WO2020116909A1 - 알러지 진단용 칩 및 그 알러지 진단용 칩 제조 방법 - Google Patents

알러지 진단용 칩 및 그 알러지 진단용 칩 제조 방법 Download PDF

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WO2020116909A1
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coating
membrane
antigen
upper plate
manufacturing
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English (en)
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김성욱
유지인
정철진
오재훈
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LG Chem Ltd
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LG Chem Ltd
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/41—Detecting, measuring or recording for evaluating the immune or lymphatic systems
    • A61B5/411—Detecting or monitoring allergy or intolerance reactions to an allergenic agent or substance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A61B2562/125—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors

Definitions

  • the present invention relates to an allergy diagnostic chip and a method for manufacturing the allergy diagnostic chip.
  • Diagnostic chips for analyzing the components in a sample are usually manufactured by coating an antigen or the like on a membrane-shaped fixture. Thereafter, various biological information can be obtained by reacting the antigen coated on the prepared diagnostic chip with a sample to be analyzed.
  • the diagnostic chip can be largely divided into a dot type and a line type.
  • the dot-type diagnostic chip means a diagnostic chip coated with an antigen or the like in a dot form on the fixture
  • the line-type diagnostic chip means a diagnostic chip coated with an antigen or the like in a line shape on the fixture.
  • the dot-type diagnostic chip has a hassle in which an antigen and the like must be coated on a fixed body in a dot form.
  • the line-type diagnostic chip has an advantage in terms of productivity since it can be used in a strip form by coating the antigen on the fixture in a line form and cutting it into a desired shape.
  • the problem to be solved by the present invention is to manufacture a highly integrated allergy diagnosis chip compared to the prior art.
  • the upper plate is formed a space for receiving a solution containing an antigen, a suction unit provided in the lower portion of the upper plate, and provided in the lower portion of the upper plate Preparing a lower plate to be mounted on the suction unit;
  • the solution containing the antigen in the upper plate is moved downward to form a line in which the antigen is adsorbed on the membrane Forming a coating part in a plurality of coating parts;
  • a method for manufacturing an allergy diagnostic chip is provided.
  • the thickness of the plurality of coating parts may be 0.2 mm to 0.5 mm.
  • a gap between the plurality of coating portions may be 0.5 mm to 0.9 mm.
  • the providing of the membrane may further include providing a protection plate between the suction unit and the membrane to prevent damage to the membrane due to a difference between the negative pressure and the normal pressure.
  • the upper plate is formed a space for receiving a solution containing an antigen, a suction unit provided on the lower portion of the upper plate, and provided on the lower portion of the upper plate Preparing a lower plate to be mounted on the suction unit;
  • the solution containing the antigen in the upper plate is moved downward to form a line in which the antigen is adsorbed on the membrane Forming a coating part in a plurality of coating parts;
  • the negative pressure in the step of forming the coating portion is provided with a method for manufacturing an allergy diagnostic chip formed for 7 seconds or more.
  • the membrane in the form of a sheet; And a plurality of coating parts that are regions coated with an antigen on the membrane.
  • the coating portion has a certain thickness (t), the plurality of coating portions are spaced apart from each other at regular intervals (d), the thickness of the coating portion (t) with respect to the interval (d) between the coating portions
  • a ratio (t/d) of 0.40 to 0.55 is provided for an allergy diagnostic chip.
  • the thickness t of the coating portion may be 0.2 mm to 0.5 mm.
  • the distance d between the plurality of coating parts may be 0.5 mm to 0.9 mm.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a manufacturing apparatus that can be used in a method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional side view showing the structure of a manufacturing apparatus that can be used in a method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the suction unit of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view showing the structure of the suction unit of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of an example of the top plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing the structure of an example of the top plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of the upper plate cut along the line A-A in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the structure of another example of the top plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing the structure of another example of the top plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the upper plate cut along the line B-B in FIG. 9.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the lower plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention.
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view showing the structure of the lower plate cut along the line C-C of FIG. 11.
  • FIG. 13 is a plan view showing the structure of an allergy diagnostic chip manufactured according to the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing a coating state of a diagnostic chip manufactured in accordance with Examples and Comparative Examples of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a manufacturing apparatus that can be used in a method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention
  • FIG. 2 is a side view showing a structure of a manufacturing apparatus that can be used in a method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention It is a cross section.
  • the allergy diagnostic chip manufacturing apparatus 10 (hereinafter, referred to as a'manufacturing device') according to the present invention includes an upper plate 100 in which a solution containing an antigen can be accommodated. It can contain.
  • the upper plate 100 may be configured to receive a solution containing an antigen from the outside and discharge it downward.
  • a suction unit 200 that can move the solution containing the antigen contained in the upper plate 100 downwards due to a pressure difference may be provided at a lower portion of the upper plate 100.
  • the suction unit 200 according to the present invention moves the outside air downward of the suction unit 200 by the difference between the pressure inside the suction unit and the external pressure, as will be described below, so that the inside of the upper plate 100 It may be configured to discharge the solution containing the antigen of the downward.
  • a lower plate 150 mounted on the suction unit 200 may be provided below the upper plate 100.
  • the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention includes an upper plate 100 and an upper plate 100 in which a space in which a solution containing an antigen is accommodated is formed. It may include the step of preparing a suction plate 200 provided on the lower portion, and a lower plate 150 provided on the lower portion of the upper plate 100 and mounted on the suction unit 200. In addition, the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention may further include a membrane providing step of providing a membrane on the upper surface of the lower plate 150.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the suction unit among the manufacturing devices that can be used in the present invention
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view showing the structure of the suction unit among the manufacturing devices that can be used in the present invention.
  • the suction unit 200 may be formed with a space portion 210 which is a space where the upper portion is open, and the lower plate 150 may be mounted on the upper portion of the space portion 210. Can be.
  • the solution containing the antigen accommodated inside the top plate 100 may be discharged downward by the suction unit.
  • an upper surface of the lower plate 150 is provided with a membrane having a thin thickness, and the solution discharged downward is sprayed onto the membrane to coat the antigen on the membrane. .
  • the suction unit 200 may be provided with a flow path 220 that provides a path through which air is transferred.
  • a plurality of flow paths 220 may be provided.
  • FIG. 4 shows a case where three flow paths 220 are provided.
  • the suction unit 200 is connected to the flow path 220 and may be formed with a sound pressure forming unit (not shown) capable of forming sound pressure therein.
  • a sound pressure forming unit capable of forming sound pressure therein.
  • the suction unit 200 when the air existing inside the negative pressure forming portion is removed, the inside of the negative pressure forming portion is in a negative pressure state that is lower than the normal pressure. Therefore, there is a pressure difference between the external pressure (ie, normal pressure) and the internal pressure (ie, negative pressure) of the town pressure forming unit.
  • the flow path 220 of the suction unit 200 is opened, the outside air is supplied to the inside of the negative pressure forming portion by the difference between the pressure inside the negative pressure forming portion and the external pressure, and at the same time inside the upper plate 100.
