KR102233031B1 - 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법. - Google Patents

나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법. Download PDF

Info

Publication number
KR102233031B1
KR102233031B1 KR1020190095744A KR20190095744A KR102233031B1 KR 102233031 B1 KR102233031 B1 KR 102233031B1 KR 1020190095744 A KR1020190095744 A KR 1020190095744A KR 20190095744 A KR20190095744 A KR 20190095744A KR 102233031 B1 KR102233031 B1 KR 102233031B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasmon resonance
surface plasmon
resonance sensor
nanostructure
intensity
Prior art date
Application number
KR1020190095744A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210017067A (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 KR1020190095744A priority Critical patent/KR102233031B1/ko
Publication of KR20210017067A publication Critical patent/KR20210017067A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102233031B1 publication Critical patent/KR102233031B1/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
    • 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
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/121—Correction signals

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

표면 플라즈몬 공명 센서의 측정 또는 제작 과정에서 나노 구조물과 항체 간의 결합 상태를 판단할 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법과 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 균일성을 보완하기 위한 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법이 개시된다.

Description

나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.{TEST METHOD FOR SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR COMBINED WITH NANOSTRUCTURES, AND CALIBRATION METHOD OF OUTPUT SIGNAL OF SURFACE PLASMON RESONANCE SENSOR COMBINED WITH NANOSTRUCTURE}
본 발명은 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법 및 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법에 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 표면 플라즈몬 공명 센서의 측정 또는 제작 과정에서 나노 구조물과 항체 간의 결합 상태를 판단할 수 있는 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 균일성을 보완하기 위한 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법은 상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물과 특정한 항원과 반응하는 항체가 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 제1 세기를 측정하는 단계; 상기 나노 구조물과 비특이 결합 방지 물질이 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 제2 세기를 측정하는 단계; 및 상기 제1 세기와 상기 제2 세기를 비교하여, 상기 항체와 상기 나노 구조물 간의 결합 상태를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 광 섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 나노 구조물이 배치되고, 상기 나노 구조물은, 나노 사이즈의 간격을 유지하는 전도층 사이에 절연층이 위치하고, 상기 특정 영역은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재할 수 있다.
상기 절연층은, 상기 나노 사이즈의 두께를 가질 수 있다.
상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치할 수 있다.
상기 결합 상태를 판단하는 단계는, 상기 제1 세기와 상기 제2 세기의 차이와 미리 설정된 임계치를 비교하여, 결합 상태를 판단할 수 있다.
상기 제1 세기와 상기 제2 세기의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인 경우, 상기 나노 구조물과 결합된 상기 항체의 수가 부족하거나 또는 상기 결합 상태의 불안정을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법은 상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물에 흡착된 항체에 항원이 결합되기 전, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 A를 측정하는 단계; 상기 나노 구조물에 흡착된 항체와 비특이 결합 방지 물질이 결합된 경우, 출력 신호의 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 B를 측정하는 단계; 상기 나노 구조물에 흡착된 항체에 항원이 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 C를 측정하는 단계; 및 상기 출력 신호의 세기 A, 세기 B, 세기 C를 이용하여 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호를 보정하는 단계를 포함하고, 상기 광 섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 나노 구조물이 배치되고, 상기 나노 구조물은, 나노 사이즈의 간격을 유지하는 전도층 사이에 절연층이 위치하고, 상기 특정 영역은, 상기 광 섬유의 끝 부분에서 일정 거리만큼 이격된 위치에 존재할 수 있다.
상기 절연층은, 상기 나노 사이즈의 두께를 가질 수 있다.
