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KR20150101307A - 미세유동장치 - Google Patents

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KR20150101307A
KR20150101307A KR1020140022876A KR20140022876A KR20150101307A KR 20150101307 A KR20150101307 A KR 20150101307A KR 1020140022876 A KR1020140022876 A KR 1020140022876A KR 20140022876 A KR20140022876 A KR 20140022876A KR 20150101307 A KR20150101307 A KR 20150101307A
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KR
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KR1020140022876A
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이종건
김승현
김승훈
민정기
이양의
노재상
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 미세유동장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 플랫폼, 시료를 수용하도록 플랫폼에 마련되는 적어도 하나 이상의 챔버, 적어도 하나 이상의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 채널을 포함하며, 적어도 하나 이상의 챔버는 시료의 검출을 위한 검출 챔버를 포함하며, 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 검출 챔버로 외부의 빛이 유입되는 것을 방지하도록 구성되는 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 외부의 빛 간섭으로 일어나는 검출 오류를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면 검사 시간을 단축하고 미세유동장치를 소형화할 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 검출 챔버에 오염물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

Description

미세유동장치{Microfluidic device}
본 발명은 미세유동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 검사 시간을 단축하고, 검출 오류를 방지할 수 있도록 구조를 개선한 미세유동장치에 관한 것이다.
미세유동구조물 내에서 유체를 이송하기 위해서는 구동압력이 필요한데, 구동압력으로서 원심력 및 모세관압이 이용되기도 하고, 별도의 펌프에 의한 압력이 이용되기도 한다. 최근에는 디스크 형상의 몸체에 미세유동구조물을 배치하고 원심력을 이용하여 유체를 이동시키며 일련의 작업을 수행하는 디스크형 미세유동장치들이 제안되고 있다. 이를 일컬어 랩씨디(Lab CD) 또는 랩온어디스크(Lab-on a disk) 또는 디지털 바이오 디스크(Digital Bio Disk: DBD)라 한다.
일반적으로, 디스크형 미세유동장치는 유체를 가두어 둘 수 있는 챔버와, 유체가 흐를 수 있는 채널 및 유체의 흐름을 조절할 수 있는 밸브를 포함하여 이루어지며, 이들의 다양한 조합에 의해 만들어질 수 있다.
미세유동장치는 혈액, 타액, 소변 등과 같은 시료를 검사하기 위한 시료검사장치로 이용될 수 있다. 미세유동장치의 내부에서는 시료의 특정 물질과 반응할 수 있는 시약이 배치된다. 미세유동장치에 시료를 주입하고 시료와 시약의 반응 결과를 검출함으로써 시료를 검사할 수 있다.
종래에는 별도의 챔버에서 시료의 계량이 이루어지고 반응 챔버에서 시료의 반응이 일어났으며, 이는 정해진 공간 내에서 계량이 이루어지는 별도의 챔버가 필요하였으며, 검사 시간 또한 길었다.
또한, 검출 챔버 내로 검사가 진행되면서 발생하는 불순물이 유입되거나 외부의 빛이 유입되어 검출 오류가 발생하는 경우가 있었다.
본 발명의 일 측면은 검사 시간을 단축할 수 있으며 검출 오류의 발생을 방지할 수 있는 미세유동장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 플랫폼, 시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나 이상의 챔버, 상기 적어도 하나 이상의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 채널을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 시료의 검출을 위한 검출 챔버를 포함하며, 상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버로 외부의 빛이 유입되는 것을 방지하도록 구성되는 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치를 제공한다.
상기 광차단부는 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 위치할 수 있다.
상기 광차단부는 상기 검출 챔버로 외부의 빛이 유입되는 것을 방지하기 위하여 빛이 통과하지 않는 소재로 마련될 수 있다.
상기 챔버는 시료의 계량과 시료의 반응이 동시에 일어날 수 있도록 구성되는 정량반응챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 정량반응챔버의 내부에는 다공성 물질이 위치하여 상기 시료와 상기 다공성 물질의 결합을 통해 상기 시료의 계량이 이루어질 수 있다.
상기 정량반응챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하기 위한 오염물수용챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함할 수 있다.
상기 유출구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적을 수 있다.
