KR20230076715A - Microfluidic chip for organoid culture and drug screening, and methdo of using the same - Google Patents

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Abstract

Various embodiments provide microfluidic chips for organoid culture and drug screening, and a using method thereof. According to various embodiments, microfluidic chips include a plurality of wells each defining spaces for culturing organoids and drug screening for organoids, and a channel communicating with the wells and having a plurality of inlets for the inflow of a fluid into the wells and an outlet for the discharge of a fluid from the wells, and can be used for culturing the organoids and drug screening on the organoids.

Description

오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위한 미세유체 칩 및 그의 이용 방법{MICROFLUIDIC CHIP FOR ORGANOID CULTURE AND DRUG SCREENING, AND METHDO OF USING THE SAME}Microfluidic chip for organoid culture and drug screening and method of using the same

다양한 실시예들은 오가노이드(organoid) 배양 및 약물 스크리닝(drug screening)을 위한 미세유체 칩(microfluidic chip) 및 그의 이용 방법에 관한 것이다. Various embodiments relate to a microfluidic chip for organoid culture and drug screening and a method of using the same.

최근, 맞춤형 치료 필요성에 대한 인식의 부상으로 환자 맞춤형 질병 모델을 만들어 약물 스크리닝을 진행하는 연구들이 대거 진행되고 있다. 특히, 인체 장기 모사가 가능한 오가노이드 모델이 각광받고 있는데, 다수의 오가노이드들을 대상으로 효율적인 약물 스크리닝이 가능한 플랫폼은 부족한 실정이다. 오가노이드들 대상 약물 스크리닝을 위해서는 오가노이드의 배양이 선행되어야 하는데, 오가노이드를 오비탈쉐이커(orbital shaker)를 이용한 배양 이후 별도의 스크리닝용 웰 플레이트(well plate)로 옮기는 과정에서 바이어스가 들어갈 수 있는 문제점이 존재하며, 이는 실험의 연속성 측면에서 불리하다. 그리고, 스크리닝용 웰 플레이트에서 사용하는 약물의 연속 희석(serial dilution)은 오가노이드에 불균일한 약물 처리를 야기하고, 이로 인해, 각 오가노이드의 독립적 환경을 구현할 수 없다. 또한, 배양과 약물 처리 과정에서 소모되는 많은 배양액과 약물로 연구에 큰 지출을 요구한다. 이렇듯 오가노이드의 배양부터 약물 스크리닝이 연속적이고 효율적으로 이루어질 수 있는 플랫폼의 개발은 아직 이루어지지 못한 상황이다.Recently, with the rise of awareness of the need for customized treatment, a large number of studies are being conducted to perform drug screening by creating a patient-specific disease model. In particular, organoid models capable of mimicking human organs are in the limelight, but platforms capable of efficient drug screening targeting a large number of organoids are lacking. In order to screen organoids for drugs, organoid culture must be preceded, but there is a problem that bias may be introduced in the process of transferring organoids to a separate well plate for screening after culturing using an orbital shaker. exists, which is disadvantageous in terms of the continuity of the experiment. In addition, serial dilution of drugs used in the well plate for screening causes non-uniform treatment of drugs to organoids, and as a result, an independent environment for each organoid cannot be implemented. In addition, a lot of culture medium and drugs consumed in the process of culture and drug treatment require a large expenditure on research. As such, the development of a platform that can continuously and efficiently perform drug screening from organoid culture has not yet been achieved.

이를 타개하고자 미세유체 칩을 이용한 연구가 진행되었으나 오가노이드의 크기로 인한 배양 문제 및 연속적 농도 형성으로 인한 불균일적 약물 처리의 한계가 여전히 존재한다.In order to overcome this, research using microfluidic chips has been conducted, but there are still limitations in culture problems due to the size of organoids and non-uniform drug treatment due to continuous concentration formation.

다양한 실시예들은 오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위한 미세유체 칩 및 그의 이용 방법을 제공한다. Various embodiments provide a microfluidic chip and a method of using the same for organoid culture and drug screening.

다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩은, 오가노이드들의 배양 및 상기 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 위한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰들, 및 상기 웰들을 연통시키며, 상기 웰들에 대해 유체의 유입을 위한 복수의 유입구들과 상기 웰들로부터 상기 유체의 배출을 위한 배출구를 갖는 채널을 포함할 수 있다.A microfluidic chip according to various embodiments includes a plurality of wells each defining spaces for culturing organoids and drug screening for the organoids, communicating the wells, and allowing fluid to flow into the wells. It may include a channel having a plurality of inlets for draining the fluid from the wells and outlets for discharging the fluid.

다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩의 이용 방법은, 상기 미세유체 칩에서 상이한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰들에 오가노이드들을 각각 도입하는 단계, 상기 웰들 내에서 상기 오가노이드들을 배양시키는 단계, 및 상기 웰들 내에서 상기 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 진행하는 단계를 포함하고, 상기 미세유체 칩은, 상기 웰들, 및 상기 웰들을 연통시키며, 상기 웰들에 대해 상기 유체의 유입을 위한 복수의 유입구들과 상기 웰들로부터 상기 유체의 배출을 위한 배출구를 갖는 채널을 포함할 수 있다. A method of using a microfluidic chip according to various embodiments includes introducing organoids into a plurality of wells respectively defining different spaces in the microfluidic chip, culturing the organoids in the wells, and and performing drug screening on the organoids within the wells, wherein the microfluidic chip communicates the wells and the wells, and includes a plurality of inlets for introducing the fluid into the wells. and channels having outlets for discharging the fluid from the wells.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들의 배양과 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝이 모두 가능한 미세유체 칩이 제공된다. 이러한 미세유체 칩 내에서의 유체의 유동 속도와 약물 농도를 조절함으로써, 소량의 유체를 사용하여 오가노이드들을 배양하고 오가노이드들에 대한 이미징 분석이 가능하다. 아울러, 미세유체 칩에서 유체의 유동에 의한 전단응력, 공압력 등의 외력과 오가노이드들의 배양과 약물 스크리닝을 위한 공간들을 구획화하는 구조 형성 기술은 스페로이드를 대상으로도 적용이 가능하여, 다양한 체외 세포 배양 및 생체 조직 연구에 적용 가능하고, 이를 통해, 다양한 장기 내에서 발생할 수 있는 질병 현상과 관련된 생리 현상 연구에 활용될 수 있다. According to various embodiments, a microfluidic chip capable of both culturing organoids and screening drugs for organoids is provided. By adjusting the fluid flow rate and drug concentration in the microfluidic chip, organoids can be cultured using a small amount of fluid and imaging analysis of the organoids can be performed. In addition, external forces such as shear stress and pneumatic force due to fluid flow in the microfluidic chip and structure formation technology that compartmentalizes spaces for culturing organoids and drug screening can also be applied to spheroids, and can be applied to various in vitro It can be applied to cell culture and biological tissue research, and through this, it can be used to study physiological phenomena related to disease phenomena that can occur in various organs.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 미세유체 칩에서의 오가노이드 배양을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 미세유체 칩에서 배양된 오가노이드들을 나타내는 이미지이다.
도 4는 도 1의 미세유체 칩에서의 약물 스크리닝을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 미세유체 칩에서의 약물 농도에 대한 정량화 그래프이다.
도 6은 도 1의 미세유체 칩의 이용 방법을 도시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a microfluidic chip according to various embodiments.
FIG. 2 is a diagram for explaining organoid culture in the microfluidic chip of FIG. 1 .
FIG. 3 is an image showing organoids cultured on the microfluidic chip of FIG. 1 .
FIG. 4 is a diagram for explaining drug screening in the microfluidic chip of FIG. 1 .
FIG. 5 is a quantification graph of drug concentration in the microfluidic chip of FIG. 1 .
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of using the microfluidic chip of FIG. 1 .

