미세 유동 측정 장치 및 이를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법
MICROFLUIDIC MEASURING DEVICE AND METHOD FOR QUANTIFICATION MICROALGAL LIPIDS USING THE SAME
특허 요약
시료로부터 원하는 물질을 추출하고 이를 측정하는 전 과정이 일체화되어 있고, 적은 시료를 이용하여 분석이 가능하도록, 원심력에 의한 유체의 이송이 이루어지는 플랫폼, 상기 플랫폼에 설치되어 시료 및 시약을 공급하기 위한 공급부, 상기 공급부와 연결되고 내부에는 유기용매가 수용되어 시료로부터 목적물질을 액-액 추출(liquid-liquid extraction)하여 상분리(phase seperation)시키기 위한 추출챔버, 상기 추출챔버에 연결되고 추출챔버에서 추출된 목적물질을 수용하는 수용부, 상기 플랫폼에 형성되어 유체가 이동되는 유로, 및 상기 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 제공한다.
청구항
번호청구항
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제 3 항에 있어서,상기 측정부는 상기 플랫폼 외측에 배치되어 상기 수용부에 수용된 목적물질의 흡광도를 측정하여 목적물질의 함량을 검출하는 측광부를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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원심력에 의한 유체의 이송이 이루어지는 플랫폼,상기 플랫폼에 설치되어 시료 및 시약을 공급하기 위한 공급부,상기 공급부와 연결되고 내부에는 유기용매가 수용되어 시료로부터 목적물질을 액-액 추출(liquid-liquid extraction)하여 상분리(phase seperation)시키기 위한 추출챔버,상기 추출챔버에 연결되고 추출챔버에서 추출된 목적물질을 수용하는 수용부,상기 플랫폼에 형성되어 유체가 이동되는 유로, 및상기 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 포함하고,상기 추출챔버는 출측에 폭이 좁아지도록 경사진 구조로 되어 상분리된 비유기용매용액이 수용되는 구배부가 형성되고, 플랫폼 회전 중심쪽을 향해 상기 구배부 경계 지점 위쪽과 상기 수용부가 연결된 구조인 미세 유동 측정 장치.

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원심력에 의해 유체의 이송이 이루어지는 플랫폼,상기 플랫폼에 설치되어 미세 조류를 포함한 시료 및 시약을 공급하기 위한 공급부,상기 공급부와 연결되고 내부에는 유기용매가 수용되어 시료로부터 지질을 액-액 추출(liquid-liquid extraction)하여 상분리(phase seperation)시키기 위한 추출챔버,상기 추출챔버에 연결되고 추출챔버에서 추출된 지질을 수용하는 수용부,상기 수용부의 지질을 측정하기 위한 측정부,상기 플랫폼에 형성되어 유체가 이동되는 유로, 및상기 유로를 선택적으로 개폐하는 밸브를 포함하고,상기 추출챔버는 출측에 폭이 좁아지도록 경사진 구조로 되어 상분리된 비유기용매용액이 수용되는 구배부가 형성되고, 플랫폼 회전 중심쪽을 향해 상기 구배부 경계 지점 위쪽과 상기 수용부가 연결된 구조인 미세 유동 측정 장치.

