(57)【要約】  本発明は、アルデヒド類またはケトン類検出用デバイス及びシステムに関するものであって、より具体的には、回転式プラットフォームを活用したアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス及びシステムを提供する。
2021501890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状の回転式プラットフォームと、
前記ディスク状の回転式プラットフォーム上に配される微小流体構造物と
を備え、
前記微小流体構造物は、
アルデヒド類またはケトン類を含む流体試料を注入して、前記アルデヒド類またはケトン類をＤＮＰＨ誘導体化する試料注入部と、
前記流体試料を検出部へ供給するように構成され、前記試料注入部と前記検出部とを連結する第１微小流体流路（ｓｉｐｈｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌ）と、
溶離剤を注入するように構成される溶離剤導入部と、
前記溶離剤を検出部へ供給するように構成され、前記溶離剤導入部と前記検出部とを連結する第２微小流体流路と、
前記第２微小流体流路と前記検出部とを連結して、前記検出部の一端を収容するリザーブ領域と、
前記試料注入部と前記検出部の他端部とを連結する第１空気循環チャネルと、
前記溶離剤導入部と前記検出部の他端部とを連結する第２空気循環チャネルと、
を有し
前記検出部は、前記溶離剤で前記流体試料のアルデヒド類またはケトン類が分離展開されるように、前記流体試料のアルデヒド類またはケトン類と反応を起こすように構成された物質でコーティングされた検出部を含み、
前記回転式プラットフォームの回転で、前記試料注入部に注入された前記アルデヒド類またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化され、
前記ディスク状の回転式プラットフォームは、上層部と下層部を積層することによって形成され、
前記溶離剤導入部は、前記溶離剤を収容することができる空間を有し、
前記空間は前記溶離剤を注入することができる注入口を有し、
前記溶離剤導入部の前記注入口は、前記上層部に形成される、
アルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項２】
前記流体試料内のアルデヒド類またはケトン類は、アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、ベンズアルデヒド、ブチルアルデヒド、ホルムアルデヒド、及びプロピオンアルデヒドからなるグループから選択される少なくとも何れか１つである、
請求項１に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項３】
前記試料注入部の内部は、２，４−ＤＮＰＨがコーティングされたシリカがビーズの形態で満たされるように構成された
請求項１または２に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項４】
前記微小流体構造物は、複数個備えられ、
複数個の前記微小流体構造物は、それぞれ異なる流体試料を受け取るように構成され、
前記微小流体構造物は、前記回転式プラットフォームに放射状かつ対称的に配された
請求項１から３のいずれか１項に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項５】
前記第１微小流体流路及び前記第２微小流体流路は、それぞれ屈曲部を含み、
前記第２微小流体流路の屈曲部の個数は、前記第１微小流体流路の屈曲部の個数よりも１つ多い
請求項１から４のいずれか１項に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項６】
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの１次回転時に、前記注入された流体試料が試料注入部の後端部に移動し、前記注入された溶離剤が溶離剤導入部の後端部に移動し、
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの１次回転以後、前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの停止時に、前記試料注入部から前記第１微小流体流路に前記流体試料が移動し、前記溶離剤導入部から前記第２微小流体流路の第１屈曲部に溶離剤が移動し、
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの２次回転時に、前記流体試料が前記第１微小流体流路から前記検出部に導入され、
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの２次回転以後、前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの停止時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路の第１屈曲部から前記第２微小流体流路の第２屈曲部に移動し、
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの３次回転時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路から前記リザーブ領域に導入され、