다양한 실시예들은 유체의 유동을 통해 오가노이드들을 배양하며 약물 스크리닝을 시행하기 위한 미세유체 칩 및 그의 이용 방법을 제공한다. 다양한 실시예들에 따르면, 락커(rocker), 오비탈쉐이커 등의 별도의 장비를 인큐베이터 내에 넣지 않고도, 소량의 유체와 미세유체 칩 내부에 형성되는 유체의 유동으로 오가노이드들을 배양하며, 오가노이드들에 대한 이미징 분석이 가능하다. 구체적으로, 다양한 실시예들은 유체의 제어를 통해 미세유체 칩 내에서의 유체의 유동과 약물 농도를 조절하는 것을 목표로 한다. 따라서, 다양한 실시예들에서는, 미세유체 칩 내에서 오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위한 공간들을 각각 정의하는 구역(이하에서, 웰(well)로 지칭됨)들에서의 유체의 유동 속도와 약물 농도 형성이 중요하다. Various embodiments provide a microfluidic chip and a method of using the same for performing drug screening while culturing organoids through fluid flow. According to various embodiments, organoids are cultured with a small amount of fluid and the flow of fluid formed inside the microfluidic chip, without putting separate equipment such as a rocker or an orbital shaker into an incubator, and imaging analysis is possible. Specifically, various embodiments aim to control the flow of a fluid and the drug concentration in a microfluidic chip through fluid control. Therefore, in various embodiments, the flow rate of fluid and drug concentration formation in zones (hereinafter referred to as wells) respectively defining spaces for organoid culture and drug screening within the microfluidic chip This is important.

이하, 본 개시의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩(100)을 도시하는 도면이다. 도 1에서, (a)는 미세유체 칩(100)의 평면도이고, (b)는 미세유체 칩(100)의 정면도이며, (c)는 미세유체 칩(100)의 측면도이다. 1 is a diagram illustrating a microfluidic chip 100 according to various embodiments. In FIG. 1 , (a) is a plan view of the microfluidic chip 100, (b) is a front view of the microfluidic chip 100, and (c) is a side view of the microfluidic chip 100.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩(100)은 오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위해 제공될 수 있다. 복수의 일부 실시예들에서, 미세유체 칩(100)은 미세전극(도시되지 않음)들이 배열되는 플레이트로서 구현될 수 있다. 여기서, 미세유체 칩(100)은 높은 생체적합성 재료, 예컨대, 폴리다이메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 미세유체 칩(100)은 임의의 설계 프로그램을 통해 디자인되고, 디지털 라이트 프로세싱(digital light processing; DLP) 방식의 3D 프린터를 통해 가공되며, 플라즈마 처리됨으로써, 제조될 수 있다. 이러한 미세유체 칩(100)은 커버(도시되지 않음)와 결합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 커버는 유리 재료로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 미세유체 칩(100)에는, 복수의 웰(110)들 및 채널(channel)(120)이 마련될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a microfluidic chip 100 according to various embodiments may be provided for organoid culture and drug screening. In some of a plurality of embodiments, the microfluidic chip 100 may be implemented as a plate on which microelectrodes (not shown) are arranged. Here, the microfluidic chip 100 may be made of a highly biocompatible material, for example, polydimethylsiloxane (PDMS). For example, the microfluidic chip 100 can be manufactured by designing through an arbitrary design program, processing through a digital light processing (DLP) type 3D printer, and plasma processing. The microfluidic chip 100 may be used in combination with a cover (not shown). For example, the cover may be made of a glass material. Specifically, a plurality of wells 110 and a channel 120 may be provided in the microfluidic chip 100 .

웰(110)들은 오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위한 공간들을 정의할 수 있다. 이 때, 웰(110)들은 상방으로 개방될 수 있다. 여기서, 미세전극들이 웰(110)들의 바닥에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 웰(110)은 복수의 열들과 복수의 행들로 배치될 수 있다. 예를 들어, 미세유체 칩(100)에는, 14 개의 웰(110)들이 마련되며, 웰(110)들은 다섯 개의 열들과 세 개의 행들로 배열될 수 있으며, 세 번째 열과 두 번째 행의 위치에서는 제외될 수 있다. 여기서, 웰(110)들의 깊이는 약 4 mm 내지 약 6 mm의 범위 내에 있을 수 있다. 일 예로, 오가노이드들의 초기 배양에 사용되는 미세유체 칩(100)의 경우, 오가노이드들의 초기 배양된 직경은 약 1 mm 내지 약 3 mm의 범위에 있으므로, 웰(110)들의 깊이는 4 mm일 수 있다. 다른 예로, 오가노이드들의 완전한 배양에 사용되는 미세유체 칩(100)의 경우, 오가노이드들은 약 5 mm 이상의 직경까지 자랄 수 있으므로, 웰(110)들의 깊이는 약 6 mm일 수 있다. Wells 110 may define spaces for organoid culture and drug screening. At this time, the wells 110 may open upward. Here, microelectrodes may be disposed at the bottom of the wells 110 . In some embodiments, well 110 may be arranged in multiple columns and multiple rows. For example, the microfluidic chip 100 is provided with 14 wells 110, and the wells 110 may be arranged in five columns and three rows, except for positions in the third column and second row. It can be. Here, the depth of the wells 110 may be in the range of about 4 mm to about 6 mm. For example, in the case of the microfluidic chip 100 used for initial culture of organoids, since the diameter of the initially cultured organoids ranges from about 1 mm to about 3 mm, the depth of the wells 110 is 4 mm. can As another example, in the case of the microfluidic chip 100 used for complete culture of organoids, since organoids can grow to a diameter of about 5 mm or more, the depth of the wells 110 may be about 6 mm.

