KR20210065460A - Micro-chip for analyzing fluids and method for amplification of genes using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a micro-ship for fluid analysis, and a method for amplifying genes and a kit for amplifying genes using the same. Particularly, the micro-chip for fluid analysis includes: an injection unit configured to inject a fluid through a hole penetrating through the top surface of a body section; a plurality of reception chambers fluidically communicated with the injection unit and configured to receive the fluid flowing from the injection unit in a fixed quantity; a plurality of analysis chambers fluidically communicating with each of the reception chambers, having a volume corresponding to the fixed quantity of the fluid collected in the reception chambers, and configured to receive an analyte specific to the target gene in the fluid; and a pressure cushioning unit linked to the reception chambers and including a cushioning material configured to reduce the pressure in the reception chambers.

Description

유체 분석용 마이크로 칩 및 이를 이용한 유전자 증폭 방법{MICRO-CHIP FOR ANALYZING FLUIDS AND METHOD FOR AMPLIFICATION OF GENES USING THE SAME}Microchip for fluid analysis and gene amplification method using same {MICRO-CHIP FOR ANALYZING FLUIDS AND METHOD FOR AMPLIFICATION OF GENES USING THE SAME}

본 발명은 유체 분석용 마이크로 칩 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 유체 시료의 정량 분주가 가능한 유체 분석용 마이크로 칩, 이를 이용한 유전자 증폭용 키트, 및 유전자 증폭 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microchip for fluid analysis and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a microchip for fluid analysis capable of quantitative dispensing of a fluid sample, a kit for gene amplification using the same, and a gene amplification method.

체외 진단 산업은 과거의 질환 치료 중심에서 조기 진단을 통한 사전 예방과 건강 증진 중심의 트렌드 변화를 보이고 있다. 체외 진단이 전통적인 진단방식보다 정확도가 높고 언제 어디서든지 편리하고 신속한 진단과 분석이 가능한 방식으로 발전될 것이라 예상되는 이유다. 이에 따라 의료기관에서 사용하는 의료기기도 검사에 소요되는 시간을 단축하기 위해 자동화 및 사용자 편의성이 필수적으로 고려되고 있다. The in vitro diagnostic industry is showing a change in trends from the past disease treatment-centered to proactive prevention through early diagnosis and health promotion. This is why in vitro diagnosis is expected to develop into a method that has higher accuracy than traditional diagnostic methods and enables convenient and rapid diagnosis and analysis anytime, anywhere. Accordingly, in order to shorten the time required for examination of medical devices used in medical institutions, automation and user convenience are considered essential.

한편, 체외 진단 중 현장 진단은 피검자 가까이에서 검체 전처치 없이 신속하게 진단을 시행하여 치료에 이용할 수 있는 검사를 말한다. 현장 진단에 이용되는 현장 진단 장비는 대형 병원이나 전문 검사 기관뿐 아니라, 소형 병원, 가정, 직장 등에서도 손쉽게 이용될 수 있도록 소형이면서도 저가일 것이 요구된다. 또한, 현장 진단 장비는 적은 검체량만으로도 질병 유무의 확인이 가능하여야 하고, 진단 결과 역시 신속하게 제공되어야만 한다. 이러한 요건을 갖춘 현장 진단 장비는 병원이나 개인의 재정적 부담을 줄일 수 있는 동시에, 언제 어디서든 질병의 진단이 가능하므로 긴급한 상황에서 요긴하게 이용될 수 있다.On the other hand, on-site diagnosis among in vitro diagnosis refers to a test that can be used for treatment by promptly conducting a diagnosis without pre-treatment of the specimen close to the subject. Point-of-care diagnostic equipment used for point-of-care diagnosis is required to be small and inexpensive so that it can be easily used not only in large hospitals or specialized examination institutions, but also in small hospitals, homes, and workplaces. In addition, the on-site diagnostic equipment should be able to confirm the presence or absence of a disease with only a small amount of sample, and the diagnosis result should also be provided promptly. Point-of-care diagnostic equipment with these requirements can reduce the financial burden on hospitals and individuals, and at the same time, can diagnose diseases anytime, anywhere, so it can be used in an emergency situation.

현장 진단을 위한 장비로서, 광원에서 발생되는 광을 샘플에 조사하고, 샘플에 존재하는 형광체에서 방출되는 여기 광을 검출부로 검출하여 상기 여기광의 세기를 분석함으로써 대상물의 분석가능한 장비가 등장하였다. 그러나, 이러한 광 분석에 기초한 현장 진단 장비는, 여기광의 세기에 대한 검출부의 감도가 낮은데다가, 검출부가 외부 노이즈의 영향을 많이 받도록 구성되어 있기 때문에 분석 결과의 정확성 및 신뢰성이 다소 부족할 수 있다. As equipment for on-site diagnosis, an apparatus capable of analyzing an object has emerged by irradiating light generated from a light source to a sample, detecting excitation light emitted from a phosphor present in the sample with a detector, and analyzing the intensity of the excitation light. However, the point-of-care diagnostic equipment based on such optical analysis may lack the accuracy and reliability of analysis results because the detection unit has low sensitivity to the intensity of excitation light and the detection unit is configured to be greatly affected by external noise.

더욱이, 공지된 현장 진단 시스템 대부분은, 분석의 신뢰도 높은 결과를 높이기 위해 마이크로 파이펫, 전문 분석 장비 등이 요구되며 이를 수행 가능한 전문 인력이 필요할 수 있다. 즉, 사용자의 숙련도에 따라 분석 결과가 상이할 수 있어, 분석의 재현성이 떨어질 수 있다. 이에, 종래의 현장 진단 시스템은, 추가적인 분석 시간이 요구되는 2 차의 확진 검사가 필수적일 수 있다. Moreover, most of the known point-of-care diagnostic systems require a micropipette, specialized analysis equipment, etc. to increase the reliable result of analysis, and may require a professional manpower capable of performing the same. That is, the analysis result may be different depending on the skill level of the user, and thus the reproducibility of the analysis may be deteriorated. Accordingly, in the conventional point-of-care diagnosis system, a secondary confirmatory test requiring additional analysis time may be essential.

따라서, 종래의 현장 진단 시스템이 갖는 한계를 극복하고, 재현성 높은 분석이 가능한, 새로운 현장 진단 시스템의 개발이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다. Therefore, the development of a new point-of-care diagnostic system capable of overcoming the limitations of the conventional point-of-care system and capable of highly reproducible analysis is continuously required.

발명의 배경이 되는 기술은 본 발명에 대한 이해를 보다 용이하게 하기 위해 작성되었다. 발명의 배경이 되는 기술에 기재된 사항들이 선행기술로 존재한다고 인정하는 것으로 이해되어서는 안 된다.The description underlying the invention has been prepared to facilitate understanding of the invention. It should not be construed as an admission that the matters described in the background technology of the invention exist as prior art.

한편, 종래의 현장 진단 시스템이 갖는 한계를 극복하기 위한 방안으로, 플레이트 형태의 마이크로 칩이 등장하게 되었다.On the other hand, as a way to overcome the limitations of the conventional point-of-care diagnostic system, a plate-type microchip has emerged.

보다 구체적으로, 플레이트 형태의 마이크로 칩은 유체의 유체 시료가 이송되는 미세채널과 분석 챔버 등이 형성되어 있으며, 유체 시료가 유전자 칩 내부에서 미세채널을 따라 이송되고 분석 챔버에서 반응하여 PCR 증폭이 일어날 수 있다. 이와 같은 형태의 유전자 칩은 종래의 현장 진단 시스템에 비하면 그 절차가 간소하고 휴대성이 높다는 점에서 장점이 있다. More specifically, the plate-shaped microchip has a microchannel and an analysis chamber through which a fluid sample is transferred, and the fluid sample is transferred along the microchannel inside the gene chip and reacts in the analysis chamber to generate PCR amplification. can This type of gene chip has advantages in that the procedure is simple and portable compared to the conventional on-site diagnosis system.

그러나, 플레이트 형태의 마이크로 칩은, 여전히 PCR 증폭과 같은 핵산 증폭의 절차 및 진단에 필요한 유체 시료를 정량화시킬 수 있는 수단이 없어, 분석의 재현성이 떨어져, 유전자 진단의 신뢰성 저하의 한계가 존재할 수 있다.However, the plate-type microchip still does not have a means to quantify the fluid sample required for diagnosis and procedures of nucleic acid amplification such as PCR amplification, and thus the reproducibility of the analysis is poor, and there may be a limit to lowering the reliability of genetic diagnosis. .

전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명의 발명자들은, 사용자의 전문성에 관계 없이 손쉽게 핵심 기술의 구현 가능한 유체 분석용 마이크로 칩을 개발하고자 하였다.In order to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have attempted to develop a microchip for fluid analysis that can easily implement core technology regardless of the user's expertise.

*본 발명의 발명자들은, 마이크로 칩 내에 정량의 시료를 수용하기 위한 복수의 수용 챔버, 및 복수의 수용 챔버와 각각 연결되어 핵산 증폭 등의 처리 과정이 진행되는 분석 챔버들이 구비되고, 복수의 수용 챔버에 일정한 부피의 유체 시료가 수용되도록 설계하고자 하였다. 본 발명의 발명자들은, 이와 같은 구조적 특징에 의해, 사용자의 전문성에 관계 없이 유체 시료 내의 표적 물질에 대한 신속하고 정확한 검출 및 진단이 가능할 수 있음을 인지할 수 있었다.* The inventors of the present invention are provided with a plurality of receiving chambers for accommodating a quantity of a sample in the microchip, and analysis chambers connected to the plurality of receiving chambers respectively for processing such as nucleic acid amplification, and a plurality of receiving chambers. It was designed to accommodate a constant volume of fluid sample. The inventors of the present invention were able to recognize that, due to such structural features, rapid and accurate detection and diagnosis of a target material in a fluid sample may be possible regardless of a user's expertise.

그 결과, 본 발명의 발명자들은, 유체의 분석에 있어서, 비전문가에 의해 고 감염성과 같은 질환들을 현장에서 진단 가능하며, 마이크로 파이펫 (micropipette) 없이도 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 유체 시료의 정량 분주가 가능한 유체 분석용 칩을 개발하기에 이르렀다. As a result, the inventors of the present invention can diagnose diseases such as high infectivity in the field by a non-specialist in the analysis of fluid, and quantitative dispensing of a fluid sample for each of a plurality of analysis chambers without a micropipette It led to the development of a possible fluid analysis chip.

보다 구체적으로, 본 발명의 발명자들은, 마이크로 칩 내부로 유체 시료의 주입에 따른 압력, 나아가 정량의 시료를 수용하는 챔버에 유체 시료가 가득 찼을 때의 압력에 의해, 일부 유체들이 분석 챔버로 직접 유동되어 복수의 분석 챔버 각각에 대한 일정한 량의 분주가 어렵다는 점을 인지할 수 있었다.More specifically, the inventors of the present invention found that some fluids flow directly into the analysis chamber by the pressure caused by the injection of the fluid sample into the microchip, and furthermore, the pressure when the fluid sample is filled in the chamber accommodating the quantitative sample. Thus, it was recognized that it was difficult to dispense a constant amount for each of the plurality of analysis chambers.

이에, 본 발명의 발명자들은, 복수의 수용 챔버에 정량으로 시료가 채워졌을 때 잔여 압력에 의해 분석 챔버로 유체가 역류가 되지 않도록, 압력을 완충해주는 압력 완충부를 마이크로 칩 상에 구비하고자 하였다.Accordingly, the inventors of the present invention have attempted to provide a pressure buffer on the microchip that buffers the pressure so that the fluid does not flow back into the analysis chamber due to residual pressure when the plurality of receiving chambers are filled with a quantitative sample.

특히, 본 발명의 발명자들은 흡습성의 완충재를 포함하는 압력 완충부를 복수의 수용 챔버와 공기를 칩 외부로 배출하도록 구성된 공기 배출부 사이에 배치하였다. In particular, the inventors of the present invention have disposed a pressure buffer including a hygroscopic buffer between a plurality of accommodating chambers and an air exhaust configured to exhaust air to the outside of the chip.

