KR20200112759A - Microfluidic apparatus and method for separating target cell using the same - Google Patents

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Abstract

A microfluidic device and a method for separating target cells by using the same are provided. The microfluidic device according to an embodiment of the present invention is for separating, from a biological sample, a first material in the sample, and comprises: a body that is rotatable around a rotary shaft; a mixing chamber which is provided in the body, and in which the sample and a magnetic bead, to be coupled with a second material in the sample, are mixed; a separation chamber which is provided in the body, which is connected to the mixing chamber, and in which a mixed sample, having the second material that is coupled with the magnetic bead and the first material mixed therein, is separated; and a magnetic member disposed on one side of the outside of the separation chamber, wherein the microfluidic device can be formed so that, in the separation chamber, the second material, coupled with the magnetic bead, and the first material are separated by means of centrifugal force and magnetic force.

Description

미세 유동 장치 및 이를 이용한 표적 세포 분리 방법{Microfluidic apparatus and method for separating target cell using the same}Microfluidic apparatus and method for separating target cell using the same

본 발명은 생물학적 시료 내의 표적 세포를 분리할 수 있는 미세 유동 장치 및 이를 이용한 표적 세포 분리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microfluidic device capable of separating target cells in a biological sample and a method for separating target cells using the same.

미세유동 구조물 내에서 유체를 이송하는 장치를 미세 유동 장치라고 한다. 이와 같은 미세 유동 장치는 유체 내 소량의 표적 물질 검출을 저렴하고 누구나 손쉽게 다룰 수 있도록 설계된 임상 진단 분석 장치로 이용되고 있다. 미세 유동 장치 내에서 유체를 이송하기 위해서는 구동 압력이 필요한데, 구동 압력으로서 모세관압이 이용되기도 하고, 별도의 펌프에 의한 압력이 이용되기도 한다. A device that transfers fluid within a microfluidic structure is called a microfluidic device. Such a microfluidic device is used as a clinical diagnostic analysis device designed so that anyone can easily handle detection of a small amount of target material in a fluid. In order to transfer the fluid in the microfluidic device, a driving pressure is required, and a capillary pressure may be used as the driving pressure, or a pressure by a separate pump may be used.

최근에는 이러한 미세 유동 장치로서, 원형의 디스크 형상의 회전가능한 플랫폼에 미세유동 구조물을 배치하여 원심력을 이용하는 미세유동장치, 즉 랩온어디스크 (lab-on-a disk) 혹은 랩씨디 (Lab CD)가 제안되고 있다.Recently, as such a microfluidic device, a microfluidic device that uses centrifugal force by arranging a microfluidic structure on a rotatable platform in the shape of a circular disk, that is, a lab-on-a disk or a lab CD It is being proposed.

'디스크 (disc) 위의 실험실' 이란 의미의 랩온어디스크 (Lab-on-a-Disc)는 실험실에서 수행되는 다양한 실험과정, 예를 들어, 시료의 분리, 정제, 혼합, 표지화(labeling), 분석 및 세척 등을 작은 크기의 칩 상에서 구현하는 것으로, 생물 분자의 분석에 필요한 실험실의 각종 장비를 CD 모양의 장치에 집적시킨 장치이다. Lab-on-a-Disc, meaning'laboratory on disc', is a variety of experimental processes performed in a laboratory, for example, separation, purification, mixing, labeling, and It is a device that implements analysis and washing on a small-sized chip, and integrates various laboratory equipment required for analysis of biological molecules in a CD-shaped device.

디스크 상에 마련된 미세유동 구조물에 혈액 등 생체 시료를 주입하면, 유체를 이송하기 위해서 구동 압력 등 별도의 구동시스템 없이 원심력만을 이용해 시료, 시약 등의 유체를 이동시킬 수 있는 장점이 있다.When a biological sample such as blood is injected into a microfluidic structure provided on a disk, there is an advantage in that fluid such as a sample and a reagent can be moved using only a centrifugal force without a separate driving system such as a driving pressure to transfer the fluid.

그러나, 이와 같이 원심력만을 이용하여 시료, 시약 등의 유체를 이동시켜 유체 내의 소량의 표적 물질을 분리시킬 때, 표적 물질이 신경 세포등과 같이 원심력과 같은 외력에 민감한 물질인 경우에는, 장시간 원심력을 가하여 표적 물질을 분리하게 되면 원심력에 의하여 표적 물질이 손상될 위험이 크기 때문에 원심력 만을 이용하여 표적 세포를 분리시키기에는 어려움이 있다. However, when a small amount of target material in the fluid is separated by moving fluid such as a sample or reagent using only centrifugal force as described above, when the target material is a material sensitive to external force such as centrifugal force such as nerve cells, centrifugal force is applied for a long time When the target material is separated by applying a centrifugal force, there is a high risk of damage to the target material. Therefore, it is difficult to separate the target cells using only the centrifugal force.

본 발명의 일 실시예는 원심력과 같은 외력에 민감한 표적 세포를 용이하고 신속하게 분리시킬 수 있는 미세 유동 장치 및 이를 이용한 표적 세포 분리 방법을 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a microfluidic device capable of easily and quickly separating target cells sensitive to an external force such as centrifugal force, and a method for separating target cells using the same.

또한, 외력에 민감한 표적 세포를 최소환된 원심력 조건 하에서 분리시켜 표적 세포의 활성도를 극대화시키고 분리 효율을 높일 수 있는 미세 유동 장치 및 이를 이용한 표적 세포 분리 방법을 제공하고자 한다. In addition, it is intended to provide a microfluidic device capable of maximizing the activity of target cells and increasing separation efficiency by separating target cells sensitive to external force under conditions of minimally reduced centrifugal force, and a method for separating target cells using the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 생물학적 시료로부터 상기 시료 내의 제 1 물질을 분리하기 위한 미세 유동 장치로서, 회전축을 중심으로 회전가능한 몸체; 상기 몸체에 구비되되, 상기 시료 및 상기 시료 내의 제 2 물질과 결합되는 자성 비드가 혼합되는 혼합 챔버; 상기 몸체에 구비되되, 상기 혼합 챔버와 연결되며 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질 및 상기 제 1 물질이 혼합된 혼합 시료가 분리되는 분리 챔버 및 상기 분리 챔버 외부 일측에 배치되는 자성 부재를 포함하며, 상기 분리 챔버 내에서 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질 및 상기 제 1 물질이 원심력 및 자력에 의하여 분리되도록 형성되는 미세 유동 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, a microfluidic device for separating a first material in the sample from a biological sample, comprising: a body rotatable about a rotation axis; A mixing chamber provided in the body and in which the sample and magnetic beads combined with the second material in the sample are mixed; A separation chamber provided in the body and connected to the mixing chamber and in which a second material to which the magnetic beads are combined and a mixed sample mixed with the first material are separated, and a magnetic member disposed outside the separation chamber, In the separation chamber, a microfluidic device is provided in which the second material to which the magnetic beads are coupled and the first material are separated by centrifugal force and magnetic force.

이 때, 상기 혼합 챔버 및 상기 분리 챔버를 연결하는 제 1 채널에 설치되는 제 1 밸브를 더 포함할 수 있다. In this case, a first valve installed in a first channel connecting the mixing chamber and the separation chamber may be further included.

이 때, 상기 분리 챔버는 상기 혼합 챔버보다 상기 회전축으로부터 먼 위치에 위치될 수 있다. In this case, the separation chamber may be located at a position farther from the rotation axis than the mixing chamber.

이 때, 상기 분리 챔버는 제 1 공간; 상기 제 1 공간보다 상기 회전축으로부터 먼 제 2 공간 및 상기 제 1 공간 및 상기 제 2 공간 사이에 형성된 격벽을 포함하되, 상기 격벽은 상기 제 1 공간을 향하는 면이 상측 방향으로 경사진 경사면을 구비하도록 형성될 수 있다. In this case, the separation chamber includes a first space; A second space further from the rotation axis than the first space, and a partition wall formed between the first space and the second space, wherein the partition wall has an inclined surface in which a surface facing the first space is inclined upward Can be formed.

이 때, 상기 제 1 물질은 상기 제 1 공간에 위치되고, 상기 원심력 및 자력에 의하여 상기 제 1 물질과 분리된 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질은 상기 제 2 공간에 위치될 수 있다. In this case, the first material is located in the first space, and a second material to which the magnetic beads separated from the first material by the centrifugal force and magnetic force are combined may be located in the second space.

이 때, 상기 격벽은 상부면이 상기 경사면의 상부 모서리로부터 상기 제 2 공간 방향으로 연장된 평면으로 형성될 수 있다. In this case, the partition wall may be formed as a plane having an upper surface extending from an upper edge of the inclined surface in the direction of the second space.

