KR102233028B1 - 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서 - Google Patents

나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR102233028B1
KR102233028B1 KR1020190095732A KR20190095732A KR102233028B1 KR 102233028 B1 KR102233028 B1 KR 102233028B1 KR 1020190095732 A KR1020190095732 A KR 1020190095732A KR 20190095732 A KR20190095732 A KR 20190095732A KR 102233028 B1 KR102233028 B1 KR 102233028B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical fiber
nanostructure
conductive layer
plasmon resonance
surface plasmon
Prior art date
Application number
KR1020190095732A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210017060A (ko
Inventor
이승기
김형민
박재형
Original Assignee
단국대학교 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 단국대학교 산학협력단 filed Critical 단국대학교 산학협력단
Priority to KR1020190095732A priority Critical patent/KR102233028B1/ko
Priority to US16/535,444 priority patent/US10976251B2/en
Publication of KR20210017060A publication Critical patent/KR20210017060A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102233028B1 publication Critical patent/KR102233028B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554—Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366—Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373—Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N2021/258—Surface plasmon spectroscopy, e.g. micro- or nanoparticles in suspension
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • G01N2021/7706—Reagent provision
    • G01N2021/772—Tip coated light guide
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides
    • G01N2201/0846—Fibre interface with sample, e.g. for spatial resolution

Abstract

표면 플라즈몬 공명 센서가 개시된다. 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광섬유; 상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침; 상기 미세 탐침의 특정 영역에 배치되는 나노 구조물을 포함하고, 상기 미세 탐침의 특정 영역은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재하고, 상기 나노 구조물은, 나노 사이즈의 간격의 절연층 양쪽에 전도층이 배치된다.

Description

나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서{SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR COMBINED WITH NANOSTRUCTURE}
아래 설명들은 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서에 관한 것이다.
표면 플라즈몬 공명 현상(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 광이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상이다.
표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 특정 표시자 없이 생체 물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있어 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용되고 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 이와 같은 표면 플라즈몬 공명 현상을 통해 단백질 간 특이결합(specific binding) 등과 같은 다양한 측정에 활용될 수 있다.
본 발명은 나노 구조물이 광섬유 표면에 배치된 표면 플라즈몬 공명 센서를 제공한다.
본 발명은 특정한 구조를 가진 나노 구조물에 의해 감도가 향상되며, 핫스팟 효과가 증가하는 표면 플라즈몬 공명 센서를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광섬유; 상기 광섬유의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 배치된 적어도 하나의 나노 구조물을 포함하고, 상기 나노 구조물은, 전도층과 절연층으로 구성될 수 있다.
상기 광섬유의 끝 부분에 미세 탐침이 배치되고, 상기 미세 탐침의 특정 영역에 나노 구조물이 위치할 수 있다.
상기 특정 영역은, 상기 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치일 수 있다.
상기 나노 구조물은, 절연층 양쪽에 나노 사이즈의 간격으로 전도층이 배치될 수 있다.
상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는 광섬유; 상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침; 상기 미세 탐침의 특정 영역에 배치되는 나노 구조물을 포함하고, 상기 미세 탐침의 특정 영역은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재하고, 상기 나노 구조물은, 나노 사이즈의 간격의 절연층 양쪽에 전도층이 배치될 수 있다.
상기 미세 탐침은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 코어층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서가 포함된 측정 장치는, 적어도 하나의 용액 주입구와 적어도 하나의 용액 배출구가 배치된 채널 유닛; 상기 채널 유닛에 배치되는 표면 플라즈몬 공명 센서를 포함하고, 상기 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광섬유; 상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침; 상기 광 섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재하는 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 나노 구조물을 포함할 수 있다.
상기 나노 구조물은, 절연층과 전도층으로 구성되며, 나노 사이즈의 간격의 절연층 양쪽에 전도층이 배치될 수 있다.
상기 미세 탐침은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 코어층에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광섬유 표면에 나노 구조물을 배치한 표면 플라즈몬 공명 센서를 통해 특정한 항원과 반응하는 항체가 결합시켜 다양한 측정을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광섬유 표면에 배치된 나노 구조물을 통해 표면 플라즈몬 공명 센서의 감도가 향상될 수 있으며, 핫스팟 효과가 증가될 수 있다.
도 1a는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 입체도를 나타낸다.
도 1b는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 측면도를 나타낸다.
도 2A 내지 도 2C는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 2D는 도 2C의 제조 공정의 변형된 일례를 도시한다.
도 2E는 도 2C의 제조 공정의 변형된 다른 일례를 도시한다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른, 나노 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유 내부에서 빛이 반사되는 것을 나타낸다.
도 6는 일 실시예에 따른, 채널 유닛을 나타낸 도면이다.
도 7는 일 실시예에 따른, 채널 유닛의 투시도를 나타낸 도면이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 센서 삽입홀이 수평으로 삽입된 것을 나타내고, 도 8b는 일 실시예에 따른 센서 삽입홀이 수직으로 삽입된 것을 나타낸다.
도 9은 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 이해되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수 개의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1a는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 입체도를 나타낸다. 도 1b는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 측면도를 나타낸다.