  • the received antigen is sprayed onto the membrane and coated.
  • a solution containing an antigen in the upper plate 100 is formed by forming a negative pressure, which is a pressure lower than normal pressure, inside the suction unit 200. It may include a step of forming a coating portion by moving downward to form a plurality of coating portions in the form of a line adsorbed with an antigen on the membrane.
  • the negative pressure in the negative pressure forming unit may be formed by discharging the air in the negative pressure forming unit to the outside. Thereafter, air is introduced into the negative pressure forming unit in the forming of the coating unit, and accordingly, the pressure in the negative pressure forming unit gradually increases. Then, when the pressure in the negative pressure forming portion becomes equal to the normal pressure, the coating portion forming step may be ended.
  • a negative pressure may be formed for 7 seconds to 120 seconds.
  • the negative pressure is formed for less than 7 seconds in the step of forming the coating part, in the process of coating the antigen on the membrane, the solution containing the antigen may not be properly coated in the form of a line on the membrane and smear may occur.
  • the negative pressure is formed in the coating part forming step in excess of 120 seconds, the process of coating the antigen on the membrane consumes too much time and productivity may decrease. More preferably, in the step of forming the coating portion, the negative pressure may be formed for 7 seconds to 90 seconds.
  • the difference between the negative pressure and the normal pressure may be 1.8 bar to 2.2 bar.
  • the difference between the negative pressure and the normal pressure in the forming step of the coating is less than 1.8 bar, the speed of spraying the solution in the upper plate 100 during the antigen coating process of the membrane becomes insufficient, and thus the quality of the antigen coating may be deteriorated.
  • the difference between the negative pressure and the normal pressure in the forming step of the coating exceeds 2.2 bar, the speed at which the solution is sprayed during the antigen coating process of the membrane and the speed of the air entering the eup pressure forming portion become too large, and the membrane may be damaged. Can be.
  • the manufacturing apparatus 10 may further include a pressing unit 300 that presses the upper plate 100 downward.
  • the pressing unit 300 according to the present invention lowers the upper plate 100 in the process of coating the antigen on the membrane and adheres to and presses the lower plate 150 so that the antigen is applied to the membrane provided on the upper surface of the lower plate 150. It may be a configuration that allows the coating to be smooth.
  • the pressing unit 300 includes a side pressing portion 310 pressing both sides of the upper portion of the upper plate 100 downward and a central pressing portion pressing the central portion of the upper plate 100 downward. It may include 320.
  • the side pressing portion 310 and the central pressing portion 320 may be driven independently of each other.
  • the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention may further include a pressing step of further pressing a part of the upper region of the coating unit so that the membrane can be closely adhered downward.
  • the pressing step according to the present invention may be performed between the above-described membrane provision step and the coating part forming step.
  • a step-shaped step 310a may be formed inside the side pressing part 310.
  • the step 310a may have a shape corresponding to both sides of the top plate 100.
  • both sides of the upper plate 100 are vertically formed, and a step 310a facing both sides of the upper plate 100 is also vertically formed.
  • the side pressing portion 310 not only serves to press the top plate 100 downward, but also the top plate 100 It may also play a role of gripping (grip) the top plate 100 so as not to shake from side to side.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example structure of an upper plate among manufacturing apparatuses that can be used in the present invention
  • FIG. 6 is a plan view showing an example structure of an upper plate among manufacturing apparatuses that can be used in the present invention
  • FIG. 7 Is a cross-sectional view showing the structure of the upper plate cut along the line AA in FIG. 6.
  • the upper plate 100 is provided at the upper portion 112 and the lower portion of the upper portion 112 where an injection hole 112a in which a solution containing an antigen is injected is formed. It may include a lower portion 114, the antigen-containing solution is discharged toward the lower plate (150, see FIG. 2).
  • the injection hole 112a of the top plate 100 may be a plurality of supply holes having a dot shape.
  • reference numeral 112a will be referred to as a'supply hole' in this specification.
  • a plurality of slits 114a having a line shape may be formed on the lower surface portion 114.
  • the solution containing the antigen is discharged in the form of a line through a plurality of slits 114a formed on the lower surface portion 114 of the upper plate 100 so that the antigen can be coated in a line form on the membrane.
  • the slit 114a does not mean a physical configuration, but a space in which a solution containing an antigen is discharged.
  • the width of the plurality of slits 114a formed on the lower surface portion 114 of the upper plate 100 may be 0.2 mm to 0.5 mm.
  • the width of the plurality of slits 114a formed on the lower surface portion 114 of the upper plate 100 is 0.2 mm to 0.5 mm, so that when the solution containing the antigen is coated in a line, the membrane is coated on the membrane.
  • the line thickness may also be set to be 0.2 mm to 0.5 mm. Therefore, by reducing the thickness of the line coated on the membrane compared to the prior art, it is possible to achieve high integration of the diagnostic chip. More preferably, the width of the plurality of slits 114a formed on the lower surface portion 114 of the upper plate 100 may be 0.3 mm to 0.5 mm.
  • the width of the thickness slit 114a of the coating portion can correspond to That is, the thickness of the plurality of coating portions formed in the coating portion forming step may be 0.2 mm to 0.5 mm. More preferably, the thickness of the plurality of coating parts may be 0.3 mm to 0.5 mm.
  • the upper plate 100 is formed on the upper surface portion 112 and the lower surface portion 114 and connects the connection portion 116 connecting the upper surface portion 112 and the lower surface portion 114. It can contain. It may be understood that the connecting portion 116 of the top plate 100 forms the body of the top plate 100.
  • a plurality of thin plates 116a may be spaced apart from each other inside the connection portion of the upper plate 100.
  • a plurality of inner spaces closed to each other may be formed between the plurality of thin plates 116a, and the solution containing the antigen may be accommodated in the inner space between the plurality of thin plates 116a.
  • the plurality of inner spaces formed by the plurality of thin plates 116a provided on the upper plate 100 may communicate with one of the plurality of slits 114a formed on the lower surface of the upper plate 100, respectively.
  • each of the plurality of supply holes 112a formed in the upper surface portion 112 of the upper plate 100 may communicate with one of the plurality of internal spaces formed in the connection portion 116 of the upper plate 100.
  • the solution containing the antigen supplied through one of the supply holes 112a of the upper plate 100 is formed by a plurality of thin plates 116a and communicates with the supply hole 112a in a plurality of internal spaces. After flowing in, it may be discharged downward through the slits 114a communicating with the plurality of internal spaces.
  • the thickness of the plurality of thin plates 116a formed on the connecting portion 116 of the upper plate 100 may be 0.5 mm to 0.9 mm.
  • slits 114a formed in the lower surface portion 114 of the upper plate 100 are formed of a plurality of inner spaces formed by a plurality of thin plates 116a provided in the connection portion 116. It can be connected to the end.
  • the spacing between the slits 114a formed in the lower surface portion 114 of the upper plate 100 may be the same as the thickness of the plurality of thin plates 116a provided in the connection portion 116. Therefore, the thickness of the thin plate 116a may be the same as the spacing between the coating parts formed in the coating part forming step.
