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세포 분화 실험용 셀-칩에 있어서,
세포 및 배양액이 저장되는 복수개의 세포 챔버들;
대응되는 세포 챔버로 세포 및 배양액을 전달하는 세포 및 배양액 주입구들;
상기 세포 및 배양액 주입구로 주입되는 세포 및 배양액의 상기 세포 챔버로의 이동 통로인 미세 유로;
상기 세포 챔버로 인가되는 공압을 주입하는 공압 주입구;
상기 공압 주입구를 통해 주입되는 공압을 대응되는 세포 챔버에 전달하는 원형의 박막을 갖는 개구부들 ;
상기 세포 챔버에서의 세포의 상태 및 분화 과정을 관찰하기 위한 마커 또는 염색액을 주입하는 마커 및 염색액 주입구;
상기 마커 및 염색액 주입구 사이에 연결되고, 마커 또는 염색액의 상기 세포 챔버로의 이동 통로인 마커 및 염색액용 미세 유로 ; 및
상기 미세 유로 및 상기 세포 챔버간의 유체의 흐름을 조절하는 마이크로밸브 장치를 구비하고,
상기 개구부들 중 적어도 둘 이상의 개구부들은,
면적을 달리하여 구비되어, 대응되는 세포 챔버로 인가되는 공압의 크기를 달리하며,
상기 마이크로밸브 장치는,
상기 세포 챔버 및 상기 미세 유로 사이의 배양액의 흐름을 조절하는데 사용되는 마이크로밸브용 제 1 공압을 주입하는 마이크로밸브용 제 1 공압 주입구들;
상기 세포 챔버 및 상기 미세 유로 사이의 마커 또는 염색약의 흐름을 조절하는데 사용되는 마이크로밸브용 제 2 공압을 주입하는 마이크로밸브용 제 2 공압 주입구들;
각각, 대응되는 세포 챔버들 사이의 미세 유로와 접하여 위치하고, 상기 마이크로밸브용 제 1 공압에 대응되어 수축 또는 팽창하는 제 1 공압 챔버들;
각각, 대응되는 마커 및 염색액용 미세 유로와 접하여 위치하고, 상기 마이크로밸브용 제 2 공압에 대응되어 수축 또는 팽창하는 제 2 공압 챔버들;
각각, 대응되는 세포 챔버와 미세 유로 사이에 위치하고 대응되는 제 1 공압 챔버와 연결되어, 대응되는 제 1 공압 챔버의 수축 또는 팽창에 응답하여 개폐되는 제 1 밸브 보스; 및
각각, 대응되는 세포 챔버와 마커 및 염색액용 미세 유로 사이에 위치하고 대응되는 제 2 공압 챔버와 연결되어, 대응되는 제 2 공압 챔버의 수축 또는 팽창에 응답하여 개폐되는 제 2 밸브 보스를 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 세포 챔버들은,
상기 공압 주입구를 중심으로 하는 복수개의 동심원들 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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제 1 항에 있어서,
상기 세포 챔버들에 상기 공압이 인가되는 방향에 위치하는 면과 마주하여 위치하는 면을 세포 챔버의 하부면이라 할 때,
상기 세포 챔버의 하부면에 위치하여, 상기 세포 챔버들의 압력을 센싱하는 압력 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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제 3 항에 있어서, 상기 압력 센서는,
상기 세포 챔버들의 배열과 동일한 배열로 위치하고, 각각 대응되는 세포 챔버의 하부면에 장착되는 ITO(Indium Tin Oxide) 소재의 제 1 전극들;
대응되는 제 1 전극들과 마주하여 위치하는 ITO 소재의 제 2 전극들; 및
상기 제 1 전극들 및 상기 제 2 전극들 사이에 위치하는 공극을 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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제 1 항에 있어서, 상기 개구부들은,
대응되는 세포 챔버의 상기 공압 주입구로부터의 거리에 따라, 면적을 달리하여 구비되는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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제 1 항에 있어서,
상기 미세 유로 및 상기 세포 챔버간의 유체의 흐름을 조절하는 마이크로밸브 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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7
제 6 항에 있어서, 상기 마이크로밸브 장치는,
마이크로밸브용 공압을 주입하는 마이크로밸브용 공압 주입구들;
