(57)【要約】本発明は、ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置に関するものとして、前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材と、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材と、を備え、前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成される。本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置は、流体に干渉する流体誘導ユニットが、前端部をなす角度より後端部をなす角度が大きく形成されているので、流体誘導ユニットの後方の流体の流れに発生する圧力降下を減少させ、流体に対する細胞の回収効率を向上させることができる長所がある。
2020505621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流動する流動路上に設置され、前記流体に含まれた細胞または微細粒子を一側に誘導するヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットにおいて、
前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材と、
前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材と、
を備え、
前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成された、ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項２】
前記引入部分は、「∧」字状に形成された、請求項１に記載のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項３】
前記引入部分は、前記第１及び第２仮想線の間の角が１６０度以上である、請求項１に記載のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項４】
前記後方部材に前記突出部分が形成される際に、前記突出部分は、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後方に行くほど左右幅が減少するように形成された、請求項１に記載のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項５】
前記突出部分は、「Ｖ」字状に形成された、請求項４に記載のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項６】
前記前方部材は、「∧」字状に形成された、請求項１に記載のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット。
【請求項７】
内部に分類対象細胞または微細粒子が含まれた流体が流動する流動路が設けられた本体と、
前記流体の流れに干渉して前記分類対象細胞または微細粒子を前記流動路の内側面側に誘導できるように前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前後方向に沿って相互離隔するように配列された多数のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットと、
前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットから後方に離隔した位置の前記本体に設置され、前記流動路の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子を収集して排出する排出部と、
を備える、流体濃縮装置。
【請求項８】
前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、
前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材と、
前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材と、
を備え、
前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成された、請求項７に記載の流体濃縮装置。
【請求項９】
前記引入部分は、「∧」字状に形成された、請求項８に記載の流体濃縮装置。
【請求項１０】
前記引入部分は、前記第１及び第２仮想線の間の角が１６０度以上である、請求項９に記載の流体濃縮装置。
【請求項１１】
前記後方部材に前記突出部分が形成される際に、前記突出部分は、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後方に行くほど左右幅が減少するように形成された、請求項８に記載の流体濃縮装置。
【請求項１２】
前記後方部材は、「Ｖ」字状に形成された、請求項１１に記載の流体濃縮装置。
【請求項１３】
前記前方部材は、「∧」字状に形成された、請求項８に記載の流体濃縮装置。
【請求項１４】
前記排出部は、前記本体の流動路に連通する第１排出路及び複数の第２排出路が形成され、かつ、前記第２排出路に前記流動路の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子が流入できるように、前記第１排出路を基準に左右側にそれぞれ前記第２排出路が配置された、請求項８に記載の流体濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置に関するものとして、流体に含まれた細胞または微細粒子を一側に誘導できるように、ヘリンボーン形状に形成された流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、病原菌検出または分子診断法等のような生物学的分析過程は、試料から標的細胞を分離する段階、細胞を濃縮させる段階、生体分子を分離する段階、生体分子を増幅させる段階、混成化反応を行う段階及び検出段階からなる。
【０００３】
このうち、遺伝子レベルで病気を診断、治療または予防するために、細胞、バクテリアまたはウイルスのような生物学的試料からタンパク質や核酸を抽出する技術が核酸増幅反応技術と連結されて、最近広く活用されている。
【０００４】
また、病気の診断、治療または予防以外にも、オーダーメード型新薬開発、法医学、環境ホルモン検出等多様な分野で、生物学的試料からタンパク質や核酸を抽出する技術が要求されている実情である。
【０００５】
従来の方法では、特異的な溶解緩衝液(lysis buffer)等を利用する化学的な方法が主であった。一例として、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)やプロテアーゼ(proteinase)Ｋで処理して可溶化した後、フェノールでタンパク質を変性除去することで核酸を精製する方法があったが、このようなフェノール抽出法は、多くの処理段階を行わなければならないので、多くの時間が必要とされるだけではなく、核酸抽出効率が研究者の経験とノウハウ等によって大きく左右されるので、信頼性が落ちる問題があった。
