KR20180039005A - Apparatus for detecting nano particle, and method for detecting nano particle using the same - Google Patents

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Abstract

Provided is an apparatus for detecting nanoparticles which can be used more easily by integrating an entire process for detecting nanoparticles from a sample, wherein the apparatus comprises: a disk on which a fluid is transferred by centrifugal force; a sample accommodating part formed on the disk to accommodate the sample; a filter part connected to the sample accommodating part and having a microfiltration membrane for separating nanoparticles by filtering the transferred sample; a supply part connected to the filter part to supply a detection solution for detecting separated nanoparticles into a filtration membrane; a waste solution accommodating part connected to the filter part outlet side to receive a solution filtered through the filtration membrane; a flow path formed on the disk and through which the fluid is transferred; and a valve for selectively opening and closing the flow path.

Description

나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법{APPARATUS FOR DETECTING NANO PARTICLE, AND METHOD FOR DETECTING NANO PARTICLE USING THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a nanoparticle detection apparatus and a nanoparticle detection method using the same. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a nanoparticle detection apparatus,

본 발명은 나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoparticle detection apparatus and a nanoparticle detection method using the same.

예를 들어, 나노 소포체는 세포 활동에서 발생되는 40-120 nm 사이즈의 작은 소포체이다. 나노 소포체는 발생지와 크기에 의해 다른 소포체들과 구분된다. 나노 소포체는 발견 당시에는 세포 부산물로 여겨졌으나 종양의 진행 및 전이, 세포 신호 전달 등의 세포 활동에 기여하는 것으로 그 중요성이 밝혀졌다. 나노 소포체는 신체의 거의 모든 체액에 존재하며 유래된 세포의 유전정보를 포함한다. 이 때문에, 나노 소포체는 암을 포함한 각종 질병의 새로운 마커 뿐만 아니라 새로운 약물전달 시스템으로 주목받고 있다. For example, nanosomes are small vesicles of 40-120 nm in size that are generated by cell activity. Nano-vesicles are distinguished from other vesicles by their origin and size. At the time of its discovery, the nanosphere was thought to be a cell by-product, but it was found to be of great importance as it contributes to cellular activities such as tumor progression and metastasis and cell signaling. The nanosphere is present in almost all body fluids of the body and contains the genetic information of the derived cells. For this reason, nanospores are attracting attention as new drug delivery systems as well as new markers for various diseases including cancer.

최근, 나노 소포체를 분리 및 검출하는 방법에 대한 연구가 지속적으로 늘어나고 있다. 나노 소포체를 분리하는 방법들은 밀도, 크기, affinity를 이용한 것으로 크게 분류된다. In recent years, researches on methods for separating and detecting nanospores are continuously increasing. Methods for separating nanospores are broadly classified into those using density, size, and affinity.

나노 소포체를 분리 포획한 이후 나노 소포체의 특정 단백질이나 핵산 등을 검출하는 방법으로는 특정 항원의 발현양을 비교하는 단백질 분석과 발생된 세포의 유전정보를 분석하는 핵산 분석이 있다. 기존의 단백질 분석 방법인 96 well plate를 이용한 ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay)는 plate에 특정 항체 혹은 단백질 특이적으로 나노 소포체를 부착한 후 다른 항체를 사용하여 검출하는 방법이다. 그러나, 종래 방법의 경우 나노 소포체를 부착하는 96 well plate의 표면적에 한계가 있으며 나노 소포체의 특정 부위가 plate에 부착되고 나면 그와 인접한 항체 분석은 어렵다는 한계가 있다.As a method for detecting a specific protein or nucleic acid of the nanospores after separating and capturing the nanospores, there is protein analysis for comparing the expression amount of a specific antigen and nucleic acid analysis for analyzing the genetic information of the generated cells. An enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using a conventional 96-well plate assay method is a method of attaching a specific antibody or protein-specific nano-envelope to a plate and then detecting the antibody using another antibody. However, in the case of the conventional method, there is a limit in the surface area of a 96-well plate to which a nano-vesicle is attached, and there is a limit to the difficulty in analyzing an antibody adjacent to the nano-

시료로부터 나노 입자를 검출하는 전과정이 일체화되어 보다 간편하게 사용할 수 있도록 된 나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법을 제공한다.A nanoparticle detecting apparatus and a nanoparticle detecting method using the nanoparticle detecting apparatus are provided which are integrated with a life cycle for detecting nanoparticles from a sample so that they can be used more easily.

복수의 항원에 대한 검출을 수행할 수 있도록 된 나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법을 제공한다.A nanoparticle detecting apparatus capable of detecting a plurality of antigens and a method of detecting nanoparticles using the same are provided.

보다 정확한 검출과 분석이 가능한 나노 입자 검출 장치 및 이를 이용한 나노 입자 검출 방법을 제공한다.A nanoparticle detection device capable of more accurate detection and analysis and a nanoparticle detection method using the same are provided.

본 구현예의 검출 장치는, 원심력에 의한 유체의 이송이 이루어지는 디스크, 상기 디스크에 형성되어 시료를 수용하는 시료수용부, 상기 시료수용부에 연결되고 이송된 시료를 여과하여 나노 입자를 분리하기 위한 미세 여과막을 구비한 필터부, 상기 필터부에 연결되어 여과막에 분리된 나노 입자 검출을 위한 검출액을 공급하는 공급부, 상기 필터부 출측에 연결되어 여과막을 거친 용액을 수용하는 폐액수용부, 상기 디스크에 형성되어 유체가 이송되는 유로, 및 상기 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.The detection device of this embodiment includes a disk on which a fluid is transported by centrifugal force, a sample accommodating portion formed on the disk to accommodate the sample, a fine filter connected to the sample accommodating portion and filtering the transferred sample to separate nanoparticles A supply part connected to the filter part to supply a detection solution for detecting nanoparticles separated into a filtration membrane, a waste solution storage part connected to the filter part outlet to receive a solution through the filtration membrane, And a valve for selectively opening and closing the flow path.

상기 시료수용부는 상기 디스크에 형성되어 시료를 수용하는 시료챔버, 상기 시료챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시료가 이송되는 제1 유로, 상기 제1 유로를 개폐하는 제1 밸브를 포함할 수 있다.The sample accommodating portion includes a sample chamber formed in the disc to accommodate the sample, a first flow path for connecting the sample chamber and the filter portion, a first flow path for transporting the sample according to centrifugal force of the disc, and a first valve for opening and closing the first flow path .

상기 시료챔버는 디스크 원심력에 따라 시료를 원심분리하고, 원심력 방향을 따라 디스크의 외측을 향하는 선단에 원심 분리된 시료가 수용되는 침강부가 길게 연장 형성되고, 상기 제1 유로는 디스크의 회전 중심을 향해 상기 시료챔버의 침강부 경계지점에 연결되어 원심분리된 상층액을 필터부로 이송할 수 있다.Wherein the sample chamber is formed by centrifugally separating the sample according to the centrifugal force of the disk and extending along the direction of the centrifugal force toward the outer side of the disk so that the sediment part accommodating the centrifuged sample is elongated, The centrifuged supernatant may be connected to the boundary of the settling portion of the sample chamber and transferred to the filter unit.

상기 침강부는 디스크의 방사방향에 대해 기울어져 경사지게 형성될 수 있다.The settling portion may be inclined with respect to the radial direction of the disc.

상기 침강부는 상기 경계지점에서 원심력 방향을 따라 끝단으로 갈수록 바닥면이 점차적으로 상향 경사질 수 있다. The bottom of the settling portion may be inclined upward gradually toward the end along the centrifugal force direction at the boundary point.

상기 침강부의 끝단에 형성되어 시료에서 원심분리된 불순물이 수용되는 홈부를 더 포함할 수 있다. And a groove portion formed at an end of the sediment portion and containing impurities centrifuged in the sample.

상기 시료챔버의 침강부 출측과 상기 폐액수용부와 연결되어 침강된 용액을 이송하는 배출 유로 및 상기 배출 유로를 개폐하는 배출 밸브를 더 포함할 수 있다.And a discharge valve connected to the sedimentation outlet side of the sample chamber and the waste solution reservoir for transferring the sedimented solution, and a discharge valve for opening and closing the discharge passage.

상기 필터부는 유체 이동방향을 따라 입측공간과 출측공간을 구비하며 입측공간과 출측공간 사이에 상기 여과막이 설치된 필터챔버를 포함하고, 상기 입측공간은 시료수용부와 연결되어 시료가 유입되고 여과된 나노 입자가 수용되며, 상기 출측공간은 폐액수용부와 연결될 수 있다. The filter unit includes a filter chamber having an inlet space and an outlet space along the fluid moving direction and having the filtration membrane between the inlet space and the outlet space. The inlet space is connected to the sample storage unit, The particles are accommodated, and the outlet space can be connected to the waste liquid receiving portion.

상기 여과막은 기공이 1nm 내지 1000nm로 형성될 수 있다.The filtration membrane may have pores of 1 nm to 1000 nm.

상기 여과막은 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 사이클릭 올레핀 코폴리머를 포함한 열경화성 플라스틱, 양극산화알루미늄, 니켈, 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.The filtration membrane may be made of thermosetting plastic, anodic aluminum oxide, nickel, or silicon material including polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, cyclic olefin copolymer.

상기 필터부는 입측공간과 출측공간 사이에 적어도 두 개 이상의 여과막이 적층되고, 상기 각 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아질 수 있다. At least two or more filtration membranes are stacked between the inlet space and the outlet space, and the pores of the respective filtration membranes may be gradually reduced along the fluid transport direction.

상기 필터부는 적어도 두 개 이상의 유체 이송 방향을 따라 순차적으로 배치되고 각 필터부에 구비된 여과막은 기공의 크기가 서로 상이하여, 각각 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리하는 구조일 수 있다.The filter unit may be sequentially arranged along at least two fluid transfer directions, and the filtration membrane provided in each filter unit may have a structure in which nanoparticles of different size ranges are separated by different sizes of pores.

상기 필터부는 적어도 두 개 이상이 유체 이송방향을 따라 순차적으로 배치되고, 각 필터부에 구비된 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아질 수 있다. At least two or more of the filter units may be sequentially disposed along the fluid transport direction, and the filtration membrane provided in each filter unit may gradually have pores along the fluid transport direction.

상기 여과막은 디스크에서 착탈가능하게 설치될 수 있다. The filtration membrane may be removably installed in the disk.

상기 디스크에 착탈가능하게 설치되어 상기 필터챔버를 개폐하는 덮개, 상기 덮개를 디스크에 고정하는 체결부를 더 포함할 수 있다. A lid removably installed on the disc to open and close the filter chamber, and a fastening portion for fastening the lid to the disc.

상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자 검출을 위해 제공되는 항체를 수용하는 항체챔버, 상기 항체챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 항체를 필터부로 이송하는 제2 유로, 상기 제2 유로를 개폐하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.The supply unit includes an antibody chamber formed on the disk to receive an antibody provided for nanoparticle detection, a second flow path for connecting the antibody chamber to the filter unit and transferring the antibody to the filter unit according to the centrifugal force of the disk, And a second valve that opens and closes.

상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자를 검출하는 항체의 표지를 위해 제공되는 시약이 수용된 시약챔버, 상기 시약챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시약을 필터부로 이송하는 제3 유로, 상기 제3 유로를 개폐하는 제3 밸브를 포함할 수 있다.The supplying unit may include a reagent chamber formed on the disc and containing a reagent provided for labeling an antibody for detecting nanoparticles, a third flow path connecting the reagent chamber and the filter unit and transferring the reagent to the filter unit according to the centrifugal force of the disc, And a third valve for opening and closing the third flow path.

상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자 검출반응을 위해 제공되는 기질액을 수용하는 기질액챔버, 상기 기질액챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 기질액을 필터부로 이송하는 제4 유로, 상기 제4 유로를 개폐하는 제4 밸브를 더 포함할 수 있다.The supply unit includes a substrate liquid chamber formed on the disk to receive a substrate liquid for nanoparticle detection reaction, a fourth flow path for connecting the substrate liquid chamber and the filter unit, and transferring the substrate liquid to the filter unit according to the centrifugal force of the disk, And a fourth valve for opening / closing the fourth flow path.

상기 공급부는 공급부는 디스크에 형성되어 나노 입자 검출 반응을 멈추기 위해 제공되는 정지용액(stop solution)을 수용하는 정지용액챔버, 상기 정지용액챔버와 기질액챔버를 연결하는 연결유로, 및 상기 연결유로를 개폐하는 연결밸브를 포함하여, 정지용액을 기질액챔버를 거쳐 필터챔버로 공급할 수 있다. The supply part includes a stop solution chamber formed in the disc and adapted to stop the nanoparticle detection reaction, a stop solution chamber for stopping the nanoparticle detection reaction, a connection channel for connecting the stop solution chamber and the substrate solution chamber, The stop solution can be supplied to the filter chamber through the substrate liquid chamber, including a connecting valve that opens and closes.

상기 공급부는 상기 필터부로 세척액을 이송하여 필터부를 세척하는 세척부를 더 포함할 수 있다.The supplying unit may further include a washing unit for washing the filter unit by transferring the washing liquid to the filter unit.

상기 세척부는 상기 디스크에 형성되어 세척액을 수용하는 세척액챔버, 상기 세척액챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 세척액을 필터부로 이송하는 제5 유로, 상기 제5 유로를 개폐하는 제5 밸브를 포함할 수 있다. The washing unit may include a washing liquid chamber formed in the disk to receive the washing liquid, a fifth flow path connecting the washing liquid chamber and the filter unit and transferring the washing liquid to the filter unit according to centrifugal force of the disk, and a fifth valve opening / closing the fifth flow path can do.

상기 세척액챔버는 복수개로 구분되고, 각각의 세척액챔버에 세척액이 구분 수용되고, 각 세척액챔버의 출측 유로에는 세척액을 배출하는 출측 밸브가 설치될 수 있다.The cleaning liquid chambers are divided into a plurality of chambers, and the cleaning liquid is contained in each of the cleaning liquid chambers. The outflow channel of each of the cleaning liquid chambers may be provided with an outflow valve for discharging the cleaning liquid.

상기 폐액수용부는 상기 디스크에 형성되어 폐액이 수용되는 폐액챔버, 상기 폐액챔버와 상기 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 폐액을 폐액챔버로 이송하는 제6 유로를 포함할 수 있다.The waste liquid receiving portion may include a waste liquid chamber formed in the disk to receive the waste liquid, and a sixth flow path that connects the waste liquid chamber and the filter portion and transfers the waste liquid to the waste liquid chamber according to the centrifugal force of the disk.

상기 디스크에 형성되고 상기 필터부에 연결되어 여과막에 의해 분리된 나노 입자가 회수되는 회수챔버, 상기 회수챔버와 필터부를 연결하여 나노 입자를 회수챔버로 이송하는 제7 유로, 상기 제7 유로를 개폐하는 제7 밸브를 더 포함할 수 있다. A recovery chamber formed on the disk and connected to the filter unit to recover nanoparticles separated by a filtration membrane, a seventh flow path connecting the recovery chamber and the filter unit to transfer the nanoparticles to the recovery chamber, The seventh valve may be provided.

상기 시료는 생체입자를 포함하는 혈액, 림프액, 조직액, 오줌, 타액, 뇌척수액 및 객담에서 선택되는 생체시료 또는 나노 입자가 분산된 수용액 또는 이들의 조합일 수 있다.The sample may be a blood sample containing a biological particle, a biological sample selected from blood, lymph, tissue fluid, urine, saliva, cerebrospinal fluid and sputum or an aqueous solution in which nanoparticles are dispersed or a combination thereof.

상기 시료수용부, 상기 필터부, 상기 공급부 및 상기 폐액수용부는 하나의 유닛을 이루고, 상기 유닛은 디스크의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 두고 배치될 수 있다. The sample accommodating portion, the filter portion, the supply portion, and the waste liquid accommodating portion constitute one unit, and the units may be arranged with a plurality of intervals along the circumferential direction of the disk.

이웃하는 두 챔버를 연결하는 유로는 입구가 출구보다 디스크 중심쪽에 위치하여, 디스크의 원심력 방향을 따라 입구가 일측 챔버의 출측에 연결될 수 있다. The flow path connecting the adjacent two chambers is located at the center of the disk than the outlet, and the inlet can be connected to the outlet of the one chamber along the centrifugal force direction of the disk.

상기 디스크는 비특이적 항체 부착을 방지할 수 있도록 단백질이나, 고분자, 또는 유기분자로 표면 개질될 수 있다. The disc may be surface-modified with a protein, a polymer, or an organic molecule so as to prevent nonspecific antibody attachment.

본 구현예의 나노 입자 검출 방법은, 디스크에 시료를 공급하는 단계, 디스크에 원심력을 가해 시료를 필터부로 이송하고 여과막을 통해 여과하여 나노 입자를 분리하는 단계, 디스크에 원심력을 가해 나노 입자 검출을 위한 검출액을 필터부로 공급하여 여과막 상의 나노 입자를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.The nanoparticle detection method of this embodiment comprises the steps of feeding a sample to a disk, transferring the sample to a filter section by centrifugal force on the disk, filtering the nanoparticles through a filtration membrane, separating the nanoparticles, And supplying the detection liquid to the filter section to detect nanoparticles on the filtration membrane.

상기 나노 입자를 검출하는 단계는, 디스크에 원심력을 가해 항체를 필터부로 공급하여 나노 입자를 검출하고, 필터부로 시약을 공급하여 나노 입자에 붙은 항체를 표지하는 단계를 포함할 수 있다.The step of detecting the nanoparticles may include a step of applying a centrifugal force to the disk to supply the antibody to the filter section, detecting the nanoparticles, and supplying a reagent to the filter section to label the antibody attached to the nanoparticles.

상기 시료를 필터부로 이송하기 전에, 디스크에 원심력을 가해 시료를 원심 분리하는 분리 단계를 더 포함할 수 있다. And separating the sample by centrifugal force to centrifuge the sample before transferring the sample to the filter section.

상기 나노 입자를 분리하는 단계는, 기공 크기가 서로 상이한 복수의 여과막을 거쳐 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리할 수 있다. The step of separating the nanoparticles may separate nanoparticles of different size ranges through a plurality of filtration membranes having different pore sizes.

상기 나노 입자를 분리하는 단계는, 기공이 점차 작아지는 복수의 여과막을 순차적으로 거쳐 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리할 수 있다. The step of separating the nanoparticles may separate the nanoparticles of different size ranges sequentially through a plurality of filtration membranes in which pores gradually decrease.

상기 디스크에 원심력을 가해 필터부로 세척액을 공급하여 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. Centrifugal force is applied to the disk, and the washing liquid is supplied to the filter unit to clean the disk.

상기 세척하는 단계는, 나노 입자 검출 후 여분의 항체를 세척하여 제거하는 단계, 및 나노 입자를 표지한 후 여분의 시약을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The washing may include washing and removing the excess antibody after the detection of the nanoparticles, and removing the excess reagent after labeling the nanoparticles.

상기 나노 입자를 표지한 후 기질액을 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.And labeling the nanoparticles and then supplying a substrate solution.

상기 여과막에서 분리된 나노 입자를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.And recovering nanoparticles separated from the filtration membrane.

상기 나노 입자를 검출하는 단계에서, 분리된 나노 입자에 핵산 추출용 시약을 공급하여 핵산을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of detecting the nanoparticles may further include supplying nucleic acid extraction reagents to the separated nanoparticles to extract the nucleic acid.

상기 나노 입자를 검출하는 단계에서, 상기 디스크에서 여과막을 분리하는 단계를 포함하여, 디스크 외부에서 나노 입자 검출이 이루어질 수 있다.In the step of detecting the nanoparticles, nanoparticle detection may be performed outside the disk, including separating the filtration membrane from the disk.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 시료로부터 나노 입자를 검출하는 전 과정을 일체화하여 단일 디스크 내에서 간단히 수행함으로써, 나노 입자 검출에 소요되는 시간과 노력을 최소화할 수 있게 된다. 이에, 전문 인력의 투입을 최소화하면서 나노 입자에 대한 분석과 진단을 보다 용이하게 수행할 수 있다.As described above, according to this embodiment, the whole process of detecting nanoparticles from a sample is integrated and is simply performed in a single disk, thereby minimizing the time and effort required for nanoparticle detection. Thus, analysis and diagnosis of nanoparticles can be performed more easily while minimizing the input of skilled workers.

나노 입자가 분리된 공간 내에 항체를 공급하여 검출이 이루어짐으로써, 나노 입자의 표면의 모든 항원을 효과적으로 검출할 수 있게 된다. 이에, 단시간 내에서 나노 입자를 검출할 수 있고, 검출을 위한 항체의 효율을 높일 수 있게 된다.As the detection is performed by feeding the antibody into the separated space of the nanoparticles, all the antigens on the surface of the nanoparticles can be effectively detected. Therefore, nanoparticles can be detected within a short time, and the efficiency of the antibody for detection can be increased.

따라서, 나노 소포체의 연구 및 이를 이용한 암을 비롯한 질병을 효과적으로 진단할 수 있게 된다.Therefore, it becomes possible to effectively diagnose diseases such as cancer and the research using the nano-vesicles.