이에, 본 발명의 발명자들은, 이러한 구조에 따라 유체 시료의 흡수가 일어나 압력이 경감되며, 공기만이 공기 배출부를 통해 배출될 수 있으며, 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 정량의 유체가 분주될 수 있음을 기대 할 수 있었다. Accordingly, the inventors of the present invention, according to this structure, absorption of the fluid sample occurs to reduce the pressure, only air can be discharged through the air outlet, and a fixed amount of fluid can be dispensed to each of the plurality of analysis chambers could be expected

더욱이 본 발명의 발명자들은, 상기와 같은 구조를 갖는 마이크로 칩이, 오염된 시료에 따른 2차 오염을 방지할 수 있음을 기대할 수 있었다.Furthermore, the inventors of the present invention could have expected that the microchip having the above structure could prevent secondary contamination by the contaminated sample.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 바디부 내에 형성된 유체가 유동 가능한 채널을 포함하는 유체 분석용 마이크로 칩으로서, 정량의 시료를 수용하도록 구성된 챔버, 챔버 내의 압력을 경감하도록 구성된 압력 완충부와 상기 복수의 수용 챔버와 각각 연결된 분석 챔버로 이루어진, 유체 분석용 마이크로 칩을 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is a fluid analysis microchip including a channel through which a fluid formed in a body part can flow, a chamber configured to receive a quantitative sample, a pressure buffer part configured to reduce the pressure in the chamber, and To provide a microchip for fluid analysis, comprising an analysis chamber connected to the plurality of accommodation chambers, respectively.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 유체 분석용 마이크로 칩에 기초한 유전자 증폭을 위한 키트 및 유전자 증폭 방법을 제공하는 것이다. Another object to be solved by the present invention is to provide a kit and a gene amplification method for gene amplification based on the microchip for fluid analysis.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판을 포함하는 유체 분석용 마이크로 칩이 제공된다. 이때, 상기 유체 분석용 마이크로 칩은 복수의 필름을 포함하는 바디부로 이루어지고, 복수의 필름 중 적어도 일부에 형성된 내부 채널로 유체를 유동시키도록 구성된다. 나아가, 상기 유체 분석용 마이크로 칩은 바디부의 상부면을 관통하는 홀을 통해 유체가 주입되도록 구성된 투입부, 투입부와 유체로 연통하고, 투입부로부터 유동한 유체를 정량 (fixed quantity) 으로 수용하도록 구성된 복수의 수용 챔버, 복수의 수용 챔버 각각과 유체로 연통하고, 복수의 수용 챔버에 포집된 유체의 정량과 상응하는 부피를 갖고, 유체 내 표적 유전자 특이적인 분석 물질을 수용하도록 구성된 복수의 분석 챔버, 및 복수의 수용 챔버와 연결되고, 복수의 수용 챔버 내의 압력을 경감하도록 구성된 완충재를 포함하는 압력 완충부를 포함한다.In order to solve the problems as described above, there is provided a microchip for analyzing a fluid including a substrate according to an embodiment of the present invention. In this case, the microchip for analyzing the fluid is made of a body including a plurality of films, and is configured to flow a fluid through an internal channel formed in at least a portion of the plurality of films. Furthermore, the microchip for fluid analysis communicates with the input unit configured to inject the fluid through the hole passing through the upper surface of the body part, the input unit and the fluid, and receives the fluid flowing from the input unit in a fixed quantity. a plurality of receiving chambers configured to be in fluid communication with each of the plurality of receiving chambers, a plurality of assay chambers having a volume corresponding to a quantity of the fluid collected in the plurality of receiving chambers, and configured to receive a target gene-specific analyte in the fluid and a pressure buffer connected to the plurality of accommodating chambers and including a cushioning material configured to relieve pressure in the plurality of accommodating chambers.

본 발명의 특징에 따르면, 복수의 분석 챔버는 바디부의 하부면 상에 높이를 갖는 튜브 형태를 가질 수 있다.According to a feature of the present invention, the plurality of analysis chambers may have a tube shape having a height on the lower surface of the body part.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 투입부 및 복수의 수용 챔버를 연결하는 연결부를 더 포함한다. 또한, 연결부는, 투입부와 연통하는 하나의 유체 채널로부터 복수의 채널로 분지되고, 복수의 채널 각각이 복수의 수용 챔버 각각과 유체로 연통하도록 구성될 수 있다.According to another feature of the present invention, it further includes a connection unit for connecting the input unit and the plurality of receiving chambers. In addition, the connection part may be configured to branch from one fluid channel communicating with the input part into a plurality of channels, and each of the plurality of channels may be configured to be in fluid communication with each of the plurality of accommodation chambers.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결부는, 투입부와 복수의 수용 챔버를 각각 연결하는 제1 연결부, 및 복수의 수용 챔버와 복수의 분석 챔버를 각각 연결하는 제2 연결부를 포함할 수 있다. 이때, 제2 연결부는, 제1 연결부로부터 분지되어 복수의 분석 챔버 중 하나의 분석 챔버와 유체로 연통하도록 구성될 수 있다. 또한, 유체는 제1 연결부 및 제2 연결부 내에서 상이한 흐름 방향을 가질 수 있다.According to another feature of the present invention, the connection part may include a first connection part connecting the input unit and the plurality of accommodation chambers, respectively, and a second connection part connecting the plurality of accommodation chambers and the plurality of analysis chambers, respectively. In this case, the second connection part may be configured to be branched from the first connection part and communicate with one analysis chamber among the plurality of analysis chambers in fluid. Also, the fluid may have different flow directions within the first connection and the second connection.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마이크로 칩은 압력 완충부와 연결되고, 바디부의 외부와 연결되고, 압력 완충부의 공기만을 배출하도록 구성된 공기 필터를 포함하는, 공기 배출부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the microchip may further include an air discharge unit connected to the pressure buffer unit, connected to the outside of the body unit, and including an air filter configured to discharge only air from the pressure buffer unit.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공기 배출부는, 압력 완충부와 연결된 제1 공기 배출부, 및 분석 챔버와 연결되고, 바디부의 외부와 연결되고, 복수의 분석 챔버의 공기만을 배출하도록 구성된 공기 필터를 포함하는 제2 공기 배출부를 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the air discharge unit includes a first air discharge unit connected to the pressure buffer unit, and an air filter connected to the analysis chamber, connected to the outside of the body unit, and configured to discharge only air from the plurality of analysis chambers. It may include a second air outlet comprising a.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마이크로 칩은 복수의 수용 챔버 각각과 연결되고, 바디부의 외부와 연결되고, 공기를 주입 또는 흡입하여 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the microchip may further include a fluid control unit connected to each of the plurality of accommodation chambers, connected to the outside of the body, and controlling the flow of the fluid by injecting or sucking air.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유체는 유체 제어부에 의해 공기가 주입될 경우, 복수의 수용 챔버에서 복수의 분석 챔버로 유동할 수 있다.According to another feature of the present invention, when air is injected by the fluid controller, the fluid may flow from the plurality of accommodation chambers to the plurality of analysis chambers.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 완충재는 유체에 대한 흡습성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다.According to another feature of the present invention, the cushioning material may be made of a material having hygroscopicity with respect to the fluid.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 압력 완충부는, 복수의 수용 챔버와 각각 연결된 단일 구조의 단일 챔버, 및 단일 챔버 상에 배치된 완충재를 포함할 수 있다. 이때, 완충재의 부피는, 단일 챔버의 부피에 대응할 수 있다.According to another feature of the present invention, the pressure buffer may include a single chamber of a single structure connected to a plurality of accommodation chambers, respectively, and a cushioning material disposed on the single chamber. In this case, the volume of the cushioning material may correspond to the volume of a single chamber.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 마이크로 칩은, 복수의 분석 챔버 각각과 연결되고, 바디부의 외부와 연결되어 분석이 완료된 유체를 마이크로 칩의 외부로 배출시키는 방출부를 더 포함할 수 있다.According to another feature of the present invention, the microchip may further include a discharge unit connected to each of the plurality of analysis chambers and connected to the outside of the body to discharge the analyzed fluid to the outside of the microchip.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판을 포함하는 유전자 증폭 방법이 제공된다. 이때, 상기 방법은, 분석하고자 하는 유체를 준비하는 단계, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩에 유체를 주입시키는 단계, 및 유체 내의 표적 유전자가 증폭하도록, 유전자 증폭기에 유체 분석용 마이크로 칩을 도입하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the problems as described above, there is provided a gene amplification method including a substrate according to another embodiment of the present invention. At this time, the method includes the steps of preparing a fluid to be analyzed, injecting the fluid into the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention, and using a gene amplifier for fluid analysis so that a target gene in the fluid is amplified It may include introducing a microchip.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판을 포함하는 유전자 증폭을 위한 키트가 제공된다. 이때, 상기 키트는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩, 표적 유전자를 포함하는 유체를 유체 분석용 마이크로 칩 상에 주입하도록 구성된 주입기, 표적 유전자에 대한 증폭을 위한 프라이머, 표적 유전자의 증폭 수준을 측정하기 위한 프로브를 포함한다.In order to solve the problems as described above, a kit for gene amplification including a substrate according to another embodiment of the present invention is provided. In this case, the kit includes a microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention, an injector configured to inject a fluid containing a target gene onto the microchip for fluid analysis, a primer for amplification of a target gene, and a target gene a probe for measuring the level of amplification of

*본 발명은, 하나의 칩 상에서 반복 실험이 수행 가능하도록 구성된 복수의 분석 챔버를 포함하고, 정량의 유체 시료를 분석 챔버 각각으로 분주하도록 구성된 챔버 및 압력 완충부를 포함하는 유체 분석용 칩을 제공함으로써, 종래의 현장 진단 시스템이 갖는 한계를 해결할 수 있는 효과가 있다.* The present invention provides a fluid analysis chip comprising a plurality of analysis chambers configured to enable repeated experiments on a single chip, and a chamber configured to dispense a quantitative fluid sample into each of the analysis chambers and a pressure buffer unit. , there is an effect that can solve the limitations of the conventional on-site diagnosis system.

특히, 본 발명은, 압력 완충부가 구비된 마이크로 칩을 제공함으로써, 유체 압력의 변화를 최소화하여, 정량 분주를 방해하는 타 방향으로의 유체의 흐름을 차단하고, 나아가 유체의 조성이나 미세 액적의 형상을 유지할 수 있다.In particular, the present invention provides a microchip equipped with a pressure buffer, thereby minimizing the change in fluid pressure, blocking the flow of fluid in another direction that prevents quantitative dispensing, and furthermore, the composition of the fluid or the shape of microdroplets can keep

본 발명은, 비전문가에 의해 고 감염성과 같은 질환들을 현장에서 진단 가능하며, 마이크로 파이펫 없이도 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 유체 시료의 정량 주입이 가능한 유체 분석용 칩을 제공할 수 있다. The present invention can provide a fluid analysis chip capable of diagnosing diseases such as highly infectious by a non-specialist in the field and capable of quantitatively injecting a fluid sample into each of a plurality of analysis chambers without a micropipette.

이에, 본 발명은, 대부분의 현장 진단에 있어서 검체 채취 및 시료의 전처리 과정이 개방된 환경에서 진행됨에 따라 발생하는 외부 감염 및 이의 2 차 감염의 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the present invention has the effect of preventing the spread of external infection and its secondary infection that occurs as the sample collection and sample pre-treatment process proceed in an open environment in most on-site diagnosis.

나아가, 본 발명은, 감염 병의 진단의 경우 확진 판정을 위해 분자 진단 방식의 추가적인 검진이 요구되는 종래의 현장 진단 시스템의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다.Furthermore, the present invention has the effect of overcoming the limitations of the conventional point-of-care diagnostic system that requires an additional molecular diagnostic method for confirmatory determination in the case of a diagnosis of an infectious disease.

또한, 본 발명은, 짧은 핵산 증폭산물이 유전자 변이에 둔감함에 따라 2 내지 3 개의 SNP 변이가 있음에도 핵산이 증폭되는 경우가 발생함에 따라, 신종 변종 감염병의 추적이 불가능할 정도로 재현성이 결여된 종래의 현장 진단 시스템의 한계를 극복할 수 있다. In addition, in the present invention, as short nucleic acid amplification products are insensitive to gene mutations, nucleic acids are amplified even with 2 to 3 SNP mutations. The limitations of the diagnostic system can be overcome.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 및 이의 구성들의 계략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 및 이의 구성들의 계략적인 사시도를 도시한 것이다.
도 3a 내지 3c는 종래의 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 유체 유동 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 유체 유동 과정을 예시적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩을 이용한 유전자 증폭의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.1A to 1C are schematic perspective views of a microchip for fluid analysis and configurations thereof according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are schematic perspective views of a microchip for fluid analysis and configurations thereof according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C illustrate a flow process of a fluid inside a conventional microchip for fluid analysis.
4A to 4E are diagrams illustrating a fluid flow process inside a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present disclosure.
5 exemplarily shows a procedure of gene amplification using a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention.