상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적을 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 검출 챔버를 채운 후 오버 플로우 하는 시료를 수용하기 위한 웨이스트 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 정량반응챔버 내에서 반응이 일어난 시약을 워싱하기 위한 워싱액을 수용하는 적어도 하나의 버퍼 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 플랫폼, 시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나의 챔버, 상기 적어도 하나의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나의 채널을 포함하며, 상기 챔버는, 상기 시료의 계량과 시료의 반응이 동시에 일어날 수 있도록 구성되는 정량반응챔버, 상기 정량반응챔버 내에서 반응이 일어난 시료의 검출을 위한 검출 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치를 제공한다.
상기 정량반응챔버의 내부에는 다공성 물질이 위치하여 상기 시료와 상기 다공성 물질의 결합을 통해 상기 시료의 계량이 이루어질 수 있다.
상기 정량반응챔버에 연결되며, 시료가 오버플로우되는 것을 방지하기 위하여 시료를 수용하는 수용 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 수용 챔버 내의 정량되고 남은 시료를 수용하기 위한 제1웨이스트 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 시료가 검출 챔버로 이동하기 전에 상기 정량반응챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하기 위한 오염물수용챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함하며, 상기 유출구 및 상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적을 수 있다.
상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 마련되는 광차단부를 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 검출 챔버를 채운 후 오버플로우 하는 시료를 수용하기 위한 제2웨이스트 챔버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 플랫폼, 시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나 이상의 챔버, 상기 적어도 하나 이상의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 채널을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 챔버는, 시료의 반응이 일어나는 반응 챔버, 상기 반응 챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하도록 구성되는 오염물수용챔버, 상기 시료의 검출을 위한 검출 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치를 제공한다.
상기 시료는 상기 반응 챔버와 상기 오염물수용챔버와 상기 검출챔버를 거쳐 이동할 수 있다.
상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함할 수 있다.
상기 유출구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적을 수 있다.
상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적을 수 있다.
상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 마련되는 광차단부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 검출 챔버에서 발생하는 검출 오류를 방지하기 위해 광차단부를 마련하여 외부의 빛 간섭으로 일어나는 검출 오류를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 측면에 따르면 시료의 계량과 반응이 동시에 일어날 수 있는 정량반응챔버를 구비하여 검사 시간을 단축하고 미세유동장치를 소형화할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 오염물수용챔버를 포함하여 검출 챔버에 오염물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 전체 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 분석 유닛 중 하나를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 AA'의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 요부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 광차단부를 분해하여 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 미세유동장치(1)는 회전 가능한 디스크형의 플랫폼(4)과, 플랫폼(4) 내에 구획되어 유체가 수용될 수 있는 적어도 하나 이상의 챔버 및 유체가 흐를 수 있는 적어도 하나 이상의 채널을 포함한다. 또한, 플랫폼(4)의 측면에 마련되는 바코드(미도시)를 구비할 수 있다.
플랫폼(4)은 그 중심(5)을 축으로 하여 회전할 수 있다. 플랫폼(4) 내에 배치된 챔버 및 채널에서는 플랫폼(4)의 회전에 따른 원심력의 작용에 의해 시료의 이동, 원심분리, 혼합 등이 이루어질 수 있다.
플랫폼(4)은 성형이 용이하고, 그 표면이 생물학적으로 비활성인 아크릴, PDMS, PMMA 등의 플라스틱 소재로 만들어질 수 있다. 다만, 플랫폼(4)은 이에 한정되지 않고 화학적, 생물학적 안정성과 기계적 가공성 등을 가지는 소재이면 족하다.
플랫폼(4)은 여러 층의 판으로 이루어질 수 있다. 판과 판이 서로 맞닿는 면에 챔버나 채널 등에 해당하는 음각 또는 양각 구조물을 만들고 이들을 접합함으로써 플랫폼(4) 내부에 공간과 통로를 제공할 수 있다.
예를 들어, 플랫폼(4)은 제1기판(2)과 제1기판(2)에 부착된 제2기판(3)으로 이루어진 구조나, 제1기판(2)과 제2기판(3) 사이에 유체가 수용될 수 있는 적어도 하나 이상의 챔버와 유체가 흐를 수 있는 적어도 하나의 채널을 정의하기 위한 구획판(미도시)이 마련된 구조일 수도 있다. 이외에도 플랫폼(4)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 제1기판(2) 및 제2기판(3)은 열가소성 수지로 이루어질 수 있다.
