WO2023132711A1 - 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치 - Google Patents

레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치 Download PDF

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WO2023132711A1
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WO
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circuit board
laser diode
printed circuit
board assembly
separation
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PCT/KR2023/000343
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English (en)
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Inventor
김승훈
김종만
이정민
Original Assignee
주식회사 씨티셀즈
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices

Definitions

  • the present invention relates to a target material separation control device using a laser diode, and more particularly, by using a laser diode to increase the wax temperature of a valve provided in a channel connecting chambers of a separation disk to open and close the valve. It relates to a target material separation control device using a laser diode that can operate accurately and smoothly.
  • Diagnosis of cancer generally uses a diagnostic technique based on histopathology.
  • the histopathological diagnosis technique is a technique for diagnosing a tumor using a tissue sample obtained from a biopsy. This histopathological approach allows direct observation of tumor cells.
  • CTCs circulating tumor cells
  • a conventional disk device includes, for example, a disk having a plurality of chambers, rotates the disk to generate centrifugal force, and uses the centrifugal force to separate target cells such as circulating tumor cells from blood.
  • the plurality of chambers may roughly include a main chamber and a separation chamber connected to the main chamber through a channel.
  • a valve is provided in the channel so that material may be moved by opening and closing the valve.
  • the valve is generally made of wax that reacts with heat, and there is a concern that an error may occur in the operation of the valve because heat is not properly transferred to the valve.
  • the present invention is a biomedical technology development (R&D) task of the National Research Foundation of Korea under the Ministry of Science and ICT, which is a mass production-based target cell separation device production and operation performance verification, and inertia for isolating fetal cells from pregnant women's blood for non-invasive early prenatal diagnosis. It is the result of a part of the centrifugal microfluidic technology development project.
  • An embodiment of the present invention uses a laser diode to increase the wax temperature of a valve provided in a channel connecting the chambers of a separation disk to a target material using a laser diode, in which the opening and closing operation of the valve can be performed accurately and smoothly.
  • a separation control device is provided.
  • a target material separation control apparatus using a laser diode includes a plurality of chambers and a channel connecting the plurality of chambers, and separates a target material from a sample by centrifugal force generated by rotation.
  • a printed circuit board assembly including a separation disc, a laser diode detachably coupled to the separation disc, and irradiating a laser to a valve in the channel to generate heat to open and close the valve, and to pass through the printed circuit board assembly. It is provided, and may include a coupling portion for coupling and fixing the printed circuit board to the separation disk.
  • the printed circuit board assembly may include a first circuit board for control and a second circuit board on which the laser diode is mounted.
  • the printed circuit board assembly may further include a connecting portion provided between the first circuit board and the second circuit board and determining a position and an angle of the second circuit board with respect to the separation disk. there is.
  • the upper surface of the separation disk has a downwardly inclined shape from the center to the outside, and the connection part has a downwardly inclined shape from the center to correspond to the inclined angle of the upper surface of the separation disk,
  • the second circuit board may be coupled to the lower surface.
  • a total of four sets of the plurality of chambers connected to the channel are provided along the circumferential direction of the separation disk, four second circuit boards are provided, and the printed circuit board assembly is formed by the coupling part.
  • positions of the four second circuit boards and the plurality of chambers provided in four sets are aligned, and the positions of the laser diode on the second circuit board and the valve in the channel may be matched. there is.
  • the coupling portion is provided with a penetrating member passing through the center of the printed circuit board assembly and inserted into a coupling hole provided at the center of the separation disk and an upper end of the penetrating member, and pressing the penetrating member to and a rotating member that couples the printed circuit board assembly to the separation disk by fixing the penetrating member to the coupling hole by inserting the penetrating member into the coupling hole and then rotating the penetrating member.
  • the coupling holes provided in the separation disk are provided with straight holes at 180 degree intervals, and at the lower end of the penetrating member, straight protrusions corresponding to the shape of the coupling holes are provided at 180 degree intervals, and the penetrating member When a is inserted into the coupling hole and then the through member is rotated, the straight protrusion of the through member may be caught and fixed to the lower end of the coupling hole.
  • the coupling part is inserted into the penetrating member so as to be positioned between the rotating member and the upper surface of the printed circuit board assembly through which the penetrating member passes, generating a force pushing the rotating member against the printed circuit board assembly. It may further include an elastic member for reinforcing the bonding force of the printed circuit board assembly with respect to the separation disk.
  • the printed circuit board assembly may further include a communication unit provided on the first circuit board and wirelessly communicating with an external device to control driving of the laser diode mounted on the second circuit board.
  • a laser in the range of 750 nm to 890 nm is irradiated through the laser diode to melt the valve made of a thermoplastic resin or a phase change material.
  • the valve by using a laser diode to increase the temperature of the wax of the valve provided in the channel connecting the chambers of the separation disk, the valve can be opened and closed accurately and smoothly.
  • the coupling of the printed circuit board assembly to the separation disk can be performed quickly and accurately by the coupling part, and through this, the positions of the laser diode and the valve can be precisely aligned.
  • the valve is not limited to the rotation speed and rotation direction, and it is possible to open and close the valve through wireless communication, thereby separating the target substance. It can be effectively applied to improving the performance of control devices.
  • FIG. 1 is a front view of a target material separation control device using a laser diode according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1;
  • Fig. 3 is a perspective view of the separation disk of Fig. 1;
  • FIG. 4 is a view of the printed circuit board assembly shown in FIG. 1 viewed from the bottom direction;
  • FIG. 5 is a modified view of FIG. 1 showing another structure of a separation disk and a printed circuit board assembly coupled thereto.
  • FIG. 6 is a view illustrating coupling of the printed circuit board assembly to the separation disk by the coupling part shown in FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a sequential view for explaining a structure in which a penetrating member of the coupling portion is caught inside the coupling hole as an internal structure of the coupling hole shown in FIG. 6 .
