KR20140046666A

KR20140046666A - Loc and manufacturing method for the same

Info

Publication number: KR20140046666A
Application number: KR1020120112218A
Authority: KR
Inventors: 조형민; 안효진; 이승권; 구수진; 백문철; 이중환
Original assignee: 케이맥(주)
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-04-21
Also published as: KR101413478B1

Abstract

The present invention relates to a lap-on-a-chip which includes an upper substrate, a lower substrate, and a sample channel formed between the upper substrate and the lower substrate so that samples pass therethrough, wherein the upper substrate has a sample inlet for pouring a sample and a plurality of organic solvent inlets for pouring an organic solvent, and the lower substrate has an ink drawing unit for accommodating ink on a joint unit joined to the upper substrate.

Description

{LOC AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 극미량의 시료나 샘플만으로도 실험 연구 과정을 신속하게 진행할 수 있어 의학, 생명 공학 등 다양한 분야에서 진단ㆍ분석 장치인 랩 온어칩 및 이를 제작하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a lab-on-a-chip, which is a diagnostic / analysis device in various fields such as medicine and biotechnology, and a method for producing the lab-on-a-chip.

인간 사회가 발전하면서 화학 관련 산업이 끊임없이 발전하고 있으며, 이러한 화학 산업의 발전에 필수적으로 수반하여 발전할 필요가 있는 것이 화학 분석 기술이다. 화학 분석 기술은 물질의 감식, 검출 또는 화학적 조성을 알아내기 위하여 사용하는 방법을 통칭하는 것이다.As the human society develops, the chemical industry is constantly developing, and chemical analysis technology is necessary to develop along with the development of this chemical industry. Chemical analysis techniques collectively refer to methods used to identify, detect, or determine the chemical composition of a substance.

빠르고 정확한 화학 분석을 위하여, 일일이 실험자의 수작업에 의존하던 화학 분석을 자동으로 수행하기 위한 화학 분석 장치의 개발이 진행되고 있다. 이러한 화학 분석 장치는 채취된 시료를 공급하기만 하면 자동으로 시료를 시약들과 혼합하고, 일정 시간 동안 반응시키고, 검출기로 반응물을 옮기고, 전기적 또는 광학적 신호로 측정 대상의 농도에 비례하는 신호를 출력하는 과정을 하나의 측정 시스템에서 자동으로 수행한다.For fast and accurate chemical analysis, development of a chemical analysis device is underway to automatically perform a chemical analysis that is dependent on the manual operation of the experimenter. Such a chemical analysis apparatus automatically mixes the sample with the reagent, reacts for a predetermined time, transfers the reagent to the detector, and outputs a signal proportional to the concentration of the measurement object by an electrical or optical signal Is performed automatically by one measurement system.

최근 이러한 자동 분석 장치를 아주 작은 칩(chip)에서 미세하게 구현한 혁신적인 장치가 개발되었고, 이를 랩 온어칩(lap-on-a-chip)이라 부른다.In recent years, innovative devices have been developed that finely implement these automatic analyzers on very small chips, called lap-on-a-chips.

랩 온어칩은 초미세 회로의 반도체 기술과 나노 기술, 생명 공학 기술 등의 집적으로 아주 작은 크기의 칩에서 실험실에서 할 수 있는 연구를 가능하게 만든 장치로 극미량의 시료나 샘플만으로도 실험 연구 과정을 신속하게 진행할 수 있어 의학, 생명 공학 등 다양한 분야에서 진단ㆍ분석 장치로 개발 중인 바이오칩이다.The lab-on-a-chip is a device that enables research on a very small chip in a laboratory by integrating ultra-fine semiconductor technology, nanotechnology, and biotechnology. It is a biochip that is being developed as a diagnostic and analysis device in various fields such as medicine and biotechnology.

랩 온어칩은 미세한 유체 채널(channel)을 가지고 있어서, 유체 시료를 채널로 유도하면서 시약들과의 혼합 및 반응, 및 검출 등과 같은 여러 가지 화학 분석 조작을 수행한다. 화학 분석에 랩 온어칩을 사용하면, 화학 분석 과정이 매우 단순해질 뿐만 아니라, 한번 사용하고 난 랩 온어칩을 폐기하고 새로운 랩 온어칩을 사용하기 때문에, 화학 분석 전후 처리과정이 생략될 수 있다. 혈액 속의 특정 단백질을 분석 및 측정하는 단백질 랩 온어칩이나, 시료 속에 특정 디엔에이(DeoxyriboNucleic Acid: DNA, 이하 DNA로 기재)를 분석 및 측정하는 DNA 랩 온어칩 등은 실용화되어 널리 사용되고 있는 실정이다.The lab-on-a-chip has a fine fluid channel to conduct various chemical analysis operations such as mixing and reacting with the reagents, detecting, etc. while guiding the fluid sample to the channel. The use of lab-on-a-chip for chemical analysis not only simplifies the chemical analysis process, but also disrupts the lab-on-a-chip and uses new lab-on-a-chip, eliminating the need for pre-and post-chemical analysis. On-the-fly chip that analyzes and measures a specific protein in the blood, and a DNA lab-on-a-chip that analyzes and measures a specific DNA (Deoxyribonucleic Acid: DNA, hereinafter referred to as DNA) in a sample are put to practical use and widely used.

