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KR20050047888A - Lab-on-a-chip using overall light-emiiting source - Google Patents

Lab-on-a-chip using overall light-emiiting source Download PDF

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KR20050047888A
KR20050047888A KR1020030081690A KR20030081690A KR20050047888A KR 20050047888 A KR20050047888 A KR 20050047888A KR 1020030081690 A KR1020030081690 A KR 1020030081690A KR 20030081690 A KR20030081690 A KR 20030081690A KR 20050047888 A KR20050047888 A KR 20050047888A
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Abstract

본 발명은 랩온어칩(lab-on-a-chip)에 관한 것으로서, 특히 전면 발광을 하는 박막구조의 광원 또는 고휘도 발광 다이오드 배열 광원을 이용하여 랩온어칩의 소형화를 달성할 수 있는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 의한 랩온어칩은 높은 광량 및 전면 발광이 가능한 박막구조의 유기 발광 다이오드 또는 탄소나노튜브 램프나 박막구조는 아니지만 이와 동일한 기능을 갖는 있는 고휘도 발광 다이오드 배열 광원을 이용하고, 이러한 광원, 박막형태의 광학필터 및 형광 검출 센서가 적층구조로 형성된다. 따라서, 본 발명은 랩온어칩의 소형화를 달성하고 채널에서의 센서 위치와 광원의 입사 위치를 정렬시켜야 하는 불편함을 제거할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lab-on-a-chip, and in particular, a top-emitting light source capable of achieving miniaturization of a lab-on-a-chip by using a light source having a thin-film structure that emits full surface light or a high brightness LED array light source. It relates to a lab-on-a-chip. To this end, the wrap-on-a-chip according to the present invention uses a thin-film organic light emitting diode or a carbon nanotube lamp or a high-brightness LED array light source having the same function but not having a thin film structure capable of high light quantity and full emission. A thin film type optical filter and a fluorescence detection sensor are formed in a laminated structure. Thus, the present invention can achieve the miniaturization of the lab-on-a-chip and eliminate the inconvenience of having to align the sensor position in the channel with the incident position of the light source.

Description

전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩{LAB-ON-A-CHIP USING OVERALL LIGHT-EMIITING SOURCE}LAB-ON-A-CHIP USING OVERALL LIGHT-EMIITING SOURCE}

본 발명은 랩온어칩(lab-on-a-chip)에 관한 것으로서, 특히 전면 발광을 하는 박막구조의 광원 또는 고휘도 발광 다이오드 배열 광원을 이용하여 랩온어칩의 소형화를 달성할 수 있는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lab-on-a-chip, and in particular, a top-emitting light source capable of achieving miniaturization of a lab-on-a-chip by using a light source having a thin-film structure that emits full surface light or a high brightness LED array light source. It relates to a lab-on-a-chip.

랩온어칩은 오랜 시간과 많은 비용이 소요되는 생물학적 검사를 단시간과 저비용으로 수행할 수 있는 시스템이다. 이러한 랩온어칩을 다중 채널 시스템으로 구성하여 고속의 병렬처리를 수행할 수 있다. 생물학적 반응을 검출하기 위해 기계적 방법, 화학적 방법, 전기적 방법 등의 여러 방법들이 사용되고 있으나, 광원을 사용하여 생화학 물질(형광 방출 물질)에서 방출되는 형광량을 검출하는 형광 검출법이 가장 널리 사용되고 있다. 형광 검출법은 높은 신뢰성을 가지면서 고속 및 고감도 검사가 가능하다는 장점이 있다.Lab-on-a-Chip is a system that can perform long and expensive biological tests in a short time and at a low cost. The lab-on-a-chip can be configured as a multi-channel system to perform high-speed parallel processing. In order to detect biological reactions, various methods such as mechanical methods, chemical methods, and electrical methods are used, but fluorescence detection methods for detecting the amount of fluorescence emitted from a biochemical (fluorescence emitting material) using a light source are most widely used. Fluorescence detection has the advantage of having high reliability and high speed and high sensitivity inspection.