  • FIG. 1 is a front view of a target material separation control device using a laser diode according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view of the separation disk of FIG. 1
  • FIG. 1 is a view of the printed circuit board assembly shown in the bottom direction
  • FIG. 5 is a modified view of FIG. 1, showing another structure of a separation disk and a printed circuit board assembly coupled thereto
  • FIG. It is a view showing that the printed circuit board assembly is coupled to the separation disk by the shown coupling part
  • FIG. 7 is an internal structure of the coupling hole shown in FIG. It is a sequential drawing.
  • the target material separation control apparatus 100 using a laser diode includes a separation disk 120 and a separation disk ( 120) is coupled to the disk rack 115, the disk fixing portion 190 for fixing the separation disk 120, the printed circuit board assembly 150 coupled to the separation disk 120, and the printed circuit A rotor having a coupling part 180 coupling the substrate assembly 150 to the separation disk 120, a fixing pin 112 fixed to the disk rack 115, and a motor (not shown) generating rotational force. (110).
  • the separation disk 120 of this embodiment is rotated along with the rotation of the rotor 110 by a motor that generates a driving force for rotation, as shown in FIGS. 1 and 2, at this time
  • the generated centrifugal force can be used to separate a target substance from a sample, for example, target cells from blood.
  • the rotor 110 may be coupled to the disk rack 115 into which the separation disk 120 is inserted by the fixing pin 112, and the separation disk 120 coupled by the rotation of the rotor 110 can be rotated together.
  • the rotational speed of the rotor 110 can be determined by the control of the controller, and since centrifugal force is generated in proportion to the rotational speed, the separation of target cells from the blood in the separation disk 120 is smooth using this. can be done
  • a target substance for example, target cells such as circulating tumor cells
  • a sample that is, blood
  • the separation disk 120 It is possible to separate particles or cells included in a biological sample using the target substance separation control device 100, and the cells may be, for example, circulating tumor cells (CTCs).
  • CTCs circulating tumor cells
  • the separation disk 120 of this embodiment is inserted into and coupled to the disk rack 115, and includes a plurality of chambers 132, 133, 134, 135, and 136 provided in a groove shape. It may include a plurality of unit chamber sets 130 made of.
  • a total of four unit chamber sets 130 of this embodiment are provided, and may be arranged at intervals of 90 degrees along the circumferential direction within the disk rack 115 . And, as will be described later, since some structures of the printed circuit board assembly 150 have corresponding structures, circulating tumor cells can be smoothly separated from each unit chamber set 130 .
  • each unit chamber set 130 includes a plurality of chambers 132, 133, 134, 135, and 136, the plurality of chambers, as shown in FIG. 3, the main chamber 132, It may include a plasma separation chamber 136, a mixing chamber 133, a separation chamber 134, a target cell accommodating chamber 135, and the like.
  • circulating tumor cells can be separated from blood. 138) is essential for smooth operation.
  • the main chamber A valve 138 opened and closed by heat supplied from the outside is mounted in the channel 137 connecting the mixing chamber 133 and the mixing chamber 132, and in this embodiment, by accurately controlling the heat to open and close the valve 138.
  • the separated material can be moved through the channel 137 connecting the chambers.
  • valve 138 by precisely irradiating a laser to the position of the valve 138 of the channel 137 to generate heat, the valve 138 must be opened and closed accurately. Opening and closing of each valve 138 can be precisely controlled through the integrated printed circuit board assembly 150 so that the position of the valve 138 and the laser diode 175 can be accurately aligned.
  • valve 138 provided in the channel 137 of the present embodiment will be described.
  • the valve 138 of the present embodiment maintains a solid state and passes through the laser diode 175. It may be a thermoplastic or phase change material that melts when heat is applied.
  • wax may be applied to the valve 138 as a phase change material.
  • the wax any one of paraffin wax, microcrystalline wax, petrolatum wax, animal or vegetable synthetic wax, or natural wax may be used. . However, it is not limited thereto.
  • thermoplastic resin may be applied to the valve 138.
  • the thermoplastic resin include cyclic olefin copolymer (COC), polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), perfluoralkoxy (PFA), It may be polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA), polysulfone (PSU), and polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • COC cyclic olefin copolymer
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PC polycarbonate
  • PS polystyrene
  • POM polyoxymethylene
  • PFA perfluoralkoxy
  • PVC polyvinylchloride
  • PP polypropylene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEEK polyetheretherketone
  • PA polyamide
  • PSU
  • the printed circuit board assembly 150 of this embodiment is coupled to the separation disk 120, as shown in FIGS. 1 to 4, and each of the valves 138 in the channel 137 of the separation disk 120 Since the laser diode 175 is provided to correspond to the position, the valve 138 can be opened and closed.
  • a plurality of laser diodes 175 are provided on the lower surface of the printed circuit board assembly 150 to correspond to the position of the valve 138 of the channel 137 described above, and through this, the laser diode 175 transfers wax.
  • the valve 138 may be opened by generating heat by irradiating the valve 138 with a laser, and the channel 137 may be blocked by solidifying the valve 138 by stopping heat generation.
  • the printed circuit board assembly 150 has a structure optimized for transferring heat to the valve 138 through the laser diode 175, and the structure is as follows.
  • the printed circuit board assembly 150 of this embodiment includes a first circuit board 151 for control, a connection part 160 coupled to the lower portion of the first circuit board 151, and , coupled to the lower end of the connection unit 160 and may include a second circuit board 170 on which laser diodes 175 are mounted.
  • the first circuit board 151 of this embodiment has a circular plate shape corresponding to the shape of the separation disk 120, on which a plurality of components for control are mounted.
