KR20180006092A - Microfluidics chip for disease diagnostics and method of analysis using the same - Google Patents

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KR20180006092A
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송태훈
최지혜
조성진
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한국산업기술대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a microfluidic chip for diagnosing disease, and an analysis method using the same. More specifically, the present invention relates to a microfluidic chip for diagnosing disease, which comprises: a transparent polymer substrate; and a channel layer having a microfluidic channel formed on the substrate. The microfluidic channel layer further includes a probe drop region and a conjugate drop region including monoclonal antibody. The present invention further relates to an analysis method using the same. By applying the substrate made of polymers, it is possible to carry out a quantitative analysis based on concentration of antigen while improving stability of products depending on surrounding environment.

Description

질병 진단을 위한 미세유체 칩 및 이를 이용한 분석 방법{MICROFLUIDICS CHIP FOR DISEASE DIAGNOSTICS AND METHOD OF ANALYSIS USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a microfluidic chip for diagnosing diseases, and an analytical method using the microfluidic chip. [0002]

본 발명은, 질병 진단을 위한 미세유체 칩 및 이를 이용한 분석 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a microfluidic chip for diagnosis of disease and an analysis method using the microfluidic chip.

전염병을 관리하고 진단하는데 있어 높은 민감도(sensitivity), 정확도(specificity), 신속성 그리고 사용자 편의성(user friendly)은 매우 중요한 요소이다. 특히 말라리아(malaria)와 같은 열대성 감염병은 높은 전염성 및 치사율 때문에 정확하고 신속한 진단이 중요하다.High sensitivity, specificity, promptness and user friendly in managing and diagnosing infectious diseases are very important factors. Especially tropical infectious diseases such as malaria are important because of their high infectivity and mortality rate.

현재 가장 광범위하게 사용되고 있는 말라리아 진단 방법은 면역크로마토그래피법(immunochromatography)으로 니트로셀룰로오스 막(nitrocellulose membrane)을 기반으로 하는 래피드 테스트(rapid test) 형태이며, 현장 진단에서 활용도가 매우 높다. Currently, the most widely used malaria diagnosis method is a rapid test method based on nitrocellulose membrane by immunochromatography, which is very useful in field diagnosis.

니트로셀룰로오스 막 재질은 시료의 전개에 따른 반응 정도를 육안으로 확인할 수 있기 때문에 신속 진단에 매우 중요한 도구이지만, 효소결합면역흡착법(ELISA : enzyme linked immunosorbent assay)과 PCR과 같은 분자 진단에 비해 민감도가 떨어진다. Nitrocellulose membranes are a very important tool for rapid diagnosis because they can visually confirm the degree of reaction according to the development of the sample, but they are less sensitive than molecular diagnostics such as enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and PCR .

니트로셀룰로오스 막을 이용한 방법은 주로 정성이나 반정량 진단에 사용되고, 정량 분석에서는 낮은 정확도를 보이는 단점이 있으며, 반정량 문제를 해결하기 위한 형광 강도를 이용하여 결과를 판정하는 방법이 제시되었으나, 니트로셀룰로오스 막의 근본적인 문제점으로 인하여 정확한 정량 측정이 어렵고, 니트로셀룰로오스 막은 말라리아가 만연한 지역인 아프리카의 고온 다습한 기후에 매우 취약하여 분석 키트의 안정성이 낮아 현장에서 정량 측정에 어려운 문제점이 있다. The method using nitrocellulose membrane is mainly used for qualitative or semi-quantitative diagnosis, and it has a disadvantage that it shows low accuracy in quantitative analysis, and a method for determining the result by using fluorescence intensity for solving the half-quantity problem has been proposed. Due to the fundamental problems, accurate quantitative measurement is difficult, and the nitrocellulose membrane is very vulnerable to the hot and humid climate of Africa, which is a region where malaria is prevalent. Therefore, the stability of the assay kit is low and it is difficult to quantitatively measure in the field.

본 발명은, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질병 진단 시 신속하고 정확하게 정성 및 정량 분석이 가능하고, 주위 환경에 따른 제품의 안정성이 향상된 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 제공할 수 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a microfluidic chip for disease diagnosis, which can perform qualitative and quantitative analysis promptly and accurately in disease diagnosis, .

또한, 본 발명은, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법을 제공할 수 있다. In addition, the present invention can provide an analytical method using a microfluidic chip for disease diagnosis according to the present invention.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 하나의 양상은, According to one aspect of the present invention,

투명 폴리머 기판; 및 상기 기판 상에 미세유체 채널이 형성된 미세유체 채널층; 을 포함하고, 상기 미세유체 채널의 두께는, 1 ㎛ 내지 100 ㎛이며, 상기 미세유체 채널은, 콘주게이트 표면에 제1 단클론항체가 결합된 콘주게이트 복합체가 상기 기판 상에 고정된 콘주게이트 점적 영역; 및 제2 단클론항체가 상기 기판 상에 고정된 탐침자 점적 영역; 을 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩에 관한 것이다. A transparent polymer substrate; And a microfluidic channel layer having a microfluidic channel formed on the substrate; Wherein the microfluidic channel has a thickness ranging from 1 占 퐉 to 100 占 퐉 and the microfluidic channel has a conjugate gate conjugate in which a first monoclonal antibody is conjugated to a conjugate surface, ; And probe immersed regions in which a second monoclonal antibody is immobilized on the substrate; To a microfluidic chip for disease diagnosis.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 미세유체 채널은, 양면 접착소재를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the microfluidic channel may include a double-sided adhesive material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 양면 접착소재는, 기재 및 상기 기재의 양면에 점착제층을 포함할 수 있으며, 상기 기재는, 종이, 고무, 레이온(Rayon), 면(Cotton), 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 아세테이트(Acetate), 폴리프로필렌(Polypropylene), 셀로판(Cellophane), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride), 폴리에스테르(Polyester), 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리우레탄(Polyurethane), 알루미늄(Al), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the double-sided adhesive material may include a base material and a pressure-sensitive adhesive layer on both sides of the base material. The base material may be paper, rubber, Rayon, cotton, (Polyvinyl chloride), polyesters, polytetrafluoroethylene, polyimides, polyamides, polyamides, polyamides, polyamides, polyamides, polyesters, And may include at least one member selected from the group consisting of polyurethane, aluminum (Al), and copper (Cu).

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 양면 접착소재의 점착제는, 고무, 아크릴(Acryl), 실리콘(Silicone), 폴리스틸렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리이소프렌(Polyisoprene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리올레핀(Polyolefine), 및 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다According to an embodiment of the present invention, the pressure-sensitive adhesive of the double-sided adhesive material may be a rubber, an acryl, a silicone, a polystyrene, a polybutadiene, a polyisoprene, a polyethylene, , Polyolefine, and ethylene vinyl acetate. The term " polyolefin "