【０００６】
一方、他の方法として、国内登録特許公報第１０‐１５１５３９４には、ヘリンボーン(herringbone)パターンで形成された微細流体チップのチャンネル内に注入された試料を濃縮させ、チャンネル内壁に挿入された金ナノ粒子の光熱効果(photothermal effect)を利用して試料内の細胞を溶解(lysis)させるための細胞溶解微細流体装置が開示されている。
【０００７】
しかし、前記細胞溶解微細流体装置は、ヘリンボーンパターンの前端部をなす角度と後端部をなす角度が同一であるので、流体の流量または流速が増加する場合、ヘリンボーンパターンの後端部の流れに圧力降下が発生して、流体に含まれた細胞の凝集率が減少する短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記のような問題点を改善するために、ヘリンボーンパターンを有する流体誘導ユニットの後方流体の流れに発生する圧力降下を減少させるために、前端部をなす角度より後端部をなす角度が大きく形成されたヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、流体が流動する流動路上に設置され、前記流体に含まれた細胞または微細粒子を一側に誘導するヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットにおいて、前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材及び前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材を備える。
【００１０】
前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成される。
【００１１】
前記引入部分は、「∧」字状に形成されることが好ましい。
【００１２】
前記引入部分は、前記第１及び第２仮想線の間の角が１６０度以上であってもよい。
【００１３】
前記後方部材に前記突出部分が形成される際に、前記突出部分は、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後方に行くほど左右幅が減少するように形成されてもよい。
【００１４】
前記突出部分は、「Ｖ」字状に形成されてもよい。
【００１５】
前記前方部材は、「∧」字状に形成される。
【００１６】
一方、本発明に係る流体濃縮装置は、内部に分類対象細胞または微細粒子が含まれた流体が流動する流動路が設けられた本体と、前記流体の流れに干渉して前記分類対象細胞または微細粒子を前記流動路の内側面側に誘導できるように前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前後方向に沿って相互離隔するように配列された多数のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットと、前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットから後方に離隔した位置の前記本体に設置され、前記流動路の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子を収集して排出する排出部とを備える。
【００１７】
前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材と、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材とを備える。
【００１８】
前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成される。
【００１９】
前記引入部分は、「∧」字状に形成される。
【００２０】
前記引入部分は、前記第１及び第２仮想線の間の角が１６０度以上であってもよい。
【００２１】
前記後方部材に前記突出部分が形成される際に、前記突出部分は、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後方に行くほど左右幅が減少するように形成されることが好ましい。
【００２２】
前記後方部材は、「Ｖ」字状に形成されてもよい。
【００２３】
前記前方部材は、「∧」字状に形成される。
【００２４】
前記排出部は、前記本体の流動路に連通する第１排出路及び複数の第２排出路が形成され、かつ、前記第２排出路に前記流動路の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子が流入できるように、前記第１排出路を基準に左右側にそれぞれ前記第２排出路が配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置は、流体に干渉する流体誘導ユニットが、前端部をなす角度より後端部をなす角度が大きく形成されているので、流体誘導ユニットの後方の流体の流れに発生する圧力降下を減少させ、流体に対する細胞の回収効率を向上させることができる長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの斜視図である。
【図２】図１のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの平面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの平面図である。
【図４】数値解釈を通じて従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの流体の速度ベクトルの大きさを示したシミュレーション結果である。
【図５】数値解釈を通じて本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの流体の速度ベクトルの大きさを示したシミュレーション結果である。
【図６】従来の流体誘導ユニットの図４の第１区間及び第３区間における圧力値を示したものでる。
【図７】本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの図５の第１区間及び第３区間における圧力値を示したものでる。
【図８】従来の流体誘導ユニットと本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの第１区間及び第３区間の幅による圧力勾配を示したものでる。
【図９】本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの第１及び第２仮想線の間の角の変化に応じた第１区間における左右幅による圧力勾配値を示したものでる。
【図１０】本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットの第１及び第２仮想線の間の角の変化に応じた第３区間における左右幅による圧力勾配値を示したものでる。
