KR100809326B1 - 올리고머 프로브 어레이 및 이의 제조 방법 - Google Patents

올리고머 프로브 어레이 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이광자 흡수기를 구비하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함하는 올리고머 프로브 어레이가 제공된다. 올리고머 프로브 어레이는 기판, 기판 상의 올리고머 프로브 및 올리고머 프로브와 기판 사이에 개재되고 올리고머 프로브와 커플링되며, 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 상기 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함한다.
이광자 흡수기, 신나모일기, 광가교, 올리고머 프로브 어레이

Description

올리고머 프로브 어레이 및 이의 제조 방법{Oligomer probe array and method of fabricating the same}
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 올리고머 프로브 어레이의 단면도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
100: 올리고머 프로브 어레이 110: 기판
120a: 폴리머막 120: 액티브막
125: 액티브막의 작용기 130: 프로브 셀 분리 영역
140: 링커 150: 링커의 작용기
155: 캡핑기 165: 올리고머 프로브
본 발명은 올리고머 프로브 어레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이광자 흡수기를 구비하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함하는 올리고머 프로브 어레이 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어 게놈 프로젝트가 발전하면서 다양한 유기체의 게놈 뉴클레오타이 드 서열이 밝혀짐에 따라 바이오 폴리머 마이크로칩, 그 중에서도 올리고머 프로브 어레이에 대한 관심이 증가하고 있다. 올리고머 프로브 어레이는 유전자 발현 분석(expression profiling), 유전자형 분석(genotyping), SNP와 같은 돌연 변이(mutation) 및 다형(polymorphism)의 검출, 단백질 및 펩티드 분석, 잠재적인 약의 스크리닝, 신약 개발과 제조 등에 널리 사용되고 있다.
이러한 올리고머 프로브 어레이를 개발하기 위해서는 생체 물질과 실리콘과 같은 반도체 사이의 분자 인터페이스를 효율적으로 실현시키고 생체물질의 고유 기능을 최대한 활용할 수 있게 하는 것이 중요하다. 특히 DNA 칩이나 단백질 칩 등과 같은 올리고머 프로브 어레이에서는 관련 생체물질을 마이크로미터 스케일의 제한된 영역에 고정화시키는 일이 무엇보다 중요하다.
올리고머 프로브 어레이를 사용하여 분석하고자 하는 유전 정보의 형태가 유전자에서 DNA의 최소 구성 단위인 뉴클레오타이드 수준까지 다양화됨에 따라 프로브 셀의 디자인 룰이 수십 μm에서 수 μm 이하로 감소하고 있다. 따라서 올리고머 프로브 어레이는 반응 수율이 향상되는 방향으로 고집적화되는 것이 요구되고 이에 부합하기 위한 새로운 방법이 모색되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이광자 흡수기를 구비하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함하는 올리고머 프로브 어레이를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 이러한 이광자 흡수기 를 구비하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함하는 올리고머 프로브 어레이를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 프로브 어레이는 기판, 기판 상의 올리고머 프로브 및 올리고머 프로브와 상기 기판 사이에 개재되고 올리고머 프로브와 커플링되며, 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 상기 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 프로브 어레이 제조 방법은 기판을 제공하고, 기판 상에 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머막을 형성하고, 폴리머막을 노광하고, 올리고머 프로브를 커플링하는 것을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예들에서 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, ″및/또는″은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 이하 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화 도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 따른 올리고머 프로브 어레이에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 올리고머 프로브 어레이의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 올리고머 프로브 어레이(100)는 기판(110) 상의 올리고머 프로브(165) 및 올리고머 프로브(165)와 기판(110) 사이에 개재되고 올리고머 프로브(165)와 커플링되며, 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 상기 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머로 형성된 액티브막(120a)을 포함한다.
