KR100996508B1 - 전도성고분자 나노와이어를 이용한 면역센서 및 그의제조방법 - Google Patents

전도성고분자 나노와이어를 이용한 면역센서 및 그의제조방법 Download PDF

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Abstract

개시된 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법은, 부전도체 기판 상부에 한 쌍의 전극을 상호 이격되게 설치하는 전극 설치 단계와; 상기 전극 상부에 개방홀이 형성된 절연층을 적층하는 절연층 적층 단계와; 상기 절연층의 개방홀에 상기 전도성고분자가 적층되게 하는 전도성고분자 적층 단계와; 상기 절연층과 전도성고분자가 적층된 상기 전극을 절연층제거액에 침지시켜 상기 절연층을 제거하는 절연층 제거 단계; 및 상기 전도성고분자에 탐침단백질인 항원 또는 항체와 결합시키는 기능화 단계를 포함한다.
이와 같은 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법은, 단백질과 반응할 수 있는 작용기를 가진 전도성고분자의 나노와이어를 어레이로 만들어 사용함으로써, 적은 시료양으로 낮은 항원 또는 항체농도도 검출할 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있다.
면역, 단백질, 항원, 항체, 나노, 센서, 나노와이어, 전도성고분자

Description

전도성고분자 나노와이어를 이용한 면역센서 및 그의 제조방법{Conducting polymer nanowire based immunosensor and its fabrication method}
본 발명은 면역센서 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전도성고분자로 이루어진 나노와이어를 이용하여 항원-항체간 반응을 통해, 질병을 진단할 수 있는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 면역센서는 항원-항체 반응을 이용한 결합성 센서(Affinity sensor)로서, 항체의 항원식별 기능을 수용체에 이용한 센서이다.
특히, 감지반응이 이루어짐에 있어서, 고도의 특이성(specificity)과 강한 결합력으로 이루어지는 항원-항체(antigen-antibody) 결합 반응에 기초하고 있기 때문에, 매우 낮은 농도로 존재하는 생리 활성 물질을 분석하는데 있어 여타의 분석 방법들보다 선택성과 감도가 우수한 특성을 가지고 있다.
가장 간단한 형태의 면역센서는 임신진단 키트가 있으며, 현재 암 검사, 호르몬 검사 및 골다공증 검사 등 다수의 임상진단에서, 면역반응을 이용한 임상진단기기를 통해 검사가 이루어지고 있다.
이러한 면역반응을 검출할 수 있는 수단 및 방법에는 ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay), SPR(surface Plasmon Resonance), QCM(Quartz Crystal Balance), conductimetry, impedimetry 등이 있으며, 일반적으로 낮은 검출한계 때문에 널리 사용되고 있다.
그러나, 측정시스템이 복잡하고 분석결과를 얻는데 시간이 오래 걸리며, 많은 양의 시료를 취해야 하는 단점과 실험을 수행하는데 있어 숙련된 인력과 고가의 장비가 필요로 하는 문제점이 있다.
또한, 최근 감도가 높은 질병진단 검출 수단 및 방법으로, 카본 나노튜브(carbon nanotube)나 반도체 나노와이어를 사용한 센서가 연구되고 있으나, 이는 나노와이어를 원하는 위치에 정렬시켜야 하며, 원하는 탐침 단백질을 결합시키기 위하여 자기조립 단분자막이나 화학처리를 통한 표면기능화 단계를 반드시 수행해야 하는 제작의 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 두 전극 사이에 연결된 단백질과 반응할 수 있는 작용기를 가진 전도성고분자로 이루어진 나노와이어를 이용하여, 항원-항체(antigen-antibody) 결합간의 반응을 통해 질병 진단을 할 수 있는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한 쌍의 전극을 연결하는 전도성고분자로 이루어진 나노와이어를 형성하여 면역센서를 제조하는 방법에 있어서, 부전도체 기판 상부에 한 쌍의 전극을 상호 이격되게 설치하는 전극 설치 단계와; 상기 전극 상부에 개방홀이 형성된 절연층을 적층하는 절연층 적층 단계와; 상기 절연층의 개방홀에 상기 전도성고분자가 적층되게 하는 전도성고분자 적층 단계와; 상기 절연층과 전도성고분자가 적층된 상기 전극을 절연층제거액에 침지시켜 상기 절연층을 제거하는 절연층 제거 단계; 및 상기 전도성고분자에 탐침단백질인 항원 또는 항체와 결합시키는 기능화 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전도성고분자는, 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 아세틸렌(C2H2), 피닷(PEDOT), 티오펜(thiophene) 및 이들의 유도체인 카르복실기 (CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 기능화 단계는, 탐침단백질을 전도성고분자에 결합하기 위해 DCC (N,N'-Dicyclohexyl-carbodiimide)를 사용하고, DMAP (4-(Dimethylamino)pyridine)를 친핵성 공격(nucleophilic attack) 반응을 촉진시키는 촉매로 함께 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절연층 제거 단계 후에는 상기 전극과 상기 전도성고분자 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록, 상기 전극과 상기 전도성고분자가 접촉하는 부분에 금속층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도성고분자 나노와이어를 이용한 면역센서는, 부전도체 기판과; 상기 부전도체 기판 상부에 상호 일정간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 전극과; 상기 한 쌍의 전극을 상호 연결시키는 와이어부재로서, 화학반응으로 통해 적층부착되거나 또는 진공증착되어 형성되는 전도성고분자; 및 상기 전도성고분자에 결합되는 항원 또는 항체로서, 표적단백질과의 항원-항체 반응을 통해 전기저항의 변화 또는 FET의 변화를 감지할 수 있도록 구비되는 탐침단백질을 포함한다.
여기서, 상기 전도성고분자는, 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 아세틸렌(C2H2), 피닷(PEDOT), 티오펜(thiophene) 및, 이들의 유도체인 카르복실기 (CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극과 상기 전도성고분자 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록, 상기 전극과 상기 전도성고분자가 접촉하는 부분에 금속층을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전도성고분자 나노와이어 면역센서 및 그의 제조방법에 의하면,
첫째, 절연층의 개방홀을 통해 각각의 전극을 연결하기 위한 나노와이어를 형성할 수 있으므로, 전도성고분자의 나노와이어를 원하는 위치에 자유롭게 형성할 수 있으며, 특히 별도의 배열작업이 불필요한 장점이 있다.
둘째, 각 전극과 전도성고분자의 나노와이어가 접촉하는 부분에 금속층을 형성할 수 있으므로, 전도성 물질과 각 전극의 연결부위에서의 접속저항을 줄일 수 있는 효과를 제공한다.
셋째, 단백질과 반응할 수 있는 작용기를 가진 전도성고분자의 나노와이어를 어레이로 만들어 사용함으로써, 기존 무기 나노와이어나 탄소나노튜부보다 기능화 단계가 간략하며, 적은 시료량으로 항원-항체 간 반응을 통해 낮은 표적단백질(Bio-marker)의 농도로 질병을 검출할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예에 따른 전도성고분자 나노와이어 면역센서의 제조방법을 나타낸 흐름도이며, 도 2 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전도성고분자 나노와이어 면역센서의 제조방법의 각 단계별 상태와 상기 전도성고분자 나노와이어 면역센서의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 도시된 바와 같이 본 발명의 전도성고분자 나노와이어 면역센서의 제조방법은, 전극 설치 단계(S1), 절연층 적층 단계(S2), 전도성고분자 적층 단계(S3), 절연층 제거 단계(S4), 표면 기능화 단계(S5)를 거쳐, 한 쌍의 전극(200) 사이에 탐침단백질인 항원 또는 항체와 결합된 전도성고분자(400)를 적층하게 되는 것이다.
먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 한 쌍의 전극(200)을 부전도체 기판(100)의 상부에 상호 이격된 상태로 설치하는 전극 설치 단계(S1)를 거치게 된다.
여기서, 상기 부전도체 기판(100)은 유리(SiO2), 질화규소(Si3N4), 폴리이미드 및 PCB 중 어느 하나의 재질을 선택적으로 사용하여 500마이크로미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.
이러한, 상기 부전도체 기판(100)은 이후 한 쌍의 전극(200)을 연결하는 전도성고분자(400) 이외의 다른 것과는 전기적으로 연결되지 않도록 한다.
그리고, 상기 전극(200)은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu) 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않으며 다양한 전도체를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 전극(200)은 100나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
상기 부전도체 기판(100) 상부에 한 쌍의 전극(200)을 이격 설치한 후에는(S1), 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 전극(200) 상부에 절연층(300)을 적층하는 절연층 적층 단계(S2)를 수행한다.
이러한, 상기 절연층(300)은 포토레지스트(Photoresist), 이빔레지스트(E-beam resist), 유리(Si02) 및 질화규소(Si3N4) 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 절연층(300)에는 이후 공정인 전도성고분자 적층 단계(S3)에서 한 쌍의 상기 전극(200)을 연결하는 전도성고분자(400)가 적층될 수 있도록 개방홀(310)을 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 절연층(300)에 형성하는 개방홀(310)의 크기에 따라 나노 감지부의 크기가 조절된다.
이때, 상기 개방홀(310)의 길이는 50나노미터 내지 20마이크로미터로 형성하며, 폭은 5나노미터 내지 1000나노미터로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 절연층 적층 단계(S2)를 거치면, 화학반응을 통해 상기 전도성고분자(400)를 형성할 수 있도록 상기 전극(200)을 현탁액에 침지하여, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(300)의 개방홀(310)에 전도성고분자(400)를 적층시키는 전도성고분자 적층 단계(S3)를 거친다.
여기서, 상기 현탁액에 용해된 화학물질은 상기 전극(200)보다 반응성이 낮은 전도성고분자의 모노머와 염 및, 화학반응을 일으키는 산화제나 환원제를 사용하며, 상기 현탁액은 이러한 화학물질을 용매인 물, 아세토니트릴(CH3CN), 에틸알코올(CH3CH2OH), 또는 이들의 혼합액에 용해한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 전도성고분자 모노머로는 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 티오펜(thiophene), 아세틸렌(acetylene), 이닷(EDOT) 및, 이들의 유도체인 카르복실기(CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 상기 염은 염화칼륨(KCl), 염화수소(HCl), pTSA(p-toluenesulfonic acid), NaDBS(dodecylbenzenesulfonic acid sodium salt), CSA(10-camphorsulfonic acid), 과염소산리튬(LiClO4) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 산화제나 환원제는 FeCl3, Fe(OTs)3, Fe2(SO4)3, Na2S2O8, Ni(cod)2(cod=1,5-cyclooctanadiene), Ni(PPh3)2Cl2(PPh=phenylphosphine), AsF5, (NH4)2S2O8, H2O2 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
즉, 이러한 상기 전도성고분자 적층 단계(S3)는 상기 현탁액에 상기 전극(200)을 침지하면, 산화제나 환원제에 의한 산화반응 또는 환원반응에 의해 상기 전극(200) 상부에 위치하는 상기 절연층(300)의 개방홀(310)에 상기 모노머인 상기 전도성고분자(400)가 적층되어 부착된다.
또는, 상기 전도성고분자(400)를 진공 챔버 안에서 열을 이용하여 기체화시킨 뒤, 상기 전극(200)의 상부인 절연층(300)의 개방홀(310) 내부에 적층시키는 증착(vapor deposition)법을 사용할 수도 있다.
여기서, 증착법에 의한 개방홀(310) 적층에 사용되는 상기 전도성고분자(400)는 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene) 폴리아세틸렌(polyacetylene), 피닷(PEDOT) 및, 이들의 유도체인 카르복실기(CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 절연층(300)의 개방홀(310) 내부에 전도성고분자(400)가 적층 상태로 부착되면(S3), 상기 현탁액이나 진공 챔버 안에서 상기 절연층(300) 및 상기 전도성고분자(400)가 적층된 상기 전극(200)을 꺼낸 후, 절연층제거액에 다시 침지하여 상기 절연층(300)을 제거하는 절연층 제거 단계(S4)를 거친다.
여기서, 상기 절연층제거액은 상기 절연층(300)이 포토레지스트일 경우에는 아세톤용액을 사용하며, 유리(SiO2)일 경우에는 불산(HF)용액을 사용하고, 질화규소(Si3N4)일 경우에는 인산(H3PO4)용액을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 유리 및 질화규소의 각 상기 절연층제거액과의 반응은 하기의 반응식 1, 반응식 2와 같다.
반응식 1
SiO2 + 6HF -> H2SiF6 (water soluble) + 4H+ + 2O2 -
반응식 2
Si3N4 + H3PO4 + H2O -> NO + NO3 - + H2PO4 - + H2SiO3
상기 절연층제거액에 침지하여 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 전극(200) 상부에 적층된 절연층(300)을 제거(S4)하게 되면, 한 쌍의 상기 전극(200)은 전도성고분자(400)만으로 연결된 상태가 되는 나노와이어의 제조가 완료된다.
상기 절연층제거 단계(S4)를 거친 후에는, 상기 전극(200)과 상기 전도성고분자(400) 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록, 상기 전극(200)과 상기 전도성고분자(400)가 접촉하는 부분에 금속층을 증착할 수도 있다.
여기서, 상기 금속층은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 구리(Cu) 및 팔라듐(Pd)와 같은 금속류 중 선택된 어느 하나로 형성하는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 금속층은 집속이온빔(FIB), 이빔증착법 및 스퍼터링 등의 방법으로 상기 전극(200)에 증착하는 것이 바람직하다.
마지막으로 전극사이에 연결된 전도성고분자 나노와이어(400)를, 원하는 탐 침단백질(전도성고분자)과 결합시키는 기능화 단계(S5)를 거친다.
이러한 기능화 단계(S5)를 거치게 되면, 도 10에 도시한 바와 같이 한 쌍의 상기 전극(200)을 탐침단백질(전도성고분자)과 결합된 전도성고분자(400)로 연결한 나노와이어 면역센서의 제조가 완료된다.
여기서, 상기 탐침단백질(전도성고분자)를 전도성고분자(400)에 결합하기 위하여 전도성고분자의 COOH 작용기를 활성화시키는 시약으로 DCC (N,N'-Dicyclohexyl-carbodiimide)를 사용하는 것이 바람직하며, 이때 DMAP (4-(Dimethylamino)pyridine)를 친핵성 공격(nucleophilic attack)반응을 촉진시키는 촉매로 함께 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 용매는 DMSO(dimethyl sulfoxide)나 DMF(dimethyl formamide)를 사용하며, 활성화된 전도성고분자는 같은 용액상에서 NH2 작용기를 가지는 탐침단백질과 반응을 진행하는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 전도성고분자와 DCC 및 탐침단백질과의 반응은 하기와 같다.
반응식 3
Figure 112008042095787-pat00001
이때 상기 DMAP와 DCC와의 몰비율은 0.05:1 내지 0.1:1 사이로, 탐침단백질과 DCC와의 비율은 1:1 내지 2:1 사이로 정하며, 반응온도는 25 ℃ 내지 50℃로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 촉매로 작용하는 DMAP의 DCC에 대한 비율이 0.05보다 작으면 반응이 원활하게 일어나지 않으며, 0.1보다 크게 되면 시약을 불필요하게 낭비하게 된다.
또한, 상기 반응은 탐침단백질의 종류에 따라 상이할 수 있는데, 25℃ 이하 또는 50℃ 이상의 온도에서는 단백질이 변성할 수 있다.
이러한, 상기 탐침단백질로 기능화된 와이어 상태인 전도성고분자(400)는 특이 항원 항체반응을 일으킬 수 단백질과 반응하게 되며, 반응식은 하기와 같다.
반응식 4
Figure 112008042095787-pat00002
여기서, 반응조건은 어떠한 항원 항체반응을 사용하느냐에 따라 달라질 수 있는데, 가장 대표적인 바이오틴-스트렙타아비딘 반응의 경우에는 바이오틴이 탐침단백질로 전도성고분자에 기능화기로 작용하게 되고, 스트렙타아비딘이 바이오틴과 결합력이 높은 항원 항체반응을 일으켜 전도성고분자 전도도나 FET에 변화를 일으켜 스트렙타아비딘의 존재여부를 확인할 수 있다.
이때, 바이오틴-스트렙타아비딘 반응은 실온에서 15분 정도이면 반응시간이 완전히 일어나게 된다.
이와 같이, 구성되는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법을 통해 제조된 전도성고분자 나노와이어 면역센서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 부전도체 기판(100), 전극(200), 전도성고분자(400) 및 탐침단백질(500)을 포함한다.
상기 부전도체 기판(100)은 이후 설명할 상기 전극(200)이 상호 일정간격 이격된 상태에서 전류가 흐르지 않도록 하는 판 부재이다.
이러한, 상기 부전도체 기판(100)은 유리(SiO2), 질화규소(Si3N4), 폴리이미 드, PCB 중 어느 하나의 재질을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 부전도체 기판(100)은 500마이크로미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
상기 전극(200)은 상기 부전도체 기판(200) 상부에 한 쌍이 상호 일정간격 이격되어 설치되는 부재이다.
이러한, 상기 전극(200)은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 구리(Cu) 중 선택된 어느 하나의 재질로 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 다양한 전도체를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 전극(200)은 100나노미터의 두께로 형성하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
그리고, 상기 전극(200)의 상기 전도성고분자(400)와 접촉하는 부분에는 상기 전극(200)과 상기 전도성고분자(400) 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록 금속층(미도시)을 형성할 수도 있다.
상기 전도성고분자(400)는 상호 이격되도록 설치된 상기 전극(200)을 연결하는 나노 와이어 부재이다.
이러한, 상기 전도성고분자(400)는 모노머인 것이 바람직하다.
즉, 상기 전도성고분자(400)는 피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 아세틸렌(C2H2), 피닷(PEDOT), 티오펜(thiophene) 및, 이들의 유도체인 카르복실기 (CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.
또는, 상기 전도성고분자(400)를 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene) 폴리아세틸렌(polyacetylene), 피닷(PEDOT) 및, 이들의 유도체인 카르복실기(CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
상기 탐침단백질(500)은 상기 전도성고분자(400)에 결합되는 항원 또는 항체이다.
이러한, 상기 탐침단백질(500)는 이후 표적단백질(Bio-marker)와의 항원-항체 반응을 통해 전기저항의 변화 또는 FET(field effect transistor)의 변화를 감지할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명의 전도성고분자 나노와이어 면역 센서는, 상기 탐침단백질(500)과 표적단백질과의 항원-항체 반응을 통해, 전기저항의 변화 또는 FET(field effect transistor)의 변화를 감지하여 면역센서로서 작용하게 되며, 단백질과 결합할 수 있는 작용기를 가진 전도성고분자(500)의 나노와이어를 어레이로 만들어 사용함으로써, 감도 높은 면역센서로 작용하게 된다.
이와 같은, 본 발명의 전도성고분자 나노센서 및 제조방법은, 한 쌍의 상기 전극(200)을 연결하는 전도성고분자(400)를 상기 절연층(300)의 개방홀(310)을 통해 적층하여 나노와이어를 형성함으로써, 별도의 배열작업이 필요하지 않고 원하는 위치에 나노와이어로서 전도성고분자(400)를 형성할 수 있게 된다.
또한, 자기조립 단분자막 등의 표면처리없이 전도성고분자 자체의 작용기를 이용하여 탐침단백질(500)로 표면기능화를 시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전도성고분자 나노와이어 면역센서의 제조방법의 각 단계를 나타낸 흐름도,
도 2 및 도 3은 도 1의 S1단계를 나타낸 단면도,
도 4 및 도 5는 도 1의 S2단계를 나타낸 단면도,
도 6 및 도 7은 도 1의 S3단계를 나타낸 단면도,
도 8 및 도 9는 도 1의 S4단계를 나타낸 단면도,
도 10은 도 1의 S5단계를 거쳐 완성된 본 발명의 일실시예에 따른 전도성고분자 나노와이어 면역센서를 나타낸 개략 구성단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...부전도체 기판 200...전극
300...절연층 310...개방홀
400...전도성고분자 500...탐침단백질

Claims (7)

  1. 한 쌍의 전극을 연결하는 전도성고분자로 이루어진 나노와이어를 형성하여 면역센서를 제조하는 방법에 있어서,
    부전도체 기판 상부에 한 쌍의 전극을 상호 이격되게 설치하는 전극 설치 단계와;
    상기 전극 상부에 개방홀이 형성된 절연층을 적층하는 절연층 적층 단계와;
    상기 절연층의 개방홀에 상기 전도성고분자가 적층되게 하는 전도성고분자 적층 단계와;
    상기 절연층과 전도성고분자가 적층된 상기 전극을 절연층제거액에 침지시켜 상기 절연층을 제거하는 절연층 제거 단계; 및
    상기 전도성고분자에 탐침단백질인 항원 또는 항체와 결합시키는 기능화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전도성고분자는,
    피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 아세틸렌(C2H2), 피닷(PEDOT), 티오펜(thiophene) 및 이들의 유도체인 카르복실기 (CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 기능화 단계는,
    상기 탐침단백질을 전도성고분자에 결합하기 위해 DCC (N,N'-Dicyclohexyl-carbodiimide)를 사용하고, DMAP (4-(Dimethylamino)pyridine)를 친핵성 공격(nucleophilic attack) 반응을 촉진시키는 촉매로 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 절연층 제거 단계 후에는 상기 전극과 상기 전도성고분자 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록, 상기 전극과 상기 전도성고분자가 접촉하는 부분에 금속층을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서 제조방법.
  5. 부전도체 기판과;
    상기 부전도체 기판 상부에 상호 일정간격 이격되게 설치되는 한 쌍의 전극과;
    상기 한 쌍의 전극을 상호 연결시키는 와이어부재로서, 화학반응으로 통해 적층부착되거나 또는 진공증착되어 형성되는 전도성고분자; 및
    상기 전도성고분자에 결합되는 항원 또는 항체로서, 표적단백질과의 항원-항체 반응을 통해 전기저항의 변화 또는 FET의 변화를 감지할 수 있도록 구비되는 탐침단백질을 포함하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전도성고분자는,
    피롤(pyrrole), 아닐린(aniline), 아세틸렌(C2H2), 피닷(PEDOT), 티오펜(thiophene) 및, 이들의 유도체인 카르복실기 (CO2H) 작용기를 가지는 전도성고분자의 모노머 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 전극과 상기 전도성고분자 사이의 접촉저항을 줄일 수 있도록, 상기 전극과 상기 전도성고분자가 접촉하는 부분에 금속층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성고분자 나노와이어 면역센서.
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