KR101179411B1 - 생화학적 분석을 위한 점적 조작용 장치, 상기 장치의 제조방법 및 마이크로 흐름 분석용 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 적어도 하나의 전치 트랙을 포함하여 전기습윤에 의한 점적을 조작하는 장치에 관한 것이다. 상기 트랙은 두 개 이상의 서로 끼워진 전도 전극의 표면에 있는 전기적으로 절연 기판을 포함한다. 상기 전극은 절연 유전체 층으로 커버되고, 그 자체는 부분적 침지 층으로 커버된다. 본 발명은 또한 기판 상에 광민감성 물질을 증착하고, 그런 다음 포토리쏘그라피하고, 그리고 광민감성의 노광함에 의해 광민감성 물질에 마스크를 부여하는 단계, 상기 마스크 상에 젖지 않는 물질을 증착하는 단계, 용해 전에 적어도 하나의 어닐링 단계, 상기 마스크의 용해 단계, 용해 후에 적어도 하나의 어닐링 단계를 포함하는 상기 장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 액체 샘플을 조제하는 수단, 상기 조제 수단에 연결되는 점적 조작 장치, 상기 점적 조작 장치에 연결된 적어도 하나의 분석 수단을 포함하는 액체 샘플의 마이크로유체의 분석 시스템에 관한 것이다.

Description

생화학적 분석을 위한 점적 조작용 장치, 상기 장치의 제조 방법 및 마이크로 흐름 분석용 시스템{DEVICE FOR HANDLING DROPS FOR BIOCHEMICAL ANALYSIS, METHOD FOR PRODUCING SAID DEVICE AND A SYSTEM FOR MICROFLUIDIC ANALYSIS}

본 발명은 생화학적 분석을 위한 점적(點滴; drop) 조작용 장치, 상기 장치의 제조 방법 및 이러한 장치를 사용한 마이크로 흐름 분석용 시스템에 관한 것을 목적으로 한다.

오늘날, 새로운 기술은 복잡성에 있어 중요한 수준에 이르기까지의 마이크로 또는 나노미터 사이즈의 시스템을 계획하는 것을 가능하게 하고 있다. 이상적으로는 이들 시스템은 모든 종류의 기능성을 갖추어져, 생물학 및 생화학과 같은 많은 분야에서 사용되고 있다. 특히, 단백질의 동정과 연구에 관련된 활성인, 하나의 단백질 유전정보는 조작되는 샘플 부피를 줄이고 오염을 줄이기 위해 새로운 기술을 사용하기 위해 시도된다. 일반적으로, 목적은 예를 들어 분광계 분석 전에 물질의 미세 조작을 제어하기 위한 것이다.

전략적 방법으로 이런 마이크로시스템에서는, 예를 들어 단백질과 같은 물질이 액체 지지체 없이 조작될 수 없는 한 유체의 흐름의 제어 문제가 제시된다. 따 라서 본 발명은, 조작되는 샘플이 전기장 또는 물리적 또는 화학적 복합체의 벽-부착 효과를 얻을 수 있고, 높은 표면/부피 비가 아주 큰 중요성을 가지는 보다 일반적으로는 마이크로미터 또는 나노미터 크기의 시스템에서 흐름에 관련되는 하나의 미세흐름의 분야를 언급하는 것이다.

이 분야에서, 시스템 사이즈의 감소는, 예를 들어 동일한 실리콘 웨이퍼 상에, 부피에서의 감소를 가져오고, 반응시간을 변화시키거나 단축하고, 몇 가지의 모듈을 예를 들어 이동, 처리 또는 분석과 같은 다른 기능성으로 합체할 가능성을 발생한다.

액체를 이동하기 위해서는, 두 가지 타입의 유체의 전치(轉置)가 일반적으로 가능하다: 연속적 흐름의 펌핑과 미세부피로 계량된 전치이다. 미세부피로 계량된 전치는 몇 가지의 이점을 나타낸다. 실제로 이것은 아주 소량 액체의 부피를 허용하고 미세부피 흐름에 적용된 제어를 가능하게 하는 반면 연속적인 흐름의 펌핑은 지속적인 흐름에 특징되어 진다. 부가하여, 이 타입의 전치는 예를 들어 액체 혼합물을 가능하게 하는 다양한 동기화를 허용한다. 미세부피로 계량된 전치 타입의 유체 전치를 실현하기 위해서는 다양한 작용 모드가 공지되어 있다: 공기 역학 작용에 의한 것, 이중전기영동을 목적으로 표면의 음향 파에 의한 것, 전기습윤 및 유전체 상에 전기습윤에 의한 것 (EWOD). 상기 최 후자의 작용 모드는 상대적으로 간단한 기술적 실현을 할 수 있고, 전극의 네트워크 상에 액체를 인도하는 계량된 부피의 흐름과 순환의 제어를 가능하게 한다.

특히 공지된 것 중에, 미국 특허 6.565.727호의 공보인 " 미세유체의 시스템용 입자 분리 및 농도 디지털 제어"는 상기한 바와 같이 전기 이동에 의한 점적의 전치를 기술하고 있다. 그러나 이들 공보에 기술된 장치는 전극에의 적은 부분의 합체와 점적이 이동하는 사이에 남아 있는 상대-전극에의 많은 부의 합체를 나타낸다. 이 보다 많은 부분은 특히 장치를 보다 번잡하고 보다 복잡하게 한다.

부가하여, 조작되는 샘플은 때로는 아주 귀하고 아주 적은 양이다. 따라서, 화학적으로 처리하는 중에 또는 그의 이동 간에 물질과 상호 작용하는 동안에 이들 샘플의 조작을 최적화하는 것이 요구된다. 대향하는 두 개의 기판 또는 단지 하나의 기판만을 필요로 하고, 상대-전극을 사용하거나 사용하지 않는 공지된 전치용 마이크로유체의 시스템은 이들 최적화를 가능하게 하지 못한다. 실제로, 특히 상기 공보 " 미세유체의 시스템용 입자 분리 및 농도 디지털 제어"에서는 화학적으로 영향을 미치지 않고 그의 이동 간에 전극과 점적 사이에 직접적인 상호 작용에 의해 점적과 물리적으로 상호 작용하는 것을 가능하게 하는 장치를 제안하고 있다. 샘플의 조작의 최적화를 위해 필요한 화학적 상호작용이 따라서 상기 장치에서는 불가능하다.

실제로, 이 최적화는 전치가 전치에 대해 마모 및 자기 이력 현상을 제한하기 위해 하나 또는 그 이상의 소수성 물질 트랙을 요한다는 사실에 의해 아주 미묘하게 이루어진다. 특히 전치 트랙의 소수성 특성은 화학적으로 처리되는 것을 방지하거나 또는 그 이동 간에 물질이 상호작용하는 것을 방지한다.

