으로 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 관리 서버는, 광학기기가 촬영한 인식 가능 패턴의 기울기로부터 기판의 회전각을 계산하고, 상기 회전각을 반영하여 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 기판에는 하나 이상의 미세유체소자와 둘 이상의 인식 가능 패턴이 형성되어 있고,
    상기 관리 서버는 인접하는 두 개의 인식 가능 패턴들의 위치 좌표를 바탕으로 기판의 회전각을 계산한 후, 상기 회전각을 반영하여 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 회전각의 계산은 인식 가능 패턴의 기울기 또는 인접한 두 개의 인식 가능 패턴들의 위치 좌표와, 광학기기의 XY 좌표를 비교함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 광학기기 자동촬영 시스템.
  14. 패턴 인식 기능을 갖는 광학기기를 이용하여, 미세유체소자 내의 관심 영역을 자동으로 촬영하는 방법으로서,
    (i) 하나 이상의 미세유체소자 및 미세유체소자가 형성된 기판의 정보를 저장하고 있는 하나 이상의 인식 가능 패턴이 형성된 기판을 준비하는 과정;
    (ii) 상기 인식 가능 패턴을 광학기기의 관찰 영역 내에 위치시키는 과정;
    (iii) 상기 광학기기가 패턴을 자동적으로 촬영하고, 그 이미지를 하기 관리 서버에 제공하는 과정;
    (iv) 관리 서버가 상기 이미지로부터 해당 정보를 인식하고, 이를 바탕으로 광학기기의 상태 변경 및 기판 상 미세유체소자 내의 관심 영역을 촬영하도록 명령하는 과정; 및
    (v) 상기 광학기기가 관리 서버의 명령에 의해 상태 변경 및 촬영을 수행하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유체소자의 자동촬영 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 과정 (iii) 이후에,
    과정 (ii)에서 촬영한 인식 가능 패턴과 인접하는 인식 가능 패턴에 대해, 과정 (ii) 및 과정 (iii)의 과정을 다시 한번 수행하는 과정을 포함하고,
    이후, 상기 과정(iv)에서 관리 서버가 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령할 때, 상기 관리 서버는 두 개의 인식 가능 패턴들의 위치 좌표를 바탕으로 기판의 회전각을 계산한 후, 상기 회전각을 반영하여 광학기기의 상태 변경 및 촬영을 명령하는 것을 특징으로 하는 미세유체소자의 자동촬영 방법.
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