KR101605947B1 - 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포 배양 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일 세포 기반 세포 배양 환경을 제공하는 세포 배양 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 대량의 단일 세포를 포함하는 제1 액체가 흐르도록 형성된 제1 유로; 제2 액체가 흐르고 중간에 상기 제1 액체가 상기 제2 액체와 합류하도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로; 상기 제1 유로의 상류 쪽 끝단에 연결되고 상기 단일 세포 각각에 특정 유전자를 전달하여 형질전환을 유도하는 유전자 전달부; 및 상기 제2 유로의 하류 쪽 끝단에 연결되는 세포 배양부를 포함하며, 상기 제1 액체는 상기 제1 유로에서 상기 제2 유로로 유입되면서 제2 액체와 상호작용하여 내부에 하나의 단일 세포를 포함하는 미세 액적을 연속적으로 형성하며, 세포 배양부는 상기 제2 유로로부터 공급된 상기 다수의 미세 액적을 수용하여 단일 세포를 배양하며, 전기 영동법 등을 이용하여 성공적으로 배양된 미세 조류가 존재하는 미세 액적만을 선별하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템 및 이를 이용하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법이 제공된다.

Description

미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CULTURING SINGLE CELL IN FINE DROPLET}
본 발명은 세포 배양 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단일 세포 기반 세포 배양 환경을 제공하는 세포 배양 시스템 및 방법에 관한 것이다.
액적 내에서 세포를 배양하는 기술이 기재된 선행특허문헌으로서, 등록특허 제10-1341572호에는 세포 배양 용구를 세포가 배양된 배양액에 침지시켜서 배양액이 세포 배양 용구 내 중공형관에서 액적을 형성하는 세포 배양 방법이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래의 액적 내 세포 배양 기술은 액적 내에 다수의 세포가 포함되기 때문에, 배양된 세포들 사이에 동질성(homogeneity)이 유지되지 않는다. 세포의 동질성을 유지하기 위해서는 단일 세포에 기반한 세포 배양 환경을 조성하는 것이 필요한다.
본 발명의 목적은 단일 세포에 기반한 최적의 세포 배양 환경을 제공하고 성공적으로 배양된 세포만을 분리해 내는 세포 배양 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
대량의 단일 세포를 포함하는 제1 액체가 흐르도록 형성된 제1 유로; 제2 액체가 흐르고 중간에 상기 제1 액체가 상기 제2 액체와 합류하도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로; 상기 제1 유로의 상류 쪽 끝단에 연결되고 상기 단일 세포 각각에 특정 유전자를 전달하여 형질전환을 유도하는 유전자 전달부; 및 상기 제2 유로의 하류 쪽 끝단에 연결되는 세포 배양부를 포함하며, 상기 제1 액체는 상기 제1 유로에서 상기 제2 유로로 유입되면서 제2 액체와 상호작용하여 내부에 하나의 단일 세포를 포함하는 미세 액적을 연속적으로 형성하며, 세포 배양부는 상기 제2 유로로부터 공급된 상기 다수의 미세 액적을 수용하여 단일 세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템이 제공된다.
상기 유전자 전달부는 상기 제1 액체에 포함된 단일 세포들을 개별적으로 포획하는 단일 세포 포획 수단과 포획된 상기 단일 세포 각각에 유전자 벡터를 전달하는 유전자 전달 수단을 구비할 수 있다.
상기 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템은 상기 세포 배양부로부터 하류 쪽으로 연장되는 연결로와, 상기 연결로로부터 분기되어 연장되는 분기 배출로와, 상기 연결로와 상기 분기 배출로의 연결 부분에 위치하며 상기 세포 배양부로부터 배출되는 다수의 미세 액적들 중 정상 배양된 세포를 포함하는 미세 액적을 상기 분기 배출로로 유도하는 액적 분류 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 액적 분류 수단은 전기영동분리 기법을 사용할 수 있다.
상기 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템은 상기 연결로의 개폐 상태를 제어하는 밸브부를 더 포함할 수 있다.
상기 밸브부는 외부 공기압에 의해 변형되어서 상기 연결로를 개폐하는 멤브레인을 구비할 수 있다.
상기 세포 배양부의 두께는 상기 미세 액적의 지름에 대응하거나 그 이상일 수 있다.