여기서 비정화 액체에 대해 전치 트랙의 비흡수성 특성에 있어 일반적으로 보다 흥미롭다는 것이 인지되어야 한다. 예를 들어 일반적으로 단백질이 조작되는 경우와 같이, 액체가 수성일 때, 물에 대한 비흡수성 및 흡수성이 각각 소수성 및 친수성의 특성이다. 소수성 물질은 물에 대해 젖지 않는 물질이고, 흡수 물질은 물에 대해 젖는 물질이다. 일반적으로 점적 1과 그 표면 2 사이의 접촉 각 θ(도 1A 내지 1D 참고)에 의해 흡수도가 특징되어 진다. 때로는 상기 언급된 각의 코사인이 흡수도 계수를 정의하기 위해 사용된다. 따라서, 완전 흡수도는 흡수도 계수 1에 상응하고, 따라서 θ = 0°이다. 부가하여 흡수도의 완전한 부재는 흡수도 계수 -1에 상응하고, 따라서 θ = 180°이다. 따라서, 이후에서는 도 1A를 가지고 설명한 바와 같이 이 액체에 의해 흡수도의 계수가 1을 향하려 하는(필수적으로 1이 될 필요는 없음) 물질용 액체에 대해 젖는 물질에 대해 언급할 것이고, 도 1B를 가지고 설명한 바와 같이 이 액체에 대해 흡수도의 계수가 -1을 향하려 하는(필수적으로 -1이 될 필요는 없음) 물질용 액체에 대해 젖지 않는 물질에 대해 언급할 것이다. 도 1C 및 1D는 각각 흡수(θ < 90°) 또는 비흡수(θ > 90°)의 중간 경우를 설명한다.

액체, 특히 부가적으로 전치에 필수적인 소수성 물질에 대해 침지되지 않는 물질로부터 제기되는 문제는 이들 물질의 표면의 특성이 이들 물질이 표면의 낮은 에너지에 의해 특징되어 지는 사실로부터 표면의 화학적 처리 영역을 만드는 것으로부터 방지되어 진다는 것이다. 조작되는 액체를 화학적으로 처리되는 것을 가능하게 하는, 이러한 물질의 표면을 국부적으로 기능화하기를 시도한다면, 이 결과는 매우 신뢰할 수 있지 않으며 용이하게 제어될 수 없고 너무 불완전하다. 액체에 대 해 젖지 않는 러프한 물질을 구성하기 위한 대안적인 구성은 이것이 액체의 이동을 지지하는 물질의 능력을 잃어버리게 하기 때문에 불가능하다. 따라서 부분적으로 침지되는, 예를 들어 특성이 전치에 대해 젖지 않게 유지되고, 반면 기능화 작용을 위해 강한 흡수성을 갖거나 또는 침지 영역을 갖게 하는 물질의 층을 사용하는 것이 필요하다.

고려된 물질이 소수성인 특정의 경우에 적용하는 것으로, 주로 소수성 물질에 개구를 형성함에 의해, 소수성 층에 분포된 흡수 영역에 맞는 개구를 형성함에 의해 부분적으로 소수성 층을 만드는 두 가지의 통상적인 포토리쏘그라피 기술이 주로 알려져 있다. 또한 상기 "미세유체의 시스템용 입자 분리 및 농도 디지털 제어"에서 사용된 첫 번째 기술(도 5)에서는, 기판 상에 물질의 소수성 층의 증착 후, 계면활성제를 포함하는 광감응성 수지 층이 증착되어 액체에 대하여 표면의 흡수도를 화학적으로 증가하게 하는 것을 가능하게 한다. 특히 이 기술은 소수성 물질의 최종 오염의 문제를 제기하고 따라서 액체의 전치를 지지하는 이 물질의 능력을 상실한다. 제 이 기술(도 6)에서는, 기판 상에 물질의 소수성 층의 증착 후 그리고 광감응성 수지의 증착 전에, 물질의 소수성 층이 먼저 플라즈마를 사용하여 표면이 개질되어 그의 소수성 특성이 변화된다. 즉 덜 소수성으로 된다. 이 기술 또한 소수성 물질의 표면 특성의 최종적 변화의 문제가 발생한다.

이런 기술로는, 따라서 흡수 영역으로 되는 개구가, 가능한 소수성 증착과 결과적으로 화학적으로 기능화된 영역의 형성의 부조화로 충분히 명확하고 정확하게 되지 않을 뿐 아니라, 소수성 영역은 액체의 전치 부조화에 따른 결과로 이들의 개변된 특징과 감소된 소수성 특성을 나타낸다. 동일한 관찰 결과가 이동된 액체에 대해 비침지 층에서의 침지 영역을 실현하는 이들 기술의 적용의 경우에도 얻어질 수 있다.

따라서, 특히 액체가 물을 포함하는 용액일 때 부분적으로 흡수하고 따라서 액체의 점적을 이동하는 능력이 유지되는 반면, 그의 이동 간에 이 점적과 화학적 처리 또는 상호작용이 가능한, 이동된 액체에 대해 부분적으로 침지되는 비침지 이동의 트랙을 만드는 것을 가능하게 하는 공정이 요구되고 있는 실정이다.

보다 일반적으로, 상기 언급된 문제점을 해결할 수 있는, 특히 전치의 최적화와 최적화된 전치의 트랙의 제조할 수 있는 신뢰할 수 있는 해결책이 요구된다.

따라서, 상기 언급된 문제점을 해결하는 것이 본 발명의 목적이다. 이 목적을 위해, 본 발명은 적어도 하나의 전기습윤에 의한 전치 트랙을 포함하여 그의 이동과 동시에 점적과 상호 작용하거나 화학적으로 처리되는 것이 가능하게 되는 전기습윤에 의한 전치의 플랜 상에 점적을 조작하는 장치에 대한 것이 제일 측면이다.

이 전치의 트랙은 전기적으로 절연체 기판 뒤에 그리고 절연 유전체 층에 의해 커버되는 적어도 두 개의 상호 끼워진 전극을 포함한다. 이 절연 기판 유닛, 전극, 절연 유전체 층들은 조작되는 점적에 대해 부분적으로 침지된 층으로 커버된다.

물을 포함하는 점적의 조작에 관련하는 실현화의 대안으로는, 따라서 부분적으로 침지 층이 부분적으로 흡수 층으로 된다.

다음의 상세한 설명에서는, 제안을 단순화하기 위해, 조작되는 점적에 대해 각각 침지자가 아닌, 또는 부분적으로 침지자나 습윤되는 물질 또는 층에 대해 언급한다.

또 다른 대안으로, 본 발명의 장치는 제일 전극으로부터 일정거리 떨어진 적어도 하나의 상대-전극을 포함한다. 이 상대-전극은 그런 다음 부분적으로 침지 층 상에, 아래에 또는 내부에 위치되어질 어쓰(earth) 라인이 될 수 있다.

상기한 것과 조합될 수 있는 또 다른 대안으로, 이 장치는 제일 트랙과 떨어져 반대 방식으로 제이 위치 트랙을 포함하여, 이동된 점적에 대해 전기적으로 혼화될 수 없는 절연 유동체에 의해 충진되도록 된 스페이스가 제일 및 제이 트랙 사이에 형성되어, 제이 트랙은 따라서 형성된 스페이스와 직접적으로 접촉하는 비침지 층을 포함한다. 이 제이 트랙의 비침지 층은 가능하기로는 부분적으로 침지된다. 이 비침지 층은 또한 가능하기로는 전기적으로 절연, 반도체 또는 전도성 상부 층으로 커버된다.

또 다른 대안으로, 제이 트랙은 비침지 층과 상부 면 사이에 위치된 하나 또는 그 이상의 상대-전극을 포함한다. 이것은 가능하기로는 상기 비침지 층과 상대-전극 사이에 위치된 절연 유전체 층을 포함한다.