형광 검출을 이용하는 랩온어칩은 크게 생화학 물질을 여기시키기 위한 광원, 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 광학 필터, 생화학 물질이 이동하는 마이크로 채널, 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 광학 필터, 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서로 구성되어 있다.Lab-on-a-chip using fluorescence detection is largely a light source for exciting biochemicals, an optical filter for filtering excitation light at a specific wavelength, a microchannel through which biochemicals travel, an optical filter for transmitting only the emission fluorescence of biochemicals, and an emitted type. It consists of a fluorescence detection sensor which detects a light quantity.

이러한 구조로 갖는 종래의 랩온어칩은 전기 영동법으로 생화학 물질을 이동시킴으로써 생화학 물질 이동 시스템의 집적화를 달성할 수 있으나, 생화학 물질을 여기시키기 위한 광원으로 레이저와 같은 큰 부피의 광원을 사용하기 때문에 랩온어칩의 소형화가 어렵다는 문제점이 있다. The conventional lab-on-a-chip having such a structure can achieve integration of the biochemical transport system by moving the biochemical material by electrophoresis, but the lab uses a large volume light source such as a laser as a light source for exciting the biochemical material. There is a problem that miniaturization of the on-chip is difficult.

또한, 상기 레이저는 전면 발광이 이루어지지 않기 때문에 도 1에 도시된 랩온어칩의 일반적인 마이크로 채널(1)에서, 형광검출위치(4)와 여기광의 입사위치를 정렬시켜야 하는 불편함이 있다.In addition, since the laser does not emit top emission, in the general microchannel 1 of the lab-on-a-chip shown in FIG. 1, it is inconvenient to align the fluorescence detection position 4 with the incident position of the excitation light.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대가 가능한 소형의 랩온어칩을 구현하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to implement a portable lab-on-a-chip.

본 발명의 다른 목적은 형광검출위치와 여기광 입사위치를 정렬시킬 필요가 없는 랩온어칩을 구현하는 것이다. Another object of the present invention is to implement a lab-on-a-chip that does not need to align the fluorescence detection position with the excitation light incident position.

이를 위해 본 발명에 의한 랩온어칩은 생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원을 포함하는 광원부와, 상기 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널 및 이 마이크로 채널의 상부 표면에 증착되어 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 제 1광학필터를 포함하는 마이크로 채널부와, 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서 및 이 형광 검출 센서의 상부 표면에 증착되어 상기 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 제 2광학필터를 포함하는 형광 검출 센서부가 적층구조로 구성된 것을 특징으로 한다.To this end, the lab-on-a-chip according to the present invention includes a light source unit including a light source which emits full emission to excite a biochemical, a microchannel into which the biochemical is injected, moved and mixed, and deposited on an upper surface of the microchannel, and excitation light. A microchannel portion including a first optical filter for filtering the light at a specific wavelength, a fluorescence detection sensor for detecting the emitted fluorescence amount, and a second depositing on the upper surface of the fluorescence detection sensor to transmit only the emission fluorescence of the biochemical material The fluorescence detection sensor unit including the optical filter is characterized in that the laminated structure.

또한, 본 발명에 의한 랩온어칩은 생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원을 포함하는 광원부와, 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 제 1광학필터와, 상기 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널과, 상기 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 제 2광학필터와, 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서가 적층구조로 구성되고, 상기 광원부, 상기 제 1광학필터, 상기 마이크로 채널, 상기 제 2광학필터 및 상기 형광 검출 센서는 각각 분리 가능하여 외부에서 교체 삽입이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the lab-on-a-chip according to the present invention includes a light source unit including a light source that emits full emission to excite a biochemical, a first optical filter for filtering excitation light at a specific wavelength, and the biochemical is injected and moved and mixed. A microchannel, a second optical filter for transmitting only the emission fluorescence of the biochemical material, and a fluorescence detection sensor for detecting the amount of emitted fluorescence have a laminated structure, wherein the light source unit, the first optical filter, the microchannel, and the The second optical filter and the fluorescence detection sensor may be separated from each other so that replacement and insertion are possible from the outside.