  • a communication unit (not shown) may be provided on the first circuit board 151 to control driving of the laser diode 175 mounted on the second circuit board 170 through wireless communication with an external device.
  • a command signal for operating the laser diode 175 may be issued to the communication unit from an external device, and the control unit provided on the first circuit board 151 may send the laser diode 175 to the communication unit based on the command signal received by the communication unit. ) to control the opening and closing of the valve 138 in the channel 137.
  • the rotational speed and rotational direction of the rotor can be controlled in addition to driving the laser diode 175, for example, by mutual operation of the communication unit and the control unit.
  • the connecting portion 160 of this embodiment is coupled to the lower end of the first circuit board 151, and determines the position and inclination angle of the second circuit board 170 to be described later.
  • a total of four unit chamber sets 130 composed of a plurality of chambers 132, 133, 134, 135, and 136 are provided at intervals of 90 degrees in the separation disk 120 of the present embodiment, see FIG. Then, a total of four connection parts 160 of this embodiment may be provided to correspond to the positions of each unit chamber set 130 .
  • the upper surface of the separation disk 120 may be provided flat, and on the other hand, as shown in FIG. 5, downward from the center of the separation disk 120a to the outside. It may also have an inclined shape.
  • FIG. 4 the shape and coupling structure of the separation disk 120a and the printed circuit board assembly 150a will be described.
  • FIG. 5 is a modified view of FIG. 1 showing another structure of a separation disk and a printed circuit board assembly coupled thereto.
  • the separation disk 120a may have a downwardly inclined shape from the center toward the outside, and the connecting portion (160a) may also have a correspondingly inclined shape going downward from the center, and therefore, the position and inclination angle of the second circuit board (170a) coupled to the lower surface of the connection part (160a) are also of the separation disk (120a). It can correspond to an inclined shape.
  • the second circuit board 170a respectively coupled to the divided connection portions 160a can tightly cover the corresponding unit chamber set 130a.
  • the laser diode (175, see FIG. 1) mounted on the second circuit board (170a) is accurately positioned at the position of the valve 138 in the channel 137, so that the laser diode 175 is accurately connected to the valve 138. heat can be provided.
  • the size of the laser wavelength irradiated through the laser diode 175 may range from 750 nm to 890 nm, and the energy output through it may range from 0.7 to 2.5 W.
  • the valve 138 may not open and close properly. It is important that the contact between the laser diode 175 and the valve 138 is made accurately so that the heat transfer is properly performed.
  • the coupling part 180 is further included in the present embodiment.
  • the coupling part 180 of this embodiment has a structure that is coupled through the printed circuit board assembly 150 and partially coupled to the disk rack 115, through which the separation disk Coupling and uncoupling of the printed circuit board assembly 150 to (120) can be made easily.
  • the coupling part 180 of this embodiment is a penetrating member 181 that passes through the center of the printed circuit board assembly 150 and is inserted into the coupling hole 140 provided at the center of the disk rack 115. ), and is provided at the upper end of the penetrating member 181, presses the penetrating member 181, inserts it into the coupling hole 140, and then rotates the penetrating member 181 so that the penetrating member 181 for the coupling hole 140 ) and eventually a rotating member 185 that firmly couples the printed circuit board assembly 150 to the separation disk 120.
  • the inside of the coupling hole 140 is provided with a straight hole 145 and a straight fixing groove 146 having a vertical direction, and the straight protrusion 183 of the through member 181 is a straight hole 145), turn the penetrating member 181 90 degrees, and release the pressure on the penetrating member 181, so that the straight protrusion 183 is fixed to the fixing groove 146 provided in the coupling hole 140.
  • the coupling hole 140 provided at the center of the disk rack 115 may include date holes 145 spaced at 180 degree intervals.
  • straight protrusions 183 may be provided at intervals of 180 degrees to correspond to the shape of the coupling hole 140 at the lower end of the penetrating member 181 .
  • the coupling unit 180 of the present embodiment may further include an elastic member 187 to secure coupling between the printed circuit board assembly 150 and the separation disk 120 .
  • the elastic member 187 of this embodiment is positioned between the rotating member 185 and the upper surface of the printed circuit board assembly 150 through which the penetrating member 181 passes. ) to generate a force pushing the rotating member 185 upward, and through this, the printed circuit board assembly 150 is pressed in the direction of the separation disk 120, thereby generating the separation disk 120 and the printed circuit board assembly (150) can strengthen the binding force.
  • the channel 137 connecting the chambers 132, 133, 134, 135, and 136 The position of the laser diode 175 of the second circuit board 170 is matched to the position of the valve 138 provided in the valve 138 by accurately transferring heat from the laser diode 175 to the valve 138 through this. ) can be used to accurately open and close the channel 137.
  • the coupling structure of the separation disk 120 and the printed circuit board assembly 150 by the coupling portion 180 is not limited thereto, and for example, a screw coupling method, a fitting coupling method, a coupling method by a magnetic material, etc. It goes without saying that this can be applied.
  • the wax temperature of the valve 138 provided in the channel 137 of the separation disk 120 is raised using the laser diode 175, thereby opening and closing the valve 138. It can be done accurately and smoothly.
  • the coupling part 180 can quickly and accurately couple the printed circuit board assembly 150 to the separation disk 120, and through this, the position of the laser diode 175 and the valve 138 can be accurately aligned. can be cut

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치는, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버를 연결하는 채널을 포함하며, 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 시료로부터 표적물질을 분리시키는 분리 디스크와, 상기 분리 디스크에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 채널 내 밸브에 레이저를 조사하여 열을 발생함으로써 상기 밸브를 개폐하는 레이저 다이오드가 구비되는 인쇄회로기판 조립체 및 상기 인쇄회로기판 조립체에 관통되도록 구비되며, 상기 분리 디스크에 상기 인쇄회로기판을 결합시켜 고정하는 결합부를 포함할 수 있다.