제1기판(2)과 제2기판(3)의 접합은 접착제나 양면 접착테이프를 이용한 접착, 초음파 융착, 레이저 융착 등의 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
이하에서는 시료의 검사를 위하여 플랫폼(4) 내에 배치되는 미세유동구조물들에 대하여 설명한다.
시료는 유체와 그 유체보다 밀도가 큰 입자 형태의 물질이 혼합되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 시료는 혈액, 타액, 소변 등의 생체 시료를 포함할 수 있다.
플랫폼(4)의 반경 방향 내측에 주입 챔버(7)가 배치될 수 있다. 주입 챔버(7)는 소정의 양의 시료를 수용할 수 있도록 구획되고, 주입 챔버(7)의 상면에는 주입 챔버(7) 내부로 시료를 주입하기 위한 시료주입구(6)가 형성된다.
유체와 입자 형태의 물질이 혼합된 상태의 시료 전체가 유체가 이용되는 검사에 이용될 수 있다. 또한, 주입 챔버(7)의 반경 방향 외측으로는 플랫폼(4)의 회전을 이용하여 시료를 원심 분리하는 시료분리 챔버(10)가 마련될 수 있다. 시료분리 챔버(10) 내에서 분리된 시료는 정량반응챔버(20)로 이동하여 정량과 동시에 반응이 일어난다. 이후, 반응이 일어난 시료는 오염물수용챔버(22)를 거쳐 검출 챔버(23)로 이동한다. 이에 대해서는 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 전체 구조를 도시한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 분석 유닛 중 하나를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3의 AA'의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(1)는 복수 개의 분석 유닛(100a, 100b, 200a, 200b)을 포함할 수 있다. 도면에 도시된 바에 따르면, 총 4개의 분석 유닛(100a, 100b, 200a, 200b)을 포함하고 있다. 제1분석 유닛(100a)과 제2분석 유닛(100b)은 하나의 시료분리 챔버를 공유하며, 제3분석 유닛(200a)과 제4분석 유닛(200b)은 하나의 시료분리 챔버를 공유한다. 이에 하나의 시료로 복수의 검사를 진행하는 것이 가능하다. 이하, 제1분석 유닛(100a)을 예로 들어 설명한다.
주입 챔버(7)로 주입된 시료는 시료분리 챔버(10)로 이송되어 플랫폼(4)의 회전을 이용하여 원심분리된다. 시료분리 챔버(10)는 주입 챔버(7)로부터 반경 방향 외측으로 연장된 채널 형상의 상청액수집부(11)와, 상청액수집부(11)의 반경 방향 외측에 배치되어 상대적으로 비중이 큰 침강물을 수용할 수 있는 공간을 제공할 수 있는 침강물수집부(12)를 포함할 수 있다. 시료가 혈액인 경우, 플랫폼(4)이 회전할 때 혈구는 침강물수집부(12)에 모이고, 혈구보다 상대적으로 비중이 작은 혈청은 상청액수집부(11)에 모인다. 따라서 시료분리 챔버(10)에서 혈액은 혈청과 혈구로 분리되고, 혈청이 검사에 사용된다.
이후, 시료는 검사에 필요한 미리 정해진 양으로 정량되고 시약과의 반응을 위해 정량반응챔버(20)로 유입된다. 정량반응챔버(20)에서는 시료의 계량과 시료의 반응이 동시에 일어난다.
이는 정량반응챔버(20)에 수용된 다공성 물질(20a)에 의해 가능하다. 다공성 물질(20a)의 예로서는 다공성 멤브레인(membrane), 마이크로 포어(micro-pore) 또는 마이크로 필러(micro pillar) 등을 들 수 있다. 다공성 물질(20a)에 시료가 결합되어 정량의 시료를 계량할 수 있다.
또한, 다공성 물질(20a)의 표면에는 시료와 반응할 수 있는 시약이 결합될 수 있다. 이를 표지 접합체라고 정의한다. 표지 접합체는 시료와 특이적으로 반응하는 물질을 의미하며, 표지 접합체는 시료에 따라 다양하다. 일 예로, 시료인 분석대상물질이 항체 A인 경우, 표지 접합체는 형광물질 등의 표지물질과 미리 연결된 항원 또는 항체 등과 같은 컨쥬게이트(conjugate) 일 수 있다.