도 1은 본 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 2는 또다른 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치의 시료수용부를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치의 필터부를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 또다른 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치의 나노 입자 검출 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 실시예에 따라 나노 입자의 단백질 검출 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 소변 유래 나노 입자의 단백질 발현량을 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 나노 입자의 핵산 검출 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 10은 본 실시예에 따라 암 세포 유래 나노 소포체를 혈장에 spike한 샘플로부터 나노 입자를 분리 후 검출한 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따라 암 세포 유래 나노 소포체를 혈장에 spike한 샘플로부터 스핀 조건에 따라 나노 입자를 분리 후 검출한 결과를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 실시예에 따라, 암 세포 유래 나노 소포체를 혈장에 spike한 샘플의 부피에 따라 나노 입자를 분리 후 검출한 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 13은 본 실시예에 따라 암 환자 혈장과 정상인 혈장 유래 나노 입자의 분리 및 단백질 검출 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다.
도 14는 본 실시예에 따라 정상인 혈장 유래 나노 입자의 분리 및 핵산 검출 결과를 종래와 비교하여 나타낸 도면이다
도 15는 본 실시예에 따라 단백질 분해 효소 처리 단계를 거친 혈장과 거치지 않은 혈장 유래 나노 입자의 분리 및 핵산 검출 결과를 나타낸 도면이다.
도 16은 도 5의 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치의 나노 입자 단백질 검출 결과를 나타낸 도면이다.
1 is a schematic plan view showing a nanoparticle detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic plan view showing a nanoparticle detection apparatus according to another embodiment.
3 is a schematic cross-sectional view showing a sample receiving portion of the nanoparticle detecting apparatus according to the present embodiment.
4 is a schematic cross-sectional view showing a filter unit of the nanoparticle detection apparatus according to the present embodiment.
5 is a schematic plan view showing a nanoparticle detection apparatus according to another embodiment.
6 is a schematic view for explaining the principle of nanoparticle detection in the nanoparticle detection apparatus according to the present embodiment.
7 is a graph showing the results of protein detection of nanoparticles according to this embodiment.
Fig. 8 is a graph showing the protein expression level of the urine-derived nano-particles according to the present embodiment in comparison with the conventional one.
FIG. 9 is a diagram showing the result of nucleic acid detection of nanoparticles according to the present embodiment in comparison with the conventional method.
FIG. 10 is a graph showing the results of detecting and separating nanoparticles from a sample spiked with plasma of a cancerous cell-derived nanosporter according to the present embodiment, in comparison with the conventional method.
FIG. 11 is a graph showing the result of detection and separation of nanoparticles according to spin conditions from a sample spiked with plasma from a cancer cell-derived nanospores according to this embodiment.
FIG. 12 is a graph showing the result of detecting and separating nanoparticles according to the volume of a sample spiked with cancerous cell-derived nanospores in plasma according to the present embodiment, in comparison with the conventional method.
FIG. 13 is a diagram showing the results of separation and protein detection of cancer patient plasma and normal plasma-derived nanoparticles according to the present embodiment in comparison with conventional ones.
FIG. 14 is a view showing separation of normal plasma-derived nanoparticles and nucleic acid detection results according to the present embodiment in comparison with conventional ones
FIG. 15 is a view showing the separation of plasma and the plasma-derived nanoparticles that have undergone the proteolytic enzyme treatment step according to the present embodiment and the result of nucleic acid detection.
FIG. 16 is a graph showing nanoparticle protein detection results of the nanoparticle detection apparatus according to the embodiment of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly express the opposite meaning thereto. Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components, and / And the like.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

이하 설명에서, 본 실시예는 시료로부터 나노 소포체를 검출하는 구조를 예로서 설명한다. 나노 소포체는 혈액, 림프액, 조직액, 오줌, 타액, 뇌척수액, 및 객담을 포함하는 생체시료 또는 나노 입자가 분산된 수용액을 포함하여 다양한 시료로부터 포획될 수 있다. 본 실시예는 나노 소포체 검출에 한정되지 않으며, 다양한 나노 입자에 대한 검출에 모두 적용 가능하다.In the following description, the present embodiment describes a structure for detecting a nanofibrous body from a sample as an example. Nano-vesicles can be captured from a variety of samples including blood, lymphatic fluids, tissue fluids, urine, saliva, cerebrospinal fluid, and aqueous samples in which biological samples or nanoparticles are dispersed, including sputum. This embodiment is not limited to the detection of nano-vesicles, and is applicable to detection of various nanoparticles.

본 실시예의 검출 장치는, 원심력에 의한 유체의 이송이 이루어지는 디스크, 디스크에 형성되어 시료를 수용하는 시료수용부, 시료수용부에 연결되고 이송된 시료를 여과하여 나노 입자를 분리하기 위한 여과막을 구비한 필터부, 필터부에 연결되어 여과막에 분리된 나노 입자 검출을 위한 검출액을 공급하는 공급부, 필터부 출측에 연결되어 여과막을 거친 용액을 수용하는 폐액수용부, 디스크에 형성되어 유체가 이송되는 유로, 및 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 포함할 수 있다.The detection device of the present embodiment is provided with a disk for transferring fluid by centrifugal force, a sample accommodating portion formed on the disk for accommodating the sample, a filtration membrane connected to the sample accommodating portion and for filtering the transferred sample to separate the nanoparticles A filter unit, a supply unit connected to the filter unit to supply a detection solution for detecting the nanoparticles separated in the filter membrane, a waste solution storage unit connected to the filter unit for storing the solution filtered through the filter membrane, And a valve that selectively opens and closes the flow path, the flow path, and the flow path.

여기서, 검출이란 나노 입자의 특정 항원 존재 유무를 감지하고 확인하는 것, 나노 입자의 핵산을 추출하는 것을 포함하여, 나노 입자의 특정 단백질이나 핵산을 검출하고 분석하는 모든 것을 의미할 수 있다.Here, detection may mean all the detection and analysis of a specific protein or nucleic acid of a nanoparticle, including detecting and identifying the presence or absence of a specific antigen of the nanoparticle and extracting the nucleic acid of the nanoparticle.

디스크(disc)는 장치의 몸체를 이룬다. 디스크는 내부에 각 구성부를 구비한다. Discs form the body of the device. The disk has its constituent parts inside.

디스크의 형태는 다양하게 변형가능하다. 본 실시예에서, 디스크는 원형의 판 구조물로 이루어질 수 있다. 디스크의 중심은 회전축을 이룬다. 디스크는 외부로부터 제공되는 구동력에 의해 회전축을 중심으로 회전된다. 디스크의 회전에 따라 원심력이 발생되고 내부 유체에 원심력을 가하여 유체를 이송한다.The shape of the disc can be varied. In this embodiment, the disc may be made of a circular plate structure. The center of the disk forms the axis of rotation. The disk is rotated about the rotation axis by a driving force provided from the outside. The centrifugal force is generated by the rotation of the disk, and the centrifugal force is applied to the inner fluid to transfer the fluid.

디스크는 원판 형태의 상판과 하판 두 개의 판 구조물을 접합하여 형성될 수 있다. 디스크는 상판과 하판 두 개의 판 접합 구조 외에 다양한 개수의 판을 접합하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 디스크는 상판과 하판 사이에 밸브가 형성된 판 구조물이 더 구비될 수 있다.The disk may be formed by joining two plate structures of an upper plate and a lower plate in the form of a disk. The disk can be formed by joining a plurality of plates in addition to the two plate-joining structures of the upper plate and the lower plate. For example, the disc may further include a plate structure having a valve formed between the upper plate and the lower plate.

상판과 하판의 내면에는 각 구성부와 유로를 형성하기 위해 설정된 형태의 캐비티가 형성될 수 있다. 상판과 하판 사이에 형성되는 공간이 유체를 수용하거나 이송하기 위한 챔버와 유로를 이룬다. 디스크를 이루는 상판과 하판은 유체와 접하는 표면이 생물학적으로 비활성인 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 상판과 하판은 광학적 투과성을 구비한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상판과 하판은 폴리스타이렌(polysrene, PS), 폴리 디메틸실록산(poly dimethyl siloxane, PDMS), 폴리 메틸메타크릴레이트(poly methlmethacrylate, PMMA), 폴리아크릴레이트 (polyacrylate), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리실릭 올레핀 (polycclic olefins), 폴리이미드(polyimide) 폴리우레탄(polyurethanes) 등의 소재로 형성될 수 있다.A cavity of a predetermined shape may be formed on the inner surface of the upper plate and the lower plate so as to form the constituent parts and the flow path. A space formed between the upper plate and the lower plate forms a flow path and a chamber for receiving or transferring the fluid. The top and bottom plates making up the disc can be made of a biologically inert material whose surface is in contact with the fluid. Further, the upper plate and the lower plate may be made of a material having optical transparency. For example, the top and bottom plates may be made of polysrene (PS), polydimethylsiloxane (PDMS), polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylate, polycarbonate, , Polyaclic olefins, polyimide polyurethanes, and the like.

또한, 디스크를 이루는 상판과 하판은 비특이적 항체 부착을 방지할 수 있도록 단백질이나, 고분자, 유기분자 등으로 표면 개질된 구조일 수 있다.In addition, the upper and lower plates constituting the disc may be surface-modified with a protein, a polymer, or an organic molecule to prevent nonspecific antibody attachment.

이에, 디스크 내에 시료를 공급하여 유로를 따라 이동하였을 경우, 시료가 디스크와 반응하지 않고 표면에 부착되지 않아, 생물학적 안전성을 확보할 수 있고 항체와의 반응성을 높일 수 있다. 또한, 분리된 나노 입자를 디스크 외부로 배출시키지 않고도 광학 검출기를 통해 상판과 하판을 투과하여 검출할 수 있게 된다.Therefore, when a sample is supplied to the disk and moved along the flow path, the sample does not react with the disk and does not adhere to the surface, thereby securing the biological stability and increasing the reactivity with the antibody. In addition, it is possible to detect and transmit the separated nanoparticles through the upper and lower plates through the optical detector without discharging the nanoparticles to the outside of the disk.

본 실시예는 하나의 디스크를 이용하여 복수의 서로 상이한 나노 입자를 검출하는 구조일 수 있다. 이를 위해, 나노 입자 검출을 위해 필요한 시료수용부, 필터부, 공급부 및 폐액수용부는 하나의 유닛을 이루고, 이 유닛은 디스크의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 두고 배치될 수 있다. 도 1은 예를 들어, 두 개의 유닛이 배치된 구조를 예시하고 있다. 디스크의 크기나 각 유닛의 크기 등에 따라 다양한 개수의 유닛을 하나의 디스크에 구비할 수 있다.The present embodiment may be a structure for detecting a plurality of different nanoparticles using one disk. To this end, the sample accommodating portion, the filter portion, the supply portion, and the waste liquid accommodating portion, which are necessary for nanoparticle detection, constitute one unit, and a plurality of the units may be arranged along the circumferential direction of the disk. 1 illustrates, for example, a structure in which two units are arranged. A variety of units may be provided on one disk depending on the size of the disk, the size of each unit, and the like.

이에, 디스크에 구비된 복수의 유닛에 각각 서로 상이한 시료 또는 검출액을 준비하여 하나의 디스크로 복수의 나노 입자를 동시에 검출할 수 있다.Therefore, it is possible to simultaneously detect a plurality of nanoparticles with a single disk by preparing samples or detection solutions that are different from each other in a plurality of units provided in the disk.

디스크의 회전중심에서 원심력 방향을 따라 시료수용부와 공급부, 필터부, 및 폐액수용부가 순차적으로 위치한다. 이에, 유체는 시료수용부와 공급부에서 필터부로, 필터부에서 폐액수용부로 흐른다. 따라서, 디스크를 회전시켜 원심력을 가함으로써, 유체를 순차적으로 이동하여 원하는 공정을 수행할 수 있다.The sample accommodating portion, the supply portion, the filter portion, and the waste liquid accommodating portion are sequentially positioned along the centrifugal force direction from the rotation center of the disk. Thus, the fluid flows from the sample accommodating portion and the supply portion to the filter portion and from the filter portion to the waste liquid accommodating portion. Therefore, by applying the centrifugal force by rotating the disk, the fluid can be sequentially moved to perform a desired process.

디스크의 각 구성부 사이에 유로가 형성된다. 유로는 이웃하는 구성부의 챔버 사이를 연결한다. 유로는 유체가 유입되는 입구와 유체가 나가는 출구를 구비하며, 입구는 출구보다 디스크의 중심쪽에 위치할 수 있다. 이에, 디스크의 원심력이 가해졌을 때 유체는 상대적으로 디스크 중심쪽에 위치한 입구에서 출구를 따라 보다 원활하게 이동할 수 있게 된다.A flow path is formed between the respective constituent parts of the disk. The flow path connects the chambers of neighboring components. The flow path has an inlet through which the fluid flows and an outlet through which the fluid exits, and the inlet may be located closer to the center of the disk than the outlet. Thus, when the centrifugal force of the disk is applied, the fluid can move more smoothly along the outlet at the entrance located relatively to the center of the disk.

유로는 예를 들어, 불순물이 역류하기 어려운 미세유로일 수 있다. 미세유로라 함은, 유로가 유체의 역류를 방지할 수 있는 저항을 갖는 크기로 형성된 유로를 의미할 수 있다. 이에, 예를 들어, 필터부를 거쳐 폐액수용부로 배출된 유체에 포함된 불순물이 유로를 따라 필터부로 다시 역류하는 것을 방지할 수 있게 된다. The flow path may be, for example, a micro flow path in which impurities are difficult to flow backward. The microfluidic channel may mean a channel formed in a size such that the channel has a resistance capable of preventing backflow of the fluid. Thus, for example, it becomes possible to prevent impurities contained in the fluid discharged to the waste liquid containing portion through the filter portion from flowing back to the filter portion along the flow path.

또한, 유로는 디스크의 원심력 방향을 따라 입구가 각 구성부의 출측에 연결될 수 있다. 구성부의 출측이라 함은 해당 구성부에서 유체가 유출되는 부분으로 원심력 방향을 따라 디스크의 외측 선단에 근접한 쪽을 의미한다. Further, the flow path may be connected to the outlet of each component along the centrifugal force direction of the disk. The term " output of the component " means the portion of the component to which the fluid flows out, which means the end near the outer end of the disk along the centrifugal force direction.

이에, 디스크에 원심력이 가해졌을 때, 각 구성부에 수용된 유체는 원심력에 의해 유로의 입구쪽으로 모여 유로를 따라 모두 이동할 수 있게 된다. 따라서, 각 구성부의 챔버에 유체가 잔류하지 않아 유체의 손실을 최소화할 수 있게 된다. Accordingly, when centrifugal force is applied to the disk, the fluid contained in each component is collected by the centrifugal force toward the inlet of the flow path, and can be moved along the flow path. Therefore, since the fluid does not remain in the chambers of the respective components, the loss of the fluid can be minimized.

예를 들어, 시료수용부는 출측에 유로가 연결됨에 따라 시료수용부에 수용된 시료를 모두 유로를 통해 필터부로 이동시킬 수 있게 된다. 따라서, 보다 적은 시료나 항체를 이용하여 나노 입자 검출을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.For example, as the flow path is connected to the outflow side of the sample accommodating portion, all of the samples accommodated in the sample accommodating portion can be moved to the filter portion through the flow path. Therefore, the nanoparticle detection can be effectively performed using fewer samples or antibodies.

밸브는 유로 일측에 위치하여 유로를 선택적으로 개폐한다. 밸브는 유로를 차단하거나 개방할 수 있는 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 밸브는 자체적으로 동력을 가하여 유로를 개폐하거나, 디스크 외부에서 구동력을 받아 유로를 개폐할 수 있다. The valve is located at one side of the flow path to selectively open and close the flow path. The valve may have a variety of configurations that can block or open the flow path. The valve can open / close the flow path by applying power to itself, or can open and close the flow path by receiving driving force from the outside of the disk.

밸브가 구동되어 유로가 폐쇄되면 유로로 연결된 구성부 사이의 유체 이송이 차단된다. 필요시 밸브가 구동되어 유로가 개방되면 구성부 간에 유체가 이송되어 필요한 공정이 개시된다.When the valve is driven and the flow path is closed, the fluid transfer between the constituent parts connected by the flow path is blocked. If necessary, the valve is driven to open the flow path, and fluid is transferred between the components to start the necessary process.

이와 같이, 본 장치는 디스크 내에 구비된 시료수용부, 공급부, 필터부 및 폐액수용부를 통해 시료에서 나노 입자를 분리하여 검출하는 일련의 과정을 일괄적으로 수행할 수 있게 된다.As described above, the present apparatus can collectively perform a series of processes of separating and detecting nanoparticles from a sample through the sample accommodating unit, the supply unit, the filter unit, and the waste liquid accommodating unit provided in the disc.

이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치의 각 구성부에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each component of the nanoparticle detection apparatus according to one embodiment will be described in detail with reference to FIG.

이하 설명에서, 디스크에 형성되는 각 유로, 밸브, 챔버는 설명의 편의를 위해 그 구성부에 따라 개별적으로 구분하여 지칭한다. 또한, 유로, 밸브, 챔버라고 기재한 경우는 디스크에 형성된 유로, 밸브, 챔버 전체를 지칭할 수 있다. In the following description, each of the flow paths, valves, and chambers formed on the disk will be referred to as being separately classified according to their constituent parts for convenience of explanation. In the case of describing a flow path, a valve, and a chamber, the flow path, the valve, and the chamber formed on the disk may be referred to.

본 실시예에서, 디스크(10)는 원판 형태의 상판(도 4의 12 참조)과 하판(도 4의 14 참조) 두 개의 판 구조물을 접합하여 형성될 수 있다.In this embodiment, the disk 10 can be formed by joining two plate structures of an upper plate (see 12 in Fig. 4) and a lower plate (see 14 in Fig. 4) in the form of a disk.

본 실시예의 시료수용부(20)는 디스크(10)에 형성되어 시료를 수용하는 시료챔버(21), 시료챔버(21)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 시료가 이송되는 제1 유로(22), 제1 유로(22)를 개폐하는 제1 밸브(23)를 포함할 수 있다.The sample accommodating portion 20 of the present embodiment is formed on the disk 10 to connect the sample chamber 21 accommodating the sample and the sample chamber 21 and the filter portion 30, And a first valve 23 that opens and closes the first flow path 22. The first valve 22 is provided with a first flow path 22,

시료챔버(21)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 시료챔버(21)는 제1 유로(22)를 통해 필터부(30)와 연결된다. 시료챔버(21)는 일측에 시료를 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 시료챔버(21)에 수용된 시료는 디스크(10)의 원심력에 의해 제1 유로(22)를 통해 이동된다. 제1 유로(22) 일측에는 제1 유로(22)를 개폐하기 위한 제1 밸브(23)가 설치된다. 이에, 제1 밸브(23)를 작동시켜 제1 유로(22)를 개방시키게 되면, 시료챔버(21)의 시료가 제1 유로(22)를 따라 필터부(30)로 이동된다.The sample chamber 21 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. The sample chamber 21 is connected to the filter unit 30 through the first flow path 22. The sample chamber 21 may have a hole for injecting the sample on one side thereof. The sample accommodated in the sample chamber 21 is moved through the first flow path 22 by the centrifugal force of the disk 10. A first valve (23) for opening and closing the first flow path (22) is installed at one side of the first flow path (22). When the first valve 23 is operated to open the first flow path 22, the sample of the sample chamber 21 is moved to the filter portion 30 along the first flow path 22.

필터부(30)는 유체 이동방향을 따라 입측공간(32)과 출측공간(33)을 구비하며 입측공간(32)과 출측공간(33) 사이에 상기 여과막(34)이 설치된 필터챔버(31)를 포함할 수 있다. 필터챔버(31)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 여과막(34)을 경계로 입측공간(32)과 출측공간(33)으로 구분될 수 있다. 필터챔버(31)의 입측공간(32)은 시료 등 유체가 유입되는 공간이며, 여과된 나노 입자를 수용하는 공간이다. 입측공간(32)에서 나노 입자의 검출이 이루어진다. The filter unit 30 includes a filter chamber 31 having the inlet space 32 and the outlet space 33 along the fluid moving direction and having the filtration membrane 34 disposed between the inlet space 32 and the outlet space 33, . ≪ / RTI > The filter chamber 31 is an empty space formed in the disk 10 and can be divided into an inlet space 32 and an outlet space 33 with the filtration membrane 34 as a boundary. The inlet space 32 of the filter chamber 31 is a space into which a fluid such as a sample is introduced and is a space for accommodating the filtered nanoparticles. The detection of the nanoparticles in the inlet space 32 is performed.

필터챔버(31) 일측에는 원활한 여과가 이루어질 수 있도록 통풍구가 형성될 수 있다. 통풍구는 예를 들어, 상판에 형성될 수 있다. 이에, 시료 여과시 필터챔버(31) 내에 존재하던 공기 등이 디스크(10) 외부로 배출되면서 여과가 보다 원활하게 이루어지게 된다.A ventilation hole may be formed at one side of the filter chamber 31 so that filtration can be smoothly performed. The vent can be formed, for example, on the top plate. Accordingly, when the sample is filtered, air or the like existing in the filter chamber 31 is discharged to the outside of the disk 10, so that filtration can be smoothly performed.

입측공간(32)은 제1 유로(22)를 통해 시료수용부(20)의 시료챔버(21)와 연결된다. 출측공간(33)은 폐액수용부(70)와 연결된다. 이에, 입측챔버로 유입된 시료는 여과막(34)을 거쳐 나노 입자가 분리된다. 분리된 나노 입자는 입측공간(32)에 수용되며, 여과막(34)을 통과한 여과액은 출측공간(33)에 연결된 폐액수용부(70)로 배출 처리된다.The inlet space 32 is connected to the sample chamber 21 of the sample accommodating portion 20 through the first flow path 22. The outflow space 33 is connected to the waste liquid receiving portion 70. Thus, the sample introduced into the inlet chamber is separated from the nanoparticles via the filtration membrane (34). The separated nanoparticles are accommodated in the inlet space 32 and the filtrate having passed through the filtration membrane 34 is discharged to the waste fluid receiver 70 connected to the outlet space 33.

본 실시예에서, 필터챔버(31)의 출측공간(33)에는 투과액이 미리 수용될 수 있다.In this embodiment, the permeate can be received in advance in the outflow space 33 of the filter chamber 31.