종래 기술에 따른 랩 온어칩은 여전히 상ㆍ하부 기판 및 측벽의 모세관력(capillary force)과 상부 기판 및 하부기판의 구조물에 의한 유체 변화로 면역 반응을 가능하게 하고 있다. 그러나 항원-항체 반응(antigen-antibodyreaction)의 면역 반응은 모세관력(capillary force)과 상부 기판 및 하부 기판의 구조물뿐 아니라 칩의 높이 등에 많은 영향을 받는다.The lab-on-a-chip according to the prior art still allows an immune response due to the capillary forces of the upper and lower substrates and the sidewalls and the fluid changes due to the structures of the upper and lower substrates. However, the immune response of the antigen-antibody reaction is strongly influenced by the capillary force and the height of the chip as well as the structures of the upper substrate and the lower substrate.

랩 온어칩은 상판, 하판의 본딩으로 미세유로채널을 형성하는 형태를 갖는다. 상판, 하판은 재질에 따라 초음파 융착, 광학 접착, 유기용제 접착 등으로 본딩할 수 있다. 초음파 융착은 아크릴 상판, 하판을 본딩하는 대표적 방법으로 칩 전체적으로 미세유로채널을 형성하는데 유리하다. 이는 상판, 하판의 융착산을 초음파에 의해 녹여 본딩을 하기 때문에 전체적으로 균일한 bonding이 어렵다. 이로 인해 부분적인 미세 공간이 형성되어 채널 내, 외부로 누수 발생의 가능성이 있다
The lab-on-a-chip has a form of forming a microchannel channel by bonding the upper plate and the lower plate. The upper and lower plates can be bonded by ultrasonic welding, optical bonding, or organic solvent bonding depending on the material. Ultrasonic welding is a typical method for bonding an acrylic upper plate and a lower plate, which is advantageous for forming a microchannel channel as a whole chip. This is because it is difficult to uniformly bond as a whole because the fusion bond of the upper and lower plates is melted and bonded by ultrasonic waves. As a result, a partial micro-space is formed and there is a possibility of leaking into and out of the channel

한국등록특허 10-1118087Korean Patent No. 10-1118087

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시료와 시약들과의 혼합 및 반응, 및 검출 등과 같은 여러 가지 화학 분석이 끝난 시료가 다시 채널로 유입되는 것을 방지하는 랩 온어칩을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for analyzing a sample, On-a-chip < / RTI >

본 발명의 상부기판(100), 하부기판(200) 및 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 시료가 통과하기 위한 소정의 공간의 시료채널(230)을 포함하는 랩 온어칩(10)에 있어서, 상기 상부기판(100)은 시료를 투입하기 위한 시료투입구(110)와 유기용제를 투입하기 위한 복수개의 유기용제투입구(120)가 천공되어 있고, 상기 하부기판(200)은 상기 상부기판(100)에 접합되는 접합부(210)에 잉크가 수용되는 잉크드로잉부(211)를 갖는 것을 특징으로 한다.On-the-fly chip (10) including a sample channel (230) of a predetermined space through which a sample passes between an upper substrate (100), a lower substrate (200) and an upper substrate (100) The upper substrate 100 has a sample inlet 110 for injecting a sample and a plurality of organic solvent input ports 120 for injecting an organic solvent into the upper substrate 100, And an ink drawing portion 211 in which ink is contained in the joint portion 210 to be bonded to the substrate 100.

또한, 상기 상부기판(100)은 상기 시료가 투입되었을 경우, 상기 시료채널(230)의 가스를 외부로 뽑아내기 위한 적어도 하나 이상의 벤팅홀(130)이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one venting hole 130 is formed in the upper substrate 100 to extract the gas of the sample channel 230 to the outside when the sample is injected.

또한, 상기 시료채널(230)은 상기 시료투입구(110)에 시료가 투입되어 임시적으로 저장되어 반응이 일어나는 반응부(231), 상기 반응부(231)에서 시료가 머무르는 시간을 지연시키기 위한 타임게이트(232), 상기 타임게이트(232)와 연통되어 상기 반응부(231)에서 반응된 시료를 검출하기 위한 검출부(233) 및 상기 검출부(233)를 통해서 외부로 시료가 토출되는 웨스트존(234)을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sample channel 230 includes a reaction unit 231 for injecting a sample into the sample inlet 110 and temporarily storing and reacting the sample, a time gate 220 for delaying a time for the sample to stay in the reaction unit 231, A detection part 233 for detecting the reacted sample in the reaction part 231 in communication with the time gate 232 and a west zone 234 for discharging the sample through the detection part 233, And a control unit.