前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの３次回転以後、前記アルデヒド類またはケトン類検出用デバイスの停止時に、前記流体試料が前記溶離剤によって前記検出部上で展開される
請求項１から５のいずれか１項に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうち何れか一項に記載のアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス、及び
前記検出部に紫外線を照らして、前記検出部上で分離展開されたアルデヒド類またはケトン類を肉眼で観察可能にするＵＶランプ
を含む
アルデヒド類またはケトン類検出用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年６月２５日付の大韓民国特許出願１０−２０１８−００７２９２２号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、アルデヒド類またはケトン類検出用デバイス及びシステムに係り、より具体的には、回転式プラットフォームを活用したアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、アルデヒド（Ａｌｄｅｈｙｄｅ）は、発色団がなくて、ＵＶ検出が不可能である。したがって、アセチルアセトン（ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎｅ）試薬やＤＮＰＨ（２，４−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｎｅ）試薬で誘導体化させた後、ＨＰＬＣ（Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）を用いて検出することが一般的である。アセチルアセトンを利用した方式は、ホルムアルデヒド（Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ）と選択的に反応させる誘導体化法であり、ＤＮＰＨを利用した方式は、カルボニル化合物といずれも反応させて、カルボニル化合物とＤＮＰＨとの反応によって生成されるＤＮＰＨ誘導体を分析する方式である。大気中に存在するアルデヒド類及びケトン（ｋｅｔｏｎｅ）類は、商用化されたＤＮＰＨカートリッジを使用する。従来の方式によれば、装備が高価であり、熟練された分析技術が必要であって、迅速、簡単に現場でアルデヒド類またはケトン類分析を行いにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高価のアルデヒド類及び／またはケトン類分析装備の代替のための経済的であり、安価の発色基盤のアルデヒド類及び／またはケトン類分析システムの開発が要求され、現場で便利に適用することができる小型化された分析システムの開発が要求される。
【０００５】
また、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む複数個の試料を同時に検出して分析時間を短縮させるシステムの開発が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスは、ディスク状の回転式プラットフォーム；前記回転式プラットフォーム上に配される微小流体構造物であって、アルデヒド類またはケトン類を含む流体試料が注入され、前記アルデヒド類またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化される試料注入部；前記試料が検出部に移動することができる通路であり、前記試料注入部と前記検出部とを連結する第１微小流体流路（ｓｉｐｈｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌ）；溶離剤が注入される溶離剤導入部；前記溶離剤が検出部に移動することができる通路であり、前記溶離剤導入部と前記検出部とを連結する第２微小流体流路；及び前記溶離剤として前記試料のアルデヒド類またはケトン類が分離展開されるように、前記試料のアルデヒド類またはケトン類と反応を起こしうる物質でコーティングされた検出部を含む前記微小流体構造物；を含み、前記回転式プラットフォームの回転で、前記試料注入部に注入された前記アルデヒド類またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化される。
【０００７】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記試料に含まれるアルデヒド類またはケトン類は、アセトアルデヒド（Ａｃｅｔａｌｄｅｈｙｄｅ）、アセトン（Ａｃｅｔｏｎｅ）、アクロレイン（Ａｃｒｏｌｅｉｎ）、ベンズアルデヒド（Ｂｅｎｚａｌｄｅｈｙｄｅ）、ブチルアルデヒド（Ｂｕｔｙｒａｌｄｅｈｙｄｅ）、ホルムアルデヒド、及びプロピオンアルデヒド（Ｐｒｏｐｉｏｎａｌｄｅｈｙｄｅ）からなるグループから選択される少なくとも何れか１つを含みうる。
【０００８】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記試料注入部の内部は、２，４−ＤＮＰＨがコーティングされたシリカ（２，４−ＤＮＰＨ  ｃｏａｔｅｄ  ｓｉｌｉｃａ）がビーズの形態で満たされる。