투과액은 시료에서 나노 입자가 분리된 상태와 동일한 용액, 즉 여과막(34)을 통해 여과되고 나온 여과액과 동일한 용액일 수 있다. 또는 투과액은 분리 대상 입자가 없고 시료나 여과액에 영향을 주지 않는 용액으로, 여과막(34)의 출측면에서 여과막(34) 기공의 모세관 압력을 줄일 수 있는 용액이면 모두 적용 가능하다. The permeate may be the same solution as that in which the nanoparticles are separated from the sample, that is, the same solution as the filtrate filtered out through the filtration membrane (34). Or the permeate can be any solution that does not have particles to be separated and does not affect the sample or the filtrate and that can reduce the capillary pressure of the pores of the filtration membrane 34 at the outlet side of the filtration membrane 34.

이에, 여과막(34)의 입측공간(32)으로 유입된 시료가 보다 작은 압력하에서도 여과막(34)의 미세한 기공을 용이하게 통과할 수 있게 된다. 따라서, 보다 신속하게 시료를 여과하여 나노 입자를 분리해낼 수 있게 된다.Thus, the sample introduced into the inlet space 32 of the filtration membrane 34 can easily pass through the fine pores of the filtration membrane 34 even under a smaller pressure. Therefore, the sample can be filtered more quickly to separate the nanoparticles.

투과액은 예를 들어, 장치 제조 시 필터챔버(31) 출측공간(33)에 미리 수용시킬 수 있다. 또는, 디스크(10) 하판의 출측공간(33)과 연결되는 별도의 주입구를 형성하여, 장치 제조 후 상기 주입구를 통해 출측공간(33)에 투과액을 주입할 수 있다. The permeated liquid can be previously accommodated in the outflow space 33 of the filter chamber 31, for example, when the apparatus is manufactured. Alternatively, a separate inlet port connected to the outlet space 33 of the lower plate of the disk 10 may be formed, and the permeate may be injected into the outlet space 33 through the inlet after the device is manufactured.

여과막(34)은 표면에 수많은 기공이 형성된 막 구조물이다. 본 실시예에서, 여과막(34)은 시료에 포함된 나노 입자 분리를 위해 기공이 1nm 내지 1000nm로 형성될 수 있다. 여과막(34)은 분리하고자 하는 나노 입자의 종류나 크기에 따라 상기 범위 내에서 적절한 기공 크기로 선택될 수 있다. 여과막(34)의 기공 크기가 상기 범위를 벗어나는 경우 나노 입자의 분리가 이루어지지 않거나 분리 효율이 저하될 수 있다.The filtration membrane 34 is a membrane structure in which numerous pores are formed on the surface. In this embodiment, the filtration membrane 34 may have pores of 1 nm to 1000 nm for separating the nanoparticles contained in the sample. The filtration membrane 34 may be selected to have an appropriate pore size within the above range depending on the type and size of the nanoparticles to be separated. If the pore size of the filtration membrane 34 is out of the above range, the nanoparticles may not be separated or the separation efficiency may be lowered.

여과막(34)은 생체 세포나 무기재료 입자 또는 유기재료 입자 등을 여과할 수 있도록 다양한 소재로 형성될 수 있다. 여과막(34)은 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 사이클릭 올레핀 코폴리머를 포함한 열경화성 플라스틱, 양극산화알루미늄, 니켈, 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 양극산화알루미늄 재질로 형성된 여과막은 타 재질에 비해 높은 기공도와 비교적 균일한 지름의 기공을 갖는다.The filtration membrane 34 may be formed of various materials so as to filter living cells, inorganic material particles, organic material particles, and the like. The filtration membrane 34 may be formed of a material such as polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, a thermosetting plastic including a cyclic olefin copolymer, anodized aluminum, nickel, silicon, or the like. For example, a filtration membrane formed from an anodized aluminum material has higher porosity and comparatively uniform diameter pores than other materials.

본 실시예의 여과막(34)은 생체 시료에 적용할 수 있도록 생물학적으로 비활성인 소재로 형성될 수 있다. 또한, 여과막(34)은 동시에 광학적 투과성을 구비한 소재로 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 여과막(34)을 디스크(10)로부터 분리하지 않고도 광학 검출기를 이용하여 나노 입자를 검출할 수 있다.The filtration membrane 34 of the present embodiment may be formed of a biologically inert material so as to be applicable to a biological sample. Further, the filtration film 34 may be formed of a material having optical transparency at the same time. Thus, the nanoparticles can be detected using an optical detector without separating the filtration film 34 from the disk 10.

본 장치는 디스크(10) 상에서 나노 입자를 검출하는 구조 외에, 디스크(10)에서 여과막(34)을 분리하여 검출 공정을 수행할 수 있다. 여과막(34) 분리 구조에 대해서는 뒤에서 다시 상세하게 설명한다. In addition to the structure for detecting nanoparticles on the disk 10, the present apparatus can perform the detection process by separating the filtration film 34 from the disk 10. The separation structure of the filtration membrane 34 will be described in detail later.

필터부는 하나의 여과막이 구비되거나, 하나의 필터챔버 내에 두 개 이상의 여과막을 구비한 구조일 수 있다. 필터챔버에 두 개 이상의 여과막이 구비된 구조의 경우 입측공간과 출측공간 사이에 복수개의 여과막이 적층되어 배치될 수 있다. 그리고 각 여과막은 유체 이송방향을 따라 즉, 입측공간에서 출측공간을 향해 기공 크기가 점차적으로 작아지는 구조일 수 있다. 예를 들어, 입측공간쪽에 배치된 여과막은 기공 크기가 50nm 이고, 출측공간을 향해 그 아래 적층된 여과막은 기공 크기가 5nm 일 수 있다. The filter portion may have a single filtration membrane or may have a structure having two or more filtration membranes in one filter chamber. In the case of a structure having two or more filter membranes in the filter chamber, a plurality of filter membranes may be stacked and disposed between the inlet space and the outlet space. Each of the filtration membranes may have a structure in which the pore size gradually decreases from the inlet space toward the outlet space along the fluid transport direction. For example, the filtration membrane disposed on the inlet space side may have a pore size of 50 nm, and the filtration membrane stacked below the outlet space may have a pore size of 5 nm.

이에, 나노 입자를 포함하는 시료는 먼저 입측공간쪽으로 배치된 기공이 큰 여과막을 통과하면서 일차 입자가 분리되고, 다음 기공이 작은 여과막을 통과하면서 나노 입자가 분리된다. 따라서, 특정 크기 범위의 나노 입자만을 선별하여 분리 포집할 수 있게 된다.The sample containing nanoparticles first separates the primary particles while passing through the large filtration membrane arranged toward the inlet space, and separates the nanoparticles as the next pores pass through the small filtration membrane. Therefore, only the nanoparticles of a specific size range can be selectively collected and collected.

상기한 구조 외에, 필터부는 적어도 두 개 이상이 유체 이송방향을 따라 순차적으로 배치되고, 각 필터부에 구비된 여과막(34)은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아지는 구조일 수 있다. 이러한 구조는 도 2에 도시되어 있으며, 뒤에서 다시 설명하도록 한다. 이러한 구조 역시, 나노 입자를 포함하는 시료는 기공이 큰 여과막을 통과하면서 일차 입자가 분리되고, 다음 필터부에서 기공이 작은 여과막을 통과하면서 나노 입자가 분리된다. 따라서, 특정 크기 범위의 나노 입자만을 선별하여 분리 포집할 수 있게 된다.In addition to the above structure, at least two filter portions are sequentially disposed along the fluid transport direction, and the filtration membrane 34 provided in each filter portion may have a structure in which pores gradually decrease along the fluid transport direction. This structure is shown in FIG. 2 and will be described later. Also in this structure, the sample containing nanoparticles separates the primary particles while passing through the filtration membrane having a large pore size, and the nanoparticles are separated while passing through the filtration membrane having a small pore size at the next filter unit. Therefore, only the nanoparticles of a specific size range can be selectively collected and collected.

본 실시예에서, 공급부(40)는 여과막(34)에 분리된 나노 입자 검출을 위한 것으로, 검출액을 필터부(30)로 공급하는 구조일 수 있다. 검출액은 나노 입자 검출을 위한 물질로, 예를 들어 항원에 붙는 항체, 항체 표지를 위한 시약, 반응용 기질액, 핵산 추출 용액, 세척액 등일 수 있다. 검출액은 필터부에서 분리된 나노 입자를 검출하는 데 이용될 수 있는 물질이면 모두 적용가능하다.In this embodiment, the supply unit 40 is for detecting the separated nanoparticles in the filtration film 34, and may be a structure for supplying the detection liquid to the filter unit 30. [ The detection liquid may be a substance for detecting nanoparticles, for example, an antibody for an antigen, a reagent for labeling an antibody, a reaction substrate, a nucleic acid extraction solution, a washing solution, or the like. The detection liquid is applicable to any substance that can be used for detecting nanoparticles separated from the filter unit.

이를 위해, 공급부(40)는 디스크(10)에 형성되어 나노 입자 검출을 위해 제공되는 항체를 수용하는 항체챔버(41), 항체챔버(41)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 항체를 필터부(30)로 이송하는 제2 유로(42), 제2 유로(42)를 개폐하는 제2 밸브(43)를 포함할 수 있다.To this end, the supply unit 40 includes an antibody chamber 41 formed in the disk 10 for receiving the antibody provided for nanoparticle detection, a disk 10 connected to the antibody chamber 41 and the filter unit 30, A second flow path 42 for transferring the antibody to the filter section 30 according to the centrifugal force of the first flow path 42, and a second valve 43 for opening and closing the second flow path 42.

항체챔버(41)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 항체챔버(41)는 제2 유로(42)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 항체챔버(41)는 일측에 항체를 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 항체챔버(41)에 수용된 항체는 디스크(10)의 원심력에 의해 제2 유로(42)를 통해 이동된다. 제2 유로(42) 일측에는 제2 유로(42)를 개폐하기 위한 제2 밸브(43)가 설치된다. 이에, 제2 밸브(43)를 작동시켜 제2 유로(42)를 개방시키게 되면, 항체챔버(41)의 항체가 제2 유로(42)를 따라 필터챔버(31)로 이동된다.The antibody chamber 41 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. The antibody chamber 41 is connected to the filter chamber 31 through the second flow path 42. The antibody chamber 41 may have a hole for injecting the antibody on one side thereof. The antibody contained in the antibody chamber 41 is moved through the second flow path 42 by the centrifugal force of the disk 10. A second valve (43) for opening and closing the second flow path (42) is installed at one side of the second flow path (42). Thus, when the second valve 43 is operated to open the second flow path 42, the antibody in the antibody chamber 41 is moved to the filter chamber 31 along the second flow path 42.

본 실시예에서, 항체는 나노 입자의 바이오마커와 결합하여 바이오마커를 붙잡아 고정하는 1차 검출 항체로, biotin이 붙은 검출 항체(detection antibody)일 수 있다. In this embodiment, the antibody may be a primary detection antibody that binds to the biomarker of the nanoparticle to capture and fix the biomarker, and may be a detection antibody with biotin attached thereto.

공급부(40)는 시약 공급을 위해, 디스크(10)에 형성되어 나노 입자를 검출하는 항체의 표지를 위해 제공되는 시약을 수용하는 시약챔버(44), 시약챔버(44)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 시약을 필터부(30)로 이송하는 제3 유로(45), 제3 유로(45)를 개폐하는 제3 밸브(46)를 더 포함할 수 있다.The supply section 40 includes a reagent chamber 44 formed in the disk 10 for accommodating the reagent provided for the labeling of the antibody that detects nanoparticles, a reagent chamber 44 and a filter section 30, A third flow path 45 for transferring the reagent to the filter unit 30 according to the centrifugal force of the disk 10 and a third valve 46 for opening and closing the third flow path 45.

시약챔버(44)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 시약챔버(44)는 제3 유로(45)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 시약챔버(44)는 일측에 시약를 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 시약챔버(44)에 수용된 시약는 디스크(10)의 원심력에 의해 제3 유로(45)를 통해 이동된다. 제3 유로(45) 일측에는 제3 유로(45)를 개폐하기 위한 제3 밸브(46)가 설치된다. 이에, 제3 밸브(46)를 작동시켜 제3 유로(45)를 개방시키게 되면, 시약챔버(44)의 시약이 제3 유로(45)를 따라 필터챔버(31)로 이동된다.The reagent chamber 44 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. [ The reagent chamber 44 is connected to the filter chamber 31 through the third flow path 45. The reagent chamber 44 may have a hole for injecting the reagent on one side thereof. The reagent contained in the reagent chamber 44 is moved through the third flow path 45 by the centrifugal force of the disk 10. A third valve (46) for opening and closing the third flow path (45) is installed at one side of the third flow path (45). When the third valve 46 is operated to open the third flow path 45, the reagent in the reagent chamber 44 is moved to the filter chamber 31 along the third flow path 45.

본 실시예에서, 시약은 항체에 결합되는 형광이 붙은 2차 검출 항체일 수 있다. 시약은 형광 발광 등 광학신호를 이용하여 바이오마커를 분석 및 정량화할 수 있는 물질이면 모두 적용가능하다. 예를 들어, 시약은 항체 시그널을 증폭시키기 위한 streptavidin-HRP 일 수 있다. 시약을 통해 검출 항체의 신호가 증폭되어 측정에 유리하다.In this embodiment, the reagent may be a fluorescent secondary attached antibody that binds to the antibody. The reagent can be applied to any substance that can analyze and quantify the biomarker using fluorescent light or the like optical signal. For example, the reagent may be streptavidin-HRP to amplify the antibody signal. The reagent amplifies the signal of the detection antibody and is advantageous for measurement.

공급부(40)는 상기 디스크(10)에 형성되어 나노 입자 검출반응을 위해 제공되는 기질액을 수용하는 기질액챔버(47), 상기 기질액챔버(47)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 기질액을 필터부(30)로 이송하는 제4 유로(48), 상기 제4 유로(48)를 개폐하는 제4 밸브(49)를 더 포함할 수 있다.The supply unit 40 includes a substrate liquid chamber 47 formed in the disk 10 to receive a substrate liquid for nanoparticle detection reaction and a substrate liquid chamber 47 connected to the substrate liquid chamber 47 and the filter unit 30, A fourth flow path 48 for conveying the substrate liquid to the filter section 30 according to the centrifugal force of the first flow path 10 and a fourth valve 49 for opening and closing the fourth flow path 48.

기질액챔버(47)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 기질액챔버(47)는 제4 유로(48)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 기질액챔버(47)는 일측에 기질액을 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 기질액챔버(47)에 수용된 기질액은 디스크(10)의 원심력에 의해 제4 유로(48)를 통해 이동된다. 제4 유로(48) 일측에는 제4 유로(48)를 개폐하기 위한 제4 밸브(49)가 설치된다. 이에, 제4 밸브(49)를 작동시켜 제4 유로(48)를 개방시키게 되면, 기질액챔버(47)의 기질액이 제4 유로(48)를 따라 필터챔버(31)로 이동된다.The substrate liquid chamber 47 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. The substrate liquid chamber 47 is connected to the filter chamber 31 through the fourth flow path 48. The substrate liquid chamber 47 may have a hole for injecting the substrate liquid on one side thereof. The substrate liquid contained in the substrate liquid chamber 47 is moved through the fourth flow path 48 by the centrifugal force of the disk 10. A fourth valve (49) for opening and closing the fourth flow path (48) is installed at one side of the fourth flow path (48). Thus, when the fourth valve 49 is operated to open the fourth flow path 48, the substrate liquid of the substrate liquid chamber 47 is moved to the filter chamber 31 along the fourth flow path 48.

본 실시예에서, 기질액은 TMB(Tetramethylbenzidine) 용액일 수 있다. TMB는 HRP의 기질로 HRP에 의해 구조가 바뀌면서 색상을 나타낸다. TMB(3,3', 5,5'-tetramethylbenzidine)는 Peroxidase 촉매 작용에 의해 수소 과산화물로 산화될 때 파란색을 띄고 370nm 및 652nm에서 최대 흡광도(OD;Optical density)값을 가지며, 산에 의해 반응을 정지시키면 노란색으로 바뀌며, 450nm에서 최대 OD값을 나타낸다.In this embodiment, the substrate solution may be TMB (Tetramethylbenzidine) solution. TMB is a substrate of HRP, and its color changes as the structure is changed by HRP. TMB (3,3 ', 5,5'-tetramethylbenzidine) is blue when oxidized to hydrogen peroxide by peroxidase catalysis and has the maximum optical density (OD) value at 370 nm and 652 nm. When stopped, it turns yellow and shows the maximum OD value at 450 nm.

또한, 공급부(40)는 나노 입자 검출 반응을 멈추기 위해 제공되는 정지용액(stop solution)을 제공하는 구조일 수 있다. 이를 위해, 공급부(40)는 디스크(10)에 형성되어 정지용액을 수용하는 정지용액챔버(50)를 더 구비하며, 정지용액챔버(50)는 연결유로(51)를 통해 기질액챔버(47)에 연결되고, 연결유로(51) 일측에 설치된 연결밸브(52) 구동에 따라 정지용액을 기질액챔버(47)를 거쳐 필터챔버(31)로 공급하는 구조일 수 있다. In addition, the supply unit 40 may be a structure that provides a stop solution provided to stop the nanoparticle detection reaction. The stopping solution chamber 50 is formed in the disc 10 to receive the stopping solution and the stopping solution chamber 50 is connected to the substrate liquid chamber 47 And the stop solution may be supplied to the filter chamber 31 through the substrate liquid chamber 47 in accordance with the driving of the connection valve 52 provided at one side of the connection channel 51.

정지용액은 강산이 포함된 용액일 수 있다. 정지용액은 기질액이 효소에 의해 색을 변화시키는 반응을 정지시킨다. The stop solution may be a solution containing a strong acid. The stop solution stops the reaction in which the substrate liquid changes color by the enzyme.

항체챔버(41), 시약챔버(44) 및 기질액챔버(47)와 기질액챔버(47)에 연결되는 정지용액챔버(50)는 디스크(10)의 원심력 방향을 따라 필터챔버(31)보다 디스크(10) 중심쪽에 위치한다. 이에, 원심력이 가해지면 항체챔버(41), 시약챔버(44), 기질액챔버(47) 및 정지용액챔버(50)에 수용되어 있는 유체가 원심력에 의해 유로를 따라 필터챔버(31)로 이송된다. 각 유로 상에 설치된 밸브는 공정 순서에 따라 해당 유로를 개방 또는 폐쇄작동하여 필요한 유체를 필터챔버(31)로 순차 공급한다. The stop solution chamber 50 connected to the antibody chamber 41, the reagent chamber 44 and the substrate solution chamber 47 and the substrate solution chamber 47 is moved along the centrifugal direction of the disk 10 And is located at the center of the disk 10. When the centrifugal force is applied, the fluid contained in the antibody chamber 41, the reagent chamber 44, the substrate liquid chamber 47 and the stationary solution chamber 50 is transferred to the filter chamber 31 along the flow path by the centrifugal force do. The valves installed on the respective flow paths open or close the corresponding flow paths in accordance with the process order to sequentially supply necessary fluids to the filter chamber 31.

또한, 공급부(40)는 보다 효율적이고 정확한 검출을 위해 필터부(30)를 세척하기 위한 세척부(60)를 더 포함할 수 있다. In addition, the supply unit 40 may further include a cleaning unit 60 for cleaning the filter unit 30 for more efficient and accurate detection.

본 실시예에서, 세척부(60)는 상기 디스크(10)에 형성되어 세척액을 수용하는 세척액챔버(61), 세척액챔버(61)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 세척액을 필터부(30)로 이송하는 제5 유로(62), 제5 유로(62)를 개폐하는 제5 밸브(63)를 포함할 수 있다. The cleaning unit 60 includes a cleaning liquid chamber 61 formed in the disk 10 to receive the cleaning liquid, a cleaning liquid chamber 61 connected to the cleaning liquid chamber 61 and the filter unit 30, A fifth flow path 62 for transferring the cleaning solution to the filter unit 30, and a fifth valve 63 for opening and closing the fifth flow path 62.

세척액챔버(61)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 세척액챔버(61)는 제5 유로(62)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 세척액챔버(61)는 일측에 세척액을 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 세척액챔버(61)에 수용된 세척액은 디스크(10)의 원심력에 의해 제5 유로(62)를 통해 이동된다. 제5 유로(62) 일측에는 제5 유로(62)를 개폐하기 위한 제5 밸브(63)가 설치된다. 이에, 제5 밸브(63)를 작동시켜 제5 유로(62)를 개방시키게 되면, 세척액챔버(61)의 세척액이 제5 유로(62)를 따라 필터챔버(31)로 이동된다.The cleaning liquid chamber 61 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. [ The washing liquid chamber 61 is connected to the filter chamber 31 through the fifth flow path 62. The cleaning liquid chamber 61 may have a hole for injecting the cleaning liquid on one side thereof. The washing liquid contained in the washing liquid chamber 61 is moved through the fifth flow path 62 by the centrifugal force of the disk 10. A fifth valve (63) for opening and closing the fifth flow path (62) is installed at one side of the fifth flow path (62). Thus, when the fifth valve (63) is operated to open the fifth flow path (62), the cleaning liquid in the cleaning liquid chamber (61) is moved to the filter chamber (31) along the fifth flow path (62).

세척액은 필터챔버(31)에 잔존하고 있는 여분의 항체나 시약 등을 세척하여 제거하게 된다. 필터챔버(31)로 이동되어 필터챔버(31)의 입측공간(32)을 세척한 후 세척액은 여과막(34)을 통과하여 출측공간(33)으로 이동된 후 출측공간(33)과 연결된 유로를 통해 폐액수용부(70)로 배출된다.The washing liquid is removed by washing the excess antibody or reagent remaining in the filter chamber 31. The washing liquid is moved to the filter chamber 31 and then the inlet space 32 of the filter chamber 31. The washing liquid then flows through the filtration membrane 34 to the outlet space 33, And is discharged to the waste liquid containing portion 70 through the waste liquid receiving portion 70.