  • the interval between the plurality of coating parts in the step of forming the coating part of the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention may be 0.5 mm to 0.9 mm.
  • the gap between the plurality of coating parts is less than 0.5 mm, the thin plate 116a may be damaged by a rapid flow of fluid by the operation of the suction unit 200 in the process of coating the antigen on the membrane.
  • the spacing between the plurality of coating parts exceeds 0.9 mm, the width between the coating parts coated on the membrane becomes too large, making it impossible to highly integrate the diagnostic chip.
  • the supply hole 112a of the upper surface portion formed in the upper plate 100, the inner space formed by the plurality of thin plates 116a, and the slits 114a of the lower surface portion may be in one-to-one communication with each other. Accordingly, the number of the plurality of supply holes 112a formed in the upper surface portion 112 of the upper plate 100, the number of the plurality of slits 114a formed in the lower surface portion 114 of the upper plate 100, and the upper plate The number of the plurality of internal spaces formed in the connection portion 116 of the (100) may be the same as each other. In FIG.
  • FIG. 7 some of the plurality of internal spaces formed in the connection portion 116 of the upper plate 100 are illustrated as not being in communication with the supply hole 112a of the upper surface portion 112, but as illustrated in FIG. 6 Since the supply hole 112a may be formed over the entire area of the upper surface portion 112 of the upper plate, it should not be understood that the contents shown in FIG. 7 do not correspond to the above contents of this paragraph.
  • the supply hole 112a of the upper surface portion formed in the upper plate 100 may correspond to an inner space formed by a plurality of thin plates 116a and n (n is an integer of 2 or more) to 1.
  • the supply hole 112a of the upper surface portion formed in the upper plate 100 may correspond to the inner space formed by the plurality of thin plates 116a in a two-to-one manner.
  • Figure 8 is a perspective view showing the structure of another example of the top plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention
  • Figure 9 is a plan view showing the structure of another example of the top plate in the manufacturing apparatus that can be used in the present invention
  • Figure 10 Is a cross-sectional view showing the structure of the upper plate cut along the line BB in FIG. 9.
  • a part overlapping with the description of an example of the top plate among the description of another example of the top plate will be omitted, and the description will be mainly focused on contents different from the example of the top plate.
  • the upper surface portion 112 of the upper plate 100 has a slit 112b having a line shape so that a solution containing an antigen can be supplied to the upper plate 112
  • the injection hole may be formed in plural, and each of the plurality of slits 112b formed in the upper surface portion 112 of the upper plate 100 may be among the plurality of inner spaces formed in the connection portion 116 of the upper plate 100. Can communicate with one.
  • the solution containing the antigen supplied through one of the slits 112b of the upper surface portion 112 of the top plate 100 is formed by a plurality of thin plates 116a and communicated with the slits 112b. After entering the plurality of interior spaces, the slits 114a of the lower surface portion 114 communicating with the plurality of interior spaces may be discharged downward.
  • the slit 112b of the upper surface portion formed in the upper plate 100, the inner space formed by the plurality of thin plates 116a, and the slit 114a of the lower surface portion may be in one-to-one communication with each other. Accordingly, the number of the plurality of slits 112b formed in the upper surface portion 112 of the upper plate 100, the number of the plurality of slits 114a formed in the lower surface portion 114 of the upper plate 100, and the upper plate ( The number of internal spaces formed in the connecting portion 116 of 100) may be the same. In FIG.
  • connection portion 116 of the upper plate 100 some of the plurality of internal spaces formed in the connection portion 116 of the upper plate 100 are shown as not communicating with the slit 112b of the upper surface portion 112, but as shown in FIG. 9 Since 112b is formed over the entire area of the upper surface portion 112 of the top plate, it should not be understood that the contents shown in FIG. 9 do not match the contents of the paragraph above.
  • the upper plate 100 may have a shape formed by mixing the aforementioned supply hole 112a and the slit 112b. That is, the upper plate 100 according to the present invention may have a structure in which both the supply hole 112a and the slit 112b are formed.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the lower plate of the manufacturing apparatus that can be used in the present invention
  • FIG. 12 is a side cross-sectional view showing the structure of the lower plate cut along the line C-C of FIG. 11.
  • the lower plate 150 may include an upper surface portion 162 on which a plurality of slits 162a are formed and a lower surface portion 164 on which a plurality of slits 164a are formed.
  • the slits 162a and 164a formed in the lower plate 150 also mean a physical space.
  • the slits 162a and 164a respectively formed on the upper surface portion 162 and the lower surface portion 164 of the lower plate 150 are coated with an antigen on the membrane, and external air is introduced into the suction unit. You can provide a route. That is, when the negative pressure is formed inside the suction unit 200 during the coating process of the membrane as described above, the outside air is formed with a slit 162a and a lower surface 164 formed in the upper surface portion 162 of the lower plate 150. After passing through the slit (164a) formed in sequence may be supplied to the suction unit.
  • the lower plate 150 may be formed with a connecting portion connecting the upper surface portion 162 and the lower surface portion 164, and a plurality of thin plates spaced apart from each other may be formed inside the connecting portion. have. Each of the inner spaces between the plurality of thin plates may communicate with one of the slits 162a of the upper surface portion 162 and one of the slits 164a of the lower surface portion 164.
  • the ratio of the width of the slit to the thickness of the thin plate in the upper plate according to the present invention may be 0.40 to 0.55.
  • FIG. 13 is a plan view showing the structure of an allergy diagnostic chip manufactured according to the present invention.
  • the allergy diagnostic chip 400 according to the present invention may be configured by the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention.
  • the allergy diagnostic chip 400 may include a sheet-shaped membrane 400a and a coating unit 410 that is an antigen-coated region on the membrane 400a.
  • a plurality of coating parts 410 may be formed, and may have a band shape having a constant thickness.
  • the allergy diagnostic chip 400 may have a rectangular shape having a constant width (W) and a length (L), and the plurality of coating parts 410 having a constant thickness (t) may have a width ( W) may be provided spaced apart from each other by a constant distance (d) along the direction.
  • the allergy diagnostic chip 400 according to the present invention can form a larger number of coating parts compared to the same area of the chip as compared to the prior art, so that the allergy diagnostic chip 400 can be highly integrated. To this end, in the allergy diagnostic chip 400 according to the present invention, it may have a constant ratio between the distance d between the coating parts 410 and the thickness t of the coating parts 410.
  • the ratio (ie, t/d) of the thickness (t) of the coating portion 410 to the distance (d) between the coating portions 410 in the allergy diagnostic chip 400 according to the present invention may be 0.40 to 0.55 have.
  • the thickness t of the coating unit 410 may be 0.2 mm to 0.5 mm.
  • the distance d between the coating parts 410 may be 0.5 mm to 0.9 mm.
  • the present invention controls the difference between the normal pressure and the negative pressure within a certain numerical range in the step of forming the coating, damage to the membrane may occur.
