KR101465961B1 - 유전자 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

유전자 검출 방법 및 유전자 검출 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 유전자 검출 방법은, 유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 생분자 검출 장치의 챔버 내에 주입하는 단계; 상기 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계; 상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성(denaturation)시키는 단계; 상기 시료를 냉각시키는 단계; 및 상기 생분자 검출 장치를 사용하여 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 유전자 검출 장치는, 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층, 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하되, 상기 게이트 전극층 상부에는 유전자가 흡착될 수 있는 게이트 흡착층이 형성되어 있고, 상기 챔버 내의 시료를 가열하기 위한 발열 수단을 포함한다.
본 발명에서는 PCR 증폭 과정에서 생성되는 불순물들을 제거하고, 유전자에 열을 가하여 변성시킨 후, 단일가닥(single strand) 유전자가 상기 게이트 흡착층에 흡착되는 경우 소스 영역과 드레인 영역 사이에 형성된 채널에 흐르는 전류량을 통하여 유전자를 검출할 수 있다. 따라서, PCR 생성물 중 불순물을 제거하는 정제 과정에 소요되는 시간을 크게 감소시킨다.
정제, PCR, 비드, 생분자 검출, 흡착매개체, FET, 전계 효과 트랜지스터

Description

유전자 검출 방법 및 장치 {A method and a device for detecting DNAs, etc.}
본 발명은 유전자 검출 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 유전자의 PCR 증폭 과정에서 생성되는 불순물들을 제거하고, 유전자에 열을 가하여 변성시킨 후, 변성에 의하여 생성된 단일가닥(single strand) 유전자가 FET 기반 검출 장치의 게이트 흡착층에 흡착되도록 하여 유전자를 검출하는 방법, 및 상기 방법에 사용되는 검출 장치에 관한 것이다.
전기적인 신호로 생분자(biomolecule), 예를 들어, DNA, RNA 또는 펩티드 핵산(PNA, peptide nucleic acid)과 같은 유전자를 검출하는 장치 중 트랜지스터를 기반으로 하는 검출 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 트랜지스터 기반의 검출 장치는 반도체 공정을 이용하여 제작되므로, 집적회로 및 미세 전자기계 시스템(microelectromechanical system, MEMS) 공정에 접목하여 용이하게 제작될 수 있다. 또한, 상기 트랜지스터 기반의 검출 장치는 전기적인 신호를 처리하여 신속하게 검출 결과를 알 수 있다.
상기 트랜지스터 기반의 검출 장치 중 대표적인 것은 전계 효과 트랜지스 터(FET)를 사용하여 생물학적 반응을 측정하는 FET 기반 검출 장치이다. 상기 FET 기반 검출 장치는 크기를 최소화하여 랩온어칩(lab-on-a-chip, LOC: 칩 위의 실험실이라는 의미로서, 작은 칩 내에서 한번에 각종 질병을 진단할 수 있는 기술) 또는 현장진료기기(Point of Care, POC) 등에 유용하게 사용될 수 있다.
종래 FET 기반 검출 장치는 표면 전하 밀도(surface charge density)를 측정하여, 게이트 표면에 흡착된 생분자의 전기적 신호를 측정한다.
상기 FET 기반 검출 장치에서 생분자를 검출하기 위해서는, 생분자를 포함하는 시료의 정제도가 우수하여야 한다. 즉, 시료 내에 불순물을 가능한 한 모두 제거하여야 한다.
예를 들어, 유전자를 검출하기 위하여 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소 연쇄 반응), LCR(ligase chain reaction, 리가제 연쇄 반응), 또는 RCA(rolling circle amplification, 회전환 증폭)와 같은 다양한 증폭 방법을 사용하여 유전자를 증폭시키는 경우에, 상기 증폭 과정 중에 사용되는 효소, 염, 또는 중합을 위한 단량체 등의 다양한 화학물질들이 상기 시료에 포함된다. 이러한 화학물질들은 전하를 갖기 때문에, 상기 FET 기반의 검출 장치를 사용하여 시료 내 유전자를 검출하는 과정에서 노이즈로 작용하게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 시중에는 PCR 생성물 정제용 키트(Qiagen사 제조)가 개발되어, 판매되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 정제용 키트는 대부분 카오트로픽 염(chaotropic salt)을 포함한다. 따라서, 상기 정제용 키트를 사용하여 정제하여, PCR 생성물의 효소, dNTP, 또는 프라이머(primer) 등과 같은 불순물을 제거하더라도, 증폭된 유전자를 포함하는 시료는 카오트로픽 염을 상당량 포함한다.
