KR20150033935A

KR20150033935A - 유체 주입 칩

Info

Publication number: KR20150033935A
Application number: KR20130113837A
Authority: KR
Inventors: 이동우; 구보성
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US20150086445A1

Abstract

본 발명은 복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판; 상기 웰에 형성되는 제1 유체; 상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판; 상기 기둥 부재의 돌출면에 형성되는 저접착층; 및 상기 저접착층에 형성되는 제2 유체;을 포함하는 유체 주입 칩에 관한 것이다.

Description

유체 주입 칩{Fluid injection chip}

본 발명의 복수의 웰에 시간차 없이 미량의 유체를 동시에 주입할 수 있는 유체 주입 칩에 관한 발명이다.

최근 인간의 각종 질병을 빠르게 진단하기 위한 바이오 의료장치 및 바이오 기술의 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 기존에 병원이나 연구소에서 장기간에 걸쳐 특정 질병에 대한 검사를 수행하던 것을 단시간에 검사 결과를 보여 줄 수 있는 바이오 센서 또는 바이오 칩에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.

바이오 센서 또는 바이오 칩에 대한 연구의 필요성은 병원뿐만 아니라 제약회사, 화장품 회사 등에서도 필요로 하는 기술이다. 제약 및 화장품 분야 등에서 특정 약물에 대한 세포의 반응을 검사하여 특정 약물의 유효성 및 안전성(독성)을 검증하는 방법이 사용되고 있는데, 기존 방식은 동물을 사용하거나 많은 양의 시약을 이용하여야 하므로 비용과 시간이 많이 드는 단점을 가지고 있다.

따라서, 비용 절감과 동시에 빠르고 정확한 진단이 가능한 바이오 센서 또는 바이오 칩의 개발이 요구되고 있다.

바이오 칩은 기판 위에 고정되는 바이오 물질의 종류에 따라 DNA 칩, 단백질 칩 및 세포 칩으로 나눌 수 있다. 초기에는 인간의 유전정보에 대한 이해와 맞물려 DNA 칩이 크게 부각되었으나 점차 생명활동의 근간이 되는 단백질과 이들의 결합체로서 생명체의 중추가 되는 세포에 대한 관심이 높아지면서 단백질 칩과 세포 칩이 새로운 관심거리도 대두되고 있다.

단백질 칩은 초기에 비선택적 흡착이라는 난제로 어려움이 있었으나 이에 대해 최근 여러 가지 주목할 만한 결과가 나타나고 있다.

세포 칩은 신약개발, 지노믹스(genomics), 단백질체학 등 다양한 분야로의 접근이 가능한 효과적인 매개체로써, 관심이 집중되고 있다.

이러한 바이오 칩의 경우, 세포 등의 대상 물질에 영양을 공급하거나 오염이 되는 것을 방지하기 위해서 특정 웰에 약물를 넣거나 배양액을 교체하는 과정이 필요하다.

정확한 실험을 위해서는 각 웰에 시간 차이를 최소화하면서 약물을 주입하는 것이 매우 중요하다.

하지만 최근 고속 대용량 분석 시스템의 개발로 하나의 칩에 96 내지 1566개 이상의 웰이 형성되어 있어, 각각의 웰에 약물을 주입하는 많은 시간이 소요된다.

즉, 처음 웰에 약물을 주입하는 것과 마지막 웰에 약물을 주입하는 것이 5분 이상의 시간 차이가 존재하여 약물이 증발되거나, 약물에 의한 반응이 이미 진행되어 실험의 정확성이 떨어지게 된다.

즉, 이러한 시간 차이는 세포 반응 실험뿐만 아니라 단백질 반응 실험의 정확성을 감소시키는 큰 원인이 되므로, 신속하고 정확하게 각각의 웰에 약물을 동시에 주입할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.

하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은 세포칩에 관한 발명이 개시되어 있으나, 본 발명과 같이 저접착층을 이용하여 유체를 주입하는 장치에 대하여 개시하고 있지 아니하다.