발명의 이점, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages of the invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우, '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.The shapes, sizes, proportions, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are exemplary, and thus the present invention is not limited to the illustrated matters. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. When 'including', 'having', 'consisting', etc. mentioned in this specification are used, other parts may be added unless 'only' is used. When a component is expressed in a singular, the case in which the plural is included is included unless otherwise explicitly stated.

구성요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, it is interpreted as including an error range even if there is no separate explicit description.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention may be partially or wholly combined or combined with each other, and as those skilled in the art will fully understand, technically various interlocking and driving are possible, and each embodiment may be implemented independently of each other, and It may be possible to implement together in a related relationship.

본 명세서의 해석의 명확함을 위해, 이하에서는 본 명세서에서 사용되는 용어들을 정의하기로 한다.For clarity of interpretation of the present specification, terms used herein will be defined below.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유체"는 본 발명의 유체 분석용 마이크로 칩을 이용하여 분석하고자 하는 모든 유체 시료를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유체 시료는 세포 용해물, 전혈, 혈장, 혈청, 침, 안구액, 뇌척수액, 땀, 뇨, 젖, 복수액, 활액 및 복막액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. As used herein, the term “fluid” may refer to any fluid sample to be analyzed using the microchip for fluid analysis of the present invention. For example, the fluid sample may be, but is not limited to, cell lysate, whole blood, plasma, serum, saliva, ocular fluid, cerebrospinal fluid, sweat, urine, milk, ascites fluid, synovial fluid, and peritoneal fluid.

한편, 본원 명세서 내에 유체는, 병원균, 호르몬, 단백질, 특정 DNA 중 적어도 하나의 표적 물질을 포함할 수 있다. Meanwhile, the fluid in the present specification may include at least one target material among pathogens, hormones, proteins, and specific DNA.

본 명세서에서 사용되는 용어, "투입부"는 유체 시료의 주입에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩의 내부로 상기 유체 시료가 유동하도록 구성된 채널을 의미할 수 있다.As used herein, the term “injection unit” may refer to a channel configured to flow the fluid sample into the microchip according to an embodiment of the present invention according to the injection of the fluid sample.

이때, 투입부는, 상기 마이크로 칩의 상부면을 관통하는 홀로 유체 시료가 주입되는 주입구를 더 포함할 수 있다. In this case, the input unit may further include an injection hole through which the fluid sample is injected into a hole penetrating the upper surface of the microchip.

본 명세서에서 사용되는 용어, "수용 챔버"는, 정량의 유체 시료를 수용하도록 구성된 수용 채널로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 상에 복수개가 구비될 수 있다. As used herein, the term “accommodating chamber” refers to a receiving channel configured to receive a quantitative fluid sample, and may be provided in plurality on the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention.

즉, 복수개의 챔버 각각은, 주입된 유체 시료를 일정한 양으로 수용하도록 구성될 수 있으며, 서로 동일한 부피를 가질 수 있다. 또한, 복수개의 챔버 각각은, 후술할 분석 챔버에 정량의 유체를 제공하도록 구성될 수 있다. That is, each of the plurality of chambers may be configured to receive the injected fluid sample in a predetermined amount, and may have the same volume. In addition, each of the plurality of chambers may be configured to provide a quantity of fluid to an analysis chamber to be described later.

본 명세서에서 사용되는 용어, "분석 챔버"는, 유체 내의 핵산의 증폭과 같은 전처리 과정이 진행되는 채널을 의미할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 분석 챔버 내에서 전처리를 포함한 분자 진단의 전체 프로세스가 진행될 수도 있다. 예를 들어, 분석 챔버 내에서 유체 시료는 유전자 증폭 과정을 거친 후, 이의 정성 분석, 나아가 정량 분석이 진행될 수도 있다.As used herein, the term “analysis chamber” may refer to a channel in which a pretreatment process such as amplification of nucleic acids in a fluid is performed. However, the present invention is not limited thereto, and the entire process of molecular diagnosis including pretreatment may be performed in the analysis chamber. For example, after the fluid sample undergoes a gene amplification process in the analysis chamber, a qualitative analysis and further quantitative analysis thereof may be performed.

한편, 분석 챔버는 전술한 복수의 수용 챔버 챔버와 각각 유체로 연통하도록 구성되고, 복수의 분석 챔버 각각은, 복수의 수용 챔버 각각에 수용된 유체의 정량과 상응하는 부피를 가질 수 있다. Meanwhile, the analysis chamber is configured to be in fluid communication with the plurality of accommodating chamber chambers, respectively, and each of the plurality of analysis chambers may have a volume corresponding to a quantity of the fluid accommodated in each of the plurality of accommodating chambers.

즉, 복수의 분석 챔버 각각은, 복수의 수용 챔버 각각에 수용된 정량의 유체를 수용하도록 구성되어, 유전자 진단 시 균일한 진단 및 재현성 높은 진단 결과를 제공할 수 있다. That is, each of the plurality of analysis chambers is configured to receive a quantity of fluid accommodated in each of the plurality of accommodation chambers, so that it is possible to provide uniform diagnosis and highly reproducible diagnosis results during genetic diagnosis.

한편, 분석 챔버는, 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩의 하부면에 높이를 갖는, 튜브 형태를 가질 수 있다. 이때, 튜브의 부피는 분석하고자 하는 유체 시료의 부피에 따라 다양하게 설정될 수 있다. Meanwhile, the analysis chamber may have a tube shape having a height on the lower surface of the microchip according to an embodiment of the present invention. In this case, the volume of the tube may be variously set according to the volume of the fluid sample to be analyzed.

나아가, 분석 챔버는, 프라이머 또는 프로브와 같은 유체 내의 표적 유전자의 증폭, 정성 (또는 정량) 분석에 필요한 시료를 더욱 포함할 수 있다.Furthermore, the analysis chamber may further contain a sample required for amplification, qualitative (or quantitative) analysis of a target gene in a fluid, such as a primer or a probe.

이에, 상용되는 PCR 기기에 적용 가능함에 따라, 표적 유전자의 증폭 절차가 보다 용이하게 수행될 수 있다. Accordingly, as applicable to commercially available PCR equipment, the amplification procedure of the target gene can be performed more easily.

그러나, 분석 챔버의 구조는 튜브 형태에 제한되는 것은 아니며, 복수의 수용 챔버 내의 정량의 유체를 수용하는 한, 다양한 구조를 가질 수 있다. However, the structure of the analysis chamber is not limited to the tube shape, and may have various structures as long as a quantity of fluid is accommodated in a plurality of accommodation chambers.

본 명세서에서 사용되는 용어, "연결부"는, 마이크로 칩 내부에서 복수의 기능을 하는 두 개의 유닛을 연결하도록 구성된 채널을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 연결부는, 투입부와 복수의 수용 챔버를 연결하는 채널의 제1 연결부 및 복수의 수용 챔버와 복수의 분석 챔버를 각각 연결하는 채널의 제2 연결부로 구성될 수 있다.As used herein, the term “connection unit” may refer to a channel configured to connect two units having a plurality of functions in a microchip. More specifically, the connection part may include a first connection part of a channel connecting the input unit and the plurality of accommodating chambers and a second connection part of a channel connecting the plurality of accommodating chambers and the plurality of analysis chambers, respectively.

이때, "제1 연결부"는, 투입부와 연통하는 하나의 유체 채널로부터 복수의 수용 챔버 각각과 유체로 연통하도록 복수의 채널로 분지된 채널로서, 주입된 유체가 복수의 채널을 통해 복수의 수용 챔버 각각에 정량으로 유동하도록 구성될 수 있다. In this case, the "first connection part" is a channel branched into a plurality of channels so as to communicate with each of the plurality of accommodation chambers in fluid from one fluid channel communicating with the input part, and the injected fluid is accommodated through the plurality of channels. Each of the chambers may be configured to flow quantitatively.

나아가, "제2 연결부"는, 투입부와 수용 챔버 사이의 제1 연결부로부터 분지되어 복수의 분석 챔버 중 하나의 챔버와 유체로 연통하도록 구성된 채널일 수 있다.Further, the “second connection” may be a channel branching from the first connection between the input and the receiving chamber and configured to be in fluid communication with one of the plurality of assay chambers.

이때, 유체는, 제1 연결부 및 제2 연결부 내에서 상이한 흐름 방향을 가질 수 있다.In this case, the fluid may have different flow directions in the first connection part and the second connection part.

예를 들어, 투입부를 통해 주입된 유체는 제1 연결부를 통해 수용 챔버로 유동된 후, 제2 연결부를 통해 분석 챔버로 유동되며 동시에 제1 연결부에서의 유동 방향과 반대되는 방향을 가질 수 있다. For example, the fluid injected through the input unit may flow into the receiving chamber through the first connection unit, then flow into the analysis chamber through the second connection unit, and may have a direction opposite to the flow direction at the first connection unit.

본 명세서에서 사용되는 용어, "압력 완충부"는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 채널에 대한 압력의 변화를 최소화하여, 정량 분주를 방해하는 타 방향으로의 유체의 흐름을 차단하고, 나아가 유체의 조성이나 미세 액적의 형상을 유지하도록 구성된 채널 (또는, 챔버) 를 의미할 수 있다.As used herein, the term “pressure buffer” refers to minimizing the change in pressure on the channel inside the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention, thereby preventing the quantitative dispensing of the fluid in the other direction. It may mean a channel (or chamber) configured to block the flow and further maintain the composition of the fluid or the shape of the microdroplet.

보다 구체적으로, 압력 완충부는 복수의 수용 챔버의 일면에 연결되어 수용 챔버 내의 일부의 유체를 흡수하도록 구성된 흡습성의 완충재를 포함하는 유닛일 수 있다. 이에, 완충재에 의해 유체 시료의 흡수가 일어나, 유체의 흐름을 변화시키는 수용 챔버 내의 압력이 경감될 수 있다. More specifically, the pressure buffer unit may be a unit including a hygroscopic buffer material connected to one surface of the plurality of accommodating chambers and configured to absorb a portion of the fluid in the accommodating chamber. Accordingly, absorption of the fluid sample occurs by the buffer material, thereby reducing the pressure in the receiving chamber that changes the flow of the fluid.

본 명세서에서 사용되는 용어, "완충재"는, 유체를 흡수하도록 구성된 흡습성의 유닛으로, 솜, 종이, 파이버, 스펀지 등일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않고 완충재는 보다 다양한 흡습성 소재로 이루어지고 및 다양한 형태를 가질 수 있다. As used herein, the term “buffering material” is a hygroscopic unit configured to absorb a fluid, and may be cotton, paper, fiber, sponge, or the like. However, it is not limited thereto, and the cushioning material may be made of more various hygroscopic materials and may have various shapes.

즉, 완충재를 포함하는 압력 완충부는 수용 챔버에 정량으로 시료가 채워졌을 때 잔여 압력에 의해 분석 챔버로 유체가 역류 (예를 들어, 유체를 주입했을 때 유체가 제1 연결부를 통해 수용 챔버로 유동하는 것이 아니라, 제2 연결부를 통해 분석 챔버로 흐르는 역류) 되지 않도록, 압력을 완충해줄 수 있다.That is, in the pressure buffer including the buffer material, when the receiving chamber is quantitatively filled with a sample, the fluid flows back into the analysis chamber by the residual pressure (eg, when the fluid is injected, the fluid flows into the receiving chamber through the first connection part) Instead, the pressure may be buffered so that there is no countercurrent flowing into the analysis chamber through the second connection part).

한편, 압력 완충부는, 복수의 수용 챔버 각각과 연결된 단일 구조의 단일 챔버, 및 단일 챔버 상에 배치된 완충재를 포함할 수 있다.Meanwhile, the pressure buffer may include a single chamber of a single structure connected to each of the plurality of accommodation chambers, and a buffer material disposed on the single chamber.

그러나 이에 제한되지 않고, 압력 완충부는, 복수의 수용 챔버 각각과 연결된 복수의 독립된 챔버, 및 상기 독립된 챔버와 상응하는 부피를 갖는 완충재로 이루어질 수도 있다. However, the present invention is not limited thereto, and the pressure buffer unit may include a plurality of independent chambers connected to each of the plurality of accommodation chambers, and a buffer material having a volume corresponding to the independent chambers.

