KR20200122735A - 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 회전식 플랫폼을 활용한 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 디스크 형상의 회전식 플랫폼; 및 상기 회전식 플랫폼 상에 배치되는 미세 유체 구조물을 포함하고, 상기 미세 유체 구조물은 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 주입되고, 상기 알데히드류 또는 케톤류가 유도체화될 수 있는 시료 저장부; 용리제로 상기 시료의 알데히드류 또는 케톤류가 분리 전개되는 분리부; 상기 시료가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 시료 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 1 미세 유체 유로(siphon channel); 상기 용리제가 주입될 수 있는 용리제 저장부; 상기 용리제가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 용리제 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 2 미세 유체 유로; 및 상기 용리제 저장부로부터 상기 용리제를 전달받아 상기 분리부로 방출하는 흡수 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 디스크 형상의 회전식 플랫폼; 및 상기 회전식 플랫폼 상에 배치되는 미세 유체 구조물을 포함하고, 상기 미세 유체 구조물은 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 주입되고, 상기 알데히드류 또는 케톤류가 유도체화될 수 있는 시료 저장부; 용리제로 상기 시료의 알데히드류 또는 케톤류가 분리 전개되는 분리부; 상기 시료가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 시료 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 1 미세 유체 유로(siphon channel); 상기 용리제가 주입될 수 있는 용리제 저장부; 상기 용리제가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 용리제 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 2 미세 유체 유로; 및 상기 용리제 저장부로부터 상기 용리제를 전달받아 상기 분리부로 방출하는 흡수 패드를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 회전식 플랫폼을 활용한 알데히드류 또는 케톤류 검출 및 방법에 관한 것이다.
알데히드 및 케톤과 같은 카보닐(carbonyl) 화합물은 살균 작용 및 강력한 환원 작용을 가지기 때문에 다양한 분야에서 널리 이용되고 있지만, 독성이 강하고 인간과 동물에서 발암성이 있는 유해물질로 알려져 있다. 따라서, 카보닐 화합물의 규제가 강화되고 있으며, 이로 인해 유해성 카보닐 화합물에 대한 검출 및 분석 방법의 정립이 요구되고 있다.
한편, 카보닐 화합물은 발색단(chromophore)을 갖고 있지 않아 UV 검출기로는 검출할 수 없다. 따라서, 공기 및 물속에 존재하는 저분자량의 알데히드 및 케톤과 같은 카보닐 화합물은 2,4-디니트로페닐하이드라진(2,4-dinitrophenylhydrazine, DNPH)과 반응시켜 하이드라존 유도체를 수득한 후, 유도체화된 화합물을 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC)로 검출하는 방법이 주로 이용되고 있다(JP 2010-008311A 참조).
이러한 HPLC 방법은 대표적인 카보닐 화합물의 측정방법으로서 감도가 뛰어나며 선택적인 검출이 가능하다는 장점이 있지만, 유도체화를 위해 고가의 상용 DNPH 카트리지를 사용해야 하고 조작이 복잡한 단점이 있다.
또한, 종래의 HPLC 또는 TLC 법은 혼합시료의 분리만 가능하기 때문에, 시료를 분리 분석에 적합한 형태로 변환하는 시료의 전처리 과정을 위한 별도 장치가 필요했다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고가의 상용 DNPH 카트리지를 사용하고 조작이 복잡한 HPLC를 대체할 수 있는, 보다 경제적이면서도 간단한 방식으로 알데히드 또는 케톤을 분리하여 검출할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 디스크 형상의 회전식 플랫폼; 및 상기 회전식 플랫폼 상에 배치되는 미세 유체 구조물을 포함하고, 상기 미세 유체 구조물은 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 주입되고, 상기 알데히드류 또는 케톤류가 유도체화될 수 있는 시료 저장부; 용리제로 상기 시료의 알데히드류 또는 케톤류가 분리 전개되는 분리부; 상기 시료가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 시료 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 1 미세 유체 유로(siphon channel); 상기 용리제가 주입될 수 있는 용리제 저장부; 상기 용리제가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 용리제 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 2 미세 유체 유로; 및 상기 용리제 저장부로부터 상기 용리제를 전달받아 상기 분리부로 방출하는 흡수 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 상기 흡수 패드가 상기 분리부의 일단부에 연결될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 회전식 플랫폼의 회전 중심은 상기 회전식 플랫폼의 중심이고, 상기 분리부의 길이 방향은 상기 회전식 플랫폼의 반경 방향이며, 상기 분리부의 양단부 중 상기 회전 중심에서 더 먼 위치의 단부에 상기 흡수 패드부가 연결될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 흡수 패드는 셀룰로오스 섬유, 젤라틴 섬유, 전분 섬유 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 제조될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 시료에 포함될 수 있는 알데히드류 또는 케톤류는 아세트알데히드(acetaldehyde), 아세톤(acetone), 아크롤레인(acrolein), 벤즈알데히드(benzaldehyde), 부티르알데히드(butyraldehyde), 포름알데히드(formaldehyde), 및 프로피온알데히드(propionaldehyde)로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 시료 저장부의 내부는 2, 4-DNPH가 코팅된 실리카(2,4-dinitrophenylhydrazine coated silica)가 비드의 형태로 채워질 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 미세 유체 구조물은 복수 개로 구비되고, 복수 개의 상기 미세 유체 구조물은 각각 상이한 유체 시료들을 수용할 수 있고, 상기 회전식 플랫폼에 방사 대칭으로 배치될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 미세 유체 구조물은 상기 제 2 미세 유체 유로와 상기 분리부를 연결하는 