이 과정에서 나노 입자에 결합되지 않은 과량의 항체나 항체에 결합되지 않은 과량이 시약이 필터챔버(31)의 입측공간(32) 내에서 세척되어 세척액과 함께 출측공간(33)으로 제거된다. In this process, an excessive amount of the reagent not bound to the nanoparticles, which is not bound to the antibody or antibody, is washed in the inlet space 32 of the filter chamber 31 and removed together with the washing liquid into the outlet space 33.

본 실시예에서, 세척액챔버(61)는 복수개로 구비되어 세척액이 각 세척액챔버(61)에 구분 수용될 수 있다. 이에, 필요시 복수회에 걸쳐 필터챔버(31) 내부를 세척할 수 있다. 이러한 구조는, 각 세척액챔버(61)의 출측 유로가 제5 유로(62)에 연결되어 제5 유로(62)를 통해 필터챔버(31)로 세척액을 공급할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 세척액챔버(61)의 출측이 서로 연결되며, 이 연결부에 세척액을 배출하는 출측 밸브(64)가 설치될 수 있다. 즉, 각 세척액챔버(61)는 나란하게 배치되고 이웃하는 세척액챔버(61)간에 외측 단부가 서로 연결된다. 이에 필요시 제5 밸브(63)와 각 세척액챔버(61)의 연결부에 설치된 출측밸브(64)를 순차적으로 개방 작동하여 각 세척액챔버(61)의 세척액을 차례로 필터챔버(31)에 공급할 수 있다.In the present embodiment, a plurality of cleaning liquid chambers 61 are provided so that the cleaning liquid can be separately accommodated in each of the cleaning liquid chambers 61. Thus, the inside of the filter chamber 31 can be cleaned a plurality of times, if necessary. With this structure, the outflow channel of each of the washer fluid chambers 61 can be connected to the fifth flow path 62 to supply the washer fluid to the filter chamber 31 through the fifth flow path 62. Also, as shown in FIG. 1, the outlets of the respective washing liquid chambers 61 are connected to each other, and an outflow valve 64 for discharging the washing liquid may be installed in the connecting portion. That is, each of the washer fluid chambers 61 are disposed side by side and the outer ends of the adjacent washer fluid chambers 61 are connected to each other. If necessary, the fifth valve 63 and the outflow valve 64 provided at the connection portion of the respective washing liquid chambers 61 can be sequentially opened to supply the washing liquid in the respective washing liquid chambers 61 to the filter chamber 31 in turn .

세척액챔버(61)는 공급부(40)의 다른 챔버와 마찬가지로 디스크(10)의 원심력 방향을 따라 필터챔버(31)보다 디스크(10) 중심쪽에 위치한다. 이에, 원심력이 가해지면 세척액챔버(61)에 수요오디어 있는 세척액이 원심력에 의해 유로를 따라 필터챔버(31)로 이송된다.The washing liquid chamber 61 is located closer to the center of the disk 10 than the filter chamber 31 along the centrifugal force direction of the disk 10 as in the other chambers of the supplying section 40. Thus, when centrifugal force is applied, the washing liquid, which is in demand water, is sent to the filter chamber 31 along the flow path by centrifugal force in the washing liquid chamber 61.

폐액수용부(70)는 디스크(10)에 형성되어 폐액이 수용되는 폐액챔버(71), 폐액챔버(71)와 필터부(30)를 연결하며 디스크(10)의 원심력에 따라 폐액을 폐액챔버(71)로 이송하는 제6 유로(72)를 포함할 수 있다. 제6 유로(72) 일측에는 제6 유로(72)를 개폐하는 제6 밸브(도 2의 73 참조)가 더 설치될 수 있다. The waste liquid storage portion 70 is formed in the disk 10 to connect the waste liquid chamber 71 in which the waste liquid is received, the waste liquid chamber 71 and the filter portion 30, And a sixth flow path 72 for transferring the gas to the first flow path 71. A sixth valve (see 73 in FIG. 2) for opening and closing the sixth flow path 72 may be further provided at one side of the sixth flow path 72.

폐액챔버(71)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 폐액챔버(71)는 제6 유로(72)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 필터챔버(31)의 출측공간(33)으로 이동된 폐액은 디스크(10)의 원심력에 의해 제6 유로(72)를 통해 폐액챔버(71)로 이동된다.The waste liquid chamber 71 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. The waste liquid chamber 71 is connected to the filter chamber 31 through the sixth flow path 72. The waste liquid moved to the output space 33 of the filter chamber 31 is moved to the waste liquid chamber 71 through the sixth flow path 72 by the centrifugal force of the disk 10. [

폐액챔버(71)는 일측에는 필터챔버(31)의 여과막(34)을 거쳐 폐액이 출측공간(33)으로 원활하게 이동될 수 있도록 통풍구가 형성될 수 있다. 통풍구는 예를 들어, 상판에 형성될 수 있다. 이에, 시료 여과시 필터챔버(31) 출측공간(33)과 폐액챔버(71)에 존재하던 공기 등이 디스크(10) 외부로 배출되면서 여과가 보다 원활하게 이루어지게 된다.Vents may be formed on one side of the waste liquid chamber 71 so that the waste liquid can be smoothly moved to the output space 33 through the filtration film 34 of the filter chamber 31. The vent can be formed, for example, on the top plate. Accordingly, during the sample filtration, the air existing in the outflow space 33 of the filter chamber 31 and the waste fluid chamber 71 is discharged to the outside of the disk 10, and the filtration is more smoothly performed.

상기한 구조로 되어, 본 장치는 시료 주입 후 나노 소포체 추출 및 검출 전 과정이 하나의 디스크(10)를 통해 일괄적으로 수행된다. 이에, 나노 입자 검출 작업을 보다 간편하게 신속하고 효과적으로 수행할 수 있게 된다.With the above-described structure, the present apparatus performs collective processing through the single disk 10 during the extraction and detection of the nanofibers after sample injection. Accordingly, it becomes possible to perform the nanoparticle detection operation more easily and quickly and effectively.

도 2는 나노 입자 검출 장치의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.Fig. 2 shows another embodiment of the nanoparticle detection device.

도 2에 도시된 실시예 역시 디스크(10)의 형태나 디스크(10) 내에 구비되는 시료수용부(20), 공급부(40), 필터부(30) 및 폐액수용부(70)의 기본 구성은 도 1에 도시된 실시예와 동일하다. 이에, 이하 설명에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략한다.The embodiment shown in FIG. 2 also has a basic configuration of the disk 10, the sample accommodating portion 20, the supply portion 40, the filter portion 30, and the waste liquid accommodating portion 70 provided in the disk 10 Is the same as the embodiment shown in Fig. Therefore, the same reference numerals are used for the same components in the following description, and a detailed description thereof will be omitted.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 시료수용부(20)는 시료를 정제하여 불순물을 포함한 비표적물질을 제거하는 구조일 수 있다.As shown in FIG. 2, the sample accommodating portion 20 of the present embodiment may be a structure for purifying a sample to remove non-target substances including impurities.

이를 위해, 시료수용부(20)는 디스크(10)에 형성되어 시료를 수용하는 시료챔버(21)가 디스크(10) 원심력에 따라 시료를 원심 분리하는 구조이고, 원심력 방향을 따라 디스크(10)의 외측을 향하는 선단에 원심 분리된 시료가 수용되는 침강부(24)가 길게 연장 형성되고, 제1 유로(22)는 디스크(10)의 회전 중심을 향해 상기 시료챔버(21)의 침강부(24)의 경계지점에 연결되어 원심분리된 상층액을 필터부(30)로 이송하는 구조일 수 있다. 비표적물질이란 정제 대상인 나노 입자를 포함하는 용액 이외의 불순물을 의미할 수 있다. The sample accommodating portion 20 is formed in the disk 10 so that the sample chamber 21 housing the sample centrifips the sample according to the centrifugal force of the disk 10, And the first flow path 22 is extended toward the rotation center of the disk 10 in the sedimented portion of the sample chamber 21 24 to the filter unit 30, and centrifugally transport the supernatant to the filter unit 30. The non-target substance may mean an impurity other than the solution containing the nanoparticles to be purified.

시료챔버(21)에 주입된 시료는 디스크(10)의 회전에 따른 원심력에 의해 원심 분리되어 정제된다. 이에 시료는 나노 입자가 포함된 용액과 나노 입자 외 고상의 불순물로 분리된다. 원심력 방향을 따라 고상의 불순물은 이 디스크(10)의 외측 선단쪽으로 밀려나고 디스크(10)의 중심쪽으로 불순물과 분리된 용액이 위치한다. The sample injected into the sample chamber 21 is centrifuged and purified by a centrifugal force according to the rotation of the disk 10. The sample is separated into a solution containing the nanoparticles and impurities outside the nanoparticles. The impurities of the solid phase along the direction of centrifugal force are pushed toward the outer tip of the disk 10 and the solution separated from the impurities is located toward the center of the disk 10. [

본 실시예에서, 시료챔버(21)는 공간 내에서 나노 입자가 포함된 용액과 불순물 간의 분리가 명확히 나타나도록 원심력 방향을 따라 침강부(24)가 길게 연장 형성된다. 침강부(24)는 불순물이 보다 용이하게 침강될 수 있도록 출측으로 갈수록 폭이 좁아지는 호퍼 형태를 이룰 수 있다. 이에, 원심 분리되어 침강된 불순물과 용액의 분리가 확실하게 이루어져 용액 이외의 비표적물질이 필터챔버(31)로 유입되는 것을 최소화할 수 있게 된다.In this embodiment, the sedimentation section 24 is elongated along the direction of centrifugal force so that the separation between the solution containing the nanoparticles and the impurity is clearly shown in the space in the sample chamber 21. The settling portion 24 can be formed into a hopper shape whose width becomes narrower toward the outlets so that the impurities can be settled more easily. Thus, separation of impurities and solution precipitated by centrifugation can be surely performed, so that non-target substances other than the solution can be minimally introduced into the filter chamber 31.

제1 유로(22)의 입구는 시료챔버(21)의 비표적물질과 용액간의 경계지점에서 디스크(10)의 회전 중심 쪽을 향하는 부분에 연결될 수 있다. 이에, 디스크(10) 회전에 따라 가해지는 원심력에 의해 원심분리된 나노 입자 포함 용액 만이 제1 유로(22)를 통해 필터챔버(31)로 이송될 수 있다. 침강부(24)로 침강된 불순물은 원심력 방향을 따라 제1 유로(22)의 입구 외측에 위치하므로, 불순물은 제1 유로(22)를 통해 이송되지 못한다. The inlet of the first flow path 22 may be connected to a portion of the sample chamber 21 facing the rotation center of the disk 10 at the boundary between the non-target material and the solution. Thus, only the nanoparticle-containing solution centrifuged by the centrifugal force applied in accordance with the rotation of the disk 10 can be transferred to the filter chamber 31 through the first flow path 22. The impurities precipitated in the sedimentation section 24 are located outside the inlet of the first flow path 22 along the direction of centrifugal force so that the impurities can not be transported through the first flow path 22.

이와 같이, 시료를 원심분리하여 정제한 후 필터챔버(31)로 제공함으로써, 여과막(34)을 통한 나노 물질 분리 및 검출 효과를 보다 높일 수 있게 된다. As described above, the sample is centrifuged and purified and then supplied to the filter chamber 31, whereby the separation and detection effect of the nanomaterial through the filtration membrane 34 can be further enhanced.

시료챔버(21)의 침강부(24) 출측은 폐액챔버(71)와 연결되어, 시료챔버(21)에서 정제된 불순물을 폐액챔버(71)로 배철하여 처리할 수 있다. 시료챔버(21)의 침강부(24) 출측과 폐액챔버(71) 사이에는 불순물이 이송되는 배출 유로(26)가 형성되고, 배출 유로(26) 일측에는 배출 유로를 개폐하는 배출 밸브(27)가 설치된다.The outlet side of the sedimentation section 24 of the sample chamber 21 is connected to the waste liquid chamber 71 so that purified impurities in the sample chamber 21 can be treated by spouting the waste liquid chamber 71. A discharge passage 26 for transferring impurities is formed between the sedimentation portion 24 of the sample chamber 21 and the waste liquid chamber 71. A discharge valve 27 for opening and closing the discharge passage is formed at one side of the discharge passage 26, Respectively.

이에, 시료를 원심분리 한 후 표적물질인 용액을 필터챔버(31)로 이송한 후 배출 유로(26)를 개방하여 시료챔버(21)에 잔류하는 비표적물질을 폐액챔버(71)로 배출하여 제거할 수 있다.After the sample is centrifuged, the target solution is transferred to the filter chamber 31 and then the discharge channel 26 is opened to discharge the non-target material remaining in the sample chamber 21 to the waste liquid chamber 71 Can be removed.

본 실시예의 시료수용부(20)는 시료 정제 효율을 높이기 위해, 침강부(24)가 디스크(10)의 방사방향에 대해 기울어져 경사지게 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 침강부(24)는 디스크(10)의 방사방향에 대해 어느 한쪽으로 소정 각도(A)로 기울어져 형성된다. 이에, 원심 분리 과정에서 고상의 불순물은 디스크 방사방향에 대해 침강부(24)의 기울어진 경사면을 따라 용이하게 흘러내려가게 되어 침강이 보다 잘 이루어져 분리 효과를 높일 수 있게 된다. The sample accommodating portion 20 of the present embodiment may be formed so that the settling portion 24 is inclined with respect to the radial direction of the disc 10 in order to improve the sample refining efficiency. 2, the settling portion 24 is formed by being inclined at a predetermined angle A with respect to the radial direction of the disk 10. [ Accordingly, in the centrifugal separation process, solid impurities easily flow down along inclined slopes of the sedimentary portion 24 with respect to the disk radial direction, so that sedimentation can be performed more easily, thereby enhancing the separation effect.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 침강부(24)는 상기 경계지점에서 원심력 방향을 따라 끝단으로 갈수록 바닥면(28)이 점차적으로 상향 경사져 형성되고, 침강부(24)의 끝단에는 시료에서 원심분리된 불순물이 수용되는 홈부(25)를 더 포함할 수 있다. 도 3은 디스크(10)의 폭방향 단면 구조를 나타내고 있다. 도 3에서 y축 방향을 따라 위쪽이 상부이고 아래쪽이 하부이다. 시료챔버(21)의 침강부(24)는 하부 바닥면(28)에서 끝단의 출측으로 갈수록 상향 경사지게 형성된다. 그리고, 침강부(24)의 출측은 수직 방향으로 깊이 파여 깊은 홈부(볼트(91))를 이룬다. 이에, 원심력에 의해 침강부(24) 출측으로 침강된 고상의 불순물이 침강부(24)의 경사진 바닥면을 따라 이동하다 홈부(25)로 떨어져 역류되지 못하게 된다.As shown in FIG. 3, the bottom surface 28 of the settling portion 24 is gradually inclined upward from the boundary point toward the end along the centrifugal force direction. At the tip of the settling portion 24, And a groove 25 in which centrifuged impurities are accommodated. 3 shows a cross sectional structure of the disk 10 in the width direction. 3, the upper side is the upper side and the lower side is the lower side along the y-axis direction. The sedimented portion 24 of the sample chamber 21 is formed to be inclined upward from the lower bottom surface 28 toward the exit side of the end portion. The outgoing side of the settling portion 24 forms a deep groove (bolt 91) deeply in the vertical direction. Accordingly, the impurities of the solid phase precipitated on the exit side of the sedimentation section 24 due to the centrifugal force move along the inclined bottom surface of the sedimentation section 24 and are prevented from flowing back to the recess section 25.

즉, 홈부(25)는 깊이를 갖는 구멍으로 내주면이 가로막고 있어, 고상의 불순물이 홈부(25)로 떨어지게 되면 원심력이 가해지지 않은 상태에서도 불순물이 홈부(25)에서 빠져나가지 못하게 된다. 따라서, 불순물이 시료챔버(21)의 경계지점으로 역류하는 것을 최소화하여 정제된 시료만을 필터챔버(31)로 공급할 수 있게 된다. 배출 유로는 홈부(25)에 연결되어 이어, 홈부(25)로 떨어진 불순물은 배출유로(26)를 통해 폐액챔버(71)로 배출 처리된다.That is, the groove portion 25 has a hole with a depth, and the inner circumferential surface of the groove portion is blocked. When impurities in the solid phase fall into the groove portion 25, the impurity can not escape from the groove portion 25 even in a state where centrifugal force is not applied. Accordingly, it is possible to minimize the backflow of the impurities to the boundary point of the sample chamber 21, and to supply only the purified sample to the filter chamber 31. The discharge flow path is connected to the groove portion 25 and the impurities which have fallen into the groove portion 25 are discharged to the waste liquid chamber 71 through the discharge flow path 26.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 필터부는 두 개의 필터챔버를 구비할 수 있다. As shown in FIG. 2, the filter unit of the present embodiment may include two filter chambers.

두 개의 필터챔버는 유체 이송방향을 따라 순차적으로 배치된다. 각 필터챔버에 구비된 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아지는 구조일 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 두 개의 필터챔버 중 최종적으로 나노 입자에 대한 검출이 이루어지는 필터챔버(31) 앞에 배치되는 필터챔버를 예비챔버(35)라 한다. 예비챔버는 시료챔버(21)와 필터챔버(31) 사이에 연결된다. The two filter chambers are arranged sequentially along the fluid transport direction. The filtration membrane provided in each filter chamber may have a structure in which pores gradually decrease along the fluid transport direction. For convenience of explanation, the filter chamber disposed in front of the filter chamber 31 in which detection of nanoparticles is finally performed in the two filter chambers is referred to as a preliminary chamber 35. The preliminary chamber is connected between the sample chamber 21 and the filter chamber 31.

예비챔버(35)는 제1 유로(22)를 통해 시료챔버(21)와 연결되며, 필터챔버(31)는 제6 유로(72)를 통해 폐액챔버(71)와 연결된다. 예비챔버(35)와 필터챔버(31) 사이에는 이송유로(36)가 형성된다. 이송유로(36) 일측에는 이송류로를 개폐하는 이송밸브(37)가 설치된다. 이에, 이송밸브(37)를 개방시키게 되면 예비챔버(35)에서 여과된 여과액이 이송유로(36)를 통해 필터챔버(31)로 이동된다.The preliminary chamber 35 is connected to the sample chamber 21 through the first flow path 22 and the filter chamber 31 is connected to the waste liquid chamber 71 through the sixth flow path 72. A transfer passage 36 is formed between the preparatory chamber 35 and the filter chamber 31. On one side of the transfer path 36, there is provided a transfer valve 37 which opens and closes the transfer path. Thus, when the transfer valve 37 is opened, the filtrate filtered in the preliminary chamber 35 is transferred to the filter chamber 31 through the transfer passage 36.

필터부(30)가 예비챔버와 필터챔버, 두 개의 챔버를 구비함에 따라 시료챔버(21)에서 이송된 나노 입자를 포함하는 시료는 예비챔버(35)의 기공이 큰 여과막(34)을 통과하면서 일차적으로 나노 입자 외 크기가 큰 입자가 분리된다. 그리고 다음 필터챔버(31)에서 기공이 작은 여과막(34)을 통과하면서 최종적으로 나노 입자가 분리된다. 따라서, 특정 크기 범위의 나노 입자만을 선별하여 분리 포집할 수 있게 된다.Since the filter unit 30 has two chambers, ie, the preliminary chamber and the filter chamber, the sample containing nanoparticles transferred from the sample chamber 21 passes through the filtration membrane 34 having a large pore size in the preliminary chamber 35 Firstly, particles with a large size of nanoparticles are separated. Finally, the nanoparticles are separated while passing through the filtration membrane 34 having a small pore size in the next filter chamber 31. Therefore, only the nanoparticles of a specific size range can be selectively collected and collected.

공급부(40)는 필터챔버(31)에 연결되어 필터챔버(31)의 입측공간(32)으로 나노 입자 검출에 필요한 유체를 공급한다. 이에, 나노 입자에 대한 검출은 최종적으로 필터챔버(31)에서 이루어질 수 있다.The supply section 40 is connected to the filter chamber 31 and supplies the fluid necessary for nanoparticle detection to the inlet space 32 of the filter chamber 31. Thus, the detection of the nanoparticles can finally be performed in the filter chamber 31. Fig.

또한, 본 실시예는, 필터부(30)에서 분리된 나노 입자를 회수하여 필요한 검출 작업을 수행하는 구조일 수 있다. 이를 위해, 본 장치는 디스크(10)에 형성되고 필터부(30)에 연결되어 여과막(34)에 의해 분리된 나노 입자가 회수되는 회수챔버(80), 회수챔버(80)와 필터부(30)를 연결하여 나노 입자를 회수챔버(80)로 이송하는 제7 유로(81), 제7 유로(81)를 개폐하는 제7 밸브(82)를 더 포함할 수 있다. Also, the present embodiment may be a structure for recovering nanoparticles separated from the filter unit 30 to perform a necessary detection operation. The apparatus includes a recovery chamber 80 formed in the disk 10 and connected to the filter unit 30 to recover nanoparticles separated by the filtration membrane 34, a recovery chamber 80 and a filter unit 30 And a seventh valve 82 for opening and closing the seventh flow path 81. The seventh valve 81 may be formed of a metal or a metal.

도 2에 도시된 바와 같이, 회수챔버(80)는 디스크(10) 내에 형성되는 내부가 빈 공간으로 이해할 수 있다. 회수챔버(80)는 제7 유로(81)를 통해 필터챔버(31)와 연결된다. 또한, 회수챔버(80)는 일측에 내부로 핵산 추출을 위한 시약을 주입하기 위한 홀이 형성될 수 있다. 이에, 회수챔버에 형성된 홀을 통해 페놀 성분을 포함하여 핵산 추출용 시약을 주입함으로써, 본 장치를 통해 시료로부터 핵산까지 추출할 수 있게 된다.As shown in FIG. 2, the recovery chamber 80 can be understood as an empty space formed inside the disk 10. The recovery chamber 80 is connected to the filter chamber 31 through a seventh passage 81. In addition, a hole for injecting a reagent for nucleic acid extraction into the inside of the collection chamber 80 may be formed at one side. Thus, by injecting a nucleic acid extraction reagent containing a phenol component through a hole formed in the recovery chamber, the nucleic acid can be extracted from the sample through the apparatus.

