KR100885267B1

KR100885267B1 - 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치

Info

Publication number: KR100885267B1
Application number: KR1020070045166A
Authority: KR
Inventors: 정일권
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2009-02-23
Also published as: KR20080099522A; US20080276729A1; US7861576B2

Abstract

본 발명은 원심력과 관성을 이용한 구체의 유동에 의해서 유체의 흐름을 제어하기 위한 시료 분석 장치에 관한 것이다.

본 발명의 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치는, 상, 하부 박막을 갖는 원반형의 디스크로 구성된 회전체; 상기 회전체 내에 다각형의 공간부로 형성되며, 일측 모서리와 하부측에 유공을 갖는 다수의 챔버; 상기 챔버의 유공 간에 연결되며, 상기 챔버 내에서 혼합 또는 분리된 유체가 이송되는 유로; 상기 회전체의 내측에 형성된 챔버와 유로를 통해 연결된 시료 주입구; 및 상기 챔버 내에서 구름 유동되는 구체;를 포함하며, 상기 구체를 유동시키기 위한 별도의 장치가 필요없기 때문에 박막의 시료 분석 장치 구성이 가능한 이점이 있으며, 간단한 기술적 구성에 의해서 고장률을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.

회전체, 챔버, 유로, 구체, 시료 주입구

Description

원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치{Apparatus for analysing asample using centrifugal forec and inertia}

도 1은 종래 시료 분석 장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 일부 확대 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 챔버의 확대 사시도.

도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ의 단면도.

도 6은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ의 단면도.

도 7는 본 발명의 시료 분석 작치에 적용될 수 있는 챔버의 형태가 도시된 평면도.

도 8은 본 발명의 시료 분석 장치에 형성된 챔버의 구성 실시예의 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100. 회전체 110. 챔버

120. 유로 130. 구체

140. 시료 주입구

본 발명은 원심력과 관성을 이용한 구체의 유동에 의해서 유체의 흐름을 제어하기 위한 시료 분석 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 유로를 통해 연결된 다수의 챔버가 내부에 구비된 회전체가 일방향으로 회전됨에 의해서 발생되는 상기 챔버 내의 원심력을 이용하여 구체가 유동됨에 따라 챔버에 연결된 유로가 개폐되도록 함으로써, 각 챔버에서 유동되는 시료의 분리 또는 혼합이 이루어지도록 한 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 생화학 반응을 비롯한 임상 진단을 위한 분석 장치를 이용한 반응 검사시에는 생체 물질이 포함된 여러 가지 시료들의 분리와 혼합 과정을 거쳐야 하며, 대부분 작업자의 수작업으로 이루어진다.

이와 같은 시료들의 분리와 혼합 작업이 수작업에 의존성을 줄이고 더 정확한 시료의 분리와 혼합을 위해서 자동화의 개발이 지속되고 있으며, 최근에 이르러 다양한 방식의 시료 혼합과 분리 방법이 채택되고 있다.

그 중에서도 시료의 분리와 혼합을 위하여 원심력을 이용한 방식이 주로 사용되고 있는 바, 원심력을 이용한 방식은 다른 장치에 비해 간단한 구조로 소형화를 도모할 수 있다.

그러나, 원심력을 이용하는 방식은 그 내부에서 유동하는 유체의 분리와 혼 합 과정 중에 유체의 흐름을 제어하기 위하여 유체의 투입과 차단 역할을 하는 밸브가 필수적으로 구비되어야 한다.

이때, 원심력을 이용하는 구조와 더불어 그 내부에 밸브가 장착되어야 하기 때문에 다소 복작한 기술적 구성을 가질 수 밖에 없으며, 상기 밸브를 통한 유체의 정교한 제어가 어려운 단점이 있다.

이와 같은 단점을 해결하기 위하여 발명의 명칭을 '초소형 구슬을 이용한 미세 밸브 장치를 포함하는 핵산분석 장치'(한국공개특허 제2005-118651)로 하는 시료 분석 장치가 개발되고 있는 바, 아래 도시된 도 1을 통해 종래 시료 분석 장치의 대표적인 형태를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래 시료 분석 장치의 단면도가 도시된 도면으로서, 도시된 바와 같이 종래의 시료 분석 장치는 입구(11a), 출구(11b), 유로(22) 및 배기구(12)를 형성하는 몸체(50)와, 이 몸체(50)의 상하면의 마주보는 위치에 설치되어 전원 인가시 자력을 발생시키는 전자석(4a,4b)과, 이 몸체(50)의 내부에 형성된 유로(22)를 연결시키는 유공(10)과, 상기 전자석에 의해 형성된 자력의 힘에 의해 상하방향으로 움직이면서 상기 유공(10)을 개폐하여 유체 흐름을 제어하는 초소형 구슬(70)로 구성된다.

