자성 비드 기반 반응을 위한 미세유체장치

충남대학교
응용화학공학과
이창수
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2026-07-21 오후 3:23:00
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  • 기술 세부내용 본 발명은 순환형 미세유로와 자기력 인가부를 결합해 자성 비드 손실 없이 미량 검체만으로 반응·세정·검출을 단일 장치에서 연속 수행하는 미세유체 플랫폼 기술에 관한 것이다. 벌크 시스템의 자성 비드 세정은 수차례 피펫 조작이 필요해 시간·노력 소모가 크고, 미량 시료에서 세정 완결도가 저하되며, 기존 선형 유로 기반 미세유체장치는 비드-표적물질 반응 시간 부족 및 고정되지 않은 비드의 배출구 유실 문제가 상존한다. 또한 기존 V자형 유로 구조 등은 비드 추출 단계에만 특화되어 다단계 반응·세정 연속 구현이 불가하여 극미량·고가 시료를 손실 없이 처리할 수 있는 폐쇄형 순환 구조 장치 개발이 필요하다. 이에 본 발명은 반응·세정·검출을 단일 칩 내에서 자동화 연속 수행하여 비드 손실 제로를 달성한다. 본 발명의 핵심 차별성은 순환형 유로·자성 비드 수집 구조의 핵심 효과에 있다. 내장 연동 펌프가 유체를 순환형 미세유로 안에서 반복 순환시켜 비드-표적물질 충분한 접촉 시간 확보 및 주입·배출 밸브를 닫은 상태로 순환해 반응 중 시료 외부 유출을 차단하여 미량 검체에도 적용이 가능하다. 반응·세정 완료 후 자기력 인가부 작동으로 비드를 수집부에 집중 고정하여 항원 포획부터 세정, 탈착 단계를 단일 장치 내 연속 수행한다. 분리 밸브를 채용하여 분리 밸브를 닫은 상태에서 유체 주입 시 순환 유로 충전·세정 속도가 향상되고 주입 압력 증가에 따라 충전·세정 속도가 함께 증가해 더 적은 유체량으로 반응·세정을 완료한다. 또한 수집부 구조를 최적화하여 수집부 유로 폭을 순환 유로보다 넓게 설계해 자기력 인가 시 비드 집중 수집 및 수집 밸브 추가로 비드를 수집부에 격리한 채 유로 내 유체만 교환 가능하여 세정 단계를 정밀 제어한다. 현재 기술 완성도(TRL)는 TRL4 단계인 연구실 규모의 시제품 test 및 세포실험을 수행하고 있다. 따라서 본 발명은 기존 미세유체 시스템의 구조적 한계를 극복하고, 순환형 미세유로와 자기력 기반 수집 시스템을 통해 미량의 시료에서도 비드 손실 없이 반응부터 검출까지의 전 과정을 단일 장치에서 정밀하고 완벽하게 자동화할 수 있는 혁신적인 미세유체 플랫폼 기술을 제공한다.
  • 지재권 구분 특허
  • 전략기술 분류 첨단 바이오 기타
  • 특허 출원번호 10-2023-0186210 KIPRIS
  • IPC 코드
  • 특허 출원일
  • 특허 등록번호 10-2923668
  • TRL 단계 5단계(확정된 소재/부품/시스템시작품 제작 및 성능 평가)
  • 연구실 홈페이지

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