【０００９】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、複数個備えられ、複数個の前記微小流体構造物は、それぞれ異なる流体試料を収容することができ、前記回転式プラットフォームに放射対称に配置される。
【００１０】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、前記第２微小流体流路と前記検出部とを連結するリザーブ領域を含み、前記検出部の一端部が、前記リザーブ領域内に収容される。
【００１１】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、前記試料注入部と前記検出部の他端部とを連結する第１空気循環チャネル；及び前記溶離剤導入部と前記検出部の他端部とを連結する第２空気循環チャネル；をさらに含み、前記第１空気循環チャネル及び前記第２空気循環チャネルで、前記検出部での前記流体試料及び前記溶離剤の蒸発速度が増加し、前記検出部の凝結現象が防止される。
【００１２】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記第１微小流体流路及び前記第２微小流体流路は、それぞれ屈曲部を含み、前記第２微小流体流路の屈曲部の個数は、前記第１微小流体流路の屈曲部の個数よりも１つ多い。
【００１３】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記デバイスの１次回転時に、前記注入された流体試料が試料注入部の後端部に移動し、前記注入された溶離剤が溶離剤導入部の後端部に移動し、前記デバイスの１次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記試料注入部から前記第１微小流体流路に試料が移動し、前記溶離剤導入部から前記第２微小流体流路の第１屈曲部に溶離剤が移動し、前記デバイスの２次回転時に、前記試料が前記第１微小流体流路から前記検出部に導入され、前記デバイスの２次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路の第１屈曲部から前記第２微小流体流路の第２屈曲部に移動し、前記デバイスの３次回転時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路から前記リザーブ領域に導入され、前記デバイスの３次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記試料が前記溶離剤によって前記検出部上で展開される。
【００１４】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス、及び前記検出部に紫外線を照らして、前記検出部上で分離展開されたアルデヒド類またはケトン類を肉眼で観察可能にするＵＶランプを含むアルデヒド類またはケトン類検出用システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来のアルデヒド類またはケトン類分析装備である高価のＨＰＬＣに比べて、経済的であり、安価の発色基盤のアルデヒド類またはケトン類分析システムを提供し、かつ現場で便利に適用することができる小型化された分析システムを提供することができる。
【００１６】
また、本発明によれば、アルデヒド類またはケトン類を含む複数個の試料を同時に検出して分析を行うことができて、分析時間を短縮させる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による検出用デバイスを図示する。
【図２】図１の検出用デバイスの微小流体構造物を図示する。
【図３Ａ】微小流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。
【図３Ｂ】微小流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。
【図３Ｃ】微小流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。
【図３Ｄ】微小流体構造物を含む回転式プラットフォームの各層に関して図示する。
【図４】本発明による検出用デバイスを含み、それを回転させる定性分析システムを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスは、ディスク状の回転式プラットフォーム；前記回転式プラットフォーム上に配される微小流体構造物であって、アルデヒド類またはケトン類を含む流体試料が注入され、前記アルデヒド類またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化される試料注入部；前記試料が検出部に移動することができる通路であり、前記試料注入部と前記検出部とを連結する第１微小流体流路；溶離剤が注入される溶離剤導入部；前記溶離剤が検出部に移動することができる通路であり、前記溶離剤導入部と前記検出部とを連結する第２微小流体流路；及び前記溶離剤として前記試料のアルデヒド類またはケトン類が分離展開されるように、前記試料のアルデヒド類またはケトン類と反応を起こしうる物質でコーティングされた検出部を含む前記微小流体構造物；を含み、前記回転式プラットフォームの回転で、前記試料注入部に注入された前記アルデヒド類またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化される。