표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance)은 입사된 빛이 금이나 은과 같은 금속 박막 또는 나노 입자 또는 나노 구조물과 반응할 때, 자유전자의 집단적 진동에 의해 발생하는 현상을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명은 특정 표시자 없이 생체물질 간의 반응을 실시간으로 측정할 수 있는 장점 때문에 단백질 칩 분석 및 다양한 바이오 반응들을 측정할 수 있는 바이오 센서에 응용될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 센서이다. 표면 플라즈몬 공명 센서는 센서의 표면에 흡착된 항체와 분석 대상물인 항원의 반응에 의한 출력 신호를 통해 단백질 간 특이결합(specific binding)과 같은 것을 측정하는데 활용될 수 있다.
일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서는, 광섬유(110)의 끝 부분에 나노 구조물(120)이 배치될 수 있다. 광섬유(110)는 코어층(111) 및 클래딩층(112)으로 구분될 수 있으며, 빛은 광섬유(110)의 코어층(111)에서 전반사를 통해 이동될 수 있다.
이 때, 나노 구조물(120)은 광 섬유(110)의 코어층(111)에 배치된 미세 탐침(121)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 1b와 같이, 미세 탐침(121)의 특정 영역에 나노 구조물(120)이 배치될 수 있다.
도 1b를 참고하면, 나노 구조물(120)은 전도층(122) 및 전도층(124) 사이에 절연층(123)이 배치됨으로써 구성된다. 이 때, 전도층(122)과 전도층(124)는 나노 사이즈의 간격만큼 이격되어 있고, 전도층(122)과 전도층(124) 사이에 절연층(123)이 배치된다. 이 때, 전도층(122)과 전도층(124)은 전기 전도성을 나타내는 금속 물질(예를 들면, 금, 은, 구리 등)로 이루어질 수 있다. 그리고, 절연층(123)은 파릴렌과 같은 절연이 가능한 고분자 물질로 구성될 수 있다. 즉, 금속 물질로 구성될 수 있는 전도층(122)과 전도층(124) 사이가 나노 사이즈의 간격을 유지함으로써 핫 스팟 효과가 극대화될 수 있다.
본 발명에서 나노 구조물(120)은 하나의 절연층(123) 사이에 2개의 전도층(122, 124)로 구성되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전도층(122)과 전도층(124) 사이에 절연층(123)이 배치된 구조가 복수 개로 적층된 구조를 나타내는 나노 구조물(120)까지 포함한다.
도 1a 및 도 1b에서 볼 수 있듯이, 광섬유(110)의 코어층(111)에 미세 탐침(122)이 배치되고, 미세 탐침(122)의 특정 영역에 나노 구조물(120)이 배치된다. 미세 탐침(122)은 고분자 물질로 구성될 수 있다. 도 1a의 경우, 미세 탐침(122)은 원뿔 형태를 나타내나, 본 발명은 나노 구조물(120)이 배치될 수 있는 어떤 형태의 구조를 모두 포함한다.
이 때, 특정 영역은, 광섬유(110)의 끝 부분에서 일정 거리(H)만큼 이격된 위치에 있다. 즉, 나노 구조물(120)은 광섬유(110)의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 배치되고, 이에 따라 감도 저하가 억제될 수 있다.
일례로, 전도층(122)과 전도층(124)는 금으로 구성될 수 있고, 절연층(123)은 파릴렌으로 구성될 수 있다. 그리고, 절연층(123)은 나노 사이즈의 두께를 가질 수 있으며, 이에 따라 전도층(122)과 전도층(124)은 나노 사이즈의 간격만큼 떨어질 수 있다.
또한, 전도층(122), 절연층(123) 및 전도층(124)으로 구성된 나노 구조물(120)은 제작 과정에서 광섬유(110)의 코어층(111)의 끝 부분으로부터 일정 거리(H)만큼 이격된다. 즉, 나노 구조물(120)이 광섬유(120)의 끝 부분의 표면으로부터 일정 거리만큼 이격됨으로써 표면 플라즈몬 공명 센서의 감도가 저하되는 특성이 억제될 수 있다. 또한, 전도층(122)과 전도층(124) 사이에 나노 사이즈의 두께를 가지는 절연층(123)이 배치됨으로써, 전도층(122)과 전도층(124)이 나노 사이즈의 간격을 유지할 수 있고, 이에 따라 핫스팟 효과가 극대화될 수 있다. 이와 같은 나노 구조물(120)에 대한 자세한 공정은 이하 도면을 참조한다.
광섬유(110) 내부에서 전반사되어 이동한 빛은 광섬유(110) 표면에 흡착된 나노 구조물(120)과 반응을 통해 빛을 반사할 수 있고, 반사된 빛은 검출기를 통해 측정될 수 있다. 이때, 항원-항체가 결합된 경우 반사된 빛의 신호 세기가 변할 수 있고, 결합 전후의 신호 세기의 변화를 통해 항원-항체 결합된 양이 판단될 수 있다. 예를 들면, 나노 구조물(120)의 상단에 항체가 흡착된 경우 광섬유를 통해 입사된 빛의 반사 신호 세기를 측정할 수 있고, 나노 구조물(120)의 상단에 항체-항원이 결합된 경우 광섬유를 통해 입사된 빛의 반사 신호 세기를 측정할 수 있어, 반사 신호 세기의 변화를 통해 특정한 항원의 존재 유무 및 항원-항체 결합된 양이 판단될 수 있다.
