KR101507757B1 - Method for fabricating hydrophobic coating layer on micropatterned hydrophilic substrate and micropatterned hydrophilic substrate including hydrophobic coating layer fabricated thereby - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판을 실록산 화합물을 포함하는 기판과 접촉시킨 후, 광(light)을 조사하여 실록산 화합물을 상기 미세패턴화된 친수성 고분자 기판 상에 전사시키는 단계; 및 (b) 상기 실록산 화합물이 전사된 미세패턴화된 친수성 고분자 기판으로부터 상기 실록산 화합물을 포함하는 기판을 분리하는 단계를 포함하는, 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 소수성 코팅층을 가지는 미세패턴된 친수성 고분자 기판에 대한 것이다. 본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법에 의하면, 마이크로채널 및/또는 마이크로웰 등이 형성된 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 PDMS 등의 실록산 화합물을 포함하는 스탬프와 정합성 접촉(conformal contact)시킨 후 광경화를 수행함으로써, 대기압 및 상온 조건 하에서도 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 실록산 기능기에 의해 소수성을 띄는 코팅층을 손쉽게 형성할 수 있다. 또한, 상기 방법에 의하면, 미세패턴된 친수성 고분자 기판의 면적이나 기판에 형성된 패턴의 형상 및 치수에 따른 제약없이 선택적으로 소수성 코팅층을 형성할 수 있고, 상기 방법을 통해 형성되는 소수성 코팅층을 구비하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판은 친수성 영역 및 소수성 영역을 동시에 가져 고해상도(high-resolution) 및 고정확도(high-fidelity)로 생체분자 등을 마이크로채널, 마이크로웰 등과 같은 비평활 표면에 선택적으로 고정화할 수 있으며, 뿐만 아니라. 소수성 코팅층 형성 후 장시간이 경과한 시점에서도 코팅층이 매우 견고한 상태로 지속 가능하므로 우수한 내구성까지 동시에 가진다.(A) contacting a micropatterned hydrophilic polymer substrate with a substrate comprising a siloxane compound, and then irradiating light to transfer the siloxane compound onto the micropatterned hydrophilic polymer substrate ; And (b) separating the substrate comprising the siloxane compound from the micropatterned hydrophilic polymer substrate onto which the siloxane compound has been transferred, to form a hydrophobic coating layer selectively on the micropatterned hydrophilic polymer substrate, and And a hydrophobic coating layer formed thereby. According to the present invention, in the method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate according to the present invention, a micropatterned hydrophilic polymer substrate on which microchannels and / or microwells are formed is treated with a siloxane compound A coating layer having hydrophobicity selectively by a siloxane functional group can be easily formed on a fine patterned hydrophilic polymer substrate even under atmospheric pressure and room temperature conditions by performing photocuring after conformal contact with a stamp containing a siloxane functional group. According to the above method, the hydrophobic coating layer can be selectively formed without restriction depending on the area of the fine patterned hydrophilic polymer substrate or the shape and size of the pattern formed on the substrate, and the fine The patterned hydrophilic polymer substrate can selectively immobilize a biomolecule and the like on a non-parallel surface such as a microchannel, a microwell, etc. in a high-resolution and high-fidelity manner at the same time in a hydrophilic region and a hydrophobic region , As well as. The coating layer can be maintained in a very solid state even after a long time has elapsed since the formation of the hydrophobic coating layer, so that it has excellent durability at the same time.

Description

미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 소수성 코팅층을 가지는 미세패턴된 친수성 고분자 기판{Method for fabricating hydrophobic coating layer on micropatterned hydrophilic substrate and micropatterned hydrophilic substrate including hydrophobic coating layer fabricated thereby}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for forming a hydrophobic coating layer selectively on a micropatterned hydrophilic polymer substrate and a micropatterned hydrophobic polymer substrate having a hydrophobic coating layer formed thereby thereby}

본 발명은 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법 및 이에 의해 형성된 소수성 코팅층을 가지는 미세패턴된 친수성 고분자 기판에 대한 것이다.The present invention relates to a method for selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate and a micropatterned hydrophilic polymer substrate having a hydrophobic coating layer formed thereby.

표면 기능화(surface functionalization)는 현재 마이크로 어레이 기술 분야뿐만 아니라 세포, 단백질, 항체 및 암에 대한 수많은 바이오마커와 같은 생체 분자의 표적 패터닝(targeted patterning) 및 질병 검출 및 진단을 위한 가장 큰 관심분야로서, 평활한 표면(planar surface) 위의 정해진 위치에 생체 분자를 패터닝(patterning) 및 앵커링(anchoring)하기 위해 현재까지 마이크로 접촉 인쇄(microcontact printing, μCP), 잉크 제트 프린팅, 딥펜 리소그래피(dip-pen lithography)와 같은 다양한 방법이 개발되었다.Surface functionalization is currently the area of greatest interest for microarray technology as well as targeted patterning of biomolecules such as numerous biomarkers for cells, proteins, antibodies and cancers, and disease detection and diagnosis. Microcontact printing (μCP), ink jet printing, dip-pen lithography, etc. have been used to pattern and anchor biomolecules at predetermined positions on a planar surface. Have been developed.

그러나, 경우에 따라서는 세포, 항체 및 감지 수용체(sensing receptor)는 마이크로채널 또는 공간적으로 분리된 마이크로 스케일 또는 서브마이크로 스케일의 공동(cavity) 내부와 같은 비평활 표면(nonplanar surface)에 고정될 필요가 있다.However, in some cases, cells, antibodies and sensing receptors need to be immobilized on nonplanar surfaces such as microchannels or spatially separated microscale or submicroscale cavities inside have.

이러한 이유로, 연구자들은 선택적으로 입체 구조물이나 공간적으로 분리된 비평활 표면 내부에 생체 분자를 선택적으로 고정화하는 방법을 개발했다.For this reason, researchers have developed a method for selectively immobilizing biomolecules inside a three-dimensional structure or a spatially separated non-planar surface.