리저브 영역을 포함하고, 상기 분리부의 일단부와 상기 흡수 패드가 상기 리저브 영역 내에 수용될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 미세 유체 구조물은: 상기 시료 저장부와 상기 분리부의 타단부를 연결하는 제 1 공기 순환 채널; 및 상기 용리제 저장부와 상기 분리부의 타단부를 연결하는 제 2 공기 순환 채널을 더 포함하고, 상기 제 1 공기 순환 채널 및 상기 제 2 공기 순환 채널로, 상기 분리부에서의 상기 유체 시료 및 상기 용리제의 증발 속도가 증가되고 상기 분리부의 습기 맺힘 현상이 방지될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 제 1 미세 유체 유로 및 상기 제 2 미세 유체 유로는 각각 굴곡부를 포함하고, 상기 제 2 미세 유체 유로의 굴곡부의 개수는 상기 제 1 미세 유체 유로의 굴곡부의 개수보다 하나 더 많을 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스에서 상기 디바이스의 1차 회전 시에, 상기 주입된 유체 시료가 시료 저장부의 후단부로 이동하고, 상기 주입된 용리제가 용리제 저장부의 후단부로 이동하고, 상기 디바이스의 1차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 시료 저장부로부터 상기 제 1 미세 유체 유로로 시료가 이동하고, 상기 용리제 저장부로부터 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 1 굴곡부로 용리제가 이동하고, 상기 디바이스의 2차 회전 시에, 상기 시료가 상기 제 1 미세 유체 유로로부터 상기 분리부로 도입되고, 상기 디바이스의 2차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 용리제가 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 1 굴곡부로부터 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 2 굴곡부로 이동하고, 상기 디바이스의 3차 회전 시에, 상기 용리제가 상기 제 2 미세 유체 유로로부터 상기 리저브 영역의 상기 흡수 패드로 흡수되고, 상기 디바이스의 3차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 시료가 상기 흡수 패드에서 균일하게 배출되는 상기 용리제에 의하여 상기 분리부 상에서 전개될 수 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템은 상기 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스, 및 상기 분리부에 자외선을 비춰 상기 분리부 상에서 분리 전개된 알데히드류 또는 케톤류를 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 UV 램프를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 종래의 알데히드류 또는 케톤류 분석 장비인 고가의 HPLC에 비하여 경제적이고 저렴한 발색 기반의 알데히드류 또는 케톤류를 분리하여 검출할 수 있으면서도 현장에서 편리하게 적용할 수 있는 소형화된 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 알데히드류 또는 케톤류를 TLC 상에서 분석할 수 있는 형태로 변환시키기 위한 유도체화 반응 과정과, 유도체화물을 TLC 상에서 분리시키는 분리 과정이 하나의 디바이스에서 통합되어 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 알데히드류 또는 케톤류의 유도체화 및 TLC 분리를 통합할 수 있는 회전식 마이크로 디바이스일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 복수 개의 시료들을 동시에 간단하고 신속하게 분리하여 검출할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스의 복수 개의 미세 유체 구조물에는 각각 알데히드류 또는 케톤류 시료를 유도체화할 수 있는 시료 저장부 및 분리부가 포함되어 있어, 알데히드류 또는 케톤류의 유도체화 및 분리를 통합하여 수행할 수 있으며, 상기 분리부에서 분리된 알데히드류 또는 케톤류의 유도체 물질은 이미지 분석을 통해 정성 또는 정량 분석이 가능할 수 있다.
더욱이, 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스는 용리제를 분리부에 구비된 흡수 패드에 먼저 흡수시킨 이후에 방출됨에 따라, 용리제가 일정 속도로 이동될 수 있다. 즉, 분리부에 구비되는 흡수 패드는 회전력에 의해 이동상인 용리제가 분리부로 주입될 때 발생하는 용리제의 젖음성에 의한 확산을 방지하고 용리제를 일정한 속도로 이동시킴으로써, 시료를 분리부 상에서 안정하게 분리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출용 디바이스를 도시한다.
도 2는 도 1의 검출용 디바이스의 미세 유체 구조물을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 미세 유체 구조물을 포함하는 회전식 플랫폼의 각 층에 관하여 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 검출용 디바이스를 포함하고 이를 회전시킬 수 있는 분석 시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 검출용 디바이스의 미세 유체 구조물을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 미세 유체 구조물을 포함하는 회전식 플랫폼의 각 층에 관하여 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 검출용 디바이스를 포함하고 이를 회전시킬 수 있는 분석 시스템을 도시한다.
이하, 본 발명에 따른 회전식 디스크 시스템을 활용한 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 구체예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)를 도시하고, 도 2는 도 1의 회전식 디스크 시스템의 미세 유체 구조물(20)을 도시한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)는 회전식 플랫폼(10) 및 회전식 플랫폼(10)에 구비되는 미세 유체 구조물(20)을 포함한다. 회전식 플랫폼(10)은 예를 들면, 원형 디스크일 수 있고, 크기는 예를 들면 직경이 14 cm 내지 17 cm 일 수 있다.
회전식 플랫폼(10)은 미세 유체 구조물(20)을 포함한다. 회전식 플랫폼(10)은 하나의 미세 유체 구조물(20)을 포함할 수도 있고, 복수 개의 미세 유체 구조물(20)들을 포함할 수도 있다. 복수 개의 미세 유체 구조물(20)들은 회전식 플랫폼(10)에 회전 중심을 기준으로 방사 대칭으로 위치한다. 회전 중심은 회전식 플랫폼(10)의 중심에 위치할 수 있으며, 회전식 플랫폼(10)이 회전하는 회전축(17)의 위치일 수 있다. 예를 들어, 도 1에서는 3개의 미세 유체 구조물(20)들이 회전식 플랫폼(10)에 배치된 경우를 도시한다. 회전식 플랫폼(10)과 복수 개의 미세 유체 구조물(20)들의 크기 등의 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 따라, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 그 이상의 개수로 배치될 수도 있다.