표지 접합체의 표지는 표지물질로, 일 예로, 라텍스 비드(Latex bead), 골드 콜로이드, 실버 콜로이드 등과 같은 금속 콜로이드(Metal colloid), 과산화 효소 등의 효소(enzyme), 형광물질, 야광물질, 초상자성물질(super paramagnetic material), 란탄족(Ⅲ) 킬레이트 포함하는 물질 또는 방사능 동위원소 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
분석 유닛(100a)은 정량반응챔버(20)에서 시료가 오버 플로우되는 것을 방지하기 위해 시료를 수용하는 수용 챔버(14)를 더 포함할 수 있다. 수용 챔버(14)는 정량반응챔버(20)보다 플랫폼(4)의 중심에 가깝도록 위치할 수 있으며, 이는 정량 반응챔버(20)에 정량되고 남은 시료를 수용하기 위함이다. 수용 챔버(14)에는 정량반응챔버(20)에 정량되고 남은 시료가 수용될 수 있다.
분석 유닛(100a)은 수용 챔버(14) 내측의 시료와 채널 내의 시료를 수용하도록 제1웨이스트 챔버(13)를 더 포함할 수 있다. 제1웨이스트 챔버(13)는 정량반응챔버(20)보다 플랫폼(4)의 중심에서 멀리 위치할 수 있다.
분석 유닛(100a)은 정량반응챔버(20) 외에 별도의 반응 챔버(21)를 더 포함할 수 있다. 이는 2차 반응이 필요할 때 이용될 수 있으며, 정량반응챔버(20)에서 이동한 시료를 워싱하기 위해 이용될 수 있다. 이를 위해 반응 챔버(21)와 연결된 적어도 하나의 버퍼 챔버(15a, 15b, 15c)를 포함할 수 있다. 버퍼 챔버(15a, 15b, 15c)에는 반응이 일어난 시료를 워싱하기 위한 버퍼액이나 2차 반응에 필요한 시약이 수용될 수 있다.
반응이 일어난 시약은 검출 챔버(23)로 이동하여 시료의 검출을 진행한다. 검출 챔버(23)에서는 빛을 조사하는 광원(미도시)과 이를 수용하는 광센서(미도시)를 이용하는 광검출이 진행될 수 있다. 이러한 경우, 외부에서 별도의 빛이 유입되는 경우 검출 오류를 발생할 수 있기 때문에 별도의 광차단부(23a)를 포함할 수 있다.
검출 챔버(23)에서 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 검출 챔버(23)로 오염물이 수용되는 것을 방지하기 위한 오염물 수용 챔버(22)를 더 포함할 수 있다. 시료는 오염물수용챔버(22)를 거쳐 검출 챔버(23)로 유입될 수 있다. 또한, 검출 챔버(23)를 채운 후 오버 플로우 하는 시료를 수용하기 위한 제2웨이스트 챔버(24)를 더 포함할 수 있다. 각각의 챔버는 시료가 오염물수용챔버(22)에서 검출 챔버(23), 검출 챔버(23)에서 제2웨이스트 챔버(24) 순으로 이동할 수 있도록 구성된다. 이들 챔버에 대해서는 후술한다.
또한, 챔버와 챔버 사이를 연결하는 채널에는 밸브(30)가 마련될 수 있다. 각각의 밸브(30)는 모세관 밸브와 같이 일정 이상의 압력이 작용하면 수동적으로 개방되는 밸브 또는 작동 신호에 의해 외부로부터 동력 또는 에너지를 받아 능동적으로 작동하는 밸브 등 다양한 종류의 밸브일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치(1)는 외부로부터 에너지를 흡수하여 작동하는 상전이 밸브를 채용한다.
각 밸브(30)는 플랫폼(4)을 이루는 제1기판(2)과 제2기판(3) 사이에 입체적 또는 평면적인 형태로 배치되어 유체의 흐름을 차단하고, 고온에서 용융되어 인접한 여유공간으로 이동하여 채널들을 개방한다.
