KR101349332B1 - Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof - Google Patents

Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101349332B1
KR101349332B1 KR1020120085446A KR20120085446A KR101349332B1 KR 101349332 B1 KR101349332 B1 KR 101349332B1 KR 1020120085446 A KR1020120085446 A KR 1020120085446A KR 20120085446 A KR20120085446 A KR 20120085446A KR 101349332 B1 KR101349332 B1 KR 101349332B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
micropores
nanopores
nanopore
protein biosensor
substrate
Prior art date
Application number
KR1020120085446A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정정열
오정환
김은찬
이승국
신경순
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양과학기술원 filed Critical 한국해양과학기술원
Priority to KR1020120085446A priority Critical patent/KR101349332B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101349332B1 publication Critical patent/KR101349332B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/08Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

The present invention relates to: a protein biosensor comprising a pore structure using a diffusive flow which uses the pore structure for checking the existence of antigens and measuring the concentration of the antigens in target fluid using the diffusive flow without the external power supply; and a fabricating method thereof. The protein biosensor using a diffusive flow by the present invention comprises the following: a nanopore formed on the upper side of a substrate in a hollow hole form for supplying target fluid; a first micropore formed on both ends of the nanopore with a step, having a bigger diameter than the nanopore; and a second micropore formed on both ends of the first micropore with a step, having a bigger diameter than the first micropore. Standard fluid is supplied to the lower side of the substrate.

Description

확산 흐름을 이용한 포어 구조체를 구비하는 단백질 바이오센서 및 이의 제조방법{PROTEIN BIOSENSOR COMPRISING PORE STRUCTURE USING DIFFUSIVE FLOW AND FABRICATING METHOD THEREOF}Protein biosensor having a pore structure using a diffusion flow and a method of manufacturing the same {PROTEIN BIOSENSOR COMPRISING PORE STRUCTURE USING DIFFUSIVE FLOW AND FABRICATING METHOD THEREOF}

본 발명은 단백질 바이오센서 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포어 구조체를 구비함으로써 외부의 전원 공급없이 확산 흐름을 이용하여 측정 유체 내에 포함되어 있는 항원의 유무 및 그 농도를 측정할 수 있는 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a protein biosensor and a method for manufacturing the same, and more particularly, having a pore structure, which can measure the presence and concentration of antigen contained in a measurement fluid using a diffusion flow without external power supply. It relates to a protein biosensor using a diffusion flow and a method of manufacturing the same.

시료 내에서 생체분자(biomolecule)를 검출하기 위한 바이오센서가 다양하게 개발되고 있는데, 그 중에서 100㎚의 직경을 가지는 나노포어(nanopore)가 주로 사용되고 있다.
A variety of biosensors for detecting biomolecules in a sample have been developed, and among them, nanopores having a diameter of 100 nm are mainly used.

나노포어 구조를 이용한 분석장치와 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2012-0000520호는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도전층(511), 도전층(511)의 양측의 제 1 절연층들(512a, 512b) 및 이 제 1 절연막들(512a, 512b)을 둘러싸는 제 2 절연층(513)을 포함하는 나노포어 막(500)이 형성되고, 이 나노포어 막(500)에 나노포어(520)를 형성함으로써 이 나노포어 막(520)을 통과하는 시료로부터 DNA를 검출하는 기술이 개시되고 있다.
In relation to an analysis device using a nanopore structure, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0000520 discloses a conductive layer 511 and first insulating layers on both sides of the conductive layer 511, as shown in FIG. A nanopore film 500 including 512a and 512b and a second insulating layer 513 surrounding the first insulating films 512a and 512b is formed, and the nanopore 520 is formed in the nanopore film 500. By detecting the DNA from the sample passing through the nanopore membrane 520 is disclosed.

그러나, 이러한 종래의 나노포어와 관련한 기술에 있어서는, 시료 등의 테스트 샘플의 유체 흐름을 생성하기 위해, 즉 시료 내 이온을 흐르게 하려면 외부의 보조 유닛, 예를 들어 외부 전원의 인가가 필요하다. 그러나, 이러한 외부 유닛으로 인하여, 설비의 증대 및 인가하는 전원을 제어하기 위한 구성이 복잡해진다는 문제점이 있다.
However, in the technique related to the conventional nanoflow, it is necessary to apply an external auxiliary unit, for example, an external power source, in order to generate a fluid flow of a test sample such as a sample, that is, to flow ions in the sample. However, this external unit has a problem in that the configuration for controlling the increase of the equipment and the power supply to be applied is complicated.

상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 본 발명의 기술적 과제는, 기판에 형성된 나노포어(nanopore)와 마이크로포어(micropore) 사이의 농도 기울기(concentration gradient)를 이용함으로써, 외부 전원 공급없이 나노포어를 통해 유입되는 측정 유체 내에 포함되어 있는 항원을 검출할 수 있는 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서의 나노포어 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Technical problem of the present invention devised to improve the above problems, by using a concentration gradient between the nanopore (nanopore) and micropore (micropore) formed on the substrate, through the nanopore without external power supply It is an object of the present invention to provide a nanopore structure of a protein biosensor using a diffusion flow capable of detecting an antigen contained in an incoming measurement fluid and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 측정 유체와 기준 유체 사이에 나노포어를 형성하고, 측정 유체의 이온 농도를 높게 함으로써 외부의 전원 공급없이 나노포어를 통해 측정 유체의 입자를 이동시킬 수 있는 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서의 나노포어 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
According to another embodiment of the present invention, by forming a nanopore between the measurement fluid and the reference fluid, by increasing the ion concentration of the measurement fluid, the diffusion flow that can move the particles of the measurement fluid through the nanopore without external power supply An object of the present invention is to provide a nanopore structure of the protein biosensor and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 항체를 나노포어 벽면에 코팅하여, 이 항체와 상호작용하는 항원을 항체에 부착시킴으로써 나노포어의 직경을 조절하고, 나노포어를 통해 이동하는 전류량을 검출함으로써 측정 유체에 포함된 항원을 검출할 수 있는 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서의 나노포어 구조체 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
According to another embodiment of the invention, the antibody is coated on the nanopore wall, the antigen interacting with the antibody is attached to the antibody to adjust the diameter of the nanopore, and detect the amount of current flowing through the nanopore measuring fluid Disclosure of Invention It is an object of the present invention to provide a nanopore structure of a protein biosensor using a diffusion flow capable of detecting an antigen contained therein and a method of manufacturing the same.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서는, 측정 유체를 공급하는 기판의 상측에 중공 형태로 형성된 나노포어; 상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 나노포어 보다 직경이 큰 제 1 마이크로포어; 및 상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 제 2 마이크로포어;를 포함하고, 상기 기판의 하측에는 기준 유체를 공급하는 것을 특징으로 한다.
Protein biosensor using a diffusion flow according to an embodiment of the present invention to achieve the above object, the nanopores formed in a hollow form on the upper side of the substrate for supplying a measurement fluid; A first micropore formed stepwise from both ends of the nanopore and having a diameter larger than that of the nanopore; And a second micropore formed stepwise from both ends of the first micropore and having a diameter larger than that of the first micropore, wherein the reference fluid is supplied to the lower side of the substrate.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 기준 유체는 상기 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유하는 것을 특징으로 한다.
The protein biosensor according to the present invention is characterized in that the reference fluid contains a lower ion concentration than the measurement fluid.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 기판이 소자층, SiO2 매립층 및 P형 핸들 웨이퍼로 이루어지는 SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼인 것을 특징으로 한다.
The protein biosensor according to the present invention is characterized in that the substrate is a silicon-on-insulator (SOI) wafer comprising a device layer, a SiO 2 buried layer, and a P-type handle wafer.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 측정 유체의 이온 입자가 상기 나노포어를 통해 상기 제 2 마이크로포어로 이동되는 것을 특징으로 한다.
The protein biosensor according to the present invention is characterized in that the ion particles of the measurement fluid are moved to the second micropores through the nanopores.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 측정 유체의 이온 입자가 상기 나노포어와 상기 제 1 마이크로포어 및 제 2 마이크로포어의 농도 기울기(concentration gradient)를 통한 확산 흐름으로 이동되는 것을 특징으로 한다.
The protein biosensor according to the present invention is characterized in that the ion particles of the measurement fluid are moved in a diffusion flow through the concentration gradient of the nanopores and the first micropores and the second micropores.

