KR102431519B1 - Cell chip wih concentration gradients including nano structure, manufacturing method thereof and apparatus for image analysis using the same - Google Patents

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KR102431519B1 KR1020150020171A KR20150020171A KR102431519B1 KR 102431519 B1 KR102431519 B1 KR 102431519B1 KR 1020150020171 A KR1020150020171 A KR 1020150020171A KR 20150020171 A KR20150020171 A KR 20150020171A KR 102431519 B1 KR102431519 B1 KR 102431519B1
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Abstract

본 발명의 실시예에 따라, 나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩 및 이의 제조 방법이 제공된다. 상기 농도구배 세포칩은 유체가 유입되는 유입부, 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 농도구배 채널, 챔버 및 상기 챔버 내의 유체가 배출되는 유출부를 포함하는 기판; 상기 기판에 부착되어, 상기 유입부, 상기 유출부 및 상기 농도구배 채널 중 적어도 하나를 외부로부터 보호하는 필름; 및 세포 성장이 촉진되도록 상기 챔버 내에 배치되는 나노구조물을 포함하며, 상기 유입부, 상기 농도구배 채널, 상기 챔버 및 상기 유출부는 기판의 표면으로부터 함몰되거나 관통하여 구현될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a concentration gradient cell chip including a nanostructure and a method for manufacturing the same are provided. The concentration gradient cell chip may include: a substrate including an inlet through which a fluid is introduced, a concentration gradient channel through which the concentration is diluted while the fluid moves, a chamber and an outlet through which the fluid in the chamber is discharged; a film attached to the substrate to protect at least one of the inlet part, the outlet part, and the concentration gradient channel from the outside; and a nanostructure disposed in the chamber to promote cell growth, wherein the inlet, the concentration gradient channel, the chamber, and the outlet may be realized by being recessed or penetrating from the surface of the substrate.

Description

나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 영상 분석 장치{CELL CHIP WIH CONCENTRATION GRADIENTS INCLUDING NANO STRUCTURE, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND APPARATUS FOR IMAGE ANALYSIS USING THE SAME}Concentration gradient cell chip including nanostructure, manufacturing method thereof, and image analysis apparatus using the same

본 발명은 농도구배 세포칩 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 농도구배 구조 및 나노구조물을 형성하여 세포 배양 및 세포 성장을 촉진할 수 있는 농도구배 세포칩, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 영상 분석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a concentration gradient cell chip and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a concentration gradient cell chip capable of promoting cell culture and cell growth by forming a concentration gradient structure and a nanostructure, a method for manufacturing the same, and image analysis using the same It's about the device.

본 발명은 산업통상자원부 한국산업기술평가관리원의 산업융합원천기술개발사업의 지원을 받아 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 10042924, 연구과제명: "복합구배(나노구조구배-농도구배) 기술을 이용한 줄기세포 최적 배양조건 초고속 자동 스크리닝 시스템 시제품 개발"].The present invention is derived from research conducted with the support of the Industrial Convergence Source Technology Development Project of the Korea Institute of Industrial Technology Evaluation and Management of the Ministry of Trade, Industry and Energy [Project Unique Number: 10042924, Research Project Name: "Complex Gradient (Nanostructure Gradient - Concentration Gradient) ) Development of a prototype of an ultra-fast automatic screening system for optimal culture conditions for stem cells using technology"].

미세유체 칩은 미세유체 채널을 통해 유체를 흘려 보내 여러 가지 실험 조건을 동시에 수행할 수 있는 기능을 가지고 있다. 구체적으로, 플라스틱, 유리, 실리콘 등의 기판(또는 칩 재료)을 이용하여 미세 채널을 만들고, 이러한 채널을 통해 유체(예를 들어, 액체 시료, 세포 배양액 등)를 이동시킨 후, 미세유체 칩 내의 복수의 챔버에서 예를 들어, 세포 등과 서로 혼합 및 반응하게 할 수 있다. 이와 같이, 종래에 실험실에서 행해지던 실험들을 작은 칩 내에서 수행한다는 점에서, 미세유체 칩은 "랩-온-어-칩"(lab-on-a-chip)이라 불리기도 한다. The microfluidic chip has the ability to simultaneously perform various experimental conditions by flowing a fluid through the microfluidic channel. Specifically, a microchannel is made using a substrate (or chip material) such as plastic, glass, or silicon, and a fluid (eg, a liquid sample, a cell culture solution, etc.) is moved through the channel, and then the In a plurality of chambers, for example, cells and the like may be mixed and reacted with each other. As such, the microfluidic chip is also called "lab-on-a-chip" in that experiments conventionally performed in a laboratory are performed in a small chip.

미세유체 칩은 제약, 생물공학, 의학 등의 분야에서 비용과 시간절감의 효과를 창출해낸 것은 물론, 정확도와 효율성, 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들어, 미세유체 칩을 사용함으로 세포 배양과 증식, 분화 등에 사용되는 값비싼 시약들의 사용량을 기존의 방법보다 현저히 줄일 수 있어 상당한 비용을 절감할 수 있다. 뿐만 아니라, 단백질 샘플이나 세포 샘플도 기존의 방법보다 훨씬 적은 양이 사용되고 또한 이를 이용하여 영상 분석이 가능하므로, 샘플의 사용량이나 소모량 및 분석시간을 줄일 수 있다.Microfluidic chips have created cost and time-saving effects in fields such as pharmaceuticals, biotechnology, and medicine, as well as increase accuracy, efficiency, and reliability. For example, by using a microfluidic chip, the amount of expensive reagents used for cell culture, proliferation, and differentiation can be significantly reduced compared to the conventional method, thereby significantly reducing costs. In addition, since a protein sample or cell sample is used in a much smaller amount than the conventional method and image analysis is possible using the same, the amount of sample used or consumed, and analysis time can be reduced.

특히, 종래에는 미세유체 칩을 통하여 세포 배양을 하는 경우 인체 내의 혈관 모델의 모사를 통해 더 정확한 인체 내부의 세포 배양 모델을 만들어 분화 관찰하는 것을 포함하여 배양액의 배합 농도를 다양하게 하는 하거나 새로운 영양분을 주입하는 화학적인 방법과 세포가 자라는 스캐폴드나 칩 표면의 모양을 변화하여 세포 배양 표면의 기계적 힘을 조절할 수 있는 물리적인 방법이 있다. 그러나 종래의 화학적인 방법에 따르면, 다양한 패턴의 표면을 가진 스캐폴드를 구현할 수 없어, 세포증식 및 분화의 한계가 있으며, 화학적인 변화가 수행하기 위한 시간과 시료의 비용이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 물리적인 방법에 따르면, 다양한 패턴에 따른 세포 배양이 따로따로 이루어져서, 정확한 세포 배양 실험의 한계가 있으며, 세포 배양에서 시간 및 시료 소모가 큰 문제가 있었다.In particular, in the case of cell culture using a microfluidic chip in the prior art, a more accurate cell culture model inside the human body is made through imitation of a blood vessel model in the human body, and the concentration of the culture medium is varied, including observation of differentiation, or new nutrients are added. There is a chemical method of injection and a physical method that can control the mechanical force of the cell culture surface by changing the shape of the surface of the scaffold or chip on which the cells grow. However, according to the conventional chemical method, it is not possible to implement a scaffold having a surface of various patterns, there is a limit to cell proliferation and differentiation, there was a problem that the time and cost of the sample to perform the chemical change increases. In addition, according to the conventional physical method, cell culture according to various patterns is separately performed, so there is a limit to an accurate cell culture experiment, and there is a problem in that time and sample consumption are large in cell culture.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 농도구배 세포칩, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 영상 분석 장치가 요구된다.Therefore, there is a need for a concentration gradient cell chip, a method for manufacturing the same, and an image analysis apparatus using the same to solve these problems.

