KR20120080842A - Microfluidic device, method for controlling the same and method for controlling bubble - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마이크로 유체 디바이스 및 그의 제어 방법과 버블 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a microfluidic device and its control method and bubble control method.
최근에, 마이크로 유체 디바이스(Microfluidic device)는 그 다양하고 광범위한 잠재적 용례로 인해 점점 더 관심을 끌고 있다. 예를 들면, 매우 적은 부피의 시료를 사용하여, 마이크로 유체 디바이스는 복잡한 생물화학적 반응을 수행하여 중요한 화학적 정보 및 생물학적 정보를 획득할 수 있다. Recently, microfluidic devices have become increasingly interesting due to their wide variety of potential applications. For example, using very small volumes of samples, microfluidic devices can perform complex biochemical reactions to obtain important chemical and biological information.
다른 이점들 중에서도 특히, 마이크로 유체 디바이스는 시료 및 시약의 요구량을 줄이고, 반응의 응답시간을 짧게 하고, 그리고 처분을 위한 생물학적 위험 폐기물의 양을 감소시킨다.Among other advantages, in particular, the microfluidic device reduces the requirements of samples and reagents, shortens the response time of the reaction, and reduces the amount of biohazardous waste for disposal.
이러한 마이크로 유체 디바이스는 내부의 유체 채널(Fluidic channel)에 위치된 유체를 분석을 위하여 이송시키는 동작이 필요하고, 이를 위한 다양한 방법 및 시스템이 현재 개발 중에 있다.
Such microfluidic devices require an operation for transferring fluid located in an internal fluid channel for analysis, and various methods and systems for this are currently being developed.
본 발명은 반응 영역에서 잔류 항원(Antigen) 및 미결합된 항체(Antibody)를 제거하는 워싱(Washing) 공정을 수행할 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
The present invention solves the problem of performing a washing process to remove the residual antigen (Antigen) and unbound antibody (Antibody) in the reaction region.
본 발명은, The present invention,
샘플의 유체가 흐를 수 있는 제 1 채널과;A first channel through which the fluid of the sample can flow;
상기 제 1 채널과 연결되고, 에어가 주입되는 제 2 채널과;A second channel connected to the first channel and into which air is injected;
상기 제 2 채널과 연결되고 서브스트레이트(Substrate) 용액이 흐르고 반응영역이 구비된 제 3 채널과; A third channel connected to the second channel and having a substrate solution flowing therein and having a reaction zone;
상기 제 3 채널에 연결된 배출 포트를 포함하는 마이크로 유체 디바이스가 제공된다.
A microfluidic device is provided that includes an outlet port connected to the third channel.
그리고, 상기 제 1 채널과 상기 제 2 채널 각각에 흐르는 물질을 감지하는 센서가 설치되어 있다.A sensor for sensing a substance flowing through each of the first channel and the second channel is provided.
또, 상기 제 3 채널은 배출 챔버에 연결되어 있고, 상기 배출 챔버는 상기 배출 포트를 통하여 진공 펌프에 연결되어 있다. The third channel is also connected to a discharge chamber, which is connected to a vacuum pump through the discharge port.
본 발명은, The present invention,
제 1 채널로 샘플의 유체를 흐르게 하는 단계와;Flowing a fluid of the sample into the first channel;
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서에서 상기 제 1 채널로 흐르는 물질을 감지하고, 상기 감지 센서에서 감지된 물질이 상기 샘플의 유체로 판단되면, 상기 제1 채널에 연결된 제 2 채널로 에어를 주입하는 단계와;The sensing sensor installed in the first channel senses a substance flowing into the first channel, and when the substance sensed by the sensing sensor is determined to be a fluid of the sample, injecting air into a second channel connected to the first channel. Steps;
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서와 상기 제 2 채널에 설치된 감지센서에서 상기 에어를 감지하여, 상기 제 1 채널로 상기 에어가 침투된 것을 판단하는 단계와;Detecting the air from the sensing sensor installed in the first channel and the sensing sensor installed in the second channel, and determining that the air has penetrated the first channel;
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서에서 상기 샘플의 유체를 감지하고, 상기 제 2 채널에 설치된 감지센서에서 상기 에어를 감지하여, 상기 샘플의 유체에 에어 버블이 발생된 것을 판단하는 단계를 포함하는 버블 제어 방법이 제공된다.