기판(110) 가요성(flexible) 또는 강성(rigid) 기판일 수 있다. 적용되는 가요성 기판의 예로는 나일론, 니트로셀룰로오스 등의 멤브레인 또는 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 강성 기판으로는 실리콘 기판, 소다 석회 유리로 이루어진 투명 유리 기판 등이 예시될 수 있다. 실리콘 기판 또는 투명 유리 기판의 경우에는 혼성화 과정 동안 비특이적 결합이 거의 일어나지 않는다. 또, 실리콘 기판 또는 투명 유리 기판은 반도체 소자의 제조 공정 또는 LCD 패널의 제조 공정 등에서 이미 안정적으로 확립되어 적용되고 있는 다양한 박막의 제조 공정 및 사진 식각 공정 등이 그대로 적용될 수 있는 장점이 있다.
올리고머 프로브(165)는 공유 결합된 두 개 이상의 모노머(monomer)로 이루 어진 폴리머(polymer)로서, 분자량이 대략 1000 이하의 것을 지칭할 수 있으나, 상기 수치에 한정되는 것은 아니다. 올리고머는 약 2 내지 500개의 모노머, 바람직하기로는 5 내지 30개의 모노머를 포함할 수 있다. 모노머는 올리고머 프로브 어레이에 고정된 프로브의 종류에 따라 뉴클레오사이드, 뉴클레오타이드, 아미노산, 펩티드 등이 될 수 있다.
올리고머 프로브(165)는 링커(140)를 개재하는 경우 링커(140)의 작용기(150)에 커플링되고, 링커를 개재하지 않는 경우 액티브막(120a)의 작용기(125)에 커플링된다. 올리고머 프로브(165)가 커플링되지 않은 작용기(150, 125)는 캡핑기(155)에 의해 비활성화될 수 있다.
뉴클레오사이드 및 뉴클레오타이드는 공지의 퓨린 및 피리미딘 염기를 포함할 뿐만 아니라, 메틸화된 퓨린 또는 피리미딘, 아실화된 퓨린 또는 피리미딘 등을 포함할 수 있다. 또, 뉴클레오 사이드 및 뉴클레오타이드는 종래의 리보스 및 디옥시리보스 당을 포함할 뿐만 아니라, 하나 이상의 하이드록실기가 할로겐 원자 또는 지방족으로 치환되거나 에테르, 아민 등의 작용기가 결합한 변형된 당을 포함할 수 있다.
아미노산은 자연에서 발견되는 아미노산의 L-, D-, 및 비키랄(nonchiral)형 아미노산 뿐 아니라, 변형 아미노산(modified amino acid), 또는 아미노산 유사체(analog) 등일 수 있다.
펩티드는 아미노산의 카르복실기와 다른 아미노산의 아미노기 사이의 아미드 결합에 의해 생성된 화합물을 지칭한다.
올리고머 프로브(165)는 두개 이상의 뉴클레오사이드, 뉴클레오타이드, 아미노산, 펩티드 등으로 이루어질 수 있다.
액티브막(120a)은 기판(110) 상에 형성된다. 올리고머 프로브(165)가 액티브막(120a)과 커플링하므로 액티브막(120a)은 올리고머 프로브(165) 및 올리고머 프로브(165)와 기판(110) 사이에 개재된다. 액티브막(120a)은 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머로 형성된다.
이광자 흡수(two-photon absorption)란 어떤 분자들이 광원으로부터 나오는 두 개의 광자를 동시에 흡수하여 여기 상태가 되고 약간의 에너지를 잃은 후에 흡수될 때의 에너지보다 더 높은 에너지의 광자를 방출(형광)하며 바닥상태로 돌아오는 현상을 말할 수 있다. 또한 초기 광원 자체는 적외선 영역의 에너지이기 때문에 자외선 영역의 에너지에 비해 세기가 강하지　않으므로 포커싱이 가능하고, 이를 이용하여 나노 사이즈의 3차원의 입체 구조를 형성할 수 있게 된다. 이는 한 개의 광자를 흡수하여 바닥 상태에서 여기 상태가 되고 다시 유사한 파장의 빛을 내며 바닥 상태로 되돌아오는 단일광자 흡수 현상과 크게 차별된다.