이와 관련해, Foley et al.은 PDMS(poly(dimethylsiloxane)) 스탬프를 이용하여 마이크로채널의 오목한 영역의 안쪽에 선택적으로 생체분자를 접촉 인쇄하는 다양한 방법을 소개하였다, 그러나, 소프트한 PDMS 스탬프를 이용하여 컨택트 인쇄를 할 때 재현성 있는 결과를 얻기 위해서는 정밀한 압력 제어가 필요하다는 문제점이 있었다[비특허문헌 0001].In this regard, Foley et al. Introduced various methods for selectively printing biomolecules in contact with the interior of concave regions of microchannels using a PDMS (poly (dimethylsiloxane)) stamp, but using soft PDMS stamps In order to obtain reproducible results at the time of contact printing, there is a problem that precise pressure control is required [Non-Patent Document 0001].

Choi et al.은 오목한 마이크로웰 내부에 배아줄기세포(embryonic stem(ES) cell)를 배양하기 위해 오목형 PDMS 마이크로웰 어레이를 제조하였다. 그러나, 마이크로웰에 정착하지 못한 세포를 제거하기 위해 포스트 석션(post-suction) 공정이 추가로 필요하다는 번거로움이 있었다[비특허문헌 0002].Choi et al. Prepared concave PDMS microwell arrays to cultivate embryonic stem (ES) cells in concave microwells. However, there was a further need for a post-suction process to remove cells that did not settle in the microwells (Non-Patent Document 0002).

Lee et al.은 스탬프로서 친수성 복합 몰드를, 잉크로서 고분자전해질을 사용하여, 마이크로 리저브(micro-reservoir) 주위의 상승된 영역 위로 전하를 띠는 기능성 고분자를 전사함으로써, 마이크로 리저브 어레이 내부에만 항체를 선택적으로 고정화하려고 하였다. 그러나, 표면 젖음성(wettability)을 달리하기 위해서는 고분자전해질의 반복된 접촉 인쇄가 불가피하였다[비특허문헌 0003 및 0004].Lee et al. Used a hydrophilic composite mold as a stamp and a polymer electrolyte as an ink to transfer a chargeable functional polymer onto an elevated area around a micro-reservoir to form an antibody only inside the micro- And was selectively immobilized. However, repeated contact printing of a polymer electrolyte is inevitable in order to vary the wettability (Non-Patent Documents 0003 and 0004).

따라서, 생체분자 등을 마이크로채널, 마이크로웰 등의 내부와 같은 비평활 표면에 선택적으로 고정화할 수 있는 마이크로 어레이 기판을 간단한 공정으로 제조할 수 있는 새로운 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a desperate need for a new method of manufacturing a microarray substrate capable of selectively immobilizing biomolecules or the like on a non-parallel surface such as a microchannel or a microwell by a simple process.

J. Foley, H. Schmid, R. Stutz, E. Delamarche, Langmuir 21 (2005) 11296. J. Foley, H. Schmid, R. Stutz, E. Delamarche, Langmuir 21 (2005) 11296. Y.Y. Choi, B.G. Chung, D.H. Lee, A. Khademhosseini, J.-H. Kim, S.H. Lee, Bioma-terials 31 (2010) 4296. Y.Y. Choi, B.G. Chung, D.H. Lee, A. Khademhosseini, J.-H. Kim, S.H. Lee, Bioma-terials 31 (2010) 4296. N.Y. Lee, J.R. Lim, M.J. Lee, S. Park, Y.S. Kim, Langmuir 22 (2006) 7689. N.Y. Lee, J.R. Lim, M.J. Lee, S. Park, Y.S. Kim, Langmuir 22 (2006) 7689. N.Y. Lee, J.R. Lim, M.J. Lee, J.B. Kim, S.J. Jo, H.K. Baik, Y.S. Kim, Langmuir 22 (2006)9018. N.Y. Lee, J.R. Lim, M.J. Lee, J.B. Kim, S.J. Jo, H.K. Baik, Y.S. Kim, Langmuir 22 (2006) 9018.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 친수성 영역 및 소수성 영역을 동시에 가짐으로써 고해상도(high-resolution) 및 고정확도(high-fidelity)로 생체분자 등을 마이크로채널, 마이크로웰 등과 같은 비평활 표면에 선택적으로 고정화할 수 있도록, 미세패턴된 친수성 고분자 기판상에 간단한 공정을 통해 소수성을 띄는 코팅층을 선택적으로 형성하는 방법 및 이에 의해 제조되는 미세패턴된 고분자 기판을 제공하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a biosensor having a hydrophilic region and a hydrophobic region at the same time, , A method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a fine patterned hydrophilic polymer substrate through a simple process and a finely patterned polymer substrate produced thereby.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 (a) 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판을 실록산 화합물을 포함하는 기판과 접촉시킨 후, 광(light)을 조사하여 실록산 화합물을 상기 미세패턴화된 친수성 고분자 기판 상에 전사시키는 단계; 및 (b) 상기 실록산 화합물이 전사된 미세패턴화된 친수성 고분자 기판으로부터 상기 실록산 화합물을 포함하는 기판을 분리하는 단계를 포함하는, 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법을 제안한다.(A) contacting a micropatterned hydrophilic polymer substrate with a substrate comprising a siloxane compound, and irradiating light to irradiate the siloxane compound with the fine patterned Transferring the hydrophilic polymer onto the hydrophilic polymer substrate; And (b) separating the substrate comprising the siloxane compound from the micropatterned hydrophilic polymer substrate onto which the siloxane compound has been transferred. The method of forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate, I suggest.

또한, 상기 단계 (a)의 미세패턴된 친수성 고분자 기판은 부분 경화된(partially cured) 광 경화성 고분자를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.The method of forming a hydrophobic coating layer on a fine patterned hydrophilic polymer substrate, wherein the fine patterned hydrophilic polymer substrate of step (a) comprises a partially cured photocurable polymer.

또한, 상기 광 경화성 고분자는 NOA(Norland Optical Adhesive)인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법을 제안한다.Also, the photocurable polymer is NOA (Norland Optical Adhesive), which is a method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate.

또한, 상기 실록산 화합물을 포함하는 기판은 (i) 실록산 화합물을 포함하는 1개층으로 이루어진 기판 또는 (ii) 고분자 기재(substrate) 및 상기 고분자 기재 상에 형성된 실록산 화합물을 포함하는 코팅층을 포함하여 이루어지는 기판인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법을 제안한다.The substrate comprising the siloxane compound may also be a substrate comprising (i) a substrate consisting of one layer comprising a siloxane compound or (ii) a coating comprising a polymeric substrate and a siloxane compound formed on the polymeric substrate, Wherein the hydrophobic coating layer is selectively formed on the fine patterned hydrophilic polymer substrate.