도 4에 도시된 바와 같이, 제7 유로(81)는 필터챔버(31)의 입측공간(32)과 회수챔버(80) 사이를 연결한다. 이에, 필터챔버(31)의 입측공간(32) 내에 수용된 나노 입자 포함 유체는 원심력에 의해 제7 유로(81)를 통해 이동된다. 제7 유로(81) 일측에 제7 유로(81)를 개폐하기 위한 제7 밸브(82)가 설치된다. 이에, 제7 밸브(82)를 작동시켜 제7 유로(81)를 개방시키게 되면, 필터챔버(31) 내 입측공간(32)에 머물고 있는 나노 입자 포함 유체가 제7 유로(81)를 따라 회수챔버(80)로 이동된다.4, the seventh flow path 81 connects between the inlet space 32 of the filter chamber 31 and the collection chamber 80. As shown in Fig. Thus, the nanoparticle-containing fluid contained in the inlet space 32 of the filter chamber 31 is moved through the seventh flow path 81 by centrifugal force. And a seventh valve 82 for opening and closing the seventh flow path 81 is installed at one side of the seventh flow path 81. When the seventh valve 82 is operated to open the seventh flow path 81, the nanoparticle-containing fluid staying in the inlet space 32 in the filter chamber 31 is recovered along the seventh flow path 81 And is then transferred to the chamber 80.

이에, 회수챔버(80)로 이송된 나노 입자 포함 유체에 폐놀 성분을 비롯한 핵산 추출용 시약을 주입하여 핵산 추출 작업을 수행할 수 있다. Thus, the nucleic acid extraction operation can be performed by injecting a reagent for extracting nucleic acid including the component of the nano-particle into the nanoparticle-containing fluid transferred to the recovery chamber 80.

핵산 추출 작업은 본 장치 외부에서 별도로 수행 가능하다. 이를 위해, 본 실시예의 필터부(30)는 필터챔버(31)에 구비된 여과막(34)을 디스크(10)에서 착탈하는 구조일 수 있다. 이와 같이, 필터챔버(31)에서 여과막(34)을 분리함으로써, 디스크(10) 외측에서 여과막(34)에 걸러진 나노 입자에 대한 핵산 추출 작업을 별도로 수행할 수 있게 된다.The nucleic acid extraction operation can be performed separately from the outside of the apparatus. To this end, the filter unit 30 of the present embodiment may have a structure in which the filtration membrane 34 provided in the filter chamber 31 is detached from the disk 10. By separating the filtration membrane 34 from the filter chamber 31 as described above, the nucleic acid extraction operation for the nanoparticles filtered by the filtration membrane 34 outside the disk 10 can be performed separately.

이를 위해, 본 장치는 디스크(10)에 착탈가능하게 설치되어 상기 필터챔버(31)를 개폐하는 덮개(90), 덮개(90)를 디스크(10)에 고정하는 체결부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a lid 90 detachably attached to the disk 10 for opening and closing the filter chamber 31 and a fastening portion for fastening the lid 90 to the disk 10.

도 4에 도시된 바와 같이, 덮개(90)는 디스크(10)의 상판(12)에 착탈가능하게 설치된다. 상판(12)은 필터챔버(31) 형성 공간 상에서 외측으로 개방 형성된다. 덮개(90)는 상판(12)에 설치되어 상판의 일부를 이룬다. 본 실시예에서 체결부는 볼트(91)를 이용한 체결 구조일 수 있다. 체결부는 볼트(91) 이외에 다양한 구조가 적용될 수 있다. 덮개(90)와 이에 대응되는 상판에는 볼트(91) 체결을 위한 체결홀(92)이 형성될 수 있다. 이에, 볼트(91)를 상기 체결홀(92)에 체결함으로써, 상판(12)에 덮개(90)를 착탈가능하게 결합할 수 있다.4, the lid 90 is detachably mounted on the upper plate 12 of the disk 10. As shown in Fig. The upper plate 12 is open to the outside on the space for forming the filter chamber 31. The lid 90 is installed on the top plate 12 to form a part of the top plate. In this embodiment, the fastening portion may be a fastening structure using a bolt 91. A variety of structures other than the bolt 91 can be applied to the fastening portion. A fastening hole 92 for fastening the bolt 91 may be formed on the cover 90 and the upper plate corresponding thereto. Thus, by fastening the bolt 91 to the fastening hole 92, the lid 90 can be detachably coupled to the upper plate 12. [

도 5는 나노 입자 검출 장치의 또 다른 실시예를 도시하고 있다.Fig. 5 shows another embodiment of the nanoparticle detecting device.

도 5에 도시된 실시예 역시 디스크(10)의 형태나 디스크(10) 내에 구비되는 시료수용부(20), 필터부(30) 및 폐액수용부(70)의 기본 구성은 도 1에 도시된 실시예와 동일하다. 또한, 도시되지는 않았으나, 공급부(도 1의 40 참조)에 대한 구성역시 동일하게 구비될 수 있다. 이에, 이하 설명에서 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략한다.5 also shows the basic configuration of the disk 10 or the sample accommodating portion 20, the filter portion 30 and the waste liquid accommodating portion 70 provided in the disk 10, Which is the same as the embodiment. Also, although not shown, a configuration for the supply unit (see 40 in FIG. 1) may be equally provided. Therefore, the same reference numerals are used for the same components in the following description, and a detailed description thereof will be omitted.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 필터부(30)는 3 개의 필터챔버를 구비할 수 있다. 필터부는 3 개의 필터챔버 외에 4개 이상의 복수개로 구비될 수 있다. As shown in FIG. 5, the filter unit 30 of the present embodiment may have three filter chambers. The filter unit may be provided in a plurality of four or more than three filter chambers.

3 개의 필터챔버는 유체 이송방향을 따라 순차적으로 배치된다. 이하 설명의 편의를 위해, 3 개의 필터챔버는 유체 흐름 방향을 따라 제1 필터챔버(311), 제2 필터챔버(312) 및 제3 필터챔버(313)라 한다. 필터챔버(31)라 함은 3개의 필터챔버 모두를 지칭할 수 있다. 각 필터챔버(31)는 내부에 구비된 여과막(34)의 기공 크기만을 제외하고 그 구조는 동일하다. 제1 필터챔버(311)는 제1 유로(22)를 통해 시료챔버(21)와 연결된다. 제2 필터챔버(312)의 입측 공간은 유로(315)를 통해 제1 필터챔버(311)의 출측공간과 연결된다. 제2 필터챔버(312)의 출측공간은 별도의 유로(317)를 통해 제3 필터챔버(313)의 입측 공간과 연결된다. 이에, 유체는 시료챔버(21)에서 제1 필터챔버(311), 제2 필터챔버(312) 및 제3 필터챔버(131)를 거치면서 차례로 여과되어 나노 입자가 분리된다. 본 실시예 역시 각 유로(315,317) 일측에는 별도의 개폐밸브(도시되지 않음)가 설치되어 필요시 각 유로를 선택적으로 개폐할 수 있다.The three filter chambers are sequentially disposed along the fluid transport direction. For convenience of explanation, the three filter chambers are referred to as a first filter chamber 311, a second filter chamber 312 and a third filter chamber 313 along the fluid flow direction. The filter chamber 31 may refer to all three filter chambers. Each filter chamber 31 has the same structure except for the pore size of the filtration membrane 34 provided therein. The first filter chamber 311 is connected to the sample chamber 21 through the first flow path 22. The inlet space of the second filter chamber 312 is connected to the outlet space of the first filter chamber 311 through the flow passage 315. The outflow space of the second filter chamber 312 is connected to the inlet space of the third filter chamber 313 through a separate flow path 317. The fluid is filtered in the sample chamber 21 through the first filter chamber 311, the second filter chamber 312, and the third filter chamber 131 in order to separate the nanoparticles. In this embodiment, a separate opening / closing valve (not shown) is provided at one side of each of the flow paths 315 and 317 to selectively open and close the respective flow paths, if necessary.

각 필터챔버(31)에 구비된 여과막(34)은 기공의 크기가 서로 상이하여, 각각 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리하는 구조일 수 있다. 이에, 하나의 장치를 통해 서로 상이한 크기의 나노 입자를 분리 회수할 수 있게 된다.The filtration membranes 34 provided in the filter chambers 31 may have different pore sizes to separate nanoparticles of different size ranges. Thus, nanoparticles of different sizes can be separated and recovered through one device.

본 실시예에서, 각 필터챔버(31)에 구비된 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아지는 구조일 수 있다. 본 실시예에서, 3개의 필터챔버(31)는 각각 서로 상이한 기공 크기를 갖는 여과막(34)을 구비하여 서로 상이한 크기의 나노 입자를 분리할 수 있다. 각 필터챔버에 구비되는 여과막의 조합은 다양하게 변형가능하다. 예를 들어, 제1 필터챔버(311)에는 100nm의 기공 크기를 갖는 여과막이 구비되고, 제2 필터챔버(312)에는 50nm의 기공 크기를 갖는 여과막이 구비되고, 제3 필터챔버(313)에는 2nm의 기공 크기를 갖는 여과막이 구비되어 하나의 장치 내에 조합될 수 있다. 따라서, 하나의 장치 내에서 여과막의 조합에 따라 서로 상이한 크기의 나노 입자를 각각의 필터챔버에 분리 회수할 수 있게 된다.In this embodiment, the filtration membrane provided in each filter chamber 31 may have a structure in which pores gradually decrease along the fluid transport direction. In this embodiment, the three filter chambers 31 are provided with filtration membranes 34 each having a different pore size from each other to separate nanoparticles of different sizes from each other. The combination of filtration membranes provided in each filter chamber can be variously modified. For example, the first filter chamber 311 is provided with a filtration membrane having a pore size of 100 nm, the second filter chamber 312 is provided with a filtration membrane having a pore size of 50 nm, and the third filter chamber 313 A filtration membrane having a pore size of 2 nm may be provided and combined in one apparatus. Therefore, nanoparticles of different sizes can be separated and collected in each filter chamber depending on the combination of filtration membranes in one apparatus.

본 실시예에 따라, 시료챔버(21)에서 이송된 나노 입자를 포함하는 시료는 제1 필터챔버(311)의 기공이 큰 여과막(34)을 통과하면서 일차적으로 설정된 크기의 나노 입자가 분리된다. 그리고 다음 제2 필터챔버(312)로 이송된 시료는 제2 필터챔버에 구비된 여과막(34)을 통과하면서 이차적으로 설정된 크기의 나노 입자가 분리된다. 그리고 다음 제3 필터챔버(313)로 이송된 시료는 제3 필터챔버에 구비된 여과막을 통과하면서 최종적으로 설정된 크기의 나노 입자가 분리된다. 이에, 특정 크기 범위의 나노 입자만을 각 필터챔버에 선별하여 분리 포집할 수 있게 된다. 따라서, 하나의 디스크 내에서 서로 상이한 크기 분포를 갖는 나노 입자를 구분하여 분리 회수할 수 있게 된다.According to this embodiment, a sample containing nanoparticles transferred from the sample chamber 21 is passed through the filtration membrane 34 having a large pore size in the first filter chamber 311, and nanoparticles having a predetermined size are separated. Then, the sample transferred to the second filter chamber 312 is passed through the filtration membrane 34 provided in the second filter chamber to separate nanoparticles having a second predetermined size. Then, the sample transferred to the third filter chamber 313 passes through the filtration membrane provided in the third filter chamber, and the nanoparticles finally set in size are separated. Thus, only the nanoparticles of a specific size range can be sorted and collected in each filter chamber. Therefore, nanoparticles having different size distributions from each other can be separated and recovered in a single disk.

이하, 본 실시예에 따른 나노 입자 검출 장치를 이용한 나노 입자 검출 과정을 설명하면 다음과 같다. 이하 설명은 도 2에 도시된 실시예의 장치를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the process of detecting nanoparticles using the nanoparticle detection apparatus according to the present embodiment will be described. The following description will be made with reference to the apparatus of the embodiment shown in Fig.

먼저 디스크(10)에 나노 입자 검출을 위한 항체, 시약, 기질액, 세척액, 여과막(34) 등을 탑재하여 준비한다. 준비 상태에서 디스크(10)의 각 유로에 설치된 밸브는 폐쇄작동되어 각 유로를 닫혀진 상태를 유지할 수 있다. First, an antibody, a reagent, a substrate solution, a washing solution, a filtration membrane 34, etc. for detecting nanoparticles are mounted on the disk 10. The valves provided in the respective flow paths of the disk 10 in the ready state can be closed to keep the respective flow paths closed.

준비가 완료되면 디스크(10)의 시료챔버(21)에 시료를 공급한다. 그리고, 디스크(10)를 회전시켜 원심력을 가한다.When the preparation is completed, the sample is supplied to the sample chamber 21 of the disk 10. Then, the disk 10 is rotated to apply centrifugal force.

원심력에 의해 시료챔버(21)에 공급된 시료는 원심 분리되어 일차적으로 정제된다. 원심분리되어 시료는 불순물이 제거되고 나노 입자를 포함하는 용액만이 필터부(30)로 이송된다. 필터부(30)로 이송된 용액은 디스크(10)의 회전에 따른 원심력에 의해 예비챔버(35)의 여과막(34)을 거치면서 나노 입자 외 크기가 큰 입자가 분리된다. The sample supplied to the sample chamber 21 by the centrifugal force is centrifuged and purified first. The sample is centrifuged to remove impurities and only the solution containing the nanoparticles is transferred to the filter unit 30. [ The solution transferred to the filter unit 30 passes through the filtration membrane 34 of the preliminary chamber 35 by the centrifugal force resulting from the rotation of the disk 10, and the particles having a large size outside the nanoparticles are separated.

예비챔버(35)의 여과막(34)을 거친 용액은 필터챔버(31)로 이송된다. 그리고 나노 입자는 필터챔버(31)의 여과막(34)을 통해 분리되어 필터챔버(31)의 입측공간(32) 내에서 여과막(34) 상에 잔류하게 된다. 필터챔버(31)의 여과막(34)을 통과한 여과액은 폐액챔버(71)로 배출 처리된다.The solution through the filtration membrane 34 of the preliminary chamber 35 is transferred to the filter chamber 31. The nanoparticles are separated through the filtration membrane 34 of the filter chamber 31 and remain on the filtration membrane 34 in the inlet space 32 of the filter chamber 31. The filtrate having passed through the filtration membrane 34 of the filter chamber 31 is discharged to the waste fluid chamber 71.

이와 같이, 여과막(34)을 통해 나노 입자를 분리 포획한 상태에서 필터챔버(31)의 입측공간(32)으로 항체, 시약, 기질액 등을 순차 공급하여 나노 입자를 검출한다. In this way, the nanoparticles are detected by sequentially supplying the antibody, the reagent, the substrate liquid, and the like to the inlet space 32 of the filter chamber 31 while the nanoparticles are separated and captured through the filtration membrane 34.

도 6은 본 실시예에 따라, 필터챔버(31)의 여과막(34) 위쪽 입측공간(32) 상에서 분리 포획된 나노 입자에 항체와 시약, 및 기질액이 공급되어 나노 입자를 검출하는 과정을 나타내고 있다.6 shows a process of detecting nanoparticles by supplying an antibody, a reagent, and a substrate solution to nanoparticles separated and captured on a space 32 on the upper side of the filtration film 34 in the filter chamber 31 of the filter chamber 31 have.

필터챔버(31)로 공급된 항체는 여과막(34) 상의 입측공간(32) 내에서 나노 입자에 붙게 된다. 항체는 공간 상에서 가두어져 고정되지 않은 상태의 나노 입자의 표면에 가서 붙게 되므로 단시간 내에 나노 입자에 전 표면에 항체가 부착될 수 있다. 이와 달리 나노 입자가 어느 표면에 고정된 경우, 나노 입자의 일부 표면에 대해서만 항체가 부착 가능하며, 전 표면에 대해 항체가 부착되지 못한다. 이에, 본 실시예의 경우 단시간 내에 모든 나노 입자의 전 표면에 대한 항원 검출이 가능하게 된다.The antibody supplied to the filter chamber 31 adheres to the nanoparticles in the inlet space 32 on the filtration membrane 34. Since the antibody is attached to the surface of the nanoparticles in an unfixed state by being trapped in space, the antibody may be attached to the entire surface of the nanoparticles within a short period of time. In contrast, when the nanoparticles are immobilized on one surface, the antibody can attach only to a part of the surface of the nanoparticle, and the antibody can not be attached to the entire surface. Thus, in this embodiment, all the nanoparticles can be detected on the entire surface within a short period of time.

항체 공급 후 나노 입자에 부착되지 않은 여분의 항체는 세척액을 통해 제거된다. 필터챔버(31)로 세척액을 공급하고 디스크(10)를 회전시키게 되면 나노 입자 부착후 남은 과잉의 항체는 원심력에 의해 세척액과 함께 여과막(34)을 통과하여 제거된다. Any excess antibody that is not attached to the nanoparticles after the antibody supply is removed through the washing solution. When the washing liquid is supplied to the filter chamber 31 and the disk 10 is rotated, excess antibody remaining after attachment of the nanoparticles is removed by passing through the filtration membrane 34 together with the washing liquid by the centrifugal force.

세척액으로 입측공간(32)을 세척한 후, 시약을 공급하여 항체를 표지한다. 시약은 나노 입자에 붙은 항체에 결합된다. 시약은 형광이 붙은 2차 검출 항체로, 최종적으로 나노 입자에 붙은 항체 시그널을 증폭시킨다.After washing the inlet space 32 with the washing solution, the reagent is supplied to label the antibody. The reagent binds to the antibody attached to the nanoparticle. The reagent is a secondary detection antibody with fluorescence, which ultimately amplifies the antibody signal on the nanoparticle.

시약 공급 후 항체에 부착되지 않은 여분의 시약은 세척액을 통해 제거된다. 필터챔버(31)로 세척액을 공급하고 디스크(10)에 원심력을 가하게 되면 항체에 부착되고 남은 과잉의 시약은 세척액과 함께 여과막(34)을 통과하여 제거된다. After the reagent supply, the excess reagent not attached to the antibody is removed through the washing solution. When the washing liquid is supplied to the filter chamber 31 and centrifugal force is applied to the disk 10, excess reagent attached to the antibody is removed through the filtration membrane 34 together with the washing liquid.

세척액으로 입측공간(32)을 세척한 후에는 입측공간(32)으로 기질액을 공급할 수 있다. 입측공간(32) 내에 반응을 위한 기질액이 공급된 후, 정지용액을 공급한다.After washing the inlet space 32 with the washing liquid, the substrate liquid can be supplied into the inlet space 32. After the substrate solution for reaction is supplied into the inlet space 32, the stop solution is supplied.

그리고, 정지용액을 포함하여 나노 입자가 표지된 용액을 회수챔버(80)로 이송하여 옵티컬 덴시티(optical density) 등을 측정할 수 있다. 회수챔버(80)로 이송된 용액의 나노 입자는 형광 표지된 상태로, 예를 들어, 형광 신호 기반의 측정법을 이용하여 나노 입자를 검출 및 분석할 수 있다.Then, the nanoparticle-containing solution including the stop solution may be transferred to the recovery chamber 80 to measure optical density and the like. The nanoparticles of the solution transferred to the collection chamber 80 can be detected and analyzed in a fluorescence-labeled state, for example, using a fluorescence signal-based measurement method.

본 실시예의 경우, 기존의 나노 소포체를 96 well plate표면에 부착한 이후 검출하는 방식과 달리, 특정 챔버 안에 분리된 나노 소포체를 가둔 상태에서 검출하기 때문에 모든 항원을 단시간 내에 분석할 수 있다. 이와 같이, 본 실시예의 검출 방법은 biotin이 붙은 항체와 시그널을 증폭시키기 위한 streptavidin-HRP를 사용하고 있으며 labeling을 마친 후에 TMB를 주입하여 OD(optical density)를 측정할 수 있다.In this embodiment, unlike the conventional method in which nanoparticles are attached to the surface of a 96-well plate, the separated nanoparticles are detected in a specific chamber, so that all the antigens can be analyzed in a short time. As described above, the detection method of the present embodiment uses streptavidin-HRP to amplify biotin-labeled antibody and signal, and OD (optical density) can be measured by injecting TMB after labeling.

또한, 회수챔버(80)로 폐놀을 포함한 핵산 추출용 시약을 주입하여 나노 입자의 핵산 추출 작업을 수행하거나, 디스크(10)의 필터챔버(31)를 개방하여 여과막(34)을 분리한 후 외부에서 핵산 추출과정을 수행할 수 있다. In addition, the nucleic acid extraction operation of the nanoparticles is performed by injecting a nucleic acid extracting reagent containing waste water into the collection chamber 80, or the filter chamber 31 of the disk 10 is opened to separate the filtration membrane 34, The nucleic acid extraction process can be performed.

이와 같이, 하나의 디스크(10) 내에서 시료의 나노 입자 분리와 검출 또는 핵산 추출 작업까지도 일괄적으로 보다 간편하고 용이하게 수행할 수 있다.As described above, the separation and detection of the nanoparticles of the sample in the single disk 10 or the nucleic acid extraction operation can be collectively performed more simply and easily.

[실험예][Experimental Example]

도 7은 도 2의 실시예에 따른 장치를 이용하여 LNCaP(전립선암 세포주) 세포 배양액과 소변 샘플에서 나노 소포체를 분리 후 검출한 결과를 나타내고 있다.FIG. 7 shows the results of detecting and separating nano-vesicles from LNCaP (prostate cancer cell line) cell culture medium and urine sample using the apparatus according to the embodiment of FIG. 2. FIG.