즉, 특허문헌 1에 기재된 발명은 3차원 형상으로 기판에 생채 물질이 고정되어 웰 내 유체와 섞이지 않는 것으로 본 발명이 저잡착층을 이용하여 유체를 주입하는 것과 차이가 있다.

한국공개특허공보 제2001-0039377호

본 발명은 복수의 웰에 시간차 없이 미량의 유체를 동시에 주입할 수 있는 유체 주입 칩을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판; 상기 웰에 형성되는 제1 유체; 상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판; 상기 기둥 부재의 돌출면에 형성되는 저접착층; 및 상기 저접착층에 형성되는 제2 유체;을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제2 기판의 상면에 형성되는 진동 부재;를 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 저접착층은 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 웰에 상기 제2 유체가 동시에 주입될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판; 상기 웰에 형성되는 제1 유체; 상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판; 상기 기둥 부재의 측면에 형성되는 유체 주입부; 및 상기 유체 주입부에 형성되는 제2 유체;을 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 제2 기판의 상면에 형성되는 진동 부재;를 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 유체 주입부의 표면에 형성되는 저접착층을 더 포함할 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 저잡착층은 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 기둥 부재의 돌출면은 곡률을 갖고 있을 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 상기 복수의 웰에 상기 제2 유체가 동시에 주입될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예 따른 유체 주입 칩은 복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판; 상기 웰에 형성되는 제1 유체; 상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판; 및 상기 저접착층에 형성되는 제2 유체;를 포함하고, 상기 기둥 부재는 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 기둥 부재의 돌출면에 저접착층을 형성시킴으로써, 복수의 웰에 시간차 없이 미량의 유체를 동시에 주입할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 진동 부재를 더 포함함으로써 복수의 웰에 유체가 빠르게 분산될 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩의 개략적인 사시도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 A-A`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩을 이용하여 유체를 주입한 뒤, 주입한 유체와 반응한 세포를 염색한 것을 촬영한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동 부재를 더 포함하는 유체 주입 칩의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩의 개략적인 사시도를 도시한 것이고, 도 7의 B-B`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 8은 유체 주입부의 표면에 형성되는 저접착층을 더 포함하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 9는 진동 부재를 더 포함하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.
도 10은 기둥 부재의 돌출면이 곡률을 갖고 있는 유체 주입 칩의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)의 개략적인 사시도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1의 A-A`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 1 및 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)의 구조를 살펴보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 웰(111)이 형성된 제1 기판(110) 및 기둥 부재(121)가 형성된 제2 기판(120)으로 구성된다.

구체적으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)은 복수의 웰(111)이 형성되어 있는 제1 기판(110); 상기 웰(111)에 형성되는 제1 유체(C1); 상기 웰(111)에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재(121)가 형성된 제2 기판(120); 상기 기둥 부재(121)의 돌출면에 형성되는 저접착층(123); 및 상기 저접착층(123)에 형성되는 제2 유체(C2);를 포함할 수 있다.

상기 웰(111)은 일정한 간격을 갖도록 설정하여 형성될 수 있다.

상기 웰(111)은 상기 제1 기판(110)을 일부를 제거하여 형성될 수 있고, 구체적으로 상기 웰(111)은 상기 제1 기판(110)의 일부를 식각하여 형성될 수 있다.

또한 상기 웰(111)은 상기 제1 기판(110)에 격벽을 세워 형성될 수도 있다.

상기 웰(111)에는 세포 배양 또는 특정 약물에 대한 반응성 시험을 하기 위한 제1 유체(C1)가 형성될 수 있다.

상기 제1 유체(C1)는 생체 물질일 수 있다.

상기 생체 물질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, RNA, DNA 등의 핵산 배열, 펩타이드, 단백질, 지방질, 유기 또는 무기 화학분자, 바이러스 입자, 원핵세포, 세포 소기관 등을 의미할 수 있다.

구체적으로 상기 생체 물질은 배양액 내의 세포도 될 수 있고, 효소도 의미할 수 있다.

또한 상기 세포의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 미생물, 동식물 세포, 암세포, 신경세포, 혈관 내 세포, 면역 세포 등 일 수 있다.