【００１９】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記試料に含まれるアルデヒド類またはケトン類は、アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、ベンズアルデヒド、ブチルアルデヒド、ホルムアルデヒド、及びプロピオンアルデヒドからなるグループから選択される少なくとも何れか１つを含みうる。
【００２０】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記試料注入部の内部は、２，４−ＤＮＰＨがコーティングされたシリカがビーズの形態で満たされる。
【００２１】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、複数個備えられ、複数個の前記微小流体構造物は、それぞれ異なる流体試料を収容することができ、前記回転式プラットフォームに放射対称に配置される。
【００２２】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、前記第２微小流体流路と前記検出部とを連結するリザーブ領域を含み、前記検出部の一端部が、前記リザーブ領域内に収容される。
【００２３】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記微小流体構造物は、前記試料注入部と前記検出部の他端部とを連結する第１空気循環チャネル；及び前記溶離剤導入部と前記検出部の他端部とを連結する第２空気循環チャネル；をさらに含み、前記第１空気循環チャネル及び前記第２空気循環チャネルで、前記検出部での前記流体試料及び前記溶離剤の蒸発速度が増加し、前記検出部の凝結現象が防止される。
【００２４】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記第１微小流体流路及び前記第２微小流体流路は、それぞれ屈曲部を含み、前記第２微小流体流路の屈曲部の個数は、前記第１微小流体流路の屈曲部の個数よりも１つ多い。
【００２５】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスにおいて、前記デバイスの１次回転時に、前記注入された流体試料が試料注入部の後端部に移動し、前記注入された溶離剤が溶離剤導入部の後端部に移動し、前記デバイスの１次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記試料注入部から前記第１微小流体流路に試料が移動し、前記溶離剤導入部から前記第２微小流体流路の第１屈曲部に溶離剤が移動し、前記デバイスの２次回転時に、前記試料が前記第１微小流体流路から前記検出部に導入され、前記デバイスの２次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路の第１屈曲部から前記第２微小流体流路の第２屈曲部に移動し、前記デバイスの３次回転時に、前記溶離剤が前記第２微小流体流路から前記リザーブ領域に導入され、前記デバイスの３次回転以後、前記デバイスの停止時に、前記試料が前記溶離剤によって前記検出部上で展開される。
【００２６】
また、本発明によるアルデヒド類またはケトン類検出用デバイス、及び前記検出部に紫外線を照らして、前記検出部上で分離展開されたアルデヒド類またはケトン類を肉眼で観察可能にするＵＶランプを含むアルデヒド類またはケトン類検出用システムを提供することができる。
【００２７】
以下、本発明による回転式ディスクシステムを活用したアルデヒド類またはケトン類検出用デバイスを詳しく説明する。添付図面は、本発明の例示的な形態を図示したものであって、これは、本発明をより詳しく説明するために提供されるものであり、これにより、本発明の技術的な範囲が限定されるものではない。
【００２８】
また、図面符号に関係なく同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与し、これについての重複説明は省略し、説明の便宜上、示された各構成部材の大きさ及び形状は、誇張または縮小されうる。
【００２９】
図１は、本発明の一実施例によるアルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１を図示し、図２は、図１の回転式ディスクシステムの微小流体構造物２０を図示する。
【００３０】
まず、図１を参照すれば、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１は、回転式プラットフォーム１０及び回転式プラットフォーム１０に備えられる微小流体構造物２０を含む。回転式プラットフォーム１０は、例えば、円形ディスクであり、サイズは、例えば、直径が１４〜１７ｃｍである。
【００３１】
回転式プラットフォーム１０は、微小流体構造物２０を含む。回転式プラットフォーム１０は、１つの微小流体構造物２０を含み、複数個の微小流体構造物２０を含むこともある。複数個の微小流体構造物２０は、回転式プラットフォーム１０に放射対称に位置する。例えば、図１では、２個の微小流体構造物２０が回転式プラットフォーム１０に配された場合を図示する。回転式プラットフォーム１０と複数個の微小流体構造物２０とのサイズなどの本発明が具現される多様な環境によって、３個、４個、５個、６個、またはそれ以上の個数で配置されることもある。
