WO2013154345A1 - 다수의 박막 구조물의 조합을 이용한 미소입자 처리 장치 - Google Patents

다수의 박막 구조물의 조합을 이용한 미소입자 처리 장치 Download PDF

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WO2013154345A1
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film structure
fluid
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flow path
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조영호
도일
진혜진
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한국과학기술원
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Definitions

  • the present invention relates to a microparticle processing apparatus, and more particularly, to a microparticle processing apparatus capable of simultaneously capturing, recovering, counting and analyzing microparticles in a single device.
  • a representative technique for detecting and trapping microparticles in a fluid is to pass a single filter layer of constant size.
  • additional filters and analytical structures and fluids are required to recover, count, and analyze the microparticles on the single filter layer. There is a problem.
  • One object of the present invention is to provide a microparticle processing apparatus capable of minimizing the loss of microparticles and performing separation, recovery, counting and analysis of microparticles in a single analytical device.
  • the microparticle processing apparatus includes a flow path, a multiple filter part, and a fluid transfer part.
  • the flow path provides a space for the flow of the fluid containing the microparticles.
  • the multiple filter portion has at least two thin film structures disposed in the flow passage and having openings of different shapes for passing the fluid and disposed alone or together in the flow passage.
  • the fluid transfer unit transfers the fluid in the forward or reverse direction of the flow path and passes through the multiple filter unit.
  • the thin film structure of the multiple filter part may be mounted to the flow path in a detachable manner.
  • the multiple filter part may include a first thin film structure and a second thin film structure, the first thin film structure having a first opening having a first size, and the second thin film structure being the first thin film structure. It may have a second opening of a second size that is larger than the size.
  • the first size of the first opening may be smaller than the diameter of the microparticles and the second size of the second opening may be larger than the diameter of the microparticles.
  • the multiple filter part may further include a third thin film structure detachably mounted to the flow path and having a third opening having a size different from that of the first opening of the first thin film structure.
  • the third opening of the third thin film structure may have a third size smaller than the first size.
  • the third thin film structure may be mounted in the flow path after the first thin film structure is separated.
  • At least one of the thin film structures may include an electrode pattern for counting the microparticles when the microparticles pass through the opening.
  • the multiple filter part may include a cylindrical fixing member for mounting the thin film structure to the flow path.
  • a conductive pattern may be formed on one side of the cylindrical fixing member to be electrically connected to the electrode pattern.
  • the cylindrical fixing member may have a truncated cone shape.
  • a screw groove may be formed on an inner side surface or an outer side surface of the cylindrical fixing member.
  • the fluid may comprise blood, body fluids, cerebrospinal fluid, urine, sputum, or mixtures thereof taken from a human or animal sample.
  • the microparticles may include tissues, cells, proteins, nucleic acids, or populations thereof from human or animal samples.
  • the opening of the thin film structure may have an effective diameter in the range of 1 to 50 ⁇ m.
  • the openings of the thin film structure may be arranged in an array form.
  • the area occupied by the openings may be in the range of 5 to 50% of the total area of the thin film structure.
  • the flow or flow direction of the fluid passing through the multiple filter parts may be controlled using centrifugal or stirring forces.
  • the thin film structure may include at least two filter layers each having holes formed to overlap each other to form the opening, and the shape and size of the opening may be adjustable.
  • the microparticle processing apparatus configured as described above may include a multiple filter unit having at least two thin film structures disposed in the flow path.
  • the microparticle processing apparatus enables effective capture, recovery, counting and analysis of microparticles through bidirectional fluid flow in the flow path.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an apparatus for treating microparticles, according to example embodiments.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a first thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 2B is a perspective view illustrating a portion of the first thin film structure of FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a plan view illustrating the first thin film structure of FIG. 2A.
  • 3A is a cross-sectional view illustrating a second thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3B is a perspective view illustrating a portion of the second thin film structure of FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a third thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 4B is a perspective view illustrating a portion of the third thin film structure of FIG. 4A.
  • 5A through 5F are cross-sectional views illustrating sidewalls of the opening of the thin film structure of FIG. 2A.
  • 6A through 6C are plan views illustrating still another embodiment of the thin film structure of FIG. 2A.
  • FIG. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating a method of treating microparticles using a combination of thin film structures of the microparticle processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 8A is a perspective view illustrating the thin film structure of FIG. 8A.
  • FIG. 8B is a perspective view illustrating the thin film structures of FIG. 8B.
  • FIG. 8C is a perspective view illustrating the thin film structures of FIG. 8C.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating the thin film structure of FIG. 7A.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an apparatus for treating microparticles, according to example embodiments.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a first thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1
  • FIG. 2B is a perspective view illustrating a part of the first thin film structure of FIG. 2A
  • FIG. 2C illustrates the first thin film structure of FIG. 2A.
  • It is a top view showing.
  • 3A is a cross-sectional view illustrating a second thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1
  • FIG. 3B is a perspective view illustrating a part of the second thin film structure of FIG. 3A
  • 4A is a cross-sectional view illustrating a third thin film structure included in the microparticle processing apparatus of FIG. 1
  • FIG. 4B is a perspective view illustrating a part of the third thin film structure of FIG. 4A.
  • the microparticle processing apparatus 10 includes a flow path 20 that provides a space for the flow of a fluid, a multiple filter unit disposed in the flow path 20, and It may include a fluid transfer unit for transferring the fluid in the forward or reverse direction of the flow path (20).