【図１１】本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットを利用した流体濃縮装置の断面図である。
【図１２】図１１の第１位置及び第２位置で、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットが適用された流体濃縮装置の流体の流れを示した顕微鏡写真である。
【図１３】図１１の第１位置及び第２位置で、本発明のヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置の流体の流れを示した顕微鏡写真である。
【図１４】微細粒子の大きさ(Bead size)に応じた、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットと本発明のヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置の回収効率を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、流体が流動する流動路上に設置され、前記流体に含まれた細胞または微細粒子を一側に誘導するヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットにおいて、前記流動路上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材と、前記前方部材から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分または後方に突出した突出部分が形成された後方部材と、を備え、前記後方部材に前記引入部分が形成される際に、前記引入部分は、前記後方部材の後端から前方に行くほど左右幅が減少するように形成され、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線の間の角が、前記前方部材の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線の間の角より大きく、かつ、１８０度以下に形成されてもよい。
【００２８】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置について詳しく説明する。本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な形態を有することができるが、特定実施例を図面に例示して本文にて詳しく説明しようとする。なお、これは本発明を特定の開示形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものとする。各図面の説明において、類似する参照符号を類似する構成要素に対して使用した。添付した図面において、構造物の寸法は、本発明を明確にするために実際より拡大して図示したものである。
【００２９】
第１、第２等の用語は、多様な構成要素の説明に用いることができるが、上記構成要素は、上記用語によって限定されるものではない。上記用語は、一構成要素を他の構成要素と区別する目的のみで用いられる。例えば、本発明の権利範囲内で第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名することができる。
【００３０】
本出願で用いる用語は、単に特定の実施例を説明するために用いられたものとして、本発明を限定するものない。単数の表現は、文脈上明白に違う意味をしない限り、複数の表現を含むものとする。本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組合せたものの存在または付加可能性を予め排除するものではない。
【００３１】
異なるように定義されない限り、技術的や科学的な用語を含めてここで用いられる全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に用いられる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本出願において明白に定義しない限り、理想的や過度に形式的な意味には解釈されない。
【００３２】
図１及び図２には、本発明の第１実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が図示されている。
【００３３】
図面を参照すると、ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０は、流体が流動する流動路１１１上に設置され、前記流体の流れに干渉して前記流体に含まれた細胞または微細粒子を一側に誘導するものとして、前記流動路１１１上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前端部から後方に行くほど左右幅が拡張するように形成された前方部材２０と、前記前方部材２０から後方に延長され、かつ、後端から前方に所定深さ引入した引入部分３１が形成された後方部材３０を備える。
【００３４】
前方部材２０は、流動路１１１の内側面から流動路１１１の中心方向に突出形成される。このとき、前方部材２０は、流動路１１１の上下幅より小さい上下幅を有するように形成される。また、前記前方部材２０は、前端部から後方に行くほど左右幅が増加する「∧」字状に形成されることが好ましい。
【００３５】
前記後方部材３０は、前方部材２０の後端部の左右幅に対応する幅を有するように形成され、後端部に前記引入部分３１が形成されている。前記引入部分３１は、後方部材３０の後端から前方に行くほど左右幅が減少する「∧」字状に形成される。
【００３６】
このとき、引入部分３１は、最前方に位置した第１頂点から最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが、前記前方部材２０の最前方に位置した第２頂点から前記前方部材２０の最後方の左右側端部にそれぞれ延長された第３及び第４仮想線２１、２２の間の角ａより大きく形成され、かつ、１８０度以下であることが好ましい。また、引入部分３１は、前記第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１６０度以上であることが好ましい。
【００３７】
一方、図３には、本発明の第２実施例に係る後方部材３０が図示されている。
【００３８】
上記図示された図面と同じ機能をする要素は同じ参照符号で表記する。
【００３９】
図面を参照すると、後方部材３０は、前記前方部材２０から後方に延長され、かつ、後方に突出した突出部分が形成される。このとき、前記突出部分は、後方に行くほど左右幅が減少するように形成される。このとき、前記後方部材３０の突出部分は、「Ｖ」字状に形成されることが好ましい。
【００４０】
一方、図示されないが、本発明の第３実施例に係る後方部材３０は、第１及び第２仮想線３１、３２の間の角ｂが１８０度に形成される。即ち、前記後方部材３０は、後端が前記流動路１１１の長さ方向の中心線に対して直交するように延長形成されている。
【００４１】
