KR20140130279A - Screening system for cell and solution condition - Google Patents

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최용해
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이정환
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Abstract

Disclosed is a system for screening cell and solution condition. The screening system of cell and solution condition comprises a concentration-gradient chip for cell culture which is installed on the upper end; a stage module which controls the position of the concentration-gradient chip in either a width direction or a length direction; and an optical module which measures cultured cells in the concentration-gradient chip and the culture condition of the concentration-gradient chip.

Description

세포 및 용액조건 스크리닝 시스템{SCREENING SYSTEM FOR CELL AND SOLUTION CONDITION}{SCREENING SYSTEM FOR CELL AND SOLUTION CONDITION}

본 발명은 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 관한 것으로서, 특히 농도 구배 칩을 이용한 세포 배양시 배양환경을 조절할 수 있고 스크리닝 장치를 이용하여 세포의 오염 없이 시간대별 측정이 가능한 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cell and solution condition screening system, and more particularly to a cell and solution condition screening system capable of controlling the culture environment during cell culture using a concentration gradient chip and capable of measuring time- will be.

세포 배양(Cell Culture)이란, 단백질 분해효소 등의 처리로 생물체로부터 분리한 세포를 분리하여 배양하는 것으로서, 세포생물학 등 세포를 연구하는 다양한 분야의 생물학 연구 등에 필수적으로 요구되는 작업이다. 이러한 세포 배양에는 생체 조직을 무균적으로 선발해서 트립신이나 프로나아제 등의 소화효소로 처리하여 단세포로 분리하여 배양하는 초대배양 및 계대 중인 세포계나 세포주를 같은 효소처리로 분산시켜 얻어낸 단세포를 증식 배지에 이식, 접종하여 배양하는 계대 배양이 포함된다. 세포 배양은 1950년대에 들어와서 트립신처리에 의한 세포분산법이 개발됨으로써 본격적으로 개발되기 시작하였다. 세포배양법의 개발은 생체를 구성하고 있던 세포를 단세포생물처럼 취급하는 것이 가능하게 되어, 이를 기초로 세포의 기본적 대사, 증식, 분화, 노화, 발암, 바이러스감염 등을 세포 수준에서 분석하고 정량적으로 취급할 수 있게 되었다.Cell culture is a process in which cells isolated from an organism are separated and cultured by treatment with proteolytic enzymes and the like, which is indispensably required for biology research in various fields for studying cells such as cell biology. Such cell cultures include single culture obtained by aseptically selecting a living tissue, digesting it with digestive enzymes such as trypsin and proanase, separating the cells into single cells, culturing primary cells, and dividing cell lines or cell lines in the cell line or cell line by the same enzyme treatment, And subculturing in which the cells are inoculated and cultured. Cell culture began in the 1950s and developed in earnest by the development of the cell dispersion method by trypsin treatment. Development of a cell culture method makes it possible to treat a cell constituting a living body as a single cell, and based on the analysis, basic metabolism, proliferation, differentiation, aging, carcinogenesis and virus infection are analyzed at a cell level and quantitatively treated .

그런데 종래에는 이러한 세포 배양을 위해 주로 웰플레이트(Well Plate, 홈판), 배양접시(Culture Dish) 및 배양플라스크(Culture Flask)를 주로 사용해왔다. 그러나, 이러한 종래의 세포 배양 방법은, 세포 배양을 위해 용액이 양이 많이 필요하여 고비용이 소요되고, 세포 배양 시 용액환경(특히 배양액 농도)과 같은 배양환경을 조절하는 것이 불가능하며, 배양시간이 길고 배양 분석 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 종래의 세포 배양 방법은 배양 챔버에서 세포를 측정하기 위해 꺼낼 경우 세포가 오염될 수 있고, 웰플레이트의 배양액을 교체할 때의 공정이 매우 복잡하여 세포 배양 시 고난이도의 작업이 요구되며, 이에 따라 전문 연구인력이 필요하고 재현성도 낮아지는 문제점이 있었다.Conventionally, a well plate, a culture dish and a culture flask have been mainly used for cell culture. However, such a conventional cell culture method requires a large amount of solution for cell culture and is expensive, and it is impossible to control the culture environment such as the solution environment (especially the concentration of the culture medium) during cell culture, And a longer time for culture analysis. In addition, such a conventional cell culture method can contaminate cells when taken out to measure cells in the culture chamber, and the process for replacing the culture medium of the well plate is very complicated, As a result, professional researchers are needed and reproducibility is lowered.

