KR101121005B1 - Bio chip including phase change layer, method of detecting bio chip using phase change and diagnostic kit with the bio chip - Google Patents

Bio chip including phase change layer, method of detecting bio chip using phase change and diagnostic kit with the bio chip Download PDF

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Abstract

본 발명은 상변화층을 포함하는 바이오 칩, 상변화를 이용한 바이오 칩 검출방법 및 바이오 칩을 포함하는 진단키트에 관한 것으로, 기판, 전극, 상변화층, 보호막, 유기물 및 나노입자를 포함하는 바이오 칩에 있어서, 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질을 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a biochip comprising a phase change layer, a biochip detection method using a phase change, and a diagnostic kit including the biochip, wherein the biochip includes a substrate, an electrode, a phase change layer, a protective film, an organic material, and a nanoparticle. In the chip, the phase change layer is a chalcogenide composed of one or more elements selected from the group consisting of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In , Ag, S, Si, P, and O. It is characterized by the use of a substance.

본 발명에 의하면, 상변화가 발생하는 물질의 양단에 연결되어 있는 양 전극 사이의 저항을 검출할 수 있기 때문에, 유전자 등의 타겟프로브의 검출을 용이하게 할 수 있는 바이오 칩을 제공할 수 있으며, 상기 바이오 칩의 구조가 단순 간단해짐으로써 소형화된 장치 및 저가의 비용으로 가능한 검출방법 및 진단키트를 제공할 수 있다.According to the present invention, since the resistance between the two electrodes connected to both ends of the material in which the phase change occurs can be detected, it is possible to provide a biochip that can easily detect target probes such as genes, By simplifying the structure of the biochip, it is possible to provide a miniaturized device and a possible detection method and diagnostic kit at low cost.

상변화층, 바이오 칩, 전극, 프로브, 유기물, 전기적 특성, 진단키트 Phase change layer, bio chip, electrode, probe, organic material, electrical properties, diagnostic kit

Description

상변화층을 포함하는 바이오 칩, 상변화를 이용한 바이오 칩 검출방법 및 바이오 칩을 포함하는 진단키트{BIO CHIP INCLUDING PHASE CHANGE LAYER, METHOD OF DETECTING BIO CHIP USING PHASE CHANGE AND DIAGNOSTIC KIT WITH THE BIO CHIP}BIO CHIP INCLUDING PHASE CHANGE LAYER, METHOD OF DETECTING BIO CHIP USING PHASE CHANGE AND DIAGNOSTIC KIT WITH THE BIO CHIP}

본 발명은 상변화층을 포함하는 바이오 칩, 상변화를 이용한 바이오 칩 검출방법 및 바이오 칩을 포함하는 진단키트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상변화층의 상변화 현상을 이용하여 유전자 진단을 간편하고 용이하게 할 수 있는 상변화층을 포함하는 바이오 칩과, 그 바이오 칩을 이용하여 유전자 등 바이오 칩을 검출하는 방법 및 그 바이오 칩을 포함하는 진단키트에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip including a phase change layer, a biochip detection method using a phase change, and a diagnostic kit including a biochip, and more specifically, to easily diagnose a gene using a phase change phenomenon of a phase change layer. The present invention relates to a biochip including a phase change layer that can be easily and easily used, a method for detecting a biochip such as a gene using the biochip, and a diagnostic kit including the biochip.

바이오 칩이란 기질 상에 부착하고자 하는 DNA, 단백질 등의 생분자(biomolecules) 프로브를 고밀도로 부착시킨 칩으로서, 샘플 내 유전자 발현 양상, 유전자 결함, 단백질 분포, 반응 양상 등을 분석해 낼 수 있다. 바이오 칩은 프로브의 부착형태에 따라 고체 기질상에 부착된 마이크로어레이 칩과 미세 채널 상에 부착된 랩온어칩으로 나눌 수 있다.A biochip is a chip in which biomolecules probes such as DNA and protein to be attached on a substrate are densely attached, and the gene expression patterns, gene defects, protein distribution, and reaction patterns in a sample can be analyzed. Biochips can be divided into microarray chips attached to a solid substrate and lab-on-a-chip attached to the microchannels according to the attachment form of the probe.

이러한 바이오 칩에서는 샘플에 프로브와 결합할 수 있는 표적 분자가 존재하는지를 알아내기 위하여, 기질 상에 고정된 프로브와 표적 분자의 결합 여부를 검출할 수 있는 시스템이 필요하다.In such a biochip, a system capable of detecting whether a target molecule is bound to a probe immobilized on a substrate is required to determine whether a target molecule capable of binding a probe exists in a sample.

현재 유전자 분석용 DNA 칩은 대부분 샘플 DNA에 형광색소를 라벨링하고, 칩 위의 프로브(probe)와 반응시킨 후 공초점 현미경(confocal microscope)이나 CCD 카메라를 이용하여 칩 표면에 남은 형광 물질을 검출하는 방법을 사용한다.Currently, DNA chips for genetic analysis mostly label fluorescent dyes on sample DNA, react with probes on the chip, and detect fluorescent materials remaining on the chip surface using a confocal microscope or CCD camera. Use the method.

그러나, 이러한 광학적인 검출법은 소형화가 어렵고, 디지털화된 출력을 볼 수 없기 때문에, 전기적인 신호로 결과를 낼 수 있는 새로운 검출법의 개발에 관하여 많은 연구가 진행 중이다.However, since such an optical detection method is difficult to miniaturize and the digitized output cannot be seen, much research is being conducted on the development of a new detection method capable of producing an electrical signal.

Clinical Micro Sensor를 비롯한 많은 연구 기관들이 산화/환원이 쉬운 금속 화합물을 이용하여 DNA 혼성화(hybridization)를 전기화학적으로 검출하는 방법에 관하여 연구하고 있다. DNA가 혼성화되었을 때, 산화/환원이 쉬운 금속을 포함한 다른 화합물이 같이 착체(complex)를 이루게 되고, 이를 전기화학적으로 검출하는 것이다. 그러나, 전기화학적 방법도 역시 별도의 라벨링이 필요하다는 단점이 있다.Many research institutions, including the Clinical Micro Sensor, are investigating how to detect DNA hybridization electrochemically using metal compounds that are easy to oxidize / reduce. When DNA hybridizes, other compounds, including metals that are easily oxidized / reduced, form a complex together and are detected electrochemically. However, the electrochemical method also has the disadvantage of requiring separate labeling.

