KR20010095085A - 반응성 탐식자 칩, 합성기판 및 그 제조방법 - Google Patents

반응성 탐식자 칩, 합성기판 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

입자, 타일형 플레이트와 같은 담체의 미세 조각 위에 반응성 탐식자를 로딩한 후 베이스 물질 위에 반응성 탐식자-로딩 담체를 배열하여 고정화시킴으로써 제조되고, 입자, 타일형 플레이트 등과 같은 담체 미세 조각들은 다공성이거나 반응성 표면을 가지고, 베이스 물질은 얇은 무기 플레이트 또는 얇은 유기 플레이트인 것이 바람직한 반응성 탐식자 칩이 개시된다.
무기 베이스 물질은 유리 슬라이드 또는 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하고, 유기 베이스 물질은 폴리에스테르막 또는 폴리에틸렌막인 것이 바람직하다. 다공성 담체 조각이 사용되는 경우, 다공성 담체 기공의 내면의 반응성은 반응성 탐식자-로딩 담체의 배열 또는 고정화공정동안 유지되어야 한다.
그 표면의 적어도 일부에, 다수의 다공성 영역이 비다공성 영역에 의한 구획으로서 규칙적으로 배열되거나 다수의 비다공성 영역이 다공성 영역에 의한 구획으로서 규칙적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 합성기판이 개시된다. 다공성 고체는 다공성 유리 또는 다공성 세라믹인 것이 바람직하고, 다공성 유리는 균열상 다공성 유리인 것이 바람직하며, 표면은 연마와 같은 공정에 의하여 평탄화되는 것이 바람직하다.

Description

반응성 탐식자 칩, 합성기판 및 그 제조방법 {REACTIVE PROBE CHIP, COMPOSITE SUBSTRATE AND METHOD FOR FABRICATION OF THE SAME}
본 발명은 유전자진단, 생리학적 기능 진단 등에 사용되는 다수의 기능성 분자를 인식할 수 있는 반응성 탐식자 칩 및 그 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 그 표면의 적어도 일부분에, 다수의 다공성 영역이 비다공성 영역으로 둘러싸인 구획으로서 배열되거나 다수의 비다공성 영역이 다공성 영역으로 둘러싸인 구획으로서 배열된 합성기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
유전자 돌연변이, 및 특히 단일염기(코돈) 돌연변이에 기인한 다형성의 검출은 돌연변이로 발생하는 암 또는 다른 질환들의 진단에 유효할 뿐만 아니라 약제반응성 및 부작용의 표시에 필수적이며, 다중인자질환의 원인유전자의 분석 및 예측약제에 유용할 수 있다. 검출을 위하여 "DNA 칩"을 사용하는 것은 효과적이라고 알려져 있다. 고정화된 짧은 DNA 사슬을 포함하는 DNA 칩인, 지금까지 사용되는 애피메트릭스(Affymetrix)의 "유전자 칩"은 포토리소그라피기술을 사용하여 대략 1㎠의 실리콘 또는 유리 플레이트 위에 놓여진 10,000 올리고 DNA 단편(DNA 탐식자)을 포함하여 이루어지는 것이 일반적이다.
검사되는 형광표지 DNA 시료가 DNA 칩 위로 흐르도록 하는 경우, DNA 칩의 탐식자에 상보적인 서열을 가지는 DNA 단편이 탐식자에 결합하여 그 형광에 의하여그 부분들만 검출하도록 하고, 따라서 DNA 시료 중의 특정 서열의 DNA 단편을 검출하고 정량하도록 한다. 이러한 사실은 이미 이 방법이 암 유전자 돌연변이와 유전자 다형성을 검출할 수 있다는 것을 나타낸다.
슬라이드 유리에 고정화된 cDNA를 가진 미세배열도 사용될 수 있다.
한편, 다공성 고체도 선행기술에서 촉매, 효소, 미생물 등에 대한 담체로 널리 사용되어 왔고, 다양한 반응에 대한 부위로서 이용된다. 그들은 또한 흡착 및 분리를 위한 기능성 물질로서, 또는 낮은 열 또는 전기전도성을 제공하는 물질로서도 사용된다. 다공성 유리 또는 다공성 세라믹이 다공성 고체로서 사용되고, 기공크기를 제어하거나 기능성 그룹을 분배하는 방법은 특정용도에 적합한 특성을 제공하여 왔다.
선행기술에는 3가지 중요한 문제점이 있었다. 포토리소그라피를 사용하는 DNA 칩은 합성의 각 단계에 적어도 4개의 포토마스크를 필요로 하고, 포토리소그라피, 결합 및 세정이 4회 반복되어야만 한다. 이것은 사슬길이에 따라 필요한 회수만큼 반복되기 때문에, 비용이 높다(문제점 1). 또한 패턴을 변경하기 위해서는 각 포토마스크를 변경하는 것이 필요하고, 그 때문에 다양한 디자인을 가진 DNA 칩을 유연성있게 제조할 수 없었다(문제점 2).
즉, DNA 칩 위에 고정화된 DNA 탐식자의 형태가 미리 결정되고 필요한 장치를 이용할 수 있는 위치에서 그러한 DNA 칩을 제조하여 공급하는 것이 쉬울지라도, 탐식자 내 각 염기의 합성을 위해 다른 포토마스크들을 준비해야만 한다. 따라서 반응공정은 많은 단계들을 가지게 되고, 유연성있는 방식으로 다른 목적을 위한DNA 탐식자를 포함하는 DNA 칩을 제조하는 것이 어렵다. 또한 고비용이 발생한다. 필요한 DNA 탐식자의 수가 작은 경우, 칩 위의 DNA 탐식자의 집적도가 그다지 높을 필요는 없다. 오히려 때로는 칩이 보다 편리한 방식으로 고정화된 원하는 DNA 탐식자를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 또한 DNA 칩이 개인의 DNA 다형성을 검출하기 위하여 임상적으로 사용된다면, DNA 칩은 저비용과 고안정성으로 제공되어야만 한다.
선택적으로 합성된 올리고뉴클레오티드의 용액을 고밀도로 묻힘으로써 제조된 DNA 미세배열 칩도 제안된다. 이 공정에서, 변형그룹들은 올리코뉴클레오티드의 합성 후 도입되고, 그 다음에 변형된 올리고뉴클레오티드는 절단되고 담체로부터 배출되어 정제된다. 또한 정제된 올리고뉴클레오티드는 기판 유리 위로 이미 도입된 기능성 그룹들과 반응한다. 따라서, 공정이 매우 복잡하고, 포토리소그라피에 의해 생산된 DNA 칩의 비용이 높다(문제점 3).