이러한 종래의 세포 배양 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 웰플레이트에서 세포를 배양하고 배양된 세포를 시간대 별로 측정하는 장치가 개발된 바 있다. 일례로서, 일본의 NiKon사에서는 Biostation CT 모델을 통해 인큐베이션 챔버/세포 배양 스크리닝 일체화 시스템을 개발한 바 있다. 상기 Nikon사의 스크리닝 시스템은 웰플레이트(Well Plate), 배양접시(Culture Dish) 및 배양플라스크(Culture Flask)를 사용할 수 있고, 세포배양 및 시간대 별로 세포의 변화를 측정하는 스크리닝이 가능한 장점이 있으며, 배양 챔버에서 세포를 꺼내지 않기 때문에 오염을 막을 수 있고, Sequencing 되어 있기 때문에 연구 인력의 노력이 감소되는 장점은 있으나, 상기 Nikon사의 스크리닝 시스템은, 주로 웰플레이트를 사용하기 때문에 용액의 양이 많이 필요하여 고비용이 소요되고 용액환경(특히 배양액 농도)과 같은 배양환경을 조절하는 것이 어려우며, 웰플레이트를 이송시키기 위하여 로봇(Robot) 이송, 분주 시스템이 필요하기 때문에 구성이 복잡하고 장비의 크기가 크며 장비의 가격이 고가인 문제점이 있었다.In order to solve the problems of the conventional cell culture method, a device for culturing cells in a well plate and measuring the cultured cells by time has been developed. As an example, NiKon in Japan has developed an incubation chamber / cell culture screening integration system through the Biostation CT model. The screening system of Nikon Corp. can be a well plate, a culture dish, and a culture flask. The screening system can measure the cell culture and the change of cells by time, Since the cells are not taken out from the chamber, contamination can be prevented and sequencing is performed, the researcher's efforts are reduced. However, since the screening system of Nikon Corporation uses mainly a well plate, It is difficult to control the culture environment such as the solution environment (especially the concentration of the culture medium), and since the robot transfer and dispensing system is required to transport the well plate, the configuration is complicated, the size of the equipment is large, This was an expensive problem.

한편, 이외에도 상술한 바와 같은 종래의 세포 배양 방법의 문제점을 해결하기 위하여 일본의 Olympus사에서는 FSX100 모델을 통해 세포분석용 전자동 형광 현미경 스크리닝 시스템을 개발한 바 있다. 상기 Olympus사의 스크리닝 시스템은 Well Plate, Dish를 사용할 수 있고 구성이 간단하고 가격이 중간 가격이며 스크리닝이 가능한 장점이 있으나 세포배양이 불가능한 단점이 있다. 또한, 대한민국의 나노엔텍 사에서는 JULI 모델을 통해 형광 세포 분석기를 개발한 바 있다. 상기 나노엔텍 사의 형광 세포 분석기는 Well Plate, Dish, Flask를 사용할 수 있고 구성이 간단하며 가격이 저가인 장점이 있으나 세포배양 및 스크리닝이 불가능한 문제점이 있다.In addition, in order to solve the problems of the conventional cell culture method as described above, Olympus of Japan has developed an automatic fluorescence microscope screening system for cell analysis through the FSX100 model. The Olympus screening system can use Well Plate and Dish, has a simple structure, is medium in price and has screening capability, but cell culture is not possible. In addition, Nano-Tech Co., Ltd. of Korea has developed a fluorescence cell analyzer through the JULI model. The fluorescent cell analyzer of the Nano-Tech Co., Ltd. can use Well Plate, Dish, and Flask, has a simple structure and low cost, but is incapable of cell culture and screening.

