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다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법 및 장치

  • 기술번호 : KST2015122591
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 마이크로플루이딕 채널에서 유속, 유량과 용액의 전기 전도도를 센싱하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다중 분지형 채널의 각 분지 채널에 대한 유속을 실시간으로 센싱하는 한편, 현탁액 유동에 대한 유량과 용액의 전기 전도도를 센싱하는 방법과 장치에 관한 것이다.이를 위해 본 발명에서는 채널에서의 압력차와 유량사이의 관계, 다중 분지(multiple branch)에서의 유량분배 관계, 그리고 헬름홀쯔-스몰루초스키(Helmholtz-Smoluchowski: H-S)의 계면동전기(electrokinetic) 원리에 의한 흐름전위(streaming potential)를 적용하여, 다중 분지 채널에서 일정 시간에 대해 배출되는 유량의 직접 측정이 아닌 흐름전위차로부터 각각의 분지 채널에 대한 유속을 실시간으로 센싱할 수 있는 용액의 유동 특성 센싱 방법과 장치를 제공하고자 한다.또한, 본 발명에서는 분지 채널에 따라 분산된 입자의 농도에 변화가 있게 되는 현탁액 유동의 경우는, 압력차와 유량분배 관계로부터 유량을 계산하고 흐름전위차를 측정하여 용액의 전기 전도도를 센싱하도록 구성할 수 있다.그러므로, 본 발명에 따르면, 직선 채널뿐만 아니라 곡선 등 다양하고 복잡한 기하 구조의 채널에 대해서도 적용이 가능한 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법과 장치를 구현할 수 있다.
Int. CL G01N 35/08 (2006.01) G01N 11/00 (2006.01)
CPC G01N 11/02(2013.01) G01N 11/02(2013.01) G01N 11/02(2013.01)
출원번호/일자 1020130147420 (2013.11.29)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-1521879-0000 (2015.05.14)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20150520) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2013.11.29)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 전명석 대한민국 서울특별시 광진구
2 양윤아 대한민국 경기도 파주시 와석순환로
3 우덕하 대한민국 서울특별시 서대문구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 한라특허법인(유한) 대한민국 서울시 서초구 강남대로 ***(서초동, 남강빌딩 *층)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2013.11.29 수리 (Accepted) 1-1-2013-1094935-65
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2014.10.08 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2014.11.12 수리 (Accepted) 9-1-2014-0086794-45
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2015.01.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0038305-12
6 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2015.03.17 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0257489-72
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2015.03.17 수리 (Accepted) 1-1-2015-0257488-26
8 등록결정서
Decision to grant
2015.05.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0314087-49
9 대리인선임신고서
Report on Appointment of Agent
2015.12.23 수리 (Accepted) 1-1-2015-5033520-42
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
단순 유체 유동인지 또는 현탁액 유동인지를 결정하는 단계;결정된 유동의 종류에 따라 다음 (a) 또는 (b)를 선택적으로 수행하는 단계;(a) 현탁액 유동이 아닌 단순 유체 유동인 경우, 임의의 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)로부터 해당 분지 채널에 대한 유량(Qk)을 산출하는 단계; (b) 현탁액 유동인 경우, 첫번째 분지점에서 n개(n≥1)의 분지 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 간의 유동저항(Rmk-1,k) 및 각 분지 채널에서의 유동저항(Rbk,k')에 대한 n개의 관계식, 첫번째 분지점에서 본 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 사이의 유동저항(Rmk-1,k) 및 n번째 분지점에서 본 채널 유출구 사이의 유동저항(Rmn,O)에 대한 관계식, 그리고 각 분지채널 유출구에서의 유량 및 본 채널 유출구에서의 유량과 본 채널 유입구에서의 유량과의 관계식을 포함하는 총 n+2개의 관계식으로부터 각 분지 채널 유출구에서의 유량(Qbk)과 본 채널 유출구에서의 유량(QO)을 산출하는 단계;를 포함하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
2 2
청구항 1에 있어서,상기 단계 (a)에서는 임의의 분지점과 본 채널 유출구 간의 흐름전위차를 측정하여, 측정된 각각의 흐름전위차는 해당 분지점에서 분기하는 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)를 결정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
3 3
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,단순 유체 유동인 경우, 상기 단계 (a)에서의 유량 산출은 하기 식(1)에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
4 4
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 단계 (a)에서 산출된 유량으로부터 하기 식(2)에 따라 임의의 분지 채널에 대한 유속(vmk)을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
5 5
청구항 1에 있어서,현탁액 유동인 경우, 상기 단계(b)에서의 유량 산출은 하기 식(3)에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