상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법을 통해 표면 플라즈몬 공명 센서의 측정 또는 제작 과정에서 나노 구조물과 항체 간의 결합 상태가 판단될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법을 통해 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 균일성이 보완될 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 2는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른, 홀수 개의 소재가 순서대로 증착된 구조를 나타내는 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, 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 나노 구조물에 흡착되는 항체, 비특이 결합 방지 물질, 항원을 나타내는 도면이다.
도 9은 일 실시예에 따른, 나노 구조물에 항체, 비특이 결합 방지 물질, 항원이 흡착됨에 따른 신호 세기의 변화를 시간에 따라 연속적으로 나타낸 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 일례로서 전립선 암 항체와 항원을 이용하여 측정된 값으로서, 신호 보정 후 동일 농도에서의 측정값이 균일함을 나타낸다.
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 2는 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 제조 공정을 나타낸다.
그림 (a)는 실리콘(210) 위에 감광제(220)가 도포된 후 통상의 사진 식각 공정이 수행되어 패턴이 형성된 상태를 나타낸다. 그림 (b)는 형성된 패턴에 대해 수직, 수평 방향으로의 식각 속도가 다른 실리콘 이방성 식각을 통해 원기둥이 제작된 상태를 나타낸다. 그림 (c)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.
그림 (d)는 그림 (c)에 대해 PDMS(Polydimethylsiloxane) 코팅을 통한 음각 몰딩한 상태를 나타내고, 그림 (e)는 형성된 음각 몰드를 분리한 것을 나타낸다. 그림 (f)는 고분자 물질을 그림 (e)에 도포 및 평탄화 과정이 수행된 상태를 나타낸다. 여기서, 고분자 물질은 일례로서 자외선 경화성 고분자 물질일 수 있다. 그림 (g)는 자외선 조사를 통하여 광섬유(fiber) 위에 미세 탐침을 형성한 것을 나타낸다.
그림 (h)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.
그림 (i)는 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물이 광섬유 표면으로부터 이격되도록, 자가 정렬 공정을 통해 미세 탐침 끝단에 얇게 도포된 부분을 제거한 것을 나타낸다. 그림 (j)는 전도층-절연층-전도층을 순차적으로 증착한 후, 증착된 마지막 전도층 위에 감광제를 도포한 것을 나타낸다.
그림 (k)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.
그림 (l)은 감광제 식각을 통한 리프트 오프를 나타낸다. 리프트 오프는 감광제를 사용하여 원하지 않는 부분만 제거하는 공정기술이다. 구체적으로, 그림 (l)의 과정을 통해 미세 탐침에 접하여 있는 전도층-절연층-전도층으로 구성된 나노 구조물 만을 남겨질 수 있다.
따라서, 도 1b와 같은 나노 구조물이 광섬유 표면에 배치된 표면 플라즈몬 공명 센서가 제작될 수 있다. 도 2는 일례로서 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 그림 (a)는 광섬유 위에 고분자 미세 탐침이 형성된 것을 나타낸 도면이다. 도 3에서 그림(b)는 일례로서 미세 탐침 위에 전도층-절연층-전도층 (ex. 금-파릴렌-금)이 증착된 것을 나타낸다. 도 3에서 그림 (c)는 건식 식각 마스크 제작용 감광제를 도포한 것을 나타내고, 그림(d)는 자가 정렬 공정을 이용한 미세 탐침 끝단 노출 및 건식 식각 마스크용 물질(예를 들면, 알루미늄) 증착을 나타낸 도면이다. 도3에서 그림(e)는 건식 식각용 마스크만 남기기 위하여 감광제 식각으로 리프트 오프 공정이 진행된 것을 나타내고, 그림(f)는 건식 식각용 마스크를 이용하여 미세 탐침 끝단의 구조물을 제외한 부분을 식각하는 것을 나타내고, 그림(g)는 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, BSA가 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, 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 시스템을 나타낸 도면이다.
시스템은 용액 공급 장치(710), 채널 유닛(530), 광학 측정부(750)를 포함할 수 있다. 여기서, 채널 유닛(530)은 용액 주입구, 용액 배출구, 미세 유체 채널, 센서 삽입홀, 반응 챔버를 포함할 수 있다.
용액 공급 장치(710)는 채널 유닛(530)의 용액 주입구 각각에 일단이 연결되는 관부(711)와 각 관부(711)의 타단에 연결 가능한 펌프부(712)를 포함할 수 있다. 펌프부(712)는 예를 들어 실린지(syringe) 펌프일 수 있고, 도 7와 같이 각각의 관부(711)에 연결 가능하여 각각의 용액 주입구로 용액이 주입될 수 있다. 관부(711) 각각에는 관의 개폐가 가능하게 설치되는 셧오프 밸프(713)가 배치되어 현재 주입 중인 관 이외의 다른 관으로 용액이 역류하는 것을 방지할 수 있다.
광학 측정부(750)는 광원(751)과 검출기(752)를 포함할 수 있다. 광원(751)과 검출기(752)는 광섬유 커플러(753)을 통해 n:1 다중모드로 표면 플라즈몬 공명 센서의 후단에 연결될 수 있다. 도 7의 경우 하나의 광학 측정부(750)을 표시하였지만, 복수개의 표면 플라즈몬 공명 센서마다 광학 측정부(750)이 연결될 수 있다.
광원(751)은 여기광을 인가할 수 있다. 광원에 여러 개의 광섬유 커플러(753)을 연결하거나 하나의 다분기 광섬유를 연결하는 구조가 채용될 수 있다. 검출기(752)는 표면 플라즈몬 공명 센서로부터 발생한 신호를 검출하는 것으로서, 광섬유 커플러(753)의 개수만큼 구비되거나 또는 하나가 구비될 수 있다. 광섬유 커플러(753)는 표면 플라즈몬 공명 센서, 광원 및 검출기를 광섬유 융착기 등을 이용하여 연결할 수 있다.
광원(751)에서 나온 빛이 광섬유 커플러(753)를 따라 표면 플라즈몬 공명 센서 끝단까지 입사되어 표면에서 표면 플라즈몬 공명 반응을 발생시킨 뒤 반사되어 돌아오며, 검출기(753)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 활용될 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 활용될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른, 나노 구조물에 흡착되는 항체, 비특이 결합 방지 물질, 항원을 나타내는 도면이다. 도 9은 일 실시예에 따른, 나노 구조물에 항체, 비특이 결합 방지 물질, 항원이 흡착됨에 따른 신호 세기의 변화를 시간에 따라 연속적으로 나타낸 도면이다.
도 8의 step 1은 광섬유의 끝 부분의 표면에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 나노 구조물을 나타낸다. 그래프(910)은 그림(810)에 대응하는 신호 세기로서, 광섬유 표면에 나노 구조물이 흡착된 표면 플라즈몬 공명 센서가 버퍼 용액과 접촉한 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 버퍼 용액은 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 1는 나노 구조물에 항체(antibody)가 흡착된 상태를 나타낸다. 특히, 나노 구조물의 전도층에 항체가 흡착될 수 있다. 여기서, 항체는 특정한 항원과 반응할 수 있다. 각각의 나노 구조물에 흡착된 항체는 서로 다른 종류의 항체일 수 있다. 그래프(920)은 그림(820)에 대응하는 신호 세기로서, 표면 플라즈몬 공명 센서가 항체와 접촉하여 나노 구조물에 항체가 흡착된 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 항체는 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 3은 나노 구조물과 약하게 결합된 항체가 버퍼 용액에 의해 제거된 상태를 나타낸다. 그래프(930)은 도 8의 step 3에 대응하는 신호 세기로서, 나노 구조물과 약하게 결합된 항체가 버퍼 용액에 의해 제거된 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 버퍼 용액은 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 4는 나노 구조물에 비특이 결합(nonspecific binding) 방지 물질이 흡착된 상태를 나타낸다. 비특이 결합 방지 물질의 일례로 BSA(Bovineserumalbumin)이 이용될 수 있다. 비특이 결합 방지 물질은 나노 구조물의 표면 상에서 항체가 흡착되어 있지 않은 곳에 흡착됨으로써 비특이 결합을 억제할 수 있다. Step 4에서 비특이 결합 방지 물질은 따라서 항체가 나노 구조물 표면에 안정적으로 많이 흡착될수록 비특이 결합 방지 물질과 나노 구조물 간의 결합은 줄어들 수 있다. 이때, 나노 구조물은 항체와 비특이 결합 방지 물질이 동시에 흡착된 상태일 수 있다. 그래프(940)은 도 8의 step 4에 대응하는 신호 세기로서, 표면 플라즈몬 공명 센서가 BSA와 접촉한 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, BSA는 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 5는 나노 구조물과 약하게 결합된 BSA가 버퍼 용액에 의해 제거된 상태를 나타낸다. 그래프(950)은 도 8의 step 5에 대응하는 신호 세기로서, 나노 구조물과 약하게 결합된 BSA가 버퍼 용액에 의해 제거된 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 버퍼 용액은 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 6은 나노 구조물에 흡착된 항체와 항원이 반응하여 특이 결합(specific binding)한 상태를 나타낸다. 그래프(960)은 도 8의 step 6에 대응하는 신호 세기로서, 표면 플라즈몬 공명 센서가 항원과 접촉하여, 나노 구조물에 흡착된 항체가 항원과 반응한 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 항원은 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
도 8의 step 7은 비특이 결합(non-specific binding)된 항원을 버퍼 용액에 의해 제거한 상태를 나타낸다. 그래프(970)은 도 8의 step 7에 대응하는 신호 세기로서, 비특이 결합된 항원이 버퍼 용액에 의해 제거된 상태에서 광 검출기가 검출한 신호 세기를 나타낸다. 이때, 버퍼 용액은 채널 유닛을 따라 이동할 수 있으며, 이동하는 과정에서 표면 플라즈몬 공명 센서와 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법은 다음과 같다. 이러한 테스트 방법은 표면 플라즈몬 공명 센서의 제작 과정 중에 수행될 수 있다. 예를 들면, 나노 구조물과 항체의 결합 상태 또는 상황을 분석함으로써 표면 플라즈몬 공명 센서의 성능은 예측될 수 있다. 그럼으로써 보다 더 신뢰성 있는 측정 결과가 도출될 수 있을 뿐만 아니라 다시 센서의 제조 과정에 피드백됨으로써 센서의 품질 관리가 향상될 수 있다.
ⅰ) 광섬유 표면에 배치되는 적어도 하나의 나노 구조물의 상단과 특정한 항원과 반응하는 항체의 결합에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기가 측정될 수 있다. 이는 그래프(930)에 따른 신호 세기를 나타낼 수 있다.
ⅱ) 나노 구조물과 비특이 결합 방지 물질의 결합에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기가 측정될 수 있다. 이는 그래프(950)에 따른 신호 세기를 나타낼 수 있다.
ⅲ) 그래프(930)의 신호 세기와 그래프(950)의 신호 세기를 비교하여 항체와 나노 구조물 간의 결합 상태가 결정될 수 있다. 이때, 그래프(930, 950) 간의 신호 세기의 차이와 미리 설정된 임계치를 비교하여 결합 상태가 결정될 수 있다. 예를 들면, 그래프(930, 950) 간의 신호 세기의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인 경우 나노 구조물과 결합된 항체의 수가 부족하거나 또는 결합 상태가 불안정한 경우를 나타낼 수 있다. 여기서, 임계치는 누적된 측정 결과에서 평균적으로 도출될 수 있는 값일 수 있다. 다른 예를 들면, 그래프(930, 950) 간의 신호 세기의 차이가 미리 설정된 임계치 보다 작은 경우 나노 구조물과 항체가 안정적으로 결합되었음을 나타낼 수 있다.
다른 일 실시예에 따른, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법은 다음과 같다. 표면 플라즈몬 공명 현상을 이용하는 센서는 나노 구조물의 크기, 밀도, 형태 등에 따라 측정값이 상이할 수 있다. 이를 해소하기 위해 정밀한 제조 과정이 필요하지만, 나노 단위의 구조물을 균일한 측정값이 얻어질 수 있도록 제조하고 또 이를 반복적으로 재현하는 것은 어려울 수 있다. 따라서, 표면 플라즈몬 공명 센서를 통한 출력 신호를 보정함으로써 균일한 측정값이 도출될 수 있다.
ⅰ) 광섬유 표면에 배치되는 적어도 하나의 나노 구조물의 상단에 항원 및 항체가 결합되기 전 출력 신호의 세기가 측정될 수 있다. 이는 그래프(910)에 따른 신호 세기를 나타낼 수 있다. 여기서, 항원 및 항체가 결합되지 않은 상태에서 측정된 그래프(910)에 따른 신호 세기는 표면 플라즈몬 공명 센서의 기본 특성값을 나타낼 수 있다.
ⅱ) 나노 구조물의 상단에 항체와 비특이 결합 방지 물질이 결합된 경우, 출력 신호의 세기가 측정될 수 있다. 이는 그래프(950)에 따른 신호 세기를 나타낼 수 있다. ⅲ) 항체와 항원이 반응한 경우, 출력 신호의 세기가 측정될 수 있다. 이는 그래프(970)에 따른 신호 세기를 나타낼 수 있다.
ⅳ) 그래프(950, 970) 간의 신호 세기의 차이와 그래프(910)의 비율에 기초하여, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호가 보정될 수 있다. 도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법에 따른 신호 보정 전과 후의 측정값을 나타낸 그래프이다.
도 10a 및 도 10b는 일례로서 전립선 암 항체와 항원을 이용하여 측정된 값으로서, 신호 보정 후 동일 농도에서의 측정값이 균일함을 나타낸다.
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 (8)