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 폴리머 기판은, 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyetheylene terephtalate), 폴리프탈레이트 카보네이트(polyphthalate carbonate) 및 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the transparent polymer substrate may be formed of at least one selected from the group consisting of polystyrene, polycarbonate, poly methyl methacrylate, polyetheylene terephthalate, polyphthalate carbonate, polyurethane, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 폴리머 기판은, 산소, 질소 및 아르곤 플라즈마로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 플라즈마로 표면처리될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the transparent polymer substrate may be surface treated with at least one plasma selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, and argon plasma.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 투명 폴리머 기판은, 소수성 및 친수성 표면 특성을 갖는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the transparent polymer substrate may have hydrophobic and hydrophilic surface properties.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제1 단클론항체 및 제2 단클론항체는, 서로 상이하고, 각각 진단을 위한 질병에 관련된 항원의 다른 부위에 결합할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first monoclonal antibody and the second monoclonal antibody are different from each other and can bind to different sites of the antigen, respectively, related to the disease for diagnosis.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 항원은, 말라리아 관련 항원일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the antigen may be a malaria related antigen.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 콘주게이트는, 금, 은, 및 폴리머 비드(polymer beads)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the conjugate may include at least one selected from the group consisting of gold, silver, and polymer beads.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 폴리머 비드는, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드 및 라텍스(latex)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polymer beads may include at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyamide, polyimide, and latex.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 콘주게이트 복합체는, 형광물질을 더 포함하고, 상기 형광물질은, 아크리딘(acridine), 시아닌(cyanine), 플루로돈(fluorone), 옥사진(oxazine), 페나트리딘(phenanthridine), 로다민(rhodamine) 및 쿠마린(coumarine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the conjugate complex further comprises a fluorescent substance, wherein the fluorescent substance is selected from the group consisting of acridine, cyanine, fluorone, oxazine ), Phenanthridine, rhodamine, and coumarine. [0033] The term " pharmaceutically acceptable carrier "

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 콘주게이트 점적 영역 및 탐침자 점적 영역은, 연결자(linker)를 더 포함하고, 상기 연결자는, 아비딘-비오틴(avidin-biotin), EDC/NHS 또는 이 둘을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the conjugate dots region and probe dot region further comprise a linker, wherein the linker is selected from the group consisting of avidin-biotin, EDC / NHS, .

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 질병 진단을 위한 미세유체 칩은, 상기 미세유체 채널 내에 시료 반응 점적 영역; 을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the microfluidic chip for diagnosing the disease comprises a sample reaction drip region in the microfluidic channel; As shown in FIG.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시료 반응 점적 영역은, 분석 시료가 유입되고, 상기 분석 시료는, 침(saliva), 전혈(blood), 혈청(serum), 혈장(plasma) 및 소변(urine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sample reaction drip region includes an analytical sample, wherein the analytical sample comprises saliva, blood, serum, plasma, and urine ). ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 시료 반응 점적 영역은, 시료 반응 용액이 고정되며, 상기 시료 반응 용액은, 트리스(Tris), PBS(Phosphate buffered saline), 카보네이트(Carbonate), 소듐 포스페이트(Sodium phosphate), 및 글라이신(Glycine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 단백질, 계면활성제 및 염이 더 포함될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sample reaction solution may be immobilized on the sample reaction drip region, and the sample reaction solution may be a solution containing Tris, a phosphate buffered saline (PBS), a carbonate (carbonate), a sodium phosphate phosphate, and glycine, and may further include a protein, a surfactant, and a salt.

본 발명의 다른 양상에 따라, According to another aspect of the present invention,

분석 시료를 투입하는 단계; 상기 분석 시료 내의 항원과 콘주게이트 복합체의 제1 단클론항체가 반응하여 상기 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하는 단계; 상기 항원과 콘주게이트 복합체는 탐침자 점적 영역으로 전개되고, 상기 콘주게이트 복합체에 결합된 항원과 탐침자 점적 영역에서 고정된 제2 단클론항체가 반응하여 탐침자 점적 영역에 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 수집하여 테스트 점 영역을 형성하는 단계; 및 분석하는 단계; 를 포함하는, 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법에 관한 것이다. Injecting an analytical sample; Reacting the antigen in the assay sample with the first monoclonal antibody of the conjugate complex to bind the antigen and the conjugate complex; Wherein the antigen and the conjugate complex are developed into a probe dot region, and the antigen bound to the conjugate complex reacts with the immobilized second monoclonal antibody in the probe dot region, Collecting the complex to form a test point region; And analyzing; To an analysis method using a microfluidic chip for disease diagnosis.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분석하는 단계는, 테스트 점 영역의 색 변화를 관찰하여 정성 분석하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the analyzing step includes: qualitative analysis by observing a color change of a test point region; . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분석하는 단계는, 테스트 점 영역의 형광을 측정하여 정성 분석하는 단계; 를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the analyzing step may include: measuring fluorescence of the test point region and performing qualitative analysis; . ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분석하는 단계는, 상기 테스트 점 영역의 형광 강도를 측정하여 정량 분석하는 단계; 를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the analyzing includes measuring fluorescence intensity of the test point region and quantitatively analyzing the fluorescence intensity of the test point region; . ≪ / RTI >

본 발명의 또 다른 양상은, According to yet another aspect of the present invention,

채널 형성 기판과 투명 폴리머 기판이 결합하여 상기 기판 상에 미세유체 채널을 형성하는 단계; 및 상기 미세유체 채널과 상판을 결합하는 단계; 를 포함하는 미세유체 칩의 제조방법에 관한 것이다.Forming a channel-forming substrate and a transparent polymer substrate to form a microfluidic channel on the substrate; And joining the microfluidic channel and the top plate; And a method of manufacturing a microfluidic chip.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 채널 형성 기판은, 양면 접착소재일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the channel forming substrate may be a double-sided adhesive material.

본 발명의 일 실시예에 따라, 플라즈마 표면처리하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 플라즈마 표면처리하는 단계는, 상기 미세유체 채널을 형성하는 단계 이전 또는 이후에 투명 폴리머 기판의 표면을 플라즈마로 표면처리할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, Wherein the step of plasma surface treatment can surface the surface of the transparent polymer substrate with plasma before or after the step of forming the microfluidic channel.

본 발명은, 투명 폴리머 기판을 적용하여 항원의 농도에 따른 정량 분석이 가능하고, 기존의 니트로셀룰로오스 막을 사용하는 래피드 테스트 등에 비하여 고온 다습한 외부 환경에서 높은 안정성을 갖는 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 제공할 수 있다.The present invention relates to a microfluidic chip for diagnosis of diseases having high stability in a high temperature and high humidity environment compared to a rapid test using a conventional nitrocellulose membrane and a quantitative analysis according to the concentration of an antigen by applying a transparent polymer substrate. .

본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩은, 민감도가 우수하여 낮은 농도의 항원에 대한 높은 진단 능력을 제공할 수 있다. The microfluidic chip for diagnosis of diseases according to the present invention has high sensitivity and can provide a high diagnostic ability for low concentration of antigen.

본 발명은, 투명 폴리머 기반으로 크기 및 형태의 다양화가 가능하므로, 소형화 및 다양한 형태의 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 제공할 수 있다.The present invention can provide a microfluidic chip for miniaturization and diagnosis of various types of diseases because the size and shape can be diversified based on a transparent polymer.

본 발명에 의한 미세유체 칩은, 핸드폰과 같은 이동형 소형 IT 장비에 연동하는 유비쿼터스 헬스케어 시스템(Ubiquitous health-care system)에 적용될 수 있다. The microfluidic chip according to the present invention can be applied to a ubiquitous health-care system interlocked with portable small IT equipment such as a mobile phone.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 조립 분해도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 미세유체 채널층의 상면도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 예시적으로 나타낸 것이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 6은, 본 발명의 실시예 1에 따라, 본 발명에 의한 질명 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 말라리아 양성 혈액의 농도에 따른 형광 강도의 변화를 예시적으로 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view of a microfluidic chip for diagnosis of a disease according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a top view of a microfluidic channel layer of a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates an example of a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating an analysis method using a microfluidic chip for diagnosis of a disease according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph illustrating a change in fluorescence intensity according to the concentration of malaria positive blood using a microfluidic chip for diagnosis of vaginism according to Example 1 of the present invention.