  • the fluid transfer unit may include a first pump (P1) and a second pump (P2).
  • the first pump P1 may be connected to the first connection channel 12 through the first valve V1, and the first connection channel 12 may be connected to one end 22 of the channel 20.
  • the second pump P2 may be connected to the second connection channel 14 through the second valve V2, and the second connection channel 14 may be connected to the other end 24 of the channel 20.
  • the first valve V1 is connected to a first fluid supply part (not shown), and the fluid provided from the first fluid supply part may be supplied to one end 22 of the flow path 20 by the first pump P1.
  • the second valve V2 is connected to a second fluid supply part (not shown), and the fluid provided from the second fluid supply part may be supplied to the other end 24 of the flow path 20 by the second pump P2.
  • the first pump and the second pump may include mechanical principles (external syringe pumps, pneumatic membrane pumps, vibrating membrane pumps, vacuum apparatus), electrical or magnetic principles (electro-hydrodynamic pumps and magnetic Hydrodynamic pump), thermodynamic principles, and the like.
  • the fluid transfer unit may transfer the fluid from one end 22 of the flow path 20 to the other end 24 in the first direction (forward direction).
  • the fluid transfer part may change the flow direction of the fluid to transfer the fluid from the other end 24 of the flow path 20 to one end 22 in a second direction (reverse direction) opposite to the first direction. .
  • a separation vessel for centrifugation or stirring separation may be used to serve as the flow path 20.
  • the separation vessel used as the flow path 20 may include a cylindrical tube to receive the fluid therein.
  • the separation vessel may be connected to a fluid transfer unit such as a rotating means such as a rotor of a centrifuge or a stirring means of a stirrer to rotate or move in a straight or curved track to perform separation in the flow path 20 of the separation vessel.
  • the fluid transfer unit may rotate or agitate the separation vessel to transfer the fluid in the forward or reverse direction of the flow path 20. Accordingly, the flow or flow direction of the fluid passing through the multiple filter part disposed in the flow path 20 may be controlled using centrifugal force or agitation force.
  • the fluid may be a biological fluid such as blood containing different cell types and biological particles.
  • the fluid may include target particles having information about the health of the organism.
  • the target particles may be biological microparticles such as cancer cells, bacteria, viruses and the like.
  • the fluid may be blood, body fluid, cerebrospinal fluid, urine, sputum, or a mixture or dilution thereof, taken from a human or animal sample.
  • the microparticles may be tissues, cells, proteins, nucleic acids, or populations or mixtures thereof obtained from human or animal samples.
  • the multi-filter unit has at least two thin film structures which have openings of different shapes for passing the fluid and are disposed alone or together in the flow path 20 to perform at least one function of separating, recovering and counting the microparticles. These may include.
  • the multiple filter part may include a first filter structure 30, a second filter structure 40, and a third filter structure 50 that are detachably mounted to the flow path 20. have.
  • the first to third filter structures may be disposed alone or together in the flow path 20.
  • the first filter structure 30 includes a first cylindrical fixing member 34 for mounting the first thin film structure 32 and the first thin film structure 32 to the flow path 20. ) May be included.
  • the first cylindrical fixing member 34 may include a connecting portion 36 fixed to one end 22 of the flow path 20.
  • the first thin film structure 32 may include a plurality of first openings 33 for passing a fluid.
  • the first opening 33 may have a first size having a diameter smaller than the diameter of the microparticles that are the target particles.
  • the first cylindrical fixing member 34 may have a truncated cone shape in which the cross-sectional area decreases toward the inside of the flow path 20.
  • the effective diameter of the first opening may be within the range of 1 to 50 ⁇ m.
  • the first openings may be arranged in an array form.
  • the area occupied by the first openings may be within a range of 5 to 50% of the total area of the first thin film structure 32.
  • the second filter structure 40 includes a second cylindrical fixing member 44 for mounting the second thin film structure 42 and the second thin film structure 42 to the flow path 20. ) May be included.
  • the second cylindrical fixing member 44 may include a connecting portion 46 fixed to one end of the flow path 20.
  • the second thin film structure 42 may include a plurality of second openings 43 that pass through the fluid and have a different shape from the first opening 33.
  • the second opening 43 may have a second size having a diameter larger than that of the microparticles which are target particles.
  • the second cylindrical fixing member 44 may have a truncated cone shape in which the cross-sectional area decreases toward the inside of the flow path 20. Therefore, the first cylindrical fixing member 34 and the second cylindrical fixing member 44 are fitted and the first thin film structure 32 and the second thin film structure 42 are spaced apart from each other in the flow path 20. (See FIG. 6B).
  • the second thin film structure 42 may be mounted behind the first thin film structure 32, that is, downstream.
  • the second thin film structure 42 may include an electrode pattern 41 for counting the number of the microparticles when the microparticles pass through the second opening 43.
  • the electrode pattern 41 may be formed to surround the second opening 43.
  • the electrode pattern 41 may be formed on the sidewall of the second opening 43.
  • the electrode pattern 41 may have various shapes for counting the microparticles passing through the second opening 43.
  • the electrode pattern 41 may be electrically connected to the conductive pattern 45 formed on one side of the second cylindrical fixing member 44. Accordingly, the electrode pattern 41 may be electrically connected to an external device such as a counter (not shown) through the conductive pattern 45.