Description

레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치
본 발명은 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 레이저 다이오드를 이용하여 분리 디스크의 챔버와 챔버 사이를 연결하는 채널에 구비된 밸브의 왁스 온도를 상승시킴으로써 밸브의 개폐 작동이 정확하면서도 원활하게 이루어질 수 있는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치에 관한 것이다.
악성 종양과 관련된 사망은 대부분 최초로 종양이 발생한 지점으로부터 떨어진 조직 및 기관으로의 전이에 의한다. 따라서 전이를 조기에 발견하는 것은 암 환자의 생존 확률에 대한 중요한 결정 요소이다.
종양의 조기 발견 및 종양의 성장을 모니터링하는 것은 암 환자의 성공적인 치료에 매우 중요한 요소로 여겨진다.
암의 진단은 일반적으로 조직 병리학(histopathology)에 의한 진단 기법을 이용한다. 조직 병리학 진단 기법은 생검체로부터 얻어지는 조직 시료를 사용하여 종양을 진단하는 기법이다. 이러한 조직 병리학에 의한 접근 방법은 종양세포를 직접적으로 관찰할 수 있도록 한다.
한편, 순환종양세포(CTCs, Circulating Tumor Cells)는 최초로 종양이 검출되기 이전에 환자에게서 발견된다고 알려져 있다. 따라서, 순환종양세포는 암의 조기 진단 및 예측에 있어서 중요한 역할을 할 수 있다. 대체로 암은 혈액을 통해 전이된다는 점에서 순환종양세포는 암의 전이 여부를 진단할 수 있는 표지가 될 수 있다.
이를 위해 혈액과 같은 시료로부터 순환종양세포와 같은 표적세포를 추출하는 디스크 타입의 장치가 연구 및 개발 중에 있다.
종래의 디스크 장치는, 예를 들면, 복수 개의 챔버를 구비하는 디스크를 포함하며, 이 디스크를 회전시켜 원심력을 발생시키고, 이 원심력을 이용하여 혈액으로부터 순환종양세포와 같은 표적세포를 분리하는 방식을 취하고 있다.
복수 개의 챔버는, 개략적으로 메인 챔버와, 이에 채널로 연결된 분리 챔버 등을 포함할 수 있는데, 채널 내에 밸브가 구비되어 밸브의 개폐 동작에 의해서 물질의 이동이 이루어질 수 있다.
그런데, 종래의 디스크 장치에 있어서는, 밸브가 일반적으로 열에 의해 반응하는 왁스 등으로 이루어졌는데, 이 밸브에 열이 제대로 전달되지 않아서 밸브의 작동에 오류가 발생될 우려가 있었다.
이에, 밸브의 작동을 정확하게 하여 표적세포의 분리 작업을 정확하면서도 원활하게 수행할 수 있도록 하는 새로운 구성의 세포 분리 제어 장치의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 과학기술정보통신부 산하 한국연구재단의 바이오.의료기술개발(R＆D) 과제인 양산기반 표적 세포 분리 장치 제작 및 구동 성능 검증 및 비침습 조기 산전 확진검사를 위한 임신부 혈액 내 태아세포 분리용 관성 원심 미세유체기술 개발과제의 일환에 따른 결과물이다.
본 발명의 실시예는 레이저 다이오드를 이용하여 분리 디스크의 챔버와 챔버 사이를 연결하는 채널에 구비된 밸브의 왁스 온도를 상승시킴으로써 밸브의 개폐 작동이 정확하면서도 원활하게 이루어질 수 있는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치는, 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버를 연결하는 채널을 포함하며, 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 시료로부터 표적물질을 분리시키는 분리 디스크와, 상기 분리 디스크에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 채널 내 밸브에 레이저를 조사하여 열을 발생함으로써 상기 밸브를 개폐하는 레이저 다이오드가 구비되는 인쇄회로기판 조립체 및 상기 인쇄회로기판 조립체에 관통되도록 구비되며, 상기 분리 디스크에 상기 인쇄회로기판을 결합시켜 고정하는 결합부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 인쇄회로기판 조립체는, 제어를 위한 제1 회로기판 및 상기 레이저 다이오드가 장착되는 제2 회로기판을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 인쇄회로기판 조립체는, 상기 제1 회로기판 및 상기 제2 회로기판 사이에 구비되며, 상기 분리 디스크에 대한 상기 제2 회로기판의 위치 및 각도를 결정하는 연결부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 분리 디스크의 상면은 중앙에서 바깥으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 가지며, 상기 분리 디스크의 상면의 경사각에 대응되도록 상기 연결부는 중앙에서 하방으로 갈수록 경사진 형상을 가지고, 상기 연결부의 하면에 상기 제2 회로기판이 결합될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 채널로 연결된 상기 복수 개의 챔버가 상기 분리 디스크의 원주 방향을 따라 총 네 세트 구비되며, 상기 제2 회로기판은 네 개 구비되며, 상기 결합부에 의해 상기 인쇄회로기판 조립체를 상기 분리 디스크에 결합 시, 네 개의 상기 제2 회로기판과 네 세트로 구비되는 상기 복수 개의 챔버의 위치가 얼라인되면서 상기 제2 회로기판의 상기 레이저 다이오드와 상기 채널 내의 상기 밸브의 위치가 일치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 결합부는, 상기 인쇄회로기판 조립체의 중앙을 관통하여 상기 분리 디스크의 중앙에 구비되는 결합홀에 삽입되는 관통부재 및 상기 관통부재의 상단부에 구비되며, 상기 관통부재를 가압하여 상기 결합홀에 삽입한 다음 상기 관통부재를 돌리도록 함으로써 상기 결합홀에 대한 상기 관통부재를 고정하여 상기 분리 디스크에 대한 상기 인쇄회로기판 조립체를 결합시키는 회전부재를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 분리 디스크에 구비되는 상기 결합홀에는 180도 간격의 일자홀이 구비되며, 상기 관통부재의 하단부에는 상기 결합홀의 형상에 대응되는 일자돌기가 180도 간격으로 구비되며, 상기 관통부재를 상기 결합홀에 삽입한 다음 상기 관통부재를 회전시키면 상기 관통부재의 상기 일자돌기가 상기 결합홀의 하단에 걸려 고정될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 결합부는, 상기 회전부재와, 상기 관통부재가 관통되는 상기 인쇄회로기판 조립체의 