채널(120)은 웰(110)들과 연통될 수 있다. 이 때, 채널(120)은 복수의 유입구(121)들, 배출구(123), 및 복수의 유로(125)들을 포함할 수 있다. 이 때, 유입구(121)들 및 배출구(123)는 웰(110)들과 마찬가지로 상방으로 개방되며, 유로(125)들은 웰(110)들의 바닥에 인접하여 웰(110)들과 연통될 수 있다. 여기서, 웰(110)들의 단면적이 채널(120)의 단면적보다 10 배 이상 크며, 따라서, 채널(120)을 통해 웰(110)들에 유체가 채워질 때 웰(110)들의 상부와 하부의 불균일이 발생되는 것을 방지하기 위해, 채널(120)의 높이는 약 1 mm 이상일 수 있다.Channel 120 may communicate with wells 110 . At this time, the channel 120 may include a plurality of inlets 121 , outlets 123 , and a plurality of passages 125 . At this time, the inlets 121 and the outlets 123 are opened upward like the wells 110, and the flow channels 125 are adjacent to the bottoms of the wells 110 and may communicate with the wells 110. . Here, the cross-sectional area of the wells 110 is 10 times larger than the cross-sectional area of the channels 120, and therefore, when the wells 110 are filled with fluid through the channels 120, the upper and lower portions of the wells 110 are not uniform. To prevent this from happening, the height of the channel 120 may be about 1 mm or more.

일부 실시예들에서, 유입구(121)들은 미세유체 칩(100)에서 웰(110)들의 외측에 마련되고, 유로(125)들 중 일부를 통해 일 측의 웰(110)들과 연통되는 제 1 유입구들 및 유로(125)들 중 다른 일부를 통해 반대 측의 웰(110)들과 연통되는 제 2 유입구들을 포함할 수 있다. 일 예로, 제 1 유입구들은 첫 번째 행의 웰(110)들과 연통되고, 제 2 유입구들은 마지막 행의 웰(110)들과 연통될 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았으나, 제 1 유입구들은 첫 번째 열의 웰(110)들에 연통되고, 제 2 유입구들은 마지막 열의 웰(110)들에 연통될 수 있다. 한편, 배출구(123)는 미세유체 칩(100)의 중앙에 마련될 수 있다. 예를 들어, 배출구(123)는 웰(110)들 사이의 세 번째 열과 두 번째 행의 위치에 마련될 수 있다. 여기서, 유입구(121)들은 6 개이고, 이러한 경우, 제 1 유입구들 및 제 2 유입구들은 각각 3 개일 수 있다. 유로(125)들은 유입구(121)들, 배출구(123), 및 웰(110)들을 연통시키며, 유입로들, 배출로들, 및 연결로들을 포함할 수 있다. 유입로들은 유입구(121)들을 웰(110)들 중 적어도 일부와 연통시키고, 배출로들은 배출구(123)를 웰(110)들 중 적어도 일부와 연통시키며, 연결로들은 웰(110)들을 서로와 연통시킬 수 있다. In some embodiments, the inlets 121 are provided on the outside of the wells 110 in the microfluidic chip 100 and communicate with the wells 110 on one side through some of the flow paths 125. Second inlets communicating with the wells 110 on the opposite side may be included through other portions of the inlets and flow channels 125 . For example, the first inlets may communicate with the wells 110 of the first row, and the second inlets may communicate with the wells 110 of the last row. As another example, although not shown, the first inlets may communicate with the wells 110 of the first row, and the second inlets may communicate with the wells 110 of the last row. Meanwhile, the outlet 123 may be provided at the center of the microfluidic chip 100 . For example, the outlet 123 may be provided at positions in the third column and second row between the wells 110 . Here, the number of inlets 121 is 6, and in this case, each of the first inlets and the second inlets may be 3. The channels 125 communicate the inlets 121 , the outlets 123 , and the well 110 , and may include inlets, outlets, and connection paths. The inlet passages communicate the inlets 121 with at least some of the wells 110, the outlet passages communicate the outlet 123 with at least some of the wells 110, and the connecting passages communicate the wells 110 with each other. can make it

도 2는 도 1의 미세유체 칩(100)에서의 오가노이드 배양을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 2는 미세유체 칩(100) 내에서의 배양액의 유동을 나타내는 이미지이다. 그리고, 도 3은 도 1의 미세유체 칩(100)에서 배양된 오가노이드들을 나타내는 이미지이다. FIG. 2 is a view for explaining organoid culture in the microfluidic chip 100 of FIG. 1 . Specifically, FIG. 2 is an image showing the flow of the culture medium within the microfluidic chip 100. 3 is an image showing organoids cultured in the microfluidic chip 100 of FIG. 1 .

도 2를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩(100) 내에서, 오가노이드들이 배양될 수 있다. 이를 위해, 웰(110)들에 오가노이드들이 각각 도입될 수 있다. 그리고, 채널(120)을 통해, 웰(110)들에 배양액이 제공될 수 있다. 이 때, 배양액은 미리 정해진 유입 속도에 따라, 유입구(121)들을 통해 채널(120) 내로 유입될 수 있다. 예를 들어, 연동 펌프(peristaltic pump)가 유입구(121)들에 연결되어, 유입구(121)들을 통해 채널(120) 내로 배양액을 주입할 수 있다. 이로써, 채널(120)을 통해 웰(110)들의 각각 내로 배양액이 전달되며, 웰(110)들의 각각 내에서 배양액의 유동이 일어날 수 있다. 여기서, 배양액의 유동은 미리 정해진 유동 속도로 일어나며, 예를 들어, 유동 속도는 유입 속도의 약 10 %일 수 있다. 따라서, 웰(110)들의 각각에서의 배양액의 유동에 기반하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 웰(110)들 내에서 오가노이드들이 각각 배양될 수 있다. 그리고, 웰(110)들 내의 배양액은 채널(120) 및 배출구(123)를 통해 배출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 14 개의 웰(110)들이 미세유체 칩(100)에 마련되는 경우, 해당 미세유체 칩(100)에서 14 개의 오가노이드들이 배양될 수 있다.Referring to FIG. 2 , organoids may be cultured in the microfluidic chip 100 according to various embodiments. To this end, organoids may be respectively introduced into the wells 110 . Then, the culture solution may be provided to the wells 110 through the channel 120 . At this time, the culture medium may flow into the channel 120 through the inlets 121 according to a predetermined flow rate. For example, a peristaltic pump may be connected to the inlets 121 to inject the culture solution into the channel 120 through the inlets 121 . As a result, the culture medium is transferred into each of the wells 110 through the channel 120, and the flow of the culture medium can occur in each of the wells 110. Here, the flow of the culture medium occurs at a predetermined flow rate, for example, the flow rate may be about 10% of the inflow rate. Therefore, based on the flow of the culture medium in each of the wells 110, as shown in FIG. 3, organoids may be cultured in each of the wells 110. Also, the culture medium in the wells 110 may be discharged through the channel 120 and the outlet 123 . In some embodiments, when 14 wells 110 are provided in the microfluidic chip 100, 14 organoids may be cultured in the microfluidic chip 100.