각각, 대응되는 세포 챔버들 사이의 미세 유로와 접하여 위치하고, 상기 마이크로밸브용 공압에 대응되어 수축 또는 팽창하는 공압 챔버들; 및
각각, 대응되는 세포 챔버와 미세 유로 사이에 위치하고 대응되는 공압 챔버와 연결되어, 대응되는 공압 챔버의 수축 또는 팽창에 응답하여 개폐되는 밸브 보스를 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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삭제
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9
삭제
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제 1 항의 셀-칩을 장착하여, 상기 셀-칩으로 공압, 세포 또는 배양액을 공급하고 상기 셀-칩에서의 세포의 상태 또는 분화를 관찰 및 측정하는 셀-칩 제어 장치
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제 10 항에 있어서, 상기 셀-칩 제어 장치는,
상기 셀-칩이 장착되는 장착부를 구비하고, 제 1 위치 신호에 응답하여 상기 장착부를 제 1 방향으로 이동 또는 회전시키는 X-Y 스테이지;
제 2 위치 신호에 따라 제 2 방향으로 이동하여, 상기 셀-칩에 공압, 세포 및 배양액을 공급하는 연결관들을 상기 셀-칩의 대응되는 주입구와 연결시키는 Z 스테이지;
제 1 제어 신호에 응답하여, 대응되는 연결관에 공급하는 공압의 세기 및 공급 주기를 달리하는 공압 밸브;
제 2 제어 신호에 응답하여, 대응되는 연결관에 세포 및 배양액을 제공하는 시린지 펌프;
세포, 배양액 및 공압의 상기 셀-칩으로의 공급하고 임의의 시간이 경과한 후, 상기 셀-칩의 세포 챔버들의 압력을 측정하는 측정 회로; 및
상기 제 1 위치 신호, 상기 제 2 위치 신호 및 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 측정 회로로부터 측정값을 수신하여 입출력 장치를 통해 유저에게 전송하는 마이크로 컴퓨터를 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩 제어 장치
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제 11 항에 있어서, 상기 셀-칩 제어 장치는,
상기 장착부의 상부 또는 하부에 위치하고, 마커 또는 염색약을 이용하여 상기 셀-칩의 세포 챔버내의 세포를 시각적으로 관찰하는 형광현미경을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩 제어 장치
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13
세포 분화 실험용 셀-칩에 있어서,
세포에 기계적 자극을 가하기 위한 공압이 주입되는 공압 주입구, 세포 및 배양액이 주입되는 세포 및 배양액 주입구, 및 세포의 상태의 시각적 관찰을 위한 마커 또는 염색약이 주입되는 마커 및 배양액 주입구를 구비하고, 유리 재질로 제작되는 상부 기판;
상기 상부 기판과 접하여 위치하고, 상기 공압 주입구로부터 유입되는 공기가 저장되는 공기 챔버가 형성되는 개스킷;
세포를 배양하는 세포 챔버들, 상기 세포 및 배양액 주입구로 주입되는 세포 및 배양액의 상기 세포 챔버들로의 이동 통로인 제 1 미세 유로, 상기 마커 및 염색액 주입구로 주입되는 마커 또는 염색액의 상기 세포 챔버로의 이동 통로인 제 2 미세 유로, 및 상기 미세 유로들과 상기 세포 챔버들 사이의 유체의 흐름을 제어하는 마이크로밸브 장치를 구비하는 폴리머 기판;
상기 개스킷과 상기 폴리머 기판 사이에 위치하고, 면적을 달리하여 대응되는 세포 챔버로 인가되는 공압의 크기를 달리하는 개구부들을 구비하는 다공 기판;
상기 다공 기판 및 상기 폴리머 기판 사이에 위치하여 상기 공기 챔버와 상기 세포 챔버를 분리시키면서도 세포 챔버에 공압이 인가되도록 유연한 폴리머 소재로 구현되는 폴리머 박막;
일 면은 상기 폴리머 기판과 접하고, 타 면에 각각, 대응되는 세포 챔버의 하부에 위치하고 대응되는 세포 챔버의 압력을 센싱하기 위한 제 1 전극들이 장착되는 유리 박막;
일 면에 각각, 대응되는 제 1 전극들과 마주하여 위치하는 제 2 전극들이 장착되는 하부 기판; 및
상기 유리 박막 및 상기 하부 기판 사이에 위치하고, 대응되는 제 1 전극 및 제 2 전극 사이의 공극을 마련하는 지지 구조물을 구비하는 것을 특징으로 하는 셀-칩
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