상기 생체 물질은 생체 물질의 조직을 유지하고, 그 기능을 유지할 수 있는 분산 물질에 분산되어 상기 웰(111)의 바닥면에 형성될 수 있다.

기 분산 물질은 배양액, 특정 약물, 각종 수용액 등의 시약이 투과가 가능한 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 분산 물질은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 졸-겔(sol-gel), 하이드로 겔, 알지네이트 겔(Alginate gel), 유기겔(Organogel) 또는 크세로겔(Xerogel), 젤라틴 또는 콜라겐 등일 수 있다.

생체 물질은 분산 물질에 분산되어 상기 웰(111)의 바닥면에 3차원 구조로 부착될 수 있다. 3차원 구조의 생체 물질은 보다 생체 환경과 유사하여 보다 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있다.

상기 기둥 부재(121)은 상기 웰(111)에 대응되도록 상기 제2 기판(120)에 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)이 결합되었을 때, 상기 웰(111)에 상기 기둥 부재(111)가 위치하게 된다.

상기 기둥 부재(121)의 길이는 상기 웰(111)의 높이 보다 짧게 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 기둥 부재(121)의 길이가 상기 웰(111)의 높이 보다 길게 형성되는 경우에는 개스킷과 같이 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120) 사이에 개재되어 높이가 조절될 수 있다.

상기 기둥 부재(121)는 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 기둥 부재(121)의 돌출면에는 저접착층(123)이 형성될 수 있다.

저접착층(123)은 제2 유체(C2)의 종류에 따라 다른 물질을 코팅하여 형성될 수 있으나. 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 제2 유체(C2)는 약물 또는 효소 또는 세포 등을 의미할 수 있다.

상기 저접착층(123)은 상기 제2 유체(C2)가 쉽게 상기 제1 유체(C1)에 주입될 수 있도록 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 소수성 물질은 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리스티렌 또는 이들을 혼합한 물질 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 저접착층(123)은 상기 제2 유체(C2)가 상기 저접착층(123)에서 쉽게 떨어질 수 있는 물질을 이용하여 형성되기 때문에, 상기 저접착층(123)에 상기 제2 유체(C2)를 형성시킨 뒤에 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 결합시키면 상기 복수의 웰(111)에 상기 제2 유체(C2)가 동시에 주입되게 된다.

최근 고속 대용량 분석 시스템의 개발로 하나의 세포칩에 96개의 웰이 형성되던 것이 384, 1,536개 이상의 웰이 형성되는 세포칩으로 발전하고 있으며, 고속 대용량 분석 시스템에 사용되는 많은 웰에 유체를 주입하는 데 많은 시간이 소요되며, 극미량 유체 주입 시에 표면장력의 영향으로 거품이 발생하는 문제가 있다.

일반적으로 상기 고속 대용량 분석 시스템에 사용되는 세포칩의 웰(111)에 주입되는 상기 제2 유체(C2)의 양은 0.001~100㎕로서, 매우 작은 양이 주입된다.

구체적으로 상기 웰 내에 형성되는 제1 유체(C1)는 약 950 nl이고 주입되는 제2 유체(C2)는 약 50 nl여서 상기 제1 유체(C1)에 비해 상기 제2 유체(C2)의 양은 상대적으로 매우 작은 유체량 이다

최소 96 내지 최대 1,536개의 상기 웰(111)에 각각 상기 제2 유체(C2)를 직접 개별 주입하는 경우, 처음 주입하는 웰(111)과 마지막에 주입하는 웰(111)에 5분 이상의 시간 차이가 존재하게 된다.

즉, 상술한 시간차이 및 상기 극미량의 상기 제2 유체(C2) 주입량 때문에, 모든 웰(111)에 제2 유체(C2)를 주입하기 전에 처음 주입하는 웰(111)의 유체(C)가 증발할 수 있다.

또한, 상술한 시간 차이로 인하여, 처음 주입하는 웰(111)에 형성되는 제1 유체(C1)와 상기 제2 유체(C2)의 반응 정도 및 마지막에 주입하는 웰(111)의 제1 유체(C1)와 상기 제2 유체(C2)의 반응 정도에 차이가 발생하게 된다.