탐식자 칩용 기판과 관련하여, 다공성 고체는 예를 들어 DNA 칩과 같은 탐식자 칩의 담체 등 매우 다양한 적용분야를 가지지만, 전체 표면에 걸쳐 연속적인 다공성 영역을 가지는 다공성 고체를 사용하면 오직 하나의 기능만이 그러한 단일 및 균일한 기판에 로딩될 수 있다는 점에서 제한되어 왔다.
그러나, 최근 과학기술이 진보함에 따라, 소형화된 장치가 더 많이 요구되고, 선행기술에서 발견되지 않았던 독특한 유용성을 가지는 합성기판, 및 기판의 국부적 영역이 열적으로 또는 전기적으로 서로 절연될 수 있어서 단일기판에 다수의 기능을 가지는 다른 반응부위를 가지는 기판을 개발하는 것이 요청되어 왔다.
선행기술의 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 다수의 다른 기능이 로딩될 수 있는 단일기판으로서의 합성기판 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 실시예 1에 따른 담체 입자 고정화장치를 사용하여 반응성 탐식자 칩을 제조하는 공정을 나타내는 도면,
도 2는 실시예 2에 따른 담체 입자 고정화 핀을 사용하여 반응성 탐식자 칩을 제조하는 공정을 나타내는 도면,
도 3은 실시예 3에 따른 담체 입자 고정화 핀을 사용하여 반응성 탐식자 칩을 제조하는 공정을 나타내는 도면,
도 4는 실시예 4에 따른 스크린 프린팅에 의하여 반응성 탐식자 칩을 제조하는 공정을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 반응성 탐식자 칩의 제조공정도,
도 6은 표면에 다수의 다공성 알루미나 비드 영역을 가지는 알루미나 기판의 제조공정도,
도 7은 표면에 다수의 다공성 유리 영역을 가지는 유리 플레이트의 제조공정도,
도 8은 표면에 다공성 유리 전구체를 코팅하는 방법에 의한 다수의 다공성 유리 영역을 가지는 유리 플레이트의 제조공정도,
도 9는 표면에 보로실리케이트 유리 입자를 코팅하는 균열상법에 의한 다수의 다공성 유리 영역을 가지는 석영 플레이트의 제조공정도.
본 발명은 하기의 수단에 의하여 반응성 탐식자 칩과 합성기판에 관한 상기 문제점들을 해결한다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 다공성 담체 입자가 반응성 물질 또는 반응성 탐식자로 로딩되는 담체 미세조각으로서 사용된다.
(1) 다른 검출표적에 결합하는 능력을 가지고 다공성 입자 기공의 내면에 로딩되는 반응성 물질을 가지는 미세 다공성 담체 입자에 특징이 있는 반응성 검출 칩은 전체 다공성 담체 입자 탐식자로서 이용할 수 있다. 그들은 다공성 담체 입자 기공의 내면의 반응성을 유지하면서, 베이스 물질에 제공된 다수의 미세구획 중 적어도 하나에 배열되어 결합되거나 고정화된다.
(2) 반응성 탐식자로 로딩된 다공성 담체 입자가 다공성 유리, 실리카겔 또는 이온교환수지와 같은 반응성 표면을 가지는 물질로 이루어지는, 상기 (1)에 따른 반응성 탐식자 칩.
(3) 다공성 담체 입자의 기공크기가 10nm 내지 1㎛이고, 입자크기는 1㎛ 내지 100㎛인, 상기 (1) 또는 (2)에 따른 반응성 탐식자 칩.
(4) 반응성 물질로 로딩된 다공성 담체 입자를 고정화시키는 베이스 물질이 무기 베이스 물질 또는 유기 베이스 물질인, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따른 반응성 탐식자 칩.
(5) 다공성 담체 입자 속에 로딩되는 반응성 탐식자가 DNA, RNA 또는 PNA(peptide nucleic acid) 또는 그것의 단편, 어떤 원하는 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드, 항원, 항체 또는 에피토프, 또는 효소, 단백질 또는 표적기능을 가지는 그의 부분 폴리펩티드 사슬인, 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따른 반응성 탐식자 칩.
(6) 다공성 담체 입자 위에 원하는 베이스 서열을 가지는 올리고뉴클레오티드나 원하는 구조를 가지는 단백질을 합성하는데 고상법이 사용되고 그들이 그대로 사용되는, 로딩된 다공성 담체 입자의 제조방법.
(7) 결합물질을 사용하여 다공성 담체 입자에, DNA, RNA 또는 PNA 또는 그들의 단편, 어떤 원하는 염기서열의 올리고뉴클레오티드, 항원, 항체 또는 에피토프, 또는 효소, 단백질 또는 단백질의 일부이면서 기능을 가지는 폴리펩티드 사슬을 결합시키는 단계를 포함하는 로딩된 다공성 담체 입자의 제조방법.
(8) 상기 (5) 또는 (6)에 따라 제조된 하나 이상의 로딩된 다공성 담체 미세 입자가 베이스 물질 위에 제공된 다수의 미세구획 중 적어도 하나에 배열되어 결합되거나 고정화된 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
본 발명의 한 측면에 따르면, 어떤 원하는 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오티드 또는 어떤 원하는 구조를 가지는 단백질은 고상법에 의하여, 다공성 유리, 실리카겔 또는 이온교환수지와 같은 결합능력을 가진 표면을 가지는 다공성 담체 입자 위에서 합성될 수 있다. 선택적으로 DNA, RNA 또는 PNA(peptide nucleicacid) 또는 그 단편, 어떤 원하는 염기서열의 올리고뉴클레오티드, 항원, 항체 또는 에피토프, 또는 효소, 단백질 또는 그 기능을 가지는 그들의 단편과 같은 탐식자 또는 반응성 물질은 어떤 종류의 결합물질을 사용하여 다공성 담체 입자에 결합된다. 따라서 로딩된 다공성 담체 입자 탐식자가 생산된다.
생산된 미립자 탐식자는 단독 또는 조합으로 사용될 수 있고, 베이스 물질 위에 제공된 다수의 미세구획 중 적어도 하나에 디스펜서 또는 프린팅법을 사용하여 고정화되거나 결합된다. 베이스 물질은 슬라이드 유리 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 무기 베이스 물질 또는 폴리에스테르막 또는 폴리에틸렌막과 같은 유기 베이스 물질로부터 선택된다. 탐식자는 다공성 담체 입자 기공의 내면의 반응성을 유지하면서 베이스 물질 위에 결합된다.