본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스(1)의 복수 개의 미세 유체 구조물(20)에는 각각 알데히드류 또는 케톤류 시료를 유도체화할 수 있는 시료 저장부(100) 및 분리부(120)가 포함되며, 분리부(120)에서 분리된 알데히드류 또는 케톤류의 유도체 물질은 이미지 분석을 통해 정성 또는 정량 분석이 가능할 수 있다.
도 2를 참조하면, 미세 유체 구조물(20)은 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 주입되고, 알데히드류 또는 케톤류가 DNPH(2,4-dinitrophenylhydrazine) 유도체화될 수 있는 시료 저장부(100), 용리제로 시료의 알데히드류 또는 케톤류가 분리 전개되는 분리부(120), 시료가 분리부(120)로 이동할 수 있는 통로이고 시료 저장부(100)와 분리부(120)를 연결하는 제 1 미세 유체 유로(siphon channel)(110), 용리제가 주입될 수 있는 용리제 저장부(130), 용리제가 분리부(120)로 이동할 수 있는 통로이고 용리제 저장부(130)와 분리부(120)를 연결하는 제 2 미세 유체 유로(140), 용리제 저장부(130)로부터 용리제를 전달받아 분리부(120)로 방출하는 흡수 패드(151), 및 제 2 미세 유체 유로(140)와 분리부(120)를 연결하고 흡수 패드를 내부에 수용하는 리저브 영역(150)을 포함할 수 있다. 리저브 영역(150)에 수용된 흡수 패드(151)는 용리제 저장부로부터 전달받은 용리제를 흡수하여 분리부 상에서 균일하게 방출되게 한다.
미세 유체 구조물(20)은 복수 개의 종류의 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료들을 수용하여 이를 분리 검출할 수 있다. 유체 시료에 포함될 수 있는 알데히드류 또는 케톤류로는, 예를 들면 아세트알데히드(acetaldehyde), 아세톤(acetone), 아크롤레인(acrolein), 벤즈알데히드(benzaldehyde), 부티르알데히드(butyraldehyde), 포름알데히드(formaldehyde) 및 프로피온알데히드(propionaldehyde) 등으로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
시료 저장부(100)는 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료를 수용할 수 있는 공간이 있고 상기 공간으로 유체 시료가 주입될 수 있는 주입구(100a)를 포함한다. 시료 저장부(100)의 내부에는 2,4-DNPH가 코팅된 실리카(2,4-DNPH coated silica)가 비드(bead)의 형태로 채워져 있을 수 있다. 알데히드류 또는 케톤류는 발색단이 존재하지 않아서, 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 분리부(120)로 이동하기 이전에, 우선 시료 저장부(100)에서 알데히드류 또는 케톤류가 DNPH 유도체화된다.
시료 저장부(100)와 분리부(120)는 제 1 미세 유체 유로(110)로 연결될 수 있다. 또한, 시료 저장부(100)는 막음부(100b)를 포함할 수 있고, 상기 막음부(100b)는 주입구(100a)를 통해 시료를 주입할 때 주입되는 시료가 곧바로 제 1 미세 유체 유로(110)로 흘러가는 것을 방지하도록, 채널의 단차를 이용해 시료 저장부(100)의 내부 공간에 가두는 역할을 한다. 막음부(100b)에는 주입구(100a)로부터 시료 저장부의 후단부(100c)로 시료가 이동할 수 있는 개구부가 구비되어 있다. 회전식 플랫폼(10)의 1차 회전에 의하여 주입구(100a)로부터 시료 저장부의 후단부(100c)로 시료가 이동한다. 시료 저장부(100)중에서, 시료 저장부의 후단부(100c) 즉, 시료 저장부(100)와 제 1 미세 유체 유로(110)가 연결되는 곳의 부근은, 예를 들어 유선형의 형상을 하고 있어, 시료 저장부(100)에 주입된 유체 시료가 제 1 미세 유체 유로(110)로 이동할 때 저항을 최대한 적게 받도록 하여, 시료 저장부(100)에 주입된 유체 시료가 남김없이 제 1 미세 유체 유로(110)로 이동될 수 있도록 하였다.
제 1 미세 유체 유로(110)는 굴곡부(111)를 포함한다. 굴곡부(111)는 예를 들어 “U”자 형의 관으로 된 부분을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)의 1차 회전 이후 및 2차 회전 이전에 검출용 디바이스(1)가 정지한 상태에서, DNPH 유도체화된 다중 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료는 제 1 미세 유체 유로(110)로 모세관력에 의해 이동할 수 있고, 결과적으로 제 1 미세 유체 유로(110)의 채널에 유체 시료가 수용될 수 있다.
제 1 미세 유체 유로(110)의 끝단부는 분리부(120)에 연결되어 있다. 제 1 미세 유체 유로(110)에서 분리부(120)로 시료가 제공되고, 후술할 리저브 영역(150)에 제공된 용리제에 의하여 분리부(120) 상에서 시료가 전개될 수 있도록, 제 1 미세 유체 유로(110)의 끝단부는 리저브 영역(150) 부근에 위치할 수 있다. 분리부(120)는 유체 시료의 알데히드류 또는 케톤류와 반응을 일으킬 수 있는 물질로 코팅되어 유체 시료가 전개될 수 있다. 분리부(120)는 예를 들어 RP-18 F254s TLC 플레이트로서, C18 그룹을 실리카에 본딩한 물질이 알루미늄 지지체 상에 0.2mm의 두께로 코팅된 것일 수 있다. 형광 검출 가능한 F254s가 코팅되어 있으며, 물은 40%까지 사용가능한 것일 수 있다. 분리부(120)의 크기는 길이가 5cm 내지 7cm이고 폭이 0.5cm 내지 2cm인 것일 수 있다. 분리부(120) 길이는 회전식 플랫폼(10)의 반지름의 길이의 3분의 2보다 짧은 것이 바람직할 수 있다. 이러한 분리부(120)는 0.5μL 내지 10μL의 시료에 적용 가능한 것일 수 있다. 분리부(120)의 길이 방향은 회전식 플랫폼의 반경 방향이 되도록 분리부(120)는 배치될 수 있다.