이하 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 본 명세서에서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, terms used in this specification are terms used to appropriately express the preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intention of the operator, or the practice of the field to which the present invention belongs. In this specification, the definitions of these terms shall be based on the contents throughout this specification.

본 발명은, 질병 진단을 위한 미세유체 칩에 관한 것으로, 상기 미세유체 칩은, 투명 폴리머 기판을 적용하고, 상기 투명 폴리머 기판 상에 질병 진단에 이용되는 단클론항체가 고정되므로, 반응 대상에 대한 민감도 및 진단에 대한 정확도가 우수하고, 신속하게 정성 및/또는 정량 측정이 가능하다.The present invention relates to a microfluidic chip for diagnosing diseases, wherein a transparent polymer substrate is used as the microfluidic chip, and a monoclonal antibody used for disease diagnosis is immobilized on the transparent polymer substrate, And the accuracy of the diagnosis is excellent, and qualitative and / or quantitative measurement is possible quickly.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 질병 진단을 위한 미세유체 칩은, 도 1을 참조하여 설명하여, 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 조립 분해도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 1에서 미세유체 칩은, 투명 폴리머 기판(10), 미세유체 채널층(20) 및 상판(30)을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a microfluidic chip for diagnosing the disease is described with reference to Fig. 1, and Fig. 1 is a schematic view of a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention, 1, the microfluidic chip may include a transparent polymer substrate 10, a microfluidic channel layer 20,

본 발명의 일 예로, 투명 폴리머 기판(10)은, 진단을 위한 반응 대상, 예를 들어, 항원의 농도에 따른 정성뿐만 아니라 정량 분석을 가능하게 하고, 외부 환경, 예를 들어, 고온 및 다습한 환경에서 진단 제품에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. As an example of the present invention, the transparent polymer substrate 10 enables qualitative analysis as well as qualitative analysis depending on the concentration of a reaction target for diagnosis, for example, an antigen, and enables quantitative analysis in an external environment, for example, The stability of the diagnostic product in the environment can be improved.

예를 들어, 투명 폴리머 기판(10)은, 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyetheylene terephtalate), 폴리프탈레이트 카보네이트(polyphthalate carbonate) 및 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the transparent polymer substrate 10 can be made of a material selected from the group consisting of polystyrene, polycarbonate, poly methyl methacrylate, polyetheylene terephthalate, polyphthalate carbonate, Polyurethane, and polyurethane.

예를 들어, 투명 폴리머 기판(10)은, 기판(10)의 적어도 일부분이 플라즈마 표면 처리될 수 있으며, 이러한 플라즈마 표면 처리에 의해 투명 폴리머 기판(10)의 소수성 표면 특성을 친수성으로 전환시켜 소수성 및 친수성이 혼재된 표면 특성을 제공할 수 있고, 탐침자, 콘주게이트, 예를 들어, 반응 대상에 반응하는 단백질, 펩티드, DNA, RNA, 동물 및 식물 세포, 압타머 등의 고정 능력을 향상시켜 분석 시료의 흐름을 균일하고 원활하게 전개시킬 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 표면 처리는, 기판(10)의 양면 또는 일면에 상기 산소, 질소 및 아르곤 플라즈마로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 플라즈마를 이용하여 표면 처리될 수 있다. For example, the transparent polymer substrate 10 can be formed by plasma-treating at least a portion of the substrate 10 and converting the hydrophobic surface properties of the transparent polymer substrate 10 to hydrophilic properties by such plasma surface treatment, It is possible to provide hydrophilic surface characteristics and to improve the fixation ability of a probe, a conjugate, for example, a protein, peptide, DNA, RNA, animal and plant cell, The flow of the sample can be uniformly and smoothly developed. For example, the plasma surface treatment may be performed on one or both sides of the substrate 10 using at least one plasma selected from the group consisting of oxygen, nitrogen, and argon plasma.

본 발명의 일 예로, 미세유체 채널층(20)은, 투명 폴리머 기판(10) 상에 형성되고, 미세유체 채널 형상의 구조체이며, 투명 폴리머 기판(10) 상에 분석 시료가 전개하고 반응할 수 있는 미세유체 채널(2Oa)을 구현한다. 또한, 미세유체 채널층(20)은, 상기 미세유체 채널(20a) 내에 투명 폴리머 기판(10)이 노출될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the microfluidic channel layer 20 is formed on a transparent polymer substrate 10 and is a microfluidic channel-like structure. The analytical sample can be developed and reacted on the transparent polymer substrate 10 To realize the microfluidic channel 2Oa. Also, the microfluidic channel layer 20 may be exposed to the transparent polymer substrate 10 in the microfluidic channel 20a.

예를 들어, 미세유체 채널층(20)은, 양면 접착소재를 포함하고, 상기 양면 접착소재를 이용하여 미세유체 채널을 구현할 수 있다. 상기 양면 접착소재는, 점착제를 포함하고, 상기 점착제는, 고무, 아크릴(Acryl), 실리콘(Silicone), 폴리스틸렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리이소프렌(Polyisoprene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리올레핀(Polyolefine), 및 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the microfluidic channel layer 20 includes a double-sided adhesive material, and a microfluidic channel can be realized using the double-sided adhesive material. Wherein the double-sided adhesive material comprises a pressure-sensitive adhesive, and the pressure-sensitive adhesive is at least one selected from the group consisting of rubber, acrylic, silicone, polystyrene, polybutadiene, polyisoprene, polyethylene, Polyolefine, ethylene vinyl acetate, and the like.

예를 들어, 상기 양면접착소재는, 기재 및 상기 기재의 양면에 점착제층을 포함할 수 있고, 상기 기재는, 종이, 고무, 레이온(Rayon), 면(Cotton), 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 아세테이트(Acetate), 폴리프로필렌(Polypropylene), 셀로판(Cellophane), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride), 폴리에스테르(Polyester), 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리우레탄(Polyurethane), 알루미늄(Al), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the double-sided adhesive material may include a base material and a pressure-sensitive adhesive layer on both sides of the base material, and the base material may include paper, rubber, Rayon, cotton, polyethylene, polycarbonate, polystyrene, Polypropylene, cellophane, polyvinyl chloride, polyester, polytetrafluoroethylene, polyimide, polyurethane, polyurethane, and the like. , Aluminum (Al), and copper (Cu).

예를 들어, 미세유체 채널(2Oa), 1 ㎛ 내지 100 ㎛; 바람직하게는 20 ㎛ 내지 60 ㎛ 두께로 형성될 수 있으며, 이는 외부에서 작용하는 힘을 최소화하고, 모세관력에 의한 유체의 흐름을 일정하게 유지할 수 있다.For example, the microfluidic channel 2Oa, 1 [mu] m to 100 [mu] m; Preferably 20 [mu] m to 60 [mu] m, which minimizes the externally acting force and keeps the flow of the fluid by the capillary force constant.

본 발명의 일 예로, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 미세유체 채널층의 상면도를 예시적으로 나타낸 것으로, 미세유체 채널층(20)은, 미세유체 채널(20a) 내에 시료 반응 점적 영역(21), 콘주게이트 점적 영역(22), 분석 영역(23) 및 배출 영역(24)을 포함할 수 있다. 2 is a top view of a microfluidic channel layer of a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, The microfluidic channel layer 20 may include a sample reaction drip region 21, a conjugate drip region 22, an analysis region 23 and an exit region 24 in the microfluidic channel 20a.