상기 유로(22)는 박막에 비교적 좁은 유로(22)가 형성되기 때문에 그 내부에서 이송되는 유체가 압력을 받지 않고 원할하게 유로(22)를 통해 유동될 수 있도록 배기구(12)가 형성된다.

또한, 상기 유로(22) 상에는 초소형 구슬(70)이 윗기질(1)과 아랫기질(3)에 밀착되도록 구속홈(30)과 구속 유로(23a)가 형성된다. 상기 구속홈(30)은 시료 분석 장치의 회전 시 기질의 흔들림에 의해 상기 구슬(70)이 이탈되어 유공(10)을 폐쇄시키는 것을 방지하기 위함이며, 그 곡률은 초소형 구슬(70)의 외주면 곡률보다 큰 곡률로 구성된다.

그러나, 종래의 시료 분석 장치는 몸체(50)의 내부에 형성된 유로(22)가 연결되는 유공(10)을 개폐시키기 위하여 다수의 전자석(4a,4b)이 몸체(50)의 상, 하면에 배치되어야 하고, 상기 전자석(4a,4b)과 전자석(4a,4b)에 전원을 인가하기 위한 전기적 연결수단 및 제어 회로가 유공(10)의 수만큼 별도로 구비되어야 한다.

따라서, 유로(22)를 개폐하기 위한 많은 부품이 소요되고, 상기 부품을 이용한 유로(22)의 개폐 구조가 복잡해질 수 밖에 없어 제작 단가가 증가되고, 고장률이 증가하는 단점이 있다.

또한, 종래의 시료 분석 장치는 유체 흐름의 반대 방향 또는 원심력의 반대 방향으로 유체의 원할한 유로(22) 이송을 위한 배기구(12)가 형성될 수 밖에 없기 때문에 챔버 내의 압력 증가시 상기 배기구(12)로 유체가 누출될 수 있는 문제점이 지적될 수 있다.

그리고, 유공(10)의 상, 하부에 소형 구슬(70)의 유동을 구속하기 위한 구속홈(30)과 구속 유로(22)가 형성되어 있기는 하나 시료 분석 장치의 회전시 그 원심력에 의해 상기 구속홈(30)과 구속 유로(23a) 내에서 구슬(70)이 이탈될 가능성이 커 유공(10)의 일부를 폐쇄시켜 정확한 양의 유체 이송이 어려우며, 원심력을 이용한 시료 분석 장치의 경우에는 이와 같은 구슬(70)을 이용한 유체 공급 방식의 적 용이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 시료 분석 장치에서 지적되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 내부에 구름 유동 가능하게 구체가 내장되고 유로를 통해 서로 연결되는 다수의 챔버가 구비된 회전체가 일방향으로 회전됨에 의해서 상기 구체가 원심력과 관성에 의해 유동되면서 유로의 개폐가 이루어지도록 함으로써, 상기 회전체의 회정방향에 따른 구체의 이동만으로 유체의 흐름이 제어됨에 따라 상기 챔버 내의 유체 분리와 혼합이 이루어지도록 한 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 원반형의 회전체와, 상기 회전체의 내측에 형성된 시료 주입구와, 상기 회전체 내에 일측에 유공을 가지며 공간부로 형성된 다수의 챔버와, 상기 챔버 내의 유체 이송이 가능하도록 상기 유공이 상호 연결된 유로와, 상기 챔버 내에서 구름 유동되는 구체를 포함하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치가 제공됨에 발명의 목적이 있다.

상기 회전체는 표면에 반사코팅층이 구비된 폴리카보네이트 기판으로 구성되며, CD 또는 DVD의 디스크의 박막 형태를 이루어 표면에 유체가 흐를 수 있는 유로 및 버퍼 용액이 혼합 저장되는 챔버가 형성된다.

