KR100756874B1

KR100756874B1 - 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100756874B1
Application number: KR1020060027419A
Authority: KR
Inventors: 안유민; 조철호; 조웅; 고용준; 주진경
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2007-09-07

Abstract

본 발명은 PDMS와 유리를 접합하여 일체화시킴으로써 외부에 별도의 시료 주입장치가 필요없이도 생화학 실험시 사용하는 마이크로 피펫을 이용하여 시료 주입이 가능하게 하고, 종래의 채널형(Channel type)이 가지고 있는 기포 발생 문제를 해결하게 하며, 이에 따른 전체적인 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 사용상의 신뢰도 및 만족도를 극대화하게 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 특징이 있다.

또한, 본 발명은 시료의 사용량과 시간을 줄여 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 효율성을 향상시키게 하고, 기존의 실리콘이나 실리콘과 유리를 일체화시킨 칩에 비해 제작을 용이하게 하는 동시에 저렴한 가격에 의해 대량생산 및 생산비용을 최소화하게 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

중합효소 연쇄반응, PCR, 마이크로 바이오칩, PDMS, 유리, 실리콘, 유전자 검사, Channel type, Channel type, DNA

Description

중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법{MICRO BIO CHIP FOR POLYMERASE CHAIN REACTION AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 유리칩을 설명하기 위해 보여주는 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 의해 실시되는 유리칩에 구비된 열저항 센서를 보여주기 위한 일부 발췌 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 PDMS칩을 설명하기 위해 보여주는 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명에 의해 실시하고자 하는 유리칩과 PDMS칩이 접합된 상태인 마이크로 바이오칩을 보여주는 구성 예시도,

도 5는 본 발명에 의해 실시되는 PDMS칩을 형성시키는 단계를 개략적으로 보여주는 과정 예시도,

도 6은 본 발명에 의해 실시되는 유리칩을 형성시키는 단계를 개략적으로 보여주는 과정 예시도,

도 7은 본 발명의 마이크로 바이오칩을 이용하여 실시한 PCR의 결과와 종래에 실시하는 방법을 통한 PCR의 결과를 각각 보여주는 Gel 전기 영동 사진,

도 8은 중합효소 연쇄반응법을 통한 DNA 복제과정을 단게별로 보여주는 실시 예시도.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

10 : PDMS칩 11 : 미세 채널 구조의 반응조 형상

20 : 유리칩 21 : 마이크로 히터

22 : 열저항 센서 23 : 전원인가부

24 : 전류부 25 : 전압검출부

100 : 마이크로 바이오칩

본 발명은 유전자 검사와 생화학적 실험에 적용하여 사용하기 위한 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법에 관한 것으로,

좀 더 상세하게는 생화학적으로 안정성 및 투명성을 갖고 비용적으로 저렴한 폴리머(Polymer)인 PDMS(Polydimethylsiloxane)와 유리를 접합하여 하나의 칩으로 형성함으로써, 외부에 별도의 시료 주입장치가 필요없이도 생화학 실험시 사용하는 마이크로 피펫을 이용하여 시료 주입이 가능하도록 하고, 시료의 사용량과 시간을 줄여 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 효율성을 향상시키도록 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 중합효소 연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, 이하 'PCR'이라 총칭함)은 매우 잘 알려진 DNA(deoxyribonucleic acid) 복제법으로 이 기술을 이용 하면 어떤 DNA도 선택적으로 빠르게 대량 복제할 수 있는 것으로, 이는 복제하고자 하는 DNA를 DNA 중합효소를 사용하며 복제 단계별 반응온도를 가지고 이를 반복적으로 행하여 복제하는 것이다.

이러한, 복제과정은 열적으로 제어되는 반응과정의 주기적인 순환을 이용하며, 초기 시작 분자는 온도 순환과정을 거듭하여 결국엔 10억개 가량의 양만큼 늘어나게 된다.

상기 PCR를 통한 DNA 복제과정은 첨부도면 도 8에 도시된 바와 같이 단계별 복제과정을 거쳐 실행하게 된다.

즉, 상기 PCR은 이중가닥 DNA로 시작하고, 각 순환주기의 첫 반응은 열처리를 통한 두 가닥의 상호 분리단계로, 이 과정을 'denaturing'이라 하며 통상 94℃에서 실행된다.

