KR101484181B1

KR101484181B1 - 생체 분자 전달 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101484181B1
Application number: KR20130068297A
Authority: KR
Inventors: 서태석; 최종섭
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2015-01-20
Also published as: KR20140145760A

Abstract

본 발명은 세포 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 혼성화(hybridization)를 위하여 세포 내로 생체 분자를 전달하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 용액 주입 구멍과 연결되는 제1 유체 채널; 용액 배출 구멍과 연결되는 제2 유체 채널; 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 위치하고 상기 제1 유체 채널 측 면에 형성된 개별 세포를 포획하기 위한 다수의 세포 포획 홈이 형성된 세포 포획 멤브레인; 및 상기 제2 유체 채널에 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인 쪽으로 연장되고 생체 분자가 부착되는 다수의 나노 와이어를 포함하며, 상기 세포 포획 홈에는 상기 제2 유체 채널과 통하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치 및 이를 이용한 전달 방법이 제공된다.

Description

생체 분자 전달 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR DELIVERING BIOMOLECULE}

본 발명은 세포 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 혼성화(hybridization)를 위하여 세포 내로 생체 분자를 전달하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

차세대 융합 기술인 나노바이오기술(Nanobio-technology:NBT)은 인간의 질병 진단과 치료에 혁신적인 진보를 가져다 줄 수 있는 기술로서 그 중요성이 높아지고 있다. 특히, 바이오기술의 대표적인 분야 중 하나인 바이오칩은 DNA, 단백질, 항체 또는 세포 등의 생체 물질들을 유리, 실리콘, 고분자 등의 고체기질 위에고밀도로 집적화한 생체정보 감지소자로서, 극 미량의 시료를 초고속으로 분석하는데 적합한 기술이다. 특히, 세포 분석에 있어서 기존의 벌크 세포 배양에 의한 실험은 장시간을 요구하며 얻어진 데이터도 세포군의 평균값에 의한 수치로 나타내어진다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 단일 세포 수준에서의 고속 고감도 분석 기술이 필요하며, 이를 위해 단일 세포를 효과적으로 포획하고 분리하는 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은 다수의 개별 세포 내로 동시에 생체 분자를 전달하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

용액 주입 구멍과 연결되는 제1 유체 채널; 용액 배출 구멍과 연결되는 제2 유체 채널; 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 위치하고 상기 제1 유체 채널 측 면에 형성된 개별 세포를 포획하기 위한 다수의 세포 포획 홈이 형성된 세포 포획 멤브레인; 및 상기 제2 유체 채널에 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인 쪽으로 연장되고 생체 분자가 부착되는 다수의 나노 와이어를 포함하며, 상기 세포 포획 홈에는 상기 제2 유체 채널과 통하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치가 제공된다.

상기 생체 분자 전달 장치는 상기 용액 배출 구멍과 연결되는 용액 흡입기를 더 포함한다.

상기 생체 분자 전달 장치는, 상기 용액 주입 구멍과 상기 제1 유체 채널과 상기 용액 배출 구멍이 형성되는 제1 기판; 상기 제2 유체 채널이 형성되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인이 설치된 제3 기판을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 기판에는 상기 용액 배출 구멍과 상기 제2 유체 채널을 연통시키는 관통 구멍이 형성될 수 있다.

상기 제1 기판에는 상기 제1 유체 채널과 연결되는 별도의 추가 용액 배출 구멍이 더 형성될 수 있다.

상기 개구는 포획 세포가 통과하지 못하는 크기를 가질 수 있다.

상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널은 상기 세포 포획 멤브레인의 연장 방향과 평행하게 연장될 수 있다.