국내 공개특허공보 제10-2014-0128547호(2014.11.06. 공개)Domestic Patent Publication No. 10-2014-0128547 (published on November 6, 2014) 국내 등록특허공보 제10-1468001호(2014.12.02. 공고)Domestic Registered Patent Publication No. 10-1468001 (2014.12.02. Announcement)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 세포 주입부 및 나노구조물을 형성하여 세포 배양 및 세포 성장을 촉진할 수 있는 농도구배 세포칩, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 영상 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and to provide a concentration gradient cell chip capable of promoting cell culture and cell growth by forming a cell injection unit and a nanostructure, a manufacturing method thereof, and an image analysis apparatus using the same do.

본 발명의 일 실시예에 따라, 나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩이 제공된다. 상기 농도구배 세포칩은 유체가 유입되는 복수의 유입부, 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 복수의 농도구배 채널, 복수의 챔버 및 상기 각 챔버 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부를 포함하는 기판; 상기 기판에 부착되어, 상기 유입부, 상기 유출부 및 상기 농도구배 채널 중 적어도 하나를 외부로부터 보호하는 필름; 및 세포 성장이 촉진되도록 상기 챔버 내에 배치되는 나노구조물을 포함하며, 상기 나노구조물은 상기 챔버와 결합하는 제 2 기판; 및 소정의 패턴을 이루도록 상기 제 2 기판 상에 돌출 형성되는 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 유입부, 상기 농도구배 채널, 상기 챔버 및 상기 유출부는 기판의 표면으로부터 함몰되거나 관통하여 구현될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a concentration gradient cell chip comprising a nanostructure is provided. The concentration gradient cell chip includes a substrate including a plurality of inlets through which a fluid is introduced, a plurality of gradient channels through which the concentration is diluted while the fluid moves, a plurality of chambers, and a plurality of outlets through which the fluid in each chamber is discharged; a film attached to the substrate to protect at least one of the inlet, the outlet, and the concentration gradient channel from the outside; and a nanostructure disposed in the chamber to promote cell growth, wherein the nanostructure includes: a second substrate coupled to the chamber; and a plurality of protrusions protruding from the second substrate to form a predetermined pattern, wherein the inlet portion, the concentration gradient channel, the chamber and the outlet portion may be recessed or penetrated from the surface of the substrate.

본 발명의 일 실시예에 따라, 분석 장치가 제공된다. 상기 분석 장치는 상기 농도구배 세포칩; 및 상기 농도구배 세포칩 내의 반응 산물을 측정하기 위해, 상기 농도구배 세포칩에 광을 조사하여, 상기 농도구배 세포칩의 광 측정 영역으로부터 방출되는 광신호를 검출하도록 구현된 광 검출 모듈을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an analysis device is provided. The analysis device includes the concentration gradient cell chip; and a photodetection module configured to detect a light signal emitted from a light measurement region of the gradient cell chip by irradiating light to the gradient cell chip in order to measure the reaction product in the gradient cell chip can

본 발명의 일 실시예에 따라, 나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체가 유입되는 복수의 유입부, 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 복수의 농도구배 채널, 복수의 챔버 및 상기 각 챔버 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부를 포함하는 기판을 형성하는 단계; 세포 성장을 촉진하도록, 상기 챔버 내에 나노구조물을 배치하는 단계; 및 상기 유입부, 상기 농도구배 채널, 상기 챔버 및 상기 유출부 중 적어도 하나를 외부로부터 보호하도록, 상기 기판의 표면에 필름을 부착하는 단계를 포함하고, 상기 나노구조물을 배치하는 단계는, 상기 챔버와 결합될 수 있는 제 2 기판 상에 소정의 패턴을 이루도록 복수의 돌출부를 돌출 형성하는 단계를 포함하며, 상기 기판을 형성하는 단계는, 상기 기판의 상면 및 하면 중 적어도 일 영역이 상기 기판의 표면으로부터 함몰되거나 관통되어 구현됨으로써 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for manufacturing a concentration gradient cell chip including a nanostructure. The method includes forming a substrate including a plurality of inlets through which a fluid is introduced, a plurality of concentration gradient channels through which the concentration is diluted as the fluid moves, a plurality of chambers, and a plurality of outlets through which the fluid in each chamber is discharged. ; disposing the nanostructures in the chamber to promote cell growth; and attaching a film to the surface of the substrate to protect at least one of the inlet, the concentration gradient channel, the chamber, and the outlet from the outside, wherein disposing the nanostructures comprises: the chamber and protruding a plurality of protrusions to form a predetermined pattern on a second substrate capable of being coupled to, wherein the forming of the substrate includes at least one of an upper surface and a lower surface of the substrate. It can be implemented by being recessed or penetrating from the

본 발명에 따르면, 농도구배 세포칩의 챔버 내에 나노패턴의 구배가 형성된 나노구조물을 적용하여, 세포의 성장을 보다 촉진시키고, 특정한 세포 분화 방향을 유도시킴과 동시에 원하는 세포 성장에 최적인 패턴 크기를 빠르게 확인하여 시료 및 시간을 절약할 수 있다.According to the present invention, by applying a nanostructure in which a nanopattern gradient is formed in the chamber of a concentration gradient cell chip, the growth of cells is further promoted, a specific cell differentiation direction is induced, and the optimal pattern size for the desired cell growth is obtained. It can be checked quickly, saving samples and time.

또한, 본 발명에 따르면, 농도구배를 형성함으로써 다양한 화학적 변화를 하나의 칩 상에서 빠르게 확인할 수 있다.In addition, according to the present invention, various chemical changes can be quickly confirmed on one chip by forming a concentration gradient.

또한, 본 발명에 따르면, 챔버 내의 안착부를 통해 나노구조물이 안정적이고 간이하게 부착되게 함과 동시에, 세포칩 제조 시에 발생할 수 있는 단차나 이격을 제거할 수 있다.In addition, according to the present invention, the nanostructure can be stably and simply attached through the seating portion in the chamber, and at the same time, it is possible to remove a step or a gap that may occur during cell chip manufacturing.