Detecting a fluid of the sample by a detection sensor installed in the first channel, and detecting the air by a detection sensor installed in the second channel to determine that an air bubble is generated in the fluid of the sample A control method is provided.
본 발명은, The present invention,
샘플의 유체가 흐를 수 있는 제 1 채널과, 상기 제 1 채널과 연결되고, 에어가 주입되는 제 2 채널과, 상기 제 2 채널과 연결되고 서브스트레이트(Substrate) 용액이 흐르고 반응영역이 구비된 제 3 채널과, 상기 제 3 채널에 연결된 배출 챔버와, 상기 배출 챔버와 진공 펌프를 연결하는 배출 포트를 포함하는 마이크로 유체 디바이스를 준비하는 단계와; A first channel through which a fluid of a sample can flow, a second channel connected to the first channel, and an air injected therein, and a substrate connected to the second channel and a substrate solution flows and a reaction zone is provided. Preparing a microfluidic device comprising three channels, an evacuation chamber connected to said third channel, and an evacuation port connecting said evacuation chamber and a vacuum pump;
상기 제 1 채널로 샘플의 유체를 주입하고, 상기 샘플의 유체를 상기 제 2 채널과 상기 제 3 채널을 통하여 상기 반응영역에 도달시키는 단계와;Injecting fluid of the sample into the first channel and reaching the reaction zone through the second channel and the third channel;
상기 서브스트레이트 용액을 상기 제 3 채널로 주입하여 상기 제 3 채널과 상기 제 2 채널이 연결된 영역에 도달시키고, 상기 제 2 채널로 에어를 주입하여, 상기 서브스트레이트 용액내에 버블을 형성하고, 상기 반응영역을 워싱(Washing)하는 단계와;Injecting the substrate solution into the third channel to reach a region where the third channel and the second channel are connected, and injecting air into the second channel to form bubbles in the substrate solution, and Washing the area;
상기 제 2 채널로 에어의 주입을 종료하고, 상기 서브스트레이트 용액을 상기 반응영역에 통과시켜, 상기 샘플의 유체의 반응을 감지하는 단계를 포함하는 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법이 제공된다.
Terminating the injection of air into the second channel and passing the substrate solution through the reaction zone to detect a reaction of the fluid in the sample.
또, 상기 제 2 채널과 상기 제 3 채널이 연결 영역은 T-junction 영역이다.The connection region between the second channel and the third channel is a T-junction region.
더불어, 상기 반응영역에는 감지를 위한 전극이 형성되어 있고, 이 전극에는 제 1 항체(Antibody)가 고정되어 있으며, 상기 샘플의 유체는 항원(Antigen)과 제 2 항체가 반응되어 결합된 상태이다.In addition, an electrode for sensing is formed in the reaction region, and a first antibody is fixed to the electrode, and the fluid of the sample is in a state in which an antigen and a second antibody are reacted and bound.
게다가, 상기 샘플의 유체는 혈액(Blood), 소변(Urine), 장액(Serum)과 타액(Saliva) 중 적어도 하나이다.In addition, the fluid of the sample is at least one of Blood, Urine, Serum and Saliva.
또한, 상기 샘플의 유체의 반응을 감지하는 것은 전기화학적인 방법 또는 광학적인 방법으로 감지한다.In addition, detecting the response of the fluid of the sample is detected by an electrochemical method or an optical method.
그리고, 상기 버블의 크기는 채널 폭(Wc)이 비례하고, 캐필러리 수(Capillary number)(Ca)에 반비례한다.
The size of the bubble is proportional to the channel width Wc and inversely proportional to the capillary number Ca.
본 발명은 에어 주입으로 마이크로 유체 디바이스의 반응 영역에서 잔류 항원(Antigen) 및 미결합된 항체(Antibody)를 제거하는 워싱(Washing) 공정을 수행함으로써, 저 비용으로 마이크로 유체 디바이스를 제어할 수 있는 효과가 있다.
The present invention provides an effect of controlling the microfluidic device at low cost by performing a washing process in which air injection removes residual antigens and unbound antibodies from the reaction region of the microfluidic device. There is.