  1. 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법에 있어서,
    상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물과 특정한 항원과 반응하는 항체가 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 제1 세기를 측정하는 단계;
    상기 나노 구조물과 비특이 결합 방지 물질이 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 제2 세기를 측정하는 단계; 및
    상기 제1 세기와 상기 제2 세기를 비교하여, 상기 항체와 상기 나노 구조물 간의 결합 상태를 판단하는 단계
    를 포함하고,
    상기 나노 구조물은,
    상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층됨으로써 형성되고,
    상기 절연층은, 나노 사이즈의 간격으로 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 배치되며,
    상기 나노 구조물은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 거리에서 미세 탐침의 특정 영역에 형성되고,
    상기 제1 전도층은, 상기 미세 탐침의 끝단에서 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합 상태를 판단하는 단계는,
    상기 제1 세기와 상기 제2 세기의 차이와 미리 설정된 임계치를 비교하여, 결합 상태를 판단하는 것인, 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 세기와 상기 제2 세기의 차이가 미리 설정된 임계치 이상인 경우, 상기 나노 구조물과 결합된 상기 항체의 수가 부족하거나 또는 상기 결합 상태의 불안정을 나타내는, 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법.
  6. 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법에 있어서,
    상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 나노 구조물에 흡착된 항체에 항원이 결합되기 전, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 A를 측정하는 단계;
    상기 나노 구조물에 흡착된 항체와 비특이 결합 방지 물질이 결합된 경우, 출력 신호의 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 B를 측정하는 단계;
    상기 나노 구조물에 흡착된 항체에 항원이 결합된 경우, 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호의 세기 C를 측정하는 단계; 및
    상기 출력 신호의 세기 A, 세기 B, 세기 C를 이용하여 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 표면 플라즈몬 공명 센서의 광섬유의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 제1 전도층, 절연층 및 제2 전도층이 순차적으로 적층됨으로써 형성되고,
    상기 절연층은, 나노 사이즈의 간격으로 제1 전도층과 제2 전도층 사이에 배치되며,
    상기 나노 구조물은, 광섬유의 끝 부분으로부터 일정 거리만큼 이격된 거리에서 미세 탐침의 특정 영역에 형성되고,
    상기 제1 전도층은, 상기 미세 탐침의 끝단에서 노출되는 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 나노 구조물은, 상기 광섬유의 코어층의 끝 부분에 배치된 미세 탐침의 특정 영역에 위치하는 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.
KR1020190095744A 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법. KR102233031B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190095744A KR102233031B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190095744A KR102233031B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210017067A KR20210017067A (ko) 2021-02-17
KR102233031B1 true KR102233031B1 (ko) 2021-03-29