  • the step of forming the coating part external air is introduced into the suction device through the lower plate by a pressure difference between negative pressure and normal pressure, and the membrane provided on the upper surface of the lower plate 150 has an upper surface of the lower plate 150.
  • problems such as being sucked into the slit 162a of the upper surface portion 162 may occur.
  • the membrane provision step of the method for manufacturing an allergy diagnostic chip according to the present invention includes a plate for damaging membrane damage due to a difference between negative pressure and normal pressure between the suction unit 200 and the membrane. It may further include having.
  • the protective plate may include a cotton material. When the protective plate includes a cotton material or is made of a cotton material, it is possible to prevent the membrane from being damaged due to the material of the protective plate itself in the step of forming the coating.
  • a membrane was provided on the upper surface of the lower plate.
  • the side pressing portion and the central pressing portion were moved downward to adhere the upper plate to the lower plate and the membrane.
  • the air inside the negative pressure forming portion of the suction unit was discharged to create a negative pressure state that is 2 bar lower than normal pressure.
  • the outside air flows into the negative pressure forming portion, and a solution containing the antigen is coated on the membrane to prepare a diagnostic chip.
  • the flow path of the suction unit was opened for 7 seconds.
  • the pressure in the negative pressure forming portion gradually increased, and after the coating was completed, the pressure in the negative pressure forming portion reached normal pressure.
  • the membrane was coated with a solution containing the antigen in the same manner as in Example 1, except that the flow path of the suction unit was opened for 30 seconds.
  • the membrane was coated with a solution containing the antigen in the same manner as in Example 1, except that the flow path of the suction unit was opened for 60 seconds.
  • the membrane was coated with a solution containing the antigen in the same manner as in Example 1, except that the flow path of the suction unit was opened for 120 seconds.
  • the membrane was coated with a solution containing an antigen in the same manner as in Example 1, except that the flow path of the suction unit was opened for 5 seconds.
  • FIG. 14(a) shows the coating state of the diagnostic chip according to the comparative example
  • FIGS. 14(b) to 14(e) show the coating state of the diagnostic chip according to Examples 1 to 4, respectively. will be.
  • Fig. 14 (a) in the case of the comparative example, it was confirmed that a part of the solution containing the antigen was smeared around the line coated on the diagnostic chip. That is, in the case of the comparative example, it was confirmed that the time for forming the negative pressure was not sufficiently secured, so that the coating on the membrane was not properly performed.
  • the thickness (t) of the coating layer coated with the antigen-containing solution and the gap (d) between the coating layers were measured.
  • the thickness (t) of the coating layer was measured to be 0.4 mm, respectively, and the spacing (d) between the coating layers was measured to be 0.75 mm. Therefore, the ratio (t/d) of the thickness t of the coating portion to the gap d between the coating portions was measured to be 0.533.

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Abstract

알러지 진단용 칩 및 그 알러지 진단용 칩 제조 방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, 흡인 유닛의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상부 플레이트 내의 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 멤브레인 상에 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는 코팅부 형성 단계; 를 포함하는 알러지 진단용 칩 제조 방법이 제공된다.

Description

알러지 진단용 칩 및 그 알러지 진단용 칩 제조 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2018년 12월 7일자 한국특허출원 제10-2018-0157440호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 알러지 진단용 칩 및 그 알러지 진단용 칩 제조 방법에 관한 것이다.
시료 내의 성분을 분석하기 위한 진단용 칩은 멤브레인 형태의 고정체 상에 항원 등을 코팅함으로써 제조되는 것이 일반적이다. 이후, 제조된 진단용 칩 상에 코팅된 항원과 분석하고자 하는 시료를 반응시킴으로써 여러가지 생물학적 정보를 얻어낼 수 있다.
이러한 진단용 칩은 크게 도트(dot)형과 라인(line)형으로 구별될 수 있다. 도트형 진단 칩은 고정체 상에 항원 등이 도트 형태로 코팅된 진단 칩을 의미하고, 라인형 진단 칩은 고정체 상에 항원 등이 라인 형태로 코팅된 진단 칩을 의미한다. 이 중 도트형 진단 칩은 고정체 상에 항원 등을 도트 형태로 일일이 코팅해야 하는 번거로움이 있다. 반면, 라인형 진단 칩은 고정체 상에 항원 등을 라인 형태로 코팅한 후 이를 원하는 형태로 잘라서 스트립(strip) 형태로 쓸 수 있기 때문에, 생산성의 측면에서 이점이 있다.
이러한 라인형 진단 칩에서는, 코팅에 의해 형성된 라인들 간의 간격이 작을수록 동일 면적 대비 코팅되는 라인의 수가 증가하게 되므로 한 번의 검출만으로도 보다 다양한 정보를 얻을 수 있다. 따라서, 라인형 진단 칩의 경우 동일한 면적 대비 코팅되는 라인의 수를 보다 극대화시키는 고집적화가 이루어질 필요가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 기술에 비해 고집적화된 알러지 진단용 칩을 제조하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되는 흡인 유닛, 및 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되고 상기 흡인 유닛 상에 장착되는 하부 플레이트를 준비하는 단계; 상기 하부 플레이트의 상면에 멤브레인을 구비하는 멤브레인 구비 단계; 상기 흡인 유닛의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상기 상부 플레이트 내의 상기 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 상기 멤브레인 상에 상기 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는 코팅부 형성 단계; 를 포함하는 알러지 진단용 칩 제조 방법이 제공된다.
복수의 상기 코팅부의 두께는 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다.
상기 코팅부 형성 단계에서, 복수의 상기 코팅부 간의 간격은 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다.
상기 멤브레인 구비 단계는, 상기 흡인 유닛과 상기 멤브레인 사이에 상기 음압과 상압 간의 차이에 의한 상기 멤브레인의 손상을 방지하기 위한 보호판(plate)를 구비하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 멤브레인 구비 단계와 상기 코팅부 형성 단계 사이에 구비되고, 상기 멤브레인이 하방으로 밀착될 수 있도록 상기 코팅 유닛의 상부 영역 중 일부를 추가로 가압하는 가압 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되는 흡인 유닛, 및 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되고 상기 흡인 유닛 상에 장착되는 하부 플레이트를 준비하는 단계; 상기 하부 플레이트의 상면에 멤브레인을 구비하는 멤브레인 구비 단계; 상기 흡인 유닛의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상기 상부 플레이트 내의 상기 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 상기 멤브레인 상에 상기 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는 코팅부 형성 단계; 를 포함하고, 상기 코팅부 형성 단계에서 상기 음압은 7초 이상 형성되는 알러지 진단용 칩 제조 방법이 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 시트 형태의 멤브레인; 및 상기 멤브레인 상에 항원이 코팅된 영역인 복수의 코팅부; 를 포함하고, 상기 코팅부는 일정한 두께(t)를 가지고, 상기 복수의 코팅부 간에는 일정한 간격(d)으로 서로 이격되어 있고, 상기 코팅부 간의 간격(d)에 대한 상기 코팅부의 두께(t)의 비(t/d)는 0.40 내지 0.55인 알러지 진단용 칩이 제공된다.