  • the third filter structure 50 includes a third cylindrical fixing member 54 for mounting the third thin film structure 52 and the third thin film structure 52 to the flow path 20. ) May be included.
  • the third thin film structure 52 may include a plurality of third openings 53 for passing the fluid.
  • the third opening 53 may have a third size smaller than the first size of the first opening 32.
  • the third cylindrical fixing member 54 may have a truncated cone shape in which the cross-sectional area decreases toward the inside of the flow path 20.
  • the first to third cylindrical fixing members can be fitted to each other.
  • the third thin film structure 52 may be mounted in the flow path 20 in place of the first thin film structure 32. Accordingly, the third thin film structure 52 is mounted in the flow path 20 after the first thin film structure 32 is separated, and the third thin film structure 52 is in front of the second thin film structure 32, that is, It can be mounted upstream.
  • the surface modification or chemical or biological material film may be coated on the cylindrical fixing member of the multiple filter part to increase or prevent adhesion of the microparticles.
  • 5A through 5F are cross-sectional views illustrating sidewalls of the opening of the thin film structure of FIG. 2A.
  • the openings formed in the thin film structure may have various profiles. As shown in FIGS. 5A and 5B, the sidewall profile of the opening may be formed in a straight line shape. As shown in FIGS. 5C and 5D, the sidewall profile of the opening may be formed in a curved shape. As shown in FIGS. 5E and 5F, the width of the central portion of the opening may be relatively smaller. Alternatively, the opening formed in the thin film structure may have a predetermined width and extend.
  • the openings formed in the thin film structure may have various shapes.
  • the opening may have a circular or polygonal shape when viewed in plan view.
  • 6A through 6C are plan views illustrating still another embodiment of the thin film structure of FIG. 2A.
  • the first thin film structure 32 may include at least two filter layers disposed to overlap each other.
  • the first thin film structure 32 may include a first filter layer 34a and a second filter layer 34b.
  • the first filter layer 34a may include a plurality of first holes 36a
  • the second filter layer 36b may include a plurality of second holes 36b corresponding to the first holes 36a.
  • the first filter layer 34a and the second filter layer 34b may be disposed to overlap each other.
  • the first and second filter layers 34a and 34b are moved (translated, rotated) relative to each other by first and second holes 36a and 36b overlapping each other.
  • the size of the formed first openings 33 may be adjusted. Therefore, the first thin film structure 32 may serve as a filter capable of selectively passing particles in the sample.
  • the second and third thin film structures 42 and 52 may include filter layers that may overlap each other similarly to the first thin film structure 32 to control the size and area of the opening.
  • FIG. 7A to 7D are cross-sectional views illustrating a method of treating microparticles using a combination of thin film structures of the microparticle processing apparatus of FIG. 1.
  • 8A is a perspective view of the thin film structure of FIG. 7A
  • FIG. 8B is a perspective view of the thin film structures of FIG. 7B
  • FIG. 8C is a perspective view of the thin film structures of FIG. 7C
  • 9 is a perspective view illustrating the thin film structure of FIG. 7A.
  • the fluid F is transferred from one end 22 of the flow path 20 to the other end 24 by the fluid transfer part. May flow in a first direction (forward direction) toward the first thin film structure 32 of the first filter structure 30.
  • the first opening 33 of the first thin film structure 32 may have a first size having a diameter smaller than the diameter of the microparticles T. Therefore, the first thin film structure 32 may separate and filter the microparticles T from the fluid F. FIG. Particles S having a diameter smaller than the first size of the first opening 33 may pass through the first thin film structure 32.
  • the second filter structure 40 may be mounted to the flow path 20.
  • the first and second filter structures 30 and 40 may have a truncated cone shape.
  • a screw groove is formed in an inner surface of the first cylindrical fixing member 34 of the first filter structure 30, and the second cylindrical fixing member 44 of the second filter structure 40 is formed.
  • a protruding portion (not shown) inserted into the screw groove may be formed on an outer side surface of the screw groove.
  • a screw groove is formed on the outer surface of the second cylindrical fixing member 44 of the second filter structure 40, and the screw groove is formed on the inner surface of the first cylindrical fixing member 34 of the first filter structure 30.
  • a protrusion inserted into the screw groove may be formed.
  • the second cylindrical fixing member 44 of the second filter structure 40 is fitted to the first cylindrical fixing member 34 of the first filter structure 30, and the first thin film structure 32 and the second thin film structure 32 are fitted.
  • the thin film structures 42 may be spaced apart from each other in the flow path 20.
  • the second thin film structure 42 may be mounted behind the first thin film structure 32, that is, downstream.
  • the fluid transfer part changes the flow direction of the fluid, so that the fluid flows from the other end 24 of the flow path 20 toward one end 22 in a second direction opposite to the first direction (reverse direction) and the first filter. It may pass through the first thin film structure 32 of the structure 30 and the second thin film structure 42 of the second filter structure 40.
  • the second opening 43 of the second thin film structure 42 may have a second size having a diameter larger than that of the microparticles T.
  • the second thin film structure 42 may include an electrode pattern 41 for counting the number of the microparticles when the microparticles T pass through the second opening 43.
  • the electrode pattern 41 may be formed to surround the second opening 43. Therefore, the microparticles may be counted and analyzed using the second thin film structure 42.