이 때, 상기 분리 챔버와 연결되며, 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질과 분리된 제 1 물질을 저장하기 위한 저장 챔버를 더 포함할 수 있다. In this case, a storage chamber connected to the separation chamber and configured to store the second material to which the magnetic beads are coupled and the separated first material may be further included.

이 때, 상기 저장 챔버와 상기 분리 챔버 사이를 연결하는 제 2 채널에 설치되는 제 2 밸브를 더 포함할 수 있다. In this case, a second valve installed in a second channel connecting the storage chamber and the separation chamber may be further included.

이 때, 상기 제 2 채널은 상기 격벽의 상부 공간과 연결되도록 형성될 수 있다. In this case, the second channel may be formed to be connected to the upper space of the partition wall.

이 때, 상기 자성 부재는 상기 분리챔버의 반경 방향 외측에 상기 분리 챔버와 동일 높이로 배치될 수 있다. In this case, the magnetic member may be disposed outside the separation chamber in a radial direction at the same height as the separation chamber.

이 때, 상기 자성 부재는 영구 자석 또는 전자석으로 형성될 수 있다. In this case, the magnetic member may be formed of a permanent magnet or an electromagnet.

이 때, 상기 제 1 물질은 신경 세포일 수 있다. In this case, the first material may be a nerve cell.

이 때, 상기 자성 비드는 상기 제 1 물질 및 상기 제 2 물질보다 높은 밀도를 가질 수 있다. In this case, the magnetic beads may have a higher density than the first material and the second material.

이 때, 상기 자성 비드는 상기 제 2 물질과 1:50 ~1:100의 비율로 결합될 수 있다. In this case, the magnetic beads may be combined with the second material in a ratio of 1:50 to 1:100.

이 때, 상기 분리 챔버 내에 상기 제 1 물질보다는 밀도가 높고 상기 자성 비드 보다 밀도가 낮은 밀도 구배 물질이 구비될 수 있다. In this case, a density gradient material having a higher density than the first material and lower density than the magnetic bead may be provided in the separation chamber.

이 때, 상기 원심력과 상기 자기력은 상기 회전축의 반경 방향 외측으로 작용할 수 있다. In this case, the centrifugal force and the magnetic force may act outside the radial direction of the rotation shaft.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 생물학적 시료 내에서 제 1 물질을 분리하는 방법에 있어서, 제 1 물질을 포함하는 시료를 제공하는 단계; 상기 시료 내에서 제 1 물질과 상이한 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계; 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질에 원심력 및 자력을 가하여 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계를 포함하는 물질 분리 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for separating a first material from a biological sample, the method comprising: providing a sample including the first material; Bonding magnetic beads to a second material different from the first material in the sample; There is provided a material separation method comprising the step of separating the first material and the second material to which the magnetic beads are combined by applying a centrifugal force and a magnetic force to the first material and the second material to which the magnetic beads are combined.

이 때, 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질과 분리된 상기 제 1 물질을 별도 공간으로 이동하여 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다. In this case, the step of moving and storing the second material to which the magnetic beads are combined and the separated first material to a separate space may be further included.

이 때, 상기 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계 및 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계는 서로 다른 공간에서 이루어질 수 있다. In this case, the step of coupling the magnetic bead to the second material and the step of separating the first material and the second material to which the magnetic bead is bonded may be performed in different spaces.

이 때, 상기 시료 내에서 제 1 물질과 상이한 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계는 상기 시료에 상기 자성 비드를 혼합시키는 단계를 포함할 수 있다. In this case, combining the magnetic beads with a second material different from the first material in the sample may include mixing the magnetic beads with the sample.

이 때, 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계에서 상기 제 2 물질에 가해지는 자력은 상기 제 2 물질의 회전 중심으로부터 멀어지는 방향을 향하도록 형성될 수 있다. In this case, in the step of separating the first material and the second material to which the magnetic beads are combined, the magnetic force applied to the second material may be formed to face a direction away from the rotation center of the second material.

이 때, 상기 자성 비드가 결합된 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질보다 무거울 수 있다. In this case, the second material to which the magnetic beads are bonded may be heavier than the first material.

이 때, 상기 제 1 물질은 신경 세포일 수 있다. In this case, the first material may be a nerve cell.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치는 원심력과 자기력을 함께 이용하여 표적 세포를 분리시킴으로써 원심력에 의한 외력을 최소화시키면서 표적 세포를 분리시킬 수 있어 원심력과 같은 외력에 민감한 표적 세포의 활성도를 극대화시킬 수 있다. The microfluidic device according to an embodiment of the present invention can separate target cells while minimizing the external force caused by the centrifugal force by separating the target cells using a combination of centrifugal force and magnetic force, thereby maximizing the activity of target cells sensitive to external forces such as centrifugal force. I can make it.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치는 원심력과 자기력을 함께 이용하여 표적 세포를 분리시키기 때문에 신속하게 표적 세포를 분리시킬 수 있다. In addition, since the microfluidic device according to an embodiment of the present invention separates target cells by using a centrifugal force and a magnetic force together, target cells can be quickly separated.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치는 최소환된 원심력 조건에서 표적 세포의 분리 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the microfluidic device according to an embodiment of the present invention has the advantage of increasing the separation efficiency of target cells under the condition of minimally reduced centrifugal force.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하여 표적 세포인 제 1 물질을 분리시키는 표적 세포 분리 방법의 순서도이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 시료 내에서 표적 세포를 분리하는 과정을 나타낸 도면으로서, 3(a)는 제 1 물질과, 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 포함하는 시료가 분리 챔버 내부에 위치된 상태를 나타낸 도면이고, 3(b)는 제 1 물질과, 자성 비드가 결합된 제 2 물질이 분리 챔버 내부에서 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 3(c)는 제 1 물질이 저장 챔버 내부로 이동된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 도 3의 (a) 및 (b)의 단면도이다.
도 5는 자석을 이용한 경우와 자석을 이용하지 않은 경우 표적 세포의 분리 후 저장 챔버 내부에 존재하는 자성 비드가 결합된 제 2 물질의 수를 비교한 그래프이다. 1 is a block diagram of a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for separating target cells for separating a first material, which is a target cell, using a microfluidic device according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams showing a process of separating target cells from within a sample. 3(a) is a separation chamber in which a sample including a first material and a second material to which magnetic beads are combined 3(b) is a diagram showing a state in which the first material and the second material combined with the magnetic bead are separated inside the separation chamber, and 3(c) is the first material It is a view showing a state moved into the storage chamber.
4A and 4B are cross-sectional views of FIGS. 3A and 3B.
5 is a graph comparing the number of second materials with magnetic beads present in the storage chamber after separation of target cells when a magnet is used and a magnet is not used.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하여 표적 세포인 제 1 물질을 분리시키는 표적 세포 분리 방법의 순서도이다. 도 3의 (a) 내지 (c)는 시료 내에서 표적 세포를 분리하는 과정을 나타낸 도면으로서, 3(a)는 제 1 물질과, 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 포함하는 시료가 분리 챔버 내부에 위치된 상태를 나타낸 도면이고, 3(b)는 제 1 물질과, 자성 비드가 결합된 제 2 물질이 분리 챔버 내부에서 분리된 상태를 나타낸 도면이고, 3(c)는 제 1 물질이 저장 챔버 내부로 이동된 상태를 나타낸 도면이다. 도 4의 (a) 및 (b)는 도 3의 (a) 및 (b)의 단면도이다. 도 5는 자석을 이용한 경우와 자석을 이용하지 않은 경우 표적 세포의 분리 후 저장 챔버 내부에 존재하는 자성 비드가 결합된 제 2 물질의 수를 비교한 그래프이다. 1 is a block diagram of a microfluidic device according to an embodiment of the present invention. 2 is a flowchart of a method for separating target cells for separating a first material, which is a target cell, using a microfluidic device according to an embodiment of the present invention. 3A to 3C are diagrams showing a process of separating target cells from within a sample. 3(a) is a separation chamber in which a sample including a first material and a second material to which magnetic beads are combined 3(b) is a diagram showing a state in which the first material and the second material combined with the magnetic bead are separated inside the separation chamber, and 3(c) is the first material It is a view showing a state moved into the storage chamber. 4A and 4B are cross-sectional views of FIGS. 3A and 3B. 5 is a graph comparing the number of second materials with magnetic beads present in the storage chamber after separation of target cells when a magnet is used and a magnet is not used.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치(100)는 몸체(101)와, 몸체(101)에 구비되는 혼합 챔버(110), 분리 챔버(120) 및 자성 부재(140)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a microfluidic device 100 according to an embodiment of the present invention includes a body 101, a mixing chamber 110, a separation chamber 120, and a magnetic member 140 provided in the body 101. ).