【００３２】
図２を参照すれば、複数個の微小流体構造物２０のそれぞれの微小流体構造物２０を図示する。微小流体構造物２０は、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が注入される試料注入部１００及び試料注入部１００から流体試料が検出部１２０に移動することができる通路である第１微小流体流路１１０、流体試料に含まれた多重アルデヒド類及び／またはケトン類が分離検出される検出部１２０、溶離剤（ｅｌｕｅｎｔ）導入部１３０、溶離剤導入部１３０から溶離剤が検出部１２０に移動することができる通路である第２微小流体流路１４０、及び第２微小流体流路１４０と検出部１２０とを連結するリザーブ領域１５０を含む。
【００３３】
微小流体構造物２０は、複数個の種類のアルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料を収容して、それを分離検出することができる。流体試料に含まれるアルデヒド類及び／またはケトン類としては、例えば、アセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、ベンズアルデヒド、ブチルアルデヒド、ホルムアルデヒド、及びプロピオンアルデヒドなどからなるグループから選択される少なくとも何れか１つを含みうる。
【００３４】
試料注入部１００は、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料を収容することができる空間があり、前記空間に流体試料が注入される注入口１００ａを含む。試料注入部１００の内部には、２，４−ＤＮＰＨがコーティングされたシリカがビーズの形態で満たされている。アルデヒド類及び／またはケトン類は、発色団が存在せず、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が検出部１２０に移動する以前に、まず試料注入部１００でアルデヒド類及び／またはケトン類がＤＮＰＨ誘導体化される。
【００３５】
試料注入部１００と検出部１２０は、第１微小流体流路１１０に連結される。また、試料注入部１００は、塞ぎ部１００ｂを含み、注入口１００ａを通じて試料を注入する時、注入される試料が直ちに第１微小流体流路１１０への流れを防止するように、チャネルの段差を用いて試料注入部１００の内部空間に閉じ込める役割を果たす。塞ぎ部１００ｂには、注入口１００ａから試料注入部の後端部１００ｃに試料が移動することができる開口部が備えられている。回転式プラットフォーム１０の１次回転によって注入口１００ａから試料注入部の後端部１００ｃに試料が移動する。試料注入部１００のうちから、試料注入部の後端部１００ｃ、すなわち、試料注入部１００と第１微小流体流路１１０とが連結される場所の付近は、例えば、流線状をなしており、試料注入部１００に注入された流体試料が第１微小流体流路１１０に移動する時、抵抗を最大限少なく受けるようにして、試料注入部１００に注入された流体試料が残らずに第１微小流体流路１１０に移動するようにした。
【００３６】
第１微小流体流路１１０は、屈曲部１１１を含む。屈曲部１１１は、例えば、"Ｕ"字状の管からなる部分を含む。後述するように、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１の１次回転以後及び２次回転以前に検出用デバイス１が停止した状態で、ＤＮＰＨ誘導体化された多重アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料は、チャネル内部が親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｉｔｙ）である第１微小流体流路１１０に毛細管力によって移動し、結果として、第１微小流体流路１１０のチャネルに流体試料が収容される。
【００３７】
第１微小流体流路１１０の先端部は、検出部１２０に連結されている。第１微小流体流路１１０から検出部１２０に試料が提供され、後述するリザーブ領域１５０に提供された溶離剤によって検出部１２０上で試料が展開されるように、第１微小流体流路１１０の先端部は、リザーブ領域１５０付近に位置しうる。しかし、本発明は、前述したものに限定されず、第１微小流体流路１１０の先端部は、検出部１２０中でもリザーブ領域１５０に収容された部分に連結されるなど多様な変形、変更が可能である。
【００３８】
検出部１２０は、流体試料のアルデヒド類及び／またはケトン類と反応を起こしうる物質でコーティングされて流体試料が展開される。検出部１２０は、例えば、ＲＰ−１８  Ｆ２５４ｓ  ＴＬＣプレートであって、Ｃ１８グループをシリカにボンディングした物質がアルミニウム支持体上に０．２ｍｍの厚さにコーティングされたものである。蛍光検出可能なＦ２５４ｓがコーティングされており、水は、４０％まで使用可能なものである。検出部１２０のサイズは、例えば、長さが１０ｃｍであり、幅が１ｃｍであるものである。このような検出部１２０は、少量（例えば、０．５μＬ）の試料に適用可能なものである。
【００３９】