본 발명에 따라 베이스 물질 위에 규칙적인 방식으로 다공성 담체 입자를 결합시키거나 고정화시키기 위하여, 담체 입자의 외면만이 고정화에 사용되고, 고정화에 사용되는 접착성분에 의해 내부 기공면이 손상되지 않으면서 고정화를 이루기 위하여 물로 포화시키는 것과 같은 보호방법이 이용된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 문제점들은 타일형 담체 위에 탐식자 또는 반응성 물질을 배열하여 결합시킨 후, 각 타일형 담체를 베이스 물질 위에 배열하여 고정화시킴으로써 해결될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 다음 수단에 의하여 상기 문제점들을 해결한다.
(1) 반응성 물질로 로딩된 타일형 담체가 베이스 물질 위에 배열되어 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
(2) 반응성 물질로 로딩된 타일형 담체가 반응성 표면을 가지는 물질로 이루어지고, 담체를 고정화시키는 베이스 물질은 얇은 무기 또는 유기 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1)에 따른 반응성 탐식자 칩.
(3) 효소, 항원, DNA 단편, 항체, 에피토프 또는 단백질이 타일형 담체 위에 배열되어 고정화되고, 로딩된 담체들은 각각 베이스 물질 위의 독립된 구획 내에 규칙적인 방식으로 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
(4) 타일형 담체 위에서 원하는 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드를 합성한 후, 각 담체는 베이스 물질 위의 독립된 구획 속으로 규칙적인 방식으로 고정화되는 것을 특징으로 하는, 상기 (3)에 따른 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
(5) 타일형 담체는 각각 각 면이 50㎛ 내지 5mm의 크기를 가지는 정사각형 형상, 또는 육각형 또는 원형 형상을 가진 플레이트이고, 그들은 베이스 물질 위에 기계적으로 부착되거나 고정화되는 것을 특징으로 하는, 상기 (3) 또는 (4)에 따른 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
본 발명의 또다른 측면에서, 단일 기판으로서 다수의 다른 기능을 나타낼 수 있는 우수한 합성기판이 제공된다.
본 발명의 측면은 선행기술에서 밝혀지지 않았던 적용가능성에 주목하고, 다수의 다공성 영역이 배열되고 비다공성 영역에 의해 구획되거나 다수의 비다공성 영역이 배열되고 통상적으로 입자의 형태로 사용되는 다공성 고체에 의해 구획되는 합성 기판을 제공함으로써 완성되었다. 합성 기판은 동일한 기판 위에 다수의 다른 기능을 가지고, 또는 기판의 특정 영역을 열적으로 또는 전기적으로 절연시키기 위한 반응부위를 제공한다.
본 발명의 또다른 측면은 하기의 수단에 의하여 상기 문제점들을 해결한다.
(1) 그 표면의 적어도 일부에, 다수의 다공성 영역이 기판물질 위에 배열되어 비다공성 영역에 의해 구획되거나, 다수의 비다공성 영역이 배열되어 다공성 영역에 의해 구획되는 것을 특징으로 하는 합성기판.
(2) 다공성 영역과 비다공성 영역을 모두 포함하는 합성 기판이, 예를 들면 연마공정에 의하여 평탄해진 표면을 가지는, 상기 (1)에 따른 합성기판.
(3) 상기 (1)에 따른 합성기판이 비다공성 기판 위의 미리 결정된 영역에 별도로 형성된 다공성 고체를 위치시킴으로써 생산되는, 합성기판의 제조방법.
(4) 합성기판의 형성이 다수의 다공성 고체 전구체를 비다공성 기판의 미리 결정된 영역에 위치시키고 기판 위에 배치된 다공성 고체 전구체 내에서 기공을 생성시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상기 (3)에 따른 합성기판의 제조방법.
(5) 다수의 다공성 영역의 형성이 그 전체 표면이 다공성 고체 전구체인 기판 위의 다수의 미리 결정된 다공성 고체 전구체 영역 내에서 기공을 생성시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상기 (3)에 따른 합성기판의 제조방법.
본 발명의 한 측면의 특징은 DNA 탐식자를 구성하는 올리고뉴클레오티드가 다공성 담체 입자의 내부 기공표면에 결합하여, 다공성 담체 입자가 그대로 "로딩된 다공성 담체 미립자 탐식자"로 작용하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 반응성 탐식자로 로딩된 다수의 미립자 또는 타일형담체가 베이스 물질의 표면의 독립된 구획 속에 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩에 관한 것이다. 다수의 반응이 동시에 행해질 수 있기 때문에, 많은 형태의 반응성 탐식자가 사용된다. 타일형 담체를 배치하기 위한 구획은 반응성 탐식자으로 로딩된 다수의 미립자 또는 타일형 담체가 기계적 또는 자동화 과정에 의해 배열될 수 있는 방식으로 배열된다. 구획은 매우 규칙적인 배열로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 타일형 담체 위에 원하는 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오티드를 합성한 후, 각 타일형 담체를 베이스 물질 위의 독립된 구획 속에 고정화시키는 것을 특징으로 하는, 반응성 탐식자 칩의 제조방법에 관한 것이다. 이 경우에, 베이스 물질 위에 구획 내의 표면을 접촉시킴으로써 올리고뉴클레오티드로 로딩된 작은 타일형 담체를 빠르고 연속적으로 모을 수 있는 수단을 사용하는 것이 필요하다.
본 발명의 또다른 측면의 합성기판은 그 표면의 적어도 일부에 다수의 다공성 영역을 가지고, 그 영역들은 비다공성 영역으로 둘러싸여 구획된다.
선택적으로, 합성기판은 다공성 영역으로 둘러싸여 구획된 다수의 비다공성 영역을 가진다.
전자의 경우, 예를 들면, 특정 촉매반응 또는 효소반응이 구획된 영역에서만 일어날 수 있다. 따라서, 시료가 서로 분리되어 구획된 다수의 그러한 영역들을 가지는 기판에 노출된다면, 시료는 다수의 반응을 위한 반응성의 존재를 동시에 시험할 수 있을 것이다.
후자의 경우, 예를 들면, 절연성 다공성 영역에 의해 다수의 배선(비다공성영역)을 분배하고 기판 위에 고절연된 전기배선을 형성하는데 반도체 제조방법을 사용할 수 있다.
