KR20210001583A - 마이크로 칩 - Google Patents

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KR20210001583A
KR20210001583A KR1020190077884A KR20190077884A KR20210001583A KR 20210001583 A KR20210001583 A KR 20210001583A KR 1020190077884 A KR1020190077884 A KR 1020190077884A KR 20190077884 A KR20190077884 A KR 20190077884A KR 20210001583 A KR20210001583 A KR 20210001583A
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chamber
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microchip
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KR1020190077884A
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허대성
임윤영
신태환
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주식회사 큐리오시스
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 마이크로 칩은 메인 바디; 상기 메인 바디의 일측에 형성되고 측정 대상인 시료 용액을 수용하는 적어도 하나의 판독 챔버; 및 상기 메인 바디의 타측에 형성되고 상기 판독 챔버에 수용되는 시료 용액을 전처리하기 위한 전처리 물질을 수용하는 적어도 하나의 전처리 챔버를 포함할 수 있다.

Description

마이크로 칩 {MICRO CHIP}
본 발명은 마이크로 칩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료 용액을 전처리할 수 있는 전처리 챔버가 일체로 형성되는 마이크로 칩에 관한 것이다.
생명과학 기술과 의료기술의 발전으로 인해, 신약 개발이나 진단 등의 분야에서 분석해야 하는 표적 물질이 증가하고 있다.
예를 들어, 미량의 시료액(예를 들어, 혈액 등) 중에 포함되어 있는 분석 대상 세포(예를 들어, 혈구, 혈소판 등)를 분석하거나, 수액 중에 포함되어 있는 세포수를 분석하는데 마이크로 칩이 사용되고 있다.
종래에는 시료를 저장하고 있는 저장소에서 시료를 채취하고 형광 염색 용액과 함께 마이크로 튜브(예를 들어, EP(engineering plastic) 튜브)에서 혼합한다. 그리고 마이크로 튜브로부터 파이펫(pipette)을 통해 혼합된 시료액을 채취하여 마이크로 칩에 로딩(loading)한 후, 현미경과 같은 광학 기기를 사용하여 분석 대상 세포를 분석하게 된다. 이때, 염색 용액과 시료액을 혼합하는데 사용되는 마이크로 튜브는 튜브 랙에 보관하게 된다.
이와 같이, 마이크로 칩을 통해 시료액에 포함된 분석 대상 세포를 분석하기 위해서는 시료액과 염색 용액을 혼합하기 위한 마이크로 튜브, 마이크로 튜브를 보관하기 위한 튜브 랙, 및 시료액과 염색 용액이 혼합된 시료액이 로딩되는 마이크로 칩과 같은 여러 가지 부품을 사용하게 된다.
일반적으로, 마이크로 칩과 마이크로 튜브는 일회용이기 때문에, 사용된 마이크로 칩과 마이크로 튜브는 폐기된다.
이와 같이, 시료액에 포함된 분석 대상 세포를 분석하기 위해 다양한 부품이 필요하고, 각각의 부품은 일회용이기 때문에 측정에 소요되는 부품 수와 비용이 증가하는 문제가 발생하였다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시료액에 포함된 분석 대상 세포를 분석하는 소요되는 부품 수와 비용을 줄일 수 있는 마이크로 칩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 칩은 메인 바디; 상기 메인 바디의 일측에 형성되고 측정 대상인 시료 용액을 수용하는 적어도 하나의 판독 챔버; 및 상기 메인 바디의 타측에 형성되고 상기 판독 챔버에 수용되는 시료 용액을 전처리하기 위한 전처리 물질을 수용하는 적어도 하나의 전처리 챔버를 포함할 수 있다.
상기 판독 챔버는 시료 용액이 투입되는 입구, 상기 입구를 통해 투입되는 시료 용액을 저장하는 판독부, 및 상기 판독부에 잔존하는 공기를 배출하는 출구를 포함할 수 있다.
상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고, 상기 전처리 챔버는 순차적으로 형성되는 상기 복수의 판독 챔버의 측부에 복수 개가 형성될 수 있다.
상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고, 상기 전처리 챔버는 상기 판독 챔버의 상기 입구와 대응하는 위치에 복수 개가 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고, 상기 전처리 챔버는 상기 판독 챔버의 상기 판독부의 상부에 복수 개가 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 전처리 챔버는 빛이 투과하지 않는 재질로 형성될 수 있다.