본 명세서에서 사용되는 용어, "공기 배출부"는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내의 공기를 배출하도록 구성된, 상기 마이크로 칩의 외부와 연결된 채널을 의미할 수 있다.As used herein, the term “air exhaust unit” may refer to a channel connected to the outside of the microchip configured to discharge air in the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention.

이때, 공기 배출부는, 유체가 빠져나가지 못하게 하도록 구성된 공기 필터를 포함할 수 있다.In this case, the air outlet may include an air filter configured to prevent the fluid from escaping.

나아가, 공기 배출부는 압력 완충부와 연결되어 수용 챔버의 공기가 외부로 빠져나가도록 구성된 제1 공기 배출부, 및 분석 챔버와 연결되어 분석 챔버 내의 공기가 외부로 빠져나가도록 제2 공기 배출부를 포함할 수 있다.Further, the air outlet includes a first air outlet connected to the pressure buffer to allow air of the receiving chamber to escape to the outside, and a second air outlet connected to the analysis chamber to allow air in the analysis chamber to escape to the outside. can do.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유체 제어부"는, 공기를 주입 또는 흡입하여 상기 유체의 흐름을 제어하는 채널을 의미할 수 있다.As used herein, the term “fluid controller” may refer to a channel that controls the flow of the fluid by injecting or sucking air.

이때, 유체 제어부는, 수용 챔버 및 압력 완충부 사이에 형성된, 공기를 주입 또는 흡입하기 위한 채널을 포함하여, 복수의 수용 챔버 내의 정량의 유체가 제2 연결부를 통해 복수의 분석 챔버 각각으로 이동하도록 유체의 흐름을 제어할 수 있다. At this time, the fluid control unit includes a channel for injecting or sucking air, formed between the receiving chamber and the pressure buffer, so that a quantity of fluid in the plurality of receiving chambers moves to each of the plurality of analysis chambers through the second connection unit. The flow of fluid can be controlled.

즉, 유체 제어부에 의해 공기가 주입 또는 흡입될 경우, 유체의 흐름이 전환될 수 있다. That is, when air is injected or sucked by the fluid controller, the flow of the fluid may be switched.

그러나, 이에 제한되지 않고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내에서 유체는, 투입부로부터 수용 챔버로, 수용 챔버로부터 분석 챔버로 일 방향으로 유동할 수도 있다. However, the present invention is not limited thereto, and in the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention, the fluid may flow in one direction from the input unit to the receiving chamber and from the receiving chamber to the analysis chamber.

본 명세서에서 사용되는 용어, "방출부"는, 전술한 분석 챔버와 연결되어, 분석이 완료된 유체 시료가 빠져나가는 채널을 의미할 수 있다. 이때, 방출부는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 채널 및 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로 칩의 외부로 돌출된 방출구를 포함할 수 있다. As used herein, the term “discharge unit” may refer to a channel through which a fluid sample that has been analyzed is exited by being connected to the above-described analysis chamber. In this case, the discharge unit may include a channel inside the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention and a discharge port protruding to the outside of the microchip according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유전자 증폭"은, PCR 장치를 이용하여 핵산을 증폭시키는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 표적 유전자의 증폭을 위한 분석 시료 및 유체가 혼합된 분석 챔버가 PCR 장치와 결합된 후 반복되는 온도 변화 사이클링을 거치게 되면, 표적 유전자의 증폭이 일어날 수 있다. As used herein, the term "gene amplification" may refer to a method of amplifying a nucleic acid using a PCR device. For example, when an analysis chamber in which an analysis sample for amplification of a target gene and a fluid are mixed is combined with a PCR device and then undergoes repeated temperature change cycling, amplification of the target gene may occur.

한편, 본원 명세서 내에서 유전자의 증폭은, 표적 핵산의 증폭에 따른 정성 분석뿐만 아니라, 이의 정량 분석을 포괄하도록 해석될 수 있다. Meanwhile, in the present specification, amplification of a gene may be interpreted to encompass quantitative analysis thereof as well as qualitative analysis according to amplification of a target nucleic acid.

본 명세서에서 사용되는 용어, "유전자 증폭을 위한 키트"는 표적 유전자의 증폭을 위한 키트로서, 바람직하게 현장 진단을 위한 키트를 의미할 수 있다. As used herein, the term “kit for gene amplification” refers to a kit for amplification of a target gene, preferably a kit for on-site diagnosis.

본 명세서에서 사용되는 용어, "프라이머"는 표적 유전자의 서열에 상보적으로 결합하는 서열로, 표적 유전자의 증폭 과정에서 이의 합성을 개시하는 서열을 의미할 수 있다. As used herein, the term "primer" refers to a sequence that is complementary to a sequence of a target gene, and may refer to a sequence that initiates its synthesis during amplification of a target gene.

본 명세서에서 사용되는 용어, "프로브"는 표적 유전자의 임의의 염기 서열에 상보적인 서열을 갖는 절편으로, 방사선 원소 또는 형광으로 표지된 말단 염기를 지닐 수 있어, 표적 유전자의 여부 나아가 이의 수준을 측정하는 것에 이용될 수 있다.As used herein, the term "probe" is a fragment having a sequence complementary to any nucleotide sequence of a target gene, and may have a terminal nucleotide labeled with a radioactive element or fluorescence, thereby determining whether or not the target gene is present or its level. can be used to do

이하에서는, 도 1a 내지 1c, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 및 이의 구성들의 계략적인 사시도를 도시한 것이다. 도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 및 이의 구성들의 계략적인 사시도를 도시한 것이다.Hereinafter, a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1C , 2A and 2B . 1A to 1C are schematic perspective views of a microchip for fluid analysis and configurations thereof according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are schematic perspective views of a microchip for fluid analysis and configurations thereof according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 1a을 참조하면, 본 발명에 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 은, 유체의 시료가 주입되는 채널인 투입부 (110), 주입된 유체를 정량으로 수용하도록 구성된 복수의 수용 챔버 (120), 수용 챔버 (120) 의 압력을 경감시키도록 구성된 압력 완충부 (130), 수용 챔버 (120) 로부터 유동한 정량의 유체 시료를 분석하기 위한 복수의 분석 챔버 (140) 로 이루어질 수 있다.First, referring to FIG. 1A , the microchip 1000 for fluid analysis according to an embodiment of the present invention includes an input unit 110 that is a channel into which a sample of a fluid is injected, and a plurality of components configured to receive the injected fluid in a quantitative manner. a receiving chamber 120 of the receiving chamber 120 , a pressure buffer 130 configured to relieve the pressure of the receiving chamber 120 , and a plurality of analysis chambers 140 for analyzing a quantity of a fluid sample flowing from the receiving chamber 120 . can be done

보다 구체적으로, 투입부 (110) 는, 마이크로 칩 (1000) 의 상부면을 관통하는 홀로 유체 시료가 주입되는 주입구 (112) 를 포함할 수 있다. 또한, 투입부 (110) 및 복수의 수용 챔버 (120) 는 연결부 (150), 보다 구체적으로 투입부 (110) 와 이어지는 하나의 유체 채널로부터 복수의 수용 챔버 (120) 각각과 유체로 연통하도록 복수의 채널로 분지된 제1 연결부 (152) 를 통해 유체로 연통하도록 연결될 수 있다. 나아가, 복수의 수용 챔버 (120) 는, 투입부 (110) 와 수용 챔버 (120) 사이의 제1 연결부 (152) 로부터 분지된 제2 열결부 (152) 를 통해, 복수의 분석 챔버 (140) 중 하나와 유체로 연통하도록 구성될 수 있다. 이때, 유체는, 제1 연결부 (152) 및 제2 연결부 (154) 내에서 상이한 흐름 방향을 가질 수 있다. More specifically, the inlet 110 may include an inlet 112 through which the fluid sample is injected into a hole penetrating the upper surface of the microchip 1000 . In addition, the input unit 110 and the plurality of accommodating chambers 120 are connected to the connecting unit 150 , more specifically, a plurality of accommodating chambers 120 in fluid communication with each of the plurality of accommodating chambers 120 from one fluid channel connected to the input unit 110 . It can be connected to communicate with the fluid through the first connection portion 152 branched into the channel of the. Further, the plurality of receiving chambers 120 is connected to the plurality of analysis chambers 140 through a second connection part 152 branched from the first connection part 152 between the input part 110 and the receiving chamber 120 . and may be configured to be in fluid communication with one of the At this time, the fluid may have different flow directions in the first connection part 152 and the second connection part 154 .

본 발명의 특징에 따르면, 마이크로 칩 (1000) 은, 공기를 주입 또는 흡입하여 상기 유체의 흐름을 제어하기 위한 채널의 유체 제어부 (170) 를 더욱 포함할 수 있다. 예를 들어, 유체 제어부 (170) 는, 공기의 주입 또는 흡입이 가능한 수용 챔버 (120) 및 압력 완충부 (130) 사이에 형성된 채널 (미도시) 을 포함할 수 있다. 이에, 유체 제어부 (170) 는, 복수의 수용 챔버 (120) 내의 정량의 유체가 제2 연결부 (154) 를 통해 복수의 분석 챔버 (140) 각각으로 이동하도록 제어할 수 있다. According to a feature of the present invention, the microchip 1000 may further include a fluid control unit 170 of a channel for controlling the flow of the fluid by injecting or sucking air. For example, the fluid control unit 170 may include a channel (not shown) formed between the receiving chamber 120 through which air can be injected or suctioned and the pressure buffer unit 130 . Accordingly, the fluid control unit 170 may control the amount of fluid in the plurality of accommodation chambers 120 to move to each of the plurality of analysis chambers 140 through the second connection unit 154 .

한편, 압력 완충부 (130) 는, 복수의 수용 챔버 (120) 각각에 대하여 공기를 외부로 배출하도록 마이크로 칩 (1000) 의 외부와 연결된 제1 공기 배출부 (162) 와 이어질 수 있다. 나아가, 복수의 분석 챔버 (140) 는, 이들 각각의 공기를 외부로 배출하도록 마이크로 칩 (1000) 의 외부와 연결된 제2 공기 배출부 (164) 와 이어질 수 있다. 즉, 제1 공기 배출부 (162) 및 제2 공기 배출부로 이루어진 공기 배출부 (160) 는, 외부와 연결된 복수의 배출홀 (162a, 164a) 및 복수의 배출 홀 (162a, 164a) 상에 배치되어 유체는 빠져나가지 못하고 공기만 통과시키도록 구성된 공기 필터 (162b, 164b) 로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the pressure buffer 130 may be connected to the first air exhaust 162 connected to the outside of the microchip 1000 to discharge air to the outside for each of the plurality of accommodation chambers 120 . Further, the plurality of analysis chambers 140 may be connected with a second air exhaust unit 164 connected to the outside of the microchip 1000 to discharge each of the air to the outside. That is, the air discharge unit 160 including the first air discharge unit 162 and the second air discharge unit is disposed on the plurality of discharge holes 162a and 164a and the plurality of discharge holes 162a and 164a connected to the outside. It may be made of an air filter (162b, 164b) configured to pass only air without allowing the fluid to escape.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 마이크로 칩 (1000) 은, 분석 챔버 (140) 로의 PCR 프리 믹스쳐 (PCR pre-mixture) 및 완충액을 추가 주입하기 위한 추가 투입부 (182, 184) 가 더 구비될 수 있다. 나아가, 마이크로 칩 (1000) 은, 복수의 분석 챔버 (140) 와 연결되어, 분석이 완료된 유체 시료가 빠져나가는 내부 채널의 방출부 (190) 및 외부로 돌출된 방출구 (192) 를 더 포함할 수 있다. According to another feature of the present invention, the microchip 1000 is further provided with additional inputs 182 and 184 for additionally injecting the PCR pre-mixture and the buffer into the analysis chamber 140 . can Furthermore, the microchip 1000 is connected to the plurality of analysis chambers 140, and further includes a discharge part 190 of an internal channel through which the analyzed fluid sample exits and a discharge port 192 protruding to the outside. can

한편, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 마이크로 칩 (1000) 은, 복수의 필름이 적층되고, 이들 필름 중 적어도 일부에 형성된 내부 채널에 의해, 복수의 기능을 하는 유닛들 (투입부 (110), 수용 챔버 (120), 압력 완충부 (130), 분석 챔버 (140), 공기 배출부 (160) 등.) 이 구비될 수 있다.On the other hand, the microchip 1000 according to various embodiments of the present invention, a plurality of films are laminated, by an internal channel formed in at least some of these films, units that perform a plurality of functions (input unit 110, The receiving chamber 120, the pressure buffer 130, the analysis chamber 140, the air outlet 160, etc.) may be provided.