図４及び図５には、数値解釈を通じて流体の流速が１００ｍｌ／ｈである場合、それぞれ従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０と本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０に対する流体の速度ベクトルの大きさを示したシミュレーション結果値が示されている。図４及び図５の左側に示された図面は、従来の流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０に対して速度ベクトルを算出した位置を示したものとして、流動路１１１において流体誘導ユニット１０の前端部から前後方向に沿って順次配列された第１〜第４範囲が示されている。図４及び図５の右側に示された図面は、第１〜第４範囲における流体の速度ベクトルが示されている。
【００４２】
図４及び図５を参照すると、従来の流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０は、第１区間、即ち、前端部では集中流動(focusing flow)が発生するが、その値が近似している。しかし、従来の流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０は、第３区間及び第４区間、即ち、後方部で偏向流動(deviation flow)が発生するが、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が従来の流体誘導ユニットより低い偏向流動を見せる。即ち、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが第３及び第４仮想線２１、２２の間の角ａより大きい場合、流体誘導ユニット１０の後方に発生する偏向流動値がより小さいことが分かる。
【００４３】
また、図６は、従来の流体誘導ユニットの図４の第１区間及び第３区間における圧力値を示したものである。図７は、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の図５の第１区間及び第３区間における圧力値を示したものである。図８は、従来の流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の第１区間及び第３区間の幅による圧力勾配を示したものである。このとき、図８の赤色グラフは、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の圧力勾配値を示したものでる。図８の黒色グラフは、従来の流体誘導ユニットの圧力勾配値を示したものである。
【００４４】
図６〜図８を参照すると、従来の流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０は、いずれも第１区間において集中流動の圧力降下値は同一であるが、第３区間における偏向流動における圧力降下値は本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が従来の流体誘導ユニットより小さいことが分かる。
【００４５】
一方、図９は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂの変化に応じた第１区間における左右幅による圧力勾配値を示したものである。図１０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂの変化に応じた第３区間における左右幅による圧力勾配値を示したものである。ここで、Angle：１１０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１１０度である流体誘導ユニット１０であり、Angle：１２０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１２０度である流体誘導ユニットとして、従来のヘリンボーン形状の流体誘導ユニット１０であり、Angle：１４０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１４０度である流体誘導ユニット１０であり、Angle：１６０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１６０度である流体誘導ユニット１０であり、Angle：１８０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１８０度として、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０であり、Angle：−１６０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１６０度である本発明の第２実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０であり、Angle：−１４０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１４０度である本発明の第２実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０であり、Angle：−１２０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１２０度である本発明の第２実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０であり、Angle：−１１０は、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１１０度である本発明の第２実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０である。
【００４６】
図９及び図１０を参照すると、第１区間では、従来の流体誘導ユニットと本発明のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の集中流動の圧力降下値は近似しているが、第３区間では、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが大きくなるほど偏向流動における圧力降下値が減少することが分かる。このとき、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１６０度以上である第１実施例のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０、第２及び第３実施例のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の場合、幅による圧力勾配が大きな差を見せないことが分かる。従って、第１実施例のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０の場合、第１及び第２仮想線３２、３３の間の角ｂが１６０度以上であることが好ましい。
【００４７】
一方、図１１には、本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０を利用した流体濃縮装置１００が図示されている。
【００４８】
図面を参照すると、前記流体濃縮装置１００は、内部に分類対象細胞または微細粒子が含まれた流体が流動する流動路１１１が設けられた本体１１０と、前記流体の流れに干渉して前記分類対象細胞または微細粒子を前記流動路１１１の内側面側に誘導できるように前記流動路１１１上に設置され、前記流体の流動方向を基準に前後方向に沿って相互離隔するように配列された多数のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットと、前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットから後方に離隔した位置の前記本体１１０に設置され、前記流動路１１１の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子を収集して排出する排出部１２０とを備える。
【００４９】
本体１１０は、内部に前後方向に延長された前記流動路１１１が設けられ、流動路１１１の前端部には流体を供給するための流体供給部(図示されない)が連結されている。前記流体供給部から供給された分類対象細胞または微細粒子が含まれた流体は、流動路１１１に沿って排出部１２０に流動する。
【００５０】
前記ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、上述した本発明に係る第１〜第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットであるので、詳細な説明は省略する。各ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットは、前方部に集中流動が発生し、後方部には偏向流動が発生するので、流動路１１１を通過する流体は、内部に含まれた細胞または微細粒子が多数のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットを通過しながら流動路の左右内側面に誘導される。
【００５１】
排出部１２０は、前記本体１１０の流動路１１１に連通する第１排出路１２１及び複数の第２排出路１２２、１２３が形成される。このとき、排出部１２０は、第２排出路１２２、１２３に前記流動路１１１の内側面側に誘導された前記分類対象細胞または微細粒子が流入できるように、前記第１排出路１２１を基準に左右側にそれぞれ前記第２排出路１２２、１２３が配置されることが好ましい。
【００５２】
図示されないが、第１排出路１２１の後端部には、細胞または微細粒子が分離された流体を収容するための第１収集容器が連結されており、第２排出路１２２、１２３の後端部には、それぞれ細胞または微細粒子の濃度が高い流体を収容するための第２収集容器が連結されている。
【００５３】
一方、図１２及び図１３には、図１１の第１位置及び第２位置で、それぞれ従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０と本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットが適用された流体濃縮装置１００の流体の流れを示した顕微鏡写真が示されている。ここで、流動路１１１の内部に流動する流体は、内部に４.８μｍの粒子が含まれ、１００ｍｌ／ｈの流速で流動する。
【００５４】
図面を参照すると、従来のヘリンボーン構造の流体誘導ユニット１０は、後方に発生する偏向流動が本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプユニットの偏向流動より大きいので、比較的多量の微細粒子が第１排出路１２１に流入することが分かる。
【００５５】
また、図１４には、微細粒子の大きさ(Bead size)に応じた、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニットと本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置１００の回収効率を示したグラフが示されている。ここで、赤色グラフは、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が適用された流体濃縮装置１００の回収効率を示したものである。黒色グラフは、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置１００の回収効率を示したグラフである。また、前記回収効率は、第２排出路１２２、１２３に流入した微細粒子の個数を第１〜第２排出路１２１、１２２、１２３に流入した微細粒子の個数で除した値である。
【００５６】
図面を参照すると、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置１００の回収効率が、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が適用された流体濃縮装置１００の回収効率より高いことが分かる。特に、本発明の第３実施例に係るヘリンボーンタイプユニットが適用された流体濃縮装置１００は、微細粒子の大きさに応じて類似する回収効率を示すが、従来のヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０が適用された流体濃縮装置１００の場合、微細粒子の大きさが小さいほど回収効率が減少することが分かる。
【００５７】
上述したように構成された本発明に係るヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット１０及びこれを利用した流体濃縮装置１００は、流体に干渉する流体誘導ユニット１０が前端部をなす角度より後端部をなす角度が大きく形成されているので、流体誘導ユニット１０の後方の流体の流れに発生する圧力降下を減少させ、流体に対する細胞の回収効率を向上させることができる長所がある。
【００５８】
提示された実施例に対する説明は、任意の本発明の技術分野で通常の知識を有した者が本発明を利用または実施できるように提供される。このような実施例に対する多様な変形は、本発明の技術分野で通常の知識を有した者にとっては自明であり、ここで定義された一般的な原理は、本発明の範囲内で別の実施例に適用することができる。よって、本発明は、ここに提示された実施例に限定されるものではなく、ここに提示された原理及び新規の特徴と一貫する最広義の範囲にて解釈されなければならないだろう。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
遺伝子レベルで病気を診断、治療または予防するために、細胞、バクテリアまたはウイルスのような生物学的試料からタンパク質や核酸を抽出する技術及び病気の診断、治療または予防以外にも、オーダーメード型新薬開発、法医学、環境ホルモン検出等多様な分野で、生物学的試料からタンパク質や核酸を抽出する技術に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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