또한, 본 발명에 따르면, 기판과 필름의 접합만으로 농도구배 세포칩을 제조함으로써, 제조 공정이 간편하고, 비용 경제적이다. In addition, according to the present invention, by manufacturing the concentration gradient cell chip only by bonding the substrate and the film, the manufacturing process is simple and cost-effective.

또한, 본 발명에 따르면, 농도구배 세포칩의 전체적인 크기 및 무게를 감소시킬 수 있으며, 이를 통해 사용자 편의성 및 경제성 제고할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to reduce the overall size and weight of the concentration gradient cell chip, thereby improving user convenience and economic feasibility.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩을 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩에 이용되는 나노구조물을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩의 제조 방법을 도시한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩의 제조 방법을 공정별로 도시한다.In order to more fully understand the drawings recited in the Detailed Description of the Invention, a brief description of each drawing is provided.
1 and 2 show a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B show nanostructures used in a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.
4 shows a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.
5 shows a method for manufacturing a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.
6 to 8 show a method of manufacturing a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention for each process.

이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, although embodiments of the present invention will be described below, the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously implemented by those skilled in the art.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when a part is "connected" with another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "indirectly connected" with another element interposed therebetween. . Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩을 도시한다. 구체적으로, 도 1의 (a)는 농도구배 세포칩(1000)의 평면도를 도시하고, 도 1의 (b)는 농도구배 세포칩(1000)의 저면도를 도시하며, 도 2는 유체의 흐름 경로(A-A 경로)에 따른 농도구배 세포칩(1000)의 단면도를 도시한다.1 and 2 show a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention. Specifically, Figure 1 (a) shows a top view of the concentration gradient cell chip (1000), Figure 1 (b) shows a bottom view of the concentration gradient cell chip (1000), Figure 2 is the flow of the fluid A cross-sectional view of the concentration gradient cell chip 1000 along the path (path A-A) is shown.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 농도구배 세포칩(1000)은 기판(100) 및 기판(100)에 접합하는 필름(200)을 포함할 수 있다.1 to 2 , the concentration gradient cell chip 1000 may include a substrate 100 and a film 200 bonded to the substrate 100 .

기판(100)은 농도구배 세포칩(1000)의 베이스로서, 유체가 유입되는 복수의 유입부(120), 유체가 이동하면서 유체의 농도가 단계적으로 희석되는 복수의 농도구배 채널(140), 농도구배 채널(140)에 연결되어 세포가 배양 및 성장하는 복수의 챔버(160) 및 각 챔버(160) 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부(180)를 포함할 수 있다. 기판(100)의 유입부(120), 농도구배 채널(140), 챔버(160) 및 유출부(180)는 기판(100)의 표면(즉, 상면 및 하면 중 적어도 하나)으로부터 함몰되거나 기판(100)을 관통하여 형성될 수 있다. The substrate 100 is a base of the concentration gradient cell chip 1000, a plurality of inlets 120 into which a fluid is introduced, a plurality of concentration gradient channels 140 in which the concentration of the fluid is gradually diluted as the fluid moves, and a concentration thereof. It may include a plurality of chambers 160 connected to the gradient channel 140 in which cells are cultured and grown, and a plurality of outlets 180 through which a fluid in each chamber 160 is discharged. The inlet 120 , the concentration gradient channel 140 , the chamber 160 , and the outlet 180 of the substrate 100 are recessed from the surface (ie, at least one of the upper surface and the lower surface) of the substrate 100 or the substrate ( 100) may be formed through it.

기판(100)은 폴리디메틸실옥산(polydimethylsiloxane, PDMS), 사이클로올레핀코폴리머(cycle olefin copolymer, COC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmetharcylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌카보네이트(polypropylene carbonate, PPC), 폴리에테르설폰(polyether sulfone, PES), 및 폴리에틸렌텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether, PPE), 폴리스티렌(polystyrene, PS), 폴리옥시메틸렌(polyoxymethylene,POM), 폴리에테르에테르케톤 (polyetheretherketone, PEEK), 폴리테트라프로오르에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride, PVC), 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate, PBT), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylenepropylene, FEP) 및 그의 조합물로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 기판(100)은 적어도 일부가 광 투과성 재질, 예를 들어, 퍼플로로알콕시알칸(perfluoralkoxyalkane, PFA) 등으로 구현될 수 있다. 그러나 이와 같은 기판(100)의 재질은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 재질이 이용될 수 있다.The substrate 100 is polydimethylsiloxane (PDMS), cycloolefin copolymer (cycle olefin copolymer, COC), polymethylmetharcylate (polymethylmetharcylate, PMMA), polycarbonate (polycarbonate, PC), polypropylene carbonate ( polypropylene carbonate, PPC), polyether sulfone (PES), and polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA), polyethylene (PE), polypropylene (PP), Polyphenylene ether (PPE), polystyrene (PS), polyoxymethylene (POM), polyetheretherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl It may be selected from the group consisting of chloride (polyvinylchloride, PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutyleneterephthalate (PBT), fluorinated ethylenepropylene (FEP), and combinations thereof. have. In addition, according to an embodiment, at least a portion of the substrate 100 may be implemented with a light-transmitting material, for example, perfluoralkoxyalkane (PFA). However, the material of the substrate 100 is exemplary, and various materials may be used according to an embodiment to which the present invention is applied.

필름(200)은 기판(100)의 표면에 접합될 수 있다. 구체적으로 필름(200)은 기판(100)의 상부 표면에 접합하는 제 1 필름(200) 및 기판(100)의 하부 표면에 접합하는 제 2 필름(200) 중 적어도 하나를 포함할 있으며, 이와 같이 제 1 필름(200) 및/또는 제 2 필름(200)이 기판(100)의 상부 표면 및/또는 하부 표면에 접합함으로써, 기판(100)의 유입부(120), 농도구배 채널(140), 챔버(160) 및 유출부(180) 중 적어도 일부를 외부로부터 폐쇄하여, 외부 물질에 의한 오염, 손상 등으로부터 농도구배 세포칩(1000)을 보호하고, 이와 동시에 농도구배 세포칩(1000)이 유체의 흐름, 유지 등의 기능을 수행하게 할 수 있다.The film 200 may be bonded to the surface of the substrate 100 . Specifically, the film 200 may include at least one of the first film 200 bonded to the upper surface of the substrate 100 and the second film 200 bonded to the lower surface of the substrate 100, as described above. By bonding the first film 200 and/or the second film 200 to the upper surface and/or the lower surface of the substrate 100, the inlet 120 of the substrate 100, the concentration gradient channel 140, At least a portion of the chamber 160 and the outlet 180 is closed from the outside to protect the concentration gradient cell chip 1000 from contamination and damage by external substances, and at the same time, the concentration gradient cell chip 1000 is a fluid It can perform functions such as flow and maintenance of