용리제 저장부(130)는 용리제를 수용할 수 있는 공간이 있고 상기 공간에 용리제가 주입될 수 있는 주입구(130a)를 포함한다. 용리제 저장부(130)와 분리부(120)는 제 2 미세 유체 유로(140)로 연결될 수 있다. 또한, 용리제 저장부(130)는 막음부(130b)를 포함할 수 있고, 상기 막음부(130b)는 주입구(130a)를 통해 시료를 주입할 때 주입되는 시료가 곧바로 제 2 미세 유체 유로(140)로 흘러가는 것을 방지하도록, 채널의 단차를 이용해 용리제 저장부(130)의 내부 공간에 가두는 역할을 한다. 막음부(130b)에는 주입구(130a)로부터 용리제 저장부의 후단부(130c)로 용리제가 이동할 수 있는 개구부가 구비되어 있다. 회전식 플랫폼(10)의 1차 회전에 의하여 주입구(130a)로부터 용리제 저장부의 후단부(130c)로 용리제가 이동한다. 용리제 저장부(130)중에서, 용리제 저장부의 후단부(130c) 즉, 용리제 저장부(130)와 제 2 미세 유체 유로(140)가 연결되는 곳의 부근은, 예를 들어 유선형의 형상을 하고 있어, 용리제 저장부(130)에 주입된 유체 시료가 제 2 미세 유체 유로(140)로 이동할 때 저항을 최대한 적게 받도록 하여, 용리제 저장부(130)에 주입된 유체 시료가 남김없이 제 2 미세 유체 유로(140)로 이동될 수 있도록 하였다.
제 2 미세 유체 유로(140)는 적어도 두 개의 굴곡부들(141, 142)을 포함하고, 굴곡부들(141, 142) 각각은 예를 들어 “U”자 형의 관으로 된 부분을 포함한다. 제 2 미세 유체 유로(140)의 굴곡부들(141, 142)의 개수는 제 1 미세 유체 유로(110)의 굴곡부(111)의 개수보다 하나 더 많다. 이는, 제 1 미세 유체 유로(110)를 통해 시료가 분리부(120)에 먼저, 도입되고 나서, 제 2 미세 유체 유로(140)를 통해 용리제가 이후에 분리부(120)에 도입되기 위한 것이다. 후술하는 바와 같이, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)의 1차 회전 이후 및 2차 회전 이전에 회전식 플랫폼(10)이 정지한 상태에서, 용리제는 모세관력에 의해 제 2 미세 유체 유로(140)에 이동하고 제 2 미세 유체 유로(140)의 채널 내부에 용리제가 수용될 수 있다. 보다 구체적으로는, 1차 회전 이후 및 2차 회전 이전에 용리제가 용리제 저장부(130)로부터 제 1 굴곡부(141)로 이동한다. 다음, 2차 회전 이후 용리제가 제 1 굴곡부(141)로부터 제 2 굴곡부(142)로 이동한다.
또한, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)는 제 2 미세 유체 유로(140)가 분리부(120)와 연결되는 끝부분에 리저브 영역(150)를 포함하고, 분리부(120)의 일단부에 흡수 패드가 구비되어 리저브 영역(150) 안에 수용되어 있다. 리저브 영역(150)은 용리제를 내부에 수용할 수 있도록, 회전식 플랫폼(10)의 중층부와 하층부(도 3a, 도 3c, 도 3d 참조) 각각에 오목하게 패터닝된 영역이다. 구체적으로, 흡수 패드(151)는 분리부(120) 일단부에 밀착될 수 있다. 흡수 패드(151)가 결합되는 분리부(120) 일단부는 분리부(120)의 양단부 중 회전 중심에서 더 먼 단부일 수 있다. 흡수 패드(151)는 분리부(120)의 일단부에서 용리제가 분리부(120)로 과도한 속도로 방출되는 것을 억제하고, 용리제를 분리부(120)로 서서히 방출하여 균일하게 용리제가 분리부(120)에 전개될 수 있도록 할 수 있다.
분리부(120)의 양단부 중 회전식 플랫폼(10)의 회전 중심에서 더 먼 위치의 단부에 흡수 패드부 또는 리저브 영역(150)이 위치할 수 있다. 회전식 플랫폼(10)의 1차 회전 이후에 제 2 미세 유체 유로(140)에 수용되었던 용리제가 회전식 플랫폼(10)의 3차 회전 시에 제 2 미세 유체 유로(140)로부터 리저브 영역(150)으로 이동하고 이 때 회전에 의한 원심력 또는 흡수 패드에 의해 분리부(120)로는 전개되지 않고 리저브 영역(150)에 머무르게(즉, 갇혀 있게) 된다.
리저브 영역(150)으로 전달된 용리제는 리저브 영역(150) 내부의 수용된 흡수 패드에 흡수되고, 흡수 패드에 흡수된 용리제는 분리부(120)에 균일하게 이동될 수 있다. 즉, 용리제 저장부(130)에서 리저브 영역(150)으로 이동된 용리제는 흡수 패드에 흡수된 다음 균일한 양 및 일정 속도로 방출될 수 있다. 특히, 리저브 영역(150) 내부에서 흡수 패드가 분리부(120)의 하부에 밀착되어 연결되는 경우 용리제의 균일한 방출에 더욱 유리할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)는 용리제를 흡수 패드에 먼저 흡수시킨 이후에 분리부(120)로 전달하기 때문에 용리제가 일정 속도로 분리부(120)에 방출될 수 있다. 즉, 흡수 패드는 회전력에 의해 이동상이 분리부(120)로 주입될 때 발생하는 용리제의 젖음성에 의한 확산을 방지하고, 용리제를 분리부(120)상에 균일하게 전개할 수 있다.
