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KR20090080714A - Apparatus and Method of Automatic Cell injection - Google Patents

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KR20090080714A
KR20090080714A KR1020080006625A KR20080006625A KR20090080714A KR 20090080714 A KR20090080714 A KR 20090080714A KR 1020080006625 A KR1020080006625 A KR 1020080006625A KR 20080006625 A KR20080006625 A KR 20080006625A KR 20090080714 A KR20090080714 A KR 20090080714A
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injector
cells
injection
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김정
안범모
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한국과학기술원
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Abstract

An apparatus of automatic injection to a cell is provided to automatically inject certain component to various size of cells using reaction force generated when inserting the apparatus. An apparatus(100) comprises a fluid system(200), counter(300), tong device(400), injection system(500) and power measuring system(504). The fluid system moves a cell. The counter is installed at one side of fluid system, and have the information on movement and position of the cell. The fixing device is installed at one side of fluid system and affixes the position of the cell. The injection system comprises an injector which is used in injecting certain material into the fixed cell. The apparatus further comprises a power input unit(602) and control unit(601). A method for injecting to cell comprises: a step of obtaining the information of cell position using the counter when the cell moves through the fluid system; a step of fixing the cell using the fixing device based on the position information; a step of inserting the injector to the fixed cell and a step of injecting the component to the cell.

Description

자동 세포주입장치 및 세포주입방법{Apparatus and Method of Automatic Cell injection} Automatic cell injection device and cell injection method {Apparatus and Method of Automatic Cell injection}

본 발명은 세포에 주입기를 삽입할 때 발생되는 반력(Reaction Force)을 이용하여, 유체 속을 이동하는 다양한 크기의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입시키는 자동화 장치 및 주입방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automated device and an injection method for automatically injecting a predetermined substance into cells of various sizes moving in a fluid by using a reaction force generated when inserting an injector into a cell.

이하 본 발명의 기술분야와 관련하여 일반적으로 사용되는 기술에 대하여 간략히 설명한다.Hereinafter, a description will be briefly given of techniques generally used in connection with the technical field of the present invention.

일반적으로 생체조직에 세포를 주입하기 위한 방법으로써, 고정된 조직을 미소 진동하는 주입바늘로 찔러 그 바늘을 통해 세포 부유액을 조직 내에 주입하는 방법이 있다. 또한, 생체의 장기와 연결된 혈관을 통해 줄기세포를 카테터(catheter)를 이용하여 주입하는 방법이 있다.In general, as a method for injecting cells into a living tissue, there is a method of injecting the fixed tissue with a micro vibrating injection needle to inject cell suspension into the tissue through the needle. In addition, there is a method of injecting stem cells using a catheter through blood vessels connected to the organs of the living body.

한편, 일반적으로 사용되는 주입방법으로써, 세포 자체에 소정의 물질을 주입하는 기술은 자동화되어 있지 않으며, 작업자의 수작업이 많이 필요로 하는 문제점이 있다. 또한, 세포에 소정의 물질을 주입하는 경우에, 소정의 물질을 주입하는 성공률도 작업자의 능력에 따라 결정되기 때문에 새로운 형태의 주입 자동화 시스 템이 필요하다.On the other hand, as a commonly used injection method, the technique of injecting a predetermined substance into the cell itself is not automated, there is a problem that requires a lot of manual work of the operator. In addition, in the case of injecting a predetermined substance into the cell, the success rate of injecting the predetermined substance is also determined by the ability of the operator, so a new type of injection automation system is required.

또한, 일반적인 기술들을 이용하여 각각의 세포에 소정의 물질을 주입하는 방법과 각각의 세포에 소정의 물질을 주입하는 자동화 장치를 구현하기는 어렵다. 일반적인 기술들은 다수의 세포를 특정 생체 조직 또는 장기에 주입하는 방법이나 장치에 관한 것이기 때문이다. In addition, it is difficult to implement a method of injecting a predetermined substance into each cell using general techniques and an automated device for injecting a predetermined substance into each cell. This is because general techniques relate to a method or device for injecting multiple cells into a particular biological tissue or organ.

본 발명은 상기한 바와 같은 일반적인 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각각의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the general technique as described above, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for automatically injecting a predetermined substance into each cell.

본 발명의 다른 목적은 세포에 소정의 물질을 주입하기 위해 주입기를 삽입할 때 발생하는 반력을 이용하여 세포에 소정의 물질을 주입하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for injecting a substance into a cell by using the reaction force generated when the injector is inserted to inject the substance into the cell.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들은 유체 속에 흐르는 다양한 크기의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입시킬 수 있는 자동화 장치 및 주입방법에 관한 것이다.In order to solve the above technical problem, embodiments of the present invention are directed to an automated device and an injection method capable of automatically injecting a predetermined substance into cells of various sizes flowing in a fluid.

본 발명의 일 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서, 상기 세포주입장치는 세포를 이동시키는 유체 시스템과 유체 시스템의 일측에 구비되어 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득 하는 카운터와 유체 시스템의 일측에 구비되어 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치와 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템과 주입 시스템의 일측에 구비되어 주입기가 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, in the cell injection device for injecting a predetermined substance into the cell by using the reaction force of the cell, the cell injection device is provided on one side of the fluid system and the fluid system for moving the cell movement and One side of the injection system and an injection system comprising a counter for acquiring position information and a forceps device which is provided on one side of the fluid system and an injector used to inject a predetermined substance into the fixed cell. It may include a force measuring system that can be provided to measure the reaction force generated when the injector is inserted into the cell.

상기 세포주입장치는 전원을 공급하는 전원 입력부와 카운터를 통해 세포의 위치를 인식하고, 세포의 위치에 관한 정보에 따라 집게장치를 구동하고, 힘 측정 시스템을 이용하여 세포에 소정의 물질을 주입할지 여부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The cell injection device recognizes the position of the cell through a power input unit and a counter for supplying power, drives the forceps according to the information on the position of the cell, and uses a force measuring system to inject a predetermined substance into the cell. The control unit may further include a control unit.

상기 유체 시스템은 세포에 소정의 물질을 주입하기 전에 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부와 세포를 이동시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널과 세포 터널의 일측에 구비되어 주입기가 삽입되는 주입기 입구와 소정의 물질이 주입된 후에 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부를 포함할 수 있다. 이때, 유체 시스템은 실리콘을 이용하여 생성될 수 있다.The fluid system includes a cell tunnel including a first cell reservoir for storing the cells and a fluid for moving the cells before injecting a substance into the cell and an injector inlet for inserting an injector into the cell tunnel. And a second cell storage unit in which cells are stored after the predetermined substance is injected. At this time, the fluid system may be generated using silicon.

또한, 상기 카운터는 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부와 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 이때, 발신부는 수신부가 위치하는 방향으로 레이저 신호 또는 전자기적 신호를 발생할 수 있다.In addition, the counter may include a transmitter for transmitting a signal for recognizing movement and position of the cell and a receiver for receiving a signal transmitted from the transmitter. In this case, the transmitter may generate a laser signal or an electromagnetic signal in a direction in which the receiver is located.