기판(100)과 동일하거나 유사한 재질의 다른 기판(100)이 아닌, 상대적으로 얇은 필름(200)이 기판(100)의 표면에 부착됨으로써, 접착 작업(bonding)을 간소화하고, 농도구배 세포칩(1000)의 소형화 및 경량화에 도움을 줄 수 있다. 필름(200)은 적어도 일부가 투명 또는 불투명한 재질일 수 있다. 또한, 필름(200)은 세포 성장을 위해 산소, 이산화탄소 등과 같은 기체에 대해 기체 투과성 필름(200)일 수 있다. 이러한 필름(200)의 구성은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예, 즉, 농도구배 세포칩(1000)에 사용되는 시료의 내용물이나 연구목적 등에 따라 필름(200)의 구성을 다양화할 수 있다.By attaching a relatively thin film 200 to the surface of the substrate 100 rather than another substrate 100 made of the same or similar material as the substrate 100, the bonding operation is simplified, and the concentration gradient cell chip ( 1000) can help in miniaturization and weight reduction. At least a portion of the film 200 may be made of a transparent or opaque material. In addition, the film 200 may be a gas permeable film 200 to a gas such as oxygen, carbon dioxide, etc. for cell growth. The composition of the film 200 is exemplary, and the composition of the film 200 can be diversified according to the embodiment to which the present invention is applied, that is, the contents of the sample used in the concentration gradient cell chip 1000 or the purpose of research. have.

이와 같은 농도구배 세포칩(1000)에 의하면, 샘플 시약, 시료 등의 유체가 유입부(120)를 통해 주입되어, 농도구배 채널(140)을 흐르게 된다. 유입부(120)는 예를 들어, 복수 개로 형성되어, 각 유입부(120)에 농도가 상이한 유체가 주입될 수 있다.According to the concentration gradient cell chip 1000 , a fluid such as a sample reagent and a sample is injected through the inlet 120 , and flows through the concentration gradient channel 140 . For example, the inlet part 120 may be formed in plurality, and fluids having different concentrations may be injected into each inlet part 120 .

유입부(120)를 통해 주입된 농도가 상이한 유체는 농도구배 채널(140)에서 서로 혼합되어 다양한 농도를 갖는 유체로 분화될 수 있다. 여기서 농도구배 채널(140)은 적어도 하나의 분기 채널 및 적어도 하나의 결합 채널을 포함할 수 있다. 구체적으로, 농도구배 채널(140)은 분기 채널을 통해, 하나 이상의 채널들이 다시 하나 이상의 채널들로 분기되고, 분기 채널들 중 일부가 서로 결합하여 새로운 채널, 즉 결합 채널을 형성하는 과정을 반복함으로써, 유체가 결합 및 분기할 수 있는 다양한 경로를 형성하여 채널에 유입된 유체의 농도구배를 제공할 수 있다. 즉, 농도구배 채널(140)은 유체로 하여금 농도구배 채널(140)을 통과하는 동안 여러 차례에 걸쳐 희석되게 함으로써 다양한 농도의 유체를 제공할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 분기 채널 및 적어도 하나의 결합 채널을 포함하는 농도구배 채널(140)은 기판(100)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 표면 상에 형성될 수 있으며, 채널 간의 연결이나, 농도구배 채널(140)과 유입부(120), 챔버(160)와의 연결을 위한 비아홀, 기타 채널을 포함할 수 있다.Fluids having different concentrations injected through the inlet 120 may be mixed with each other in the concentration gradient channel 140 to be differentiated into fluids having various concentrations. Here, the gradient channel 140 may include at least one branching channel and at least one coupling channel. Specifically, the concentration gradient channel 140 is formed by repeating a process in which one or more channels are again branched into one or more channels through a branching channel, and some of the branched channels combine with each other to form a new channel, that is, a combined channel. , it is possible to provide a concentration gradient of the fluid flowing into the channel by forming various paths through which the fluid can combine and branch. That is, the concentration gradient channel 140 may provide a fluid of various concentrations by allowing the fluid to be diluted several times while passing through the gradient channel 140 . In addition, the concentration gradient channel 140 including at least one branch channel and at least one bonding channel may be formed on at least one surface of the upper and lower surfaces of the substrate 100 , and may be connected between channels or a concentration gradient. It may include a channel 140 and an inlet 120 , a via hole for connection with the chamber 160 , and other channels.

농도구배 채널(140)에 의해 농도 구배된 유체는 챔버(160)로 흐르게 된다. 챔버(160)는 기판(100)을 관통하여 형성되거나 기판(100)의 적어도 일부가 함몰되어 형성될 수 있으며, 농도구배 채널(140)의 비아홀과 달리 충분한 공간이 확보된다는 점에서, 세포 증식 등 소정의 반응이나 반응의 분석, 관찰이 이루어질 수 있다. 하기 더 상세히 설명할 바와 같이, 챔버(160) 내에는 나노구조물(도 3의 300 참조)이 포함되어, 세포 성장을 촉진할 수 있다. 여기서 세포의 성장은 세포의 증식, 분화를 포함할 수 있다. 챔버(160) 내의 유체는 유출부(180)를 통해 농도구배 세포칩(1000) 외부로 배출될 수 있다. 유출부(180)는 복수 개로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 챔버(160)의 개수에 대응할 수 있다. The fluid having a concentration gradient by the concentration gradient channel 140 flows into the chamber 160 . The chamber 160 may be formed through the substrate 100 or may be formed by at least a part of the substrate 100 being depressed, and unlike the via hole of the concentration gradient channel 140 , in that sufficient space is secured, cell proliferation, etc. A given reaction or analysis of a reaction or observation can be made. As will be described in more detail below, nanostructures (see 300 of FIG. 3 ) may be included in the chamber 160 to promote cell growth. Here, cell growth may include cell proliferation and differentiation. The fluid in the chamber 160 may be discharged to the outside of the concentration gradient cell chip 1000 through the outlet 180 . A plurality of outlets 180 may be formed, for example, corresponding to the number of chambers 160 .