  • the third filter structure 50 may be mounted to the flow path 20.
  • the third filter structure 50 may be mounted to the flow path 20 in place of the first filter structure 30. Accordingly, the third thin film structure 52 is mounted in the flow path 20 after the first thin film structure 32 is separated, and the third thin film structure 52 is in front of the second thin film structure 32, that is, It can be mounted upstream.
  • the first filter structure 30 may continue to be mounted in the flow path 20 without being separated.
  • the fluid transfer part changes the flow direction of the fluid again so that the fluid flows from the one end 22 of the flow path 20 toward the other end 24 in the first direction (forward direction) of the second filter structure 40.
  • the second thin film structure 42 may pass through the third thin film structure 52 of the third filter structure 50.
  • the third thin film structure 52 may include a plurality of third openings 53 for passing the fluid.
  • the third opening 53 may have a third size smaller than the first size of the first opening 32. Therefore, the microparticles T remain on the third thin film structure 52.
  • the second filter structure 50 may be separated from the flow path 20 and may recover the microparticles T filtered through the third filter structure 50.
  • the microparticle processing apparatus may perform various functions such as sorting, counting, recovering and analyzing microparticles from a fluid by using a combination of thin film structures of different types.
  • a microparticle processing device that can separate, recover, count, and analyze microparticles in a single analyte can be used to minimize the loss of microparticles and simplify the analysis system. can do.
  • microparticle processing apparatus 12 first connection flow path
  • first filter structure 32 first thin film structure

Abstract

미소입자 처리 장치는 유로, 다중 필터부 및 유체 이송부를 포함한다. 상기 유로는 미소입자를 포함하는 유체의 흐름을 위한 공간을 제공한다. 상기 다중 필터부는 상기 유로에 배치되고, 상기 유체를 통과시키기 위한 서로 다른 형상의 개구를 가지며 상기 유로에 단독으로 또는 함께 배치되는 적어도 두개의 박막 구조물들을 갖는다. 상기 유체 이송부는 상기 유체를 상기 유로의 순방향 또는 역방향으로 이송하여 상기 다중 필터부로 통과시킨다.

Description

다수의 박막 구조물의 조합을 이용한 미소입자 처리 장치
본 발명은 미소입자 처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단일 소자 내에서 미소입자의 포획, 회수, 계수 및 분석을 동시에 수행할 수 있는 미소입자 처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유체 내에서 미소입자를 검출 및 포획하는 대표적인 기술은 일정한 크기를 갖는 단일 필터층을 통과시키는 것이다. 그러나 이러한 단일 필터를 이용하여 미소입자를 분리한 후, 단일 필터층 상의 미소입자를 회수, 계수 및 분석하기 위해서는 추가적인 필터 및 분석 구조물, 그리고 유체의 이송이 필요하며 이러한 과정에서 미소입자의 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 미소입자의 손실을 최소화하고 단일의 분석 소자 내에서 미소입자의 분리, 회수, 계수 및 분석을 수행할 수 있는 미소입자 처리 장치를 제공하는 데 있다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 미소입자 처리 장치는 유로, 다중 필터부 및 유체 이송부를 포함한다. 상기 유로는 미소입자를 포함하는 유체의 흐름을 위한 공간을 제공한다. 상기 다중 필터부는 상기 유로에 배치되고, 상기 유체를 통과시키기 위한 서로 다른 형상의 개구를 가지며 상기 유로에 단독으로 또는 함께 배치되는 적어도 두개의 박막 구조물들을 갖는다. 상기 유체 이송부는 상기 유체를 상기 유로의 순방향 또는 역방향으로 이송하여 상기 다중 필터부로 통과시킨다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부의 상기 박막 구조물은 상기 유로에 탈착 가능하도록 장착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부는 제1 박막 구조물 및 제2 박막 구조물을 포함하고, 상기 제1 박막 구조물은 제1 크기의 제1 개구를 가지고, 상기 제2 박막 구조물은 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기의 제2 개구를 가질 수 있다. 상기 제1 개구의 제1 크기는 상기 미소입자의 지름보다 작고 상기 제2 개구의 제2 크기는 상기 미소입자의 지름보다 클 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부는 상기 유로에 탈착 가능하도록 장착되며 상기 제1 박막 구조물의 제1 개구와 다른 크기의 제3 개구를 갖는 제3 박막 구조물을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 박막 구조물의 제3 개구는 상기 제1 크기보다 작은 제3 크기를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제3 박막 구조물은 상기 제1 박막 구조물이 분리된 이후에 상기 유로에 장착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 박막 구조물들 중 적어도 하나는 상기 미소입자가 상기 개구를 통과할 때 상기 미소입자를 계수하기 위한 전극 패턴을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부는 상기 박막 구조물을 상기 유로에 장착하기 위한 원통형 고정 부재를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 원통형 고정 부재의 일측면에는 상기 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 도전 패턴이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 원통형 고정 부재는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 원통형 고정 부재의 내측면 또는 외측면에 나사홈이 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 유체는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 혈액, 체액, 뇌척수액, 소변, 객담 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 미소입자는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 조직, 세포, 단백질, 핵산 또는 이들의 군집을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 박막 구조물의 상기 개구는 1 내지 50㎛의 범위의 유효 지름을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 박막 구조물의 상기 개구들은 어레이 형태로 배열될 수 있다. 상기 개구들이 차지하는 면적은 상기 박막 구조물의 전체 면적의 5 내지 50%의 범위 이내일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부를 지나는 상기 유체의 흐름 또는 흐름 방향은 원심력 또는 교반력을 이용하여 제어될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 박막 구조물은 서로 겹쳐지도록 배치되어 상기 개구를 형성하는 홀들을 각각 구비하는 적어도 두개의 필터층들을 포함하고, 상기 개구의 형상과 크기는 조절 가능할 수 있다.
