나노섬유가 충진된 미세채널부를 구비하는 미세채널 바이오칩 및 이의 제조방법
Microfluidic chip with microchannels filled with nanofibers and its fabrication method
특허 요약
본 발명은 나노섬유가 충진된 미세채널부를 구비하는 미세채널 바이오칩 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 상면에 적층하여 형성되는 상부 플레이트를 포함하고, 상기 상부플레이트는, 두께방향으로의 단면형상이 점차 넓어지는 테이퍼진 형상으로 형성되고 미세채널과 상기 미세채널 말단의 측단부로 이루어지는 미세채널부와, 상기 측단부에 연결되고 상기 상부 플레이트의 상면과 저면이 관통하는 홀 형상으로 형성되는 챔버부를 포함하며, 상기 측단부가 상기 미세채널에서 챔버부로 점차 폭이 증가하는 형상으로 형성되어 상기 챔버부에 연결되고, 상기 미세채널부의 전부 또는 일부에 고분자 나노섬유가 충진된 것을 특징으로 하는, 바이오칩이 개시된다.
청구항
번호청구항
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하부 플레이트 및 상기 하부 플레이트의 상면에 적층하여 형성되는 상부 플레이트를 포함하는 바이오칩에 있어서,상기 상부플레이트는 미세채널부 및 챔버부를 포함하되, 상기 미세채널부에 충진된 고분자 나노섬유를 더 포함하고,상기 미세채널부는 미세채널과, 상기 미세채널 말단의 측단부로 이루어지되, 상기 미세채널부의 두께방향으로의 단면형상이 점차 넓어지는 테이퍼진 형상으로 형성되고, 상기 측단부는 상기 미세채널에서 챔버부로 점차 폭이 증가하는 형상으로 형성되어 상기 챔버부에 연결되어, 상기 미세채널부에 충진된 고분자 나노섬유가 미세채널부에 고정되는 것을 특징으로 하고, 상기 측단부와 연결되는 챔버부는 상기 상부 플레이트의 상면과 저면이 관통하는 홀 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하며, 미세채널부에 충진된 고분자 나노섬유가 미세채널부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩.

2

제 1 항에 있어서,상기 챔버부는, 저면에 고분자 나노섬유가 더 충진된 것을 특징으로 하는, 바이오칩.

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제 1 항에 있어서,상기 미세채널은 길이방향으로 단면형상이 직선, 곡선, 지그재그, Y자 또는 T자의 형상인 것을 특징으로 하는, 바이오칩.

4

제 1 항에 있어서,상기 하부 플레이트는 두께가 0.5 내지 2 mm 이고; 상기 미세채널부는 폭이 100 내지 500 ㎛의 범위에서 테이퍼진 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는, 바이오칩.

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제 1 항에 있어서,상기 상부 플레이트 또는 하부 플레이트는 폴리디메틸실록산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리실릭올레핀, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 스테인레스 스틸 및 유리로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는, 바이오칩.

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제 1 항에 있어서, 상기 고분자 나노섬유는, 나일론, 폴리아크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드, 폴리벤즈이미다졸(PBI), 폴리카보네이트(PC), 비스페놀-A, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌) 블록 공중합체, 폴리설폰, 폴리(트리메틸렌테레프탈레이트), 폴리우레탄, 폴리우레탄우레아, 폴리비닐알코올, 폴리비닐카바졸, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 피롤리돈, 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF), 폴리비닐리덴 플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(P(VDF-HFP)), 키토산, 엘라스틴, 피브리노겐, 젤라틴, 콜라겐, 밀 글루텐, 셀룰로오스, 카제인, 실크, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리[(락틱-co-(글리콜산))(PLGA), 폴리[(3-하이드록시부티레이트)-co-(3-하이드록시발러레이트)(PHBV), 폴리다이옥산온(PDO), 폴리[(L-락타이드)-co-(카프로락톤)], 폴리(에스테르우레탄)(PEUU), 폴리[(L-락타이드)-co-(D-락타이드)], 폴리(L-락타이드)-co-(글리콜라이드), 폴리에틸렌-co-(비닐 알코올), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 및 폴리아닐린(PAN)으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 또는 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는, 바이오칩.

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하부 플레이트를 제조하는 제1 단계;미세채널과, 상기 미세채널 말단의 측단부로 이루어지되, 두께방향으로의 단면형상이 점차 좁아지는 테이퍼진 형상으로 상면이 개방되게 형성되고, 상기 측단부가 상기 미세채널에서 말단으로 점차 폭이 증가하는 형상으로 형성되는 미세채널부를 포함하는 상부 플레이트를 제조하는 제2 단계;전기방사장치의 기저전극의 상단에 상기 미세채널부가 위치하도록 상기 상부 플레이트를 설치하고, 상기 미세채널부 위치에 미세채널부와 동일 또는 유사한 형상의 관통홈을 가지는 절연판을 상부 플레이트의 상면에 위치시킨 후, 고분자 용액을 전기방사하여, 상기 미세채널부의 전부 또는 일부에 고분자 나노섬유를 충진시키는 제3 단계; 상기 나노섬유가 충진된 미세채널부의 측단부에 연결되고 상기 상부 플레이트의 상면과 저면이 관통하는 홀 형상으로 챔버부를 성형하여, 상기 미세채널부에 충진된 고분자 나노섬유가 미세채널부에 고정되도록 상기 상부 플레이트의 미세채널부 측단부에 챔버부를 연결 및 형성하는 제4 단계; 및상기 미세채널부의 개방된 상면이 상기 하부 플레이트의 상면과 마주하도록 상기 상부 플레이트를 뒤집어서 상기 준비된 하부 플레이트의 상면에 적층 조립하는 제5 단계;를 포함하여 이루어지는, 상기 미세채널부의 전부 또는 일부에 고분자 나노섬유가 충진된 것을 특징으로 하는, 미세채널부에 충진된 고분자 나노섬유가 미세채널부에 고정되는 미세채널 바이오칩의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 제3 단계의 전기방사는, 직접주사전기방사장치를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는, 바이오칩의 제조방법.

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제 8 항에 있어서,상기 전기방사는, 고분자 용액의 농도가 5.010.0 중량%, 전압 540 kV, 유량 0.050.2 ml/h 및 방사거리 38 cm의 조건으로 수행되고; 직접조사전기방사장치의 스캐닝 속도(v)는 0003c# v ≤500 mm/s인 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 제4 단계는 상기 홀을 성형하여 챔버부를 형성한 후, 상기 홀의 저면에 대응되는 하부 플레이트의 상면에 전기방사에 의하여 고분자 나노섬유를 충진시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 상부 플레이트 또는 하부 플레이트는 폴리디메틸실록산, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리실릭올레핀, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 스테인레스 스틸 및 유리로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩의 제조방법.

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제 7 항에 있어서, 상기 고분자 나노섬유는, 나일론, 폴리아크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아마이드, 폴리벤즈이미다졸(PBI), 폴리카보네이트(PC), 비스페놀-A, 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리스티렌(PS), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌) 블록 공중합체, 폴리설폰, 폴리(트리메틸렌테레프탈레이트), 폴리우레탄, 폴리우레탄우레아, 폴리비닐알코올, 폴리비닐카바졸, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 피롤리돈, 폴리비닐리덴 플로라이드(PVDF), 폴리비닐리덴 플로라이드-co-헥사플루오로프로필렌(P(VDF-HFP)), 키토산, 엘라스틴, 피브리노겐, 젤라틴, 콜라겐, 밀 글루텐, 셀룰로오스, 카제인, 실크, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리락트산(PLA), 폴리글리콜산(PGA), 폴리[(락틱-co-(글리콜산))(PLGA), 폴리[(3-하이드록시부티레이트)-co-(3-하이드록시발러레이트)(PHBV), 폴리다이옥산온(PDO), 폴리[(L-락타이드)-co-(카프로락톤)], 폴리(에스테르우레탄)(PEUU), 폴리[(L-락타이드)-co-(D-락타이드)], 폴리(L-락타이드)-co-(글리콜라이드), 폴리에틸렌-co-(비닐 알코올), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 폴리아닐린(PAN)으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 또는 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩의 제조방법.

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제 7 항에 있어서,상기 미세채널은 길이방향으로 단면형상이 직선, 곡선, 지그재그, Y자 또는 T자의 형상인 것을 특징으로 하는, 미세채널 바이오칩의 제조방법.