이광자 흡수기는 전자주게 또는 전자받게- π 전자중심체- 전자주게 또는 전자받게와 같은 구조로 표시될 수 있는 기를 지칭한다. 구체적인 조합으로는 이광자 흡수기는 전자 주게-π 전자중심체-전자받게, 전자받게- π 전자중심체-전자받게, 전자주게- π 전자중심체-전자주게와 같은 조합이 사용될 수 있다.
광가교 작용기는 광 조사에 의해서 가교 반응이 일어날 수 있는 기로서 (메 트)아크릴로일기 및/또는 신나모일기가 사용될 수 있다.
올리고머 프로브(165)와 직접 또는 간접적으로 커플링(coupling)하는 작용기로는 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기 등이 있으며 이에 제한되지 않는다. 커플링은 화학 결합 중 공유결합을 의미할 수 있다.
액티막(120a)을 구성하는 폴리머는 보다 구체적으로, 하기 화학식으로 표시될 수 있다.
Figure 112006059744403-pat00001
(단,
상기 X는, 전자주게 또는 전자받게- π 전자중심체- 전자주게 또는 전자받게와 같은 구조로 표시될 수 있는 기이고,
상기 Y는 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기이고,
상기 R1 는 수소 또는 1 내지 4의 탄소수를 가진 알킬기이고,
상기 R2 는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 페닐렌기이고,
상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고,
상기 R4는 수소 또는 메틸기이고,
상기 x, y, z는 각각 정수이고, x/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이고, y/x+y+z는 0.01 내지 0.99 이고, z/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이다.)
바람직하기로는 x는 y보다 작을 수 있다.
바람직하기로는, X는
Figure 112006059744403-pat00002
, 또는
Figure 112006059744403-pat00003
가 사용될 수 있으며,
(단, 상기 A는 OR, SR, CN, CO2 또는 NR5R6이고,
상기 R5 및 상기 R6는 각각 알킬기 또는 페닐기 중 선택된 하나이고,
상기 n은 0 내지 3이다.)
상기 폴리머를 나타내는 화학식에서 R3가 긴 경우, 올리고머 프로브(165)는 액티브막(120a)에 직접적으로 커플링될 수 있다.
한편, R3의 길이가 올리고머 프로브(165)와 샘플간의 혼성화(hybridization)에 충분하지 않을 경우에는 도 1에 예시되어 있는 바와 같이 링커(140)를 개재하여 간접적으로 올리고머 프로브(165)가 액티브막(120a)에 커플링될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 올리고머 프로브 어레이(200)를 예시한다.
도 2에 예시되어 있는 올리고머 프로브 어레이(200)는 도 1에 예시되어 있는 액티브막(120a)이 부분 노광 및 현상을 거쳐 다수의 프로브 셀 액티브(120)로 분리되어 있다는 점에 있어서 도 1에 예시되어 있는 일 실시예와 차이가 있다.
따라서, 프로브 셀 액티브(120)의 3차원의 입체적 형상은 이광자 흡수기에 의해 형성된다. 프로브 셀 액티브(120)에는 링커(140) 또는 올리고머 프로브(165)와 커플링 할 수 있는 작용기(150, 125)가 구비되어 있다. 프로브 셀 분리 영역(130)은 표면에 상기 올리고머 프로브와 커플링되는 작용기를 포함하지 않는 부분으로 프로브 셀 액티브(120)를 구분한다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 올리고머 프로브 어레이(200)를 예 시한다.
도 3에 예시되어 있는 올리고머 프로브 어레이(300)는 링커(도 2의 140참고)를 개재하지 않고 올리고머 프로브(165)가 프로브 셀 액티브(120)에 직접적으로 커플링되어 있다는 점에서 도 2에 예시되어 있는 다른 실시예와 차이가 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 프로브 셀 액티브(120)를 구성하는 폴리머 내의 R3의 길이가 충분히 긴 경우 도 3과 같이 링커를 생략할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 올리고머 프로브 어레이 제조 방법에 대하여 설명한다.