따라서, 상술한 바와 같은 종래의 시도들의 문제점을 해결할 수 있는 세포 배양 및 세포/배양조건 스크리닝 장치가 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a need for a cell culture and cell / culture condition screening apparatus capable of solving the problems of the prior art attempts as described above.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 농도 구배 칩을 이용한 세포 배양시 배양환경을 조절할 수 있고 스크리닝 장치를 이용하여 세포의 오염 없이 시간대별 측정이 가능한 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cell and solution condition screening system capable of controlling the culture environment during cell culture using a concentration gradient chip, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템은, 세포 배양을 위한 농도 구배 칩이 상단에 배치되고 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩의 위치를 조정하는 스테이지 모듈, 및 상기 농도 구배 칩에서 배양된 세포 및 상기 농도 구배 칩의 배양조건을 측정하는 광학 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention is characterized in that a concentration gradient chip for cell culture is arranged on the upper side and the concentration A stage module for adjusting the position of the gradient chip, and cells cultured in the concentration gradient chip and an optical module for measuring culture conditions of the concentration gradient chip.

바람직하게는, 상기 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템은, 상기 스테이지 모듈의 상단에 배치된 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈 사이의 위치 관계를 자동으로 인식하는 자동인식 모듈을 더 포함하고, 상기 스테이지 모듈은, 상기 자동인식 모듈에 의해 인식된 상기 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈 사이의 위치 관계에 따라, 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩의 위치를 조정할 수 있다.Preferably, the cell and solution condition screening system further comprises an automatic recognition module for automatically recognizing the positional relationship between the concentration gradient chip disposed on the top of the stage module and the optical module, The position of the concentration gradient chip can be adjusted in at least one of a horizontal direction and a vertical direction according to a positional relationship between the concentration gradient chip and the optical module recognized by the automatic recognition module.

또한 바람직하게는, 상기 광학 모듈은, 상기 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈과의 거리 및 상기 광학 모듈의 초점 거리에 따라 자동 초점(Auto-focusing) 기능을 수행할 수 있다.Also, preferably, the optical module may perform an auto-focusing function according to a distance between the density gradient chip and the optical module and a focal length of the optical module.

또한 바람직하게는, 상기 광학 모듈은, 일정한 시간 간격에 따라 상기 농도 구배 칩에 배양된 세포를 측정할 수 있다.Also preferably, the optical module is capable of measuring cells cultured in the concentration gradient chip at regular time intervals.

또한 바람직하게는, 상기 광학 모듈은, 광학 현미경 기능, 형광 현미경 기능 및 인광 현미경 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.Also preferably, the optical module is capable of performing at least one of an optical microscope function, a fluorescence microscope function and a phosphorescence microscope function.

상기와 같은 본 발명에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템은, 농도 구배 칩을 이용한 세포 배양시 배양환경을 조절할 수 있고 스크리닝 장치를 이용하여 세포의 오염없이 시간대별 측정이 가능한 효과가 있다.The cell and solution condition screening system according to the present invention as described above can control the culture environment during cell culture using a concentration gradient chip and can perform time-based measurement without contamination of cells using a screening device.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템은, 용액환경 및 표면미세환경을 동시에 조절할 수 있고, 분석시간이 짧게 소요되며 저비용으로 구현 가능하고, 조작이 용이하여 비전문 연구인력을 활용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the cell and solution condition screening system according to the present invention can control the solution environment and the surface micro environment at the same time, requires a short analysis time, can be implemented at a low cost, is easy to operate, and utilizes a non- There is an effect that can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩의 농도 구배 과정을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩에 의한 농도 구배 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a diagram illustrating a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a concentration gradient process of a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 4A and 4B are graphs showing concentration gradient results by a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention. FIG.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템(100)은, 스테이지 모듈(110) 및 광학 모듈(120)을 포함할 수 있다. 1 is a diagram illustrating a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a cell and solution condition screening system 100 according to an embodiment of the present invention may include a stage module 110 and an optical module 120.

스테이지 모듈(110)은, 도 1에 도시된 바와 같이 세포 배양을 위한 농도 구배 칩(115)이 상단에 배치될 수 있고, 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩의 위치를 조정할 수 있다.The stage module 110 may be configured such that the concentration gradient chip 115 for cell culture can be disposed at the top and the position of the concentration gradient chip in at least one of the horizontal and vertical directions, Can be adjusted.