또한, 본 발명에 의한 랩온어칩이 복수 개가 모여 다중 구조의 랩온어칩을 구성할 때 랩온어칩을 위한 광원으로서 하나의 전면 발광하는 광원을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, when a plurality of lab-on-a-chips according to the present invention form a multi-layer lab-on-a-chip, it is characterized by using a single light-emitting source as a light source for the lab-on-a-chip.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2, 도 3, 도 5 및 도 6은 차례대로 본 발명에 의한 랩온어칩 구조의 단면도, 분리 단면도, 평면도 및 분리 사시도를 나타낸다. 2, 3, 5 and 6 show a cross-sectional view, a separated cross-sectional view, a plan view, and an exploded perspective view of the wrap-on-a-chip structure according to the present invention in sequence.

도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 랩온어칩은 생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원(5) 및 광원(5)을 지지하는 주형틀(7)을 포함하는 광원부(14)와, 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널(1) 및 이 마이크로 채널(1)의 상부 표면에 증착되어 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 제 1광학필터(8)를 포함하는 마이크로 채널부(15)와, 주형틀(13), 이 주형틀(13)에 의해 지지되는 실리콘 기판(11), 실리콘 기판(11) 내에 포함되어 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서(12), 실리콘 기판(11)의 상부 표면 및 형광 검출 센서(12)의 상부 표면에 증착되어 상기 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 제 2광학필터(9)를 포함하는 형광 검출 센서부(16)가 적층구조로 구성되어 있다.As shown in Figs. 2, 3, 5 and 6, the lab-on-a-chip according to the present invention has a mold 7 for supporting the light source 5 and the light source 5 which emit full emission to excite the biochemical. A light source unit 14 including the light source unit 14, a microchannel 1 through which biochemicals are injected, moved and mixed, and a first optical filter deposited on an upper surface of the microchannel 1 to filter excitation light to a specific wavelength ( 8 to detect the microchannel portion 15, the mold 13, the silicon substrate 11 supported by the mold 13, and the amount of fluorescence emitted in the silicon substrate 11 A fluorescence detection sensor comprising a fluorescence detection sensor 12, a second optical filter 9 deposited on the top surface of the silicon substrate 11 and the top surface of the fluorescence detection sensor 12 to transmit only the emission fluorescence of the biochemical. The part 16 is comprised by the laminated structure.

본 발명에서는 전면 발광하는 광원(5)으로서 종래의 무기 발광 다이오드에 비하여 매우 높은 광량을 가지며 박막구조로 제작이 가능한 유기 발광 다이오드 또는 탄소나노튜브 램프를 사용한다. 이러한 박막구조의 전면 발광 광원은 랩온어칩의 소형화를 가능하게 하고 마이크로 채널에서의 형광 검출 위치와 여기광의 입사 위치를 정렬시켜야 하는 문제를 근본적으로 해결할 수 있다. 또한, 박막구조는 아니지만 고휘도의 발광 다이오드를 배열시킨 구조를 갖는 광원을 사용하여도 박막구조의 전면 발광 광원과 동일한 효과를 얻을 수 있다. In the present invention, an organic light emitting diode or a carbon nanotube lamp which has a very high light quantity and can be manufactured in a thin film structure is used as the light source 5 emitting the front surface. The thin-film top-emitting light source enables miniaturization of the lab-on-a-chip and fundamentally solves the problem of aligning the fluorescence detection position in the microchannel with the incident position of the excitation light. In addition, even when a light source having a structure in which a high brightness light emitting diode is arranged but not a thin film structure is used, the same effect as that of a top emission light source of a thin film structure can be obtained.