상기 주입 시스템은 유체 시스템의 일측에 구비된 주입기 입구를 통해 유체 시스템에서 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입기와 주입기의 일측에 구비되어 세포에 주입될 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부와 주입기를 구동하여 소정의 물질을 세포에 주입시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.The injection system includes an injector for injecting a predetermined substance into a cell fixed in the fluid system through an injector inlet provided at one side of the fluid system, and an injection material storage unit provided at one side of the injector to store a predetermined substance to be injected into the cell. And a driving unit for driving the injector to inject a predetermined substance into the cell.

본 발명의 다른 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치는 세포를 이동시키는 유체 시스템과 유체 시스템의 일측에 구비되어 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터와 유체 시스템의 일측에 구비되고, 소정의 힘을 인가하면 소정의 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 세포를 소정의 위치에 고정하는 압전물질을 포함하는 집게장치와 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템과 주입 시스템의 일측에 구비되어 주입기가 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, a cell injection device for injecting a predetermined substance into a cell using the reaction force of the cell is provided on one side of the fluid system and the fluid system for moving the cell to obtain information about the movement and position of the cell It is provided on one side of the counter and the fluid system, and when a predetermined force is applied, the shape is deformed in a direction in which the predetermined force is applied, and the forceps device including a piezoelectric material for fixing the cell at a predetermined position is fixed to the fixed cell. It may include an injection system including an injector used to inject a substance and a force measuring system provided on one side of the injection system to measure the reaction force generated when the injector is inserted into the cell.

본 발명의 또 다른 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치는 세포를 이동시키는 유체 시스템과 유체 시스템의 일측에 구비되어 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터와 유체 시스템의 일측에 구비되고, 교류전압을 인가할 때 발생되는 유전체 전기영동을 이용하여 세포를 고정하는 집게장치와 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템과 주입 시스템의 일측에 구비되어 주입기가 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함할 수 있다.In another aspect of the present invention, a cell injection device for injecting a predetermined substance into the cell by using the reaction force of the cell is provided on one side of the fluid system and the fluid system for moving the cell to provide information about the movement and position of the cell An injection device, which is provided on one side of the counter and the fluid system to obtain, and includes a forceps device to fix the cells by using dielectric electrophoresis generated when an alternating voltage is applied, and an injector used to inject a predetermined substance into the fixed cells. It may include a force measuring system provided on one side of the system and the injection system to measure the reaction force generated when the injector is inserted into the cell.

발명의 또 다른 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은, 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때 카운터를 이용하여 세포의 위치정보를 획득하는 단계와 위치정보를 기반으로 집게장치 를 이용하여 세포를 고정하는 단계와 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계와 힘 측정 시스템을 이용하여 주입기를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계와 반력에 대한 정보를 기반으로 세포에 주입기를 통해 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다. As another aspect of the invention, the cell injection method for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, the step and position of obtaining the position information of the cell using a counter when the cell moves through the fluid system Based on the information, information about reaction force generated when the cell is fixed by using a forceps device, a step of inserting the injector included in the injection system into the fixed cell, and the insertion of the injector into the cell using the force measurement system are provided. It may include the step of injecting a predetermined material through the injector to the cell based on the information on the measuring and the reaction force.

이때, 상기 위치정보는 세포의 이동 및 세포의 특정 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.In this case, the location information may include information about the movement of the cell and a specific location of the cell.

또한, 상기 세포주입방법은 위치정보를 획득하는 단계 이전에, 세포가 유체 시스템을 통해 이동하도록 유체 시스템에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 소정의 물질을 주입하는 단계 이후에, 주입 시스템에 포함된 구동기를 이용하여 주입기를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the cell injection method may further include applying a pressure to the fluid system to move the cell through the fluid system before obtaining the position information. In addition, after injecting the predetermined material, the method may further include removing the injector using a driver included in the injection system.

본 발명의 또 다른 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 세포의 위치정보를 획득하는 단계와 소정의 힘을 인가하면 소정의 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 세포를 소정의 위치에 고정시키는 압전물질을 포함하는 집게장치를 이용하여, 위치정보에 따라 세포를 고정하는 단계와 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계와 힘 측정 시스템을 이용하여 주입기를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계와 반력에 대한 정보를 기반으로 세포에 주입기를 통해 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.In still another aspect of the present invention, a cell injection method for injecting a predetermined substance into a cell by using a reaction force of the cell comprises the steps of acquiring position information of the cell using a counter when the cell moves through the fluid system; When the predetermined force is applied, the shape is changed in the direction in which the predetermined force is applied, and the cell is fixed according to the position information by using a forceps device including a piezoelectric material that fixes the cell at a predetermined position. Inserting the injector included in the injection system into the cell, and measuring information on reaction force generated when the injector is inserted into the cell by using a force measuring system; Injecting the substance.

본 발명의 또 다른 양태로서, 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법은 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 세포의 위치정보를 획득하는 단계와 유체 시스템의 일측에 구비되고, 교류전압을 인가할 때 발생되는 유전체 전기영동을 이용하여 세포를 고정시키는 집게장치를 이용하여, 위치정보에 따라 세포를 고정하는 단계와 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계와 힘 측정 시스템을 이용하여 주입기를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계와 반력에 대한 정보를 기반으로 세포에 주입기를 통해 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함할 수 있다.In still another aspect of the present invention, a cell injection method for injecting a predetermined substance into a cell by using a reaction force of the cell comprises the steps of acquiring position information of the cell using a counter when the cell moves through the fluid system; Fixing the cells according to the location information and using the forceps device that is provided on one side of the fluid system, using a forceps device to fix the cells using dielectric electrophoresis generated when applying an alternating voltage, and included in the fixed cells in the injection system Measuring the reaction force generated when the injector is inserted into the cell using a force measuring system, and injecting a predetermined substance into the cell through the injector based on the reaction force information. It may include.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 유체 시스템 및 카운터, 집게장치, 주입 시스템 및 힘 측정 시스템을 이용하여 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입할 수 있는 세포 주입시스템을 제공할 수 있다. First, the present invention can provide a cell injection system capable of automatically injecting a predetermined substance into a cell by using a fluid system and a counter, a forceps device, an injection system, and a force measurement system.