나아가 최소 96 내지 최대 1,536개의 상기 웰(111)에 각각 상기 제2 유체(C2)를 파이펫 등으로 직접 개별 주입하는 경우, 표면장력으로 인해서 상기 웰(111) 안에 거품이 발생하여 실험 오차의 원인이 된다.

따라서 상기 웰(111)에 각각 제2 유체(C2)를 직접 개별 주입하는 경우, 주입 시간 차이로 인해 상기 제1 유체(C1)의 증발, 제1 유체(C1) 및 제2 유체(C2)와의 반응 차이 및 상기 제1 유체(C1)의 버블 발생으로 상기 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성이 크게 저하될 수 밖에 없다.

하지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)을 이용하는 경우, 상기 복수의 웰(111)에 상기 제2 유체(C2)가 동시에 주입할 수 있기 때문에, 상기 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 3 및 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)을 이용하여 약물을 주입한 뒤 약물과 반응한 세포를 염색한 것을 촬영한 것이다.

도 3에서 하얀색 원은 웰(111)을 나타내고, 상기 웰(111) 내부의 회색 부분은 약물과 반응한 세포를 나타낸다.

도 4는 532개의 웰(111)중 양 끝쪽의 28개의 웰(111)을 제외하고, 514개의 웰(111)에 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)을 이용하여 약물을 주입한 뒤 약물과 반응한 세포를 염색한 것을 촬영한 것이다.

도 3 및 4의 결과는 후술할 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 결과와 거의 동일하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)은 복수의 기둥 부재(121)의 돌출면에 저접착층(122)을 형성시키고, 상기 저접착층(122)의 하면에 제2 유체(C2)를 형성시키게 된다.

따라서 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(120)을 결합시키는 경우, 복수의 웰(111)에 복수의 기둥 부재(121)가 동시에 관입하여 상기 제2 유체(C2)를 주입하게 된다.

그러므로 웰(111) 형성되어 있는 제1 유체(C1)에 따라서 각각 상기 제2 유체(C2)를 주입되는 시간차이가 발생하지 않기 때문에, 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성이 크게 향상된다.

도 3을 참조하면, 약물 농도가 가장 높은 부분(H)을 제외하고 염색된 세포의 크기와 수가 유사한 것을 알 수 있다.

약물 농도가 가장 높은 부분(H)에서 세포가 보이지 않는 것은 세포가 고농도의 약물로 인해 사멸하였기 때문이다.

이를 제외한 나머지 부분의 세포는 웰(111)의 위치 차이 없이 거의 유사한 세포 수와 세포 크기를 보여주는 것을 알 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)을 이용하는 경우, 복수의 웰(111)에 동시에 상기 제2 유체(C2)를 주입할 수 있다.

도 4를 참조하면, 웰(111)의 개수가 514개인 경우에도 위치에 따라서 세포가 약물과 반응한 정도가 다르지 않다는 것을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(100)은 웰(111)의 위치와 무관하게, 복수의 웰(111)에 동시에 상기 제2 유체(C2)를 주입할 수 있다.

그러므로 웰(111)에 따라서 각각 상기 제2 유체(C2)가 주입되는 시간차이가 발생하지 않기 때문에, 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성이 크게 향상된다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동 부재(130)를 더 포함하는 유체 주입 칩(100)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

상기 진동 부재(130)는 상기 제2 기판(120)의 상면에 형성될 수 있다.

상기 진동 부재(130)는 진동을 발생시킬 수 있는 물질일 수 있다.

구체적으로 상기 진동 부재(130)는 초음파 발생기, 압전체 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 진동 부재(130)는 상기 기둥 부재(121)에 진동을 발생시켜서 상기 저접착층(123)에 형성되어 있는 제2 유체(C2)를 더욱 용이하게 웰(111)에 주입할 수 있게 해준다.

또한, 상기 진동 부재(130)는 상기 기둥 부재(121)에 진동을 발생시켜서 상기 웰(111)에 상기 제2 유체(C2)를 주입할 때, 상기 제2 유체(C2)가 상기 웰(111)에 더욱 잘 분산될 수 있게 해줄 수 있다.