다음은 냉각과정으로, 프라이머(primer)들이 분리된 두 DNA 가닥의 상보적 서열에 이종화를 시키는 것으로, 이 과정은 'annealing'이라고 하며 55℃에서 실행하게 된다.

마지막 단계는 중합과정으로, 혼합물 속의 DNA 중합효소가 네 개의 디옥시리보뉴클레오티드(deoxyribonucleotide)를 이용하여 두 프라이머(primer)로부터 DNA 합성을 시작하는 것으로, 이 과정은 'extension'이라고 하며 72℃ ~ 74℃에서 실행하게 되는 것이다.

이와 같은, 시험관 내에서 행해지는 DNA 증폭 과정인 PCR 과정은 실험단계의 단순함과 실험을 위한 부가장치들의 구성이 간단하므로 전체 실험 시스템을 소형화 하기에 가장 알맞은 생화학적 분석 과정으로 여겨지고, 이런 소형화된 시스템에서는 종래의 것과 달리 실험에 쓰이는 시료의 소모를 줄일 수 있으며, 종래의 것보다 훨씬 작은 열용량으로 인한 빠른 승온 속도와 냉각속도로 전체 실험 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 손에 들고다닐 수 있는 휴대용 장치로서의 장점도 지닐 수 있게 된다.

그러나, 종래에 실시되고 있는 실리콘끼리 접합된 PCR에 적용되는 칩은 실리콘 재료 자체의 생학적 불안정성으로 인해 실리콘의 위에 산화막을 올리는 공정이 필요하였고, 또한 실리콘과 실리콘 접합 공정 시 많은 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라 실리콘은 불투명하여 칩 내부에서 일어나는 현상을 관찰하기가 어려운 문제들이 있다.

상기와 같은 종래의 실리콘 칩이 갖는 문제를 해결하기 위해 실리콘과 유리를 접합한 칩이 개발되었으나, 이 또한 칩 내부를 관찰할 수 있다는 것 외에 상기에서 설명한 문제는 전혀 해결되지 못했다.

또한 종래의 PCR에 적용되는 칩(chip)의 형상 중 챔버형(Chamber type)은 소형화에 유리한 장점이 있으나 온도가 중요한 PCR 과정에서 챔버(Chamber)의 윗부분 시료와 아랫부분 시료의 온도 편차 측면에서 채널형(Channel Type)보다 저하되는 문제가 있다.

이에, 상기 채널형(Channel type)은 온도 편차 면에서는 챔버형(Chamber type) 보다는 유리하나 별도의 시료 주입 장치가 필요하고, 시료 주입 시 기포가 발생되는 문제가 있으며, 외부에 별도의 히터를 두기 때문에 소형화를 이루지 못하 는 문제가 있다.

따라서, 종래에 실시하고 있는 PCR에 적용되는 칩(chip)은 어느 정도 그 효율성에 한계가 있기 때문에 이를 적용하여 사용하는 유전자 검사 또는 생화학 실험에 대한 실질적인 사용상의 신뢰도 및 만족도가 극소화되는 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명은 PDMS와 유리를 접합하여 일체화시킴으로써 외부에 별도의 시료 주입장치가 필요없이도 생화학 실험시 사용하는 마이크로 피펫을 이용하여 시료 주입이 가능하게 하고, 종래의 채널형(Channel type)이 가지고 있는 기포 발생 문제를 해결하게 하며, 이에 따른 전체적인 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 사용상의 신뢰도 및 만족도를 극대화하게 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 시료의 사용량과 시간을 줄여 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 효율성을 향상시키게 하고, 기존의 실리콘이나 실리콘과 유리를 일체화시킨 칩에 비해 제작을 용이하게 하는 동시에 저렴한 가격에 의해 대량생산 및 생산비용을 최소화하게 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS칩과, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩이 일체화되되, 상기 유리칩의 일측면에는 크롬과 금의 박막으로 형성된 마이크로 히터와 열저항 센서로 구성되고, 상기 마이크로 히터에 전원을 인가시키기 위한 부위와 상기 열저항 센서에 의해 저항을 측정하도록 전류를 걸어주는 부위와 상기 저항과 전류의 관계에 의해 발생된 전압값을 검출하기 위한 부위가 각각 구성되며, 상기 PDMS칩에는 사선(蛇線)형 미세 채널 구조의 반응조를 지니게 되고, 상기 PDMS칩과 유리칩을 산소 플라즈마로 처리한 후에 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 타측면의 반대면인 유리칩의 일측면에 PDMS칩이 접합되도록 이루어지는 것이다.