둘째, 세포에 소정의 물질을 주입하는 주입방법을 수작업으로 수행하는 경우 오랜 시간의 연습시간이 필요하고, 작업자의 숙련도 및 피로도에 따른 성공률이 달라지는 어려움이 있다. 이를 보완하기 위해 본 발명에서는, 주입기를 세포에 삽입하였을 때 발생하는 반력을 이용하여 소정의 물질을 세포 내에 주입하는 순간을 세포주입기가 자동으로 포착하여, 세포에 소정의 물질을 주입하는 절차를 자동으로 수행할 수 있다.Second, when the injection method of injecting a predetermined substance into the cell by hand, a long time practice time is required, and the success rate depends on the skill and fatigue of the operator. In order to compensate for this, in the present invention, the cell injector automatically captures the moment of injecting a predetermined substance into the cell by using the reaction force generated when the injector is inserted into the cell, thereby automatically injecting the predetermined substance into the cell. It can be done with

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 세포에 주입기를 삽입할 때 발생되는 반력을 이용하여, 유체 속에 흐르는 다양한 크기의 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입시킬 수 있는 자동화 장치 및 주입방법에 관한 것이다.In order to solve the above technical problem, the present invention provides an automatic device and an injection method that can automatically inject a predetermined material into cells of various sizes flowing in the fluid by using the reaction force generated when the injector is inserted into the cell It is about.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated. Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. In addition, some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 '위에' 있다고 할 때, 이는 다른 부분 '바로 위에' 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 '바로 위에' 있다고 할 때는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like reference numerals designate like parts throughout the specification. When a part of a layer, film, area, plate, etc. is said to be "on top" of another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle. On the contrary, when a part is 'just above' another part, there is no other part in the middle.

이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.Specific terms used in the following description are provided to help the understanding of the present invention, and the use of the specific terms may be modified in other forms without departing from the technical spirit of the present invention.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어 중에 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 장치를 '세포주입장치'라 부르기로 하고, 세포에 소정의 물질을 자동으로 주입하는 방법을 '세포주입방법'이라 부르기로 한다.Among the terms used in the embodiments of the present invention, a device for automatically injecting a predetermined substance into a cell is called a 'cell injection device', and a method of automatically injecting a predetermined substance into a cell is a 'cell injection method'. Let's call it.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포주입기의 블록도(a) 및 사시도(b)를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a block diagram (a) and a perspective view (b) of a cell injector according to an embodiment of the present invention.

도 1(a)를 참조하면, 세포주입장치(100)는 구성요소로서, 세포를 소정의 유체 내에서 이동시키는 유체 시스템(200), 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하는 카운터(300), 유체 내에서 이동하는 세포를 고정하는 집게장치(400), 고정된 세포에 주입기를 삽입(insertion)하는 주입 시스템(500) 및 주입 시스템의 일측에 구비되어 주입기가 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템(504)을 포함한다. 또한, 세포주입장치(100)는 제어부(601) 및 상기 각 구성요소에 전원을 공급해주는 전원 입력부(602)를 더 포함할 수 있다. Referring to Figure 1 (a), the cell injection device 100 is a component, the fluid system 200 for moving the cells in a predetermined fluid, the counter 300 for obtaining information about the movement and position of the cells Reaction force generated when the injector is inserted into the cell, provided with a forceps device 400 for fixing the cells moving in the fluid, an injection system 500 for inserting the injector into the fixed cells and the injection system is inserted into the cell And a force measuring system 504 capable of measuring. In addition, the cell injection device 100 may further include a control unit 601 and a power input unit 602 for supplying power to each component.

이때, 제어부(601)는 상기 카운터(300)를 통해 획득한 세포의 흐름 및 위치에 대한 정보를 이용하여 집게장치(400)를 작동시키고, 힘 측정 시스템(504)을 이용하여 세포 내에 소정의 물질을 주입(injection)하도록 제어하는 기능을 수행한다.At this time, the control unit 601 operates the forceps device 400 by using the information on the flow and position of the cells obtained through the counter 300, the predetermined material in the cells using the force measurement system 504 It controls to inject.

도 1(b)를 참조하면, 세포주입장치(100)는 유체 시스템(200)을 포함한다. 유체 시스템(200)은 초기에 세포가 저장되는 제 1 세포 저장부(201), 유체를 통해 세포가 이동하는 세포터널(202), 주입기가 삽입되는 주입기 입구(203) 및 소정의 물 질이 주입된 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부(204)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1B, the cell injection device 100 includes a fluid system 200. The fluid system 200 includes a first cell storage unit 201 where cells are initially stored, a cell tunnel 202 through which cells move through a fluid, an injector inlet 203 into which an injector is inserted, and a predetermined material. It may include a second cell storage unit 204 in which the cells are stored.

유체 시스템(200)의 일측에는 카운터(300), 집게장치(400), 주입 시스템(500) 및 힘 측정 시스템(504)이 구비될 수 있다. 또한, 세포주입장치(100)는 평판 위에 유체 시스템(200), 카운터(300), 집게장치(400), 주입 시스템(500) 및 힘 측정 시스템(504)을 제어하는 제어부(601)와 상기 세포주입장치(100)에 전원을 공급하는 전원 입력부(602)를 더 포함할 수 있다.One side of the fluid system 200 may be provided with a counter 300, a forceps device 400, an injection system 500 and a force measurement system 504. In addition, the cell injection device 100 is a control unit 601 and the cell to control the fluid system 200, the counter 300, the forceps device 400, the injection system 500 and the force measurement system 504 on the plate It may further include a power input unit 602 for supplying power to the injection device 100.

도 1(b)에 도시된 세포주입장치(100)의 형태는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내기 위한 일례에 불과하다. 따라서, 도 1(a)의 구성을 포함한다면 어떠한 형태의 세포주입장치라도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. The shape of the cell injection device 100 shown in Figure 1 (b) is only one example for showing a preferred embodiment of the present invention. Therefore, any type of cell injection device is included in the technical idea of the present invention as long as the configuration of FIG. 1 (a) is included.

또한, 도 1(b)에서 각 구성요소들의 형태를 명확하게 나타내기 위해 단순화된 기하학적 도형으로 표시하였다. 따라서, 도 1(b)의 각 구성요소들은 실제 구현에 있어서 바람직한 형태로 변형이 가능하다.In addition, in Figure 1 (b) it is shown in a simplified geometric figure to clearly show the shape of each component. Accordingly, each component of FIG. 1 (b) may be modified into a preferred form in an actual implementation.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 세포주입장치(100)에 포함되는 유체 시스템(200)을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a fluid system 200 included in the cell injection device 100, according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 유체 시스템(200)은 최초 세포들(205a)이 저장되는 제 1 세포 저장부(201), 제 1 세포 저장부(201)의 일측에 구비되어 최초 세포들(205a)을 이동시키기 위한 적절한 용액을 포함하는 세포 터널(202), 세포 터널(202)의 일측에 구비되어 주입 시스템에 포함된 주입기가 삽입되는 통로를 형성하는 주입기 입구(203) 및 소정의 물질이 주입된 세포(205b)들이 저장되는 제 2 저장부(204)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the fluid system 200 is provided at one side of the first cell storage unit 201 and the first cell storage unit 201 in which the original cells 205a are stored to provide the first cells 205a. A cell tunnel 202 containing a suitable solution for movement, an injector inlet 203 formed at one side of the cell tunnel 202 to form a passage into which an injector included in the injection system is inserted, and a cell into which a predetermined substance is injected It may include a second storage unit 204 is stored (205b).