본 발명의 일 실시예에 따른 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서의 제조방법은, 기판의 상측에 중공 형태의 나노포어(nanopore)를 형성하는 제 1 단계; 상기 기판의 하측에 상기 나노포어의 중심과 일치하는 지점에서 중공 형태의 제 2 마이크로포어(micropore)를 형성하는 제 2 단계; 및 상기 나노포어와 상기 제 2 마이크로포어 사이에 제 1 마이크로포어를 형성하는 제 3 단계;를 포함하고, 상기 제 1 마이크로포어는 상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되어 상기 나노포어 보다 직경이 크고, 상기 제 2 마이크로포어는 상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되어 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 것을 특징으로 한다.
Method for producing a protein biosensor using a diffusion flow according to an embodiment of the present invention, the first step of forming a nanopore (nanopore) of the hollow form on the upper side of the substrate; A second step of forming a hollow microsecond micropore at a point coinciding with the center of the nanopore under the substrate; And a third step of forming a first micropore between the nanopores and the second micropores, wherein the first micropores are formed stepped from both ends of the nanopores to have a larger diameter than the nanopores. The second micropores are formed stepped from both ends of the first micropores, and are larger in diameter than the first micropores.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서의 제조방법은, 상기 제 1 단계에서, 상기 나노포어는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching)법에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
In the method of manufacturing a protein biosensor according to the present invention, in the first step, the nanopores are formed by a reactive ion etching method.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서의 제조방법은, 상기 제 2 단계에서, 상기 제 2 마이크로포어는 DRIE(Deep Reactive Ion Etching)에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
In the method of manufacturing a protein biosensor according to the present invention, in the second step, the second micropores are formed by deep reactive ion etching (DRIE).

본 발명에 따른 단백질 바이오센서의 제조방법은, 상기 제 3 단계에서, 상기 제 1 마이크로포어는 열 산화 공정을 통해 형성하는 것을 특징으로 한다.
In the method of manufacturing a protein biosensor according to the present invention, in the third step, the first micropores are formed through a thermal oxidation process.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서의 제조방법은, 상기 기판의 상측에는 측정 유체가 공급되고, 상기 기판의 하측에는 상기 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유하는 기준 유체가 공급되는 것을 특징으로 한다.
In the method of manufacturing a protein biosensor according to the present invention, a measurement fluid is supplied to an upper side of the substrate, and a reference fluid containing an ion concentration lower than the measurement fluid is supplied to a lower side of the substrate.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서의 제조방법은, 상기 측정 유체의 이온 입자가 상기 나노포어를 통해 상기 제 2 마이크로포어로 이동되고, 상기 측정 유체의 이온 입자의 이동은 상기 나노포어와 상기 제 1 마이크로포어 및 제 2 마이크로포어의 농도 기울기(concentration gradient)를 통한 확산 흐름으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
In the method of manufacturing a protein biosensor according to the present invention, the ion particles of the measurement fluid are moved to the second micropores through the nanopores, and the movement of the ion particles of the measurement fluid is performed by the nanopores and the first micropores. And a diffusion flow through the concentration gradient of the pore and the second micropores.

본 발명의 다른 실시예에 따른 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서는, 측정 유체를 공급하는 기판의 상측에 중공 형태로 형성된 나노포어; 상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 나노포어 보다 직경이 큰 제 1 마이크로포어; 상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 제 2 마이크로포어; 및 상기 나노포어의 내주면에서 상기 제 2 마이크로포어의 내주면에 연속적으로 형성된 코폴리머(copolymer) 코팅층;을 포함하고, 상기 기판의 하측에는 기준 유체를 공급하는 것을 특징으로 한다.
Protein biosensor using a diffusion flow according to another embodiment of the present invention, the nanopores formed in a hollow form on the upper side of the substrate for supplying a measurement fluid; A first micropore formed stepwise from both ends of the nanopore and having a diameter larger than that of the nanopore; Second micropores formed stepped from both ends of the first micropores, the second micropores having a larger diameter than the first micropores; And a copolymer coating layer continuously formed on the inner circumferential surface of the second micropores on the inner circumferential surface of the nanopores, wherein the reference fluid is supplied to the lower side of the substrate.

본 발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 나노포어 벽면에 형성된 상기 코폴리머 코팅층에 부착된 적어도 하나 이상의 항체; 및 각각의 상기 항체와 상기 코폴리머 코팅층 사이에 형성된 차단층;을 더 포함하고, 상기 차단층은 각 항체 사이의 공간을 최소화시키는 것을 특징으로 한다.
Protein biosensor according to the invention, at least one antibody attached to the copolymer coating layer formed on the nanopore wall; And a blocking layer formed between each of the antibodies and the copolymer coating layer, wherein the blocking layer minimizes a space between the antibodies.

발명에 따른 단백질 바이오센서는, 상기 코폴리머 코팅층에 부착되는 상기 항체는 안티-GFP(Green Fluorescent Protein)인 것을 특징으로 한다.
Protein biosensor according to the invention, the antibody attached to the copolymer coating layer is characterized in that the anti-GFP (Green Fluorescent Protein).

본 발명의 단백질 바이오센서에 따르면, 기판에 형성된 나노포어(nanopore)와 마이크로포어(micropore) 사이의 농도 기울기(concentration gradient)를 이용함으로써, 외부 전원 공급없이 나노포어를 통해 유입되는 측정 유체 내에 포함되어 있는 항원을 검출할 수 있는 이점이 있다.
According to the protein biosensor of the present invention, by using a concentration gradient between a nanopore and a micropore formed on a substrate, the protein biosensor is included in a measurement fluid flowing through the nanopore without an external power supply. There is an advantage to detect antigen present.

또한, 본 발명에 따르면, 측정 유체와 기준 유체 사이에 나노포어를 형성하고, 측정 유체의 이온 농도를 높게 함으로써 외부의 전원 공급 없이 나노포어를 통해 측정 유체의 입자를 이동시킬 수 있는 이점이 있다.
Further, according to the present invention, the nanopores are formed between the measurement fluid and the reference fluid, and the ion concentration of the measurement fluid is increased, so that particles of the measurement fluid can be moved through the nanopores without an external power supply.

또한, 본 발명에 따르면, 항체를 나노포어 벽면에 코팅하여, 이 항체와 상호작용하는 항원을 항체에 부착시킴으로써 나노포어의 직경을 조절하고, 나노포어를 통해 이동하는 전류량을 검출함으로써 측정 유체에 포함된 항원을 검출할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, the antibody is coated on the nanopore wall, the antigen interacting with the antibody is attached to the antibody to control the diameter of the nanopore, and the amount of current flowing through the nanopore is included in the measurement fluid. There is an advantage that can detect the antigen.