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제 2 항에 있어서,상기 측정부는 플랫폼에 설치되고 상기 수용부에 연결되고 수용부에 지질 측정을 위한 시약을 공급하기 위한 측정시약공급부를 포함하고, 상기 측정시약공급부는 플랫폼에 설치되고 내부에 측정시약이 수용된 측정시약챔버, 상기 측정시약챔버와 수용부를 연결하며 플랫폼의 원심력에 따라 측정시약이 수용부로 이송되는 제7 유로, 상기 제7 유로를 개폐하는 제7 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 플랫폼은 바닥판, 상기 바닥판 상에 배치되며 복수의 챔버가가 형성된 챔버판, 챔버판 상에 배치되며 챔버판의 챔버 사이를 연결하는 유로가 형성된 상판, 및 상기 챔버판과 상판 사이에 배치되어 챔버와 유로 사이를 차단하며 표면에 유로 개방을 위한 밸브가 구비된 밸브판을 포함하여, 바닥판과 챔버판과 상판 및 밸브판이 순차적으로 적층되어 접합된 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 5 항에 있어서,상기 플랫폼은 바닥판과 챔버판, 상판 및 밸브판이 열 융합으로 접합된 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 5 항에 있어서,상기 플랫폼은 상기 상판과 상기 밸브판에 형성되어 각 챔버 내부와 외부를 연통하는 홀을 더 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 5 항에 있어서,상기 밸브판은 폴리카보네이트를 포함한 수지 재질로 이루어지고, 상기 밸브는 유로와 챔버 사이의 연결 지점에서 밸브판에 부착된 탄소 재질의 접점으로 이루어져, 상기 접점에 인가되는 에너지에 의해 접점이 발열되어 밸브판을 녹여 유로를 개방하는 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 8 항에 있어서,상기 플랫폼 외측에 배치되어 상기 밸브판의 밸브에 열에너지를 가하여 접점을 가열하는 구동부를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 5 항에 있어서,상기 공급부는 상기 플랫폼에 설치되어 시료를 포함한 용액이 수용되고 시료를 원심 분리하기 위한 시료분리챔버, 상기 시료분리챔버와 상기 추출챔버 사이를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시료분리챔버 내의 시료가 추출챔버로 이송되는 제1 유로, 및 상기 제1 유로를 개폐하는 제1 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 10 항에 있어서,상기 공급부는 원심력 방향을 따라 플랫폼 회전 중심쪽의 상기 시료분리챔버 선단에 연결되고 플랫폼 외측 선단쪽으로 연장되어 배양액이 배출되는 드레인유로, 및 상기 드레인유로에 연결되고 배출되는 배양액이 수용되는 미터링챔버를 더 포함하여, 시료분리챔버에 주입되는 배양액 중 정량 이외의 배양액을 미터링챔버로 배출하여 정량화하는 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 11 항에 있어서,상기 공급부는 플랫폼에 설치되고 시료분리챔버에 연결되어 원심 분리된 시료 이외의 비표적용액을 분리하여 수용하는 버림챔버, 상기 버림챔버와 시료분리챔버 사이를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 시료분리챔버 내의 비표적용액이 버림챔버로 이송되는 제2 유로, 및 상기 제2 유로를 개폐하는 제2 밸브를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 12 항에 있어서,상기 공급부는 상기 추출챔버에 연결되어 시료 용해를 위한 시약을 공급하는 시약공급부를 더 포함하고, 상기 시약공급부는 플랫폼에 설치되어 상기 추출챔버에 연결되고 내부에 시료 용해액을 수용하는 용해액챔버, 상기 용해액챔버와 상기 추출챔버 사이를 연결하며 디스크의 원심력에 따라 용해액이 추출챔버로 이송되는 제3 유로, 상기 제3 유로를 개폐하는 제3 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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삭제

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제 5 항에 있어서,상기 수용부는 플랫폼에 설치되고 추출챔버에 연결되어 추출챔버에서 추출된 목적물질을 포함하는 유기용매액을 수용하는 콜렉트챔버, 콜렉트챔버와 추출챔버를 연결하며 플랫폼의 원심력에 따라 유기용매액이 콜렉트챔버로 이송되는 제4 유로, 및 상기 제4 유로를 개폐하는 제4 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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제 15 항에 있어서,상기 콜렉트챔버는 원심력방향을 따라 플랫폼 외측 선단쪽에 유기용매액이 모아지는 홈부가 형성된 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 15 항에 있어서,상기 추출챔버는 적어도 두 개 이상 복수개가 순차적으로 배치되어 복수회에 걸쳐 목적물질을 추출하는 구조의 미세 유동 측정 장치.

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제 17 항에 있어서,상기 추출챔버는 시료분리챔버에 연결되어 시료로부터 목적물질을 1차 추출하는 제1 추출챔버, 상기 제1 추출챔버에 연결되어 1차 추출 후 남은 잔존용액으로부터 목적물질을 2차 추출하는 제2 추출챔버를 포함하고, 상기 제1 추출챔버는 제4 유로를 통해 상기 콜렉트챔버에 연결되고, 상기 제2 추출챔버는 제1 추출챔버 출측과 연결되어 제1 챔버에서 콜렉트챔버로 배출되고 잔존하는 용액이 플랫폼의 원심력에 따라 제2 추출챔버로 이송되는 제5 유로, 상기 제5 유로를 개폐하는 제5 밸브, 상기 제2 추출챔버와 상기 콜렉트챔버를 연결하며 플랫폼의 원심력에 따라 유기용매액이 콜렉트챔버로 이송되는 제 6유로, 상기 제6 유로를 개폐하는 제6 밸브를 포함하는 미세 유동 측정 장치.

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미세 유동 측정 장치의 플랫폼에 유기용매 및 시약을 탑재하는 탑재 단계, 플랫폼에 미세 조류를 포함한 배양액을 주입하는 주입 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 배양액에서 미세조류를 원심 분리하는 분리 단계, 미세 조류에 용해액을 공급하여 지질을 용해하는 용해 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 미세 조류 용해액을 추출챔버로 이송하고 추출챔버에서 미세조류와 용해액 및 유기용매에 혼합하여 액-액 추출(liquid-liquid extraction) 및 상분리(phase seperation)를 통해 지질을 추출하는 추출 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 추출된 지질이 포함된 유기용매액을 콜렉트챔버로 배출하는 배출단계, 및 상기 배출단계를 거쳐 콜렉트챔버에 모아진 지질의 함량을 측정하는 측정단계를 포함하고, 상기 추출 단계는 1차 지질 추출 단계, 및 1차 추출 후 잔존 용액에 대한 2차 지질 추출 단계를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항에 있어서,상기 추출 단계는 용해액이 혼합된 시료의 이동을 위한 유로를 개방하는 단계, 플랫폼을 회전시켜 원심력을 가해 용해액이 혼합된 시료를 추출 챔버로 이송하는 단계, 플랫폼을 가감속 정역 회전시켜 용해액과 시료 및 유기용매를 혼합하는 단계를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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삭제

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제 19 항에 있어서,상기 2차 지질 추출 단계는 1차 지질 추출 후 1차 추출챔버에 남은 잔존용액의 이동을 위한 유로를 개방하는 단계, 플랫폼을 회전시켜 원심력을 가해 잔존용액을 2차 추출챔버로 이송하는 단계, 플랫폼을 가감속 정역 회전시켜 잔존용액을 유기용매에 혼합하는 단계를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 22 항에 있어서,상기 용해액과 시료 및 유기용매를 혼합하는 단계에서, 플랫폼의 회전에 따른 혼합 시간은 2분 내지 3분인 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항에 있어서,상기 분리 단계에서, 플랫폼 회전에 따른 원심 분리 시간은 1분 내지 2분인 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항에 있어서,상기 유기용매는 폴리카르보네이트(Polycarbonate), 폴리메칠메타크릴레이트(PMMA), 환상올레핀계 코폴리머(COC)를 포함하는 열가소성수지(Thermoplastic)에 호환가능한 물질인 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항에 있어서,상기 유기용매는 에탄올, 메탄올, 이소프로파놀, 프로파놀을 포함하는 알콜계 용매, n-핵산, 알데하이드, 에스터, 하이드로 카본, 또는 이들의 조합에서 선택되는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항에 있어서,상기 용해액(Lysis buffer)은 계면활성제(detergent)인 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 19 항, 제 20 항, 제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 주입 단계에서, 플랫폼에 주입되는 용액의 정량 초과 용액을 제거하여 정량화하는 정량단계를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 28 항에 있어서,상기 분리 단계에서, 원심 분리 후 시료 이외의 비표적용액을 제거하는 단계를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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미세 유동 측정 장치의 플랫폼에 유기용매 및 시약을 탑재하는 탑재 단계, 플랫폼에 미세 조류를 포함한 배양액을 주입하는 주입 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 배양액에서 미세조류를 원심 분리하는 분리 단계, 미세 조류에 용해액을 공급하여 지질을 용해하는 용해 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 미세 조류 용해액을 추출챔버로 이송하고 추출챔버에서 미세조류와 용해액 및 유기용매에 혼합하여 액-액 추출(liquid-liquid extraction) 및 상분리(phase seperation)를 통해 지질을 추출하는 추출 단계, 플랫폼에 원심력을 가해 추출된 지질이 포함된 유기용매액을 콜렉트챔버로 배출하는 배출단계, 및 상기 배출단계를 거쳐 콜렉트챔버에 모아진 지질의 함량을 측정하는 측정단계를 포함하고, 상기 측정단계 전에 콜렉트챔버로 배출된 유기용매액에서 유기용매를 제거하는 제거단계를 더 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 30 항에 있어서,상기 제거 단계에서 유기용매 제거 시간는 1분 내지 3분인 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 30 항에 있어서,상기 측정 단계는 지질에 측정시약을 혼합하는 단계, 및 지질의 흡광도를 측정하여 지질량을 검출하는 단계를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.

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제 32 항에 있어서,상기 지질량 검출 단계는 플랫폼을 회전시키는 단계, 콜렉트챔버에 빛을 조사하여 콜렉트챔버에 수용된 지질의 흡광도를 검출하고 이로부터 지질 함량을 연산하는 단계를 포함하는 미세 유동 측정 장치를 이용한 미세 조류 지질 측정 방법.