이와 같이 구성된 발명에 따른 미소입자 처리 장치는 유로 내에 배치된 적어도 두 개의 박막 구조물들을 갖는 다중 필터부를 포함할 수 있다. 상기 미소입자 처리 장치는 상기 유로 내의 양방향 유체 흐름을 통해 미소입자의 효과적인 포획, 회수, 계수 및 분석이 가능하다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 미소입자 처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제1 박막 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 제1 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 2c는 도 2a의 제1 박막 구조물을 나타내는 평면도이다.
도 3a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제2 박막 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 제2 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 4a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제3 박막 구조물을 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 제3 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5a 내지 도 5f는 도 2a의 박막 구조물의 개구의 측벽을 나타내는 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2a의 박막 구조물의 또 다른 형태를 나타내는 평면도들이다.
도 7a 내지 도 7d는 도 1의 미소입자 처리 장치의 박막 구조물들의 조합을 이용하여 미소입자를 처리하는 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 8a는 도 8a의 박막 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 8b는 도 8b의 박막 구조물들을 나타내는 사시도이다.
도 8c는 도 8c의 박막 구조물들을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 7a의 박막 구조물을 나타내는 사시도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 미소입자 처리 장치를 나타내는 도면이다. 도 2a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제1 박막 구조물을 나타내는 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 제1 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이며, 도 2c는 도 2a의 제1 박막 구조물을 나타내는 평면도이다. 도 3a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제2 박막 구조물을 나타내는 단면도이고, 도 3b는 도 3a의 제2 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 4a는 도 1의 미소입자 처리 장치에 포함된 제3 박막 구조물을 나타내는 단면도이고, 도 4b는 도 4a의 제3 박막 구조물의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 미소입자 처리 장치(10)는 유체의 흐름을 위한 공간을 제공하는 유로(20), 유로(20)에 배치되는 다중 필터부, 및 상기 유체를 유로(20)의 순방향 또는 역방향으로 이송시키는 유체 이송부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 유체 이송부는 제1 펌프(P1) 및 제2 펌프(P2)를 포함할 수 있다. 제1 펌프(P1)는 제1 접속 유로(12)에 제1 밸브(V1)를 통해 연결되고, 제1 접속 유로(12)는 유로(20)의 일단부(22)에 연결될 수 있다. 제2 펌프(P2)는 제2 접속 유로(14)에 제2 밸브(V2)를 통해 연결되고, 제2 접속 유로(14)는 유로(20)의 타단부(24)에 연결될 수 있다.
제1 밸브(V1)는 제1 유체 공급부(도시되지 않음)에 연결되고, 제1 유체 공급부로부터 제공된 유체는 제1 펌프(P1)에 의하여 유로(20)의 일단부(22)로 공급될 수 있다. 제2 밸브(V2)는 제2 유체 공급부(도시되지 않음)에 연결되고, 제2 유체 공급부로부터 제공된 유체는 제2 펌프(P2)에 의하여 유로(20)의 타단부(24)로 공급될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프는 기계적 원리들(외부 주사기 펌프들, 공압 멤브레인 펌프들, 진동 멤브레인 펌프들, 진공 장치), 전기 또는 자기적 원리들(전기 유체 역학 펌프 및 자기 유체 역학 펌프), 열역학적 원리들 등에 기초하여 동작할 수 있다.
따라서, 상기 유체 이송부는 유체를 유로(20)의 일단부(22)로부터 타단부(24)로 제1 방향(순방향)으로 이송시킬 수 있다. 또한, 상기 유체 이송부는 유체의 흐름 방향을 변화시켜, 유체를 유로(20)의 타단부(24)로부터 일단부(22)로 제1 방향에 반대하는 제2 방향(역방향)으로 이송시킬 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 원심분리 또는 교반분리를 위한 분리 용기가 사용되어 유로(20)로서의 역할을 수행할 수 있다. 이 경우에 있어서, 유로(20)로서 사용되는 상기 분리 용기는 내부에 상기 유체를 수용하도록 원통형 튜브를 포함할 수 있다. 상기 분리 용기는 원심분리기의 로터와 같은 회전 수단이나 교반기의 교반 수단과 같은 유체 이송부에 연결되어 회전하거나 직선 또는 곡선 궤도로 이동하여 상기 분리 용기의 유로(20) 내부에서 분리를 수행할 수 있다.
따라서, 상기 유체 이송부는 상기 분리 용기를 회전 또는 교반시켜 상기 유체를 유로(20)의 순방향 또는 역방향으로 이송시킬 수 있다. 이에 따라, 유로(20)에 배치된 상기 다중 필터부를 지나는 유체의 흐름 또는 흐름 방향은 원심력 또는 교반력을 이용하여 제어될 수 있다.