농도 구배 칩(115)은 PDMS 칩, 플라스틱 칩 또는 Glass 칩 등 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 랩온어칩(Lab on a chip)의 형태로 구현될 수 있으며, 복수 개의 용액을 각각의 주입부에 주입할 경우 시간이 지남에 따라 복수 개의 용액이 서로 혼합(Mixing)되어 다양한 농도를 한번에 만들어 낼 수 있다. 이와 같은 농도 구배 칩(115)은, 한 번의 실험으로 다양한 농도 구배를 구현시킬 수 있고, 농도 구배 칩에서 세포를 배양하거나 기 배양된 세포에 특정 약물 실험을 수행하는 경우 한번의 실험으로 다양한 조건들의 결과(예: 세포를 배양하는 용액의 조성이 세포에 미치는 영향, 특정 용액의 조성이 기 배양된 세포에 미치는 영향 등)를 확인할 수 있는 장점이 있다. 또한, 상기 농도 구배 칩(115)는 고가의 용액이 사용되는 양을 최소화 시킬 수 있고, 사용되는 용액의 종류를 실험 중간에 변화 시킬 수 있는 장점이 있다.The concentration gradient chip 115 may be made of various materials such as a PDMS chip, a plastic chip, or a glass chip, and may be implemented in the form of a lab on a chip, and a plurality of solutions may be injected into respective injection portions The solution can be mixed with each other over time to produce various concentrations at a time. The concentration gradient chip 115 can realize various concentration gradients in a single experiment. In the case where a cell is cultured in a concentration-graded chip or a specific drug experiment is performed on a pre-cultured cell, The results (eg, the effect of the composition of the cell culture solution on the cells, the effect of the composition of the specific solution on the cells cultured, etc.) are advantageous. In addition, the concentration gradient chip 115 can minimize the amount of expensive solution used, and can change the type of solution used in the middle of the experiment.

광학 모듈(120)은, 상기 농도 구배 칩(150)에서 배양된 세포 및 상기 농도 구배 칩(150)의 배양 조건을 측정할 수 있다. 광학 모듈(120)은 일정한 시간 간격(예: 1시간, 2시간, 3시간 등)에 따라 농도 구배 칩(150)에 배양된 세포를 측정할 수 있다. 또한, 광학 모듈(120)은 RGB 분석 등을 통하여 농도 구배 칩(150)에 구배된 용액의 농도와 같은 배양 조건을 분석할 수 있다. The optical module 120 can measure the culture conditions of the cells cultured in the concentration gradient chip 150 and the concentration gradient chip 150. The optical module 120 can measure cells cultured in the concentration gradient chip 150 at a constant time interval (e.g., 1 hour, 2 hours, 3 hours, etc.). In addition, the optical module 120 can analyze the culture conditions such as the concentration of the solution that has been graded on the concentration gradient chip 150 through RGB analysis or the like.

상기 광학 모듈(120)은, 광학 현미경 기능, 형광 현미경 기능 및 인광 현미경 기능 중 적어도 하나를 수행할 수 있고, 이에 따라 광학 현미경 기능, 형광 현미경 기능 및 인광 현미경 기능 중 적어도 하나를 수행하기 위한 구성요소를 구비할 수 있다.The optical module 120 may be capable of performing at least one of an optical microscope function, a fluorescence microscope function and a phosphorescence microscope function, and thus a component for performing at least one of an optical microscope function, a fluorescence microscope function and a phosphorescence microscope function .

일례로서, 광학 모듈(120)은 일반적인 광학 현미경 기능을 이용하여 세포의 다양한 특성, 즉 세포 주기(Cell Cycle), 세포 모양(Cell Morphology), 세포 크기(Cell Size), 세포 수(Cell Counting), 세포 이동(Migration) 및 세포 군집(콜로니 수, Colony Counting) 등을 측정할 수 있다.As an example, the optical module 120 may be configured to perform various functions of a cell such as a cell cycle, a cell morphology, a cell size, a cell count, Migration and cell colonies (Colony Counting) can be measured.

또한, 광학 모듈(120)은 형광 현미경 기능을 수행하기 위하여 광원 및 측정부를 구비할 수 있고, 광원, 샘플, 측정부의 순으로 배치될 수 있다. 또한 상기 광학 모듈(120)은 형광 현미경 기능을 수행하기 위하여 광원과 샘플 사이 및 샘플과 측정부 사이에 필터를 더 구비할 수도 있다. 광원은 형광체의 발광을 위하여 필요하고, 상기 필터는 멀티 필터로 구현되어 다양한 파장대의 형광을 관측할 수도 있다.In addition, the optical module 120 may include a light source and a measurement unit for performing a fluorescence microscope function, and may be disposed in the order of a light source, a sample, and a measurement unit. The optical module 120 may further include a filter between the light source and the sample and between the sample and the measurement unit to perform the fluorescence microscope function. The light source is required for the emission of the phosphor, and the filter is implemented as a multi-filter, so that fluorescence of various wavelength ranges can be observed.