기판(110) 상에 폴리머막을 형성한다.
먼저, 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머와 중합개시제, 예컨대 라디칼 중합개시제 및 용매를 혼합하여 중합반응을 진행함으로써 폴리머를 합성한다.
합성된 폴리머는 구체적으로 하기 화학식으로 표시될 수 있다.
Figure 112006059744403-pat00004
(단,
상기 X는, 전자주게 또는 전자받게- π 전자중심체- 전자주게 또는 전자받게와 같은 구조로 표시될 수 있는 기이고,
상기 Y는 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기이고,
상기 R1 는 수소 또는 1 내지 4의 탄소수를 가진 알킬기이고,
상기 R2 는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 페닐렌기이고,
상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고,
상기 R4는 수소 또는 메틸기이고,
상기 x, y, z는 각각 정수이고, x/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이고, y/x+y+z는 0.01 내지 0.99 이고, z/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이다.)
바람직하기로는 x는 y보다 작을 수 있다.
바람직하기로는, X는
Figure 112006059744403-pat00005
, 또는
Figure 112006059744403-pat00006
가 사용될 수 있으며,
(상기 A는 OR, SR, CN, CO2 또는 NR5R6이고,
상기 R5 및 상기 R6는 각각 알킬기 또는 페닐기 중 선택된 하나이고,
상기 n은 0 내지 3이다.)
라디칼 중합개시제로는 벤조일퍼옥시드, 2, 2′-아조비스이소부티로니트릴, 아세틸퍼옥시드 또는 디-t-부틸퍼옥시드를 사용할 수 있다. 폴리머 제조시 사용되 는 용매로는 벤젠, 톨루엔, 테트라히드로퓨란 등을 예로 들 수 있으나 이에 제한되지 않음은 물론이다. 중합 반응은 질소 하에서 60℃ 내지 100℃에서 12시간 내지 24시간 반응시켜 진행할 수 있다.
이어서, 합성된 폴리머를 적절한 유기 용매에 용해시켜 폴리머 조성물을 형성한다. 유기 용매로는 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸락테이트, 톨루엔 등이 사용 가능하다. 유기용매는 상기 본 발명의 중합체 중량에 대해 10 내지 100% 비율로 사용하며, 조성물에 적절한 점도를 부여할 수 있도록 용매의 종류와 양을 조절하여 폴리머를 제조한다. 점도를 보다 효과적으로 조절하기 위하여 폴리머 바인더 등을 더 추가할 수도 있다.
이후, 합성된 폴리머 조성물을 기판(110) 상에 코팅하여 폴리머막을 형성한다. 폴리머 조성물은 슬릿 코팅 또는 스핀 코팅등을 이용하여 코팅할 수 있다. 여기서, 슬릿 코팅 또는 스핀 코팅은 산화 공정이나 화학 기상 증착 등에 비하여 간편하며, 공정 시간이 짧기 때문에 공정 효율을 개선할 수 있다.
이어서, 기판(110)에 코팅된 폴리머막을 노광한다. 노광을 통해 광가교 반응을 진행시킬 수 있다. 광가교 반응은 폴리머내의 이광자 흡수기가 노광원으로부터 나오는 두 개의 광자를 동시에 흡수하여 여기 상태가 되고 약간의 에너지를 잃은 후에 흡수될 때의 에너지보다 더 높은 에너지의 광자를 방출(형광)하고 바닥상태로 돌아온다. 이때, 이광자 흡수기가 방출한 광자가 광가교 작용기의 가교 반응을 개시하여 폴리머막의 가교화를 유도한다. 결과적으로 노광된 폴리머막은 고화될 뿐만 아니라 표면이 3차원화될 수 있다.