도 4는 도 1의 미세유체 칩(100)에서의 약물 스크리닝을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 4는 미세유체 칩(100) 내에서의 약물 농도를 이미지이다. 그리고, 도 5는 도 1의 미세유체 칩(100)에서의 약물 농도에 대한 정량화 그래프이다. FIG. 4 is a diagram for explaining drug screening in the microfluidic chip 100 of FIG. 1 . Specifically, FIG. 4 is an image of drug concentration in the microfluidic chip 100. And, FIG. 5 is a quantification graph of drug concentration in the microfluidic chip 100 of FIG. 1 .

도 4를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 미세유체 칩(100) 내에서, 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝이 이루어질 수 있다. 이를 위해, 웰(110)들에 약물과 배양액이 공급되며, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도 구배가 형성될 수 있다. 구체적으로, 웰(110)들에 배양액 및 약물을 포함하는 유체가 제공될 수 있다. 이 때, 유체는 유입구(121)들을 통해 채널(120) 내로 유입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체에서, 배양액과 약물의 비율은 상이하다. 여기서, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체에서는, 약물의 비율이 배양액의 비율보다 높으며, 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체에서는, 배양액의 비율이 약물의 비율보다 높을 수 있다. 예를 들면, 두 개의 제 1 유입구들을 통해 약물이 유입되고, 나머지 하나의 제 1 유입구를 통해 배양액이 유입되는 한편, 두 개의 제 2 유입구들을 통해 배양액이 유입되고, 나머지 하나의 제 2 유입구를 통해 약물이 유입될 수 있다. 이로써, 채널(120)을 통해 웰(110)들의 각각 내로 유체가 전달되며, 웰(110)들의 각각 내에서 유체의 유동이 일어나면서, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도 구배가 형성될 수 있다. 이러한 약물 농도 구배에 의해, 오가노이드들에 대한 장시간 약물 처리가 가능하다. 이 때, 약물 농도 구배는 반복적으로 복구될 수 있다. Referring to FIG. 4 , drug screening for organoids may be performed within the microfluidic chip 100 according to various embodiments. To this end, a drug and a culture medium are supplied to the wells 110, and different drug concentration gradients may be formed for the wells 110. Specifically, a fluid including a culture medium and a drug may be provided to the wells 110 . At this time, the fluid may flow into the channel 120 through the inlets 121 . In some embodiments, the ratio of the culture medium and the drug is different between the fluid introduced through the first inlets and the fluid introduced through the second inlets. Here, in the fluid introduced through the first inlets, the ratio of the drug may be higher than that of the culture medium, and in the fluid introduced through the second inlets, the ratio of the culture medium may be higher than the ratio of the drug. For example, the drug is introduced through the two first inlets, the culture solution is introduced through the other first inlet port, the culture solution is introduced through the two second inlet ports, and the culture solution is introduced through the other second inlet port. Drugs may enter. In this way, the fluid is delivered into each of the wells 110 through the channel 120, and while the flow of the fluid occurs in each of the wells 110, different drug concentration gradients can be formed with respect to the wells 110. there is. With this drug concentration gradient, long-term drug treatment of organoids is possible. At this time, the drug concentration gradient can be repeatedly restored.

일부 실시예들에서, 유체가 미리 정해진 주입 속도로 미리 정해진 주입 시간 동안 유입구(121)들을 통해 웰(110)들 내로 유입되면서, 웰(110)들 내의 유체가 배출구(123)를 통해 배출될 수 있다. 예를 들어, 주입 속도는 4.71 ml/min이고, 주입 시간은 30 초일 수 있다. 이러한 과정에서, 웰(110)들의 각각 내에서 약물이 균일하게(homogeneously) 분포되며, 웰(110)들에 대해 불연속적으로 상이한 약물 농도들이 형성될 수 있다. 따라서, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도 구배가 형성될 수 있다. 그리고, 약물 농도 구배는 미리 정해진 시간 유지 동안 미리 정해진 유동 속도에 의해 유지될 수 있다. 예를 들어, 유지 시간은 6 시간이고, 유동 속도는 4.71 μl/min일 수 있다. 유지 시간이 경과되면, 약물 농도 구배는, 도 5의 (b) 또는 (c)에 도시된 바와 같이, 변할 수 있다. 이 후, 약물 농도 구배를 복구하기 위해, 유체가 미리 정해진 재주입 속도로 미리 정해진 재주입 시간 동안 유입구(121)들을 통해 웰(110)들 내로 유입되면서, 웰(110)들 내의 유체가 배출구(123)를 통해 배출될 수 있다. 예를 들어, 재주입 속도는 4.71 ml/min이고, 재주입 시간은 10 초일 수 있다. 이러한 방식으로, 유지 시간을 간격으로 약물 농도 구배가 복구되면서, 오가노이드들에 대한 장시간 약물 처리가 가능하다. 따라서, 14 개의 웰(110)들이 미세유체 칩(100)에 마련되는 경우, 24 시간을 기준으로, 약 40 ml의 유체만으로도 14 개의 오가노이드들이 상이한 약물 농도들로 처리될 수 있다. In some embodiments, the fluid in the wells 110 may exit through the outlets 123 while the fluid is introduced into the wells 110 through the inlets 121 for a predetermined injection time at a predetermined injection rate. there is. For example, the infusion rate may be 4.71 ml/min and the infusion time may be 30 seconds. In this process, the drug is homogeneously distributed in each of the wells 110, and different drug concentrations may be formed discontinuously for the wells 110. Accordingly, different drug concentration gradients may be formed for the wells 110, as shown in FIG. 5(a). And, the drug concentration gradient may be maintained by a predetermined flow rate for a predetermined time period. For example, the holding time may be 6 hours and the flow rate may be 4.71 μl/min. When the retention time elapses, the drug concentration gradient may change, as shown in (b) or (c) of FIG. 5 . Thereafter, in order to restore the drug concentration gradient, while the fluid is introduced into the wells 110 through the inlets 121 for a predetermined reinjection time at a predetermined reinjection rate, the fluid in the wells 110 flows through the outlet ( 123) can be discharged. For example, the re-injection rate may be 4.71 ml/min and the re-injection time may be 10 seconds. In this way, while the drug concentration gradient is restored at intervals of the holding time, long-term drug treatment for organoids is possible. Accordingly, when 14 wells 110 are provided in the microfluidic chip 100, 14 organoids can be treated with different drug concentrations with only about 40 ml of fluid per 24 hours.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들에 대한 약물 처리에 사용되는 배양액과 약물의 양이 현저하게 감소될 수 있다. 이를 통해, 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 진행하는 연구에 대한 효율성이 증대되고, 실시간 이미징을 통해 약물 처리에 따른 반응성 관찰이 가능하다. 즉, 미세유체 칩(100) 내에 오가노이드들을 도입하여, 인큐베이터 내 별도의 장비 없이도, 오가노이드들을 배양할 수 있으며, 배양액과 약물의 효율적 사용과 실시간 이미지이 가능하다. According to various embodiments, the amount of culture medium and drug used for drug treatment of organoids can be significantly reduced. Through this, the efficiency of research on drug screening for organoids is increased, and reactivity according to drug treatment can be observed through real-time imaging. That is, by introducing organoids into the microfluidic chip 100, organoids can be cultured without additional equipment in an incubator, and efficient use of culture medium and drugs and real-time imaging are possible.