가능하기로는, 장치의 실현화를 위한 이들 대안의 각각의 조합에서, 제일 트랙 및/또는 제이 트랙의 부분적 침지 층은 비침지 영역과 침지 영역을 포함하며, 침지 영역은 반응성 기능화 영역이 된다.

또 다른 대안으로는, 본 발명의 계획에서 점적을 조작하는 장치는 이동된 점적에 대해 혼화할 수 없는 절연 유동체에 의해 충진되어지게 될 스페이스에 의해 전기적으로 떨어진 두 개의 트랙을 포함한다. 제일 트랙은 적어도 두 개의 상호 끼워진 전극 뒤에 있는 전기적 절연 기판 또는 층을 포함한다. 이 유닛 상에 비침지 층이 있다. 제이 트랙은 부분적으로 침지 층을 포함한다. 제일 트랙 및/또는 제이 트랙의 부분적으로 침지 층은 비침지 영역 및 침지 영역을 포함하고, 침지 영역은 반응성 기능화 영역이다.

가능하기로는, 실현화를 위한 대안에서, 제일 트랙은 또한 전극과 비침지 층 사이에 위치된 절연 유전체 층을 포함한다. 가능하기로는, 또한 실현화를 위한 대안에서의 장치는 비침지 층 상, 아래 또는 그 안에 위치된 어쓰의 라인을 포함한다.

실현화의 대안에서, 제이 트랙은 전기적으로 절연, 반도체 또는 전도성인 상부 면을 포함한다.

장치 실현화의 이들 대안의 각각의 하나와 조합하여, 제일 트랙으로부터 전기적으로 분리된 기판은, 예를 들어 글라스 기판과 같이 바람직하기로는 투명하다.

바람직하기로는, 상기한 대안의 하나 또는 그 이상에서, 침지 영역은 생화학적으로 기능화되고 반응성이다.

이들 침지 영역은 바람직하기로는 비침지 영역 내의 개구이다. 바람직하기로는, 부분적인 침지 층의 비침지 층 및/또는 비침지 영역을 구성하는 젖지 않는 물질은 테트라플루오로에틸렌의 폴리머이다.

따라서, 본 발명의 장치는 유익하기로는 상대-전극을 사용하거나 사용하지 않고 하나의 트랙 만으로 또는 마주하는 두 개의 트랙으로, 액체가 전기습윤에 의해 플랜 상으로 이동하는 동안, 화학적으로 기능화된 영역 상에 그의 통과 시간에 점적에 대해 화학적으로 작용하면서 액체의 점적을 조작하는 것을 가능하게 한다. 따라서 요구된 최적화가 이루어진다: 이동하는 동안 마이크로시스템 내에서 후에 분석하는 것을 미리 처리하는 집중, 매우 값비싼 샘플 및 적은 양에 대해, 미세흐름에서 상기 제한을 고려하여 오염 및 손실의 회피.

본 발명에 따른 제이 측면에 따르면, 상기 장치의 제조 공정을 제공하는 것으로, 여기서 제일 또는 제이 트랙의 부분적으로 침지 층의 부여는 금속 근거를 형성하기 위해 마이크로-일렉트로닉에서 사용된 "탑스핀 오프"로 공지된 기술로부터 유래된다. 이것이 알려진 바와 같이 이 "탑스핀 오프"의 기술은 그러나, 만일 이것이 마지막 단계에서 비침지 층의 증착을 허용하여 쏠린 표면 처리를 회피한다면, 특히 소수성 물질인 테트라플루오로에틸렌의 폴리머와 같은 젖지 않는 물질과 같은 이유에서 적용하지 않는데 이것은 이 젖지 않는 물질에 명확하고 정확한 침지 영역을 얻는 것이 가능하지 않기 때문이다. 따라서, 제이 측면에 따른 본 발명은 상기 언급된 장치의 제조 공정을 언급하는 것으로, 여기서 제일 또는 제이 트랙의 부분적으로 침지 층의 형성은 다음의 단계를 포함한다: 기판 상에 광민감성 물질의 증착에 의한 광민감성 물질 마스크, 포토리쏘그라프의 형성, 그런 다음 광민감성 물질의 노출; 마스크 상에 젖지 않는 물질로 테트라플루오로에틸렌의 폴리머의 증착; 용해 전에 적어도 어닐링; 마스크의 용해; 용해 후 적어도 어닐링.

시행의 대안으로서, 용해 전 어닐링의 온도는 용해 후 어닐링의 온도 보다 낮다.

시행의 다른 대안에서, 용해 전 제일 어닐링은 제일 어닐링의 것 보다 높은 온도에서 적어도 다른 어닐링이 따른다.

또 다른 대안에서, 가능하기로는 상기한 하나와 조합하여, 용해 후 제일 어닐링이 제일 어닐링의 것 보다 높은 온도에서 적어도 다른 어닐링이 따른다.

가능하기로는, 마스크의 용해는 세정에 뒤따른다.

시행의 다른 대안에서, 증착된 젖지 않는 물질은 테트라플루오로에틸렌의 폴리머이다.

따라서, 본 발명의 공정은 유익하기로는 화학적 기능화작용에 적용된 명확하고 정확한 침지 영역을 포함하고, 점적의 이동에 필요한 비흡수성의 고도의 특성을 보전하는 비침지 영역을 포함하는 부분적으로 침지 층의 형성을 가능하게 한다. 실제로, 젖지 않는 물질의 층은 마지막 단계에서 증착되고 표면처리되지 않고, 따라서 그의 표면 특성이 변화되지 않는다.

마지막으로 제삼 측면에 따른 본 발명은 본 발명에 따른 점적을 조작하는 최소한의 장치에 커플된, 샘플의 제조 수단을 적어도 포함하는 액체 샘플의 마이크로유체의 분석의 시스템을 언급하는 것으로, 상술한 바와 같이 그 자체로 분석의 수단에 적어도 연결된다.

바람직하기로는, 제조 수단은 하나 또는 그 이상의 적하 저장조를 포함한다.

바람직하기로는 또한 분석 수단은 매스 스펙트로미터, 형광 디텍터, UV 광 디텍터 또는 IR이다.

본 발명에 따른 시스템은 가능하기로는 그 자체로 통상 수동으로 조작되는 실험실의 하나 또는 그 이상의 조작을 통합하고, 마이크로 실험실로 불리는 마이크로시스템에 통합된다.

따라서 본 발명에 따른 시스템은 유익하기로는, 마이크로 실험실에 합체된 제조와 이동의 자동화에 의해, 샘플의 제조 후 그런 다음 분석기로 계량된 미세 부피를 전치에 의해 이동 후 액체의 샘플을 분석하는 것이 가능하다. 따라서, 유익하기로는 샘플의 오염과 손실의 위험을 감소하고 반응 시간을 감소하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 특징과 이점은 첨부된 도면을 참고로 본 장치의 실현화 및 과정의 바람직한 실시형태에 대해 이하에서 보다 자세히 설명하는 것에 의해 보다 명확하게 될 것이다.