폴리머막의 노광은 전면 노광과 부분 노광으로 이루어질 수 있다.
전면 노광인 경우 도 1에 예시된 바와 같은 올리고머 프로브 어레이(100)가 형성될 수 있다. 즉 전면 노광에 의해 막질이 고화된 액티브막(120a)을 형성할 수 있다.
부분 노광 후 현상 공정을 실시한 경우에는 비노광된 폴리머막은 현상액에 용해되어 제거된다. 그 결과 도 2 및 도 3에 예시되어 있는 바와 같이 올리고머 프로브와 커플링되는 작용기(125)를 포함하지 않는 프로브 셀 분리 영역(130)에 의해 분리된 다수의 프로브 셀 액티브(120)로 패터닝할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폴리머를 적용하여 프로브 셀 액티브(120)를 형성할 경우, 폴리머내에 이광자 흡수기가 존재하기 때문에 노광시의 광원을 근적외선 광원으로 사용할 수 있다. 즉, 자외선 영역의 광원에 비해 에너지 세기가 낮은 근적외선 광원을 노광원으로 사용할 수 있기 때문에 노광시 포커싱을 효과적으로 할 수 있다. 따라서, 장파장의 광원을 사용하고도 미세 디자인 룰, 예컨대 나노 사이즈의 프로브 셀 액티브(120)를 형성할 수 있다. 그러므로, 올리고머 프로브 어레이의 미세배열, 고집적화가 가능해진다.
이러한 고집적화된 올리고머 프로브 어레이(200, 300)는 올리고머 프로브(165)와 타겟 샘플간의 반응 수율을 향상시키는데 기여할 수 있다.
이후, 폴리머막(120a) 또는 프로브 셀 액티브(120) 상에 올리고머 프로브(165)를 커플링시킨다.
고화된 액티브막(120a) 또는 프로브 셀 액티브(120)를 형성하는 폴리머가 올리고머 프로브와 커플링할 수 있는 작용기 예컨대, 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기 등을 포함하고 있기 때문에 올리고머 프로브(165)와의 커플링이 진행될 수 있다. 올리고머 프로브(165)와의 커플링은 직접적으로 또는 링커(140)를 개재하여 진행될 수 있다. 또한, 인-시츄 포토리소그래피에 의해 올리고머 프로브(165)를 합성할수도 있다. 스팟팅 방법등에 의해 외부에서 미리 합성된 올리고머 프로브(165)를 커플링시킬 수도 있다.
본 발명에 관한 보다 상세한 내용은 다음의 구체적인 실험예들을 통하여 설명하며, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 설명을 생략한다.
<실험예 1>
하기 반응식에 따라 폴리머 조성물을 얻었다.
Figure 112006059744403-pat00007
상기 반응식에 도시된 바와 같은 이광자 흡수기를 구비하는 모노머(A), 신나모일기를 포함하는 광가교 작용기를 구비하는 모노머(B), 하이드록실기를 구비하는 아크릴레이트 모노머(C), (각각의 몰비는 전체 A: B: C= 2 : 6 : 2) 그리고 라디칼 중합개시제인 2,2’-아조비스이소부티로니트릴을 모노머에 대해 4 내지 10몰 % 비율로 중합 플라스크에 넣고 정제된 테트라히드로퓨란에 잘 녹인 후 질소 분위기로 만든 상태에서 65도에서 24시간　동안 중합시켰다. 중합이 끝난 후 반응물을 석유에테르 용액에 침전시키고 필터 하였다. 얻어진 고체를 진공 건조하여 파우더 형태의 폴리머를 얻었다.
<실험예 2>
합성한 폴리머를 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)에 용해시켜 폴리머 조성물을 생성하였다. 제조된 폴리머 조성물을　실리콘 웨이퍼(silicon wafer), 유리(glass), 또는 석영(quartz)에 스핀코팅(spin coating) 한 후, ASML PAS5500 100D 노광기를 이용하여 300-400nm 빛 또는 가시광선의 레이져 빛을 가하여 3차원의 입체적 형상(3D pattern), 좀 더 구체적으로는 프로브 셀 액티브를 형성한 후 디에틸렌글리콜디에틸에테르(diethyleneglycoldiethylether), 프로필렌글리콜메틸에테르 아세테이트(propyleneglycol methyl ether acetate), 에틸락테이트(etylactate) 또는 톨루엔(toluene) 등을 사용하여 프로브 셀 분리영역에 있는 물질을 제거하였다.
<실험예 3>
프로브 셀 액티브와 프로브 셀 분리영역이 형성된, 즉 3차원 입체 패턴이 형성된 기판을 TEL Mark 8 Act track을 사용하여 니트로페닐프로필옥시카르보닐테트라에틸렌글리콜시아노에칠포스포아미디트(nitrophenylpropyloxycarbonyltetraethyleneglycolcyanoethylphosphoramidite)와　테트라졸(tetrazole)이 각각 1mM 과 5mM로 녹아 있는 아세토니트릴(acetonitrile) 용액 10ml를 가하고 상온에서 5분간 방치 한 후 1000rpm의 속도로 회전시켜 반응이 진행 되지 않은 물질들을 제거한 후 2500rpm에서 스핀 드라잉(spin drying)으로 남은 용매를 제거하였다.
　　상기 기판에 TEL Mark 8 Act track을 사용하여 아세틱언하이드라이드: 피리딘: 메틸이미다졸=1:1:1 의 테트라히드로퓨란 용액 및0.02M의 요오드가 첨가된 THF 용액(iodine in THF)을 처리하여　커플링되지 않은 올리고뉴클레오타이 드(uncoupled oligonucleotide)의 캡핑(capping) 및　산화(oxidation)를 진행하였다.
이후 빛 활성화에 의한 올리고뉴클레오타이드 합성이 진행되었다. ASML PAS5500 100D stepper 에서 365nm 파장을 사용하고 11μm의 개구 크기(opening size)를 갖는 체크보드(checkerboard) 타입의 크롬 온 커츠 마스크(chrome on quartz mask)를 이용하여 5,000~10,000mJ 의 에너지로 노광하여 광분해성 보호기(nitroaromatic protecting group)를 제거하였다.
그리고　아데닌(adenine), 티민(thymine), 구아닌(guanine), 시토신(cytosine) 등의 당이 결합된 포스포아미디트(sugar-phosphoramidite)를 사용하여 상기의 커플링(coupling), 캡핑(capping), 산화(oxidation) 및 광탈분해(photodeprotection)를 반복하여 원하는 서열의 올리고뉴클레오타이드를 합성하였다.　
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이광자 흡수기를 포함하는 올리고머 프로브 어레이 및 이의 제조방법에 의하면, 자외선 영역의 광원에 비해 에너지 세기가 낮은 근적외선 광원을 노광원으로 사용할 수 있기 때문에 노광시 포커싱을 효과적으로 할 수 있다. 따라서, 장파장의 광원을 사용하고도 미세 디자인 룰, 예컨대 나노 사이즈의 프로브 셀 액티브를 형성할 수 있으므로, 올리고머 프로브 어레이의 미세배열, 고집적화가 가능해진다.

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상의 올리고머 프로브; 및
    상기 올리고머 프로브와 상기 기판 사이에 개재되고 상기 올리고머 프로브와 커플링되며, 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 상기 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머로 형성된 액티브막을 포함하는 올리고머 프로브 어레이.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광가교 작용기는 신나모일기인 올리고머 프로브 어레이.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 폴리머는 하기 화학식으로 표시되는 올리고머 프로브 어레이.
