KR101048602B1 - 미세 유체 칩 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

미세 유체 칩 및 그 제조 방법이 개시된다. 미세 유체 칩은 상호 마주보는 제1 및 제2 기재를 포함하며, 상기 제1 및 제2 기재는 제1 작용기를 갖는 제1 실란 화합물 및 제2 작용기를 갖는 제2 실란 화합물의 결합에 의하여 접합되어 있다.

Description

미세 유체 칩 및 그 제조 방법 {MICROFLUIDIC CHIP AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 미세유체공학(microfluidics)을 이용하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미세 유체 칩 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
접합(bonding)은 미세 유체 칩의 일종인 마이크로유체 칩(microfluidic chip) 제조에 있어서 중요한 것 중 하나이다. 유리 또는 실리콘/산화실리콘 기반의 마이크로유체 칩의 접합을 위해 수반되는 양극 또는 용융접합(anodic or fusion bonding), 고온, 고압, 및/또는 고전압 등과 같은 복잡한 제조 과정 때문에, 고분자 물질들이 마이크로유체 칩 제조 분야에서 각광을 받고 있다. 그 중에서, 여러 이점이 있는 폴리(디메틸실록산)(poly(dimethylsiloxane): PDMS)이 마이크로유체 칩 제조에 널리 이용되고 있다.
그런데, 폴리(디메틸실록산) 기재간 접합은, 일반적으로, 열경화를 수반한다. 이 때문에, 열에 민감한 세포들 또는 생체 분자들의 고정(immobilization), 또는 열적으로 약한 구조적인 특징을 갖는 것들, 예를 들어, 전극, 도파관(waveguide) 등의 패킹(packing) 과정이 접합전에 수행될 때, 상기 열경화는 경 우에 따라 큰 단점으로 작용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 열경화를 수반하지 않고도 기재들이 강하게 접합될 수 있는 미세 유체 칩 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 동종의 기재뿐만 아니라 이종의 기재간에도 강한 접합성을 가질 수 있는 미세 유체 칩 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 미세 채널 내부에서 표적 고정(targeted immobilization)이 가능한 미세 유체 칩 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩은 상호 마주보는 제1 및 제2 기재를 포함하며, 상기 제1 및 제2 기재는 제1 작용기를 갖는 제1 실란 화합물 및 제2 작용기를 갖는 제2 실란 화합물의 결합에 의하여 접합되어 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩의 제조 방법은 제1 및 제2 기재를 각각 준비하는 단계; 상기 제1 및 제2 기재의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 고정하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 상온하에서 밀착시켜 접합하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2 기재는 제1 작용기를 갖는 상기 제1 실란 화합물 및 제2 작용기를 갖는 상기 제2 실란 화합물의 결합에 의하여 접합되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기재간 상온 접합이 가능하기 때문에, 열경화 를 위한 장치의 사용을 완전히 배제한다 하여도 미세 채널을 형성하기 위한 기재들을 강하게 접합할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 열에 의해 손상되기 쉬운 미세 구조물들 또는 열에 민감한 세포 또는 생체분자들이 상기 기재들간의 접합전에 미세 유체 칩상에 집적되거나 또는 상기 미세 채널 내부에 함께 결합하여야 할 경우, 상기 미세 구조물들, 세포 또는 생체분자들이 열에 의해 손상되는 것을 최소화하거나 방지할 수 있다. 또한, 미세 채널 내부에 높은 속도로 유체를 주입한다 하여도 누출 문제가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 동종의 기재뿐만 아니라 이종의 기재간에도 강한 접합성을 가질 수 있다. 또한, 미세 채널 내부의 소정 자리에 세포 또는 생체분자들을 표적 고정하는 것이 가능하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩 및 그 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 설명의 편의상 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩의 제조 방법을 먼저 설명하고, 미세 유체 칩에 대해서는 후술하기로 한다.
본 명세서에 있어서, “미세”라는 의미는 나노 스케일 및/또는 마이크로 스케일을 의미하며, 그 구체적인 수치 범위에 의해 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 나노 기술 및/또는 마이크로 기술이 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩의 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서는 미세 유체 칩의 일종인 마이크로유체 칩을 도시하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩(100)의 제조 방법은 제1 및 제2 기재(110, 120)를 각각 준비하는 단계, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 고정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 상온하에서 밀착시켜 접합하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩(100)의 제조 방법은 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 고정하기 전에, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면이 각각 친수성을 갖도록 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 각각 표면 개질하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이하에서는, 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩(100)을 제조하기 위해 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)를 각각 준비한다.