상면 사이에 위치되도록 상기 관통부재에 끼워져 상기 인쇄회로기판 조립체에 대하여 상기 회전부재를 미는 힘을 발생시켜 상기 분리 디스크에 대한 상기 인쇄회로기판 조립체의 결합력을 강화하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 인쇄회로기판 조립체는, 상기 제1 회로기판에 구비되며, 외부 장치와 무선 통신하여 상기 제2 회로기판에 장착된 상기 레이저 다이오드의 구동을 제어하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 레이저 다이오드를 통해서 750nm 부터 890nm 범위의 레이저가 조사되어 열가소성 수지 또는 상전이 물질로 마련되는 상기 밸브를 녹일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 레이저 다이오드를 이용하여 분리 디스크의 챔버와 챔버 사이를 연결하는 채널에 구비된 밸브의 왁스 온도를 상승시킴으로써 밸브의 개폐 작동이 정확하면서도 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 결합부에 의해서 분리 디스크에 대한 인쇄회로기판 조립체의 결합을 신속하면서도 정확하게 할 수 있으며, 이를 통해 레이저 다이오드와 밸브의 위치를 정확하게 얼라인할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 디스크와 동기화되어 회전되는 레이저 제어에 의한 개폐 방식 대비 회전 속도와 회전 방향에 제한되지 않고, 무선 통신을 통한 전면적인 밸브 개폐가 가능하므로, 표적물질 분리 제어 장치의 성능 개선에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치의 정면도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 분리 디스크의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체를 아래 방향에서 바라본 도면이다
도 5는 도 1의 변형 도면으로서 분리 디스크 및 이에 결합되는 인쇄회로기판 조립체의 다른 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 결합부에 의해 분리 디스크에 인쇄회로기판 조립체가 결합되는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 결합홀의 내부 구조로서 결합부의 관통부재가 결합홀의 내부에 걸리는 구조를 설명하기 위한 순차적인 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치의 정면도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이고, 도 3은 도 1의 분리 디스크의 사시도이며, 도 4는 도 1에 도시된 인쇄회로기판 조립체를 아래 방향에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 1의 변형 도면으로서 분리 디스크 및 이에 결합되는 인쇄회로기판 조립체의 다른 구조를 도시한 도면이며, 도 6은 도 1에 도시된 결합부에 의해 분리 디스크에 인쇄회로기판 조립체가 결합되는 것을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 결합홀의 내부 구조로서 결합부의 관통부재가 결합홀의 내부에 걸리는 구조를 설명하기 위한 순차적인 도면이다.
이들 도면에 도시된 것처럼, 특히, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치(100)는, 분리 디스크(120)와, 분리 디스크(120)가 그 내에 결합되는 디스크 랙(115)과, 분리 디스크(120)를 고정하기 위한 디스크 고정부(190)와, 분리 디스크(120)에 결합되는 인쇄회로기판 조립체(150)와, 인쇄회로기판 조립체(150)를 분리 디스크(120)에 결합시키는 결합부(180)와, 디스크 랙(115)에 고정되는 고정 핀(112)이 구비되며 회전력을 발생시키는 모터(미도시)를 구비하는 로터(110)를 포함할 수 있다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 본 실시예의 분리 디스크(120)는, 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 회전을 위한 구동력을 발생시키는 모터에 의해로터(110)의 회전과 함께 회전되며, 이때 발생되는 원심력을 이용하여 시료로부터 표적물질을, 예를 들면 혈액으로부터 표적세포를 분리시킬 수 있다.
부연하면, 로터(110)는 고정 핀(112)에 의해서 분리 디스크(120)가 삽입된 디스크 랙(115)에 결합될 수 있으며, 로터(110)의 회전에 의해 결합된 분리 디스크(120)가 함께 회전될 수 있다.
여기서, 로터(110)는 제어부의 제어에 의해서 로터의 회전 속도 등이 결정될 수 있으며, 회전 속도에 비례하여 원심력이 발생되기 때문에 이를 이용하여 분리 디스크(120) 내에서 혈액으로부터 표적세포의 분리가 원활하게 이루어질 수 있다.
본 실시예에서는, 분리 디스크(120)의 작동을 통해 시료, 즉 혈액으로부터 표적물질, 예를 들면 순환종양세포와 같은 표적세포가 분리되는 경우에 대해서 상술하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 표적물질 분리 제어 장치(100)를 이용하여 생물학적 시료에 포함된 입자 또는 세포의 분리가 가능하며, 예를 들면, 그 세포가 순환종양세포(CTCs, Circulating Tumor Cells)일 수 있는 것이다.
본 실시예의 분리 디스크(120)는, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 디스크 랙(115)에 삽입 결합되며, 홈 형상으로 구비되는 복수 개의 챔버(132, 133, 134, 135, 136)들로 이루어지는 복수 개의 단위 챔버 세트(130)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 로터(110)의 회전에 의해 디스크 랙(115)에 결합된 분리 디스크(120)가 회전될 때 발생되는 원심력을 이용하여 각 단위 챔버 세트(130)에서 혈액으로부터 표적세포인 순환종양세포가 분리될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 단위 챔버 세트(130)는 총 네 개 구비되며, 디스크 랙(115) 내에서 원주 방향을 따라 90도 간격으로 배치될 수 있다. 그리고, 후술하겠지만, 인쇄회로기판 조립체(150)의 일부 구조가 이에 대응되는 구조를 가짐으로써 각 단위 챔버 세트(130)에서 순환종양세포의 분리가 원활하게 이루어질 수 있다.