도 4의 (a)는 박막구조의 전면 발광 광원(5)을 포함하는 광원부를 나타내고, (b)는 고휘도 발광 다이오드(6)가 배열되어 형성된 고휘도 발광 다이오드 배열 광원을 포함하는 광원부를 나타낸다. 본 발명의 실시예에서는 도면을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 전면 발광하는 광원(5)으로서 박막구조의 광원을 사용하고 있다.4A illustrates a light source unit including the top emission light source 5 having a thin film structure, and FIG. 4B illustrates a light source unit including a high brightness LED array light source in which the high brightness LEDs 6 are arranged. In the embodiment of the present invention, as can be seen from the drawings, a light source having a thin film structure is used as the light source 5 emitting full emission.

또한, 본 발명에서는 랩온어칩의 소형화를 극대화하기 위해 제 1광학필터(8) 및 제 2광학필터를 박막형태로 구성한다. 즉, 제 1광학필터(8)를 마이크로 채널(1)의 상부표면에 증착하여 광원(5)과 마이크로 채널(1)과의 간격을 줄임으로써 집적화를 증대시킨다. 마찬가지로, 제 2광학필터(9)를 형광 검출 센서(12)의 상부 표면에 증착하여 마이크로 채널(1)과 형광 검출 센서(12)와의 간격을 줄인다. In addition, in the present invention, the first optical filter 8 and the second optical filter are configured in a thin film form in order to maximize the miniaturization of the lab-on-a-chip. That is, the first optical filter 8 is deposited on the upper surface of the microchannel 1 to increase integration by reducing the distance between the light source 5 and the microchannel 1. Similarly, the second optical filter 9 is deposited on the upper surface of the fluorescence detection sensor 12 to reduce the distance between the microchannel 1 and the fluorescence detection sensor 12.

이와 같이, 광원(5)과 마이크로 채널(1)과의 간격 및 마이크로 채널(1)과 형광 검출 센서(12)와의 간격이 감소하면 랩온어칩의 크기가 작아지는 한편 랩온어칩의 감도를 향상시킬 수 있다. 즉, 광원(5)과 마이크로 채널(1)과의 간격이 줄어들면 광원(5)으로부터 보다 많은 광량이 마이크로 채널(1)에 제공되므로 마이크로 채널(1)을 이동하는 형광 방출 물질의 여기를 증가시켜 랩온어칩의 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로 채널(1)과 형광 검출 센서(12)와의 간격이 줄어들면 형광 검출 센서(12)가 보다 많은 광량을 흡수하기 때문에 역시 랩온어칩의 감도를 향상시킬 수 있다.As such, when the distance between the light source 5 and the micro channel 1 and the distance between the micro channel 1 and the fluorescence detection sensor 12 decrease, the size of the lab-on-a-chip becomes smaller while the sensitivity of the lab-on-a-chip is improved. You can. That is, as the distance between the light source 5 and the microchannel 1 decreases, more light is supplied from the light source 5 to the microchannel 1, thereby increasing the excitation of the fluorescent emission material moving through the microchannel 1. The sensitivity of the lab-on-a-chip can be improved. In addition, when the distance between the microchannel 1 and the fluorescence detection sensor 12 decreases, the fluorescence detection sensor 12 absorbs more light, so that the sensitivity of the lab-on-a-chip can also be improved.