상기 제1 유로는 상기 제 2유로에 직각을 이루면서 연결될 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
내부에 배양 대상인 하나의 단일 세포을 포함하는 미세 액적을 생성하는 미세 액적 생성 단계; 및 상기 단일 세포를 상기 미세 액적 내에 포함된 상태로 배양하는 세포 배양 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법이 제공된다.
상기 미세 액적 생성 단계는 상기 단일 세포를 포함하는 제1 액체를 제2 액체의 흐름 상에 유입시킴으로써 수행될 수 있다.
상기 제1 액체는 세포 배양을 위한 배지와 항생제를 더 포함하는 물일 수 있다.
상기 제2 액체는 오일일 수 있다.
상기 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법은 상기 미세 액적 생성 단계 수행 전에 상기 단일 세포에 유전자를 전달하는 유전자 전달 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법은 상기 유전자 전달 단계 수행 전에 상기 제1 액체에 포함된 다수의 단일 세포들 각각을 개별적으로 포획하는 단일 세포 포획 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법은 상기 세포 배양 단계 수행 후에 상기 다수의 미세 액적들을 내부의 세포 배양 상태에 따라서 분류하는 분류 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 분류 단계는 전기영동분리 기법으로 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적이 모두 달성될 수 있다. 구체적으로는 단일 세포와 배지를 포함하는 제1 액체가 오일과 같은 제2 액체의 흐름에 유입됨으로써, 하나의 단일 세포를 포함하는 제1 액체의 미세 액적이 연속적으로 생성될 수 있으므로, 단일 세포에 기반한 세포 배양 환경을 효과적을 형성할 수 있게 된다.
또한, 미세 액적 내에서 단일 세포로 출발한 세포 배양이 이루어지므로, 세포의 동질성이 유지되고, 액상에서의 세포 시드(seed)를 제공하기 때문에 대용량 스케일에서의 세포 배양 성공률을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 유전자 전달부를 확대하여 도시한 도면으로서, 다수의 단일 세포가 포획된 상태를 함께 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 액적 형성부를 확대하여 도시한 도면으로서, 액적이 형성되는 상태를 함께 도시한 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 세포 배양부를 확대하여 도시한 도면으로서, 액적 내에서 세포가 배양되는 상태를 함께 도시한 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 밸브부를 확대하여 도시한 측단면도로서, 폐쇄된 상태를 도시한 것이다.
도 6은 도 5의 밸브부가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 액적 분류부를 확대하여 도시한 도면으로서, 액적이 분류되는 상태를 함께 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템(이하, '단일 세포 배양 시스템')이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 세포 배양 시스템(100)은 액적 형성 액체 도입로(110)와, 유전자 전달부(120)와, 제1 유로(126)와, 제2 유로(130)와, 세포 배양부(150)와, 연결로(155)와, 밸브부(160)와, 분기 배출로(170)와, 액적 분류 수단(190)을 포함한다. 단일 세포 배양 시스템(100)의 각 유로(110, 126, 130, 155, 170)는 미세 유로로 형성된다. 단일 세포 배양 시스템(100)은 단일 세포에 특정 유전자를 전달하고 이를 미세 액적 내에서 배양한 후 다수의 액적들을 세포 배양 성공 여부에 따라 분류한다.
액적 형성 액체 도입로(110)는 미세 유로로서, 대체로 직선으로 연장되어서 미세 액적을 형성하는 액체인 제1 액체(도 2와 도 3의 W)가 주입되는 제1 주입구(111)와 유전자 전달부(120)를 연결한다. 액적 형성 액체 도입로(110)를 통해 제1 주입구(111)로부터 주입된 제1 액체(W)가 유전자 전달부(120)로 유입된다. 본 실시예에서 제1 액체(W)는 배양 대상인 단일 세포를 다수 포함하는 유체로서, 본 실시예에서는 배양에 필요한 배지와 항생제 등을 함께 포함하는 물인 것으로 설명한다. 본 실시예에서는 배양 대상 단일 세포가 미세 조류인 것으로 설명한다.