따라서, 상기와 같은 정제용 키트를 사용하여 정제한 후에는 상기 카오트로픽 염을 제거하기 위하여 다시 투석(dialysis) 과정을 거쳐서 염의 농도를 낮추어야 한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서는 비드(bead)와 같은 흡착매개체가 PCR 등에 의하여 증폭된 유전자(예를 들어, DNA, RNA 또는 펩티드 핵산(PNA) 등)를 흡착하고, 이를 세척한 후에, 열을 가하여 상기 유전자를 변성(denaturation)시키고, 변성에 의하여 생성되는 단일가닥 유전자가 FET 기반 검출 장치의 게이트 전극에 흡착되도록 한다. 이 때 FET 기반 검출 장치의 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 채널에 흐르는 전류량을 측정하여 유전자의 존재 여부 또는 그 농도를 검출한다.
따라서, 본 발명의 목적은 유전자를 검출할 수 있는 유전자 검출 방법 및 유전자 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 유전자의 검출 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유전자 검출 방법은, 유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 생분자 검출 장치의 챔버 내에 주입하는 단계(a); 상기 챔버 내의 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(b); 상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성시키는 단계(c); 상기 시료를 냉각시키는 단계(d); 및 상기 생분자 검출 장치를 사용하여 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(e)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 태양으로서, 본 발명에 따른 유전자 검출 방법은, 유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(a); 상기 세척된 시료를 생분자 검출 장치의 챔버 내에 주입하는 단계(b); 상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성시키는 단계(c); 상기 시료를 냉각시키는 단계(d); 및 상기 생분자 검출 장치를 사용하여 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(e)를 포함한다.
또한, 본 발명은 유전자 검출 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 유전자 검출 장치는, 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하되, 상기 게이트 전극층 상부에는 유전자가 흡착될 수 있는 게이트 흡착층이 형성되어 있으며, 상기 챔버 내의 시료를 가열하기 위한 발열 수단을 더 포함한다.
본 발명에 따른 유전자 검출 장치에서 상기 게이트 흡착층에 유전자가 흡착되는 경우, 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 채널이 형성되며, 상기 채널을 통하여 흐르는 전류량을 측정하여 상기 시료 내의 유전자를 검출할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 검출 방법을 도시한 순서도이고, 도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일실시예에 따라 유전자를 검출하는 방법에 있어서, 각 단계에서의 유전자 또는 흡착매개체의 형태를 모식적으로 도시한 것이다.
우선, PCR 등의 방법을 사용하여 DNA를 증폭시킨다(S10). 이와 같이 DNA를 증폭시키는 경우, PCR 생성물을 포함하는 시료 내에는 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이, DNA(10), PCR 증폭시 사용되는 프라이머(14), 및 dNTP, 효소 및 염류 등과 같은 불순물(16) 등이 존재한다.
여기에서, 상기 프라이머(14)는 그 말단에 바이오틴, 아민, 에폭시, 카복실 산, 또는 티올 등과 같은 물질로 표지되어 있다. 이들 물질들은 후에 비드와 같은 흡착매개체에 용이하게 흡착될 수 있도록 상기 흡착매개체와 가교(crosslink)를 형성한다. 따라서, 본 명세서에서는 프라이머의 말단에 부착된 상기 표지 물질들을 가교 형성제라 칭한다.
이후, 상기 PCR 생성물을 도 2b에 도시되어 있는 바와 같은 흡착매개체(20)와 혼합하여, 상기 PCR 생성물 중 DNA(10)가 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이 상기 흡착매개체(20)에 흡착되도록 한다.
상기 흡착매개체(20)로는 유리, 실리콘(silicon), 플라스틱, 금, 또는 자성물질로 이루어진 비드를 사용할 수 있다.
또한, 상기 흡착매개체(20)의 표면에는 DNA(10)가 용이하게 흡착되도록 흡착 자리(22)가 부착될 수 있다. 상기 흡착 자리로는 하전될 수 있는 물질 또는 치쌓기 상호작용(stacking interaction)을 일으킬 수 있는 물질을 사용한다. 이러한 물질의 예로는 스트렙트아비딘(streptavidin) 또는 폴리에틸렌이민 등이 있다.
이후, 상기 DNA(10)가 흡착된 비드(18)를 포함하는 시료를 생분자 검출 장치의 챔버(36) 내에 주입한다(S30).