또한, 본 발명에서는 마이크로 채널(1)의 하부 표면에 전극(10)을 증착하여 형광 검출 센서(12)의 전극(10) 및 주형틀(13)의 전극(10)을 연결하는 접촉전극으로 사용함으로써 랩온어칩과 외부회로를 용이하게 연결할 수 있다. In the present invention, the electrode 10 is deposited on the lower surface of the microchannel 1 to be used as a contact electrode connecting the electrode 10 of the fluorescence detection sensor 12 and the electrode 10 of the mold frame 13. Thus, the lab-on-a-chip and the external circuit can be easily connected.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 랩온어칩은 종래의 랩온어칩과 달리 광원부(14), 마이크로 채널부(15) 및 형광 검출 센서부(16)가 분리될 수 있다. 이와 같이 각 구성부분이 분리될 수 있는 구조는 검사물질 및 검사방법에 따라 달라지는 적합한 광원(5)을 외부에서 제작하여 교체 삽입할 수 있는 이점이 있다. 또한, 생화학 물질에 의해 마이크로 채널(1)이 오염되어 재사용이 불가능하게 될 때 종래에는 전체 랩온어칩을 폐기해야 되지만, 본 발명에서는 마이크로 채널(1)을 외부에서 제작하여 교체 삽입할 수 있다. 따라서, 광원(5) 및 형광 검출 센서(12)를 재사용하면서 여러 종류의 검사를 단일 랩온어칩에서 실시할 수 있다. As can be seen in FIG. 3, in the lab-on-a-chip according to the present invention, the light source unit 14, the micro channel unit 15, and the fluorescence detection sensor unit 16 may be separated from each other. In this way, the structure that can be separated from each component has the advantage that can be replaced by inserting a suitable light source (5) from the outside depending on the test material and the test method. In addition, when the microchannel 1 is contaminated by biochemicals and cannot be reused, the entire lab-on-a-chip must be disposed of in the related art. However, in the present invention, the microchannel 1 may be manufactured and inserted from outside. Therefore, various types of inspection can be performed in a single lab-on-a-chip while reusing the light source 5 and the fluorescence detection sensor 12.

도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 랩온어칩의 단면도 및 분리 단면도를 나타낸다. 7 and 8 are a cross-sectional view and a separate cross-sectional view of the lab-on-a-chip according to another embodiment of the present invention.

도 7 및 도 8에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 랩온어칩은 도 2의 랩온어칩 구조와 유사하게 생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원(5)을 포함하는 광원부(14)와, 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 박막형태의 제 1광학필터(8)와, 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널(1)과, 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 박막형태의 제 2광학필터(9)와,방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서(12)가 적층구조로 구성되어 있으나, 광원부(14), 제 1광학필터(8), 마이크로 채널(1), 제 2광학필터(9) 및 형광 검출 센서(12)가 각각 분리 가능하여 외부에서 교체 삽입이 가능하도록 되어 있다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the lab-on-a-chip according to another embodiment of the present invention has a light source unit including a light source 5 that emits light to excite biochemicals similarly to the lab-on-a-chip structure of FIG. 2. 14, the first optical filter 8 in the form of a thin film for filtering excitation light at a specific wavelength, the microchannel 1 through which the biochemical material is injected, moved and mixed, and the thin film for transmitting only the emission fluorescence of the biochemical material. Although the second optical filter 9 of the type and the fluorescence detection sensor 12 for detecting the emitted fluorescence amount have a laminated structure, the light source unit 14, the first optical filter 8, and the microchannel 1 are formed. The second optical filter 9 and the fluorescence detection sensor 12 are separable, respectively, so that replacement and insertion are possible from the outside.

즉, 제 1광학필터(8) 및 제 2광학필터(9)가 각각 마이크로 채널(1) 및 형광검출 센서(12)의 상부 표면에 증착되어 고정되어 있는 것이 아니라 박막형태로 분리가능하게 되어 있다. 따라서, 필요에 따라서 광학필터(8, 9)를 외부에서 제작하여 교체 및 삽입할 수 있어서 단일 랩온어칩의 활용성을 더욱 극대화할 수 있게 된다. That is, the first optical filter 8 and the second optical filter 9 are not deposited and fixed on the upper surfaces of the microchannel 1 and the fluorescence detection sensor 12, respectively, but are separated in a thin film form. . Therefore, the optical filters 8 and 9 may be manufactured and replaced and inserted as needed, thereby further maximizing the utilization of a single lab-on-a-chip.

본 발명은 고속의 다중 검사를 실시하는 다중 구조의 랩온어칩의 집적화에도 적용될 수 있다. The present invention can also be applied to the integration of a lab-on-a-chip of a multi-structure that performs high-speed multiple inspection.