이하, 상기한 본 발명에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 사용자 및 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라 질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩과, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩을 산소 플라즈마로 처리한 후에 상기 유리칩의 일측면에 PDMS칩을 접합시켜 이루어지는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩에 있어서, 상기 유리칩의 일측면에는 크롬과 금의 박막으로 형성된 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비되되, 상기 마이크로 히터에 전원을 인가시키기 위한 부위와, 상기 열저항 센서에 의해 저항을 측정하도록 전류를 걸어주는 부위와, 상기 저항과 전류의 관계에 의해 발생된 전압값을 검출하기 위한 부위가 각각 구성되어 이루어지는 것이다.

삭제

또한, 상기 PDMS칩에는 사선(蛇線)형 미세 채널 구조의 반응조를 지닌 것이다.

상기의 PDMS칩과 유리칩의 접합은 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 타측면의 반대면인 유리칩의 일측면에 PDMS칩이 접합되는 것이다.

이와 같은, 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩에 대한 제조방법은 생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS칩을 형성시키는 단계와, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩을 형성시키는 단계와, 상기 PDMS칩과 유리칩을 산소 플라즈마로 일정한 전력에서 일정한 시간 동안 처리하는 단계와, 상기의 처리를 실시한 후에 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 부분의 반대면 유리칩에 PDMS칩을 접합시키는 단계를 실행하되, 상기 PDMS칩을 형성시키는 단계에서는, 4인치 실리콘 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝 단계와, 상기 클리닝이 완료된 실리콘 웨이퍼의 상부면에 일정한 두께로 음성감각막을 올려 실시하는 스핀 코팅 단계와, 상기 스핀 코팅이 완료된 후에 음성감광제에 있는 유기용제를 제거하기 위해 소프트 베이크를 실시하는 단계와, 상기 소프트 베이크가 왼료된 후에 음성감각막에 형상을 전사하고 현상하여 칩을 제작하기 위한 몰드를 만드는 단계와, 상기 몰드가 만들어진 후에 PDMS와 경화제를 일정한 비율로 섞은 다음 진공 상태에서 기포를 제거하는 단계와, 상기의 기포를 제거한 후에 상기에서 섞은 PDMS와 경화제를 몰드의 상부에 붓고 일정 온도에서 일정 시간 동안 경화시킨 후 몰드에서 PDMS를 띄어내어 PDMS칩이 형성되는 단계로 실행하게 되고, 상기 유리칩을 형성시키는 단계에서는, 4인치 파이렉스 유리 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝 단계와, 상기 클리닝이 완료된 유리 웨이퍼에 크롬 및 금과 같은 금속을 증착시키는 단계와, 상기 금속 박막 위에 양성감광제를 스핀 코팅시키는 단계와, 상기 스핀 코팅이 완료된 후에 반응조 형상을 만들기 위해 사진 및 현상 공정을 실시하는 단계와, 상기 사진 및 현상 공정을 실시한 후에 크롬 및 금을 차례로 습식 식각 한 다음 감광제를 제거하여 유리칩이 형성되는 단계로 실행하게 되는 것이다.

삭제

[실시예]

상기한 본 발명을 이루기 위한 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명은 첨부도면 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 도 1은 본 발명에 따른 유리칩을 설명하기 위해 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발 명에 의해 실시되는 유리칩에 구비된 열저항 센서를 보여주기 위한 일부 발췌 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 PDMS칩을 설명하기 위해 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의해 실시하고자 하는 유리칩과 PDMS칩이 접합된 상태인 마이크로 바이오칩을 보여주는 구성 예시도이며, 도 5는 본 발명에 의해 실시되는 PDMS칩을 형성시키는 단계를 개략적으로 보여주는 과정 예시도이고, 도 6은 본 발명에 의해 실시되는 유리칩을 형성시키는 단계를 개략적으로 보여주는 과정 예시도를 나타낸 것이다.