따라서 상기 진동 부재(130)는 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 개략적인 사시도를 도시한 것이고, 도 7의 B-B`의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 6 및 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 구조를 살펴보면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩은 웰(211)이 형성된 제1 기판(210) 및 기둥 부재(221)가 형성된 제2 기판(220)으로 구성된다.

구체적으로 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)은 복수의 웰(211)이 형성되어 있는 제1 기판(210); 상기 제1 기판(210)에 형성되는 제1 유체(C1); 상기 웰(211)에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재(221)가 형성된 제2 기판(220); 상기 기둥 부재(220)의 측면에 형성되는 유체 주입부(222); 및 상기 유체 주입부(222)에 형성되는 제2 유체(C2);를 포함할 수 있다.

상기 웰(211)은 일정한 간격을 갖도록 설정하여 형성될 수 있다.

상기 웰(211)은 상기 제1 기판(210)을 일부를 제거하여 형성될 수 있고, 구체적으로 상기 웰(211)은 상기 제1 기판(210)의 일부를 식각하여 형성될 수 있다.

또한 상기 웰(211)은 상기 제1 기판(210)에 격벽을 세워 형성될 수도 있다.

상기 웰(211)에는 세포 배양 또는 특정 약물에 대한 반응성 시험을 하기 위한 제1 유체(C1)가 형성될 수 있다.

상기 제1 유체(C1)은 생체 물질일 수 있다.

상기 제1 유체(C1)는 생체 물질의 조직을 유지하고, 그 기능을 유지할 수 있는 분산 물질에 분산되어 상기 웰(211)의 바닥면에 형성될 수 있다.

상기 제1 유체(C1)는 분산 물질에 분산되어 상기 웰(211)의 바닥면에 3차원 구조로 부착될 수 있다. 3차원 구조의 생체 물질은 보다 생체 환경과 유사하여 보다 정확한 테스트 결과를 얻을 수 있다.

상기 기둥 부재(221)는 상기 웰(211)에 대응되도록 상기 제2 기판(220)에 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 기판(210)과 상기 제2 기판(220)이 결합되었을 때, 상기 웰(211)에 상기 기둥 부재(211)가 위치하게 된다.

상기 기둥 부재(221)의 길이는 상기 웰(211)의 높이 보다 짧게 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 기둥 부재(221)의 길이가 상기 웰(211)의 높이 보다 길게 형성되는 경우에는 개스킷과 같이 상기 제1 기판(110)과 상기 제2 기판(220) 사이에 개재되어 높이가 조절될 수 있다.

상기 기둥 부재(220)의 측면에 형성되는 유체 주입부(222)가 형성될 수 있다.

상기 유체 주입부(222)는 상기 기둥 부재(220)의 측면을 따라서 일정 깊이로 식각하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 유체 주입부(222)는 상기 기둥 부재(220)의 측면에 구멍을 뚫어서 형성시킬 수도 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)은 상기 유체 주입부(222)가 상기 기둥 부재(221)의 돌출면이 아닌 측면에 형성되기 때문에, 상술한 일 실시 예에 다른 유체 주입 칩(100)에 비하여 제2 유체(C2)의 양을 더욱 정확하게 조절할 수 있다.

즉, 상기 기둥 부재(221)를 약물에 담가 상기 유체 주입부(222)에 상기 제2 유체(C2)를 형성시킨 뒤에 상기 기둥 부재(221)의 돌출면을 건조된 종이와 같은 물질에 접촉시켰다가 떨어트림으로써 상기 유체 주입부(222)에만 상기 제2 유체(C2)가 형성되도록 할 수 있다.

상기 웰(211) 내에 형성되는 제1 유체(C1)는 약 950 nl이고 주입되는 제2 유체(C2)는 약 50 nl여서 상기 제1 유체(C1)에 비해 상기 제2 유체(C2)의 양은 상대적으로 매우 작은 유체량이다.

따라서 원하지 않는 부분에 상기 제2 유체(C2)가 형성되는 경우에는 주입되는 상기 제2 유체(C2)의 양이 달라져 실험의 정확성 및 신뢰성이 감소하게 된다.

