| 1 |
1
딘 유동집속(Dean flow focusing)이 일어나는 제1 기판; 수력학적 여과(hydrodynamic filtration: HDF)가 일어나는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 연결하는 기판연결로를 포함하고,세포입자를 포함하는 시료용액은 상기 제1 기판을 거쳐 상기 제2 기판으로 이동하고,상기 제1 기판에 유입되는 시료용액의 유동 조건으로 결정되는 딘 수(De)의 크기에 따라 상기 기판연결로의 연결 방식을 달리하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 2 |
2
제 1항에 있어서, 상기 제1 기판은, 곡률반경을 기준으로 내측면과 외측면을 갖는 나선채널; 상기 나선채널의 중앙에 위치하는 상기 시료용액 주입구;상기 나선채널의 최외곽의 바깥부분에 위치하는 용매액 주입구;상기 나선채널의 말단에서 상기 내측면에 상대적으로 인접하여 갈라지는 내측 출구길(inner outlet-way)과 상기 외측면에 상대적으로 인접하여 갈라지는 외측 출구길(outer outlet-way); 및 상기 세포입자가 상기 내측 출구길과 상기 외측 출구길 중 적어도 하나를 거쳐 외부로 배출되기 위한 각각의 출구로서, 내측 나선출구(spiral inner-outlet)와 외측 나선출구(spiral outer-outlet)를 포함하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 3 |
3
제 1항에 있어서, 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판에서 배출되어 상기 기판연결로를 통해 이동한 상기 시료용액이 흐르고 컷오프(cut-off) 두께인 WC 값이 설정된 주채널(main channel);상기 주채널에 연결되며 상기 제1 기판의 용매액 주입구로 유입된 용매액이 흐르도록 하여 상기 시료용액을 상기 용매액이 유입되는 측면과 반대면의 상기 주채널의 벽면쪽으로 집속(focusing)시키는 측면채널(side channel);상기 주채널에 연결되며, 상기 주채널의 길이 방향과 상이한 방향으로부터 상기 주채널의 측면에 연결되어 상기 주채널로부터 상기 세포입자를 받도록 구성된 1개 이상의 분지채널(branch channel); 상기 분지채널의 말단부들이 합쳐진 분지채널 집합부; 및 주채널 출구와 1개 이상의 분지채널 출구를 포함하는 수력학적 여과 채널을 포함하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 4 |
4
제 3항에 있어서, 상기 시료용액의 유동 조건과 입자의 크기 종류에 따라 상기 수력학적 여과 채널을 서로 다른 WC 값으로 설계하여 독립적으로 2개 이상 제공하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 5 |
5
제 1항에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 연결되는 상기 기판연결로로서,상기 제1 기판의 용매액 주입구로 주입된 용매액을 상기 제2 기판의 측면채널로 흐르게 하는 용매액 기판연결로; 외측 나선출구로 배출된 상기 세포입자를 상기 제2 기판의 주채널로 흐르게 하는 외측출구 기판연결로; 및 상기 제2 기판에 서로 다른 WC 값을 갖는 수력학적 여과 채널이 2개 이상 형성되어 있는 경우는 내측 나선출구로 배출된 상기 세포입자를 상기 제2 기판의 다른 주채널로 흐르게 하는 내측출구 기판연결로를 더 포함하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 6 |
6
제 1항에 있어서, 상기 시료용액은 서로 다른 크기를 갖는 큰 입자, 중간 입자, 작은 입자로 이루어진 3분산(tridisperse) 시료용액이고,상기 제1 기판의 시료용액 주입구로 주입되는 상기 3분산 시료용액이 낮은 유속 조건(즉, De 003c# 5)이면, 작은 입자는 상기 나선채널의 내측 출구길을 거쳐 내측 나선출구를 통해 외부로 배출되고, 중간 및 큰 입자는 상기 나선채널의 외측 출구길, 외측 나선출구, 외측출구 기판연결로를 거쳐 상기 제2 기판의 주채널로 유입되어, 중간 입자는 분지채널 출구(즉, HDF 출구1)로, 큰 입자는 주채널 출구(즉, HDF 출구2)로 각각 배출되고,반면에 3분산 시료용액이 높은 유속 조건(즉, De 003e# 20)이면, 큰 입자는 상기 나선채널의 내측 출구길을 거쳐 상기 내측 나선출구를 통해 외부로 배출되고, 중간 및 작은 입자는 상기 나선채널의 외측 출구길, 외측 나선출구, 외측출구 기판연결로를 거쳐 상기 제2 기판의 주채널로 유입되어, 작은 입자는 분지채널 출구(즉, HDF 출구1)로, 중간 입자는 주채널 출구(즉, HDF 출구2)로 각각 배출되는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 7 |
7
제 1항에 있어서, 상기 시료용액은 서로 다른 크기를 갖는 큰 입자, 중간 입자, 작은 입자로 이루어진 3분산 시료용액이고, 상기 제2 기판에 서로 다른 WC 값을 갖는 수력학적 여과 채널이 2개 이상 형성되어 있는 경우는, 상기 제1 기판의 시료용액 주입구로 주입되는 3분산 시료용액이 낮은 유속 조건(즉, De 003c# 10)이면, 중간 및 큰 입자는 상기 나선채널의 외측 출구길, 외측 나선출구, 외측출구 기판연결로를 거쳐 제2 기판의 주채널로 유입되어, 중간 입자는 분지채널 출구(즉, HDF 출구1)로, 큰 입자는 주채널 출구(즉, HDF 출구2)로 각각 배출되고, 한편 중간 및 작은 입자는 상기 나선채널의 내측 출구길, 내측 나선출구, 내측출구 기판연결로를 거쳐 제2 기판의 다른 주채널로 유입되어, 작은 입자는 다른 분지채널 출구(즉, HDF 출구3)로, 중간 입자는 다른 주채널 출구(즉, HDF 출구4)로 각각 배출되고, 반면에 3분산 시료용액이 높은 유속 조건(즉, De 003e# 10)이면, 중간 및 작은 입자는 상기 나선채널의 외측 출구길, 외측 나선출구, 외측출구 기판연결로를 거쳐 제2 기판의 주채널로 유입되어, 작은 입자는 분지채널 출구(즉, HDF 출구1)로, 중간 입자는 주채널 출구(즉, HDF 출구2)로 각각 배출되고, 한편 중간 및 큰 입자는 상기 나선채널의 내측 출구길, 내측 나선출구, 내측출구 기판연결로를 거쳐 제2 기판의 다른 주채널로 유입되어, 중간 입자는 다른 분지채널 출구(즉, HDF 출구3)로, 큰 입자는 다른 주채널 출구(즉, HDF 출구4)로 각각 배출되는 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 8 |
8
제 2항에 있어서, 상기 시료용액은 서로 다른 크기를 갖는 큰 입자군, 중간 입자군, 작은 입자군으로 이루어진 3분산형(trimodal) 시료용액이고,상기 제2 기판에 수력학적 여과가 수행되는 WC 값을 갖는 수력학적 여과 채널이 1개 형성되어 있는 경우의 상기 제1 기판의 나선채널 말단에서 내측 출구길 폭(WSP-I)은, 큰 입자군의 평균직경을 DL, 표준편차를 σL, 나선채널폭을 WSP, 통상 1~2 범위에서 입력할 수 있는 조정계수를 f로 나타내면,의 수학식을 만족하고, 외측 출구길 폭(WSP-O)은 WSP-WSP-I 를 만족하는, 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 9 |
9
제 2항에 있어서, 상기 제2 기판에 서로 다른 WC 값을 갖는 수력학적 여과 채널이 2개 형성되어 있는 경우의 상기 제1 기판의 나선채널 말단에서 내측 출구길 폭과 외측 출구길 폭은, 각각 나선채널 폭의 1/2을 만족하는 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 10 |
10
제 2항에 있어서, 상기 세포입자의 직경을 D, 상기 나선채널의 폭을 WSP, 상기 나선채널의 높이를 H로 나타낼 경우, D(WSP+H)/2WSPH 003e# 0
|
| 11 |
11
제 2항에 있어서, 상기 세포입자의 직경을 D, 상기 나선채널의 곡률반경을 RC, 상기 나선채널의 높이를 H로 나타낼 경우, 0
|
| 12 |
12
제 3항에 있어서, 상기 분지채널은 실질적인 유동저항으로 작용하여 여과를 담당하는 협폭 부분(narrow section)과 이 부분보다 적어도 1
|
| 13 |
13
제 3항에 있어서, 상기 시료용액은 크기가 서로 다른 복수 개(Np) 종류의 세포입자를 포함하되, 개별 수력학적 여과 채널에서의 상기 분지채널 출구의 수는 상기 입자 크기의 종류의 수보다 2개 적은 Np-2개인 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 장치
|
| 14 |
14
제1 기판의 나선채널 내로 입자를 포함하는 시료용액을 주입하는 단계;상기 제1 기판의 용매액 주입구로 용매액을 주입하여 기판연결로를 통해 제2 기판의 측면채널로 흐르는 단계; 곡률반경을 기준으로 내측면과 외측면을 갖는 상기 제1 기판의 나선채널에서 관성 양력(inertial lift force)과 딘 항력(Dean drag force)에 의하여 시료용액의 유동 조건에서 입자를 크기별로 집속시켜 분리하는 단계; 내측 출구길과 외측 출구길을 거쳐 내측 나선출구와 외측 나선출구를 통하여 상기 나선채널로부터 상기 입자를 배출시키는 단계; 상기 상부 나선채널로부터 배출된 입자 시료용액이 기판연결로를 통해 제2 기판으로 이동하는 단계; 상기 용매액에 의해 상기 제2 기판의 주채널로 흐르는 상기 시료용액을 주채널 벽면쪽으로 집속(focusing)시키는 단계; 및상기 시료용액이 상기 주채널과 상기 1개 이상의 분지채널을 흐르면서 입자를 크기별로 분리하는 단계를 포함하는 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 방법
|
| 15 |
15
제 14항에 있어서, 상기 시료용액은 제1 입자 및 상기 제1 입자에 비해 작은 제2 입자를 포함하는 바, 상기 제1 기판에서 De 크기에 따라 딘 유동집속에 의해 입자를 분리하여 배출시키는 단계는, 상기 나선채널의 상기 내측면에 상대적으로 인접하여 위치하는 내측 나선출구를 통해 상기 제1 입자 혹은 제2 입자를 배출시키는 단계; 및 상기 나선채널의 상기 외측면에 상대적으로 인접하여 위치하는 외측 나선출구를 통해 상기 제1 입자 혹은 제2 입자를 배출시키는 단계를 포함하는 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 방법
|
| 16 |
16
제 14항에 있어서, 상기 제2 기판에서 수력학적 여과에 의해 입자를 크기별로 분리하는 단계는, 컷오프(cut-off) 두께 WC와 입자의 반경 크기에 따라 상기 분지채널로 이동하지 않고 상기 주채널 내에 남아 있는 입자를, 시료용액의 흐름 방향을 따라 상기 분지채널보다 뒤에 위치하는 또 다른 분지채널로 이동시키는 단계; 상기 또 다른 분지채널에서 WC와 입자의 반경 크기에 따라 상기 입자를 크기별로 분리하는 단계; 및 상기 과정이 분지채널 개수만큼 반복되면서 분지채널 집합부를 거쳐 분지채널 출구를 통하여 상기 입자를 외부로 배출시키는 단계를 더 포함하는 미세유체칩 유동 기반의 세포입자의 크기별 분리 방법
|