도 6은 도 1의 미세유체 칩(100)의 이용 방법을 도시하는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a method of using the microfluidic chip 100 of FIG. 1 .

도 6을 참조하면, 210 단계에서, 미세유체 칩(100)의 웰(110)들에 오가노이드들이 각각 도입될 수 있다.Referring to FIG. 6 , in step 210 , organoids may be respectively introduced into the wells 110 of the microfluidic chip 100 .

다음으로, 220 단계에서, 웰(110)들 내에서 오가노이드들이 배양될 수 있다. 이를 위해, 채널(120)을 통해, 웰(110)들에 배양액이 제공될 수 있다. 이 때, 배양액은 미리 정해진 유입 속도에 따라, 유입구(121)들을 통해 채널(120) 내로 유입될 수 있다. 이로써, 채널(120)을 통해 웰(110)들의 각각 내로 배양액이 전달되며, 웰(110)들의 각각 내에서 배양액의 유동이 일어날 수 있다. 여기서, 배양액의 유동은 미리 정해진 유동 속도로 일어나며, 예를 들어, 유동 속도는 유입 속도의 약 10 %일 수 있다. 따라서, 웰(110)들의 각각에서의 배양액의 유동에 기반하여, 웰(110)들 내에서 오가노이드들이 각각 배양될 수 있다. 그리고, 웰(110)들 내의 배양액은 채널(120) 및 배출구(123)를 통해 배출될 수 있다.Next, in step 220, organoids may be cultured in the wells 110. To this end, a culture solution may be provided to the wells 110 through the channel 120 . At this time, the culture medium may flow into the channel 120 through the inlets 121 according to a predetermined flow rate. As a result, the culture medium is transferred into each of the wells 110 through the channel 120, and the flow of the culture medium can occur in each of the wells 110. Here, the flow of the culture medium occurs at a predetermined flow rate, for example, the flow rate may be about 10% of the inflow rate. Accordingly, organoids may be cultured in each of the wells 110 based on the flow of the culture medium in each of the wells 110 . Also, the culture medium in the wells 110 may be discharged through the channel 120 and the outlet 123 .

다음으로, 230 단계에서, 웰(110)들 내에서 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝이 진행될 수 있다. 이를 위해, 웰(110)들에 약물과 배양액이 공급되며, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도 구배가 형성될 수 있다. 구체적으로, 웰(110)들에 배양액 및 약물을 포함하는 유체가 제공될 수 있다. 이 때, 유체는 유입구(121)들을 통해 채널(120) 내로 유입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체에서, 배양액과 약물의 비율은 상이하다. 여기서, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체에서는, 약물의 비율이 배양액의 비율보다 높으며, 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체에서는, 배양액의 비율이 약물의 비율보다 높을 수 있다. 예를 들면, 두 개의 제 1 유입구들을 통해 약물이 유입되고, 나머지 하나의 제 1 유입구를 통해 배양액이 유입되는 한편, 두 개의 제 2 유입구들을 통해 배양액이 유입되고, 나머지 하나의 제 2 유입구를 통해 약물이 유입될 수 있다. 이로써, 채널(120)을 통해 웰(110)들의 각각 내로 유체가 전달되며, 웰(110)들의 각각 내에서 유체의 유동이 일어나면서, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도 구배가 형성될 수 있다. 이러한 약물 농도 구배에 의해, 오가노이드들에 대한 장시간 약물 처리가 가능하다. 이 때, 약물 농도 구배는 반복적으로 복구될 수 있다.Next, in step 230, drug screening for the organoids in the wells 110 may be performed. To this end, a drug and a culture medium are supplied to the wells 110, and different drug concentration gradients may be formed for the wells 110. Specifically, a fluid including a culture medium and a drug may be provided to the wells 110 . At this time, the fluid may flow into the channel 120 through the inlets 121 . In some embodiments, the ratio of the culture medium and the drug is different between the fluid introduced through the first inlets and the fluid introduced through the second inlets. Here, in the fluid introduced through the first inlets, the ratio of the drug may be higher than that of the culture medium, and in the fluid introduced through the second inlets, the ratio of the culture medium may be higher than the ratio of the drug. For example, the drug is introduced through the two first inlets, the culture solution is introduced through the other first inlet port, the culture solution is introduced through the two second inlet ports, and the culture solution is introduced through the other second inlet port. Drugs may enter. In this way, the fluid is delivered into each of the wells 110 through the channel 120, and while the flow of the fluid occurs in each of the wells 110, different drug concentration gradients can be formed with respect to the wells 110. there is. With this drug concentration gradient, long-term drug treatment of organoids is possible. At this time, the drug concentration gradient can be repeatedly restored.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들에 대한 약물 처리에 사용되는 배양액과 약물의 양이 현저하게 감소될 수 있다. 이를 통해, 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 진행하는 연구에 대한 효율성이 증대되고, 실시간 이미징을 통해 약물 처리에 따른 반응성 관찰이 가능하다. 즉, 미세유체 칩(100) 내에 오가노이드들을 도입하여, 인큐베이터 내 별도의 장비 없이도, 오가노이드들을 배양할 수 있으며, 배양액과 약물의 효율적 사용과 실시간 이미지이 가능하다. According to various embodiments, the amount of culture medium and drug used for drug treatment of organoids can be significantly reduced. Through this, the efficiency of research on drug screening for organoids is increased, and reactivity according to drug treatment can be observed through real-time imaging. That is, by introducing organoids into the microfluidic chip 100, organoids can be cultured without additional equipment in an incubator, and efficient use of culture medium and drugs and real-time imaging are possible.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들의 배양과 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝이 모두 가능한 미세유체 칩(100)이 제공된다. 이러한 미세유체 칩(100) 내에서의 유체의 유동 속도와 약물 농도를 조절함으로써, 소량의 유체를 사용하여 오가노이드들을 배양하고 오가노이드들에 대한 이미징 분석이 가능하다. 아울러, 미세유체 칩(100)에서 유체의 유동에 의한 전단응력, 공압력 등의 외력과 오가노이드들의 배양과 약물 스크리닝을 위한 공간들을 구획화하는 구조 형성 기술은 스페로이드를 대상으로도 적용이 가능하여, 다양한 체외 세포 배양 및 생체 조직 연구에 적용 가능하고, 이를 통해, 다양한 장기 내에서 발생할 수 있는 질병 현상과 관련된 생리 현상 연구에 활용될 수 있다. According to various embodiments, a microfluidic chip 100 capable of both culturing organoids and screening drugs for organoids is provided. By controlling the fluid flow rate and drug concentration in the microfluidic chip 100, organoids can be cultured using a small amount of fluid and imaging analysis of the organoids can be performed. In addition, in the microfluidic chip 100, external forces such as shear stress and pneumatic force due to fluid flow and structure formation technology that compartmentalizes spaces for culturing organoids and drug screening can be applied to spheroids as well. , It can be applied to various in vitro cell culture and biological tissue studies, and through this, it can be used for studying physiological phenomena related to disease phenomena that can occur in various organs.