또한, 상기 타임게이트(232)는 복수개의 지연돌출부(232a)가 연속되어 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Further, the time gate 232 is characterized in that a plurality of delay protrusions 232a are formed continuously.

또한, 상기 시료투입구(110)와 상기 반응부(231) 사이에 상기 레저버부(240)를 더 포함하고, 상기 레저버부(240)는 필터삽입부(241)를 갖고, 상기 필터삽입부(240)에 필터(250)가 위치하는 것을 특징으로 한다.The buffer part 240 may further include a filter insertion part 241 and the filter insertion part 240 may be disposed between the sample input port 110 and the reaction part 231, And a filter 250 is disposed on the second side.

또한, 상기 유기용제는 케톤, 방향족탄화수소 및 할로겐화탄화수소 중 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제인 것을 특징으로 한다.The organic solvent may be at least one solvent selected from the group consisting of ketones, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

또한, 상기 유기용제는 디클로로메탄, 에탄올, 아세톤, 클로로포름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제인 것을 특징으로 한다.The organic solvent may be at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상부기판(100), 하부기판(200) 및 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 시료가 통과하기 위한 소정의 공간의 시료채널(230)을 포함하는 랩 온어칩(10)에 있어서, 상기 상부기판(100)은 시료를 투입하기 위한 시료투입구(110)와 유기용제를 투입하기 위한 복수개의 유기용제투입구(120)가 천공되어 있고, 상기 하부기판(200)은 필터(250)가 삽입되는 필터삽입부(241)를 갖는 레저버부(240)와 상기 상부기판(100)에 접합되는 접합부(210)에 잉크가 수용되는 잉크드로잉부(211)를 갖는 것을 특징으로 한다.The upper substrate 100, the lower substrate 200 and the sample channel 230 in a predetermined space for passing the sample between the upper substrate 100 and the lower substrate 200 according to another embodiment of the present invention The upper substrate 100 is provided with a sample input port 110 for inputting a sample and a plurality of organic solvent input ports 120 for inputting an organic solvent, The ink cartridge 200 includes a reservoir portion 240 having a filter inserting portion 241 into which a filter 250 is inserted and an ink drawing portion 211 in which ink is contained in a bonding portion 210 joined to the upper substrate 100 .

본 발명의 랩 온어칩 제작방법은 접합부(210)의 잉크드로잉부(211)에 잉크를 드로잉하는 잉크 드로잉단계(S100), 상부기판(100)과 하부기판(200)을 초음파 융착을 이용하여 하부기판(200)의 접합부(210)와 상기 상부기판(100)의 하부를 융착하는 초음파 융착 단계(S200), 및 상기 상부기판(100)에 형성되는 복수개의 유기용제투입구(120)에 유기용제를 투입하는 유기용제 투입 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for fabricating a lab-on-a-chip according to the present invention includes an ink drawing step S100 of drawing ink to an ink drawing part 211 of a bonding part 210, an upper drawing step S100 of forming an upper substrate 100 and a lower substrate 200 by ultrasonic welding, An ultrasonic welding step S200 of fusing the bonding portion 210 of the substrate 200 and the lower portion of the upper substrate 100 to each other and a step of applying an organic solvent to the plurality of organic solvent input ports 120 formed in the upper substrate 100 And an organic solvent adding step (S300).

또한, 상기 유기용제 투입 단계(S300)는 유기용제를 상기 유기용제투입구(120)로 투입할 경우, 디스펜싱을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the step of applying the organic solvent (S300) is characterized in that dispensing is performed when the organic solvent is introduced into the organic solvent inlet (120).

또한, 상기 디스펜싱은 유기용제를 투입하는 압력이 1~10kPa인 것을 특징으로 한다.The dispensing is characterized in that the pressure for introducing the organic solvent is 1 to 10 kPa.

또한, 상기 접합부(210)는 상부면에 초음파 융착을 하기 위한 융착돌출부(212)가 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the bonding portion 210 is characterized in that a fused protrusion 212 for ultrasonic welding is formed on the upper surface.

본 발명에 의하면, 랩 온어칩의 상부기판과 하부기판을 3단계로 본딩함으로서, 시료와 시약들과의 혼합 및 반응, 및 검출 등과 같은 여러 가지 화학 분석이 끝난 시료가 다시 채널로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, by bonding the upper substrate and the lower substrate of the lab-on-a-chip in three steps, it is possible to prevent the sample, which has undergone various chemical analyzes such as mixing, reaction and detection of the sample with reagents, There is an effect that can be done.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 랩 온어칩의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부기판의 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판의 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부기판의 부분단면도 및 부분 확대도
도 5는 도 3의 A-A' 단면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랩 온어칩의 사시도
도 7은 본 발명의 랩 온어칩의 제작방법을 나타내는 단계도.1 is a perspective view of a lab-on-a-chip according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of an upper substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a lower substrate according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial cross-sectional view and partial enlarged view of a lower substrate according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view taken along the line AA '
6 is a perspective view of a lab-on-a-chip according to another embodiment of the present invention
7 is a diagram showing a method of manufacturing a lab-on-a-chip according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 랩 온어칩을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a lab-on-a-chip according to the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 이용하여, 본 발명의 랩 온어칩(10)의 전체적인 형태에 대해서 설명한다.Referring to Fig. 1, the overall shape of the lab-on-a-chip 10 of the present invention will be described.