도 1b를 참조하면, 마이크로 칩 (1000) 의 분해 사시도가 도시된다. 보다 구체적으로, 마이크로 칩 (1000) 은, 커버부 (1100) 및 받침부 (1500) 와 이들 사이의 제1 필름 (1200), 제2 필름 (1300), 제3 필름 (1400) 의 복수의 필름으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1B , an exploded perspective view of the microchip 1000 is shown. More specifically, the microchip 1000 includes a plurality of films of the cover part 1100 and the support part 1500 and the first film 1200, the second film 1300, and the third film 1400 therebetween. can be made with

이때, 제1 필름 (1200) 은 제2 필름 (1300) 의 상부에 배치되고, 제3 필름 (1400) 은 제2 필름 (1200) 의 하부에 배치된다. 즉 제2 필름 (1300) 은 제1 필름 (1200) 과 제3 필름 (1400) 사이에 개재되는 형태를 갖는다. 이에, 따라, 제1, 2, 3 필름 (1200, 1300 및 1400) 이 합지되어 마이크로 칩 (1000) 을 형성할 수 있다. In this case, the first film 1200 is disposed above the second film 1300 , and the third film 1400 is disposed below the second film 1200 . That is, the second film 1300 has a shape interposed between the first film 1200 and the third film 1400 . Accordingly, the first, second, and third films 1200 , 1300 , and 1400 may be laminated to form the microchip 1000 .

본 발명의 특징에 따르면, 제 1, 2, 3 필름 (1200, 1300 및 1400) 모두 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 이때, 플라스틱 소재의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리이미드 (PI), 폴리스티렌 (PS), 폴리카보네이트 (PC), 폴리우레탄, 폴리비닐리덴플루오라이드, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA), 폴리비닐클로라이드 (PVE), 폴리에테르 설폰 (PES) 등이 있을 수 있다. 제 1, 2, 3 필름 (1200, 1300 및 1400) 은 모두 동일하거나 상이한 플라스틱 소재로 형성될 수 있으며 3개의 필름 (1200, 1300 및 1400) 중 두 개가 동일한 플라스틱 소재로 형성되고 다른 하나는 상이한 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 나아가 동일한 플라스틱 소재로 형성되더라도, 경우에 따라 개별 물성은 차이가 있을 수도 있다.According to a feature of the present invention, all of the first, second, and third films 1200, 1300, and 1400 may be formed of a plastic material. At this time, examples of the plastic material include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyimide (PI), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polyurethane, polyvinylidene fluoride , nylon, polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVE), polyether sulfone (PES), and the like. The first, second and third films 1200 , 1300 and 1400 can all be formed of the same or different plastic material, two of the three films 1200 , 1300 and 1400 are formed of the same plastic material and the other is a different plastic material. It may be formed of a material. Furthermore, even if they are formed of the same plastic material, there may be differences in individual physical properties in some cases.

커버부 (1100) 상에는, 외부로 돌출된 홀인, 주입구 (112), 유체 제어부 (170), 방출구 (192) 등이 형성될 수 있다. 나아가, 커버부 (1100) 는, 후술할 제2 필름 (1300) 에 의해 형성된 복수의 유닛들 (투입부 (110), 수용 챔버 (120), 분석 챔버 (140), 연결부 (150), 유체 제어부 (170)) 의 일부가 노출되도록, 중앙이 개구된 형태를 가질 수도 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 커버부 (1100) 의 개구된 영역에 오염을 방지하기 위한 필름이 형성될 수도 있다. On the cover part 1100 , an inlet 112 , a fluid control unit 170 , an outlet 192 , and the like, which are holes protruding to the outside, may be formed. Furthermore, the cover unit 1100 includes a plurality of units (input unit 110 , receiving chamber 120 , analysis chamber 140 , connection unit 150 , and fluid control unit formed by a second film 1300 , which will be described later). 170) may have a form in which the center is opened so that a portion of the portion is exposed. However, the present invention is not limited thereto, and a film for preventing contamination may be formed in the open region of the cover unit 1100 .

한편, 제2 필름 (1300) 에는 채널 (1310) 이 형성될 수 있다. 채널 (1310) 은 유체 시료를 이송시키거나, PCR 증폭 등의 반응 및 분석을 유체 시료를 정량으로 수용할 수 있다. 즉, 채널 (1310) 은, 기능적 영역에 따라, 마이크로 칩 (1000) 의 투입부 (110), 수용 챔버 (120), 분석 챔버 (140), 연결부 (150), 유체 제어부 (170) 로 나뉘어질 수 있다. Meanwhile, a channel 1310 may be formed in the second film 1300 . The channel 1310 may transport a fluid sample or receive a fluid sample quantitatively for a reaction and analysis such as PCR amplification. That is, the channel 1310 may be divided into an input part 110 , a receiving chamber 120 , an analysis chamber 140 , a connection part 150 , and a fluid control part 170 of the microchip 1000 according to the functional area. can

본 발명의 특징에 따르면, 채널 (1310) 은 제2 필름 (1300) 상에 레이저 컷팅, 컷팅 플로팅 가공법, 컷팅 프린팅법, 선반 가공법 등에 의해 형성될 수 있다. According to a feature of the present invention, the channel 1310 may be formed on the second film 1300 by laser cutting, a cutting floating processing method, a cutting printing method, a lathe processing method, or the like.

한편, 제2 필름 (1300) 의 상하부 각각에 제1 필름 (1200) 및 제3 필름 (1400) 이 결합하게 된다. 즉, 제2 필름 (1300) 의 두께가 유체의 흐름 공간인 채널 (1310) 의 높이를 형성할 수 있다. 한편, 3개의 필름 (1200, 1300 및 1400) 의 결합은 통상의 결합 부재를 이용한 기계적 결합방식에 의해 이루어질 수 있고, 접착제를 이용하는 방식에 의해 이루어질 수도 있다. 이때, 접착제는 3개의 필름 (1200, 1300 및 1400) 을 상호 접합시켜 유체 시료의 흐름 공간을 형성하는데 충분한 접착성을 가지면 충분하고, 특정 종류의 접착제로 한정되지 않는다. 접착제의 종류를 예시하면, 고무계 접착제, 아크릴 수지계 접착제, 실리콘계 접착제, 광학계 접착제, 가열성 접착제 등이 있다. 또한 접착제의 형태를 예시하면, 감압 접착 테이프, 열 활성 접착 테이프, 화학적 활성 접착 테이프, 광 활성 접착 테이프 등이 있을 수 있다.Meanwhile, the first film 1200 and the third film 1400 are coupled to the upper and lower portions of the second film 1300 , respectively. That is, the thickness of the second film 1300 may form the height of the channel 1310, which is the flow space of the fluid. On the other hand, the bonding of the three films 1200, 1300 and 1400 may be made by a mechanical bonding method using a conventional bonding member, or may be made by a method using an adhesive. At this time, it is sufficient that the adhesive has sufficient adhesion to form a flow space of the fluid sample by bonding the three films 1200, 1300 and 1400 to each other, and is not limited to a specific type of adhesive. Examples of the type of adhesive include a rubber-based adhesive, an acrylic resin-based adhesive, a silicone-based adhesive, an optical adhesive, and a heatable adhesive. In addition, if the type of adhesive is exemplified, there may be a pressure-sensitive adhesive tape, a thermally active adhesive tape, a chemically active adhesive tape, a photoactive adhesive tape, and the like.

제1 필름 (1200) 에는 복수의 이송홀 (1210) 이 형성된다. 이송홀 (1210) 은 마이크로 칩 (1000) 에서 유체 시료에 대해 수직 방향으로의 이송 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 커버부 (1100) 의 주입구 (112) 로부터 도입된 유체 시료는 제1 필름 (1200) 의 이송홀 (1210) 을 거쳐 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 로 유입될 수 있다. 이때, 이송홀 (1210) 은 제2 필름 (1300) 의 채널이 단절된 일부 영역에 형성될 수 있어, 유체 시료에 대해 수직방향으로의 이송 경로를 제공할 수 있다. A plurality of transfer holes 1210 are formed in the first film 1200 . The transfer hole 1210 may provide a transfer path in the vertical direction with respect to the fluid sample in the microchip 1000 . For example, the fluid sample introduced from the inlet 112 of the cover 1100 may be introduced into the channel 1310 of the second film 1300 through the transfer hole 1210 of the first film 1200. . In this case, the transfer hole 1210 may be formed in a partial region in which the channel of the second film 1300 is disconnected, thereby providing a transfer path in a vertical direction for the fluid sample.

본 발명의 특징에 따르면, 제1 필름 (1200) 상에는 공기를 외부로 배출하기 위한 복수의 배출홀 (162a, 164a) 이 더 형성될 수 있다. 이때, 복수의 배출홀 (162a, 164a) 각각에는 공기 필터 (162b, 164b) 가 상부에 배치될 수 있다. 즉, 제1 필름 (1200) 의 배출홀 (162a, 164a) 상에 공기 필터 (162b, 164b) 각각이 배치됨으로써, 제1 공기 배출부 (162), 제2 공기 배출부 (164) 가 형성될 수 있다. 이때, 배출홀 (162a) 및 공기 필터 (162b) 로 이루어진 제1 공기 배출부 (162) 는 전술한 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 중, 수용 챔버 (120) 와 적어도 일부가 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 나아가, 배출홀 (164a) 및 공기 필터 (164b) 로 이루어진 제2 공기 배출부 (164) 는 전술한 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 중, 분석 챔버 (140) 와 적어도 일부가 대응하는 위치에 배치될 수 있다.According to a feature of the present invention, a plurality of discharge holes 162a and 164a for discharging air to the outside may be further formed on the first film 1200 . In this case, air filters 162b and 164b may be disposed on the plurality of discharge holes 162a and 164a, respectively. That is, by disposing each of the air filters 162b and 164b on the discharge holes 162a and 164a of the first film 1200, the first air discharge unit 162 and the second air discharge unit 164 are formed. can At this time, the first air discharge unit 162 including the discharge hole 162a and the air filter 162b corresponds to the receiving chamber 120 and at least a portion of the channel 1310 of the second film 1300 described above. may be placed in position. Furthermore, the second air discharge unit 164 including the discharge hole 164a and the air filter 164b has at least a portion corresponding to the analysis chamber 140 among the channels 1310 of the second film 1300 described above. may be placed in position.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 필름 (1200) 상에 챔버 (130a) 가 더욱 형성될 수 있다. 나아가, 챔버 (130a) 에 대응하는 위치에 충진 가능한 완충재 (130b) 가 배치될 수 있다. 즉, 제1 필름 (1200) 상에 챔버 (130a) 및 완충재 (130b) 가 배치됨으로써, 압력 완충부 (130) 가 형성될 수 있다. 이때, 챔버 (130a) 및 완충재 (130b) 로 이루어진 압력 완충부 (130) 는, 전술한 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 중, 수용 챔버 (120) 영역에 적어도 일부가 대응하고, 수용 챔버 (120) 및 공기 배출부 (160) 사이의 영역에 배치될 수 있다. 한편, 압력 완충부 (130) 의 구조는 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 별도의 챔버 (130a) 없이 완충재 (130b) 가 수용 챔버 (120) 의 적어도 일면, 또는 수용 챔버 (120) 와 제1 공기 배출부 (162) 사이에 적층됨으로써, 압력 완충부 (130) 가 형성될 수도 있다. 즉, 수용 챔버 (120) 의 유체 시료의 일부를 흡수하고 이에 압력을 경감시켜주는 완충재 (130b) 가 배치되는 한, 압력 완충부 (130) 는 보다 다양한 구조를 가질 수 있다. According to another feature of the present invention, the chamber 130a may be further formed on the first film 1200 . Furthermore, a filling material 130b may be disposed at a position corresponding to the chamber 130a. That is, by disposing the chamber 130a and the cushioning material 130b on the first film 1200 , the pressure buffering part 130 may be formed. At this time, at least a portion of the pressure buffering unit 130 including the chamber 130a and the cushioning material 130b corresponds to the receiving chamber 120 region among the channels 1310 of the second film 1300 described above, and receiving It may be disposed in a region between the chamber 120 and the air outlet 160 . On the other hand, the structure of the pressure buffer 130 is not limited thereto. For example, without a separate chamber 130a, the cushioning material 130b is laminated on at least one surface of the accommodation chamber 120 or between the accommodation chamber 120 and the first air discharge unit 162, so that the pressure buffering unit 130 ) may be formed. That is, as long as the buffer material 130b that absorbs a portion of the fluid sample in the accommodation chamber 120 and relieves pressure therein is disposed, the pressure buffer 130 may have more various structures.