溶離剤導入部１３０は、溶離剤を収容することができる空間があり、前記空間に溶離剤が注入される注入口１３０ａを含む。溶離剤導入部１３０と検出部１２０は、第２微小流体流路１４０に連結される。また、溶離剤導入部１３０は、塞ぎ部１３０ｂを含み、注入口１３０ａを通じて試料を注入する時、注入される試料が直ちに第２微小流体流路１４０への流れを防止するように、チャネルの段差を用いて溶離剤導入部１３０の内部空間に閉じ込める役割を果たす。塞ぎ部１３０ｂには、注入口１３０ａから溶離剤導入部の後端部１３０ｃに溶離剤が移動することができる開口部が備えられている。回転式プラットフォーム１０の１次回転によって注入口１３０ａから溶離剤導入部の後端部１３０ｃに溶離剤が移動する。溶離剤導入部１３０のうちから、溶離剤導入部の後端部１３０ｃ、すなわち、溶離剤導入部１３０と第２微小流体流路１４０とが連結される場所の付近は、例えば、流線状をなしており、溶離剤導入部１３０に注入された流体試料が第２微小流体流路１４０に移動する時、抵抗を最大限少なく受けるようにして、溶離剤導入部１３０に注入された流体試料が残らずに第２微小流体流路１４０に移動するようにした。
【００４０】
第２微小流体流路１４０は、少なくとも２つの屈曲部１４１、１４２を含み、屈曲部１４１、１４２のそれぞれは、例えば、"Ｕ"字状の管からなる部分を含む。第２微小流体流路１４０の屈曲部１４１、１４２の個数は、第１微小流体流路１１０の屈曲部１１１の個数よりも１つ多い。これは、第１微小流体流路１１０を通じて試料が検出部１２０に先に導入された後、第２微小流体流路１４０を通じて溶離剤が以後に検出部１２０に導入されるためである。後述するように、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１の１次回転以後及び２次回転以前に回転式プラットフォーム１０が停止した状態で、溶離剤は毛細管力によって親水性である第２微小流体流路１４０に移動し、第２微小流体流路１４０のチャネル内部に溶離剤が収容される。より具体的には、１次回転以後及び２次回転以前に溶離剤が溶離剤導入部１３０から第１屈曲部１４１に移動する。次に、２次回転以後、溶離剤が第１屈曲部１４１から第２屈曲部１４２に移動する。
【００４１】
また、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１は、第２微小流体流路１４０が検出部１２０と連結される端部にリザーブ領域１５０を含み、検出部１２０の一端部がリザーブ領域１５０内に収容されている。リザーブ領域１５０は、溶離剤を内部に収容できるように、回転式プラットフォーム１０の中層部と下層部（図３Ａ、図３Ｃ、図３Ｄ参照）のそれぞれに凹状にパターニングされた領域である。回転式プラットフォーム１０の１次回転以後に第２微小流体流路１４０に収容された溶離剤が回転式プラットフォーム１０の３次回転時に第２微小流体流路１４０からリザーブ領域１５０に移動し、この際、回転による遠心力で検出部１２０には展開されず、リザーブ領域１５０に溜まる（すなわち、閉じ込められる）。回転式プラットフォーム１０の３次回転が止まれば、リザーブ領域１５０に連結された検出部１２０に溶離剤が展開され、溶離剤によって検出部１２０に先に導入された試料が共に検出部１２０上で展開される。
【００４２】
また、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１は、第１空気循環チャネル１６０及び第２空気循環チャネル１７０を含む。第１空気循環チャネル１６０は、試料注入部１００と検出部１２０の他端部とを連結する。それにより、試料注入部１００−第１微小流体流路１１０−検出部１２０−空気循環チャネル１４０−試料注入部１００に空気が循環されるように連結される。同様に、第２空気循環チャネル１７０は、溶離剤導入部１３０と検出部１２０の他端部とを連結する。それにより、溶離剤導入部１３０−第２微小流体流路１４０−リザーブ領域１５０−検出部１２０−空気循環チャネル１４０−溶離剤導入部１３０に空気が循環されるように連結される。
【００４３】
第１空気循環チャネル１６０及び第２空気循環チャネル１７０を導入することにより、検出部１２０の流体試料及び溶離剤の蒸発速度を増加させる一方、検出部１２０の凝結現象を防止する。試料注入部１００と第１空気循環チャネル１４０とが連結された地点及び溶離剤導入部１３０と第２空気循環チャネル１７０とが連結された地点のそれぞれに約１ｍｍの厚さ及び直径が約０．８ｍｍ程度である穴を開けて空気圧によるキャピラリー弁（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ｖａｌｖｅ）を形成することにより、第１空気循環チャネル１６０及び第２空気循環チャネル１７０への試料及び溶離剤の逆流を防止することができる。
【００４４】
図３Ａから図３Ｄは、図１の微小流体構造物２０を含む回転式プラットフォーム１０の各層に関して図示する。図３Ａに示したように、微小流体構造物２０を含む回転式プラットフォーム１０は、大きく３個層である上層部（図３Ｂ）、中層部（図３Ｃ）、下層部（図３Ｄ）で構成することができる。微小流体構造物２０の検出部１２０を除いたそれぞれの構成要素は、マイクロミリング（ｍｉｃｒｏ  ｍｉｌｌｉｎｇ）を利用したパターニング工程を通じて生成されうる。
【００４５】
まず、図３Ａから図３Ｃを参照すれば、第１微小流体流路１１０のうち、第１部分１１０ａは、中層部に配されており、第１部分１１０ａは、試料注入部１００と連結された部分と屈曲部１１１を含む。第１微小流体流路１１０のうち、第２部分１１０ｂは、上層部に配されており、第２部分１１０ｂは、検出部１２０と連結された部分を含む。これは、中層部に配された試料注入部１００から試料が第１微小流体流路１１０の第１部分１１０ａに収容された以後、試料が第１微小流体流路１１０から検出部１２０に提供される時に試料が検出部１２０の上方から下方に、すなわち、検出部１２０上に落ちる方式で提供されるためである。それにより、検出部１２０上でより均一に試料が展開される。
【００４６】
ＤＮＰＨ誘導体化された多重アルデヒド類及び／またはケトン類を含む試料が、回転式プラットフォーム１０の上層部に位置した第１微小流体流路１１０から回転式プラットフォーム１０の中層部及び下層部に挿入された検出部１２０に、すなわち、下向きに流体試料が注入される。したがって、流体試料がより均一に検出部１２０で展開される。
【００４７】
また、図３Ａから図３Ｃを参照すれば、第２微小流体流路１４０のうち、第１部分１４０ａは、中層部に配されており、第１部分１４０ａは、溶離剤導入部１３０と連結された部分と屈曲部１４１、１４２を含む。第２微小流体流路１４０のうち、第２部分１４０ｂは、上層部及び中層部にわたって配されており、第２部分１４０ｂは、検出部１２０と連結された部分を含む。これは、溶離剤が、検出部１２０の下端中央に導入させるためである。
【００４８】
また、上層部には、図３Ｂに示したように、試料注入部１００の注入口１００ａ及び溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａを含む。図３Ｂ及び図３Ｃに示したように、試料注入部１００の注入口１００ａ及び溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａは、上層部及び中層部にわたって形成されている。したがって、回転式プラットフォーム１０の上（すなわち、上層部）に備えられた試料注入部１００の注入口１００ａ及び溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａにそれぞれ試料と溶離剤とを注入すれば、中層部に備えられた試料注入部１００及び溶離剤導入部１３０の内部にそれぞれ試料と溶離剤とが収容される。
【００４９】
中層部には、図１及び図２と関連して前述した構成要素がほとんど配されており、中層部に関して、図１及び図２に説明した構成要素と重複説明は、前述した図１及び図２に関する説明を参照する。
【００５０】
図３Ｃ及び図３Ｄを参照すれば、中層部及び下層部にわたって検出部１２０の形状と一致し、検出部１２０が挿入される空間及び検出部１２０の一端部が挿入されるようにリザーブ領域１５０が備えられている。中層部には、検出部１２０が挿入されるように開口されており、下層部には、検出部１２０の形状と一致し、検出部１２０が挿入される凹部が備えられている。検出部１２０は、中層部と下層部とにわたって位置しうる。また、中層部と下層部とにわたって検出部１２０の一端部が挿入されるようにリザーブ領域１５０が備えられている。一方、本発明は、前述したものに限定されず、上層部のうちから検出部１２０が位置する部分は、検出部１２０が挿入されるように、検出部１２０の形状と一致するように上層部の下面が凹部で備えられているなど多様に変形、変更が可能である。また、このような凹部の高さも、本発明が実際具現される環境によって多様に変形、変更が可能である。
【００５１】
上層部、中層部及び下層部の材質は、例えば、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）またはポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）などを含みうる。
【００５２】
一方、上層部、中層部、下層部の間には、それぞれ粘着層（図示せず）が備えられて、上層部と中層部とを接合し、中層部と下層部とを接合することができる。粘着層は、例えば、アクリル（ａｃｒｙｌ）系の両面粘着テープで製作することができる。回転式プラットフォーム１０のサイズに対応する粘着成分を有する材質のテープや板などで、各層部の前述した構成要素に対応する領域をカッティング（ｃｕｔｔｉｎｇ）などで除去して製作することができる。
【００５３】
例えば、上層部と中層部とを接合する粘着層は、上層部の試料注入部１００の注入口１００ａ及び溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａを通じてそれぞれ注入された試料及び溶離剤が中層部に移動できるように、試料注入部１００の注入口１００ａ及び溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａに対応する領域がカッティングされている。また、中層部と下層部とを接合する粘着層は、図３Ａに示したように、中層部と下層部との構成要素に対応する領域がカッティングされている。
【００５４】
本発明の検出用デバイス１によれば、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１の回転を制御して、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が試料注入部１００から第１微小流体流路１１０に移動した後、検出部１２０に移動することができる。同様に、溶離剤が溶離剤導入部１３０から第２微小流体流路１４０に移動した後、検出部１２０に移動することができる。
【００５５】