상기 유체 시스템(200)의 제 1 세포 저장부(201)에 저장된 초기 세포들(205a)에 차례로 소정의 물질을 주입하기 위해, 제 1 세포 저장부(201)에서 제 2 세포 저장부(204)로 초기 세포들을 이동시켜야 한다. 따라서, 전원 공급부(602)에서 공급된 전원을 이용하여 제 1 세포 저장부(201)에 압력을 인가하면, 제 1 세포 저장부(201)에 저장된 초기 세포들(205a)이 세포 터널(202)을 통해 이동하게 된다. 이때, 제 1 세포 저장부에 인가되는 압력은, 작은 세포들이 이동하는데 필요한 정도면 충분하다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 세포 저장부(201)에 압력을 가해 세포들을 펌핑(pumping)하는 것을 예로 들었지만, 역학적 에너지를 사용하여 세포들을 이동시킬 수도 있다. In order to inject a predetermined substance into the initial cells 205a stored in the first cell storage unit 201 of the fluid system 200, the second cell storage unit 204 in the first cell storage unit 201. Initial cells must be moved. Therefore, when pressure is applied to the first cell storage unit 201 using the power supplied from the power supply unit 602, the initial cells 205a stored in the first cell storage unit 201 are stored in the cell tunnel 202. Will go through. At this time, the pressure applied to the first cell reservoir is sufficient to require the movement of the small cells. In the exemplary embodiment of the present invention, the pumping of the cells by applying pressure to the first cell storage unit 201 is exemplified, but the cells may be moved using mechanical energy.

유체 시스템(200)은 다양한 종류의 물질을 이용하여 제작할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 바람직하게는 실리콘(Si)을 이용하여 유체 시스템을 생성하는 것을 예로 들어 설명한다. 유체 시스템을 실리콘으로 제작하게 되면 작업자가 세포의 이동을 용이하게 관찰할 수 있는 장점이 있다.The fluid system 200 may be manufactured using various kinds of materials. In the exemplary embodiment of the present invention, a fluid system is preferably created using silicon (Si) as an example. Fabricating the fluid system with silicon has the advantage that the operator can easily observe the movement of the cells.

또한, 유체 시스템(200)에서 주입기 입구(203)의 높이(h)는 유체(또는 용액)에 가해진 압력(P)과 유체의 밀도(δ)에 의해 결정될 수 있다. In addition, the height h of the injector inlet 203 in the fluid system 200 may be determined by the pressure P applied to the fluid (or solution) and the density δ of the fluid.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포(205)의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있는 카운터(300)를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a counter 300 capable of acquiring information about the movement and position of the cell 205, according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 카운터(300)는 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부(301) 및 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부(302)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the counter 300 may include a transmitter 301 for transmitting a signal for recognizing a movement and a location of a cell, and a receiver 302 for receiving a signal transmitted from the transmitter.

세포(205a)의 위치에 관한 정보는 발신부(301)와 수신부(302)의 신호의 끊김 현상을 이용하여 획득할 수 있다. 예를 들어, 카운터(300)의 발신부(301)에서 수신부(302)로 지속적으로 신호를 전송하다가, 세포(205a)가 발신부(301)와 수신부(302) 사이를 이동하면 신호가 끊기게 된다. 카운터(300)는 이러한 신호의 끊김 현상을 이용하여 세포(205a)의 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.Information about the position of the cell 205a may be obtained by using the disconnection of the signals of the transmitter 301 and the receiver 302. For example, while the transmitter 301 of the counter 300 continuously transmits a signal to the receiver 302, when the cell 205a moves between the transmitter 301 and the receiver 302, the signal is cut off. . The counter 300 may obtain information about the position of the cell 205a by using the disconnection of the signal.

본 발명의 실시예에서는 발신부에서 생성하는 신호로서 빛의 신호를 이용할 수 있다. 즉, 발신부(301)는 발광부가 되고 수신부(302)는 수광부가 될 수 있다. 발광부(301)에서 레이저(laser)신호를 연속적으로 발생하다가, 세포(205a)가 지나가는 순간 레이저 신호가 끊어지는 순간을 이용하여 세포의 위치를 인식할 수 있다. 물론, 발신부에서 생성되는 신호로서 전자기파 또는 음파 등의 신호를 이용할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a signal of light may be used as a signal generated by the transmitter. That is, the transmitter 301 may be a light emitter and the receiver 302 may be a light receiver. The light emitting unit 301 continuously generates a laser signal and recognizes the position of the cell by using the moment when the laser signal is cut off as the cell 205a passes. Of course, a signal such as electromagnetic waves or sound waves may be used as the signal generated by the transmitter.

이때, 카운터(300)에서 세포의 위치를 인식하면 다음 세포의 이동을 방지하기 위해서 제 1 저장부(201)에 걸어준 압력을 멈출 수 있다. 이때 이미 알고 있던 거리(d)와 유속(v)에 대한 정보를 이용하여 집게장치(400)에서 세포를 원하는 위치에서 고정시킬 수 있다.At this time, when the position of the cell is recognized by the counter 300, the pressure applied to the first storage unit 201 may be stopped to prevent the movement of the next cell. At this time, by using the information on the distance (d) and the flow rate (v) already known in the forceps device 400 can be fixed to the cell at the desired position.

도 3에 도시한 카운터(300)는 다양한 형태를 취할 수 있다. 따라서, 세포 터널(202)의 일측에 카운터(300)가 구비되고, 발신부(301)에서 전송된 신호가 세포 터널(202)을 지나 수신부(302)로 전송될 수 있다면, 카운터(300)는 어떠한 형태라도 취할 수 있다.The counter 300 shown in FIG. 3 may take various forms. Therefore, if the counter 300 is provided on one side of the cell tunnel 202, and the signal transmitted from the transmitter 301 can be transmitted to the receiver 302 through the cell tunnel 202, the counter 300 It may take any form.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 유체 시스템(200) 내에서 이 동하는 다양한 크기의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400) 및 집게장치의 동작 원리를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the principle of operation of the forceps device 400 and the forceps used to hold cells of various sizes moving in the fluid system 200 in a predetermined position, according to one preferred embodiment of the present invention. to be.

도 4(a)는 세포를 고정하기 위해 압전물질(400a)을 이용하는 집게장치(400)를 나타내고, 도 4b는 압전물질(400a)에 전기장을 가했을 때 압전물질(400a)이 변형되어 세포를 고정시키는 모습을 나타내는 도면이다.Figure 4 (a) shows a forceps device 400 using a piezoelectric material (400a) to fix the cells, Figure 4b shows the piezoelectric material (400a) is deformed when the electric field is applied to the piezoelectric material (400a) to fix the cells It is a figure which shows a state to make.

도 4(a)에서 압전물질(400a)이란 기계적인 변형(Mechanical Deformation)에 의해 전하의 분극 현상이 발생하거나, 전기장(Electric Field)을 걸면 변형이 생기는 물질을 말한다. 또한, 이러한 현상을 압전(Piezo Electricity) 현상이라 한다. 이때, 압전현상이 잘 발생하는 물질들을 압전물질이라 부른다. 압전물질들 중 대표적인 것으로 수정, 전기석 및 로셸염(Rochelle salt) 등이 있으며, 다양한 압전물질을 인공적으로 제조할 수 있다.In FIG. 4A, the piezoelectric material 400a refers to a material in which charge polarization occurs due to mechanical deformation or deformation occurs when an electric field is applied. This phenomenon is also called a piezoelectricity phenomenon. At this time, materials that are well formed piezoelectric phenomenon are called piezoelectric materials. Representative examples of the piezoelectric materials include quartz, tourmaline and Rochelle salt, and various piezoelectric materials may be artificially manufactured.