다양한 실시예들은 오가노이드 배양 및 약물 스크리닝을 위한 미세유체 칩(100) 및 그의 이용 방법을 제공한다. Various embodiments provide a microfluidic chip 100 and a method of using the same for organoid culture and drug screening.

다양한 실시예들에 따르면, 미세유체 칩(100)은, 오가노이드들의 배양 및 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 위한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰(110)들, 및 웰(110)들을 연통시키며, 웰(110)들에 대해 유체의 유입을 위한 복수의 유입구(121)들과 웰(110)들로부터 유체의 배출을 위한 배출구(123)를 갖는 채널(120)을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the microfluidic chip 100 communicates a plurality of wells 110 and wells 110 each defining spaces for culturing organoids and drug screening for organoids. , A channel 120 having a plurality of inlets 121 for introducing fluid into the wells 110 and an outlet 123 for discharging fluid from the wells 110 .

다양한 실시예들에 따르면, 유체는 웰(110)들 내에서 유동하고, 유체의 유동 속도는 유체의 유입 속도에 기반하여 결정될 수 있다.According to various embodiments, a fluid flows within the wells 110, and a flow rate of the fluid may be determined based on an inflow rate of the fluid.

다양한 실시예들에 따르면, 유동 속도는 유입 속도의 10 %일 수 있다.According to various embodiments, the flow rate may be 10% of the inlet rate.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들은, 유체가 배양액인 경우, 웰(110)들 내에서 각각 배양되고, 유체가 배양액과 약물을 포함하는 경우, 웰(110)들 내에서 약물 스크리닝을 위해 처리될 수 있다. According to various embodiments, organoids are each cultured in the wells 110 when the fluid is a culture medium, and processed for drug screening in the wells 110 when the fluid includes a culture medium and a drug. It can be.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들은 복수의 열들과 복수의 행들로 배열되며, 유입구(121)들은 첫 번째 열의 웰(110)들과 연통되는 제 1 유입구들 및 마지막 열의 웰(110)들과 연통되는 제 2 유입구들을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the wells 110 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows, and the inlets 121 include first inlets communicating with the wells 110 in the first row and wells 110 in the last row. It may include second inlets communicating with the .

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체는, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도들을 형성하기 위해, 상이한 비율로 배양액과 약물을 포함하고, 오가노이드들은 웰(110)들의 각각 내에서 상이한 약물 농도들에 따라, 각각 처리될 수 있다.According to various embodiments, the fluid introduced through the first inlets and the fluid introduced through the second inlets include culture medium and drug in different ratios to form different drug concentrations for the wells 110; , organoids can be treated, respectively, according to different drug concentrations within each of the wells 110.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들은 14 개이고, 5 개의 열들과 3 개의 행들로 배열되고, 세 번째 열과 두 번째 행의 웰(110)은 배출구(123)로 활용되며, 제 1 유입구들 및 제 2 유입구들은 각각 3 개일 수 있다.According to various embodiments, the number of wells 110 is 14, arranged in 5 columns and 3 rows, the third column and the second row of wells 110 are utilized as outlets 123, and the first inlets are And the number of second inlets may be three, respectively.

다양한 실시예들에 따르면, 상이한 약물 농도들은 오가노이드들의 장시간 처리를 위해, 미리 정해진 유지 시간을 간격으로 복구될 수 있다.According to various embodiments, different drug concentrations can be restored at intervals of a predetermined retention time, for long-term treatment of organoids.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들의 각각 내의 유체는 유지 시간 동안 웰(110)들의 각각 내에서 유동할 수 있다. According to various embodiments, fluid within each of the wells 110 may flow within each of the wells 110 during the hold time.

다양한 실시예들에 따르면, 미세유체 칩(100)은, 커버와 결합되어 사용될 수 있다. According to various embodiments, the microfluidic chip 100 may be used in combination with a cover.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(100)들의 깊이는 4 mm 내지 6 mm의 범위 내에 있고, 채널(120)의 높이는 1 mm일 수 있다. According to various embodiments, the depth of the wells 100 may be in the range of 4 mm to 6 mm, and the height of the channel 120 may be 1 mm.

다양한 실시예들에 따르면, 미세유체 칩(100)의 이용 방법에 있어서, 미세유체 칩(100)에서 상이한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰(110)들에 오가노이드들을 각각 도입하는 단계(210 단계), 웰(110)들 내에서 오가노이드들을 배양시키는 단계(220 단계), 및 웰(110)들 내에서 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 진행하는 단계(230 단계)를 포함할 수 있다.According to various embodiments, in a method of using the microfluidic chip 100, introducing organoids into a plurality of wells 110 respectively defining different spaces in the microfluidic chip 100 (step 210). ), culturing the organoids in the wells 110 (step 220), and performing drug screening on the organoids in the wells 110 (step 230).