본 발명의 랩 온어칩(10)은 상부기판(100)과 하부기판(200)을 포함한다. 상기 랩 온어칩(10)은 상기 상부기판(100)의 하부면에 상기 하부기판(200)의 상부면이 접합되고, 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200) 사이에 시료가 통과하기 위한 소정의 공간의 시료채널(230)이 형성되어 있다.
The lab-on-a-chip 10 of the present invention includes an upper substrate 100 and a lower substrate 200. The upper surface of the lower substrate 200 is bonded to the lower surface of the upper substrate 100 and the sample passes between the upper substrate 100 and the lower substrate 200. [ A sample channel 230 having a predetermined space is formed.

도 2를 이용하여, 본 발명의 일실시예에 따른 상부기판(100)에 대해서 상세히 설명한다.Referring to FIG. 2, the upper substrate 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

상기 상부기판(100)은 시료투입구(110)와 복수개의 유기용제투입구(120)와 적어도 하나 이상의 벤팅홀(130)을 포함한다. 상기 시료투입구(110)는 시료를 투입하기 위해 천공되며, 상기 유기용제투입구(120)는 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200)을 접합하기 위한 유기용제를 투입하기 위해 복수개가 천공된다.The upper substrate 100 includes a sample input port 110, a plurality of organic solvent input ports 120, and at least one venting hole 130. The sample inlet 110 is drilled to inject a sample, and the organic solvent inlet 120 is punched to inject organic solvent for bonding the upper substrate 100 and the lower substrate 200 .

또한, 상기 상부기판(100)은 상기 시료가 투입되었을 경우, 상기 시료채널의 가스를 외부로 뽑아내기 위한 적어도 하나 이상의 벤팅홀(130)이 천공된다.In addition, when the sample is introduced into the upper substrate 100, at least one venting hole 130 for extracting the gas of the sample channel to the outside is punctured.

또한, 상기 유기용제투입구(120)와 상기 벤팅홀(130)은 상기 시료투입구(110)의 주위에 상기 하부기판(200)의 상기 상부기판(100)에 접합되는 접합부(210)에 대응되는 위치에 천공되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 시료투입구(110)에 시료가 투입되면, 시료의 양이 다른곳에 비해서 상대적으로 많기 때문에, 압력이 높아 가장 본딩이 견고히 되어야 한다.The organic solvent input port 120 and the venting hole 130 are formed around the sample input port 110 at positions corresponding to the bonding portions 210 of the lower substrate 200 bonded to the upper substrate 100 . That is, when the sample is introduced into the sample inlet 110, since the amount of the sample is relatively larger than that of the other portions, the pressure is high and the bonding must be firmly established.

본 발명의 랩 온어칩(10)은 모세관의 특성을 이용하여, 시료투입구(110)에 투입된 시료가 상기 시료채널(230)을 이동하여야 한다. 이때, 상기 벤팅홀(130)이 형성되지 않을 경우, 추가적인 압력을 가해야만 시료가 상기 시료채널(230)을 따라 이동하게 되어, 상기 벤팅홀(130)이 필수적으로 천공되어 있는 것이 바람직하다.The lab-on-a-chip 10 of the present invention uses a characteristic of a capillary to move the sample introduced into the sample inlet 110 through the sample channel 230. At this time, when the venting hole 130 is not formed, the sample moves along the sample channel 230 only when additional pressure is applied, so that the venting hole 130 is necessarily perforated.

또한, 상기 벤팅홀(130)의 위치를 조절함에 따라서, 원하는 위치에 유기용제가 투입될 수 있도록 할 수 있다.
In addition, by adjusting the position of the vent hole 130, the organic solvent can be introduced into a desired position.

이때, 상기 상부기판(100)은 아크릴과 같은 투명한 재질로 제작되어, 상기 하부기판(200)에서 시료가 화학적 반응이 일어나는 것을 육안으로 관찰할 수 있게 제작되는 것이 바람직하다.At this time, the upper substrate 100 is made of a transparent material such as acryl, and is formed so that a chemical reaction of the sample on the lower substrate 200 can be visually observed.