도 1은 종래의 나노 포어 막 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 포어를 구비하는 포어 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포어 구조체를 마이크로포어 측에서 본 광학 현미경 사진을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포어 구조체의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 예시도이다.
도 5 내지 7은 본 발명의 다른 실시예에 나노 포어를 구비하는 포어 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 나노 포어 내에서 폴리머 층에 부착하는 안티-GFP의 전류-시간 특성을 나타내는 그래프이다.
도 9는 안티-GFP/GFP의 상호 작용에 대한 전류-시간 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실험 공정에 따른 전류 값을 나타내는 그래프이다.
도 11은 안티-GFP 대신 BSA 흐름에 대한 전류 값을 나타내는 그래프이다.
도 12는 PBS 기반 GFP 용액의 1.5nM(40ng/mL)의 전류-시간 특성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 PBS 기반 GFP 용액의 0.15nM(4ng/mL)의 전류-시간 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 GFP 농도에 대한 변화된 전류를 나타내는 그래프이다.
도 15는 GFP 농도에 따라 정상 상태에 도달하는 시간을 나타내는 그래프이다.
1 is a perspective view showing a conventional nano-pore membrane structure.
2 is a cross-sectional view showing a pore structure having nanopores according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows an optical micrograph of the pore structure according to an embodiment of the present invention from the micropore side.
4 is an exemplary view of a cross section of a pore structure according to an embodiment of the present invention with a scanning electron microscope.
5 to 7 are cross-sectional views showing pore structures having nanopores in another embodiment of the present invention.
8 is a graph showing the current-time characteristics of anti-GFP attached to the polymer layer in the nanopores according to the present invention.
9 is a graph showing current-time characteristics for the interaction of anti-GFP / GFP.
10 is a graph showing the current value according to the experimental process.
FIG. 11 is a graph showing current values for BSA flow instead of anti-GFP. FIG.
12 is a graph showing current-time characteristics of 1.5 nM (40 ng / mL) of PBS based GFP solution.
FIG. 13 is a graph showing current-time characteristics of 0.15 nM (4 ng / mL) of PBS based GFP solution.
14 is a graph showing changed current versus GFP concentration.
15 is a graph showing the time to reach a steady state according to the GFP concentration.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 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.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. 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.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

도 2도 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 포어를 구비하는 포어 구조체를 나타내는 단면도이다.
2 is a cross-sectional view showing a pore structure having a nano-pore according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서(1)에 있어서의 포어 구조체(10)는 측정 유체를 공급하는 기판의 상측에 중공 형태로 형성된 나노포어(20), 나노포어(20)의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 나노포어(20) 보다 직경이 큰 제 1 마이크로포어(30)를 포함한다.As shown, the pore structure 10 in the protein biosensor 1 using the diffusion flow has both ends of the nanopores 20 and 20 formed in a hollow shape on the upper side of the substrate for supplying the measurement fluid. It is formed stepped from, and comprises a first micropores 30 having a larger diameter than the nanopores (20).

또한, 제 1 마이크로포어(30)의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 제 1 마이크로포어(30) 보다 직경이 큰 제 2 마이크로포어(40)를 포함할 수 있으며, 기판의 하측에는 기준 유체가 공급될 수 있다.
In addition, it may include a second micropore 40 formed stepped from both ends of the first micropore 30, the diameter larger than the first micropore 30, the reference fluid is supplied to the lower side of the substrate Can be.

본 발명에 있어서, 나노포어(20)의 직경은 175㎚, 제 1 마이크로포어(30)의 직경은 2.0㎛, 그리고 제 2 마이크로포어(40)의 직경은 100㎛인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 나노포어(20)는 형태에 따라 콘(깔대기) 형, 원형, 또는 사각형 형태 등 다향한 형태로 이루어질 수 있다.
In the present invention, it is preferable that the diameter of the nanopore 20 is 175 nm, the diameter of the first micropore 30 is 2.0 mu m, and the diameter of the second micropore 40 is 100 mu m. It is not. In addition, the nanopore 20 may be formed in various shapes such as a cone (funnel) shape, a round shape, or a square shape depending on the shape.

또한, 기판의 하측에 공급되는 기준 유체는 기판의 상측에 공급되는 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유할 수 있다. 따라서, 측정 유체의 이온 입자는 나노포어(20)를 통해 제 2 마이크로포어(40)로 이동될 수 있으며, 특히, 측정 유체의 이온 입자는 나노포어(20)와 제 1 마이크로포어(30) 및 제 2 마이크로포어(40)의 농도 기울기(concentration gradient)를 통해 확산 흐름(Diffusive flow)으로 이동된다.
In addition, the reference fluid supplied to the lower side of the substrate may contain lower ion concentrations than the measurement fluid supplied to the upper side of the substrate. Thus, the ion particles of the measurement fluid may be moved to the second micropores 40 through the nanopores 20, in particular, the ion particles of the measurement fluid may be nanopores 20 and the first micropores 30 and The concentration of the second micropores 40 is transferred to a diffusive flow through a concentration gradient.

기판은 도시하지는 않았지만, 소자층, SiO2 매립층 및 P형 핸들 웨이퍼로 이루어지는 SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼일 수 있으며, 하나의 기판에는 나노포어(20)를 포함하는 다수의 포어 구조체가 형성될 수 있다.Although not shown, the substrate may be an SOI (Silicon-On-Insulator) wafer comprising an element layer, an SiO 2 buried layer, and a P-type handle wafer, and a plurality of pore structures including nanopores 20 may be formed on one substrate .

또한, 도시하지는 않았지만, 나노포어(20)는 소자층에, 제 1 마이크로포어(30)는 SiO2 매립층에 형성될 수 있으며, 제 2 마이크로포어(40)는 P형 핸들 웨이퍼에 형성될 수 있다. 특히, P형 핸들 웨이퍼 대신 N형 핸들 웨이퍼로 이루어진 기판을 사용하여도 괜찮다.
Also, though not shown, the nanopore 20 may be formed in the device layer, the first micropore 30 may be formed in the SiO2 buried layer, and the second micropore 40 may be formed in the P-type handle wafer. In particular, a substrate made of an N-type handle wafer may be used instead of the P-type handle wafer.

본 발명에 따른 나노포어(nanopore)는 2개의 리소그래피 단계 및 3개의 에칭 단계를 이용하여 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼 상에 제조한다.A nanopore according to the present invention is fabricated on a silicon-on-insulator (SOI) wafer using two lithography steps and three etching steps.

1) 샘플은 340㎚ 소자층, 1㎛ 두께의 SiO2 매립층 및 450㎛ 두께의 P형 핸들 웨이퍼를 가지는 양면이 사용가능한, 연마된 100㎜ 직경의 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼를 사용한다.1) samples use polished 100 mm diameter silicon-on-insulator (SOI) wafers with a 340 nm device layer, a 1 탆 thick SiO 2 buried layer and a 450 탆 thick p-type handle wafer, both sides of which can be used .

2) 소자층을 에칭하기 위해 60분 동안 1000℃로 건식 산화 분위기에서 60㎚ SiO2 층을 열 성장시켜 하드 마스크로 기능한다.2) A 60 nm SiO 2 layer is thermally grown in a dry oxidation atmosphere at 1000 캜 for 60 minutes to etch the device layer to function as a hard mask.

3) 소자층은 100㎚의 필름 두께를 얻기 위해 5,000rpm으로 메톡시벤젠(methoxybenzene)에 3% PPMA(poly(methyl methacrylate))으로 스핀코팅 되었다. PPMA는 핫 플레이트 상에서 15분 동안 175℃로 소프트 베이크된다.3) The device layer was spin-coated with 3% poly (methyl methacrylate) in methoxybenzene at 5,000rpm to obtain a film thickness of 100nm. PPMA is soft baked at 175 ° C. for 15 minutes on a hot plate.

4) 서클을 패턴하기 위해 전자 빔 리소그래피(Electron beam lithography, EBL)가 사용되고 이후 패턴이 성장된다.4) Electron beam lithography (EBL) is used to pattern the circles and then the pattern is grown.

5) PPMA 내의 개구(opening)는 반응성 이온 식각(reactive ion etching, RIE)에 의해 SiO2 하드 마스크로 전달된다.5) The opening in the PPMA is transferred to the SiO 2 hard mask by reactive ion etching (RIE).