상기 세포 포획 멤브레인은 PMMA 재질일 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,

제1 유체 채널과, 제2 유체 채널과, 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 위치하고 상기 제1 유체 채널 측 면에 형성된 다수의 세포 포획 홈이 형성된 세포 포획 멤브레인; 및 상기 제2 유체 채널에 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인 쪽으로 연장되고 생체 분자가 부착되는 다수의 나노 와이어를 포함하며, 상기 세포 포획 홈에는 상기 제2 유체 채널과 통하는 개구가 형성된 생체 분자 전달 장치를 이용하여 생체 분자를 세포에 전달하는 방법으로서, 상기 다수의 나노 와이어에 생체 분자를 부착하는 생체 분자 준비 단계; 상기 제1 유체 채널을 통해 흐르는 세포 함유 용액에 함유된 개별 세포가 상기 다수의 세포 포획 홈 각각에 포획되는 세포 포획 단계; 및 상기 생체 분자를 상기 개별 세포 각각으로 삽입하는 생체 분자 전달 단계를 포함하며, 상기 생체 분자 전달 단계는 상기 제2 유체 채널에 진공 흡입을 가하여 상기 세포 포획 멤브레인이 상기 나노 와이어 쪽으로 휘어져서 상기 나노 와이어 끝단이 상기 개구를 통해 상기 개별 세포 내로 삽입됨으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 방법이 제공된다.

상기 생체 분자 준비 단계는 상기 생체 분자는 상기 다수의 나노 와이어 의 끝단에 코팅되어서 수행될 수 있다.

상기 생체 분자는 분자 비콘일 수 있다.

상기 생체 분자 전달 단계에서 상기 진공 흡입에 의해 상기 제2 유체 채널에 남은 용액이 배출될 수 있다.

본 발명에 의하며 앞서서 기재한 본 발명의 목적이 모두 달성될 수 있다. 구체적으로는 다수의 세포가 개별적으로 포획된 상태에서 나노 와이어에 코팅된 생체 분자가 동시에 다수의 개별 세포 내로 전달되므로 효율적인 세포 분석이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 분자 전달 장치을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 세포 포획 칩의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 세포 포획 칩의 종단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 세포 포획 멤브레인의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 세포 포획 멤브레인에서 포획 홈을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6j는 도 4에 도시된 세포 포획 멤브레인의 제조 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 분자 전달 방법을 도시한 순서도이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7에 도시된 생체 분자 전달 방법을 설명하는 도 1에 도시된 세포 포획 칩의 상태도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 분자 전달 장치가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 생체 분자 전달 장치(10a)는 세포 포획 칩(10)과, 흡입기(60)를 포함한다. 생체 분자 전달 장치(10a)는 단일 세포를 포획하고 포획된 단일 세포에 생체 분자를 전달한다.

도 2에는 세포 포획 칩(10)의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 세포 포획 칩(10)의 종단면도가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 세포 포획 칩(10)은 제1 기판(20)과, 제2 기판(30)과, 두 기판(20, 30)의 사이에 위치하는 제3 기판(40)을 구비한다.

제1 기판(20)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형 행태로서, 제1 기판(20)에는 용액 주입 구멍(22)과, 제1 용액 배출 구멍(24)과, 제2 용액 배출 구멍(26)과, 제1 유체 채널(23)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 제1 기판(20)이 PDMS(Polydimethylsiloxane: 폴리다이메틸실록세인) 재질인 것으로 설명한다.

용액 주입 구멍(22)은 제1 기판(20)의 일단부에 가깝게 위치한다. 용액 주입 구멍(22)은 제1 기판(20)을 관통한다. 용액 주입 구멍(22)을 통해 세포 함유 용액이 세포 포획 칩(10) 안으로 주입된다.

제1 용액 배출 구멍(24)은 제1 기판(20)의 길이방향으로 용액 주입 구멍(22)의 반대편 단부에 가깝게 위치한다. 제1 용액 배출 구멍(24)은 제1 기판(20)을 관통한다. 제1 용액 배출 구멍(24)을 통해 세포 함유 용액이 세포 포획 칩(10) 밖으로 배출된다.

제2 용액 배출 구멍(26)은 제1 기판(20)의 길이방향으로 용액 주입 구멍(22)의 반대편 단부에 제1 용액 배출 구멍(24)보다 더 가깝게 위치한다. 제2 용액 배출 구멍(26)은 제1 기판(20)을 관통한다. 제2 용액 배출 구멍(24)을 통해 세포 함유 용액이 세포 포획 칩(10) 밖으로 배출된다.