여기에서, 상기 생분자 검출 장치는, 도 2d에 도시되어 있는 바와 같이, 반도체 기판(34) 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역(30)과 드레인 영역(32); 상기 소스 영역(32) 및 드레인 영역(34) 사이에 형성되는 게이트 전극층(37); 상기 소스 영역(32), 드레인 영역(34), 및 게이트 전극층(37)을 포함하는 상기 반도체 기판(34)의 상부에 형성되며, 상기 DNA(10) 흡착 비드(20)가 포함된 시료가 주입되는 공간인 챔버(36)을 포함한다. 또한, 상기 게이트 전극층(37) 상부에는 유전자가 흡착될 수 있는 게이트 흡착층(47)이 형성되어 있다.
이후, 상기 챔버(36) 내의 시료를 완충액(buffer) 등으로 세척하여, 상기 DNA(10)가 흡착된 비드(20) 이외의 불순물(예를 들어, dNTP, 효소 및 염류 등)을 제거한다(S40).
본 실시예에서는 PCR 증폭된 DNA(10)가 흡착된 비드(20)를 생분자 검출 장치의 챔버(36) 내에 주입(S30)한 후에 이를 세척하여 불순물을 제거(S40)하는 것으로 구성하였다. 그러나, 대안으로서 DNA(10)가 흡착된 비드(20)를 먼저 세척하여 불순물을 제거하고, 이후에 세척된 DNA(10) 흡착 비드(20)를 챔버 내 주입하는 것으로 구성하여도 무방하다.
이후, 상기 챔버(36) 내 시료에 열을 가하여 시료의 온도를 약 90℃로 올린 다(S50). 이와 같이 온도가 융점 이상으로 상승하는 경우, 시료 내 DNA(10)는 변성되어, 도 2e에 도시되어 있는 바와 같이 DNA(10)의 이중가닥(double strand) 구조가 단일가닥 구조로 풀리게 된다.
따라서, 상기 비드(20)에 흡착되어 있던 단일가닥 DNA(11)는 계속 흡착되어 있으나, 상기 흡착되어 있는 단일가닥 DNA와 상보적 관계에 있던 다른 단일가닥 DNA(12)는 시료 내에서 상기 비드 사이의 공간(공극) 사이를 자유로이 이동하다가, 게이트 전극층(37) 상에 형성되어 있는 게이트 흡착층(47)에 흡착된다.
상기 게이트 흡착층(47)으로는 (+) 전하를 가지는 폴리머(예를 들어, 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리-엘-리신(PLL, Poly-L-lysine) 등) 또는 무기물(예를 들어, 산화알루미늄(Al2O3), 보에마이트(boehmite) 등) 등을 사용한다. 따라서, (-) 전하의 백본을 가지는 단일가닥 DNA(12)가 도 2f에 도시되어 있는 바와 같이 상기 게이트 흡착층(47)에 흡착된다.
이후, 시료를 냉각시키고(S70), 상기 생분자 검출 장치를 사용하여 상기 시료 내 유전자를 검출한다(S60). 즉, 도 2f에 도시되어 있는 바와 같이 게이트 흡착층(47)에 유전자(12)가 흡착되는 경우, 소스 영역(30) 및 드레인 영역(32) 사이에 채널(35)이 형성되고, 상기 채널을 흐르는 전류량이 증가하게 된다. 이와 같이 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널을 통하여 흐르는 전류를 측정함으로써, 상기 시료 내의 DNA 존재 여부를 확인하고, 상기 DNA의 양을 추정할 수 있다.
실제 실험 시에는 DNA가 흡착된 비드 및 DNA가 흡착되지 않은 비드를 각각 별개의 챔버에 넣고 동일한 환경에서 실험하며, 각 챔버에 대하여 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널을 통하여 흐르는 전류량을 각각 측정하여 비교한다.
한편, 본 발명에서는 챔버 내 시료를 용이하게 가열할 수 있도록 가열 수단이 구비된 유전자 검출 장치를 제공한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 검출 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 유전자 검출 장치의 상면도이다.
도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 유전자 검출 장치는, 반도체 기판(34) 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역(30)과 드레인 영역(32); 상기 소스 영역(30) 및 드레인 영역(32) 사이에 형성되는 게이트 전극층(37); 및 상기 소스 영역(30), 드레인 영역(32), 및 게이트 전극층(37)을 포함하는 반도체 기판(34) 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버(36)를 포함한한다. 상기 게이트 전극층(37) 상부에는 유전자가 흡착될 수 있는 게이트 흡착층(47)이 형성되어 있다. 또한, 상기 챔버(36) 내의 시료를 가열하기 위한 발열 수단(도 4의 50)을 더 포함한다.