도 9 및 도 10은 각각 도 2의 랩온어칩(17)을 두 개 연결하여 구성된 다중 구조의 랩온어칩의 단면도 및 평면도를 나타낸다. 도 9 및 도 10에서는 두 개의 랩온어칩(17)이 연결되어 있는 것을 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이상 복수 개의 랩온어칩이 모여 다중 구조의 랩온어칩을 형성할 수 있다. 9 and 10 show a cross-sectional view and a plan view, respectively, of a wrap-on-a-chip having a multiple structure formed by connecting two wrap-on-a-chips 17 of FIG. 9 and 10 illustrate that two lab-on-a-chips 17 are connected, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of lab-on-a-chips may be gathered to form a lab-on-a-chip having multiple structures.

종래에는 랩온어칩을 이용하여 다중 구조의 랩온어칩을 구성할 때 각 랩온어칩에 대하여 각각의 광원이 존재하였지만, 본 발명에서는 도 9 및 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 단일의 광원을 사용하여 다중 구조의 랩온어칩을 구현할 수 있다. 다중 구조의 랩온어칩에서 각 랩온어칩에 대한 각각의 광원을 하나의 광원으로 통일함으로써 다중 구조의 랩온어칩의 집적화 및 소형화를 극대화할 수 있고 제작 비용을 감소시킬 수 있다.Conventionally, when a lab-on-a-chip having a multiple structure is formed by using a lab-on-a-chip, each light source exists for each lab-on-a-chip. However, in the present invention, as shown in FIGS. 9 and 10, a single light source is used. Multiple structured lab-on-a-chip can be implemented. In the lab-on-a-chip with multiple structures, each light source for each lab-on-a-chip is integrated into a single light source, thereby maximizing integration and miniaturization of the lab-on-a-chip with multiple structures and reducing manufacturing costs.

도 11은 도 7의 랩온어칩을 이용하여 제작된 다중 구조의 랩온어칩의 단면도를 나타낸다. 도 11에서 도시된 바와 같이, 도 11의 다중 구조의 랩온어칩 역시 도 9 및 도 10과 마찬가지로 단일의 광원이 각 랩온어칩에 공통되어 있다. FIG. 11 is a cross-sectional view of a wrap-on-a-chip having multiple structures fabricated using the lab-on-a-chip of FIG. 7. As shown in FIG. 11, a multi-layer wrap-on-a-chip of FIG. 11 also has a single light source common to each wrap-on-a-chip as in FIGS. 9 and 10.

상기와 같이, 본 발명은 전면 발광하는 박막구조의 광원 또는 이와 동일한 기능을 하는 고휘도 발광 다이오드 배열 광원을 사용함으로써, 랩온어칩을 소형화할 수 있고 형광 검출 위치와 여기광의 입사위치를 정렬시켜야 하는 불편함을 제거할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention can reduce the size of the lab-on-a-chip by using a light source having a thin-film structure that emits full light or a high brightness LED array light source having the same function, and inconvenient to align the fluorescence detection position with the incident position of the excitation light. There is an effect that can be removed.

또한, 박막형태의 광학필터를 마이크로 채널 및 센서에 증착시켜 광원과 마이크로 채널과의 간격, 마이크로 채널과 센서와의 간격을 줄임으로써 랩온어칩의 감도를 증가시키는 효과가 있다. In addition, a thin film type optical filter is deposited on the microchannel and the sensor, thereby reducing the distance between the light source and the microchannel and the distance between the microchannel and the sensor, thereby increasing the sensitivity of the lab-on-a-chip.

또한, 마이크로 채널의 하부 표면에 접촉 전극을 증착하여 외부 회로와의 연결을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the contact electrode is deposited on the lower surface of the microchannel, thereby facilitating connection with an external circuit.

또한, 랩온어칩의 구성부분이 분리되어 검사 대상물질 및 검사방법에 따라 구성부분의 교체 삽입이 가능하기 때문에 종래 일회용 랩온어칩의 한계를 벗어나 그 활용성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the components of the lab-on-a-chip are separated and the component parts can be replaced and inserted according to the inspection target material and the inspection method, there is an effect of maximizing the utilization beyond the limitation of the conventional disposable lab-on-a-chip.