전술한 것처럼, 각 단위 챔버 세트(130)는, 복수 개의 챔버(132, 133, 134, 135, 136)를 포함하는데, 복수 개의 챔버는, 도 3에 도시된 것처럼, 메인 챔버(132)와, 플라즈마 분리 챔버(136)와, 혼합 챔버(133)와, 분리 챔버(134)와, 표적세포 수용 챔버(135) 등을 포함할 수 있다.
이러한 챔버 구조를 통해, 예를 들면 혈액으로부터 순환종양세포를 분리할 수 있는데, 이의 과정이 원활하게 진행되기 위해서는 챔버(132, 133, 134, 135, 136)들을 연결하는 채널(137)의 밸브(138)의 작동이 원활하게 이루어지는 것이 필수적이다.
부연하면, 하나의 챔버(132, 133, 134, 135, 136)와 인접한 다른 챔버(132, 133, 134, 135, 136)를 연결하는 채널(137)에는, 더 구체적으로 예를 들면, 메인 챔버(132)와 혼합 챔버(133)를 연결하는 채널(137)에는 외부에서 주어지는 열에 의해 개폐되는 밸브(138)가 장착되는데, 본 실시예에서는 이 밸브(138)를 개폐하기 위한 열을 정확하게 제어함으로써 챔버와 챔버 간을 연결하는 채널(137)을 통해 분리된 물질이 이동될 수 있는 것이다.
즉, 채널(137)의 밸브(138)의 위치에 정밀하게 레이저를 조사하여 열을 발생함으로써 밸브(138)의 개폐가 정확하게 이루어지도록 해야 하는데, 본 실시예의 경우, 이를 위해서 분리 디스크(120)와 일체화되어 밸브(138)의 위치와 레이저 다이오드(175)가 정확하게 얼라인될 수 있도록 구비된 인쇄회로기판 조립체(150)를 통해 각 밸브(138)의 개폐를 정밀하게 제어할 수 있다.
먼저, 본 실시예의 채널(137)에 구비되는 밸브(138)에 대해서 설명하면, 본 실시예의 밸브(138)는 채널(137)의 통로를 차단할 때는 고체 상태를 유지하다가 레이저 다이오드(175)를 통해 열을 가하면 용융되는 열가소성 수지 또는 상전이 물질일 수 있다.
본 실시예의 경우, 밸브(138)는 상전이 물질로서 왁스(wax)가 적용될 수 있다. 왁스로는 파라핀 왁스(paraffin wax), 마이크로크리스탈린 왁스(microcrystalline wax), 페트롤라툼 왁스(petrolatum wax), 동물성 또는 식물성 합성 왁스(synthetic wax) 또는 천연 왁스(natural wax) 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 밸브(138)로 열가소성 수지가 적용될 수 있는데, 열가소성 수지로는 COC(cyclic olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate), PC(polycarbonate), PS(polystyrene), POM(polyoxymethylene), PFA(perfluoralkoxy), PVC(polyvinylchloride), PP(polypropylene), PET(polyethylene terephthalate), PEEK(polyetheretherketone), PA(polyamide), PSU(polysulfone) 및 PVDF(polyvinylidene fluoride) 등일 수 있다.
한편, 본 실시예의 인쇄회로기판 조립체(150)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 분리 디스크(120)에 결합되며, 분리 디스크(120)의 채널(137) 내 밸브(138)의 각 위치에 대응되게 레이저 다이오드(175)가 구비됨으로써 밸브(138) 개폐를 실행할 수 있다.
부연하면, 인쇄회로기판 조립체(150)의 하면에 전술한 채널(137)의 밸브(138)의 위치에 대응되도록 복수 개의 레이저 다이오드(175)가 구비되며, 이를 통해 레이저 다이오드(175)로부터 왁스로 마련되는 밸브(138)에 레이저를 조사함으로써 열을 발생시켜 밸브(138)를 개방할 수 있고, 아울러 열 발생을 중지함으로써 밸브(138)를 고체화하여 채널(137)을 차단할 수 있다.
이를 위해, 인쇄회로기판 조립체(150)는 레이저 다이오드(175)를 통해 밸브(138)에 열을 전달하기에 최적화된 구조를 가지고 있는데, 그 구성은 다음과 같다.
본 실시예의 인쇄회로기판 조립체(150)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 제어를 위한 제1 회로기판(151)과, 제1 회로기판(151) 하부에 결합되는 연결부(160)와, 연결부(160)의 하단부에 결합되며 레이저 다이오드(175)들이 장착되는 제2 회로기판(170)을 포함할 수 있다.
먼저, 본 실시예의 제1 회로기판(151)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 분리 디스크(120)의 형상에 대응되는 원형의 플레이트 형상을 가지며, 이에는 제어를 위한 다수의 구성이 장착될 수 있다.
예를 들면, 제1 회로기판(151)에는 외부 장치와 무선 통신하여 제2 회로기판(170)에 장착된 레이저 다이오드(175)의 구동을 제어하기 위한 통신부(미도시)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 외부 장치로부터 통신부에 레이저 다이오드(175)의 작동을 위한 명령 신호를 내릴 수 있으며, 제1 회로기판(151)에 구비된 제어부는 통신부에 의해 수신된 명령 신호를 토대로 레이저 다이오드(175)를 구동시켜 채널(137) 내의 밸브(138)의 개폐를 제어할 수 있다.