도 7의 A 그래프는 두 개의 필터챔버에 구비된 여과막의 조합에 따른 나노 소포체 검출 결과를 나타내고 있다. 그래프는 각각 100-600nm, 20-200nm, 및 20-600nm 범위 내의 나노 소포체 회수 결과를 나타내고 있다. 그래프에서 필터Ⅰ은 도 2에서 예비챔버를 지칭하고 필터Ⅱ는 필터챔버를 지칭한다. 실험 결과, 20-600 nm 의 범위로 여과막을 조합하였을 때 나노 소포체가 가장 많이 검출되었다. A graph of FIG. 7 shows the detection results of the nanospores according to the combination of the filtration membranes provided in the two filter chambers. The graphs show the results of nanoparticle collection within the range of 100-600 nm, 20-200 nm, and 20-600 nm, respectively. Filter I in the graph refers to the preliminary chamber in Figure 2 and Filter II refers to the filter chamber. Experimental results show that nanofibers are the most abundant when the filtration membranes are combined in the range of 20-600 nm.

도 7의 B 그래프는 세포 배양액의 주입 볼륨을 늘릴 수록 나노 소포체의 CD9의 항원 발현량도 증가하는 양상을 보여준다. The graph B in FIG. 7 shows that as the volume of the cell culture fluid is increased, the amount of CD9 antigen expressed in the nanoembryonic cells increases.

도 7의 C 사진은 디스크(disc)에 정상인과 방광암환자의 소변 샘플 400㎕를 시료로 주입한 후 디스크를 구동하여 최종적으로 나노 소포체를 검출한 OD(optical density) 결과를 나타내고 있다. C 사진에서 N은 정상인에 대한 결과를 나타내며 , P는 방광암환자에 대한 결과를 나타낸다. 검출 결과, 본 장치를 통해 방광암환자의 소변 샘플로부터 충분히 나노 소포체를 검출할 수 있음을 확인할 수 있다.FIG. 7C shows optical density (OD) results obtained by injecting 400 μl of a urine sample of a normal human and a bladder cancer patient into a disc and driving the disc to finally detect the nanospores. In the C photograph, N represents the results for normal persons, and P represents the results for bladder cancer patients. As a result of the detection, it can be confirmed that the nanoparticle can be sufficiently detected from the urine sample of the bladder cancer patient through the device.

도 8은 본 실시예에 따른 장치와 종래 장치를 통한 나노 소포체 검출 결과를 비교하여 나타내고 있다. FIG. 8 shows a comparison between the detection result of the nano-vesicle by the device according to the present embodiment and the conventional device.

도 8에서 실시예에 대한 결과는 Exodisc로 표시되어 있으며, 도 2의 실시예에 따른 장치를 이용하여 정상인과 방광암환자의 소변 샘플에서 나노 소포체를 분리 후 검출한 결과를 나타내고 있다.The results of the example in FIG. 8 are shown as Exodisc, and the results of the detection and detection of the nano-vesicles in urine samples of normal and bladder cancer patients using the apparatus according to the embodiment of FIG. 2 are shown.

그리고, 도 8에서 비교예들은 UC와 Exospin으로 표시되어 있으며, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다. UC로 표시된 그래프는 기존에 많이 이용되는 방법인 초원심분리(UC;ultracentrifugation)를 통해 나노 소포체를 분리하여 96 well plate를 통한 ELISA 검출 방법으로 검출한 결과이다. Exospin으로 표시된 그래프는 상용화키트은 Exospin으로 분리된 나노 소포체를 96 well plate를 통한 ELISA 검출 방법으로 검출한 결과이다. 비교예들 역시 실시예와 동일하게 정상인과 방광암 환자의 소변 샘플에서 나노 소포체를 분리하여 검출하였다. 분리된 나노 소포체는 나노 소포체에서 발현되는 단백질 마커인 CD9와 CD81을 통해 검출하였다. In FIG. 8, the comparative examples are denoted by UC and Exospin, and show detection results according to the conventional technique compared with the embodiment. The graph labeled UC is the result of detection of nano-vesicles by ultracentrifugation (UC), which is a widely used method, by ELISA detection method on a 96-well plate. In the exospin graph, the commercial kit was obtained by detecting the exospin-separated nanospores by ELISA detection method on a 96-well plate. As in the case of the comparative examples, the nano-vesicles were separated and detected in urine samples of normal and bladder cancer patients. The isolated nanospores were detected by CD9 and CD81, the protein markers expressed in the nanospores.

실험 결과, 실시예에서 방광암환자(n=5)의 소변 샘플에서 분리된 나노 소포체가 정상인(n=5)보다 높은 양상으로 나타남을 확인할 수 있다. 이에, 본 장치를 통해 방광암환자의 소변 샘플로부터 충분히 나노 소포체를 검출할 수 있음을 확인할 수 있다.As a result of the experiment, it can be confirmed that the nanoparticles separated from the urine sample of the bladder cancer patient (n = 5) are higher than the normal (n = 5). Thus, it can be confirmed that the device can sufficiently detect the nano-vesicles from the urine sample of the bladder cancer patient.

또한, 종래 기술에 따른 비교예들과 비교하여, 실시예의 경우 방광암환자에 대한 나노 소포체 검출값이 더 높게 나타남을 확인할 수 있다. 이에, 본 실시예의 나노 입자 검출 효과가 종래와 비교하여 월등히 향상되었음을 알 수 있다.Also, as compared with the comparative examples according to the prior art, it can be confirmed that the detection value of the nanospores for bladder cancer patients is higher in the case of the examples. Thus, it can be seen that the nanoparticle detection effect of the present embodiment is remarkably improved as compared with the conventional art.

도 9는 본 실시예에 따른 장치와 종래 장치를 통한 나노 소포체의 핵산 검출 결과를 비교하여 나타내고 있다. FIG. 9 shows the nucleic acid detection results of the nanofibers through a device according to the present embodiment and a conventional device.

도 9에서 실시예에 대한 결과는 Exodisc로 표시되어 있으며, 도 2의 실시예에 따른 장치를 이용하여 LNCaP(전립선암 세포주) 세포배양액에서 나노 소포체를 분리 후 페놀 성분의 시약을 주입하여 핵산을 추출하고 검출한 결과를 나타내고 있다.9, the results are shown in Exodisc, and the apparatus according to the embodiment of FIG. 2 is used to separate the nanospheres from the LNCaP (prostate cancer cell line) cell culture medium. Then, the phenol component reagent is injected to extract the nucleic acid And the results are shown.

그리고, 도 9에서 비교예들은 UC와 Exospin으로 표시되어 있으며, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다. UC와 Exospin은 위에서 설명한 바와 동일하다. 비교예들 역시 실시예와 동일하게 LNCaP(전립선암 세포주) 세포배양액에서 나노 소포체를 분리하고, 폐놀 성분의 시약을 주입하여 핵산을 추출하고 검출하였다.In FIG. 9, comparative examples are indicated by UC and Exospin, and the results of detection according to the conventional technique are shown in comparison with the embodiment. UC and Exospin are the same as described above. Comparative Examples In the same manner as in the Examples, the nanospheres were separated from the LNCaP (prostate cancer cell line) cell culture medium, and the nucleic acid was extracted and detected by injecting a reagent of the worm component.

도 9의 A 그래프는 bioanalyzer를 이용한 RNA 전기영동 결과를 나타내고 있다. 실험예와 비교예에 의해 분리된 나노 소포체로부터 RNA의 크기와 농도를 분석하였다. 실험 결과, 실시예와 비교예들 모두 같은 크기 양상을 보였으며 나노 소포체와 연관된 250 nt 이하의 많은 RNA가 추출되었다. 또한, RNA 농도 검출 결과에 있어서 본 실시예의 검출 장치를 이용하여 분리한 나노 소포체의 경우 핵산 추출 결과, 비교예들보다 더 높은 RNA 농도를 나타내 검출 효과를 증대할 수 있음을 확인할 수 있다.A graph in FIG. 9 shows the result of RNA electrophoresis using bioanalyzer. The size and concentration of RNA from the isolated nanosomes were analyzed by the experimental and comparative examples. As a result, both the examples and the comparative examples showed the same size pattern and a large amount of RNA of 250 nt or less associated with the nanospores was extracted. In addition, in the case of the RNA concentration detection result, in the case of the nanofibers isolated using the detection device of the present embodiment, the nucleic acid extraction result shows higher RNA concentration than the comparative examples, and the detection effect can be increased.

도 9의 B 그래프는 추출한 핵산으로 RT-PCR 을 통해 GAPDH, CD9, PSA, PSMA의 검출 CT 값을 나타내고 있다. The graph B in FIG. 9 shows the detected C T values of GAPDH, CD9, PSA and PSMA by RT-PCR with the extracted nucleic acid.

도 9의 B 그래프에서, GAPDH는 house keeping gene, CD9는 나노소포체 검출 마거, PSA(prostate-specific antigen)는 전립선암 검출에 사용되는 마커, PSMA(prostate-specific membrane antigen)은 전립선암 검출에 사용되는 마커를 나타내고, CT는 값이 낮을수록 고농도를 의미한다. 예를 들어, CT 값이 7 차이나면, 27으로 128배를 의미한다. In FIG. 9B, GAPDH is a house keeping gene, CD9 is a nanoparticle detection marker, PSA (prostate-specific antigen) is a marker used for detecting prostate cancer, and prostate-specific membrane antigen (PSMA) , And C T means a higher concentration as the value is lower. For example, if the C T value is 7, it means 2 7 to 128 times.

도 9의 B 그래프에 나타낸 바와 같이, Real time-PCR 결과, 본 실시예에 따른 검출 장치를 이용한 경우 나노 소포체의 GAPDH, CD9, PSA, PSMA의 mRNA가 비교예인 종래 UC 대비 100배 이상 높은 농도를 나타냄을 확인할 수 있다.As shown in the graph B of FIG. 9, when the detection device according to the present embodiment was used as a result of real time-PCR, the concentration of GAPDH, CD9, PSA, PSMA of the nano-vesicles was 100 times higher than that of the conventional UC Can be confirmed.

즉, 본 실시예의 경우 비교예인 초원심분리(UC) 대비, GAPDH : 169배, CD9 : 158배, PSA : 111배, PSMA : 208배의 차이가 나는 것을 알 수 있다. 이에, 본 실시예의 경우 종래와 비교예들과 비교하여 검출 효과를 보다 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.That is, it can be seen that the difference of GAPDH: 169 times, CD9: 158 times, PSA: 111 times, and PSMA: 208 times are different from the ultracentrifugation (UC) of the comparative example in this embodiment. Thus, it can be seen that the detection effect of the present embodiment can be further enhanced as compared with the conventional and comparative examples.

도 9의 C 그래프는 CT 값을 바탕으로 초원심분리기법인 UC 대비 상대 발현양을 비교하여 나타내고 있다. 실험 결과, 4 가지 유전자 모두 본 실시예의 검출 장치를 이용한 경우, 비교예보다 더 높은 검출양이 나타남을 확인할 수 있다. 이에, 본 실시예의 경우 핵산 검출 효과에 있어서도 종래와 비교하여 월등히 향상되었음을 알 수 있다. The graph C in FIG. 9 shows the relative amount of expression relative to UC, which is an ultracentrifugation method, based on the CT value. As a result of the experiment, it can be confirmed that a higher detection amount is obtained than the comparative example when all four genes use the detection apparatus of this embodiment. Thus, it can be seen that the nucleic acid detection effect of the present embodiment is significantly improved as compared with the conventional method.

도 9의 D 그래프는 PCR 산물을 전기 영동한 이미지를 나타내고 있다. 도 9의 D 그래프는 C 그래프와 같은 PCR 산물을 전기 영동한 이미지이다. The graph D in FIG. 9 shows an image obtained by electrophoresis of PCR products. The graph D in FIG. 9 is an image obtained by electrophoresis of PCR products such as the C graph.

실험 결과, 4 가지 유전자 모두 본 실시예의 검출 장치를 이용한 경우 비교예들보다 더 높은 검출양이 나타남을 확인할 수 있다.As a result of the experiment, it is confirmed that the detection amounts of all four genes are higher than those of the comparative examples using the detection apparatus of this embodiment.

도 10은 본 실시예에 따른 장치와 종래 장치를 이용하여 나노 소포체를 분리 후 검출한 결과를 나타내고 있다.FIG. 10 shows the result of detection and detection of the nanospores using the apparatus and the conventional apparatus according to the present embodiment.

본 실험은 LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 혈장 100 microliter에 spike하여 이루어졌다. spike 이후의 초기 나노입자수는 3.98(±±0.16) E10/mL이고 총 단백질은 66.45 (±±0.095) mg/mL 이다.This experiment was performed by spiking LNCaP cell-derived nanospores at 100 microliter of plasma. The initial number of nanoparticles after spike was 3.98 (± ± 0.16) E10 / mL and the total protein was 66.45 (± ± 0.095) mg / mL.

먼저, 실험을 통해 본 실시예에 따른 장치의 여과막 기공 크기와 디스크 회전속도에 대한 최적화 값을 구하였다.First, optimization values for the filter pore size and disk rotation speed of the apparatus according to the present embodiment were obtained through experiments.

도 10의 A 그래프는 여과막의 기공 크기와 본 실시예에 따른 디스크(disc) 회전 속도 조합에 따른 나노소포체 검출 결과를 나타내고 있다. 그래프는 각각 20nm 3000 rpm (364 G) 및 100 nm, 1000 rpm (40 G) 조합 조건에서의 NTA에 의한 나노 입자 회수 결과를 나타내고 있다. 그래프 내에 파란색 선은, LNCaP 세포 배양액 유래 나노 소포체를 spike 하지 않은 혈장을 대조군으로 하여 나노 소포체를 검출한 결과를 나타낸다. 실험 결과, 종래의 소변 샘플에서 나노 소포체를 분리할 때의 조건인, 20 nm 3000 rpm (364 G) 의 조건으로 나노 입자를 분리하였을 때, 나노 입자가 가장 많이 검출되었다. 하지만, human plasma의 경우 혈액 내에 순수한 나노 소포체 외의 지질 및 단백질 나노 입자가 불순물로 다량 존재하기 때문에, 20 nm 기공을 이용한 경우 검출된 나노 입자의 대부분이 지질 및 단백질 입자로 이루어진 것으로 보인다.The graph A in FIG. 10 shows the results of detection of the nanospores according to the combination of the pore size of the filtration membrane and the rotation speed of the disc according to the present embodiment. The graph shows the results of nanoparticle recovery by NTA at 20 nm 3000 rpm (364 G) and 100 nm, 1000 rpm (40 G) combination conditions, respectively. The blue line in the graph shows the result of detecting the nanospores using a plasma not spiked with LNCaP cell culture solution-derived nanospores as a control. As a result of the experiment, when nanoparticles were separated under conditions of 20 nm 3000 rpm (364 G), which is a condition for separating the nanofibers from a conventional urine sample, nanoparticles were detected the most. However, in the case of human plasma, lipid and protein nanoparticles other than pure nanoparticles are present in the blood in a large amount as impurities. Therefore, when 20 nm pore is used, most of the detected nanoparticles are composed of lipid and protein particles.

도 10의 B 그래프는 여과막의 기공 크기와 본 실시예에 따른 디스크(disc) 회전 속도 조합에 따른 총 단백질 검출 결과를 나타내고 있다. 그래프는 각각 20 nm 3000 rpm (364 G), 100 nm 3000 rpm (364 G) 및 100 nm 1000 rpm (40G) 조합 조건에서의 BCA에 의한 총 단백질 검출 결과를 나타내고 있다. 실험 결과, 20 nm 3000 rpm (364 G) 의 조건으로 나노 입자를 분리하였을 때, 총 단백질이 가장 많이 검출되었다. 즉, 20nm 의 기공 크기와 300rpm의 회전속도의 경우, NTA를 사용하여 측정하였을 때 나노 입자의 개수가 많은 것으로 나타나나, BCA로 측정한 결과 총 단백질량도 많아서 순도(purity)가 떨어지는 것을 알 수 있다. The graph B in FIG. 10 shows the result of total protein detection according to the combination of the pore size of the filtration membrane and the rotation speed of the disc according to the present embodiment. The graph shows the total protein detection results by BCA at 20 nm 3000 rpm (364 G), 100 nm 3000 rpm (364 G) and 100 nm 1000 rpm (40 G) combination conditions. As a result of the experiment, the total protein was detected the most when the nanoparticles were separated under conditions of 20 nm 3000 rpm (364 G). That is, when the pore size of 20 nm and the rotation speed of 300 rpm were measured using NTA, the number of nanoparticles was found to be large. However, as measured by BCA, the purity was found to be low due to a large total protein amount have.

상기 실험 결과에 따라, 20 nm 3000 rpm (364 G) 조건의 경우, 100 nm 1000 rpm (40 G) 조건의 경우보다 나노 소포체 분리 순도가 낮은 것을 확인할 수 있다.According to the results of the experiment, the purity of the nanospores was lower than that of the case of 100 nm at 1000 rpm (40 G) under the condition of 20 nm 3000 rpm (364 G).

도 10의 C 그래프는 본 실시예의 여과막 기공 크기와 디스크(disc) 회전 속도 조합에 따른 분리된 나노 소포체 샘플의 순도를 나타낸다. 실험 결과, 100 nm 1000 rpm (40 G) 의 조건이, 가장 높은 순도로 나노 소포체를 분리함을 확인할 수 있다.The graph C in FIG. 10 shows the purity of the separated nanofibrous sample according to the combination of the filtration membrane pore size and disc rotation speed of the present embodiment. As a result of the experiment, it was confirmed that the conditions of 100 nm and 1000 rpm (40 G) separated the nanoparticles with the highest purity.

도 10의 D 그래프는 여과막의 기공 크기와 본 실시예에 따른 디스크(disc) 회전 속도 조합에 따른, 암 검출에 사용되는 마커 (EpCAM)와 나노 소포체 검출 마커 (CD81)의 검출 결과를 나타낸다. 실험 결과, 100 nm 1000 rpm (40 G) 조건에서 총 나노 소포체 및 암 세포 유래 나노 소포체가 가장 많이 검출되어, 나노 입자를 많이 잃어버리지 않으면서도 순도가 높은 나노 입자를 회수할 수 있음을 알 수 있다.The graph D in FIG. 10 shows the detection results of the marker (EpCAM) and the nanosporter detection marker (CD81) used for detecting the cancer, in accordance with the combination of the pore size of the filtration membrane and the disc rotation speed according to this embodiment. As a result, it was found that the nanoparticles of total nanoparticles and cancerous cells were most detected at 100 nm at 1000 rpm (40 G), and the nanoparticles having high purity can be recovered without losing much nanoparticles .

도 10의 E 그래프는 본 실시예와 비교예의 나노 소포체 회수율을 나타내고 있다.The graph E in FIG. 10 shows the recovery rate of the nanocomposite of this embodiment and the comparative example.

도 10의 E 그래프에서 실시예에 대한 결과는 DISC로 표시되어 있고, 여과막의 기공 크기와 디스크 회전 속도에 따라 구분되어 각각 검출 결과를 나타내고 있다. 비교예는 UC(ultracentrifugation)로 표시되어, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다.In the graph E in FIG. 10, the results of the examples are indicated by DISC, and the detection results are shown by the pore size of the filtration membrane and the disk rotation speed, respectively. The comparative example is indicated by UC (ultracentrifugation), and shows the detection result according to the conventional technique compared with the embodiment.

초기 LNCaP 세포유래 나노 소포체는 CD9/CD81 (CD9 capture/CD81 detection) 검출 시에 1.34의 OD값을 나타내었다. 혈장에 나노 소포체를 spike 해서 종래 장치로 실험한 결과, 20 nm 3000 rpm (364 G) 조건에서 1.18의 OD를 나타냈고, 100 nm 1000 rpm (40 G) 조건에서 1.12의 OD값을 나타내었다. 즉, 실험 결과 도 10의 E 그래프에서 나타낸 바와 같이, 종래의 나노 소포체 표준 분리 방법인 Ultracentrifuge (UC)로 분리한 경우보다, 본 실시예에 따른 디스크(disc)에서 20 nm 3000 rpm (364 G) 및 100 nm 1000 rpm (40G) 조건으로 분리 한 경우 80% 이상의 우수한 회수율을 보임을 확인하였다. The initial LNCaP cell-derived nanoembryonic cells exhibited an OD value of 1.34 upon detection of CD9 / CD81 (CD9 capture / CD81 detection). As a result of experiments with conventional apparatus spiking nano-vesicles on plasma, OD of 1.18 at 20 nm 3000 rpm (364 G) and OD of 1.12 at 100 nm 1000 rpm (40 G) were obtained. That is, as shown in the graph E of FIG. 10, when the disc according to the present embodiment is irradiated with light of 20 nm at 3000 rpm (364 G), as compared with the conventional method of separating into the ultracentrifuge (UC) And 100 nm at 1000 rpm (40G), respectively.

도 11은 본 실시예에 따른 장치에 100 nm 기공 크기를 가지는 여과막을 이용하여 나노 소포체를 분리 후 검출한 결과를 나타내고 있다. FIG. 11 shows the results of separation and detection of nanospores using a filtration membrane having a pore size of 100 nm in the apparatus according to the present embodiment.

실험은, LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 혈장 100 microliter에 spike하여 이루어졌다. spike 이후의 초기 나노 입자수는 6.34(±±0.12) E10/mL 이다.The experiment was performed by spiking LNCaP cell-derived nanospores at 100 microliter of plasma. The initial number of nanoparticles after spike was 6.34 (± A 0.12) E10 / mL.

도 11의 그래프는 각각 600 rpm (15 G), 900 rpm (33 G), 1200 rpm (58 G), 1800 rpm (131 G) 및 2400 rpm (233 G)의 디스크(disc) 회전 속도에 따른 나노 소포체 검출 결과를 나타내고 있다.The graph of FIG. 11 shows the nano-scale characteristics of the disk according to the disk rotation speed of 600 rpm (15 G), 900 rpm (33 G), 1200 rpm (58 G), 1800 rpm (131 G) and 2400 rpm The results of ER detection are shown.