    Figure 112006059744403-pat00008
    (단,
    상기 X는, 전자주게 또는 전자받게- π 전자중심체- 전자주게 또는 전자받게와 같은 구조로 표시될 수 있는 기이고,
    상기 Y는 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기이고,
    상기 R1 는 수소 또는 1 내지 4의 탄소수를 가진 알킬기이고,
    상기 R2 는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 페닐렌기이고,
    상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고,
    상기 R4는 수소 또는 메틸기이고,
    상기 x, y, z는 각각 정수이고, x/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이고, y/x+y+z는 0.01 내지 0.99 이고, z/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이다.)
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 X는
    Figure 112007059519471-pat00009
    , 또는
    Figure 112007059519471-pat00010
    인 올리고머 프로브 어레이.
    (단, 상기 A는 OR, SR, CN, CO2 또는 NR5R6이고,
    상기 R5 및 상기 R6는 각각 알킬기 또는 페닐기 중 선택된 하나이고,
    상기 n은 0 내지 3이다.)
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 액티브막을 다수의 프로브 셀 액티브로 분리하며, 표면에 상기 올리고머 프로브와 커플링되는 작용기를 포함하지 않는 프로브 셀 분리 영역을 더 포함하는 올리고머 프로브 어레이.
  6. 기판을 제공하고,
    상기 기판 상에 이광자 흡수기를 구비하는 모노머, 광가교 작용기를 구비하는 모노머 및 상기 올리고머 프로브와 직접 또는 간접적으로 커플링하는 작용기를 구비하는 모노머를 포함하는 폴리머막을 형성하고,
    상기 폴리머막을 노광하고,
    상기 올리고머 프로브를 커플링하는 것을 포함하는 올리고머 프로브 어레이 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광가교 작용기는 신나모일기인 올리고머 프로브 어레이 제조 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 폴리머는 하기 화학식으로 표시되는 올리고머 프로브 어레이 제조 방법.
    Figure 112006059744403-pat00011
    (단,
    상기 X는, 전자주게 또는 전자받게- π 전자중심체- 전자주게 또는 전자받게와 같은 구조로 표시될 수 있는 기이고,
    상기 Y는 하이드록실기, 알데히드기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기, 티올기, 할로기, 또는 술포네이트기이고,
    상기 R1 는 수소 또는 1 내지 4의 탄소수를 가진 알킬기이고,
    상기 R2 는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기 또는 페닐렌기이고,
    상기 R3는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, 탄소수 1 내지 8의 알콕시기이고,
    상기 R4는 수소 또는 메틸기이고,
    상기 x, y, z는 각각 정수이고, x/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이고, y/x+y+z는 0.01 내지 0.99 이고, z/x+y+z 는 0.01 내지 0.99 이다.)
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 X는
    Figure 112007059519471-pat00012
    , 또는
    Figure 112007059519471-pat00013
    인 올리고머 프로브 어레이.
    (단, 상기 A는 OR, SR, CN, CO2 또는 NR5R6이고,
    상기 R5 및 상기 R6는 각각 알킬기 또는 페닐기 중 선택된 하나이고,
    상기 n은 0 내지 3이다.)
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 폴리머막의 노광은 전면 노광인 올리고머 프로브 어레이 제조 방법.
  11. 제6 항에 있어서,
    상기 폴리머막의 노광은 부분 노광이고,
    상기 올리고머 프로브를 커플링하기 전에 상기 노광된 폴리머막을 현상하여 상기 폴리머막을 상기 올리고머 프로브와 커플링되는 작용기를 포함하지 않는 프로브 셀 분리 영역에 의해 분리된 다수의 프로브 셀 액티브로 패터닝하는 것을 더 포함하는 올리고머 프로브 어레이 제조 방법.
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US5744305A (en) 1989-06-07 1998-04-28 Affymetrix, Inc. Arrays of materials attached to a substrate
KR20010001576A (ko) * 1999-06-07 2001-01-05 윤종용 고분자 광산발생제를 이용한 고체기질 위에서의 염기함유 올리고머 합성방법

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