또한, 상기 실록산 화합물은 직쇄상 실록산, 그 공중합체 또는 환상 오르가노실록산(organosiloxane) 화합물인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.Also, the siloxane compound is a linear siloxane, a copolymer thereof, or a cyclic organosiloxane compound, and the hydrophobic coating layer is selectively formed on the fine patterned hydrophilic polymer substrate.

또한, 상기 실록산 화합물은 PDMS(poly(dimethylsiloxane))인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법을 제안한다.Also, the siloxane compound is PDMS (poly (dimethylsiloxane)), which is a method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate.

그리고, 본 발명은 상기 방법에 의해 형성된 소수성 코팅층을 가지는 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 제안한다.The present invention also provides a micropatterned hydrophilic polymer substrate having a hydrophobic coating layer formed by the above method.

본 발명에 따른 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법에 의하면, 마이크로채널 및/또는 마이크로웰 등이 형성된 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 PDMS 등의 실록산 화합물을 포함하는 스탬프와 정합성 접촉(conformal contact)시킨 후 광경화를 수행함으로써, 대기압 및 상온 조건 하에서도 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 실록산 기능기에 의해 소수성을 띄는 코팅층을 손쉽게 형성할 수 있다. 또한, 상기 방법에 의하면, 미세패턴된 친수성 고분자 기판의 면적이나 기판에 형성된 패턴의 형상 및 치수에 따른 제약없이 선택적으로 소수성 코팅층을 형성할 수 있다.According to the method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate according to the present invention, a micropatterned hydrophilic polymer substrate on which microchannels and / or microwells are formed is coated with a stamp containing a siloxane compound such as PDMS By carrying out the photocuring after conformal contact, a coating layer having a hydrophobic property selectively by the siloxane functional group can be easily formed on the fine patterned hydrophilic polymer substrate even under atmospheric pressure and room temperature conditions. According to the above method, the hydrophobic coating layer can be selectively formed without restriction depending on the area of the fine patterned hydrophilic polymer substrate or the shape and size of the pattern formed on the substrate.

또한, 상기 방법을 통해 형성되는 소수성 코팅층을 구비하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판은 친수성 영역 및 소수성 영역을 동시에 가져 고해상도(high-resolution) 및 고정확도(high-fidelity)로 생체분자 등을 마이크로채널, 마이크로웰 등과 같은 비평활 표면에 선택적으로 고정화할 수 있으며, 뿐만 아니라, 소수성 코팅층 형성 후 장시간이 경과한 시점에서도 코팅층이 매우 견고한 상태로 지속 가능하므로 우수한 내구성까지 동시에 가진다.In addition, the micropatterned hydrophilic polymer substrate having the hydrophobic coating layer formed by the above-described method has a high hydrophilicity and a hydrophobic region, and is capable of forming biomolecules and the like on a microchannel with high-resolution and high-fidelity, Microwells, and the like. In addition, since the coating layer can be maintained in a very solid state even after a long time has elapsed since the formation of the hydrophobic coating layer, it has excellent durability at the same time.

도 1은 본 발명에 따른 미세패턴된 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법의 단계 (a)에 제공되는 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 준비하는 방법의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 미세패턴된 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법의 단계 (a)에 제공되는 실록산 화합물을 포함하는 스탬프의 일례를 사용한 일실시예를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 미세패턴된 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법의 단계 (a)에 제공되는 실록산 화합물을 포함하는 스탬프의 또 다른 일례를 사용한 일실시예를 나타내는 개념도이다.
도 4는 폴리스티렌(PS) 비드(bead)와 같은 기능성 비드가 포함된 용액을 미세패턴된 기판에 도포할 경우 비드의 표적 고정화가 이루어지는 과정을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본원 실시예 1에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판에 있어서 PS 형광구의 마이크로웰 내로의 선택적 고정화를 보여주는 SEM 이미지이다.
도 6은 본원 실시예 1에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판에 있어서 PS 형광구의 마이크로웰 내로의 선택적 고정화를 보여주는 광학 및 형광 현미경 이미지이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판에 있어서 시간 경과에 따른 물 접촉각(water contact angle)의 변화를 측정한 결과이다.
1 is a conceptual diagram showing an example of a method of preparing a micropatterned hydrophilic polymer substrate provided in step (a) of a method for selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned substrate according to the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram showing an embodiment using an example of a stamp containing a siloxane compound provided in step (a) of a method for selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned substrate according to the present invention.
3 is a conceptual diagram showing an embodiment using another example of the stamp including the siloxane compound provided in step (a) of the method for selectively forming the hydrophobic coating layer on the micropatterned substrate according to the present invention.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a process of performing target immobilization of beads when a solution containing functional beads such as polystyrene (PS) beads is applied to a micropatterned substrate.
5 is an SEM image showing selective immobilization of a PS fluorescent sphere into a microwell in the microwell array substrate manufactured in Example 1 of the present application.
6 is an optical and fluorescence microscope image showing the selective immobilization of a PS fluorescent sphere into a microwell in the microwell array substrate manufactured in Example 1 of the present application.
Figs. 7 (a) and 7 (b) show the measurement results of changes in the water contact angle with time in the microwell array substrate manufactured in Examples 1 and 2. Fig.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법은, (a) 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판을 실록산 화합물을 포함하는 스탬프(stamp)과 접촉시킨 후, 광(light)을 조사하여 실록산 화합물을 상기 미세패턴화된 친수성 고분자 기판 상에 전사시키는 단계; 및 (b) 상기 실록산 화합물이 전사된 미세패턴화된 친수성 고분자 기판으로부터 상기 실록산 화합물을 포함하는 기판을 분리하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 각 단계에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
A method for selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned hydrophilic polymer substrate according to the present invention includes the steps of: (a) contacting a micropatterned hydrophilic polymer substrate with a stamp comprising a siloxane compound; transferring the siloxane compound onto the fine patterned hydrophilic polymer substrate by irradiating light onto the fine patterned hydrophilic polymer substrate; And (b) separating the substrate comprising the siloxane compound from the micropatterned hydrophilic polymer substrate onto which the siloxane compound has been transferred, each of which will be described in detail below.