또한, 단일의 광원으로 다중 채널 구조의 랩온어칩을 구현할 수 있어서 다중 채널 구조의 랩온어칩을 단순화하고 저비용으로 제작할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the lab-on-a-chip of the multi-channel structure can be implemented with a single light source, the lab-on-a-chip of the multi-channel structure can be simplified and manufactured at low cost.

도 1은 랩온어칩의 일반적인 마이크로 채널의 구조도.1 is a structural diagram of a general micro channel of a lab-on-a-chip.

도 2는 본 발명에 의한 랩온어칩의 단면도.2 is a cross-sectional view of a wrap-on-a-chip according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 랩온어칩의 분리 단면도.Figure 3 is an exploded cross-sectional view of the wrap-on-a-chip according to the present invention.

도 4는 전면 발광 광원으로 사용되는 박막구조의 광원(a) 및 발광 다이오드 배열 광원(b)의 평면도.4 is a plan view of a light source (a) and a light emitting diode array light source (b) of a thin film structure used as a top emission light source.

도 5는 본 발명에 의한 랩온어칩의 평면도.5 is a plan view of a wrap-on-a-chip according to the present invention.

도 6은 본 발명에 의한 랩온어칩의 분리 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view of the wrap on a chip according to the present invention.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 랩온어칩의 단면도.7 is a cross-sectional view of a wrap-on-a-chip according to another embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 랩온어칩의 분리 단면도.8 is an exploded cross-sectional view of a wrap-on-a-chip according to another embodiment of the present invention.

도 9는 도 2의 랩온어칩이 복수 개 모여 이루어진 다중 구조의 랩온어칩의 단면도.9 is a cross-sectional view of a wrap-on-a-chip having multiple structures in which a plurality of lab-on-a-chips of FIG. 2 are collected.

도 10은 도 2의 랩온어칩이 복수 개 모여 이루어진 다중 구조의 랩온어칩의 평면도.FIG. 10 is a plan view of a wrap-on-a-chip having multiple structures in which a plurality of lab-on-a-chips of FIG. 2 are collected.

도 11은 도 7의 랩온어칩이 복수 개 모여 이루어진 다중 구조의 랩온어칩의 단면도.FIG. 11 is a cross-sectional view of a wrap-on-a-chip having multiple structures in which a plurality of wrap-on-a-chips of FIG. 7 are collected.

** 도면의 주요부분에 대한 부호설명 **** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings **

1 : 마이크로 채널 2 : 생화학 물질 주입구1: microchannel 2: biochemical inlet

3 : 생화학 물질 배출구 4 : 형광 검출 위치3: biochemical outlet 4: fluorescence detection position

5 : 박막구조의 광원 6 : 고휘도 발광 다이오드5: light source having thin film structure 6: high brightness light emitting diode

7 : 광원부의 주형틀 8 : 제 1광학필터7: mold of light source unit 8: first optical filter

9 : 제 2광학필터 10 : 전극9: second optical filter 10: electrode

11 : 실리콘 기판 12 : 형광 검출 센서11 silicon substrate 12 fluorescence detection sensor

13 : 센서부의 주형틀 14 : 광원부13: mold of sensor part 14: light source part

15 : 마이크로 채널부 16 : 형광 검출 센서부15 micro channel portion 16 fluorescence detection sensor portion

17 : 랩온어칩17: Lab on a chip

Claims (9)