밸브(30)에 열을 가하기 위해서 플랫폼(4)의 외부에는 광을 방출하는 외부에너지원(미도시)이 배치될 수 있다. 외부에너지원(미도시)이 밸브(30)를 향하여 광을 방출하여 밸브(30)를 개방시킬 수 있다.
밸브(30)는 상전이 물질과, 상전이 물질에 분산된 발열 입자로 이루어질 수 있다. 발열입자는 수백 내지 수천 마이크로 미터(μm) 폭을 가지는 채널 내에서 자유롭게 이동 가능한 크기를 가질 수 있다. 발열 입자는 광(예를 들면 레이저)이 조사되면 그 에너지에 의해 온도가 급격히 상승하여 발열하는 성질을 가진다. 이러한 성질을 가지도록 발열 입자는 금속 성분을 포함하는 코어(core)와, 소수성을 가지는 쉘(shell)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 발열 입자는 Fe로 이루어진 코어와, Fe에 결합되어 Fe를 감싸는 복수의 계면활성성분(surfactant)로 이루어진 쉘을 구비한 구조를 가질 수 있다. 발열 입자로서 캐리어 오일(carrier oil)에 분산된 상태로 시중에 유통되는 재료를 이용할 수 있다.
상전이 물질은 왁스(wax)일 수 있다. 발열 입자들이 흡수한 광에너지를 열에너지의 형태로 주위에 전달하면 왁스는 이로 인해 용융되어 유동성을 가지게 되며, 이로써 밸브가 붕괴되고 유로가 개방된다. 왁스는 적당한 녹는점을 가지는 것이 바람직하다. 녹는점이 너무 높으면 광 조사를 시작한 후 용융될 때까지 시간이 오래 소요되어 개방 시점의 정밀한 제어가 어려워지고, 반대로 녹는점이 너무 낮으면 광이 조사되지 않은 상태에서 부분적으로 용융되어 유체가 누출될 수도 있기 때문이다. 왁스로는 파라핀 왁스(paraffin wax), 마이크로크리스탈린 왁스(microcrystalline wax), 합성 왁스(synthetic wax), 또는 천연 왁스(natural wax) 등이 채용될 수 있다.
한편, 상전이 물질은 겔(gel) 또는 열가소성 수지일 수도 있다. 겔은 폴리아크릴아미드(polyacrylamide), 폴리아크릴레이트(polyacrylates), 폴리메타크릴레이트(polymetacrylates), 또는 폴리비닐아미드(polyvinylamides) 등으로 만들어질 수 있다. 또한, 열가소성 수지로는 COC, PMMA, PC, PS, POM, PFA, PVC, PP, PEEK, PA, PSU 또는 PVDF 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공기의 흐름을 원활하게 하기 위하여 공기가 위치할 수 있도록 챔버로부터 연장된 벤트홀(16a, 16b, 16c, 25a)을 더 구비할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 요부를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유동장치의 광차단부를 분해하여 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 검출 챔버(23)에는 별도의 광차단부(23a)가 마련될 수 있다. 검출 챔버(23)에서는 빛을 조사하는 광원(미도시)과 이를 수용하는 광센서(미도시)를 이용하는 광검출이 진행될 수 있다. 이러한 경우, 외부에서 별도의 빛이 유입되는 경우 검출 오류를 발생할 수 있기 때문에 별도의 광차단부(23a)를 포함할 수 있다. 광차단부(23a)는 검출 챔버(23)의 외벽을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 광차단부(23a)는 빛이 통과하지 않는 소재로 마련될 수 있다. 일 예로, 플라스틱이나 고무 재질로 마련될 수 있다. 이외에 직접 불투명한 색상을 인쇄하여 광차단부(23a)로 사용하는 것도 가능하다.
검사 진행 과정에서 시료와 시약의 반응으로 인해 오염물이 발생할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외부로부터 광에너지를 흡수하여 유로를 개방되는 상전이 밸브를 채용하고 있기 때문에 상전이 밸브의 용융에 따른 오염물이 발생하게 된다. 이러한 오염물은 오염물수용챔버(22)에 수용된다.