여기서, 측정시 반사되는 빛의 수용성을 높이기 위해 표면 플라즈몬 공명 센서의 표면적이 넓고 여러 경로의 빛을 수용할 수 있도록 일례로서 코어(core) 직경이 105um, 클래딩(cladding) 직경이 125um인 다중모드 광섬유가 사용될 수 있고, 광섬유의 자켓은 광섬유 스트리퍼를 이용하여 일정 길이 제거될 수 있다.
항체는 나노 구조물(120)의 상단에 흡착될 수 있다. 이때, 나노 구조물(120)의 상단에 흡착된 항체는 각기 다른 항체일 수 있다. 예를 들면, 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체와 다른 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체는 서로 다른 항원과 결합되는 항체일 수 있다. 보다 구체적으로, 표면 플라즈몬 공명 센서와 혈액이 접촉한 경우, 서로 다른 항체가 흡착된 센서로 인해 혈액 내에 존재하는 서로 다른 종류의 항원을 검출하여, 질병의 유/무가 판단될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 2a의 공정 (1)는 실리콘(210) 위에 감광제(220)가 도포된 후 통상의 사진 식각 공정이 수행되어 패턴이 형성된 상태를 나타낸다. 공정 (2)는 형성된 패턴에 대해 수직, 수평 방향으로의 식각 속도가 다른 실리콘 이방성 식각을 통해 원기둥이 제작된 상태를 나타낸다. 공정 (3)는 수직, 수평 방향으로의 식각 속도가 동일한 실리콘 등방성 식각이 수행된 상태를 나타내고, 실리콘 등방성 식각을 통해 원뿔 모양의 미체 탐침이 형성될 수 있다.
이때, 미세 탐침 간의 거리, 높이는 조절될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 이방성 식각 및 실리콘 등방성 식각을 통한 미세 탐침의 높이는 서로 다를 수 있다. 또한, 패턴 형성 및 실리콘 이방성 식각을 통한 미세 탐침 간의 거리도 서로 다를 수 있다.
공정 (4)는 공정 (3)에 대해 PDMS(Polydimethylsiloxane) 코팅을 통한 음각 몰딩한 상태를 나타낸다.
그리고, 도 2b의 공정 (5)는 형성된 음각 몰드를 분리한 것을 나타낸다. 공정 (6)는 고분자 물질을 공정 (5)에 도포 및 평탄화 과정이 수행된 상태를 나타낸다. 여기서, 고분자 물질은 일례로서 자외선 경화성 고분자 물질일 수 있다. 공정 (6)는 자외선 조사를 통하여 광섬유(fiber) 위에 미세 탐침을 형성한 것을 나타낸다.
공정 (7)는 광섬유(fiber) 위에 형성된 미세 탐침 위에 자가 정렬 공정을 위한 감광제(220)를 도포한 것을 나타낸다. 여기서, 자가 정렬 공정은 감광제(220)가 미세 탐침 끝단에 얇게 도포되는 미세 탐침의 구조를 이용한 선택적 식각 기술이다. 자가 정렬 공정을 통해 추가적인 마스크 없이 미세 탐침 끝단이 노출될 수 있으며, 식각 시간 조절을 통하여 노출되는 끝단의 길이 조절이 가능할 수 있다. 구체적으로, 식각 시간 조절을 통해 미세 탐침에서 노출되는 끝단의 길이가 조절될 수 있어, 노출되는 끝단의 길이가 서로 다른 미세 탐침이 형성될 수 있다.
여기서, 노출되는 미세 탐침의 끝단의 길이를 통해 광섬유 표면에서 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물과 광 섬유의 끝 부분의 표면 간의 이격 거리가 결정될 수 있다.
예를 들면, 노출되는 미세 탐침의 끝단의 길이가 긴 경우, 광 섬유의 끝 부분의 표면에서 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물까지의 이격 거리가 짧아질 수 있다. 일례로, 전도층은 금으로 구성되고, 절연층은 파릴렌으로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 노출되는 미세 탐침의 끝단의 길이가 짧은 경우, 광 섬유의 끝 부분의 표면에서 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물까지의 이격 거리가 길 수 있다.
도 2c의 공정 (9)는 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물이 광섬유 표면으로부터 이격되도록, 자가 정렬 공정을 통해 미세 탐침 끝단에 얇게 도포된 부분을 제거한 것을 나타낸다. 공정 (10)는 전도층-절연층-전도층을 순차적으로 증착한 후, 증착된 마지막 전도층 위에 감광제를 도포한 것을 나타낸다.
공정 (11)는 전도층과 전도층 사이를 나노 사이즈의 간격으로 유지하기 위한 식각 과정을 나타낸다. 구체적으로, 전도층과 전도층은 절연층의 두께에 따라 이격된다. 즉, 절연층의 두께가 나노 사이즈를 나타내면, 전도층과 전도층은 나노 사이즈만큼의 간격으로 이격된다.