이외에도 형광 색소나 다른 어떤 표식자를 사용하지 않고 분석하는 방법에 관하여도 연구가 활발히 진행 중인데, 수정 결정 미세발란스(Quartz Crystal Microbalance)를 이용하여 결합 전후의 질량 차이를 측정하는 방법, 매트릭스 보조 레이저 흡착 이온화 질량 분광측정법(massspectrometry)를 이용하여 분석하는 방법 등이 개발되었다.In addition, research is being actively conducted on the analysis without using fluorescent dyes or any other markers. A method for measuring mass difference before and after binding using quartz crystal microbalance, and matrix assisted laser adsorption ionization Methods of analysis using mass spectrometry have been developed.

또한, DNA 프로브와 표적의 결합 전후의 분자간 결합력을 측정하는 기계적 센서 타입(Mechanical sensor type)인 미세조립(microfabricated)된 캔틸레버(cantilever)를 이용하여 하나의 염기차이까지 분석할 수 있었다.In addition, up to one base difference could be analyzed using a microfabricated cantilever, a mechanical sensor type that measures the intermolecular binding force before and after binding of a DNA probe and a target.

그러나, 이 경우에는 캔틸레버 빔(beam)의 굴절(deflection)을 아주 정밀하게 측정하여야 하는데, 이를 위하여 레이저 등의 부수적인 장비가 필요하다.However, in this case, the deflection of the cantilever beam must be measured very precisely. For this purpose, additional equipment such as a laser is required.

상기와 같은 문제점에 대하여 본 출원인은 상변화층을 이용하여, 상변화층의 양단에 연결되어 있는 전극의 사이의 저항을 측정하여 상변화층의 결정화를 검출함으로써 간단하고 정확하게 유전자 등을 검출할 수 있는 바이오 칩 검출방법에 대하여 출원, 등록받은 바 있으나, 이는 바이오 칩의 구성성분인 상변화층이나 전극 등에 관한 구체적인 기술이 개시되지 않은, 개념적이고 전반적인 수준의 검출방법에 관한 기술을 개시한 것이었다.Applicant to the above problems by using the phase change layer, by measuring the resistance between the electrodes connected to both ends of the phase change layer to detect the crystallization of the phase change layer, it is possible to simply and accurately detect the gene, etc. Although a biochip detection method has been filed and registered, it discloses a technique for a conceptual and overall level of detection method in which a specific technology regarding a phase change layer or an electrode, which is a component of a biochip, is not disclosed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상변화가 발생하는 바이오 스팟을 포함하는 상변화층의 양단에 연결되어 있는 양 전극 사이의 저항을 검출하여, 바이오 칩의 결합에 대한 검출을 상변화를 이용하여 검출할 수 있는 바이오 칩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, by detecting the resistance between the two electrodes connected to both ends of the phase change layer including a bio-spot where the phase change occurs, detection of the binding of the biochip It is an object of the present invention to provide a biochip that can be detected using a phase change.

본 발명의 다른 목적은 상기의 바이오 칩을 이용하여 검출하는 방법에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a method for detecting using the biochip.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바이오 칩을 포함하는 진단키트를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a diagnostic kit including the biochip.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 기판, 전극, 상변화층, 보호막, 유기물 및 나노입자를 포함하는 바이오 칩에 있어서, 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 상변화층을 포함하는 바이오 칩을 제공한다.The present invention is to achieve the above object, in the biochip comprising a substrate, an electrode, a phase change layer, a protective film, an organic material and nanoparticles, the phase change layer is Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb It provides a bio-chip comprising a phase change layer, characterized in that using a chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of, Sn, As, In , Ag, S, Si, P and O.

또한, 상기 상변화층은 GeaSbbTec(a, b, c는 각각 원자 몰분율, a+b+c=1, 0<a,b,c<1) 또는 IndAgeSbfTeg(d, e, f, g는 각각 원자 몰분율, d+e+f+g=1, 0<d,e,f,g<1)을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the phase change layer is Ge a Sb b Te c (a, b, c is the atomic mole fraction, a + b + c = 1, 0 <a, b, c <1) or In d Ag e Sb f Te g (d, e, f, g is characterized by using an atomic mole fraction, d + e + f + g = 1, 0 <d, e, f, g <1), respectively.

또한, 상기 전극은 티타늄(titanium, Ti), 티타늄 나이트라이드(TiN), 텅스텐(tungsten, W), 금(Au), 알루미늄(Aluminum, Al), 탄탈륨(Tantalum, Ta), 탄탈륨 나이트라이드(TaN), 몰리브데늄(Molybdenum, Mo) 및 구리(Copper, Cu) 중 선택되는 금속을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electrode is titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten (Tungsten, W), gold (Au), aluminum (Aluminum, Al), tantalum (Tantalum, Ta), tantalum nitride (TaN) ), Molybdenum (Molybdenum, Mo) and copper (Copper, Cu) is characterized in that it comprises a metal selected from.

또한, 상기 보호막은 산화막, 또는 질화막인 것을 특징으로 한다.The protective film may be an oxide film or a nitride film.

또한, 상기 유기물은 DNA, PNA, 단백질 또는 색소인 것을 특징으로 한다.In addition, the organic material is characterized in that the DNA, PNA, protein or pigment.

또한, 상기 유기물은 상기 상변화층에 고정되는 고정프로브;와 상기 고정프로브에 상보적으로 결합가능한 타겟프로브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic material is characterized in that it comprises a fixed probe fixed to the phase change layer; and a target probe capable of complementarily coupling to the fixed probe.

또한, 상기 나노입자는 상기 타겟프로브에 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the nanoparticles are characterized in that coupled to the target probe.

또한, 상기 보호막은 표면처리가 되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the protective film is characterized in that the surface treatment.