흡수 패드(151)는 셀룰로오스의 화학 구조와 유사한 -OH기가 달린 섬유 형태일 수 있다. 구체적으로, 흡수 패드(151)는 셀룰로오스 섬유, 젤라틴 섬유, 전분 섬유 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 제조된 것일 수 있다.
회전식 플랫폼(10)의 3차 회전이 멈추게 되면, 리저브 영역(150)에 연결된 분리부(120)로 용리제가 전개되고, 용리제에 의하여 분리부(120)에 먼저 도입된 시료가 같이 분리부(120) 상에서 전개된다.
또한, 흡수 패드(151)는 분리부(120)의 일단부에 구비되고, 흡수 패드의 면적은 분리부(120)의 면적에 따라 적절히 선택가능하며, 예를 들어 분리부(120)의 면적에서 5 내지 10 % 의 범위를 차지할 수 있다. 일예로서, 분리부(120)가 7cm × 1cm인 경우, 분리부(120)의 일단부에 구비되는 흡수패드의 길이 × 폭 × 높이는 0.7cm × 1.cm × 0.14 cm일 수 있다. 즉, 분리부(120)가 1cm의 폭으로 7cm의 길이를 가질 경우, 흡수 패드(151)는 분리부(120)의 면적의 10%인 1cm의 폭으로 0.7cm의 길이로 형성될 수 있다. 흡수 패드(151)의 폭은 분리부(120) 보다 크거나 같을 수 있다. 흡수 패드(151)의 폭을 분리부(120)의 폭보다 크거나 같게 형성함으로써, 용리제가 흡수 패드(151)에 먼저 흡착하게 되고, 용리제는 흡수 패드(151)에 흡수된 다음에 서서히 분리부(120)로 방출될 수 있다. 용리제가 분리부(120)에 과도한 속도로 방출되는 것을 억제함으로써, TLC 결과에 오류가 생기는 것을 방지할 수 있다. 흡수 패드(151)의 형상은 직육면체, 디스크 등의 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)는 제 1 공기 순환 채널(미도시) 및 제 2 공기 순환 채널(미도시)을 포함할 수 있다. 제 1 공기 순환 채널(미도시)은 시료 저장부(100)와 분리부(120)의 타단부 사이를 연결한다. 그에 따라, 시료 저장부(100) - 제 1 미세 유체 유로(110) - 분리부(120) - 제 1 공기 순환 채널(미도시) - 시료 저장부(100)로 공기가 순환되도록 연결이 된다. 마찬가지로, 제 2 공기 순환 채널(미도시)은 용리제 저장부(130)와 분리부(120)의 타단부 사이를 연결한다. 그에 따라, 용리제 저장부(130) - 제 2 미세 유체 유로(140) - 리저브 영역(150) - 분리부(120) - 제 2 공기 순환 채널(미도시) - 용리제 저장부(130)로 공기가 순환되도록 연결이 된다.
제 1 공기 순환 채널(미도시) 및 제 2 공기 순환 채널(미도시)을 도입함으로써, 분리부(120)의 유체 시료 및 용리제의 증발 속도를 증가시키는 한편 분리부(120)의 습기 맺힘 현상을 방지한다. 시료 저장부(100)와 제 1 공기 순환 채널(미도시)이 연결된 지점 및 용리제 저장부(130)와 제 2 공기 순환 채널(미도시)이 연결된 지점 각각에 약 1mm의 두께 및 지름이 약 0.8mm 정도인 구멍을 뚫어 공기압에 의한 캐필러리 밸브(capillary valve)를 형성함으로써, 제 1 공기 순환 채널(미도시) 및 제 2 공기 순환 채널(미도시)로의 시료 및 용리제의 역류를 방지할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1의 미세 유체 구조물(20)을 포함하는 회전식 플랫폼(10)의 각 층에 관하여 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 미세 유체 구조물(20)을 포함하는 회전식 플랫폼(10)은 크게 3 개 층인, 상층부(도 3b), 중층부(도 3c), 하층부(도 3d)로 구성될 수 있다. 미세 유체 구조물(20)의 분리부(120)를 제외한 각각의 구성요소들은 마이크로 밀링(micro milling)을 이용한 패터닝 공정을 통해 생성될 수 있다.
우선, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 제 1 미세 유체 유로(110) 중 제 1 부분(110a)은 중층부에 배치되어 있고, 제 1 부분(110a)은 시료 저장부(100)와 연결된 부분과 굴곡부(111)를 포함한다. 제 1 미세 유체 유로(110) 중 제 2 부분(110b)은 상층부에 배치되어 있고, 제 2 부분(110b)은 분리부(120)와 연결된 부분을 포함한다. 이는, 중층부에 배치된 시료 저장부(100)로부터 시료가 제 1 미세 유체 유로(110)의 제 1 부분(110a)에 수용된 이후, 시료가 제 1 미세 유체 유로(110)로부터 분리부(120)로 제공될 때에 시료가 분리부(120)의 위에서 아래 방향으로 즉, 분리부(120) 상으로 떨어지는 방식으로 제공되기 위함이다. 그에 따라, 분리부(120) 상에서 보다 균일하게 시료가 전개될 수 있다. 제 1 미세 유체 유로(110)가 분리부(120)의 측면에서 연결되어 시료를 주입할 경우 시료는 주입된 영역에서 점(spot)으로 형성되지 않을 수 있다. 이로부터, 분석 결과를 해석하는데 오류가 발생할 수 있다. 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스 장치는 제 1 미세 유체 유료(110) 중 분리부(120)와 연결된 제 2 부분(110b)을 회전식 플랫폼(10)에서 분리부(120)와 다른 높이의 층에 형성함으로써, 분리부(120)의 측면이 아닌 분리부(120)의 폭방향에서 분리부(120)의 중심으로 시료를 주입할 수 있다.