도 4(a)를 참조하면, 제 1 저장부(201)에 압력이 인가되면 초기 세포(205a)들이 순차적으로 제 2 저장부(204)로 이동하게 된다. 이때, 카운터(300)에서 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하면, 소정의 시간이 지난 후에 세포의 이동을 위해 제 1 저장부(201)에 인가된 압력을 끊을 수 있다. 이에 따라, 세포의 이동이 정지하게 되고, 세포가 압전물질(400a) 위에 위치했을 때 압전물질(400a)을 작동시켜주면 도 4(b)와 같이 세포(205a)를 고정시킬 수 있다. Referring to FIG. 4A, when pressure is applied to the first storage unit 201, the initial cells 205a sequentially move to the second storage unit 204. In this case, when the information on the movement and position of the cell is acquired by the counter 300, the pressure applied to the first storage unit 201 may be stopped for movement of the cell after a predetermined time. Accordingly, the movement of the cells is stopped, and when the cells are positioned on the piezoelectric material 400a, the piezoelectric material 400a is operated to fix the cells 205a as shown in FIG. 4 (b).

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 유체 시스템(200) 내에서 이동하는 다양한 크기의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400) 및 집게장치의 동작 원리를 나타내는 다른 도면이다.5 is another view showing the principle of operation of the forceps device 400 and the forceps used to hold cells of various sizes moving in the fluid system 200 in a predetermined position, in accordance with one preferred embodiment of the present invention. to be.

도 5(a)는 세포를 고정하기 위해 전극(400b)을 이용하는 집게장치(400)를 나타낸다. 도 5(a)를 참조하면, 제 1 저장부(201)에 압력이 인가되면 초기 세포(205a)들이 순차적으로 제 2 저장부(204)로 이동하게 된다. 이때, 카운터(300)에서 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득하면, 소정의 시간 후에 세포의 이동을 위해 제 1 저장부(201)에 인가된 압력을 끊을 수 있다. 따라서, 세포의 이동이 정지하게 되고, 세포가 전극(400b) 주위에 위치했을 때 전극(400b)에 교류전압을 인가하면 도 5(b)와 같이 세포(205a)를 고정시킬 수 있다.5 (a) shows a forceps device 400 that uses electrodes 400b to fix cells. Referring to FIG. 5A, when pressure is applied to the first storage unit 201, the initial cells 205a sequentially move to the second storage unit 204. In this case, when the information on the movement and position of the cell is acquired by the counter 300, the pressure applied to the first storage unit 201 may be stopped for the movement of the cell after a predetermined time. Therefore, when the movement of the cell is stopped and the cell is positioned around the electrode 400b, when the AC voltage is applied to the electrode 400b, the cell 205a can be fixed as shown in FIG. 5 (b).

도 5(b)는 전극(400b)에 교류 전압을 가했을 때, 교류 전압에 의해 발생되는 유전체 전기영동 힘을 이용하여 세포를 고정하는 모습을 나타낸다. 도 5(b)를 참조하면, 카운터(300)를 통해 세포의 위치를 인식하면, 소정의 시간이 지난 뒤에 세포의 이동을 위해 걸어준 압력을 멈춘다. 세포가 집게장치(400)의 전극(400b) 주위를 이동할 때, 전극(400b)에 교류 전압을 인가하면 전극에서 유전체 전기영동 힘이 발생되어 세포를 고정할 수 있다.5 (b) shows a state in which cells are fixed by using a dielectric electrophoretic force generated by the alternating voltage when an alternating voltage is applied to the electrode 400b. Referring to FIG. 5B, when the position of the cell is recognized through the counter 300, the pressure applied to move the cell is stopped after a predetermined time. When the cell moves around the electrode 400b of the forceps 400, when an alternating voltage is applied to the electrode 400b, a dielectric electrophoretic force is generated at the electrode to fix the cell.

도 4 내지 도 5를 통해, 압전물질(400a) 또는 전극(400b)을 포함하는 집게장치를 이용하여 세포를 고정시키는 방법을 설명하였다. 즉, 사용자는 세포를 원하는 위치에서 집게장치를 이용하여 효과적으로 세포를 고정할 수 있으며, 주입기를 삽입하고 소정의 물질을 주입할 수 있다.4 to 5, a method of fixing a cell using a forceps device including a piezoelectric material 400a or an electrode 400b has been described. That is, the user can effectively fix the cells using the forceps device at the desired position, insert the injector and inject a predetermined substance.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 주입시스템(500) 및 작동과정의 일례를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of an injection system 500 and an operation process for injecting a predetermined substance into fixed cells, according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6(a)에서, 주입시스템(500)은 세포의 외벽을 뚫고 소정의 주입물질을 세 포에 주입하는 주입기(501), 세포에 주입되는 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부(502), 주입기를 정밀하게 작동시켜서 세포에 소정의 물질을 주입하는 구동기(503) 및 주입기를 세포에 주입했을 때 발생하는 반력(Reaction Force)을 실시간으로 측정할 수 있는 힘 측정 시스템(504)을 포함할 수 있다.In FIG. 6A, the injection system 500 includes an injector 501 that penetrates an outer wall of a cell and injects a predetermined injection material into a cell, and an injection material storage unit 502 that stores a predetermined material injected into a cell. And a driver 503 for precisely operating the injector to inject a predetermined substance into the cell and a force measuring system 504 capable of measuring in real time the reaction force generated when the injector is injected into the cell. Can be.

도 6(a) 및 도 6(b)에서 세포에 소정의 물질을 주입하는 원리는 다음과 같다. 세포의 외벽에 특정 물질을 이용하여 압력을 가하면, 세포의 외벽에서 반력이 발생된다. 사용자는 상기 반력을 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간을 포착할 수 있다.6 (a) and 6 (b) the principle of injecting a predetermined substance into the cells is as follows. When pressure is applied to the outer wall of a cell using a specific substance, reaction forces are generated on the outer wall of the cell. The user may capture the moment when the outer wall of the cell is pierced by using the reaction force.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 사용될 수 있는 반력과 거리의 관계를 나타내는 도면이다.7 is a view showing the relationship between the reaction force and the distance that can be used in a preferred embodiment of the present invention.