상기 전처리 챔버는 전처리 바디; 상기 전처리 바디에 형성되고 전처리 물질을 저장하는 전처리 저장부; 및 상기 전처리 저장부의 상부를 선택적으로 폐쇄하는 전처리 캡을 포함할 수 있다.
상기 전처리 캡에는 흡수 패드가 구비될 수 있다.
상기 전처리 저장부의 내부에는 일정 간격으로 홀이 형성되고, 상기 전처리 저장부의 바닥면과 일정 간격 이격되어 배치되는 혼합 플레이트가 구비될 수 있다.
상기 혼합 플레이트는 상기 전처리 저장부에 형성되는 지지 돌기에 안착되어 상기 전처리 저장부의 바닥면과 일정 간격 이격될 수 있다.
상기 혼합 플레이트의 하부에는 상기 전처리 저장부의 바닥과 일정 간격 이격되도록 지지 다리가 형성될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 칩은 마이크로 칩의 메인 시료액과 염색 시약을 혼합하는 전처리 챔버를 메인 바디와 일체로 형성함으로써, 시료의 측정에 소요되는 부품 수와 이에 따른 소모품의 비용을 절감할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로 칩의 전처리 챔버의 구성을 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로 칩의 전처리 챔버의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 혼합 플레이트의 구성을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로 칩의 전처리 챔버의 다른 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 혼합 플레이트의 다른 구성을 도시한 사시도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 의한 마이크로 칩에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 마이크로 칩은 메인 바디(1), 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 판독 챔버(40), 및 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 전처리 챔버(10)를 포함할 수 있다.
메인 바디(1)는 일반적으로 빛을 투과할 수 있는 투명 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 판독 챔버(40)는 측정 대상인 시료 용액을 저장하는 것으로, 입구(41), 판독부(42), 및 출구(43)를 포함할 수 있다.
상기 입구(41)는 판독부(42)로 시료가 투입되는 부분이다. 상기 판독부(42)는 측정 대상인 시료액이 로딩되는 부분이다. 판독부(42)는 상판과 하판으로 구성되고, 상판과 하판은 서로 일정 간격(예를 들어, 약 100마이크로미터)되어 상판과 하판의 사이에 시료액이 로딩된다. 상기 출구(43)는 상기 입구(41)를 통해 상기 판독부(42)로 시료액이 투입될 때, 판독부(42)에 잔존하는 공기가 배출되는 부분이다.
바람직하게는, 상기 판독 챔버(40)는 복수 개가 순차적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 제1 실시 예에서는 상기 판독 챔버(40)는 메인 바디(1)의 길이 방향으로 네 개가 순차적으로 형성될 수 있다.
상기 전처리 챔버(10)는 상기 판독부(42)에 로딩되는 시료액을 전처리(예를 들어, 형광 염색)하기 위한 전처리 물질(예를 들어, 염색 시약)을 일시적으로 수용하기 위한 것으로, 상기 판독 챔버(40)의 개수와 대응되는 개수로 형성될 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에서는 판독 챔버(40)가 메인 바디(1)에 네 개가 순차적으로 형성되고, 전처리 챔버(10)는 판독 챔버(40)의 측부(예를 들어, 좌측 부분)에 네 개가 형성될 수 있다.
그러나 본 발명의 권리 범위가 이에 한정하는 것은 아니며, 판독 챔버(40)와 전처리 챔버(10)의 개수는 설계자의 필요에 따라 적절하게 결정될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시예에 의한 마이크로 칩에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 칩은 메인 바디(1), 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 판독 챔버(40), 및 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 전처리 챔버(20)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 제2 실시 예는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 제1 실시 예와 비교하여 전처리 챔버(20)의 구성만이 차이가 있으므로, 이하에서는 제1 실시 예와 비교하여 차이가 있는 부분을 위주로 하여 설명하도록 한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 마이크로 칩의 전처리 챔버(20)는 메인 바디(1)에 순차적으로 복수 개가 형성되는 판독 챔버(40)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예와 같이, 판독 챔버(40)는 메인 바디(1)에 네 개가 순차적으로 형성되고, 전처리 챔버(20)는 판독 챔버(40)의 입구(41)와 대응하는 위치에 네 개가 각각 형성될 수 있다.