6) 일반 에칭 설비를 이용하여 500W 코일 전원, 50W 플래턴 전원 및 2분 동안 Cl2의 10sccm으로 유도결합 플라즈마(inductively coupled plasma, ICP) RIE에서 SiO2 하드 마스크를 활용함으로써, 상부 실리콘 소자층이 에칭된다.
6) By utilizing a SiO 2 hard mask in the ICP (inductively coupled plasma, ICP) RIE with 500W Coil Power Using general etching equipment, 50W platen power and 2 10sccm of Cl 2 for a minute, the upper silicon device layer Is etched.

이후, 웨이퍼의 후면 측 공정을 수행한다.Then, the back side process of the wafer is performed.

7) 웨이퍼의 후면은 2,500rpm에서 AZ4620으로 스핀 코팅되고 핫 플레이트 상에서 90초 동안 90℃로 소프트 베이크된다.7) The backside of the wafer was spin coated at 2500 rpm to AZ4620 and soft baked on a hot plate at 90 ° C for 90 seconds.

8) 소자 측 서클의 맞은편에 수직으로 100㎛ 서클 패턴을 형성하도록, 참고 정렬 마커(reference alignment marker)로서 전면 측에 EBL을 통해 패턴된 특징을 활용함으로써, 후면 포토리소그래피가 완료된다.8) Back-side photolithography is completed by utilizing patterned features through the EBL on the front side as reference alignment markers, so as to form a 100 [mu] m circle pattern perpendicular to the element side circle.

9) 핸들 웨이퍼는 보쉬(Bosch) 공정을 이용하여 SF6 및 C4F8로 DRIE(deep reactive ion etcher)에서 식각된다.9) The handle wafer is etched in DRIE (deep reactive ion etcher) with SF 6 and C 4 F 8 using the Bosch process.

10) 그리고 나서 후면 측은 AZ4620으로 스핀 코팅되고 100㎛ 애퍼쳐를 채우기 위해 소프트 베이크 된다.10) The back side is then spin-coated with AZ4620 and soft baked to fill the 100 μm aperture.

11) 상부측 애퍼쳐를 통해 매립된 SiO2를 식각하기 위해 완화된 산화물 에칭제(20:1)에 웨이퍼를 담근다.11) The wafer is immersed in a relaxed oxide etchant (20: 1) to etch the buried SiO 2 through the upper side aperture.

12) 그리고 나서 SiO2의 층을 성장시키기 위해 웨이퍼를 열산화 퍼니스 내에 위치시킨다. 열산화 공정은 등각이며; 따라서 필름은 포어의 측벽에서 성장하고, 포어의 직경을 제어 가능하게 감소시킨다.
12) The wafer is then placed in a thermal oxidation furnace to grow a layer of SiO 2 . The thermal oxidation process is conformal; The film thus grows on the sidewalls of the pore and controllably reduces the diameter of the pore.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 포어 구조체를 마이크로포어 측에서 본 광학 현미경 사진을 나타낸 것으로, 특히 100㎛의 직경과 2㎛이하의 직경이 서로 연결된 영역을 가지는 후면 측 마이크로포어의 광학 현미경 사진을 나타낸다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포어 구조체의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 예시도로 40㎚ 나노포어의 단면의 SEM 이미지를 나타낸다. 나노포어 아래의 넓은 영역은 2㎛이하의 연결된 영역, 즉, 마이크로포어와 연결되는 영역을 나타낸다.
3 is an optical micrograph of the pore structure according to the embodiment of the present invention seen from the micropore side, in particular an optical micrograph of the back side micropores having an area in which a diameter of 100 μm and a diameter of 2 μm or less are connected to each other Indicates. In addition, Figure 4 shows an SEM image of the cross-section of the 40nm nanopore as an illustration of the cross-sectional view of the pore structure according to an embodiment of the present invention by a scanning electron microscope. The large region below the nanopore represents a connected region of 2 탆 or less, that is, a region connected to the micropores.

상술한 바와 같이, 나노포어(20)와 마이크로포어(30, 40) 사이의 농도 기울기에 의한 확산 흐름을 이용함으로써 측정 유체에 함유된 이온입자가 이온 농도가 낮은 기준 유체 측으로 이동함으로써 변화되는 이온 전류를 측정하고, 측정된 이온 전류를 통해 측정 유체의 성분 및 농도 등을 검출할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 별도의 에너지, 즉 외부 전원의 인가 없이도 이온 입자의 흐름을 유도할 수 있는 특징이 있다.
As described above, by using the diffusion flow due to the concentration gradient between the nanopores 20 and the micropores 30 and 40, the ion currents changed by moving the ion particles contained in the measurement fluid toward the reference fluid with low ion concentration. It is possible to measure the component, the concentration and the like of the measurement fluid through the measured ion current. Therefore, in the present invention, there is a feature that can induce the flow of the ion particles without applying additional energy, that is, an external power source.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 나노 포어를 구비하는 포어 구조체를 나타내는 단면도이다.
5 to 7 are cross-sectional views showing pore structures having nanopores in another embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서에 있어서의 포어 구조체는 나노포어(20), 제 1 마이크로포어(30) 및 제 2 마이크로포어(40)를 포함하고 있으며, 상기 기술한 일 실시예에서의 포어 구조체(10)와 동일한 형태 및 기능을 갖는다. 따라서, 일 실시예와 대응되는 상세한 설명은 생략한다.
As shown, the pore structure in the protein biosensor using the diffusion flow includes a nanopore 20, a first micropore 30 and a second micropore 40, one embodiment described above It has the same form and function as the pore structure 10 in. Therefore, detailed description corresponding to one embodiment will be omitted.

이 다른 실시예에서, 나노포어(20)의 내주면에서부터 제 2 마이크로포어(40)의 내주면에는 연속적으로 코폴리머(copolymer) 코팅층(50)이 형성된다. 또한, 나노포어(20)의 벽면에 형성된 코폴리머 코팅층(50)에는 다수의 항체(60), 예를 들어 안티-GFP(Green fluorescent Protein)이 부착된다. 일반적으로, 실리콘 계열의 소자에는 단백질이 잘 안 붙는 특성이 있는 반면, 단백질이 잘 붙는 폴리머(polymer) 등을 나노포어(20)의 벽면에 코폴리머 코팅층(50)으로 코팅시킴으로써 단백질 형태의 항체(60)가 보다 쉽게 부착된다.
In this other embodiment, the copolymer coating layer 50 is formed continuously from the inner circumferential surface of the nanopore 20 to the inner circumferential surface of the second micropore 40. In addition, a plurality of antibodies 60, for example, anti-GFP (Green fluorescent Protein) is attached to the copolymer coating layer 50 formed on the wall of the nanopores 20. In general, the silicon-based device has a property that proteins do not adhere well, while a protein-type antibody (copolymer) is coated on the wall surface of the nanopores 20 with the copolymer coating layer 50. 60) is more easily attached.

또한, 각각의 항체(60)와 나노포어(20)의 내주면에 형성된 코폴리머 코팅층(50) 사이에는 차단층(70)이 형성된다. 따라서, 차단층(70)은 각 항체(60) 사이의 공간을 최소화시키고, 특히, 이후 설명될 각 항체(60)에 부착될 항원들이 코폴리머 코팅층(50)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
In addition, a blocking layer 70 is formed between each antibody 60 and the copolymer coating layer 50 formed on the inner circumferential surface of the nanopores 20. Thus, the blocking layer 70 minimizes the space between each antibody 60, and in particular, can prevent the antigens to be attached to each antibody 60, which will be described later, to adhere to the copolymer coating layer 50.

따라서, 본 발명에 따르면 측정 유체가 나노포어(20)를 통해 이동하게 되는데, 이 경우 측정 유체에 포함된 항원(80)도 함께 이동하게 된다. 이때 나노포어(20)의 벽면에 부착된 각각의 항체(60)에 항원(80)이 붙게 되고, 부착되는 항원(80)들에 의해 나노포어(20)의 직경은 작아지게 된다.Therefore, according to the present invention, the measurement fluid is moved through the nanopores 20, in which case the antigen 80 included in the measurement fluid is also moved. At this time, the antigen 80 is attached to each antibody 60 attached to the wall of the nanopores 20, and the diameter of the nanopores 20 is reduced by the antigens 80 attached thereto.

따라서, 나노포어(20)의 직경이 축소되면 나노포어(20)를 통해 흐르는 이온의 수가 적어지므로 검출되는 이온 전류의 양도 작아지게 된다. 만약, 측정 유체에 항원이 포함되어 있지 않으면 이온 전류의 양은 일정하게 되고, 항원의 양이 많아 질수록 검출되는 전류의 양도 감소하게 된다.
Therefore, when the diameter of the nanopores 20 is reduced, the number of ions flowing through the nanopores 20 decreases, thereby decreasing the amount of ion current detected. If the antigen is not included in the measurement fluid, the amount of ion current becomes constant, and as the amount of antigen increases, the amount of current detected also decreases.

<코폴리머 준비><Copolymer Preparation>

실리콘 나노포어 벽면에 안티-GFP를 붙이기 위해 코폴리머(copolymer)를 준비한다. 단위체[20.17 mmol DMA, 0.42 mmol N,N-acryloyloxysuccinimide (NAS), 0.21 mmol [3-(methacryloyl-oxy)propyl]trimethoxysilane (MAPS)]가 50mL의 둥근바닥 플라스크(round-bottom flask)에서 건조 테트라히드로푸란(dried tetrahydrofuran)에 용해된다.Copolymers are prepared to attach anti-GFP to the silicon nanopore walls. Monomer [20.17 mmol DMA, 0.42 mmol N, N-acryloyloxysuccinimide (NAS), 0.21 mmol [3- (methacryloyl-oxy) propyl] trimethoxysilane (MAPS)] was dried in a 50 mL round-bottom flask. Soluble in dried tetrahydrofuran.

용액은 30분에 걸쳐 진공 연결로 질소 퍼지를 교번하여 가스를 제거시킨다. AIBN(Azoisobutyronitrile)을 용액에 추가하여 50℃로 가열하고 24시간 동안 약간의 포지티브 질소 압력하에서 이 온도로 유지시킨다. 중합(polymerization)이 완료된 후, 용액은 석유 에테르(petroleum ether)의 추가에 의해 촉진된다.The solution is degassed by alternating nitrogen purge over a vacuum connection over 30 minutes. Azoisobutyronitrile (AIBN) is added to the solution and heated to 50 ° C. and maintained at this temperature under some positive nitrogen pressure for 24 hours. After the polymerization is completed, the solution is promoted by the addition of petroleum ether.

상청액(supernatant)을 제거하고 전체 공정을 2번 반복한다. 코폴리머는 실온으로 4시간 동안, 진공 하에서 건조된다. 각 단위체는 코폴리머에 특정한 특징을 수여한다.Remove the supernatant and repeat the whole process twice. The copolymer is dried under vacuum for 4 hours at room temperature. Each monomer confers specific characteristics on the copolymer.

NAS는 아미노가 수정된 DNA, 리진(lysines)의 일차 아민 및 단백질 내의 아르지닌(arginine)을 결합할 수 있는 반응성 군이다. 폴리머 백본(polymer backbone)을 형성하는, DMA는 유리 표면 상에 폴리머 흡착을 가능하게 하며, MAPS는 공유 결합으로 자유 실라놀(free silanol)과 반응하여 코팅을 안정시킨다.
NAS is a reactive group capable of binding amino modified DNA, primary amines of lysines, and arginine in proteins. DMA, which forms a polymer backbone, allows polymer adsorption on the glass surface, and MAPS reacts with free silanol in covalent bonds to stabilize the coating.

나노포어는 30분 동안 NaOH 1M과 1시간 동안 HCL 1M로 전 처리되고, 그리고 나서 탈 이온수(DI water, DI 워터)로 세정된다. DMA.NAS.MAPS 코폴리머 용액(20% 포화도 레벨에서 황산암모늄 수용액의 1w/v%)이 준비된다. GFP(밀리포어)가 15nM(400ng/mL), 4nM(107ng/mL), 1.5nM(40ng/mL), 0.4(10.7ng/mL) 및 0.15(4ng/mL)의 농도로 1M의 인산완충식염수(phosphate buffered saline, PBS)에 용해되고, 마우스 안티-GFP(인비트로젠)가 400ng/mL의 농도로 1M의 PBS 버퍼에 용해된다. 1w/v% 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA)을 함유하는 PBS가 블록, 즉 차단층으로 준비된다.
The nanopores are pretreated with NaOH 1M for 30 minutes and HCL 1M for 1 hour and then washed with deionized water (DI water, DI water). A DMA.NAS.MAPS copolymer solution (1 w / v% of aqueous ammonium sulfate solution at 20% saturation level) is prepared. GFP (Millipore) contains 1M phosphate buffered saline at concentrations of 15 nM (400 ng / mL), 4 nM (107 ng / mL), 1.5 nM (40 ng / mL), 0.4 (10.7 ng / mL) and 0.15 (4 ng / mL) (phosphate buffered saline, PBS) and mouse anti-GFP (Invitrogen) is dissolved in 1M PBS buffer at a concentration of 400 ng / mL. PBS containing 1w / v% bovine serum albumin (BSA) is prepared as a block, ie barrier layer.

<실험예><Experimental Example>

먼저, 코폴리머 용액(100)으로 포어(마이크로포어 측)의 후면 측 그리고 DI 워터(200)로 전면(나노포어) 측을 채운다.First, the rear side of the pore (micropore side) with the copolymer solution 100 and the front side (nanopore) side with the DI water 200 are filled.

그 결과, 인가된 전위를 사용하지 않고 나노포어를 통과하는 테스트 샘플 흐름을 생성하기 위해, 코폴리머 용액(또는 PBS, 안티-GFP 및 GFP 용액)과 DI 워터 사이의 다른 이온 농도로 인하여 확산 분자 흐름이 발생한다.
As a result, diffusion molecular flow due to different ion concentrations between copolymer solution (or PBS, anti-GFP and GFP solution) and DI water to produce a test sample flow through the nanopores without using an applied potential. This happens.

이 단계에서 본 발명의 특징은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 코폴리머로 나노포어를 코팅하여 코폴리머 코팅층(50)을 형성하는 것이다. 다음 단계에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, DI 워터(200)로 후면 측 그리고 안티-GFP 용액(300)으로 전면 측을 채움으로써 항체(60)로서 안티-GFP를 코폴리머에 결합시킨다. 그리고 나서 안티-GFP로 코팅되지 않는 나노포어 벽을, DI 워터(200)로 후면 측 그리고 BSA로 전면 측을 채움으로써, 백그라운드를 차단한다, 즉 차단층(70)을 형성한다.In this step, the characteristics of the present invention, as shown in Figure 5, is to coat the nanopores with a copolymer to form a copolymer coating layer (50). In the next step, as shown in FIG. 6, anti-GFP is bound to the copolymer as antibody 60 by filling the back side with DI water 200 and the front side with anti-GFP solution 300. The background is then blocked by filling the nanopore wall, which is not coated with anti-GFP, with the back side with DI water 200 and the front side with BSA, ie, forming a barrier layer 70.

마지막으로, 도 7에 나타낸 바와 같이, 전면 측에 GFP 용액(400)을 주입하고, 후면 측에 DI 워터(200)를 주입한다. 각 단계 사이에서, DI 워터로 기판을 씻어낸다. 이후, 전압의 인가 없이 나노포어를 통과하는 이온 전류를 측정한다.
Finally, as shown in FIG. 7, the GFP solution 400 is injected into the front side and DI water 200 is injected into the rear side. Between each step, the substrate is washed with DI water. Thereafter, the ion current passing through the nanopores is measured without applying a voltage.