제1 유체 채널(23)은 제3 기판(40)과 접하는 면에 홈 형태로 파여서 형성되며 용액 주입 구멍(22)과 제1 용액 배출 구멍(24)을 연결하도록 연장된다. 제1 유체 채널(23)은 연장 방향을 따라서 중간 부분의 폭이 넓도록 형성되어 있다. 이는 폭이 넓은 중간 부분에서 제3 기판(40)에서 세포가 포획되는 영역을 포함할 수 있도록 하기 위함이다.

제2 기판(30)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형 행태로서, 제2 기판(30)에는 연통 홈(33)과, 제2 유체 채널(32)이 형성된다. 본 실시예에서는 제2 기판(30)이 PDMS(Polydimethylsiloxane: 폴리다이메틸실록세인) 재질인 것으로 설명한다.

연통 홈(33)은 제1 기판(20)의 제2 용액 배출 구멍(26)과 대응하는 지점에 위치한다. 연통 홈(33)은 제3 기판(40)과 접하는 면에 원형 홈 형태로 파여서 형성된다.

제2 유체 채널(32)은 제3 기판(40)과 접하는 면에 홈 형태로 파여서 형성되며 제3 기판(40)의 중앙부로부터 연통 홈(33)까지 연장된다. 제2 유체 채널(32)은 연통 홈(33)과 이어지는 끝 부분이 좁아지도록 형성된다. 제2 유체 채널(32)은 일부가 제3 기판(40)에서 세포가 포획되는 영역과 겹치도록 형성된다.

제2 기판(30)은 제2 유체 채널(32) 내에 형성되는 다수의 나노 와이어(34)를 구비한다. 다수의 나노 와이어(34)는 제3 기판(40)에서 세포가 포획되는 영역에 대응하여 형성된다. 다수의 나노 와이어(34)는 제2 유체 채널(32)의 바닥으로부터 세워져서 제3 기판(40) 쪽으로 연장된다. 다수의 나노 와이어(34)의 끝단에는 특정 바이오 분자가 코팅되어서 형성된다. 본 실시예에서는 나노 와이어(34)가 산화아연(ZnO) 재질인 것으로 설명한다.

제3 기판(40)은 대체로 일측 방향을 따라 길게 연장된 직사각형 행태로서, 중앙부에는 세포 포획 멤브레인(50)이 설치되는 관통 창(41)이 마련된다. 관통 창(41)은 제1 유체 채널(23) 및 제2 유체 채널(32)과 모두 연결되어서 세포 포획 멤브레인(50)은 양면이 각각 제1 유체 채널(23) 및 제2 유체 채널(32)과 면하게 된다. 제3 기판(40)에는 관통 구멍(42)이 마련된다. 관통 구멍(42)은 연통 홈(33)을 제2 용액 배출 구멍(26)과 연결시킨다.

도 4에는 세포 포획 멤브레인(50)의 사시도가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 세포 포획 멤브레인(50)에는 다수의 세포 포획 홈(52)이 마련된다. 도 5를 함께 참조하면, 세포 포획 홈(52)은 제1 유체 채널(23) 측에 형성되며, 바닥으로 갈수로 좁아지는 형상을 갖는다. 세포 포획 홈(52)의 바닥에는 제2 유체 채널(32) 측과 통하는 개구(521)의 직경(d2)은 포획되는 세포(C)가 통과하지 못하도록 세포(C)보다 작게 형성된다. 세포 포획 홈(52)의 제1 유체 체널(23) 측 개구(522)의 직경(d1)은 세포(C)보다 크게 형성된다. 본 실시예에서는 세포 포획 멤브레인(50)가 PMMA(Polymethylmethacrylate: 폴리메틸메타크릴레이트) 재질인 것으로 설명한다.