이와 같이, 전처리 챔버(20)가 판독 챔버(40)의 입구(41)와 대응되는 위치에 형성되면, 전처리 챔버(20)에서 시료액과 전처리 용액을 혼합한 후, 전처리 챔버(20)에서 혼합된 시료액을 파이펫(pipette)을 통해 판독 챔버(40)에 바로 투입할 수 있다. 따라서, 전처리 챔버(20)에서 판독 챔버(40)와의 경로가 짧아짐으로써, 파이펫을 통해 시료액을 옮기는 과정에서 혼합된 시료액이 흘러 내리는 문제를 사전에 차단할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 제3 실시예에 의한 마이크로 칩에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 마이크로 칩의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 마이크로 칩은 메인 바디(1), 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 판독 챔버(40), 및 상기 메인 바디(1)에 형성되는 적어도 하나의 전처리 챔버(30)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 제2 실시 예는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 비교하여 전처리 챔버(30)의 구성만이 차이가 있으므로, 이하에서는 제1 및 제2 실시 예와 비교하여 차이가 있는 부분을 위주로 하여 설명하도록 한다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 마이크로 칩의 전처리 챔버(30)는 상기 메인 바디(1)에 순차적으로 복수 개가 형성되는 판독 챔버(40)의 판독부(42)의 상부에 복수 개가 순차적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 같이, 판독 챔버(40)는 메인 바디(1)에 네 개가 순차적으로 형성되고, 전처리 챔버(30)는 판독 챔버(40)의 판독부(42)의 상부에 네 개가 각각 형성될 수 있다.
이때, 전처리 챔버(30)는 빛이 투과되지 않는 재질로 형성될 수 있다. 이와 같이, 전처리 챔버(30)를 빛이 투과하지 않는 재질로 형성하면, 광원과 대물 렌즈가 마이크로 칩의 하부에 위치하는 인버트 현미경(invert microscope)를 사용할 때, 판독부(42)를 통해 빛이 투과되어 분석 대상 세포를 측정하지 못하는 경우를 방지할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 전처리 챔버(30)는 전처리 바디(31), 상기 전처리 바디(31)에 형성되고 전처리 물질을 저장하는 전처리 저장부(32), 및 전처리 저장부(32)의 상부를 선택적으로 폐쇄하는 전처리 캡(33)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전처리 캡(33)에는 액체를 흡수하는 흡수 패드(34)가 구비될 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예와 같이, 전저리 저장부를 선택적으로 폐쇄할 수 있는 전처리 캡(33)을 구비하게 되면, 마이크로 칩을 이동하는 과정에서 전처리 저장부(32)에 잔존하는 시료액과 염색 시약이 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다. 이때, 전처리 캡(33)에는 흡수 패드(34)가 구비되어 있어, 전처리 저장부(32)에 잔존하는 시료액과 염색 시약이 흡수 패드(34)에 흡수되기 때문에, 마이크로 칩의 이동 과정에서 시료액과 염색 시약이 외부로 누설되는 것을 완전히 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 전처리 저장부(32)의 내부에 혼합 플레이트(50)가 구비될 수 있다.
혼합 플레이트(50)에는 복수 개의 홀(51)이 일정 간격으로 형성되고, 전처리 저장부(32)의 바닥면과 일정 간격 이격되어 배치된다.
이를 위해, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전처리 저장부의 내측벽에는 혼합 플레이트(50)를 안착할 수 있는 지지 돌기(35)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 돌기(35)는 전처리 저장부(32)의 서로 마주보는 내측벽에 형성될 수 있다. 또는, 상기 지지 돌기(35)는 전처리 저장부(32)의 내측 모서리부에 형성될 수도 있다.
이와 달리, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 혼합 플레이트(50)의 하부에 전처리 저장부(32)의 바닥면과 일정 간격 이격되도록 지지 다리(53)가 형성될 수도 있다. 상기 지지 다리(53)가 전처리 저장부(32)의 바닥면게 안착됨으로써, 혼합 플레이트(50)가 전처리 저장부(32)의 바닥면과 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.