다양한 실시예들에 따르면, 미세유체 칩(100)은, 웰(110)들, 및 웰(110)들을 연통시키며, 웰(110)들에 대해 유체의 유입을 위한 복수의 유입구(121)들과 웰(110)들로부터 유체의 배출을 위한 배출구(123)를 갖는 채널(120)을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the microfluidic chip 100 communicates the wells 110 and the wells 110 with a plurality of inlets 121 for introducing fluid into the wells 110 and It may include a channel 120 having an outlet 123 for the discharge of fluid from the wells 110 .

다양한 실시예들에 따르면, 유체는 웰(110)들 내에서 유동하고, 유체의 유동 속도는 유체의 유입 속도에 기반하여 결정될 수 있다.According to various embodiments, a fluid flows within the wells 110, and a flow rate of the fluid may be determined based on an inflow rate of the fluid.

다양한 실시예들에 따르면, 유동 속도는 유입 속도의 10 %일 수 있다.According to various embodiments, the flow rate may be 10% of the inlet rate.

다양한 실시예들에 따르면, 오가노이드들은, 유체가 배양액인 경우, 웰(110)들 내에서 각각 배양되고, 유체가 배양액과 약물을 포함하는 경우, 웰(110)들 내에서 약물 스크리닝을 위해 처리될 수 있다. According to various embodiments, organoids are each cultured in the wells 110 when the fluid is a culture medium, and processed for drug screening in the wells 110 when the fluid includes a culture medium and a drug. It can be.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들은 복수의 열들과 복수의 행들로 배열되며, 유입구(121)들은 첫 번째 열의 웰(110)들과 연통되는 제 1 유입구들 및 마지막 열의 웰(110)들과 연통되는 제 2 유입구들을 포함할 수 있다. According to various embodiments, the wells 110 are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows, and the inlets 121 include first inlets communicating with the wells 110 in the first row and wells 110 in the last row. It may include second inlets communicating with the .

다양한 실시예들에 따르면, 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체는, 웰(110)들에 대해 상이한 약물 농도들을 형성하기 위해, 상이한 비율로 배양액과 약물을 포함하고, 오가노이드들은 웰(110)들의 각각 내에서 상이한 약물 농도들에 따라, 각각 처리될 수 있다.According to various embodiments, the fluid introduced through the first inlets and the fluid introduced through the second inlets include culture medium and drug in different ratios to form different drug concentrations for the wells 110; , organoids can be treated, respectively, according to different drug concentrations within each of the wells 110.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들은 14 개이고, 5 개의 열들과 3 개의 행들로 배열되고, 세 번째 열과 두 번째 행의 웰(110)은 배출구(123)로 활용되며, 제 1 유입구들 및 제 2 유입구들은 각각 3 개일 수 있다.According to various embodiments, the number of wells 110 is 14, arranged in 5 columns and 3 rows, the third column and the second row of wells 110 are utilized as outlets 123, and the first inlets are And the number of second inlets may be three, respectively.

다양한 실시예들에 따르면, 상이한 약물 농도들은 오가노이드들의 장시간 처리를 위해, 미리 정해진 유지 시간을 간격으로 복구될 수 있다.According to various embodiments, different drug concentrations can be restored at intervals of a predetermined retention time, for long-term treatment of organoids.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(110)들의 각각 내의 유체는 유지 시간 동안 웰(110)들의 각각 내에서 유동할 수 있다. According to various embodiments, fluid within each of the wells 110 may flow within each of the wells 110 during the hold time.

다양한 실시예들에 따르면, 미세유체 칩(100)은, 커버와 결합되어 사용될 수 있다. According to various embodiments, the microfluidic chip 100 may be used in combination with a cover.

다양한 실시예들에 따르면, 웰(100)들의 깊이는 4 mm 내지 6 mm의 범위 내에 있고, 채널(120)의 높이는 1 mm일 수 있다. According to various embodiments, the depth of the wells 100 may be in the range of 4 mm to 6 mm, and the height of the channel 120 may be 1 mm.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(물리적으로 또는 기능적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the embodiment. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first", "second", "first" or "second" may modify the elements in any order or importance, and are used only to distinguish one element from another. The components are not limited. When a (e.g., first) element is referred to as being “(physically or functionally) connected” or “connected” to another (e.g., second) element, the certain element refers to the other (e.g., second) element. It may be directly connected to the element or connected through another component (eg, a third component).

다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. According to various embodiments, each of the components described above may include a single entity or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration.

Claims (20)