도 11의 A 그래프는 디스크 회전 속도에 따른 나노 입자의 개수를 나타낸다. 실험 결과, 900 rpm (33 G)에서부터 회전 속도를 증가시킬수록 나노 입자의 개수가 감소하는 양상을 보여준다.The graph A in FIG. 11 shows the number of nanoparticles according to the rotational speed of the disk. The experimental results show that the number of nanoparticles decreases as the rotation speed increases from 900 rpm (33 G).

도 11의 B 그래프는 디스크 회전 속도에 따른 총 단백질 량을 나타낸다. 실험 결과, 900 rpm (33G)에서부터 회전 속도를 증가시킬수록 총 단백질 량이 감소하는 양상을 보여준다.The graph B in FIG. 11 shows the total protein amount according to the disk rotation speed. Experimental results show that the total protein content decreases as the rotation speed is increased from 900 rpm (33G).

도 11의 C 그래프는 디스크 회전 속도에 따른 나노 소포체 분리 시간 (좌측, Open circles) 및 순도(우측, Closed squares)를 나타낸다. 실험 결과, 600 rpm (15 G)에서부터 회전 속도를 증가시킬수록 나노 소포체 분리 시간이 감소하는 양상을 보여주고, 600 rpm (15 G) 내지 1200 rpm (58 G) 범위에서 높은 순도를 나타내고, 1800 rpm (131 G)에서부터는 순도가 점차 감소하는 양상을 보여준다. The graph C in FIG. 11 shows the time (left side, open circles) and purity (right side, closed squares) of the nanofibers according to the disk rotation speed. As a result, the separation time of nanofibers decreased with increasing the rotation speed from 600 rpm (15 G), and showed high purity in the range of 600 rpm (15 G) to 1200 rpm (58 G) (131 G), the purity gradually decreases.

도 11의 D 그래프는 디스크 회전 속도에 따른 나노 소포체 표면의 CD81 항원 발현량을 나타낸다. 실험 결과, 600rpm (15 G) 내지 1200 rpm (58 G) 범위에서 비교적 높은 CD81 항원 발현량을 보이고, 1800 rpm (131 G)에서부터는 급격히 감소하는 양상을 보여준다. The graph D in FIG. 11 shows the amount of CD81 antigen expressed on the surface of the nanosome according to the rotation speed of the disk. Experimental results show that CD81 antigen expression is relatively high in the range of 600 rpm (15 G) to 1200 rpm (58 G), and rapidly decreases from 1800 rpm (131 G).

도 11을 통해 종합적으로 확인해 볼 때, 회전 속도가 900rpm (33 G) 내지 1200 rpm (58 G) 범위에서 우수한 회수율, 순도, 짧은 분리시간을 확보할 수 있음을 확인 할 수 있다.11, it can be confirmed that a good recovery rate, purity and short separation time can be secured at a rotation speed in the range of 900 rpm (33 G) to 1200 rpm (58 G).

도 12는 본 실시예와 비교예에 대한 나노 소포체 분리 후 검출 결과를 나타내고 있다.Fig. 12 shows the detection results of the nanofibers after separation according to the present embodiment and the comparative example.

도 12에서 실시예에 대한 결과는 Disc 로 표시되어 있다. 실시예는 100 nm 기공 크기를 가지는 여과막을 구비한 디스크를 900 rpm (33 G) 조건으로 동작하여 나노 소포체를 분리한 후 검출한 결과를 나타내고 있다. 비교예는 UC(ultracentrifugation)로 표시되어, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다.In FIG. 12, the results for the embodiment are indicated by Disc. In this example, a disk having a filtration membrane having a pore size of 100 nm is operated at 900 rpm (33 G) to detect the result of separating the nanospores. The comparative example is indicated by UC (ultracentrifugation), and shows the detection result according to the conventional technique compared with the embodiment.

실험은 실시예와 비교예 모두 동일하게 LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 혈장에 spike하여 이루어졌다. spike 이후의 초기 나노 입자수는 6.34(±±0.12) E10/mL 이다.The experiment was carried out by spiking the plasma from the LNCaP cell-derived nanospores in both of the examples and the comparative examples. The initial number of nanoparticles after spike was 6.34 (± A 0.12) E10 / mL.

도 12의 A 그래프는 검출된 나노 소포체의 개수를 나타내고 있다. 도 12의 A 그래프에 나타낸 바와 같이, 실시예의 경우 LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 spike한 혈장의 주입부피의 따라 분리한 입자 수가, 5 microliter 내지 200 microliter 범위에서 선형 관계 (linear relationship)로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이에, 실시예의 경우 비교예인 UC와 비교하여 더 많은 개수로 나노 입자를 분리할 수 있어 보다 우수함을 알 수 있다.A graph in Fig. 12 shows the number of detected nanospores. As shown in the graph A of FIG. 12, in the examples, it was confirmed that the number of particles separated according to the injection volume of plasma spiked with LNCaP cell-derived nanospores increased linearly in a range of 5 microliter to 200 microliter . Therefore, it can be seen that, in the case of the embodiment, more number of nanoparticles can be separated as compared with the UC of the comparative example.

도 12의 B 그래프는 검출된 나노 소포체의 ELISA에 의한 표면 단백질 정량 분석 결과를 나타내고 있다. 도 12의 B 그래프에 나타낸 바와 같이, 실시예의 경우 LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 spike 한 혈장의 주입부피의 따라 나노 소포체 표면의 CD9/CD81 (CD9 capture/CD81 detection) 발현량이, 5 microliter 내지 200 microliter 범위에서 선형 관계로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이에, 실시예의 경우 비교예인 UC와 비교하여, 더 높은 발현량을 보이는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예의 디스크(disc)를 활용하여 혈액 내 나노소포체의 정량 분석이 가능하다.The graph B in FIG. 12 shows the results of quantitative analysis of surface proteins by ELISA of the detected nanosomes. As shown in the graph B of FIG. 12, in the case of the example, the amount of expression of CD9 / CD81 (CD9 capture / CD81 detection) on the surface of the nanospheres varies from 5 microliter to 200 microliter according to the volume of injection of plasma spiked with LNCaP cell- In the linear relationship. Thus, in the case of the example, a higher expression amount is shown as compared with the UC of the comparative example. Therefore, it is possible to quantitatively analyze the nano-vesicles in the blood using the disc of this embodiment.

도 12의 C 그래프는 나노 소포체 유래 RNA를 분리한 결과를 나타내고 있다. The graph C in FIG. 12 shows the result of separating the RNA derived from the nanofibers.

실험은 실시예와 비교예 모두 동일하게 LNCaP 세포 유래 나노 소포체를 혈장 100 microliter에 spike하고, 나노 소포체를 분리한 후 페놀 성분의 시약을 주입하여 나노 소포체 유래 RNA를 추출하여 이루어졌다. Bioanalyzer를 이용하고, 추출한 RNA를 전기영동하여 RNA의 크기와 농도를 분석하였다. In the experiment, the nanoparticles derived from LNCaP cells were spiked with 100 microliter of plasma, and the nanoparticles were separated and the phenol component reagent was injected to extract the RNA from the nanoparticles. The size and concentration of RNA were analyzed by using Bioanalyzer and electrophoresis of extracted RNA.

도 12의 C 그래프에 나타낸 바와 같이, 실험 결과, 실시예와 비교예들 모두 같은 크기 양상을 보였으며 나노 소포체와 연관된 250 nt 이하의 많은 RNA가 추출되었다. 또한, RNA 농도 검출 결과에 있어서 본 실시예의 검출 장치를 이용하여 분리한 나노 소포체 핵산 추출 결과, 비교예들보다 더 높은 RNA 농도를 나타내 검출 효과를 증대할 수 있음을 확인 할 수 있다. 이와 같이, 나노 소포체 유래 RNA를 분리한 결과에서도 비교예인 UC에서는 RNA 검출이 어려운 반면, 실시예의 디스크를 이용하여 분리한 샘플에서는 Exosomal RNA가 검출됨을 확인할 수 있다.As shown in the graph C of FIG. 12, the results of the experiment showed that both the examples and the comparative examples showed the same size pattern, and a large amount of RNA of 250 nt or less associated with the nanoembryonic was extracted. In addition, as a result of RNA concentration detection, it was confirmed that the extraction efficiency of the RNA was higher than that of the comparative examples, as a result of the extraction of the nano-deficient nucleic acid separated using the detection device of the present embodiment. As described above, even when the RNA derived from the nanofibers is separated, it is difficult to detect the RNA in the UC of the comparative example, whereas the exosomal RNA is detected in the sample separated using the disk of the embodiment.

도 13은 실시예의 조건 별로, 정상인 혈장과 암 환자의 혈장 200 microliter 로부터 분리한 나노 소포체의 검출결과를 종래와 비교하여 나타낸다. 도 13에서 H는 정상인 혈장, L은 폐암환자의 혈장, S는 위암환자의 혈장을 의미한다. FIG. 13 shows the results of detection of nanospores isolated from 200 microliter plasma of normal plasma and cancer patients according to the conditions of the embodiment, in comparison with the conventional method. 13, H means normal plasma, L means plasma of lung cancer patients, and S means plasma of gastric cancer patients.

도 13에서 실시예에 대한 결과는 Disc 로 표시되어 있다. Disc-20은 20nm의 기공 크기를 갖는 여과막을 구비한 디스크를 3000rpm(364 G)으로 회전 구동한 조건에서의 실험 결과를 나타내고, Disc-100은 100nm의 기공 크기를 갖는 여과막을 구비한 디스크를 1200rpm (58 G)으로 회전 구동한 조건에서의 실험 결과를 나타낸다. 비교예는 UC(ultracentrifugation)로 표시되어, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다.The results for the embodiment in FIG. 13 are denoted as Disc. Disc-20 represents a test result under the condition that a disk having a filtration membrane having a pore size of 20 nm is rotated at 3000 rpm (364 G). Disc-100 is a disk having a filtration membrane having a pore size of 100 nm, (58 G). The results are shown in Fig. The comparative example is indicated by UC (ultracentrifugation), and shows the detection result according to the conventional technique compared with the embodiment.

도 13의 그래프 A는 나노 소포체 분리 방법에 따른 총 단백질량을 나타낸다. 실험 결과, 20 nm 3000 rpm (364 G) 조건으로 실시된 Disc-20 실시예에서 총 단백질량이 가장 높았고, 비교예인 UC 및 Disc-100(100 nm 1200 rpm (58 G))의 경우에는 유사하게 총 단백질량이 낮았다. Graph A in FIG. 13 shows the total protein amount according to the method of separating nano-cells. Experimental results showed that the total protein content was the highest in the Disc-20 example performed at 20 nm at 3000 rpm (364 G), and similarly for the UC and Disc-100 (100 nm 1200 rpm (58 G) The amount of protein was low.

도 13의 그래프 B는 나노 소포체 분리 방법에 따른 나노 입자 회수 결과를 나타내고 있다. 실험 결과, 20 nm 3000 rpm (364 G) 조건으로 실시된 Disc-20 실시예에서 가장 많은 양의 나노 입자가 회수가 되었지만, 정상인 샘플과 암환자 샘플간의 나노 입자 개수의 차이를 보이지 않았다. 100 nm 1200 rpm (58 G) 조건으로 실시된 disc-100 실시예에서는 비교예인 UC 보다 많은 양의 나노 입자가 회수되었고, 정상인 샘플과 암환자 샘플간의 나노 입자 개수의 차이를 보였다.Graph B in Fig. 13 shows the result of nanoparticle recovery according to the method of separating nanofibers. As a result, the largest amount of nanoparticles was recovered in the Disc-20 example performed at 20 nm at 3000 rpm (364 G), but no difference in the number of nanoparticles between the normal sample and the cancer patient sample was observed. In the disc-100 example conducted at 100 nm at 1200 rpm (58 G), a larger amount of nanoparticles than the comparative UC was recovered and showed a difference in the number of nanoparticles between a normal sample and a cancer patient sample.

도 13의 그래프 C는 나노 소포체 분리 방법에 따른 나노 입자의 순도를 나타낸다. 실험 결과, 모든 샘플 군에서, 100 nm 1200 rpm (58 G) 조건으로 실시된 disc-100 실시예의 경우 가장 높은 순도를 나타내었다.Graph C in FIG. 13 shows the purity of the nanoparticles according to the method of separating nanofibers. Experimental results showed the highest purity in the disc-100 example performed at 100 nm at 1200 rpm (58 G) in all the sample groups.

도 13의 그래프 D는 나노 소포체 분리 방법에 따른 나노 소포체 표면의 암 검출에 사용되는 마커(EpCAM)의 발현량을 나타낸다. 실험 결과, 비교예인 UC 분리 방법과 비교하였을 때, 실시예인 Disc-20과 Disc-100 모두 전체적으로 높은 항원 발현량이 나타났고, 정상인 환자와 암 환자간의 큰EpCAM 항원 발현량 차이를 보였다. Graph D in FIG. 13 shows the expression amount of a marker (EpCAM) used for cancer detection on the surface of the nano-embryo according to the method of separating nano-cells. As a result of comparison with the comparative UC separation method, both Disc-20 and Disc-100 exhibited a high antigen expression level and showed a large amount of EpCAM antigen expression between normal and cancer patients.

도 13의 A,B,C,D 그래프에 나타낸 바와 같이, 4가지 실험을 통해 환자 혈액 유래 나노 소포체를 총 단백질량(BCA), 총 나노 입자수(NTA), 순도(NTA로 측정한 나노 입자수를 BCA로 측정한 총단백질량으로 나눈 값), ELISA로 분석한 나노 소포체 표면 마커 결과, Disc-100 실시예에서 우수한 결과가 나타남을 확인할 수 있다. As shown in the graphs of A, B, C and D in FIG. 13, the patient blood-derived nanospores were analyzed by four experiments to measure total protein amount (BCA), total nanoparticle number (NTA), purity Number divided by the total protein amount measured by BCA). As a result of the nano-vesicle surface markers analyzed by ELISA, it can be confirmed that the Disc-100 example shows excellent results.

도 14는 본 실시예에 따른 장치와 종래 장치를 통한 나노 소포체 검출 결과의 검출 CT값을 비교하여 나타내고 있다. 실험은, 200 microliter의 정상인 혈장으로부터 분리된 혈액 유래 나노 소포체의 핵산을 추출하고 real-time PCR 로 검출하여 이루어졌다.Fig. 14 shows CT values of nano-vesicle detection results obtained by comparing the apparatus according to the present embodiment with a conventional apparatus. The experiment was performed by extracting nucleic acid from blood-derived nanospores isolated from normal plasma of 200 microliter and detecting by real-time PCR.

도 14에서 실시예에 대한 결과는 Exodisc로 표시되어 있으며, 비교예들은 UC와 Exospin으로 표시되어 있고, 실시예와 비교되는 종래의 기술에 따른 검출 결과를 나타내고 있다. In FIG. 14, the results for the embodiment are shown as Exodisc, and the comparative examples are shown as UC and Exospin, which show the detection results according to the conventional technique compared with the embodiment.

실험결과, 본 실시예의 따른 장치를 사용한 경우, 비교예의 UC 및 Exospin의 경우보다, 나노 소포체 표면 항원 CD81, CD63, CD9의 발현량 및 검출율이 월등히 높았다.As a result of the experiment, when the device according to the present embodiment was used, the expression amount and detection rate of nanosomal surface antigen CD81, CD63, and CD9 were much higher than those of UC and Exospin of the comparative example.

도 15는 본 실시예에 따른 장치를 이용하고, Proteinase K 용액을 이용한 샘플 전처리 단계를 거친 혈장과 전처리 단계를 거치지 않은 혈장으로부터 혈액 유래 나노 소포체의 핵산을 추출하고 real-time PCR (RT-PCR)로 검출한 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 15 is a graph showing the results of real-time PCR (RT-PCR) using the apparatus according to the present embodiment, extracting nucleic acid of blood-derived nano-vesicle from plasma that has undergone sample preprocessing step with Proteinase K solution and plasma not subjected to the pre- As shown in FIG.

실험은 본 실시예에 따른 장치를 이용하여 200 microliter의 정상인 혈장으로부터 분리된 나노 소포체에서 핵산을 추출하여 이루어졌다. 도 15의 그래프는 본 실시예에 따라 추출한 핵산으로 RT-PCR을 통해 GAPDH (House keeping gene), CD9, CD63, CD81 (나노 소포체 검출 마커)의 검출 CT 값을 나타내고 있다. The experiment was performed by extracting the nucleic acid from the nanoparticles separated from the normal plasma of 200 microliter using the apparatus according to the present embodiment. The graph of FIG. 15 shows the CT values of GAPDH (House keeping gene), CD9, CD63, and CD81 (nanoembradent detection markers) detected by RT-PCR using the nucleic acid extracted according to the present embodiment.

실험 결과에 나타난 바와 같이, Proteinase K(단백질을 분해하는 효소)을 이용하여 샘플 전처리 과정을 거치는 경우, 처리하지 않은 plasma 샘플에 비해 5배 정도 높은 mRNA 발현량이 나타났다. 즉 혈장 내에 존재하는, 나노 소포체 외의 다른 단백질이 핵산 검출 결과에 영향을 줄 수 있음을 의미하고, Proteinase K를 이용한 샘플 전처리 과정에 의해 핵산 증폭 성능이 개선됨을 확인할 수 있다.As shown in the experimental results, when the sample was pretreated with Proteinase K (protein degrading enzyme), the amount of mRNA expression was about 5 times higher than that of untreated plasma sample. In other words, it means that proteins other than nanoembryonic proteins present in plasma can affect the nucleic acid detection result, and it can be confirmed that the nucleic acid amplification performance is improved by the sample pretreatment using Proteinase K.

도 16은 도 5의 실시예에 따른 장치를 이용하여 BT474(유방암 세포주) 세포배양액에서 나노소포체를 크기 차이에 따라 분리하고, 각 크기 분포를 가지는 나노소포체 fraction의 표면 단백질을 분석한 그래프이다. FIG. 16 is a graph showing the analysis of the surface proteins of the nanosuspension fraction having different size distributions by separating the nanospores according to the size difference in the cell culture of BT474 (breast cancer cell line) using the apparatus according to the embodiment of FIG.

예를 들어, 기공크기 20 nm 및 600 nm를 가지는 2개의 여과막을 사용하는 구조의 경우, 20 nm AAO 필터 위에는 크기가 20nm-600nm 범위의 모든 나노입자의 혼합물이 존재하게 되고, 이 나노입자의 표면 단백질 및 분자특성은 도 7 도 9에 나타난 바와 같다.For example, for a structure using two filtration membranes with pore sizes of 20 nm and 600 nm, a mixture of all nanoparticles ranging in size from 20 nm to 600 nm is present on the 20 nm AAO filter, Protein and molecular characteristics are shown in FIG. 7, FIG.

이와 같이, 나노 입자를 크기 차이에 의해 분리하여 각 크기 분포를 가지는 나노 입자에 대한 분석을 분리 수행할 수 있다. Thus, the nanoparticles can be separated by size difference, and the analysis of nanoparticles having respective size distributions can be performed separately.

본 실험에서는, 도 5의 실시예와 같이 기공크기가 200nm, 100nm, 20nm인 AAO 여과막을 순차적으로 구비한 디스크를 이용하여, 각 여과막에 회수된 나노입자의 크기를 분석하였다. 도 16의 A 그래프는 세 개의 필터챔버에 구비된 여과막의 조합에 따른 나노 소포체 분리 결과를 나타내고 있다. A 그래프에서 on AAO 200nm는 제1 필터챔버의 여과막(200nm)에서 검출된 나노 소포체이며, on AAO 100 nm는 제2 필터챔버의 여과막(100nm)에서 검출된 나노 소포체이며, on AAO 20 nm는 제3 필터챔버의 여과막(20nm)에서 검출된 나노 소포체를 나타낸다. Post-filtration은 제3 필터챔버의 여과막(20nm)를 통과한 이후의 용액을 의미한다. In this experiment, the sizes of the nanoparticles collected in the respective filtration membranes were analyzed by using disks having sequentially arranged AAO filtration membranes having pore sizes of 200 nm, 100 nm and 20 nm as in the embodiment of FIG. The graph A in FIG. 16 shows the result of separation of the nanospores according to the combination of the filtration membranes provided in the three filter chambers. On the A graph, on AAO 200 nm is the nanofibers detected in the filtration membrane (200 nm) of the first filter chamber, and on AAO 100 nm is the nanofibers detected in the filtration membrane (100 nm) of the second filter chamber and on AAO 20 nm 3 shows the nanospores detected in the filter membrane (20 nm) of the filter chamber. Post-filtration means the solution after passing through the filtration membrane (20 nm) of the third filter chamber.

도 16의 A 그래프에 나타낸 바와 같이 AAO 200 nm, AAO 100 nm, AAO 20 nm 모든 필터를 통과해 나온 용액 (Post-filtration)에서 각각 평균 255nm, 141nm, 78nm, 10nm의 크기를 가지는 나노입자 용액을 회수할 수 있다.As shown in the graph A of FIG. 16, the nanoparticle solution having an average size of 255 nm, 141 nm, 78 nm, and 10 nm in a solution (Post-filtration) passed through all the filters of AAO 200 nm, AAO 100 nm and AAO 20 nm Can be recovered.

따라서, 실험 결과, 그래프 A에 나타낸 바와 같이, 각 필터챔버의 여과막 상에서 원하는 크기의 나노 소포체가 검출되었다. 이에, 본 장치를 통해 다양한 크기의 나노 소포체를 분리하여 검출할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, as a result of the experiment, as shown in the graph A, a desired size of nanofibers was detected on the filter membranes of each filter chamber. Thus, it can be seen that the nanoparticles of various sizes can be separated and detected through the apparatus.