도 1은 본 발명에 적용된 마이크로 유체 디바이스를 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스에 적용되는 버블(Bubble)이 형성되는 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스에 적용되는 버블(Bubble) 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 평면도
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면1 is a conceptual plan view for explaining a microfluidic device applied to the present invention.
2A-2E are conceptual views illustrating how a bubble is formed that is applied to the microfluidic device of the present invention.
3A to 3C are conceptual views for explaining a bubble control method applied to the microfluidic device of the present invention.
4A to 4D are conceptual top views for explaining a method of controlling a microfluidic device of the present invention.
5A through 5C are conceptual views for explaining a method of controlling a microfluidic device of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 적용된 마이크로 유체 디바이스를 설명하기 위한 개념적인 평면도이다.1 is a conceptual plan view for explaining a microfluidic device applied to the present invention.
마이크로 유체 디바이스는 유체가 흐를 수 있는 제 1 채널(120)을 갖고 상기 제 1 채널(120)과 연결된 에어 주입 통로(150)를 갖는 칩 또는 카트리지 형태이다.The microfluidic device is in the form of a chip or cartridge having a
그리고, 상기 제 1 채널(120)에는 반응 영역(130)이 위치될 수 있고, 상기 반응 영역(130)에는 상기 제 1 채널(120)에서 흐르는 유체와 반응할 수 있는 반응 유도 물질이 위치될 수 있다.In addition, a
더불어, 상기 반응 영역(130)에는 전기 화학적으로 반응 정도를 측정하기 위해, 전극들이 위치될 수 있다.In addition, electrodes may be positioned in the
여기서, 상기 전극들은 기준전극(Reference electrode), 카운터전극(Counter electrode) 및 작업전극(Working electrode)이다.Here, the electrodes are a reference electrode, a counter electrode, and a working electrode.
또, 상기 제 1 채널(120)에는 상기 유체를 주입할 수 있는 주입구(110) 및 상기 유체가 배출되는 배출구(미도시)가 연결될 수 있다.In addition, the
그리고, 상기 에어 주입 통로(150)는 제 2 채널(160)의 일단에 연결되어 있고, 상기 제 2 채널(160)의 타단이 상기 제 1 채널(120)과 연결되어, 상기 제 1 채널(120)과 상기 제 2 채널(160)의 연결 영역(A)은 'T-junction' 영역을 형성한다.In addition, the
여기서, 상기 'T-junction' 영역은 'T'자 형상으로 형성된 영역으로 정의될 수 있다.Here, the 'T-junction' region may be defined as a region formed in a 'T' shape.
그러므로, 상기 주입구(110)에서 상기 제 2 채널(160)로 측정하기 위한 샘플(Sample)의 유체가 흐르게 되면, 상기 유체는 압력 제어로 상기 반응 영역(130)까지 흐르게 할 수 있다.Therefore, when the fluid of the sample (Sample) for the measurement to the
이때, 상기 에어 주입 통로(150)에서 주입된 에어는 상기 제 2 채널(160)를 통하여 상기 제 1 채널(120)과 상기 제 2 채널(160)의 연결 영역(A)에 도달되어 상기 유체와 만나게 되고, 상기 유체 내에는 에어 버블(bubble)이 생성되어 상기 반응 영역(130)에 잔존하는 항원(Antigen)과 같은 잔류 유체 및 미결합된 항체(Antibody)를 제거하는 워싱(Washing) 공정을 수행할 수 있게 된다.In this case, the air injected from the
따라서, 본 발명은 에어 주입으로 마이크로 유체 디바이스의 반응 영역에서 잔류 항원(Antigen) 및 미결합된 항체(Antibody)를 제거하는 워싱(Washing) 공정을 수행함으로써, 저 비용으로 마이크로 유체 디바이스를 제어할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the present invention can control the microfluidic device at low cost by performing a washing process that removes residual antigens and unbound antibodies from the reaction region of the microfluidic device by air injection. There is an advantage.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스에 적용되는 버블(Bubble)이 형성되는 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.2A-2E are conceptual diagrams for explaining how a bubble is formed that is applied to the microfluidic device of the present invention.
전술된 바와 같이, 마이크로 유체 디바이스의 워싱 공정을 수행하기 위하여, 본 발명은 유체가 흐르는 채널에 에어를 주입하여 버블을 발생시키는 것이다.As described above, in order to perform the washing process of the microfluidic device, the present invention injects air into a channel through which the fluid flows to generate bubbles.
즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 측정하기 위한 샘플의 유체(111)가 흐르는 제 1 채널(120)에 에어(151)가 주입되는 제 2 채널(160)이 연결되어 있다.That is, as shown in FIG. 2A, the
이때, 측정하기 위한 샘플의 유체(111)가 상기 제 1 채널(120)로 흐르고 있을 때, 상기 제 2 채널(160)로 에어(151)를 소정 압력으로 주입하게 되면, 에어(151)는 도 2a와 같이, 상기 제 1 채널(120)과 상기 제 2 채널(160)이 연결된 영역까지 도달하다가, 도 2b와 같이, 상기 제 1 채널(120)로 침투하게 된다.At this time, when the
여기서, 상기 에어(151)가 상기 제 1 채널(120)로 침투하게 되면, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 채널(120)과 상기 제 2 채널(160)의 연결 영역인 'T-junction' 영역의 'a'영역의 부분 압력이 낮아져 상기 에어(151)는 상기 제 1 채널(120)로 침투하게 되는 것이다.In this case, when the
그 후, 도 2c와 같이, 상기 유체(111)의 유속에 의해, 상기 유체(111)의 흐르는 방향으로 에어(151)가 진행하게 되고, 도 2d와 같이, 상기 제 1 채널(120)과 상기 제 2 채널(160)이 연결된 영역의 모서리(b)에 도달된 후, 도 2e와 같이, 상기 제 1 채널(120)의 에어(152)는 상기 제 2 채널(160)의 에어(151)로부터 분리되어 버블이 되는 것이다.Thereafter, as shown in FIG. 2C, the
그리고, 상기 버블의 크기는 채널 폭(Wc)이 비례하고, 캐필러리 수(Capillary number)(Ca)에 반비례한다.The size of the bubble is proportional to the channel width Wc and inversely proportional to the capillary number Ca.
여기서, 캐필러리 수 = uV/r이고, u는 유체의 점성이고, V는 유체의 유속이며, r은 유체의 표면 장력이다.Where capillary number = uV / r, u is the viscosity of the fluid, V is the flow rate of the fluid and r is the surface tension of the fluid.
그러므로, 마이크로 유체 디바이스의 벽면이 친수성(hydrophilic)일수록, 채널의 폭이 좁을수록, 유체의 점성이 높을수록 버블의 크기는 작아진다.Therefore, the smaller the wall of the microfluidic device is hydrophilic, the narrower the channel, the higher the viscosity of the fluid, the smaller the bubble size.
그리고, 유체가 동일하고, 유속이 일정한 경우, 친수성 정도가 변수가 될 수 있다.
And, if the fluids are the same and the flow rate is constant, the degree of hydrophilicity can be a variable.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스에 적용되는 버블(Bubble) 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.3A to 3C are conceptual views for explaining a bubble control method applied to the microfluidic device of the present invention.
본 발명의 마이크로 유체 디바이스에 적용되는 버블 제어 방법은 측정하기 위한 샘플의 유체(111)가 흐르는 제 1 채널(120)과 에어(151)가 주입되는 제 2 채널(160) 각각에 감지 센서들(171,172)을 설치하고, 이 감지 센서들(171,172)로 유체(111)와 에어(151)의 존재 유무를 검출하여, 에어 압력을 제어하여 버블을 원활하게 형성하기 위한 것이다.The bubble control method applied to the microfluidic device of the present invention is characterized by detecting sensors (1) in each of the
여기서, 감지 센서 '171'는 제 1 채널(120)에 흐르는 물질을 감지하고, 감지 센서 '172'는 제 2 채널(160)에 흐르는 물질을 감지한다.Here, the
먼저, 상기 제 1 채널(120)로 샘플의 유체(111)를 흐르게 한다.First, the
그 후, 상기 감지 센서 '171'에서 상기 제 1 채널(120)로 흐르는 물질을 감지하고, 상기 감지 센서 '171'에서 감지된 물질이 유체(111)로 판단되면, 상기 제 2 채널(160)로 에어(151)를 주입한다.Subsequently, when the material flowing into the
여기서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 감지 센서 '171'에서는 상기 제 1 채널(120)에 흐르는 물질로 샘플의 유체(111)가 감지되고, 상기 감지 센서 '172'에서는 상기 제 2 채널(160)에 흐르는 물질로 에어(151)가 감지된다.3A, the
그 다음, 도 3b와 같이, 상기 에어(151)가 상기 제 1 채널(120)로 어느 정도 침투하게 되면, 상기 감지 센서 '171'에서는 샘플의 유체(111)와 에어(151)가 감지되고, 상기 감지 센서 '172'에서는 에어(151)만 감지된다.Next, as shown in FIG. 3B, when the
계속, 상기 제 1 채널(120)로 침투된 에어(151)가 샘플의 유체(111)에 갖힌 버블(152)이 되면, 상기 감지 센서 '171'에서는 샘플의 유체(111)가 감지되고, 상기 감지 센서 '172'에서는 에어(151)가 감지된다.When the
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 평면도이다.4A to 4D are conceptual top views for explaining the method of controlling the microfluidic device of the present invention.