본 발명에 따른 미세패턴된 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법에 있어서, 상기 단계 (a)는 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판과, 실록산 화합물을 포함하는 스탬프(stamp)를 서로 접촉시킨 후, 그로부터 얻어지는 기판-스탬프 어셈블리(assembly)에 광(light)을 조사함으로써 마이크로 접촉 인쇄(microcontact printing) 및 광중합(photo polymerization)을 통해 실록산 화합물을 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 전사시켜 소수성(hydrophobic) 코팅층을 형성시키는 단계이다.
A method of selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned substrate according to the present invention, said step (a) comprising contacting a micropatterned hydrophilic polymer substrate with a stamp comprising a siloxane compound And then transferring the siloxane compound onto the micropatterned hydrophilic polymer substrate through microcontact printing and photo polymerization by irradiating the substrate-stamp assembly obtained therefrom with a light (hydrophobic) hydrophobic coating layer.

본 단계 (a)에 있어서, 상기 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판은 마이크로채널(microchannel), 마이크로웰(microwell) 등의 미세 구조가 패터닝되어 있으며, 그 표면의 전부 또는 일부가 패터닝 과정에서 친수성 관능기인 수산기(-OH), 아민기(-NH2), 알데하이드기(-COH), 카르복실기(-COOH) 등으로 개질되거나 표면의 전부 또는 일부에 인위적으로 상기 친수성 관능기를 도입시켜 친수성을 가진다.In this step (a), the micropatterned hydrophilic polymer substrate is patterned with microstructures such as microchannels, microwells, etc., and all or a part of the surface of the micropatterned hydrophilic polymer substrate is hydrophilic (-OH), an amine group (-NH 2 ), an aldehyde group (-COH), a carboxyl group (-COOH) or the like, or hydrophilicity by introducing the hydrophilic functional group artificially into all or a part of the surface.

상기 미세패턴된 친수성 고분자 기판은 소프트 리소그래피(soft lithography), 임프린트 리소그래피(soft lithography), 전자빔 리소그래피(E-beam lithography) 등 공지의 방법을 이용해 제조되어 본 단계를 위해 제공될 수 있는데, 예를 들어, 도 1에 도시하는 바와 같이 Si 등으로 이루어진 경질 몰드(hard mold) 상에 광경화성 고분자 수지(photo curable polymer resin)을 스핀 코팅 등을 통해 도포한 후, 자외선(UV light) 등의 광(light)을 조사하여 경화시킨 후, 상기 경질 몰드로부터 분리하여 얻어질 수 있다. 이때, 경화시의 조사 에너지 및 시간의 제어를 통해 전부 경화된(fully cured) 기판 또는 부분 경화된(partially cured) 기판을 얻을 수 있으나, 본 발명에서는 부분 경화된 기판을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 경화되지 않은 모노머 또는 올리고머가 있을 경우, 이들이 후술할 미세패턴된 기판과 실록산 화합물을 포함하는 기판과의 접촉 후에 이루어지는 광 조사 단계에서 실록산기와 광중합(photo polymerization)을 일으켜 실록산 화합물의 미세패턴된 기판 상으로의 전사가 보다 효과적으로 이루어지기 때문이다.The finely patterned hydrophilic polymer substrate may be manufactured by a known method such as soft lithography, soft lithography, or E-beam lithography and may be provided for this step. For example, , A photo curable polymer resin is coated on a hard mold made of Si or the like by spin coating or the like as shown in FIG. 1, and then light such as UV light ), Curing it, and then separating from the hard mold. At this time, it is possible to obtain a fully cured substrate or a partially cured substrate through control of irradiation energy and time at the time of curing, but in the present invention, it is preferable to use a partially cured substrate, When uncured monomers or oligomers are present, they are photo polymerized with the siloxane groups in the light irradiation step, which is carried out after the contact between the micro patterned substrate and the substrate containing the siloxane compound, which will be described later, Is more effectively transferred.

한편, 상기 광경화성 고분자 수지는 본 발명의 출원 이전에 알려진 공지의 광경화성 올리고머, 광경화성 모노머 및 광개시제를 포함할 수 있으며, 후술할 실록산 화합물에 포함되는 실록산기와의 가교 중합(cross-linking polymerization) 이 가능하다면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다.Meanwhile, the photo-curable polymer resin may include known photo-curable oligomers, photo-curable monomers and photoinitiators known before the application of the present invention. Cross-linking polymerization with a siloxane group included in a siloxane compound, which will be described later, The type thereof is not particularly limited.

여기서, 상기 광경화성 올리고머의 구체적인 예로서는 에폭시 아크릴레이트류, 우레탄 아크릴레이트류, 폴리에스테르 아크릴레이트류, 아크릴 아크릴레이트류, 폴리부타디엔 아크릴레이트류, 실리콘 아크릴레이트류, 멜라민 아크릴레이트류, 에폭시류 등의 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 광경화성 모노머의 구체적인 예로서는 하나 이상의 관능기를 가지는 (메타)아크릴레이트 모노머를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 광중합 개시제로는 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 라디칼 광중합 개시제가 사용될 수 있다.Specific examples of the photo-curable oligomer include epoxy acrylates, urethane acrylates, polyester acrylates, acryl acrylates, polybutadiene acrylates, silicone acrylates, melamine acrylates, epoxies and the like But is not limited thereto. Specific examples of the photocurable monomer include (meth) acrylate monomers having at least one functional group, but are not limited thereto. As the photopolymerization initiator, any radical photopolymerization initiator known in the art may be used.

상기에서 언급한 광경화성 고분자 수지 이외에도 thiol-ene 반응을 기반으로 한 광경화성 고분자 수지인 Norland사의 NOA(Norland Optical Adhesives)를 사용할 수 있는데, 상기 NOA는 전술한 광경화성 고분자 수지와 달리 배합(premixing)을 필요로 하지 않고, 경화가 현저히 빠르게 이루어지기 때문에 보다 바람직하다. 참고로, 상기 NOA는 thiol-ene과 아크릴계 성분을 포함함으로써 미세 구조의 패터닝 과정에서 자외선 경화를 통해 친수성을 나타낸다.
In addition to the above-mentioned photocurable polymer resins, Norland Optical Adhesives (NOA) of Norland Co., which is a photo-curable polymer resin based on thiol-ene reaction, can be used. Unlike the above-mentioned photocurable polymer resins, Is not required and curing is performed remarkably quickly, which is more preferable. For reference, the NOA exhibits hydrophilicity through ultraviolet curing during the patterning of the microstructure by including thiol-ene and an acrylic component.