<결과><Result>

도 8은 본 발명에 따른 나노 포어 내에서 폴리머 층에 부착하는 안티-GFP의 전류-시간 특성을 나타내는 그래프로, 안티-GFP가 주입되고 나노포어 내에 코폴리머를 붙였을 때 전류-시간(I-t) 특성을 나타낸다. 전류는 15분을 지나 8㎁에서 대략 1.5㎁의 정상상태 값으로 감소한다. 도 9는 안티-GFP/GFP의 상호 작용에 대한 전류-시간 특성을 나타내는 그래프로, GFP가 주입될 때, 나노포어 내에 GFP가 안티-GFP에 결합함으로써 전류는 6.5분을 지나 1.2㎁에서 1㎁로 떨어진다.
FIG. 8 is a graph showing the current-time characteristics of anti-GFP attached to the polymer layer in the nanopores according to the present invention. FIG. 8 shows the current-time (It) characteristics when anti-GFP is injected and copolymerized in the nanopores. Indicates. The current decreases from 8 mA to a steady state value of approximately 1.5 mA after 15 minutes. 9 is a graph showing the current-time characteristics for the interaction of anti-GFP / GFP. When GFP is injected, GFP binds to the anti-GFP in the nanopores, resulting in a current of 1.2 mA to 1 mA after 6.5 minutes. Falls into.

안티-GFP가 코폴리머에 의해 쉽게 붙잡히기 때문에, 코폴리머 코팅층에 코팅한 안티-GFP에 의해 나노포어 직경이 감소된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 코폴리머에 안티-GFP의 부착으로 인해 전류의 점진적인 감소가 나타낸다. 그러나, 사이트와 결합하는 안티-GFP 항원의 몇몇은 폴리머와 접촉하기 때문에, 불균일한 안티-GFP/GFP 상호작용의 결과로 안티-GFP들은 코폴리머에 균일하게 부착되지 않는다(도 9). 이와 같이, 나노포어 전류가 변동 및 급작스런 감소를 나타낸다. 도 9에 삽입된 도면에 나타낸 바와 같이, 급작스런 전류 감소는 동시에 많은 양의 안티-GFP(50)/GFP(70)의 상호작용에 기인한다.
Since the anti-GFP is easily caught by the copolymer, the nanopore diameter is reduced by the anti-GFP coated on the copolymer coating layer. As shown in FIG. 8, a gradual decrease in current is shown due to the attachment of anti-GFP to the copolymer. However, because some of the anti-GFP antigens that bind to the site are in contact with the polymer, the anti-GFPs do not attach uniformly to the copolymer as a result of non-uniform anti-GFP / GFP interactions (FIG. 9). As such, the nanopore currents show fluctuations and sudden decreases. As shown in the figure inserted in FIG. 9, the sudden current decrease is due to the interaction of a large amount of anti-GFP 50 / GFP 70 at the same time.

도 10은 실험 공정의 단계에 대한 전류 값을 나타낸다. 전류는 GFP가 흐를 때까지 감소하고, 나노포어 상의 코폴리머의 양호한 코팅, 코폴리머 코팅층에 안티-GFP의 부착 및 BSA 블록킹이 나노포어 직경을 감소시키는 것을 의미하며, 그 결과 나노포어를 통과하는 전류를 감소시킨다. BSA 블럭이 사용된 후에, 안티-GFP는, 도 10의 여섯 번째 단계(예를 들어, aGFP2에 의해 나타낸 제 2 안티-GFP 흐름)에서 나타낸 바와 같이, 더 이상 나노포어에 부착하지 않는다.10 shows current values for the steps of the experimental process. The current decreases until GFP flows, which means that good coating of the copolymer on the nanopore, adhesion of anti-GFP to the copolymer coating layer, and BSA blocking reduce the nanopore diameter, resulting in a current through the nanopore. Decreases. After the BSA block is used, the anti-GFP no longer attaches to the nanopores, as shown in the sixth step of FIG. 10 (eg, the second anti-GFP flow represented by aGFP2).

다만, GFP 흐름은 안티-GFP/GFP 상호작용 때문에 전류를 감소시킨다(도 9 및 도 10). 제 5 단계(예를 들어, PBS2에 의해 나타낸 제 2 PBS 흐름)에서 나타낸 바와 같이, 코폴리머에 부착된 안티-GFP와 PBS는 전류 변화가 없기 때문에 매우 안정적인 것을 알 수 있다. 또한, 전류 변화가 안티-GFP에 GFP의 특정한 결합에 기인하는 것을 확인하기 위하여 안티-GFP 대신에 BSA를 사용하여 실험을 하였다.
However, GFP flow reduces current due to anti-GFP / GFP interactions (FIGS. 9 and 10). As shown in the fifth step (eg, the second PBS flow represented by PBS2), it can be seen that the anti-GFP and PBS attached to the copolymer are very stable because there is no current change. In addition, experiments were performed using BSA instead of anti-GFP to confirm that the current change is due to the specific binding of GFP to anti-GFP.

도 11에 나타낸 바와 같이, BSA 흐름의 전류 값은 약 1.15㎁이며, 안티-GFP의 경우와 거의 동일한 값이다. 따라서, 제 7 단계에서의 전류 변화는 안티-GFP에 GFP의 특정한 결합에 기인하는 것이다.
As shown in FIG. 11, the current value of the BSA flow is about 1.15 mA, which is almost the same as that of the anti-GFP. Thus, the current change in the seventh step is due to the specific binding of GFP to anti-GFP.

도 12는 1.5 및 0.15nM의 GFP 농도의 전류-시간(I-t) 특성을 나타내며, 도 13은 PBS 기반 GFP 용액의 0.15nM(4ng/mL)의 전류-시간 특성을 나타낸다. 1.5nM의 GFP 농도에서, 나노포어를 지나는 전류가 몇몇 급작스럽게 떨어지며, 변화된 전류는 15nM의 GFP 농도에서의 전류 변화보다 더 작게 나타난다. 본 발명의 경우에 있어서 급작스런 전류 강하는 없는 것을 알 수 있다(예를 들어, 0.15nM의 GFP 농도). 1.5 및 0.15nM 농도에 대한 변화된 전류는 각각 0.48 및 0.71㎁이며, 1.5 및 0.15nM 농도에 대해 안정된 전류에 도달하는 시간은 각각 약 26 및 78분이다.
FIG. 12 shows current-time (It) characteristics of GFP concentrations of 1.5 and 0.15 nM, and FIG. 13 shows current-time characteristics of 0.15 nM (4 ng / mL) of the PBS based GFP solution. At a GFP concentration of 1.5 nM, the current through the nanopores drops some suddenly, and the changed current appears smaller than the current change at a GFP concentration of 15 nM. In the case of the present invention, it can be seen that there is no sudden current drop (for example, a GFP concentration of 0.15 nM). The changed currents for the 1.5 and 0.15 nM concentrations were 0.48 and 0.71 mA, respectively, and the time to reach a stable current for the 1.5 and 0.15 nM concentrations was about 26 and 78 minutes, respectively.

도 14는 실험 동안 변화된 전류(△전류)를 나타낸다. △전류는 GFP의 농도에 반비례하는 것으로, 낮은 GFP의 농도에서 전류 변화는 높은 GFP의 농도에서 보다 더 크다는 것을 의미한다. 시작(개시) 전류 값은 다양한 실험의 경우에 대해 각각 다르지만(예를 들어, 전류는 GFP의 농도에 반비례한다), 안정된 전류는 약간 다르고 또 전류는 GFP의 농도에 반비례한다.14 shows the current (Δcurrent) changed during the experiment. Δcurrent is inversely proportional to the concentration of GFP, meaning that the change in current at a low GFP concentration is greater than at a high GFP concentration. The starting (starting) current values differ for each of the various experimental cases (eg, the current is inversely proportional to the concentration of GFP), but the stable current is slightly different and the current is inversely proportional to the concentration of GFP.