도 7에서, 세로축은 반력(Reaction Force)을 가로축은 세포의 표면에서부터 주입기가 삽입된 거리(Insertion depth)의 관계를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 반력과 거리는 일정한 비율로서 증가하다가, 어느 순간 반력이 갑자기 급격하게 감소하는 부분을 확인할 수 있다. 이는, 세포의 외벽에 주입기가 접촉하는 순간부터 일정한 힘을 계속해서 인가함으로써, 세포의 외벽이 뚫리는 순간의 위치를 나타내는 것이다. 따라서, 도 7을 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간, 즉 소정의 물질을 세포 내부에 주입할 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다.In Figure 7, the vertical axis represents the reaction force and the horizontal axis represents the relationship of the insertion depth from the surface of the cell (Insertion depth). Referring to FIG. 7, the reaction force and the distance increase at a constant rate, and at a certain moment, the reaction force suddenly decreases rapidly. This indicates the position of the moment when the outer wall of the cell is opened by continuously applying a constant force from the moment when the injector contacts the outer wall of the cell. Thus, using FIG. 7, information about the moment when the outer wall of the cell is pierced, that is, the time when a predetermined substance is injected into the cell, may be obtained.

다시 도 6(b)를 참조하면, 세포가 제 1 세포 저장부(201)에서 세포터널(202)을 통해 제 2 세포 저장부(204)로 이동한다. 세포 터널(202)의 상부에 설치된 카운터(300)에서 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하여 제어부(601)로 전달하 면, 제어부(601)는 소정 시간이 경과된 후에 제 1 세포 저장부(201)에 인가된 압력을 멈출 수 있다. 또한, 제어부(601)는 세포가 집게장치(400)인 전극(400b) 위에 멈추게 되면, 전극(400b)에 교류전압을 인가하여 세포를 고정할 수 있다.Referring back to FIG. 6B, cells move from the first cell reservoir 201 to the second cell reservoir 204 through the cell tunnel 202. When the counter 300 installed at the upper part of the cell tunnel 202 obtains information about the movement and location of the cells and transfers the information to the controller 601, the controller 601 stores the first cell storage unit after a predetermined time has elapsed. The pressure applied to 201 can be stopped. In addition, when the cell stops on the electrode 400b which is the forceps 400, the controller 601 may apply an AC voltage to the electrode 400b to fix the cell.

다만, 도 6(b)에서 주입기가 세포에 삽입되는 모습을 명확히 나타내기 위해, 주입기 입구 하부의 집게장치의 모습을 도시하지 않았다. 도 6에서는 집게장치로서 전극을 사용하는 경우를 예로 들었으나, 압전물질 또는 기타 세포를 고정할 수 있는 물질을 사용할 수 있다.However, in order to clearly show how the injector is inserted into the cell in FIG. 6 (b), the shape of the forceps under the injector is not shown. In FIG. 6, the electrode is used as a forceps device as an example, but a piezoelectric material or a material capable of fixing other cells may be used.

제어부(602)는 구동기(503)를 구동시켜 주입기(501)를 주입기 입구(203)를 통해 세포에 삽입할 수 있다. 주입기(501)가 세포의 외벽에 접촉하는 순간, 힘 측정 시스템(504)은 세포에 주입기(501)를 삽입하는 도중에 발생하는 반력을 실시간으로 측정할 수 있다. 또한, 힘 측정 시스템(504)은 측정된 반력에 따라 소정의 물질을 세포에 주입할 수 있는 시간에 대한 정보를 포착할 수 있다. 이렇게 포착된 시간 정보를 제어부(601)에 전달하여 주입기(501)를 통해 소정의 물질을 세포에 주입할 수 있다.The controller 602 may drive the driver 503 to insert the injector 501 into the cell through the injector inlet 203. The moment the injector 501 contacts the outer wall of the cell, the force measurement system 504 can measure in real time the reaction force occurring during insertion of the injector 501 into the cell. In addition, the force measurement system 504 can capture information about the time when a given substance can be injected into the cell according to the measured reaction force. The captured time information is transmitted to the controller 601 to inject a predetermined substance into the cell through the injector 501.

즉, 도 6에서 설명한 방법을 이용하면 사용자는 간단한 조작으로서, 세포를 고정시키고 세포 내에 소정의 물질을 자동으로 주입할 수 있다.That is, using the method described with reference to FIG. 6, the user can fix the cell and automatically inject a predetermined substance into the cell by a simple operation.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 세포주입방법의 수행 과정을 나타내는 도면이다.8 is a view showing a process of performing a cell injection method according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 제어부에서 세포주입방법의 개시 나타내는 시작 신호를 세포주입장치에 전달한다(S801).Referring to Figure 8, the control unit transmits a start signal indicating the start of the cell injection method to the cell injection device (S801).

시작 신호에 따라 전원 공급부(602)에서 전원이 유체 시스템(200)에 공급된다. 유체 시스템(200)의 제 1 세포 저장부(201)에 압력이 인가되면, 제 1 세포 저장부(201)에 저장된 세포들이 차례로 세포 터널(202)로 이동하게 된다. 이때, 세포 터널의 상부 일측에 구비된 카운터(300)는 세포의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 세포의 위치정보를 얻는 과정은 도 3을 참조할 수 있다(S802).Power is supplied from the power supply 602 to the fluid system 200 according to the start signal. When pressure is applied to the first cell reservoir 201 of the fluid system 200, the cells stored in the first cell reservoir 201 are sequentially moved to the cell tunnel 202. At this time, the counter 300 provided on the upper side of the cell tunnel can obtain information about the movement and location of the cell. A process of obtaining cell location information may refer to FIG. 3 (S802).

S802 단계에서 획득한 세포의 이동 및 위치에 대한 정보는 제어부로 전달되고, 제어부는 위치정보에 따라 집게장치를 이용하여, 세포에 주입기를 삽입할 수 있는 위치에서 세포를 고정시킬 수 있다(S803).Information about the movement and position of the cells obtained in step S802 is transmitted to the control unit, the control unit can be fixed to the cell at the position to insert the injector into the cell using the forceps according to the position information (S803). .

주입시스템(500)은 주입기(501)를 주입기 입구(203)를 통해 고정된 세포(205a)에 삽입할 수 있다. 이때, 주입기(501)를 세포에 삽입할 때 발생하는 반력을 힘 측정장치(504)를 이용하여 측정할 수 있다. 이때, 반력을 측정하는 원리는 도 6 및 도 7의 설명을 참조할 수 있다(S804). The injection system 500 may insert the injector 501 into the fixed cell 205a through the injector inlet 203. At this time, the reaction force generated when the injector 501 is inserted into the cell may be measured using the force measuring device 504. At this time, the principle of measuring the reaction force can refer to the description of Figure 6 and 7 (S804).

따라서, 제어부(601)는 상기 측정한 반력에 대한 정보를 이용하여 세포의 외벽이 뚫리는 순간에 대한 정보를 획득할 수 있고, 주입기(501)를 이용하여 상기 정보에 따라 세포 내에 소정의 물질을 자동적으로 주입할 수 있다. 또한, 제어부(601)는 세포 내에 소정의 물질을 주입한 후에 구동기(503)를 구동하여 주입기(501)를 제거할 수 있다(S805).Accordingly, the controller 601 may acquire information on the moment when the outer wall of the cell is pierced using the measured reaction force information, and automatically inject a predetermined substance into the cell according to the information using the injector 501. Can be injected by In addition, the controller 601 may remove the injector 501 by driving the driver 503 after injecting a predetermined substance into the cell (S805).