미세유체 칩에 있어서,
오가노이드들의 배양 및 상기 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 위한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰들; 및
상기 웰들을 연통시키며, 상기 웰들에 대해 유체의 유입을 위한 복수의 유입구들과 상기 웰들로부터 상기 유체의 배출을 위한 배출구를 갖는 채널
을 포함하는,
미세유체 칩.
In the microfluidic chip,
a plurality of wells respectively defining spaces for culturing organoids and drug screening for the organoids; and
A channel communicating with the wells and having a plurality of inlets for introducing fluid into the wells and an outlet for discharging the fluid from the wells.
including,
microfluidic chip.
 제 1 항에 있어서,
상기 유체는 상기 웰들 내에서 유동하고,
상기 유체의 유동 속도는 상기 유체의 유입 속도에 기반하여 결정되는,
미세유체 칩.
According to claim 1,
the fluid flows within the wells;
The flow rate of the fluid is determined based on the flow rate of the fluid,
microfluidic chip.
 제 2 항에 있어서,
상기 유동 속도는 상기 유입 속도의 10 %인,
미세유체 칩.
According to claim 2,
The flow rate is 10% of the inflow rate,
microfluidic chip.
 제 1 항에 있어서,
상기 오가노이드들은,
상기 유체가 배양액인 경우, 상기 웰들 내에서 각각 배양되고,
상기 유체가 배양액과 약물을 포함하는 경우, 상기 웰들 내에서 상기 약물 스크리닝을 위해 처리되는,
미세유체 칩.
According to claim 1,
The organoids,
When the fluid is a culture medium, each of the wells is cultured,
If the fluid contains a culture medium and a drug, processed for the drug screening in the wells,
microfluidic chip.
 제 1 항에 있어서,
상기 웰들은 복수의 열들과 복수의 행들로 배열되며,
상기 유입구들은 첫 번째 열의 웰들과 연통되는 제 1 유입구들 및 마지막 열의 웰들과 연통되는 제 2 유입구들을 포함하는,
미세유체 칩.
According to claim 1,
the wells are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows;
wherein the inlets include first inlets in communication with wells in a first row and second inlets in communication with wells in a last row.
microfluidic chip.
 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 상기 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체는,
상기 웰들에 대해 상이한 약물 농도들을 형성하기 위해, 상이한 비율로 배양액과 약물을 포함하고,
상기 오가노이드들은 상기 웰들의 각각 내에서 상기 상이한 약물 농도들에 따라, 각각 처리되는,
미세유체 칩.
According to claim 5,
The fluid flowing in through the first inlets and the fluid flowing in through the second inlets,
containing culture medium and drug in different ratios to form different drug concentrations for the wells;
The organoids are each treated according to the different drug concentrations in each of the wells,
microfluidic chip.
 제 5 항에 있어서,
상기 웰들은 14 개이고, 5 개의 열들과 3 개의 행들로 배열되고,
세 번째 열과 두 번째 행의 웰은 상기 배출구로 활용되며,
상기 제 1 유입구들 및 상기 제 2 유입구들은 각각 3 개인,
미세유체 칩.
According to claim 5,
the wells are 14 and are arranged in 5 columns and 3 rows;
The wells in the third column and second row are utilized as the outlet,
The first inlets and the second inlets are each three,
microfluidic chip.
 제 6 항에 있어서,
상기 상이한 약물 농도들은 상기 오가노이드들의 장시간 처리를 위해, 미리 정해진 유지 시간을 간격으로 복구되는,
미세유체 칩.
According to claim 6,
The different drug concentrations are restored at intervals of a predetermined retention time for long-term treatment of the organoids.
microfluidic chip.
 제 8 항에 있어서,
상기 웰들의 각각 내의 유체는 상기 유지 시간 동안 상기 웰들의 각각 내에서 유동하는,
미세유체 칩.
According to claim 8,
wherein the fluid in each of the wells flows within each of the wells during the hold time.
microfluidic chip.
 제 1 항에 있어서,
상기 미세유체 칩은,
커버와 결합되어 사용되는,
미세유체 칩.
According to claim 1,
The microfluidic chip,
Used in conjunction with the cover,
microfluidic chip.
 제 1 항에 있어서,
상기 웰들의 깊이는 4 mm 내지 6 mm의 범위 내에 있고,
상기 채널의 높이는 1 mm인,
미세유체 칩.
According to claim 1,
the depth of the wells is in the range of 4 mm to 6 mm;
The height of the channel is 1 mm,
microfluidic chip.
 미세유체 칩의 이용 방법에 있어서,
상기 미세유체 칩에서 상이한 공간들을 각각 정의하는 복수의 웰들에 오가노이드들을 각각 도입하는 단계;
상기 웰들 내에서 상기 오가노이드들을 배양시키는 단계; 및
상기 웰들 내에서 상기 오가노이드들에 대한 약물 스크리닝을 진행하는 단계
를 포함하고,
상기 미세유체 칩은,
상기 웰들, 및
상기 웰들을 연통시키며, 상기 웰들에 대해 상기 유체의 유입을 위한 복수의 유입구들과 상기 웰들로부터 상기 유체의 배출을 위한 배출구를 갖는 채널
을 포함하는,
미세유체 칩의 이용 방법.
In the method of using the microfluidic chip,
introducing organoids into a plurality of wells respectively defining different spaces in the microfluidic chip;
culturing the organoids in the wells; and
Performing drug screening on the organoids in the wells
including,
The microfluidic chip,
the wells, and
A channel communicating with the wells and having a plurality of inlets for introducing the fluid into the wells and an outlet for discharging the fluid from the wells.
including,
How to use a microfluidic chip.
 제 12 항에 있어서,
상기 유체는 상기 웰들 내에서 유동하고,
상기 유체의 유동 속도는 상기 유체의 유입 속도에 기반하여 결정되는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 12,
the fluid flows within the wells;
The flow rate of the fluid is determined based on the flow rate of the fluid,
How to use a microfluidic chip.
 제 12 항에 있어서,
상기 오가노이드들은,
상기 유체가 배양액인 경우, 상기 웰들 내에서 각각 배양되고,
상기 유체가 배양액과 약물을 포함하는 경우, 상기 웰들 내에서 상기 약물 스크리닝을 위해 처리되는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 12,
The organoids,
When the fluid is a culture medium, each of the wells is cultured,
If the fluid contains a culture medium and a drug, processed for the drug screening in the wells,
How to use a microfluidic chip.
 제 12 항에 있어서,
상기 웰들은 복수의 열들과 복수의 행들로 배열되며,
상기 유입구들은 첫 번째 열의 웰들과 연통되는 제 1 유입구들 및 마지막 열의 웰들과 연통되는 제 2 유입구들을 포함하는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 12,
the wells are arranged in a plurality of columns and a plurality of rows;
wherein the inlets include first inlets in communication with wells in a first row and second inlets in communication with wells in a last row.
How to use a microfluidic chip.
 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 유입구들을 통해 유입되는 유체와 상기 제 2 유입구들을 통해 유입되는 유체는,
상기 웰들에 대해 상이한 약물 농도들을 형성하기 위해, 상이한 비율로 배양액과 약물을 포함하고,
상기 오가노이드들은 상기 웰들의 각각 내에서 상기 상이한 약물 농도들에 따라, 각각 처리되는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 15,
The fluid flowing in through the first inlets and the fluid flowing in through the second inlets,
containing culture medium and drug in different ratios to form different drug concentrations for the wells;
The organoids are each treated according to the different drug concentrations in each of the wells,
How to use a microfluidic chip.
 제 15 항에 있어서,
상기 웰들은 14 개이고, 5 개의 열들과 3 개의 행들로 배열되고,
세 번째 열과 두 번째 행의 웰은 상기 배출구로 활용되며,
상기 제 1 유입구들 및 상기 제 2 유입구들은 각각 3 개인,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 15,
the wells are 14 and are arranged in 5 columns and 3 rows;
The wells in the third column and second row are utilized as the outlet,
The first inlets and the second inlets are each three,
How to use a microfluidic chip.
 제 16 항에 있어서,
상기 상이한 약물 농도들은 상기 오가노이드들의 장시간 처리를 위해, 미리 정해진 유지 시간을 간격으로 복구되는,
미세유체 칩의 이용 방법.
17. The method of claim 16,
The different drug concentrations are restored at intervals of a predetermined retention time for long-term treatment of the organoids.
How to use a microfluidic chip.
 제 18 항에 있어서,
상기 웰들의 각각 내의 유체는 상기 유지 시간 동안 상기 웰들의 각각 내에서 유동하는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 18,
wherein the fluid in each of the wells flows within each of the wells during the hold time.
How to use a microfluidic chip.
 제 12 항에 있어서,
상기 미세유체 칩은,
커버와 결합되어 사용되는,
미세유체 칩의 이용 방법.
According to claim 12,
The microfluidic chip,
Used in conjunction with the cover,
How to use a microfluidic chip.
KR1020220027899A 2021-11-24 2022-03-04 Microfluidic chip for organoid culture and drug screening, and methdo of using the same KR20230076715A (en)

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