아울러, 통신부와 제어부의 상호 작동에 의해서, 예를 들면 레이저 다이오드(175)의 구동 외에도 로터의 회전 속도, 회전 방향 등을 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예의 연결부(160)는, 도 1 및 도 4에 도시된 것처럼, 제1 회로기판(151)의 하단부에 결합되는 것으로, 후술할 제2 회로기판(170)의 위치 및 경사각을 결정할 수 있다.
전술한 것처럼, 본 실시예의 분리 디스크(120)에는 복수 개의 챔버(132, 133, 134, 135, 136)로 이루어진 단위 챔버 세트(130)가 90도 간격으로 총 네 개 구비되는데, 도 4를 참조하면, 본 실시예의 연결부(160) 역시 각 단위 챔버 세트(130)의 위치에 대응되도록 총 네 개 구비될 수 있다.
부연하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼, 분리 디스크(120)의 상면이 평평하게 마련될 수 있으며, 한편으론 도 5에 도시된 것처럼, 분리 디스크(120a)의 중앙으로부터 외측으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 가질 수도 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여, 분리 디스크(120a)와 인쇄회로기판 조립체(150a)의 형상 및 결합 구조에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 도 1의 변형 도면으로서 분리 디스크 및 이에 결합되는 인쇄회로기판 조립체의 다른 구조를 도시한 도면이다.
이에 도시된 것처럼, 분리 디스크(120a)의 각 단위 챔버 세트(130a)에서 표적물질 분리를 더욱 확실하게 하기 위해 분리 디스크(120a)는 중앙으로부터 외측으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 가질 수 있는데, 연결부(160a) 역시도 이에 대응되게 중앙에서 하방으로 갈수록 경사진 형상으로 가질 수 있으며, 따라서 연결부(160a)의 하단면에 결합되는 제2 회로기판(170a)의 위치 및 경사 각도 역시 분리 디스크(120a)의 경사진 형상에 대응될 수 있다.
따라서, 분리 디스크(120a)에 인쇄회로기판 조립체(150a)를 결합하면, 분할된 연결부(160a)에 각각 결합된 제2 회로기판(170a)이 해당되는 단위 챔버 세트(130a)를 긴밀하게 덮을 수 있으며, 이때 제2 회로기판(170a)에 장착된 레이저 다이오드(175, 도 1 참조)가 채널(137) 내의 밸브(138)의 위치에 정확하게 위치됨으로써 레이저 다이오드(175)로부터 밸브(138)에 정확하게 열을 제공할 수 있다.
부연하면, 레이저 다이오드(175)를 통해 조사되는 레이저 파장의 크기는 750nm 부터 890nm 파장 범위일 수 있으며, 이를 통해 출력되는 에너지는 0.7부터 2.5W의 범위 일 수 있다.
그런데, 레이저 다이오드(175)에서 레이저가 조사된다 하더라도 레이저 열의 전달이 제대로 이루어지지 않으면 밸브(138)의 개폐가 제대로 이루어지지 않을 수 있기 때문에, 인쇄회로기판 조립체(150)가 분리 디스크(120) 상에 정확하게 결합되어 레이저 다이오드(175)와 밸브(138)의 접촉이 정확하게 이루어져 열 전달이 제대로 이루어지도록 하는 것이 중요한데, 이를 위해 본 실시예에서는 결합부(180)를 더 포함한다.
본 실시예의 결합부(180)는, 도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 인쇄회로기판 조립체(150)에 관통되게 결합되어 부분적으로 디스크 랙(115)에 결합되는 구조를 가지며, 이를 통해 분리 디스크(120)에 대한 인쇄회로기판 조립체(150)의 결합 및 결합 해제가 용이하게 이루어질 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 결합부(180)는, 인쇄회로기판 조립체(150)의 중앙을 관통하여 디스크 랙(115)의 중앙에 구비되는 결합홀(140)에 삽입되는 관통부재(181)와, 관통부재(181)의 상단부에 구비되어 관통부재(181)를 가압하여 결합홀(140)에 삽입한 다음 관통부재(181)를 돌리도록 함으로써 결합홀(140)에 대한 관통부재(181)를 고정하여 결국에는 분리 디스크(120)에 대한 인쇄회로기판 조립체(150)를 견고하게 결합시키는 회전부재(185)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 결합홀(140)의 내부에는 일자홀(145)과 수직 방향을 가지는 일자의 고정홈(146)이 구비되는데, 관통부재(181)의 일자돌기(183)가 일자홀(145)을 관통되도록 한 후 관통부재(181)를 90도 돌린 다음 관통부재(181)에 대한 가압을 해제하면 일자돌기(183)가 결합홀(140) 내에 구비된 고정홈(146)에 고정될 수 있다.
도 6에 도시된 것처럼, 디스크 랙(115)의 중앙에 구비되는 결합홀(140)에는 180도 간격의 일자홀(145)이 구비될 수 있다.
그리고, 관통부재(181)의 하단부에는 결합홀(140)의 형상에 대응되도록 일자돌기(183)가 180도 간격으로 구비될 수 있다. 이러한 구성에 의해서, 관통부재(181)를 결합홀(140)에 삽입한 다음 관통부재(181)를 회전시키면 관통부재(181)의 일자돌기(183)가 결합홀(140)의 하단에 걸려 고정될 수 있으며, 이러한 원리에 의해서 결합부(180)를 통해 인쇄회로기판 조립체(150)가 디스크 랙(115)에 고정될 수 있는 것이다.