제어부는 유체시스템(200)의 제 1 세포 저장부(201)에 저장된 모든 세포들(또는, 소정 개수의 세포들)에 주입물질이 주입되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약, 모든 세포들에 주입물질이 주입되면 세포주입방법은 종료하게 된다(S806).The controller may determine whether an injection material is injected into all cells (or a predetermined number of cells) stored in the first cell storage unit 201 of the fluid system 200. If the injection material is injected into all cells, the cell injection method is terminated (S806).

만약, 모든 세포들(또는, 소정 개수의 세포들)에 소정의 물질이 주입되지 않았다면, S802 단계로 돌아가 S802 내지 S806 단계를 반복할 수 있다. 이러한 과정을 통해 세포주입방법을 자동으로 수행할 수 있다.If a predetermined substance is not injected into all cells (or a predetermined number of cells), the process returns to step S802 and repeats steps S802 to S806. Through this process, the cell injection method can be automatically performed.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있다.The invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention. It is also possible to form embodiments by combining claims that do not have an explicit citation in the claims or to include them as new claims by post-application correction.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포주입기의 블록도(a) 및 사시도(b)를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a block diagram (a) and a perspective view (b) of a cell injector according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 세포주입장치(100)에 포함되는 유체 시스템(200)을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a fluid system 200 included in the cell injection device 100, according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 세포(205)의 이동 및 위치에 대한 정보를 획득할 수 있는 카운터(300)를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a counter 300 capable of acquiring information about the movement and position of the cell 205, according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 유체 시스템(200) 내에서 이동하는 다양한 크기의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400) 및 집게장치의 동작 원리를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the principle of operation of the forceps device 400 and the forceps used to hold cells of various sizes moving in the fluid system 200 in a predetermined position, according to an embodiment of the present invention. .

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 유체 시스템(200) 내에서 이동하는 다양한 크기의 세포를 소정의 위치에 고정하는데 사용되는 집게장치(400) 및 집게장치의 동작 원리를 나타내는 다른 도면이다.5 is another view showing the principle of operation of the forceps device 400 and the forceps used to hold cells of various sizes moving in the fluid system 200 in a predetermined position, in accordance with one preferred embodiment of the present invention. to be.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라, 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 주입시스템(500) 및 작동과정의 일례를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of an injection system 500 and an operation process for injecting a predetermined substance into fixed cells, according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 사용될 수 있는 반력과 거리의 관계를 나타내는 도면이다.7 is a view showing the relationship between the reaction force and the distance that can be used in a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 세포주입방법의 수행 과정을 나타내는 도면이다.8 is a view showing a process of performing a cell injection method according to an embodiment of the present invention.

Claims (18)