본 단계 (a)에 있어서, 상기 실록산 화합물을 포함하는 스탬프는, 실록산 화합물에 경화제를 혼합한 후 열경화 또는 광경화를 통해 경화시켜 본 단계에 제공될 수 있으며, 이때, 상기 실록산 화합물과 경화제의 배합비는 중량비 기준으로 10:1 내지 30:1 일 수 있다. In the step (a), the stamp containing the siloxane compound may be provided in the present step by mixing the siloxane compound with a curing agent and then curing the mixture by thermosetting or photo-curing. At this time, the siloxane compound and the curing agent The compounding ratio may be 10: 1 to 30: 1 on a weight basis.

한편, 상기 실록산 화합물을 포함하는 스탬프는 그 적층 구조에 있어서 도 2에서와 같이 실록산 화합물을 포함하는 1개층만으로 이루어질 수도 있음은 물론, 도 3에서와 같이 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(PET) 등과 같은 고분자 기재(substrate) 및 상기 고분자 기재 상에 형성된 실록산 화합물을 포함하는 코팅층을 포함하여 이루어질 수도 있다.On the other hand, the stamp containing the siloxane compound may be formed of only one layer including a siloxane compound in its laminated structure as shown in FIG. 2, or may be formed of a poly (ethylene terephthalate) (PET) And a coating layer comprising a polymer substrate and a siloxane compound formed on the polymer substrate.

이때, 상기 고분자 기재의 재질로는 이미 언급한 폴리(에틸렌테레프탈레이트)(PET) 외에 폴리(메틸메타크릴레이트)(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS) 등을 구체적인 예로 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Specific examples of the material of the polymer substrate include poly (methyl methacrylate) (PMMA), polycarbonate (PC), and polystyrene (PS) in addition to the poly (ethylene terephthalate) , But is not limited thereto.

한편 상기 실록산 화합물은 폴리디메틸실록산, 폴리메틸에틸실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리메틸히드록시실록산, 폴리메틸프로필실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리메틸부틸실록산 등의 직쇄상 실록산 또는 그 공중합체, 환상 폴리디메틸실록산, 환상 폴리메틸페닐실록산, 환상 폴리메틸히드록시실록산, 환상 폴리메틸에틸실록산, 환상 폴리메틸프로필실록산, 환상 폴리메틸부틸실록산 등의 환상 오르가노실록산(organosiloxane) 화합물 등을 그 구체적인 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
On the other hand, the siloxane compound may be a linear siloxane or copolymer thereof such as polydimethylsiloxane, polymethylethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, polymethylhydroxysiloxane, polymethylpropylsiloxane, polydiphenylsiloxane and polymethylbutylsiloxane, Specific examples thereof include cyclic organosiloxane compounds such as dimethylsiloxane, cyclic polymethylphenylsiloxane, cyclic polymethylhydroxysiloxane, cyclic polymethylethylsiloxane, cyclic polymethylpropylsiloxane, and cyclic polymethylbutylsiloxane. , But is not limited thereto.

본 발명에 따른 미세패턴된 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는 전단계인 단계 (a)를 통해 얻어지는 기판-스탬프 어셈블리(assembly)로부터 스탬프를 분리함으로써, 실록산 화합물을 포함하는 소수성 코팅층이 선택적으로 형성되어 있는 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 얻는 단계이다.A method for selectively forming a hydrophobic coating layer on a micropatterned substrate according to the present invention, said step (b) comprising: separating the stamp from the substrate-stamp assembly obtained through step (a) And a hydrophobic coating layer containing a compound is selectively formed on the hydrophilic polymer substrate.

본 단계를 수행함에 있어서 상기 기판-스탬프 어셈블리로부터 스탬프를 분리하는 구체적인 방법은 특별히 제한되지 않으며, 물리적 분리방법 또는 화학적 분리방법 등 공지의 방법 중에서 미세패턴된 친수성 고분자 기판에 전사된 소수성 코팅층의 손상을 최소화할 수 있는 방법을 적절히 선택하여 본 단계를 수행할 수 있다.
A specific method for separating the stamp from the substrate-stamp assembly in performing this step is not particularly limited, and a known method such as a physical separation method or a chemical separation method may be used to remove the damaged hydrophobic coating layer transferred onto the micropatterned hydrophilic polymer substrate This step can be performed by selecting a method that can be minimized.

상기에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법에 의하면, 마이크로채널 및/또는 마이크로웰 등이 형성된 미세패턴된 친수성 고분자 기판을 PDMS 등의 실록산 화합물을 포함하는 스탬프와 정합성 접촉(conformal contact)시킨 후 광경화를 수행함으로써, 대기압 및 상온 조건 하에서도 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 실록산 기능기에 의해 소수성을 띄는 코팅층을 손쉽게 형성할 수 있다. 또한, 상기 방법에 의하면, 미세패턴된 친수성 고분자 기판의 면적이나 기판에 형성된 패턴의 형상 및 치수에 따른 제약없이 선택적으로 소수성 코팅층을 형성할 수 있다.
According to the method of selectively forming the hydrophobic coating layer on the micropatterned hydrophilic polymer substrate according to the present invention described above, the micropatterned hydrophilic polymer substrate on which the microchannel and / or the microwell is formed can be treated with a siloxane compound such as PDMS A coating layer having hydrophobicity selectively by a siloxane functional group can be easily formed on the fine patterned hydrophilic polymer substrate even at atmospheric pressure and at room temperature by performing the photocuring after conformal contact with the stamp including the hydrophilic polymer. According to the method, the hydrophobic coating layer can be selectively formed without restriction depending on the area of the fine patterned hydrophilic polymer substrate or the shape and size of the pattern formed on the substrate.

또한, 상기 방법을 통해 형성되는 소수성 코팅층을 구비하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판은 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 친수성 영역 및 소수성 영역을 동시에 가져 고해상도(high-resolution) 및 고정확도(high-fidelity)로 생체분자 등을 마이크로채널, 마이크로웰 등과 같은 비평활 표면에 선택적으로 고정화할 수 있으며, 소수성 코팅층 형성 후 장시간이 경과한 시점에서도 코팅층이 매우 견고한 상태로 지속 가능하므로 우수한 내구성까지 함께 가진다.
In addition, the micropatterned hydrophilic polymer substrate having the hydrophobic coating layer formed by the above method has the following problems. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a high-resolution and high- biomolecules and the like can be selectively immobilized on non-planar surfaces such as microchannels, microwells, and the like, and the coating layer can be maintained in a very rigid state even after prolonged time after formation of the hydrophobic coating layer.

아래에서 본 발명에 대해 실시예를 기초로 하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail on the basis of embodiments. The presented embodiments are illustrative and are not intended to limit the scope of the invention.

<< 실시예Example 1>  1>

Si 원판(master) 상에 광경화성 고분자인 NOA(Norland Optical Adhesives) 61을 스핀 코팅하여 도포한 후, 파장 235nm의 자외선(UV)을 135 mW/cm2의 조사 에너지로 20분 동안 조사해 경화시킨 후 Si 원판(master)으로부터 분리하는 과정을 거쳐 마이크로웰 어레이 기판을 제조하였다.NOA (Norland Optical Adhesives) 61, a photocurable polymer, was coated on the master Si substrate by spin coating and irradiated with ultraviolet light (UV) at a wavelength of 235 nm for 20 minutes at an irradiation energy of 135 mW / cm 2 Si substrate (master) to prepare a microwell array substrate.

PDMS와 경화제를 10:0.5(w/w)의 비율로 혼합한 후, 열경화시켜 블록(block) 형태의 스탬프를 제조하였다.PDMS and a curing agent were mixed at a ratio of 10: 0.5 (w / w), followed by thermosetting to prepare a block-shaped stamp.

그리고나서, 상기에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판 상에 상기에서 제조된 스탬프를 접촉 인쇄하고, 3시간 동안 자외선을 조사한 후, 마이크로웰 어레이 기판으로부터 스탬프를 분리하였다.
Then, the stamp prepared above was contact-printed on the microwell array substrate manufactured above, irradiated with ultraviolet rays for 3 hours, and the stamp was separated from the microwell array substrate.

<< 실시예Example 2> 2>

스탬프 제조시 PDMS와 경화제를 10:1(w/w)의 비율로 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 마이크로웰 주변 영역에 PDMS 코팅층이 형성된 마이크로웰 어레이 기판을 제조하였다.
A microwell array substrate having a PDMS coating layer formed on the periphery of the microwell was manufactured in the same manner as in Example 1, except that PDMS and a curing agent were mixed at a ratio of 10: 1 (w / w) at the time of stamp production.

<< 실시예Example 3>  3>

Si 원판(master) 상에 광경화성 고분자인 NOA(Norland Optical Adhesives) 61을 스핀 코팅하여 도포한 후, 파장 235nm의 자외선(UV)을 135 mW/cm2의 조사 에너지로 20분 동안 조사해 경화시킨 후 Si 원판(master)으로부터 분리하는 과정을 거쳐 마이크로웰 어레이 기판을 제조하였다.NOA (Norland Optical Adhesives) 61, a photocurable polymer, was coated on the master Si substrate by spin coating and irradiated with ultraviolet light (UV) at a wavelength of 235 nm for 20 minutes at an irradiation energy of 135 mW / cm 2 Si substrate (master) to prepare a microwell array substrate.

산소 플라즈마로 표면 처리한 PET(polyethylene terephthalate) 기판을 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES) 수용액(1 중량%)에 침지시켰다가 꺼내어 증류수로 기판 표면을 세척하고 건조시키는 공정을 통해 얻어진, 아미노기로 표면 처리된 PET 기판 상에, 말단이 에폭시기로 관능화된 저분자량 PDMS(~65 cSt) 용액을 스핀 코팅을 통해 도포하여 PDMS 단일층(monolayer)이 코팅된 스탬프를 제조하였다.A polyethylene terephthalate (PET) substrate treated with an oxygen plasma was immersed in an aqueous 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) solution (1 wt%) and taken out, washed with distilled water, and dried. , A low molecular weight PDMS (~ 65 cSt) solution having an epoxy functional group at the end was coated on the PET substrate by spin coating to prepare a PDMS monolayer coated stamp.

참고로, 코팅 전의 PET 기판의 접촉각은 67.0±1.9°(n=5)로 측정되었으나 PET 기판 상에 PDMS 단일층으로 표면을 코팅한 후의 접촉각이 94.6 ± 1.5°(n=5)로 증가했으며, 이로부터 PDMS 단일층의 성공적인 코팅을 확인할 수 있었다.For reference, the contact angle of the PET substrate before coating was 67.0 ± 1.9 ° (n = 5), but the contact angle after coating the surface with the PDMS monolayer on PET substrate increased to 94.6 ± 1.5 ° (n = 5) This confirmed the successful coating of the PDMS monolayer.

그리고나서, 상기에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판 상에 상기에서 제조된 스탬프를 접촉 인쇄하고, 3시간 동안 자외선을 조사한 후, 마이크로웰 어레이 기판으로부터 스탬프를 분리하였다.Then, the stamp prepared above was contact-printed on the microwell array substrate manufactured above, irradiated with ultraviolet rays for 3 hours, and the stamp was separated from the microwell array substrate.

분리 후에 PDMS의 성공적인 전사를 확인하기 위하여, 분리된 스탬프의 접촉각을 측정한 결과, 전사 수행 전의 94.6± 1.6°에 비해 76.0 ± 0.8°(n = 5)로 크게 감소하였으며, 이는 PDMS 단일층이 형성되지 않은 PET 기판의 접촉각(67.0±1.9°)보다 약간 높은 수준인데, 이러한 차이는 아마도 마이크로웰 어레이 기판으로 전사되지 않고 PET 기판 상에 남아 있는 PDMS에 의한 것으로 판단된다.
In order to confirm the successful transfer of PDMS after separation, the contact angles of the separated stamps were measured to be 76.0 ± 0.8 ° (n = 5) compared with 94.6 ± 1.6 ° before transfer, (67.0 ± 1.9 °) of the untreated PET substrate, which is presumably due to the PDMS remaining on the PET substrate without being transferred to the microwell array substrate.

<< 비교예Comparative Example >>

Si 원판(master) 상에 광경화성 고분자인 NOA(Norland Optical Adhesives) 61을 스핀 코팅하여 도포한 후, 파장 235nm의 자외선(UV)을 135 mW/cm2의 조사 에너지로 20분 동안 조사해 경화시킨 후 Si 원판(master)으로부터 분리하는 과정을 거쳐 마이크로웰 어레이 기판을 제조하였다.
NOA (Norland Optical Adhesives) 61, a photocurable polymer, was coated on the master Si substrate by spin coating and irradiated with ultraviolet light (UV) at a wavelength of 235 nm for 20 minutes at an irradiation energy of 135 mW / cm 2 Si substrate (master) to prepare a microwell array substrate.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 실시예Example 1-2 및  1-2 and 비교예에서In the comparative example 제조된  Manufactured 마이크로웰Microwell 어레이 기판에 대한 폴리스티렌( Polystyrene on array substrate ( PSPS ) 형광구의 선택적 고정화 실험 및 분석 Selective immobilization experiments and analysis of fluorescent spheres

실시예 1 및 비교예에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판을, 도 4의 개념도에 도시된 바와 같이 소수성 표면보다 친수성 표면에 더 큰 친화력을 갖는 아민기로 관능화된 폴리스티렌 황록 형광구(polystyrene(PS) yellow-green fluorosphere)[직경 1μm, 여기 505 nm, 발광 515 nm]가 분산된 수용액에 10분 동안 침지시킨 후, 증류수로 세척하고 건조한 후, 아래와 같이 마이크로웰 어레이 기판에서의 PS 형광구의 선택적인 고정화 여부를 관찰하였다.
The microwell array substrate prepared in Example 1 and Comparative Example was polystyrene (PS) yellow functionalized with an amine group having a larger affinity to the hydrophilic surface than the hydrophobic surface as shown in the conceptual diagram of FIG. 4 -green fluorosphere) [diameter 1 μm, excitation 505 nm, emission 515 nm] for 10 minutes, washed with distilled water and dried, and then immobilized on a microwell array substrate Respectively.

2-1. 주사전자현미경(2-1. Scanning Electron Microscope ( SEMSEM ) 분석) analysis

상기와 같이 준비된 마이크로웰 어레이 기판의 표면을 장방출 주사 전자 현미경(FE-SEM)을 통해 관찰하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.The surface of the microwell array substrate thus prepared was observed through a long-field scanning electron microscope (FE-SEM), and the results are shown in FIG.

도 5로부터, PS 형광구는 폭, 길이, 깊이가 각각 5μm, 5μm, 3μm인 마이크로웰의 내부에 선택적으로 충진되었음을 알 수 있다. 구체적으로, 몇몇의 PS 형광구가 비특이적으로 흡착된 극히 일부의 영역을 제외하고는, 마이크로웰 주변의 돌출 영역(protruding region)으로의 흡착은 이루어지지 않아, 마이크로웰 주변의 표면 소수화(hydrophobization)에 의해 PS 형광구의 마이크로웰 내부로의 선택적 고정화가 성공적으로 이루어졌음을 확인할 수 있다.From FIG. 5, it can be seen that the PS fluorescent spheres were selectively filled in microwells having widths, lengths, and depths of 5, 5, and 3 μm, respectively. Specifically, adsorption to the protruding region around the microwell is not achieved except for a very small number of areas in which some PS fluorescent spheres are nonspecifically adsorbed, resulting in surface hydrophobization around the microwell It can be confirmed that selective immobilization of the PS fluorescent sphere into the microwell has been successfully performed.

한편, 이론상으로 단일 마이크로웰에는 1개층 당 폭 방향 및 길이방향으로 각각 최대 5개씩 3개층까지 채워질 수 있으나, 실제로는 마이크로웰 중 어느 것도 완전히 채워지지 않았다. 이것은 아마도 마이크로웰 내부에 포획된 공기 또는 PS 형광구 수용액의 표면장력 때문일 것으로 보이는바, 이러한 문제점은 기능화된 비드(bead) 또는 생체 분자 등의 고정화시 기판을 탈기(degassing)하여 공기가 포획되는 것을 막거나 계면 활성제의 첨가를 통해 비드 또는 생체 분자 용액의 표면 장력을 감소시킴으로써 해결될 수 있다.On the other hand, theoretically, in a single microwell, up to three layers can be filled up to five in each of the width direction and the length direction, but none of the microwells is actually completely filled. This is probably due to the surface tension of the air or PS fluorophore solution trapped inside the microwell. This problem is caused by the degassing of the substrate during the immobilization of functionalized beads or biomolecules, Or by reducing the surface tension of the bead or biomolecule solution through addition of a surfactant.

반면, 비교예에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판의 경우에는, PS 형광구가 마이크로웰 내부는 물론 마이크로웰 주변의 돌출 영역의 표면에도 고르게 흡착되어(SEM 이미지 미도시) PS 형광구의 선택적 고정화가 전혀 이루어지지 않았다.
On the other hand, in the case of the microwell array substrate manufactured in the comparative example, the PS fluorescent spheres are uniformly adsorbed to the surface of the protruding area around the microwell as well as inside the microwell (not shown in the SEM image) .

2-2. 형광(2-2. Neon( fluorescence여광체 ) 분석) analysis

상기와 같이 준비된 마이크로웰 어레이 기판의 표면을 광학 현미경 및 형광 현미경을 통해 관찰하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.The surface of the microwell array substrate thus prepared was observed through an optical microscope and a fluorescence microscope, and the results are shown in FIG.

도 6에서 좌측의 광학 현미경 이미지는 우측의 형광 현미경 이미지에서 나타나는 형광이 마이크로웰 내부에 선택적으로 고정화된 PS 형광구에 의한 것이지, 배경 형광(background fluorescence) 때문이 아니라는 사실을 뒷받침하며, 그에 따라 우측의 형광 현미경 이미지로부터 PS 형광구는 마이크로웰 내부에 선택적으로 충진되었음을 확인할 수 있다.
The optical microscope image on the left in FIG. 6 supports the fact that the fluorescence appearing in the fluorescence microscope image on the right side is due to the PS fluorescent sphere selectively immobilized in the microwell but not due to the background fluorescence, The fluorescence microscope images of the PS fluorescence were selectively filled in the microwells.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> 실시예Example 1 및 2에서 제조된  1 and 2 마이크로웰Microwell 어레이 기판에 대한 시간 경과에 따른  Over time for the array substrate 접촉각Contact angle 변화 측정 및 분석 Change measurement and analysis

실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판의 선택적으로 소수화된 표면의 내구성(durability) 및 견고성(robustness)을 확인하기 위해 350일의 기간에 걸쳐 물 접촉각(water contact angle)을 측정하였으며, 그 결과를 도 7(a) 및 도 7(b)에 나타내었다.The water contact angle was measured over a period of 350 days to confirm the durability and robustness of the selectively hydrophobic surface of the microwell array substrate prepared in Example 1 and Example 2 , And the results are shown in Figs. 7 (a) and 7 (b).

도 7(a) 및 도 7(a)에서 점선으로 된 사각형 영역을 확대한 그래프인 도 7(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판의 접촉각은 최초 측정시 각각 97.4±1.0°(n = 5) 및 96.7±1.8°(n = 5)이었으며, 시간 경과에 따라 점차 감소하여 350일 경과 후에는 각각 85.2 ± 2.3 °(n = 5) 및 85.1±1.2°(n = 5)로 측정되었다. 접촉각은 해당 기간 동안 측정하는 과정에서 부침을 반복하면서 전반적으로 감소하는 추세를 나타내지만, 최저값의 경우에도 80 °를 상회하며, 소수성 코팅이 이루어지지 않은 NOA 61 코팅층, 예를 들어, PET 기판 상에 NOA 61을 스핀 코팅한 후 자외선을 2 시간 동안 조사하여 경화시켜 얻어진 NOA 61 코팅층 표면에서 측정된 최초 측정 접촉각(61.3±3.0°(n = 5))에 비해서는 월등히 높은 수치를 나타내었다.As can be seen from FIG. 7 (b), which is an enlarged view of a rectangular area indicated by a dotted line in FIGS. 7 (a) and 7 (a), the contact angle of the microwell array substrate manufactured in Example 1 and Example 2 (N = 5) and 96.7 ± 1.8 ° (n = 5) at the initial measurement, respectively, and decreased gradually with time to 85.2 ± 2.3 ° (n = 5) and 85.1 ± 1.2 ° (n = 5). The contact angle shows a tendency to decrease overall while repeating the inflow during the measurement period. However, even at the lowest value, the NOA 61 coating layer, which is above 80 °, is not coated with a hydrophobic coating, for example, on a PET substrate Compared with the initial measured contact angle (61.3 ± 3.0 ° (n = 5)) measured on the surface of NOA 61 coating layer obtained by curing by irradiating UV rays for 2 hours after spin coating NOA 61.

상기 접촉각 측정 결과로부터, 실시예 2와 비교해 PDMS 예비 중합체 함량 대비 경화제 첨가량이 더 적은 실시예 1에서 제조된 기판이 보다 높은 소수성을 나타내는 것으로 나타났는데, 이는 경화제 첨가량이 적을수록 PDMS의 중합도가 낮게 되어 부분 경화된 마이크로웰 어레이 기판 표면의 자유 사이올렌(thiolene) 기와 더 많은 가교가 이루어지기 때문이다.From the results of the contact angle measurement, it was shown that the substrate prepared in Example 1, which had a smaller amount of the curing agent than the PDMS prepolymer in Example 2, exhibited higher hydrophobicity, as the amount of the curing agent added was lower, This is because more cross-linking occurs with the free thiolene group on the partially cured microwell array substrate surface.

상기와 같이 경화제 함량의 차이에 따라 소수성의 정도에 있어서 약간의 차이가 있긴 하지만, 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 마이크로웰 어레이 기판 모두 장기간이 경과한 시점에서도 여전히 높은 접촉각을 유지하여 선택적으로 형성된 소수성 코팅층이 지속 가능성(sustainability)을 가짐을 알 수 있었다.Although there is a slight difference in the degree of hydrophobicity depending on the difference in the content of the curing agent as described above, the microwell array substrate manufactured in Examples 1 and 2 still maintains a high contact angle even after a long period of time, It was found that the formed hydrophobic coating layer had sustainability.

Claims (7)

(a) 부분 경화된(partially cured) 광 경화성 고분자를 포함하여 이루어지는, 미세패턴된(micropatterned) 친수성 고분자 기판을 실록산 화합물을 포함하는 스탬프와 접촉시킨 후, 광(light)을 조사하여 실록산 화합물을 상기 미세패턴화된 친수성 고분자 기판 상에 전사시키는 단계; 및
(b) 상기 실록산 화합물이 전사된 미세패턴화된 친수성 고분자 기판으로부터 상기 실록산 화합물을 포함하는 스탬프를 분리하는 단계를 포함하는, 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.
(a) contacting a micropatterned hydrophilic polymer substrate comprising a partially cured photocurable polymer with a stamp comprising a siloxane compound, and then irradiating light with the siloxane compound to form a siloxane compound Transferring onto a fine patterned hydrophilic polymer substrate; And
(b) separating the siloxane compound-containing stamp from the micropatterned hydrophilic polymer substrate onto which the siloxane compound has been transferred. &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 실록산 화합물을 포함하는 스탬프는 (i) 실록산 화합물을 포함하는 1개층으로 이루어진 스탬프 또는 (ii) 고분자 기재(substrate) 및 상기 고분자 기재 상에 형성된 실록산 화합물을 포함하는 코팅층을 포함하여 이루어지는 스탬프인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.The method of claim 1, wherein the stamp comprising the siloxane compound comprises a coating comprising (i) a one-layer stamp comprising a siloxane compound or (ii) a polymeric substrate and a siloxane compound formed on the polymeric substrate, Wherein the hydrophobic coating layer is formed on the hydrophilic polymer substrate. 제1항에 있어서, 상기 실록산 화합물은 직쇄상 실록산, 그 공중합체 또는 환상 오르가노실록산(organosiloxane) 화합물인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.The method according to claim 1, wherein the siloxane compound is a linear siloxane, a copolymer thereof, or a cyclic organosiloxane compound. 2. The method of claim 1, wherein the siloxane compound is a linear siloxane, a copolymer thereof, or a cyclic organosiloxane compound. 제5항에 있어서, 실록산 화합물은 PDMS(poly(dimethylsiloxane))인 것을 특징으로 하는 미세패턴된 친수성 고분자 기판 상에 선택적으로 소수성 코팅층을 형성하는 방법.6. The method of claim 5, wherein the siloxane compound is poly (dimethylsiloxane) (PDMS). 제1항 및 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 형성된 소수성 코팅층을 가지는 미세패턴된 친수성 고분자 기판.A micropatterned hydrophilic polymer substrate having a hydrophobic coating layer formed by the method according to any one of claims 1 to 6.
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