먼저, 샘플의 유체가 흐를 수 있는 제 1 채널(520)과, 상기 제 1 채널(120)과 연결되고, 에어가 주입되는 제 2 채널(540)과, 상기 제 2 채널(540)과 연결되고 서브스트레이트(Substrate) 용액이 흐르고 반응영역(K)이 구비된 제 3 채널(560)과, 상기 제 3 채널(560)에 연결된 배출 챔버(571)와, 상기 배출 챔버(571)와 진공 펌프(미도시)를 연결하는 배출 포트(570)를 포함하는 마이크로 유체 디바이스를 준비한다.First, a
여기서, 상기 제 2 채널(540)과 상기 제 3 채널(560)은 'T-junction'을 형성한다.Here, the
그 다음, 도 4a와 같이, 상기 제 1 채널(520)로 샘플의 유체를 주입하고, 도 4b와 같이, 상기 샘플의 유체를 상기 제 2 채널(540)과 상기 제 3 채널(560)을 통하여 상기 반응영역(K)(도 4c에 도시됨)에 도달시킨다.Next, as shown in FIG. 4A, the fluid of the sample is injected into the
이때, 상기 제 1 채널(520)로 샘플의 유체를 주입함과 동시 또는 이후에 상기 제 3 채널(560)로 서브스트레이트 용액을 주입할 수 있다.In this case, a substrate solution may be injected into the
그리고, 상기 제 1 채널(520)은 포트 '510'에 연결되어 있고, 상기 제 2 채널(540)은 포트 '530'에 연결되어 있고, 상기 제 3 채널(560)은 포트 '550'에 연결되어 있다.The
상기 포트 '530' 및 상기 포트 '550'을 밀폐시키고, 상기 배출 챔버(571)를 동작시켜 흡입하면, 상기 제 1 채널(520)로 주입된 샘플의 유체는 도 4b와 같이, 상기 반응영역(K)을 통과하게 된다.When the
여기서, 상기 반응영역(K)에는 감지를 위한 전극이 형성되어 있고, 이 전극에는 제 1 항체(Antibody)가 고정되어 있다.Here, an electrode for sensing is formed in the reaction region K, and a first antibody is fixed to the electrode.
또, 상기 샘플의 유체는 혈액과 같은 항원(Antigen)과 제 2 항체가 반응되어 결합된 상태이다.In addition, the fluid of the sample is in a state in which an antigen such as blood and a second antibody are reacted and bound.
그리고, 상기 샘플의 유체는 혈액(Blood), 소변(Urine), 장액(Serum), 타액(Saliva) 등과 같은 생체 물질(Biological material)일 수 있다.In addition, the fluid of the sample may be a biological material such as blood, urine, serum, saliva, or the like.
그러므로, 상기 샘플의 유체인 상기 제 2 항체에 결합된 항원이 상기 반응영역(K)에 고정된 제 1 항체에 샌드위치 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 방식으로 캡쳐된다.Therefore, the antigen bound to the second antibody, which is the fluid of the sample, is captured by the sandwich ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) method to the first antibody immobilized in the reaction region (K).
이때, 마이크로 유체 디바이스 내부의 상태에 따라 입력된 압력이 전부 해소 되지 못하고 누적되는 현상이 발생한다. 이를 보완하기 위해서 압력센서에서 현재 압력을 체크하여 일정한 압력 조건을 유지하도록 피드백 제어(Feedback control)를 수행할 수 있다.At this time, depending on the state inside the microfluidic device, a phenomenon occurs in which the input pressure is not solved and accumulates. To compensate for this, feedback control may be performed to maintain a constant pressure condition by checking the current pressure in the pressure sensor.
계속하여, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 서브스트레이트 용액을 제 3 채널(560)로 주입하여 상기 제 3 채널(560)과 상기 제 2 채널(540)이 연결된 영역에 도달시키고, 상기 제 2 채널(540)로 에어를 주입하여, 상기 서브스트레이트 용액내에 버블을 형성하고, 상기 반응영역(K)을 워싱(Washing)한다.Subsequently, as shown in FIG. 4C, the substrate solution is injected into the
이어서, 상기 제 2 채널(540)로 에어의 주입을 종료하고, 상기 서브스트레이트 용액을 상기 반응영역(K)에 통과시켜, 상기 샘플의 유체의 반응을 감지한다.(도 4d)Subsequently, the injection of air into the
여기서, 상기 샘플의 유체의 반응을 감지하는 것은 전기화학적인 방법 또는 광학적인 방법으로 감지할 수 있다.
In this case, detecting the response of the fluid of the sample may be detected by an electrochemical method or an optical method.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법을 설명하기 위한 개념적인 도면이다.5A to 5C are conceptual views for explaining a method of controlling a microfluidic device of the present invention.
마이크로 유체 디바이스의 반응영역(K)에는 감지를 위한 전극(800)이 형성되어 있고, 이 전극(800)에는 제 1 항체(Antibody)(810)가 고정되어 있다.An
이러한 상태에서, 항원(Antigen)(820)과 제 2 항체(830)가 반응되어 결합된 상태의 샘플의 유체가 상기 반응영역(K)으로 흐르게 되면, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 항원(820)은 상기 제 1 항체(810)와 상기 제 2 항체(830) 사이에 결합되어 샌드위치 ELISA(Enzyme-linked immunosorbent assay) 방식으로 캡쳐된다.In this state, when the fluid of the sample in which the
그 후, 상기 반응영역(K)에 에어 버블을 갖는 서브스트레이트 용액을 주입하여, 상기 제 1 항체(810)에 결합되지 않은 항원(820)과 제 2 항체(830a,830b)를 제거하는 워싱(Washing) 공정을 수행한다.(도 5b)Thereafter, a substrate solution having an air bubble is injected into the reaction zone K to wash the
여기서, 상기 제 1 항체(810)에 결합되지 않은 항원(820)과 제 2 항체(830)는 잔류 샘플의 용액과 원하지 않게 붙은 성분이다.Here, the
계속, 상기 반응영역(K)에 에어 버블이 없는 서브스트레이트 용액을 주입하여 상기 항원(820)과 반응시킨 다음, 반응 상태를 전기화학적 또는 광학적으로 측정한다.(도 5c)Subsequently, an air bubble-free substrate solution is injected into the reaction zone K to react with the
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (10)
상기 제 1 채널과 연결되고, 에어가 주입되는 제 2 채널과;
상기 제 2 채널과 연결되고 서브스트레이트(Substrate) 용액이 흐르고 반응영역이 구비된 제 3 채널과;
상기 제 3 채널에 연결된 배출 포트를 포함하는 마이크로 유체 디바이스.
A first channel through which the fluid of the sample can flow;
A second channel connected to the first channel and into which air is injected;
A third channel connected to the second channel and having a substrate solution flowing therein and having a reaction zone;
A microfluidic device comprising an outlet port connected to said third channel.
상기 제 1 채널과 상기 제 2 채널 각각에 흐르는 물질을 감지하는 센서가 설치되어 있는 마이크로 유체 디바이스.
The method according to claim 1,
And a sensor for sensing a substance flowing in each of the first channel and the second channel.
상기 제 3 채널은 배출 챔버에 연결되어 있고, 상기 배출 챔버는 상기 배출 포트를 통하여 진공 펌프에 연결되어 있는 마이크로 유체 디바이스.
The method according to claim 1,
The third channel is connected to a discharge chamber, and the discharge chamber is connected to a vacuum pump through the discharge port.