또한, 광학 모듈(120)은 인광 현미경 기능을 수행하기 위하여 측정부를 구비할 수 있고, 샘플, 측정부의 순으로 배치될 수 있다. 또한 상기 광학 모듈(120)은 인광 현미경 기능을 수행하기 위하여 샘플과 측정부 사이에 필터를 더 구비할 수도 있다. 인광은 자발광하기 때문에 광원이 필요 없고, 상기 필터는 멀티 필터로 구현되어 다양한 파장대의 인광을 관측할 수도 있다.In addition, the optical module 120 may include a measurement unit for performing a phosphorescence microscope function, and may be arranged in order of a sample and a measurement unit. The optical module 120 may further include a filter between the sample and the measurement unit to perform the phosphorescence microscope function. Since the phosphor is self-emitting, a light source is not required, and the filter can be realized as a multi-filter, so that phosphorescence in various wavelength ranges can be observed.

광학 모듈(120)은 형광/인광 현미경 기능을 이용하여 세포의 다양한 특성 측정, 즉 세포 종류 확인(Cell Line Generation), 감염 효율 확인(Transfection Efficiency), 특정 유전자 발현 확인(Proliferation), 세포 생존율 확인(Cell Viability, Live/Dead cell assay), 및 용액의 세포에 대한　유해성 확인 (Cytotoxicity)을 수행할 수 있다. 또한, 광학 모듈(120)은 형광/인광 현미경 기능을 이용하여, 줄기 세포의 다양한 특성 측정, 즉 세포 종류 확인(iPS Cell Line Generation), 배아줄기세포 모양 확인(Embryoid Body Morphology), 줄기 세포 마커 확인(Stem Cell Marker Analysis), 감염 효율 확인(Transfection Efficiency), 특정 유전자 발현 확인(Proliferation), 세포 생존율 확인(Cell Viability, Live/Dead cell assay), 용액의 세포에 대한 유해성 확인(Cytotoxicity) 등을 수행할 수 있다.The optical module 120 can measure various characteristics of a cell using a fluorescence / phosphorescence microscope function, such as cell line generation, transfection efficiency, specific gene expression confirmation, Cell viability, live / dead cell assay, and cytotoxicity of the solution to cells. In addition, the optical module 120 can measure various characteristics of the stem cells, such as iPS Cell Line Generation, Embryoid Body Morphology, and stem cell marker confirmation using the fluorescence / (Stem Cell Marker Analysis), transfection efficiency, specific gene expression confirmation (proliferation), cell viability (live / dead cell assay), and cytotoxicity can do.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템(100)은, 스테이지 모듈(110)의 상단에 배치된 농도 구배 칩(115)과 광학 모듈(120) 사이의 위치 관계(예: X, Y, Z 좌표값)를 자동으로 인식하는 자동인식 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 자동인식 모듈은, 광학 모듈(120)의 끝단에 추가로 배치될 수 있으며, 이외에도 다양한 위치에 설치될 수 있다. The cell and solution condition screening system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may be configured such that the positional relationship between the concentration gradient chip 115 disposed at the top of the stage module 110 and the optical module 120 (X, Y, Z coordinate values) of the image to be displayed. The automatic recognition module may be further disposed at an end of the optical module 120, or may be installed at various positions.

상기 스테이지 모듈(110)은, 자동인식 모듈에 의해 인식된 농도 구배 칩(115)과 광학 모듈(120) 사이의 위치 관계에 따라, 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩(115)의 위치를 조정할 수 있다. 즉, 상기 스테이지 모듈(110)은 자동인식 모듈의 인식 결과에 따라 자동으로 X/Y축 이동이 가능하고, 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템(100)은, 일정 시간대별 측정(Time-Lapse 측정) 시 자동으로 정확한 위치에서의 측정이 가능한 효과가 있다.The stage module 110 may be mounted on the density gradient chip (not shown) in at least one of the horizontal direction and the vertical direction according to the positional relationship between the density gradient chip 115 recognized by the automatic recognition module and the optical module 120 115 can be adjusted. That is, the stage module 110 can automatically move the X / Y axis according to the recognition result of the automatic recognition module. Accordingly, the cell and solution condition screening system 100 according to an embodiment of the present invention can perform, There is an effect that it is possible to measure at a precise position automatically at a certain time interval measurement (time-lapse measurement).