다공성 입자 위로 운반된 반응성 물질 또는 탐식자는 검출표적, 예를 들면, 올리고뉴클레오티드, 효소, 항원, 항체, 에피토프 또는 단백질과 반응하는 것들 중 어느 것일 수 있다. 각각의 담체 위에 고정화된 반응성 탐식자가 베이스 물질 표면 위의 구획 속에 배열되어 놓여지는 방법은 칩을 안정하고 유연성있게 생산할 수 있다.
다공성 담체 입자의 내부 기공표면 위에 반응성 물질을 로딩하기 위한 2가지 방법이 있다. 하나의 방법은 그 자리에서 반응성 물질을 제조하기 위하여, 원하는 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오티드 또는 원하는 구조를 가지는 단백질이 고상법에 의해 다공성 담체 입자 위에서 합성되는 것이다.
다른 방법은 다음과 같다. 동물 또는 식물 세포로부터의 정제된 추출물 또는 합성된 반응성 물질은 일부 방법, 예를 들면, 다공성 유리의 경우에, 아미노실란을 다공성 유리 표면과 반응시켜 아미노그룹들을 결합시키는 방법에 의하여 결합된다. 글루타르알데히드를 사용하면, 다양한 효소들이 형성된 아미노그룹에 결합될 수 있다.
검출표적과 반응성 물질 사이의 반응은 다공성 담체 입자의 기공 속에서 일어나고, 검출표적은 다공성 담체 입자의 기공 속에 일체로 되어야만 하기 때문에, 다공성 담체 입자의 기공은 검출표적이 일체 확산에 의해 속으로 이동할 수 있도록 충분히 커야만 한다. 기공크기는 일반적으로 10nm 내지 1㎛이고, 바람직하게는50nm 내지 200nm이다.
다공성 담체 입자의 기공 속에서의 반응은 오염물질과의 부반응을 방지할 수 있고, 더 큰 반응성 표면영역은 보다 정확한 검출을 할 수 있게 한다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 매우 안정한 반응성 물질-로딩 다공성 담체 입자 또는 타일형 플레이트는 담체 위에서 합성된 반응성 물질이 그대로 사용되거나 담체 위에 고정화된 물질이 검출에 사용되기 때문에 저장될 수 있다.
반응성 물질을 베이스 물질 위에 배열하여 고정화시키는 방법에는 특별한 제한이 없지만, 기공의 내면을 보호하기 위하여 동일한 양의 물과 같은 보호용액을 담체 입자 내에 포함할 수 있고 그 다음에 디스텐서를 사용하여 지지체 위에 배열되는 슬러리를 형성하기 위하여 실리카졸과 같은 무기 베이스 물질을 담체 입자에 첨가한다. 이 방법은 소수의 반응성 탐식자 칩을 제조하는데 유용하지만, 반응성 탐식자 칩을 대량생산하기 위해서는, 멀티-컬러 프린팅법에 의하여 배열패턴을 형성하도록 슬러리를 프린팅 잉크의 형태로 사용할 수 있다.
그러한 방법들을 사용하는 경우, "로딩된 다공성 담체 입자"의 크기가 매우 크다면 슬러리 또는 잉크를 형성하는 것이 어려울 것이므로, 다공성 담체 입자크기는 바람직하게는 1㎛ 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 3㎛ 내지 20㎛이다. 이것은 반응성 물질을 로딩하는 공정동안 입자크기가 큰 것이 처리능력의 관점에서 바람직하기 때문이지만, 반응성 물질이 로딩된 후 다공성 담체 입자가 고정화되는 경우에는 입자크기가 작은 것이 바람직하다; 그럼에도 불구하고, 큰 입자는 배열될 수 있는 한 사용될 수 있다.
이들 방법을 사용함으로써, 안정하고 유연성있는 생산을 할 수 있다. 베이스 물질은 안정하여 검출시스템에서 사용됨에 따라 열화되지 않는 물질로 이루어질 수 있지만, 다공성 담체 입자를 고정화시키기에 적합한 표면특성을 가져야만 한다. 석영유리, 보로실리케이트 유리 등과 같은 유리 플레이트, 또는 실리콘 웨이퍼와 같은 무기 베이스 물질이 바람직하다.
다공성 담체 입자를 결합시키는 방법을 변형시키면 폴리에스테르막 또는 폴리에틸렌막과 같은 유기 베이스 물질을 사용할 수 있을 것이고, 어떤 경우에는 종이재도 사용할 수 있다. 베이스 물질 표면은 담체 결합물질과의 친화력을 조절하기 위하여 적절히 처리할 수 있다.
다공성 담체 입자는 원하는 구조를 가지는 어떤 단백질 또는 원하는 염기서열을 가지는 올리고뉴클레오티드를, 반응성 물질로서, 운반할 수 있는 물질로 이루어져야 한다. 다공성 유리, 실리카겔, 이온교환 수지 등과 같은 결합능력을 가지는 다공성 물질이 바람직하고, 그 중에서도 기공크기와 관련된 표면반응성이 제어될 수 있기 때문에 다공성 유리가 가장 바람직하다.
다공성 담체 입자의 표면은 반응성 물질 또는 반응성 탐식자와의 그 친화력을 조절하기 위하여 적절한 표면처리를 하는 것이 바람직하다.
베이스 물질의 형상에 대하여 특별한 제한은 없고, 예를 들면, 막 또는 시트와 같은 얇은 플레이트, 입방체, 막대형, 끈형 또는 구형상일 수 있다.
얇은 플레이트가 사용되는 경우, 베이스 물질의 두께나 크기에 특별한 제한은 없고, 베이스 물질의 두께는 베이스 물질에 대해 요구되는 형태안정성을 고려하여 쉽게 결정할 수 있다. 베이스 물질의 크기는 베이스 물질 표면에 형성되는 미세구획의 수를 고려하여 쉽게 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 베이스 물질 표면의 미세구획은 가상적으로 형성된 분배로 정의되고 물질적으로 분리되지 않는 가상구획이다.
본 발명에 따른 "반응성 물질 또는 반응성 탐식자"의 "반응성"은 화학결합을 통한 공유결합 또는 이온결합에 의한 그들의 화학적 구조에서의 변화뿐만 아니라 반데르발스힘, 수소결합, 공조결합, 화학적 흡착, 물리적 흡착 등에 기인한 다른 물질과의 반응상태를 형성할 수 있는 특성을 말한다.
선택적으로 반응성 탐식자로 불리는 그러한 반응성 물질은 어떤 원하는 구조를 가진 단백질과 어떤 원하는 염기서열을 가진 올리고뉴클레오티드를 포함하고, 이들에 대한 제한은 없다.