일 실시예에서, 유체가 이동하는 농도구배 채널(140) 및 챔버(160) 중 적어도 하나는 표면 처리될 수 있다. 여기서, 표면 처리는, 예를 들어, 소정의 물질 등으로 코팅함으로써, 상기 표면이 특정한 성질을 갖게 하는 것을 의미한다. 일 예시에서, 친수성 표면을 갖도록 처리될 수 있다. 이때, 친수성 물질은 다양한 물질일 수 있으나, 바람직하게는 카르복시기(-COOH), 아민기(-NH2), 히드록시기(-OH), 및 술폰기(-SH)로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 친수성 물질의 처리는 당업계에 공지된 방법에 따라 수행할 수 있다. 일 예시에서, DNA, 단백질(protein) 흡착을 방지하기 위해 실란(silane) 계열, 보바인 시럼 알부민(Bovine Serum Albumin, BSA) 등의 물질로 코팅할 수 있다. 또한, 일 예시에서, 세포의 부착을 위해 섬유결합소(fibronectin), 콜라겐(collagen), 젤라틴(gelatin) 등의 물질로 코팅할 수 있다. 이와 같은 물질의 처리는 당 업계에 공지된 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 언급한 표면 처리는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 표면 처리 기술이 이용될 수 있다.In one embodiment, at least one of the concentration gradient channel 140 and the chamber 160 through which the fluid moves may be surface-treated. Here, the surface treatment means, for example, to give the surface a specific property by coating with a predetermined material or the like. In one example, it may be treated to have a hydrophilic surface. At this time, the hydrophilic material may be a variety of materials, but preferably a carboxyl group (-COOH), an amine group (-NH2), a hydroxyl group (-OH), and a sulfone group (-SH) may be selected from the group consisting of, Treatment of the hydrophilic material may be performed according to a method known in the art. In one example, in order to prevent adsorption of DNA and protein, it may be coated with a material such as a silane series or bovine serum albumin (BSA). In addition, in one example, it may be coated with a material such as fibronectin, collagen, gelatin for cell adhesion. Treatment of such materials can be carried out according to methods known in the art. The above-mentioned surface treatment is exemplary, and various surface treatment techniques may be used depending on the embodiment to which the present invention is applied.

또한, 실시예에 따라, 유입부(120) 및 유출부(180)에는, 별도의 커버 수단(도시되지 않음)이 구비되어, 유입부(120) 및 유출부(180)를 통한 농도구배 세포칩(1000) 내부의 오염을 방지하거나, 농도구배 세포칩(1000)에 주입된 유체의 누출 등을 방지할 수 있다. 이러한 커버 수단은 다양한 형상, 크기 또는 재질로서 구현될 수 있다.In addition, according to the embodiment, a separate cover means (not shown) is provided at the inlet 120 and the outlet 180 , and the concentration gradient cell chip through the inlet 120 and the outlet 180 . (1000) It is possible to prevent contamination inside, or to prevent leakage of fluid injected into the concentration gradient cell chip 1000 . Such a cover means may be implemented in various shapes, sizes or materials.

도 1 내지 도 2에서 도시되는 농도구배 세포칩(1000)의 형상이나 구조는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형상이나 구조의 농도구배 세포칩(1000)이 이용될 수 있다.
The shape or structure of the concentration gradient cell chip 1000 shown in FIGS. 1 to 2 is exemplary, and the concentration gradient cell chip 1000 of various shapes or structures may be used according to an embodiment to which the present invention is applied. .

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩에 이용되는 나노구조물을 도시한다. 3A and 3B show nanostructures used in a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.

도 3a을 참조하면, 나노구조물(300)은 소정의 나노 사이즈의 패턴으로 형성되는 구조물을 의미하는 것으로서, 기판(310); 및 기판(310) 상에 형성되는 패턴부(320)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3A , the nanostructure 300 refers to a structure formed in a pattern of a predetermined nano size, and includes: a substrate 310; and a pattern part 320 formed on the substrate 310 .

여기서 기판(310)은 패턴부(320)가 형성, 배치되는 베이스를 제공하는 것으로서, 알루미늄, 고분자 평판(예를 들어, 폴리스티렌 등) 등 다양한 재질 및 형상을 가질 수 있다. 또한, 패턴부(320)는 소정의 패턴을 이루도록 기판(310)으로부터 돌출 형성되는 구조물을 의미하며, 따라서 각각 적어도 하나의 돌출부를 포함할 수 있다.Here, the substrate 310 provides a base on which the pattern part 320 is formed and disposed, and may have various materials and shapes, such as aluminum, a polymer flat plate (eg, polystyrene, etc.). Also, the pattern portion 320 means a structure protruding from the substrate 310 to form a predetermined pattern, and thus each may include at least one protrusion.

도 3b를 참조하면, 패턴부(320)의 소정의 패턴은 소정의 구배를 가질 수 있다. 즉, 도 3a의 패턴부(320)가 동일한 패턴을 가지는 것과 달리, 도 3b의 패턴부(320)는 크기와 간격이 변화하는 패턴을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 도 3b에서 도시되는 바와 같이, 패턴부(320)는 소정의 방향으로 갈수록 돌출부의 크기(예를 들어, 단면의 크기)가 증가하며, 이에 따라 (즉, 돌출부의 중심 간의 거리가 동일하므로) 돌출부 간의 간격이 좁아질 수 있다. 이와 같은 패턴에 의하면, 동일한 농도의 유체가 챔버(160) 내에 유입되더라도 나노구조물(300) 상의 물리적 변화를 통해 세포 성장에 최적인 패턴(또는 패턴 크기)을 신속하고 효율적으로 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3B , a predetermined pattern of the pattern unit 320 may have a predetermined gradient. That is, unlike the pattern part 320 of FIG. 3A having the same pattern, the pattern part 320 of FIG. 3B may have a pattern of varying sizes and spacing. More specifically, as shown in FIG. 3B , in the pattern portion 320, the size (eg, the size of the cross-section) of the protrusions increases in a predetermined direction, and accordingly (ie, the distance between the centers of the protrusions is the same). Therefore, the gap between the protrusions may be narrowed. According to such a pattern, even if a fluid of the same concentration is introduced into the chamber 160, a pattern (or pattern size) optimal for cell growth can be quickly and efficiently confirmed through a physical change on the nanostructure 300 .

도 3a 및 도 3b에서 도시되는 나노구조물(300)의 형상은 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b에서는 적어도 하나의 돌출부로 이루어진 패턴부(320)가 도시되지만, 돌출부가 아닌 다른 형상, 예를 들어, 홀(hole), 함몰부 등을 포함할 수 있다.
The shape of the nanostructure 300 shown in FIGS. 3A and 3B is exemplary, and various configurations may be applied according to an embodiment to which the present invention is applied. For example, although the pattern portion 320 including at least one protrusion is illustrated in FIGS. 3A and 3B , it may include a shape other than the protrusion, for example, a hole, a depression, and the like.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩을 도시한다.4 shows a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 농도구배 세포칩(1000)은 챔버(160)에 부착되는 나노구조물(300)을 더 포함할 수 있다. 챔버(160) 내에 배치되는 나노구조물(300)을 통해 챔버(160) 내의 세포 성장을 촉진할 수 있으며, 특정한 세포로의 분화 방향을 유도할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the concentration gradient cell chip 1000 may further include a nanostructure 300 attached to the chamber 160 . Cell growth in the chamber 160 may be promoted through the nanostructure 300 disposed in the chamber 160, and a direction of differentiation into a specific cell may be induced.