공정 (12)은 감광제 식각을 통한 리프트 오프를 나타낸다. 리프트 오프는 감광제를 사용하여 원하지 않는 부분만 제거하는 공정기술이다. 구체적으로, 공정 (12)의 과정을 통해 미세 탐침에 접하여 있는 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물 만을 남겨질 수 있다.
도 2d는 도 2c의 제조 공정의 변형된 일례를 도시한다.
도 2d는 도 2a 내지 도 2b의 공정이 완료된 이후에 진행되는 공정을 나타낸다. 도 2d의 공정 (9)에 의하면, 건식 식각을 통해 탐침 끝단이 노출된다. 그리고, 공정 (10)를 통해 나노 구조물 및 나노 사이즈의 간격을 제작하기 위한 금-파릴렌-금과 같이 순차적인 증착이 진행된다. 여기서, 금-파릴렌-금은 전도층-절연층-전도층에 각각 대응한다. 공정 (11)에서, 감광제의 식각을 통해 리프트 오프가 진행된다.
도 2e는 도 2c의 제조 공정의 변형된 다른 일례를 도시한다.
도 2e는 도 2a 내지 도 2b의 공정이 완료된 이후에 진행되는 공정을 나타낸다. 공정(9)에서, 감광제의 흘러내림을 통해 탐침 끝단이 노출된다. 그리고 공정(10)에서, 나노 구조물 및 나노 사이즈의 간격을 제작하기 위해, 금-파릴렌-금과 같이 순차적인 증착이 진행된다. 여기서, 금-파릴렌-금은 전도층-절연층-전도층에 각각 대응한다.
공정 (11)에서, 감광제의 식각을 통해 리프트 오프가 진행된다. 도 2e의 공정 (9)에 의하면, 감광제를 저온에서 장시간 동안 서서히 경화시키면 끝이 뾰족한 탐침의 구조적 특징으로 인하여 감광제는 밑으로 흘러내리며 경화된다. 그래서 공정(9)에 의하면, 건식 식각을 하지 않고도 팁 끝단이 노출될 수 있다.
따라서, 도 2a 내지 도 2e에 의하면, 도 1b와 같은 나노 구조물이 광섬유 표면에 배치된 표면 플라즈몬 공명 센서가 제작될 수 있다. 도 2a 내지 도 2e에서 3개의 층 (전도층-절연층-전도층)으로 구성된 나노 구조물을 나타내고 있으나, 이러한 층의 개수에 한정되지 않는다. 즉, 전도층 사이의 간격이 절연층에 의해 나노 사이즈만큼 유지되는 나노 구조물이 하나 이상 존재하는 경우를 포함한다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 3에서 공정(1)은 광섬유 위에 고분자 미세 탐침이 형성된 것을 나타낸 도면이다. 도 3에서 공정(2)는 일례로서 미세 탐침 위에 전도층-절연층-전도층 (ex. 금-파릴렌-금)이 증착된 것을 나타낸다. 도 3에서 공정(3)은 건식 식각 마스크 제작용 감광제를 도포한 것을 나타내고, 공정(4)은 자가 정렬 공정을 이용한 미세 탐침 끝단 노출 및 건식 식각 마스크용 물질(예를 들면, 알루미늄) 증착을 나타낸 도면이다. 도 3에서 공정(5)은 건식 식각용 마스크만 남기기 위하여 감광제 식각으로 리프트 오프 공정이 진행된 것을 나타내고, 공정(6)은 건식 식각용 마스크를 이용하여 미세 탐침 끝단의 구조물을 제외한 부분을 식각하는 것을 나타내고, 공정(7)은 건식 식각용 마스크를 제거한 것을 나타낸 도면이다.
도 3의 경우, 홀수 개의 소재를 증착할 경우 습식 식각을 이용하는 리프트 오프 공정을 대신하여 건식 식각을 이용하는 방법으로, 리프트 오프 공정과 비교하여 공정 시간이 상대적으로 짧고 나노 구조물 제작을 위한 수율이 향상될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른, 전도층-절연층-전도층 로 구성된 나노 구조물을 설명한다. 도 4의 경우, 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물이 2개로 조합된 형태를 나타낸다. 즉, 본 발명에서 나노 구조물은, 전도층-절연층-전도층으로 구성되거나, 또는 전도층-절연층-전도층-절연층-전도층으로 구성될 수 있다. 이 때, 나노 사이즈의 두께를 가지는 절연층에 의해 전도층과 전도층 사이의 간격도 나노 사이즈로 유지될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유 내부에서 빛이 반사되는 것을 나타낸다.
광원을 통해 빛은 광섬유 내부에서 전반사 되면서 이동할 수 있고, 광섬유 표면에 배치된 나노 구조물에 의해 광섬유를 통해 출력된 광이 반사될 수 있고, 반사된 광의 신호 세기를 통해 관련 정보가 획득될 수 있다.