이때, 상기 회전체는 각 챔버 내부에 저장되는 유체 내 소량의 물질을 진단 및 탐지함에 있어 상기 챔버에 연결된 유로를 통해 유체의 혼합 또는 분리시키게된다.

상기 유체의 챔버 간 이동은 챔버와 챔버를 상호 연결하는 유로를 통해 이루어지며, 상기 유로는 챔버 내의 유체의 흐름과 유량을 제어하는 밸브의 구성이 필요하다.

이때, 상기 챔버 내의 유량 제어를 위한 밸브의 역할은 상기 챔버 내에서 구름 이송되는 구체를 통해 이루어지게 되며, 상기 구체는 회전체의 회전에 따라 생성되는 원심력에 의해 상기 챔버 내에서 이동된다.

바람직하게는, 상기 챔버는 모서리를 가지는 삼각형, 사각형 및 타원형 등으로 구성되며, 그 일측의 모서리부에 각각 유공이 구비된다.

상기 회전체의 일방향 회전시 상기 챔버 내에서 유동되는 구체는 회전체의 회전에 의해서 상기 챔버의 외곽측으로 발생된 원심력과 구체의 질량에 따른 관성에 의해 챔버 내의 모서리 부위로 이동하게 되고, 상기 회전체의 회전 방향에 따라 구체가 각 챔버의 모서리 측으로 이동되면서 유공의 개폐가 이루어지도록 한다.

또한, 상기 챔버 내에 저장된 시료의 혼합과 분리를 위해 유체의 유동이 이루어지는 유로는, 상기 챔버가 유로를 통해 직렬 연결될 때 각 챔버의 반대측 모서리에 형성된 유공을 통해 연결됨으로써, 상기 회전체의 일방향 회전시 각 챔버 내부에서 유동되는 구체에 의해서 하나의 챔버에 형성된 유공만이 개방된다.

상기 챔버는 상, 하부 박막을 가지는 회전체 내에 형성되고, 이때 상기 챔버 를 연결하는 유로의 높이는 챔버의 높이에 비해 작은 높이로 이루어지고, 상기 챔버 내에서 구름 유동되는 구체는 그 지름이 챔버의 높이보다 작고 유로의 높이보다 크게 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 챔버를 연결하는 유로는 챔버에 대하여 상, 하부 단차가 형성되는 바, 상부 단차보다 하부 단차의 높이가 낮게 형성된다. 이는 챔버 내의 유체가 유로를 통해 다른 챔버로 이송될 때에 유체의 원할한 이동을 하기 위함이다.

또한, 상기 구체는 회전체의 회전에 의한 원심력이 작용할 때 유체 내에서 유동 가능함과 아울러 원심력이 작용하는 동안 각 챔버의 모서리 측에 그 위치가 고정될 수 있도록 하기 위하여 유체보다 큰 질량을 갖는 재질로 형성됨이 바람직하다.

본 발명의 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 2는 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 일부 확대 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 시료 분석 장치의 챔버의 확대 사시도이고, 도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ의 단면도이며, 도 6은 도 3의 Ⅱ-Ⅱ의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 시료 분석 장치는 회전체(100)와, 상기 회전 체(100) 상에 공간부로 형성된 챔버(110)와, 상기 챔버(110)를 연결하는 유로(120)와, 상기 챔버(110) 내에서 유동되는 구체(130)로 구성된다.

상기 회전체(100)는 원반형으로 구성되어 표면이 반사코팅층이 형성된 폴리카보네이트 기판으로 구성됨이 바람직하며, 전체적으로 투명하거나 상기 챔버(110) 외의 부분은 불투명하게 하고, 유체가 혼합 또는 분리되어 시료의 반응 측정이 이루어지는 챔버(110) 형성 부위만을 투명하게 할 수 있다.

또한, 상기 회전체(100)는 상, 하 박막이 겹쳐진 CD 또는 DVD의 디스크 형태로 구성된다.

상기 회전체(100)는 내부에 다수개의 챔버(110)가 형성되며, 상기 챔버(110)는 그 모서리 중 어느 하나에 유공(111)을 가지며, 상기 유공(111)을 통해 각 챔버(110) 내의 유체가 이동되도록 하는 유로(120)가 연결된다.

상기 챔버(110)는 두 개 이상의 모서리를 가지는 다각형으로 구성되며, 회전체(100)를 구성하는 상, 하 박막(101)(102) 사이에 소정의 높이를 가지는 공간부로 형성된다.