6 6
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,상기 단계 (b)에서는 임의의 분지점과 본 채널 유출구 간의 흐름전위차를 측정하여, 측정된 각각의 흐름전위차는 해당 분지점에서 분기하는 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)를 결정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
7 7
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,현탁액 유동인 경우, 임의의 분지 채널에 대해 결정된 흐름전위차와, 상기 단계(b)에서 산출된 유량을 이용하여 상기 식(1)로부터 해당 분지채널에서의 전기 전도도(λk)를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
8 8
(c) 현탁액 유동이 아닌 단순 유체 유동인 경우, 임의의 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)로부터 해당 분지 채널에 대한 유량(Qk)을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
9 9
청구항 8에 있어서,상기 단계 (c)에서는 임의의 분지점과 본 채널 유출구 간의 흐름전위차를 측정하여, 측정된 각각의 흐름전위차는 해당 분지점에서 분기하는 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)를 결정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
10 10
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,단순 유체 유동인 경우, 상기 단계 (c)에서의 유량 산출은 하기 식(4)에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
11 11
청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,상기 단계 (c)에서 산출된 유량으로부터 하기 식(5)에 따라 임의의 분지 채널에 대한 유속(vmk)을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
12 12
(d) 현탁액 유동인 경우, 첫번째 분지점에서 n개(n≥1)의 분지 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 간의 유동저항(Rmk-1,k) 및 각 분지 채널에서의 유동저항(Rbk,k')에 대한 n개의 관계식, 첫번째 분지점에서 본 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 사이의 유동저항(Rmk-1,k) 및 n번째 분지점에서 본 채널 유출구 사이의 유동저항(Rmn,O)에 대한 관계식, 그리고 각 분지채널 유출구에서의 유량 및 본 채널 유출구에서의 유량과 본 채널 유입구에서의 유량과의 관계식을 포함하는 총 n+2개의 관계식으로부터 각 분지 채널 유출구에서의 유량(Qbk)와 본 채널 유출구에서의 유량(QO)을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
13 13
청구항 12에 있어서,현탁액 유동인 경우, 상기 단계(d)에서의 유량 산출은 하기 식(6)에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
14 14
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,상기 단계 (d)에서는 임의의 분지점과 본 채널 유출구 간의 흐름전위차를 측정하여, 측정된 각각의 흐름전위차는 해당분지점에서 분기하는 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)를 결정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
15 15
청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,현탁액 유동인 경우, 임의의 분지 채널에 대해 결정된 흐름전위차와, 상기 단계(d)에서 산출된 유량을 이용하여 하기 식(4)로부터 해당 분지채널에서의 전기 전도도(λk)를 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 방법
16 16
다중 분지형 마이크로플루이딕 채널의 각 분지점과 본 채널 유출구 사이에 설치되어 각 분지점과 본 채널 유출구 간의 흐름전위차를 검출하도록 구성된 n개(n≥1)의 전압계와;상기 n개의 전압계로부터 측정된 흐름전위차로부터 임의의 분지 채널에 대한 흐름전위차를 결정하고, 결정된 해당 분지 채널에 대한 흐름전위차로부터 채널 내 용액의 유동 특성을 센싱하도록 구성된 제어부;를 포함하고,상기 제어부는 현탁액 유동이 아닌 단순 유체 유동인 경우, 임의의 분지 채널에 대한 흐름전위차(ΔΦk)로부터 해당 분지 채널에 대한 유량을 산출하며, 현탁액 유동인 경우, 첫번째 분지점에서 n개(n≥1)의 분지 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 간의 유동저항(Rmk-1,k) 및 각 분지 채널에서의 유동저항(Rbk,k')에 대한 n개의 관계식, 첫번째 분지점에서 본 채널 유출구까지의 압력차와 본 채널에서 서로 이웃하는 분지점 사이의 유동저항(Rmk-1,k) 및 n번째 분지점에서 본 채널 유출구 사이의 유동저항(Rmn,O)에 대한 관계식, 그리고 각 분지채널 유출구에서의 유량 및 본 채널 유출구에서의 유량과 본 채널 유입구에서의 유량과의 관계식을 포함하는 총 n+2개의 관계식으로부터 각 분지 채널 유출구에서의 유량(Qbk)와 본 채널 유출구에서의 유량(QO)을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 장치
17 17
청구항 16에 있어서,단순 유체 유동인 경우, 상기 제어부에서는 하기 식(7)에 따라 유량 산출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 장치
18 18
청구항 16 또는 청구항 17에 있어서,단순 유체 유동인 경우, 상기 제어부에서는 산출된 유량을 이용하여 하기 식(8)에 따라 임의의 분지 채널에 대한 유속(vmk)을 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 장치
19 19
청구항 16에 있어서,현탁액 유동인 경우, 상기 제어부에서는 하기 식(9)에 따라 유량을 산출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 장치
20 20
청구항 16 또는 청구항 19에 있어서,현탁액 유동인 경우, 상기 제어부에서는 임의의 분지 채널에 대해 결정된 흐름전위차와 기산출된 유량을 이용하여 상기 식(7)로부터 해당 분지채널에서의 전기 전도도(λk)를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 다중 분지형 마이크로플루이딕 채널에서 용액의 유동 특성 센싱 장치
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 미래창조과학부 한국과학기술연구원 공공복지안전연구사업 환경위해 및 생화학테러 물질의 광검출 기술의 소형화 원천 기술 개발