구체적으로, 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체가 항원과 반응하지 않았을 때, 반사된 광의 신호 세기가 검출기를 통해 검출될 수 있다. 또한, 나노 구조물의 상단에 흡착된 항체가 항원과 반응하였을 때, 반사된 광의 신호 세기가 검출기를 통해 검출될 수 있다. 검출기를 통해 검출된 반사된 광의 신호 세기 변화를 통해 항원의 종류 및 항원의 농도가 예측될 수 있다.
도 6는 일 실시예에 따른, 채널 유닛을 나타낸 도면이다.
채널 유닛은 용액 주입구(inlet, 610) 및 용액 배출구(outlet, 620) 및 센서 삽입홀(630)를 포함할 수 있다. 여기서, 용액 주입구(610)는 적어도 하나 이상 존재할 수 있다. 예를 들면, 채널 유닛에 항원이 주입되는 용액 주입구, BSA(Bovine Serum Albumin)가 주입되는 용액 주입구, 버퍼(buffer)가 주입되는 용액 주입구, 항체가 주입되는 용액 주입구는 각각 별도로 존재할 수 있다. 주입된 용액이 배출되는 용액 배출구(620)는 각각 별도로 존재하거나, 또는 1개만 존재할 수 있다.
센서 삽입홀(630)은 표면 플라즈몬 공명 센서가 삽입되는 위치일 수 있다. 센서 삽입홀(630)을 통해 표면 플라즈몬 공명 센서가 삽입되면, 표면 플라즈몬 공명 센서에서 광 섬유의 코어층의 끝 부분에 배치되는 미세 탐침이 미세 유체 채널(640) 내부로 위치한다. 다시 말해서, 표면 플라즈몬 공명 센서가 센서 삽입홀(630)을 통해 삽입됨으로써, 미세 탐침의 특정 영역에 배치된 나노 구조물이 미세 유체 채널 내부에 배치된다.
미세 유체 채널(640)은 용액 주입구(610)과 용액 배출구(620)을 연결할 수 있으며, 미체 유체 채널(640)은 반응 챔버(reaction chamber, 650)와 연결될 수 있고, 용액은 용액 주입구(610)-미세 유체 채널(640)-반응 챔버(650)-용액 배출구(620) 순으로 이동할 수 있다. 반응 챔버(650)는 적어도 하나의 센서 삽입홀(630)과 연결되고, 센서 삽입홀(630)에 삽입된 표면 플라즈몬 공명 센서의 선단부가 노출된 경우 반응 챔버(650) 내의 용액은 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분과 접촉될 수 있다. 여기서, 표면 플라즈몬 공명 센서에서 광섬유의 끝 부분에 미세 탐침이 배치되고, 미세 탐침의 특정 영역에 나노 구조물이 배치될 수 있으므로, 나노 구조물과 용액이 접촉될 수 있다.
도 1a 및 도 1b와 같이 광섬유 표면에 나노 구조물이 배치된 표면 플라즈몬 공명 센서가 센서 삽입홀(630)에 삽입될 수 있다. 표면 플라즈몬 공명 센서의 끝 부분에 위치한 나노 구조물이 미세 유체 채널(640)에 노출된다.
나노 구조물에 항체가 결합될 수 있다. 용액 주입구(610)을 통해 항원이 주입된 경우, 미세 유체 채널(640)을 통해 반응 챔버(650)로 항원이 주입될 수 있고, 항원은 반응 챔버(650) 내에서 나노 구조물에 결합된 항체와 반응할 수 있다. 항원과 항체가 반응할 경우 광섬유을 통한 빛이 반사되어 검출기에서 검출될 수 있고, 반사된 빛의 세기 변화를 통해 항원의 종류 및 항원의 양이 판단될 수 있다.
도 7는 일 실시예에 따른, 채널 유닛의 투시도를 나타낸 도면이다.
채널 유닛은 적어도 하나의 용액 주입구(610), 용액 배출구(620), 센서 삽입홀(630), 미세 유체 채널(640), 반응 챔버(650)를 포함할 수 있다. 채널 유닛은 도 6에 기재된 설명이 적용될 수 있으며, 도 7는 도 6의 채널 유닛의 투시도를 나타낸다. 도 7에서 U는 몰딩으로 형성되는 상부층을 나타내고, B는 글라스의 하부층을 나타낸다. 여기서, 용액 주입구(610), 용액 배출구(620), 센서 삽입홀(630), 미세 유체 채널(640), 반응 챔버(650)는 상부층(U)에 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 센서 삽입홀(630)을 통해 본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서가 삽입된다. 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분에 배치된 나노 구조물에 결합된 항체가 용액 주입구(610)에 주입되어 용액 배출구(620)을 통해 흘러나가는 용액에 담겨진 항원과 반응할 수 있다.
도 7와 같은 채널 유닛의 제조 공정은 다음과 같다. 실리콘 기판 상에 포토 리소그래프 공정을 이용하여 양각 구조 마스크가 형성될 수 있다. 양각 구조 마스크는 포토레지스트이거나, 또는 다른 요소일 수 있다. 이어, 실리콘 기판을 에칭한 후, 양각 구조 마스크가 제거된 양각 구조를 가지는 몰드가 형성될 수 있다. 이때, 몰드에는 용액 주입구, 용액 배출구, 반응 챔버, 미세 유체 채널, 센서 삽입홀을 위한 양각 구조가 포함될 수 있다.