본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩(1000) 은, 압력 완충부 (130) 에 의해, 수용 챔버 (120) 의 압력에 따른 유체의 역류가 방지될 수 있고, 이에 복수의 수용 챔버 (120) 에 대한 유체의 정량 분주가 가능할 수 있다. In the microchip 1000 for fluid analysis according to an embodiment of the present invention, the backflow of the fluid according to the pressure of the accommodating chamber 120 can be prevented by the pressure buffer 130, and thus a plurality of accommodating chambers Quantitative dispensing of the fluid to 120 may be possible.

한편, 커버부 (1100) 의 개구된 영역에 의해 공기 배출부 (160), 및 압력 완충부 (130) 가 외부로 노출될 경우, 오염 및 공기 유입 등을 막기 위해, 상기 의해 공기 배출부 (160), 및 압력 완충부 (130) 상에 탈부착 가능한 보호층이 더 형성될 수도 있다. On the other hand, when the air discharge unit 160 and the pressure buffer unit 130 are exposed to the outside by the open region of the cover unit 1100 , in order to prevent contamination and air inflow, the air discharge unit 160 by the above ), and a removable protective layer on the pressure buffer 130 may be further formed.

제3 필름 (1400) 상에 복수의 챔버홀 (1410) 이 형성될 수 있다. 이때, 챔버홀 (1410) 은 제2 필름 (1300) 에 형성된 분석 챔버 (140) 와 상응하는 위치에 형성될 수 있고, 분석 챔버 (140) 가 복수개인 경우, 챔버홀 (1410) 역시 복수개일 수 있다. 한편, 도 1c를 함께 참조하면, 챔버홀 (1410) 의 하부에 튜브 챔버 (1420) 가 위치될 수 있다. 즉, 튜브 챔버 (1420) 는 그 위치가 챔버홀 (1410) 과 상응하도록 제3 필름 (1400) 의 하부에 결합될 수 있다. 이를 통해 유체 시료는 챔버홀 (1410) 을 통과하여 튜브 챔버 (1420) 내에 포집될 수 있다. 즉, 제3 필름 (1400) 의 챔버홀 (1410) 및 튜브 챔버 (1420) 및 이에 대응하는 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 에 의해, 튜브 형태의 분석 챔버 (140) 가 형성될 수 있다. 이때, 튜브 챔버 (1420) 내에는 프라이머 또는 프로브와 같은 유체 내의 표적 유전자의 증폭, 정성 (또는 정량) 분석에 필요한 시료를 더욱 포함할 수도 있다. 나아가, 튜브 챔버 (1420) 는 PCR 기기의 온도 조절부에 삽입 가능한 마이크로 튜브일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. A plurality of chamber holes 1410 may be formed on the third film 1400 . In this case, the chamber hole 1410 may be formed at a position corresponding to the analysis chamber 140 formed in the second film 1300 , and when there are a plurality of analysis chambers 140 , the chamber hole 1410 may also be a plurality. have. Meanwhile, referring also to FIG. 1C , the tube chamber 1420 may be positioned under the chamber hole 1410 . That is, the tube chamber 1420 may be coupled to the lower portion of the third film 1400 so that its position corresponds to the chamber hole 1410 . Through this, the fluid sample may pass through the chamber hole 1410 and be collected in the tube chamber 1420 . That is, the tube-shaped analysis chamber 140 may be formed by the chamber hole 1410 of the third film 1400 and the tube chamber 1420 and the corresponding channel 1310 of the second film 1300 . have. In this case, the tube chamber 1420 may further include a sample necessary for amplification and qualitative (or quantitative) analysis of a target gene in a fluid, such as a primer or a probe. Furthermore, the tube chamber 1420 may be a micro tube that can be inserted into the temperature control unit of the PCR device, but is not limited thereto.

이와 같이, 압력 완충부 (130) 가 구비된 마이크로 칩 (1000) 을 제공함으로써, 채널 내의 유체 압력의 변화가 최소화되고, 정량 분주를 방해하는 타 방향으로의 유체의 흐름이 차단될 수 있다. 따라서, 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 은, 마이크로 파이펫 없이도 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 유체 시료의 정량 주입이 가능할 수 있다.As such, by providing the microchip 1000 provided with the pressure buffer 130, the change in the fluid pressure in the channel is minimized, and the flow of the fluid in the other direction that prevents the quantitative dispensing can be blocked. Accordingly, the microchip 1000 for fluid analysis may be capable of quantitatively injecting a fluid sample into each of the plurality of analysis chambers without a micropipette.

한편, 마이크로 칩 (1000) 의 구조적 특징은 전술한 것에 제한되는 것이 아니다.Meanwhile, the structural features of the microchip 1000 are not limited to those described above.

보다 구체적으로, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 칩 (1000') 상에, 복수의 수용 챔버 (120) 각각과 연결된 복수의 압력 완충부 (130) 가 구비될 수 있다. 이때, 복수의 압력 완충부 (130) 는, 제1 공기 배출부 (162) 와 복수의 수용 챔버 (120) 사이에 존재할 수 있다. 본 발명의 특징에 따르면, 완충재 (130b) 가 복수의 수용 챔버 (120) 의 적어도 일면에 적층되고, 완충재 (130b) 의 적어도 일부에 제1 공기 배출부 (162) 가 배치될 수도 있다. More specifically, referring to FIG. 2A , a plurality of pressure buffers 130 connected to each of the plurality of accommodation chambers 120 may be provided on the microchip 1000 ′ according to another embodiment of the present invention. . In this case, the plurality of pressure buffering units 130 may exist between the first air discharge unit 162 and the plurality of accommodating chambers 120 . According to a feature of the present invention, the cushioning material 130b is stacked on at least one surface of the plurality of accommodation chambers 120 , and the first air outlet 162 may be disposed on at least a portion of the cushioning material 130b.

도 2b를 더욱 참조하면, 제1 필름 (1200) 상에 복수의 독립된 챔버 (130a) 가 더욱 형성될 수 있다. 나아가, 복수의 독립된 챔버 (130a) 각각에 대응하는 위치에 충진 가능한 복수의 완충재 (130b) 가 각각 배치될 수 있다. 즉, 제1 필름 (1200) 상에 복수의 챔버 (130a) 및 복수의 완충재 (130b) 가 배치됨으로써, 복수의 독립된 압력 완충부 (130) 가 형성될 수 있다. 이때, 챔버 (130a) 및 완충재 (130b) 로 이루어진 복수의 압력 완충부 (130) 는, 전술한 제2 필름 (1300) 의 채널 (1310) 중, 복수의 수용 챔버 (120) 영역 각각과 적어도 일부가 대응하도록 배치될 수 있다. 한편, 압력 완충부 (130) 의 구조는 이에 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 복수의 수용 챔버 (120) 각각에 수용된 유체 시료의 적어도 일부를 흡수하고 이에 압력을 경감시켜주는 복수의 완충재 (130b) 가 배치되는 한, 압력 완충부 (130) 는 보다 다양한 구조를 가질 수 있다. Referring further to FIG. 2B , a plurality of independent chambers 130a may be further formed on the first film 1200 . Furthermore, a plurality of filling materials 130b may be respectively disposed at positions corresponding to the plurality of independent chambers 130a, respectively. That is, by disposing the plurality of chambers 130a and the plurality of cushioning materials 130b on the first film 1200 , a plurality of independent pressure buffering units 130 may be formed. At this time, the plurality of pressure buffering units 130 including the chamber 130a and the buffering material 130b are at least a portion of each of the plurality of accommodation chambers 120 among the channels 1310 of the second film 1300 described above. may be arranged to correspond to On the other hand, the structure of the pressure buffer 130 is not limited thereto. For example, as long as a plurality of cushioning materials 130b for absorbing at least a portion of the fluid sample accommodated in each of the plurality of receiving chambers 120 and reducing the pressure therein are disposed, the pressure buffering unit 130 has a more diverse structure. can have

이하에서는, 도 3a 내지 3c를 참조하여, 압력 완충부가 구비되지 않은 종래의 마이크로 칩의 유체 유동 과정을 설명한다. 도 3a 내지 3c는 종래의 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 유체 유동 과정을 예시적으로 도시한 것이다.Hereinafter, a fluid flow process of a conventional microchip in which a pressure buffer is not provided will be described with reference to FIGS. 3A to 3C . 3A to 3C illustrate a flow process of a fluid inside a conventional microchip for fluid analysis.

먼저, 도 3a를 참조하면, 압력 완충부가 구비되지 않은 마이크로 칩 (2000) 에 유체 시료 (300) 가 투입부 (210) 를 통해 마이크로 칩 (2000) 의 내부로 주입된다. 이때, 유체 시료 (300) 는 투입부 (210) 와 복수의 수용 챔버 (220) 각각을 연결하는 제1 연결부 (252) 를 통해, 수용 챔버 (220) 로 유동할 수 있다. First, referring to FIG. 3A , the fluid sample 300 is injected into the microchip 2000 through the input unit 210 into the microchip 2000 not provided with the pressure buffer unit. In this case, the fluid sample 300 may flow into the accommodation chamber 220 through the first connection unit 252 connecting the input unit 210 and each of the plurality of accommodation chambers 220 .

다음으로, 도 3b를 참조하면, 복수의 수용 챔버 (220) 각각에 수용된 유체 시료 (300) 는, 유체 제어부 (미도시) 를 통해 유입된 공기에 의해 유체의 흐름이 전환될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 연결부 (252) 로부터 분지되고 복수의 수용 챔버 (220) 각각과 복수의 분석 챔버 (240) 각각을 연결하는 제2 연결부 (254) 를 통해, 수용 챔버 (220) 에 수용된 유체가 분석 챔버 (240) 로 유동할 수 있다. 한편, 복수의 수용 챔버 (220) 에 유체 시료 (300) 가 가득차게 되면, 연결부 (160) 에 압력이 발생될 수 있다. 그 결과, 제1 연결부 (254) 를 통해 수용 챔버 (220) 로 유동해야 하는 유체 시료 (300) 는, 압력에 의해 제2 연결부 (254) 를 통해 바로 분석 챔버 (240) 로 유동할 수 있다. Next, referring to FIG. 3B , in the fluid sample 300 accommodated in each of the plurality of accommodation chambers 220 , the flow of the fluid may be switched by air introduced through a fluid controller (not shown). More specifically, the fluid accommodated in the receiving chamber 220 through the second connection 254 branching from the first connection 252 and connecting each of the plurality of receiving chambers 220 and each of the plurality of analysis chambers 240 . can flow into the assay chamber 240 . Meanwhile, when the fluid sample 300 is filled in the plurality of accommodation chambers 220 , pressure may be generated in the connection part 160 . As a result, the fluid sample 300 , which should flow to the receiving chamber 220 through the first connection 254 , can flow directly to the analysis chamber 240 through the second connection 254 by pressure.

결과적으로, 도 3c를 함께 참조하면, 복수의 분석 챔버 (240) 상에 유체 시료 (300) 는 정량으로 채워질 수 없게 된다. 즉, 서로 동일한 부피를 갖는 분석 챔버 (240) 각각에 서로 상이한 부피의 유체 시료 (300) 가 수용될 수 있다. 이에, 압력 완충부가 구비되지 않은 마이크로 칩 (2000) 은, 표적 유전자에 대한 분자 진단 결과에 대한 신뢰도가 떨어지며, 재현성 또한 떨어질 수 있다. As a result, referring to FIG. 3C together, the fluid sample 300 on the plurality of analysis chambers 240 cannot be filled in a quantitative amount. That is, the fluid samples 300 having different volumes may be accommodated in each of the analysis chambers 240 having the same volume. Accordingly, in the microchip 2000 not provided with the pressure buffer, the reliability of the molecular diagnosis result for the target gene may be lowered, and reproducibility may also be lowered.