또한, 상기 유기용제는 디클로로메탄, 에탄올, 아세톤, 클로로포름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제인 것을 특징으로 한다. 좀 더 상세하게는, 상기 유기용제는 디클로로메탄, 에탄올, 아세톤, 클로로포름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용제인 것을 특징으로 한다.
The organic solvent may be at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform. More specifically, the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform.

도 3과 도 5를 이용하여, 본 발명의 하부기판(200)에 대해서 상세히 설명한다.3 and 5, the lower substrate 200 of the present invention will be described in detail.

상기 하부기판(200)은 상기 상부기판(100)의 하부면에 상부면이 접합되는 접합부(210)가 형성되고, 상기 상부기판(100)에 형성된 시료투입구(110)를 통해서 투입되는 시료를 저장 및 반응이 일어나는 시료채널(230)을 포함한다.The lower substrate 200 is formed with a bonding portion 210 to which a top surface is bonded to a lower surface of the upper substrate 100 and a sample to be introduced through the sample input port 110 formed in the upper substrate 100 is stored And a sample channel 230 where the reaction takes place.

또한, 상기 접합부(210)는 상부면에 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200)을 초음파용접을 할 경우, 초음파 용접이 잘 일어날 수 있도록 상부방향으로 돌출되게 형성된 적어도 하나 이상의 융착돌출부(212)가 형성된다.When the upper substrate 100 and the lower substrate 200 are ultrasonically welded to the upper surface of the bonding portion 210, at least one fused protrusion (not shown) 212 are formed.

초음파용접을 할 경우, 초음파 융착기를 이용하여 열가소성 플라스틱과 플라스틱, 필름과 필름, 합성섬유 등을 초음파의 진동 에너지를 이용하여 신속하고 효율적으로 융착할 수 있다. 즉, 상기 하부기판(200)에 형성되어 있는 융착돌출부(212)가 강한 초음파 진동에 의한 높은 마찰열에 의하여 용융되어 우수한 유동성을 가져 상부기판(100)과 접착되어 접합면을 구성한다. 상기 융착돌출부(212)가 먼저 용융되어 접합이 이루어지므로 열접합 방식과 달리 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에는 열변형이 일어나지 않아 시료채널(230)이 정밀하게 형성된다.When performing ultrasonic welding, thermoplastic plastic and plastic, film and film, and synthetic fiber can be quickly and efficiently fused using ultrasonic vibration energy by using an ultrasonic welding machine. That is, the fused protrusions 212 formed on the lower substrate 200 are melted by the high frictional heat due to the strong ultrasonic vibration, and have excellent fluidity, and are bonded to the upper substrate 100 to form a bonding surface. Since the fused protrusions 212 are first melted and bonded, thermal deformation does not occur between the upper substrate 100 and the lower substrate 200 unlike the thermal bonding method, and the sample channel 230 is precisely formed.

또한, 상기 접합부(210)와 후술되는 웨스트존(234)과 만나는 부분에 잉크드로잉부(211)가 형성되어, 상기 잉크드로잉부(211)에 잉크가 드로잉되는 부분으로서, 상기 웨스트존(234)에 있는 시료가 후술되는 반응부(231), 타임게이트(232), 및 검출부(233)로 유입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.An ink drawing portion 211 is formed at a portion where the joining portion 210 and a later described waist zone 234 meet and an ink drawing portion is formed in the ink drawing portion 211. In the west zone 234, The time gate 232, and the detector 233, which will be described later, from being introduced into the reaction section 231, the time gate 232, and the detection section 233.

즉, 반응이 끝난 시료가 위치하는 상기 웨스트존(234)과 반응부(231), 타임게이트(232), 및 검출부(233)과 연통되지 않아, 반응이 끝난 시료와 반응전의 시료가 혼입되지 않는다. 따라서, 테스트 결과를 재검증하거나 별도의 테스트를 진행할 수 있다.That is, the reaction zone 234 and the reaction zone 231, the time gate 232, and the detection unit 233 are not in communication with each other, so that the reacted sample and the sample before the reaction are not mixed . Therefore, the test result can be re-verified or a separate test can be conducted.

상기 시료채널(230)은 반응부(231), 타임게이트(232), 검출부(233), 및 웨스트존(234)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The sample channel 230 includes a reaction unit 231, a time gate 232, a detection unit 233, and a west zone 234.

상기 반응부(231)는 상기 시료투입구(110)에 시료가 투입되어 시료가 반응하는 곳이다.The reaction unit 231 is a place where the sample is injected into the sample inlet 110 and the sample reacts.

상기 타임게이트(232)는 복수개의 지연돌출부(232a)가 상부방향으로 연속되어 형성되어, 상기 반응부(231)에서 시료가 머무르는 시간을 지연시키는 역할을 한다. 상기 타임게이트(232)가 없을 경우, 상기 반응부(231)에서 시료가 반응이 충분히 일어나기 전에 다음 단계로 이동하게 되어 실험을 정확하게 할 수 없는 문제점이 있다.The time gate 232 has a plurality of delay protrusions 232a formed continuously in the upward direction to delay a time for the sample to stay in the reaction part 231. [ In the absence of the time gate 232, the reaction proceeds to the next step before the reaction in the reaction part 231 sufficiently occurs, and the experiment can not be accurately performed.