例えば、試料注入部１００にアルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が注入された後、検出用デバイス１が３５００ＲＰＭで２０秒間１次回転すれば、試料注入部１００の注入口１００ａに注入された試料が試料注入部１００の後端部１００ｃに移動し、１次回転以後、検出用デバイス１が止められれば、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が試料注入部１００の後端部１００ｃから毛細管力によって第１微小流体流路１１０に移動する。また、溶離剤導入部１３０の注入口１３０ａに注入された溶離剤は、前記１次回転時に溶離剤導入部１３０の後端部１３０ｃに移動し、１次回転以後、検出用デバイス１が止められれば、溶離剤が毛細管力によって第２微小流体流路１４０の第１屈曲部１４１に移動する。
【００５６】
再び、検出用デバイス１が３５００ＲＰＭで２０秒間２次回転すれば、試料が第１微小流体流路１１０から検出部１２０に導入される。前記２次回転後、検出用デバイス１が止められれば、溶離剤が第２微小流体流路の第２屈曲部１４２に移動する。
【００５７】
検出用デバイス１の１５００ＲＰＭで２０秒間３次回転が進行すれば、溶離剤がリザーブ領域１５０にローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）され、検出用デバイス１の３次回転が止まった後、アルデヒド類及び／またはケトン類を含む流体試料が溶離剤によって毛細管力によって検出部１２０上で展開される。
【００５８】
図４は、本発明によるアルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス１を含むアルデヒド類及び／またはケトン類検出用システム２に関して図示する。アルデヒド類及び／またはケトン類検出用システム２は、ＵＶランプ（図示せず）をさらに含む。ＵＶランプは、例えば、アルデヒド類及び／またはケトン類検出用システム２の天井部の下面に設けられる。しかし、本発明は、これに限定されず、ＵＶランプで検出部１２０を照らして、検出部１２０上で展開されたアルデヒド類及び／またはケトン類の試料を肉眼で確認できる限り、ＵＶランプが装着される位置は、多様に変形、変更することができる。前述したように、アルデヒド類及び／またはケトン類は、発色団が存在せず、試料注入部１００でＤＮＰＨで誘導体化された後に検出部１２０で展開され、ＤＮＰＨで誘導体化されたアルデヒド類及び／またはケトン類が展開された検出部１２０をＵＶランプで照らせば、はじめて肉眼でアルデヒド類及び／またはケトン類を分離検出させうる。
【００５９】
このような、本発明による検出用デバイス１を用いてアセトアルデヒド、アセトン、アクロレイン、ベンズアルデヒド、ブチルアルデヒド、ホルムアルデヒド、またはプロピオンアルデヒドなどの複数個のアルデヒド類及び／またはケトン類に対して定性分析が５分内に可能である。流体試料に含まれた７種のアルデヒド類及び／またはケトン類は、それぞれ検出部１２０上に展開される程度が異なるので、ＵＶランプ３０を検出部１２０に照らして検出部１２０上に分離展開された７種のアルデヒド類及び／またはケトン類をそれぞれ検出することができる。
【００６０】
本発明によれば、アルデヒド類及び／またはケトン類のＤＮＰＨ誘導体化及び検出部上での展開過程が微小流体構造物２０が配された回転式プラットフォーム１０の回転制御による遠心力と毛細管力との調節を通じてなされる。
【００６１】
また、本発明の一実施例による検出用デバイス１によれば、経済的であり、迅速に多重アルデヒド類及び／またはケトン類の分離検出が可能であり、従来の高価なＨＰＬＣ分析装備に比べて、経済的であり、分析に必要な時間も短縮させ、多重アルデヒド類及び／またはケトン類の分離検出が必要な現場で迅速かつ便利に応用される。その上に、複数個の試料が存在し、このような試料がそれぞれアルデヒド類及び／またはケトン類を異なる組成で含む場合、このような複数個の試料を同時に１つのデバイス１で分析することができる。
【００６２】
前述した本発明の技術的構成は、当業者が、本発明のその技術的思想や必須的な特徴を変更せずとも、他の具体的な形態で実施可能であることを理解できるであろう。したがって、前述した実施例は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解しなければならない。また、本発明の範囲は、前記の詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって表われる。また、特許請求の範囲の意味及び範囲、そして、その等価概念から導出されるあらゆる変更または変形された形態が、本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。
【符号の説明】
【００６３】
１：アルデヒド類及び／またはケトン類検出用デバイス
２：アルデヒド類及び／またはケトン類検出用システム
１０：回転式プラットフォーム
２０：微小流体構造物
１００：試料注入部
１１０：第１微小流体流路
１２０：検出部
１３０：溶離剤導入部
１４０：第２微小流体流路
１５０：リザーブ領域
１６０：第１空気循環チャネル
１７０：第２空気循環チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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