또한, 본 발명은 상기의 바이오 칩을 이용하는 바이오 칩 검출방법에 있어서, 상기 전극의 사이에 연결된 상변화층의 바이오 스팟에 유기물인 고정프로브가 고정된 바이오 칩을 준비하는 단계; 상기 바이오 칩 상에 나노입자가 말단에 결합된 타겟프로브를 뿌려줌으로써, 상기 고정프로브와 결합시키는 단계; 상기 바이오 스팟에 레이져 광을 조사하는 단계; 상기 전극 사이에 저항을 측정하여 상변화 유무를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 상변화를 이용한 바이오 칩 검출 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a biochip detection method using the biochip, comprising: preparing a biochip in which a fixed probe, which is an organic material, is fixed to a biospot of a phase change layer connected between the electrodes; Bonding the fixed probe to the biochip by spraying a target probe having a nanoparticle bound to the biochip; Irradiating laser light onto the biospot; Detecting a phase change by measuring resistance between the electrodes, wherein the phase change layer comprises Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, and O It provides a biochip detection method using a phase change, characterized in that using a chalcogenide material consisting of one or more elements selected from.

또한, 본 발명은 상기의 바이오 칩을 포함하는 진단키트를 제공한다.The present invention also provides a diagnostic kit comprising the biochip.

본 발명 상변화층을 포함하는 바이오 칩에 의하면, 상변화가 발생하는 물질의 양단에 연결되어 있는 양 전극 사이의 저항을 검출할 수 있기 때문에, 유전자 등의 타겟프로브의 검출을 용이하게 할 수 있는 바이오 칩을 제공할 수 있으며, 상기 바이오 칩의 구조가 단순 간단해짐으로써 소형화된 장치 및 저가의 비용으로 가능한 검출방법 및 진단키트를 제공할 수 있다.According to the biochip including the phase change layer of the present invention, since the resistance between both electrodes connected to both ends of the material in which the phase change occurs can be detected, it is possible to facilitate detection of target probes such as genes. The biochip can be provided, and the structure of the biochip can be simplified to provide a small sized device and a detection method and a diagnostic kit at low cost.

본 발명은, 기판, 전극, 상변화층, 보호막, 유기물 및 나노입자를 포함하는 바이오 칩에 있어서, 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 상변화층을 포함하는 바이오 칩에 관한 것이다.The present invention is a biochip comprising a substrate, an electrode, a phase change layer, a protective film, an organic material and nanoparticles, the phase change layer is Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In , Ag It relates to a biochip comprising a phase change layer, characterized in that using a chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of S, Si, P and O.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기와 같은 구성성분으로 이루어진 본 발명의 바이오 칩은, 아래에서부터 순차적으로 기판, 기판 위에 형성된 전극, 전극 위에 형성된 상변화층, 그 위에 형성된 보호막, 그 위에 형성된 유기물 및 유기물에 부착되어 있는 나노입자로 이루어져 있다.Biochip of the present invention composed of the above components, from the bottom, the substrate, the electrode formed on the substrate, the phase change layer formed on the electrode, the protective film formed thereon, the organic material formed thereon and nanoparticles attached to the organic material consist of.

또한, 상기 구성성분들의 순서는 선택적으로 바뀔 수 있으며, 아래로부터 순차적으로 기판, 기판 위에 형성된 상변화층, 상변화층 위에 형성된 전극, 그 위에 형성된 보호막, 그 위에 형성된 유기물 및 유기물에 부착되어 있는 나노입자로 이루어지는 것도 가능하다.In addition, the order of the components may be selectively changed, and sequentially from below, the substrate, the phase change layer formed on the substrate, the electrode formed on the phase change layer, the protective film formed thereon, the organic material formed thereon and nano-attached to the organic material It may also consist of particles.

상기 기판은 전극제작, 표면처리 또는 유기물 부착을 용이하게 하는 역할을 하는 것으로, 크롬 글래스(Cr glass), 실리콘 웨이퍼(Si wafer), 폴리머(polymer) 등을 사용할 수 있으며, 비전도성의 성질을 가진 것이면 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. The substrate serves to facilitate electrode fabrication, surface treatment, or organic material adhesion, and may use chromium glass, silicon wafer, polymer, and the like, and has a non-conductive property. If it is, the conventionally used one can be used without limitation.

상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질, GeaSbbTec(a, b, c는 각각 원자 몰분율, a+b+c=1, 0<a,b,c<1) 또는 IndAgeSbfTeg(d, e, f, g는 각각 원자 몰분율, d+e+f+g=1, 0<d,e,f,g<1)을 사용하며, 특히 Ge2Sb2Te5를 사용하는 것이 바람직하다. 상변화층은 레이저 조사 등의 열변화에 있어, 일정 한 온도 이상의 변화가 있는 경우, 결정화가 이루어져 상변화를 일으키는 물질을 사용하는 것으로, 본 발명의 바이오 칩은 이와 같은 상변화층의 특징을 이용하여 유전자 등을 검출하도록 하는 것이다.The phase change layer is a chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In , Ag, S, Si, P and O, Ge a Sb b Te c (a, b, c are atomic mole fractions, a + b + c = 1, 0 <a, b, c <1) or In d Ag e Sb f Te g (d, e, f, g Uses atomic mole fraction, d + e + f + g = 1, 0 <d, e, f, g <1), respectively, and it is particularly preferable to use Ge 2 Sb 2 Te 5 . Phase change layer is a thermal change such as laser irradiation, when there is a change over a certain temperature, the crystallization is made of a material that causes a phase change, the biochip of the present invention uses the characteristics of such a phase change layer To detect genes.

상기 전극은 상기 상변화층의 양쪽에 연결되어 양 전극 사이의 저항을 측정하여 상변화층의 상변화를 검출하기 위한 역할을 하는 것으로, 상기 상변화층에 상변화가 발생한 정도에 따라, 결정질의 분율이 높아질수록 정해놓은 기준저항 보다 상대적으로 낮은 저항을 보이게 되고, 비정질의 분율이 높아질수록 정해놓은 기준저항 보다 상대적으로 높은 저항을 보이게 된다.The electrode is connected to both sides of the phase change layer and serves to detect the phase change of the phase change layer by measuring the resistance between both electrodes, and according to the degree of phase change in the phase change layer, As the fraction increases, the resistance is lower than the reference resistance. The higher the fraction is, the higher the resistance becomes than the reference resistance.

상기 전극으로 사용되는 금속은 티타늄(titanium, Ti), 티타늄 나이트라이드(TiN), 텅스텐(tungsten, W), 금(Au), 알루미늄(Aluminum, Al), 탄탈륨(Tantalum, Ta), 탄탈륨 나이트라이드(TaN), 몰리브데늄(Molybdenum, Mo), 구리(Copper, Cu)를 예로 들 수 있으며, 전도성의 특징을 가진 것이라면 제한없이 사용가능하다.The metal used as the electrode is titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten (W), gold (Au), aluminum (Aluminum, Al), tantalum (Tantalum, Ta), tantalum nitride (TaN), molybdenum (Molybdenum, Mo), copper (Copper, Cu) may be exemplified, and can be used without limitation as long as it has conductivity characteristics.

상기 보호막은 소자간의 쇼트(short)와 상변화층의 기화를 막고 DNA를 올리기 위한 표면처리가 가능하도록 하는 역할을 하는 것으로, 투명하고, 절연체의 특징을 가지고 있으면 제한없이 사용가능하며, 그 예로서 산화막, 질화막을 사용할 수 있다. 특히 산화막 중에서 산화규소(SiO2)를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 기존 슬라이드 글라스(slide glass)에서 사용하던 DNA흡착을 위한 표면처리가 가능하기 때문이다.The protective film serves to prevent surface short and vaporization of the phase change layer between devices and to enable surface treatment for raising DNA, and is transparent and can be used without limitation as long as it has the characteristics of an insulator. An oxide film and a nitride film can be used. Particularly, it is preferable to use silicon oxide (SiO 2 ) in the oxide film, since the surface treatment for DNA adsorption used in conventional slide glass is possible.

상기 보호막은 다음과 같은 단계를 포함하는 표면처리가 되어 있다.The protective film is subjected to a surface treatment including the following steps.

(a) 보호막 표면에 OH기를 부착시키는 단계;(a) attaching an OH group to the surface of the protective film;

(b) 상기 OH기 위에 (3-aminopropyl)trimethoxysilane(APTMS)을 처리하는 단계; 및(b) treating (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS) on the OH group; And

(c) 알데히드를 부착하는 단계(c) attaching the aldehyde

이와 같이 표면처리를 하는 이유는 후속 처리될 상기 유기물을 고밀도로 부착하기 위한 것이다.The reason for the surface treatment in this way is to attach the organic material to be subsequently processed at a high density.

상기 유기물은 상기 상변화층에 고정되는 고정프로브 및 상기 고정프로브에 상보적으로 결합가능한 타겟프로브를 포함하며, 그 종류로는 검출하고자 하는 대상에 따라 DNA, PNA, 단백질 또는 색소 등을 이용할 수 있다.The organic material includes a fixed probe fixed to the phase change layer and a target probe that can be complementarily bound to the fixed probe. As the type thereof, DNA, PNA, protein, or dye may be used depending on a target to be detected. .

상기 나노입자는 상기 타겟프로브에 부착되어 있어, 나노입자의 존재시에 상변화층의 상변화를 유발하는 레이져 광 등을 차단함으로써, 결과적으로 상변화가 일어나지 않도록 하여 타겟프로브의 존재를 검출할 수 있도록 하는 것이다.The nanoparticles are attached to the target probe, so that the presence of the nanoparticles blocks the laser light, which causes the phase change of the phase change layer, and thus, the presence of the target probe can be detected by preventing the phase change from occurring. To ensure that

그 메카니즘으로는 상기 상변화층에 상변화가 발생한 정도에 따라, 결정질의 분율이 높아질수록 정해놓은 기준저항 보다 상대적으로 낮은 저항을 보이게 되고, 비정질의 분율이 높아질수록 정해놓은 기준저항 보다 상대적으로 높은 저항을 보이게는 것을 말하며, 그 기준저항은 실험에 의하여 결정할 수 있다.As the mechanism, depending on the degree of phase change in the phase change layer, the higher the crystalline fraction, the lower the resistance than the predetermined reference resistance, and the higher the amorphous fraction, the higher the reference resistance. It is to show resistance and the reference resistance can be determined by experiment.

상기 나노입자는 금, 은, 구리 등의 금속이 사용될 수 있다.As the nanoparticles, metals such as gold, silver, and copper may be used.

본 발명은 또한 다음과 같은 바이오 칩 검출방법에 관한 것이다.The present invention also relates to the following biochip detection method.

(a) 전극의 사이에 연결된 상변화층의 바이오 스팟에 유기물인 고정프로브가 고정된 바이오 칩을 준비하는 단계;(a) preparing a biochip in which a fixed probe, which is an organic material, is fixed to a biospot of a phase change layer connected between electrodes;

(b) 상기 바이오 칩 상에 나노입자가 말단에 결합된 타겟프로브를 뿌려줌으로써, 상기 고정프로브와 결합시키는 단계;(b) sprinkling the target probe with the nanoparticles bound to the ends of the biochip, thereby binding to the fixed probe;

(c) 상기 바이오 스팟에 레이져 광을 조사하는 단계;(c) irradiating laser light to the biospot;

(d) 상기 전극 사이의 저항을 측정하여 상변화 유무를 검출하는 단계(d) detecting the phase change by measuring the resistance between the electrodes

상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질, GeaSbbTec(a, b, c는 각각 원자 몰분율, a+b+c=1, 0<a,b,c<1) 또는 IndAgeSbfTeg(d, e, f, g는 각각 원자 몰분율, d+e+f+g=1, 0<d,e,f,g<1)을 사용한다. 바이오 칩의 그 외의 구성성분에 대해서는 상기에서 설명한 것과 동일하므로 생략한다.The phase change layer is a chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In , Ag, S, Si, P and O, Ge a Sb b Te c (a, b, c are atomic mole fractions, a + b + c = 1, 0 <a, b, c <1) or In d Ag e Sb f Te g (d, e, f, g Uses the atomic mole fraction, d + e + f + g = 1, 0 <d, e, f, g <1), respectively. Since other components of the biochip are the same as described above, they are omitted.

본 발명은 또한 상기 바이오 칩을 이용하여 유전자 등을 손쉽게 검출함으로써 질병의 진단 등을 용이하게 할 수 있는 진단키트에 관한 것이다. 상기 진단키트에는 상기 바이오 칩 및 이와 연결된 데이터 수집 및 진단용 장비가 포함되어 대형 병원에서 사용되는 진단키트의 형태도 가능하며, 또한, 상기 바이오 칩이 휴대용 장비와 연결되어 가정에서 개인이 사용할 수 있는 개인용 진단키트의 형태로도 사용될 수도 있다.The present invention also relates to a diagnostic kit which can easily diagnose a disease by easily detecting a gene or the like using the biochip. The diagnostic kit includes the biochip and data collection and diagnostic equipment connected thereto, which may be in the form of a diagnostic kit used in a large hospital. Also, the biochip may be connected to a portable device for personal use at home. It can also be used in the form of a diagnostic kit.

도 1은 상변화층을 포함하는 바이오 칩의 전기적 특성을 검출할 수 있는 시스템 구성도를 개략적으로 나타낸 도면이다. 휴대형 바이오 칩 스캐너는 PC에 USB로 연결 및 통신이 되며, 레이저(laser)를 사용하여 상변화 층을 결정화한 후 바이오 칩 스캐너(Bio Chip Scanner) 속에 삽입하여 바이오 칩 스캐너에서 전압(-1V ~ +1V, 사용자 정의할 수 있음)을 인가해 주어 바이오 칩의 저항을 검출한다.1 is a diagram schematically illustrating a system configuration capable of detecting electrical characteristics of a biochip including a phase change layer. The portable biochip scanner connects and communicates with a PC via USB, and uses a laser to crystallize the phase change layer and inserts the biochip scanner into a biochip scanner to provide a voltage (-1V to + +). 1V, user-definable) to detect the resistance of the biochip.

한편으로 PC에서 바이오 칩에서 검출되는 저항 신호의 로 데이터(raw data)를 이미지로 변환할 수 있다. 따라서 바이오 칩 이미지 변환 소프트웨어와 바이오 칩의 이미지를 분석 및 리포팅하여 주는 분석 소프트웨어를 통하여 상기 바이오 칩의 바이오 정보를 검출할 수 있다.On the other hand, raw data of a resistance signal detected by a biochip in a PC may be converted into an image. Accordingly, the biochip information may be detected through the biochip image conversion software and analysis software for analyzing and reporting the biochip image.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명과 그 변경 및 치환을 포함하며, 하기 실시예의 범위로 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. The following examples are provided to illustrate the present invention, and the scope of the present invention includes the invention described in the claims below, its modifications and substitutions, and is not limited to the scope of the following examples.

[실시예][Example]

상변화층을Phase change layer 포함하는 바이오 칩 제작 Biochip Fabrication Including

(1) (One) TiTi /Of TiNTiN 단위 전극 형성공정 Unit electrode formation process

도 2와 도3를 참조하여 단위 전극 형성 공정을 설명하면, 상기 도 2와 상기 도 3에 나타난 LAY-OUT를 이용하여 MASK(도면 생략함)를 제작하고, 이어서 상기 MASK를 이용하고, 아래에 기록된 표 1의 공정 순서를 진행하여 상기 단위전극을 제작(FABRICATION)한다.Referring to FIGS. 2 and 3, a unit electrode forming process will be described. A MASK (not shown) is manufactured by using the LAY-OUT shown in FIGS. 2 and 3, and then, the MASK is used. Proceed with the recorded procedure of Table 1 to produce the unit electrode (FABRICATION).

도 4를 참조하여 상기 공정을 구체적으로 설명하면, Si wafer 상에 제1 절연막을 형성시킨다. 여기서 바람직하게는 상기 제1 절연막은 thermal oxide이다. 이어서 Ti/TiN을 인시트(in-situ)로 증착한다. 다음에 상기 MASK를 이용하여 리소그래피(LITHOGRAPHY) 공정을 진행한다. 여기서 포토 레지스트(Photoresist)의 제거 정도를 향상시키기 위하여 ICP 방식으로 N2/Ar 가스를 이용하여 에싱(Ashing) 공정을 진행한다. 이로써 Ti/TiN 단위 전극이 형성된 제1 예비 바이오 칩이 제작된다.Referring to FIG. 4, the process will be described in detail. A first insulating film is formed on a Si wafer. Preferably, the first insulating film is thermal oxide. Ti / TiN is then deposited in-situ. Next, a lithography (LITHOGRAPHY) process is performed using the MASK. Here, an ashing process is performed using N 2 / Ar gas in an ICP method to improve the degree of removal of the photoresist. As a result, a first preliminary biochip having a Ti / TiN unit electrode is manufactured.

공정fair 내용Contents 비고Remarks OxideOxide Thermal oxideThermal oxide 1000nm1000 nm Metal 증착 Metal Deposition Ti/TiNTi / TiN Ti 5nm/TiN 25nm, sputter 증착Ti 5nm / TiN 25nm, sputter deposition lithography


lithography


Photo 공정Photo process PR Coating, align, developmentPR Coating, align, development
Etch 공정Etch Process RIE 방식 사용 Use RIE method Strip 공정 Strip process PR REMOVER 이용Use PR REMOVER AshingAshing N2/Ar gas, ICP ASHINGN 2 / Ar gas, ICP ASHING

(2) (2) GSTGST (( GeGe 22 SbSb 22 TeTe 55 )/) / SiOSiO 22 layerlayer 형성공정 Forming process

상기 제1 예비 바이오 칩 상에 GST/SiO2 layer를 형성한다. 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 GST와 SiO2 layer 증착 장비는 마그네트론 스퍼터 방식을 이용하는 장비로 GST와 SiO2 film을 증착할 수 있게 설계되었다. 여기서 증착될 GST는 칼코젠나이드 화합물인 Ge2Sb2Te5이며, 공정조건은 Base Pressure < 5.0X10-6Torr, Power = DC 10 W 등이다. 그리고 GST 30 nm를 증착하기 위하여 Deposition time = 58sec를 진행한다. A GST / SiO 2 layer is formed on the first preliminary biochip. Specifically, referring to FIG. 5, the GST and SiO 2 layer deposition equipment is designed to deposit GST and SiO 2 films by using a magnetron sputtering method. The GST to be deposited here is Ge 2 Sb 2 Te 5 , a chalcogenide compound, and the process conditions are Base Pressure <5.0X10 -6 Torr, Power = DC 10 W, and the like. In order to deposit 30 GST, Deposition time = 58 sec.

그리고 인시트(in-situ)로 GST 상에 SiO2 20nm를 증착한다. 이때 SiO2 증착을 위한 공정조건은 Base Pressure < 5.0X10-6Torr, Power = RF 150 W 등이다. 그리고 SiO2 20 nm를 증착하기 위하여 Deposition time = 1min 58sec를 진행한다. 이로써, Ti/TiN 단위 전극 상에 GST/SiO2 layer 가 형성된 제2 예비 바이오 칩이 제작된다. And 20 nm of SiO 2 is deposited on the GST in-situ. At this time, the process conditions for SiO 2 deposition are Base Pressure <5.0X10 -6 Torr, Power = RF 150 W. In order to deposit SiO 2 20 nm, Deposition time = 1min 58sec. As a result, a second preliminary biochip having a GST / SiO 2 layer formed on the Ti / TiN unit electrode is manufactured.

(3) (3) SiOSiO 22 표면 처리 공정 Surface treatment process

도 6를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 제2 예비 바이오 칩 상에, 후속에 유기물 및 나노입자를 고밀도로 부착하기 위하여 상기 OXIDE 표면 상에 표면처리를 수행한다. 그리고 상기 표면처리는 OH 처리, APTMS((3-aminopropyl)trimethoxysilane) 처리와 알데히드(Glutaradehyde) 처리의 3단계로 이루어진다. 각각 처리과정을 아래와 같이 설명한다.Specifically, referring to FIG. 6, a surface treatment is performed on the OXIDE surface in order to subsequently attach organic materials and nanoparticles at high density onto the second preliminary biochip. The surface treatment is performed in three stages: OH treatment, APTMS ((3-aminopropyl) trimethoxysilane) treatment, and aldehyde (Glutaradehyde) treatment. Each process is described as follows.

(3-1) OH 처리(3-1) OH treatment

O2 Plasma 이용하여 상기 제2 예비 바이오 칩의 표면 위에 OH 처리한다. 표면처리 할 때 스퍼터링 챔버(Sputtering Chamber)의 베이스 압력(base pressure)를 50 Pa정도를 유지한다. 그리고 산소의 유속(flow rate)를 300 ml/min을 설정하여 RF 출력을 500 Watt정도로 설정한 후 2분 정도를 표면처리 한다.OH treatment on the surface of the second preliminary biochip using O 2 Plasma. Maintain a base pressure of 50 Pa in the sputtering chamber during surface treatment. After setting the flow rate of oxygen to 300 ml / min, the RF output is set to about 500 Watts and the surface is treated for about 2 minutes.

(3-2) (3-aminopropyl)trimethoxysilane(APTMS) 처리(3-2) (3-aminopropyl) trimethoxysilane (APTMS) Treatment

앞서 상술한 OH 처리 후, 이어서 DI water와 에탄올을 사용하여 충분히 씻어낸다. 건조하지 않고 기판을 APTMS 용액(1%)에 바로 담그고 봉인된 보관함에 상온에서 1시간 동안 둔다. 보관 후에 기판을 에탄올로 충분히 씻어내고 기체질소로 말린다. 그리고 나서 기판을 150℃의 핫플레이트 위에서 1시간 동안 둔다. After the OH treatment described above, it is then sufficiently washed with DI water and ethanol. The substrate is immediately immersed in APTMS solution (1%) without drying and placed in a sealed container for 1 hour at room temperature. After storage, the substrate is thoroughly washed with ethanol and dried with gaseous nitrogen. The substrate is then placed on a hotplate at 150 ° C. for 1 hour.

(3-3) 알데히드(-CHO) 표면 처리(3-3) Aldehyde (-CHO) surface treatment

앞서 상술한 APTMS 처리 후, 이어서 글루타르알데히드(glutaradehyde) 용액(2%)에 담그고 봉인된 보관함에 넣고 2~4시간 동안 상온에서 보관한다. 이 단계 후에 DI water로 씻고 질소 기체로 건조한다. 이로써, 표면처리가 수행된 제3 예비 바이오 칩이 제작된다.After the above-mentioned APTMS treatment, and then immersed in glutaraldehyde solution (2%) and put in a sealed container and stored at room temperature for 2-4 hours. After this step, wash with DI water and dry with nitrogen gas. As a result, a third preliminary biochip subjected to surface treatment is manufactured.

(4) (4) 고정프로브Fixed probe DNADNA 과 나노입자로 표시된  And labeled with nanoparticles 타겟target DNADNA 부착 기술 공정 Attachment technology process

도 7를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상기 제3 예비 바이오 칩 상에, 유기물 및 나노입자를 부착한다. 상기 부착 공정은 고정프로브 DNA 부착 공정과 나노입자로 표시된 타겟 DNA 부착 공정으로 이루어진다. 각각 부착 공정을 아래와 같이 설명한다.Referring to FIG. 7, the organic material and the nanoparticles are attached onto the third preliminary biochip. The attachment process consists of a fixed probe DNA attachment process and a target DNA attachment process represented by nanoparticles. Each adhesion process is demonstrated as follows.

(4-1) 고정프로브 DNA 부착 공정(4-1) Fixed Probe DNA Attachment Step

먼저, 상기 제3 예비 바이오 칩을 0.2% SDS로 10분간 세척한다. 이어서 상기 제3 예비 바이오 칩을 3차 증류수로 5분간 2회 세척한다. 다음에 0.7g sodium borohydride와 500ml 환원 용액을 혼합한 용액에서 10분간 교반하면서 반응한다. 상기 혼합용액은 사용하기 바로 전에 제조하여야 한다. 계속하여 3차 증류수로 5분간 세척한다. 이어서 0.2% SDS로 5분간 세척한다. 다음에 3차 증류수로 1분씩 3회 세척한다. 계속하여 N2 gas 또는 원심분리기를 이용하여 건조한다. 이어서 건조가 완료된 상기 제3 예비 바이오 칩은 흡습제가 들어있는 슬라이드 박스(slide box)에 넣어서 건조기(desiccator)에 보관한다. 이로써, 상기 제3 예비 바이오 칩 상에 고정프로브 DNA가 부착된다.First, the third preliminary biochip is washed with 0.2% SDS for 10 minutes. Subsequently, the third preliminary biochip is washed twice with tertiary distilled water for 5 minutes. Next, the reaction was stirred for 10 minutes in a solution of 0.7 g sodium borohydride and 500 ml reduction solution. The mixed solution should be prepared just before use. Then wash for 5 minutes with tertiary distilled water. Then wash for 5 minutes with 0.2% SDS. Then, washed three times with 1 minute distilled water. Then dry using N 2 gas or centrifuge. The dried third preliminary biochip is then placed in a slide box containing a moisture absorbent and stored in a desiccator. As a result, the fixed probe DNA is attached onto the third preliminary biochip.

(4-2) 나노입자로 표시된 (4-2) labeled with nanoparticles 타겟target DNADNA 부착 공정  Attachment process

상술한 고정프로브 DNA에 나노입자로 표시된 타겟 DNA을 부착하기 위한 공정을 아래에서 설명한다.The process for attaching the target DNA labeled with nanoparticles to the fixed probe DNA described above is described below.

먼저, 500 마이크로튜브에 미코박테리아(Mycobacteria) 제노타입핑(Genotyping) PCR Product 5μl, 스트렙타비딘 나노입자 복합체(streptavidin conjugated AuNP)(40nm diameter)와 하이브리다이제이션 버퍼(Hybridization buffer) 80μl를 첨가하여 하이브리다이제이션 혼합물(Hybridization Mixture)을 만든다. 이어서 보텍스(vortex)를 이용하여 혼합하고, 원심분리하여 뚜껑에 묻어 있는 용액을 제거한다. 계속하여 바닥에 물이 채워진 하이브리다이제이션 챔버(Hybridization Chamber)에 상기 제3 예비 바이오 칩을 올려 놓는다. 이어서 상기 제3 예비 바이오 칩을 덮고 있는 커버에 존재하는 시료 주입구를 통하여 하이브리다이제이션 혼합물을 기포가 생기지 않도록 주의하면서 주입한다. 계속하여 하이브리다이제이션 챔버의 덮개를 닫는다. 이어서 상온에서 하이브리다이저(Hybridizer)에 넣고 1시간 동안 반응시킨다. 다음에 하이브리다이제이션이 끝난 제3 예비 바이오 칩의 커버를 제거한다. 계속하여 워싱 버퍼(Washing buffer)에서 2분 동안 50rpm으로 쉐이킹(shaking) 또는 스터링(stirring)을 실시하여 세척한다. 다음에 증류수에서 1분 동안 50 rpm으로 쉐이킹(shaking) 또는 스터링(stirring)을 실시하여 세척한다. 이어서 제3 예비 바이오 칩을 1000rpm에서 1분 동안 원심분리하거나, 압축공기를 이용하여 건조한다. 이로써, 상기 프로브 DNA에 나노입자로 표시된 타겟 DNA가 부착된 제4 예비 바이오 칩이 제작된다.First, 5 μl of Mycobacteria Genotyping PCR Product, streptavidin conjugated AuNP (40 nm diameter) and 80 μl of hybridization buffer were added to 500 microtubes. Create a Hybridization Mixture. The mixture is then mixed using a vortex and centrifuged to remove the solution from the lid. Subsequently, the third preliminary biochip is placed in a hybridization chamber filled with water at the bottom. Subsequently, the hybridization mixture is injected while being careful not to generate bubbles through the sample inlet existing in the cover covering the third preliminary biochip. Then close the cover of the hybridization chamber. Subsequently, the mixture is placed in a hybridizer at room temperature and reacted for 1 hour. Next, the cover of the hybridized third preliminary biochip is removed. The washing is then performed by shaking or stirring at 50 rpm for 2 minutes in a washing buffer. Next, washing is performed by shaking or stirring at 50 rpm for 1 minute in distilled water. The third preliminary biochip is then centrifuged at 1000 rpm for 1 minute or dried using compressed air. As a result, a fourth preliminary biochip to which the target DNA indicated by nanoparticles is attached to the probe DNA is prepared.

(5) 상기 (5) above GSTGST layerlayer of 상변화를Phase change 위한 레이저 조사  Laser probe for

도 8를 참조하여 구체적으로 설명하면, 상술한 프로브 DNA와 AuNP-타겟 DNA를 부착한 후에 레이저(laser)를 조사하여 GST를 결정화시킨다. 이때, 상기 상기 고정 프로브 DNA에 상보적인 염기서열을 가진 타겟 프로브 DNA가 고밀도로 부착된 경우에는, 상기 레이저가 상기 타켓 프로브의 나노입자에 차단되는 정도가 크기 때문에 상기 GST의 상변화의 정도를 적게할 것이다. 반면에 상기 상기 고정 프로브 DNA에 상보적인 염기서열을 가진 타겟 프로브 DNA가 저밀도로 부착된 경우에는, 상기 레이저가 상기 타켓 프로브의 나노입자에 차단되는 정도가 작기 때문에, 상기 GST의 상변화의 정도를 많게 할 것이다. 이로써, 레이저 조사된 바이오 칩이 완성된다. Specifically, referring to FIG. 8, the GST is crystallized by irradiating a laser after attaching the above-described probe DNA and AuNP-target DNA. In this case, when the target probe DNA having a base sequence complementary to the fixed probe DNA is attached to a high density, the degree of phase change of the GST is reduced because the laser is blocked by the nanoparticles of the target probe is large. something to do. On the other hand, when a target probe DNA having a base sequence complementary to the fixed probe DNA is attached at low density, the degree of phase change of the GST is decreased because the laser is blocked by the nanoparticles of the target probe. Will do a lot. Thereby, the laser-irradiated biochip is completed.

(6) 저항 측정(6) resistance measurement

앞서 설명한 바와 같은 도 1의 상변화층을 포함하는 바이오 칩의 전기적 특성을 검출할 수 있는 시스템 구성도를 이용하여 상변화 바이오 칩에서 검출되는 저항 신호 등을 이용하여 바이오 정보를 검출할 수 있다.As described above, the bio information may be detected using a resistance signal detected in the phase change biochip using a system configuration diagram capable of detecting electrical characteristics of the biochip including the phase change layer of FIG. 1.

[실험예][Experimental Example]

기판, 전극, 상변화 물질, 보호막이 형성된 바이오 칩을 제작한 후, 레이저가 조사되기 전에 임의의 SPOT를 선정하여 저항을 측정하였고, 레이저 조사 후에 상기 SPOT의 저항을 측정하였다. 측정 결과를 도 9와 표 2에 나타내었다.After fabricating a biochip on which a substrate, an electrode, a phase change material, and a protective film were formed, an arbitrary SPOT was selected before the laser was irradiated to measure resistance, and the resistance of the SPOT was measured after laser irradiation. The measurement results are shown in FIG. 9 and Table 2.

레이저 조사(유/무)Laser irradiation (with or without) 기판Board 전극 electrode 상변화 물질Phase change material 측정 저항 (Ω)Measuring resistance radish SiSi Ti/TiN Ti / TiN GSTGST 10810 8 Ω U SiSi Ti/TiN Ti / TiN GSTGST 10510 5 Ω

도 1은 상변화층을 포함하는 바이오 칩의 저항을 검출할 수 있는 시스템 구성도.1 is a system configuration diagram capable of detecting the resistance of a biochip including a phase change layer.

도 2는 상변화층을 포함하는 바이오 칩을 제작하기 위한 LAY_OUT 도이다.2 is a LAY_OUT diagram for manufacturing a biochip including a phase change layer.

도 3은 상기 도 2에서 유기물이 형성되는 SPOT를 나타내는 A 부분을 확대한 도면이다.3 is an enlarged view of a portion A showing a SPOT in which the organic material is formed in FIG. 2.

도 4는 상기 도 3를 BB'로 절단하여 바이오 칩의 전극 형성 공정을 나타내는 수직도이다. FIG. 4 is a vertical view illustrating an electrode forming process of a biochip by cutting FIG. 3 into BB ′.

도 5는 상기 도 4 상에 바이오 칩의 GST/SiO2 형성 공정을 나타내는 수직도이다. FIG. 5 is a vertical view illustrating a GST / SiO 2 formation process of a biochip on FIG. 4.

도 6은 SiO2 표면 처리를 나타내는 수직도이다.6 is SiO 2 It is the vertical degree which shows surface treatment.

도 7은 프로브 DNA 및 나노입자가 표시된 타겟 DNA가 고정된 모습을 개략적으로 나타내는 수직도이다. FIG. 7 is a vertical view schematically illustrating the fixing of target DNA labeled with probe DNA and nanoparticles. FIG.

도 8은 나노입자가 표시된 타겟 DNA가 부착된 바이오 칩 상에 레이저 빔을 조사하는 모습을 개략적으로 나타내는 수직도이다. FIG. 8 is a vertical view schematically illustrating a method of irradiating a laser beam onto a biochip to which target nanoparticles having nanoparticles are attached.

도 9는 전극, 상변화물질 및 보호막 형성 공정까지 진행된 시료들의 SPOT 부위에 레이저 조사 전/후에 따른 저항값을 나타내는 그래프이다. FIG. 9 is a graph showing resistance values before and after laser irradiation to SPOT sites of samples that have been processed up to an electrode, a phase change material, and a protective film forming process.

Claims (10)

기판, 전극, 상변화층, 보호막, 유기물 및 나노입자를 포함하는 바이오 칩에 있어서, 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In, Ag, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질이고,In a biochip including a substrate, an electrode, a phase change layer, a protective film, an organic material, and nanoparticles, the phase change layer may include Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, In , Ag, S, Si Chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of P, O, 상기 보호막은 산화막 또는 질화막인 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The protective film is a biochip, characterized in that the oxide film or nitride film. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 상변화층은 GeaSbbTec(a, b, c는 각각 원자 몰분율, a+b+c=1, 0<a,b,c<1) 또는 IndAgeSbfTeg(d, e, f, g는 각각 원자 몰분율, d+e+f+g=1, 0<d,e,f,g<1)을 사용하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The phase change layer is Ge a Sb b Te c (a, b, c is the atomic mole fraction, a + b + c = 1, 0 <a, b, c <1) or In d Ag e Sb f Te g ( d, e, f, g are each an atomic mole fraction, d + e + f + g = 1, 0 <d, e, f, g <1). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전극은 티타늄(titanium, Ti), 티타늄 나이트라이드(TiN), 텅스텐(tungsten, W), 금(Au), 알루미늄(Aluminum, Al), 탄탈륨(Tantalum, Ta), 탄탈륨 나이트라이드(TaN), 몰리브데늄(Molybdenum, Mo) 및 구리(Copper, Cu)로 이루어진 그룹에서 선택된 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The electrode includes titanium (Ti), titanium nitride (TiN), tungsten (tungsten, W), gold (Au), aluminum (Aluminum, Al), tantalum (Ta), tantalum nitride (TaN), A biochip comprising a metal selected from the group consisting of molybdenum (Molybdenum, Mo) and copper (Copper, Cu). 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유기물은 DNA, PNA, 단백질 및 색소로 이루어진 그룹에서 선택된 1 이상인 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The organic material is a biochip, characterized in that at least one selected from the group consisting of DNA, PNA, proteins and pigments. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 유기물은 상기 상변화층에 고정되는 고정프로브와 The organic material and the fixed probe fixed to the phase change layer 상기 고정프로브에 상보적으로 결합가능한 타겟프로브를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.Biochip, characterized in that it comprises a target probe that is complementary to the fixed probe. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 나노입자는 상기 타겟프로브에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The nanoparticle is a biochip, characterized in that coupled to the target probe. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보호막은 표면처리가 되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.The protective film is a biochip, characterized in that the surface treatment. 기판 위에 형성된 전극 사이에 연결된 상변화층의 바이오 스팟에 보호막을 형성하는 단계;Forming a protective film on a biospot of a phase change layer connected between electrodes formed on the substrate; 상기 보호막에 유기물인 고정프로브가 고정된 바이오 칩을 준비하는 단계;Preparing a biochip to which a fixed probe which is an organic material is fixed to the protective film; 상기 바이오 칩 상에 나노입자가 말단에 결합된 타겟프로브를 뿌려줌으로써, 상기 고정프로브와 결합시키는 단계;Bonding the fixed probe to the biochip by spraying a target probe having a nanoparticle bound to the biochip; 상기 바이오 스팟에 레이져 광을 조사하는 단계;Irradiating laser light onto the biospot; 상기 전극 사이에 저항을 측정하여 상변화 유무를 검출하는 단계;를 포함하고,And detecting a phase change by measuring resistance between the electrodes. 상기 상변화층은 Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P 및 O로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 원소로 이루어진 칼코제나이드 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 제 1항 내지 제 3항 및 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 바이오 칩을 이용한 검출방법.The phase change layer is characterized by using a chalcogenide material consisting of at least one element selected from the group consisting of Te, Se, Ge, Sb, Bi, Pb, Sn, As, S, Si, P, and O. A detection method using a biochip according to any one of claims 1 to 3 and 5 to 8. 제 1항 내지 제 3항 및 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 바이오 칩을 포함하는 진단키트.A diagnostic kit comprising the biochip of any one of claims 1 to 3 and 5 to 8.
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