KR101641790B1 - 수화젤 다중 탐침 구조체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수화젤 다중 탐침 구조체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는 고가의 장비가 아니면서도 정교한 생체분자의 다중 패턴 형성을 가능하게 하는 구조체이다. 또한 이러한 수화젤 다중 탐침 구조체의 제조방법도 간편한 방법으로 상기 수화물 다중 탐침 구조체를 제작하여 생체분자 다중 패턴 형성을 가능하게 한다. 그리하여 이러한 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법은 간편한 방법으로 제작된 수화젤 다중 탐침 구조체를 가지고 간단하면서도 정교하게 생체분자의 다중 패턴을 형성하는 것이다.

Description

수화젤 다중 탐침 구조체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법{Hydrogel multi probe structure, preparation method thereof and patterning method of biomolecules}

본 발명은 수화젤 다중 탐침 구조체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법에 관한 것이다.

의약 분야에서의 진단 및 치료, 및 연구 분야에서 최종 목적 또는 다른 분석을 하기 위한 준비적인 도구로서 세포타입 또는 세포 내 성분, 즉 생체분자의 분리가 요구된다. 현재 연구실 및 임상 실험실에서 사용되는 많은 종류의 세포 분류 방법이 있다. 예를 들어 바이러스, 박테리아, 세포 및 다세포 개체 등의 생체분자를 빠르게 분리하는 것은 의약 연구, 임상적 진단 및 환경 분석 영역의 다양한 응용 분야에서 중심적 단계이다. 신약개발 및 단백질 연구에서 빠르게 성장하는 지식들은 연구자들로 하여금 단백질-단백질 상호작용, 세포 신호 경로 및 대사 과정의 마커에 대한 더 많은 이해를 신속하게 얻도록 하고 있다. 이러한 정보는 단일 단백질 탐지 방법, 예를 들어 ELISA 또는 웨스턴블로팅과 같은 전통적 방법을 이용해서는 획득하기 어렵거나 불가능하다.

생체분자의 분리 수행은 다음 세가지 특징으로 평가된다. “처리량(throughput)”은 단위 시간당 얼마나 많은 분석물의 동정 및 분류가 수행가능한지를 나타내고, “순도”는 트래핑 영역 안으로 성공적으로 분류된 분율을 의미한다. 형광 활성화 세포 분류기, 유전영동 활성화 세포 분류기, 자기활성화 세포 분류기가 세포 분리 및 조작을 위하여 사용되어 왔다. 이러한 기술들은 세포 분리에 있어서 높은 특이성을 제공하지만, 단점이 있다. 예를 들어 FACS는 한정된 처리량을 가진다. 또한 분류 시간이 길고, 노즐의 기계적 스트레스가 상당하며, 따라서 세포 생존율이 감소하고, 세포 기능적 생존률도 감소된다. 또한 고비용이고 설계 및 작동이 복잡하다.

한편, 또 다른 기술로서 폴리다이메틸실록세인으로 이루어진 다중 탐침 구조에 서로 다른 생체분자 잉크를 구역에 따라 코팅하여 생체분자 다중 패턴을 형성한 기술(Interdigitated multicolored bioink micropatterns by multiplexed polymer pen lithography, Small, 9, DOI:10.1002/small.201203183(2013), 비특허문헌 1)이 보고되었다. 하지만 상기 비특허문헌 1에서 이러한 폴리다이메틸실록세인은 대표적인 소수성 고무로 생체분자를 탐침 구조에 코팅하려면 산소 플라즈마 또는 친수성 분자로 표면 개질하는 것이 필요하다. 또한 생체분자 다중 패턴을 형성하기 위해서 탐침 구조의 서로 다른 영역에 각각 생체분자 잉크를 코팅하였기 때문에 처음 패턴이 형성된 곳에 다음 단계에서 수 마이크로 스케일로 까다로운 alignment가 필요하여 정교한 패턴을 형성하기 어렵다는 문제점이 있다.