몸체(101)는 소정의 높이를 갖는 디스크 형태로 이루어질 수 있으며, 도시되지 아니한 모터와 같은 회전 구동부에 의하여 회전될 수 있도록 형성된다. 모터는 몸체(101)의 중앙에 형성된 홀 또는 홈에 결합될 수 있으며, 모터를 제어하기 위한 별도의 제어부에 의하여 몸체의 회전 속도가 제어되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 회전 구동부에 의한 몸체(101)의 회전에 의하여 몸체(101) 내에 위치되는 시료의 원심 분리 및 유체 이동을 위한 원심력이 제공될 수 있다. The body 101 may be formed in a disk shape having a predetermined height, and is formed to be rotated by a rotation driving unit such as a motor (not shown). The motor may be coupled to a hole or groove formed in the center of the body 101, and may be formed to control the rotational speed of the body by a separate control unit for controlling the motor. Centrifugal force for centrifugal separation and fluid movement of a sample located in the body 101 may be provided by the rotation of the body 101 by such a rotation driving unit.

미세 유동 장치(100)의 몸체(101)는 성형이 용이하고, 그 표면이 생물학적으로 비활성인 아크릴, PDMS 등의 플라스틱 소재로 만들어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 화학적, 생물학적 안정성과 광학적 투명성 그리고 기계적 가공성을 가지는 소재이면 족하다. 미세 유동 장치(100)의 몸체(101)는 여러 층의 판으로 이루어질 수 있다. 판과 판이 서로 맞닿는 면에 챔버나 채널 등에 해당하는 음각 구조물을 만들고 이들을 접합함으로써 미세 유동 장치(10)의 몸체 내부에 유체를 수용할 수 있는 공간과 유체의 통로를 제공할 수 있다. The body 101 of the microfluidic device 100 is easily molded and may be made of a plastic material such as acrylic or PDMS whose surface is biologically inert. However, it is not limited thereto, and a material having chemical and biological stability, optical transparency, and mechanical processability is sufficient. The body 101 of the microfluidic device 100 may be formed of several layers of plates. A space capable of accommodating a fluid and a passage for fluid can be provided inside the body of the microfluidic device 10 by making an intaglio structure corresponding to a chamber or a channel on a surface where the plate and the plate contact each other and bonding them.

일 예로, 미세 유동 장치(100)의 몸체 상부에는 상부 커버가 배치될 수 있다. 또는 몸체(101)와 커버 사이에 미세 유동 구조물을 정의하는 구획판이 구비된 3판 구조일 수도 있다. 커버와 몸체(101)의 접합은 접착제나 양면 접착테이프를 이용한 접착이나 초음파 용착, 레이저 용착 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.For example, an upper cover may be disposed on the body of the microfluidic device 100. Alternatively, it may be a three-plate structure in which a partition plate defining a microfluidic structure is provided between the body 101 and the cover. Bonding of the cover and the body 101 may be performed by various methods such as bonding using an adhesive or double-sided adhesive tape, ultrasonic welding, laser welding, and the like.

미세 유동 장치(100)의 몸체(101)에는 하나 또는 다수의 미세유동 구조물이 마련될 수 있다. 예를 들면, 미세 유동 장치(100)의 몸체(101)를 수개의 영역으로 나누고 각 영역마다 서로 독립적으로 작동되는 미세유동 구조물이 마련될 수 있다.One or more microfluidic structures may be provided on the body 101 of the microfluidic device 100. For example, the body 101 of the microfluidic device 100 may be divided into several regions, and a microfluidic structure that operates independently of each other may be provided for each region.

보다 상세히, 도 1을 참조하면, 몸체(101) 내부에는 혼합 챔버(110)가 구비될 수 있다. 혼합 챔버(110)는 시료(S)와 자성 비드를 혼합하기 위한 챔버이다. 시료는 표적 세포(T)가 존재할 수 있는 한 어떠한 생물학적 시료라도 무방하다. 예를 들면, 생물학적 시료(S)는 생검시료, 조직시료, 분리된 세포를 액체 매질에 현탁시킨 세포 현탁물, 세포 배양물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 시료(S)는 혈액, 골수액, 타액, 누액, 뇨, 정액, 점막액 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다. 시료(S)는 표적 세포(T)인 제 1 물질 및 제 1 물질과 다른 제 2 물질을 포함할 수 있다. 자성 비드(MB)는 제 2 물질과 결합될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에서 제 1 물질은 신경 세포일 수 있다. 보다 상세히, 일 실시예로서, 제 1물질 및 제 2 물질은 신경과 연관된 조직으로부터 얻어진 조직샘플 (Dorsal Root Ganglion)에서 획득될 수 있으며, 이 때 제 1물질은 말초신경세포(peripheral neuronal cell)이고, 제 2물질은 섬유아세포(Fibroblast), 슈반세포(Schwann cell) 등이 될 수 있으나, 제 1 물질 및 제 2 물질이 이에 제한되는 것은 아니다.In more detail, referring to FIG. 1, a mixing chamber 110 may be provided inside the body 101. The mixing chamber 110 is a chamber for mixing the sample S and magnetic beads. The sample may be any biological sample as long as the target cell (T) is present. For example, the biological sample (S) may be selected from the group consisting of a biopsy sample, a tissue sample, a cell suspension in which isolated cells are suspended in a liquid medium, a cell culture, and a combination thereof. The sample S may be selected from the group consisting of blood, bone marrow fluid, saliva, tear fluid, urine, semen, mucous membrane fluid, and combinations thereof. The sample S may include a first material that is a target cell T and a second material different from the first material. The magnetic bead MB may be combined with the second material. At this time, in an embodiment of the present invention, the first material may be a nerve cell. In more detail, as an embodiment, the first material and the second material may be obtained from a tissue sample (Dorsal Root Ganglion) obtained from a tissue associated with a nerve, in which case the first material is a peripheral neuronal cell (peripheral neuronal cell). , The second material may be a fibroblast, Schwann cell, or the like, but the first material and the second material are not limited thereto.

자성 비드(MB)는, 그 표면이 제 2 물질에 친화성을 갖는 항체 또는 금속 산화물로 개질된 것일 수 있다. 금속 산화물은 Al2O3, TiO2, Ta2O3, Fe2O3, Fe3O4 및 HfO2로 구성된 군으로부터 선택된 것일 수 있다. 한편, 자성 비드(MB)는 강자성을 띠는 Fe, Ni, Cr 및 이의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 자성 비드는 세포 특정 표면발현 차이를 이용하여 제 2 물질에 부착시킬 수 있는데, 일 예로, 2.8 μm microbeads (DynabeadsTM M-280 Streptavidin)에 biotinylated CD-9 antibody and biotinylated Bandeiraea simplicifolia lectin 을 붙여서 제 2 물질에 부착시킬 수 있다. The magnetic bead MB may have a surface modified with an antibody or metal oxide having affinity for a second material. The metal oxide may be selected from the group consisting of Al2O3, TiO2, Ta2O3, Fe2O3, Fe3O4 and HfO2. Meanwhile, the magnetic beads MB may include one or more materials selected from the group consisting of ferromagnetic Fe, Ni, Cr, and oxides thereof. As an embodiment of the present invention, the magnetic beads may be attached to the second material by using a cell-specific surface expression difference.For example, biotinylated CD-9 antibody and biotinylated in 2.8 μm microbeads (Dynabeads TM M-280 Streptavidin) Bandeiraea simplicifolia lectin can be attached to a second substance.

혼합 챔버(110)에는 시료(S)가 주입되는 주입구와 자성 비드(MB)가 주입되기 위한 주입구가 형성되어 있을 수 있으며, 제 1 물질을 포함하는 시료(S)를 준비하여 혼합 챔버(110)에 주입시킨 후(도 2의 S10 단계) 및 자성 비드(MB)를 혼합 챔버(110)에 주입시키고 시료(S) 및 자성 비드(MB)가 혼합되면, 자성 비드(MB)가 제 2 물질과 결합된 상태로 혼합 챔버(110) 내부에 위치될 수 있다.(도 2의 S20 단계) 이 때, 혼합 챔버(110) 내에서 제 2 물질과 자성 비드(MB)를 결합시키기 위하여 느린 속도로 몸체를 회전시켜 원심력이 시료에 가해지도록 하는 것도 가능하다. The mixing chamber 110 may have an injection hole through which the sample S is injected and an injection hole through which the magnetic beads MB are injected, and the mixing chamber 110 is prepared by preparing a sample S containing the first material. After injecting into (step S10 in FIG. 2) and injecting the magnetic beads (MB) into the mixing chamber 110 and mixing the sample (S) and the magnetic beads (MB), the magnetic beads (MB) and the second material In a combined state, it may be located inside the mixing chamber 110 (step S20 in FIG. 2). At this time, the body at a slow speed to combine the second material and the magnetic beads MB in the mixing chamber 110 It is also possible to cause centrifugal force to be applied to the sample by rotating.

혼합 챔버(110)에는 분리 챔버(120)가 연결된다. 분리 챔버(120)는 혼합 챔버(110)보다 몸체(101)의 회전 중심으로부터 먼 위치에 위치된다. 분리 챔버(120)와 혼합 챔버(110)를 연결하는 채널에는 제 1 밸브(152)가 설치된다.The separation chamber 120 is connected to the mixing chamber 110. The separation chamber 120 is located at a position farther from the rotation center of the body 101 than the mixing chamber 110. A first valve 152 is installed in a channel connecting the separation chamber 120 and the mixing chamber 110.

제 1 밸브(152)는 외부로부터 에너지를 전달받아 개방되기 전까지는 유체가 흐를 수 없도록 채널을 폐쇄하는 폐쇄된 밸브(normally closed valve)이다. The first valve 152 is a normally closed valve that closes a channel so that fluid cannot flow until it is opened by receiving energy from the outside.

폐쇄된 밸브는 상온에서 고체 상태인 밸브 물질을 포함할 수 있다. 밸브 물질은 고화된 상태로 채널에 존재함으로써 채널을 차단할 수 있다. 밸브 물질은 고온에서 용융되어 채널 내의 공간으로 이동하며, 채널을 개방한 채로 다시 응고된다. 외부에서 조사되는 에너지는 예를 들면 전자기파 혹은 고온의 열일 수 있으며, 에너지원은 레이저 빔을 조사하는 레이저 광원이거나, 가시광선 또는 적외선을 조사하는 발광소자(light emittingdiode) 또는 제논램프(Xenon)이거나 발열 소자일 수 있다. 레이저 광원인 경우 적어도 하나의 레이저 다이오드(laser diode)를 포함할 수 있다.The closed valve may contain a valve material that is in a solid state at room temperature. The valve material can block the channel by being present in the channel in a solidified state. The valve material melts at high temperature and moves into the space within the channel, and solidifies again with the channel open. The energy irradiated from the outside may be, for example, electromagnetic waves or high-temperature heat, and the energy source is a laser light source that irradiates a laser beam, a light emitting diode or a xenon lamp that irradiates visible or infrared rays, or heat generation. It can be a device. In the case of a laser light source, at least one laser diode may be included.

외부 에너지원은 밸브 물질에 포함된 발열 입자가 흡수할 수 있는 전자기파의 파장에 따라 선택될 수 있다. 밸브 물질로서는 COC(cyclic olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PFA(perfluoralkoxy), PVC(polyvinylchloride), PP(polypropylene), PET(polyethylene terephthalate), PEEK(polyetheretherketone), PA(polyamide), PSU(polysulfone), 및 PVDF(polyvinylidene fluoride) 등의 열가소성 수지가 채용될 수 있다. 또, 밸브 물질로서, 상온에서 고체 상태인 상전이 물질이 채용될 수 있다.The external energy source may be selected according to a wavelength of an electromagnetic wave that can be absorbed by the heating particles included in the valve material. Valve materials include cyclic olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), perfluoralkoxy (PFA), polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), and polyethylene terephthalate (PET). , PEEK (polyetheretherketone), PA (polyamide), PSU (polysulfone), and PVDF (polyvinylidene fluoride), such as thermoplastic resins may be employed. Further, as the valve material, a phase change material in a solid state at room temperature may be employed.

상전이 물질은 왁스(wax)일 수 있다. 왁스는 가열되면 용융하여 액체 상태로 변하며, 부피 팽창한다. 왁스로는, 예컨대 파라핀 왁스(paraffin wax), 마이크로크리스탈린 왁스(microcrystalline wax), 합성 왁스(synthetic wax), 또는 천연 왁스(natural wax) 등이 채용될 수 있다. 상전이 물질은 겔(gel) 또는 열가소성 수지일 수도 있다.The phase change material may be wax. When the wax is heated, it melts, turns into a liquid, and expands in volume. As the wax, for example, paraffin wax, microcrystalline wax, synthetic wax, or natural wax may be employed. The phase change material may be a gel or a thermoplastic resin.

겔로는, 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리아크릴레이트 (polyacrylates), 폴리메타크릴레이트 (polymethacrylates), 또는 폴리비닐아미드 (polyvinylamides) 등이 채용될 수 있다. 밸브 물질에는 전자기파 에너지를 흡수하여 발열하는 다수의 미세 발열 입자가 분산될 수 있다. 미세 발열 입자는 대략 0.1 mm 깊이와 1 mm 폭을 갖는 미세한 채널을 자유롭게 통과할 수 있게 1 nm 내지 100 ㎛ 의 직경을 가질 수 있다. 미세 발열 입자는 예컨대 레이저광 혹은 발열 소자 등에 의하여 에너지가 공급되면 온도가 급격히 상승하여 발열하는 성질을 가지며, 왁스에 고르게 분산되는 성질을 갖는다. 이러한 성질을 갖도록 미세 발열입자는 금속 성분을 포함하는 코어(core)와, 소수성(疏水性) 표면 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 미세 발열입자는 철(Fe)로 이루어진 코어와, 철(Fe)에 결합되어 철(Fe)을 감싸는 복수의 계면활성성분(surfactant)을 구비한 분자구조를 가질 수 있다.As the gel, polyacrylamide, polyacrylates, polymethacrylates, or polyvinylamides may be employed. In the valve material, a plurality of fine heating particles that absorb electromagnetic energy and generate heat may be dispersed. The fine heating particles may have a diameter of 1 nm to 100 μm so as to freely pass through a fine channel having a depth of approximately 0.1 mm and a width of 1 mm. When energy is supplied by, for example, a laser light or a heating element, the fine heat generating particles rapidly increase in temperature and generate heat, and are evenly dispersed in wax. In order to have such properties, the fine heating particles may have a core containing a metal component and a hydrophobic surface structure. For example, the fine heating particles may have a molecular structure including a core made of iron (Fe) and a plurality of surfactants that are bonded to iron (Fe) to surround iron (Fe).

미세 발열입자들은 캐리어 오일(carrier oil)에 분산된 상태로 보관될 수 있다. 소수성 표면구조를 갖는 미세 발열입자가 고르게 분산될 수 있도록 캐리어 오일도 소수성일 수 있다. 용융된 상전이 물질에 미세 발열입자들이 분산된 캐리어 오일을 부어 혼합하고, 이 혼합물질을 채널에 주입하고 응고시킴으로써 채널을 막을 수 있다.The fine heating particles may be stored in a dispersed state in a carrier oil. The carrier oil may also be hydrophobic so that fine heating particles having a hydrophobic surface structure can be evenly dispersed. The channel can be blocked by pouring and mixing a carrier oil in which fine exothermic particles are dispersed in the molten phase change material, and injecting the mixture into the channel and solidifying it.

미세 발열입자는 위에서 예로 든 중합체(polymer) 입자에 한정되는 것은 아니며, 퀀텀 도트(quantum dot) 또는 자성비드(magnetic bead)의 형태도 가능하다. 또한, 미세 발열입자는 예컨대, Al2O3, TiO2, Ta2O3, Fe2O3, Fe3O4 또는, HfO2 와 같은 미세 금속 산화물일 수 있다. 한편, 폐쇄된 밸브는 미세 발열입자를 반드시 포함하여야 하는 것은 아니며, 미세 발열입자 없이 상전이 물질만으로 이루어질 수도 있다.The fine heating particles are not limited to the polymer particles exemplified above, and may be in the form of quantum dots or magnetic beads. In addition, the fine heating particles may be, for example, Al 2 O 3 , TiO 2 , Ta 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 or a fine metal oxide such as HfO 2 . On the other hand, the closed valve does not necessarily contain fine heating particles, and may be formed of only a phase change material without fine heating particles.

혼합 챔버(110)에서 제 1 물질 및 자성 비드(MB)가 혼합된 제 2 물질을 포함하는 시료(S)는, 몸체(101)를 회전시켜 원심력을 가한 상태에서 제 1 밸브(152)를 개방하여 분리 챔버(120)로 이동될 수 있다.In the mixing chamber 110, the first valve 152 is opened while the body 101 is rotated to apply a centrifugal force to the sample S containing the second material mixed with the magnetic beads MB. Thus, it can be moved to the separation chamber 120.

분리 챔버(120) 내에서 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질 및 제 1 물질이 분리될 수 있다. 이를 위하여, 분리 챔버(120)는 제 1 공간(122), 제 2 공간(126) 및 제 1 공간(122)과 제 2 공간(126) 사이에 위치되는 격벽(124)을 포함하도록 구성될 수 있다. The second material and the first material to which the magnetic beads MB are coupled may be separated in the separation chamber 120. To this end, the separation chamber 120 may be configured to include a first space 122, a second space 126, and a partition wall 124 positioned between the first space 122 and the second space 126. have.

제 1 공간(122)은 혼합 챔버(110)와 연결된 공간이며, 혼합 챔버(110)로부터 유입된 시료(S)는 제 1 공간(122)에 위치될 수 있다. (도 3의 (a) 및 도 4의 (a) 참조)The first space 122 is a space connected to the mixing chamber 110, and the sample S introduced from the mixing chamber 110 may be located in the first space 122. (See Fig. 3 (a) and Fig. 4 (a))

제 2 공간(126)은 제 1 공간(122)보다 몸체(101)의 중심인 회전축으로부터 먼 거리에 위치되고, 격벽(124)에 의하여 제 1 공간(122)과 제 2 공간(126)이 구획되도록 형성된다. 제 1 공간(122)과 제 2 공간(126)을 구획하는 격벽(124)은 제 1 공간(122)을 향하는 경사면(124a)과 경사면(124a)의 상부 모서리로부터 제 2 공간(126)으로 연장된 상부면(1245b)을 갖도록 형성된다. The second space 126 is located farther from the rotational axis, which is the center of the body 101, than the first space 122, and the first space 122 and the second space 126 are divided by the partition wall 124. Is formed to be. The partition wall 124 partitioning the first space 122 and the second space 126 extends from the upper edge of the inclined surface 124a and the inclined surface 124a toward the first space 122 to the second space 126 It is formed to have a top surface (1245b).

상부면(124b)의 높이는 제 1 공간(122)과 제 2 공간(126)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 형성된다. 이에 따라, 제 1 공간(122)에 위치된 시료(S)가 원심력을 받을 경우 시료(S) 내에 무거운 물질은 제 2 공간으로 이동되고 제 1 공간(122)에는 상대적으로 가벼운 물질이 남게 될 수 있다. The height of the upper surface 124b is formed to have a height lower than that of the first space 122 and the second space 126. Accordingly, when the sample S located in the first space 122 receives a centrifugal force, a heavy material in the sample S may move to the second space, and a relatively light material may remain in the first space 122. have.

격벽(124)의 경사면(124a)은 제 1 공간(122)에 존재하는 시료 중 보다 무거운 물질이 제 2 공간(126)으로 용이하게 이동될 수 있도록 한다. The inclined surface 124a of the partition wall 124 allows a heavier material among the samples existing in the first space 122 to be easily moved to the second space 126.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분리 챔버(120)로부터 이격된 몸체(101)의 일측에 자성 부재(140)가 위치된다. 자성 부재(140)는 제 2 공간(126)에 인접하게 배치될 수 있으며, 제 2 공간(126)의 높이와 동일한 높이를 갖도록 상하 방향으로 연장된 높이 및 폭을 갖는 형태로 이루어질 수 있다. 이 때, 자성 부재(140)는 분리 챔버(120)보다 몸체(101)의 회전 중심으로부터 먼 거리에 위치될 수 있다. 자성 부재(140)의 자기력의 크기, 형태 및 위치는 실험적으로 선택될 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the magnetic member 140 is positioned on one side of the body 101 spaced apart from the separation chamber 120. The magnetic member 140 may be disposed adjacent to the second space 126 and may have a height and width extending in the vertical direction so as to have the same height as the height of the second space 126. In this case, the magnetic member 140 may be located farther from the rotation center of the body 101 than the separation chamber 120. The magnitude, shape, and position of the magnetic force of the magnetic member 140 may be experimentally selected.

본 실시예에서 자성 부재(140)는 영구 자석일 수 있다. 자성 부재(140)는 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질을 제 1 물질과 분리시키는 경우, 원심력이 몸체(101)에 가해지는 동안 원심력과 함께 작용하여 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질이 보다 신속하게 제 2 공간(126)으로 유입될 수 있도록 한다. In this embodiment, the magnetic member 140 may be a permanent magnet. When the magnetic member 140 separates the second material combined with the magnetic beads MB from the first material, the magnetic member 140 acts together with the centrifugal force while the centrifugal force is applied to the body 101 so that the magnetic beads MB are combined. 2 Allows the material to flow into the second space 126 more quickly.

또한, 다른 예로서 자성 부재(140)는 전자석으로 이루어져 자기력의 세기가 조절될 수 있도록 형성될 수도 있다. 이와 같이 자성 부재(140)가 전자석으로 이루어진 경우, 자기력이 필요한 경우에는 자기력을 발생시켜 자기력이 분리 챔버 내부의 시료의 분리를 보다 용이하게 할 수 있도록 하고, 자기력이 필요없는 경우에는 자기력이 발생하지 않도록 함으로써, 필요에 따라 자기력의 세기를 조절할 수 있는 장점이 있다. In addition, as another example, the magnetic member 140 may be formed of an electromagnet so that the strength of the magnetic force can be adjusted. As such, when the magnetic member 140 is made of an electromagnet, when magnetic force is required, magnetic force is generated so that the magnetic force can more easily separate the sample inside the separation chamber, and when magnetic force is not required, magnetic force is not generated. By doing so, there is an advantage in that the strength of the magnetic force can be adjusted as needed.

본 발명의 일 실시예에서, 분리 챔버(120) 내에서 원심력 및 자기력이 작용될 경우 제 1 공간(122)에는 제 1물질이 남게 되고, 제 2 공간(126)에는 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질이 남게 되어 제 1 물질과 제 2 물질의 분리가 이루어질 수 있다. (도 2의 S30 단계)(도 3의 (b) 및 도 4의 (b) 참조) 이 때, 본 실시예에서 시료에는 제 1 물질 및 제 2 물질 이외에도 다양한 물질들이 존재할 수 있는데, 이와 같은 물질들은 자성 비드가 결합되지 않은 상태에서 원심력에 의하여 몸체가 회전하는 동안 제 1 공간 내에 존재하거나 혹은 제 2 공간으로 이동하여 존재할 수 있다. In an embodiment of the present invention, when centrifugal force and magnetic force are applied in the separation chamber 120, the first material remains in the first space 122, and the magnetic beads MB are combined in the second space 126. The second material is left, so that the first material and the second material can be separated. (Step S30 of Fig. 2) (See Figs. 3 (b) and 4 (b)) At this time, in this embodiment, various substances other than the first substance and the second substance may be present in the sample. They may exist in the first space while the body is rotated by centrifugal force in a state in which the magnetic beads are not coupled, or may exist by moving to the second space.

한편, 분리 챔버(120)는 저장 챔버(130)와 연결된다. 이에 따라, 분리 챔버(120)에서 분리된 제 1 물질은 저장 챔버(130)에 저장될 수 있다. Meanwhile, the separation chamber 120 is connected to the storage chamber 130. Accordingly, the first material separated in the separation chamber 120 may be stored in the storage chamber 130.

도 1 및 도 3의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 저장 챔버(130)와 분리 챔버(120)를 연결하는 채널의 입구는 제 1 공간(122)과 제 2 공간(126)의 격벽(124)의 상부면(124b) 상에 위치될 수 있다. 저장 챔버(130)와 분리 챔버(120)를 연결하는 채널에는 제 2 밸브(154)가 설치될 수 있다. 저장 챔버(130)의 위치는 제 1 공간(122)보다 회전축의 중심으로부터 먼 위치에 위치될 수 있다. 1 and 3 (a) to (c), the entrance of the channel connecting the storage chamber 130 and the separation chamber 120 is a partition wall of the first space 122 and the second space 126 It may be located on the upper surface 124b of 124. A second valve 154 may be installed in a channel connecting the storage chamber 130 and the separation chamber 120. The storage chamber 130 may be located farther from the center of the rotation axis than the first space 122.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분리 챔버(120) 내에서 제 1 물질과 제 2 물질이 분리된 상태(도 3의 (b) 및 도 4의 (b) 참조)에서, 제 2 밸브(154)를 개방하고 몸체(101)를 회전시키면, 제 1 물질이 저장 챔버(130) 내부로 유입되어 제 2 물질과 별도로 저장 챔버(130) 내부에 저장될 수 있다.(도 2의 S40 단계)(도 3의 (c) 참조) 이와 같이, 저장 챔버(130) 내부에 제 1 물질 즉 표적 세포(T)가 저장되면, 표적 세포의 분리 작업이 종료될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in a state in which the first material and the second material are separated in the separation chamber 120 (refer to FIGS. 3(b) and 4(b)), the second valve 154 ) Is opened and the body 101 is rotated, the first material may flow into the storage chamber 130 and be stored in the storage chamber 130 separately from the second material (step S40 in FIG. 2). 3(c)) As described above, when the first material, that is, the target cells T, is stored in the storage chamber 130, the separation operation of the target cells may be terminated.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치에 원심력을 부여한 상태에서 자기력을 동시에 부여한 경우(Magnet O)와 자기력을 부여하지 않은 경우(Magnet X)에 제 1 공간에 남은 제 2 물질의 양을 비교한 그래프이고, 표 1은 도 5의 그래프의 수치 데이터이다. 5 is a diagram of a second material remaining in a first space when a magnetic force is simultaneously applied (Magnet O) and a magnetic force is not applied (Magnet X) while a centrifugal force is applied to the microfluidic device according to an embodiment of the present invention. It is a graph comparing the amounts, and Table 1 is the numerical data of the graph of FIG. 5.

Magnet OMagnet O Magnet XMagnet X 10sec10sec 602.7602.7 83318331 30sec30sec 465465 46954695 1min1min 338338 2497.72497.7 2min2min -- 1215.31215.3

표 1 에 나타난 실험 결과를 도출하기 위하여 본 발명의 발명자는 다음과 같은 실험을 진행하였다. In order to derive the experimental results shown in Table 1, the inventors of the present invention conducted the following experiments.

I. DRG 신경세포 분리 과정I. DRG nerve cell isolation process

1. 임신 13일차 쥐 배아의 척추 양단을 따라 위치한 후근 신경절(DRG)들을 척추로부터 꺼낸다.1. On the 13th day of pregnancy, the dorsal root ganglions (DRGs) located along both ends of the spine of a rat embryo are removed from the spine.

2. 후근 신경절들을 개별 세포로 분리하기 위해 2.5% Trypsin-EDTA를 처리한 DPBS에 15분간 37도(water bath)에 둔다.2. In order to separate dorsal root ganglia into individual cells, place them in a DPBS treated with 2.5% Trypsin-EDTA for 15 minutes at 37°C (water bath).

3. 이를 10% FBS DMEM으로 옮겨 담는다.3. Transfer this to 10% FBS DMEM.

4. Cell strainer를 이용하여 걸러준 뒤, strainer를 통과한 media를 1300 rpm에서 3분간 centrifuge 한다.4. After filtering with a cell strainer, centrifuge the media that has passed through the strainer at 1300 rpm for 3 minutes.

5. 상층액을 제거하고 pellet을 1ml 미만의 NG (neuron growth) media에 다시 풀어준다.5. Remove the supernatant and release the pellet again in less than 1ml NG (neuron growth) media.

Ⅱ. 미세 유동 장치를 통한 분리(정제) 과정Ⅱ. Separation (purification) process through a microfluidic device

1. 위의 과정에서 분리한 세포가 포함된 NG media를 사전에 제작해 둔 2.8 um 사이즈의 항체 코팅-자성비드(a)와 함께 미세 유동 장치의 혼합 챔버에 넣어 준다. 이때 전체 볼륨은 1ml를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다. 1. Put the NG media containing the cells isolated in the above process into the mixing chamber of the microfluidic device along with the 2.8 um-sized antibody-coated magnetic beads (a) prepared in advance. At this time, it is desirable that the total volume does not exceed 1ml.

2. 15분간 좌우로 흔들어주어 비드와 세포가 충분히 반응할 수 있는 시간을 준다.2. Shake it left and right for 15 minutes to give the beads and cells enough time to react.

3. 이후 1000 rpm으로 회전하여 다음 챔버인 분리 챔버로 혼합액을 넘겨 준다.3. After that, it is rotated at 1000 rpm and the mixture is passed to the next chamber, the separation chamber.

4. 이후 220g (RCF)의 속도로 2분간 미세 유동 장치를 회전시켜 비드와 결합된 슈반세포(Schwann cell), 섬유아세포(Fibroblast), 상피세포(Epitheial cell)는 원심력과 자력에 의해 분리 챔버의 제 2 공간에 모이도록 한다. 뉴런 세포는 분리 챔버에 사전에 넣어둔 밀도 구배 물질인 퍼콜(Percoll)보다 밀도가 작기 때문에 분리 챔버의 제 2 공간으로 이동하지 못하고 퍼콜 위의 제 1 공간에 머무르게 된다. 4. After that, the microfluidic device was rotated at a speed of 220g (RCF) for 2 minutes to separate Schwann cells, fibroblasts, and epitheial cells bound to the beads by centrifugal force and magnetic force. Let them gather in the second space. Neuronal cells are less dense than Percoll, which is a density gradient material previously put in the separation chamber, so they cannot move to the second space of the separation chamber and stay in the first space above the separation chamber.

5. 퍼콜 위의 상층액만 다음 챔버인 저장 챔버로 넘겨 준다.5. Transfer only the supernatant on the percol to the next chamber, the storage chamber.

6. 저장 챔버에 정제되어 모인 뉴런을 수집하여 배양한다. 6. Collect and cultivate the collected neurons in the storage chamber.

본 발명의 일 실시예에서, 자성비드는 세포, 즉 제 1 물질 및 2 물질보다 밀도가 높아야 하며, 예를 들어, 2.8 um 크기의 비드로서 제 2 물질과 1:50 ~1:100 가량의 비율로 결합할 수 있도록 제 2 물질의 수에 비하여 충분히 많은 양을 넣어줄 수 있다. 코팅하는 물질의 종류로는 슈반 세포(Schwann cell)와의 특이적 결합을 위해 CD-9 항체를 사용할 수 있고, 섬유아세포(Fibroblast), 상피세포(epithelial cell)를 제거하기 위해서는 Bandeiraea simplicifolia lectin 1 (BSL1)을 사용할 수 있다. 최종 제작된 항체-코팅 자성비드는 0.1% bovine serum albumin이 포함된 PBS에 보관할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the magnetic beads must have a higher density than the cells, that is, the first material and the second material, for example, as a bead of 2.8 um in a ratio of 1:50 to 1:100 with the second material A sufficient amount can be added compared to the number of the second substance so that it can be combined with. As the type of coating material, CD-9 antibody can be used for specific binding with Schwann cells, and Bandeiraea simplicifolia lectin 1 (BSL1) to remove fibroblasts and epithelial cells. ) Can be used. The final produced antibody-coated magnetic beads can be stored in PBS containing 0.1% bovine serum albumin.

퍼콜(Percoll)은 농도 구배를 형성하는데 사용하는 물질이며, 뉴런 세포 (최대 1.077 g/ml) 보다는 밀도가 높지만, 자성비드 (1.3 g/ml)보다는 밀도가 낮을 수 있다. 이는 자성 비드와 결합한 세포의 밀도가 퍼콜의 밀도보다 높기 때문에 원심력에 의해 농도 구배가 형성될 때 퍼콜의 아래, 즉 제 2 공간으로 위치하게 된다. 이러한 현상은 자석에 의해 촉진된다. 분리 챔버에 들어가는 퍼콜의 볼륨은 미세 유동 장치 몸체의 볼륨에 따라 상이할 수 있으나 400 ul를 넘지 않으며, 저장 챔버로 넘어가지 않을 만큼의 용량일 수 있다. Percoll is a substance used to form a concentration gradient, and is denser than neuronal cells (up to 1.077 g/ml), but may be less dense than magnetic beads (1.3 g/ml). This is because the density of the cells bound to the magnetic beads is higher than that of Percol, so when a concentration gradient is formed by centrifugal force, they are located under Percol, that is, into the second space. This phenomenon is promoted by magnets. The volume of Percol entering the separation chamber may vary depending on the volume of the microfluidic device body, but does not exceed 400 ul, and may have a capacity that does not pass to the storage chamber.

도 5 및 표 1을 참조하면, 분리 챔버(120) 내에서 원심력을 발생시켜 제 1 물질과 제 2 물질을 분리시킨 경우, 자기력을 동시에 부여한 경우에는 10 초가 경과된 상태에서 1000개 이하의 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질만이 제 1 공간(122)에 남아 있었으나, 자기력을 발생시키지 않은 경우에는 10초 경과 후에 8000개 이상의 자성 비드(MB)가 결합된 제 2 물질이 제 1 공간(122)에 남아 있었다. 또한, 30초 경과후에는 자기력을 원심력과 동시에 부여한 경우 제 1 공간(122)에 남은 제 2 물질의 양은 자기력을 부여하지 않고 원심력만이 부여된 경우와 비교할 때 약 10분의 1의 양만이 제 1 공간에 남아 있었다. 또한, 2분이 경과한 경우 자기력을 원심력과 동시에 부여한 경우 제 1 공간에 남은 제 2 물질은 전혀 없었으나, 자기력을 부여하지 않고 원심력만이 부여된 경우에는 1000개 이상의 제 2 물질이 검출됨을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 5 and Table 1, when the first material and the second material are separated by generating a centrifugal force in the separation chamber 120, when the magnetic force is applied at the same time, there are no more than 1000 magnetic beads after 10 seconds have elapsed. Only the second material to which (MB) was bonded remained in the first space (122), but when no magnetic force was generated, the second material to which more than 8000 magnetic beads (MB) were bonded after 10 seconds passed is the first space. Remained at 122. In addition, when the magnetic force is applied simultaneously with the centrifugal force after 30 seconds, the amount of the second material remaining in the first space 122 is reduced by only about one-tenth compared to the case where only the centrifugal force is applied without the magnetic force. 1 remained in space. In addition, when 2 minutes elapsed, when the magnetic force was applied at the same time as the centrifugal force, there was no second material remaining in the first space, but when only the centrifugal force was applied without the magnetic force, it was confirmed that more than 1000 second materials were detected. there was.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하여 제 2 물질을 제거함에 있어, 제 2 물질은 시료로부터 80% 이상 제거되는 것이 바람직할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 이를 위하여, 원심력과 자기력을 동시에 사용하는 경우 적어도 20sec 이상 최대 5분 미만으로 미세 유동 장치를 작동시키는 것이 바람직할 수 있으나, 이 또한 제한적인 것은 아니다. In removing the second material using the microfluidic device according to an exemplary embodiment of the present invention, it may be preferable to remove the second material by 80% or more from the sample, but is not limited thereto. To this end, it may be desirable to operate the microfluidic device in at least 20 sec or more and less than 5 min. at least when using the centrifugal force and the magnetic force at the same time, but this is also not limited.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 원심력과 동시에 제 2 물질의 분리에 작용하는 자기력은 원심력의 크기와 비교할 때 적어도 20% 이상의 크기를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, in an embodiment of the present invention, the magnetic force acting on the separation of the second material at the same time as the centrifugal force may have a magnitude of at least 20% or more compared to the magnitude of the centrifugal force, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 자기력이 원심력과 동시에 제 2 물질에 힘을 작용하여 제 2 물질이 분리될 수 있는데, 자기력과 원심력은 동일한 방향으로 작용하므로 자기력과 원심력의 합력이 제 2 물질에 작용되는 힘의 크기일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the second material may be separated by the magnetic force acting on the second material at the same time as the centrifugal force. Since the magnetic force and the centrifugal force act in the same direction, the resultant force of the magnetic force and the centrifugal force is applied to the second material. It can be the amount of force applied.

이 때, 제 2 물질에 작용되는 원심력과 자기력의 각각의 크기, 원심력과 자기력의 최적의 크기 비율 및 최적의 작용 시간은 실험적으로 선택될 수 있다. At this time, the respective magnitudes of the centrifugal force and the magnetic force applied to the second material, the optimum size ratio of the centrifugal force and the magnetic force, and the optimum action time may be selected experimentally.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치는 자기력이 없이 원심력 만을 이용하여 제 2 물질을 분리하던 것과 비교할 때 제 2 물질의 분리 시간이 적어도 20% 이상 단축될 수 있는 정도의 자기력을 부여함으로써 제 2 물질의 분리시간을 단축시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따르면, 원심력이 제 1 물질에 오랜 기간 작용함으로써 제 1 물질이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 제 2 물질의 분리에 걸리는 시간 등은 미세 유동 장치의 회전 속도에 종속하는 원심력의 크기, 자기력의 크기 등에 의하여 적절하게 선택될 수 있다. The microfluidic device according to an embodiment of the present invention provides a magnetic force such that the separation time of the second material can be shortened by at least 20% compared to the separation of the second material using only centrifugal force without magnetic force. 2 It can shorten the separation time of materials. Accordingly, according to an exemplary embodiment of the present invention, damage to the first material may be prevented by the centrifugal force acting on the first material for a long period of time. In this case, the time required for separation of the second material, etc. may be appropriately selected according to the magnitude of the centrifugal force, the magnitude of the magnetic force, etc. depending on the rotational speed of the microfluidic device.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하면 원심력만을 이용하여 표적 물질을 분리시키는 경우보다 매우 빨리 표적 물질을 분리시킬 수 있어 표적 물질의 분리 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, when the microfluidic device according to an embodiment of the present invention is used, the target material can be separated much faster than when the target material is separated using only centrifugal force, thereby improving the separation efficiency of the target material. .

또한, 표적 물질을 분리시킬 때 원심력을 가하는 시간이 짧아질 수 있기 때문에 원심력이 장시간 표적 물질에 가해짐으로써 표적 물질이 외력에 의하여 손상되는 것을 최소화할 수 있다. In addition, since the time to apply the centrifugal force when separating the target material may be shortened, the centrifugal force is applied to the target material for a long time, thereby minimizing damage to the target material by an external force.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치에서 표적 물질을 자성 비드가 결합되는 분리 대상 물질과 용이하게 분리시키기 위하여 시료 혹은 분리 챔버 내에 밀도 구배 물질(DGM: density gradient medium)을 추가적으로 구비시킬 수도 있다. 일 예로, 혼합 챔버 내부에서는 원심분리 방법 및 밀도구배물질(DGM)을 이용하여 시료(S) 내의 특정 물질과 그 밖의 다른 물질을 서로 다른 층에 위치하도록 하는 것도 가능할 수 있다. 이와 같이 밀도 구배 물질을 이용한 분리 방법을 본 실시예에 따른 원심력 및 자기력을 이용한 분리 방법과 다양하게 조합함으로서 분리하고자 하는 표적 세포의 특성에 따라 신속하고 효과적인 분리가 이루어질 수 있다. Meanwhile, in the microfluidic device according to an embodiment of the present invention, a density gradient medium (DGM) may be additionally provided in the sample or the separation chamber in order to easily separate the target material from the material to be separated to which the magnetic beads are bound. May be. For example, in the mixing chamber, it may be possible to place a specific material in the sample S and other materials in different layers by using a centrifugation method and a density gradient material (DGM). By combining the separation method using the density gradient material in various ways with the separation method using centrifugal force and magnetic force according to the present embodiment, rapid and effective separation can be achieved according to the characteristics of the target cell to be separated.

본 발명의 일 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하면, 표적 물질을 분리하기 위하여 표적 물질이 아닌 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키고, 자성 비드가 결합된 분리 대상 물질을 원심력과 자기력에 의하여 신속하게 표적 물질로부터 분리시키기 때문에, 표적 물질의 개체수가 작거나 표적 물질이 외력에 의하여 손상되기 쉬운 경우에도 효과적으로 표적 물질을 분리해 낼 수 있는 장점이 있다. Using the microfluidic device according to an embodiment of the present invention, in order to separate the target material, magnetic beads are combined with a second material other than the target material, and the material to be separated to which the magnetic beads are combined is rapidly separated by centrifugal force and magnetic force. Since the target material is separated from the target material, there is an advantage of being able to effectively separate the target material even when the number of the target material is small or the target material is easily damaged by an external force.

본 발명의 일 실시예에서는 제 1 물질로서 신경 세포를, 제 2 물질로서 슈반세포(Schwann cell), 섬유아세포(Fibroblast) 등을 예시하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 미세 유동 장치를 이용하여 분리시킬 수 있는 물질 및 세포의 종류는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 미세 유동 장치를 이용하여 다양한 물질을 분리시킬 수 있을 것임을 이해할 수 있을 것이다. In one embodiment of the present invention, nerve cells as a first material and Schwann cells and fibroblasts as a second material are exemplified, but separation using a microfluidic device according to an embodiment of the present invention The types of substances and cells that can be made are not limited thereto, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various substances can be separated using the microfluidic device of the present invention. .

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.

100 미세 유동 장치
101 몸체
110 혼합 챔버
120 분리 챔버
130 저장 챔버
140 자성 부재100 microfluidic devices
101 body
110 mixing chamber
120 separation chamber
130 storage chamber
140 magnetic absence

Claims (23)

생물학적 시료로부터 상기 시료 내의 제 1 물질을 분리하기 위한 미세 유동 장치로서,
회전축을 중심으로 회전가능한 몸체;
상기 몸체에 구비되되, 상기 시료 및 상기 시료 내의 제 2 물질과 결합되는 자성 비드가 혼합되는 혼합 챔버;
상기 몸체에 구비되되, 상기 혼합 챔버와 연결되며 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질 및 상기 제 1 물질이 혼합된 혼합 시료가 분리되는 분리 챔버 및
상기 분리 챔버 외부 일측에 배치되는 자성 부재를 포함하며,
상기 분리 챔버 내에서 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질 및 상기 제 1 물질이 원심력 및 자력에 의하여 분리되도록 형성되는 미세 유동 장치. A microfluidic device for separating a first material in the sample from a biological sample,
A body rotatable about a rotation axis;
A mixing chamber provided in the body and in which the sample and magnetic beads combined with the second material in the sample are mixed;
A separation chamber provided in the body, which is connected to the mixing chamber and in which a second material to which the magnetic beads are combined and a mixed sample from which the first material is mixed are separated, and
It includes a magnetic member disposed on one side outside the separation chamber,
A microfluidic device configured to separate the second material and the first material to which the magnetic beads are combined in the separation chamber by centrifugal force and magnetic force. 제 1 항에 있어서,
상기 혼합 챔버 및 상기 분리 챔버를 연결하는 제 1 채널에 설치되는 제 1 밸브를 더 포함하는 미세 유동 장치. The method of claim 1,
The microfluidic device further comprises a first valve installed in a first channel connecting the mixing chamber and the separation chamber. 제 2 항에 있어서,
상기 분리 챔버는 상기 혼합 챔버보다 상기 회전축으로부터 먼 위치에 위치되는 미세 유동 장치. The method of claim 2,
The separation chamber is a microfluidic device located at a position farther from the rotation axis than the mixing chamber. 제 1항에 있어서,
상기 분리 챔버는,
제 1 공간;
상기 제 1 공간보다 상기 회전축으로부터 먼 제 2 공간 및 상기 제 1 공간 및
상기 제 2 공간 사이에 형성된 격벽을 포함하되,
상기 격벽은 상기 제 1 공간을 향하는 면이 상측 방향으로 경사진 경사면을 구비하도록 형성되는 미세 유동 장치. The method of claim 1,
The separation chamber,
First space;
The second space and the first space far from the rotation axis than the first space, and
Including a partition wall formed between the second space,
The partition wall is a microfluidic device formed such that the surface facing the first space has an inclined surface inclined upward. 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 물질은 상기 제 1 공간에 위치되고, 상기 원심력 및 자력에 의하여 상기 제 1 물질과 분리된 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질은 상기 제 2 공간에 위치되는 미세 유동 장치. The method of claim 4,
The first material is located in the first space, and the second material to which the magnetic beads separated from the first material by the centrifugal force and magnetic force are combined is located in the second space. 제 4 항에 있어서,
상기 격벽은 상부면이 상기 경사면의 상부 모서리로부터 상기 제 2 공간 방향으로 연장된 평면으로 형성되는 미세 유동 장치. The method of claim 4,
The partition wall is a microfluidic device in which an upper surface extends from an upper edge of the inclined surface in a direction of the second space. 제 4 항에 있어서,
상기 분리 챔버와 연결되며, 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질과 분리된 제 1 물질을 저장하기 위한 저장 챔버를 더 포함하는 미세 유동 장치. The method of claim 4,
The microfluidic device is connected to the separation chamber, further comprising a storage chamber for storing the first material separated from the second material to which the magnetic beads are coupled. 제 7항에 있어서,
상기 저장 챔버와 상기 분리 챔버 사이를 연결하는 제 2 채널에 설치되는 제 2 밸브를 더 포함하는 미세 유동 장치. The method of claim 7,
The microfluidic device further comprises a second valve installed in a second channel connecting the storage chamber and the separation chamber. 제 8항에 있어서,
상기 제 2 채널은 상기 격벽의 상부 공간과 연결되도록 형성되는 미세 유동 장치. The method of claim 8,
The second channel is formed to be connected to the upper space of the partition wall. 제 9 항에 있어서,
상기 자성 부재는 상기 분리챔버의 반경 방향 외측에 상기 분리 챔버와 동일 높이로 배치되는 미세 유동 장치. The method of claim 9,
The magnetic member is a microfluidic device disposed at the same height as the separation chamber outside the radial direction of the separation chamber. 제 10항에 있어서,
상기 자성 부재는 영구 자석 또는 전자석으로 형성되는 미세 유동 장치. The method of claim 10,
The magnetic member is a microfluidic device formed of a permanent magnet or an electromagnet. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 물질은 신경 세포인, 미세 유동 장치. The method of claim 1,
The first substance is a nerve cell, a microfluidic device. 제 1 항에 있어서,
상기 자성 비드는 상기 제 1 물질 및 상기 제 2 물질보다 높은 밀도를 갖는, 미세 유동 장치. The method of claim 1,
The magnetic bead has a higher density than the first material and the second material. 제 1 항에 있어서,
상기 자성 비드는 상기 제 2 물질과 1:50 ~1:100의 비율로 결합될 수 있는, 미세 유동 장치. The method of claim 1,
The magnetic beads may be combined with the second material in a ratio of 1:50 to 1:100, microfluidic device. 제 1 항에 있어서,
상기 분리 챔버 내에 상기 제 1 물질보다는 밀도가 높고 상기 자성 비드 보다 밀도가 낮은 밀도 구배 물질이 구비되는, 미세 유동 장치. The method of claim 1,
A microfluidic device in which a density gradient material having a higher density than the first material and lower density than the magnetic bead is provided in the separation chamber. 제 1 항에 있어서,
상기 원심력과 상기 자기력은 상기 회전축의 반경 방향 외측으로 작용하는, 미세 유동 장치.The method of claim 1,
The centrifugal force and the magnetic force act outward in a radial direction of the rotation axis. 생물학적 시료 내에서 제 1 물질을 분리하는 방법에 있어서,
제 1 물질을 포함하는 시료를 제공하는 단계;
상기 시료 내에서 제 1 물질과 상이한 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계;
상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질에 원심력 및 자력을 가하여 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계를 포함하는 물질 분리 방법.In the method of separating the first material in the biological sample,
Providing a sample comprising a first material;
Bonding magnetic beads to a second material different from the first material in the sample;
And separating the first material and the second material to which the magnetic beads are combined by applying a centrifugal force and a magnetic force to the first material and a second material to which the magnetic beads are combined. 제 17항에 있어서,
상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질과 분리된 상기 제 1 물질을 별도 공간으로 이동하여 저장하는 단계를 더 포함하는, 물질 분리 방법. The method of claim 17,
Further comprising the step of moving and storing the second material to which the magnetic beads are bonded and the separated first material to a separate space. 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계 및 상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계는 서로 다른 공간에서 이루어지는, 물질 분리 방법. The method of claim 17,
The method of separating materials, wherein the bonding of the magnetic beads to the second material and the separation of the first material and the second material to which the magnetic beads are combined are performed in different spaces. 제 17항에 있어서,
상기 시료 내에서 제 1 물질과 상이한 제 2 물질에 자성 비드를 결합시키는 단계는 상기 시료에 상기 자성 비드를 혼합시키는 단계를 포함하는, 물질 분리 방법. The method of claim 17,
The step of coupling the magnetic beads to a second material different from the first material in the sample comprises mixing the magnetic beads with the sample. 제 17항에 있어서,
상기 제 1 물질 및 상기 자성 비드가 결합된 제 2 물질을 분리시키는 단계에서 상기 제 2 물질에 가해지는 자력은 상기 제 2 물질의 회전 중심으로부터 멀어지는 방향을 향하도록 형성되는, 물질 분리 방법. The method of claim 17,
In the step of separating the second material to which the first material and the magnetic bead are combined, the magnetic force applied to the second material is formed to face away from the rotation center of the second material. 제 17 항에 있어서,
상기 자성 비드가 결합된 상기 제 2 물질은 상기 제 1 물질보다 무거운, 물질 분리 방법. The method of claim 17,
The second material to which the magnetic beads are bonded is heavier than the first material. 제 17항에 있어서,
상기 제 1 물질은 신경 세포인, 물질 분리 방법.
The method of claim 17,
The first substance is a nerve cell, the substance separation method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102401471B1 (en) * 2021-09-16 2022-05-24 한밭대학교 산학협력단 centrifugation spinner
WO2022211428A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 주식회사 씨티셀즈 Device and method for separating natural killer cell
WO2023132711A1 (en) * 2022-01-07 2023-07-13 주식회사 씨티셀즈 Target material separation control device using laser diode

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140071814A (en) * 2012-12-04 2014-06-12 삼성전자주식회사 Microfluidic apparatus and method of enriching target in boilogical sample
US20170168046A1 (en) * 2014-06-30 2017-06-15 Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. Substrate for sample analysis, and sample analysis apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140071814A (en) * 2012-12-04 2014-06-12 삼성전자주식회사 Microfluidic apparatus and method of enriching target in boilogical sample
US20170168046A1 (en) * 2014-06-30 2017-06-15 Panasonic Healthcare Holdings Co., Ltd. Substrate for sample analysis, and sample analysis apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022211428A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 주식회사 씨티셀즈 Device and method for separating natural killer cell
KR102401471B1 (en) * 2021-09-16 2022-05-24 한밭대학교 산학협력단 centrifugation spinner
WO2023132711A1 (en) * 2022-01-07 2023-07-13 주식회사 씨티셀즈 Target material separation control device using laser diode

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