DNPH 유도체화된 다중 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 시료가 회전식 플랫폼(10)의 상층부에 위치한 제 1 미세 유체 유로(110)로부터 회전식 플랫폼(10)의 중층부 및 하층부에 삽입된 분리부(120)로 즉, 아래방향으로 유체 시료가 주입된다. 따라서, 유체 시료가 보다 균일하게 분리부(120)에서 전개될 수 있다.
또한, 도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 제 2 미세 유체 유로(140) 중 제 1 부분(140a)은 중층부에 배치되어 있고, 제 1 부분(140a)은 용리제 저장부(130)와 연결된 부분과 굴곡부들(141, 142)을 포함한다. 제 2 미세 유체 유로(140) 중 제 2 부분(140b)은 상층부 및 중층부에 걸쳐 배치되어 있고, 제 2 부분(140b)은 분리부(120)와 연결된 부분을 포함한다. 이는, 용리제가 분리부(120)의 하단 중앙으로 도입되게 하기 위함이다. 제 2 미세 유체 유로(140)가 분리부(120)의 측면에서 연결되어 용리제를 주입할 경우에, 분리부 상에서 용리제가 균일하게 라인을 형성하여 전개되지 않고, 파원을 형성하며 전개되어 시료의 균일한 분리가 어려울 수 있다. 본 발명의 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스 장치는 제 2 미세 유체 유료(140) 중 분리부(120)와 연결된 제 2 부분(140b)을 회전식 플랫폼(10)에서 분리부(120)와 다른 높이의 층에 형성함으로써, 분리부(120)의 측면이 아닌 분리부(120)의 폭방향에서 분리부(120)의 중심으로 용리제를 주입할 수 있다.
또한, 상층부에는 도 3b에 도시된 바와 같이, 시료 저장부(100)의 주입구(100a) 및 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)를 포함한다. 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 시료 저장부(100)의 주입구(100a) 및 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)는 상층부 및 중층부에 걸쳐 형성되어 있다. 따라서, 회전식 플랫폼(10)의 위(즉, 상층부)에 구비된 시료 저장부(100)의 주입구(100a) 및 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)로 각각 시료와 용리제를 주입하면, 중층부에 구비된 시료 저장부(100) 및 용리제 저장부(130) 내부로 각각 시료와 용리제가 수용되게 된다.
중층부에는 도 1 및 도 2과 관련하여 상술한 구성요소들이 대부분 배치되어 있어, 중층부에 관하여 도 1 및 도 2에 설명한 구성요소들과 중복되는 설명은 상술한 도 1 및 도 2에 관한 설명을 참조한다.
도 3c 및 도 3d를 참조하면, 중층부 및 하층부에 걸쳐 분리부(120)의 형상과 일치하고 분리부(120)가 삽입될 수 있는 공간 및 분리부(120)의 일단부가 삽입될 수 있도록 리저브 영역(150)이 구비되어 있다. 중층부에는 분리부(120)가 삽입될 수 있도록 개구되어 있고, 하층부에는 분리부(120)의 형상과 일치하고 분리부(120)가 삽입될 수 있는 오목부가 구비되어 있다. 분리부(120)는 중층부와 하층부에 걸쳐 위치할 수 있다. 또한, 중층부와 하층부에 걸쳐 분리부(120)의 일단부가 삽입될 수 있도록 리저브 영역(150)이 형성되고 리저브 영역(150) 내에는 흡수 패드(151)가 마련될 수 있다. 본 발명은 상술한 것에 한정되지 않고, 상층부 중에서 분리부(120)가 위치하는 부분은 분리부(120)가 삽입될 수 있도록, 분리부(120)의 형상과 일치하게 상층부의 아래 면이 오목부로 구비되어 있을 수 있는 등 다양하게 변형, 변경이 가능하다. 또한, 이러한 오목부의 높이도 본 발명이 실제 구현되는 환경에 따라 다양하게 변형, 변경이 가능하다.
상층부, 중층부 및 하층부의 재질은 예를 들면 폴리카보네이트 (Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate; PMMA) 등을 포함할 수 있다.
한편, 상층부, 중층부, 하층부 사이에는 각각 점착층(미도시)이 구비되어, 상층부와 중층부를 접합하고, 중층부와 하층부를 접합할 수 있다. 점착층은, 예를 들면, 아크릴(acryl) 계열의 양면 점착 테이프로 제작될 수 있다. 회전식 플랫폼(10)의 크기에 대응하는 점착 성분을 갖는 재질의 테이프나 판 등에서, 각 층부의 상술한 구성요소들에 대응하는 영역들을 컷팅(cutting) 등으로 제거하여 제작할 수 있다.
예를 들면, 상층부와 중층부를 접합하는 점착층은, 상층부의 시료 저장부(100)의 주입구(100a) 및 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)를 통해 각각 주입된 시료 및 용리제가 중층부로 이동할 수 있도록, 시료 저장부(100)의 주입구(100a) 및 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)에 대응하는 영역이 컷팅되어 있을 수 있다. 또한, 중층부와 하층부를 접합하는 점착층은 도 3a에 도시된 바와 같이 중층부와 하층부의 구성요소들에 대응하는 영역들이 컷팅되어 있을 수 있다.
본 발명의 검출용 디바이스(1)에 따르면, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)의 회전을 제어하여, 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 시료 저장부(100)에서 제 1 미세 유체 유로(110)로 이동한 다음 분리부(120)로 이동할 수 있다. 마찬가지로, 용리제가 용리제 저장부(130)에서 제 2 미세 유체 유로(140)로 이동한 다음 분리부(120)로 이동할 수 있다.
본 발명의 검출용 디바이스(1)는 2500 내지 5000 RPM 으로 5 내지 20 초 동안 1차 회전함으로써, 시료 저장부(100)의 주입구(100a)로 주입된 시료를 시료 저장부(100)의 후단부(100c)로 이동시키고, 시료를 비드(bead) 형태의 2, 4-DNPH가 코팅된 실리카(2, 4-DNPH coated silica)와 밀착시켜 알데히드류 또는 케톤류가 DNPH 유도체화 반응을 가속시킬 수 있다. 구체적으로, 시료 저장부(100)의 주입구(100a)로 주입된 시료가 시료 저장부(100)의 후단부(100c)로 이동하고, 1차 회전 이후 검출용 디바이스(1)가 정지되면, 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 시료 저장부(100)의 후단부(100c)로부터 모세관력에 의하여 제 1 미세 유체 유로(110)로 이동한다. 또한, 용리제 저장부(130)의 주입구(130a)에 주입된 용리제는 상기 1차 회전 시에 용리제 저장부(130)의 후단부(130c)로 이동하고, 1차 회전 이후 검출용 디바이스(1)가 정지되면, 용리제가 모세관력에 의하여 제 2 미세 유체 유로(140)의 제 1 굴곡부(141)로 이동한다. 검출용 디바이스(1)가 1차 회전을 하는 동안 시료는 비드(bead) 형태의 2, 4-DNPH가 코팅된 실리카(2, 4-DNPH coated silica)와 반응하여 알데히드류 또는 케톤류가 DNPH 유도체화될 수 있다.
본 발명의 검출용 디바이스(1)는 1000 내지 1500 RPM 으로 1 내지 3 초 동안 2차 회전을 하여, 시료를 분리부(120)로 도입시킬 수 있다. 상기 2차 회전 후 검출용 디바이스(1)가 정지되면, 용리제가 제 2 미세 유체 유로의 제 2 굴곡부(142)로 이동한다.
본 발명의 검출용 디바이스(1)는 600 내지 800 RPM 으로 60 내지 120 초 동안 3차 회전을 함으로써, 용리제를 리저브 영역(150)에 수용된 흡수 패드로 로딩(loading)시킬 수 있다. 구체적으로, 3차 회전이 진행되면 용리제가 리저브 영역(150)에 수용된 흡수 패드로 로딩(loading)되고, 검출용 디바이스(1)의 3차 회전이 멈춘 후 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 상기 흡수 패드에 순간 흡수되었다가 균일한 속도로 방출되는 용리제에 의하여 분리부(120)상에서 전개된다.
도 4는 본 발명에 따른 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스(1)를 포함하는 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템(2)에 관하여 도시한다. 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템(2)은 UV 램프(미도시)를 더 포함한다. UV 램프는 예를 들면, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템(2)의 천정부의 하면에 설치될 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, UV 램프로 분리부(120)를 비추어 분리부(120) 상에서 전개된 알데히드류 또는 케톤류의 시료를 육안으로 확인할 수 있는 한, UV 램프가 장착될 수 있는 위치는 다양하게 변형, 변경할 수 있다. 상술한 바와 같이, 알데히드류 또는 케톤류는 발색단이 존재하지 않아, 시료 저장부(100)에서 DNPH로 유도체화된 후에 분리부(120)에서 전개되며, DNPH로 유도체화된 알데히드류 또는 케톤류가 전개된 분리부(120)를 UV 램프로 비추면, 비로소 육안으로 알데히드류 또는 케톤류를 분리 검출할 수 있게 된다.
이와 같은, 본 발명에 따른 검출용 디바이스(1)를 이용하여 아세트알데히드(Acetaldehyde), 아세톤(Acetone), 아크롤레인(Acrolein), 벤즈알데히드(Benzaldehyde), 부티르알데히드(Butyraldehyde), 포름알데히드(Formaldehyde), 또는 프로피온알데히드(Propionaldehyde) 등의 복수 개의 알데히드류 또는 케톤류에 대하여 정성 분석이 5 분 내에 가능하다. 유체 시료에 포함된 7 종의 알데히드류 또는 케톤류는 각각 분리부(120)상에 전개되는 정도가 상이하므로, UV 램프(30)를 분리부(120)에 비추어 분리부(120)상에 분리 전개된 7 종의 알데히드류 또는 케톤류를 각각 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 알데히드류 또는 케톤류의 DNPH 유도체화 및 분리부 상에서의 전개 과정이 미세 유체 구조물(20)이 배치된 회전식 플랫폼(10)의 회전 제어에 의한 원심력과 모세관력의 조절을 통하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출용 디바이스(1)에 의하면, 경제적이며 신속하게 다중 알데히드류 또는 케톤류의 분리 검출이 가능하고, 종래의 고가의 HPLC 분석 장비에 비해 경제적이며 분석에 소요되는 시간도 단축시킬 수 있으며, 다중 알데히드류 또는 케톤류의 분리 검출이 필요한 현장에서 신속하고 편리하게 응용 될 수 있다. 더구나, 복수 개의 시료가 존재하고 이러한 시료들이 각각 알데히드류 또는 케톤류를 상이한 조성으로 포함하는 경우, 이러한 복수 개의 시료들을 동시에 하나의 디바이스(1)에서 분석할 수 있다.