또한, 상기 광학 모듈(120)은, 자동인식 모듈에 의해 인식된 농도 구배 칩(115)과 광학 모듈(120)과의 거리 및 상기 광학 모듈(120)의 초점 거리에 따라 Z축 방향으로 자동 초점(Auto-focusing) 기능을 수행할 수 있어, 세포의 상태 등을 정확히 측정할 수 있다. The optical module 120 is configured to automatically focus on the Z axis in accordance with the distance between the density gradient chip 115 recognized by the automatic recognition module and the optical module 120 and the focal distance of the optical module 120. [ (Auto-focusing) function can be performed, and the state of the cell can be accurately measured.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템(100)은, 스테이지 모듈(110) 및 광학 모듈(120)이 결합되어 농도 구배 칩(115)을 관측하기 때문에, 세포가 존재하는 농도 구배 칩(115)을 광학 모듈(120)에서 일정한 시간대 별로(Time-Lapse) 동일한 위치를 측정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템(100)은, 농도 구배 칩(115) 상에서 세포를 배양하면서도 배양 중간에 세포의 오염 없이 일정 시간대 별로 자동으로 광학 모듈(120)에 의해 세포를 관찰하거나, 기배양된 세포에 다양한 농도의 용액을 실험하면서 세포 오염 없이 일정 시간대 별로 광학 모듈(120)에 의해 세포를 관찰할 수 있다.
In the cell and solution condition screening system 100 according to an embodiment of the present invention, since the stage module 110 and the optical module 120 are combined to observe the concentration gradient chip 115, The concentration gradient chip 115 can be measured at the same time-lapse position in the optical module 120 at a predetermined time. That is, the cell and solution condition screening system 100 according to an embodiment of the present invention can automatically perform the cell and solution condition screening system 100 on the concentration gradient chip 115 while automatically culturing the cells on the concentration gradient chip 115, The cells can be observed by the optical module 120 for a certain period of time without observing the cells, while observing the cells by experimenting with various concentrations of solutions in the pre-cultured cells.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩의 일례를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an example of a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 농도 구배 칩(Gradient Chip)의 상단에 구비되는 주입부(Inlet)를 통해 BLUE 용액과 RED 용액을 각각의 채널로 주입시킬 수 있다. 주입부(Inlet)를 통해 주입된 용액들은 농도 구배 채널에서 분기와 합류를 반복하면서 다양한 농도로 연속적으로 희석될 수 있다. 이와 같은 농도 구배 칩을 이용하여 만들어낼 수 있는 농도는 칩의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있고, 주입부에는 3종 이상의 용액을 주입할 수도 있다.
Referring to FIG. 2, the BLUE solution and the RED solution may be injected into the respective channels through an inlet provided at the top of the concentration gradient chip. Solutions injected through the inlet can be continuously diluted to various concentrations while repeating branching and merging in the concentration gradient channel. Concentrations that can be produced by using such concentration gradient chips can be variously changed according to the design of the chip, and more than three kinds of solutions can be injected into the injection part.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩의 농도 구배 과정을 나타내는 도면이다.FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a concentration gradient process of a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention. FIG.

먼저 도 3a는, 시료(용액)를 주입하기 전, 즉 농도 구배 전인 상태를 나타내는 도면으로서, 좌측에 도시된 주입부(입구)를 통해 2개의 용액을 각각의 채널로 주입시킬 수 있다. 일례로서, 주입부를 통해 주입되는 용액의 유율(Flow rate)는 0.0030mL/min 일 수 있다.3A is a diagram showing a state before a sample (solution) is injected, that is, before a concentration gradient, and two solutions can be injected into respective channels through an injection part (inlet) shown on the left side. As an example, the flow rate of the solution injected through the injection part may be 0.0030 mL / min.

