KR101501245B1 - 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법 - Google Patents

마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101501245B1
KR101501245B1 KR1020120112344A KR20120112344A KR101501245B1 KR 101501245 B1 KR101501245 B1 KR 101501245B1 KR 1020120112344 A KR1020120112344 A KR 1020120112344A KR 20120112344 A KR20120112344 A KR 20120112344A KR 101501245 B1 KR101501245 B1 KR 101501245B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antigen
antibody
antibody reaction
substrate
metal nano
Prior art date
Application number
KR1020120112344A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140046684A (ko
Inventor
배영민
이경희
김대호
설승권
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR1020120112344A priority Critical patent/KR101501245B1/ko
Publication of KR20140046684A publication Critical patent/KR20140046684A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101501245B1 publication Critical patent/KR101501245B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5085Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above for multiple samples, e.g. microtitration plates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55Specular reflectivity
    • G01N21/552Attenuated total reflection
    • G01N21/553Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54346Nanoparticles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/551Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being inorganic
    • G01N33/553Metal or metal coated

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

본 발명은, 항원-항체 반응 검사용 마이크로타이터 기판의 챔버에 국부 표면 플라즈몬 공명 현상을 나타내는 금속 나노점 어레이를 포함시키고, 상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체를 고정화시킨 후 항원과 결합시킨 다음, 항원-항체 결합 전후의 흡광도 특성을 비교함으로써, 항원-항체 반응을 정량화할 수 있도록 하는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 검출 항체 결합 및 효소에 기질을 부여하는 단계 등의 표지 단계들을 수행하지 않는 단순한 방법으로 항원-항체 반응을 정량화할 수 있는 효과가 있다.

Description

마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법{MICROTITER PLATE AND DETECTION METHOD OF ANTIGEN-ANTIBODY REACTION USING THEREOF}
본 발명은 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로타이터 기판의 개별 챔버 표면에 금속 나노점 배열을 도입함으로써 별도의 표지 형성 단계 없이도 항원-항체 반응 검사를 간단히 수행할 수 있도록 하는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법에 관한 것이다.
마이크로타이터 기판(Microtiter plate)은 병원의 진단 검사실이나 생명과학 실험실 등에서 널리 사용되는 항원-항체 반응 검사용 플랫폼으로서, 효소면역분석법(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)에 주로 사용되는 장치이다.
도 1을 참조하여 종래의 마이크로타이터 기판의 구조를 설명하면, 마이크로타이터 기판(100)은 본체(110) 및 본체(110) 상면에 배열되어 있는 복수개의 챔버(120)로 구성되어 있다. 챔버(120)는 본체(110) 상면으로부터 아래로 오목하게 형성된 마이크로 리터 용량의 수용 공간으로서, 각종 반응을 위한 개별 반응기 역할을 수행하는 부분이다. 마이크로타이터 기판(100)에는 복수개의 챔버(120)가 형성되어 있으므로, 다수개의 항원-항체 반응 검사를 동시에 수행할 수 있다.
도 2는 종래의 마이크로타이터 기판(100)을 이용한 항원-항체 반응 검사의 순서도이며, 도 3은 이러한 순서에 의해 진행되는 반응을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2와 도 3을 참조하여 종래의 마이크로타이터 기판(100)을 이용한 항원-항체 반응 검사 순서를 설명하면, 우선 마이크로타이터 기판의 챔버 표면(300)에 캡쳐 항체(Capture Antibody)(310)를 고정화시키는 단계를 수행하고(S210) 고정화된 캡쳐 항체(310)에 검출하고자 하는 항원(320)을 결합시킨다(S220). 다음 단계로는 항원(320)-항체(310) 반응을 정량화하기 위한 검출 항체(330)를 항원(320)에 결합시키고(S230), 검출 항체(330)에 부착되어 있는 효소(331)에 기질(340)을 부여함으로써 부산물(341)을 형성시킨 다음(S240), 이렇게 생성된 부산물(341)을 검출기(350)를 이용하여 측정하게 된다(S250).
이러한 종래의 마이크로타이터 기판(100)을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법은 캡쳐 항체(310)에 결합된 항원(320)에 검출 항체(330) 및 효소 반응 등을 이용하여 표지를 한 후 이 표지를 검출한다는 점에서 표지 방법으로 알려져 있으며, S240 단계는 효소(331)에 기질(340)을 부여하여 부산물(341)을 형성시키는 대신 효소(331)에 색상 또는 형광 특성 등 검출 가능한 특성을 부여할 수 있는 기질(340)을 이용하여 색상 또는 형광 등의 특성을 검출하도록 하는 방법이 사용될 수도 있다.
그러나 이러한 종래의 마이크로타이터를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법은, 항원-항체 반응 단계(S220) 이후에도 검출 항체를 결합하고 효소에 기질을 부여하는 등 다단계의 복잡한 반응을 연속적으로 수행하여야 하고 각 단계별로 개별 챔버를 청소해야 하기 때문에, 분석 시간 및 비용이 많이 소요되고 숙련된 인력이 요구되는 문제점이 있다.
따라서, 마이크로타이터를 이용한 검사 방법의 장점은 유지하면서도, 항원-항체 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있도록 하는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법이 요구된다.
또한, 별도의 표지 단계를 생략하여 항원-항체 반응 검사를 단순화시킴으로써, 숙련된 인력이 없이도 항원-항체 반응 검사를 쉽게 수행할 있도록 하는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 마이크로타이터를 이용한 검사 방법의 장점은 유지하면서도, 항원-항체 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 별도의 표지 단계를 생략하고도 단순한 방법으로 항원-항체 반응을 정량화할 수 있도록 함으로써, 숙련된 인력이 없이도 항원-항체 반응 검사를 쉽게 수행할 수 있도록 하는 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판은, 본체, 상기 본체 상면에 배열되어 있는 복수 개의 챔버를 포함하며, 상기 챔버는 국부 표면 플라즈몬 공명 현상을 나타내는 금속 나노점 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 금속 나노점 어레이는 챔버 표면에 직접 부착될 수도 있으나, 별도의 기판 위에 형성되고 상기 기판이 챔버 표면에 부착될 수도 있다.
또한, 상기 금속 나노점 어레이는 금(Gold) 또는 은(Silver) 나노 입자로 이루어질 수 있고, 패터닝 방법으로 형성되거나 또는 금속 나노 입자를 직접 부착하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법은,본체 및 상기 본체 상면에 배열되어 있는 복수 개의 챔버를 포함하며 상기 챔버에는 국부 표면 플라즈몬 공명 현상을 나타내는 금속 나노점 어레이가 포함된 마이크로타이터 기판을 제공하는 단계, 상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체를 고정화시키는 단계, 상기 캡쳐 항체에 항원을 결합시키는 단계, 검출기를 이용하여 상기 각 챔버의 흡광도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 금속 나노점 어레이는 챔버 표면에 직접 부착될 수도 있으나, 별도의 기판 위에 형성되고 상기 기판이 챔버 표면에 부착될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법은, 상기 흡광도를 측정하는 단계를 통해 흡광도가 최대가 되는 파장을 검출할 수 있으며, 상기 흡광도가 최대가 되는 파장을 상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체가 고정화된 상태에서 흡광도가 최대가 되는 파장과 비교함으로써, 항원-항체 반응에 의한 흡광 특성 변화를 검출하고, 이로부터 캡쳐 항체에 결합된 항원의 양을 정량화할 수 있다.
여기서, 상기 흡광 특성 변화는 상기 캡쳐 항체에 결합된 상기 항원의 양에 의해 결정되며, 상기 캡쳐 항체에 결합된 상기 항원의 양에 따른 상기 흡광 특성 변화는 상기 검사 이전에 데이터베이스화 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법에 따르면, 마이크로타이터를 이용한 검사 방법의 장점은 유지하면서도 항원-항체 반응 검사에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법에 따르면, 별도의 표지 단계를 수행하지 않고도 단순한 방법으로 항원-항체 반응을 정량화할 수 있도록 함으로써, 숙련된 인력이 없이도 항원-항체 반응 검사를 쉽게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 마이크로타이터 기판의 사시도
도 2는 종래의 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사의 순서도
도 3은 종래의 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사의 개념도
도 4는 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판의 사시도 및 개별 챔버 표면에 형성된 금속 나노점 어레이의 전자현미경 사진
도 5는 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판에 의해 항원-항체 반응을 검사하는 원리를 설명하는 도면
도 6은 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법의 순서도
도 7은 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법을 개념적으로 도시한 도면
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로타이터 기판을 제작하는 방법
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로타이터 기판을 제작하는 방법
도 10은 본 발명에 따른 리프트-오프법에 의한 금속 나노점 어레이 형성 방법의 흐름도
도 11은 도 10의 흐름에 따른 금속 나노점 어레이 형성 과정의 개략도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 한정되거나 제한되는 것은 아니다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판의 사시도(도 4a) 및 개별 챔버 표면에 형성된 금속 나노점 어레이의 전자현미경 사진이다(도 4b). 도 4a를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판(400)은 본체(410) 및 본체(410) 상면에 배열되어 있는 복수개의 챔버(420)로 구성되어 있다. 챔버(420)는 본체(410) 상면으로부터 아래로 오목하게 형성된 마이크로 리터 용량의 수용 공간으로서, 각종 반응을 위한 개별 반응기 역할을 수행하는 부분이다. 마이크로타이터 기판(400)에는 복수개의 챔버(420)가 형성되어 있으므로, 종래의 마이크로타이터 기판과 마찬가지로 다수개의 항원-항체 반응 검사를 동시에 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로타이터 기판(400)은 각 챔버 표면(421)에 금속 나노점 어레이(430)가 형성되어 있다. 금속 나노점 어레이(430)란 도 4b의 전자현미경 사진에서 확인되는 바와 같이 나노 크기의 금속 입자들(431)이 배열된 것을 의미하는 것으로, 입자의 크기는 대략 10~200nm, 바람직하게는 10~100nm 범위일 수 있으며, 금속의 종류는 금(Gold), 은(Silver) 등 귀금속인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
금속이 나노 크기가 되면 금속 내 자유전자의 거동에 의해 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)이라는 특성이 나타나는데, 표면 플라즈몬 공명 현상이란, 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사입자인 플라즈몬(Plasmon)이 특정 파장 대의 광을 흡수하여 여기된 상태가 되는 현상을 말한다. 특히, 나노 두께의 금속 박막과는 달리 나노 크기의 금속 입자의 경우 여기된 플라즈몬이 전파하지 않고 금속 나노 입자의 근접장 내에 귀속되는데, 이를 국부 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance) 현상이라고 한다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로타이터 기판에 의해 별도의 표지 단계 없이 항원-항체 반응을 검사하는 원리를 설명하는 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하면, 도 5(a)와 같이 금속 나노 입자(510)에 캡쳐 항체(520)를 고정화시킨 후 금속 나노점 어레이에 의한 흡광 특성을 조사하면 국부 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 특정 파장(λ1)에서 흡광도가 최대가 되는 흡광 특성이 나타나게 된다(도 5(c)의 540a 그래프).
한편 도 5(b)와 같이 캡쳐 항체(520)에 항원(530)을 결합시키게 되면, 금속 나노 입자(510) 표면의 유전율이 변하면서, 흡광도가 최대가 되는 파장 대역도 변하게 되며, λ1과는 다른 파장인 λ2에서 흡광도가 최대가 되는 흡광 특성이 나타나게 된다(도 5(c)의 540b 그래프).
여기서, λ2는 캡쳐 항체(520)에 결합된 항원(530)의 양에 의해 결정되므로, 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 이용하면 항원-항체 반응 전후 금속 나노 입자의 흡광 특성 변화를 검출함으로써 별도의 표지 단계 없이도 항원-항체 반응을 정량화할 수 있다.
이하 도 6과 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 순서를 설명한다. 도 6은 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사의 순서도이며, 도 7은 이러한 순서에 의해 진행되는 반응을 개념적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 순서는, 우선 마이크로타이터 기판의 챔버 표면(700)에 형성되어 있는 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체(720)를 고정화시키는 단계를 수행하며(S610), 이러한 단계에 의해 도 7(a)와 같이 금속 나노 입자(710)의 표면에 캡쳐 항체(720)가 고정화된다. 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체를 고정화시키는 방법으로는, 항체에 thiol(-SH)를 유도하거나, 금속-thiol 간의 자기조립(self-assembly)에 의한 단분자층을 형성시키는 방법 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정하지 않고 모든 물리적 또는 화학적 고정화 방법을 사용할 수 있음은 물론이다.
다음은 고정화된 캡쳐 항체(720)에 검출하고자 하는 항원(730)을 결합시키는 단계로서(S620), 이러한 단계에 의해 도 7(b)와 같이 캡쳐 항체(720)에 항원(730)이 결합된 상태가 되며, 그 결합된 양에 따라 금속 나노 입자(710)의 흡광 특성이 국부 표면 플라즈몬 공명 현상에 의해 변화하게 된다.
다음 단계로는 변화된 흡광 특성을 검출기(740)로 검출하는 단계이다(S630). 여기서 검출기(740)는 분광분석법에 활용되는 분광분석기(Spectrometer)를 사용할 수 있다.
이처럼 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 이용하게 되면, 항원-항체 결합 후 별도로 검출 항체를 결합시키고 효소에 기질을 부여하는 등의 복잡한 표지 단계들을 생략할 수 있으므로, 항원-항체 반응 검사 방법이 매우 단순해지는 장점이 있다.
한편, S630 단계에 의해 항원-항체 반응을 정량화하기 위해서는 항원-항체 결합 전후의 흡광 특성의 변화, 특히 흡광도가 최대가 되는 파장 변화 데이터가 있어야 하므로, 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체(720)를 고정화시킨 후 항원(730)을 결합시키기 전에도 검출기(740)를 이용하여 흡광 특성을 검출하는 단계를 수행할 수도 있다. 바람직하게는, 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체(720)를 고정화시킨 상태에서의 흡광 특성 데이터는 미리 데이터베이스로 구축하여 제공함으로써, 항원을 결합시킨 후의 흡광 특성 데이터를 검출하고 이를 데이터베이스로 제공된 데이터와 비교하는 방법으로, 항원 결합 전의 검출 단계를 생략할 수 있다.
또한, 항원의 결합량에 따른 흡광 특성 변화, 특히 흡광도가 최대가 되는 파장 변화 데이터도 미리 데이터베이스로 구축하여 함께 제공하는 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 도 6에 도시된 대로 S610~S630 단계를 순차적으로 수행한 후 검출된 흡광 특성, 특히 흡광도가 최대가 되는 파장을 위 데이터베이스에 저장된 데이터와 비교함으로써 항원-항체 반응을 정량화할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 검출 데이터와 데이터베이스의 비교 단계가 자동으로 수행되도록, 검출기 내부에 제어회로를 구성하고, 비교 단계에 의해 추출된 항원-항체 반응 수치를 소정의 표시부를 통해 디스플레이하도록 구성할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명에 의한 마이크로타이터 기판을 제작하는 방법을 설명한다. 도 8은 별도의 기판(831) 위에 금속 나노점 어레이를 형성한 금속 나노점 어레이 기판(830)을 제작한 후, 이를 종래의 마이크로타이터 기판의 챔버 표면에 부착하는 방법이다. 금속 나노점 어레이 기판(830)은 챔버보다 큰 크기의 기판 상에 금속 나노점 어레이를 형성한 후 각 개별 챔버의 크기에 맞게 절단하여 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 기판(831) 위에 금속 나노점 어레이를 형성하는 방법으로는, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 통상적인 패터닝 방법, 가령 기판(831) 위에 금속 박막을 증착한 후 포토레지스트(Photoresist) 및 패턴 마스크를 이용한 노광(Lithography) 및 에칭(Etching) 공정을 사용하여 금속 나노점 어레이로 패터닝하거나, 리프트-오프법(Lift-off)을 사용하여 금속 나노점 어레이로 패터닝하는 방법을 사용할 수 있으며, 금속 나노 입자를 형성한 후 기판(831) 상에 물리적 또는 화학적 결합이 이루어지도록 직접 부착함으로써 별도의 패터닝 과정 없이 금속 나노점 어레이를 형성하는 방법을 사용할 수도 있다.
도 9는 별도의 금속 나노점 어레이 기판(830)을 형성하지 않고, 마이크로타이터 챔버 표면(920)에 직접 금속 나노점 어레이를 형성하는 방법이다. 챔버 표면(920)에 금속 나노점 어레이를 형성하는 방법으로는, 도 8을 참조하여 설명한 것과 마찬가지로 통상적인 패터닝 방법, 또는 금속 나노 입자를 챔버 표면(920)에 물리적 또는 화학적 결합이 이루어지도록 직접 부착하는 방법 등을 사용할 수 있으며, 물론 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 금속 나노점 어레이를 형성하기 위한 통상적인 패터닝 방법 중에서는 공정이 간단하고 저비용으로 진행 가능한 리프트-오프법을 사용하는 것이 바람직한데, 이하 도 10 및 도 11을 참조하여 리프트-오프법에 의해 금속 나노점 어레이를 형성하는 방법을 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 리프트-오프법에 의한 금속 나노점 어레이 형성 방법의 흐름도이고, 도 11은 도 10의 흐름에 따른 금속 나노점 어레이 형성 과정의 개략도이다.
우선 도 11(a)에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(1110)의 상부에 금속물질로 마스크 금속층(1120)을 증착한다(S1010 단계). 여기서 베이스 기판은 도 8의 실시예에서는 이후 챔버 표면에 부착되는 별도의 기판(831)일 수 있으며, 도 9의 실시예에서는 마이크로타이터 챔버의 표면이 될 수 있다. 그리고, 마스크 금속층은 금속 나노점 어레이를 이루는 금속물질과 선택적으로 쉽게 제거될 수 있는 금속이어야 하며, 예를들어 알루미늄일 수 있다.
다음으로는 베이스 기판(1110)에 증착된 마스크 금속층(1120)에 복수의 기공(1122)을 형성하여 도 11(b)에 도시된 바와 같이 다공성 박막(1121)을 형성하게 되는데(S1020 단계), 알루미늄 마스크 금속층을 예로 들면 아노다이징(anodizing) 공정을 통해 알루미늄 박막에 복수의 기공(1122)을 형성할 수 있다. 여기서 아노다이징 공정은 알루미늄 박막을 산성 용액에 담근 후 직류를 가하는 공정으로, 이때 형성되는 기공의 크기는 아노다이징 공정 조건을 조절하여 간단히 제어할 수 있으며, 최종적인 금속 나노점 어레이의 나노점 사이즈에 맞게 조절하는 것이 바람직하다.
다공성 박막(1121)이 형성되면 도 11(c)와 같이 다공성 박막(1121) 상부에 금속 나노점 어레이를 형성하기 위한 금속물질(1130)을 증착한다(S1030 단계). 이때, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 전자빔 증발법(E-beam evaporation)을 사용하여 증착하는 것이 바람직하며, 금속물질(1130)은 다공성 박막(1121)의 기공(1122) 부분 및 다공성 박막(1121)의 상부에 증착된다.
마지막으로 다공성 박막(1121), 즉 마스크 금속층을 제거하는 단계로서(S1040 단계), 마스크 금속층의 제거와 함께 그 상부에 증착되어 있던 금속물질(1130)도 함께 제거되므로, 최종적으로는 기공(1122) 부분에 증착된 금속물질(1130)만이 베이스 기판 위에 남아있게 되며, 결과적으로 나노점 어레이가 형성되게 된다. 이때, 마스크 금속층이 알루미늄 금속으로 이루어진 경우, 염기성 용액을 이용한 습식 에칭 공정을 통해 마스크 금속층만을 제거하는 것이 가능하다.
이상 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.
100, 400, 800, 900: 마이크로타이터 기판
110, 410, 810, 910: 본체, 120, 420, 820, 920: 챔버
310, 520, 720: 캡쳐 항체, 320, 530, 730: 항원
330: 검출 항체, 331: 효소, 340: 기질, 341: 부산물
350, 740: 검출기
430: 금속 나노점 어레이
510, 710, 832, 930: 금속 나노 입자
830: 금속 나노점 어레이 기판, 831: 기판

Claims (10)

  1. 항원-항체 반응 검사용 마이크로타이터 기판으로서,
    본체;
    상기 본체 상면에 배열되어 있는 복수 개의 챔버;
    상기 복수 개의 챔버 표면에 부착되며, 국부 표면 플라즈몬 공명 현상을 나타내는 금속 나노점 어레이가 형성된 기판;
    을 포함하며,
    상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체를 고정화시키고 상기 캡쳐 항체에 항원을 결합시킨 후 상기 각 챔버의 흡광도를 측정하는 방법으로 별도의 표지 단계 없이 항원-항체 반응을 정량화하며, 다수개의 항원-항체 반응 검사를 동시에 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노점 어레이는 금(Gold) 또는 은(Silver) 나노 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 나노점 어레이는,
    패터닝 방법으로 형성되거나,
    또는,
    금속 나노 입자를 직접 부착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판.
  5. 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법으로서,
    본체 및 상기 본체 상면에 배열되어 있는 복수 개의 챔버를 포함하며, 상기 챔버 표면에는 국부 표면 플라즈몬 공명 현상을 나타내는 금속 나노점 어레이가 형성된 기판이 부착된 마이크로타이터 기판을 제공하는 단계;
    상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체를 고정화시키는 단계;
    상기 캡쳐 항체에 항원을 결합시키는 단계;
    검출기를 이용하여 상기 각 챔버의 흡광도를 측정하는 단계;
    를 포함하여,
    별도의 표지 단계 없이 항원-항체 반응을 정량화하고, 다수개의 항원-항체 반응 검사를 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서,
    상기 흡광도를 측정하는 단계를 통해 흡광도가 최대가 되는 파장을 검출하는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 흡광도가 최대가 되는 파장을, 상기 금속 나노점 어레이에 캡쳐 항체가 고정화된 상태에서 흡광도가 최대가 되는 파장과 비교함으로써, 항원-항체 반응에 의한 흡광 특성 변화를 검출하고 이로부터 캡쳐 항체에 결합된 항원의 양을 정량화하는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 흡광 특성 변화는 상기 캡쳐 항체에 결합된 상기 항원의 양에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캡쳐 항체에 결합된 상기 항원의 양에 따른 상기 흡광 특성 변화는 상기 검사 이전에 데이터베이스화 되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로타이터 기판을 이용한 항원-항체 반응 검사 방법.
KR1020120112344A 2012-10-10 2012-10-10 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법 KR101501245B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120112344A KR101501245B1 (ko) 2012-10-10 2012-10-10 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120112344A KR101501245B1 (ko) 2012-10-10 2012-10-10 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140046684A KR20140046684A (ko) 2014-04-21
KR101501245B1 true KR101501245B1 (ko) 2015-03-11

Family

ID=50653555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120112344A KR101501245B1 (ko) 2012-10-10 2012-10-10 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101501245B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074832A1 (ko) * 2016-10-20 2018-04-26 (주)플렉센스 바이오센서

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100096622A (ko) * 2009-02-25 2010-09-02 한국생명공학연구원 국소표면 플라즈몬공명을 이용한 생체분자의 측정방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100096622A (ko) * 2009-02-25 2010-09-02 한국생명공학연구원 국소표면 플라즈몬공명을 이용한 생체분자의 측정방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074832A1 (ko) * 2016-10-20 2018-04-26 (주)플렉센스 바이오센서
KR20180043538A (ko) * 2016-10-20 2018-04-30 (주)플렉센스 바이오센서
KR102001553B1 (ko) * 2016-10-20 2019-07-17 (주)플렉센스 바이오센서
CN110114678A (zh) * 2016-10-20 2019-08-09 福莱森斯有限公司 生物传感器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140046684A (ko) 2014-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101982330B1 (ko) 증기 응축액 특히 입김 응축액을 수집 및 분석하기 위한 장치 및 시스템 그리고 이 장치 및 시스템을 사용하는 방법
KR101879794B1 (ko) 나노구조를 가지는 표면 플라스몬 공명(spr) 센서 장치
RU2527699C1 (ru) Биологический сенсор и способ создания биологического сенсора
US8835185B2 (en) Target substance-detecting element
JP5116362B2 (ja) バイオセンサ
KR20210134692A (ko) 나노센서들 및 그것의 사용
JP2007218900A (ja) 標的物質検出用の素子
KR20160138059A (ko) 향상된 검정 감도를 위한 디지털 lspr
US11280784B2 (en) Patterned plasmonic nanoparticle arrays for multiplexed, microfluidic biosensing assays
TW201512646A (zh) 非標定型檢測系統及其應用
Gunda et al. Micro-spot with integrated pillars (MSIP) for detection of dengue virus NS1
KR101501245B1 (ko) 마이크로타이터 기판 및 이를 이용한 항원-항체 반응 검사 방법
JP2009092405A (ja) 標的物質検出用素子、それを用いた標的物質検出装置、キット及び検出方法
JP4921213B2 (ja) 検出素子、検出素子装置及び検出方法
JP2007101308A (ja) 標的物質検出素子、標的物質検出装置及び標的物質検出方法
CN110596375B (zh) 微孔板、基于微孔板的高灵敏度免疫荧光检测方法
US7829349B2 (en) Base carrier for detecting target substance, element for detecting target substance, method for detecting target substance using the element, and kit for detecting target substance
JP2009014491A (ja) 標的物質検出用素子および標的物質検出装置
US20220074857A1 (en) Nanohole array based sensors with various coatings and temperature control for covid-19
CN109470677B (zh) 分子检测装置
TW201546437A (zh) 感測晶片
Laible et al. 3.1 Localized surface plasmon resonance shift sensing
KR101493751B1 (ko) 기저부분에 초미세 구멍을 갖는 화산형 홈 어레이를 가진 생체분자 분석기
JP5812459B2 (ja) アッセイ法
WO2020044762A1 (ja) センサ基板及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee