KR100456213B1 - 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜 - Google Patents

시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜 Download PDF

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뉴클레오티드, 단백질 등과 같은 생체 분자를 기판 상에 고밀도로 미세하게 인쇄하여 배열하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜이 개시된다. 상기 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜은 시료를 기판에 스팟팅하여 인쇄하는 펜을 구비하는 시료배열장치에 있어서, 상기 펜은 소정길이를 가지며 하단부측은 뾰족하게 형성되되, 하단부는 편평하게 형성된 몸체와 소정 폭과 깊이를 가지고 상기 몸체의 외주면 일측에서 하단부까지 형성되며 모세관현상에 의하여 유입된 상기 시료가 저장되는 메인채널을 구비한다. 상기 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜은 몸체의 외주면에 메인채널 및 분기채널이 형성되므로, 가공 및 세척이 용이하다. 그리고, 메인채널과 분기채널 및 저장부를 레이저로 형성하므로 더욱 가공이 용이하다.

Description

시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜 {MICRO-PRINTING PEN FOR MICROARRAY DEVICE}
본 발명은 뉴클레오티드, 단백질 등과 같은 생체 분자를 기판 상에 고밀도로 미세하게 인쇄하여 배열하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜에 관한 것이다.
게놈 프로젝트(Genome Project)의 성과를 유용하게 활용하기 위하여 DNA 칩 제조기술에 관한 연구가 한창 진행중이다. DNA 칩 제조기술은 유전자의 발현, 변이 및 다형성 등을 해석하거나 이미 알려진 유전자의 발현정도를 대량으로 관찰하거나 새로운 유전자의 발견을 위해서 필요한 기술이다.
상기와 같은 DNA 칩을 제조하기 위한 장치를 시료배열장치(Microarray Deviec)라 하며, DNA 칩 제조기술에는 접촉프린팅방법, 비접촉프린팅방법, 화학적인 고정화방법 및 사진식각방법이 있다.
상기 접촉프린팅방법에는 시료가 저장되는 채널(Channel)이 형성된 펜이 사용되는데, 종래의 펜을 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 초미세 인쇄용 펜의 사시도이다.
도시된 바와 같이, 펜(10)의 내부에는 채널(11)이 형성된다. 그리하여, 시료배열장치(미도시)에 펜(10)을 설치한 후, 펜(10)을 시료에 담그면 모세관현상에 의하여 시료가 채널(11)로 유입된다. 그후, 상기 시료배열장치에 놓인 기판(미도시)으로 펜(10)을 이동시키고, 펜(10)을 이용하여 상기 기판에 시료를 스팟팅(Spoting)하여 DNA 칩을 제조한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 펜(10)은 지름(d1)이 2.5㎜이 펜(10)의 몸체에 지름(d2)이 0.005㎜∼0.07㎜인 채널(11)을 형성하여야 하므로 가공이 어렵고, 대량생산이 어려운 단점이 있다.
또한, 새로운 시료를 상기 기판에 스폿팅하여 인쇄하기 위해서는 펜(10)에 묻어 있는 사용중인 시료를 세척하여야 하는데, 채널(11)이 펜(10)의 내부에 형성되어 있으므로 시료를 세척하기가 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 본 발명의 목적은 펜의 외면에 시료가 저장되는 채널을 형성하여 가공 및 세척이 용이할 뿐만 아니라 대량생산을 할 수 있는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 초미세 인쇄용 펜의 사시도.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초미세 인쇄용 펜이 설치된 시료배열장치의 사시도.
도 2b는 도 2a의 "A"부 확대도.
도 3a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초미세 인쇄용 펜의 사시도.
도 3b는 도 3a의 저면도.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 제 2 내지 제 8 실시예에 따른 초미세 인쇄용 펜의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
200 : 펜 210 : 몸체
220 : 메인채널 230 : 저장부
240 : 분기채널
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜은,
시료를 기판에 스팟팅하여 인쇄하는 펜을 구비하는 시료배열장치에 있어서,
상기 펜은 소정길이를 가지며 하단부측은 뾰족하게 형성되되, 하단부는 편평하게 형성된 몸체; 소정 폭과 깊이를 가지고 상기 몸체의 외주면 일측에서 하단부까지 형성되며 모세관현상에 의하여 유입된 상기 시료가 저장되는 메인채널을 구비한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜을 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 초미세 인쇄용 펜이 설치된 시료배열장치의 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 "A"부 확대도이다.
도시된 바와 같이, 시료배열장치(100)는 본체(110)를 구비한다. 본체(110)의 내부에는 전ㆍ후, 좌ㆍ우 및 상ㆍ하로 운동가능하게 지그(120)가 설치되고, 지그(120)에는 펜(200)이 고정된다. 그리고, 본체(110)의 내부에는 뉴클레오티드, 단백질 등과 같은 생체 분자인 시료가 구획되어 배양되는 배양조(130)가 마련된다. 그리하여, 펜(200)을 배양조(130)에 담그서 시료를 펜(200)에 저장한 후, 펜(200)에 저장된 시료를 기판(140)에 스팟팅(Spoting)하여 인쇄 배열한다.
본 실시예에 따른 펜(200)은 시료의 특성에 따라 용이하게 가공할 수 있도록 형성되는데, 이를 도 3a내지 도 10을 참조하여 설명한다.
제 1 실시예
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 펜(200)은 소정길이와 두께를 가지는 각형(角形)의 몸체(210)을 구비한다. 몸체(210)의 하단부측은 뾰족(211)하게 형성되고, 하단부는 편평(213)하게 형성된다. 하단부를 편평(213)하게 형성한 이유는 몸체(210)의 하단부 전체가 기판(140)과 접촉되게 하기 위함이다.
그리고, 몸체(210)의 외주면에는 폭(W)은 40㎛∼100㎛이고, 깊이(D)는 50㎛∼200㎛인 메인채널(Main Channel)(220)이 형성되는데, 메인채널(220)의 상단부는 몸체(210)의 외주면 일측에 위치되고 하단부는 몸체(210)의 하단부까지 연장된다. 그리하여, 펜(200)을 배양조(130)에 담그면, 모세관현상에 의하여 시료가 메인채널(220)로 유입되어 저장된다. 그후, 시료배열장치(100)의 지그(120)를 움직여서 펜(200)의 하단부를 기판(140)과 접촉시키면, 펜(200)의 메인채널(220)에 저장된 시료가 기판(140)에 스팟팅(Spoting)되어 인쇄된다.
또한, 몸체(210)에는 구멍 형상의 저장부(230)가 형성되는데, 저장부(230)는 메인채널(220)의 상단부측과 연통된다. 그러면, 메인채널(220)로 유입된 시료가 저장부(230)에도 저장되므로, 펜(200)에는 많은 시료가 저장되게 된다. 이로인해, 펜(200)을 배양조(130)에 한 번 담근 후에 기판(140)에 시료를 스팟팅으로 인쇄할 수 있는 회수가 증가하게 된다. 저장부(230)의 지름(φ)은 500㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 펜(200)의 몸체(210)는 큰 사각형상의 판재를 절단하여 제조하고, 메인채널(220) 및 저장부(230)는 레이저로 가공한다.
제 2 실시예
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 펜(300)은 메인채널(320)이 몸체(310)의 외면에 대향되게 형성된 것을 보인다. 이때, 한 쌍의 메인채널(321,325)의 상단부는 저장부(330)와 각각 연통되고, 하단부는 몸체(310)의 하측단부에 상호 만나서 연통된다. 메인채널(320)이 두개 형성되므로, 많은 시료를 저장할 수 있다. 그러므로, 기판(140)에 스팟팅으로 인쇄할 수 있는 회수가 증가된다.
제 3 실시예
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 펜(400)은 몸체(410)의 외주면에 메인체널(420)과 동일한 폭 및 깊이를 가지는 다수의 분기채널(440)이 형성된다. 분기채널(440)의 상단부는 저장부(430)와 연통되고, 하단부는메인채널(420)의 하부측과 연통된다. 메인채널(420)로 유입된 시료가 분기채널(440)에도 저장되므로, 더욱 많은 양의 시료의 저장 할 수 있다. 뿐만 아니라, 메인채널(420)에 이물질이 끼여 메인채널(420)이 막혔을 때도 시료를 기판(140)측으로 공급하여 스팟팅으로 인쇄할 수 있다. 분기채널(440)도 레이저로 가공한다.
제 4 실시예
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 펜(500)은 저장부(530)가 다수개 마련된다. 즉, 저장부(530)는 적어도 두개 마련되고, 각 저장부(531,533,535)는 연통로(538)에 의하여 상호 연통된다. 이는, 더욱 많은 시료를 저장하기 위함이다.
제 5 실시예
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 펜(600)은 상호 연통된 다수의 저장부(630)와 분기채널(640)이 동시에 마련된 것을 보인다. 이는 많은 시료를 저장할 수 있음과 동시에 시료를 기판(140)에 원활하게 공급하면서 스팟팅으로 인쇄할 수 있다. 이때, 각 저장부(631,633,635)를 상호 연통시키는 연통로(638)도 다수개 형성되어, 상측의 저장부(635)에서 하측의 보저저장부(631)로 시료가 원활하게 공급되게 한다.
제 6 실시예
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 6 실시예에 따른 펜(700)은 저장부(730)가 타원형으로 형성된 것을 보인다. 이처럼 저장부(730)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
제 7 및 제 8 실시예
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 7 및 제 8 실시예에 따른 펜(800,900)은 몸체(810,910)가 원통형으로 형성된다. 제 7 실시예에 따른 펜(800)은 몸체(810)의 하단부를 연마하여 원뿔형으로 뾰족하게 가공하고, 제 8 실시예에 따른 펜(900)은 몸체(910)의 하단부를 절삭하여 뾰족하게 가공한다. 본 발명의 제 7 및 제 8 실시예에 따른 펜(800,900)과 같이 몸체(810,910)가 원통형인 경우에는, 제 2 실시예와 같이, 메인채널(820,920)을 대향되게 한 쌍으로 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 7 및 제 8 실시예에 따른 펜(800,900)에도 전술한 분기채널 및 다수의 저장부를 형성할 수 있다.
본 실시예들에 따른 펜은 스텐인레스, 텅스텐, 석영 또는 실리콘재로 제조한다. 그리고, 메인채널, 분기채널 및 저장부는 레이저로 용이하게 가공할 수 있으므로, 그 폭과 깊이 및 갯수는 시료의 특성에 따라 적절하게 조절하여 가공한다.
또한, 본 실시예들에 따른 펜의 메인채널, 분기채널 및 저장부는 식각으로 형성할 수 도 있는데, 이 경우에는 대량생산을 할 수 있다.
이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜은 몸체의 외주면에 메인채널 및 분기채널이 형성되므로, 가공 및 세척이 용이하다.
그리고, 메인채널과 분기채널 및 저장부를 레이저로 형성하므로 더욱 가공이 용이하다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (6)