유전자 전달부(120)는 액적 형성 액체 도입로(110)의 하류 쪽 끝단에 연결된다. 유전자 전달부(120)는 액적 형성 액체 도입로(110)로부터 유입된 제1 액체(W)에 포함된 단일 세포(C)들을 개별적으로 포획하여 각 단일 세포에 특정 유전자를 전달한다. 유전자 전달부(120)는 도시되지는 않았으나 단일 세포 포획 수단과 유전자 전달 수단을 구비한다. 단일 세포 포획 수단은 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 단일 세포(C)를 포획하여 배치하는데, 예를 들어 등록특허 제10-1328591호에 개시된 단일 세포 포획 수단이 사용될 수 있다. 유전자 전달 수단은 도 2에 도시된 바와 같이 포획된 다수의 단일 세포(C) 각각에 특정 유전자를 전달한다. 유전자 전달 수단으로는 다양한 수단이 이용될 수 있는데, 예를 들면 포획된 단일 세포 각각에 대응하는 나노 니들을 이용하여 유전자를 단일 세포에 삽입할 수 있다. 유전자 전달부(120) 내의 제1 액체(W)는 제1 유로(126)를 통해 배출된다.
제1 유로(126)는 미세 유로로서, 유전자 전달부(120)로부터 배출된 제1 액체(W)가 흐른다. 제1 유로(126)의 상류와 하류 쪽 끝단은 각각은 유전자 전달부(120) 및 제2 유로(130)와 연결된다. 제1 유로(126)에 흐르는 제1 액체(W)는 유전자가 삽입된 단일 세포(C)를 포함한다.
제2 유로(130)는 제2 액체(도 3의 O)가 흐르는 미세 유로로서, 대체로 직선으로 연장되어서 제2 액체(O)가 주입되는 제2 주입구(도 1의 131)와 세포 배양부(150)를 연결한다. 제2 유로(130) 상에 제1 유로(126)의 하류 쪽 끝단이 대체로 직각을 이루면서 연결된다. 제1 유체(W)는 제1 유로(126)로부터 제2 유로(130)로 배출되면서 제2 액체(O) 내에서 액적(D)을 생성한다. 액적은 이론적으로 Rayleigh-Plateau instability에 의한 유체의 섭동에 의해 형성되는 것으로 설명될 수 있다. 제2 액체(O)는 제1 액체(W)의 액적 형성을 유도하고 액적의 원활한 이동을 유도한다. 바람직하기로는 액적(D)은 내부에 하나의 단일 세포(C)를 포함하는데, 경우에 따라서는 단일 세포(C)를 포함하지 않을 수도 있다. 이와 같은 구성에 의해 단일 세포 방출 및 미세 액적 생성을 연속 공정으로 수행할 수 있으므로 미세 액적 내에 단일 세포가 고속으로 포획될 수 있다. 또한, 미세 액적은 균일 한 크기와 동일한 액적 내 성분 조성을 조절할 수 있기 때문에 단일 세포 기반 세포 배양 환경을 제공할 수 있다. 제2 유로(130)를 통해 세포 배양부(150)로 이동한다.
세포 배양부(150)는 제2 유로(130)의 하류 쪽 끝단에 연결된 챔버 형태이다.세포 배양부(150)에는 제2 유로(130)를 통해 공급된 대량의 미세 액적(D)이 채워져서 미세 액적(D) 내의 형질 전환 유전자가 삽입된 단일 세포에 대한 장시간 배양이 수행된다. 세포 배양부(150)의 두께는 미세 액적(D)의 지름에 대응하거나 그 이상으로 형성되어서, 세포 배양부(150) 내에서 미세 액적(D)은 단일 층 혹은 다층을 이루면서 넓게 분포된다. 액적은 하나의 독립된 생물 반응기의 역할 수행하며, 효과적으로 유전자가 삽입된 단일 세포는 장시간 배양이 되지만, 그렇지 않은 단일 세포는 세포 괴사를 유도할 수 있다. 실제 Agar-plate 고체상에서 형질 전환 미세조류 배양이 이루어질 경우 종에 따라 1-2개월까지 걸리는 시간을 미세 액적을 이용하여 액상에서 더욱 짧은 시간에 소량으로 스크리닝 할 수 있게 된다.
연결로(155)는 미세 유로로서, 세포 배양부(150)로부터 하류 쪽을 따라서 길게 연장된다. 연결로(155)의 하류 쪽 끝단에는 제1 배출구(156)가 마련된다. 즉, 연결로(155)는 세포 배양부(150)로부터 제1 배출구(156)까지 연장된 미세 유로를 의미한다. 제1 배출구(156)를 통해 세포 배양이 이루어지지 않은 액적이 외부로 배출된다. 연결로(155) 상에 밸브부(160)와 액적 분류 수단(190)이 액체 흐름 방향을 따라서 차례대로 배치된다.