일반적으로, 분석 대상 세포가 포함된 시료액은 점도가 매우 낮다. 그러나 전처리 물질 중에는 점도가 매우 높은 경우가 있다. 따라서, 점도가 낮은 시료액과 점도가 높은 염색 시약(또는, 분말 염색 시약)을 전처리 챔버(30)에서 균일하게 혼합하기 위해서는 매우 많은 시간을 필요로 한다. 점도가 높은 염색 시약으로는 계면활성제(Triton X), 고체 분말 염색 시약으로는 Propidium iodide, 분말 당류 슈크로스 또는 단백질 등이 사용될 수 있다.
따라서, 전처리 챔버(30) 내부에 복수의 홀(51)이 형성된 혼합 플레이트(50)를 전처리 챔버(30)의 바닥면과 일정 간격 이격시켜 설치하게 되면, 전처리 챔버(30)(또는 전처리 저장부(32))의 내부에서 시료액과 염색 시약과의 접촉 면적이 증가하여 시료액과 염색 시약이 혼합되는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
본 발명의 명세서에서, 혼합 플레이트(50)에 관한 구성을 제3 실시 예를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 및 제2 실시 예에서도 혼합 플레이트(50)에 관한 구성이 추가될 수 있음을 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 마이크로 칩에 의하면, 분석 대상 세포를 포함하는 시료액과 염색 시약과 같은 전처리 물질을 혼합하는 전처리 챔버(30)를 판독 챔버(40)와 메인 바디(1)에 일체로 형성하도록 함으로써, 시료 측정에 소요되는 부품 수를 최소화 할 수 있고, 이로 인해 소모품의 비용을 절감할 수 있다.
이상을 통해 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.
1: 메인 바디
10, 20, 30: 전처리 챔버
31: 전처리 바디
32: 전처리 저장부
33: 전처리 캡
34: 흡수 패드
35: 지지 돌기
40: 판독 챔버
41: 입구
42: 판독부
43: 출구
50: 혼합 플레이트
51: 홀
53: 지지 다리
100: 마이크로 칩

Claims (11)

  1. 메인 바디;
    상기 메인 바디의 일측에 형성되고 측정 대상인 시료 용액을 수용하는 적어도 하나의 판독 챔버; 및
    상기 메인 바디의 타측에 형성되고 상기 판독 챔버에 수용되는 시료 용액을 전처리하기 위한 전처리 물질을 수용하는 적어도 하나의 전처리 챔버;
    를 포함하는 마이크로 칩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 판독 챔버는
    시료 용액이 투입되는 입구, 상기 입구를 통해 투입되는 시료 용액을 저장하는 판독부, 및 상기 판독부에 잔존하는 공기를 배출하는 출구를 포함하는 마이크로 칩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고,
    상기 전처리 챔버는 순차적으로 형성되는 상기 복수의 판독 챔버의 측부에 복수 개가 형성되는 마이크로 칩.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고,
    상기 전처리 챔버는 상기 판독 챔버의 상기 입구와 대응하는 위치에 복수 개가 순차적으로 형성되는 마이크로 칩.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판독 챔버는 상기 메인 바디에 순차적으로 복수 개가 형성되고,
    상기 전처리 챔버는 상기 판독 챔버의 상기 판독부의 상부에 복수 개가 순차적으로 형성되는 마이크로 칩.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전처리 챔버는 빛이 투과하지 않는 재질로 형성되는 마이크로 칩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 전처리 챔버는
    전처리 바디;
    상기 전처리 바디에 형성되고 전처리 물질을 저장하는 전처리 저장부; 및
    상기 전처리 저장부의 상부를 선택적으로 폐쇄하는 전처리 캡;
    을 포함하는 마이크로 칩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전처리 캡에는 흡수 패드가 구비되는 마이크로 칩.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 전처리 저장부의 내부에는 일정 간격으로 홀이 형성되고, 상기 전처리 저장부의 바닥면과 일정 간격 이격되어 배치되는 혼합 플레이트가 구비되는 마이크로 칩.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 혼합 플레이트는
    상기 전처리 저장부에 형성되는 지지 돌기에 안착되어 상기 전처리 저장부의 바닥면과 일정 간격 이격되는 마이크로 칩.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 혼합 플레이트의 하부에는 상기 전처리 저장부의 바닥과 일정 간격 이격되도록 지지 다리가 형성되는 마이크로 칩.
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