예를 들어, 시료 반응 점적 영역(21)은, 시료 점적구(31)를 통하여 분석 시료가 유입되는 시료 분주 영역(도시하지 않음)과 연결되며, 분석 시료와 반응을 조절하는 완충액 성분이 미세유체 채널(20a) 내의 투명 폴리머 기판(10) 상에 고정되어 있다. 분석 시료의 예로는, 침(saliva), 전혈(blood), 혈청(serum), 혈장(plasma) 및 소변(urine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 완충액 성분의 예로는, 트리스(Tris), PBS(phosphate buffered saline), 카보네이트(Carbonate), 소듐 포스페이트(Sodium phosphate), 및 글라이신(Glycine)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 단백질, 계면활성제 및 염이 더 포함될 수 있다.For example, the sample reaction drip region 21 is connected to a sample dispensing region (not shown) through which the analytical sample flows through the sample point port 31, and the buffer component for controlling the reaction with the analytical sample is a microfluid And is fixed on the transparent polymer substrate 10 in the channel 20a. Examples of the analytical sample may include at least one selected from the group consisting of saliva, blood, serum, plasma and urine. Examples of the buffer component include at least one member selected from the group consisting of Tris, phosphate buffered saline (PBS), carbonate (carbonate), sodium phosphate, and glycine, Surfactants and salts may be further included.

예를 들어, 콘주게이트 점적 영역(22)은, 콘주게이트 표면에 진단을 위한 질병에 관련된 반응 대상, 예를 들어, 항원과 반응하는 항체, 예를 들어, 제1 단클론항체가 결합된 콘주게이트 복합체가 미세유체 채널(20a) 내의 투명 폴리머 기판(10) 상에 고정되어 있다. 예를 들어, 상기 콘주게이트 복합체는, 표면에 결합된 제1 단클론항체와 상기 항원이 반응하여 상기 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하고, 이러한 결합에 의한 색변화, 발광 특성, 형광 특성 등을 제공할 수 있다. 이러한 항원과 결합된 콘주게이트 복합체의 색변화, 발광, 형광의 측정 및/또는 감지하여 정성 분석하고, 발광 및/또는 형광의 강도에 따른 항원과 결합된 콘주게이트 복합체의 양을 측정하여 정량 분석할 수 있다. For example, the conjugate drip region 22 may comprise a conjugate complex conjugated with an antibody that reacts with a disease-related subject for diagnosis, for example, an antigen, for example, a first monoclonal antibody, Is fixed on the transparent polymer substrate 10 in the microfluidic channel 20a. For example, in the conjugate complex, the first monoclonal antibody bound to the surface reacts with the antigen to bind the antigen and the conjugate complex, and provides color change, luminescence property, fluorescence property, etc. . The color change, luminescence and fluorescence of the conjugate complex conjugated with the antigen are measured and / or detected and qualitatively analyzed. The amount of the conjugate complex bound to the antigen according to the intensity of luminescence and / or fluorescence is measured and quantitatively analyzed .

예를 들어, 상기 항원은, 감염성 질환 또는 비감염성 질환의 진단에 이용되는 항원 또는 생체분자((biomolecule)이며, 바람직하게는 열대성 감염병에 관련된 항원이며, 바람직하게는 말라리아 관련 항원이다. 상기 말라이아 관련 항원의 예로는, 악성 말라리아원충(Plasmodium falciparum), 3일열 말라리아원충(P.vivax), 4일열 말라리아원충(P.malarial), 및 난형 말라리아원충(P.ovale)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the antigen is an antigen or a biomolecule used for diagnosis of an infectious disease or a non-infectious disease, preferably an antigen related to a tropical infectious disease, preferably a malaria-related antigen. Examples of related antigens include, but are not limited to, one species selected from the group consisting of Plasmodium falciparum, P. vivax, P.malarial, and ovarian malaria (P. ovale) Or more.

예를 들어, 상기 콘주게이트는, 금, 은, 및 폴리머 비드(polymer beads)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 1 ㎛ 이하; 10 nm 내지 900 nm; 100 nm 내지 600 nm의 직경을 가질 수 있다. 상기 폴리머 비드의 예로는, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드 및 라텍스(latex)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the conjugate may include at least one selected from the group consisting of gold, silver, and polymer beads, and has a size of 1 占 퐉 or less; 10 nm to 900 nm; And may have a diameter of 100 nm to 600 nm. Examples of the polymer beads may include at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyamide, polyimide, and latex.

예를 들어, 상기 콘주게이트 복합체는, 형광물질, 발광물질, 비색시약 등을 더 포함할 수 있고, 이러한 형광물질 및 발광물질은, 380 nm 내지 780 nm의 가시 광선 영역에서 형광 및 발광 파장 영역을 포함하는 것이며, 콘주게이트 표면에 결합되거나 또는 폴리머 비드의 중합 및/또는 성형 시 첨가될 수 있다. 상기 형광물질의 예로는, 아크리딘(acridine), 시아닌(cyanine), 플루로돈(fluorone), 옥사진(oxazine), 페나트리딘(phenanthridine), 로다민(rhodamine) 및 쿠마린(coumarine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 발광물질의 예로는, 아다만탄-디옥세탄(Adamantane-dioxetane), 아크리디늄(Acridinium) 유도체, 루미놀(Luminol) 유도체, 루시게닌(Lucigenin), 반딧불이 루시페린(Firefly luciferin), 포토프로테인(Photoprotein), 히드라지드(hydrazides) 및 쉬프(schiff)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. For example, the conjugate complex may further include a fluorescent material, a luminescent material, a colorimetric reagent, and the like. The luminescent material and the luminescent material may have a fluorescent and luminescent wavelength region in the visible light region of 380 nm to 780 nm And may be bonded to the conjugate surface or added during polymerization and / or shaping of the polymer bead. Examples of the fluorescent substance include, but are not limited to, acridine, cyanine, fluorone, oxazine, phenanthridine, rhodamine, and coumarine. And at least one selected from the group consisting of Examples of the luminescent material include adamantane-dioxetane, acridinium derivatives, luminol derivative, lucigenin, firefly luciferin, photoprotein ), Hydrazides, and schiff (s).

예를 들어, 상기 콘주게이트 복합체는, 콘주게이트 표면에 단클론항체의 결합을 증가시키고, 항원에 대한 민감도를 향상시켜 진단의 정확도를 높이기 위해서, 연결자(linker)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결자의 예로는, EDC/NHS(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide/N-hydroxy succinimide) 등과 같은 공유결합 물질, 아비딘-비오틴 등과 같은 생물학적 연결자 또는 이 둘을 혼합한 것일 수 있다. For example, the conjugate complex may further include a linker to increase the binding of the monoclonal antibody to the conjugate surface and to increase the sensitivity to the antigen to enhance the accuracy of the diagnosis. Examples of the linker include a covalent substance such as EDC / NHS (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide / N-hydroxy succinimide), a biological linker such as avidin-biotin, have.