생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원을 포함하는 광원부와, A light source unit including a light source which emits full light to excite a biochemical, 상기 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널 및 이 마이크로 채널의 상부 표면에 증착되어 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 제 1광학필터를 포함하는 마이크로 채널부와, A microchannel unit including a microchannel into which the biochemical material is injected, moved and mixed, and a first optical filter deposited on an upper surface of the microchannel to filter excitation light to a specific wavelength; 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서 및 이 형광 검출 센서의 상부 표면에 증착되어 상기 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 제 2광학필터를 포함하는 형광 검출 센서부가 적층구조로 구성된 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.A front surface of the fluorescence detection sensor portion having a laminated structure comprising a fluorescence detection sensor for detecting the amount of emitted fluorescence and a second optical filter deposited on the upper surface of the fluorescence detection sensor to transmit only the emission fluorescence of the biochemicals Lab-on-a-chip using light emitting light source. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광원부, 상기 마이크로 채널부 및 상기 형광 검출 센서부는 각각 분리 가능하여 외부에서 교체 삽입이 가능한 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.The light source unit, the micro-channel unit and the fluorescence detection sensor unit is detachable from each other, the wrap-on-a-chip using a top-emitting light source, characterized in that the replacement can be inserted from the outside. 생화학 물질을 여기시키기 위해 전면 발광하는 광원을 포함하는 광원부와, A light source unit including a light source which emits full light to excite a biochemical, 여기광을 특정 파장대로 필터링하는 박막형태의 제 1광학필터와,A first optical filter of a thin film type for filtering excitation light to a specific wavelength; 상기 생화학 물질이 주입되어 이동 및 혼합되는 마이크로 채널과, A micro channel into which the biochemical is injected and moved and mixed; 상기 생화학 물질의 방출 형광만을 투과시키는 박막형태의 제 2광학필터와,A second optical filter in the form of a thin film that transmits only the emission fluorescence of the biochemical material; 방출된 형광량을 검출하는 형광 검출 센서가 적층구조로 구성되고,The fluorescence detection sensor for detecting the amount of emitted fluorescence is composed of a laminated structure, 상기 광원부, 상기 제 1광학필터, 상기 마이크로 채널, 상기 제 2광학필터 및 상기 형광 검출 센서는 각각 분리 가능하여 외부에서 교체 삽입이 가능한 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.The light source unit, the first optical filter, the micro channel, the second optical filter and the fluorescence detection sensor are each detachable, the wrap-on-a-chip using a top-emitting light source, characterized in that the replacement can be inserted from the outside. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 마이크로 채널의 하부 표면에 접촉전극을 증착하여 외부회로와의 연결을 용이하게 한 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.Lap-on-a-chip using a top-emitting light source, characterized in that to facilitate the connection to an external circuit by depositing a contact electrode on the lower surface of the micro-channel. 제 1항의 랩온어칩이 복수 개 모여 이루어진 다중 구조의 랩온어칩에서 랩온어칩을 위한 광원으로서 하나의 전면 발광하는 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 랩온어칩.The wrap-on-a-chip of claim 1, wherein the wrap-on-a-chip consists of a plurality of wrap-on-a-chips. 제 3항의 랩온어칩이 복수 개 모여 이루어진 다중 구조의 랩온어칩에서 랩온어칩을 위한 광원으로서 하나의 전면 발광하는 광원을 사용하는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 랩온어칩.The wrap-on-a-chip having multiple structures according to claim 3, wherein the wrap-on-a-chip having a plurality of wrap-on-a-chips is used as a light source for the wrap-on-a-chip. 제 1항, 제 3항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1, 3, 5 or 6, 상기 전면 발광하는 광원은 박막구조의 유기 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.The light source for emitting the top surface is a wrap-on-a-chip using a top-emitting light source, characterized in that the organic light emitting diode of a thin film structure. 제 1항, 제 3항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1, 3, 5 or 6, 상기 전면 발광하는 광원은 박막구조의 탄소나노튜브 램프인 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.The front light source is a wrap-on-a-chip using a top-emitting light source, characterized in that the thin film carbon nanotube lamp. 제 1항, 제 3항, 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 1, 3, 5 or 6, 상기 전면 발광하는 광원은 고휘도 발광 다이오드 배열 광원인 것을 특징으로 하는 전면 발광 광원을 이용한 랩온어칩.The light source emitting the top surface is a wrap-on-a-chip using the top-emitting light source, characterized in that the high brightness light emitting diode array light source.
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