세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서,In the cell injection device for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포를 이동시키는 유체 시스템;A fluid system for moving said cells; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되어 상기 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터;A counter provided at one side of the fluid system to obtain information regarding the movement and position of the cell; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되어 상기 세포를 소정의 위치에 고정하는 집게장치;A forceps device provided on one side of the fluid system to fix the cells at a predetermined position; 상기 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템; 및An infusion system comprising an injector used to inject a substance into the immobilized cells; And 상기 주입 시스템의 일측에 구비되어 상기 주입기가 상기 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함하는, 세포주입장치.And a force measuring system provided on one side of the injection system to measure reaction force generated when the injector is inserted into the cell. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 세포주입장치에 전원을 공급하는 전원 입력부; 및A power input unit for supplying power to the cell injection device; And 상기 카운터를 통해 상기 세포의 위치를 인식하고, 상기 세포의 위치에 관한 정보에 따라 상기 집게장치를 구동하고, 상기 힘 측정 시스템을 이용하여 상기 세포에 상기 소정의 물질을 주입할지 여부를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 세포주입장치.A control unit for recognizing the position of the cell through the counter, driving the forceps device according to the information about the position of the cell, and controlling whether to inject the predetermined substance into the cell using the force measuring system; Further comprising, a cell injection device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유체 시스템은,The fluid system, 상기 세포에 상기 소정의 물질을 주입하기 전에 상기 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부;A first cell reservoir configured to store the cell before injecting the predetermined substance into the cell; 상기 세포를 이동시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널;A cell tunnel containing a fluid for moving said cells; 상기 세포 터널의 일측에 구비되어 상기 주입기가 삽입되는 주입기 입구; 및An injector inlet provided at one side of the cell tunnel and into which the injector is inserted; And 상기 소정의 물질이 주입된 후에 상기 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부를 포함하는, 세포주입장치.And a second cell reservoir in which the cells are stored after the predetermined substance is injected. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카운터는,The counter, 상기 세포의 이동 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부; 및A transmitter for transmitting a signal for recognizing the movement and location of the cell; And 상기 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는, 세포주입장치.Cell injection device comprising a receiver for receiving a signal transmitted from the transmitter. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 발신부는 레이저 신호 또는 전자기적 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 세포주입장치.The transmitter is a cell injection device, characterized in that for generating a laser signal or an electromagnetic signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주입 시스템은,The injection system, 상기 유체 시스템의 일측에 구비된 주입기 입구를 통해 상기 유체 시스템에서 고정된 세포에 상기 소정의 물질을 주입하는 주입기;An injector for injecting the predetermined substance into cells fixed in the fluid system through an injector inlet provided at one side of the fluid system; 상기 주입기의 일측에 구비되어 상기 세포에 주입될 상기 소정의 물질을 저장하는 주입물질 저장부; 및An injection material storage unit provided at one side of the injector to store the predetermined material to be injected into the cell; And 상기 주입기를 구동하여 상기 소정의 물질을 상기 세포에 주입시키기 위한 구동부를 포함하는, 세포주입장치.And a drive unit for driving the injector to inject the predetermined substance into the cell. 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서,In the cell injection device for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포를 이동시키는 유체 시스템;A fluid system for moving said cells; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되어 상기 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터;A counter provided at one side of the fluid system to obtain information regarding the movement and position of the cell; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되고, 소정의 힘을 인가하면 상기 소정의 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 상기 세포를 소정의 위치에 고정하는 압전물질을 포함하는 집게장치;A forceps device which is provided on one side of the fluid system and includes a piezoelectric material that is deformed in a direction in which the predetermined force is applied when the predetermined force is applied to fix the cell at a predetermined position; 상기 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템; 및 An infusion system comprising an injector used to inject a substance into the immobilized cells; And 상기 주입 시스템의 일측에 구비되어 상기 주입기가 상기 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함하는, 세포주입장치.And a force measuring system provided on one side of the injection system to measure reaction force generated when the injector is inserted into the cell. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 유체 시스템은,The fluid system, 상기 세포에 상기 소정의 물질을 주입하기 전에 상기 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부;A first cell reservoir configured to store the cell before injecting the predetermined substance into the cell; 상기 세포를 이동시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널;A cell tunnel containing a fluid for moving said cells; 상기 세포 터널의 일측에 구비되어 상기 주입기가 삽입되는 주입기 입구; 및An injector inlet provided at one side of the cell tunnel and into which the injector is inserted; And 상기 소정의 물질이 주입된 후에 상기 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부를 포함하는, 세포주입장치.And a second cell reservoir in which the cells are stored after the predetermined substance is injected. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 카운터는,The counter, 상기 세포의 흐름 및 위치를 인식하기 위한 신호를 전송하는 발신부; 및A transmitter for transmitting a signal for recognizing the flow and location of the cell; And 상기 발신부에서 전송된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는, 세포주입장치.Cell injection device comprising a receiver for receiving a signal transmitted from the transmitter. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 주입 시스템은,The injection system, 싱기 주입기 입구를 통해 상기 유체 시스템에서 고정된 세포에 상기 소정의 물질을 주입하는 주입기;An injector for injecting the predetermined material into cells fixed in the fluid system through a injector inlet; 상기 주입기의 일측에 구비되어 상기 세포에 주입될 상기 소정의 물질을 저 장하는 주입물질 저장부; 및An injection material storage unit provided at one side of the injector to store the predetermined material to be injected into the cell; And 상기 주입기를 구동하여 상기 소정의 물질을 상기 세포에 주입시키기 위한 구동부를 포함하는, 세포주입장치.And a drive unit for driving the injector to inject the predetermined substance into the cell. 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입장치에 있어서,In the cell injection device for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포를 이동시키는 유체 시스템;A fluid system for moving said cells; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되어 상기 세포의 이동 및 위치에 관한 정보를 획득하는 카운터;A counter provided at one side of the fluid system to obtain information regarding the movement and position of the cell; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되고, 교류전압을 인가할 때 발생되는 유전체 전기영동을 이용하여 상기 세포를 고정하는 집게장치;A forceps device provided at one side of the fluid system and fixing the cell by using dielectric electrophoresis generated when an alternating voltage is applied; 상기 고정된 세포에 소정의 물질을 주입하는데 사용되는 주입기를 포함하는 주입 시스템; 및 An infusion system comprising an injector used to inject a substance into the immobilized cells; And 상기 주입 시스템의 일측에 구비되어 상기 주입기가 상기 세포에 삽입될 때 발생하는 반력을 측정할 수 있는 힘 측정 시스템을 포함하는, 세포주입장치.And a force measuring system provided on one side of the injection system to measure reaction force generated when the injector is inserted into the cell. 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,In the cell injection method for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 상기 세포의 위치정보를 획득하는 단계;When the cells move through the fluid system, obtaining position information of the cells using a counter; 상기 위치정보를 기반으로 집게장치를 이용하여 상기 세포를 고정하는 단계;Fixing the cell using a forceps device based on the location information; 상기 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계;Inserting an injector included in an injection system into the fixed cells; 힘 측정 시스템을 이용하여 상기 주입기를 상기 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계; 및Measuring information about reaction force generated when the injector is inserted into the cell using a force measuring system; And 상기 반력에 대한 정보를 기반으로 상기 세포에 상기 주입기를 통해 상기 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.Injecting the predetermined substance into the cell through the injector based on the information on the reaction force. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 위치정보는,The location information, 상기 세포의 이동 및 상기 세포의 특정 위치에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 세포주입방법.Cell injection method comprising the information on the movement of the cell and the specific location of the cell. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 위치정보를 획득하는 단계 이전에,Before acquiring the location information, 상기 세포가 상기 유체 시스템을 통해 이동하도록 상기 유체 시스템에 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는, 세포주입방법.And applying pressure to the fluid system such that the cells move through the fluid system. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 소정의 물질을 주입하는 단계 이후에,After the step of injecting the predetermined material, 상기 주입 시스템에 포함된 구동기를 이용하여 상기 주입기를 제거하는 단계 를 더 포함하는, 세포주입방법.And removing the injector using a driver included in the injection system. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 유체 시스템은,The fluid system, 상기 세포에 상기 소정의 물질을 주입하기 전에 상기 세포를 저장하는 제 1 세포 저장부;A first cell reservoir configured to store the cell before injecting the predetermined substance into the cell; 상기 세포를 이동시키기 위한 소정의 유체를 포함하는 세포 터널;A cell tunnel containing a fluid for moving said cells; 상기 세포 터널의 일측에 구비되어 상기 주입기가 삽입되는 주입기 입구; 및An injector inlet provided at one side of the cell tunnel and into which the injector is inserted; And 상기 소정의 물질이 주입된 후에 상기 세포가 저장되는 제 2 세포 저장부를 포함하는, 세포주입방법.And a second cell reservoir in which the cells are stored after the predetermined substance is injected. 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,In the cell injection method for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 상기 세포의 위치정보를 획득하는 단계;When the cells move through the fluid system, obtaining position information of the cells using a counter; 소정의 힘을 인가하면 상기 소정의 힘이 인가된 방향으로 모양이 변형되어 상기 세포를 소정의 위치에 고정시키는 압전물질을 포함하는 집게장치를 이용하여, 상기 위치정보에 따라 상기 세포를 고정하는 단계;Fixing the cell according to the positional information by using a forceps device including a piezoelectric material that fixes the shape in a direction in which the predetermined force is applied and fixes the cell at a predetermined position when a predetermined force is applied. ; 상기 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계;Inserting an injector included in an injection system into the fixed cells; 힘 측정 시스템을 이용하여 상기 주입기를 상기 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계; 및Measuring information about reaction force generated when the injector is inserted into the cell using a force measuring system; And 상기 반력에 대한 정보를 기반으로 상기 세포에 상기 주입기를 통해 상기 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.Injecting the predetermined substance into the cell through the injector based on the information on the reaction force. 세포의 반력을 이용하여 상기 세포에 소정의 물질을 주입하기 위한 세포주입방법에 있어서,In the cell injection method for injecting a predetermined substance into the cell using the reaction force of the cell, 상기 세포가 유체 시스템을 통해서 이동할 때, 카운터를 이용하여 상기 세포의 위치정보를 획득하는 단계;When the cells move through the fluid system, obtaining position information of the cells using a counter; 상기 유체 시스템의 일측에 구비되고, 교류전압을 인가할 때 발생되는 유전체 전기영동을 이용하여 상기 세포를 고정시키는 집게장치를 이용하여, 상기 위치정보에 따라 상기 세포를 고정하는 단계;Fixing the cell according to the position information by using a forceps device provided at one side of the fluid system and fixing the cell by using dielectric electrophoresis generated when an alternating voltage is applied; 상기 고정된 세포에 주입 시스템에 포함된 주입기를 삽입하는 단계;Inserting an injector included in an injection system into the fixed cells; 힘 측정 시스템을 이용하여 상기 주입기를 상기 세포에 삽입할 때 발생하는 반력에 대한 정보를 측정하는 단계; 및Measuring information about reaction force generated when the injector is inserted into the cell using a force measuring system; And 상기 반력에 대한 정보를 기반으로 상기 세포에 상기 주입기를 통해 상기 소정의 물질을 주입하는 단계를 포함하는, 세포주입방법.Injecting the predetermined substance into the cell through the injector based on the information on the reaction force.
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