오염물수용챔버(22)는 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와, 시료가 유출되어 검출 챔버(23)로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유출구와 플랫폼(4)의 중심부(5)까지의 거리(R1)은 오염물수용챔버(22)의 중심에서 플랫폼(4)의 중심부(5)까지의 거리(R2)보다 적도록 마련될 수 있다. 오염물은 질량으로 인해 원심력을 받아 R2보다 멀리 위치하게 되며, 이에 따라 회전 중에는 R1까지 이동할 수 없기 때문에 오염물은 유출구를 통해 검출 챔버(23)로 이동할 수 없으며, 오염물수용챔버(22) 내에 수용될 수 있다.
이와 마찬가지로 유입구와 플랫폼(4)의 중심부(5) 까지의 거리(R1)은 오염물수용챔버(22)의 중심에서 플랫폼(4)의 중심부(5) 까지의 거리(R2)보다 적도록 마련될 수 있다. 상술한 바와 같이, 오염물은 미세유동장치(1)의 회전 중에 유입구를 통해 반응 챔버(20, 21) 쪽으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 미세유동장치 4: 플랫폼
10: 시료 분리챔버 20: 정량반응챔부
20a: 다공성 물질 21: 반응챔버
22: 오염물수용챔버 23: 검출 챔버
23a: 광차단부 30: 밸브

Claims (25)

  1. 플랫폼;
    시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나 이상의 챔버;
    상기 적어도 하나 이상의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 채널;
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 시료의 검출을 위한 검출 챔버를 포함하며,
    상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버로 외부의 빛이 유입되는 것을 방지하도록 구성되는 광차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광차단부는 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 위치하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광차단부는 상기 검출 챔버로 외부의 빛이 유입되는 것을 방지하기 위하여 빛이 통과하지 않는 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 시료의 계량과 시료의 반응이 동시에 일어날 수 있도록 구성되는 정량반응챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정량반응챔버의 내부에는 다공성 물질이 위치하여 상기 시료와 상기 다공성 물질의 결합을 통해 상기 시료의 계량이 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 정량반응챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하기 위한 오염물수용챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유출구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적은 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적은 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 검출 챔버를 채운 후 오버 플로우 하는 시료를 수용하기 위한 웨이스트 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 정량반응챔버 내에서 반응이 일어난 시약을 워싱하기 위한 워싱액을 수용하는 적어도 하나의 버퍼 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  12. 플랫폼;
    시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나의 챔버;
    상기 적어도 하나의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나의 채널;
    을 포함하며,
    상기 챔버는,
    상기 시료의 계량과 시료의 반응이 동시에 일어날 수 있도록 구성되는 정량반응챔버;
    상기 정량반응챔버 내에서 반응이 일어난 시료의 검출을 위한 검출 챔버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 정량반응챔버의 내부에는 다공성 물질이 위치하여 상기 시료와 상기 다공성 물질의 결합을 통해 상기 시료의 계량이 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정량반응챔버에 연결되며, 시료가 오버플로우되는 것을 방지하기 위하여 시료를 수용하는 수용 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 수용 챔버 내의 정량되고 남은 시료를 수용하기 위한 제1웨이스트 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 시료가 검출 챔버로 이동하기 전에 상기 정량반응챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하기 위한 오염물수용챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함하며,
    상기 유출구 및 상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적은 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 마련되는 광차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 챔버는 상기 검출 챔버를 채운 후 오버플로우 하는 시료를 수용하기 위한 제2웨이스트 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  20. 플랫폼;
    시료를 수용하도록 상기 플랫폼에 마련되는 적어도 하나 이상의 챔버;
    상기 적어도 하나 이상의 챔버 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 채널;
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 챔버는,
    시료의 반응이 일어나는 반응 챔버;
    상기 반응 챔버 내에서의 반응으로 인해 발생한 오염물을 수용하도록 구성되는 오염물수용챔버;
    상기 시료의 검출을 위한 검출 챔버;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 시료는 상기 반응 챔버와 상기 오염물수용챔버와 상기 검출챔버를 거쳐 이동하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 오염물수용챔버는 상기 시료가 유입되도록 마련되는 유입구와 상기 시료가 유출되어 상기 검출 챔버로 이동하도록 마련되는 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 유출구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적은 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 유입구와 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리는 상기 오염물수용챔버의 중심에서 상기 플랫폼의 중심부까지의 거리보다 적은 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 검출 챔버에서의 시료의 검출의 오류를 방지하기 위하여 상기 검출 챔버의 외벽을 둘러싸도록 마련되는 광차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세유동장치.
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