미세 액적 병합을 위한 미세 유체 제어 장치 및 이를 이용한 미세 액적의 병합 방법
Microfluidic Device for Merging Micro-droplets and Method for Merging Micro-droplets Using Same
특허 요약
본 발명은 미세 유체 제어 장치 및 이를 이용한 미세 액적의 병합 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 간단하고 짧은 미세 채널 구조를 이용하여 효율적으로 미세 액적의 유동을 제조할 수 있으며, 미세 액적들의 병합과 화학 반응을 한번에 처리할 수 있어 미세유체칩 구조를 더욱 단순화할 수 있다. 이에 따라, 여러 가지 전처리 및 분석 과정을 칩 상에 집적화하여 고속 및 고효율로 처리할 수 있는 랩온어칩(lab-on-a-chip)으로의 적용이 가능하다. 또한, 화학 반응 생성물의 입자 크기를 제어할 수 있어 나노 단위의 제어가 필요한 정밀 화학 분야에 효과적으로 적용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

제1 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제1 유체 액적을 형성하는 제1 유체 채널;제2 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제2 유체 액적을 형성하는 제2 유체 채널;상기 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적이 교대로 유동하는 유동 채널; 및 상기 유동 채널을 140 내지 230mW 세기의 레이저빔(laser beam) 조사에 의해 국지적으로 가열하여 선행하는 유체 액적의 유동을 정지시켜 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 병합 및 반응을 유도하는 병합부를 포함하는 미세 유체 제어 장치로서, 상기 국지적인 가열 영역이 상기 제1 및 제2 유체 액적의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치.

2

제 1 항에 있어서,제1 유체를 주입하기 위한 제1 유체 주입구; 및 제2 유체를 주입하기 위한 제2 유체 주입구를 포함하는, 미세 유체 제어 장치.

3

제 2 항에 있어서,상기 제1 유체 주입구 및 제2 유체 주입구가 각각 공급 펌프에 연결된 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치.

4

제 1 항에 있어서,상기 연속상을 유동 채널 내에 주입하는 연속상 주입 채널; 및 연속상을 상기 연속상 주입 채널에 주입하기 위한 연속상 주입구를 포함하는, 미세 유체 제어 장치.

5

제 1 항에 있어서,상기 유동 채널에 연속상을 주입하여 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 간격을 조절하는 제2 연속상 주입 채널을 추가로 포함하는, 미세 유체 제어 장치.

6

삭제

7

삭제

8

제 1 항에 있어서,상기 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 평균 직경이 70 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치

9

제 1 항에 있어서,상기 연속상이 올레산(oleic acid), 실리콘 오일(silicon oil), FC-40 오일, 헥사디케인(hexadecane) 및 식용류로 구성된 군에서 선택된 1종 이상과 잉크의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치.

10

제 1 항에 있어서,상기 제1 유체 및 제2 유체가 수용액 또는 수분산체인 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치.

11

제 1 항에 있어서,상기 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 반응이 흡열 반응인 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치.

12

미세 유체 제어 장치를 이용하여 미세 액적을 병합하는 방법으로서,제1 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제1 유체 액적을 형성하는 단계;제2 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제2 유체 액적을 형성하되, 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적이 교대로 유동하도록 하는 단계; 및상기 유동 채널을 140 내지 230mW 세기의 레이저빔(laser beam) 조사에 의해 국지적으로 가열하여 선행하는 유체 액적의 유동을 정지시켜 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 병합 및 반응을 유도하는 단계;를 포함하는 미세 액적의 병합 방법으로서, 상기 국지적인 가열 영역이 상기 제1 및 제2 유체 액적의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 미세 액적의 병합 방법.

13

제 12 항에 있어서,상기 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 간격을 조절하기 위하여 유동 채널에 연속상을 주입하는 단계를 추가로 포함하는, 미세 액적의 병합 방법.

14

삭제

15

미세 유체 제어 장치를 이용한 화학 반응 생성물의 입경을 제어하는 방법으로서,제1 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제1 유체 액적을 형성하는 단계;상기 제1 유체와 반응하여 나노입자를 생성할 수 있는 제2 유체를 연속상이 유동하는 유동 채널에 주입하여 유동 채널 내에 제2 유체 액적을 형성하되, 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적이 교대로 유동하도록 하는 단계; 및상기 유동 채널을 140 내지 230mW 세기의 레이저빔(laser beam) 조사에 의해 국지적으로 가열하여 선행하는 유체 액적의 유동을 정지시켜 제1 유체 액적 및 제2 유체 액적의 병합과 화학 반응을 유도하는 단계;를 포함하되,상기 가열의 세기를 제어하여 제1 유체 액적과 제2 유체 액적의 화학 반응으로 생성된 나노입자의 입자 크기를 제어하고, 상기 국지적인 가열 영역이 상기 제1 및 제2 유체 액적의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 미세 유체 제어 장치를 이용한 화학 반응 생성물의 입경 제어 방법.