본 발명에 따른 반응성 탐식자 칩에서, 미세구획, 즉 반응성 물질에 대한 구획의 집적도에 대한 특별한 제한은 없다. 요구되거나 편리한 집적도는 반응성 탐식자 칩의 사용에 따라 다를 것이기 때문에, 집적도는 사용에 적합하도록 적절하게 변화시킬 수 있다.
예로서, 반응성 탐식자 칩 표면 ㎠ 당 100 이상의 미세구획이 있을 수 있고, 베이스 물질과 반응성 물질이 적절하게 선택된다면, ㎠ 당 약 10,000 미세구획이 형성될 수 있다.
본 발명의 반응성 탐식자 칩은 다공성 담체 입자, 타일 등에 로딩된 반응성 물질을 가지기 때문에, 상기 물질은 베이스 물질 위에서 쉽게 투과되어 배출되지않는다. 또한, 다공성 담체 입자의 크기가 작기 때문에, 베이스 물질 위의 구획 내에 입자를 고밀도로 포함하는 용액을 고정화시킬 수 있다.
다공성 담체 고체 위로 운반되는 반응성 물질은 반응성 탐식자 칩의 사용에 따라, 동일한 형태의 물질 또는 다른 형태의 물질일 수 있다. 작업효율의 관점에서 볼 때, 한번에 다수의 반응성 물질을 로딩하는 것이 바람직하고, 한번에 모든 반응성 물질을 로딩하는 것이 더 바람직하다.
반응성 물질-로딩 다공성 담체 고체는 별도로 제조되어 저장되거나, 필요한 경우 필요한 조합으로 베이스 물질 위에 고정화될 수 있다. 특히, 올리고뉴클레오티드-합성된 다공성 담체 입자 또는 타일의 경우에서 유용한데, 이는 일반적인 합성공정이 사용될 수 있기 때문이다.
담체의 크기와 형상은 원하는 바에 따라 선택될 수 있지만, 다수의 다른 반응성 탐식자로 로딩된 담체를 기판 위에 고정화시키는 것을 고려할 때, 타일형 담체가 사용되는 경우, 각 면 50㎛ 내지 5mm의 크기를 가지는 정사각형 형상, 또는 육각형 또는 원형 형상을 가지는 플레이트가 바람직하고, 100㎛ 내지 1mm의 정사각형인 것이 특히 바람직하다. 두께는 크기에 따라 다를 것이지만, 100-200㎛인 것이 바람직하다. 베이스 물질 위의 타일형 담체의 고정화는 반응에 영향을 미치지 않는 접착제를 사용하여 기판 위에 기계적으로 부착하여 고정화시킬 수 있다.
예를 들면, 타일형 담체를 기판 위로 고정화시키기 위한 접착제로서 아크릴수지를 사용할 수 있다.
타일형 담체를 기판 위로 고정화시키는데 사용되는 장치는 반도체 디바이스의 생산에서 사용되는 미세막의 가공 및 운반에 사용되는 장치일 수 있다.
타일형 담체가 사용되는 경우, 본 발명에 따른 반응칩을 제조하는 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.
도 5는 제조방법을 나타낸 도면이고, 단계 (a)에서, 반응성 탐식자가 반응 칩에 대한 베이스 물질로서 작용하는 유리 슬라이드(1) 위에 놓여지는 영역에 접착제(2)가 코팅된다.
단계 (b)에서, 하단에 흡입 척(5)을 가진 배열 디스펜서가 미리 제조된 다수의 동일한 반응성 탐식자-로딩 타일(3)을 가진 베이스 물질을 포함하는 영역 A로 이동하고, 흡입척(5)을 사용하여 반응성 탐식자-로딩 타일(3)을 흡입하고, 그 다음에 단계 (c)에서, 배열 디스펜서(4)는 유리 슬라이드(1) 위로 이동하고, 미리 정해진 위치에서 분사하기 위하여 흡입을 해제하여, 미리 정해진 위치로 운반된 반응성 탐식자-로딩 타일(3)을 고정화시킨다.
그 다음에, 단계 (d)에서, 타일(3)은 다른 다수의 반응성 탐식자-로딩 타일(3)를 가진 기판을 포함하는 영역 B로부터 배열 디스펜서(4)에 의해 운반되어 연속적인 미리 정해진 위치에 고정되고, 이 작동은 다른 형태의 반응성 탐식자-로딩 타일(3)를 배열하기 위하여 반복된다.
단계 (e)에서 미리 정해진 위치에 규칙적으로 배열된 다른 형태의 반응성 탐식자-로딩 타일(3)을 가진 반응칩(6)이 생산된다.
본 발명의 또다른 측면의 합성기판을 생산하기 위한 다공성 고체는 기공크기를 쉽게 제어하고 거기에 기능성 그룹을 쉽게 부착할 수 있는 다공성 유리 또는 다공성 세라믹이 바람직하다. 쉽게 화학적 변형이 가능하고 고밀도의 표면 히드록실 그룹을 가진 균열상 다공성 유리는 반응부위로서 사용하기에 특히 적합하다. 또한 시료는 연마와 같은 공정에 의하여 표면을 평탄화시킴으로써 균일하게 얻어질 수 있다.
균열상 다공성 유리는 열처리 시간과 온도를 적절히 선택함으로써 기공크기를 쉽게 조절할 수 있는 특성을 가지고, 보로실리케이트 유리는 모 유리조성으로서 바람직하다.
다공성 유리 조성물에는 55-80중량%의 SiO2계 Na2O-B2O3-SiO2, 35-55중량%의 SiO2뿐만 아니라, 유리계 SiO2-B2O3-CaO-Al2O3, 유리계 SiO2-P2O5-Na2O, 유리계 SiO2-B2O3-CaO-MgO-Al2O3-TiO2, 유리계 SiO2-B2O3-Na2O-GeO2, 유리계 SiO2-ZrO2, 유리계 GeO2-ZrO2-ThO2가 포함된다.
다공성 세라믹으로서, 알루미나, 마그네시아 등을 들 수 있다.
본 발명의 합성기판을 제조하기 위한 방법으로 여러가지 다른 방법들을 사용할 수 있다.
하나는 별도로 형성된 다공성 고체가 비다공성 기판의 미리 정해진 영역에 위치하는 것이다. 여기서 사용되는 다공성 고체는 미립자, 또는 다공성 고체 플레이트의 분쇄 또는 절단된 단편일 수 있다. 다공성 고체는 예를 들면, 기판에 배열하기 전에 다공성 고체 위에 반응성 탐식자 또는 반응성 물질을 로딩함으로써, 필요한 기능을 부여할 수 있다.