도 1A 내지 1D는 점적에 대해 표면의 비흡수도 및 흡수도의 특성을 도식적으로 설명한 것이고,

도 2A에서 2R은 장치의 실현화를 위한 다양한 대안을 본 발명에 따라 개략적으로 나타낸 것이고(점적의 전치의 의미 내에서 수직하는 횡-단면),

도 3은 제일 실시형태에 따른 장치의 트랙 상에 점적의 전치를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 4는 제이 실시형태에 따른 장치의 트랙 상에 점적의 전치를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 5는 수지 내에 계면활성제를 사용하여 종래의 포토리쏘그라픽 기술에 따라 젖지 않는 물질 내에 개구를 형성하는 공정을 개략적으로 나타낸 것이고,

도 6은 플라즈마에 의해 표면의 개질로 종래의 포토리쏘그라픽 기술에 따라 젖지 않는 물질 내에 개구를 형성하는 공정을 개략적으로 나타낸 것이고,

도 7은 본 발명에 따라 젖지 않는 물질 내에 개구를 형성하는 공정의 실시형태를 개략적으로 나타낸 것이고,

도 8은 침지 영역의 화학적 기능화작용을 개략적으로 설명하는 것이고,

도 9는 그 전치 간에 샘플의 점적의 화학적 처리를 개략적으로 설명하는 것이고,

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 실시형태를 개략적으로 나타내는 것이다.

도 2A에서 2R은 본 발명의 장치의 다양한 실시형태를 개략적으로 나타낸 것이다(점적의 전치의 의미 내에서 수직하는 횡-단면).

이들 도 2A 내지 2N에서, 장치는 필수적이지는 않지만 바람직하기로는 예를 들어 Pyrex®인 적어도 하나의 기판 1을 갖는 트랙을 포함한다. 상호 끼워진 전극 2가 이 기판 1 위에 놓인다. 상호 끼워진 전극의 컨셉은 도 3 내지 4를 참고로 보다 특정되어 질 것이다.

이들 전극 2 상에, 예를 들어 산화물 또는 폴리머로 구성된 유전체 절연층 3이 있다. 이 전기적 절연층 3 상에 젖지 않는 물질 4 내에 침지 개구 5를 형성하는 공정에 의해 부분적으로 침지가 이루어지는 비침지 층 4가 있고, 이 공정은 도 7을 참고로 보다 자세하게 설명될 것이다.

도 2A 내지 2D의 실시형태에서, 장치는 층 1, 2, 3 및 4로 구성된 단지 하나의 트랙을 포함한다. 도 2A의 장치는 상대-전극을 요하지 않는 전기습윤에 의한 전치를 실현하는 것을 가능하게 하고, 이 전치는 도 3을 참고로 보다 자세히 설명된다. 도 2B의 장치는 부분적으로 침지하는 층 4 상에 제시되거나 (도 2B), 부분적으로 침지하는 층 4에 의해 커버되지 않고 끼워지거나 (도 2C), 또는 부분적으로 침지하는 층 4에 의해 커버되어 끼워진 (도 2D) 어쓰 라인 6의 형상으로 각각 하나의 상대-전극을 나타낸다. 도 2B 내지 2D의 장치는 상대-전극에 대한 어쓰 라인으로 전기습윤에 의한 전치를 실행하는 것을 가능하게 하고, 이 전치는 도 4를 참고로 더 자세히 설명할 것이다.

도 2E 이하는 전기적으로 절연이거나 전기적으로 반도체이거나 또는 여전히 전기적으로 전도체일 수 있는 상부 면 8로 그 자체가 커버된 비침지 층 7의 제이 형성 트랙을 부가하는 실시형태를 나타낸다. 이 제이 트랙은 이동된 점적에 대해 유동성 혼화할 수 없는 절연체로 충진되도록 되는 전치의 스페이스 10을 유지하는 것이 전기적으로 가능하게 하는 홀드 9의 사용으로 제일의 것에 대하여 위치된다.

전기습윤에 의한 전치를 실행하기 위해서는, 스페이스 10을 충진하는 유체는 실제로 전기적으로 절연되어야 한다는 것이다. 부가하여, 이동된 점적과 상호 작용 하지 않도록, 유체는 액체에 대해 실제로 혼화할 수 없는 것이어야 한다. 수성 용액의 점적의 경우에 예를 들어 공기 또는 오일이 의문이 될 수 있다.

특히, 도 2F 내지 2H는 상술한 바와 같이 제이 트랙이 부가된 도 2B 내지 2D의 장치에 각각 기초된 실시형태를 나타낸다.

도 2I의 장치의 실시형태에서, 제이 트랙은 더욱이 비침지 층 7과 상부 면 8 사이에 삽입된 하나 또는 그 이상의 상대-전극 11을 포함한다. 따라서, 이것은 어쓰 라인을 사용하지 않는 것으로, 상대-전극이 제이 트랙에 나타나기 때문에, 도 2F 내지 2H의 장치와 반대된다. 그러나, 이 전치의 양식은 도 2F 내지 2H의 것과 동일하다.

도 2J 내지 2L의 실시형태는 (점적의 전치의 의미 내에서 수직하는 횡-단면) 다음의 차이를 갖는 것으로 도 2F 내지 2H의 실시형태로부터 각각 그리고 직접적으로 유도된다: 제이 트랙의 비침지 층 7은 도 7을 참고로 이후에 더 자세히 기술될 젖지 않는 물질 7 내에 침지 개구 5의 형성 공정에 의해 부분적 침지가 이루어진다.

도 2M은 다음의 차이를 갖는 것으로 도 2E에서 이미 기술한 것과 같은 실시형태를 나타낸다: 제이 트랙의 비침지 층 7은 도 7을 참고로 이후에 더 자세히 기술될 젖지 않는 물질 7 내에 침지 개구 5의 형성 공정에 의해 부분적 침지가 이루어진다.

도 2N의 실시형태는 다음의 두 가지 차이를 갖는 것으로 도 2I의 실시형태로부터 유래되는 것이다: 제이 트랙의 비침지 층 7은 도 7을 참고로 이후에 더 자세히 기술될 공정에 따라 비침지 층 7 내에 침지 개구 5의 형성에 의해 부분적 침지가 이루어지고; 그리고 제일 트랙에 존재하는 부분적으로 침지 층 7 및 상대-전극 11 사이에 삽입된 것에 유사한 절연 유전체 층 12, 전극 11에 대해 상호작용 없이 이들 침지 개구 5의 생화학적 기능화작용을 허용한다는 것.

도 2 O에 기술된 실시형태는 두 개의 트랙을 갖는 장치에 관한 것이다. 제일 트랙은 이것을 구성하는 비침지 층 4가 부분적으로 침지되지 않고: 이 비침지 층 4에 침지 개구가 형상되지 않는다는 점에서 상기한 실시형태에서의 제일 트랙과 다르다. 부가하여, 이 실시형태는 만일 이 비침지 층 4가 그 자체로 전기적으로 절연이면 상호 끼워진 전극 2와 비침지 층 4 사이에 절연 유전체 층을 요하지 않는다. 특히, 소수성 층의 경우는 테트라플루오오에틸렌 폴리머와 같은 물질로 제조된다. 그러나, 실제로는 이러한 물질은 층의 두께가 크다면(두께 약 수 마이크로미터) 전기적으로 절연이다. 또한, 비침지 층 4의 두께가 충분하지 않는 도 2 O의 경우는, 상호 끼워진 전극 2의 층과 옆으로 놓인 비침지층 4 사이에 다른 도면에서와 같은 층 3 타입의 절연 유전체 층이 삽입될 수 있을 것이다.

비침지 층 4 상에 어쓰 라인 6이 상대-전극으로 작용한다. 이 실시형태에서, 제이 트랙은 도 2J 내지 2M의 실시형태의 것과 동일하다.

도 2P 및 2Q의 각 실시형태에 있어서, 비침지 층 4는 개구 5를 포함하지 않기 때문에 부분적으로 침지되지 않는다. 이들 실시형태는 따라서 도 2K 및 2L의 실시형태로부터 상기 언급된 차이점을 가지고 유래되어 진다(도 2K 및 2L의 실시형태는 그것이 부분적으로 침지되지만, 층 4는 완전히 비침지임).

마지막으로, 도 2R의 실시형태는 도 2A, 2E 및 2M의 전치 모드를 다시 취한다. 즉 이것은 상대-전극의 사용이 없으며, 도 2 O 내지 2Q의 실시형태에서와 같이, 개구 5가 있어 부분적으로 침지하는 제이 트랙 내에 비침지 층 7 및 어떠한 개구도 갖지 않아 완전히 비침지인 제일 트랙 내의 비침지 층 4가 나타난다. 부가하여, 도 2 O의 실시형태에서와 같이, 이 실시형태는 만일 이 비침지 층 4가 그 자체로 전기적으로 절연이면 상호 끼워진 전극 2와 비침지 층 4 사이에 절연 유전체 층을 요하지 않는고, 특히 소수성 층의 경우는 테트라플루오오에틸렌 폴리머와 같은 물질로 제조된다. 그러나, 이 경우에도 여전히 실제로는 이러한 물질은 층의 두께가 크다면(두께 약 수 마이크로미터) 전기적으로 절연이다. 또한, 비침지 층 4의 두께가 충분하지 않는 도 2R의 경우는, 상호 끼워진 전극 2의 층과 옆으로 놓인 비침지층 4 사이에 다른 도면에서와 같은 층 3 타입의 절연 유전체 층이 삽입될 수 있을 것이다.

도 3은 실시형태에 따른 장치의 트랙 상에 점적의 전치를 개략적으로 나타낸다. 이 도면은 두 파트로 구분된다. 용이하게 설명하기 위해 단순화한 상부 파트(그림 A, B 및 C)에서, 장치의 표현은 점적 15와 전극 1, 2, 3 및 4 사이에 위치된 비침지 또는 부분적으로 침지 층이나 절연 유전체 층이 노출되지 않은 평면도로 도시되어 있다. 하부 파트(그림 A', B' 및 C')에서는, 장치의 표시는 점적의 전치의 방향에서 측단면을 나타낸다.

보다 자세하게는, 장치는 도 2A의 것, 즉 단지 하나의 트랙 만을 갖는 타입이다. 그러나, 점적의 전치에 관한 다음의 자세한 설명은 도 2A, 2E, 2M 및 2R의 경우에 보다 일반적으로 적용될 수 있는 것으로, 즉 대항 전극 없이 상호 끼워진 전극을 갖는 것으로, 가능하기로는 제이의 보다 높은 면을 갖는 트랙 상에 대한 전치에 적용될 수 있다.

따라서, 장치는 기판 10 뒤에서 놓여 전기적으로 절연체인, 가능하기로는 투명인 몇몇의 상호 끼워진 전극 (1, 2, 3, 4)을 필요로 한다. 상호 끼워진 전극의 층 상에는, 절연 유전체 층 11 및 비침지 층 12가 있다. 이 비침지 층 12는 그 형상이 나타난 (관련된 도 2 참고) 실시형태에 따라 부분적으로 침지될 수 있어, 전치에 관련한 다음의 설명을 바꾸지 않는다. 점적 15는 처음에는 전극 2 (단계 A) 상에 있다. 전극 3과 전극 1, 2 및 4 사이의 전위차와 관련함에 의하여, 점적이 전극 3 (단계 B)으로 이동된다. 이것을 전극 4로 이동하기 위해, 전극 4와 전극 1, 2 및 3 사이에 전위차를 만든다.

도 4는 다른 실시형태에 따른 장치의 트랙 상에 점적의 전치를 개략적으로 나타낸다. 이 도면도 두 파트로 구분된다. 도 3에 대해 설명한 것과 같이 용이하게 설명 및 단순화한 상부 파트(그림 A, B 및 C)에서, 장치의 표시는 점적 15와 전극 1, 2, 3 및 4 사이에 위치된 비침지 또는 부분적으로 침지 층이나 절연 유전체 층이 노출되지 않은 부분적 평면도로 도시되어 있다. 하부 파트(그림 A', B' 및 C')에서는, 장치의 표시는 점적의 전치의 방향에서 측단면을 나타낸다.

보다 자세하게는, 장치는 상술한 도 2B의 것과 같이 단지 하나의 트랙과 상대-전극으로서 어쓰 라인을 갖는 장치에 상응한다. 그러나, 이 장치에 대한 점적의 전치에 관한 다음의 자세한 설명은 도 2C, 2D, 2F, 2G, 2H, 2J, 2K, 2L, 2O, 2P, 2Q의 경우에 또한 일반적으로 적용될 수 있는 것이다.

장치는 기판 10 뒤에서 놓여 전기적으로 절연체인, 가능하기로는 투명인 상호 끼워진 전극 (1, 2, 3, 4) 층을 포함한다. 이 전극층 위에는 절연 유전체 층 11이 있다. 이 절연 유전체 층 11 위에는 비침지 층 12가 있다. 이 층은 가능하기로는, 그 형상에 따라(도 2 참고) 부분적으로 침지된다. 이 비침지 층 12 (가능하기로는 부분적으로 침지됨)의 상단으로 어쓰의 전극 또는 어쓰의 라인이 있다.

점적 15는 처음에는 전극 2 (단계 A) 상에 있다. 전극 3과 전극 1, 2 및 4 그리고 어쓰의 전극 사이의 전위차와 관련함에 의하여, 점적이 전극 3 (단계 B)으로 이동된다. 이것을 전극 4로 이동하기 위해, 전극 4와 전극 1, 2 및 3 그리고 어쓰의 전극 등의 사이에 전위차를 만든다.

만일 어쓰의 전극 또는 어쓰의 라인이 보다 높이 위치된 상대-전극에 의해 대체되면(도 4I 및 4N의 경우), 도 4에 관련된 상기 상세한 설명이 여전히 적용된다.

본 발명의 장치의 트랙의 하나에 부분적으로 침지하는 비침지 층을 만드는 과정을, 도 5 및 도 6을 참고로 한 기술의 단계를 회상하면서 도 7을 참고로 이하에서 상세하게 설명한다.

도 5는 계면활성제를 사용하여 종래의 포토리쏘그라픽 기술에 따라 젖지 않는 물질 내에, 부분적으로 침지자가 되는 개구를 형성하는 공정을 개략적으로 나타낸 것이다. 단계 (A)는 젖지 않는 물질 2 층이 기판 1 상에 증착되어 있다. 단계 (B)는, 계면활성제를 포함하는수지 층 3이 비침지 층 2 상에 증착된다. 계면활성제 는 수지에 대해 비침지 층의 흡수도를 증가하고, 따라서 이 층 상에 수지를 고정한다. 단계 (C)는 포토리쏘그라픽 단계로, 엄밀히 말하면 층 3에 UV가 방사된다. 만일 층 3이 양성으로 공지된 수지가 아니라면, 자외선 방사는 단계 (D)에서 사용되어질 노출용매로 이들 영역에 증가된 용해도를 제공하는 노출 영역의 거대분자의 파쇄를 포함하여, 반면 이 부분은 한편 노출되지 않아 복합화된다. 따라서, 이것이은 노출 단계 (D)의 결과가 무엇인가 하는 것이다. 수지의 노출은 노광된 젖지 않는 물질에 의한 공격이 수반되고 따라서 비침지 층 2 내에 영역 또는 개구가 나타난다 (단계 (E)). 이 기술은 수지 내의 계면활성제의 사용에 기인하여 젖지 않는 물질의 표면 특성의 최종적 변경의 위험을 수반한다.

도 6은 플라즈마에 의해 종래의 포토리쏘그라픽 기술에 따라 젖지 않는 물질 내에 개구를 형성하는 공정의 단계를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 기술은 이것이 수지 층의 증착 전에 비침지 층 2에 대해 플라즈마-아르곤 방사(단계 (B))로 구성되는 부가적 단계를 포함하는 점에서 상기한 것과는 다르다. 이것은 비침지 층 2의 표면 특성을 개질하는 방사이고 반면, 상기 기술(도 5)에서는, 이 역활을 하는 수지 내에 계면활성제를 존재시킨다는 것이다. 다음의 단계 ((C), (D), (E), (F))는 각각 도 5의 단계 (B), (C), (D) 및 (E)의 것과 동일한 것이다. 그 결과는 계면활성제를 사용한 포토리쏘그라픽 기술에 관한 것과 동일하다. 즉, 비침지 층 2의 표면 특성의 최종적 변경의 위험이 있다.

따라서, 도 7에 도시된 본 발명의 과정은 무엇보다도 부분적 침지 층의 부여는 기판 1 상에 이 물질 2의 증착에 의해 광민감성 물질 마스크의 부여 단계 (단계 (A)), 포토리쏘그라피 (단계 (B)), 및 광민감성 물질의 노출 (단계 (C))를 포함하는 상술한 장치의 하나 또는 그 이상의 트랙의 제조 공정이다. 도 7에 도시된 실시형태에 있어서, 광민감성 물질같은 네거티브 수지, 즉 UV 방사는 노출에 의해 비노출된 영역의 증가된 영역으로부터 노광된 영역의 중합화를 포함하기 위해 사용되었다. 따라서, 이것은 단계 (C)에서 소멸되는 단계 (B)에서의 비노출 영역이고, 반면, 단계 (B)에서 노광된 영역은 단계 (C)에서 존재하고 선 2에 의해 위치된다. 네거티브 수지의 선정은 물론 본 발명에서 결코 제한적이지 않다. 본 발명의 과정을 고려하면 정확하기로는 포지티브 수지의 사용의 경우와 동일하다.

단계 (C) 다음으로 젖지 않는 물질 층 3의 증착의 단계 (D)가 따른다.

예를 들어, 포토리쏘그라픽 단계는 다음의 변수를 갖는 수지가 사용될 수 있다:

- 수지(resin) AZ 4562,

- AZ 351 B에서 노출.

젖지 않는 물질 3의 증착 단계 (D) 다음으로 제일 단계의 어닐링이 따른다. 선택된 물질(예를 들어 테트라플루오로에틸렌의 폴리머)에 따르면, 이것은 50℃에서 5분간 어닐링이 수행될 수 있다. 필수적이지는 않지만, 바람직하기로는, 이 어닐링은 다른 보충적인 어닐링이 따른다. 이 다른 어닐링은 또한 110℃에서 5분간 수행될 수 있다.

테트라플루오로에틸렌 폴리머와 같은 소수성 물질의 특정한 경우에 있어서, 이 단계에서는, 물질 내에 용매가 거의 잔존하지 않는다. 그러나 수지 마스크 2의 용해 후 (단계 (E) 제이 단계의 어닐링이 필요하다. 실제로, 소수성 물질의 어닐링의 온도에서 그것이 제거되기 어려운 수지는 중합화한다. 이것은 기판 상에 수지의 흔적을 제거하는 결과를 가져올 수 있다. 이들 흔적은 용해에 따른 단계의 시에 제거되는 것이 거의 불가능하게 어렵게 하기 쉬워 부분적으로 침지 층의 표면의 특성을 개변하기 쉽고(물에 대한 흡수도의 경우에 있어 부분적으로 흡수성): 개구가 완전하게 비침지되지 않을 수 있고(또는 물에 대한 흡수도에 대해 소수성이 됨) 그리고 비개구 영역이 완전하게 비침지되지 않을 수 있다(소수성이 됨). 이것이 왜 이 제이 단계의 어닐링 전에, 먼저 수지를 예를 들어 아세톤에 예를 들어 30 내지 40초 동안 용해하는가 하는 것이다. 필수적이지는 않지만, 바람직하기로는, 이 용해의 단계는 예를 들어 알코올에 세정하는 단계가 뒤따른다.

마지막으로, 제이 단계의 어닐링에서는, 예를 들어(선택된 물질에 따라) 170℃에서 5분 동안 진행되어 소수성 물질 내에 존재할 수 있는 용매를 완전하게 제거할 수 있게 한다. 가능하기로는, 기판 상에 젖지 않는 물질의 일정한 표면과 최대한의 접합을 얻기 위하여, 또 다른 어닐링이 예를 들어 330℃에서 15분 동안 보충적으로 진행될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 공정은 유익하기로는 젖지 않는 물질 내에 부분적으로 침지 층을 형성하는 것을 가능하게 한다. 이 결과는 젖지 않는 물질 내에 개구의 형성에 의하여 얻어져, 화학적 및 생화학적 기능화작용에 적용되는 침지 영역이 된다. 비개구 영역은 완전히 비침지로 남고 따라서 점적의 이동에 필요한 비흡수성의 고도의 특성을 보전한다. 특히, 종래의 기술 상태에 반해 젖지 않는 물질의 층이 공정의 마지막 단계에서 증착되는 사실은 이 물질의 표면처리(계면활성제 또는 플라즈마-아르곤을 사용하는 기술)를 하지 않을 수 있게 한다.

따라서, 본 발명의 장치는 상술된 바와 같이 비침지 층에 침지 개구를 형성함에 의해 부분적으로 침지를 하는 층을 적어도 포함한다. 이들 침지 영역은 활성화되어 질 수 있고 조작되는 점적에 대해 화학적으로 기능화되어 지고(도 8) 그리고 나서 조작되는 점적과 반응한다 (도 9). 따라서, 이미 기술되어 진 바와 같이 주로 점적의 전치로 사용되어 기능화작용을 허용하는 제제를 함유하는 점적에 기해 아직 기능화되지 않은 영역을 활성화 한다.

특히, 도 8(즉, 상호 끼워진 전극과 점적 사이에 절연이고 비침지하는 각 유전체 층을 갖지 않는 도 3 및 4의 평면도에 대한 상부의 것과 동일한 표현 양식)에는 전극 1의 기초 상에 기능화작용를 허용하는 제제를 함유하는 점적 15가 그 위에 기능화할 수 있는 영역 5가 있는 전극 2로 이동하고 그리고 나서 영역 5를 화학적으로 활성화하고 기능화한 후 전극 3에 도달하는 것을 나타낸다.

도 9(즉, 상호 끼워진 전극과 점적 사이에 비침지하는 각 유전체 절연 층을 갖지 않는 도 3 및 4의 평면도에 대한 상부의 것과 동일한 표현 양식)에서는, 트랙 상에 15가 먼저 전극 1위에 이동하고 그리고 나서 그 위에 기능화된 영역 5가 있는 전극 2로 이동하고 그리고 기능화 영역과 반응 후 3에 도달하여 변화하는가를 보여 준다.

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 실시형태를 개략적으로 나타낸다. 이 시스템은 액체의 샘플을 분석하기 위한 하나 또는 그 이상의 조제 수단 1, 본 발명에 따라 점적을 조작하는 하나 또는 그 이상의 장치 2 및 출력을 분석하기 위한 하나 또는 그 이상의 수단 3을 포함한다. 조제 수단 1은 하나 또는 그 이상의 적하 저장조를 포함한다. 분석 수단 3은 예를 들어 매스 스펙트로메터, 형광 검출기 또는 UV 광 검출기 일 수 있다. 이 시스템의 중간에 있는 본 발명에 따른 장치 2는 조제수단 1과 업스트림으로 분석 수단 3과는 다운스트림으로 연결된다.

따라서, 본 발명에 따른 시스템은 가능하기로는 일반적으로 수동으로 실현되는 실험실의 하나 또는 그 이상의 기구와 그 자체로 합체된 마이크로시스템에 합체될 수 있다. 이러한 시스템은 마이크로실험실이라 불려진다.

다음으로는 기능화작용의 두 가지의 예를 Pyrex®의 기판, 수백 나노미터 두께의 니켈로 된 상호 끼워진 전극, 원심분리에 의해 증착된 마이크로미터의 수지 SU8 층 및 유전체 절연 층을 포함하는 본 발명의 장치의 구현의 예를 기초로 설명한다. 마지막으로 이 장치는 테트라플루오로에틸렌 폴리머로 또한 원심분리에 의해 상기한 수지 층 상에 증착된 소수성 층을 포함한다.

어피니티 엔진의 예:

소수성 층에 의해 커버되지 않은 영역은 예를 들어 지지체-NH₂ 그라프트 스트렙타비딘 같은 것으로 이를 반응성 표면으로 전환하기 위한 표면처리를 한다.

따라서, 이러한 기능화 영역을 포함하는 장치로, 예를 들어 단백질을 포함하고 기능화 영역 상의 전극 내로 이동하는 액체의 점적은, 그 자체로 이들 표면 상에 고정되기 위해 기능화작용 동안에 미리 그라프트된 표면에 대해 친화성을 갖는 그 대상 분자(예를 들어 바이오틴과 같은 어떤 단백질)를 알게 된다. 화학적 반응이 종료될 때, 이 점적은 장치 내의 그 경로 상에 이동한다. 그 후, 이들 영역 상에 특정 혼합물(예를 들어 충전 혼합물을 분해하는 것)의 통과로 대상 분자를 제거할 수 있게 하고(예를 들어 비공유적 상호작용의 파괴에 의해) 그리고 이를 갖는 것을 포함한다. 따라서, 이러한 장치는 대상 분자로부터 분리하는 것을 가능하게 한다.

단리 엔진의 예:

이 장치에서, 소수성 층에 의해 커버되지 않은 영역은 예를 들어 지지체-NH₂ 그라프트 트립신 같은 것으로 이를 반응성 표면으로 전환할 목적으로 표면처리를 한다.

따라서, 이러한 기능화 영역을 포함하는 장치에서 전극의 경로로 이동하는 액체의 점적은 기능화 영역에 고정되고, 어떤 대상 분자(예를 들어 단백질)는 그라프트된 표면과 반응할 것이다. 이 반응의 결과는 분자를 단리한다(예를 들어 트립티드 단리에 의해 얻어진 펩티드). 그 후, 점적은 장치 내의 그 경로 상에 이동한다. 따라서 이런 장치는, 예를 들어 매스 스펙트로메터에 의한 분석으로, 특정 효소의 수단에 의해 미리 단리함에 의해 긴 사슬의 분자를 분석하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명의 장치, 공정 및 시스템은 다른 보조적인 기능과 업스트림 또는 다운스트림 합체로 그 자체를 완전하게 하는 아키텍쳐에 있어, 다른 것으로 기능화된 영역으로 미세 양을 이동하기 위한 마이크로시스템의 기초 요소를 이행할 수 있게 한다. 따라서, 수행되어 지는 생화학적 조작의 연속성 및 특성에 의해 각각으로부터 구별되어 지는 특별한 마이크로시스템을 기획할 수 있다.

상기한 전체의 상세한 설명은 예로서 주어지는 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 특히, 비침지 또는 부분적으로 침지 층으로 테트라플루오로에틸렌 폴리머의 선택은 이것이 실제로, 특히 여기에 한정하는 것은 아니지만, 물에 대해 비침지성이고 따라서 소수성이라는 관점에서 채택된 선택이다. 더욱 일반적으로는, 생체 적합한 젖지 않는 물질(이동된 물질을 흡수하지 않고, 이동된 물질과 혼합되지 않고, 화학적 반응을 일으키지 않고, 석출하지 않는 것)은 항상 대상이 될 것이다. 따라서, 상기한 설명은 중립적인 자세를 취해야 할 것이고, 또한 표면에 그 특성의 균등성이 나타나야 한다.

동일한 방법으로, 기판으로 실리콘 또는 Pyrex®의 선택도 물론 본 발명에서 제한적이지 않다. 또한 본 발명의 장치의 제조 공정의 프레임워크 내에서 포지티브 또는 네거티브 수지를 선택하는 경우가 있다. 또한 본 발명의 장치의 제조 공정의 프레임워크 내에서 어닐링 단계의 온도 및 시간도 제한적이지 않으며, 일차적으로 선택된 젖지 않는 물질의 기능에 따른다는 것이 인지되어야 한다. 또한, 용해를 위해 아세톤의 사용 및 세정을 위해 알코올의 사용도 제한적이지 않다. 용해 및 세정에 적용되는 모든 다른 것들이 사용될 수 있다.

더욱이, 본 상세한 설명에서 언급된 소정 방향의 전치의 예는 제한적인 발명이 아니다. 물론 점적이 트랙 상의 어느 곳으로나 이동하는 것을 허용하는 전치 매트릭스를 고려하는 것이 가능하다. 전치 옵션은 전극의 기하학적 레이아웃에 필수 적으로 의존한다. 전극의 매트릭스는 사실 매트릭스 타입의 전치를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 본 상세한 설명의 예에서 전극의 형상은 결코 제한적이지 않다. 전극의 끼우기를 허용하는 어떠한 형상이라도 적절하다.

부가하여, 본 발명의 시스템과 같이 합체된 시스템에서, 전치 장치 업스트림의 제조 수단의 예의 리스트는 이것이 전부가 아니고 따라서 제한적이지 않다. 이것은 또한 전치 장치 다운스트림의 제조 수단의 예의 리스트에도 적용된다.

마지막으로, 본 상세한 설명에서 언급된 부분적으로 침지 층의 침지 영역의 기능화작용의 예 및 이들 기능화된 영역에 의해 점적 처리의 예는 본 발명에 제한적이지 않다. 일반적으로 무엇을 하든지 간에 분자의 분리, 분류 또는 단리에 실제로 관심을 보일 것이다. 화학적 및/또는 생화학적 반응에 의한 다른 조작도 또한 고려될 수 있을 것이다.

Claims (26)

1. 적어도 하나의 트랙을 포함하는 전기습윤 면에 의해 전치 상에 점적을 조작하는 장치로, 상기 트랙은;

   상부 표면을 갖는 전기적으로 절연되는 기판,

   상부 면과 하부 면을 갖는 적어도 두 개의 제일 전도 전극, 이 전도 전극의 하부 면은 상기 전기적으로 절연되는 기판의 상부 면에 놓이고, 상기 제일 전극의 각각은 이들 상기 제일 전극의 적어도 하나의 다른 것으로 상호 끼워짐,

   상부 면과 하부 면을 갖는 절연 유전체 층, 상기 유전체 층의 하부 면은 상기 제일 전극의 상부 면 상에 놓여짐,

   상부 면과 하부 면을 갖는 부분적 침지 층, 상기 침지 층의 하부 면은 상기 절연 유전체 층의 상부 면 상에 놓여짐,

   을 포함함을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 상기 제일 전극으로부터 떨어진 적어도 하나의 상대-전극(counter-electrode)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 떨어진 상대-전극은 상기 부분적으로 침지 층의 상부 면 상에 또는 그 아래에, 또는 그 안에 끼워져 위치된 어쓰 라인임을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 제일 트랙으로부터 이격된 맞은 편에 위치된 제이 트랙을 포함하여 상기 제일 및 제이 트랙 사이에 스페이스가 형성되고, 상기 제이 트랙은 상기 스페이스의 일면에 하부 면을 가지고 타면에 상부 면을 가지는 비침지 층을 포함함을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제이 트랙의 비침지 층은 부분적으로 침지되는 것임을 특징으로 하는 장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 제이 트랙은 상기 비침지 층의 상부 면의 일면에 위치된 전기적으로 절연, 반도체 또는 전도체인 상부 층을 포함함을 특징으로 하는 장치.
7. 제 4항에 있어서, 상기 제이 트랙은 상기 비침지 층과 상기 상부 면 사이에 위치된 하나 또는 그 이상의 상대-전극을 포함함을 특징으로 하는 장치.
8. 제 4항에 있어서, 상기 제이 트랙은 상기 비침지 층과 상대-전극 사이에 위치된 절연 유전체 층을 포함함을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항에 있어서, 상기 제일 트랙 또는 제이 트랙의 상기 부분적 침지 층은 침지 영역을 포함하고, 상기 침지 영역은 반응성 기능화영역임을 특징으로 하는 장치.
10. 상부 표면을 갖는 전기적으로 절연되는 기판,

    상부 면과 하부 면을 갖는 적어도 두 개의 제일 전도 전극, 이 전도 전극의 하부 면은 상기 전기적으로 절연되는 기판의 상부 면에 놓이고, 상기 제일 전극의 각각은 이들 상기 제일 전극의 적어도 하나의 다른 것으로 상호 끼워짐,

    상기 제일 전극의 상부 면의 일 면 상에 위치된, 상부 면과 하부 면을 갖는 비침지 층

    을 포함하는 제일 트랙;

    상부 면과 하부 면을 갖는 부분적 침지 층

    을 포함하는 제이 트랙;

    을 포함함을 특징으로 하는 스페이스에의 하여 분리된 두개의 트랙을 포함하여, 전기습윤 면에 의한 두 전치 사이에 점적을 조작하는 장치로,

    여기서, 상기 제일 트랙 또는 제이 트랙의 상기 부분적 침지 층은 비침지 영역 및 침지 영역을 포함하고, 상기 침지 영역은 반응성 기능화영역인 장치.
11. 제 10항에 있어서, 상기 제이 트랙은 상기 비침지 층의 하부 면과 상기 제일전극의 상부 면 사이에 위치된 절연 유전체 층을 포함함을 특징으로 하는 장치.
12. 제 10항 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 비침지 층의 상부 면 상에 또는 그 아래에, 또는 그 안에 끼워져 위치된 어쓰 라인을 포함함을 특징으로 하는 장치.
13. 제 10항에 있어서, 상기 제이 트랙은 상기 비침지 층의 상부 면의 일 면에 위치된 전기적으로 절연, 전도 또는 반도체인 층을 포함함을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1항에 있어서, 상기 제일 트랙의 상기 전기적으로 절연인 기판은 투명한 것임을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14항에 있어서, 상기 제일 트랙의 상기 전기적으로 절연인 기판은 글라스임을 특징으로 하는 장치.
16. 제 9항에 있어서, 상기 침지 영역은 비침지 영역 내의 개구임을 특징으로 하는 장치.
17. 제 9항에 있어서, 상기 침지 영역은 생화학적으로 기능화되고 반응성임을 특징으로 하는 장치.
18. 제 1항에 있어서, 상기 부분적으로 침지 층의 상기 비침지 층 또는 상기 비침지 영역은 물에 대해 비침지되고 따라서 소수성이고, 상기 침지 영역은 물에 대해 침지되고 따라서 친수성임을 특징으로 하는 장치.
19. 제 1항에 있어서, 상기 부분적으로 침지 층의 상기 비침지 층 또는 상기 비침지 영역은 테트라플루오로에틸렌 폴리머인 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제일 트랙 또는 제이 트랙의 부분적으로 침지 층의 부여는;

    기판 상에 광민감성 물질을 증착하고, 그런 다음 포토리쏘그라피하고, 그리고 광민감성의 노광함에 의해 광민감성 물질에 마스크를 부여하는 단계,

    상기 마스크 상에 비침지 영역을 증착하는 단계,

    용해 전에 적어도 하나의 어닐링 단계,

    상기 마스크의 용해 단계,

    용해 후에 적어도 하나의 어닐링 단계

    를 포함하는 청구항 1항에 따른 장치의 제조방법.
21. 제 20항에 있어서, 상기 용해 전에 어닐링 단계의 온도는 상기 용해 후에 어 닐링 단계의 온도보다 낮음을 특징으로 하는 방법.
22. 제 20항에 있어서, 상기 마스크 상에 비침지 영역을 증착하는 단계는 테트라플루오로에틸렌 폴리머의 증착 단계임을 특징으로 하는 방법.
23. 액체 샘플을 조제하는 적어도 하나의 수단,

    상기 조제 수단과 업스트림 연결되고 그리고 하나의 분석 수단과 다운스트림 연결된, 청구항 1항에 따른 적어도 하나의 점적 조작 장치를 포함함을 특징으로 하는 액체 샘플의 마이크로유체의 분석 장치.
24. 제 23항에 있어서, 상기 조제 수단은 하나 또는 그 이상의 저장조를 포함함을 특징으로 하는 장치.
25. 제 23항에 있어서, 상기 분석 수단은 매스 스펙트로미터, 형광 디텍터, UV 광 디텍터임을 특징으로 하는 장치.
26. 제 23항에 있어서, 상기 분석 장치는 마이크로실험실에 합체된 것임을 특징으로 하는 장치.

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