이하에서는, 도 4a 내지 도 4e를 참조하여, 압력 완충부가 구비된 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩의 유체 유동 과정을 설명한다. 도 4a 내지 4e는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 내부의 유체 유동 과정을 예시적으로 도시한 것이다.Hereinafter, a fluid flow process of the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention provided with a pressure buffer is described with reference to FIGS. 4A to 4E . 4A to 4E are diagrams illustrating a fluid flow process inside a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present disclosure.

먼저, 도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 은, 각각의 분석 챔버 (140) 로 정량 분주가 가능한 압력 완충부 (130) 가 구비될 수 있다.First, referring to FIG. 4A , the microchip 1000 for fluid analysis according to an embodiment of the present invention may include a pressure buffer 130 capable of quantitatively dispensing into each analysis chamber 140 .

도 4a 및 도 4b를 함께 참조하면, 유체 시료 (300) 는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩(1000) 의 투입부 (110) 를 통해 마이크로 칩 (1000) 의 내부로 주입된다. 이때, 유체 시료 (300) 는 투입부 (110) 와 복수의 수용 챔버 (120) 각각을 연결하는 제1 연결부 (152) 를 통해, ① 방향으로 수용 챔버 (120) 로 유동할 수 있다. 4A and 4B together, the fluid sample 300 is injected into the microchip 1000 through the input unit 110 of the microchip 1000 for fluid analysis according to an embodiment of the present invention. . At this time, the fluid sample 300 may flow into the accommodation chamber 120 in the direction ① through the first connection part 152 connecting the input unit 110 and the plurality of accommodation chambers 120, respectively.

다음으로, 도 4a 및 도 4c를 참조하면, ① 방향으로 유동한 유체 시료 (300) 는 복수의 수용 챔버 (120) 각각에 정량으로 수용될 수 있다. 이때, 복수의 수용 챔버 (120) 의 끝 단에 형성된 압력 완충부 (130) 에 의해 수용 챔버 (120) 상에 압력이 형성되지 않음에 따라, 정량의 유체 시료가 복수의 수용 챔버 (120) 각각에 수용될 수 있다. 보다 구체적으로, 압력 완충부 (130) 는 복수의 수용 챔버 (120) 의 일면에 연결되어 수용 챔버 (120) 의 압을 경감 시키도록 구성된 챔버 (130a), 및 챔버 (130a) 상에 충진되어 유체 시료 (300) 의 일부를 흡수하도록 구성된 흡습성의 완충재 (130b) 를 포함한다. 이에, 완충재 (130b) 에 의해 유체 시료 (300) 의 흡수, 압력 완충부 (130) 와 연결된 제1 공기 배출부를 통한 공기의 배출이 일어나, 유체의 흐름을 변화시키는 수용 챔버 (120) 내의 압력이 경감될 수 있다. Next, referring to FIGS. 4A and 4C , the fluid sample 300 flowing in the ① direction may be quantitatively accommodated in each of the plurality of accommodation chambers 120 . At this time, as pressure is not formed on the receiving chamber 120 by the pressure buffer unit 130 formed at the end of the plurality of receiving chambers 120 , a quantity of the fluid sample is transferred to each of the plurality of receiving chambers 120 . can be accepted in More specifically, the pressure buffer 130 is connected to one surface of the plurality of accommodating chambers 120 to reduce the pressure of the accommodating chamber 120, the chamber 130a, and the chamber 130a is filled with the fluid and a hygroscopic buffer material 130b configured to absorb a portion of the sample 300 . Accordingly, absorption of the fluid sample 300 by the cushioning material 130b and discharge of air through the first air outlet connected to the pressure buffer 130 occur, and the pressure in the receiving chamber 120 that changes the flow of the fluid can be alleviated.

따라서, 도 4d를 참조하면, 유체 제어부 (미도시) 를 통해 유입된 공기에 의해, 복수의 수용 챔버 (120) 에 수용된 정량의 유체 시료 (300) 는, 제2 연결부 (154) 를 통해 ②, ③ 및 ④ 방향으로 순차적으로 유동한 후, 분석 챔버 (140) 에 수용될 수 있다. 즉, 압력 완충부 (130) 가 구비된 마이크로 칩 (1000) 은, 연결부 (160) 에 발생한 압력에 의해 ① 방향이 아닌 ③ 방향으로 유체가 역으로 유동하여 분석 챔버 (140) 에 수용되고, 이에 따라 복수의 분석 챔버 (140) 상에 유체 시료 (300) 가 정량으로 채워질 수 없는 종래의 마이크로 칩 (2000) 의 한계를 극복할 수 있다. Therefore, referring to FIG. 4D, the fluid sample 300 of a quantity accommodated in the plurality of accommodation chambers 120 by the air introduced through the fluid control unit (not shown) is transferred through the second connection part 154 ②, After sequentially flowing in the ③ and ④ directions, it may be accommodated in the analysis chamber 140 . That is, in the microchip 1000 provided with the pressure buffer 130 , the fluid flows in a reverse direction in the ③ direction instead of in the ① direction by the pressure generated in the connection part 160 , and is accommodated in the analysis chamber 140 , and thus Accordingly, the limitation of the conventional microchip 2000 in which the fluid sample 300 cannot be quantitatively filled in the plurality of analysis chambers 140 can be overcome.

이에, 압력 완충부 (130) 가 구비된 마이크로 칩 (1000) 을 제공함으로써, 채널 내의 유체 압력의 변화가 최소화되고, 정량 분주를 방해하는 타 방향으로의 유체의 흐름이 차단될 수 있다. 따라서, 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 은, 마이크로 파이펫 없이도 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 유체 시료의 정량 주입이 가능할 수 있다. 나아가, 압력 완충부 (130) 가 구비된 마이크로 칩 (1000) 은, 유전자 진단 시 균일한 진단 및 재현성 높은 진단 결과를 제공할 수 있다.Accordingly, by providing the microchip 1000 provided with the pressure buffer 130 , the change in the fluid pressure in the channel can be minimized, and the flow of the fluid in the other direction that prevents the quantitative dispensing can be blocked. Accordingly, the microchip 1000 for fluid analysis may be capable of quantitatively injecting a fluid sample into each of the plurality of analysis chambers without a micropipette. Furthermore, the microchip 1000 provided with the pressure buffer 130 may provide a uniform diagnosis and a highly reproducible diagnosis result during genetic diagnosis.

한편, 도 4e를 참조하면, 분석 챔버 (140) 각각에 정량 분주된 유체 시료 (300) 에 대한 분석이 완료되면, 유체 시료 (300) 는 방출부 (190) 를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 의 외부로 배출될 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4E , when the analysis of the fluid sample 300 quantitatively dispensed into each of the analysis chambers 140 is completed, the fluid sample 300 is discharged through the discharge unit 190 in an embodiment of the present invention. It may be discharged to the outside of the microchip 1000 for fluid analysis.

이상의 실시예에 따라, 정량 분주가 가능한 유체 분석용 마이크로 칩 (1000) 을 제공함으로서, 본 발명은, 종래의 현장 진단 시스템이 갖는 한계를 해결할 수 있는 효과가 있다.By providing the microchip 1000 for fluid analysis capable of quantitative dispensing according to the above embodiment, the present invention has the effect of solving the limitations of the conventional point-of-care diagnostic system.

특히, 본 발명은, 유체 압력의 변화를 최소화하여, 정량 분주를 방해하는 타 방향으로의 유체의 흐름을 차단하고, 나아가 유체의 조성이나 미세 액적의 형상을 유지할 수 있다.In particular, the present invention can minimize the change in fluid pressure, block the flow of the fluid in the other direction that prevents the quantitative dispensing, and further maintain the composition of the fluid or the shape of the microdroplets.

이에, 본 발명은, 대부분의 현장 진단에 있어서 검체 채취 및 시료의 전처리 과정이 개방된 환경에서 진행됨에 따라 발생하는 외부 감염 및 이의 2 차 감염의 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, the present invention has the effect of preventing the spread of external infection and its secondary infection that occurs as the sample collection and sample pre-treatment process proceed in an open environment in most on-site diagnosis.

나아가, 본 발명은, 감염 병의 진단의 경우 확진 판정을 위해 분자 진단 방식의 추가적인 검진이 요구되는 종래의 현장 진단 시스템의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. Furthermore, the present invention has the effect of overcoming the limitations of the conventional point-of-care diagnostic system that requires an additional molecular diagnostic method for confirmatory determination in the case of a diagnosis of an infectious disease.

이하에서는, 도 5를 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전자 증폭 방법의 절차를 설명한다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩을 이용한 유전자 증폭의 절차를 예시적으로 도시한 것이다.Hereinafter, a procedure of a gene amplification method according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 . 5 exemplarily shows a procedure of gene amplification using a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention.

먼저, 분석하고자 하는 유체 시료가 준비된다 (S510). 그 다음, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩 상에 유체 시료가 위치된다 (S520). 마지막으로, 유체 시료 내의 표적 유전자가 증폭하도록, PCR 기기와 같은 유전자 증폭 기기에 상기 유체 분석용 마이크로 칩이 도입된다 (S530).First, a fluid sample to be analyzed is prepared (S510). Then, the fluid sample is placed on the microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention (S520). Finally, the microchip for fluid analysis is introduced into a gene amplification device such as a PCR device to amplify the target gene in the fluid sample (S530).

보다 구체적으로, 유체 시료가 준비되는 단계 (S510) 에서, 표적 유전자를 포함하는 유체 시료가 준비된다. 이때, 유체 시료가 준비되는 단계 (S510) 에서, 유체 시료는 PCR과 같은 분석을 위한 시료들과 선 반응할 수도 있다. More specifically, in the step of preparing the fluid sample ( S510 ), the fluid sample including the target gene is prepared. In this case, in the step of preparing the fluid sample ( S510 ), the fluid sample may be pre-reacted with samples for analysis such as PCR.

다음으로, 유체 분석용 마이크로 칩 상에 유체 시료가 위치되는 단계 (S520) 에서, 유체 시료가 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩의 투입부를 통해 주입될 수 있다. Next, in the step of placing the fluid sample on the microchip for fluid analysis ( S520 ), the fluid sample may be injected through the input part of the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention.

보다 구체적으로, 유체 분석용 마이크로 칩 상에 유체 시료가 위치되는 단계 (S520) 에서, 주입된 유체 시료는, 투입부와 복수의 수용 챔버 각각을 연결하는 제1 연결부를 통해, 복수의 수용 챔버로 유동할 수 있다. 그 다음, 유동한 유체 시료는, 복수의 수용 챔버와 연결된 압력 완충부에 의해, 복수의 수용 챔버 각각에 정량으로 수용될 수 있다. 이때, 압력 완충부의 완충재에 의해 수용 챔버 내의 유체 시료의 흡수, 제1 공기 배출부를 통한 공기의 배출이 일어나, 유체의 흐름의 전환을 유도하는 수용 챔버 내의 압력이 경감되고, 복수의 수용 챔버에 대한 정량 분주가 가능할 수 있다. 다음으로, 정량의 유체 시료는, 제2 연결부를 통해 유동한 후 분석 챔버 상에 수용될 수 있다. 즉, 유체 분석용 마이크로 칩 상에 유체 시료가 위치되는 단계 (S520) 의 결과로, 마이크로 파이펫 없이도 복수의 분석 챔버 각각에 대하여 유체 시료가 정량 분주될 수 있다. More specifically, in the step of placing the fluid sample on the microchip for fluid analysis ( S520 ), the injected fluid sample is transferred to the plurality of receiving chambers through a first connection unit connecting the input unit and each of the plurality of receiving chambers. can move Then, the flowing fluid sample may be quantitatively accommodated in each of the plurality of accommodation chambers by a pressure buffer connected to the plurality of accommodation chambers. At this time, absorption of the fluid sample in the accommodation chamber and discharge of air through the first air outlet occur by the buffer material of the pressure buffer unit, thereby reducing the pressure in the accommodation chamber that induces a change in the flow of the fluid, and Quantitative dispensing may be possible. Next, a quantity of the fluid sample may be received on the analysis chamber after flowing through the second connection. That is, as a result of the step S520 in which the fluid sample is placed on the microchip for fluid analysis, the fluid sample may be quantitatively dispensed into each of the plurality of analysis chambers without a micropipette.