  1. 시료를 기판에 스팟팅하여 인쇄하는 펜을 구비하는 시료배열장치에 있어서,
    상기 펜은,
    소정길이를 가지며 하단부측은 뾰족하게 형성되되, 하단부는 편평하게 형성된 몸체;
    소정 폭과 깊이를 가지고 상기 몸체의 외주면 일측에서 하단부까지 형성되며 모세관현상에 의하여 유입된 상기 시료가 저장되는 메인채널을 구비하는 것을 특징으로 하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인채널은 상기 몸체의 외주면에 대향되게 형성되고, 상호 대향하는 상기 한 쌍의 메인채널의 하단부는 상기 몸체의 하단부에서 상호 만나는 것을 특징으로 하는 초미세 인쇄용 펜.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메인채널의 상단부측 상기 몸체의 부위에는 상기 메인채널로 유입된 상기 시료가 저장되는 구멍 형상의 저장부가 상기 메인채널과 연통되어 형성된 것을 특징으로 하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 몸체의 외주면에는 상단부측은 상기 저장부와 연통되고 하단부측은 상기 메인채널의 하부측과 연통되어 상기 시료가 저장되는 분기채널이 형성된 것을 특징으로 하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 저장부는 적어도 두개 마련되어 상호 연통된 것을 특징으로 하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 스텐인레스, 텅스텐, 석영 및 실리콘 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 시료배열장치용 초미세 인쇄용 펜.
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