상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 재료로는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 폴리(디메틸실록산)(poly(dimethylsiloxane): PDMS), 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리(메틸메타크릴레이트), 유리, 실리콘 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)는 플렉서블한 기재 뿐만 아니라 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼와 같은 리지드(rigid)한 기재를 포함할 수 있다. 그 중에서, 복제의 용이성, 밀착 접촉(conformal contact) 용이성, 광학 투명성, 열저항성, 및 생체적합성 등을 고려할 경우 폴리(디메틸실록산)이 바람직하다. 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 재료는 같을 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 서로 다를 수 있다. 일 예로, 상기 제1 기재(110)는 폴리(디메틸실록산)으로 형성 되고, 상기 제2 기재(120)는 폴리에틸렌테레프탈레이트가 될 수 있으며, 그의 역도 가능하다. 이 외에도, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 재료의 다양한 조합이 가능할 것이다. 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)는 주조 과정을 통해 제조된 몰드일 수 있으나, 이는 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)를 형성하는 재료들에 따라 달라질 수 있는 바, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
상기 제1 및 제2 기재(110, 120)는 모두 플랫한 형상을 갖는 기재일 수 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 제1 기재(110)의 일면 및 제2 기재(120)의 일면 중에서 적어도 하나의 일면에는 다양한 패턴, 예를 들어, 미세 음각 또는 양각 패턴이 형성될 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 기재(110)의 일면에 미세 음각 패턴이 형성될 수 있는 반면, 제2 기재(120)는 플랫한 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 기재(110)에 형성된 음각 패턴(112)은, 예를 들어, 포토리소그래피 및/또는 복제 몰딩(replica molding) 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 일 예로, 먼저, 네거티프 포토레지스트 및 현상액을 사용하여 상기 음각 패턴(112)에 대응하는 양각 패턴을 갖는 실리콘 마스터 구조물을 제조한다. 이어, 상기 실리콘 마스터 구조물에 폴리(디메틸실록산) 예비중합체 및 경화제가 10:1 (w/w)로 혼합된 혼합물을 부은 다음, 80℃에서 30분 동안 열경화한 후, 복제 몰드(replica mold), 즉, 제1 기재(110)를 분리함으로써 상기 음각 패턴(112)이 형성된 제1 기재(110)를 제조할 수 있다.
상기 제1 및 제2 기재(110, 120)를 준비한 후에는, 필요에 따라, 도 1의 (a) 에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면이 각각 친수성을 갖도록 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 각각 표면 개질할 수 있다. 상기 표면 개질을 위해 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 각각 산소 플라즈마로 처리할 수 있으나, 본 발명은 이에 국한되지 않는다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 각각 코로나 방전 처리를 통해 개질시키거나, 또는 자외선/오존 처리함으로써 친수성을 갖도록 할 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면이 각각 친수성화되도록 표면 개질되면, 예를 들어, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 표면에 하이드록시기가 고르게 분포될 수 있으나, 이는 제1 및 제2 기재(110, 120)의 재료에 의해 달라질 수 있는 바, 본 발명은 이에 국한되지 않는다.
다음으로, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을, 예를 들어, 제1 및 제2 기재(110, 120)의 표면에 분포된 하이드록시기와 반응시킴으로써 고정한다. 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 도입하기 위해 상기 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 함유하는 용액으로 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 각각 처리할 수 있다. 이러한 처리 방법으로는 스핀 코팅법, 침지법, 스프레이법 및 전사법 등 중에서 임의적으로 선택할 수 있으나, 이에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 및 제2 실란 화합물 중에서 어느 하나의 실란 화합물은 아민기를 갖는 화합물이고, 다른 하나의 실란 화합물은 에폭시기를 갖는 화합물일 수 있다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 제1 기재(110)의 일면에 고정된 제1 실란 화합물은 아민기를 갖는 실란 화합물, 즉, 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane: APTES)이고, 제2 기재(120)의 일면에 고정된 제2 실란 화합물은 에폭시기를 갖는 실란 화합물, 즉, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane: GPTMS)일 수 있다. 그러나, 그의 역도 가능할 뿐만 아니라 본 발명은 상기한 바에 국한되지 않는다. 일 예로, 상기 제1 및 제2 실란 화합물로는 제1 및 제2 기재(110, 120)에 각각 잘 고정될 수 있는 실란 화합물이면 되므로 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들어, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)의 표면에 고르게 분포된 하이드록시기와 반응성이 좋은 실란 화합물일 수 있다. 상기 실란 화합물 중에서 아민기를 갖는 실란 화합물의 예로서는, 상기한 3-아미노프로필트리에톡시실란 뿐만 아니라 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노프로필트리클로로실란(aminopropyltrichlorosilane), N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)에틸렌디아민( N-(3-(Trimethoxysilyl)propyl)ethylenediamine), 4-아미노부틸트리에톡시실란(4-aminobutyltriethoxysilane), (아미노에틸아미노메틸)펜에틸트리메톡시실란((aminoethylaminomethyl)phenethyltrimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylsilanetriol), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실 란(N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노메틸트리메톡시실란 (N-(6-aminohexyl)aminomethyltrimethoxysilane), N-(6-아미노헥실)아미노프로필트리메톡시실란(N-(6-aminohexyl)aminopropyltrimethoxysilane), N-(2-아미노에틸)-11-아미노언데실트리메톡시실란(N-(2-aminoethyl)-11-aminoundecyltrimethoxysilane), 3-(m-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란 (3-(m-aminophenoxy)propyltrimethoxysilane), m-아미노페닐트리메톡시실란(m-aminophenyltrimethoxysilane), p-아미노페닐트리메톡시실란(p-aminophenyltrimethoxysilane), N-3-[아미노(폴리프로필렌옥시)]아미노프로필트리메톡시실란(N-3-[amino(polypropylenoxy)]aminopropyltrimethoxysilane), 11-아미노언데실트리에톡시실란(11-aminoundecyltriethoxysilane) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 실란 화합물 중에서 에폭시기를 갖는 실란 화합물의 예로서는, 상기한 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 뿐만 아니라 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, (S)-글리시독시-t-부틸디메틸실란((S)-glycidoxy-t-butyldimethylsilane), (3-글리시독시프로필)비스(트리메틸실록시)-메틸실란((3-glycidoxypropyl)bis(trimethylsiloxy)-methylsilane), (3-글리시독시프로필)디메틸에톡시실란((3-glycidoxypropyl)dimethylethoxysilane), (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란((3-glycidoxypropyl)methyldiethoxysilane), (3-글리시독시프로필)메틸디메톡시실란((3-glycidoxypropyl)methyldimethoxysilane), (3-글리시독시프로필)펜타메틸디실록산((3-glycidoxypropyl)pentamethyldisiloxane), (3-글리시독시 프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산((3-glycidoxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane), (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란((3-glycidoxypropyl)triethoxysilane), (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란((3-glycidoxypropyl)trimethoxysilane) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다.