즉, 본 발명인 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩(100)은 유전자 검사를 실행하기 위해 시험관 내에서 행해지는 DNA 증폭 과정인 PCR 과정을 간단하고 효율성 있게 수행하고, 생화학 실험실에서 사용하는 온도 제어 실험에 적용하여 실행하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 마이크로 바이오칩(100)은 PDMS칩(10)과 유리칩(20)이 일체화되도록 접합되게 된다.

이때, 상기 PDMS칩(10)은 생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이하도록 사선(蛇線)형 미세 채널 구조의 반응조 형상(11)으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 유리칩(20)은 PDMS칩(10)에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하게 되는데, 상기 유리칩(20)의 상부면 및 하부면 중 타측면, 즉 하부면에 크롬 및 금과 같은 금속의 박막으로 형성된 마이크로 히터(21)와 상기 마이크로 히터(21)의 중앙에 위치되는 열저항 센서(22)가 각각 구성되어 있는 것이다.

그리고, 상기 마이크로 히터(21)에는 전원인가부(23)를 통해 마이크로 히터(21)에 전원이 인가되고, 상기 열저항 센서(22)에 의해 저항을 측정할 수 있도록 1mA 전류를 걸어주는 전류부(24)가 구비되며, 전압검출부(25)를 통해 옴의 법칙에 따른 저항과 전류의 관계에 의해 발생된 전압값을 검출하게 되는 것이다.

상기와 같은 PDMS칩(10)과 유리칩(20)을 접합시키기 위해서는 상기 PDMS칩(10)과 유리칩(20)을 산소 플라즈마로 18W에서 1분30초 동안 처리한 후에 마이크로 히터(21)와 열저항 센서(22)가 구비된 타측면의 반대면인 유리칩(20)의 일측면에 PDMS칩(10)이 접합되게 된다.

이에, 상기의 PDMS칩(10)은 채널(Channel) 내부에 시료 주입 시 시린지 펌프와 같은 별도의 외부 장치가 필요 없이 생화학 실험 시 일반적으로 사용되는 마이크로 피펫으로 기포 생성 없이 시료 주입이 가능하다.

또한, 상기 PDMS칩(10)은 미세채널 구조의 반응조 형상(11)으로 이루어져 있기 때문에 기존의 챔버형(Chamber type)과 채널형(Channel type)의 형상에 대한 문제점을 해결할 수 있는 장점만 가지게 된다.

이에 따른, 본 발명인 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩(100)을 이용하여 실시하는 PCR의 온도 변화는 94℃에서 240초 동안 프리디네이쳐(Predenature)과정을 실행한 후에 디네이쳐(Denature) 94℃에서 15초, 어니어링(Annealing) 55℃에서 15초, 익스텐션(Extension) 65℃에서 30초의 과정을 35회 반복한 다음 파이널 익스텐션(Final Extension)을 65℃에서 300초 동안 진행되는 것으로, 이때 시료는 이동하지 않으며 채널(Channel)과 닿아 있는 유리칩(20)에 구비된 마이크로 히터 (21)와 열저항 센서(22)를 통해 온도 조절이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩(100)을 제조하기 위한 방법은 생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS칩을 형성시키게 되는데, 이때 PDMS칩(10)의 형성은 100 결정 방향을 가지는 4인치 실리콘 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝 을 실행한 후에 스핀 코팅을 통해 실리콘 웨이퍼의 상부면에 100㎛ 두께로 음성감각막인 SU-8을 올린 다음 소프트 베이크를 실시하게 되는데, 이때 음성감광제에 있는 유기용제를 제거하도록 실행하게 된다.

상기의 SU-8은 음성후막감광제(negative photoresist)의 일종으로 마이크로머시닝(micromachining)등을 위해 화학적으로 증폭된 에폭시를 기본으로 한 감광제로서, IBM사에 의해 처음 개발되었으며 현재 Microchem사와 Sotec Microsystems사 가 IBM으로부터 판매권을 얻어 제조 및 판매를 하고 있는 것이다.

이에, 상기 SU-8은 유리(Glass), 세라믹(Ceramic) 등과의 연계성이 좋고, 광학적 성질이 매우 우수하며, 코팅 조건에 따라 1~1000㎛대의 고형상비 구조물 제작이 가능할 뿐만 아니라 반도체 제작공정과의 연계성도 우수하여 구조물 제작 시 반도체 장비인 UV aligner을 사용하여 쉽게 노광(expose)이 가능하고 플라즈마 이온 식각 공정(Plasma Ion Etching Process)에도 적합하다. 또한 200℃ 이상의 고온에서도 잘 견디는 장점이 있고, 특히 기존의 UV aligner을 사용하여 쉽게 노광(expose)이 가능하므로 고가의 synchrotron X-Ray 장비를 사용해야만 했던 LIGA(Lithographie, Galvano-formung, Abformung) 공정을 대체할 수 있는 LIGA- like 공정의 발달을 가져오기도 하는 등의 특징이 있다.

상기의 소프트 베이크가 왼료된 후에는 SU-8에 형상을 전사하고 현상하면 칩을 제작하기 위한 SU-8 몰드가 만들어지게 되고, 이때 진공 상태에서 기포를 제거하게 된다.

상기의 실행이 완료되면, PDMS와 경화제를 일정한 비율(예를 들어 10:1)로 섞은 다음 이를 몰드의 상부에 붓고 65℃에서 3시간30분 동안 경화시킨 후에 몰드에서 PDMS를 띄어내면 PDMS칩(10)이 형성되는 것이다.

그리고, 상기 PDMS칩(10)에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩(20)의 형성은 4인치 파이렉스 유리 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝을 실행한 후에 유리 웨이퍼에 크롬 200A 및 금 1000A를 증착시키게 된다.

이에, 상기의 크롬 및 금의 박막 위에 AZ1512라는 양성감광제를 스핀 코팅한 후에 반응조 형상을 만들기 위해 사진 및 현상 공정을 실행하게 된다.

상기 AZ1512는 양성 감광제((positive photoresist)로 Clariant, U.S.A에서 제조하는 것으로서, 금속 박막의 patterning 시 많이 사용되는 것이다.

상기의 사진 및 현상 공정을 실시한 후에 크롬 및 금을 차례로 습식 식각 한 다음 감광제를 제거하게 되면 유리칩(20)이 형성되는 것이다.

이에 따른, 상기 PDMS칩(10)과 유리칩(20)이 형성되면, 산소 플라즈마를 이용하여 PDMS칩(10)과 유리칩(20)이 접합되게 되는데, 이때 접합은 산소 플라즈마로 18W에서 1분30초 동안 처리를 실시한 후에 마이크로 히터(21)와 열저항 센서(22)가 구비된 부분의 반대면 유리칩(20)에 PDMS칩이 접합되는 것이다.

첨부도면 도 7은 본 발명의 마이크로 바이오칩을 이용하여 실시한 PCR의 결과와 종래에 실시하는 방법을 통한 PCR의 결과를 각각 보여주는 Gel 전기 영동 사진으로, 시료는 남성 불임유전자이고, 제일 좌측이 Maker, 가운데 밴드가 본 발명인 마이크로 바이오칩으로 수행한 PCR 결과이며, 우측이 종래의 방식으로 수행한 PCR 결과을 나타낸 것이다.

마지막으로, 본 발명을 실시하고 있는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩 및 이의 제조방법에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 외부에 별도의 시료 주입장치가 필요없이도 생화학 실험시 사용하는 마이크로 피펫을 이용하여 시료 주입이 가능한 효과와, 종래의 채널형(Channel type)이 가지고 있는 기포 발생 문제가 해결되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 시료의 사용량과 시간이 줄어 유전자 검사 및 생화학적 실 험에 대한 효율성이 향상되는 효과와, 기존의 실리콘이나 실리콘과 유리를 일체화시킨 칩에 비해 제작이 용이한 동시에 저렴한 가격에 의해 대량생산이 가능하고 생산비용이 최소화되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기에서 실시되는 효과들로 인해 전체적인 유전자 검사 및 생화학적 실험에 대한 사용상의 신뢰도 및 만족도가 극대화되는 등의 여러 효과가 있다.

Claims

삭제
생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩과, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩을 산소 플라즈마로 처리한 후에 상기 유리칩의 일측면에 PDMS칩을 접합시켜 이루어지는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩에 있어서,

상기 유리칩의 일측면에는 크롬과 금의 박막으로 형성된 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비되되, 상기 마이크로 히터에 전원을 인가시키기 위한 부위와, 상기 열저항 센서에 의해 저항을 측정하도록 전류를 걸어주는 부위와, 상기 저항과 전류의 관계에 의해 발생된 전압값을 검출하기 위한 부위가 각각 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩.
삭제
삭제
제2항에 있어서,

상기 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩에는 사선(蛇線)형 미세 채널 구조의 반응조를 지닌 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩.
제2항에 있어서,

상기 유리칩의 일측면에는 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩이 접합되되, 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 타측면의 반대면인 유리칩의 일측면에 PDMS칩이 접합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩.
생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩과, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩이 일체화되어 이루어지는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩에 있어서,

상기 유리칩의 일측면에는 크롬과 금의 박막으로 형성된 마이크로 히터와 열저항 센서로 구성되고, 상기 마이크로 히터에 전원을 인가시키기 위한 부위와 상기 열저항 센서에 의해 저항을 측정하도록 전류를 걸어주는 부위와 상기 저항과 전류의 관계에 의해 발생된 전압값을 검출하기 위한 부위가 각각 구성되며, 상기 PDMS칩에는 사선(蛇線)형 미세 채널 구조의 반응조를 지니게 되고, 상기 PDMS칩과 유리칩을 산소 플라즈마로 처리한 후에 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 타측면의 반대면인 유리칩의 일측면에 PDMS칩이 접합되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩.
생화학 실험을 위해 시료 주입이 용이한 PDMS(Polydimethylsiloxane)칩을 형성시키는 단계와, 상기 PDMS칩에 주입된 시료에 대한 효율적인 실험을 위해 온도를 조절하도록 하는 유리칩을 형성시키는 단계와, 상기 PDMS칩과 유리칩을 산소 플라즈마로 일정한 전력에서 일정한 시간 동안 처리하는 단계와, 상기의 처리를 실시한 후에 마이크로 히터와 열저항 센서가 구비된 부분의 반대면 유리칩에 PDMS칩을 접합시키는 단계를 실행하되,

상기 PDMS칩을 형성시키는 단계에서는,

4인치 실리콘 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝 단계와, 상기 클리닝이 완료된 실리콘 웨이퍼의 상부면에 일정한 두께로 음성감각막을 올려 실시하는 스핀 코팅 단계와, 상기 스핀 코팅이 완료된 후에 음성감광제에 있는 유기용제를 제거하기 위해 소프트 베이크를 실시하는 단계와, 상기 소프트 베이크가 왼료된 후에 음성감각막에 형상을 전사하고 현상하여 칩을 제작하기 위한 몰드를 만드는 단계와, 상기 몰드가 만들어진 후에 PDMS와 경화제를 일정한 비율로 섞은 다음 진공 상태에서 기포를 제거하는 단계와, 상기의 기포를 제거한 후에 상기에서 섞은 PDMS와 경화제를 몰드의 상부에 붓고 일정 온도에서 일정 시간 동안 경화시킨 후 몰드에서 PDMS를 띄어내어 PDMS칩이 형성되는 단계를 실행하고,

상기 유리칩을 형성시키는 단계에서는,

4인치 파이렉스 유리 웨이퍼를 SPM(황산과 과수 혼합물)용액에서 담궈 이물질을 제거하는 클리닝 단계와, 상기 클리닝이 완료된 유리 웨이퍼에 크롬 및 금과 같은 금속을 증착시키는 단계와, 상기 금속 박막 위에 양성감광제를 스핀 코팅시키는 단계와, 상기 스핀 코팅이 완료된 후에 반응조 형상을 만들기 위해 사진 및 현상 공정을 실시하는 단계와, 상기 사진 및 현상 공정을 실시한 후에 크롬 및 금을 차례로 습식 식각 한 다음 감광제를 제거하여 유리칩이 형성되는 단계로 실행하는 것을 특징으로 하는 중합효소 연쇄반응용 마이크로 바이오칩의 제조방법.
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