또한 이와는 다른 기술로서 폴리다이메틸실록세인으로 이루어진 다중 탐침 구조에 inkjet printing 기술을 접목하여 탐침마다 다른 종류의 잉크를 코팅하는 것을 이용해 다중 패턴을 형성한 기술(Multiplexed protein arrays enabled by polymer pen lithography:addressing the ink challenge, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 7626-7629(2013), 비특허문헌 2)이 보고되었다. 하지만 이 경우에도 생체분자 다중 패턴을 형성하기 위하여 마이크로 크기의 주형에 inkjet printing 기술을 이용하여 여러 가지 생체분자를 분주한 후 폴리다이메틸실록세인 다중 탐침 접촉하여 코팅하는 등 정교한 장비가 필요하다는 문제점이 있다.

비특허문헌 1. Interdigitated multicolored bioink micropatterns by multiplexed polymer pen lithography, Small, 9, DOI:10.1002/small.201203183(2013) 비특허문헌 2. Multiplexed protein arrays enabled by polymer pen lithography:addressing the ink challenge, Angew. Chem. Int. Ed., 48, 7626-7629(2013)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간편하면서도 정교한 방법으로 구조체 제작 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법을 제공하는 것이다. 특히 고가의 정교한 장비를 사용할 필요 없이 간단한 방법으로 구조체를 제조한 후, 이에 따라 제조된 구조체로 생체분자의 다중 패턴을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는

유리기판 위에 투명전도막이 코팅되어 있으며,

상기 유리기판의 양 말단에는 스페이서가 구비되고,

상기 투명전도막 상부의 스페이서 내부에는 충진된 수화젤이 구비되며,

상기 수화젤이 외부로 노출된 면은 오목한 형태와 볼록한 형태가 반복된 파동을 형성하여 이루어지고,

상기 수화젤이 외부로 노출된 면 방향으로 생체분자의 패턴형성부가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체의 제조방법은

1) 상기 투명전도막이 코팅된 유리기판의 양 말단에 스페이서를 부착하는 단계;

2) 수화젤을 충진시키기 위한 실리콘 주형을 상기 스페이서와 결합시키는 단계;

3) 상기 실리콘 주형과 스페이서의 내부에 수화젤을 충진하는 단계;

4) 상기 충진 후 실리콘 주형을 제거하는 단계; 및

5) 상기 수화젤의 노출된 면 방향으로 패턴형성부를 구비하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 생체분자 다중 패턴 형성방법은 상기 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하며, 하기와 같은 단계를 포함한다.

1) 복수의 생체분자가 혼합된 용액을 상기 수화젤 다중 탐침 구조체의 수화젤에 흡수시키는 단계;

2) 상기 수화젤이 흡수된 수화젤 다중 탐침 구조체에 전압을 인가하여 상기 생체분자를 수화젤 내에서 투명전도막이 코팅되어 있는 유리기판 방향으로 이동시키는 단계;

3) 상기 3)단계의 전압과는 반대 전압을 인가하여 상기 생체분자의 패턴을 형성시킬 패턴형성부로 이동시키며, 상기 이동은 분자량이 낮은 생체분자가 분자량이 높은 생체분자에 비하여 보다 빠른 속도로 이동하는 단계; 및

4) 상기 생체분자가 이동한 순서에 따라 순차적으로 패턴형성부에 정렬하는 단계;

본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는 고가의 장비가 아니면서도 정교한 생체분자 패턴 형성을 가능하게 하는 구조체 이다.

또한 이러한 수화젤 다중 탐침 구조체의 제조방법도 간편한 방법으로 상기 수화물 다중 탐침 구조체를 제작하여 생체분자의 패턴 형성을 가능하게 한다. 그리하여 이러한 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법은 간편한 방법으로 제작된 수화젤 다중 탐침 구조체를 가지고 간단하면서도 정교하게 생체분자의 패턴을 형성하는 것이 가능하다.

도 1은 실시예에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체 제조 과정의 모식도이다.
도 2는 실시예에서 실리콘 주형의 실제 사진과 전자현미경 이미지 사진 및 완성된 수화젤 탑 어레이의 모습을 나타내는 사진이다.
도 3은 실시예에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체의 전자현미경 이미지 등을 나타낸 사진이다.
도 4는 실시예에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하여 생체분자 다중 패턴 형성을 위한 패터닝 과정의 모식도이다.
도 5는 2가지 크기를 갖는 DNA 다중 패턴의 형광이미지를 보여주는 사진이다.

이에 본 발명자들은 고가의 장비를 사용하지 않고서도 정교한 생체분자의 패턴을 형성하는 방법을 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체, 이의 제조방법 및 이를 이용한 생체분자 다중 패턴 형성방법을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

구체적으로 본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는

유리기판 위에 투명전도막이 코팅되어 있으며,

상기 유리기판의 양 말단에는 스페이서가 구비되고,

상기 투명전도막 상부의 스페이서 내부에는 충진된 수화젤이 구비되며,

상기 수화젤이 외부로 노출된 면은 오목한 형태와 볼록한 형태가 반복된 파동을 형성하여 이루어지고,

상기 수화젤이 외부로 노출된 면 방향으로 생체분자의 패턴형성부가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 수화젤 다중 탐침 구조체로 생체분자를 분석하게 되면, 대면적 생체분자 패터닝이 가능하다. 특히 수화젤 내부로 흡수시킨 생체분자가 전기장 내에서 이동할 때 순전하와 용액 내에서의 회전반경에 따라 이동속도 차이가 생기는 것을 이용하는 것이다. 이를 통해 본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하더라도 복수의 생체분자를 원하는 위치에 고정화 할 수 있게 한다.

상기 유리기판의 종류는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 바람직하게는 ITO, 백금, 금, 전도성 고분자 또는 CNT로 코팅된 유리 및 투명한 플라스틱 기판으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

또한 상기 유리기판 위에는 투명전도막이 코팅되는 것이 바람직한데, 상기 투명전도막이 코팅됨으로 인해 투명 기판에 전도성이 부여되며, 이것으로 인해 전기장을 형성할 수 있게 하는 효과가 있다. 또한 상기 투명전도막은 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 ITO(indium tin oxide)인 것이 바람직하다.

한편 상기 투명전도막이 코팅된 유리기판의 양 말단에는 상기 수화젤을 충진시키기 위해 스페이서가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 스페이서는 수화젤을 충분히 충진시키면서 수화젤의 말단이 패턴형성부와 접촉할 수 있도록 그 높이는 0.5-1 mm인 것이 바람직하다. 0.5 mm보다 작으면 DNA를 크기에 따라 충분히 분리하기가 어려우며, 1 mm보다 높이가 높을 때는 DNA를 탐침 말단으로 이동시키는데 걸리는 시간이 길어진다. 이때 상기 충진된 수화젤의 노출된 면 중 볼록한 부분을 포함한 두께는 상기 스페이서의 높이를 초과하는 것이 바람직하다. 이는 상기 충진된 수화젤의 볼록한 부분을 포함한 두께가 상기 스페이서의 높이를 초과하여야만 패턴형성부와 수화젤의 볼록한 부분 말단이 접촉할 수 있기 때문이다.

상기 수화젤은 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 폴리아크릴아마이드인 것이 바람직하다. 또한 본 발명에 사용되는 폴리아크릴아마이드 수화젤은 다른 수화젤에 비해서 기공 크기가 비교적 균일하고 작으며, 겔화 전의 단량체와 가교제의 비율을 조절하는 것을 통해서 기공 크기를 원하는 대로 쉽게 조절하여 수화젤 내부에서 분리하고자 하는 생체분자의 분자량 범위를 쉽게 결정할 수 있다.

상기 수화젤에 생체분자가 흡수되고, 여기에 인가된 전압에 의하여 초기에는 상기 생체분자가 투명전도막 방향으로 이동하였다가, 상기 인가된 전압의 반대 전압을 인가하여 생체분자의 분자량에 따른 이동 속도 차이에 의해 순차적으로 이동하여 반대편 수화젤의 말단으로 이동하게 된다. 또한 상기 수화젤이 외부로 노출된 면은 오목한 형태와 볼록한 형태가 반복된 파동을 형성하며, 상기 볼록한 수화젤의 말단 부위가 패턴형성부와 접촉하게 되면서 말단으로 이동한 생체분자가 패턴형성부에 순차적으로 정렬하게 된다. 한편 상기 오목한 형태와 볼록한 형태가 반복되는 구조는 바람직하게는 볼록한 부분이 뾰족한 형태가 되어 피라미드 형태로 이루어져 있다.

상기 패턴형성부의 재질은 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 바람직하게는 실리콘인 것이 생체분자 정렬에 더 적합할 수 있어 바람직하다.

또한 상기 패턴형성부는 수화젤이 외부로 노출된 면에 대하여 이격과 접촉을 반복함으로써 복수의 생체분자를 분자량 차이에 의한 이동 속도에 따라 순차적으로 정렬시켜 생체분자의 패턴이 형성된다. 또한 상기 접촉은 상기 수화젤이 외부로 노출된 면 중 볼록한 부분의 말단이 패턴형성부와 접촉하여 순차적으로 정렬되면서 생체분자의 다중 패턴이 형성된다.

이렇게 본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는 수화젤 내부에 흡수시킨 생체분자가 전기장 내에서 이동할 때 순전하와 용액 내에서의 회전 반경에 따라 이동 속도 차이가 생기는 것을 이용하여 복수의 생체분자를 원하는 위치에 고정화 할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체는 생체분자의 다중 패턴 형성을 위해 잉크 용액의 alignment 시스템, 첫 번째 패턴과 그 후의 패턴을 위한 alignment 시스템 등의 추가 공정이 필요 없이 한 번의 공정으로 구현 가능하여 다중 생체분자 단백질 칩, DNA 칩 제작에 큰 효과를 줄 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체의 제조방법은

1) 투명전도막이 코팅된 유리기판의 양 말단에 스페이서를 부착하는 단계;

2) 수화젤을 충진시키기 위한 실리콘 주형을 상기 스페이서와 결합시키는 단계;

3) 상기 실리콘 주형과 스페이서의 내부에 수화젤을 충진하는 단계;

4) 상기 충진 후 실리콘 주형을 제거하는 단계; 및

5) 상기 수화젤의 노출된 면 방향으로 패턴형성부를 구비하는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 생체분자 다중 패턴 형성방법은 상기 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하며,

1) 복수의 생체분자가 혼합된 용액을 상기 수화젤 다중 탐침 구조체의 수화젤에 흡수시키는 단계;

2) 상기 수화젤이 흡수된 수화젤 다중 탐침 구조체에 전압을 인가하여 상기 생체분자를 수화젤 내에서 투명전도막이 코팅되어 있는 유리기판 방향으로 이동시키는 단계;

3) 상기 3)단계의 전압과는 반대 전압을 인가하여 상기 생체분자의 패턴을 형성시킬 패턴형성부로 이동시키며, 상기 이동은 분자량이 낮은 생체분자가 분자량이 높은 생체분자에 비하여 보다 빠른 속도로 이동하는 단계; 및

4) 상기 생체분자가 이동한 순서에 따라 순차적으로 패턴형성부에 정렬하는 단계;

를 포함한다.

이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

< 수화젤 다중 탐침 구조체의 제작>

먼저 투명전도막(indium tin oxide, ITO)이 코팅되어 있는 유리기판을 준비하였다. 또한 본 실시예의 과정은 하기 도 1(a: 투명전도막이 코팅된 유리기판, b: 스페이서 부착, c: 실리콘 주형과 상접, d: 공간에 수화젤 용액 주입, e: 겔화 후 실리콘 주형 제거, f: 패턴을 전사시킬 패턴형성부와 투명전도막 사이에 전극 연결하여 전기장 형성)에 도시되어 있다.

도 2는 실리콘 주형의 실제 사진과 전자현미경 이미지 사진 및 완성된 수화젤 탑 어레이의 모습을 나타내는 사진이다.

한편 수화젤 다중 탐침 구조체의 전체적인 두께를 결정할 수 있는 스페이서를 ITO 유리 양쪽에 부착시킨다. 포토리소그라피와 습식 식각 공정을 통해 제작된 피라미드 형태의 홈을 갖는 실리콘 주형을 상접하여 거푸집 형태로 조립한다. 조립된 거푸집 틈으로 수화젤 용액(단량체, 가교제, 개시제, 촉매)을 주입한다. 상온에서 겔화가 완료된 후 실리콘 주형을 제거하면 수화젤 다중 탐침 구조체가 완성된다. 완성된 수화젤 다중 탐침 구조체의 ITO면과 패턴을 전사시킬 기질을 구리 전선을 통해 power supply와 연결하여 전압을 인가하면 ITO면과 패턴을 전사시킬 기질 사이에 전기장을 형성 시킬 수 있다.

< 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하여 생체분자 다중 패턴 형성을 위한 패터닝 과정>

미리 제작된 수화젤 다중 탐침 구조체에 여러 가지 생체분자가 혼합되어있는 잉크 용액을 분주하여 10 분 동안 흡수시킨다. 생체분자 혼합 잉크 용액이 흡수된 수화젤 다중 탐침체를 원자힘 현미경의 x, y, z 압전소자 구동기에 조립하고 전압을 인가할 수 있도록 ITO면과 패턴을 형성시킬 기질에 구리선을 이용하여 power supply와 연결한다. 순전하가 음전하를 띄는 생체분자의 경우에는 ITO 면에 plus, 양전하를 띄는 생체분자의 경우에는 ITO 면에 minus 전압을 가하여 전기장을 발생시켜 생체분자를 ITO 면으로 이동시킨다. 전 과정에서와 반대 방향의 전기장을 발생시켜 ITO 면의 생체분자를 수화젤 탐침의 탐침 끝 부분을 향하여 이동시킨다. 이때 생체분자의 분자량에 따라 탐침 끝으로 이동하는 이동속도에 차이가 생기고 가장 낮은 분자량을 갖는 생체분자가 가장 빨리 이동하게 된다. 이동된 생체분자는 기판에 전사된다. 압전소자 구동기를 이용하여 수화젤 다중 탐침을 상승, 이동, 하강을 반복하여 여러 가지 생체분자를 하나의 기질의 원하는 위치에 패턴을 형성하는 것이 가능하다. 이러한 도 3는 수화젤 다중 탐침 구조체의 전자현미경 이미지, 수화젤 탐침에 DNA 를 흡수시킨 후 위쪽에서 관찰한 형광이미지(피라미드 형태의 탐침이 네모로 보임), 이를 다중압전소자 구동기에 조립한 모습을 나타낸 사진이다. 또한 도 4(a: 생체분자 용액을 분주하여 수화젤에 흡수, b: power supply 연결 및 x y z 방향 구동 가능한 압전소자와 연결, c: 전압을 인가하여 전기장 발생 및 흡수된 생체분자를 ITO 쪽으로 이동, d: 반대방향으로 전압을 인가하여 생체분자를 분리, e: 낮은 분자량의 생체분자 패턴 형성 후 수화젤 다중 탐침을 상승 및 이동, f: 이동 후 다시 하강 및 접촉하여 중간 분자량의 생체분자 패턴 형성하고 이후 상승, 이동, 하강을 반복함)는 이러한 패터닝 과정의 모식도이다.

또한 도 5는 2가지 크기를 갖는 DNA 다중 패턴의 형광이미지를 나타낸 사진이다. 하기 도 5를 보다 구체적으로 살펴보면 20 base pair는 좌측 그림에서는 빨간색(red)으로 표시된 것이며, 우측의 사진상으로는 주황색으로 표시된 것이며, 10 base pair는 좌측 그림과 우측 사진에서 녹색(green)으로 표시된 것이다. 이러한 하기 도 5에서 20 base pair는 10 base pair에 비해 회전 반경이 크기 때문에 같은 전기장 내에서 이동 속도가 느리며, 이렇게 이동 속도가 느리기 때문에 패턴 형성 진행 방향을 살펴봤을 때 20 base pair가 10 base pair에 비해 보다 나중에 패턴이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 즉, 하기 도 5는 크기에 따라 패턴이 형성되는 속도 차이를 이용해 다중 패턴의 형성이 가능함을 확인한 것이다.

결과적으로 본 발명에 의해 한 기판에 생체분자 다중 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 탐침으로 전기장에 의해 분리되는 생체분자를 다중으로 패턴하는 것이 가능하다. 생체분자 다중 패턴의 특징은 세포, 혈액, 침 등으로부터 추출되는 단백질, DNA 등을 별도의 정제 과정 없이 바로 사용하는 것이 가능하다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

1. 유리기판
2. 투명전도막
3. 스페이서
4. 실리콘 주형
5. 수화젤 용액
6. 패턴형성부
7. 다층 생체분자 혼합 용액
8. z 방향 압전소자 구동기
9. x, y 방향 압전소자 구동기
10. 혼합용액이 흡수된 수화젤 다중 탐침 구조체
11. ITO 방향으로 이동한 생체분자
12. 가장 높은 분자량의 생체분자
13. 가장 낮은 분자량의 생체분자
14. 중간 분자량의 생체분자
15. 첫 번째로 전사된 생체분자
16. 상승
17. 이동
18. 하강, 접촉
19. 두 번째로 생체분자가 전사될 부분

Claims (9)

1. 유리기판 위에 투명전도막이 코팅되어 있으며,
   상기 유리기판의 양 말단에는 스페이서가 구비되고,
   상기 투명전도막 상부의 스페이서 내부에는 충진된 수화젤이 구비되며,
   상기 수화젤이 외부로 노출된 면은 오목한 형태와 볼록한 형태가 반복된 파동을 형성하여 이루어지고,
   상기 수화젤이 외부로 노출된 면 방향으로 생체분자의 패턴형성부가 구비되어 이루어지며,
   상기 투명전도막에 전압이 인가되면 상기 패턴형성부에 생체분자가 정렬되어 순차적으로 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 수화젤 다중 탐침 구조체.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 패턴형성부는 수화젤이 외부로 노출된 면에 대하여 이격과 접촉을 반복함으로써 복수의 생체분자를 이동 속도에 따라 순차적으로 정렬시켜 생체분자의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 수화젤 다중 탐침 구조체.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 접촉은 상기 수화젤이 외부로 노출된 면 중 볼록한 부분의 말단이 패턴형성부와 접촉하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수화젤 다중 탐침 구조체.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스페이서의 높이는 0.5-1 mm로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 상기 충진된 수화젤의 노출된 면 중 볼록한 부분을 포함한 두께는 상기 스페이서의 높이를 초과하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수화젤 다중 탐침 구조체.
   
5. 1) 투명전도막이 코팅된 면의 양 말단에 스페이서를 부착하는 단계;
   2) 수화젤을 충진시키기 위한 실리콘 주형을 상기 스페이서와 결합시키는 단계;
   3) 상기 실리콘 주형과 스페이서의 내부에 수화젤을 충진하는 단계;
   4) 상기 충진 후 실리콘 주형을 제거하는 단계; 및
   5) 상기 수화젤의 노출된 면 방향으로 패턴형성부를 구비하는 단계;를 포함하고,
   상기 투명전도막에 전압이 인가되면 상기 패턴형성부에 생체분자가 정렬되어 순차적으로 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 수화젤 다중 탐침 구조체의 제조방법.
   
6. 제 1항에 따른 수화젤 다중 탐침 구조체를 이용하며, 하기와 같은 단계를 포함하는 생체분자 다중 패턴 형성방법.
   1) 복수의 생체분자가 혼합된 용액을 상기 수화젤 다중 탐침 구조체의 수화젤에 흡수시키는 단계;
   2) 상기 수화젤이 흡수된 수화젤 다중 탐침 구조체에 전압을 인가하여 상기 생체분자를 수화젤 내에서 투명전도막이 코팅되어 있는 유리기판 방향으로 이동시키는 단계;
   3) 상기 2)단계의 전압과는 반대 전압을 인가하여 상기 생체분자의 패턴을 형성시킬 패턴형성부로 이동시키며, 상기 이동은 분자량이 낮은 생체분자가 분자량이 높은 생체분자에 비하여 보다 빠른 속도로 이동하는 단계; 및
   4) 상기 생체분자가 이동한 순서에 따라 순차적으로 패턴형성부에 정렬하는 단계;
   
7. 제 6항에 있어서,
   상기 2)단계와 3)단계에서 이루어지는 전압의 인가는 투명전도막과 탐침부에 전극을 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체분자 다중 패턴 형성방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 탐침부는 상기 접촉 후 이격하며, 생체분자의 이동속도에 따라 다음 순서로 상기 수화젤의 말단으로 이동한 생체분자를 순차적으로 다시 접촉하여 정렬시키는 것을 특징으로 하는 생체분자 다중 패턴 형성방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 접촉과 이격을 반복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체분자 다중 패턴 형성방법.
   

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