이러한 결과는 나노포어를 통과하는 이온 전류가 GFP 분자에 의해 영향을 미칠 수 있다는 사실의 결과로 보여질 수 있다. GFP 분자가 많으면, 이온 전류는 PBS 이온의 상대적인 결핍으로 인하여 감소한다. 또한 안정된 전류에 도달하는 시간도 GFP 농도에 반비례한다(도 15). GFP 분자가 많으면(예를 들어, 높은 GFP 농도), 안티-GFP/GFP의 상호작용은 짧은 시간 내에 끝나지만, 그러나 낮은 GFP 농도에서, GFP의 결핍으로 인하여 안티-GFP/GFP의 상호작용을 완료하기 위해 많은 시간이 요구되는 것을 알 수 있다.
This result can be seen as a result of the fact that the ion current through the nanopores can be influenced by the GFP molecules. If there are many GFP molecules, the ionic current decreases due to the relative lack of PBS ions. The time to reach a stable current is also inversely proportional to the GFP concentration (FIG. 15). If there are many GFP molecules (eg, high GFP concentrations), the interaction of anti-GFP / GFP ends in a short time, but at low GFP concentrations, due to the lack of GFP, the interaction of anti-GFP / GFP is completed. It can be seen that a lot of time is required.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 2㎛ 및 100㎛의 직경을 가지는 2개의 마이크로포어에 연속하여 175㎚의 직경을 가지는 나노포어를 SOI 웨이퍼를 사용하여 제조하였다. GFP 및 안티-GFP가 테스트 샘플로서 사용되었으며, 나노포어와 마이크로포어 측 사이의 농도 기울기(concentration gradient)의 사용을 통해 확산 흐름(Diffusive flow)이 얻어질 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 바이오센서는 테스트 샘플의 흐름(유동)을 생성하기 위해 외부 유닛, 즉 외부 전원을 사용할 필요가 없다.As described above, according to the present invention, nanopores having a diameter of 175 nm in succession to two micropores having a diameter of 2 μm and 100 μm were produced using an SOI wafer. Since GFP and anti-GFP were used as test samples, and diffusive flow can be obtained through the use of a concentration gradient between the nanopore and micropore sides, the biosensor according to the present invention is There is no need to use an external unit, i.e. an external power source, to create a flow (flow) of test samples.

따라서, 테스트 샘플의 흐름을 생성하기 위해 외부 유닛을 필요로 하지 않는, 간단하고 휴대용의 랩-온-칩 디바이스에 본 발명을 적용할 수 있는 특징이 있다.
Thus, there is a feature that the present invention can be applied to a simple, portable lab-on-chip device that does not require an external unit to generate a flow of test samples.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

1 : 단백질 바이오센서 10 : 포어 구조체
20 : 나노포어 30 : 제 1 마이크로포어
40 : 제 2 마이크로포어 50 : 코폴리머 코팅층
60 : 항체 70 : 차단층
80 : 항원
1: protein biosensor 10: pore structure
20: nanopore 30: first micropore
40: second micropore 50: copolymer coating layer
60 antibody 70 barrier layer
80: antigen

Claims (17)

확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서에 있어서,
측정 유체를 공급하는 기판의 상측에 중공 형태로 형성된 나노포어;
상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 나노포어 보다 직경이 큰 제 1 마이크로포어; 및
상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 제 2 마이크로포어;를 포함하고,
상기 기판의 하측에는 기준 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
In protein biosensor using diffusion flow,
Nanopores formed in a hollow form on the upper side of the substrate for supplying a measurement fluid;
A first micropore formed stepwise from both ends of the nanopore and having a diameter larger than that of the nanopore; And
And a second micropore formed stepped from both ends of the first micropores, the second micropores having a larger diameter than the first micropores.
Protein biosensor, characterized in that for supplying a reference fluid to the lower side of the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 기준 유체는 상기 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유하는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
The method of claim 1,
And said reference fluid contains a lower ion concentration than said measurement fluid.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 소자층, SiO2 매립층 및 P형 핸들 웨이퍼로 이루어지는 SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
The method of claim 1,
The substrate is a protein biosensor, characterized in that the silicon-on-insulator (SOI) wafer consisting of a device layer, a SiO 2 buried layer and a P-type handle wafer.
제 1 항에 있어서,
상기 측정 유체의 이온 입자는 상기 나노포어를 통해 상기 제 2 마이크로포어로 이동되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
The method of claim 1,
The protein biosensor of the measuring fluid is moved to the second micropores through the nanopores.
제 4 항에 있어서,
상기 측정 유체의 이온 입자는 상기 나노포어와 상기 제 1 마이크로포어 및 제 2 마이크로포어의 농도 기울기(concentration gradient)를 통한 확산 흐름으로 이동되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
5. The method of claim 4,
Ion particles of the measurement fluid is characterized in that the protein biosensor is moved to the diffusion flow through the concentration gradient (concentration gradient) of the nanopores and the first and second micropores.
확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서의 제조방법에 있어서,
기판의 상측에 중공 형태의 나노포어(nanopore)를 형성하는 제 1 단계;
상기 기판의 하측에 상기 나노포어의 중심과 일치하는 지점에서 중공 형태의 제 2 마이크로포어(micropore)를 형성하는 제 2 단계; 및
상기 나노포어와 상기 제 2 마이크로포어 사이에 제 1 마이크로포어를 형성하는 제 3 단계;를 포함하고,
상기 제 1 마이크로포어는 상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되어 상기 나노포어 보다 직경이 크고, 상기 제 2 마이크로포어는 상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되어 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
In the method of manufacturing a protein biosensor using a diffusion flow,
A first step of forming a hollow nanopore (nanopore) on the upper side of the substrate;
A second step of forming a hollow microsecond micropore at a point coinciding with the center of the nanopore under the substrate; And
And a third step of forming a first micropore between the nanopores and the second micropores.
The first micropores are formed stepped from both ends of the nanopores to have a larger diameter than the nanopores, and the second micropores are formed stepped from both ends of the first micropores to have a diameter greater than the first micropores. Method for producing a protein biosensor, characterized in that large.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 단계에서, 상기 나노포어는 반응성 이온 에칭(Reactive Ion Etching)법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
The method according to claim 6,
In the first step, the nanopore is a method of manufacturing a protein biosensor, characterized in that formed by reactive ion etching (Reactive Ion Etching) method.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 단계에서, 상기 제 2 마이크로포어는 DRIE(Deep Reactive Ion Etching)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
The method according to claim 6,
In the second step, the second micropore is a manufacturing method of the protein biosensor, characterized in that formed by Deep Reactive Ion Etching (DRIE).
제 6 항에 있어서,
상기 제 3 단계에서, 상기 제 1 마이크로포어는 열 산화 공정을 통해 형성하는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
The method according to claim 6,
In the third step, the first micropore is a method of manufacturing a protein biosensor, characterized in that formed through a thermal oxidation process.
제 6 항에 있어서,
상기 기판의 상측에는 측정 유체가 공급되고, 상기 기판의 하측에는 상기 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유하는 기준 유체가 공급되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
The method according to claim 6,
A measurement fluid is supplied to the upper side of the substrate, and a reference fluid containing an ion concentration lower than the measurement fluid is supplied to the lower side of the substrate.
제 10 항에 있어서,
상기 측정 유체의 이온 입자는 상기 나노포어를 통해 상기 제 2 마이크로포어로 이동되고,
상기 측정 유체의 이온 입자의 이동은 상기 나노포어와 상기 제 1 마이크로포어 및 제 2 마이크로포어의 농도 기울기(concentration gradient)를 통한 확산 흐름으로 수행되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서의 제조방법.
11. The method of claim 10,
Ion particles of the measurement fluid are moved to the second micropores through the nanopores,
The movement of the ion particles of the measuring fluid is a method of manufacturing a protein biosensor, characterized in that the diffusion flow through the concentration gradient (concentration gradient) of the nanopores and the first micropores and the second micropores.
확산 흐름을 이용한 단백질 바이오센서에 있어서,
항원을 포함하는 측정 유체를 공급하는 기판의 상측에 중공 형태로 형성된 나노포어;
상기 나노포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 나노포어 보다 직경이 큰 제 1 마이크로포어;
상기 제 1 마이크로포어의 양단으로부터 단차지게 형성되고, 상기 제 1 마이크로포어 보다 직경이 큰 제 2 마이크로포어; 및
상기 나노포어의 내주면에서 상기 제 2 마이크로포어의 내주면에 연속적으로 형성된 코폴리머(copolymer) 코팅층;을 포함하고,
상기 기판의 하측에는 기준 유체를 공급하는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
In protein biosensor using diffusion flow,
Nanopores formed in a hollow form on the upper side of the substrate for supplying a measurement fluid containing an antigen;
A first micropore formed stepwise from both ends of the nanopore and having a diameter larger than that of the nanopore;
Second micropores formed stepped from both ends of the first micropores, the second micropores having a larger diameter than the first micropores; And
And a copolymer coating layer continuously formed on the inner circumferential surface of the second micropores on the inner circumferential surface of the nanopores.
Protein biosensor, characterized in that for supplying a reference fluid to the lower side of the substrate.
제 12 항에 있어서,
상기 나노포어 벽면에 형성된 상기 코폴리머 코팅층에 부착된 적어도 하나 이상의 항체; 및
각각의 상기 항체와 상기 코폴리머 코팅층 사이에 형성된 차단층;을 더 포함하고,
상기 차단층은 각 항체 사이의 공간을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
13. The method of claim 12,
At least one antibody attached to the copolymer coating layer formed on the nanopore wall; And
And a blocking layer formed between each of the antibodies and the copolymer coating layer.
The blocking layer is a protein biosensor, characterized in that to minimize the space between each antibody.
제 13 항에 있어서,
상기 코폴리머 코팅층에 부착되는 상기 항체는 안티-GFP(Green Fluorescent Protein)인 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
The method of claim 13,
The antibody attached to the copolymer coating layer is a protein biosensor, characterized in that the anti-GFP (Green Fluorescent Protein).
제 12 항에 있어서,
상기 기준 유체는 상기 측정 유체보다 낮은 이온 농도를 함유하는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
13. The method of claim 12,
And said reference fluid contains a lower ion concentration than said measurement fluid.
제 12 항에 있어서,
상기 기판은 소자층, SiO2 매립층 및 P형 핸들 웨이퍼로 이루어지는 SOI(Silicon-On-Insulator) 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
13. The method of claim 12,
The substrate is a protein biosensor, characterized in that the silicon-on-insulator (SOI) wafer consisting of a device layer, a SiO 2 buried layer and a P-type handle wafer.
제 12 항에 있어서,
상기 측정 유체의 이온 입자는 상기 나노포어와 상기 제 1 마이크로포어 및 제 2 마이크로포어의 농도 기울기(concentration gradient)를 통한 확산 흐름으로 이동되는 것을 특징으로 하는 단백질 바이오센서.
13. The method of claim 12,
Ion particles of the measurement fluid is characterized in that the protein biosensor is moved to the diffusion flow through the concentration gradient (concentration gradient) of the nanopores and the first and second micropores.
KR1020120085446A 2012-08-03 2012-08-03 Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof KR101349332B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120085446A KR101349332B1 (en) 2012-08-03 2012-08-03 Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120085446A KR101349332B1 (en) 2012-08-03 2012-08-03 Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101349332B1 true KR101349332B1 (en) 2014-01-13