하지만 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)은 유체 주입부(222)에만 정확히 상기 제2 유체(C2)를 형성시킬 수 있기 때문에, 실험의 정확성 및 신뢰성이 증가하게 된다.

또한, 상술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입칩(100)에서 설명하였듯이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입칩(200)은 웰(211)에 형성된 복수의 제1 유체(C1)에 상기 제2 유체(C2)가 주입되는 시간 차이가 발생하지 않기 때문에, 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성이 크게 향상된다.

도 8은 유체 주입부(222)의 표면에 형성되는 저접착층(223)을 더 포함하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

상기 기둥 부재(221)의 유체 주입부(222)에는 저접착층(223)이 형성될 수 있다.

저접착층(223)은 상기 제2 유체(C2)의 종류에 따라 다른 물질을 코팅하여 형성될 수 있으나. 이에 제한는 것은 아니다.

상기 저접착층(223)은 상기 제2 유체(C2)가 쉽게 상기 웰(211)에 주입될 수 있도록 소수성 물질을 이용하여 형성될 수 있다.

상기 저접착층(223)은 상기 제2 유체(C2)가 상기 저접착층(123)에서 쉽게 떨어질 수 있는 물질을 이용하여 형성되기 때문에, 상기 저접착층(223)에 상기 유체(C2)를 형성시킨 뒤에 상기 제1 기판(210)과 상기 제2 기판(220)을 결합시키면 상기 복수의 웰(211)에 형성된 제1 유체(C1)에 상기 제2 유체(C2)가 동시에 주입되게 된다.

최근 고속 대용량 분석 시스템의 개발로 하나의 세포칩에 96개의 웰이 형성되던 것이 384, 1,536개 이상의 웰이 형성되는 세포칩으로 발전하고 있으며, 고속 대용량 분석 시스템에 사용되는 많은 웰에 약물을 주입하는 데 많은 시간이 소요되며, 극미량 유체 주입 시에 표면장력의 영향으로 거품이 발생하는 문제가 있다.

상기 웰 내에 형성되는 제1 유체(C1)는 약 950 nl이고 주입되는 제2 유체(C2)는 약 50 nl여서 상기 제1 유체(C1)에 비해 상기 제2 유체(C2)의 양은 상대적으로 매우 작은 유체량 이다

최소 96 내지 최대 1,536개의 상기 웰(211)의 제1 유체(C1)에 각각 제2 유체(C2)를 직접 개별 주입하는 경우, 처음 주입하는 상기 제1 유체(C1)와 마지막에 주입하는 상기 제1 유체(C1)에 5분 이상의 시간 차이가 존재하게 된다.

즉, 상술한 시간차이 및 극미량의 상기 제2 유체(C2) 주입량 때문에, 모든 웰(211)의 상기 제1 유체(C1)에 상기 제2 유체(C2)를 주입하기 전에 처음 주입하는 웰(211)의 상기 제1 유체(C1)가 증발할 수 있다.

또한, 상술한 시간 차이로 인하여, 처음 주입하는 웰(211)에 형성되는 제1 유체(C1)와 상기 제2 유체(C2)의 반응 정도 및 마지막에 주입하는 웰(211)의 제1 유체(C1)와 상기 제2 유체(C2)의 반응 정도에 차이가 발생하게 된다.

나아가 최소 96 내지 최대 1,536개의 상기 웰(211)에 각각 제2 유체(C2)를 직접 개별 주입하는 경우, 표면장력으로 인해서 제1 유체(C1)에 거품이 발생하여 실험 오차의 원인이 된다.

따라서 상기 웰(211)에 각각 제2 유체(C2)를 직접 개별 주입하는 경우, 주입 시간 차이로 인한 상기 제1 유체(C1)의 증발 및 약물 반응 차이와 웰 내부의 버블 발생으로 상기 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성이 크게 저하될 수 밖에 없다.