도 16의 B 그래프는 각 필터챔버의 여과막에서 분리된 BT474 유방암 세포 유래 나노 소포체의 검출 결과를 나타내고 있다. 도 16의 B 그래프는 해당 나노 소포체의 EpCAM과 Sialic acid의 표면 단백질양을 기준으로 normalize한 것을 나타낸다. The graph B in FIG. 16 shows the detection results of BT474 breast cancer cell-derived nanospores isolated from the filter membrane of each filter chamber. The graph B in FIG. 16 shows normalization based on the amount of surface protein of EpCAM and sialic acid of the corresponding nanosecomposite.

20nm AAO only의 경우, 20nm AAO 여과막을 이용하여 20nm 여과막 위에 회수된 나노소포체를 의미한다. 즉, 3개의 필터챔버를 구비한 실시예의 경우 제1 필터챔버(200nm의 여과막)와 제2 필터챔버(100nm의 여과막)를 거치지 않고 제3 필터챔버(20nm의 여과막)에서 검출된 20nm 이상의 크기를 갖는 나노 소포체를 의미한다. Exofree medium의 경우, 나노 소포체가 없는 순수 배양액을 20nm 여과막을 통과시킨 것을 의미한다.In the case of 20 nm AAO only, it refers to nanospores recovered on a 20 nm filtration membrane using a 20 nm AAO filtration membrane. That is, in the case of the embodiment having three filter chambers, the size of 20 nm or more detected in the third filter chamber (20 nm filtration membrane) without passing through the first filter chamber (200 nm filtration membrane) and the second filter chamber ≪ / RTI > In the case of Exofree medium, it means that a pure culture solution having no nanospores is passed through a 20 nm filtration membrane.

실험 결과, EPCAM (Epithelial cell adhesion molecule, 암 검출에 사용되는 마커)은 On 20nm AAO에서 발현량이 가장 높게 나타나, 20-100 nm 사이 범위를 갖는 크기가 비교적 작은 나노 소포체 fraction에서 더 많이 검출되됨을 알 수 있다. 또한, Sialic acid (암 검출에 사용되는 마커)의 발현량은 On 100nm AAO에서 가장 높게 나타나, 100-200 nm 사이 범위를 갖는 나노 소포체 fraction에서 더 많이 검출됨을 확인할 수 있다.As a result, EPCAM (markers used for cancer detection) showed the highest expression level on On 20 nm AAO, and it was detected in the relatively small nanospheres fraction having a range of 20-100 nm . In addition, the expression level of sialic acid (markers used for cancer detection) is highest in On 100 nm AAO, and is detected more in nano-sister fraction having a range of 100-200 nm.

이에, 본 실시예를 통해 서로 다른 크기 분포를 가지는 나노 소포체 fraction을 선택적으로 회수할 수 있음을 알 수 있다.Thus, it can be seen that the nanofabric fraction having different size distributions can be selectively recovered through the present embodiment.

이와 같은 실험을 통해, 본 실시예에 따른 검출 장치를 이용하여 나노 입자를 보다 효과적으로 검출할 수 있음을 알 수 있다.Through these experiments, it can be seen that nanoparticles can be detected more effectively by using the detection device according to the present embodiment.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10 : 디스크 12 : 상판
14 : 하판 20 : 시료수용부
21 : 시료챔버 22 : 제1 유로
23 : 제1 밸브 24 : 침강부
25 : 홈부 30 : 필터부
31 : 필터챔버 311: 제1 필터챔버
312: 제2 필터챔버 313: 제3 필터챔버
315,317 : 유로 32 : 입측공간
33 : 출측공간 34 : 여과막
35 : 예비챔버 36 : 이송유로
37 : 이송밸브 40 : 공급부
41 : 항체챔버 42 : 제2 유로
43 : 제2 밸브 44 : 시약챔버
45 : 제3 유로 46 : 제3 밸브
47 : 기질액챔버 48 : 제4 유로
49 : 제4 밸브 50 : 정지액챔버
60 : 세척부 61 : 세척액챔버
62 : 제5 유로 63 : 제5 밸브
70 : 폐액수용부 71 : 폐액챔버
72 : 제6 유로 73 : 제6 밸브
80 : 회수챔버 81 : 제7 유로
82 : 제7 밸브 90 : 덮개
91 : 볼트
10: Disk 12: Top plate
14: lower plate 20: sample receiving portion
21: sample chamber 22: first flow path
23: first valve 24: settling portion
25: groove portion 30: filter portion
31: filter chamber 311: first filter chamber
312: second filter chamber 313: third filter chamber
315,317: Euro 32: Inlet space
33: output space 34: filtration membrane
35: preliminary chamber 36:
37: feed valve 40:
41: antibody chamber 42: second channel
43: second valve 44: reagent chamber
45: third flow path 46: third flow path
47: Substrate chamber 48: Fourth fluid line
49: fourth valve 50: stop chamber
60: cleaning section 61: cleaning liquid chamber
62: fifth valve 63: fifth valve
70: waste liquid storage part 71: waste liquid chamber
72: sixth valve 73: sixth valve
80: Collection chamber 81: Seventh channel
82: seventh valve 90: cover
91: Bolt

Claims (36)

원심력에 의한 유체의 이송이 이루어지는 디스크,
상기 디스크에 형성되어 시료를 수용하는 시료수용부,
상기 시료수용부에 연결되고 이송된 시료를 여과하여 나노 입자를 분리하기 위한 미세 여과막을 구비한 필터부,
상기 필터부에 연결되어 여과막에 분리된 나노 입자 검출을 위한 검출액을 공급하는 공급부,
상기 필터부 출측에 연결되어 여과막을 거친 용액을 수용하는 폐액수용부,
상기 디스크에 형성되어 유체가 이송되는 유로, 및
상기 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브
를 포함하는 나노 입자 검출 장치.
A disk on which fluid is transferred by centrifugal force,
A sample storage portion formed on the disk to receive the sample,
A filter unit connected to the sample storage unit and having a microfiltration membrane for separating the nanoparticles by filtering the transferred sample,
A supply part connected to the filter part to supply a detection solution for detecting nanoparticles separated in the filtration membrane,
A waste solution receiving part connected to the filter part outlet side to receive a solution having passed through the filtration membrane,
A flow path formed on the disk and through which the fluid is transferred, and
A valve for selectively opening and closing the flow path
The nanoparticle detection device comprising:
제 1 항에 있어서,
상기 필터부는 유체 이동방향을 따라 입측공간과 출측공간을 구비하며 입측공간과 출측공간 사이에 상기 여과막이 설치된 필터챔버를 포함하고,
상기 입측공간은 시료수용부와 연결되어 시료가 유입되고 여과된 나노 입자가 수용되며, 상기 출측공간은 폐액수용부와 연결된 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the filter unit includes a filter chamber having an inlet space and an outlet space along the fluid movement direction and having the filtration membrane disposed between the inlet space and the outlet space,
Wherein the inlet space is connected to the sample receiving portion to receive the sample and the filtered nanoparticles, and the outlet space is connected to the waste liquid containing portion.
제 2 항에 있어서,
상기 여과막은 기공이 1nm 내지 1000nm로 형성된 나노 입자 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the filtration membrane has pores of 1 nm to 1000 nm.
제 2 항에 있어서,
상기 여과막은 폴리카보네이트, 폴리스타이렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 사이클릭 올레핀 코폴리머를 포함한 열경화성 플라스틱, 양극산화알루미늄, 니켈, 또는 실리콘 재질로 이루어지는 나노 입자 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the filtration membrane is made of thermosetting plastic, anodic aluminum oxide, nickel, or silicon material including polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, cyclic olefin copolymer.
제 2 항에 있어서,
상기 필터부는 입측공간과 출측공간 사이에 적어도 두 개 이상의 여과막이 적층되고, 상기 각 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아지는 나노 입자 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein at least two filtration membranes are laminated between the inlet space and the outlet space, and the filter membranes have pores gradually becoming smaller along the fluid transport direction.
제 2 항에 있어서,
상기 필터부는 적어도 두 개 이상의 유체 이송 방향을 따라 순차적으로 배치되고, 각 필터부에 구비된 여과막은 기공의 크기가 서로 상이하여, 각각 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리하는 나노 입자 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the filter unit is sequentially disposed along at least two fluid transfer directions, and the filtration membrane provided in each filter unit has different pore sizes to separate nanoparticles of different size ranges.
제 6 항에 있어서,
상기 필터부는 적어도 두 개 이상이 유체 이송방향을 따라 순차적으로 배치되고, 각 필터부에 구비된 여과막은 유체 이송방향을 따라 기공이 점차적으로 작아지는 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 6,
Wherein at least two of the filter units are sequentially disposed along the fluid transport direction, and the filtration membrane provided in each filter unit gradually decreases in pore size along the fluid transport direction.
제 2 항에 있어서,
상기 여과막은 상기 디스크의 필터챔버에 착탈가능하게 설치된 나노 입자 검출 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the filtration membrane is detachably installed in a filter chamber of the disk.
제 8 항에 있어서,
상기 필터부는 상기 디스크에 착탈가능하게 설치되어 상기 필터챔버를 개폐하는 덮개, 상기 덮개를 디스크에 고정하는 체결부를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the filter unit further comprises a lid detachably installed on the disk and opening / closing the filter chamber, and a coupling part fixing the lid to the disk.
제 1 항에 있어서,
상기 시료수용부는 상기 디스크에 형성되어 시료를 수용하는 시료챔버, 상기 시료챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시료가 이송되는 제1 유로, 및 상기 제1 유로를 개폐하는 제1 밸브를 포함하는 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
The sample accommodating portion includes a sample chamber formed on the disk and accommodating a sample, a first flow path for connecting the sample chamber and the filter portion, a first flow path for transporting the sample according to the centrifugal force of the disk, and a first valve for opening and closing the first flow path The nanoparticle detection device.
제 10 항에 있어서,
상기 시료챔버는 디스크 원심력에 따라 시료를 원심분리하고,
원심력 방향을 따라 디스크의 외측을 향하는 선단에 원심 분리된 시료가 수용되는 침강부가 길게 연장 형성되고,
상기 제1 유로는 디스크의 회전 중심을 향해 상기 시료챔버의 침강부 경계지점에 연결되어 원심분리된 상층액을 필터부로 이송하는 나노 입자 검출 장치.
11. The method of claim 10,
The sample chamber centrifuges the sample according to the centrifugal force of the disk,
A sedimentation section in which a centrifuged sample is accommodated at a distal end thereof facing the outer side of the disk along a centrifugal force direction is elongated,
Wherein the first flow path is connected to a boundary point of the sediment portion of the sample chamber toward the rotation center of the disk to transfer the centrifuged supernatant to the filter portion.
제 11 항에 있어서,
상기 침강부는 디스크의 방사방향에 대해 기울어져 경사지게 형성된 나노 입자 검출 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the settling portion is inclined with respect to the radial direction of the disk.
제 11 항에 있어서,
상기 침강부는 상기 경계지점에서 원심력 방향을 따라 끝단으로 갈수록 바닥면이 점차적으로 상향 경사지고, 상기 침강부의 끝단에 형성되어 시료에서 원심분리된 불순물이 수용되는 홈부를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the settling portion further comprises a groove portion formed at an end of the settling portion, the bottom surface of which is gradually inclined upwardly from the boundary point along the centrifugal force direction to accommodate impurities centrifugally separated from the sample.
제 1 항에 있어서,
상기 시료는 생체입자를 포함하는 혈액, 림프액, 조직액, 오줌, 타액, 뇌척수액 및 객담에서 선택되는 생체시료 또는 나노 입자가 분산된 수용액 또는 이들의 조합인 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sample is a biological sample selected from blood, lymph fluid, tissue fluid, urine, saliva, cerebrospinal fluid and sputum containing bioparticles, or an aqueous solution in which nanoparticles are dispersed, or a combination thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 시료수용부, 상기 필터부, 상기 공급부 및 상기 폐액수용부는 하나의 유닛을 이루고, 상기 유닛은 디스크의 원주방향을 따라 복수개가 간격을 두고 배치되는 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sample accommodating portion, the filter portion, the supply portion, and the waste liquid accommodating portion constitute one unit, and the unit is disposed with a plurality of intervals along the circumferential direction of the disk.
제 1 항에 있어서,
상기 디스크의 이웃하는 두 구성부를 연결하는 상기 유로는 입구가 출구보다 디스크 중심쪽에 위치하여, 디스크의 원심력 방향을 따라 입구가 일측 챔버의 출측에 연결된 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the channel connecting the two adjacent constituent parts of the disk is located at the center of the disk than the outlet and the inlet is connected to the outlet of the one chamber along the centrifugal force direction of the disk.
제 1 항에 있어서,
상기 디스크는 비특이적 항체 부착을 방지할 수 있도록 단백질이나, 고분자, 또는 유기분자로 표면 개질된 나노 입자 검출 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the disk is surface-modified with a protein, a polymer, or an organic molecule so as to prevent nonspecific antibody attachment.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자 검출을 위해 제공되는 항체를 수용하는 항체챔버, 상기 항체챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 항체를 필터부로 이송하는 제2 유로, 및 상기 제2 유로를 개폐하는 제2 밸브를 포함하는 나노 입자 검출 장치.
18. The method according to any one of claims 1 to 17,
Wherein the supply unit comprises an antibody chamber formed on the disk to receive an antibody provided for nanoparticle detection, a second flow path for connecting the antibody chamber and the filter unit and transferring the antibody to the filter unit according to the centrifugal force of the disk, And a second valve that opens and closes the nanoparticle detection device.
제 18 항에 있어서,
상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자를 검출하는 항체의 표지를 위해 제공되는 시약이 수용된 시약챔버, 상기 시약챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시약을 필터부로 이송하는 제3 유로, 및 상기 제3 유로를 개폐하는 제3 밸브를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
19. The method of claim 18,
The supply unit may include a reagent chamber formed in the disc and accommodated with a reagent provided for labeling an antibody that detects nanoparticles, a third flow path connecting the reagent chamber and the filter unit and transferring the reagent to the filter unit according to the centrifugal force of the disc, And a third valve for opening and closing the third flow path.
제 19 항에 있어서,
상기 공급부는 상기 디스크에 형성되어 나노 입자 검출반응을 위해 제공되는 기질액을 수용하는 기질액챔버, 상기 기질액챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 기질액을 필터부로 이송하는 제4 유로, 및 상기 제4 유로를 개폐하는 제4 밸브를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
20. The method of claim 19,
The supply unit includes a substrate liquid chamber formed on the disk to receive a substrate liquid for nanoparticle detection reaction, a fourth flow path for connecting the substrate liquid chamber and the filter unit, and transferring the substrate liquid to the filter unit according to the centrifugal force of the disk, And a fourth valve for opening and closing the fourth flow path.
제 20 항에 잇어서,
상기 공급부는 공급부는 디스크에 형성되어 나노 입자 검출 반응을 멈추기 위해 제공되는 정지용액(stop solution)을 수용하는 정지용액챔버, 상기 정지용액챔버와 기질액챔버를 연결하는 연결유로, 및 상기 연결유로를 개폐하는 연결밸브를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
20. The method of claim 20,
The supply part includes a stop solution chamber formed in the disc and adapted to stop the nanoparticle detection reaction, a stop solution chamber for stopping the nanoparticle detection reaction, a connection channel for connecting the stop solution chamber and the substrate solution chamber, And a connection valve that opens and closes the nanoparticle detection valve.
제 21 항에 있어서,
상기 공급부는 상기 필터부로 세척액을 이송하여 필터부를 세척하는 세척부를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
22. The method of claim 21,
Wherein the supplying unit further comprises a washing unit for washing the filter unit by transferring the washing liquid to the filter unit.
제 22 항에 있어서,
상기 세척부는 상기 디스크에 형성되어 세척액을 수용하는 세척액챔버, 상기 세척액챔버와 필터부를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 세척액을 필터부로 이송하는 제5 유로, 상기 제5 유로를 개폐하는 제5 밸브를 포함하는 나노 입자 검출 장치.
23. The method of claim 22,
The washing unit may include a washing liquid chamber formed in the disk to receive the washing liquid, a fifth flow path connecting the washing liquid chamber and the filter unit and transferring the washing liquid to the filter unit according to centrifugal force of the disk, and a fifth valve opening / closing the fifth flow path The nanoparticle detection device.
제 23 항에 있어서,
상기 세척액챔버는 복수개로 구분되고, 각각의 세척액챔버에 세척액이 구분 수용되고, 각 세척액챔버의 출측 유로에는 세척액을 배출하는 출측 밸브가 설치된 나노 입자 검출 장치.
24. The method of claim 23,
Wherein the cleaning liquid chamber is divided into a plurality of chambers, the cleaning liquid is contained in each of the cleaning liquid chambers, and the outflow valve for discharging the cleaning liquid is provided in the outflow channel of each of the cleaning liquid chambers.
제 22 항에 있어서,
상기 디스크에 형성되고 상기 필터부에 연결되어 여과막에 의해 분리된 나노 입자가 회수되는 회수챔버, 상기 회수챔버와 필터부를 연결하여 나노 입자를 회수챔버로 이송하는 제7 유로, 상기 제7 유로를 개폐하는 제7 밸브를 더 포함하는 나노 입자 검출 장치.
23. The method of claim 22,
A recovery chamber formed on the disk and connected to the filter unit to recover nanoparticles separated by a filtration membrane, a seventh flow path connecting the recovery chamber and the filter unit to transfer the nanoparticles to the recovery chamber, And a seventh valve for controlling the flow of the gas.
디스크에 시료를 공급하는 단계,
디스크에 원심력을 가해 시료를 필터부로 이송하고 여과막을 통해 여과하여 나노 입자를 분리하는 단계, 및
디스크에 원심력을 가해 검출액을 필터부로 공급하여 여과막 상의 나노 입자를 검출하는 단계
를 포함하는 나노 입자 검출 방법.
Supplying a sample to the disk,
Applying a centrifugal force to the disk to transfer the sample to the filter section, filtering through the filtration membrane to separate the nanoparticles, and
Applying a centrifugal force to the disk and supplying the detection liquid to the filter section to detect nanoparticles on the filtration membrane
/ RTI >
제 26 항에 있어서,
상기 나노 입자를 분리하는 단계는, 기공 크기가 서로 상이한 복수의 여과막을 거쳐 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리하는 나노 입자 검출 방법.
27. The method of claim 26,
Wherein the separating the nanoparticles comprises separating nanoparticles of different size ranges through a plurality of filtration membranes having different pore sizes.
제 27 항에 있어서,
상기 나노 입자를 분리하는 단계는, 기공이 점차 작아지는 복수의 여과막을 순차적으로 거쳐 서로 다른 크기 범위의 나노 입자를 분리하는 나노 입자 검출 방법.
28. The method of claim 27,
Wherein the separating of the nanoparticles comprises separating the nanoparticles of different size ranges sequentially through a plurality of filtration membranes in which pores gradually decrease.
제 26 항에 있어서,
상기 시료를 필터부로 이송하기 전에, 디스크에 원심력을 가해 시료를 원심 분리하는 정제 단계를 더 포함하는 나노 입자 검출 방법.
27. The method of claim 26,
Further comprising a purification step of centrifuging the sample by applying centrifugal force to the disk before transferring the sample to the filter section.
제 26 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나노 입자를 검출하는 단계는, 디스크에 원심력을 가해 항체를 필터부로 공급하여 나노 입자를 검출하고, 필터부로 시약을 공급하여 나노 입자에 붙은 항체를 표지하는 단계를 포함하는 나노 입자 검출 방법.
30. The method according to any one of claims 26 to 29,
Detecting the nanoparticles comprises: applying centrifugal force to the disk to supply the antibody to the filter section to detect the nanoparticles, and supplying reagents to the filter section to label the antibody attached to the nanoparticles.
제 29 항에 있어서,
상기 디스크에 원심력을 가해 필터부로 세척액을 공급하여 세척하는 단계를 더 포함하는 나노 입자 검출 방법.
30. The method of claim 29,
Applying a centrifugal force to the disk and supplying a washing solution to the filter unit to clean the disk.
제 31 항에 있어서,
상기 세척하는 단계는, 항체를 필터부로 공급한 후 여분의 항체를 세척하여 제거하는 단계, 및 시약을 필터부로 공급하여 항체를 표지한 후 여분의 시약을 세척하여 제거하는 단계를 포함하는 나노 입자 검출 방법.
32. The method of claim 31,
Wherein the step of washing comprises washing the excess antibody after supplying the antibody to the filter part and removing the excess antibody, and supplying the reagent to the filter part to label the antibody and then washing and removing the excess reagent. Way.
제 32 항에 있어서,
상기 나노 입자를 검출하는 단계는, 디스크에 원심력을 가해 나노 입자에 기질액을 공급하는 단계를 더 포함하는 나노 입자 검출 방법.
33. The method of claim 32,
Wherein the step of detecting the nanoparticles further comprises the step of applying a centrifugal force to the disk to supply the substrate liquid to the nanoparticles.
제 33 항에 있어서,
상기 기질액 공급 후, 나노 입자 검출 용액을 회수하는 단계를 더 포함하는 나노 입자 검출 방법.
34. The method of claim 33,
And recovering the nanoparticle detection solution after supplying the substrate liquid.
제 26 항에 있어서,
상기 나노 입자를 검출하는 단계에서, 분리된 나노 입자에 핵산 추출용 시약을 공급하여 핵산을 추출하는 단계를 더 포함하는 나노 입자 검출 방법.
27. The method of claim 26,
Wherein the step of detecting the nanoparticles further comprises the step of extracting the nucleic acid by supplying a reagent for nucleic acid extraction to the separated nanoparticles.
제 26 항에 있어서,
상기 나노 입자를 검출하는 단계에서, 상기 디스크에서 여과막을 분리하는 단계를 포함하여, 디스크 외부에서 나노 입자를 검출하는 나노 입자 검출 방법.
27. The method of claim 26,
A method of detecting nanoparticles in a disk, the method comprising: separating a filter membrane from the disk in the step of detecting the nanoparticles.
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