기판 위에 배열하기 위하여, 물유리와 같이, 반응성 탐식자 또는 다공성 고체에 영향을 미치지 않는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 베이스 물질 내에 구멍을 미리 형성하여 다공성 고체를 그 속에 묻은 후 평평한 합성기판을 만들기 위하여 전체 기판을 연마할 수도 있다.
다른 방법은 다수의 다공성 고체 전구체(물질)를 비다공성 기판의 미리 정해진 영역에 배치하고 기공은 베이스 물질 위의 그 속에 생성시키는 것이다. 전구체를 배치하는 방법은 접착제 등으로 고체를 부착시키는 방법, 또는 액체 또는 슬러리를 떨어뜨리고 열처리하여 기판에 부착된 전구체(예를 들면, 전구체 기판 층)를 형성하는 방법일 수 있다.
뿐만 아니라 이 경우에서, 기판 내의 미리 정해진 위치에 구멍을 미리 형성하여 다공성 고체 전구체를 그 속에 묻고, 연마는 평평한 합성 기판을 얻기 위하여 기공이 생성된 후 수행할 수 있다.
다른 가능한 방법에는 다공성 고체 전구체로 이루어진 기판을 제조하는 단계, 비다공성 기판 전체에 박막 또는 다공성 고체 전구체 층을 형성하는 단계, 및 그들의 미리 정해진 영역에 기공을 생성시키는 단계를 포함한다.
비다공성 기판 위에 전구체를 형성하는 방법은 접착제를 사용하여 플레이트를 부착시키는 방법, 핀코팅 등에 의하여 용액 또는 슬러리를 균일하게 코팅하는 방법, 또는 열처리 등에 의하여 기판 위에 부착시키는 방법일 수 있다. 기공을 생성시키기 위하여, 미리 정해진 위치에서만 기공이 생성되도록 다른 부분을 차폐하기 위하여 레지스트를 사용할 수 있다. 이 경우, 기공 생성 전 기판의 표면은 비교적 평평하지만, 필요하다면, 연마에 의해 더 평평하게 해도 된다.
전체적으로 다공성인 기판을 제조하고, 다수의 구획에 의해 분리되도록 다공성 부분에 대한 경계를 형성하는 위치에서 선택된 표면의 미리 정해진 영역과 함께 밀봉처리함으로써 표면의 미리 정해진 영역 내의 기공을 제거함으로써, 비다공성 형성영역에 의해 구획된 다수의 다공성 영역을 가진 표면을 형성할 수 있다.
이것을 이루기 위하여 사용되는 밀봉방법은 레이저빔과 같은 고에너지빔으로 미리 정해진 영역을 조사하는 방법, 또는 레지스트로 다공성으로 남는 영역을 코팅한 후 화학처리하는 방법일 수 있다. 레이저 가공은 레이저에 노출되는 영역만 용융되고 다른 위치에는 영향이 더 적기 때문에 바람직하다. 레이저 가공은 또한 수평 또는 수평선을 그리도록 기판 위의 공간에서 레이저를 단순히 이동시킴으로써 다수의 구획된 영역을 쉽게 형성할 수 있다.
[실시예]
본 발명은 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
다른 구조를 가진 단백질들을 10㎛의 평균입자크기와 10nm의 평균기공크기를 가지는 표면아민화 이온교환수지분말의 입자 위에서 합성하였다.
단백질-로딩 다공성 이온교환수지분말을 정제수에 분산시키고 실리카졸을 첨가하여 슬러리를 제조하였다. 그 다음에 도 1에 도시된 담체 입자 결합장치(디스펜서)(3)의 초박형 모세관을 사용하여, 슬러리를 보로실리케이트 유리 슬라이드(대략15cm×2cm)로 구성된 유리 플레이트(4) 표면의 1㎟ 구획 각각에 로딩하였다. 따라서 750가지 다른 단백질과 반응을 할 수 있는 반응성 탐식자 칩을 제조하였다.
(실시예 2)
다른 올리고뉴클레오티드들을 3nm의 직경과 10nm의 기공크기를 가지는 액체 크로마토크로피용 아미노실릴화 실리카 겔 입자 위에 공지된 방법으로 합성하였다.
수용성 폴리비닐 알콜용액을 이 올리고뉴클레오티드-고정화 실리카겔에 첨가함으로써 제조한 슬러리를 도 2에 도시된 담체 입자-고정화 핀(7) 위에 유지한 후, 대략 0.5cm×20cm의 크기를 가지는 리본형상 실리카겔-코팅 폴리에스테르막(8)의 표면에 피치 0.5mm에서 고정화시켜 본 발명에 따른 반응성 탐식자 칩을 얻었다.
(실시예 3)
γ-아미노프로필실릴화 표면을 가진 기공크기 50nm, 직경 5㎛의 다공성 유리분말을 사용하여 공지된 방법으로 다른 올리고뉴클레오티드들을 합성하였다.
아크릴 중합체를 올리고뉴클레오티드-로딩 다공성 유리분말에 첨가함으로써 제조된 슬러리를 도 3에 도시된 담체 입자-고정화 핀(7) 위에 유지한 후, 대략 1cm×1cm의 크기를 가지는 산화물막-코팅 실리콘 칩(11)의 표면에 0.5mm의 피치로 배열하여 고정시킴으로써 본 발명에 따른 반응성 탐식자 칩을 얻었다.
(실시예 4)
γ-아미노프로필실릴화 표면을 가진 기공크기 100nm, 직경 5㎛의 다공성 유리분말을 사용하여 공지된 방법으로 다른 올리고뉴클레오티드들을 합성하였다.
다른 올리고뉴클레오티드로 로딩된 다공성 유리분말 각각에 아크릴 중합체를첨가하여, 다른 올리고뉴클레오티드로 로딩된 다공성 유리분말을 포함하는 페이스트를 제조하였다. 페이스트(13)는 표면에 광택이 없도록 하기 위하여 표면 블라스팅 처리를 한 슬라이드 유리(14)(대략 1cm×1cm)의 표면에 0.5mm의 피치로 고정화시켰다. 고정화는 멀티컬러 스크린 프린팅 기술을 사용하여 수행되었고, 이 프린팅을 (1-n)회 반복하여 본 발명에 따른 반응성 탐식자 칩(15)을 얻었다.