예를 들면, 상기 유체는 서로 다른 세포 타입들과 생물학적 입자들을 포함하는 혈액과 같은 생체 유체일 수 있다. 상기 유체는 생물의 건강에 관한 정보를 갖는 표적 입자를 포함할 수 있다. 상기 표적 입자는 암세포, 박테리아, 바이러스 등과 같은 생물학적 미소입자일 수 있다.
구체적으로, 상기 유체는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 혈액, 체액, 뇌척수액, 소변, 객담 또는 이들의 혼합물 내지 희석액일 수 있다. 상기 미소입자는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 조직, 세포, 단백질, 핵산 또는 이들의 군집 내지 혼합물일 수 있다.
상기 다중 필터부는 상기 유체를 통과시키기 위한 서로 다른 형상의 개구를 가지며 상기 미소입자를 분리, 회수 및 계수 중 적어도 하나의 기능을 수행하도록 유로(20)에 단독으로 또는 함께 배치되는 적어도 두개의 박막 구조물들 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부는 유로(20)에 탈착 가능하도록 장착되는 제1 필터 구조물(30), 제2 필터 구조물(40), 및 제3 필터 구조물(50)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 필터 구조물들은 유로(20)에 단독으로 또는 함께 배치될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 제1 필터 구조물(30)은 제1 박막 구조물(32) 및 제1 박막 구조물(32)을 유로(20)에 장착시키기 위한 제1 원통형 고정 부재(34)를 포함할 수 있다. 제1 원통형 고정 부재(34)는 유로(20)의 일단부(22)에 고정되는 연결부(36)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 박막 구조물(32)은 유체를 통과시키기 위한 다수개의 제1 개구들(33)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 개구(33)는 표적 입자인 미소입자의 지름보다 작은 직경의 제1 크기를 가질 수 있다. 또한, 제1 원통형 고정 부재(34)는 유로(20)의 내부로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔대 형상을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 개구의 유효 지름은 1 내지 50㎛의 범위 이내일 수 있다. 상기 제1 개구들은 어레이 형태로 배열될 수 있다. 상기 제1 개구들이 차지하는 면적은 제1 박막 구조물(32)의 전체 면적의 5 내지 50%의 범위 이내일 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2 필터 구조물(40)은 제2 박막 구조물(42) 및 제2 박막 구조물(42)을 유로(20)에 장착시키기 위한 제2 원통형 고정 부재(44)를 포함할 수 있다. 제2 원통형 고정 부재(44)는 유로(20)의 일단부에 고정되는 연결부(46)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 박막 구조물(42)은 유체를 통과시키며 제1 개구(33)와 다른 형상을 갖는 다수개의 제2 개구들(43)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 개구(43)는 표적 입자인 미소입자의 지름보다 큰 직경의 제2 크기를 가질 수 있다.
또한, 제2 원통형 고정 부재(44)는 유로(20)의 내부로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제1 원통형 고정 부재(34) 및 제2 원통형 고정 부재(44)는 끼움 결합되고, 제1 박막 구조물(32)과 제2 박막 구조물(42)은 유로(20) 내에서 서로 이격 배치될 수 있다(도 6b 참조). 예를 들면, 제2 박막 구조물(42)은 제1 박막 구조물(32)의 후방, 즉, 하류측에 장착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 박막 구조물(42)은 상기 미소입자가 제2 개구(43)를 통과할 때 상기 미소입자들의 개수를 계수하기 위한 전극 패턴(41)을 포함할 수 있다. 전극 패턴(41)은 제2 개구(43)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한, 전극 패턴(41)은 제2 개구(43)의 측벽 상에 형성될 수 있다. 전극 패턴(41)은 제2 개구(43)를 통과하는 미소입자를 계수하기 위한 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 전극 패턴(41)은 제2 원통형 고정 부재(44)의 일측면에 형성된 도전 패턴(45)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 전극 패턴(41)은 도전 패턴(45)을 통해 계수기(도시되지 않음)와 같은 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제3 필터 구조물(50)은 제3 박막 구조물(52) 및 제3 박막 구조물(52)을 유로(20)에 장착시키기 위한 제3 원통형 고정 부재(54)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제3 박막 구조물(52)은 유체를 통과시키기 위한 다수개의 제3 개구들(53)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 개구(53)는 제1 개구(32)의 상기 제1 크기보다 작은 제3 크기를 가질 수 있다.
또한, 제3 원통형 고정 부재(54)는 유로(20)의 내부로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 원통형 고정 부재들은 서로 끼움 결합될 수 있다. 예를 들면, 제3 박막 구조물(52)은 제1 박막 구조물(32)을 대신하여 유로(20)에 장착될 수 있다. 따라서, 제3 박막 구조물(52)은 제1 박막 구조물(32)이 분리된 이후에 유로(20)에 장착되고, 제3 박막 구조물(52)은 제2 박막 구조물(32)의 전방, 즉, 상류측에 장착될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 다중 필터부의 원통형 고정 부재 상에는 상기 미소입자의 접착을 증가시키거나 또는 방지하기 위해 표면개질을 변화시키기거나 화학적 또는 생물학적 물질막이 코팅될 수 있다.