상기 게이트 흡착층(47)으로는 (+) 전하를 가지는 폴리머(예를 들어, 폴리에틸렌이민, 폴리-엘-리신 등) 또는 무기물(예를 들어, 산화알루미늄(Al2O3), 보에마이트(boehmite) 등) 등을 사용한다. 따라서, (-) 전하의 백본을 가지는 단일가닥 DNA(12)가 도 2f에 도시되어 있는 바와 같이 상기 게이트 흡착층(47)에 흡착된다.
상기 발열 수단(도 4의 50)은 상기 챔버(36)의 주변에 설치하며, 전원에 연결되는 경우에 발열하는 전기저항체를 사용한다. 상기 발열수단(도 4의 50)을 전원과 연결하는 경우, 열이 발생하고, 상기 열이 기판(34)을 통하여 상기 챔버(36) 내로 전달된다. 상기 도 4에서는 발열 수단이 상기 챔버의 주변에 설치되는 것으로 도시되어 있으나, 대안으로서 상기 챔버의 저면에 형성하는 것도 가능하다.
상기 챔버(36)에는 시료를 유입하기 위한 유입구(38) 및 시료를 배출시키기 위한 유출구(39)가 구비된다. 또한, 시료를 챔버(36) 내에 주입하는 경우에, 시료 내 비드가 외부로 유출되지 않도록, 유출구(39)에 필터(40)가 구비되어 있다.
또한, 상기 소스 영역(30) 및 드레인 영역(32)에도 전압을 인가하기 위한 전극(31, 33)이 각각 구비되며, 이들 전극들(31, 32)은 외부에서 전압을 인가할 수 있도록 전극 패드(60)와 전기적으로 연결된다.
상기 챔버(36) 내에 시료를 넣고, 세척하여 PCR 증폭 과정에서 생성되는 불순물들을 제거한 후, 유전자에 열을 가하여 변성시키고, 상기 변성에 의하여 형성되는 단일가닥(single strand) 유전자가 상기 게이트 흡착층(47)에 흡착되는 경우 소스 영역(30)과 드레인 영역(32) 사이에 형성된 채널(35)에 흐르는 전류량이 증가하게 된다. 이와 같이 소스 영역(30)과 드레인 영역(32) 사이의 채널(35)을 통하여 흐르는 전류를 측정함으로써, 상기 시료 내의 DNA 존재 여부를 확인하고, 상기 DNA의 양을 추정할 수 있다.
따라서, PCR에 의한 DNA 양 측정 시에, PCR 생성물 중 불순물을 제거하는 정제 과정에 소요되는 시간을 크게 감소시킬 수 있다.
실제 실험시에는 DNA가 흡착된 비드 및 DNA가 흡착되지 않은 비드를 각각 별개의 챔버에 넣고 동일한 환경에서 실험하며, 각 챔버에 대하여 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널을 통하여 흐르는 전류량을 각각 측정하여 비교한다.
따라서, 본 발명에 따른 유전자 검출 장치는 DNA가 흡착되지 않은 비드를 주입하기 위한 기준 챔버(도 4의 36-1)를 별도로 구비하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 유전자 검출 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 따라 유전자를 검출하는 방법에 있어서, 각 단계에서의 유전자 또는 흡착매개체의 형태를 모식적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유전자 검출 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 유전자 검출 장치의 상면도이다.

Claims (24)

  1. 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하고, 상기 게이트 전극층 상부에는 게이트 흡착층이 형성되어 있는, 생분자 검출 장치를 준비하는 단계(a);
    유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 상기 챔버 내에 주입하는 단계(b);
    상기 챔버 내의 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(c);
    상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성(denaturation)시키는 단계(d);
    변성된 상기 유전자를 상기 게이트 흡착층에 흡착시키는 단계(e);
    상기 시료를 냉각시키는 단계(f); 및
    상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 흐르는 전류를 측정함으로써 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(g)를 포함하되,
    상기 흡착매개체의 표면에는 상기 유전자를 흡착하기 위한 흡착 자리가 구비되어 있고,
    상기 흡착 자리는 하전될 수 있는 물질 또는 치쌓기 상호작용을 일으킬 수 있는 물질인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  2. 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하고, 상기 게이트 전극층 상부에는 게이트 흡착층이 형성되어 있는, 생분자 검출 장치를 준비하는 단계(a);
    유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(b);
    상기 세척된 시료를 상기 챔버 내에 주입하는 단계(c);
    상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성시키는 단계(d);
    변성된 상기 유전자를 상기 게이트 흡착층에 흡착시키는 단계(e);
    상기 시료를 냉각시키는 단계(f); 및
    상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 흐르는 전류를 측정함으로써 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(g)를 포함하되,
    상기 흡착매개체의 표면에는 상기 유전자를 흡착하기 위한 흡착 자리가 구비되어 있고,
    상기 흡착 자리는 하전될 수 있는 물질 또는 치쌓기 상호작용을 일으킬 수 있는 물질인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계(b)를 수행하기 전에, 유전자를 흡착매개체에 흡착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층에 유전자가 흡착되는 경우, 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 채널이 형성되고, 상기 채널을 통하여 흐르는 전류량에 의하여 상기 시료 내의 유전자가 검출되는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층은 (+) 전하를 가지는 폴리머 또는 무기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층은 폴리에틸렌이민, 폴리-엘-리신, 산화알루미늄, 또는 보에마이트(boehmite)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시료는 완충액(buffer)에 의하여 세척되는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전자는 DNA, RNA 또는 펩티드 핵산(PNA, peptide nucleic acid)인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유전자는 PCR(중합효소 연쇄 반응), LCR(리가제 연쇄 반응) 또는 RCA(회전 환 증폭) 방법에 의하여 증폭된 유전자인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 유전자의 일측 말단에는 유전자 증폭 과정에서 프라이머의 표지물질로서 사용되는 가교 형성제가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가교 형성제는 바이오틴(biotin), 아민, 에폭시, 카복실산 또는 티올인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 흡착 자리는 스트렙트아비딘(streptavidin) 또는 폴리에틸렌이민인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  17. 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하고, 상기 게이트 전극층 상부에는 게이트 흡착층이 형성되어 있는, 생분자 검출 장치를 준비하는 단계(a);
    유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 상기 챔버 내에 주입하는 단계(b);
    상기 챔버 내의 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(c);
    상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성(denaturation)시키는 단계(d);
    변성된 상기 유전자를 상기 게이트 흡착층에 흡착시키는 단계(e);
    상기 시료를 냉각시키는 단계(f); 및
    상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 흐르는 전류를 측정함으로써 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(g)를 포함하되,
    상기 흡착매개체는 유리, 실리콘(silicon), 플라스틱, 금, 또는 자성물질로 이루어진 비드인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
  18. 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역;
    상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및
    상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하되,
    상기 게이트 전극층 상부에는 유전자가 흡착될 수 있는 게이트 흡착층이 형성되어 있으며,
    상기 챔버 내의 시료를 가열하기 위한 발열 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층에 유전자가 흡착되는 경우, 상기 소스 영역과 상기 드레인 영역 사이에 채널이 형성되고, 상기 채널을 통하여 흐르는 전류량에 의하여 상기 시료 내의 유전자가 검출되는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 발열 수단은 전원에 연결되는 경우에 발열하는 전기저항체인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 발열 수단은 상기 챔버의 주변 또는 상기 챔버의 저면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  22. 제 18 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층은 (+) 전하를 가지는 폴리머 또는 무기물로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  23. 제 18 항에 있어서, 상기 게이트 흡착층은 폴리에틸렌이민, 폴리-엘-리신, 산화알루미늄, 또는 보에마이트(boehmite)로 이루어진 것을 특징으로 하는 유전자 검출 장치.
  24. 반도체 기판 상에 형성되며, 서로 이격되어 있는 소스 영역과 드레인 영역; 상기 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 형성되는 게이트 전극층; 및 상기 소스 영역, 드레인 영역, 및 게이트 전극층을 포함하는 반도체 기판 상부에 형성되며, 유전자를 포함하는 시료를 넣을 수 있는 공간인 챔버를 포함하고, 상기 게이트 전극층 상부에는 게이트 흡착층이 형성되어 있는, 생분자 검출 장치를 준비하는 단계(a);
    유전자가 흡착된 흡착매개체를 포함하는 시료를 세척하여 불순물을 제거하는 단계(b);
    상기 세척된 시료를 상기 챔버 내에 주입하는 단계(c);
    상기 시료에 열을 가하여 상기 유전자를 변성시키는 단계(d);
    변성된 상기 유전자를 상기 게이트 흡착층에 흡착시키는 단계(e);
    상기 시료를 냉각시키는 단계(f); 및
    상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 흐르는 전류를 측정함으로써 상기 시료 내 유전자를 검출하는 단계(g)를 포함하되,
    상기 흡착매개체는 유리, 실리콘(silicon), 플라스틱, 금, 또는 자성물질로 이루어진 비드인 것을 특징으로 하는 유전자 검출 방법.
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