하지만 본 발명의 일 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)을 이용하는 경우, 상기 복수의 웰(211)에 상기 제2 유체(C2)가 동시에 주입될 수 있기 때문에, 상기 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

도 9은 진동 부재(230)을 더 포함하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

상기 진동 부재(230)는 상기 제2 기판(220)의 상면에 형성될 수 있다.

상기 진동 부재(230)는 진동을 발생시킬 수 있는 물질일 수 있다.

구체적으로 상기 진동 부재(230)는 초음파 발생기, 압전체 등을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 진동 부재(230)는 상기 기둥 부재(221)에 진동을 발생시켜서 상기 유체 주입부(222)에 형성되어 있는 제2 유체(C2)를 더욱 용이하게 웰(211)에 주입할 수 있게 해준다.

또한, 상기 진동 부재(230)는 상기 기둥 부재(221)에 진동을 발생시켜서 상기 웰(211)의 제1 유체(C1)에 상기 제2 유체(C2)를 주입할 때, 상기 제2 유체(C2)가 상기 웰(211)에 더욱 잘 분산될 수 있게 해줄 수 있다.

도 10는 기둥 부재(221)의 돌출면(224)이 곡률을 갖고 있는 유체 주입 칩(200)의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 10에서 보듯이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유체 주입 칩(200)의 기둥 부재(221)의 돌출면(224)은 곡률을 가질 수 있다.

상기 돌출면(224)이 곡률을 가지고 있기 때문에, 상기 유체 주입 부(222)에 제2 유체(C2)를 형성시킬 때, 상기 제2 유체(C2)의 양을 정밀하게 조절할 수 있다.

즉, 상기 돌출면이 곡률을 가짐으로써 상기 돌출면(224)의 하부에 상기 제2 유체(C2)가 접착되어 있는 것을 최소화할 수 있으므로, 대용량 분석 시스템의 신뢰성 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

100, 200: 유체 주입 칩
110, 210: 제1 기판
120, 220: 제2 기판
130, 230: 진동 부재
111, 211: 웰
121, 100, 200: 유체 주입 칩
110, 210: 제1 기판
120, 220: 제2 기판
130, 230: 진동 부재
111, 211: 웰
121, 221: 기둥 부재
123, 223: 저접착층
222: 유체 주입부
224: 돌출면
C1: 제1 유체
C2: 제2 유체

Claims

복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판;
상기 웰에 형성되는 제1 유체;
상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판;
상기 기둥 부재의 돌출면에 형성되는 저접착층; 및
상기 저접착층에 형성되는 제2 유체;을 포함하는 유체 주입 칩.
제1항에 있어서,
상기 제2 기판의 상면에 형성되는 진동 부재;를 더 포함하는 유체 주입 칩.
제1항에 있어서,
상기 저접착층은 소수성 물질을 이용하여 형성되는 유체 주입 칩.
제1항에 있어서,
상기 복수의 웰에 상기 제2 유체가 동시에 주입되는 유체 주입 칩.
복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판;
상기 웰에 형성되는 제1 유체;
상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판;
상기 기둥 부재의 측면에 형성되는 유체 주입부; 및
상기 유체 주입부에 형성되는 제2 유체;을 포함하는 유체 주입 칩.
제5항에 있어서,
상기 제2 기판의 상면에 형성되는 진동 부재;를 더 포함하는 유체 주입 칩.
제5항에 있어서,
상기 유체 주입부의 표면에 형성되는 저접착층을 더 포함하는 유체 주입 칩.
제7항에 있어서,
상기 저잡착층은 소수성 물질을 이용하여 형성되는 유체 주입 칩.
제5항에 있어서,
상기 기둥 부재의 돌출면은 곡률을 갖고 있는 유체 주입 칩.
제5항에 있어서,
상기 복수의 웰에 상기 제2 유체가 동시에 주입되는 유체 주입 칩.
복수의 웰이 형성되어 있는 제1 기판;
상기 웰에 형성되는 제1 유체;
상기 웰에 대응되도록 하면에 복수의 기둥 부재가 형성된 제2 기판; 및
상기 저접착층에 형성되는 제2 유체;을 포함하고,
상기 기둥 부재는 소수성 물질을 이용하여 형성되는 유체 주입 칩.