밸브부(160)는 연결로(155) 상에서 설치되며, 액적 분류 수단(190)보다는 상류 쪽에 위치한다. 밸브부(160)는 연결로(155)를 개폐한다. 도 5를 참조하면, 밸브부(160)는 공기압 밸브로서, 공기압의 변화에 의해 변형되어서 연결로(155)를 개폐하는 PDMS 멤브레인(161)을 구비한다. 도 5는 밸브부(160)가 폐쇄된 상태를 도시한 것이고, 도 6은 밸브부(160)가 개방된 상태를 도시한 것이다. 세포 배양부(150)에서 세포 배양 과정이 수행될 때는 밸브부(160)는 도 5에 도시된 바와 같이 폐쇄되고, 세포 배양 과정이 완료되면 밸브부(160)는 도 6에 도시된 바와 같이 개방되어서 액적(D)과 제2 액체(O)가 하류 쪽으로 이동하게 된다.
분기 배출로(170)는 미세 유로로서, 액적 분류수단(190)이 위치하는 부분에서 연결로(155)로부터 분기되어서 연장된다. 분기 배출로(170)를 통해서는 성공적으로 배양된 단일 세포를 포함하는 미세 액적이 연결로(155)로부터 이탈하여 흐른다. 분기 배출로(170)의 하류 쪽 끝단에는 성공적으로 배양된 단일 세포를 포함하는 미세 액적이 배출되는 제2 배출구(171)가 마련된다. 제2 배출구(171)를 통해 배출되어서 수집된 미세 액적 내 단일 세포는 벤치-스케일(bench-scale) 배양에 사용된다.
액적 분류 수단(190)은 분기 배출로(170)가 연결로(155)로부터 분기되는 지점에 위치하여 연결로(155)를 지나가는 대량의 미세 액적(D) 중에서 세포 배양에 성공한 미세 액적이 분리 배출로(170)로 유입되도록 유도한다. 본 실시예에서 액적 분류 수단(190)은 정기영동분리 기법을 이용한다.
도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법은 단일 세포 포획 단계(S10)와, 유전자 전달 단계(S20)와, 미세 액적 생성 단계(S30)와, 세포 배양 단계(S40)와, 분류 단계(S50)를 포함한다. 이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 세포 배양 방법이 도 1 내지 도 7에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 세포 배양 시스템을 함께 참조하여 설명된다.
단일 세포 포획 단계(S10)에서는 다수의 배양 대상 단일 세포를 포함하는 제1 액체에서 단일 세포들이 개별적으로 포획된다. 단일 세포 포획 단계(S10)는 도 1과 도 2에 도시된 유전자 전달부(120)의 단일 세포 포획 수단에 의해 수행될 수 있다. 단일 세포 포획 단계(S10) 후에는 유전자 전달 단계(S20)가 수행된다.
유전자 전달 단계(S20)에서는 포획된 단일 세포 각각에 특정 유전자가 전달된다. 이는 포획된 단일 세포에 다양한 유전자를 삽입함으로써 수행될 수 있다. 유전자 전달 단계(S20)는 도 1과 도 2에 도시된 유전자 전달부(120)의 유전자 전달 수단에 의해 수행될 수 있다. 유전자 전달 단계(S20) 후에는 미세 액적 생성 단계(S30)가 수행된다.
미세 액적 생성 단계(S30)에서는 제1 액체로 미세 액적을 생성한다. 미세 액적은 내부에 하나의 단일 세포를 포함한다. 단일 세포를 포함하는 미세 액적은 도 3에 도시된 바와 같이 오일과 같은 제2 액체의 흐름으로 제1 액체를 배출함으로써 생성된다. 미세 액적 생성 단계(S30) 후에는 세포 배양 단계(S40)가 수행된다.
세포 배양 단계(S40)에서는 미세 액적 내에 포함된 유전자 전달에 의해 형질전환된 단일 세포에 대한 배양이 이루어진다. 미세 액적은 하나의 독립된 생물 반응기의 역할을 수행하며, 항생제 내성 유전자가 삽입된 단일 세포의 경우, 항생제 배양 조건에서 장시간 배양이 이루어지지만, 그렇지 않은 단일 세포는 세포 괴사가 유도된다. 세포 배양 단계(S40) 후에는 분류 단계(S50)가 수행된다.