(실시예 5)
어떤 특정 반응성을 가지는 효소를 글루타르알데히드를 사용하여 1㎟, 10㎛두께의 표면 아민화 "커버유리"위에 고정화시켰다. 다른 효소로 로딩된 "커버유리"도 동일한 방식으로 제조하였고, 변형된 반도체 배선 결합기인 정렬장치를 사용하여, 75mm의 길이, 25mm의 폭 및 1.5mm의 두께를 가지는 아크릴 접착제-코팅 유리 슬라이드 위에 이들을 연속적으로 배열하였다. 이들을 여러 개의 1㎟ 구획 각각에 로딩하였다. 100가지 다른 항원효소반응을 일으킬 수 있는 반응성 탐식자 칩이 제조되었다.
(실시예 6)
0.5㎟의 크기와 10㎛의 두께를 가진 표면-아민화 다공성 유리 위에 공지된 방법으로 다른 올리고뉴클레오티드들을 합성하였다. 올리고뉴클레오티드-고정화 다공성 유리를 길이 75mm, 폭 25mm 및 두께 1.5mm의 크기를 가진 아크릴 접착제-코팅 유리 슬라이드 위에 규칙적으로 배열하였다. 1000가지 형태의 상보적 DNA검출 칩이 제조되었다.
(실시예 7)
0.5㎟의 크기와 10㎛의 두께를 가진 표면-아민화 다공성 유리 위에 공지된공지된로 다른 올리고뉴클레오티드들을 합성하였다. 올리고뉴클레오티드-고정화 다공성 유리를 길이 75mm, 폭 25mm 및 두께 1.5mm의 크기를 가진 에폭시 접착제-코팅 폴리에스테르막(대략 3cm×20cm, 0.3mm두께)의 표면 위에 0.5mm 피치로 규칙적으로 배열하여, 본 발명에 따른 반응성 탐식자를 얻었다.
(실시예 8)
도 6에 도시된 바와 같이, 100mm 길이×100mm 폭×1mm 두께의 크기를 가진 알루미나 기판(1)에 실리카졸을 코팅하여 실리카졸층(2)을 형성한 후, 평균입자크기가 50㎛인 다공성 알루미나 비드를 그 위로 분사시키고 고정화를 위하여 건조시켰다.
다공성 알루미나 비드(3)는 40%의 빈 부피와 250㎡/g의 표면영역 대 중량비를 가지고, 개별입자는 다른 기능을 가진 약제를 운반할 수 있다.
(실시예 9)
도 7에 도시된 바와 같이, 3mm 길이×3mm 폭 및 0.1mm 깊이의 크기를 가진 다수의 구멍(5)을 75mm 길이, 25mm 폭×1.5mm 두께의 크기를 가진 유리 플레이트(4) 표면의 미리 정해진 위치에 웨트 에칭에 의해 형성하였다. 폴리아크릴아미드(6)를 구멍(5)속에 배치하였다.
0.2mm 두께의 다공성 유리 플레이트(7)를 구멍(5) 속에 삽입할 수 있는 크기로 절단하고, 다공성 유리조각(8)을 구멍(5) 속의 폴리아크릴아미드(6) 위에 배치하여 그 속에 부착시켰다. 이것은 폴리아크릴아미드(6)의 일부가 구멍(5)의 가장자리로 넘치도록 하고, 또는 다공성 유리 조각(8)의 상부가 유리 플레이트(4)의 표면 위로 돌출된다. 필요하다면, 부착된 기판을 평탄화처리한다.
이 방법에 의하여 폴리아크릴아미드(6)에 의해 고정화된 다공성 유리 조각(8)을 가지고, 다수의 구멍(5) 속에 폴리아크릴아미드(6)를 가지는 유리 플레이트가 얻어진다.
마이크로피펫을 사용하여 다공성 유리조각(8) 부분 위로 기능제공제를 떨어뜨림으로써, 기능성 유리기판을 제조할 수 있다.
기능성 기판이 폴리아크릴아미드에 의해 영향을 받도록 기능성 기판의 특성이 다공성 유리 조각(8) 위로 운반된다면, 폴리아크릴아미드는 다른 접착성 중합체로 변할 수 있다.
(실시예 10)
도 8에 도시된 바와 같이, 3mm 길이×3mm 폭 및 0.2mm 깊이의 크기를 가진 다수의 구멍(5)을 75mm 길이, 25mm 폭×1.5mm 두께의 크기를 가진 유리 플레이트(4) 표면의 미리 정해진 위치에 웨트 에칭에 의해 형성하였다.
테트라에틸 실리케이트를 가수분해시키기 위하여, 별도의 교반탱크 속에서 2㎖의 물, 4㎖의 포름아미드와 0.2㎖의 12N 염산을 2㎖의 에틸 알콜 중의 2㎖ 테트라에틸 실리케이트 용액에 첨가한 후, 실온에서 5시간동안 숙성시키고 나서 다공성 유리 전구체의 고점성 겔(10)을 형성하였다.
이것을 (0.3mm 두께까지) 유리기판(4)의 표면에 스핀코팅하고, 숙성시키고, 건조시켜서 다공성 유리 전구체 층(11)을 형성하였다. 다음으로, 유리 플레이트(4)표면에서 올라간 부분을 제거하기 위해 다공성 유리 전구체 층(11)부분을 연마하여, 구멍(5) 부분에만 다공성 유리 전구체(12)를 가지는 유리 플레이트를 얻었다.
마지막으로, 다공성 유리 전구체(12)를 다공성 유리(13)로 전환시키기 위하여 처리하여, 비다공성 유리 영역 내에 다수의 다공성 유리 영역을 가지는 합성 유리 플레이트(14)를 얻었다.
(실시예 11)
도 9에 도시된 바와 같이, 75mm길이, 30mm 폭×1.5mm 두께의 크기를 가진 석영 플레이트(15)의 표면의 미리 정해진 위치에서 절단함으로써 3mm길이×3mm 폭 및 0.15mm 깊이의 크기를 가진 다수의 구멍(5)을 형성하였다.
평균입자 크기 10㎛인 보로실리케이트 유리 입자와 오일(파라핀 왁스)을 교반탱크(16) 속에 넣고 교반하여 코팅용액을 형성하고, 그 다음에 스크린 프린팅에 의하여 석영 플레이트(15)의 표면에 코팅하여 코팅층(17)을 형성하였다. 코팅범위는 400g/㎡였다.
이것을 건조시키고 열처리하여 오일부분을 제거하고, 이어서 850℃에서 30분간 열처리하여 보로실리케이트 유리 입자들을 함께 융합시킨 후, 균열상 처리를 위하여 600℃에서 15시간동안 열처리하였다. 그리고 나서 보로실리케이트 유리부분(18)을 연마하여 유리 플레이트(10)의 표면 위로 올라온 부분을 제거하여 구멍(5) 부분에만 보로실리케이트 유리(18)를 가지는 석영 유리 플레이트(19)를 얻었다.