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구 범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스
2: 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템
10: 회전식 플랫폼 20: 미세 유체 구조물
100: 시료 저장부 110: 제 1 미세 유체 유로
120: 분리부 130: 용리제 저장부
140: 제 2 미세 유체 유로 150: 리저브 영역
151: 흡수 패드
2: 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템
10: 회전식 플랫폼 20: 미세 유체 구조물
100: 시료 저장부 110: 제 1 미세 유체 유로
120: 분리부 130: 용리제 저장부
140: 제 2 미세 유체 유로 150: 리저브 영역
151: 흡수 패드
Claims (12)
- 디스크 형상의 회전식 플랫폼; 및 상기 회전식 플랫폼 상에 배치되는 미세 유체 구조물을 포함하고,
상기 미세 유체 구조물은 알데히드류 또는 케톤류를 포함하는 유체 시료가 주입되고, 상기 알데히드류 또는 케톤류가 유도체화될 수 있는 시료 저장부;
용리제로 상기 시료의 알데히드류 또는 케톤류가 분리 전개되는 분리부;
상기 시료가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 시료 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 1 미세 유체 유로(siphon channel);
상기 용리제가 주입될 수 있는 용리제 저장부;
상기 용리제가 분리부로 이동할 수 있는 통로이고 상기 용리제 저장부와 상기 분리부를 연결하는 제 2 미세 유체 유로; 및
상기 용리제 저장부로부터 상기 용리제를 전달받아 상기 분리부로 방출하는 흡수 패드를 포함하는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 흡수 패드가 상기 분리부의 일단부에 연결되는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 회전식 플랫폼의 회전 중심은 상기 회전식 플랫폼의 중심이고,
상기 분리부의 길이 방향은 상기 회전식 플랫폼의 반경 방향이며,
상기 분리부의 양단부 중 상기 회전 중심에서 더 먼 위치의 단부에 상기 흡수 패드부가 연결되는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 흡수 패드는 셀룰로오스 섬유, 젤라틴 섬유, 전분 섬유 또는 이들 중 2 이상의 혼합물로 제조된, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 시료에 포함될 수 있는 알데히드류 또는 케톤류는 아세트알데히드(acetaldehyde), 아세톤(acetone), 아크롤레인(acrolein), 벤즈알데히드(benzaldehyde), 부티르알데히드(butyraldehyde), 포름알데히드(formaldehyde), 및 프로피온알데히드(propionaldehyde)로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 시료 저장부의 내부는 2, 4-DNPH가 코팅된 실리카(2,4-dinitrophenylhydrazine coated silica)가 비드의 형태로 채워진, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 유체 구조물은 복수 개로 구비되고,
복수 개의 상기 미세 유체 구조물은 각각 상이한 유체 시료들을 수용할 수 있고, 상기 회전식 플랫폼에 방사 대칭으로 배치된, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 미세 유체 구조물은 상기 제 2 미세 유체 유로와 상기 분리부를 연결하는 리저브 영역을 포함하고, 상기 분리부의 일단부와 상기 흡수 패드가 상기 리저브 영역 내에 수용되는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 8 항에 있어서,
상기 미세 유체 구조물은:
상기 시료 저장부와 상기 분리부의 타단부를 연결하는 제 1 공기 순환 채널; 및
상기 용리제 저장부와 상기 분리부의 타단부를 연결하는 제 2 공기 순환 채널을 더 포함하고,
상기 제 1 공기 순환 채널 및 상기 제 2 공기 순환 채널로, 상기 분리부에서의 상기 유체 시료 및 상기 용리제의 증발 속도가 증가되고 상기 분리부의 습기 맺힘 현상이 방지되는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 미세 유체 유로 및 상기 제 2 미세 유체 유로는 각각 굴곡부를 포함하고,
상기 제 2 미세 유체 유로의 굴곡부의 개수는 상기 제 1 미세 유체 유로의 굴곡부의 개수보다 하나 더 많은, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 10 항에 있어서,
상기 디바이스의 1차 회전 시에, 상기 주입된 유체 시료가 시료 저장부의 후단부로 이동하고, 상기 주입된 용리제가 용리제 저장부의 후단부로 이동하고,
상기 디바이스의 1차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 시료 저장부로부터 상기 제 1 미세 유체 유로로 시료가 이동하고, 상기 용리제 저장부로부터 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 1 굴곡부로 용리제가 이동하고,
상기 디바이스의 2차 회전 시에, 상기 시료가 상기 제 1 미세 유체 유로로부터 상기 분리부로 도입되고,
상기 디바이스의 2차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 용리제가 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 1 굴곡부로부터 상기 제 2 미세 유체 유로의 제 2 굴곡부로 이동하고,
상기 디바이스의 3차 회전 시에, 상기 용리제가 상기 제 2 미세 유체 유로로부터 상기 리저브 영역의 상기 흡수 패드로 흡수되고,
상기 디바이스의 3차 회전 이후 상기 디바이스의 정지 시에, 상기 시료가 상기 흡수 패드에서 균일하게 배출되는 상기 용리제에 의하여 상기 분리부 상에서 전개되는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 알데히드류 또는 케톤류 검출용 디바이스, 및 상기 분리부에 자외선을 비춰 상기 분리부 상에서 분리 전개된 알데히드류 또는 케톤류를 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 UV 램프를 포함하는, 알데히드류 또는 케톤류 검출용 시스템.
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| KR1020190045790A KR102647283B1 (ko) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | 알데히드류 또는 케톤류 검출용 마이크로 디바이스 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116068081A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-05 | 上海荣迪生物技术有限公司 | 一种检测氟尿嘧啶注射液中氟乙醛的方法 |
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2019
- 2019-04-19 KR KR1020190045790A patent/KR102647283B1/ko active IP Right Grant
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