다음으로, 유전자 증폭 기기에 상기 유체 분석용 마이크로 칩이 도입되는 단계 (S530) 에서, 정량 분주된 유체 시료를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩이 PCR과 같은 유전자 증폭기에 도입될 수 있다. 보다 구체적으로, 정량의 유체 시료를 수용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩의 분석 챔버가 유전자 증폭기에 배치될 수 있다. 이의 결과로, 각 분석 챔버에 대하여 표적 유전자에 대한 분석 결과는 재현성이 높을 수 있다. Next, in the step (S530) of introducing the microchip for fluid analysis into the gene amplification device, the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention including a quantitatively dispensed fluid sample is applied to a gene amplifier such as PCR. can be introduced. More specifically, the analysis chamber of the microchip for fluid analysis according to an embodiment of the present invention that accommodates a quantitative fluid sample may be disposed in the gene amplifier. As a result, the analysis results for the target gene for each analysis chamber can be highly reproducible.

즉, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩을 이용한 유전자 증폭 방법에 따라, 표적 유전자에 대한 신뢰도 높은 분자 진단 결과가 제공될 수 있다.That is, according to the gene amplification method using the microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention, a highly reliable molecular diagnosis result for a target gene can be provided.

이에, 본 발명은, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 유체 분석용 마이크로 칩을 이용한 유전자 증폭 방법을 제공함으로써, 대부분의 현장 진단에 있어서 검체 채취 및 시료의 전처리 과정이 개방된 환경에서 진행됨에 따라 발생하는 외부 감염 및 이의 2 차 감염의 확산을 방지할 수 있다. Accordingly, the present invention provides a gene amplification method using a microchip for fluid analysis according to various embodiments of the present invention, and occurs as the sample collection and sample pre-processing processes are performed in an open environment in most on-site diagnostics. It can prevent the spread of external infection and its secondary infection.

나아가, 본 발명은, 감염 병의 진단의 경우 확진 판정을 위해 분자 진단 방식의 추가적인 검진이 요구되는 종래의 현장 진단 시스템의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다 Furthermore, the present invention has the effect of overcoming the limitations of the conventional point-of-care diagnostic system that requires an additional molecular diagnostic method for confirmatory determination in the case of an infectious disease

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various modifications may be made within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 연구는 대한민국 정부의 재원으로 방역연계범부처감염병연구개발사업(HI18C1903)지원에 의하여 수행되었습니다(과제고유번호HG18C0023).This research was carried out with the support of the Infectious Disease Research and Development Project (HI18C1903) of the Ministry of Disease Control and Prevention with funding from the government of the Republic of Korea (task identification number HG18C0023).

1000, 1000': 유체 분석용 마이크로 칩
110, 210: 투입부
112: 주입구
120, 220: 수용 챔버
130: 압력 완충부
130 a: 챔버
130 b: 완충재
140, 240: 분석 챔버
150, 250: 연결부
152, 252: 제1 연결부
154, 254: 제2 연결부
160: 공기 배출부
162: 제1 공기 배출부
162a, 164a: 배출홀
162b, 164b: 공기 필터
164: 제2 공기 배출부
170: 유체 제어부
182, 184: 추가 투입부
190, 290: 방출부
192: 방출구
300: 유체 시료
1100: 커버부
1200: 제1 필름
1210: 이송홀
1300: 제2 필름
1310: 채널
1400: 제3 필름
1410: 챔버홀
1420: 튜브 챔버
1500: 받침부
2000: 압력 완충부가 구비되지 않은 마이크로 칩1000, 1000': microchips for fluid analysis
110, 210: input unit
112: inlet
120, 220: receiving chamber
130: pressure buffer
130 a: chamber
130 b: cushioning material
140, 240: analysis chamber
150, 250: connection part
152, 252: first connection part
154, 254: second connection part
160: air outlet
162: first air outlet
162a, 164a: discharge hole
162b, 164b: air filter
164: second air outlet
170: fluid control
182, 184: additional input
190, 290: discharge part
192: outlet
300: fluid sample
1100: cover part
1200: first film
1210: transfer hole
1300: second film
1310: channel
1400: third film
1410: chamber hall
1420: tube chamber
1500: support
2000: Microchip without pressure buffer

Claims (13)

복수의 필름을 포함하는 바디부로 이루어지고, 상기 복수의 필름 중 적어도 일부에 형성된 내부 채널로 유체를 유동시키도록 구성된 유체 분석용 마이크로 칩으로서,
상기 바디부의 상부면을 관통하는 홀을 통해 유체가 주입되도록 구성된 투입부;
상기 투입부와 유체로 연통하고, 상기 투입부로부터 유동한 유체를 정량 (fixed quantity) 으로 수용하도록 구성된 복수의 수용 챔버;
상기 복수의 수용 챔버 각각과 유체로 연통하고, 상기 복수의 수용 챔버에 포집된 상기 유체의 정량과 상응하는 부피를 갖고, 상기 유체 내 표적 유전자 특이적인 분석 물질을 수용하도록 구성된 복수의 분석 챔버, 및
상기 복수의 수용 챔버와 연결되고, 상기 복수의 수용 챔버 내의 압력을 경감하도록 구성된 완충재를 포함하는 압력 완충부를 포함하는 유체 분석용 마이크로 칩A microchip for fluid analysis, comprising a body including a plurality of films, and configured to flow a fluid through an internal channel formed in at least a portion of the plurality of films,
an input unit configured to inject a fluid through a hole passing through the upper surface of the body;
a plurality of accommodating chambers in fluid communication with the inlet and configured to receive the fluid flowing from the inlet in a fixed quantity;
a plurality of assay chambers in fluid communication with each of the plurality of receiving chambers, having a volume corresponding to a quantity of the fluid collected in the plurality of receiving chambers, and configured to receive a target gene-specific analyte in the fluid; and
A microchip for fluid analysis that is connected to the plurality of accommodating chambers and includes a pressure buffer including a buffer material configured to relieve pressure in the plurality of accommodating chambers. 제1항에 있어서,
상기 복수의 분석 챔버는 상기 바디부의 하부면 상에 높이를 갖는 튜브 형태를 갖는, 유체 분석용 마이크로 칩.According to claim 1,
The plurality of analysis chambers have a tube shape having a height on a lower surface of the body part, a microchip for fluid analysis. 제1항에 있어서,
상기 투입부 및 상기 복수의 수용 챔버를 연결하는 연결부를 더 포함하고,
상기 연결부는,
상기 투입부와 연통하는 하나의 유체 채널로부터 복수의 채널로 분지되고, 상기 복수의 채널 각각이 상기 복수의 수용 챔버 각각과 유체로 연통하도록 구성된, 유체 분석용 마이크로 칩. According to claim 1,
Further comprising a connection unit connecting the input unit and the plurality of receiving chambers,
The connection part,
Branching from one fluid channel communicating with the inlet into a plurality of channels, each of the plurality of channels is configured to be in fluid communication with each of the plurality of receiving chambers. 제3항에 있어서,
상기 연결부는,
상기 투입부와 상기 복수의 수용 챔버를 각각 연결하는 제1 연결부, 및
상기 복수의 수용 챔버와 상기 복수의 분석 챔버를 각각 연결하는 제2 연결부를 포함하고,
상기 제2 연결부는,
상기 제1 연결부로부터 분지되어 상기 복수의 분석 챔버 중 하나의 분석 챔버와 상기 유체로 연통하도록 구성되고,
상기 유체는,
상기 제1 연결부 및 상기 제2 연결부 내에서 상이한 흐름 방향을 갖는 유체 분석용 마이크로 칩.4. The method of claim 3,
The connection part,
a first connection unit connecting the input unit and the plurality of receiving chambers, respectively; and
a second connection unit connecting the plurality of receiving chambers and the plurality of analysis chambers, respectively;
The second connection part,
branching from the first connection and configured to communicate with one of the plurality of assay chambers in the fluid;
The fluid is
A microchip for analyzing a fluid having different flow directions in the first connection part and the second connection part. 제1항에 있어서,
상기 압력 완충부와 연결되고, 상기 바디부의 외부와 연결되고, 상기 압력 완충부의 공기만을 배출하도록 구성된 공기 필터를 포함하는, 공기 배출부를 더 포함하는, 유체 분석용 마이크로 칩. According to claim 1,
The microchip for fluid analysis, further comprising an air discharge unit connected to the pressure buffer unit, connected to the outside of the body unit, and including an air filter configured to discharge only air from the pressure buffer unit. 제5항에 있어서,
상기 공기 배출부는,
상기 압력 완충부와 연결된 제1 공기 배출부, 및
상기 분석 챔버와 연결되고, 상기 바디부의 외부와 연결되고, 상기 복수의 분석 챔버의 공기만을 배출하도록 구성된 공기 필터를 포함하는 제2 공기 배출부를 포함하는, 유체 분석용 마이크로 칩. 6. The method of claim 5,
The air outlet,
a first air outlet connected to the pressure buffer, and
and a second air outlet connected to the analysis chamber, connected to the outside of the body, and including an air filter configured to discharge only air from the plurality of analysis chambers. 제1항에 있어서,
상기 복수의 수용 챔버 각각과 연결되고, 상기 바디부의 외부와 연결되고, 공기를 주입 또는 흡입하여 상기 유체의 흐름을 제어하는 유체 제어부를 더 포함하는, 유체 분석용 마이크로 칩. According to claim 1,
The microchip for fluid analysis, further comprising a fluid controller connected to each of the plurality of accommodation chambers, connected to the outside of the body part, and controlling the flow of the fluid by injecting or sucking air. 제7항에 있어서,
상기 유체는,
상기 유체 제어부에 의해 공기가 주입될 경우, 상기 복수의 수용 챔버에서 상기 복수의 분석 챔버로 유동하는, 유체 분석용 마이크로 칩.8. The method of claim 7,
The fluid is
When air is injected by the fluid control unit, the microchip for fluid analysis flows from the plurality of accommodation chambers to the plurality of analysis chambers. 제1항에 있어서,
상기 완충재는
상기 유체에 대한 흡습성을 갖는 소재로 이루어진, 유체 분석용 마이크로 칩.According to claim 1,
The cushioning material is
A microchip for fluid analysis, made of a material having hygroscopicity with respect to the fluid. 제1항에 있어서,
상기 압력 완충부는,
상기 복수의 수용 챔버와 각각 연결된 단일 구조의 단일 챔버, 및
상기 단일 챔버 상에 배치된 상기 완충재를 포함하고,
상기 완충재의 부피는,
상기 단일 챔버의 부피에 대응하는, 유체 분석용 마이크로 칩. According to claim 1,
The pressure buffer unit,
a single chamber of a single structure connected to the plurality of accommodation chambers, respectively; and
comprising the cushioning material disposed on the single chamber;
The volume of the cushioning material is,
A microchip for fluid analysis, corresponding to the volume of the single chamber. 제1항에 있어서,
상기 복수의 분석 챔버 각각과 연결되고, 상기 바디부의 외부와 연결되어 분석이 완료된 유체를 상기 마이크로 칩의 외부로 배출시키는 방출부를 더 포함하는, 유체 분석용 마이크로 칩.According to claim 1,
The microchip for fluid analysis further comprising a discharge unit connected to each of the plurality of analysis chambers and connected to the outside of the body to discharge the analyzed fluid to the outside of the microchip. 분석하고자 하는 유체를 준비하는 단계;
제1항 내지 제11항 중 한 항에 기재된 유체 분석용 마이크로 칩에 상기 유체를 주입시키는 단계, 및
상기 유체 내의 표적 유전자가 증폭하도록, 유전자 증폭기에 상기 유체 분석용 마이크로 칩을 도입하는 단계를 포함하는, 유전자 증폭 방법.preparing a fluid to be analyzed;
Injecting the fluid into the microchip for fluid analysis according to any one of claims 1 to 11, and
A gene amplification method comprising the step of introducing the microchip for fluid analysis into a gene amplifier so that the target gene in the fluid is amplified. 제1항 내지 제11항 중 한 항에 기재된 유체 분석용 마이크로 칩;
표적 유전자를 포함하는 유체를 상기 유체 분석용 마이크로 칩 상에 주입하도록 구성된 주입기;
상기 표적 유전자에 대한 프라이머, 및
상기 표적 유전자의 증폭 수준을 측정하기 위한 프로브를 포함하는, 유전자 증폭을 위한 키트.The microchip for fluid analysis according to any one of claims 1 to 11;
an injector configured to inject a fluid containing a target gene onto the microchip for fluid analysis;
a primer for the target gene, and
A kit for gene amplification, comprising a probe for measuring the amplification level of the target gene.
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