Family

ID=74732092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190095744A KR102233031B1 (ko) 2019-08-06 2019-08-06 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102233031B1 (ko)

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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101639686B1 (ko) * 2014-09-29 2016-07-25 한국기계연구원 복수의 나노갭이 형성된 기판 및 이의 제조방법
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

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210017067A (ko) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10976251B2 (en) Surface plasmon resonance sensor combined with nanostructure
Chen et al. A Localized surface plasmon resonance (LSPR) sensor integrated automated microfluidic system for multiplex inflammatory biomarker detection
Makarona et al. Point-of-need bioanalytics based on planar optical interferometry
US8796012B2 (en) Grating-based evanescent field molecular sensor using a thin silicon waveguide layer
US9719936B2 (en) Optical sensor of bio-molecules using thin-film interferometer
CN113826011A (zh) 纳米传感器及其用途
Bekmurzayeva et al. Ultra-wide, attomolar-level limit detection of CD44 biomarker with a silanized optical fiber biosensor
JP2009515142A (ja) 抗原を検出するための表面プラズモン共鳴バイオセンサシステ及び抗原の存在を検出するための方法
US8154722B2 (en) Sensor element structure, sensor element array, and manufacturing method of sensor element array
US20030113231A1 (en) Differential spr sensor and measuring method using it
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
KR101847745B1 (ko) 미세유체 채널을 이용한 표면플라즈몬공명 센서 장치 및 센서 유닛 제조방법
IE20170055A1 (en) Surface plasmon resonance sensor device using microfluidic channel and system comprising the same
Koev et al. Interferometric readout of multiple cantilever sensors in liquid samples
US11604140B2 (en) Optical sensor of bio-molecules using interferometer
KR102233031B1 (ko) 나노 구조물이 결합된 표면 플라즈몬 공명 센서의 테스트 방법, 그리고 표면 플라즈몬 공명 센서의 출력 신호 보정 방법.
US20230160809A1 (en) Methods and systems of enhancing optical signals of extracellular vesicles
Wang et al. 3D fiber-probe surface plasmon resonance microsensor towards small volume sensing
Wong et al. Multichannel long-range surface plasmon waveguides for parallel biosensing
Wei et al. Localized surface plasmon resonance (lspr)-coupled fiber-optic nanoprobe for the detection of protein biomarkers
Sabek et al. Experimental study of an evanescent-field biosensor based on 1D photonic bandgap structures
Jiang et al. Evanescent-wave spectroscopy using an SU-8 waveguide for rapid quantitative detection of biomolecules
CN113702297B (zh) 一种生物传感器系统及其应用于检测生物样品的方法
KR102233036B1 (ko) 표면 플라즈몬 공명 센서를 이용한 연속 측정 장치
JP2007279027A (ja) バイオセンサー表面の検査方法

Legal Events

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