한편, 이상에서는 제1 및 제2 실란 화합물의 작용기로서 서로 강한 화학 결합이 가능한 아민기 및 에폭시기를 예로 들어 설명하였지만, 상기 아민기 및 에폭시기 대신에 다른 작용기를 갖는 실란 화합물의 도입도 가능하다. 즉, 제1 및 제2 실란 화합물이 갖는 작용기들끼리 강한 화학 결합을 할 수 있는 것이면 되므로, 이러한 작용기들을 갖는 실란 화합물을 본 발명에 도입할 수 있다. 이러한 작용기들의 조합의 예로서는, 아민계-아크릴레이트계, 아민계-이소시아네이트계, 에폭시계-아크릴레이트계, 에폭시계-이소시아네이트계 등을 들 수 있다. 여기서, 상기 아민계를 작용기로서 갖는 실란 화합물 및 상기 에폭시계를 작용기로서 갖는 실란 화합물은, 예를 들어, 상기한 실란 화합물을 사용할 수 있다. 상기 아크릴레이트계를 작용기로서 갖는 실란 화합물의 예로서는 메타크릴아미도트리메틸실란(Methacrylamidotrimethylsilane), 메타크릴아미도프로필 비스(트리메틸실록시)-메틸실란(Methacrylamidopropyl bis(trimethylsiloxy)-methylsilane), 메타크릴옥시에톡시트리메틸실란(Methacryloxyethoxytrimethylsilane), (메타크릴옥시메틸)디메틸에톡시실란((Methacryloxymethyl)dimethylethoxysilane), (메타크릴옥시메틸)메틸디에톡시실란((Methacryloxymethyl)methyldiethoxysilane), (메타크릴옥시메 틸)메틸디메톡시실란((Methacryloxymethyl)methyldimethoxysilane), (메타크릴옥시메틸)페닐디메틸실란((Methacryloxymethyl)phenyldimethylsilane), 메타크릴옥시메틸트리에톡시실란(Methacryloxymethyltriethoxysilane), 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란(Methacryloxymethyltrimethoxysilane), 메타크릴옥시메틸트리메틸실란(Methacryloxymethyltrimethylsilane), 메타크릴옥시펜타메틸디실록산(Methacryloxypentamethyldisiloxane), 3-메타크릴옥시프로필디메틸클로로실란(3-Methacryloxypropyldimethylchlorosilane), 메타크릴옥시프로필디메틸에톡시실란(Methacryloxypropyldimethylethoxysilane), 메타크릴옥시프로필디메틸메톡시실란(Methacryloxypropyldimethylmethoxysilane), 메타크릴옥시프로필메틸디클로로실란(Methacryloxypropylmethyldichlorosilane), 메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란(Methacryloxypropylmethyldiethoxysilane), 메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란(Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane), 메타크릴옥시프로필펜타메틸디실록산(Methacryloxypropylpentamethyldisiloxane), 메타크릴옥시프로필트리클로로실란(Methacryloxypropyltrichlorosilane), 메타크릴옥시프로필트리에톡시실란(Methacryloxypropyltriethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(Methacryloxypropyltrimethoxysilane), 메타크릴옥시프로필트리이소프로폭시실란(Methacryloxypropyltriisopropoxysilane), 메타크릴옥시트리메틸실란(Methacryloxytrimethylsilane) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다. 상기 이소시아네이트계를 작용기로서 갖는 실란 화합물의 예로서는 3-이소시아나토프로필디메틸클로로실란(3- isocyanatopropyldimethylchlorosilane), 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(3-isocyanatopropyltriethoxysilane), 3-이소시아나토프로필트리메톡시실란(3-isocyanatopropyltrimethoxysilane), (이소시아나토)메틸디메톡시실란((isocyanatomethyl)methyldimethoxysilane) 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합되어 사용될 수 있다.
다음으로, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 기재(110, 120)의 일면을 상온하에서 밀착시킨 후, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 상온에서 소정 시간, 예를 들어, 30 내지 2시간 동안 접합한다. 이러한 접합에 의해 제1 및 제2 화합물의 아민기 및 에폭시기가 화학 결합을 강하게 할 수 있으며, 그 결과 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)간에, 예를 들어, 상기 음각 패턴(112)에 의한 미세 채널(130)이 형성될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 미세 유체 칩(100) 제조시, 열경화 과정을 완전히 배제할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 기재(110, 120)를 상온에서 강하게 접합할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 열에 의해 손상되기 쉬운 미세 구조물들 또는 열에 민감한 세포 또는 생체분자들이 상기 기재들간의 접합전에 미세 유체 칩(100)상에 집적되거나 또는 상기 미세 채널(130) 내부에 함께 결합하여야 할 경우, 상기 미세 구조물들, 세포 또는 생체분자들이 열에 의해 손상되는 것을 최소화하거나 방지할 수 있다. 또한, 미세 채널(130) 내부에 높은 속도로 유체를 주입한다 하여도 누출 문제가 발생하지 않을 수 있다. 또한, 동종의 기재뿐만 아니라 이종의 기재간에도 강한 접합성을 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩(100)은 전술한 바에 따라 제조될 수 있다. 이 때문에, 상기 미세 유체 칩(100)은 상호 마주보는 제1 및 제2 기재(110, 120)를 포함하며, 상기 제1 및 제2 기재(110, 120)는 제1 작용기, 예를 들어, 아민기를 갖는 제1 실란 화합물 및 제2 작용기, 예를 들어, 에폭시기를 갖는 제2 실란 화합물의 결합에 의하여 접합되어 있다. 이때, 상기 결합은 상기 제1 작용기 및 제2 작용기 사이의 화학 결합에 의하여 이루어진다.
상기 미세 유체 칩(100) 내부에 형성된 미세 채널(130)은 4개의 면, 즉, 제1 기재(110)의 음각 패턴(112)에 구비되는 상부면 및 2개의 측벽면, 및 제2 기재(120)에 구비되는 하부면으로 둘러싸임으로써 형성될 수 있다. 이때, 상기 미세 채널(130)의 상부면 및 측벽면들에는, 예를 들어, 3-아미노프로필트리에톡시실란이 고정되어 있으며, 미세 채널(130)의 하부면에는, 예를 들어, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란이 고정되어 있다. 이와 같이, 상기 미세 채널(130)은 내부는 서로 다른 2개의 기능기를 가질 수 있기 때문에, 상기 2개의 기능기 중에서 어느 하나를 보완적인 반응기로 차단할 경우, 미세 채널(130) 내부의 소정 자리에 세포 또는 생체분자들을 표적 고정(targeted immobilization)하는 것이 가능하다.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
하기 실시예 및 비교예 등을 설명하기에 앞서 실시예 및 비교예 뿐만 아니라 각종 평가 시험에서 사용된 재료들에 대해 먼저 설명한다.
현상액으로서 MicroChem사의 SU-8 2050 및 SU-8을 사용하였다. 폴리(디메틸실록산) 예비중합체(prepolymer)로서 다우코닝 사의 Sylgard 184를 사용하였고, 경화제 역시 다우코닝 사에서 구매한 것을 사용하였다. 3-아미노프로필트리에톡시실란(97%), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(98%) 및 N-(3-디메틸아미노프로필)-N’-에틸카르보디이미드 하이드로클로라이드(N-(3-Dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride: EDC)는 Aldrich 사에서 구매한 것을 사용하였다. N-하이드록시술포숙신이미드(N-hydroxysulfosuccinimide: NHS, 98.5%)는 Fluka 사에서 구매한 것을 사용하였다. 아민기를 갖는 형광구(amine-functionalized fluorosphere) 및 카르복실레이트기를 갖는 형광구(carboxylate-functionalized fluorosphere)는 Molecular Probes 사로부터 구매한 것을 사용하였다. 인산염 식염수(Phosphate-buffered saline: PBS) 완충 용액(pH 7.4)은 Invitrogen 사로부터 구매하였고, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 SKC 사로부터 구매하였다.
1. 미세 유체 칩 제조
실시예
도 1에 도시된 바와 같이, 폴리(디메틸실록산) 재료로 형성되며 일면에 음각 패턴을 갖는 제1 기재 및 폴리(디메틸실록산) 재료로 형성되며 플랫한 형상의 제2 기재를 준비하였다. 이어, 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 각각 1분 동안 산소 플라즈마로 처리하여 각각의 일면에 하이드록시기를 형성하였다. 이어, 상기 제1 및 제2 기재의 일면에 각각 1% (v/v)의 APTES 및 GPTMS 수용액을 각각 붓고 상온에서 약 1시간 동안 반응을 진행시켜, 제1 기재의 일면에 APTES를 고정시킴과 아울러 제2 기재의 일면에 GPTMS를 고정시켰다. 이어, 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 각각 증류수로 깨끗이 세척한 후, 완전히 건조하였다. 이어, 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 밀착 접촉한 후 상온에서 1시간 동안 접합시켜 상기 APTES의 아민기 및 GPTMS의 에폭시기를 화학 결합시켜 미세 유체 칩을 제조하였다.
비교예
APTES 및 GPTMS의 고정화 과정 및 그에 수반되는 APTES의 아민기 및 GPTMS의 에폭시기에 의한 화학 결합을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 과정을 거쳐 미세 유체 칩을 제조하였다.
2. 표면 특성 평가
접촉각 측정
KRUSS DSA10-MK2 접촉각 측정 시스템(KRUSSS 사)를 이용하는 정적(sessile drop (5 mL))법에 의해 베어(bare) 폴리(디메틸실록산) 기재, 산소 플라즈마 처리된 폴리(디메틸실록산) 기재, APTES가 고정된 제1 기재 및 GPTMS가 고정된 제2 기재 각각의 표면상에서 물접촉각(water contact angle)을 측정하였다. 이어, Drop Shape 분석 소프트웨어로 분석하였다. 물접촉각을 3번 이상 반복하여 측정하였으며, 그 결과들을 평균하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 물접촉각 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 2의 (a) 내지 (d)에 각각 도시된 바와 같이, 베어 폴리(디메틸실록산) 기 재, 산소 플라즈마 처리된 폴리(디메틸실록산) 기재, APTES가 고정된 제1 기재, 및 GPTMS가 고정된 제2 기재 각각의 표면에서 물접촉각은 각각 116.6°, 10°이하, 61.9° 및 30.9°였다. 이때, GPTMS가 고정된 제2 기재의 일면은 친수성임을 확인할 수 있었다. 또한, APTES가 고정된 제1 기재의 일면의 물접촉각은 기준치에 부합하였다. 이를 통해, 각 기재의 표면에 APTES 및 GPTMS가 각각 성공적으로 고정되었음을 확인할 수 있었다.
X선 광전자 분광(X- ray photoelectron spectroscopy : XPS ) 분석
알루미늄 X선 방사원(1486.6 eV)을 구비하고, 23.5 eV의 통과 에너지(pass energy)를 갖는 PHY 5700 (PHI 사)로 X선 광전자 분광 분석을 수행하였다. 데이터를 획득하기전 챔버내의 압력은 1.3×10-9 Torr 이하였고, 양극의 전압 및 전류는 각각 15 kV 및 26.7 mA였다. 이륙각(take-off angle)은 45°로 세팅되었다. Au 4f7/2 (84.0 eV)의 결합 에너지가 기준값으로 사용되었다. 결합 에너지의 측정을 위한 분해능은 대략 ±0.6 eV였다. X선 광전자 분광 분석은 ESCA1(PHI 사)를 사용하여 해석되었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 X선 광전자 분광 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)는 베어 폴리(디메틸실록산) 기재의 표면에서 검출된 모든 원소들의 피크를 나타내고 있다. 주지된 바와 같이, 폴리(디메틸실록산)은 주로 C, Si, H, 및 O로 구성된 고분자이다. 그런데, 산소 플라즈마 처리 동안에 폴리(디메틸실 록산)의 메틸기가 하이드록시기로 바뀌고, 그 결과, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, APTES 및 GPTMS가 각각 고정된 제1 및 제2 기재 각각에서 C1s 피크 강도가 감소되었다. APTES 및 GPTMS가 각각 제1 및 제2 기재 각각의 일면에 고정될 때, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 에톡시기(-C2H5O) 및 하이드록시기의 축합 반응, 및 메톡시기(-CH3O) 및 하이드록시기의 축합 반응 각각에 의해 산소 원자의 양이 증가하였다. 또한, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 아민이 고정됨으로 인해 APTES가 고정된 제1 기재의 표면에서 N1s 피크의 강도가 증가하였다. 한편, 도시되지는 않았으나, 실리콘 함량은 변화하지 않았다.
형광 측정
아민기를 갖는 형광구 및 카르복실레이트기를 갖는 형광구를 사용하는 형광 측정을 통해 표면 변형을 확인하였다. 아민기를 갖는 형광구들은 증류수로 50배 희석되었고, 카르복실레이트기를 갖는 형광구들은 150 mM의 EDC 및 60 mM의 NHS가 1:1(v/v)로 혼합된 혼합 용액으로 50배 희석되었다. 여기서, 상기 EDC 및 NHS는 각각 PBS 완충 용액 (pH 7.4)에서 준비되었다. 또한, 상기 희석은 카르복실기(-COOH)의 활성화를 통해 카르복실레이트기를 갖는 형광구들이 아민기를 갖는 부위에 결합되는 것을 강화하기 위함이다. 30분 후, PBS 완충 용액 및 증류수로 순차적으로 세척함으로써 과량의 EDC 및 NHS를 제거하였다. 형광은 Nikon Eclipse TE 2000-U 형광 현미경으로 측정하였고, 상기 측정된 형광 결과를 NIS-Elements 소프트웨어로 분석하였다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩에서 기능기를 갖는 형광구들을 이용한 형광 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 아민기를 갖는 형광구들(Ex. 580 nm / Em. 605 nm)이 GPTMS가 고정된 제2 기재에 접합되어 있음을 알 수 있었다. 즉, 밝은 적색 형광이 GPTMS가 고정된 제2 기재 표면에서 나타남을 알 수 있었다. 한편, GPTMS가 고정된 제2 기재 표면 자체는 형광을 나타내지 않는다. 도 4의 (b)에서 알 수 있듯이, 베어 폴리(디메틸실록산) 표면상에 위치하는 아민기를 갖는 형광구들은 비특이적으로 적색 형광을 흡수하였으나, 그 형광 강도는 무시할 수 있는 수준이었다.
한편, 형광구들이 표면에 고정된 기능기를 갖는 부위에 특이적으로 반응하는 것을 보다 면밀히 확인하기 위해서, 대조군 실험이 수행되었다. 즉, 아민기를 가진 형광구들을 APTES가 고정된 제1 기재 표면상에 반응시켰다. 그 결과, 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 적색 형광은 관찰되지 않았다. 이를 통해, APTES가 제1 기재의 표면에 성공적으로 고정됨을 알 수 있었고, 도 4의 (a)에 나타난 적색 형광은 GPTMS가 고정된 제2 기재 표면상에 위치하는 아민기를 갖는 형광구의 특이적인 흡수 결과로서 나타남을 알 수 있었다. 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 발현된 녹색 형광을 통해 카르복실레이트기를 갖는 형광구들(Ex. 505 nm / Em. 515 nm)이 APTES가 고정된 폴리(디메틸실록산) 표면상에 성공적으로 결합되었음을 알 수 있었다. 한편, 도시되지는 않았으나, 카르복실레이트기는 GPTMS와 반응할 수 있으므로, 녹색 형광은 GPTMS가 고정된 폴리(디메틸실록산) 표면에서 관찰되었다. 또한, 카르복 실레이트기를 갖는 형광구들은 베어 폴리(디메틸실록산) 표면에 비특이적으로 반응하였으나, 그 형광 강도는 무시할만한 수준이었다.
접합력 분석
인발 시험(pulling test), 인열 시험(tearing test) 및 누출 시험(leakage test)을 통해 접합력을 분석하였다.
인발 시험은 텍스쳐 분석기(모델명: QTS 25, Brookfield 사)를 사용하여 수행하였다. 두껍게 꼬아진 실을 폴리(디메틸실록산) 예비중합체에 삽입한 후, 폴리(디메틸실록산) 경화 과정을 통해 열경화하였다. 2개의 폴리(디메틸실록산) 기재, 즉, 제1 및 제2 기재들을 접합시킨 후, 상기 제1 및 제2 기재들을 100 mm/min의 속도로 잡아당겼다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 미세 유체 칩의 인발 시험 결과를 나타낸 도면이다.
아민-에폭시 결합에 의해 형성되는 폴리(디메틸실록산)-폴리(디메틸실록산) 어셈블리의 접합력은 플랫한 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각을 잡아당김으로써 측정되었다. 상기 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각이 분리될 때, 상기 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각은, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 파열됨과 아울러 울퉁불퉁한 표면이 노출시켰다. 이를 통해, 아민-에폭시 결합에 의해 상기 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각은 영구적으로 접합되었음을 알 수 있었다. 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각들이 파열되는 순간의 세기는 대략 41.4 N이었다. 본 실시예에서 사용된 폴리(디메틸실록산) 샘플의 크기 등을 고려할 때, 접합력은 대략 184 kPa 이었으며, 상 기 접합력은 기존에 산소 플라즈마 처리한 상태에서 나타나는 접합력과 동등한 수준이었다.
한편, 실시예에서의 결합이 실질적으로 아민-에폭시 결합 형성에 의한 것인지를 확인하기 위해서, 비교예에 관한 실험을 수행하였다. 도 5의 (b)에서는 비교예에 관한 실험 결과를 도시하였다. 도시된 바와 같이, 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각은 2시간이 경과한 후에도 접합되지 않았다. 즉, 2개의 폴리(디메틸실록산) 조각은 파열되지 않고 단순 분리되었다. 상기 비교예에서 인발력은 대략 20.5 N (91.1 kPa)였으며, 이는 아민-에폭시 결합에 의해 접합된 폴리(디메틸실록산)-폴리(디메틸실록산) 어셈블리를 분리시키기 위한 인발력의 절반 정도의 수준이었다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 미세 유체 칩의 인열 시험 결과를 나타낸 도면이다.
폴리(디메틸실록산)-폴리(디메틸실록산) 어셈블리와 같은 동종의 접합(상기 실시예 1 및 비교예 1 참조) 뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서는 폴리(디메틸실록산)-폴리에틸렌테레프탈레이트 어셈블리와 같은 이종의 접합도 실시되었다. 폴리에틸렌테레프탈레이트에 대한 인발 시험을 수행하기가 기술적으로 어렵기 때문에, 그 대신에 인열 시험을 수행하여 접합력을 알아보았다. 즉, 아민-에폭시 결합에 의해 접합된 폴리(디메틸실록산)-폴리에틸렌테레프탈레이트 어셈블리는, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 성공적으로 접합되었다. 반면, 비교예에 따른 폴리(디메틸실록산)-폴리에틸렌테레프탈레이트 어셈블리는, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 접합이 이루어지지 않았음을 알 수 있었다.
일반적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트는 높은 광학적 투명성을 갖는 얇은 필름으로서, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 굴절률(n=1.575)은 상용화된 커버 글래스(n=1.516)의 굴절률과 유사하다. 상기 커버 글래스의 두께(0.18 mm)는 높은 광학 해상도를 얻기 위해 설계되었다. 본 인열 시험에서 사용된 폴리에틸렌테레프탈레이트의 두께는 0.18 mm였고, 이는 상기 커버 글래스의 두께와 동일하였다. 상기 커버 유리는 깨지기 쉬운 반면, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 잘 휘어지고, 잘 안깨지는 특성을 갖는다. 따라서, 폴리(디메틸실록산)-폴리에틸렌테레프탈레이트 어셈블리는 휘어질 수 있는 미세 유체 칩으로서 사용될 수 있으며, 이는 장비의 지속성을 높인다.
도 6의 (c) 및 (d)는 각각 아민-에폭시 결합에 의해 접합된 폴리(디메틸실록산)-폴리(디메틸실록산) 어셈블리의 인열 시험에 대한 결과(상기 실시예 1), 및 상기 비교예 1에 대한 인열 시험에 대한 결과를 나타내고 있다. 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 접촉하고 있는 두 표면들은 1조각으로 완전히 융합되었고(merged), 이를 통해 아민-에폭시 결합에 의해 영구적인 접합이 성공적으로 수행되었음을 알 수 있었다.
한편, 누출 시험은 미세 채널에 다양한 유량으로 잉크액을 주입함으로써 수행되었다. 이때, 시각적 효과를 위해 적색 잉크를 사용하였다. 잉크액을 미세 채널에 주입하기 위해 시린지 펌프(모델명: KDS 200, KD Scientific 사)를 사용하였다. 아울러, 외경이 2.0 mm이고 내경이 1.0 mm인 실리콘 튜브가 미세 채널에 삽입되었고, 그 계면은 상용화된 시아노아크릴레이트계 접착제에 의해 접합되었고, 이후 상 온 조건에서 즉시 경화하였다. 상기 잉크액의 유량은 각각 25, 125, 250, 500, 1250, 2500, 및 5000 mL/min였다. 미세 채널내에서의 유지 시간은 각 유량 조건에 대해 대략 5분 동안으로 조절되었다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 누출 시험 결과를 나타낸 도면이다.
각 유량에 대해, 잉크액은, 도 7에 도시된 바와 같이, 미세 채널을 누출없이 통과하였다. 미세 채널의 전체 내부 부피가 2.5 mL라는 것을 고려할 경우, 잉크액이 미세 채널로 1분당 주입되는 최대 부피는 미세 채널 내부 부피의 2,000 배 정도였으며, 이를 통해 2개의 폴리(디메틸실록산) 기재들, 즉, 제1 및 제2 기재 사이에 강력한 화학적 결합이 형성되었음을 알 수 있었다.
미세 채널 내부에서의 표적 고정
상기 실시예에 따른 미세 유체 칩의 미세 채널 내부에서 표적 고정 가능성을 조사하기 위해 형광구들을 이용한 예비 실험, 즉, 형광 접합 실험이 수행되었다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 미세 채널 내부에서 표적 고정을 위한 방법 및 각 단계에서 검출되는 형광 결과를 나타낸 도면이다.
먼저, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, APTES가 고정된 제1 기재(810) 및 GPTMS가 고정된 제2 기재(820)를 아민-에폭시 결합을 통해 접합한 후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 아민기를 갖는 형광구 용액을 1회용 주사기를 이용하여 제1 및 제2 기재(810, 820)의 접합에 의해 형성된 미세 채널(830)에 주입하였다. 즉, 카르복실레이트기를 갖는 형광구 용액을 주입하기 전에 아민기를 갖는 형광구 용액 을 주입하였다. 이는 카르복실레이트기를 갖는 형광구들이 APTES 및 GPTMS와 모두 반응할 수 있기 때문이다. 이어, 20분 동안 반응시킨 후, 상기 미세 채널(830)을 물로 충분히 세척한 후, 완전히 건조시켰다. 이후, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 카르복실레이트기를 갖는 형광구 용액을 주입한 다음, 20분 동안 반응시키고, 물로 완전히 세척한 후 건조하였다. 도 8의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 형광구 용액들을 연속적으로 주입한 후, 2개의 형광 필터를 이용하여 고정된 위치에서 미세 채널 내부의 형광을 검출하였다.
도 8의 (d)는 GPTMS가 고정된 제2 기재(820) 표면을 보여주고 있다. 상기 GPTMS가 고정된 제2 기재(820) 표면은 미세 채널(830)의 하부면을 구성하며, 아민기를 갖는 형광구들과의 반응에 의해 적색 형광을 나타내었다. 상기 적색 형광을 검출하기 위해 녹색 형광 필터 (Ex: 510 ~ 560 nm (DM: 575 nm), Em: 590 nm)가 사용되었다. 아민기를 갖는 형광구들(Ex: 580 nm, Em: 605 nm)을 위한 최적 파장을 고려할 경우, 상기 적색 형광을 통해 GPTMS가 제2 기재(820) 표면 상에 아민기를 갖는 형광구들이 반응하였음을 알 수 있었다.
도 8의 (e)는 도 8의 (d)와 동일한 지점에서 획득한 APTES가 고정된 제1 기재(810)의 미세 채널(830) 부위의 사진을 보여주고 있다. 도 8의 (e)에 도시된 바와 같이, APTES가 고정된 제1 기재(810) 표면 상에 카르복실레이트기를 갖는 형광구가 결합하여 녹색 형광이 검출됨을 알 수 있었다. 상기 녹색 형광을 검출하기 위해 청색 형광 필터 (Ex: 450 ~ 490 nm (DM: 505 nm), Em: 520 nm)가 사용되었다. 이는 카르복실레이트기를 갖는 형광구들에 대한 최적의 활성 파장 및 방출 파장이 각각 505 nm 및 515 nm이기 때문이다. 한편, 도 8의 (e)에는 적색 형광이 약간 나타났다. 이는, 도 8의 (d)에 도시된 바와 같이, 아민기를 갖는 형광구들이 카르복실레이트기를 갖는 형광구들보다 먼저 GPTMS가 고정된 표면에 고정되었기 때문이다. 다시 말하면, 청색 형광 필터가 아민기를 갖는 형광구들의 활성 및 방출에 관여하는 광을 투과시켰기 때문이다.
도 8의 (f)는 자외선 필터를 사용하여 도 8의 (d) 및 (e)와 동일한 지점에서 획득한 미세 채널(830)의 사진을 보여주고 있다. 도 8의 (f)에 도시된 바와 같이, 적색 및 녹색 형광이 동시에 검출되었다. 이는 자외선 필터(Ex: 330 ~ 380 nm (DM: 400 nm), Em: 420 nm)가 아민기를 갖는 형광구들 및 카르복실레이트기를 갖는 형광구들 각각의 활성화 및 방출에 관여하는 광을 투과시켰기 때문이다. 상기한 바와 같이, 적색 및 녹색 형광이 동시에 검출되는 것을 통해 미세 채널(830) 내부가 2개의 기능기를 가짐을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩(800)은 높은 선택성 및 민감도를 가질 뿐만 아니라 상대적으로 손쉬우면서도 간편한 방법으로 세포들 또는 생체분자들을 표적 고정을 할 수 있다.
이상 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모 든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 미세 유체 칩의 제조 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 물접촉각 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 X선 광전자 분광 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩에서 기능기를 갖는 형광구들을 이용한 형광 측정 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 미세 유체 칩의 인발 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 미세 유체 칩의 인열 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 누출 시험 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 미세 유체 칩의 미세 채널 내부에서 표적 고정을 위한 방법 및 각 단계에서 검출되는 형광 결과를 나타낸 도면이다.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}
100, 800: 미세 유체 칩 110, 810: 제1 기재
120, 820: 제2 기재 130, 830: 미세 채널

Claims (15)

  1. 상호 마주보는 제1 및 제2 기재;
    상기 제1 기재상에 고정되며, 제1 작용기를 갖는 제1 실란 화합물; 및
    상기 제2 기재상에 고정되며, 제2 작용기를 갖는 제2 실란 화합물을 포함하고,
    상기 제1 기재 및 제2 기재 각각은 상기 제1 실란 화합물 및 제2 실란 화합물의 화합 결합에 의하여 접합되고,
    상기 제1 작용기는 아민기, 에폭시기, 아크릴레이트기 및 이소시아네이트기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나이고, 상기 제2 작용기는 아민기, 에폭시기, 아크릴레이트기 및 이소시아네이트기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 다른 하나인 것을 특징으로 하는 미세유체 칩.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실란 화합물 및 제2 실란 화합물 중에서 어느 하나의 화합물은 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노프로필트리클로로실란, N-(3-(트리메톡시실릴)프 로필)에틸렌디아민, 4-아미노부틸트리에톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)펜에틸트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노메틸트리메톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-11-아미노언데실트리메톡시실란, 3-(m-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란, m-아미노페닐트리메톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란, N-3-[아미노(폴리프로필렌옥시)]아미노프로필트리메톡시실란 및 11-아미노언데실트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 일종의 화합물인 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 화합물 중에서 다른 하나의 화합물은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, (S)-글리시독시-t-부틸디메틸실란, (3-글리시독시프로필)비스(트리메틸실록시)-메틸실란, (3-글리시독시프로필)디메틸에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디메톡시실란, (3-글리시독시프로필)펜타메틸디실록산, (3-글리시독시프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란 및 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 일종의 화합물인 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기재 중에서 적어도 일 기재는 폴리(디메틸실록산)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기재 중에서 일 기재는 폴리(디메틸실록산)을 포함하고, 다른 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기재 중에서 적어도 하나의 일면에는 음각 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩.
  9. 제1 및 제2 기재를 각각 준비하는 단계;
    상기 제1 기재상에 제1 작용기를 갖는 제1 실란 화합물을 고정하고, 상기 제2 기재상에 제2 작용기를 갖는 제2 실란 화합물을 고정하는 단계; 및
    상기 제1 기재 및 제2 기재의 일면을 상온하에서 밀착시켜 접합하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 기재 및 제2 기재 각각은 상기 제1 실란 화합물 및 제2 실란 화합물의 화합 결합에 의하여 접합되고,
    상기 제1 작용기는 아민기, 에폭시기, 아크릴레이트기 및 이소시아네이트기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나이고, 상기 제2 작용기는 아민기, 에폭시기, 아크릴레이트기 및 이소시아네이트기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 다른 하나인 것을 특징으로 하는 미세유체 칩의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 준비 단계는 상기 제1 및 제2 기재 중에서 적어도 하나의 기재의 면에 음각 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기재의 일면에 각각 제1 및 제2 실란 화합물 각각을 고정하기 전에, 상기 제1 및 제2 기재의 일면이 각각 친수성을 갖도록 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 각각 표면 개질하는 단계
    를 더 포함하는 미세 유체 칩의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 표면 개질은 상기 제1 및 제2 기재의 일면을 각각 코로나 방전 처리, 자외선/오존 처리 및 산소 플라즈마 처리 중에서 적어도 하나의 처리를 함으로써 상기 제1 및 제 2 기재의 표면에 하이드록시기가 분포되도록 하는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩의 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 실란 화합물 중에서 어느 하나의 화합물은 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸)아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노프로필트리클로로실란, N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)에틸렌디아민, 4-아미노부틸트리에톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)펜에틸트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노메틸트리메톡시실란, N-(6-아미노헥실)아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-11-아미노언데실트리메톡시실란, 3-(m-아미노페녹시)프로필트리메톡시실란, m-아미노페닐트리메톡시실란, p-아미노페닐트리메톡시실란, N-3-[아미노(폴리프로필렌옥시)]아미노프로필트리메톡시실란 및 11-아미노언데실트리에톡시실란으로 이루어진 군으로부터 적어도 1종이 선택되는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 실란 화합물 중에서 다른 하나의 화합물은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, (S)-글리시독시-t-부틸디메틸실란, (3-글리시독시프로필)비스(트리메틸실록시)-메틸실란, (3-글리시독시프로필)디메틸에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디메톡시실란, (3-글리시독시프로필)펜타메틸디실록산, (3-글리시독시프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, (3-글리시독시프로필)트리에톡시실란 및 (3-글리시독시프로필)트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 적어도 1종이 선택되는 것을 특징으로 하는 미세 유체 칩의 제조 방법.
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