다음으로 도 3b는, 시료를 주입하여 농도 구배가 이루어진 상태를 나타내는 도면으로서, 우측의 챔버를 통해 다양한 농도의 용액을 얻을 수 있게 된다.Next, FIG. 3B is a view showing a state in which a concentration gradient is formed by injecting a sample, and a solution of various concentrations can be obtained through the chamber on the right side.

마지막으로 도 3c는, 농도 구배 결과를 나타내는 도면으로서, 제1 채널(Ch.1) 부터 제10 채널(Ch.10)까지 용액의 농도가 다양하게 구배된 결과를 얻을 수 있다.
Finally, FIG. 3C is a diagram showing the result of the concentration gradient. As a result, the concentration of the solution is variously graded from the first channel (Ch.1) to the tenth channel (Ch.10).

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템에 적용될 수 있는 농도 구배 칩에 의한 농도 구배 결과를 나타내는 그래프이다. 도 4a 및 도 4b는 도 3c에 도시된 분석 영역의 농도 구배를 분석한 결과 그래프로서, 제1 채널(Ch. 1) 부터 제10 채널(Ch. 10)까지 용액의 농도가 다양하게 구배되는 결과가 도시되어 있다. 이와 같은 농도 구배 분석 결과는 광학 모듈(120)을 통한 RGB 분석 등을 통해 도출될 수 있다.
FIGS. 4A and 4B are graphs showing concentration gradient results by a concentration gradient chip applicable to a cell and solution condition screening system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A and 4B are graphs showing the results of analyzing the concentration gradient of the analysis region shown in FIG. 3C. As a result, the concentration of the solution is variously graded from the first channel (Ch. 1) to the tenth channel (Ch. Are shown. The result of the concentration gradient analysis can be obtained through RGB analysis through the optical module 120, and the like.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

110: 스테이지 모듈
115: 농도 구배 칩
120: 광학 모듈110: stage module
115: Concentration gradient chip
120: Optical module

Claims (5)

세포 배양을 위한 농도 구배 칩이 상단에 배치되고 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩의 위치를 조정하는 스테이지 모듈; 및
상기 농도 구배 칩에서 배양된 세포 및 상기 농도 구배 칩의 배양조건을 측정하는 광학 모듈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템.A stage module in which a concentration gradient chip for cell culture is disposed at the top and adjusts the position of the concentration gradient chip in at least one of a horizontal direction and a vertical direction; And
An optical module for measuring the culture conditions of the cells cultured in the concentration gradient chip and the concentration gradient chip;
A cell and a solution condition screening system. 제1항에 있어서,
상기 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템은 상기 스테이지 모듈의 상단에 배치된 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈 사이의 위치 관계를 자동으로 인식하는 자동인식 모듈을 더 포함하고,
상기 스테이지 모듈은 상기 자동인식 모듈에 의해 인식된 상기 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈 사이의 위치 관계에 따라, 가로 방향 및 세로 방향 중 적어도 하나의 방향으로 상기 농도 구배 칩의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템.The method according to claim 1,
The cell and solution condition screening system further comprises an automatic recognition module for automatically recognizing a positional relationship between the concentration gradient chip disposed on the top of the stage module and the optical module,
Wherein the stage module adjusts the position of the concentration gradient chip in at least one of a horizontal direction and a vertical direction according to a positional relationship between the concentration gradient chip and the optical module recognized by the automatic recognition module Cell and solution condition screening system. 제2항에 있어서,
상기 광학 모듈은 상기 농도 구배 칩과 상기 광학 모듈과의 거리 및 상기 광학 모듈의 초점 거리에 따라 자동 초점(Auto-focusing) 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the optical module performs an auto-focusing function according to a distance between the concentration gradient chip and the optical module and a focal distance of the optical module. 제3항에 있어서,
상기 광학 모듈은 일정한 시간 간격에 따라 상기 농도 구배 칩에 배양된 세포를 측정하는 것을 특징으로 하는 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템.The method of claim 3,
Wherein the optical module measures cells cultured in the concentration gradient chip at a predetermined time interval. 제4항에 있어서,
상기 광학 모듈은 광학 현미경 기능, 형광 현미경 기능 및 인광 현미경 기능 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 세포 및 용액조건 스크리닝 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the optical module performs at least one of an optical microscope function, a fluorescence microscope function, and a phosphorescence microscope function.
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