이때, 상기 챔버(110)는 그 모서리가 90°를 비롯한 그 이내의 예각으로 형성됨이 바람직하며, 이는 회전체(100)의 회전시 챔버(110) 내부에서 유동되는 구체(130)가 모서리측에 고정되도록 하기 위함이며, 하기에서 도 5에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다.

또한, 상기 챔버(110) 중에서 회전체(100)의 중심에 인접한 챔버(110)는 시료 주입구(140)와 별도의 유로(120)를 통해 연결되며, 상기 시료 주입구(140)를 통 해 주입된 유체는 회전체(100)의 회전과 동시에 상기 유로(120)를 따라 챔버(110) 내부로 이송된다.

상기 챔버(110)는 그 내부에 버퍼(buffer) 용액인 측정 대상의 시료가 포함된 유체와 구체(130)가 내장되는 바, 상기 유체(F)는 챔버(110)에 연결된 유로(120)를 따라 다른 챔버(110)로 이송되며, 상기 구체(130)는 챔버(110) 내부에서 회전체(100)의 회전 방향에 따라 챔버(110)의 모서리측으로 각각 이동하게 된다.

또한, 상기 구체(130)가 챔버(110)의 내부에서 유동될 때, 상기 구체(130)가 유체 내에 혼입되어 유동될 경우 점성을 큰 유체 내에서는 원심력에 대하여 구체(130)의 유동량이 작아 유체가 이송되기 전에 유공(111)에 도달하기가 힘들기 때문에 상기 구체(130)는 그 질량이 유체의 질량에 비해 큰 재질로 구성됨이 바람직하다.

이때, 상기 유로(120)는 각 챔버(110)에 직렬로 연결되되, 각 챔버(110)의 서로 다른 모서리측으로부터 연장 형성되어 상기 회전체(100)의 회전에 의해 챔버(110)의 내부에서 유동되는 구체(130)에 의해서 유로(120)가 개폐되도록 한다.

즉, 상기 회전체(100)의 회전시 그 회전 방향에 따라 회전 방향의 반대측 모서리로 이동되면서 상기 챔버(110) 내의 유공(111)이 구체(130)에 의해 개방되거나 폐쇄됨에 의해 유체의 흐름 및 분리와 혼합이 조절된다.

이와 같은 구체(130)의 챔버(110) 내 이동은 상기 회전체(100)의 회전력에 의해 발생되는 챔버(110) 내의 원심력과 상기 회전체(100)의 회전시 구체(130)가 가지는 관성에 의해서 이루어진다.

이와 같이, 상기 회전체(100)의 챔버(110)를 통한 유체의 흐름과 챔버(100) 내에서의 구체(130) 이동에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

여기서, 본 발명의 기술적 구성에 대한 설명의 편의성을 위하여 상기 챔버(110)는 회전체의 내측에 형성된 챔버로부터 제1 챔버(110a)와, 제2 챔버(110b) 및 제3 챔버(110c)로 표기한다.

상, 하 박막(101)(102)의 접합에 의해서 형성된 원반형의 회전체(100)의 내측에 구비되어 있는 시료 주입구(140)를 통해 시료가 포함된 액상의 유체를 주입시킨 후, 상기 회전체(100)를 일측 방향(A 방향)으로 회전시키면 상기 시료 주입구(140)의 유체는 유로(120)를 통해 제1 챔버(110a) 내부로 이동된다.

이때, 상기 제1 챔버(110a)와 제2 챔버(110b) 내에서 유동되는 구체(130)는 회전체(100)의 원심력과 구체(130)의 관성에 의해 챔버(110a,110b) 내에서 회전체(100)의 회전 방향과 반대쪽인 좌측 모서리로 이동된다.

따라서, 제1 챔버(110a)의 유로(120)는 그 내부의 제1 구체(130)에 의해서 폐쇄되어 제2 챔버(110b)로의 유체 이동이 방지된다.

이와 더불어, 상기 제1 챔버(110a) 내의 유체는 상기 회전체(100)의 회전 속도 조절에 의해서 원심 분리에 의한 반응 대상의 시료 분리가 가능하다.

다음, 상기 회전체(100)를 타측 방향(B 방향)으로 회전시키면 상기 기술된 바와 반대로 상기 제1 챔버(110a)와 제2 챔버(110b) 내의 구체(130)가 회전체(100)의 회전 방향과 반대쪽인 챔버(110a,110b)의 우측 모서리로 이동된다.

이때, 제1 챔버(110a)의 유공(111)이 개방됨과 동시에 유로(120)를 통해 제1 챔버(110a) 내의 유체가 제2 챔버(110b)로 이동되며, 상기 제2 챔버(110b)는 내부에서 유동하는 제2 구체(130)에 의해 유로(120)가 연결된 유공(111)이 폐쇄된다.

따라서, 상기 제1 챔버(110a) 내의 유체에서 분리된 시료는 제2 챔버(110b) 내에 이동되어 저장된다.

최종적으로, 상기 회전체(100)를 다시 일측 방향(A 방향)으로 회전시키면, 제1 챔버(110a)와 제2 챔버(110b) 내의 구체(130)가 챔버(110a,110b) 내의 좌측으로 이동되면서 제2 챔버(110b)와 제3 챔버(110c)를 연결하는 유로(120)만이 개방됨에 따라 제2 챔버(110b) 내의 유체가 제3 챔버(110c)로 이송된다.

상기 제3 챔버(110c)로 이송된 유체는 제3 챔버(110c) 내에 설치된 광도파로 등을 이용한 바이오 센서(도면 미도시)의 표면에 접촉되면서 바이오 반응 여부가 검출된다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이 상기 회전체(100)의 회전 속도 조절에 의해서 챔버(110)를 통해 이송되는 유체의 혼합과 분리가 이루어지도록 할 수 있는 바, 구체(130)가 모서리에 고정될 수 있는 적절한 회전 속도에 의해서 유로(120)의 개방과 동시에 유체의 혼합이 이루어지도록 할 수 있음과 아울러 챔버 내의 유체가 원심 분리될 수 있는 회전 속도를 가지도록 하여 유체의 일부 성분만이 원심 분리에 의해 분리된 후 유로를 통해 이동되도록 할 수 있다.

이와 같이, 상기 구체(130)는 회전체(100)의 회전 방향에 따라 챔버(110) 내의 각 모서리측으로 이동됨에 의해서 유로를 개폐시키는 밸브의 역할을 하게 된다.

또한, 도 6과 도 7의 단면도에 도시된 바와 같이 상, 하 박막(101)(102) 내에 형성된 챔버(110) 내에 구체(130)와 유체(F)가 내입된다. 이때 상기 챔버(110) 내부에서 유동되는 구체(130)의 지름(d)은 챔버(110)의 높이(H)보다 작게 형성되고 상기 챔버(110)와 챔버(110)를 연결하는 유로(120)의 높이(h)보다 크게 형성되어야 한다.

즉, 상기 구체(130)가 챔버(110) 내부에서 원심력과 관성에 의해 원할하게 유동될 수 있도록 함과 아울러 상기 유로(120)의 양단부 외측면은 경사면(121)으로 형성됨이 바람직하며, 이때 상기 구체(130)는 그 외주면이 상기 경사면(121)에 밀착될 수 있는 곡률로 형성된다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 챔버(110)를 연결하는 유로(120)는 경사면(121)을 가지는 상, 하 단턱부(122)(123)에 의해서 챔버(110)의 높이에 비해 좁은 높이를 가지도록 설계되는 바, 이때 상기 상부 단턱부(122)보다 하부 단턱부(123)의 높이를 낮게 형성함이 바람직하다.

상기 단턱부(122)(123)의 높이를 다르게 함과 아울러 상부보다 하부를 낮게 하는 이유는 상기 회전체(100)의 회전시 각 챔버(110) 내에 포함된 유체(F)의 이동을 원할하게 하기 위함이다.

다음, 도 7는 본 발명의 시료 분석 작치에 적용될 수 있는 챔버의 형태가 도시된 평면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 시료 분석 장치에 형성된 챔버(110)는 정삼각 형을 포함하는 삼각형(도 7a) 또는 사각형(도 7b) 및 타원형(도 7c)의 형태로 구성된다.

상기 챔버(110)는 유로(120)가 연결된 모서리가 90°또는 그 이내의 예각으로 형성된다. 이는 회전체(100)의 회전시 챔버(100) 내에서 구체(120)가 모서리측으로 유동될 때 각 모서리에 형성된 유공(111)에 구체(130)의 표면이 밀착된 상태로 회전과 동시에 고정될 수 있도록 하기 위함이다.

만약, 상기 챔버(110)의 모서리 각이 90°보다 큰 둔각으로 형성될 경우, 즉 사각 이상의 각을 갖는 오각형 또는 육각형 등의 다각형으로 형성될 경우에는 모서리에서 연장된 변을 따라서 구체(130)의 이탈이 발생될 수 있기 때문이다.

다음, 도 8은 본 발명의 시료 분석 장치에 형성된 챔버의 구성 실시예의 도면으로서, 도시된 바와 같이 회전체(100)에 형성된 챔버(110)는 하부로 다수의 챔버(110)가 개별적인 유로(120)를 통해 연결 가능하며, 상기 챔버(110)에 연결된 각각의 시료 주입구(140)를 통해 주입된 유체가 회전체(100)의 회전에 의한 유로(120)의 개방을 통해 상부 챔버(110)에서 혼합되도록 한다.

이와 같은 챔버(110)의 구성은 하부 챔버(110) 내에 내장된 각각 다른 시료를 갖는 유체의 혼합이 상부 챔버(110)에서 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치는 회전체의 회전에 의해 챔버내에 발생된 원심력과 구체가 가지고 있는 관성만으로 유로의 개폐가 이루어지도록 함으로써, 상기 구체를 유동시키기 위한 별도의 장치가 필요없기 때문에 박막의 시료 분석 장치 구성이 가능한 이점이 있으며, 간단한 기술적 구성에 의해서 고장률을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 시료 분석 장치는 챔버가 구비된 회전체와 구체만으로 형성되기 때문에 최소의 비용으로 제작이 가능하여 제작 단가를 낮출 수 있는 작용효과가 발휘된다.

Claims

상, 하부 박막을 갖는 원반형의 디스크로 구성된 회전체;

상기 회전체 내에 두 개 이상의 모서리를 가지는 다각형의 공간부로 형성되며, 일측 모서리와 하부측에 유공을 갖는 다수의 챔버;

상기 챔버의 유공 간에 연결되며, 상기 챔버 내에서 혼합 또는 분리된 유체가 이송되는 유로;

상기 회전체의 내측에 형성된 챔버와 유로를 통해 연결된 시료 주입구; 및

상기 챔버 내에서 구름 유동되는 구체;

를 포함하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 회전체는, 표면에 반사코팅층이 구비된 폴리카보네이트 기판으로 구성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 챔버는, 상기 회전체의 상, 하 박막 사이에 소정의 높이를 가지는 공간부로 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제3항에 있어서,

상기 챔버는, 삼각형, 사각형 및 타원형 중 어느 하나의 다각형으로 구성되며, 그 일측의 모서리 중 하나 이상의 모서리에 각각 유공이 구비된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제4항에 있어서,

상기 챔버는, 그 모서리가 90°를 비롯한 그 이내의 예각으로 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 구체는, 상기 회전체의 회전에 의해서 상기 챔버 내부에서 발생된 원심력과 상기 구체의 질량에 따른 관성에 의해 상기 챔버 내의 모서리 부위로 이동하는 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 챔버는, 상기 유로에 의해 직렬 연결되되, 상기 각 챔버의 반대쪽 모서리에 형성된 유공을 통해 유로가 연결되어 상기 챔버의 유공 개방시 다른 챔버의 유공이 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 챔버를 연결하는 유로의 높이는, 상기 챔버의 높이에 비해 낮은 높이로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제6항에 있어서,

상기 구체는, 그 지름이 챔버의 높이보다 작고 유로의 높이보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제7항에 있어서,

상기 유로는, 상기 챔버에 대하여 상, 하부 단차가 형성되며, 상부 단차보다 하부 단차의 높이가 낮게 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제9항에 있어서,

상기 구체는, 상기 챔버내에 주입된 유체보다 큰 질량을 갖는 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제10항에 있어서,

상기 유로는, 그 양단부 외측면이 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제12항에 있어서,

상기 구체는, 그 외주면이 상기 경사면에 밀착될 수 있는 곡률로 형성된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.
제1항에 있어서,

상기 챔버는, 그 직하부에 두 개 이상의 챔버가 각각 유로를 통해 개별적으로 연결된 것을 특징으로 하는 원심력과 관성을 이용한 시료 분석 장치.