상기 검출부(233)는 상기 타임게이트(232)와 연통되어, 상기 반응부(231)에서 반응된 시료를 검출하는 역할을 한다. 사용자가 상기 검출부(233)에 위치하는 시료를 육관을 통해서 실험결과를 유추해 낼 수 있다.The detection unit 233 is in communication with the time gate 232 and detects the reacted sample in the reaction unit 231. The user can estimate the experimental result through the tube by using the sample located in the detecting unit 233.

상기 웨스트존(234)은 상기 검출부(233)를 통해서 외부로 시료가 토출되는 부분을 의미한다.
The west zone 234 refers to a portion through which the sample is discharged to the outside through the detection unit 233.

도 6을 이용하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 랩온어칩에 대해서 상세히 설명한다.6, a lab-on-a-chip according to another embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 랩 온어칩(10)은 상부기판(100)과 하부기판(200)을 포함한다. 상기 랩 온어칩(10)은 상기 상부기판(100)의 하부면에 상기 하부기판(200)의 상부면이 접합되고, 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200) 사이에 시료가 통과하기 위한 소정의 공간의 시료채널(230)을 포함한다.The lab-on-a-chip 10 of the present invention includes an upper substrate 100 and a lower substrate 200. The upper surface of the lower substrate 200 is bonded to the lower surface of the upper substrate 100 and the sample passes between the upper substrate 100 and the lower substrate 200. [ And a sample channel 230 of a predetermined space.

또한, 상기 하부기판(200)은 필터(250)가 삽입되는 필터삽입부(241)를 갖는 레저버부(240)를 더 포함한다.The lower substrate 200 further includes a recessed portion 240 having a filter insertion portion 241 into which the filter 250 is inserted.

상기 시료투입구(110)를 통해서, 시료가 투입되면, 상기 레저버부(240)에 위치하는 필터(250)에 의해서, 높은 압력을 가지기 때문에 상기 레저버부(240)의 주위에 상기 유기용제투입구(120)가 형성되어 견고히 본딩될 수 있으며, 상기 벤팅홀(130)이 형성되어 시료가 원활히 유입될 수 있다.When the sample is injected through the sample inlet 110, the filter 250 located at the reservoir portion 240 has a high pressure, so that the organic solvent inlet 120 And the venting hole 130 is formed to allow the sample to flow smoothly.

또한, 상기 레저버부(240)는 시료가 최초로 통과하는 곳으로서, 반응을 마친 시료가 다시 상기 레저버부(240)로 유입되는 것을 막는 것이 중요하기 때문에, 상기 시료투입구(110)의 주위에 위치하는 잉크드로잉부(211)는 다른 부분보다 잉크를 두껍게 드로잉하는 것이 바람직하다.Since it is important to prevent the reacted sample from flowing into the reservoir part 240 again, it is preferable that the reservoir part 240 is located around the sample inlet 110 It is preferable that the ink drawing portion 211 draws ink thicker than other portions.

도 7을 이용하여 본 발명의 랩 온어칩(10)의 제작하는 방법에 대해서 설명한다.A method of manufacturing the lab-on-a-chip 10 of the present invention will be described with reference to Fig.

본 발명의 랩 온어칩(10)을 제작하는 방법은 잉크 투입단계(S100), 초음파 유착 단계(S200), 및 유기용제 투입 단계(S300)를 포함한다.The method of manufacturing the lab-on-a-chip 10 of the present invention includes an ink injection step S100, an ultrasonic adhesion step S200, and an organic solvent injection step S300.

랩 온어칩(10)을 제작하는 방법은 잉크 투입단계(S100), 초음파 유착단계(S100), 유기용제 투입단계(S300) 순으로 제작된다.The method of manufacturing the lab-on-a-chip 10 is fabricated in the order of ink injection step S100, ultrasonic adhesion step S100, and organic solvent application step S300.

상기 잉크 투입단계(S100)는 상기 접합부(210)에 위치하는 잉크드로잉부(211)에 잉크를 드로잉하는 단계이다. 상기 잉크드로잉부(211)는 상기 접합부(210)와 상기 웨스트존(234)과 만나는 부분에 형성되어, 상기 잉크드로잉부(211)에 잉크를 드로잉하여 상기 웨스트존(234)에 있는 시료가 상기 검출부(233)로 유입되는 것을 방지한다.The ink injecting step S100 is a step of drawing ink to the ink drawing unit 211 located at the joining part 210. [ The ink drawing unit 211 is formed at a portion where the joining portion 210 and the west zone 234 meet and draws ink on the ink drawing unit 211 so that the sample in the west zone 234 It is prevented from flowing into the detection unit 233.