몰드의 양각 구조의 면에 대한 소수성 처리가 수행될 수 있다. 소수성 처리는 표면에 FC 코팅을 수행하거나, 별도의 소수성 코팅 없이 표면을 소수성으로 개질하기 위해 실란(silane) 처리를 진행하는 것을 나타낼 수 있다. 이어, 몰드에 PDMS와 같은 고분자를 붓고 경화시킨 후, 몰드로부터 양각 구조가 음각 구조로 전사된 구조체가 획득될 수 있다. 음각 구조가 형성된 면의 반대면에 대한 펀칭 공정을 수행하여 용액 주입구(610), 용액 배출구(620), 센서 삽입홀(630) 등이 형성될 수 있다.
도 8a는 일 실시예에 따른 센서 삽입홀이 수평으로 삽입된 것을 나타내고, 도 8b는 일 실시예에 따른 센서 삽입홀이 수직으로 삽입된 것을 나타낸다. 표면 플라즈몬 공명 센서가 삽입되는 센서 삽입홀은 도 8a와 같이 채널 유닛에서 수평으로 삽입되거나, 또는 도 8b와 같이 채널 유닛에서 수직으로 삽입될 수 있다. 도 8b는 표면 플라즈몬 공명 센서가 삽입되는 센서 삽입홀의 다양한 실시예를 나타내는 것으로서, 도 8a와 도 8b에 표시된 센서 삽입홀의 위치뿐만 아니라 다른 실시에 또한 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
도 9은 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.
시스템은 용액 공급 장치(910), 채널 유닛(730), 광학 측정부(950)를 포함할 수 있다. 여기서, 채널 유닛(730)은 용액 주입구, 용액 배출구, 미세 유체 채널, 센서 삽입홀, 반응 챔버를 포함할 수 있다.
용액 공급 장치(910)는 채널 유닛(730)의 용액 주입구 각각에 일단이 연결되는 관부(911)와 각 관부(911)의 타단에 연결 가능한 펌프부(912)를 포함할 수 있다. 펌프부(912)는 예를 들어 실린지(syringe) 펌프일 수 있고, 도 9과 같이 각각의 관부(911)에 연결 가능하여 각각의 용액 주입구로 용액이 주입될 수 있다. 관부(911) 각각에는 관의 개폐가 가능하게 설치되는 셧오프 밸프(913)가 배치되어 현재 주입 중인 관 이외의 다른 관으로 용액이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
광학 측정부(950)는 광원(951)과 검출기(952)를 포함할 수 있다. 광원(951)과 검출기(952)는 광섬유 커플러(953)을 통해 n:1 다중모드로 표면 플라즈몬 공명 센서의 후단에 연결될 수 있다. 도 9의 경우 하나의 광학 측정부(950)을 표시하였지만, 복수개의 표면 플라즈몬 공명 센서마다 광학 측정부(950)이 연결될 수 있다.
광원(951)은 여기광을 인가할 수 있다. 광원에 여러 개의 광섬유 커플러(953)을 연결하거나 하나의 다분기 광섬유를 연결하는 구조가 채용될 수 있다. 검출기(952)는 표면 플라즈몬 공명 센서로부터 발생한 신호를 검출하는 것으로서, 광섬유 커플러(953)의 개수만큼 구비되거나 또는 하나가 구비될 수 있다. 광섬유 커플러(953)는 표면 플라즈몬 공명 센서, 광원 및 검출기를 광섬유 융착기 등을 이용하여 연결할 수 있다.
광원(951)에서 나온 빛이 광섬유 커플러(953)를 따라 표면 플라즈몬 공명 센서 끝단까지 입사되어 표면에서 표면 플라즈몬 공명 반응을 발생시킨 뒤 반사되어 돌아오며, 검출기(953)이 반사된 빛을 수광하여 세기를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세유체 채널 내에 각기 다른 파장에서 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 나노 구조물에 서로 다른 항체가 도입되어 있을 때 미지의 질병(항원)과의 특이적 결합으로 해당하는 파장의 세기 또는 위치 변화의 검출이 가능하여 한 번의 측정만으로 병의 원인을 특정할 수 있는 장점이 있다. 또한, 질병 초기 단계에서는 분석물질의 양이 매우 적고 병을 특정하기 위해 여러 테스트가 진행되어야 함으로 높은 민감도와 처리량이 요구되는, 진단을 목적으로 하는 바이오센서로 바람직하게 적용될 수 있다. 뿐만 아니라, 서로 다른 파장에서 표면 플라즈몬 공명 현상이 일어나는 나노 입자에 각기 다른 항체를 도입한 구조를 집적하여 한 번에 여러 환자의 질병을 빠르게 탐색함으로써 Point of care(POC) 및 조기 진단 분야에 바람직하게 적용될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (10)

  1. 광섬유;
    상기 광섬유의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 배치된 적어도 하나의 나노 구조물
    을 포함하고,
    상기 나노 구조물은,
    상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 형성되며,
    상기 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 미세 탐침의 특정 영역에 차례로 적층되고,
    상기 나노 구조물은, 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 나노 사이즈의 간격만큼의 절연층이 배치되고,
    상기 미세 탐침의 끝단에서 제1 절연층이 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 표면 플라즈몬 공명 센서.
  6. 광섬유;
    상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침;
    상기 미세 탐침의 특정 영역에 형성되는 나노 구조물
    을 포함하고,
    상기 나노 구조물은,
    상기 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 미세 탐침의 특정 영역에 차례로 적층되고,
    상기 나노 구조물은, 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 나노 사이즈의 간격만큼의 절연층이 배치되고,
    상기 미세 탐침의 끝단에서 제1 절연층이 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미세 탐침은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 코어층에 배치되는 표면 플라즈몬 공명 센서.
  8. 적어도 하나의 용액 주입구와 적어도 하나의 용액 배출구가 배치된 채널 유닛;
    상기 채널 유닛에 배치되는 표면 플라즈몬 공명 센서
    를 포함하고,
    상기 표면 플라즈몬 공명 센서는,
    광섬유;
    상기 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침;
    상기 광 섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재하는 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 나노 구조물
    을 포함하고,
    상기 나노 구조물은,
    상기 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 위치에서 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 미세 탐침의 특정 영역에 차례로 적층되고,
    상기 나노 구조물은, 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 나노 사이즈의 간격만큼의 절연층이 배치되고,
    상기 미세 탐침의 끝단에 위치한 제1 절연층이 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서가 포함된 측정 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 미세 탐침은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 코어층에 배치되는 표면 플라즈몬 공명 센서가 포함된 측정 장치.
KR1020190095732A 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서 KR102233028B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190095732A KR102233028B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서
US16/535,444 US10976251B2 (en) 2019-08-06 2019-08-08 Surface plasmon resonance sensor combined with nanostructure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190095732A KR102233028B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210017060A KR20210017060A (ko) 2021-02-17
KR102233028B1 true KR102233028B1 (ko) 2021-03-29

Family

ID=74498129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190095732A KR102233028B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10976251B2 (ko)
KR (1) KR102233028B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657515B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656899B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 임의 물질을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656897B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 리플로우를 이용한 나노갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법
KR102656898B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 언더컷을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656895B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 언더컷을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법
KR102657516B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 리플로우를 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102658804B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-19 단국대학교 산학협력단 임의 물질을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015052562A (ja) 2013-09-09 2015-03-19 大日本印刷株式会社 表面増強ラマン散乱測定用基板、及びその製造方法
KR101617148B1 (ko) * 2014-06-25 2016-05-02 한국과학기술원 표면 플라즈몬을 이용한 하이브리드 나노구조체의 촉매 활성도 제어
KR101847745B1 (ko) * 2016-12-12 2018-04-12 단국대학교 산학협력단 미세유체 채널을 이용한 표면플라즈몬공명 센서 장치 및 센서 유닛 제조방법
KR101867187B1 (ko) 2016-12-12 2018-06-12 단국대학교 산학협력단 표면플라즈몬공명 센서의 신호 보정 방법

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8154093B2 (en) * 2002-01-16 2012-04-10 Nanomix, Inc. Nano-electronic sensors for chemical and biological analytes, including capacitance and bio-membrane devices
US20100243020A1 (en) * 2007-06-22 2010-09-30 Washington State University Research Foundation Hybrid structures for solar energy capture
CA2698883A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-12 The Regents Of The University Of California Liquid core photonic crystal fiber biosensors using surface enhanced raman scattering and methods for their use
US20100323173A1 (en) * 2008-02-29 2010-12-23 Imec Fabrication of conducting open nanoshells
WO2009136869A1 (en) * 2008-05-05 2009-11-12 Agency For Science, Technology And Research Sensor chip for biological and chemical sensing
US8680574B2 (en) * 2008-07-22 2014-03-25 The Regents Of The University Of Michigan Hybrid nanostructure array
EP2475612A4 (en) * 2009-09-11 2017-09-13 Jp Laboratories, Inc. Monitoring devices and processes based on transformation, destruction and conversion of nanostructures
TWI410621B (zh) * 2009-11-06 2013-10-01 Ind Tech Res Inst 微量生化感測元件及方法
US20110166045A1 (en) * 2009-12-01 2011-07-07 Anuj Dhawan Wafer scale plasmonics-active metallic nanostructures and methods of fabricating same
WO2011067670A2 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Owe Owar Pipettes, methods of use, and methods of stimulating an object of interest
US8358407B2 (en) * 2010-04-30 2013-01-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Enhancing signals in Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)
US9075009B2 (en) * 2010-05-20 2015-07-07 Sungkyunkwan University Foundation For Corporation Collaboration Surface plasmon resonance sensor using metallic graphene, preparing method of the same, and surface plasmon resonance sensor system
US9223064B2 (en) * 2010-05-28 2015-12-29 The Regents Of The University Of Michigan Photonic crystal-metallic structures and applications
US9058954B2 (en) * 2012-02-20 2015-06-16 Georgia Tech Research Corporation Carbon nanotube field emission devices and methods of making same
US9395304B2 (en) * 2012-03-01 2016-07-19 Lawrence Livermore National Security, Llc Nanoscale structures on optical fiber for surface enhanced Raman scattering and methods related thereto
US9638639B2 (en) * 2013-06-04 2017-05-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Plasmonic-magnetic bifunctional nanotubes for biological applications
KR101639686B1 (ko) * 2014-09-29 2016-07-25 한국기계연구원 복수의 나노갭이 형성된 기판 및 이의 제조방법
CN107075661B (zh) * 2014-09-26 2020-03-17 韩国机械研究院 形成有多个纳米间隙的基底及其制备方法
ES2862905T3 (es) * 2015-06-19 2021-10-08 Us Gov Sec Navy Determinación de la concentración extracelular de analitos con sensores nanoplasmónicos
US9921164B2 (en) * 2016-05-11 2018-03-20 Uvic Industry Partnerships Inc. System and method for molecule sensing using evanescent light coupling approach
US9859494B1 (en) * 2016-06-29 2018-01-02 International Business Machines Corporation Nanoparticle with plural functionalities, and method of forming the nanoparticle
KR101881228B1 (ko) * 2016-12-12 2018-08-17 단국대학교 산학협력단 표면플라즈몬공명 센서의 테스트 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015052562A (ja) 2013-09-09 2015-03-19 大日本印刷株式会社 表面増強ラマン散乱測定用基板、及びその製造方法
KR101617148B1 (ko) * 2014-06-25 2016-05-02 한국과학기술원 표면 플라즈몬을 이용한 하이브리드 나노구조체의 촉매 활성도 제어
KR101847745B1 (ko) * 2016-12-12 2018-04-12 단국대학교 산학협력단 미세유체 채널을 이용한 표면플라즈몬공명 센서 장치 및 센서 유닛 제조방법
KR101867187B1 (ko) 2016-12-12 2018-06-12 단국대학교 산학협력단 표면플라즈몬공명 센서의 신호 보정 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657515B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 캡핑을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656899B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 임의 물질을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656897B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 리플로우를 이용한 나노갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법
KR102656898B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 언더컷을 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102656895B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 언더컷을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법
KR102657516B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-16 단국대학교 산학협력단 비드 리플로우를 이용한 나노갭 돔 구조물 및 나노갭 돔 구조물의 제작 방법
KR102658804B1 (ko) 2022-01-19 2024-04-19 단국대학교 산학협력단 임의 물질을 이용한 나노 갭 구조물 및 나노갭 구조물의 제작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210017060A (ko) 2021-02-17
US10976251B2 (en) 2021-04-13
US20210041357A1 (en) 2021-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102233028B1 (ko) 나노 구조물과 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서
Chen et al. A Localized surface plasmon resonance (LSPR) sensor integrated automated microfluidic system for multiplex inflammatory biomarker detection
Krupin et al. Biosensing using straight long-range surface plasmon waveguides
Chen et al. Label-free biosensing using cascaded double-microring resonators integrated with microfluidic channels
US11237159B2 (en) Surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) microfluidics biosensor for detecting single and/or multiple analytes
CN110199192B (zh) 生物标志物检测系统
WO2008079169A2 (en) Nanonozzle device arrays: their preparation and use for macromolecular analysis
KR101847745B1 (ko) 미세유체 채널을 이용한 표면플라즈몬공명 센서 장치 및 센서 유닛 제조방법
Geng et al. A route to low-cost nanoplasmonic biosensor integrated with optofluidic-portable platform
WO2022047847A1 (zh) 一种局域表面等离子体激元共振生物芯片、其制造方法、包含其的生物传感系统及其应用
US8158409B2 (en) Nanoscale surface plasmonics sensor with nanofluidic control
IE20170055A1 (en) Surface plasmon resonance sensor device using microfluidic channel and system comprising the same
US20080297800A1 (en) Optical element, sensor device, manufacturing method of optical element, detection element, target substance measuring device and detection method
US8883080B2 (en) Nano-enhanced evanescence integrated technique (NEET) based microphotonic device and sample analysis system
KR100930859B1 (ko) 동시 다중면역 반응 측정을 위한 마이크로 바이오칩과 이의제조방법 및 이를 이용한 면역반응 여부를 검출하는 방법
Khodami et al. Fabrication of long-range surface plasmon-polariton Bragg gratings with microfluidic channels in Cytop claddings
Wong et al. Multichannel long-range surface plasmon waveguides for parallel biosensing
KR102233031B1 (ko) 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.
KR20080007733A (ko) 면역반응용 마이크로 바이오칩과 이의 제조방법 및 이를이용한 면역반응 여부를 검출하는 방법
KR102233036B1 (ko) 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치
KR102186264B1 (ko) 개방형 미세유체 채널 일체형 바이오센서 및 이의 제조 방법
Uchiyamada et al. Perforated bimodal interferometric biosensor for affinity sensing
Tseng et al. A perfusion-based micro opto-fluidic system (PMOFS) for continuously in-situ immune sensing
Krupin et al. Long-range plasmonic waveguide sensors
RU2768228C1 (ru) Мультифотонное сенсорное устройство

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant