KR101240294B1 - 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈을 개시한다. 본 발명은, 실리콘 나노와이어가 형성되는 제 1 실리콘 기판과, 상기 제 1 실리콘 기판과 접착되고, 상기 실리콘 나노와이어가 외부로 노출되도록 마이크로 유체채널이 형성되는 제 2 실리콘 기판과, 일부가 상기 제 2 실리콘 기판에 삽입되도록 배치되고, 일부는 상기 제 2 실리콘 기판의 외부로 돌출되도록 배치되는 광 안내부와, 상기 광 안내부의 일단으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 광원부를 포함한다.
Description
본 발명은 바이오센서 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈에 관한 것이다.
형광입자는 그 물질의 특성에 따라서 한 파장의 빛을 받으면, 다른 파장의 빛을 발광 한다. 이때 받아들이는 빛을 여기광 (Excitation light)라고 하며, 발생 시키는 빛은 형광(fluorescent light)이다. 따라서 형광 표지 인자를 검출하기 위해서는 기본적으로 여기광 발생기, 형광 검출기가 필요하며, 잡음 제거 등을 위하여 여기광 및 형광 파장 대역만 통과시키는 광학 필터가 필요하다.
따라서 형광 표지 인자 물질 검출용 광학 바이오센서 모듈은 시료 그릇, 여기광 발생기, 검출기, 여기광 및 방사광 대역 광학필터, 기타 광학 시스템으로 구성되어 있다.
형광 검출기로 주로 사용되는 기기는 광전 다이오드이며, 반도체 물질을 사용하여 광을 전류 혹은 전압으로 전환시키는 역할을 한다. 여기광 발생기는 주로 백색광 발생기에서 발생된 넓은 파장영역의 빛에 특정 파장대의 광이 투과할 수 있도록 파장 대역 필터를 붙여 이용한다. 또는 특정 파장을 발생시키는 LED(light emitting diode)를 이용할 수 있다. 여기광 발생기에서 발생된 여기광은 광학 시스템을 통과하여 시료 그릇의 형광 표지 인자를 발광시키고, 발생된 빛은 형광 광학필터를 통과하여 형광 검출기에서 검출하게 되어 있다.
이 기술은 생체 사건에 대하여 목시적으로 관찰 가능하다는 장점이 있으며, 생체 사건 특히 항원-항체, DNA등을 검출할 수 있는 상용화된 수 개의 기술 중 하나이다.
그러나 형광 표지 인자 물질 검출용 광학 바이오센서 모듈은 광학 시스템, 광학 기기 및 광학 필터 등을 조립하여 제작하며, 각각의 기기 크기로 인하여 소형화를 이루기 어렵다. 즉, 광전 다이오드 자체의 크기, 시료 그릇의 크기, 광학 필터 및 여기광 발생기의 크기로 인하여 소형화하는데 한계가 있다. 현재 형광 표지 인자 검출용 광학 바이오센서 모듈의 크기는 앞으로 요구되는 휴대용 진단 기기로의 진입을 가로막고 있으며, 해결해야 될 문제이다.
또한 이러한 광학 측정 방식은 형광의 세기에 따라 분해능이 제한된다. 특히 시료 그릇에 담긴 형광 입자만을 측정하기 때문에 분해능이 낮으며, 그렇기 때문에 센서의 감도를 높이기 위해서 높은 감도의 광 감지 소자와 형광 인자가 인접되도록 제작하는 것이 중요하다.
본 발명의 실시예들은 실리콘 나노와이어와 일체화된 유체 채널을 통하여 소형화를 구현하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 실리콘 나노와이어가 형성되는 제 1 실리콘 기판과, 상기 제 1 실리콘 기판과 접착되고, 상기 실리콘 나노와이어가 외부로 노출되도록 마이크로 유체채널이 형성되는 제 2 실리콘 기판과, 일부가 상기 제 2 실리콘 기판에 삽입되도록 배치되고, 일부는 상기 제 2 실리콘 기판의 외부로 돌출되도록 배치되는 광 안내부와, 상기 광 안내부의 일단으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 광원부를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어의 표면 및 상기 마이크로 유체채널에 증착되는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는 상기 실리콘 나노와이어 상에 유기박막이 다층으로 코팅되어 형성되고, 상기 유기박막을 통과하는 빛의 파장은 상기 유기박막의 두께 및 굴절률에 따라 가변할 수 있다.
또한, 상기 제 2 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어의 양단은 서로 반대 도핑되어 P-N접합 다이오드를 형성할 수 있다.
또한, 상기 광 안내부는 상기 마이크로 유체 채널과 소정각도를 형성할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 나노와이어 상에 배치되는 형광입자와 자성입자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 형광입자 및 상기 자성입자에 결합하는 리셉터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 유체채널 상면과 배면에 배치되는 자기장 인가장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 형광을 받아들이는 나노 소자로써 소형화 및 저전력을 구현할 수 있다. 또한, 실리콘 나노와이어는 표면-부피 비율이 높기 때문에 높은 빛에 대한 감도를 나타낼 수 있고, 실리콘 나노와이어 양단에 흐르는 전류를 바로 신호로 이용할 수 있다.
특히 실리콘 나노와이어에 광안내로를 함께 내장시키기 위해 마이크로 유체채널 옆면을 가공함으로써 소형화를 이룰 수 있다.
또한, 형광입자 포집에 전자석을 사용함으로써 자기장을 원하는 만큼 인가할 수 있어서 이전 시료의 결과를 얻은 후 전자석을 중지시킨 후 마이크로 유체채널을 버퍼 용액을 이용하여 씻어내면(wash out) 다음 시료의 측정이 가능하여 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈의 재사용이 가능하며, 빠른 측정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈의 제조방법을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈의 작동 방법을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 형광입자와 자성입자의 작동 방법을 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈의 제조방법을 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈의 작동 방법을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 형광입자와 자성입자의 작동 방법을 보여주는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 명세서에 첨부된 도면의 구성요소들은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소되어 도시되어 있을 수 있음을 고려되어야한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)을 보여주는 사시도이다.
도 1을 참고하면, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 제 1 실리콘 기판(110)과 제 2 실리콘 기판(130)을 포함한다. 이때, 제 1 실리콘 기판(110)에는 실리콘 나노와이어(120)가 형성될 수 있다. 또한, 제 2 실리콘 기판(130)에는 마이크로 유체채널(130a)이 형성될 수 있다. 이때, 마이크로 유체채널(130a)은 실리콘 나노와이어(120)의 일부를 외부로 노출시키도록 형성될 수 있다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 제 2 실리콘 기판(130)에 일부가 삽입되도록 배치되는 광 안내부(140)를 포함한다. 이때, 광 안내부(140)의 일부는 제 2 실리콘 기판(130)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
또한, 광 안내부(140)는 마이크로 유체채널(130a)과 소정각도를 형성하도록 배치될 수 있다. 특히 광 안내부(140)는 일단이 외부로 돌출되고, 타단은 마이크로 유체채널(130a)의 내부와 접하도록 형성될 수 있다. 이때, 광 안내부(140)의 타단은 마이크로 유체채널(130a)의 내면과 일치하도록 경사지게 형성될 수 있다.
한편, 광 안내부(140)는 광섬유를 포함할 수 있다. 이때, 광섬유는 플라스틱 광섬유를 포함할 수 있다. 따라서 광 안내부(140)는 형상이 가변할 수 있고, 입사한 광을 신속하고 정확하게 전달할 수 있다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 광 안내부(140)의 일단으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 광원부(150)를 포함할 수 있다. 광원부(150)는 다양한 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원부(150)는 LED 광원을 포함할 수 있다. 또한, 광원부(150)는 레이저 광원을 포함할 수 있다.
한편, 광원부(150)는 마이크로 유체채널(130a)로부터 소정간격 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로 광원부(150)에서 발생되는 광은 외부로 방출되어 마이크로 유체채널(130a)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 충분한 거리에 배치될 수 있다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 실리콘 나노와이어(120) 표면에 증착되는 필터부(160)를 포할 수 있다. 이때, 필터부(160)는 유기박막(미표기)이 다층으로 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 유기박막은 다층박막코팅을 통하여 다층으로 적층될 수 있다. 이때, 상기 유기박막은 TiO2 또는 SiO2 등으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 유기박막은 두께 및 굴절률에 따라 통과하는 빛의 파장이 가변할 수 있다. 또한, 상기 유기박막은 후술할 형광입자(180)에서 반사되는 형광빛만을 통과하도록 형성될 수 있다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 마이크로 유체채널(130a)에 유입되는 형광입자(미도시)와 자성입자(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 형광입자와 상기 자성입자는 상기 형광입자와 상기 자성입자에 각각 결합하는 리셉터(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 리셉터는 항체를 포함할 수 있다.
한편, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 마이크로 유체채널(130a)의 상면과 배면에 배치되는 자기장 인가장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 자기장 인가장치는 다양하게 형성될 수 있다. 구체적으로 상기 자기장 인가장치는 전자석 또는 영구자석을 포함할 수 있다.
이하에서는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 제조방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 제조방법을 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 우선적으로 제 1 실리콘 기판(110)에 실리콘 나노와이어(120)를 형성한다.
구체적으로 실리콘 나노와이어(120)를 형성하는 방법을 살펴보면, 우선 실리콘 나노와이어(120)는 제 1 실리콘 기판(110)에 실리콘 질화막(111)을 형성할 수 있다. 이때, 제 1 실리콘 기판(110)에 건식 식각공정을 통해 칼럼구조(112)를 형성할 수 있다.
한편, 상기의 과정이 완료되면, 칼럼구조(112)가 형성된 제 1 실리콘 기판(110)에 비등방성 습식 식각공정을 통해 지지 구조물(미도시) 및 실리콘 나노와이어(120) 형성을 위한 역삼각형의 실리콘 구조물(116)을 형성할 수 있다. 이때, 비등방성 습식 식각공정에 사용되는 식각용액은 이등방성 식각 용액이 사용될 수 있다.
상기와 같이 역삼각형의 실리콘 구조물(116)을 형성한 후, 제 1 실리콘 기판(110)에 습식 산화막 공정을 통해 실리콘 나노와이어(120)를 형성할 수 있다.
이때, 제작된 실리콘 나노와이어(120)의 상부를 덮고 있는 실리콘 질화막(111)을 인산용액을 이용하여 제거할 수 있다. 이후 실리콘 질화막(111) 제거를 통해 노출된 실리콘 나노와이어(120) 표면을 건식 산화막 공정을 이용하여 얇은 산화막(115)을 형성하여 실리콘 나노와이어(120)의 제작을 완료한다.
이때, 실리콘 나노와이어(120)의 단면 크기 조절은 실리콘 질화막(111)의 형성 두께를 조절함으로써 이루어진다. 또한, 상기와 같이 제조된 실리콘 나노와이어(120)의 단면은 역삼각형 구조인 것을 특징으로 하며, 실리콘 나노와이어(120)의 길이는 수 ㎛ 내지 수백 ㎛로 형성시킬 수 있다. 상기 지지 구조물은 실리콘 나노와이어(120)의 양쪽끝이 연결된 구조를 가질 수 있다.(도 2a)
상기의 과정이 완료되면, 제 2 실리콘 기판(130)에 마이크로 유체채널(130a)을 형성할 수 있다. 이때, 마이크로 유체채널(130a)은 제 2 실리콘 기판(130)의 일면으로부터 인입되어 형성될 수 있다.
마이크로 유체채널(130a)을 제외한 제 2 실리콘 기판(130)의 일면에 접착물질(미도시)을 도포한다. 이때, 제 1 실리콘 기판(110)과 제 2 실리콘 기판(130)이 서로 대향되게 제 1 실리콘 기판(110)을 준비하여 제 2 실리콘 기판(130)에 본딩(bonding)한다.
상기의 과정에 사용되는 상기 접착물질은 스핀 코팅이 가능하며 고온에서 접착성이 있는 물질을 선택한다. 또한, 상기 접착물질은 전기 절연성이 좋고, 열적으로 안정한 물질을 사용한다. 특히 제 2 실리콘 기판(130)은, 열 산화막이 형성하거나 기타 절연막이 형성된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 접착물질은 상온에서 고체를 형성하고 고온에서 접착성이 생기는 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 접착물질은 벤조시틀로부텐(BCB, benzocyclobutene)를 사용할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 제 2 실리콘 기판(130)의 타면을 CMP 공정(Chemical mechanical planarization)을 통하여 연마할 수 있다. 이때, 실리콘 나노와이어(120)는 마이크로 유체채널(130a)을 통하여 외부로 노출될 수 있다.(도 2b)
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 2 실리콘 기판(130)의 양측에 실리콘 나노와이어 도핑을 통하여 P-N 접합 실리콘 나노와이어(120)를 제작할 수 있다. 구체적으로 실리콘 나노와이어(120) 및 실리콘 나노와이어(120)의 양단에 형성되는 제 2 실리콘 기판(130)에 서로 반대 도핑을 수행하여 실리콘 나노와이어(120)를 P-N 접합 다이오드로 형성할 수 있다.
따라서, 실리콘 나노와이어(120)가 상기와 같이 P-N접합이 되면, 기존의 포토다이오드와 같이 낮은 암전류(dark current)를 기대할 수 있어 고감도 센싱이 가능할 수 있다.(도 2c)
상기의 과정이 완료되면, 실리콘 나노와이어(120)의 상면에 다층박막코팅을 수행할 수 있다. 이때, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 유기박막이 복수개층이 적층되어 필터부(160)를 형성할 수 있다.
특히 상기와 같이 상기 유기박막이 복수개층 적층된 필터부(160)는 형광입자(180)에 의하여 형광된 빛의 파장성분만을 투과시킬 수 있다. 따라서 필터부(160)는 외부의 노이즈를 제거함으로써 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 반도체 공정 기술을 응용하여 제작되므로 광학 필터 증착 방식을 적용하기에 유리할 수 있다.(도 2d)
한편, 상기의 과정이 완료되면, 제 2 실리콘 기판(130)의 측면쪽으로 광 안내부(140)가 안착되도록 안착홈(130b)을 형성시킬 수 있다. 구체적으로 안착홈(130b)은 광 안내부(140)의 일부가 삽입되도록 제 2 실리콘 기판(130)의 일면으로 인입되어 형성될 수 있다. 또한, 안착홈(130b)은 마이크로 유체채널(130a)과 소정각도를 형성하도록 제 2 실리콘 기판(130)에 형성될 수 있다.
따라서 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 실리콘 나노와이어(120)에 광 안내부(140)를 함께 내장시키기 위해 마이크로 유체채널(130a)의 옆면을 가공함으로써 소형화를 이룰 수 있다.(도 2e)
안착홈(130b)이 형성되면, 안착홈(130b)에 광 안내부(140)를 안착하여 고정시킬 수 있다. 이때, 광 안내부(140)와 안착홈(130b) 사이에는 상기 접착물질이 도포되어 광 안내부(140)를 고정시킬 수 있다.
상기 접착물질은 광 안내부(140)의 종류에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 접착물질은 광 안내부(140)가 광섬유(미도시)인 경우, 접착제 또는 엑폭시를 포함할 수 있다. 이때, 상기 접착물질은 마이크로 유체채널(130a)의 유체가 안착홈(130b)으로 유입되지 않도록 광 안내부(140)와 안착홈(130b) 사이의 공간을 메울 수 있다.
한편, 광 안내부(140)는 안착홈(130b)에 안착되어 마이크로 유체채널(130a)과 소정각도를 형성할 수 있다. 이때, 광 안내부(140)는 마이크로 유체채널(130a)을 흐르는 유체가 방해받지 않도록 타단이 경사지게 형성될 수 있다. 경사진 광 안내부(140)의 타단은 마이크로 유체채널(130a)의 내벽면과 일치하도록 형성될 수 있다.
이하에서는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 작동방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 작동 방법을 보여주는 개념도이다. 도 4는 도 3에 도시된 형광입자(180)와 자성입자(190)의 작동 방법을 보여주는 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기에서 설명한 바와 같이 제작된 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 사용자가 마이크로 유체채널(130a)에 혈액 등과 같은 샘플을 놓을 수 있다. 이때, 상기 샘플에는 형광입자(180) 및 자성입자(190)을 일정농도 희석할 수 있다.
한편, 상기 샘플에 형광입자(180)와 자성입자(190)를 희석하는 경우, 리셉터(181,191)에는 상기 샘플에 포함된 특정단백질(A) 등이 부착될 수 있다. 따라서 형광입자(180)와 자성입자(190)는 리셉터(181,191)와 특정단백질(A)의 항원-항체 반응에 의하여 서로 결합할 수 있다. 이때, 항원의 농도에 따라 자성입자(190)에 붙은 형광입자(180)의 양이 결정되며, 형광입자(180)에 의해 발생되는 빛의 양을 측정하면 항원의 농도를 측정할 수 있다.
상기의 과정이 완료되면, 광원부(150)를 통하여 빛을 공급할 수 있다. 이때, 광원부(150)에서 발광되는 빛은 광 안내부(140)를 통하여 마이크로 유체채널(130a)로 이동할 수 있다.
상기의 과정이 진행되는 동안, 자기장 인가장치(170)에서는 특정세기의 자기장을 형성할 수 있다. 이때, 자기장을 발생시키면 자성입자(190)는 실리콘 나노와이어(120) 중앙부에 포집되게 된다. 중앙에 포집된 자성입자(190)에 인가된 여기광에 의하여 형광입자(180)의 형광에 의한 빛의 양을 측정할 수 있다.
구체적으로 상기와 같이 형광입자(180)로 조사된 λ1 파장의 여기광을 조사시키면 형광입자(180)에서는 새로운 파장 λ2의 광이 발생되고, 발생된 빛은 산란되어 사방으로 퍼지게 된다.
이때, 하단부에 λ2의 파장의 빛이 투과할 수 있는 필터부(160)가 증착된 실리콘 나노와이어(120)를 위치시켜 형광된 빛의 세기를 검출할 수 있다. 형광입자(180)의 개수가 많을수록 발생되는 형광빛의 세기도 커지게 된다. 이때, 실리콘 나노와이어(120)는 상기 형광빛의 세기를 측정할 수 있다.
한편, 상기와 같이 측정이 끝나면 자기장을 풀고, 마이크로 유체채널(130a)에 버퍼용액을 흘려주면 마이크로 유체채널(130a) 내부가 청소되어 다음 측정에 계속 이용이 가능하다.
측정하고자 하는 항원의 농도가 낮을 경우 자기장을 이용한 포집 시간을 늘려주어 측정가능한 정도의 형광입자(180)와 자성입자(190)가 모이도록 할 수 있으므로 낮은 기존의 slide glass에 항원-항체 반응으로 유도된 형광입자(180)가 한번의 반응으로 상기 샘플의 준비가 끝나는 것에 비해, 포집시간 개념이 포함되므로 저농도 검출에 유리하다.
따라서 종전에는 유체 실험을 위하여 마이크로 유체 채널을 접합하였던 것에 비하여 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 실리콘 나노와이어(120)를 사용함으로써 소형화가 가능하고, 실리콘 나노와이어(120)와 더욱 가까운 거리에 형광입자(180)와 여기광의 반응을 유도할 수 있어서 신호 검출에 유리하다.
또한, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 종래에 시료 그릇을 이용하여 시료를 담았던 것에 비하여 실리콘 나노와이어(120)와 일체화된 마이크로 유체채널(130a)에 상기 샘플을 흘리기 때문에 상기 샘플의 양을 적게 사용할 수 있다. 특히 상기 샘플의 양이 적기 때문에 상기 샘플의 형광입자(180)가 형광을 발하게 하기 위한 여기광의 세기가 적게 필요하다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 방사를 위한 여기광의 세기가 적어도 되기 때문에 종래의 세기가 큰 백색광 및 여기광 필터 대신에 소형화된 광원부(150)의 제작이 가능하다.
또한, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 기존에 여기광 발생기에서 나온 빛이 광전 다이오드로 들어가는 것을 막기 위하여 45도의 반사각을 가지는 반사 필터를 이용하지 않고, 광 안내부(140)를 이용한 여기광 발생기를 마이크로 유체채널(130a)의 옆면에 장착함으로써 광학 시스템이 필요 없어 소형화가 가능하다. 또한 마이크로 유체채널(130a)에 조사되는 여기광의 각도를 비스듬히 하여 마이크로 유체채널(130a)에서 반사되는 빛이 실리콘 나노와이어(120)에 직접 도달되지 않게 할 수 있다.
실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 자성입자(190)가 부착된 형광입자(180)의 포집 시스템을 제작함으로써 분해능을 높일 수 있다.
또한, 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)은 형광입자(180) 포집 시스템에서 전자석을 사용함으로써 자기장을 원하는 만큼 인가할 수 있다.
특히 전자석(미표기)을 이용하는 경우, 이전 시료의 결과를 얻은 후 상기 전자석을 중지시킨 후 마이크로 유체채널(130a)을 버퍼 용액을 이용하여 씻어내면(wash out) 다음 시료의 측정이 가능하여 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈(100)의 재사용이 가능하며, 빠른 측정이 가능하다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈
110 : 제 1 실리콘 기판
120 : 실리콘 나노와이어
130 : 제 2 실리콘 기판
140 : 광 안내부
150 : 광원부
160 : 필터부
110 : 제 1 실리콘 기판
120 : 실리콘 나노와이어
130 : 제 2 실리콘 기판
140 : 광 안내부
150 : 광원부
160 : 필터부
Claims (8)
- 실리콘 나노와이어가 형성되는 제 1 실리콘 기판과,
상기 제 1 실리콘 기판과 접착되고, 상기 실리콘 나노와이어가 외부로 노출되도록 마이크로 유체채널이 형성되는 제 2 실리콘 기판과,
일부가 상기 제 2 실리콘 기판에 삽입되도록 배치되고, 일부는 상기 제 2 실리콘 기판의 외부로 돌출되도록 배치되는 광 안내부와,
상기 광 안내부의 일단으로부터 소정간격 이격되어 배치되는 광원부와,
상기 실리콘 나노와이어 상에 배치되는 형광입자와 자성입자를 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 실리콘 나노와이어의 표면 및 상기 마이크로 유체채널에 증착되는 필터부를 더 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 청구항 2에 있어서,
상기 필터부는 상기 실리콘 나노와이어 상에 유기박막이 다층으로 코팅되어 형성되고,
상기 유기박막을 통과하는 빛의 파장은 상기 유기박막의 두께 및 굴절률에 따라 가변하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 실리콘 기판의 상기 실리콘 나노와이어의 양단은 서로 반대 도핑되어 P-N접합 다이오드를 형성하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광 안내부는 상기 마이크로 유체 채널과 소정각도를 형성하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 형광입자 및 상기 자성입자에 결합하는 리셉터를 더 포함하는 나노와이어 바이오센서 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 유체채널 상면과 배면에 배치되는 자기장 인가장치를 더 포함하는 실리콘 나노와이어 바이오센서 모듈.
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