도 4의 (a)를 참조하면, 나노구조물(300)은 농도구배 세포칩(1000)의 챔버(160)의 하측에서 상측으로 삽입 및 결합할 수 있으며, 이를 위해 농도구배 세포칩(1000)의 챔버(160)는 나노구조물(300)의 결합을 위한 안착부(165)를 더 포함할 수 있다. 안착부(165)는 챔버(160)를 형성하는 기판(100)의 내측면 중 적어도 일부가 측방향으로 (즉, 챔버(160) 중심을 항하여) 돌출하여 형성되는 것으로서, 돌출 형성된 안착부(165)를 통해 챔버(160) 중 적어도 일부의 크기를 나노구조물(300)보다 작게 함으로써, 챔버(160)에 삽입된 나노구조물(300)이 안정적으로 챔버(160)에 위치하게 할 수 있다.Referring to FIG. 4 (a), the nanostructure 300 may be inserted and coupled from the lower side to the upper side of the chamber 160 of the concentration gradient cell chip 1000, and for this purpose, the concentration gradient cell chip 1000 is The chamber 160 may further include a seating portion 165 for bonding the nanostructures 300 . The seating portion 165 is formed by protruding at least a portion of the inner surface of the substrate 100 forming the chamber 160 in the lateral direction (ie, about the center of the chamber 160), and the protruding seating portion ( By making at least a portion of the chamber 160 smaller than the nanostructure 300 through the 165 , the nanostructure 300 inserted into the chamber 160 can be stably positioned in the chamber 160 .

도 4의 (b)를 참조하면, 농도구배 세포칩(1000)의 챔버(160)는 기판(100)의 상부가 함몰되어 형성될 수 있으며, 나노구조물(300)은 함몰 형성된 챔버(160)의 표면 상에 농도구배 세포칩(1000)의 챔버(160)의 상측에서 하측으로 삽입되어 결합될 수 있다.Referring to FIG. 4 (b), the chamber 160 of the concentration gradient cell chip 1000 may be formed by depression of the upper portion of the substrate 100, and the nanostructure 300 is the chamber 160 in which the depression is formed. It may be inserted and coupled from the upper side to the lower side of the chamber 160 of the concentration gradient cell chip 1000 on the surface.

또한, 나노구조물(300)과 챔버(160) 간의 결합을 위해 다양한 접착 물질이 이용될 수 있다. 구체적으로, 접착 물질은 나노구조물(300)의 표면 중 적어도 일부 및/또는 기판(100)의 표면 중 적어도 일부에 부착될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (a)의 경우, 나노구조물(300)은 돌출부(320)가 형성되지 않은 기판(100)의 표면 상에 접착 물질이 배치되어, 챔버(160) 내측으로 삽입 시 접착물질이 안착부(165)의 표면에 접착되어, 나노구조물(300)을 챔버(160)에 결합시킬 수 있다. 또한, 예를 들어, 도 4의 (b)의 경우, 챔버(160)를 형성하는 기판(100)의 표면 중 적어도 일부에 접착 물질이 배치되어, 챔버(160) 내측으로 나노구조물(300)이 삽입될 때, 나노구조물(300)(특히, 나노구조물(300)의 기판(100) 하부 표면)에 접착되어, 나노구조물(300)을 챔버(160)에 결합시킬 수 있다. 접착 물질은 예를 들어, 양면 테이프나 단편 테이프 등이 이용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
In addition, various adhesive materials may be used for bonding between the nanostructure 300 and the chamber 160 . Specifically, the adhesive material may be attached to at least a portion of the surface of the nanostructure 300 and/or to at least a portion of the surface of the substrate 100 . For example, in the case of FIG. 4A , the nanostructure 300 has an adhesive material disposed on the surface of the substrate 100 on which the protrusion 320 is not formed, and is adhered when inserted into the chamber 160 . The material may be adhered to the surface of the mounting portion 165 to couple the nanostructure 300 to the chamber 160 . In addition, for example, in the case of FIG. 4B , an adhesive material is disposed on at least a portion of the surface of the substrate 100 forming the chamber 160 , so that the nanostructure 300 is formed inside the chamber 160 . When inserted, it is adhered to the nanostructure 300 (in particular, the lower surface of the substrate 100 of the nanostructure 300 ), thereby coupling the nanostructure 300 to the chamber 160 . The adhesive material may be, for example, a double-sided tape or a short tape, but is not limited thereto.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩의 제조 방법을 도시하며, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩의 제조 방법을 공정별로 도시한다. 5 shows a method for manufacturing a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 show a method for manufacturing a concentration gradient cell chip according to an embodiment of the present invention by process.

도 5의 방법(500)은 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩(1000)을 제조하기 위한 것으로서, 도 5의 방법(500)을 기반으로 도 6 내지 도 8의 제조 공정을 설명하면 다음과 같다.The method 500 of FIG. 5 is for manufacturing the concentration gradient cell chip 1000 according to an embodiment of the present invention, and the manufacturing process of FIGS. 6 to 8 is described based on the method 500 of FIG. As follows.

먼저, 도 5를 참조하면, 유체가 유입되는 복수의 유입부(120), 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 복수의 농도구배 채널(140), 복수의 챔버(160) 및 상기 각 챔버(160) 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부(180)를 포함하는 기판(100)을 형성할 수 있다(S510 단계). 이와 관련하여, 도 6은 기판(100)의 단면도를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 기판(100)의 유입부(120), 농도구배 채널(140), 챔버(160) 및 유출부(180)는 기판(100)의 표면(즉, 상면 및 하면)으로부터 함몰되거나 기판(100)을 관통하여 구현될 수 있다.First, referring to FIG. 5 , a plurality of inlets 120 through which a fluid is introduced, a plurality of concentration gradient channels 140 in which the concentration is diluted as the fluid moves, a plurality of chambers 160 and each of the chambers 160 . ) to form the substrate 100 including a plurality of outlets 180 from which the fluid is discharged (step S510). In this regard, FIG. 6 shows a cross-sectional view of the substrate 100 . As shown, the inlet 120 , the concentration gradient channel 140 , the chamber 160 , and the outlet 180 of the substrate 100 are recessed from the surface (ie, upper and lower surfaces) of the substrate 100 or It may be implemented through the substrate 100 .

S510 단계는 당해 기술분야에서 적용 가능한 다양한 제조 기법을 이용하여 수행될 수 있다. 일 예시에서, S510 단계는, 기판(100)의 표면을 식각함으로써 수행될 수 있으며, 이러한 식각에는 기계적, 화학적 방식 등 다양한 식각 기술이 이용될 수 있다. 일 예시에서, S510 단계는 사출 성형, 압축 성형 등 다양한 성형 기법에 의해 수행될 수 있다.Step S510 may be performed using various manufacturing techniques applicable in the art. In one example, step S510 may be performed by etching the surface of the substrate 100 , and various etching techniques such as mechanical and chemical methods may be used for such etching. In one example, step S510 may be performed by various molding techniques such as injection molding, compression molding, and the like.

계속해서, 세포 성장을 촉진하기 위해 챔버(160) 내에 나노구조물(300)을 부착할 수 있다(S520 단계). 이와 관련하여, 도 7은 도 6의 기판(100) 및 나노구조물(300)을 도시한다. 나노구조물(300)은 기판(310); 및 기판(310) 상에 형성되는 돌출부(320)를 포함할 수 있으며, 따라서 S520 단계는 접착 물질을 이용하여 나노구조물(300)을 챔버(160)에 결합시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 이러한 결합은 도 7에서 도시되는 바와 같이, 챔버(160)의 외곽부 중 적어도 일부가 기판(100) 내측으로 함몰되어 형성되는 안착부(165)에 나노구조물(300)을 배치하여 이루어질 수 있다. Subsequently, the nanostructure 300 may be attached to the chamber 160 in order to promote cell growth (step S520 ). In this regard, FIG. 7 shows the substrate 100 and the nanostructure 300 of FIG. 6 . The nanostructure 300 includes a substrate 310; and a protrusion 320 formed on the substrate 310 . Therefore, step S520 may be performed by bonding the nanostructure 300 to the chamber 160 using an adhesive material. In addition, as shown in FIG. 7 , this coupling can be made by disposing the nanostructure 300 in the seating portion 165 formed by at least a portion of the outer portion of the chamber 160 being recessed into the substrate 100 . have.

계속해서, 기판(100)의 표면에 필름(200)을 부착할 수 있다(S530 단계). 이와 관련하여, 도 8은 필름(200)이 부착된 기판(100)을 도시한다. 도시되는 바와 같이, S530 단계는 기판(100)의 상부 표면에 필름(200)을 부착하고, 기판(100)의 하부 표면에 필름(200)을 부착함으로써 수행될 수 있으며, 이를 통해 S510 단계에서 기판(100) 상에 형성된 유입부(120), 농도구배 채널(140), 챔버(160) 및 유출부(180) 중 적어도 일부가 외부로부터 폐쇄될 수 있다. S530 단계는 예를 들어, 열 접합, 초음파 접합, 자외선 접합, 용매 접합, 테이프 접합 등의 당해 분야에서 적용 가능한 다양한 접합 방법에 의해 수행될 수 있다.Subsequently, the film 200 may be attached to the surface of the substrate 100 (step S530). In this regard, FIG. 8 shows the substrate 100 to which the film 200 is attached. As shown, step S530 may be performed by attaching the film 200 to the upper surface of the substrate 100 and attaching the film 200 to the lower surface of the substrate 100, through which the substrate in step S510 At least a portion of the inlet 120 , the concentration gradient channel 140 , the chamber 160 , and the outlet 180 formed on the 100 may be closed from the outside. Step S530 may be performed by various bonding methods applicable in the art, such as thermal bonding, ultrasonic bonding, ultraviolet bonding, solvent bonding, and tape bonding, for example.

도 5에서는 특정한 순서로 동작들이 도면에 도시되어 있지만, 이러한 동작들이 원하는 결과를 달성하기 위해 도시된 특정한 순서, 또는 순차적인 순서로 수행되거나, 또는 모든 도시된 동작이 수행되어야 할 필요가 있는 것으로 이해되지 말아야 한다. 예를 들어, S530 단계에서 기판(100)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 필름(200)이 부착된 이후에, S520 단계에 의해 나노구조물(300)이 부착되고, 그 이후에 남은 필름(200)이 기판(100)에 부착될 수 있다. Although the acts are shown in the figures in a particular order in FIG. 5, it is understood that such acts may need to be performed in the particular order shown, or sequential order, or all shown acts, in order to achieve a desired result. shouldn't be For example, after the film 200 is attached to at least one of the upper and lower surfaces of the substrate 100 in step S530, the nanostructure 300 is attached by step S520, and the remaining film 200 thereafter. It may be attached to the substrate 100 .

또한, 도 6 내지 도 8에서 도시되는 농도구배 세포칩(1000)의 형상 및 구조는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 형상 및 구조의 농도구배 세포칩(1000)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (b)에서 도시되는 농도구배 세포칩(1000)을 이용하여 방법(500)이 수행될 수 있으며, 이 경우, S510 단계에서 챔버(160)는 기판(100)을 관통하는 것이 아니라 함몰하여 형성되고, S520 단계는 안착부(165)를 이용하지 아니하고, 나노구조물(300)을 챔버(160)의 상측으로부터 하측으로 삽입하여 결합시킴으로써 수행될 수 있다.
In addition, the shape and structure of the concentration gradient cell chip 1000 shown in FIGS. 6 to 8 are exemplary, and the concentration gradient cell chip 1000 of various shapes and structures may be used according to an embodiment to which the present invention is applied. can For example, the method 500 may be performed using the concentration gradient cell chip 1000 shown in (b) of FIG. 4 . In this case, the chamber 160 penetrates the substrate 100 in step S510 . It is formed by being depressed rather than doing so, and step S520 may be performed by inserting and coupling the nanostructure 300 from the upper side to the lower side of the chamber 160 without using the seating part 165 .

본 발명의 일 실시예에 따라, 영상 분석 장치가 제공될 수 있다. 영상 분석 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 세포칩(1000); 및 광 측정 모듈(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 광 측정 모듈은 농도구배 세포칩(1000)에 광을 조사하고, 농도구배 세포칩(1000)으로부터 방출되는 광신호를 검출함으로써 실시간으로 농도구배 세포칩(1000)의 챔버(160)를 촬영 및 분석하기 위한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 적용 가능한 다양한 광학 영상 분석 장치가 이용될 수 있다. 예를 들어, 광 측정 모듈은 농도구배 세포칩(1000)(또는 챔버(160))으로 광을 제공하도록 배치된 광원, 및 농도구배 세포(또는 챔버(160))으로부터 방출되는 광을 수용하도록 배치된 광 검출부를 포함할 수 있고, 광원과 광 검출부는 농도구배 세포(또는 챔버(160))을 사이에 두고 배치되거나(투과형 방식), 농도구배 세포(또는 챔버(160))의 일 방향에 모두 배치될 수 있다(반사형 방식).
According to an embodiment of the present invention, an image analysis apparatus may be provided. The image analysis apparatus includes a concentration gradient cell chip 1000 according to an embodiment of the present invention; and an optical measurement module (not shown). The light measurement module irradiates light to the concentration gradient cell chip 1000 and detects an optical signal emitted from the concentration gradient cell chip 1000 to photograph and analyze the chamber 160 of the concentration gradient cell chip 1000 in real time. In order to do this, various optical image analysis apparatuses applicable in the technical field to which the present invention pertains may be used. For example, the light measuring module is arranged to receive a light source arranged to provide light to the gradient cell chip 1000 (or chamber 160 ), and to receive light emitted from the gradient cell (or chamber 160 ). may include a light detection unit, and the light source and the light detection unit are disposed with the concentration gradient cell (or chamber 160) interposed therebetween (transmission type), or both in one direction of the concentration gradient cell (or chamber 160). can be placed (reflective mode).