도 6a 내지 도 6j에는 세포 포획 멤브레인(50)의 제조 과정이 순서대로 도시되어 있다. 도 6a 내지 도 6j를 참조하여, 세포 포획 멤브레인(50)의 제조 과정을 설명한다. 도 6a를 참조하면, 먼저, 실리콘 질화막과 같은 버퍼층(111)이 상부에 도포된 실리콘 기판(101)이 도시된다. 도 6b 및 6c를 참조하면, 상기 버퍼층(111) 상에 포토레지스트층(121)이 적층되고, 패터닝된다. 이로써 상기 포토레지스트층(121)은 하나 이상의 원형 개구부를 가지며, 원형 형태로 버퍼층(101)이 외부로 노출된다. 도 6d 및 6e을 참조하면, 원형 형태로 노출된 상기 버퍼층(111)을 패터닝하고, 포토레지스트층(121)을 제거한다. 이후 상기 실리콘 기판(101)을 비등방식각하며, 이로써 반구 형상의 홈이 하나 이상 형성된 실리콘 기판(101)이 제조된다. 본 발명은 이와 같이 딱딱한 재질인 실리콘 기판(101)에 세포 포획을 위한 반구 형상을 음각 형태로 형성시키고, 이를 주형으로 사용한다. 도 6f 및 6g를 참조하면, 상기 반구 형상의 홈이 하나 이상 형성된 실리콘 기판(101) 주형에 제 1 폴리머층(201)을 도포한 후, 열처리한다. 이로써 제 1 폴리머층(201)은 상기 반구 형상의 홈으로 폴리머 물질이 들어간 후, 열처리에 의하여 경화되므로, 도 6g에서 도시한 바와 같이 하나 이상의 반구(202)가 기판 상부로 돌출된 구조가 된다. 본 발명은 반구(202)가 돌출된 상기 제 1 폴리머 기판(201)을 또 다른 주형으로 사용한다. 도 6h를 참조하면, 상기 반구(202)가 소정 높이만큼 돌출된 제 1 폴리머 주형(201)을 또 다른 제 2 폴리머층(301)으로 가압한다. 이로써 상기 제 1 폴리머 주형(201)의 반구(202)는 상기 제 2 폴리머층(301)에 들어가게 된다. 이때 상기 제 1 폴리머 주형(201)의 반구 높이는 상기 제 2 폴리머층(301)의 두께보다 낮은데, 이로써 제 2 폴리머층(301)에는 반구 형상의 홈이 내부에 형성되며, 반구의 홈은 아래로 유체가 흐르지 않는 구조가 된다. 만약 제 1 폴리머 주형의 반구 높이가 제 2 폴리머층(301) 두께보다 높으면, 세포 포획을 위하여 하부가 개방된 반구 홈이 정확하게 형성되지 않으며, 더 나아가, 세포 크기에 맞게 하부를 정확하게 개방할 수 없다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 폴리머와 제 2 폴리머는 폴리디메틸실록산(PDMS) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 도 6i에서는 제 1 폴리머 주형(201) 가압 후 열처리하여, 형성된 제 2 폴리머층(301)이 도시된다. 상기 제 2 폴리머층(301) 내부에는 반구 형상의 홈이 형성되며, 아직까지는 반구 형상의 홈 하부는 개방된 상태가 아니다.

도 6j에서는 상기 제 2 폴리머층(301) 두께를 감소시키는 이온-반응성 에칭 공정을 설명한다. 도 6j을 참조하면, 반구 형상의 홈(302)이 소정 깊이로 형성된 제 2 폴리머층(301)의 두께를 산소-반응성 이온 에칭 공정으로 감소시키며, 이로써 반구의 깊이 미만으로 제 2 폴리머층(301) 높이가 감소되며, 이로써 반구의 하부는 소정 면적만큼 개방된다. 본 발명에서는 상기 개방된 반구 하부의 면적은 포획하고자 하는 세포, 특히 단일 세포보다 적은 면적이고 상부는 세포보다 큰 면적인 것이 바람직하다. 이로서 세포는 상기 반구(302) 내로 포획되고, 세포가 함유된 용액은 위쪽으로 흐르게 된다. 제 2 폴리머층(301)의 두께를 산소 반응성 이온 에칭 공정 시간으로 조절하며, 이로써 반구 홀의 하부 개방 면적을 조절한다.

흡입기(60)는 통상적인 진공 흡입 장치이다. 흡입기(60)가 제1, 제2 용액 배출 구멍(24, 26)과 연결되어서, 세포 포획 칩(10)으로부터 용액을 배출시킨다. 도시되지는 않았으나, 제1, 제2 용액 배출 구멍(24, 26) 중 어느 하나를 통해 선택적으로 용액을 배출하는 것도 가능하도록 구성된다.

도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 생체 분자 전달 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 생체 분자 전달 방법은 생체 분자 준비 단계(S10)와, 세포 포획 단계(S20)와, 생체 분자 전달 단계(S30)를 포함한다.

생체 분자 준비 단계(S10)에서는 다수의 나노 와이어(도 2의 34)에 특정 생체 분자(본 실시예에서는 분자 비콘(molecular beacon))가 부착된다. 생체 분자 준비 단계(S10)는 다수의 나노 와이어(도 2의 34) 각각의 끝단에 생체 분자가 코팅과 같은 방법으로 부착되어서 수행된다. 생체 분자 준비 단계(S10) 후에는 세포 포획 단계(S20)가 수행된다.

세포 포획 단계(S20)에서는 단일 세포가 세포 포획 멤브레인(도 4의 50)에 형성된 세포 포획 홈(52)에 포획된다. 세포 포획 단계(S20)를 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 세포 함유 용액이 용이 주입 구멍(도 3의 22)을 통해 세포 포획 칩(도 3의 10) 내로 주입된다. 세포 포획 칩(도 3의 10)의 내부로 주입된 세포 함유 용액은 제1 유체 채널(23)을 통해 세포 포획 멤브레인(도 3의 50)의 위로 안내된다. 세포 포획 멤브레인(도 3의 50)의 위로 안내된 세포 함유 용액에 함유된 세포 각각이 세포 포획 홈(도 4의 52)에 포획된다. 이 과정에서 나머지 용액은 세포 포획 홈(도 4의 52)의 바닥에 형성된 개구(도 5의 521)를 통해 제2 유체 채널(도 3의 32)로 유입되거나, 모든 세포 포획 홈(도 4의 52)이 개별 세포로 포획되어서 개구(도 5의 521)가 막히는 경우에는 제1 유체 채널(도 3의 23)에 남게 된다. 제1 유체 채널(도 3의 23)에 남은 용액은 제1 용액 배출 구멍(도 3의 24)를 통해 배출된다. 도 8a에는 세포 포획 단계(S20) 완료 후의 상태가 도시되어 있다. 도 8a를 참조하면, 세포 포획 멤브레인(50)에 형성된 세포 포획 홈(52)에 개별 세포(C)가 수용되어서 포획되어 있고, 다수의 나노 와이어(34)의 끝단에는 분자 비콘(B)이 코팅되어 있다. 세포 포획 단계(S20) 후에는 생체 분자 전달 단계(S30)가 수행된다.

생체 분자 전달 단계(S30)에서는 생체 분자가 개별 세포 내로 전달된다. 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 8a에 도시된 상태에서 제2 유체 채널(도 3의 32)에 남은 용액은 흡입기(도 1의 60)에 의해 진공 흡입되어서 제2 용액 배출 구멍(도 3의 26)을 통해 배출된다. 용액이 제2 유체 채널(도 3의 32)을 따라 제2 용액 배출 구멍(도 3의 26)으로 이동하는 과정에서 제2 유체 채널(도 3의 32)의 압력은 저하되어서 세포 포획 멤브레인(도 3의 50)은 아래로 휘어져서 처지게 된다. 이 상태가 도 8b에 도시되어 있다. 도 8b를 참조하면, 세포 포획 멤브레인(50)이 아래로 처져서 자연적으로 아래에 위치하는 나노 와이어(34)의 끝단이 세포 포획 멤브레인(50)에 포획된 세포(C) 내로 침투하게 된다. 이후, 진공 흡입이 끝나면 제2 유체 채널(도 3의 32)의 압력이 원 상태로 회복되고 그에 따라 세포 포획 멤브레인(50)도 도 8c에 도시된 바와 같이 원 상태로 회복되어서 각 세포가 나노 와이어(34)와 분리된다. 도 8c를 참조하면, 개별 세포(C) 내에 분자 비콘(B)이 전달되어 있다.

생체 분자 전달 단계(S30) 후에는 도 8d에 도시된 바와 같이 혼성화(hybridization) 과정이 수행되어서 분자 비콘이 타겟 유전자(target gene)과 혼성된다.

이상 실시예들을 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예들은 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

10a : 생체 분자 전달 장치 10 : 세포 포획 칩
20 : 제1 기판 22 : 용액 주입 구멍
23 : 제1 유체 채널 24 : 제1 용액 배출 구멍
26 : 제2 용액 배출 구멍 30 : 제2 기판
32 : 제2 유체 채널 33 : 연통 홈
34 : 나노 와이어 40 : 제3 기판
42 : 관통 구멍 50 : 세포 포획 멤브레인
52 : 세포 포획 홈 60 : 흡입기

Claims

용액 주입 구멍과 연결되는 제1 유체 채널;
용액 배출 구멍과 연결되는 제2 유체 채널;
상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 위치하고 상기 제1 유체 채널 측 면에 형성된 개별 세포를 포획하기 위한 다수의 세포 포획 홈이 형성된 세포 포획 멤브레인; 및
상기 제2 유체 채널에 상기 세포 포획 홈이 형성되는 영역에 대응하여 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인 쪽으로 연장되고 생체 분자가 부착되는 다수의 나노 와이어를 포함하며,
상기 세포 포획 홈에는 상기 제2 유체 채널과 통하는 개구가 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용액 배출 구멍과 연결되는 용액 흡입기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 용액 주입 구멍과 상기 제1 유체 채널과 상기 용액 배출 구멍이 형성되는 제1 기판;
상기 제2 유체 채널이 형성되는 제2 기판; 및
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인이 설치된 제3 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제3 기판에는 상기 용액 배출 구멍과 상기 제2 유체 채널을 연통시키는 관통 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 기판에는 상기 제1 유체 채널과 연결되는 별도의 추가 용액 배출 구멍이 더 형성된 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 개구는 포획 세포가 통과하지 못하는 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널은 상기 세포 포획 멤브레인의 연장 방향과 평행하게 연장되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 장치.
제1 유체 채널과, 제2 유체 채널과, 상기 제1 유체 채널과 상기 제2 유체 채널 사이에 위치하고 상기 제1 유체 채널 측 면에 형성된 다수의 세포 포획 홈이 형성된 세포 포획 멤브레인; 및 상기 제2 유체 채널에 상기 세포 포획 홈이 형성되는 영역에 대응하여 위치하며 상기 세포 포획 멤브레인 쪽으로 연장되고 생체 분자가 부착되는 다수의 나노 와이어를 포함하며, 상기 세포 포획 홈에는 상기 제2 유체 채널과 통하는 개구가 형성된 생체 분자 전달 장치를 이용하여 생체 분자를 세포에 전달하는 방법으로서,
상기 다수의 나노 와이어에 생체 분자를 부착하는 생체 분자 준비 단계;
상기 제1 유체 채널을 통해 흐르는 세포 함유 용액에 함유된 개별 세포가 상기 다수의 세포 포획 홈 각각에 포획되는 세포 포획 단계; 및
상기 생체 분자를 상기 개별 세포 각각으로 삽입하는 생체 분자 전달 단계를 포함하며,
상기 생체 분자 전달 단계는 상기 제2 유체 채널에 진공 흡입을 가하여 상기 세포 포획 멤브레인이 상기 나노 와이어 쪽으로 휘어져서 상기 나노 와이어 끝단이 상기 개구를 통해 상기 개별 세포 내로 삽입됨으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 생체 분자 준비 단계는 상기 생체 분자는 상기 다수의 나노 와이어 의 끝단에 코팅되어서 수행되는 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 생체 분자는 분자 비콘인 것을 특징으로 하는 생체 분자 전달 방법.