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서에서 상기 제 1 채널로 흐르는 물질을 감지하고, 상기 감지 센서에서 감지된 물질이 상기 샘플의 유체로 판단되면, 상기 제1 채널에 연결된 제 2 채널로 에어를 주입하는 단계와;
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서와 상기 제 2 채널에 설치된 감지센서에서 상기 에어를 감지하여, 상기 제 1 채널로 상기 에어가 침투된 것을 판단하는 단계와;
상기 제 1 채널에 설치된 감지 센서에서 상기 샘플의 유체를 감지하고, 상기 제 2 채널에 설치된 감지센서에서 상기 에어를 감지하여, 상기 샘플의 유체에 에어 버블이 발생된 것을 판단하는 단계를 포함하는 버블 제어 방법.
Flowing a fluid of the sample into the first channel;
The sensing sensor installed in the first channel senses a substance flowing into the first channel, and when the substance sensed by the sensing sensor is determined to be a fluid of the sample, injecting air into a second channel connected to the first channel. Steps;
Detecting the air from the sensing sensor installed in the first channel and the sensing sensor installed in the second channel, and determining that the air has penetrated the first channel;
Detecting a fluid of the sample by a detection sensor installed in the first channel, and detecting the air by a detection sensor installed in the second channel to determine that an air bubble is generated in the fluid of the sample Control method.
상기 제 1 채널로 샘플의 유체를 주입하고, 상기 샘플의 유체를 상기 제 2 채널과 상기 제 3 채널을 통하여 상기 반응영역에 도달시키는 단계와;
상기 서브스트레이트 용액을 상기 제 3 채널로 주입하여 상기 제 3 채널과 상기 제 2 채널이 연결된 영역에 도달시키고, 상기 제 2 채널로 에어를 주입하여, 상기 서브스트레이트 용액내에 버블을 형성하고, 상기 반응영역을 워싱(Washing)하는 단계와;
상기 제 2 채널로 에어의 주입을 종료하고, 상기 서브스트레이트 용액을 상기 반응영역에 통과시켜, 상기 샘플의 유체의 반응을 감지하는 단계를 포함하는 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
A first channel through which a fluid of a sample can flow, a second channel connected to the first channel, and an air injected therein, and a substrate connected to the second channel and a substrate solution flows and a reaction zone is provided. Preparing a microfluidic device comprising three channels, an evacuation chamber connected to said third channel, and an evacuation port connecting said evacuation chamber and a vacuum pump;
Injecting fluid of the sample into the first channel and reaching the reaction zone through the second channel and the third channel;
Injecting the substrate solution into the third channel to reach a region where the third channel and the second channel are connected, and injecting air into the second channel to form bubbles in the substrate solution, and Washing the area;
Terminating the injection of air into the second channel and passing the substrate solution through the reaction zone to detect a reaction of the fluid in the sample.
상기 제 2 채널과 상기 제 3 채널이 연결 영역은 T-junction 영역인 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
The method according to claim 5,
And the connection region of the second channel and the third channel is a T-junction region.
상기 반응영역에는 감지를 위한 전극이 형성되어 있고, 이 전극에는 제 1 항체(Antibody)가 고정되어 있으며, 상기 샘플의 유체는 항원(Antigen)과 제 2 항체가 반응되어 결합된 상태인 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
The method according to claim 5,
An electrode for sensing is formed in the reaction region, and a first antibody is fixed to the electrode, and the fluid of the sample is a microfluidic device in which an antigen and a second antibody are reacted and bound. Control method.
상기 샘플의 유체는,
혈액(Blood), 소변(Urine), 장액(Serum)과 타액(Saliva) 중 적어도 하나인 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
The method according to claim 5,
The fluid of the sample,
A method of controlling a microfluidic device that is at least one of blood, urine, serum, and saliva.
상기 샘플의 유체의 반응을 감지하는 것은 전기화학적인 방법 또는 광학적인 방법으로 감지하는 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
The method according to claim 5,
The method of controlling a microfluidic device is to sense the response of the fluid in the sample by an electrochemical or optical method.
상기 버블의 크기는,
채널 폭(Wc)이 비례하고, 캐필러리 수(Capillary number)(Ca)에 반비례하는 마이크로 유체 디바이스의 제어 방법.
The method according to claim 5,
The size of the bubble,
A method of controlling a microfluidic device in which the channel width Wc is proportional and inversely proportional to the capillary number Ca.
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