예를 들어, 분석 영역(23)는, 질병 진단을 위한 광학적 특성을 정성 및 정량 분석하는 영역으로, 탐침자 점적 영역(23a) 및 대조자 영역(23b)을 포함한다. 예를 들어, 탐침자 점적 영역(23a)은, 미세유체 채널(20a) 내의 투명 폴리머 기판(10) 상에 진단을 위한 질병에 관련된 항원과 반응하는 제2 단클론항체가 고정된 것으로, 항원과 결합된 콘주게이트 복합체와 투명 폴리머 기판(10)에 고정된 제2 단클론항체가 결합하여 분석 시료 내에서 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 분리하고 수집하여 테스트 점 영역을 형성한다. 상기 테스트 점 영역의 색변화에 따라 정성 분석하여 질병(또는 감염)을 진단하고, 테스트 점 영역에 수집된 항원과 결합된 콘주게이트 복합체의 양을 형광 및/또는 발광 강도를 측정하여 정량 분석할 수 있다. For example, the analysis region 23 is an area for qualitative and quantitative analysis of optical characteristics for disease diagnosis, and includes a probe dot region 23a and a comparator region 23b. For example, probe scattering region 23a is formed by immobilizing a second monoclonal antibody that reacts with an antigen related to a disease for diagnosis on a transparent polymer substrate 10 in a microfluidic channel 20a, Conjugated complex and a second monoclonal antibody immobilized on the transparent polymer substrate 10 are bound to separate and collect the antigen-bound conjugate complex in the assay sample to form a test point region. The disease (or infection) is qualitatively analyzed according to the color change of the test point region, and the amount of the conjugate complex bound to the antigen collected in the test point region can be quantitatively analyzed by measuring fluorescence and / or luminescence intensity have.

예를 들어, 상기 제1 단클론항체 및 상기 제2 단클론항체는, 서로 상이하고, 각각 진단을 위한 질병에 관련된 항원의 다른 부위에 결합하여 정성 및 정량 분석을 가능하게 한다. 예를 들어, 상기 제1 단클론항체 및 상기 제2 단클론항체는 말라리아를 확인할 수 있는 항체이며, 상기 제1 단클론항체는, 모든 종의 말라리아 원충을 확인할 수 있는 단클론항체 한 쌍을 적용하고, 상기 제2 단클론항체는 열대열 말라리아를 특이적으로 확인할 수 있는 단클론항체 한 쌍 또는 열대열 말라리아를 특이적으로 확인할 수 있는 단클론항체 한 종 및 모든 종의 말라리아 원충을 확인할 수 있는 단클론항체 한 종을 적용할 수 있다. For example, the first monoclonal antibody and the second monoclonal antibody are different from each other, and each binds to another part of an antigen related to a disease for diagnosis, enabling qualitative and quantitative analysis. For example, the first monoclonal antibody and the second monoclonal antibody are antibodies capable of identifying malaria, and the first monoclonal antibody can be obtained by applying a pair of monoclonal antibodies capable of identifying all species of malaria protozoa, 2 monoclonal antibody can be applied to a pair of monoclonal antibodies capable of specifically identifying a tropical fever malaria, or a monoclonal antibody capable of specifically identifying a tropical fever malaria and a monoclonal antibody capable of identifying malarial protozoa of all species .

예를 들어, 탐침자 점적 영역(23a)은, 투명 폴리머 기판(10)과 제2 단클론항체의 결합을 증가시키고, 항원에 대한 민감도를 향상시켜 진단의 정확도를 높이기 위해서, 연결자(linker)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결자의 예로는, EDC-NHS(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide/N-hydroxy succinimide) 등과 같은 공유결합 물질, 아비딘-비오틴 등과 같은 생물학적 연결자 또는 이 둘을 혼합한 것일 수 있다. For example, the probe scattering region 23a may include a linker to increase the binding of the second monoclonal antibody to the transparent polymer substrate 10, to increase the sensitivity to the antigen, . Examples of the linker include covalent binding substances such as EDC-NHS (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) -carbodiimide / N-hydroxy succinimide), biological couplers such as avidin-biotin, have.

예를 들어, 대조자 영역(23b)은, 탐침자 점적 영역(23a)의 반응이 정상적으로 완료되었는지 확인하기 위한 대조군이 고정된 것으로, 상기 대조군의 예로는, 염소 항 마우스 항체(Goat anti-mouse IgG) 등을 사용할 수 있다. For example, in the control region 23b, a control group for confirming whether the reaction of the probe dot region 23a is normally completed is fixed. Examples of the control group include a goat anti-mouse IgG ) Can be used.

예를 들어, 배출 영역(25)은, 탐침자 점적 영역(23a)에서 반응하지 않은 분석 시료를 배출하는 영역으로, 흡수 패드 등을 더 포함할 수 있다.For example, the discharge region 25 may be an area for discharging the unreacted analytical sample in the probe dot area 23a, and may further include an absorbing pad or the like.

예를 들어, 상기 질병은, 세균, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등에 의한 감염성 질환, 비감염성 질환 등일 수 있으며, 감염성 질환의 원인인 세균, 바이러스, 곰팡이, 기생충 등을 감지하거나 또는 비감염성 질환, 예를 들어, 당뇨, 암, 빈혈, 종양 등에 따른 생체분자((biomolecule) 등을 감지할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명은, 말라리아 감염에 이용될 수 있다.For example, the disease may be an infectious disease caused by a bacterium, a virus, a fungus, a parasite or the like, a non-infectious disease, and the like. The disease may be detected by detecting bacteria, viruses, fungi, parasites, For example, it can detect biomolecules according to diabetes, cancer, anemia, tumors, etc. Preferably, the present invention can be used for malaria infection.

본 발명의 일 예로, 상판(30)은, 미세유체 채널층(20) 상에 형성되며, 시료가 유입되는 시료 점적구(31)를 포함한다. 예를 들어, 상판(30)은, 기판(10)과 동일하거나 또는 상이하고 투명 또는 반투명한 폴리머 재질을 포함할 수 있고, 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyetheylene terephtalate), 폴리프탈레이트 카보네이트(polyphthalate carbonate) 및 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리카보네이트일 수 있다. In one example of the present invention, the top plate 30 is formed on the microfluidic channel layer 20 and includes a sample point hole 31 through which the sample flows. For example, the top plate 30 may comprise a polymeric material that is the same or different than the substrate 10 and that is transparent or translucent, and may include polystyrene, polycarbonate, polymethyl methacrylate methyl methacrylate, polyetheylene terephthalate, polyphthalate carbonate, and polyurethane. Preferably, the polycarbonate may be a polycarbonate.

예를 들어, 시료 점적구(31)는 분석 시료가 투입되는 부위이다.For example, the sample port 31 is a portion into which the analysis sample is input.

본 발명은, 본 발명에 의한 미세유체 칩을 포함하는 질병 진단을 위한 진단 키트에 관한 것으로, 본 발명의 일예로, 진단 키트는, 정성 및/또는 정량 분석를 검출기를 더 포함할 수 있다.The present invention relates to a diagnostic kit for diagnosing a disease comprising a microfluidic chip according to the present invention. In an embodiment of the present invention, the diagnostic kit may further include a detector for qualitative and / or quantitative analysis.

본 발명은, 본 발명에 의한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 미세유체 칩을 이용하여 신속하고 정확한 정량 및 정성 분석을 제공하고, 질병에 대한 신속한 진단을 제공할 수 있다.The present invention relates to an analytical method using a microfluidic chip according to the present invention, and provides a rapid and accurate quantitative and qualitative analysis using a microfluidic chip according to the present invention, and can provide a rapid diagnosis of a disease .

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 4를 참조하며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명의 미세유체 칩을 이용한 분석 방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 4에서 상기 분석 방법은, 분석 시료를 투입하는 단계(S1); 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하는 단계(S2); 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 수집하여 테스트 점 영역을 형성하는 단계(S3); 분석하는 단계(S4); 및 진단하는 단계(S5); 를 포함할 수 있다.4 is a flowchart illustrating an analysis method using a microfluidic chip according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, The analysis method includes the steps of (S1) inputting an analysis sample; (S2) the antigen and the conjugate complex are bound; Collecting a conjugate complex conjugated with an antigen to form a test point region (S3); Analyzing (S4); And diagnosing (S5); . ≪ / RTI >

본 발명의 일 예로, 분석 시료를 투입하는 단계(S1)는, 시료 점적구(31)를 통하여 시료 반응 점적 영역(21)에 시료를 투입하는 단계이며, 상기 분석 시료와 반응을 조절하는 완충액 성분이 혼합된다. In the present invention, the step (S1) of injecting the analytical sample is a step of injecting the sample into the sample reaction drip region (21) through the sample point hole (31) .