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the best embodiment has been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms are used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention, and are not used to limit the meaning or scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (11)

나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩으로서,
유체가 유입되는 복수의 유입부, 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 복수의 농도구배 채널, 복수의 챔버 및 상기 각 챔버 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부를 포함하는 기판;
상기 기판에 부착되어, 상기 유입부, 상기 유출부 및 상기 농도구배 채널 중 적어도 하나를 외부로부터 보호하는 필름; 및
세포 성장이 촉진되도록 상기 챔버 내에 배치되는 나노구조물을 포함하며,
상기 나노구조물은 상기 챔버와 결합하는 제 2 기판; 및 소정의 패턴을 이루도록 상기 제 2 기판 상에 돌출 형성되는 복수의 돌출부를 포함하고,
상기 유입부, 상기 농도구배 채널, 상기 챔버 및 상기 유출부는 기판의 표면으로부터 함몰되거나 관통하여 구현되는, 농도구배 세포칩.As a concentration gradient cell chip comprising a nanostructure,
a substrate including a plurality of inlets through which a fluid is introduced, a plurality of concentration gradient channels through which the concentration is diluted while the fluid moves, a plurality of chambers, and a plurality of outlets through which the fluid in each chamber is discharged;
a film attached to the substrate to protect at least one of the inlet part, the outlet part, and the concentration gradient channel from the outside; and
It includes a nanostructure disposed in the chamber to promote cell growth,
The nanostructure may include a second substrate coupled to the chamber; and a plurality of protrusions protrudingly formed on the second substrate to form a predetermined pattern,
The concentration gradient cell chip, wherein the inlet, the concentration gradient channel, the chamber and the outlet are recessed or penetrated from the surface of the substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 농도구배 채널은 복수의 채널 중 적어도 일부가 다른 복수의 채널로 분기되는 적어도 하나의 분기 채널 및 상기 분기 채널 중 적어도 일부가 서로 결합하여 형성되는 적어도 하나의 결합 채널에 의해 구현되는, 농도구배 세포칩.The method of claim 1,
The gradient channel is implemented by at least one branching channel in which at least a portion of the plurality of channels is branched into a plurality of other channels and at least one binding channel in which at least some of the branching channels are combined with each other, the gradient cell chip. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 패턴은 소정의 방향을 따라 상기 돌출부의 크기가 점차 증가하고, 각 돌출부 간의 간격은 좁아지게 하는, 농도구배 세포칩.The method of claim 1,
In the pattern, the size of the protrusions gradually increases along a predetermined direction, and the interval between each protrusion becomes narrower, the concentration gradient cell chip. 제 1 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 나노구조물의 결합을 위해 상기 챔버를 형성하는 상기 기판의 내측면 중 적어도 일부가 측방향으로 돌출 형성되는 안착부를 포함하는, 농도구배 세포칩.The method of claim 1,
The chamber is a concentration gradient cell chip, including a seating portion in which at least a portion of the inner surface of the substrate forming the chamber to protrude in the lateral direction for bonding of the nanostructures. 제 1 항 내지 제 2 항, 제 4 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 농도구배 세포칩; 및
상기 농도구배 세포칩 내의 반응 산물을 측정하기 위해, 상기 농도구배 세포칩에 광을 조사하여, 상기 농도구배 세포칩의 광 측정 영역으로부터 방출되는 광신호를 검출하도록 구현된 광 검출 모듈을 포함하는, 분석 장치.The concentration gradient cell chip according to any one of claims 1 to 2, 4 to 5; and
In order to measure the reaction product in the gradient cell chip, by irradiating light to the gradient cell chip, comprising a light detection module implemented to detect a light signal emitted from the light measurement region of the gradient cell chip, analysis device. 나노구조물을 포함하는 농도구배 세포칩의 제조 방법으로서,
유체가 유입되는 복수의 유입부, 상기 유체가 이동하면서 농도가 희석되는 복수의 농도구배 채널, 복수의 챔버 및 상기 각 챔버 내의 유체가 배출되는 복수의 유출부를 포함하는 기판을 형성하는 단계;
세포 성장을 촉진하도록, 상기 챔버 내에 나노구조물을 배치하는 단계; 및
상기 유입부, 상기 농도구배 채널, 상기 챔버 및 상기 유출부 중 적어도 하나를 외부로부터 보호하도록, 상기 기판의 표면에 필름을 부착하는 단계를 포함하고,
상기 나노구조물을 배치하는 단계는, 상기 챔버와 결합될 수 있는 제 2 기판 상에 소정의 패턴을 이루도록 복수의 돌출부를 돌출 형성하는 단계를 포함하며,
상기 기판을 형성하는 단계는, 상기 기판의 상면 및 하면 중 적어도 일 영역이 상기 기판의 표면으로부터 함몰되거나 관통되어 구현됨으로써 수행되는, 제조 방법. A method for manufacturing a concentration gradient cell chip comprising a nanostructure, the method comprising:
forming a substrate including a plurality of inlets through which a fluid is introduced, a plurality of concentration gradient channels through which the concentration is diluted while the fluid moves, a plurality of chambers, and a plurality of outlets through which the fluid in each chamber is discharged;
disposing the nanostructures in the chamber to promote cell growth; and
attaching a film to the surface of the substrate to protect at least one of the inlet, the concentration gradient channel, the chamber and the outlet from the outside;
The disposing of the nanostructure includes protruding a plurality of protrusions to form a predetermined pattern on a second substrate that can be coupled to the chamber,
The step of forming the substrate, at least one region of the upper surface and the lower surface of the substrate is performed by being recessed or penetrating from the surface of the substrate, the manufacturing method. 제 7 항에 있어서,
상기 농도구배 채널은 복수의 채널 중 적어도 일부가 다른 복수의 채널로 분기되는 적어도 하나의 분기 채널 및 상기 분기 채널 중 적어도 일부가 서로 결합하여 형성되는 적어도 하나의 결합 채널에 의해 구현되는, 제조 방법.8. The method of claim 7,
The concentration gradient channel is implemented by at least one branch channel in which at least a portion of the plurality of channels is branched into a plurality of other channels and at least one coupling channel in which at least some of the branch channels are coupled to each other. 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 패턴은 소정의 방향을 따라 상기 돌출부의 크기가 점차 증가하고, 각 돌출부 간의 간격은 좁아지게 하는, 제조 방법.8. The method of claim 7,
In the pattern, the size of the protrusions gradually increases along a predetermined direction, and the interval between the protrusions becomes narrower. 제 7 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 나노구조물의 결합을 위해 상기 챔버를 형성하는 상기 기판의 내측면 중 적어도 일부가 측방향으로 돌출 형성되는 안착부에 상기 나노구조물을 배치함으로써 수행되는, 제조 방법.8. The method of claim 7,
The chamber is performed by disposing the nanostructures in a seating portion in which at least a portion of the inner surface of the substrate forming the chamber protrudes laterally for bonding of the nanostructures.
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