이때, 상기 수용잉크를 상기 잉크드로잉부(211)에 드로잉을 작업자가 직접 할 수 도 있겠지만, 좀 더 정확하고 세밀한 작업을 하기위해서 로봇 디스펜서 기기를 이용하여, 드로잉하는 것이 바람직하다.
At this time, an operator may directly draw the receiving ink into the ink drawing unit 211. However, in order to perform a more accurate and detailed work, it is preferable to draw using the robot dispenser apparatus.

상기 초음파 융착 단계(S200)는 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200)을 초음파 융착을 이용하여 하부기판(200)의 접합부(210)의 상부면과 상기 상부기판(100)의 하부면을 융착하는 단계이다.The ultrasonic welding step S200 may be performed by ultrasonic welding the upper substrate 100 and the lower substrate 200 to the upper surface of the bonding portion 210 of the lower substrate 200 and the lower surface of the upper substrate 100 Respectively.

또한, 상기 접합부(210)는 상부면에 상기 상부기판(100)과 상기 하부기판(200)을 초음파용접을 할 경우, 초음파 용접이 잘 일어날 수 있도록 상부방향으로 돌출되게 형성되는 적어도 하나 이상의 융착돌출부(212)가 형성된다.The upper and lower substrates 200 and 200 may be joined together by ultrasonic welding. The bonding portion 210 may include at least one fused protrusion (not shown) formed to protrude upward so that ultrasonic welding may be performed when the upper substrate 100 and the lower substrate 200 are ultrasonically welded, (212) is formed.

상기 하부기판(200)에 형성되어 있는 융착돌출부(212)가 강한 초음파 진동에 의한 높은 마찰열에 의하여 용융되어 우수한 유동성을 가져 상부기판(100)과 접착되어 접합면을 구성한다. 상기 융착돌출부(212)가 먼저 용융되어 접합이 이루어지므로 열접합 방식과 달리 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에는 열변형이 일어나지 않아 시료채널(230)이 정밀하게 형성된다.
The fused protrusions 212 formed on the lower substrate 200 are melted due to high frictional heat generated by strong ultrasonic vibrations and have excellent fluidity to be adhered to the upper substrate 100 to form a bonding surface. Since the fused protrusions 212 are first melted and bonded, thermal deformation does not occur between the upper substrate 100 and the lower substrate 200 unlike the thermal bonding method, and the sample channel 230 is precisely formed.

상기 유기용제 투입 단계(S300)는 상기 상부기판(100)에 천공되어 있는 유기용제투입구(120)에 유기용제를 투입하는 단계이다. 이때, 상기 유기용제투입구(120)는 상기 반응부(231)의 주위에 위치하는 접합부(210)와 대응되는 상기 상부기판(100)에 천공되는 것이 바람직하다.The organic solvent injecting step S300 is a step of injecting organic solvent into the organic solvent inlet 120 formed in the upper substrate 100. At this time, the organic solvent inlet 120 is preferably pierced through the upper substrate 100 corresponding to the joint 210 located around the reaction part 231.

이때, 상기 유기용제를 투입하기위해서는, 상기 유기용제투입구(120)보다 작은 디스펜싱를 이용하여, 투입하는 것이 바람직하다.At this time, in order to inject the organic solvent, it is preferable to inject the organic solvent by using a smaller dispensing than the organic solvent inlet 120.

상기 압력이 1kPa이하일 경우, 유기용제의 투입이 늦어져서, 생산성이 떨어지고, 원하는 범위에 접착이 이루어 지지않아 누수율이 50%까지 발생한다. 또한, 상기 압력이 10kPa 이상일 경우에는 유기용제가 과도하게 주입되어 접착 부위가 손상이 발생하거나 부풀어 올라서 누수율이 75%까지 증가할 수 있다.When the pressure is 1 kPa or less, the introduction of the organic solvent is delayed, the productivity is lowered, the adhesion is not performed in a desired range, and the leakage rate reaches up to 50%. If the pressure is higher than 10 kPa, the organic solvent may be excessively injected, causing damage to the adhesive portion or swelling, resulting in a leaking rate of up to 75%.

따라서, 본 발명에 의하면, 랩 온어칩(10)의 상부기판(100)과 하부기판(200)을 3단계로 본딩함으로서, 시료와 시약들과의 혼합 및 반응, 및 검출 등과 같은 여러 가지 화학 분석이 끝난 시료가 다시 채널로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Accordingly, by bonding the upper substrate 100 and the lower substrate 200 of the lab-on-a-chip 10 in three stages, various chemical analyzes such as mixing and reaction of the sample with the reagents, It is possible to prevent the introduced sample from flowing into the channel again.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
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. It goes without saying that various modifications can be made.