Family

ID=50145027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120085446A KR101349332B1 (en) 2012-08-03 2012-08-03 Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101349332B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180045667A1 (en) * 2014-08-07 2018-02-15 Ocular Fluidics, Inc. Sensing apparatus
WO2021086134A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 한국생명공학연구원 Method and detection kit for detecting pathogenic microorganisms using nanopores

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7217562B2 (en) 2002-04-16 2007-05-15 Princeton University Gradient structures interfacing microfluidics and nanofluidics, methods for fabrication and uses thereof
US20120142016A1 (en) 2006-09-28 2012-06-07 Stanford Junior University Array-based bioactivated nanopore devices
WO2012160584A1 (en) 2011-05-23 2012-11-29 Università Degli Studi Di Genova Device and single-molecule analysis method by means of detection of the collisions of a target molecule on functionalized nanopores

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7217562B2 (en) 2002-04-16 2007-05-15 Princeton University Gradient structures interfacing microfluidics and nanofluidics, methods for fabrication and uses thereof
US20120142016A1 (en) 2006-09-28 2012-06-07 Stanford Junior University Array-based bioactivated nanopore devices
WO2012160584A1 (en) 2011-05-23 2012-11-29 Università Degli Studi Di Genova Device and single-molecule analysis method by means of detection of the collisions of a target molecule on functionalized nanopores

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nature nanotechnology, 2009; 5(2): 160-165. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180045667A1 (en) * 2014-08-07 2018-02-15 Ocular Fluidics, Inc. Sensing apparatus
WO2021086134A1 (en) * 2019-11-01 2021-05-06 한국생명공학연구원 Method and detection kit for detecting pathogenic microorganisms using nanopores

Similar Documents

Publication Publication Date Title
de Groot et al. Switching transport through nanopores with pH-responsive polymer brushes for controlled ion permeability
US20180031548A1 (en) Magnetic particle based biosensor
US20090215156A1 (en) Method for Fabricating Nanogap and Nanogap Sensor
KR101754239B1 (en) Bio-sensor having interdigitated microelectrode using response of receptor and target bioproducts
US9128040B2 (en) Nanopore device, method of fabricating the same, and DNA detection apparatus including the same
WO2004092732A1 (en) Particle having magnetic material incorporated therein, process for producing the same, particle for immunoassay and method of immunoassay
KR101349332B1 (en) Protein biosensor comprising pore structure using diffusive flow and fabricating method thereof
JP2018508745A (en) Integration of nanopore sensors in multiple microfluidic channel arrays using controlled breakdown
KR101365039B1 (en) Detecting system for comprising protein biosensor using diffusive flow
CN101341399A (en) Magnetochemical sensor
Saleh A novel resistive pulse sensor for biological measurements
JP5099787B2 (en) Quantitative analysis method
CN103512869A (en) Preparation method of nanopore chip with plasmon resonance scattering response function
US20130098762A1 (en) Patch-Clamp Providing On-Chip Thermal Gradient
Petrossian et al. Fabrication of cylindrical nanopores and nanopore arrays in silicon-on-insulator substrates
KR101369937B1 (en) Detecting system comprising sensor for measuring concentration of carbon dioxide using diffusive flow
De Vos et al. Charge-driven and reversible assembly of ultra-dense polymer brushes: formation and antifouling properties of a zipper brush
CN213866215U (en) DNA sequencing device and solid-state nanopore array
CN213866216U (en) DNA sequencing device and solid-state nanopore assembly
TWI582403B (en) Sensing chip
KR101333650B1 (en) Sensor comprising pore structure using diffusive flow for measuring concentration of carbon dioxide and fabricating method thereof
CN112300913A (en) DNA sequencing device, solid-state nanopore array and preparation method thereof
JP7401136B2 (en) How to detect trace amounts of protein in sample systems
Hemmilä et al. Integration of microfluidic sample delivery system on silicon nanowire-based biosensor
Petrossian et al. High aspect ratio cylindrical nanopores in silicon-on-insulator substrates

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 7