도 5a 내지 도 5f는 도 2a의 박막 구조물의 개구의 측벽을 나타내는 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 상기 박막 구조물에 형성된 개구는 다양한 프로파일을 가질 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 개구의 측벽 프로파일은 직선형태로 형성될 수 있다. 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 개구의 측벽 프로파일은 곡선형태로 형성될 수 있다. 도 5e 및 도 5f에 도시된 바와 같이, 상기 개구의 중심부의 폭이 상대적으로 더 작을 수 있다. 이와 다르게, 상기 박막 구조물에 형성된 개구는 일정한 폭을 가지고 연장 형성될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 상기 박막 구조물에 형성된 개구는 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 개구는 평면도에서 보았을 때 원형 또는 다각형 형태를 가질 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 2a의 박막 구조물의 또 다른 형태를 나타내는 평면도들이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 제1 박막 구조물(32)은 서로 겹쳐지도록 배치된 적어도 2개의 필터층들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 박막 구조물(32)은 제1 필터층(34a) 및 제2 필터층(34b)을 포함할 수 있다. 제1 필터층(34a)은 다수개의 제1 홀들(36a)을 포함하고, 제2 필터층(36b)은 제1 홀들(36a)에 대응하는 다수개의 제2 홀들(36b)을 포함할 수 있다. 제1 필터층(34a) 및 제2 필터층(34b)은 서로 겹쳐지도록 배치될 수 있다.
도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 필터층들(34a, 34b)은 서로 상대적으로 이동(병진, 회전)하여 서로 겹쳐지는 제1 및 제2 홀들(36a, 36b)에 의해 형성된 제1 개구들(33)의 크기를 조절할 수 있다. 따라서, 제1 박막 구조물(32)은 시료 내의 입자를 선택적으로 통과시킬 수 있는 필터의 역할을 수행할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 및 제3 박막 구조물들(42, 52)은 제1 박막 구조물(32)과 유사하게 서로 겹쳐져서 개구의 크기와 면적을 조절할 수 있는 필터층들을 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 미소입자 처리 장치를 이용하여 유체로부터 미소입자를 선별하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7a 내지 도 7d는 도 1의 미소입자 처리 장치의 박막 구조물들의 조합을 이용하여 미소입자를 처리하는 방법을 나타내는 단면도들이다. 도 8a는 도 7a의 박막 구조물을 나타내는 사시도이고, 도 8b는 도 7b의 박막 구조물들을 나타내는 사시도이며, 도 8c는 도 7c의 박막 구조물들을 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 7a의 박막 구조물을 나타내는 사시도이다.
도 7a 및 도 8a를 참조하면, 제1 필터 구조물(30)이 유로(20)에 장착된 후, 유체(F)는 유체 이송부에 의해 유로(20)의 일단부(22)로부터 타단부(24)를 향해 제1 방향(순방향)으로 흘러 제1 필터 구조물(30)의 제1 박막 구조물(32)을 통과할 수 있다.
제1 박막 구조물(32)의 제1 개구(33)는 미소입자(T)의 지름보다 작은 직경의 제1 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제1 박막 구조물(32)은 유체(F)로부터 미소입자(T)를 분리하여 걸러낼 수 있다. 제1 개구(33)의 제1 크기보다 작은 직경의 입자들(S)은 제1 박막 구조물(32)을 통과할 수 있다.
도 7b 및 도 8b를 참조하면, 제2 필터 구조물(40)이 유로(20)에 장착될 수 있다. 제1 및 제2 필터 구조물들(30, 40)은 원뿔대 형상을 가질 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 필터 구조물(30)의 제1 원통형 고정 부재(34)의 내측면에 나사홈이 형성되고, 제2 필터 구조물(40)의 제2 원통형 고정 부재(44)의 외측면에는 상기 나사홈에 삽입되는 돌출부(도시되지 않음)가 형성될 수 있다. 이와 다르게, 제2 필터 구조물(40)의 제2 원통형 고정 부재(44)의 외측면에 나사홈이 형성되고, 제1 필터 구조물(30)의 제1 원통형 고정 부재(34)의 내측면에 상기 나사홈에 삽입되는 돌출부가 형성될 수 있다.
따라서, 제2 필터 구조물(40)의 제2 원통형 고정 부재(44)는 제1 필터 구조물(30)의 제1 원통형 고정 부재(34)에 끼움 결합되고, 제1 박막 구조물(32)과 제2 박막 구조물(42)은 유로(20) 내에서 서로 이격 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 박막 구조물(42)은 제1 박막 구조물(32)의 후방, 즉, 하류측에 장착될 수 있다.
상기 유체 이송부는 유체의 흐름 방향을 변화시켜, 유체는 유로(20)의 타단부(24)로부터 일단부(22)를 향해 상기 제1 방향에 반대하는 제2 방향(역방향)으로 흘러 제1 필터 구조물(30)의 제1 박막 구조물(32)과 제2 필터 구조물(40)의 제2 박막 구조물(42)을 통과할 수 있다.
제2 박막 구조물(42)의 제2 개구(43)는 미소입자(T)의 지름보다 큰 직경의 제2 크기를 가질 수 있다. 제2 박막 구조물(42)은 미소입자(T)가 제2 개구(43)를 통과할 때 상기 미소입자들의 개수를 계수하기 위한 전극 패턴(41)을 포함할 수 있다. 전극 패턴(41)은 제2 개구(43)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 따라서, 제2 박막 구조물(42)을 이용하여 미소입자들을 계수 및 분석할 수 있다.
도 7c 및 도 8c를 참조하면, 제3 필터 구조물(50)이 유로(20)에 장착될 수 있다. 제3 필터 구조물(50)은 제1 필터 구조물(30)을 대신하여 유로(20)에 장착될 수 있다. 따라서, 제3 박막 구조물(52)은 제1 박막 구조물(32)이 분리된 이후에 유로(20)에 장착되고, 제3 박막 구조물(52)은 제2 박막 구조물(32)의 전방, 즉, 상류측에 장착될 수 있다. 이와 다르게, 제1 필터 구조물(30)이 분리되지 않고 유로(20)에 계속 장착될 수 있다.
상기 유체 이송부는 유체의 흐름 방향을 다시 변화시켜, 유체는 유로(20)의 일단부(22)로부터 타단부(24)를 향해 상기 제1 방향(순방향)으로 흘러 제2 필터 구조물(40)의 제2 박막 구조물(42)과 제3 필터 구조물(50)의 제3 박막 구조물(52)을 통과할 수 있다.
제3 박막 구조물(52)은 유체를 통과시키기 위한 다수개의 제3 개구들(53)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제3 개구(53)는 제1 개구(32)의 상기 제1 크기보다 작은 제3 크기를 가질 수 있다. 따라서, 미소입자(T)는 제3 박막 구조물(52) 상에 남아있게 된다.
도 7d를 참조하면, 제2 필터 구조물(50)이 유로(20)로부터 분리되고 제3 필터 구조물(50)에 걸러진 미소입자(T)를 회수할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미소입자 처리 장치는 서로 다른 형태의 박막 구조물들의 조합을 이용하여 유체로부터 미소입자를 선별, 계수, 회수 및 분석 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
적어도 두 개 이상의 박막 구조물과 이들의 조합을 이용하여 하나의 분석소자 내에서 미소입자의 분리, 회수, 계수 및 분석할 수 있는 미소입자 처리 장치를 제공하여 미소입자의 손실을 최소화하고 분석시스템을 간소화할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
〔부호의 설명〕
10 : 미소입자 처리 장치 12 : 제1 접속 유로
14 : 제2 접속 유로 20 : 유로
30 : 제1 필터 구조물 32 : 제1 박막 구조물
33 : 제1 개구 34 : 제1 원통형 고정 부재
35 : 나사홈 36 : 연결부
40 : 제2 필터 구조물 41 : 전극 패턴
42 : 제2 박막 구조물 43 : 제2 개구
44 : 제2 원통형 고정 부재 45 : 도전 패턴
50 : 제3 필터 구조물 52 : 제3 박막 구조물
53 : 제3 개구 54 : 제3 원통형 고정 부재

Claims (19)

  1. 미소입자를 포함하는 유체의 흐름을 위한 공간을 제공하는 유로;
    상기 유로에 배치되고, 상기 유체를 통과시키기 위한 서로 다른 형상의 개구를 가지며 상기 유로에 단독으로 또는 함께 배치되는 적어도 두개의 박막 구조물들을 갖는 다중 필터부; 및
    상기 유체를 상기 유로의 순방향 또는 역방향으로 이송하여 상기 다중 필터부로 통과시키는 유체 이송부를 포함하는 미소입자 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 필터부의 상기 박막 구조물은 상기 유로에 탈착 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 필터부는 제1 박막 구조물 및 제2 박막 구조물을 포함하고, 상기 제1 박막 구조물은 제1 크기의 제1 개구를 가지고, 상기 제2 박막 구조물은 상기 제 1 크기와 다른 제2 크기의 제2 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1 개구의 제1 크기는 상기 미소입자의 지름보다 작고 상기 제2 개구의 제2 크기는 상기 미소입자의 지름보다 큰 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 다중 필터부는 상기 유로에 탈착 가능하도록 장착되며 상기 제1 박막 구조물의 제1 개구와 다른 크기의 제3 개구를 갖는 제3 박막 구조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제3 박막 구조물의 제3 개구는 상기 제1 크기보다 작은 제3 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제3 박막 구조물은 상기 제1 박막 구조물이 분리된 이후에 상기 유로에 장착되는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 구조물들 중 적어도 하나는 상기 미소입자가 상기 개구를 통과할 때 상기 미소입자를 계수하기 위한 전극 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 다중 필터부는 상기 박막 구조물을 상기 유로에 장착하기 위한 원통형 고정 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 원통형 고정 부재의 일측면에는 상기 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 도전 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 원통형 고정 부재는 원뿔대 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 원통형 고정 부재의 내측면 또는 외측면에 나사홈이 형성된 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 유체는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 혈액, 체액, 뇌척수액, 소변, 객담 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 미소입자는 인간 또는 동물 시료에서 채취한 조직, 세포, 단백질, 핵산 또는 이들의 군집을 포함하는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 구조물의 상기 개구는 1 내지 50㎛의 범위의 유효 지름을 갖는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 구조물의 상기 개구들은 어레이 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 개구들이 차지하는 면적은 상기 박막 구조물의 전체 면적의 5 내지 50%의 범위 이내인 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 필터부를 지나는 상기 유체의 흐름 또는 흐름 방향은 원심력 또는 교반력을 이용하여 제어되는 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 박막 구조물은 서로 겹쳐지도록 배치되어 상기 개구를 형성하는 홀들을 각각 구비하는 적어도 두개의 필터층들을 포함하고, 상기 개구의 형상과 크기는 조절 가능한 것을 특징으로 하는 미소입자 처리 장치.
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