한편, 본 실시예의 결합부(180)는 인쇄회로기판 조립체(150)와 분리 디스크(120)의 결합을 견고하게 하기 위해 탄성부재(187)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 탄성부재(187)는, 도 6에 도시된 것처럼, 회전부재(185)와, 관통부재(181)가 관통되는 인쇄회로기판 조립체(150)의 상면의 사이에 위치되도록 관통부재(181)에 끼워져 회전부재(185)를 상방으로 미는 힘을 발생시키며, 이를 통해 분리 디스크(120) 방향으로 인쇄회로기판 조립체(150)가 가압되는 효과를 발생시킴으로써 분리 디스크(120)와 인쇄회로기판 조립체(150)의 결합력을 강화할 수 있는 것이다.
부연하면, 결합부(180)를 이용하여 분리 디스크(120)에 대한 인쇄회로기판 조립체(150)의 결합을 완료하면, 챔버(132, 133, 134, 135, 136)를 연결하는 채널(137) 내에 구비되는 밸브(138)의 위치에 제2 회로기판(170)의 레이저 다이오드(175)의 위치가 일치되며, 이를 통해 레이저 다이오드(175)로부터 밸브(138)로 열을 정확하게 전달함으로써 밸브(138)를 이용한 채널(137)의 개폐를 정확하게 수행할 수 있다.
다만, 결합부(180)에 의한 분리 디스크(120)와 인쇄회로기판 조립체(150)의 결합 구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 스크루 결합 방식, 끼움 결합 방식, 자성체에 의한 결합 방식 등이 적용될 수 있음은 당연하다.
이와 같이, 본 발명이 실시예에 따르면, 레이저 다이오드(175)를 이용하여 분리 디스크(120)의 채널(137)에 구비된 밸브(138)의 왁스 온도를 상승시킴으로써 밸브(138)의 개폐 작동이 정확하면서도 원활하게 이루어질 수 있다.
아울러, 결합부(180)에 의해서 분리 디스크(120)에 대한 인쇄회로기판 조립체(150)의 결합을 신속하면서도 정확하게 할 수 있으며, 이를 통해 레이저 다이오드(175)와 밸브(138)의 위치를 정확하게 얼라인할 수 있다.
또한, 기존의 디스크와 동기화되어 회전되는 레이저 제어에 의한 개폐 방식 대비 회전 속도와 회전 방향에 제한되지 않고, 무선 통신을 통한 전면적인 밸브 개폐가 가능하므로, 표적물질 분리 제어 장치의 성능 개선에 효과적으로 적용될 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 복수 개의 챔버와, 상기 복수 개의 챔버를 연결하는 채널을 포함하며, 회전에 의해 발생되는 원심력에 의해 시료로부터 표적물질을 분리시키는 분리 디스크;
    상기 분리 디스크에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 채널 내 밸브에 레이저를 조사하여 열을 발생함으로써 상기 밸브를 개폐하는 레이저 다이오드가 구비되는 인쇄회로기판 조립체; 및
    상기 인쇄회로기판 조립체에 관통되도록 구비되며, 상기 분리 디스크에 상기 인쇄회로기판을 결합시켜 고정하는 결합부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 조립체는,
    제어를 위한 제1 회로기판; 및
    상기 레이저 다이오드가 장착되는 제2 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 조립체는,
    상기 제1 회로기판 및 상게 제2 회로기판 사이에 구비되며, 상기 분리 디스크에 대한 상기 제2 회로기판의 위치 및 각도를 결정하는 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분리 디스크의 상면은 중앙에서 바깥으로 갈수록 하방으로 경사진 형상을 가지며,
    상기 분리 디스크의 상면의 경사각에 대응되도록 상기 연결부는 중앙에서 하방으로 갈수록 경사진 형상을 가지고, 상기 연결부의 하면에 상기 제2 회로기판이 결합되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 채널로 연결된 상기 복수 개의 챔버가 상기 분리 디스크의 원주 방향을 따라 총 네 세트 구비되며,
    상기 제2 회로기판은 네 개 구비되며,
    상기 결합부에 의해 상기 인쇄회로기판 조립체를 상기 분리 디스크에 결합 시, 네 개의 상기 제2 회로기판과 네 세트로 구비되는 상기 복수 개의 챔버의 위치가 얼라인되면서 상기 제2 회로기판의 상기 레이저 다이오드와 상기 채널 내의 상기 밸브의 위치가 일치되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 인쇄회로기판 조립체의 중앙을 관통하여 상기 분리 디스크의 중앙에 구비되는 결합홀에 삽입되는 관통부재; 및
    상기 관통부재의 상단부에 구비되며, 상기 관통부재를 가압하여 상기 결합홀에 삽입한 다음 상기 관통부재를 돌리도록 함으로써 상기 결합홀에 대한 상기 관통부재를 고정하여 상기 분리 디스크에 대한 상기 인쇄회로기판 조립체를 결합시키는 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분리 디스크에 구비되는 상기 결합홀에는 180도 간격의 일자홀이 구비되며,
    상기 관통부재의 하단부에는 상기 결합홀의 형상에 대응되는 일자돌기가 180도 간격으로 구비되며,
    상기 관통부재를 상기 결합홀에 삽입한 다음 상기 관통부재를 회전시키면 상기 관통부재의 상기 일자돌기가 상기 결합홀의 하단에 걸려 고정되는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 회전부재와, 상기 관통부재가 관통되는 상기 인쇄회로기판 조립체의 상면 사이에 위치되도록 상기 관통부재에 끼워져 상기 인쇄회로기판 조립체에 대하여 상기 회전부재를 미는 힘을 발생시켜 상기 분리 디스크에 대한 상기 인쇄회로기판 조립체의 결합력을 강화하는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판 조립체는,
    상기 제1 회로기판에 구비되며, 외부 장치와 무선 통신하여 상기 제2 회로기판에 장착된 상기 레이저 다이오드의 구동을 제어하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드를 통해서 750 부터 890nm 범위의 레이저가 조사되어 열가소성 수지 또는 상전이 물질로 마련되는 상기 밸브를 녹이는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 표적물질 분리 제어 장치.
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