상기 코팅부의 두께(t)는 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다.
상기 복수의 코팅부 간의 간격(d)은 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 고집적화된 알러지 진단용 칩을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법에 사용될 수 있는 제조 장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법에 사용될 수 있는 제조 장치의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 흡인 유닛의 구조를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 흡인 유닛의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 일 예의 구조를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 일 예의 구조를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 A-A 선을 따라 절단된 상부 플레이트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 다른 예의 구조를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 다른 예의 구조를 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 B-B 선을 따라 절단된 상부 플레이트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 하부 플레이트의 구조를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 C-C 선을 따라 절단된 하부 플레이트의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 13은 본 발명에 따라 제조된 알러지 진단용 칩의 구조를 도시한 평면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예와 비교예에 따라 제조된 진단용 칩의 코팅 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법 및 그 제조 방법에 사용될 수 있는 제조 장치에 대해 설명하도록 한다.
칩 제조 방법 및 칩 제조 장치
도 1은 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법에 사용될 수 있는 제조 장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법에 사용될 수 있는 제조 장치의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 장치(10, 이하, '제조 장치'라 부르기로 한다)는 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 상부 플레이트(100)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트(100)는 외부로부터 항원이 포함된 용액을 공급받아 하방으로 배출하는 구성일 수 있다.
상부 플레이트(100)의 하부에는 압력 차이에 의해 상부 플레이트(100) 내부에 수용된 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시킬 수 있는 흡인 유닛(200)이 구비될 수 있다. 본 발명에 따른 흡인 유닛(200)은 하기에서 살펴볼 바와 같이 흡인 유닛 내부의 압력과 외부의 압력 차이에 의해 외부의 공기를 흡인 유닛(200)의 하방으로 이동시킴으로써, 그에 따라 상부 플레이트(100) 내부의 항원이 포함된 용액이 하방으로 배출되도록 하는 구성일 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2를 참고하면, 상부 플레이트(100)의 하부에는 흡인 유닛(200) 상에 장착되는 하부 플레이트(150)가 구비될 수 있다.
전술한 내용 및 도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법은, 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 상부 플레이트(100), 상부 플레이트(100)의 하부에 구비되는 흡인 유닛(200), 및 상부 플레이트(100)의 하부에 구비되고 흡인 유닛(200) 상에 장착되는 하부 플레이트(150)를 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법은, 하부 플레이트(150)의 상면에 멤브레인을 구비하는 멤브레인 구비 단계를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 흡인 유닛의 구조를 도시한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 흡인 유닛의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 흡인 유닛(200)에는 상부가 개방되어 있는 공간인 공간부(210)가 형성될 수 있고, 하부 플레이트(150)는 공간부(210)의 상부에 탑재될 수 있다.
전술한 바와 같이 상부 플레이트(100)의 내부에 수용된 항원이 포함된 용액은 흡인 유닛에 의해 하방으로 배출될 수 있다. 또한, 항원이 포함된 용액이 하방으로 배출될 때, 하부 플레이트(150)의 상면에는 얇은 두께를 갖는 멤브레인이 구비되는데, 하방으로 배출된 용액은 멤브레인 상에 분사됨으로써 멤브레인에 항원이 코팅될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 흡인 유닛(200)에는, 공기가 이송되는 경로를 제공하는 유로(220)가 구비될 수 있다. 유로(220)는 복수로 구비될 수 있다. 도 4에는 유로(220)가 3개가 구비된 경우가 도시되어 있다.
또한, 흡인 유닛(200)은 유로(220)와 연결되며 내부에 음압을 형성할 수 있는 음압 형성부(미도시)가 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면 음압 형성부의 내부에 존재하는 공기가 제거되는 경우 음압 형성부의 내부는 상압(normal pressure)보다 낮은 상태인 음압(negative pressure) 상태가 된다. 따라서, 외부의 압력(즉, 상압)과 읍압 형성부 내부의 압력(즉, 음압) 간에는 압력 차이가 존재하게 된다. 이때, 흡인 유닛(200)의 유로(220)를 개방하게 되면 상기 음압 형성부 내부의 압력과 외부의 압력 간의 차이에 의해 외부의 공기가 음압 형성부 내부에 공급됨과 동시에 상부 플레이트(100) 내부에 수용되어 있던 항원이 멤브레인에 분사되어 코팅된다.
따라서, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법은, 흡인 유닛(200)의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상부 플레이트(100) 내 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 멤브레인 상에 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는, 코팅부 형성 단계를 포함할 수 있다.
한편, 음압 형성부 내에서 음압은, 음압 형성부 내의 공기가 외부로 배출됨으로써 형성될 수 있다. 이후, 코팅부 형성 단계에서 음압 형성부 내부로 공기가 유입되고, 그에 따라 음압 형성부 내의 압력은 점차 증가하게 된다. 그러다가 음압 형성부 내의 압력이 상압과 동일하게 되면 코팅부 형성 단계가 종료될 수 있다.
본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법의 코팅부 형성 단계에서, 음압은 7초 내지 120초 동안 형성될 수 있다. 코팅부 형성 단계에서 음압이 7초 미만으로 형성되는 경우에는, 멤브레인에 항원을 코팅하는 과정에서 항원이 포함된 용액이 멤브레인에 라인 형태로 제대로 코팅되지 못하고 번지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 코팅부 형성 단계에서 음압이 120초를 초과하여 형성되는 경우에는, 멤브레인에 항원을 코팅하는 공정에 지나치게 많은 시간이 소모되어 생산성이 떨어질 수 있다. 보다 바람직하게, 코팅부 형성 단계에서 음압은 7초 내지 90초 동안 형성될 수 있다.
또한, 코팅부 형성 단계에서, 음압과 상압 간의 차이는 1.8bar 내지 2.2bar 일 수 있다. 코팅부 형성 단계에서 음압과 상압 간의 차이가 1.8bar 미만인 경우에는 멤브레인의 항원 코팅 과정에서 상부 플레이트(100) 내의 용액이 분사되는 속도가 충분하지 않게 되어 항원 코팅의 품질이 저하될 수 있다. 반면, 코팅부 형성 단계에서 음압과 상압 간의 차이가 2.2bar를 초과하는 경우에는 멤브레인의 항원 코팅 과정에서 용액이 분사되는 속도 및 읍압 형성부에 유입되는 공기의 속도가 지나치게 커지게 되어 멤브레인이 손상될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 제조 장치(10)는 상부 플레이트(100)를 하방으로 가압하는 가압 유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 가압 유닛(300)은 멤브레인에 항원을 코팅하는 과정에서 상부 플레이트(100)를 하강시켜 하부 플레이트(150)에 밀착 및 가압함으로써 하부 플레이트(150)의 상면에 구비된 멤브레인에 항원의 코팅이 원활하게 이루어지도록 하는 구성일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 가압 유닛(300)은 상부 플레이트(100)의 상부의 양 측부를 하방으로 가압하는 측면 가압부(310) 및 상부 플레이트(100)의 중앙부를 하방으로 가압하는 중앙 가압부(320)를 포함할 수 있다. 측면 가압부(310)와 중앙 가압부(320) 간에는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법은 멤브레인이 하방으로 밀착될 수 있도록 코팅 유닛의 상부 영역 중 일부를 추가로 가압하는 가압 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 가압 단계는 전술한 멤브레인 구비 단계와 코팅부 형성 단계 사이에 이루어질 수 있다.
계속해서 도 1 및 도 2를 참고하면, 측면 가압부(310)의 내측에는 계단 형상의 단차(310a)가 형성될 수 있다. 이때, 단차(310a)는 상부 플레이트(100)의 양 측부에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 도 2에는 상부 플레이트(100)의 양 측부가 수직하게 형성되고, 상부 플레이트(100)의 양 측부와 마주보는 단차(310a) 역시 수직하게 형성된 경우가 도시되어 있다. 단차(310a)가 상부 플레이트(100)의 양 측부에 대응되는 형상을 가지는 경우, 측면 가압부(310)는 상부 플레이트(100)를 하방으로 가압하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 상부 플레이트(100)가 좌우로 흔들리지 않도록 상부 플레이트(100)를 파지(grip)하는 역할도 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 일 예의 구조를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 일 예의 구조를 도시한 평면도이고, 도 7은 도 6의 A-A 선을 따라 절단된 상부 플레이트의 구조를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 일 예에 따르면 상부 플레이트(100)는 항원이 포함된 용액이 주입되는 주입구(112a)가 형성되는 상면부(112) 및 상면부(112)의 하부에 구비되고 항원이 포함된 용액이 하부 플레이트(150, 도 2 참조)를 향해 배출되는 하면부(114)를 포함할 수 있다. 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 상부 플레이트의 일 예에 따르면 상부 플레이트(100)의 주입구(112a)는 도트(dot) 형상을 갖는 복수의 공급홀일 수 있다. 이하, 본 명세서에서 도면부호 112a를 '공급홀'이라 부르기로 한다.
한편, 본 발명의 상부 플레이트(100)의 일 예에서 하면부(114)에는 라인 형상을 갖는 슬릿(114a)이 복수로 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)을 통해 항원이 포함된 용액이 라인 형태로 배출됨으로써 멤브레인에 항원이 라인 형태로 코팅될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 슬릿(114a)은 물리적인 구성을 의미하는 것이 아니라, 항원이 포함된 용액이 배출되는 공간을 의미한다.
상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)의 폭은 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다. 본 발명에 따르면 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)의 폭이 0.2mm 내지 0.5mm이므로, 멤브레인에 항원이 포함된 용액을 라인 형태로 코팅할 때 멤브레인에 코팅된 라인의 두께 역시 0.2mm 내지 0.5mm가 되도록 할 수 있다. 따라서, 종래 기술에 비해 멤브레인에 코팅된 라인의 두께를 줄임으로써, 진단용 칩의 고집적화를 도모할 수 있다. 보다 바람직하게 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)의 폭은 0.3mm 내지 0.5mm일 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 코팅부 형성 단계에서, 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)을 통해 항원이 포함된 용액이 배출되므로 코팅부의 두께 슬릿(114a)의 폭에 대응될 수 있다. 즉, 코팅부 형성 단계에서 형성된 복수의 코팅부의 두께는 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다. 보다 바람직하게는, 복수의 코팅부의 두께는 0.3mm 내지 0.5mm일 수 있다.
계속해서 도 5 내지 도 7을 참고하면, 상부 플레이트(100)는 상면부(112)와 하면부(114)에 형성되고 상면부(112)와 하면부(114)를 연결하는 연결부(116)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트(100)의 연결부(116)는 상부 플레이트(100)의 몸체를 형성하는 것으로 이해될 수도 있다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(100)의 연결부의 내부에는 복수의 박판(116a)들이 서로 이격되게 구비되어 있을 수 있다. 복수의 박판(116a)들 사이에는 서로 밀폐된 복수의 내부 공간이 형성될 수 있는데, 항원이 포함된 용액은 복수의 박판(116a)들 사이에의 내부 공간에 수용될 수 있다.
한편, 상부 플레이트(100)에 구비된 복수의 박판(116a)들에 의해 형성된 복수의 내부 공간들은 각각 상부 플레이트(100)의 하면부에 형성된 복수의 슬릿(114a)들 중 하나와 연통될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(100)의 상면부(112)에 형성된 복수의 공급홀(112a)들 각각은 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간들 중 하나와 연통될 수 있다.
따라서, 상부 플레이트(100)의 공급홀(112a)들 중 하나를 통해 공급된 항원이 포함된 용액은 복수의 박판(116a)들에 의해 형성되고 상기 공급홀(112a)과 연통된 복수의 내부 공간에 유입된 후 상기 복수의 내부 공간과 연통된 슬릿(114a)을 통해 하방으로 배출될 수 있다.
상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 박판(116a)의 두께는 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 슬릿(114a)들은 연결부(116)에 구비된 복수의 박판들(116a)에 의해 형성되는 복수의 내부 공간들의 끝부와 연결될 수 있다. 또한, 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 슬릿(114a)들 간의 간격은 연결부(116)에 구비된 복수의 박판(116a)들의 두께과 동일할 수 있다. 따라서, 박판(116a)의 두께는 코팅부 형성 단계에서 형성된 코팅부들 간의 간격과 동일할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩의 제조 방법의 코팅부 형성 단계에서 복수의 코팅부 간의 간격은 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다. 복수의 코팅부 간의 간격이 0.5mm 미만인 경우에는 멤브레인에 항원을 코팅하는 과정에서 흡인 유닛(200)의 가동에 의한 급격한 유체의 흐름에 의해 박판(116a)이 손상될 수 있다. 반면, 복수의 코팅부 간의 간격이 0.9mm를 초과하는 경우에는 멤브레인에 코팅되는 코팅부들 간의 폭이 지나치게 커지게 되어 진단용 칩의 고집적화가 불가능하게 된다.
상부 플레이트(100)에 형성된 상면부의 공급홀(112a), 복수의 박판(116a)들에 의해 형성된 내부 공간, 및 하면부의 슬릿(114a)은 서로 일대일로 연통될 수 있다. 따라서, 상부 플레이트(100)의 상면부(112)에 형성된 복수의 공급홀(112a)의 개수, 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)의 개수, 및 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간의 개수는 서로 동일할 수 있다. 도 7에는 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간들 중 일부가 상면부(112)의 공급홀(112a)과 연통되지 않는 것처럼 도시되어 있지만, 도 6에 도시된 바와 같이 공급홀(112a)은 상부 플레이트의 상면부(112)의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있기 때문에, 도 7에 도시된 내용이 본 문단의 상기 내용과 부합하지 않는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
그러나, 이와 달리 상부 플레이트(100)에 형성된 상면부의 공급홀(112a)은 복수의 박판(116a)들에 의해 형성된 내부 공간과 n(n은 2 이상의 정수) 대 1로 대응될 수도 있다. 예를 들어, 상부 플레이트(100)에 형성된 상면부의 공급홀(112a)은 복수의 박판(116a)들에 의해 형성된 내부 공간과 2대 1로 대응될 수 있다.
도 8은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 다른 예의 구조를 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 상부 플레이트의 다른 예의 구조를 도시한 평면도이고, 도 10은 도 9의 B-B 선을 따라 절단된 상부 플레이트의 구조를 도시한 단면도이다. 하기에서, 상부 플레이트의 다른 예에 대한 설명 중 상부 플레이트의 일 예에 대한 설명과 중첩되는 부분은 생략하고, 상부 플레이트의 일 예와 다른 내용 위주로 설명하도록 한다.
도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다른 예에 따르면 상부 플레이트(100)의 상면부(112)에는 상부 플레이트(112)로 항원이 포함된 용액이 공급될 수 있도록 라인 형상을 갖는 슬릿(112b)이 주입구로서 복수로 형성될 수 있고, 상부 플레이트(100)의 상면부(112)에 형성된 복수의 슬릿(112b)들 각각은 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간들 중 하나와 연통될 수 있다.
따라서, 상부 플레이트(100)의 상면부(112)의 슬릿(112b)들 중 하나를 통해 공급된 항원이 포함된 용액은 복수의 박판(116a)들에 의해 형성되고 상기 슬릿(112b)과 연통된 복수의 내부 공간에 유입된 후 상기 복수의 내부 공간과 연통된 하면부(114)의 슬릿(114a)을 통해 하방으로 배출될 수 있다.
또한, 상부 플레이트(100)에 형성된 상면부의 슬릿(112b), 복수의 박판(116a)들에 의해 형성된 내부 공간, 및 하면부의 슬릿(114a)은 서로 일대일로 연통될 수 있다. 따라서, 상부 플레이트(100)의 상면부(112)에 형성된 복수의 슬릿(112b)의 개수, 상부 플레이트(100)의 하면부(114)에 형성된 복수의 슬릿(114a)의 개수, 및 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간의 개수는 서로 동일할 수 있다. 도 10에는 상부 플레이트(100)의 연결부(116)에 형성된 복수의 내부 공간들 중 일부는 상면부(112)의 슬릿(112b)과 연통되지 않는 것처럼 도시되어 있지만, 도 9에 도시된 바와 같이 슬릿(112b)은 상부 플레이트의 상면부(112)의 전 영역에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 도 9에 도시된 내용이 상기 본 문단의 상기 내용과 부합하지 않는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
한편, 상부 플레이트(100)는 전술한 공급홀(112a)과 슬릿(112b)이 혼합되어 형성된 형태를 가질 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 상부 플레이트(100)는 공급홀(112a)과 슬릿(112b)이 모두 형성된 구조를 가질 수도 있다.
도 11은 본 발명에 사용될 수 있는 제조 장치 중 하부 플레이트의 구조를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 C-C 선을 따라 절단된 하부 플레이트의 구조를 도시한 측단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 하부 플레이트(150)는 복수의 슬릿(162a)이 형성되는 상면부(162)와 복수의 슬릿(164a)이 형성되는 하면부(164)를 포함할 수 있다. 상부 플레이트의 경우와 동일하게 하부 플레이트(150)에 형성된 슬릿들(162a, 164a) 역시 물리적인 공간을 의미한다.
하부 플레이트(150)의 상면부(162) 및 하면부(164)에 각각 형성된 슬릿들(162a, 164a)은 항원이 포함된 용액이 멤브레인에 코팅되는 과정에서, 외부의 공기들이 흡인 유닛으로 유입되는 경로를 제공할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 멤브레인의 코팅 과정에서 흡인 유닛(200)의 내부에서 음압이 형성되면 외부의 공기들은 하부 플레이트(150)의 상면부(162)에 형성된 슬릿(162a)과 하면부(164)에 형성된 슬릿(164a)을 순차적으로 통과한 후 흡인 유닛으로 공급될 수 있다. 한편, 상부 플레이트의 경우와 유사하게 하부 플레이트(150)에도 상면부(162)와 하면부(164)를 연결하는 연결부가 형성될 수 있고 연결부의 내부에는 서로 이격되어 있는 복수의 박판들이 형성될 수 있다. 복수의 박판들 사이의 내부 공간 각각은 상면부(162)의 슬릿(162a)들 중 하나 및 하면부(164)의 슬릿(164a)들 중 하나와 연통될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 상부 플레이트에서 박판의 두께에 대한 슬릿의 폭의 비는 0.40 내지 0.55일 수 있다.
도 13은 본 발명에 따라 제조된 알러지 진단용 칩의 구조를 도시한 평면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩(400)은 전술한 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법에 의해 제조된 구성일 수 있다.
알러지 진단용 칩(400)은 시트 형태의 멤브레인(400a) 및 멤브레인(400a) 상에 항원이 코팅된 영역인 코팅부(410)를 포함할 수 있다. 코팅부(410)는 복수개 형성될 수 있고, 일정한 두께를 갖는 띠 형상을 가질 수 있다.
알러지 진단용 칩(400)은 일정한 폭(W) 및 길이(L)를 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있고, 일정한 두께(t)를 갖는 복수의 코팅부(410)는 알러지 진단용 칩(400)의 폭(W) 방향을 따라 서로 일정한 간격(d)만큼 이격되어 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 알러지 진단용 칩(400)은 종래 기술에 비해 칩의 동일 면적 대비 많은 수의 코팅부를 형성할 수 있으므로, 알러지 진단용 칩(400)의 고집적화가 가능할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩(400)에서 코팅부(410) 간의 간격(d)과 코팅부(410)의 두께(t) 간에는 일정한 비율을 가질 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩(400)에서 코팅부(410) 간의 간격(d)에 대한 코팅부(410)의 두께(t)의 비(즉, t/d)는 0.40 내지 0.55일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 코팅부(410)의 두께(t)는 0.2mm 내지 0.5mm일 수 있다. 또한, 코팅부(410) 간의 간격(d)은 0.5mm 내지 0.9mm일 수 있다.
한편, 본 발명이 코팅부 형성 단계에서 상압과 음압 간의 차이를 일정 수치 범위 내에서 조절을 함에도 불구하고 멤브레인의 손상이 일어날 수 있다. 예를 들어, 코팅부 형성 단계에서 음압과 상압 간의 압력 차이에 의해 외부의 공기가 하부 플레이트를 거쳐 흡인 장치로 유입되는데, 하부 플레이트(150)의 상면에 구비된 멤브레인이 하부 플레이트(150)의 상면부(162)와 직접 접촉하는 경우 상면부(162)의 슬릿(162a)에 빨려 들어가는 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 문제점을 방지하기 위해 본 발명에 따른 알러지 진단용 칩 제조 방법의 멤브레인 구비 단계는, 흡인 유닛(200)과 멤브레인 사이에 음압과 상압 간의 차이에 의한 멤브레인의 손상을 망지하기 위한 보호판(plate)를 구비하는 것을 더 포함할 수 있다. 보호판은 면(cotton) 재질을 포함할 수 있다. 보호판이 면 재질을 포함하거나 면 재질로 이루어진 경우 코팅부 형성 단계에서 보호판 자체의 재질로 인해 멤브레인이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
실시예 1
체결을 통해 흡인 유닛의 공간부의 상부에 하부 플레이트를 고정시킨 후 하부 플레이트의 상면에 멤브레인을 구비하였다. 또한, 상부 플레이트의 양 측부를 측면 가압부로 파지한 후 측면 가압부와 중앙 가압부를 하방으로 이동시켜 상부 플레이트를 하부 플레이트 및 멤브레인에 밀착시켰다. 또한, 흡인 유닛의 음압 형성부의 내부에 있는 공기를 배출하여 상압보다 2 bar만큼 낮은 음압 상태를 만들었다.
이후, 흡인 유닛의 유로를 개방함으로써 외부의 공기가 음압 형성부에 유입되면서 멤브레인에 항원이 포함된 용액을 코팅하여 진단용 칩을 제조하였다. 흡인 유닛의 유로는 7초동안 개방되었다. 음압 형성부 내에 공기가 유입되면서 음압 형성부 내의 압력은 점차 상승하였고 코팅이 완료된 후 음압 형성부 내의 압력은 상압에 도달하였다.
실시예 2
흡인 유닛의 유로가 30초동안 개방된 것을 제외하면, 실시예 1과 동일하게 멤브레인에 항원이 포함된 용액이 코팅되었다.
실시예 3
흡인 유닛의 유로가 60초동안 개방된 것을 제외하면, 실시예 1과 동일하게 멤브레인에 항원이 포함된 용액이 코팅되었다.
실시예 4
흡인 유닛의 유로가 120초동안 개방된 것을 제외하면, 실시예 1과 동일하게 멤브레인에 항원이 포함된 용액이 코팅되었다.
비교예
흡인 유닛의 유로가 5초동안 개방된 것을 제외하면, 실시예 1와 동일하게 멤브레인에 항원이 포함된 용액이 코팅되었다.
실험예 1
실시예와 비교예에 따라 제조된 진단용 칩의 항원 코팅 상태를 관찰하였다. 관찰한 결과는 도 14에 도시되어 있다. 도 14의 (a)는 비교예에 따른 진단용 칩의 코팅 상태를 도시한 것이고, 도 14의 (b) 내지 (e)는 각각 실시예 1 내지 실시예 4에 따른 진단용 칩의 코팅 상태를 도시한 것이다.
도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 비교예의 경우 진단용 칩에 코팅된 라인 주변에 항원이 포함된 용액의 일부가 번져 있는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 비교예의 경우 음압이 형성되는 시간이 충분히 확보되지 못해 멤브레인에 코팅이 제대로 이루어지지 못하였음을 확인할 수 있다.
도 14의 (b) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 4의 경우 진단용 칩에 코팅된 라인에만 코팅이 정상적으로 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
실험예 2
실시예 1 내지 4 및 비교예에 따라 제조된 진단용 칩에서 항원 포함된 용액이 코팅된 코팅층의 두께(t)와 코팅층 간의 간격(d)을 측정하였다.
실시예 1 내지 4에 따라 제조된 진단용 칩에서 코팅층의 두께(t)는 각각 0.4mm로 측정되었고, 코팅층 간의 간격(d)은 0.75mm로 측정되었다. 따라서, 코팅부 간의 간격(d)에 대한 상기 코팅부의 두께(t)의 비(t/d)는 0.533으로 측정되었다.
반면, 비교예의 경우 용액이 균일하게 코팅되지 못하고 코팅된 라인 주변으로 용액의 일부가 번졌으므로 코팅층의 두께 및 코팅층 간의 간격을 측정할 수 없었다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (9)

  1. 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되는 흡인 유닛, 및 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되고 상기 흡인 유닛 상에 장착되는 하부 플레이트를 준비하는 단계;
    상기 하부 플레이트의 상면에 멤브레인을 구비하는 멤브레인 구비 단계;
    상기 흡인 유닛의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상기 상부 플레이트 내의 상기 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 상기 멤브레인 상에 상기 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는 코팅부 형성 단계; 를 포함하는 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  2. 청구항 1에서,
    복수의 상기 코팅부의 두께는 0.2mm 내지 0.5mm인 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 코팅부 형성 단계에서,
    복수의 상기 코팅부 간의 간격은 0.5mm 내지 0.9mm 인 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  4. 청구항 1에서,
    상기 멤브레인 구비 단계는,
    상기 흡인 유닛과 상기 멤브레인 사이에 상기 음압과 상압 간의 차이에 의한 상기 멤브레인의 손상을 방지하기 위한 보호판(plate)를 구비하는 것을 더 포함하는 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  5. 청구항 1에서,
    상기 멤브레인 구비 단계와 상기 코팅부 형성 단계 사이에 구비되고, 상기 멤브레인이 하방으로 밀착될 수 있도록 상기 코팅 유닛의 상부 영역 중 일부를 추가로 가압하는 가압 단계; 를 더 포함하는 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  6. 항원이 포함된 용액이 수용될 수 있는 공간이 형성되는 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되는 흡인 유닛, 및 상기 상부 플레이트의 하부에 구비되고 상기 흡인 유닛 상에 장착되는 하부 플레이트를 준비하는 단계;
    상기 하부 플레이트의 상면에 멤브레인을 구비하는 멤브레인 구비 단계;
    상기 흡인 유닛의 내부에 상압(normal pressure)보다 낮은 압력인 음압(negative pressure)을 형성함으로써 상기 상부 플레이트 내의 상기 항원이 포함된 용액을 하방으로 이동시켜, 상기 멤브레인 상에 상기 항원이 흡착된 라인 형태의 코팅부를 복수로 형성하는 코팅부 형성 단계; 를 포함하고,
    상기 코팅부 형성 단계에서 상기 음압은 7초 이상 형성되는 알러지 진단용 칩 제조 방법.
  7. 시트 형태의 멤브레인; 및
    상기 멤브레인 상에 항원이 코팅된 영역인 복수의 코팅부; 를 포함하고,
    상기 코팅부는 일정한 두께(t)를 가지고, 상기 복수의 코팅부 간에는 일정한 간격(d)으로 서로 이격되어 있고,
    상기 코팅부 간의 간격(d)에 대한 상기 코팅부의 두께(t)의 비(t/d)는 0.40 내지 0.55인 알러지 진단용 칩.
  8. 청구항 7에서,
    상기 코팅부의 두께(t)는 0.2mm 내지 0.5mm인 알러지 진단용 칩.
  9. 청구항 7에서,
    상기 복수의 코팅부 간의 간격(d)은 0.5mm 내지 0.9mm인 알러지 진단용 칩.
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