10 : 랩 온어칩 100 : 상부기판
110 : 시료투입구 120 : 유기용제투입구
130 : 벤팅홀
200 : 하부기판 210 : 접합부
211 : 잉크드로잉부 212 : 융착돌출부
230 : 시료채널 231 : 반응부
232 : 타임게이트 232a : 지연돌출부
233 : 검출부
234 : 웨스트존
240 : 레저버부 241 : 필터삽입부
250 : 필터
S100 : 잉크 투입 단계
S200 : 초음파 융착 단계
S300 : 유기용제 투입 단계10: lab-on-a-chip 100: upper substrate
110: Sample inlet 120: Organic solvent inlet
130: venting hole
200: lower substrate 210: junction
211: ink drawing portion 212: fused protrusion
230: sample channel 231: reaction part
232: time gate 232a: delayed protrusion
233:
234: West Zone
240: Leisure part 241: Filter insertion part
250: Filter
S100: ink injection step
S200: ultrasonic welding step
S300: Step of applying organic solvent

Claims

There is provided a lab-on-a-chip 10 including an upper substrate 100, a lower substrate 200, and a sample channel 230 in a predetermined space for passing a sample between the upper substrate 100 and the lower substrate 200 ,
The upper substrate 100 has a sample input port 110 for inputting a sample and a plurality of organic solvent input ports 120 for inputting an organic solvent,
The lower substrate 200 has a wrap-on-a-chip, characterized in that it has an ink drawing portion 211 in which ink is accommodated in the bonding portion 210 bonded to the upper substrate 100.

The method of claim 1,
Wherein at least one venting hole (130) for extracting gas of the sample channel (230) to the outside is formed in the upper substrate (100) when the sample is supplied.

The method of claim 1,
The sample channel (230)
A reaction part 231 in which a sample is injected into the sample inlet 110 and temporarily stored and reacted;
A time gate 232 for delaying the time at which the sample remains in the reaction unit 231;
A detecting unit 233 communicating with the time gate 232 to detect a reacted sample in the reaction unit 231; And
A west zone 234 through which the sample is discharged to the outside through the detection unit 233;
On-a-chip < RTI ID = 0.0 >

The method of claim 3,
Wherein the time gate (232) is formed with a plurality of delay protrusions (232a) continuously.

The method of claim 3,
The reservoir part 240 further includes the reservoir part 240 between the sample inlet 110 and the reaction part 231, and the reservoir part 240 has a filter inserting part 241. Wrap on a chip, characterized in that the filter 250 is located.

The method of claim 1,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of ketones, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

The method according to claim 6,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform.

There is provided a lab-on-a-chip 10 including an upper substrate 100, a lower substrate 200, and a sample channel 230 in a predetermined space for passing a sample between the upper substrate 100 and the lower substrate 200 ,
The upper substrate 100 has a sample input port 110 for inputting a sample and a plurality of organic solvent input ports 120 for inputting an organic solvent,
The lower substrate 200
A reservoir portion 240 having a filter insertion portion 241 into which the filter 250 is inserted;
On-the-fly chip has an ink drawing portion (211) in which ink is contained in a bonding portion (210) bonded to the upper substrate (100).

The method of claim 8,
The sample channel (230)
A reaction part 231 in which a sample is injected into the sample inlet 110 and temporarily stored and reacted;
A time gate 232 for delaying the time at which the sample remains in the reaction unit 231;
A detecting unit 233 communicating with the time gate 232 to detect a reacted sample in the reaction unit 231; And
A west zone 234 through which the sample is discharged to the outside through the detection unit 233;
On-a-chip < RTI ID = 0.0 >

10. The method of claim 9,
Wherein the time gate (232) is formed with a plurality of delay protrusions (232a) continuously.

The method of claim 8,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of ketones, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

12. The method of claim 11,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform.

An ink drawing step S100 of drawing ink to the ink drawing portion 211 of the bonding portion 210;
An ultrasonic welding step (S200) of fusing the joint part (210) of the lower substrate (200) and the lower part of the upper substrate (100) using the ultrasonic welding to the upper substrate (100) and the lower substrate (200);
An organic solvent injecting step (S300) of injecting an organic solvent into a plurality of organic solvent input ports (120) formed in the upper substrate (100);
On-a-chip. &Lt; / RTI >

14. The method of claim 13,
The method of manufacturing a lab-on-a-chip according to claim 1, wherein the step of applying the organic solvent (S300) comprises dispensing the organic solvent into the organic solvent inlet (120).

15. The method of claim 14,
Wherein the dispensing comprises applying the organic solvent at a pressure of 1 to 10 kPa.

14. The method of claim 13,
Wherein the bonding portion (210) is formed with a fused protrusion (212) for performing ultrasonic welding on an upper surface thereof.

14. The method of claim 13,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of ketones, aromatic hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

18. The method of claim 17,
Wherein the organic solvent is at least one solvent selected from the group consisting of dichloromethane, ethanol, acetone, and chloroform