입자, 세포 및 액적의 회전 장치 및 이의 조작 방법
Device for Rotational Manipulation of Particles, Cell and Droplet and Control Method of the Same
특허 요약
본 발명은 음향파를 이용해 유체 또는 유체 내부의 미세입자를 원하는 곳으로 이동시키기 위한 음향파 전달 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 내에 존재하는 주변 액체와 친화도가 낮은 액체 또는 친화도가 낮은 막으로 감싸진 액체 액적을 음향파를 통해 회전시켜 액적 내부의 입자의 위치를 조절하는 방법과 이 방법에 필요한 장치에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
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제 9항에 있어서,상기 회전 방법은, 복수의 상기 제2 유체 각각을 동시에 고정 또는 회전시키는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.

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음향파을 발생시키는 음향파 발생부;상기 음향파가 가해지는 액체가 수용된 유체부; 및상기 음향파를 상기 유체부로 전달하는 전달부를 포함하되, 상기 유체부는, 상기 액체와 경계면을 통해 구획되는 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상을 포함하고,상기 액체를 제1 유체, 상기 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상을 제2 유체로 정의할 때,상기 제1 유체와 상기 제2 유체의 경계면의 물성 차이를 이용해 상기 제2 유체를 회전시키도록 상기 제1 유체가 친수성 또는 소수성 중 어느 하나면, 상기 제2 유체는 친수성 또는 소수성 중 다른 하나인 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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음향파을 발생시키는 음향파 발생부;상기 음향파가 가해지는 액체가 수용된 유체부; 및상기 음향파를 상기 유체부로 전달하는 전달부를 포함하되, 상기 유체부는, 상기 액체와 경계면을 통해 구획되는 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상을 포함하고,상기 액체를 제1 유체, 상기 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상을 제2 유체로 정의할 때,상기 제1 유체와 제2 유체가 친수성 또는 소수성 중 같은 성질인 경우 계면활정제를 통해 제1 유체와 제2 유체의 경계를 형성하는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 1항에 있어서, 상기 유체부는, 내부에 상기 액체가 유동하는 미세 유체 채널이 형성된 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 1항에 있어서, 상기 유체부는, 내부에 상기 액체가 수용되는 제1 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 1항에 있어서, 상기 유체부는, 내부에 액적을 포함하는 유체가 수용된 제1 챔버;상기 제1 챔버의 하측에 구비되며, 커플링 유체가 수용된 제2 챔버를 포함하고, 상기 커플링 유체는, 상기 전달부의 음향파를 상기 유체에 전달하도록 물, 물의 밀도를 달리하기 위한 화학물을 포함하는 혼합물, 세포배양액, PBS 또는 오일 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 1항에 있어서, 상기 전달부는, 상기 음향파 발생부의 음향파가 전달되는 신호변환부;상기 신호변환부가 구비되며, 상기 신호변환부의 음향파에 의해 진동을 유발하는 압전기판을 포함하고, 상기 신호변환부는, 직선형 또는 나선형으로 이루어진 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 7항에 있어서, 상기 신호변환부는, 상기 유체부를 사이에 두고 한 쌍이 이격 배치 또는, 상기 유체부를 중심에 두고 방사상으로 짝수 개가 등 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치.

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제 1항 또는 제 3항의 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법에 있어서,상기 회전 방법은, 상기 음향파를 통해 액체인 제1 유체 내의 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상인 제2 유체를 회전시켜 상기 제2 유체 내부의 입자 위치를 조작하는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.

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제 9항에 있어서,상기 전달부는 상기 음향파 발생부의 음향파가 전달되는 신호변환부와, 상기 신호변환부가 구비되며 상기 신호변환부의 음향파에 의해 진동을 유발하는 압전기판을 포함하고,상기 회전 방법은, 상기 신호변환부에 인가되는 전압의 세기에 따라 상기 제2 유체를 제어하며, 제1 입계전압 이상의 전압을 신호변환부에 인가하여 상기 제2 유체를 회전시키는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.

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제 11항에 있어서,상기 회전 방법은, 상기 제1 입계전압 이상의 전압과 상기 제1 입계전압 미만의 전압을 신호변환부에 교번 전달하여 상기 제2 유체의 회전속도를 가속하는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.

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음향파을 발생시키는 음향파 발생부와, 상기 음향파가 가해지는 액체가 수용된 유체부와, 상기 음향파를 상기 유체부로 전달하는 전달부를 포함하되, 상기 유체부는 상기 액체와 경계면을 통해 구획되는 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 전달부는 상기 음향파 발생부의 음향파가 전달되는 신호변환부와 상기 신호변환부가 구비되며 상기 신호변환부의 음향파에 의해 진동을 유발하는 압전기판을 포함하는 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법에 있어서,상기 회전 방법은, 상기 음향파를 통해 액체인 제1 유체 내의 액적, 세포, 오가노이드, 버블 또는 바이오필라멘트 중 적어도 하나 이상인 제2 유체를 회전시켜 상기 제2 유체 내부의 입자 위치를 조작하되,상기 신호변환부에 인가되는 전압의 세기에 따라 상기 제2 유체를 제어하며, 제1 입계전압 이상의 전압을 신호변환부에 인가하여 상기 제2 유체를 회전시키고,상기 회전 방법은, 상기 제1 입계전압 이상의 전압을 신호변환부에 전달한 상태에서 상기 제1 입계전압보다 큰 제2 입계전압 이상의 전압을 신호변환부에 전달하여 상기 제2 유체 내부의 입자 위치를 조작하는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.

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제 13항에 있어서,상기 회전 방법은,상기 제2 입계전압 이상의 전압을 신호변환부에 전달하여 상기 제2 유체를 일정속도 이상으로 회전시켜 제2 유체 내부의 입자 중 상기 제2 유체보다 밀도가 높은 입자는 경계면으로 이동시키고, 밀도가 낮은 입자는 중앙으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 입자, 세포 및 액적의 회전 장치를 이용한 회전 방법.