본 발명의 일 예로, 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하는 단계(S2)는, 분석 시료가 반응 점적 영역(21)에서 콘주게이트 점적 영역(22)으로 전개되고, 상기 분석 시료 내의 진단을 위한 항원과 콘주게이트 복합체의 제1 단클론항체가 반응하여 상기 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하는 단계이다. In one embodiment of the present invention, the step (S2) in which the antigen and the conjugate complex are bound is characterized in that the analytical sample is developed in the reaction dot region 21 to the conjugate dot region 22, The first monoclonal antibody of the conjugate complex reacts to bind the antigen and the conjugate complex.

예를 들어, 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 수집하여 테스트 점 영역을 형성하는 단계(S3)는, 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체가 탐침자 점적 영역으로 전개되고, 상기 콘주게이트 복합체에 결합된 항원과 탐침자 점적 영역에서 고정된 제2 단클론항체가 반응하여 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체와 제2 단클론항체가 결합하고, 상기 분석 시료에서 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 분리하고 탐침자 점적 영역(23a)에 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 수집하여 테스트 점 영역을 형성하는 단계이다. 상기 제1 단클론항체 및 제2 단클론항체는, 각각 상기 항원의 다른 부분에 결합되므로, 제2 단클론항체를 이용하여 상기 분석 시료 내에서 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 분리할 수 있다.For example, the step (S3) of collecting a conjugate complex conjugated with an antigen and forming a test point region comprises exposing the conjugate complex conjugated with the antigen to a probe dot region, The immobilized second monoclonal antibody reacts with the antigen and the probe-dot region to bind the conjugate complex conjugated with the antigen and the second monoclonal antibody, separates the conjugate complex conjugated with the antigen from the assay sample, And collecting the conjugate complex conjugated with the antigen in the drip region 23a to form a test point region. Since the first monoclonal antibody and the second monoclonal antibody are each bound to another part of the antigen, a second monoclonal antibody can be used to isolate the conjugate complex bound to the antigen in the assay sample.

본 발명의 일 예로, 분석하는 단계(S4)는, 탐침자 점적 영역(23a) 내의 테스트 점 영역에서 제2 단클론항체에 결합된 콘주게이트 복합체의 색변화 또는 형광 및/또는 발광 강도를 이용하여 정성 및/또는 정량 분석하는 단계이다. In one embodiment of the present invention, the analyzing step S4 is performed using the color change or fluorescence and / or luminescence intensity of the conjugate complex conjugated to the second monoclonal antibody in the test point region in the probe spot region 23a And / or quantitative analysis.

예를 들어, 분석하는 단계(S4)는, 테스트 점 영역의 색 변화를 관찰하여 정성분석하는 단계(S4a); 또는 테스트 점 영역의 형광 또는 발광을 측정하여 정성분석하는 단계(S4b); 를 포함할 수 있다. For example, the analyzing step S4 includes steps S4a and S4b for observing and analyzing the color change of the test point region. (S4b) of measuring fluorescence or luminescence of the test point region and performing qualitative analysis; . ≪ / RTI >

예를 들어, 분석하는 단계(S4)는, 상기 테스트 점 영역의 형광 강도 및/또는 발광 강도를 측정하여 정량 분석하는 단계(S4c)를 포함하고, 단계(S4c)는, 형광 강도 및/또는 발광 강도에 따라 제2 단클론항체에 결합된 콘주게이트 복합체의 양을 측정하여 정량 분석이 이루어질 수 있다. For example, the step of analyzing (S4) includes a step (S4c) of measuring and quantitatively analyzing the fluorescence intensity and / or the luminescence intensity of the test point region, and the step (S4c) The quantitative analysis can be performed by measuring the amount of the conjugate complex bound to the second monoclonal antibody according to the intensity.

본 발명의 일 예로, 진단하는 단계(S5)는, 분석하는 단계(S4)의 결과를 이용하여 질병, 감염 등을 진단하는 단계이다.In one embodiment of the present invention, the diagnosis step S5 is a step of diagnosing a disease, an infection, or the like using the result of the analysis step S4.

본 발명은, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명은, 투명 폴리머 기반의 기판을 적용하므로, 신속하고 정확한 진단이 가능한 미세유체 칩을 경제적인 비용으로 제공할 뿐만 아니라, 다양한 장치, 분야 등에 적용 가능하도록, 형태, 크기 등을 유연하게 변형시킬 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a microfluidic chip for diagnosing a disease according to the present invention, and it relates to a method of manufacturing a microfluidic chip using a transparent polymer-based substrate, The shape, the size, and the like can be flexibly modified so as to be applicable to various devices, fields, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따라, 도 5를 참조하며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 제조방법의 흐름도를 예시적으로 나타낸 것으로, 도 5에서 상기 제조방법은, 미세유체 채널을 형성하는 단계(S10); 반응 영역을 형성하는 단계(S20); 및 상판을 결합하는 단계(S30); 를 포함할 수 있다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a microfluidic chip for diagnosing a disease according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, 5, the manufacturing method includes forming a microfluidic channel (S10); Forming a reaction zone (S20); And combining the top plate (S30); . ≪ / RTI >

본 발명의 일 예로, 미세유체 채널을 형성하는 단계(S10)는, 기판의 일면 또는 양면에 채널 형성 기판이 결합하여 상기 기판 상에 미세유체 채널을 형성하는 단계이다. 상기 채널 형성 기판은, 양면 접착소재이며, 상기 양면 접착소재로 이루어진 미세유체 채널 상에 상판을 합지할 수 있으므로, 미세유체 칩의 제조공정을 단순화시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 양면 접착소재는, 미세유체 채널 형태를 갖고, 점착제를 포함할 수 있다. 상기 점착제는 상기 언급한 바와 같다. 또한, 양면 접착소재는, 미세유체 채널 형태로 형상 가공된 기재 및 상기 기재의 양면에 점착제층을 포함할 수 있으며, 기재 및 점착제는 상기 언급한 바와 같다.In an exemplary embodiment of the present invention, the step of forming a microfluidic channel (S10) is a step of forming a microfluidic channel on the substrate by bonding a channel formation substrate to one or both surfaces of the substrate. Since the channel forming substrate is a double-sided adhesive material and the upper plate can be joined to the microfluidic channel made of the double-sided adhesive material, the manufacturing process of the microfluidic chip can be simplified and productivity can be improved. For example, the double-sided adhesive material may have a microfluidic channel shape and may include an adhesive. The above-mentioned pressure-sensitive adhesive is as mentioned above. In addition, the double-sided adhesive material may include a substrate processed into a microfluidic channel shape and a pressure-sensitive adhesive layer on both sides of the substrate, and the substrate and the pressure-sensitive adhesive are as described above.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 질병 진단을 위한 미세유체 칩의 제조방법은, 플라즈마 표면처리하는 단계(S20a)를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a microfluidic chip for diagnosing a disease of the present invention may further include a plasma surface treatment step (S20a).

본 발명의 일 예로, 플라즈마 표면처리하는 단계(S20a)는, 미세유체 채널을 형성하는 단계(S10) 이전에 수행되며, 기판의 적어도 일부분 또는 전체를 플라즈마 표면처리하고, 다음으로, 미세유체 채널을 형성하는 단계(S10)가 진행될 수 있다. 다른 예로, 플라즈마 표면처리하는 단계(S20a)는, 미세유체 채널을 형성하는 단계(S10) 이후에 수행되며, 미세유체 채널 내에 노출된 기판의 표면을 플라즈마 표면처리할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the plasma surface treatment step S20a is performed before the step (S10) of forming the microfluidic channel, and at least a part or the whole of the substrate is subjected to the plasma surface treatment and then the microfluidic channel The forming step S10 may be performed. As another example, the plasma surface treatment step S20a is performed after the step (S10) of forming the microfluidic channel, and the surface of the substrate exposed in the microfluidic channel can be plasma-treated.

예를 들어, 플라즈마 표면처리하는 단계(S20a)는, 본 발명의 기술 분야에서 이용되는 공정 조건을 적용할 수 있으며, 예를 들어, 상기 언급한 플라즈마를 이용하고, 1~100 밀리토르(mTorr)의 작동압력 및 10~1000와트(W)의 아이씨피파워 등에서 수행될 수 있다. For example, the plasma surface treatment step S20a may be carried out using process conditions used in the technical field of the present invention. For example, the above-mentioned plasma may be used and the plasma treatment may be performed at a temperature of 1 to 100 milliTorr (mTorr) Working pressure of 10 to 1000 watts (W), and the like.

본 발명의 일 예로, 반응 영역을 형성하는 단계(S20)는, 미세유체 채널 내에 노출된 상기 기판 상에 반응 시약을 고정화하여 반응 영역을 형성하는 단계이다. 예를 들어, 상기 반응 영역은, 반응 점적 영역, 콘주게이트 점적 영역, 및 분석 영역 등이며, 본 발명의 기술 분야에서 적용 가능한 코팅, 프린팅, 함침, 적하(점적) 등을 이용할 수 있으며, 본 명세서에는 특별히 제한하지 않는다.In an exemplary embodiment of the present invention, forming a reaction region (S20) is a step of forming a reaction region by immobilizing a reaction reagent on the substrate exposed in the microfluidic channel. For example, the reaction region may be a reaction drip region, a conjugate drip region, and an analysis region, and may be coated, printed, impregnated, dripped or the like applicable in the technical field of the present invention, Is not particularly limited.

본 발명의 일 예로, 상판을 결합하는 단계(S30)는, 미세유체 채널층과 상판을 결합하는 단계이며, 미세유체 채널의 양면 접착소재, 예를 들어, 상기 접착 소재의 점착제와 결합되므로, 별도의 점착제 없이 미세유체 채널과 상판이 결합될 수 있다. 이러한 결합의 강도를 증가시키기 위해서 압력 또는 열을 더 가할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step (S30) of joining the upper plate is a step of joining the microfluidic channel layer and the upper plate, and is combined with the microfluidic channel double-side adhesive material, for example, The microfluidic channel and the top plate can be combined without the adhesive of the adhesive layer. Additional pressure or heat may be applied to increase the strength of such bonds.

본 발명의 일 예로, 상판을 결합하는 단계(30) 이후에 케이스(40)를 합지하여 미세유체 집을 완성할 수 있다. 이는, 도 3에서 투명 폴리머 기판(10), 미세유체 채널층(20) 및 상판(30) 상에 케이스(40)이 합지된 미세유체 칩을 확인할 수 있다. As an example of the present invention, after the step 30 of joining the top plate, the case 40 may be joined to complete the microfluidic housing. 3, a microfluidic chip in which the case 40 is laminated on the transparent polymer substrate 10, the microfluidic channel layer 20, and the top plate 30 can be identified.

하기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

실시예 1Example 1

형광 폴리스티렌 비드(카복실 기를 가지는 형광 폴리스티렌 비드, 0.3 mm 직경, 2.5%), 항체의 경우 모든 종의 말라리아 원충을 확인할 수 있는 단클론항체 한 종(0.14 mg/ml) 및 링커(EDC/NHS, 각각 5 mM)를 혼합하여 콘주게이트 복합체를 제조하였다. 도 2와 같이, 폴리카보네이트 폴리머 기판 상에 미세유체 채널로 성형된 양면접착소재의 필름을 합지하고, 전체 반응을 조절하기 위한 완충용액, 상기 콘주게이트 복합체, 열대열 말라리아를 특이적으로 확인할 수 있는 단클론항체 한 종 및 모든 종의 말라리아 원충을 확인할 수 있는 단클론항체 한 종을 각각 미세유체 채널 내의 기판에 고정하여 완충액 점적 영역, 콘쥬게이트 점적 영역, 탐침자 점적 영역을 형성하였다. 또한, 대조군으로 염소 항 마우스 항체(Goat anti-mouse IgG)를 사용하였다. 다음으로, 상판을 합지하여 미세유체 칩을 완성하였다. 시료점적구에 시료(말라리아 양성 혈액 1/10배, 1/20배, 1/50배, 1/100배, 1/200배 희석액)을 각각 분주한 이후 반응이 완료되면 형광법으로 분석하여 도 6에 나타내었다. 도 6을 살펴보면, 탐침자 점적 영역에서 반응이 완료된 콘주게이트 복합체에 의한 형광 특성으로 말라리아를 진단할 수 있고, 말라리아 농도에 따라 형광 강도의 변화를 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 의한 미세유체 칩을 적용하여 정성 분석뿐만 아니라, 항원의 농도에 따른 정량 분석이 가능하다. (0.14 mg / ml) and a linker (EDC / NHS, 5% each) in the case of a fluorescent polystyrene bead (fluorescent polystyrene bead with a carboxyl group, mM) were mixed to prepare a conjugate complex. As shown in FIG. 2, a film of a double-sided adhesive material molded with a microfluidic channel is laminated on a polycarbonate polymer substrate, and a buffer solution for controlling the whole reaction, a conjugate complex, a monoclonal Antibody One species of monoclonal antibody capable of identifying malarial protozoa of one species and all species was immobilized on a substrate in a microfluidic channel, respectively, to form a buffer drip region, a conjugate drip region, and a probe dot region. As a control group, a goat anti-mouse IgG antibody was used. Next, the upper plate was laminated to complete the microfluidic chip. When the reaction was completed after the sample (malaria-positive blood 1/10, 1/20, 1/50, 1/100, 1/200 dilution) was dispensed, Respectively. Referring to FIG. 6, malaria can be diagnosed by the fluorescence characteristic of the conjugate complex in which the reaction is completed in the probe spot region, and the change of fluorescence intensity can be confirmed according to the malaria concentration. That is, it is possible to quantitatively analyze not only qualitative analysis but also antigen concentration by applying a microfluidic chip according to the present invention.

본 발명은, 투명 폴리머 기판을 적용하고, 상기 기판 상에 진단을 위한 항체를 고정하여, 항원에 대한 민감도가 우수하고, 신속하고 정확하게 진단 결과를 제공할 수 있는 미세유체 칩을 제공할 수 있으며, 본 발명에 의한 미세유체 칩은, 색변화, 형광 및 발광 변화에 따른 정성 분석뿐만 아니라, 정량 분석이 가능하고, 외부 환경에 따른 제품의 안정성이 향상되어 현장에서 정확한 진단을 제공할 수 있다. The present invention can provide a microfluidic chip which can apply a transparent polymer substrate and immobilize an antibody for diagnosis on the substrate to provide an excellent sensitivity to an antigen and to provide a quick and accurate diagnosis result, The microfluidic chip according to the present invention is capable of quantitative analysis as well as qualitative analysis according to color change, fluorescence, and light emission change, and improves stability of products according to external environment, thereby providing accurate diagnosis in the field.

Claims (7)

투명 폴리머 기판; 및
상기 기판 상에 미세유체 채널이 형성된 미세유체 채널층;
을 포함하고,
상기 미세유체 채널의 두께는, 1 ㎛ 내지 100 ㎛이며,
상기 미세유체 채널은:
콘주게이트 표면에 제1 단클론항체가 결합된 콘주게이트 복합체가 상기 기판 상에 고정된 콘주게이트 점적 영역; 및
제2 단클론항체가 상기 기판 상에 고정된 탐침자 점적 영역; 을 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩.
A transparent polymer substrate; And
A microfluidic channel layer having a microfluidic channel formed on the substrate;
/ RTI >
The thickness of the microfluidic channel is in the range of 1 탆 to 100 탆,
Wherein the microfluidic channel comprises:
A conjugate dot region on which a conjugate complex conjugated with a first monoclonal antibody is immobilized on the substrate; And
A probe dot region in which a second monoclonal antibody is immobilized on the substrate; The microfluidic chip for disease diagnosis.
제1항에 있어서,
상기 미세유체 채널은, 양면 접착소재를 포함하고,
상기 양면 접착소재는, 기재 및 상기 기재의 양면에 점착제층하고,
상기 기재는, 종이, 고무, 레이온(Rayon), 면(Cotton), 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 아세테이트(Acetate), 폴리프로필렌(Polypropylene), 셀로판(Cellophane), 폴리비닐클로라이드(Polyvinyl chloride), 폴리에스테르(Polyester), 폴리테트라 플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리이미드(Polyimide), 폴리우레탄(Polyurethane), 알루미늄(Al), 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 양면 접착소재의 점착제는, 고무, 아크릴(Acryl), 실리콘(Silicone), 폴리스틸렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리이소프렌(Polyisoprene), 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리올레핀(Polyolefine), 및 에틸렌초산비닐(Ethylene vinyl acetate)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 투명 폴리머 기판은, 폴리스틸렌(polystyrene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(poly methyl methacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyetheylene terephtalate), 폴리프탈레이트 카보네이트(polyphthalate carbonate) 및 폴리우레탄(polyurethane)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며,
상기 투명 폴리머 기판은, 산소, 질소 및 아르곤 플라즈마로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 플라즈마로 표면처리되고,
상기 투명 폴리머 기판은, 소수성 및 친수성 표면 특성을 갖는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩.
The method according to claim 1,
Wherein the microfluidic channel includes a double-sided adhesive material,
Wherein the double-sided adhesive material comprises a substrate and a pressure-sensitive adhesive layer on both sides of the substrate,
The substrate may be selected from the group consisting of paper, rubber, Rayon, cotton, polyethylene, polycarbonate, polystyrene, Acetate, Polypropylene, Cellophane, Polyvinyl chloride, At least one member selected from the group consisting of polyester, polytetrafluoroethylene, polyimide, polyurethane, aluminum (Al), and copper (Cu)
The pressure-sensitive adhesive of the double-sided adhesive material is preferably one selected from the group consisting of rubber, acrylic, silicone, polystyrene, polybutadiene, polyisoprene, polyethylene, polyolefin, Ethylene vinyl acetate, and the like.
The transparent polymer substrate may be formed of at least one selected from the group consisting of polystyrene, polycarbonate, poly methyl methacrylate, polyetheylene terephthalate, polyphthalate carbonate, and polyurethane And at least one selected from the group consisting of
Wherein the transparent polymer substrate is surface-treated with at least one plasma selected from the group consisting of oxygen, nitrogen and argon plasma,
Wherein the transparent polymer substrate has hydrophobic and hydrophilic surface properties.
제1항에 있어서,
상기 제1 단클론항체 및 제2 단클론항체는, 서로 상이하고, 각각 진단을 위한 질병에 관련된 항원의 다른 부위에 결합하고,
상기 항원은, 말라리아 관련 항원이며,
상기 콘주게이트는, 금, 은, 및 폴리머 비드(polymer beads)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 폴리머 비드는, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드 및 라텍스(latex)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩.
The method according to claim 1,
The first monoclonal antibody and the second monoclonal antibody are different from each other and each bind to another part of the antigen associated with the disease for diagnosis,
The antigen is a malaria-related antigen,
Wherein the conjugate comprises at least one member selected from the group consisting of gold, silver, and polymer beads,
Wherein the polymer bead comprises at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyamide, polyimide, and latex.
제1항에 있어서,
상기 콘주게이트 복합체는, 형광물질을 더 포함하고,
상기 형광물질은, 아크리딘(acridine), 시아닌(cyanine), 플루로돈(fluorone), 옥사진(oxazine), 페나트리딘(phenanthridine), 로다민(rhodamine) 및 쿠마린(coumarine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩.
The method according to claim 1,
Wherein the conjugate complex further comprises a fluorescent material,
The fluorescent substance may be at least one selected from the group consisting of acridine, cyanine, fluorone, oxazine, phenanthridine, rhodamine, and coumarine. Wherein the microfluidic chip comprises at least one selected from the group consisting of:
제1항에 있어서,
상기 콘주게이트 점적 영역 및 탐침자 점적 영역은, 연결자(linker)를 더 포함하고,
상기 연결자는, 아비딘-비오틴(avidin-biotin), EDC/NHS 또는 이 둘을 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩.
The method according to claim 1,
Wherein the conjugate dot region and the probe dot region further comprise a linker,
Wherein the linker comprises avidin-biotin, EDC / NHS, or both.
분석 시료를 투입하는 단계;
상기 분석 시료 내의 항원과 콘주게이트 복합체의 제1 단클론항체가 반응하여 상기 항원과 콘주게이트 복합체가 결합하는 단계;
상기 항원과 콘주게이트 복합체는 탐침자 점적 영역으로 전개되고, 상기 콘주게이트 복합체에 결합된 항원과 탐침자 점적 영역에서 고정된 제2 단클론항체가 반응하여 탐침자 점적 영역에 상기 항원과 결합된 콘주게이트 복합체를 수집하여 테스트 점 영역을 형성하는 단계; 및
분석하는 단계;
를 포함하는,
질병 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법.
Injecting an analytical sample;
Reacting the antigen in the assay sample with the first monoclonal antibody of the conjugate complex to bind the antigen and the conjugate complex;
The antigen and the conjugate complex are developed into a probe dot region, and the antigen bound to the conjugate complex reacts with the immobilized second monoclonal antibody in the probe dot region, Collecting the complex to form a test point region; And
Analyzing;
/ RTI >
Analytical method using microfluidic chip for disease diagnosis.
제6항에 있어서,
상기 분석하는 단계는:
테스트 점 영역의 색 변화를 관찰하여 정성 분석하는 단계;
테스트 점 영역의 형광을 측정하여 정성 분석하는 단계; 또는 상기 테스트 점 영역의 형광 강도를 측정하여 정량 분석하는 단계; 를 포함하는 것인, 질병 진단을 위한 미세유체 칩을 이용한 분석 방법. The method according to claim 6,
Wherein the analyzing comprises:
Observing the color change of the test point region and performing qualitative analysis;
Measuring fluorescence of the test point region and performing qualitative analysis; Measuring the fluorescence intensity of the test point region and quantitatively analyzing the fluorescence intensity of the test point region; Wherein the microfluidic chip is used for diagnosis of diseases.
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