분류 단계(S50)에서는 대량의 미세 액적 중 세포 배양에 성공한 미세 액적과 그렇지 않은 미세 액적이 나누어진다. 분류 단계(S50)는 전기영동분리 기법을 이용하는 도 7에 도시된 액적 분류 수단(190)을 통해 수행된다.
이상 실시예들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 단일 세포 배양 시스템 110 : 액정 형성 액체 도입로
111 : 제1 주입구 120 : 유전자 전달부
126 : 제1 유로 130 : 제2 유로
131 : 제2 주입구 150 : 세포 배양부
155 : 연결로 156 : 제1 배출구
160 : 밸브부 161 : 멤브레인
170 : 분기 배출로 171 : 제2 배출구
190 : 액적 분류 수단

Claims (13)

  1. 대량의 단일 세포를 포함하는 제1 액체가 흐르도록 형성된 제1 유로;
    제2 액체가 흐르고 중간에 상기 제1 액체가 상기 제2 액체와 합류하도록 상기 제1 유로와 연결되는 제2 유로;
    상기 제1 유로의 상류 쪽 끝단에 연결되고 상기 단일 세포 각각에 특정 유전자를 전달하여 형질전환을 유도하는 유전자 전달부; 및
    상기 제2 유로의 하류 쪽 끝단에 연결되는 세포 배양부를 포함하며,
    상기 제1 액체는 상기 제1 유로에서 상기 제2 유로로 유입되면서 제2 액체와 상호작용하여 내부에 하나의 단일 세포를 포함하는 미세 액적을 연속적으로 형성하며,
    상기 세포 배양부는 상기 제2 유로로부터 공급된 다수의 미세 액적을 수용하여 단일 세포를 배양하며,
    상기 유전자 전달부는 상기 제1 액체에 포함된 단일 세포들을 개별적으로 포획하는 단일 세포 포획 수단과 포획된 상기 단일 세포 각각에 유전자 벡터를 삽입하여 전달하는 유전자 전달 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 세포 배양부로부터 하류 쪽으로 연장되는 연결로와, 상기 연결로로부터 분기되어 연장되는 분기 배출로와, 상기 연결로와 상기 분기 배출로의 연결 부분에 위치하며 상기 세포 배양부로부터 배출되는 다수의 미세 액적들 중 정상 배양된 세포를 포함하는 미세 액적을 상기 분기 배출로로 유도하는 액적 분류 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 액적 분류 수단은 전기영동분리 기법을 사용하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결로의 개폐 상태를 제어하는 밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 밸브부는 외부 공기압에 의해 변형되어서 상기 연결로를 개폐하는 멤브레인을 구비하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 세포 배양부의 두께는 상기 미세 액적의 지름에 대응하거나 그 이상인 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 유로는 상기 제 2유로에 직각을 이루면서 연결되는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 시스템.
  9. 제1 액체에 포함된 다수의 단일 세포들 각각을 개별적을 포획하는 단일 세포 포획 단계;
    상기 단일 세포에 유전자를 삽입하여 전달하는 유전자 전달 단계;
    내부에 배양 대상인 하나의 단일 세포을 포함하는 미세 액적을 생성하는 미세 액적 생성 단계;
    상기 단일 세포를 상기 미세 액적 내에 포함된 상태로 배양하는 세포 배양 단계; 및
    다수의 미세 액적들을 내부의 세포 배양 상태에 따라서 분류하는 분류 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 미세 액적 생성 단계는 상기 단일 세포를 포함하는 제1 액체를 제2 액체의 흐름 상에 유입시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 액체는 세포 배양을 위한 배지와 항생제를 더 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 액체는 오일인 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 분류 단계는 전기영동분리 기법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 미세 액적 내 단일 세포 배양 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20080166793A1 (en) 2007-01-04 2008-07-10 The Regents Of The University Of California Sorting, amplification, detection, and identification of nucleic acid subsequences in a complex mixture
US20120196288A1 (en) 2011-01-27 2012-08-02 Lawrence Livermore National Security, Llc Chip-Based Droplet Sorting

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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NATURE PROTOCOLS, Vol. 8, pp 870-891 (2013.04.04)*
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