이 석영 유리 플레이트(19)를 대략 90℃에서 황산(1N 농도)을 사용하여 0.5시간 동안 산처리하여 기공을 생성시킨 후 다수의 다공성 보로실리케이트 유리 영역(20)을 가지는 합성 석영 유리 플레이트(21)를 얻었다.
본 발명에 따르면, 포토리소그라피 장치와 같은 특별한 장치가 필요없이, 그 표면에 결합된 DNA 단편과 같은 반응성 탐식자를 가지는 반응성 탐식자 칩을 쉽고 값싸게 제공할 수 있다. 또한 베이스 물질을 선택하고 반응성 탐식자를 로딩하는 방법을 변형시켜 현존하는 DNA 칩보다 고집적도의 칩을 제공할 수 있다.
다른 반응성 탐식자로 로딩된 담체를 제조함으로써, 필요한 경우에 필요한 조합의 DNA 탐식자로 로딩된 칩들을 더 편리하게 공급할 수 있고, 다른 형태의 반응성 탐식자가 고정된 반응성 탐식자 칩을 구성함으로써 개별적인 DNA 다형성의 검출을 위하여 임상적으로 유용할 수 있는 저비용과 고안정성의 DNA 칩을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 다공성 영역이 그 표면의 적어도 일부에 구획으로서 규칙적으로 배열되고, 따라서 동일한 기판에서 다수의 다른 기능 또는 수행이 나타날 수 있어, 선행기술에서 밝혀지지 않은 적용가능성을 제공한다.
합성기판을 제조하기 위하여, 구획 내에 다수의 다공성 영역을 규칙적으로 배열하는 단순한 수단으로써, 접착제를 통해 다공성 유리 조각을 기판 위에 미리 정해진 간격으로 고정화시키거나, 구멍과 같은 고정가능한 부위를 미리 정해진 간격으로 기판 내에 형성하고 다공성 유리 조각을 그 속에 고정화시킨다.

Claims (20)

  1. 미립자 또는 타일형 담체 위에 반응성 탐식자를 로딩하는 단계와, 베이스 물질 위에 로딩된 담체를 배열하여 로딩하는 단계를 포함하는 반응성 탐식자 칩.
  2. 제1항에 있어서,
    담체 입자는 결합능력을 가진 표면을 가지는 물질로 이루어지고, 다공성 유리, 실리카겔 또는 이온교환수지로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  3. 제1항에 있어서,
    그 위에 탐식자-로딩 다공성 담체가 배열되어 고정화되는 베이스 물질은 무기 베이스 물질 또는 유기 베이스 물질인 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  4. 제1항에 있어서,
    담체 위에 로딩되는 반응성 탐식자는 DNA, RNA 및 PNA(peptide nucleic acid)와 그 단편, 어떤 원하는 염기서열의 올리고뉴클레오티드, 항원, 항체, 에피토프, 효소, 단백질 및 폴리펩티드 사슬로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  5. 제1항에 있어서,
    담체는 다공성 입자이고,
    반응성 탐식자는 다공성 입자 기공 내면에 로딩되고,
    탐식자-로딩 입자는 다공성 담체 입자 기공 내면의 반응성을 유지하면서 베이스 물질 위에 제공된 다수의 미세구획 중 적어도 하나 속에 배열되어 고정되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  6. 제1항에 있어서,
    다공성 담체 입자의 기공크기는 10nm 내지 1㎛이고,
    입자크기는 1㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  7. 제1항에 있어서,
    담체는 정사각형 또는 육각형 또는 원형 플레이트이고, 각 면이 50㎛ 내지 5mm의 크기 또는 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩.
  8. 미립자 또는 타일형 담체 위에 반응성 탐식자를 고정화시키는 단계와,
    베이스 물질 위의 독립된 구획 속에 로딩된 담체를 각각 배열하여 고정화시키는 단계를 포함하는, 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    반응성 탐식자는 효소, 항원, DNA 단편, 항체, 에피토프, 단백질 및 펩티드로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    올리고뉴클레오티드 또는 단백질은 담체 위에서 합성되고, 각 담체는 베이스물질 위의 독립된 구획 속에 배열되어 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    담체 입자는 결합능력을 가진 표면을 가진 물질로 이루어지고, 다공성 유리, 실리카겔 또는 이온교환수지로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    반응성 탐식자로 로딩된 다공성 담체 입자는 담체 입자 기공의 내면의 반응성을 유지하면서 베이스 물질 위에 제공된 다수의 미세구획 중 적어도 하나 속에 하나 이상의 동일 또는 다른 입자를 사용하여 배열되고 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서,
    다공성 담체 입자의 기공크기는 10nm 내지 1㎛이고, 입자크기는 1㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  14. 제8항에 있어서,
    타일형 담체는 정사각형, 육각형 또는 원형 형상을 가지고, 각 면 또는 직영이 50㎛ 내지 5mm의 크기를 가지고, 베이스 물질 위에 부착되어 고정화되는 것을 특징으로 하는 반응성 탐식자 칩의 제조방법.
  15. 고상법을 사용하여 다공성 담체 입자 위에 올리고뉴클레오티드 또는 단백질을 합성하는 단계를 포함하는, 탐식자로 로딩된 다공성 담체 입자를 제조하는 방법.
  16. 그 표면의 적어도 일부에, 비다공성 영역 위에 배열되어 비다공성 영역에 의해 구획된 다수의 다공성영역, 또는 다공성 영역 위에 배열되어 다공성 영역에 의해 구획된 다수의 비다공성영역을 포함하는 합성기판.
  17. 제16항에 있어서, 합성기판은,
    다공성 영역과 비다공성 영역을 모두 포함하고 연마와 같은 공정에 의해 평탄화된 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 합성기판.
  18. 제16항에 있어서,
    독립적으로 형성된 다공성 고체가 비다공성 기판의 미리 정해진 영역 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 합성기판의 제조방법.
  19. 제16항에 있어서,
    다공성 고체 전구체 물질이 비다공성 기판의 미리 정해진 영역 위에 위치하고, 상기 다공성 고체 전구체 내의 기공이 베이스 물질 위에서 생성되는 것을 특징으로 하는 합성기판의 제조방법.
  20. 제16항에 있어서,
    다수의 다공성 영역이 전체 표면이 다공성 고체 전구체인 기판 위의 다수의 미리 정해진 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 합성기판의 제조방법.
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