KR101625005B1 - 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101625005B1
KR101625005B1 KR1020140074062A KR20140074062A KR101625005B1 KR 101625005 B1 KR101625005 B1 KR 101625005B1 KR 1020140074062 A KR1020140074062 A KR 1020140074062A KR 20140074062 A KR20140074062 A KR 20140074062A KR 101625005 B1 KR101625005 B1 KR 101625005B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
plate
magnetic material
surface layer
present
Prior art date
Application number
KR1020140074062A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150144959A (ko
Inventor
한기호
한송이
김진호
Original Assignee
인제대학교 산학협력단
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 인제대학교 산학협력단 filed Critical 인제대학교 산학협력단
Priority to KR1020140074062A priority Critical patent/KR101625005B1/ko
Publication of KR20150144959A publication Critical patent/KR20150144959A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101625005B1 publication Critical patent/KR101625005B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1857—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. PLGA
    • A61K49/186—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. PLGA the organic macromolecular compound being polyethyleneglycol [PEG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/18—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes
    • A61K49/1818—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1821—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles
    • A61K49/1824—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles
    • A61K49/1827—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle
    • A61K49/1851—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule
    • A61K49/1854—Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, microcapsules, liposomes particles, e.g. uncoated or non-functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised microparticles or nanoparticles coated or functionalised nanoparticles having a (super)(para)magnetic core, being a solid MRI-active material, e.g. magnetite, or composed of a plurality of MRI-active, organic agents, e.g. Gd-chelates, or nuclei, e.g. Eu3+, encapsulated or entrapped in the core of the coated or functionalised nanoparticle having a (super)(para)magnetic core coated or functionalised with an organic macromolecular compound, i.e. oligomeric, polymeric, dendrimeric organic molecule the organic macromolecular compound being obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. poly(meth)acrylate, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyvinylalcohol
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor

Landscapes

  • Nanotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

본 발명은 미세 입자 분리를 위하여 사용될 수 있는 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 공정에 의하여 2차원적으로 평판 타입으로 제조되어 미세 입자 표면에 부착능이 우수할 뿐만 아니라, 구성하는 층의 종류에 따라 원하는 물성을 부여함으로써 미세 입자에 대한 분리능이 우수한 새로운 구조의 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법{PLATE FOR SEPARATING PARTICLES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 미세 입자 분리를 위하여 사용될 수 있는 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 공정에 의하여 2차원적으로 평판 타입으로 제조되어 미세 입자 표면에 부착능이 우수할 뿐만 아니라, 구성하는 층의 종류에 따라 원하는 물성을 부여함으로써 미세 입자에 대한 분리능이 우수한 새로운 구조의 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 의학 기술의 비약적인 발전은 어떤 질병이라도 조기에만 발견하면 완치가 가능한 사회를 만들어가고 있기 때문에 인간 질병의 조기 진단은 갈수록 중요해지고 있다. 대표적인 진단 분야의 하나인 체외진단 (in vitro diagnostic: IVD)은 질병 진단, 병인 확인, 치료 방향 결정 및 치료 효과의 추적관찰, 질병 경과 판단, 질병 조기진단 및 예방, 환자 예후 판정 등을 목적으로 혈액, 뇨, 타액 등 인체에서 유래하는 시료를 검체로 하여 특정 지표 물질을 검출하거나 정량 분석하는 검사이다.
2006년에 발행된 보건산업기술동향에서 분자진단검사법 개발 및 기술 연구동향에 따르면, 전체 체외진단 시장은 여러 가지 세부 분야로 구분될 수 있는데 20% 내외의 시장 점유율을 차지하고 있는 주된 분야들은 면역검사, 당뇨검사(포도당검사), 임상화학 분야이다. 항원-항체 반응의 검출로 대표되는 면역진단법은 오랜 기간 동안 다양한 진단 범위와 고감도의 검출 기술이 개발되어 왔으며, 혈액의 면역반응을 통한 암, HIV 등의 다양한 질병진단을 위해 널리 사용되고 있다.
나노 크기의 자성입자는 생물학 정보를 분석하는 영상기술인 MRI 조영제, 마이크로어레이, 선택적 생물입자 분리, 암세포 치료제 및 다양한 바이오 센서와 같은 생물 공학적으로 사용할 뿐만 아니라, 자성의 특징을 이용하여 신용카드, 수표, 신분증, 하드디스크 드라이브 등에 다양한 정보를 저장하는 제품으로 활용되어 사용되고 있다.
이러한 다양한 응용성을 충족하기 위하여, 자성 입자를 생성하기 위한 산화철을 이용한 자성입자의 합성방법이 연구되고 있으나(국제 공개특허 WO2012177088), 기존의 산화철을 이용한 자성 입자의 제조방법은 나노입자의 합성 시간이 길며 대량생산의 어려운 단점이 있다. 또한, 산화철로 구성된 자성입자는 주변 환경에 의하여 쉽게 산화되어 본연의 검은 색이 시간이 흐름에 따라서 갈색으로 변하는 특성을 보여준다. 이는 합성된 산화철 자성입자가 공기에 직접 노출되어 산화되는 과정을 보여주는 예로서, 생성된 산화철 자성입자는 물리ㆍ화학적 안정성이 취약하다는 단점이 있다.
또한, 산화철 자성 나노 입자는 생성된 후 다양한 기술에 적용되기 위해서는 여러 가지 용매에 쉽게 분산되어야 하며 다양한 기능성을 부여할 수 있어야 한다. 이와 같이, 산화철 자성 나노 입자에 기능성을 부여하기 위해서는 유ㆍ무기물을 도입하여 표면 개질이 필요하다. 특히, MRI 조영제 및 바이오 센서 등과 같은 분야에 적용하기 위해서는 산화철 나노입자와의 화학적 결합성이 우수하여야 하며, 표면 개질 후의 독성이 없어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 종래 자성 나노 입자의 문제점을 해결하기 위하여 새로운 구조의 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 두께에 대한 직경의 비가 10 이상 100 이하이고, 곡률 반경이 무한대인 2차원 플레이트를 제공한다.
본 발명에 의한 미세 입자 분리를 위한 플레이트는 종래 미세 입자 분리를 위해 사용되는 3차원의 구형의 자성 나노 입자와는 달리 평판 형태로서, 종래 구형의 자성 입자의 경우 입자 자체의 부피에 의해 분리하고자 하는 시료의 부피가 증가하지만, 본 발명에 의한 2차원 플레이트는 반도체 공정을 이용하여 평판 플레이트 타입으로 제작되어 두께가 얇고 원하는 형태로 제작이 가능하기 때문에 분리하고자 하는 시료에 대한 부착능과 분리능이 크게 개선된다.
본 발명에 의한 플레이트는 곡률 반경이 무한대인 플레이트 형태라면 금속, 비금속, 폴리머 등 반도체 공정에 의해 증착될 수 있는 재료라면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 2차원 플레이트는 원형, 사각형, 삼각형 등 폐곡선이라면 형태가 제한되지 않으며, 그 크기 또한 제한되지 않는다. 포토리소그래피 공정에 의해 제조가능한 직경이 30 내지 3000 nm 인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트는 자성 물질을 포함하는 층을 구비하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에 의한 플레이트는 그 자체가 자성 물질이거나 비자성일수 있으며, 비자성 플레이트인 경우 비자성 물질층의 일면 또는 양면에 형성되는 자성 물질을 포함하는 층에 의해 플레이트 전체가 자성을 나타낼 수 있다.
본 발명에 의한 플레이트에 있어서, 상기 자성 물질은 한정되지 않으며 금속, 비금속 및 고분자를 모두 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 자성 물질은 Co, Mn, Fe, Ni, 및 Gd로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의한 플레이트에 있어서, 상기 자성 물질은 Ni 인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트에 있어서, 상기 자성 물질을 포함하는 층은 2개 이상인 것이 가능하다. 본 발명에 의한 미세입자 분리용 플레이트는 필요에 따라 여러 가지 자성 물질로 복수개의 층을 포함하도록 제조하는 것이 가능한다.
본 발명에 의한 플레이트는 상기 자성 물질을 포함하는 층의 일면 또는 양면에 형성되는 표면층; 을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 플레이트는 일면 또는 양면에 형성되는 고분자로 구성되는 v표면층, 즉, 기능성 표면층을 구비함으로써 표면 개질시킴으로써 분리능 및 부착능을 개선할 수 있으며, 특히 기능성 표면층에 결합되는 생체 분자에 의해 분리 효율을 크게 개선할 수 있다.
본 발명에 의한 플레이트에 있어서, 상기 기능성 표면층은 폴리포스파젠, 폴리락티드, 폴리락티드-코-글리콜라이드, 폴리카프로락톤, 폴리안하이드라이드, 폴리말릭산 또는 그 유도체, 폴리알킬시아노아크릴레이트, 폴리하이드로옥시부틸레이트, 폴리카보네이트 및 폴리오르소에스테르, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리옥시프로필렌(PPO) 폴리-L-라이신, 폴리글리콜라이드, 폴리 알킬(메타)아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌(PEO), 폴레에테르이미드(PEI), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 N-이소프로필아크릴아미드(NIPAM)로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 고분자를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트는 상기 표면층에 결합된 생체 분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 플레이트에 있어서, 상기 생체 분자는 항원, 항체, 핵산, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘(neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선 동위원소 표지성분 및 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 생체 분자를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한,
기판을 준비하는 제 1 단계;
상기 기판 상부에 분리층을 증착시키는 제 2 단계;
상기 분리층 상부에 자성 물질층을 증착시키는 제 3 단계;
상기 자성물질층 상부에 플레이트 형성을 위한 패턴을 형성하는 제 4 단계;
상기 패턴이 형성되지 않은 부분을 선택적으로 에칭하는 제 5 단계;
상기 분리층을 에칭시키는 제 6 단계; 및
기판으로부터 플레이트를 분리시키는 제 7 단계; 를 포함하는 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 상기 분리층 상부에 제 1 표면층을 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 상기 자성 물질층 상부에 제 2 표면층을 증착시키는 단계를 더 포함할 수 있다. ;
도 1에 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법을 모식적으로 나타내었다. 도 1 에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 기판(10)의 상부에 분리층(20)을 형성한다. 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법에 있어서, 상기 분리층(20)은 상기 플레이트를 형성한 후, 에칭에 의해 플레이트를 기판으로부터 분리하기 위한 것으로서, 이후 에칭 공정에 의해 제거될 수 있는 물질을 포함하면 제한되지 않으며, Cr 또는 Cu 층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 상기 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 기판 상부에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법에 있어서, 기판에 잘 부탁되지 않는 재료로 플레이트를 제조하는 경우 기판 표면에서 플레이트 재료가 잘 성장하도록 하기 위해 상기 기판층의 상부에 접착층을 포함하는 것이 가능하다. 상기 접착층으로는 Cu의 경우 Ti 층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 상기 제 2 단계와 제 3 단계 사이, 제 3 단계와 제 4 단계 사이에 기판 상부에 표면층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다. 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 상기 자성 물질을 포함하는 층의 부식을 방지하기 위하여 또는 플레이트 층에 여러 가지 화학 반응기를 부착하여 미세 입자에 대한 부착능을 개선하기 위해 상기 기능성 표면층을 포함하는 것이 가능하다. 상기 표면층으로는 Cr, Au, 고분자 층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3 단계 또는 제 3 단계 및 제 4 단계를 반복 수행하는 것이 가능하다. 본원 발명에 의한 플레이트의 제조 방법은 복수개의 자성 물질층 및 표면층, 접착층을 구비할 수 있으며, 이를 위해 상기 제 1 단계 및 제 7 단계를 필요에 따라 반복 수행하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 플레이트는 종래 입자 분리를 위해 사용되는 3차원 자성 입자와는 달리 플레이트 타입으로 2차원으로 형성되어 분리하고자 하는 물질에 대한 부착능이 우수하며, 구성하는 물질에 따라 원하는 물성을 부여할 수 있어서 미세 입자에 대한 분리능이 우수하고, 반도체 증착 공정에 의하여 제조됨으로써 저렴한 가격으로 원하는 형태로 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 플레이트의 제조 방법을 나타낸다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 플레이트를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 생체 분자로서 FITC anti-EpCAM 항체를 결합시킨 플레이트를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 플레이트를 유방암 세포주(SKBR-3)에 부착시킨 결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 플레이트를 이용하여 세포를 분리 실험한 결과를 나타낸다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이하의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 플레이트의 제조
기판으로 borofloat 를 사용하고, 상기 기판 위에 접착층으로 20nm 두께의 Ti 층을 증착하고 분리층으로 100nm 두께의 Cu층을 증착하였으며 마지막으로 자성 물질을 포함하는 층으로 100nm 두께의 Ni 층을 증착하였다.
상기 Ni 층 상부에 표면층으로 0.8 μm 두께의 SU-8 epoxy 고분자 층을 도포한 후 photolithography 공정을 이용하여 지름이 3 μm, 5 μm, 7 μm 의 원형으로 제작하였고 또한 수선의 길이가 5 μm 인 삼각형과 한 변의 길이가 5 μm 사각형을 제작하였다.
상부에 SU-8을 에칭한 후, Ni 층을 에칭액으로 제거하였고 마지막으로 분리층으로 형성한 Cu 층을 제거하여 자성 물질층(Ni)-표면층(Su-8) 로 구성되는 최종 플레이트를 완성하였다. 최종적으로 자성물질층으로 Ni 층과 표면층으로 su-8 고분자를 포함하는 2차원 플레이트를 제조하였다.
도 2에서 A 는 3 ㎛ 의 원형, B 는 3 ㎛ 의 원형으로 제조된 상태, C 는 7 ㎛ 의 원형으로 제조된 상태, D 는 변의 길이가 5 ㎛ 인 삼각형으로 제조된 상태, E 는 변의 길이가 5 ㎛ 인 사각형으로 제조된 상태를 나타낸다. 도 2에서 본 발명에 의하여 제조되는 플레이트는 크기 및 플레이트 모양을 자유롭게 만들수 있음을 알 수 있다.
< 실시예 2> 플레이트의 제조
기판으로 borofloat 기판을 사용하고, 기판의 일면에 분리층으로 20nm 두께의 Cr 층을 도금하였다. 이후 표면층으로 금을 100 nm 두께로 증착하고, 자성 물질을 포함하는 층으로 100 nm 두께의 Ni 층을 증착하였다. 이후 다시 Au 을 100 nm 두께로 증착하였다.
이와 같이 증착된 플레이트 상부에 지름이 5 μm 의 원형으로 포토레지스트를 형성하고 에칭한 후, 잔류 에칭액을 제거하였다. 분리층으로 형성한 Cr 층을 제거하여 자성 물질층으로 Ni 을 포함하고 상기 Ni 의 양면에 표면층으로 Au 를 포함하는 2차원 플레이트를 제조하였다.
도 3의 (A)와 (B)는 자성 물질층으로 Ni 층을 포함하고, 자성 물질층 상부에 SU-8과 Cr 층을 포함하는 플레이트의 SEM 사진이다. 도 3의 (C)는 자성 물질층으로 Ni 층을 포함하고, 자성 물질층의 두개의 면에 Au 을 적층시켜서 제조된 플레이트의 SEM 사진을 나타내었다. 도 3에서 SEM 사진에서 Au 사이에 Ni 이 적층되는 형상을 확인할 수 있다.
< 실시예 3> 고분자 표면층 형성
기판으로 borofloat 기판 위에 분리층으로 20nm 두께의 Cr 층을 증착하였다. 자성 물질을 포함하는 층으로 SU-8 에폭시 고분자 층을 형성하고 photolithography 과정을 거쳐 패턴을 형성한 후 분리층인 Cr 을 제거하여 최종적으로 SU-8 에폭시 고분자 층을 포함하는 플레이트를 제작하였다.
제조된 플레이트의 표면에, 생체 분자로서 FITC anti-EpCAM 항체를 결합시켰다. 도 4에 플레이트의 표면층에 생체 분자로서 FITC anti-EpCAM 항체를 결합시키기 전후의 형광 발현 사진을 나타내었다.
< 실험예 4> 유방암 세포주에 의한 플레이트 부착능 및 분리능 확인
상기 실시예 1 내지 3 에서 제조된 플레이트를 유방암 세포주(SKBR-3)에 부착시키고 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서 자성 물질층(Ni)-표면층(Su-8) 을 포함하는 플레이트(A), 자성 물질층(Ni)-접착층(Cr)을 포함하는 플레이트(B), Au-Ni-Au 을 포함하는 플레이트(C) 를 사용하는 경우 세포에 부착된 상태 및 형광 발현하는 상태를 나타낸다.
상기 실시예 1 에서 제조된 플레이트를 유방암 세포주에 부착한 경우 유방암 세포주가 자석에 당겨져 오는 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6 에서 (A)는 세포가 용액 내에서 부유하는 상태, (B) 는 자석으로 당겨져 온 상태를 나타낸다. 도 6에서 본 발명에 의한 플레이트를 사용하는 경우 미세 입자인 세포를 분리할 수 있음을 알 수 있다.
< 실험예 5> 유방암 세포주에 의한 플레이트 부착능 및 분리능 확인
상기 실시예 2에서 제조된 원형 플레이트를 유방암 세포주(SKBR-3)에 부착시키고 유방암 세포주의 분리한 결과를 도 7 에 나타내었다.
100 μL 혈액으로부터 RBC lysis 후 WBC에 1000 개의 SKBR3 세포를 넣은 후 3, 5, 7 ㎛ Ni/ SU-8 plate를 이용하여 SKBR3 세포를 분리하고, 각각의 경우에 대한 분리 효율을 측정하였다.
도 7 에서 purity 는 원하는 세포와 원하지 않는 세포의 비율을 나타낸다. Purity가 높을수록 분자 진단등(PCR 등)으로 응용할 때 정확성이 높은 결과를 나타낸다. 분리 효율의 경우 원형 플레이트의 직경과 무관하지만, purity 의 경우 원형 플레이트의 직경이 7 ㎛ 인 경우 가장 높은 것을 확인할 수 있다.

Claims (15)

1 또는 2 이상의 자성물질층;
상기 자성물질층의 일면 또는 양면에 형성되는 표면층; 및
상기 표면층에 결합된 생체 분자를 포함하고,
상기 자성물질은 Co, Mn, Fe, Ni, 및 Gd으로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 포함하고,
상기 표면층은 폴리포스파젠, 폴리락티드, 폴리락티드-코-글리콜라이드, 폴리카프로락톤, 폴리안하이드라이드, 폴리말릭산, 폴리알킬시아노아크릴레이트, 폴리하이드로옥시부틸레이트, 폴리카보네이트 및 폴리오르소에스테르, 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리옥시프로필렌(PPO) 폴리-L-라이신, 폴리글리콜라이드, 폴리 알킬(메타)아크릴레이트, 폴리비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌글리콜, 폴리옥시에틸렌(PEO), 폴레에테르이미드(PEI), 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 N-이소프로필아크릴아미드(NIPAM)로 이루어진 그룹 중에서 선택된 고분자를 포함하고,
상기 생체 분자는 항원, 항체, 핵산, 합텐(hapten), 아비딘(avidin), 스트렙타비딘(streptavidin), 뉴트라비딘(neutravidin), 프로테인 A, 프로테인 G, 렉틴(lectin), 셀렉틴(selectin), 방사선 동위원소 표지성분 및 종양 마커와 특이적으로 결합할 수 있는 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이고,
두께에 대한 직경의 비가 10 이상 100 이하이고, 곡률 반경이 무한대인 플레이트.
제 1 항에 있어서,
상기 플레이트의 직경이 30 내지 3000 nm 인 플레이트.
삭제
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 표면층은 2개 이상인 것인 플레이트.
삭제
삭제
삭제
제1항, 제2항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 플레이트의 제조 방법으로, 상기 방법은:
기판을 준비하는 제 1 단계;
상기 기판 상부에 분리층을 증착시키는 제 2 단계;
상기 분리층 상부에 자성물질층을 증착시키는 제 3 단계;
상기 자성물질층 상부에 플레이트 형성을 위한 포토레지스트 패턴을 형성하는 제 4 단계;
상기 포토레지스트 패턴이 형성되지 않은 부분을 선택적으로 에칭하는 제 5 단계;
상기 분리층을 에칭시키는 제 6 단계; 및
기판으로부터 플레이트를 분리시키는 제 7 단계; 를 포함하는 것인, 플레이트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 분리층 상부에 제 1 표면층을 증착시키는 단계를 더 포함하는 플레이트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 자성 물질층 상부에 제 2 표면층을 증착시키는 단계를 더 포함하는 플레이트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 단계와 제 2 단계 사이에 기판 상부에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 제조 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 제 3 단계 및 제 4 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 제조 방법.
KR1020140074062A 2014-06-18 2014-06-18 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법 KR101625005B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140074062A KR101625005B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140074062A KR101625005B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150144959A KR20150144959A (ko) 2015-12-29
KR101625005B1 true KR101625005B1 (ko) 2016-05-27

Family

ID=55085196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140074062A KR101625005B1 (ko) 2014-06-18 2014-06-18 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101625005B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080124779A1 (en) 2006-10-18 2008-05-29 The Regents Of The University Of California Microfluidic magnetophoretic device and methods for usig the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080124779A1 (en) 2006-10-18 2008-05-29 The Regents Of The University Of California Microfluidic magnetophoretic device and methods for usig the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150144959A (ko) 2015-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mollarasouli et al. Magnetic nanoparticles in developing electrochemical sensors for pharmaceutical and biomedical applications
Xiong et al. Magnetic nanochain integrated microfluidic biochips
Kudr et al. Magnetic nanoparticles: From design and synthesis to real world applications
Ha et al. Recent advances incorporating superparamagnetic nanoparticles into immunoassays
JP6941443B2 (ja) 画像差別化マルチプレックスアッセイ
Burklund et al. Advances in diagnostic microfluidics
Zhu et al. Magnetic‐nanoparticle‐based immunoassays‐on‐chip: materials synthesis, surface functionalization, and cancer cell screening
CN102405411B (zh) 用于捕获循环细胞的装置
Liu et al. Multifunctional nano-sunflowers with color-magnetic-Raman properties for multimodal lateral flow immunoassay
Khizar et al. Magnetic nanoparticles in microfluidic and sensing: From transport to detection
Kim et al. Multiplexible wash-free immunoassay using colloidal assemblies of magnetic and photoluminescent nanoparticles
JP2023123592A (ja) マイクロｒｎａを含む体液抽出物
US10253309B2 (en) Apparatus for separating fine particles using magnetophoresis, and method for separating fine particles using same
Wang et al. Dual-selective magnetic analysis of extracellular vesicle glycans
KR101622342B1 (ko) 자기 영동을 이용한 미세 입자 분리 장치 및 이를 이용하여 미세 입자를 분리하는 방법
KR102140036B1 (ko) 미세입자 분리 및 포획을 위한 장치
Vandghanooni et al. Recent advances in aptamer-based nanosystems and microfluidics devices for the detection of ovarian cancer biomarkers
Elingarami et al. Surface-engineered magnetic nanoparticles for molecular detection of infectious agents and cancer
US20160363587A1 (en) Magnetic Nanoparticle Conjugate and Use Thereof
Jin et al. Aminophenylboronic acid-functionalized thorny-trap-shaped monolayer microarray for efficient capture and release of circulating tumor cells
EP2638399B1 (en) Stimuli-responsive polymer diagnostic assay comprising magnetic nanoparticles and capture conjugates
JP2016507067A (ja) 金属ナノシェル被覆バーコード
Lv et al. A quantum dot microspheres-based highly specific and sensitive three-dimensional microarray for multiplexed detection of inflammatory factors
JP2023528687A (ja) 分析物の検出および定量化のための磁性ナノ粒子の使用
KR101625005B1 (ko) 미세 입자 분리용 플레이트 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190411

Year of fee payment: 4