KR20040009185A - Apparatus for detecting fluorescent light and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형광검출장치에 관한 것으로, 특히 시료검출부를 구비하는 마이크로칩부와 상기 시료검출부의 일측면에 위치하며 상기 시료검출부의 시료에서 발생한 형광 중 일부만 통과 시키는 핀 홀칩부와, 상기 핀홀칩부를 통과한 형광을 집광하며 상기 핀홀칩부의 타측면에 위치하는 렌즈부를 구비하는 일체로 형성되는 집광부를 구비하는 형광검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescence detection device, and more particularly, a microchip unit having a sample detection unit, a pinhole chip unit positioned on one side of the sample detection unit and allowing only a part of the fluorescence generated from a sample of the sample detection unit to pass through the pinhole chip unit. The present invention relates to a fluorescence detection device having an integrated light collecting portion for condensing one fluorescence and having a lens portion located on the other side of the pinhole chip portion.
마이크로칩은 수㎠ 크기의 플라스틱 또는 유리에 미세유로를 형성한 후 다양한 방법을 통해 시료를 주입, 이동시켜 분리, 분석하는 칩을 말한다. 상기 마이크로 칩을 통해 분리, 분석된 물질은 자외선-가시광선 분광 광도법, 레이저 유발 형광검출(laser-induced fluorescence)법을 통해 검출이 되고 있다.Microchip refers to a chip that forms a microchannel in a plastic or glass of several cm 2 size and injects, moves, and separates and analyzes a sample through various methods. The material separated and analyzed through the microchip is detected through ultraviolet-visible spectrophotometry and laser-induced fluorescence.
레이저 유발형광은 형광의 여기(exitation)광원으로 레이저를 사용하는 방법인데, 감도와 선택성이 높기 때문에 복잡한 생체 혼합물 내에 극미량으로 존재하는 생화합물을 분석하는 데에 매우 유용하다. 이런 방법에서 검출할 수 있는 형광분자의 수(검출한계)는 103개에서 106개 정도이다.Laser-induced fluorescence is a method of using a laser as an excitation light source of fluorescence, which is very useful for analyzing a trace amount of a living compound present in a complex biological mixture because of its high sensitivity and selectivity. The number of fluorescence molecules (detection limit) that can be detected by this method is about 10 3 to 10 6 .
기존의 레이저 유발 형광검출법을 위한 검출 시스템은 도면 1과 같다.The detection system for the conventional laser-induced fluorescence detection method is shown in FIG.
도면 1의 동작 설명은 다음과 같다. 형광물질을 화학반응으로 결합시킨 시료를 시료저장부(미도시)에 주입한 후 전기영동법을 이용하여 시료를 마이크로 칩 검출부(3)까지 이송시킨다. 레이저광선부(1)에서 발생한 빛이 마이크로 칩(2)의 검출부(3)에 조사되면 형광물질과 결합한 시료는 수 ㎱ 동안 형광을 발생하게 되고 사방으로 발생된 형광은 핀홀(4)을 통하여 일부만 통과된다. 상기 핀홀을 통과한 형광은 대물렌즈(5)로 들어가서 집광 되고, 그 후 집광된 빛은 광필터(6)에서 형광이외의 빛은 걸러 내어진 후, 광증폭기(7)를 통해 증폭된다. 이 후 증폭된 형광은 전기적인 신호로 변환되어 컴퓨터(8)에서 전압의 신호로 표시되어 진다.The operation description of FIG. 1 is as follows. After injecting a sample in which the fluorescent material is bonded by a chemical reaction to a sample storage unit (not shown), the sample is transferred to the microchip detection unit 3 by electrophoresis. When the light emitted from the laser beam unit 1 is irradiated to the detection unit 3 of the microchip 2, the sample combined with the fluorescent material generates fluorescence for several seconds, and the fluorescence generated in all directions is only partially through the pinhole 4. Passed. The fluorescence passing through the pinhole enters the objective lens 5 and is condensed. Then, the condensed light is filtered out of the optical filter 6 through the optical amplifier 7, and then amplified by the optical amplifier 7. The amplified fluorescence is then converted into an electrical signal and displayed as a signal of voltage in the computer 8.
상기 레이저 유발 형광검출 시스템은 감도가 좋은 장점이 있으나 시스템 구성 요소들의 비용이 높다는 단점이 있을 뿐 아니라, 모세관 전기영동 마이크로 칩 시스템의 소형화에도 많은 제약을 가져온다. 도 1에서 보면 도시된 바와 같이 형광검출장치의 핀홀(4)이나 대물렌즈(5)이외에 이들을 고정하기 위한 별도의 부품이 요구되어 형광검출장비의 제조비용이 증가할 뿐 아니라, 형광검출장치의 부피가 현저하게 커지는 문제점을 갖는다.The laser-induced fluorescence detection system has the advantage of good sensitivity, but the disadvantage of the high cost of the system components, as well as the miniaturization of the capillary electrophoretic microchip system. As shown in FIG. 1, a separate part for fixing them other than the pinhole 4 or the objective lens 5 of the fluorescence detection device is required, thereby increasing the manufacturing cost of the fluorescence detection device and increasing the volume of the fluorescence detection device. Has a problem that becomes significantly larger.
이와 같은 문제점 때문에 마이크로 칩 내에 광학시스템을 집적하려는 시도는많이 이루어지고 있고 또 연구되고 있는 분야이기도 하다.Because of these problems, attempts to integrate optical systems in microchips have been made and studied.
다양한 시료의 동시분석을 위해서 도면 2와 같은 마이크로 칩이 연구되고 있으나 상기 마이크로 칩에서 레이저 유발 형광분석법을 통해 시료를 분석하려면 시스템의 설계가 복잡해질 뿐 아니라 광학계 설치에 따른 비용은 높아진다. 다시 말해 96개의 채널이 정렬된 도면 2의 마이크로 칩은 시스템의 소형화에 어려움이 있을 뿐 아니라 96개의 시료를 동시 검출하기 위한 광학계 설치에 따른 비용이 고가가 되는 문제점을 구비한다.The microchip as shown in FIG. 2 has been studied for simultaneous analysis of various samples, but the analysis of the sample through the laser-induced fluorescence analysis in the microchip not only complicates the design of the system but also increases the cost of installing an optical system. In other words, the microchip of FIG. 2 in which 96 channels are aligned has a problem in that it is difficult to miniaturize the system and the cost of installing an optical system for detecting 96 samples simultaneously is high.
이런 문제점으로 인해 상기 마이크로 칩에서의 시료검출방법은 채널을 돌려가며 채널 하나씩 레이저 유발 형광검출법을 적용하거나 전기화학적 분석법을 사용하고 있다. 그러나 전기화학적 분석법은 감도가 레이저 유발 형광검출법에 비해 떨어지고 전기활성 시료에만 적용이 가능하여 다양한 시료의 적용에 한계가 있다는 단점이 있다.Due to this problem, the sample detection method in the microchip is applying a laser-induced fluorescence detection method by channel one by one or rotating the channel or using an electrochemical analysis method. However, electrochemical analysis has a disadvantage in that the sensitivity is lower than that of laser-induced fluorescence detection and can be applied only to electroactive samples.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 상기한 레이저 유발 형광검출법 수행시 발생하는 고비용 대형화의 문제점을 해결하고 동시에 다양한 시료를 동시분석 할 수 있는 마이크로 칩에서 레이저 유발 형광검출법을 효율적으로 수행하는 형광검출장치와 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, an object of the present invention is to solve the problem of costly enlargement that occurs when performing the laser-induced fluorescence detection method and at the same time micro-chip that can simultaneously analyze a variety of samples In the present invention, there is provided a fluorescence detection device and a method for manufacturing the same, which efficiently perform a laser-induced fluorescence detection method.
상세히 말하면, 본 발명의 목적은 반도체 공정 및 소수성 표명의 소수성 세기 차이를 이용해 광학계(pin hole, lens)를 제작함으로써 마이크로 칩과의 동시제작을 가능하게 하고 광학계를 별도로 정렬, 고정시키기 위하여 다른 장치를 사용하지 않게 하여 종래의 형광검출장치의 단점인 고비용 문제를 해소하고, 수㎠ 크기의 마이크로 칩에 광학계를 집적하여 분리분석용 마이크로 칩 검출시스템의 초소형화를 이루는 형광검출장치와 그것의 집광부의 제조방법을 제공하는 것이다.In detail, an object of the present invention is to fabricate an optical system (pin hole, lens) using the hydrophobic intensity difference of the semiconductor process and the hydrophobic expression, to allow simultaneous manufacturing with the microchip, and to provide another apparatus for aligning and fixing the optical system separately. It eliminates the high cost problem, which is a disadvantage of the conventional fluorescence detection device, and integrates the optical system in the microchip of several cm 2 size to make the microchip detection system for separation analysis ultra compact and its condensing part. It is to provide a manufacturing method.
도 1은 종래 형광검출장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional fluorescence detection device.
도 2는 종래의 다수개 시료 동시 검출용 마이크로칩 채널패턴의 평면도이다.2 is a plan view of a conventional microchip channel pattern for detecting a plurality of samples at the same time.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예의 구성도이다.3 is a block diagram of an embodiment according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 광학필터홀더를 구비한 형광검출장치의 단면도.4 is a cross-sectional view of a fluorescence detection device having an optical filter holder according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로칩 제조방법의 순서도이다.5 is a flowchart of a method of manufacturing a microchip according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예의 핀홀칩부 제조방법의 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a pinhole chip unit according to an embodiment of the present invention.
도 6a는 본 발명에 따른 일 실시예의 핀홀칩부 제조용 포토마스크의 평면도이다.6A is a plan view of a photomask for manufacturing a pinhole chip unit according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 무반사코팅방법의 순서도이다.7 is a flow chart of the anti-reflective coating method of an embodiment according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 렌즈제조방법의 순서도이다.8 is a flow chart of a lens manufacturing method of an embodiment according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 레이저 광선부 2 : 마이크로칩부1 laser beam 2 microchip
3 : 시료검출부 4 : 핀홀3: sample detection unit 4: pinhole
5 : 대물렌즈 6 : 필터5: objective lens 6: filter
31 : SU-8 32 : 실리콘 웨이퍼31: SU-8 32: Silicon Wafer
34 : 노광단계 39 : PDMS34: exposure step 39: PDMS
47 : PDMS 플레이트 56 : 포토마스크47: PDMS plate 56: photomask
60 : 양각주형틀 92 : 무반사 코팅부60: embossed mold 92: anti-reflective coating
93 : 실린지 95 : 니들93: syringe 95: needle
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레이저빔을 발생시키는 레이저 광선부와; 상기 레이저빔을 수용하는 시료검출부를 구비하는 마이크로칩부와, 상기 마이크로칩부의 상면에 위치하며 상기 시료검출부의 시료에서 발생한 형광 중 일부만 통과 시키는 핀홀칩부와, 상기 핀홀칩부를 통과한 형광을 집광하는 렌즈부를 구비하는 집광부와; 상기 렌즈부를 통과한 빛을 파장에 따라 선택하여 통과시키는 광학필터부와; 상기 광학필터부를 통과한 빛을 증폭시키고 이를 전기신호로 변화시키는 광증폭기와; 상기 광증폭기에서 발생한 전기신호를 수신하여 이를 분석하여 결과를 출력하는 컴퓨터를 포함하는 형광검출장치에서 상기 집광부는 상기 마이크로칩부가 상기 핀홀칩부의 일측에 접착하고; 상기 렌즈는 핀홀칩의 타측에 돌출되어 위치하여 일체로 형성되는 형광검출장치이다. 더 바람직하게는 상기 집광부와 광학필터를 일체로 지지하는 광학필터홀더를 구비한다.The present invention for achieving the above object is a laser beam for generating a laser beam; A microchip unit including a sample detection unit for receiving the laser beam, a pinhole chip unit positioned on an upper surface of the microchip unit and allowing only a portion of the fluorescence generated from a sample of the sample detection unit to pass therethrough, and a lens for collecting the fluorescence passing through the pinhole chip unit A light collecting unit having a unit; An optical filter unit for selecting and passing light passing through the lens unit according to a wavelength; An optical amplifier for amplifying the light passing through the optical filter unit and converting the light into an electrical signal; In the fluorescence detection device comprising a computer for receiving the electrical signal generated by the optical amplifier, and analyzes the output signal and outputs the result; The lens is a fluorescent detection device which is integrally formed by protruding to the other side of the pinhole chip. More preferably, an optical filter holder for integrally supporting the light collecting portion and the optical filter.
또한 본 발명은 마이크로칩부와 핀홀칩부와 렌즈부가 일체로 이루어진 집광부를 구비하는 형광검출장치의 제조방법에 있어서, 상면에 시료검출부를 구비한 마이크로칩을 형성하는 제 1 단계와; 상기 마이크로칩부의 상면에 위치하며 상기 시료검출부의 시료에서 발생하는 형광 중 일부를 통과시키는 홀을 구비하는 핀홀칩부를 형성하는 제 2 단계와; 상기 마이크로칩의 상면에 상기 핀홀칩부를 접착하는 제 3 단계와; 상기 핀홀칩부에 형성된 광학투과부의 상면과 그 주위에 무반사 코팅을 하는 제 4 단계와; 상기 핀홀칩부의 상측에 돌출되어 위치하는 렌즈를 형성하는 제 5 단계; 를 포함하는 형광검출장치의 집광부 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of manufacturing a fluorescence detection device having a light collecting part consisting of a microchip part, a pinhole chip part and a lens part, comprising: a first step of forming a microchip having a sample detection part on an upper surface thereof; A second step of forming a pinhole chip part disposed on an upper surface of the microchip part, the pin hole chip part including a hole through which a part of fluorescence generated in a sample of the sample detection part passes; Attaching the pinhole chip portion to an upper surface of the microchip; A fourth step of applying an anti-reflective coating on the upper surface of the optical transmission part formed on the pinhole chip part and around it; A fifth step of forming a lens protruding from the pinhole chip portion; It provides a light collecting unit manufacturing method of the fluorescence detection device comprising a.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 형광검출장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a fluorescence detection device according to an embodiment of the present invention.
형광물질을 화학반응으로 결합시킨 시료를 전기영동법에 의하여 마이크로칩(12)의 시료검출부(13)로 이송시킨후, 상기 시료에 레이저부(11)에서 발생되는 레이저 빔을 조사한다. 시료에 레이저빔이 조사되면 시료는 수 ㎱동안 형광을 발생하게 되고, 이 형광중 일부만 핀홀칩부(19)의 광투과부(14)를 통하여 대물렌즈(15)로 들어가서 집광된다. 상기 마이크로칩(12)은 핀홀칩부(19)의 일측에 접착되고, 대물렌즈(15)는 핀홀칩부(19)의 타측에 돌출형상으로 접착되어 일체로 형성된 집광부(20)를 형성한다.After the sample in which the fluorescent material is bonded by chemical reaction is transferred to the sample detecting unit 13 of the microchip 12 by electrophoresis, the laser beam generated by the laser unit 11 is irradiated to the sample. When the laser beam is irradiated to the sample, the sample generates fluorescence for several seconds, and only a part of the fluorescence enters the objective lens 15 through the light transmitting portion 14 of the pinhole chip portion 19 and is focused. The microchip 12 is bonded to one side of the pinhole chip unit 19, and the objective lens 15 is bonded to the other side of the pinhole chip unit 19 in a protruding shape to form a light collecting unit 20 integrally formed.
대물렌즈(15)에서 집광된 형광은 대물렌즈(15)의 전면부에 위치한 광학필터(16)를 거쳐 형광이외의 빛을 여과 시킨 후 광증폭기(17)를 통해 증폭되며, 전기신호로 변환된다.Fluorescence condensed by the objective lens 15 is filtered through the optical filter 16 located at the front of the objective lens 15 and then amplified by the optical amplifier 17 and converted into an electrical signal. .
상기 전기신호는 컴퓨터(18)로 전송되며, 상기 신호를 수신한 컴퓨터(18)는 이를 분석한 후 이에 대한 결과를 출력한다.The electrical signal is transmitted to the computer 18, and the computer 18 receiving the signal analyzes it and outputs the result thereof.
바람직하게는 도 4에 도시한 바와 같이 상기 집광부(20)와 광학필터(16)를 일체로 지지하는 광학필터홀더(21)를 더 포함한다. 상기 광학필터홀더(21)는 형광검출장치의 초소형화에 많은 도움을 준다.Preferably, as shown in Figure 4 further comprises an optical filter holder 21 for integrally supporting the light collecting portion 20 and the optical filter 16. The optical filter holder 21 greatly helps miniaturization of the fluorescence detection device.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로칩제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a microchip manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 마이크로칩 제조방법의 순서도이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 원하는 분리분석용 미세유로 패턴을 포토마스크로 제작(미도시)한 후, 실리콘 웨이퍼에 네가티브 포토레지스트인 SU-8(31)을 스핀코팅한 후 소프트 베이킹한다. 그 후 포토레지스트가 코팅된 실리콘 웨이퍼(32)의 상면에 상기 포토마스크(33)를 정렬하고, 자외선에 일정시간 노출한다. 그 후 현상액으로 기판의 포토레지스트를 현상하면 플라스틱 마이크로칩용 양각주형틀(37)이 완성된다. 상기 양각주형틀(37)에 PDMS(39)를 주입하고, 진공을 걸어 PDMS(39) 주입시 발생한 기포를 모두 제거한 후 70℃오븐에서 2시간 정도 두어 고형화시킨다.(42) 그 후 주형틀(37)과 고형화된 PDMS(39)를 이형시킨 후 상기 고형화된 PDMS(39)룰 PDMS플레이트(47)와 접착시키면 미세유로가 제작된 마이크로칩을 얻을 수 있다.5 is a flowchart of a method of manufacturing a microchip according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, after the desired microanalysis pattern for separation analysis is fabricated (not shown), the SU-8 (31), which is a negative photoresist, is soft-baked on a silicon wafer. Thereafter, the photomask 33 is aligned on the upper surface of the photoresist-coated silicon wafer 32 and exposed to ultraviolet light for a predetermined time. Thereafter, when the photoresist of the substrate is developed with a developer, an embossed mold 37 for plastic microchips is completed. PDMS (39) is injected into the embossed mold (37), and vacuum is removed to remove all the bubbles generated during PDMS (39) injection and solidified by placing it in a 70 ° C oven for about 2 hours. 37) and the solidified PDMS (39) is released and then bonded with the solidified PDMS (39) rule PDMS plate (47) can be obtained a microchip produced microfluidic channel.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예의 핀홀칩 제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter will be described a pinhole chip manufacturing method of an embodiment according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 핀홀칩 제조방법의 순서도이다. 도시한 바와 같이 처음에 실리콘 웨이퍼(52)에 네가티브 포토레지스트인 SU-8(51)을 스핀 코팅하여 소프트 베이킹한 후(50), 도 6a에 도시한 것과 같은 원하는 형상의 포토마스크(56)와 포토레지스트가 코팅된 실리콘 웨이퍼(52)를 정렬하고 자외선(55)에 일정시간 노출한다. 그 후 현상액으로 기판의 포토레지스트를 현상하면 양각주형틀(60)이 완성된다. 상기 주형틀(60)에 PDMS(64)를 주입하고, 진공을 걸어 PDMS(64) 주입시 발생한 기포를 모두 뽑아낸 후 70℃ 오븐에서 2시간 정도 두어 고형화(62)시킨 후 고형화된 PDMS(64)를 이형시킨다. 그 후 도시한 바와 같이 상기 마이크로칩부(12)의 상면부와 고형화된 PDMS(64)의 하측면부를 코로나 방전으로 표면을 5분정도 처리한 다음 접착하고, 검은색 잉크를 실린지 펌프를 이용하여 상기 PDMS(64)의 음각부분에 주입한다.6 is a flow chart of a pinhole chip manufacturing method according to the present invention. As shown in the drawing, the silicon wafer 52 is first spin-coated with a negative photoresist SU-8 (51), and then soft-baked (50), followed by a photomask 56 having a desired shape as shown in FIG. 6A. The photoresist-coated silicon wafer 52 is aligned and exposed to ultraviolet light 55 for a predetermined time. Thereafter, when the photoresist of the substrate is developed with a developer, the embossing mold 60 is completed. PDMS (64) is injected into the mold (60), vacuum is removed, and all the bubbles generated during PDMS (64) injection are removed and placed in a 70 ° C oven for about 2 hours to be solidified (62) and then solidified PDMS (64). Release). Thereafter, the upper surface of the microchip unit 12 and the lower surface of the solidified PDMS 64 are treated with corona discharge for about 5 minutes, and then bonded, using a black ink syringe pump. Injected into the negative portion of the PDMS (64).
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예의 무반사코팅방법에 대하여 설명한다.Hereinafter will be described an antireflective coating method of an embodiment according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 일 실시예의 무반사코팅방법의 순서도이다. 최초에 핀홀칩 하단부에 원하는 형상의 천공판(82)을 정열한다. 도시된 바와 같이 천공판은 핀홀칩부의 광투과부 상면과 그 주위부를 천공시킨 형상이다. 상기 천공판은 SiO2(86)가 불필요한 부분에 코팅되는 것을 막기 위해 정열하는 것으로 SiO2(86)가 코팅되는 부분에 홀을 뚫은 것이다. 상기 천공판을 정열한 후 PECVD(Plasma Enhanced Chamical Vapor Deposition)법으로 SiO2(86)를 증착하고 그 후 천공판을 떼어내면 SiO2(86)의 무반사 코팅은 완료된다.7 is a flow chart of the anti-reflective coating method of an embodiment according to the present invention. Initially, the perforated plate 82 of a desired shape is arranged on the lower end of the pinhole chip. As shown in the figure, the perforated plate has a shape in which the upper surface of the light transmitting portion of the pinhole chip portion and the periphery thereof are perforated. The perforated plate is drilled a hole portion in which the coated SiO 2 (86) that align to prevent the SiO 2 (86) is coated on the unnecessary portion. After aligning the perforated plate, SiO 2 (86) is deposited by Plasma Enhanced Chamical Vapor Deposition (PECVD), and then the perforated plate is removed to complete the anti-reflective coating of SiO 2 (86).
상기 PECVD법은 화학기포를 진공상태의 챔버에 주입하고, 전장을 형성하여플라즈마를 유도하는 장치로 실행되는데 전장에 의해 높은 에너지를 얻은 전자가 중성상태의 가스분자와 충돌하여 가스분자를 분해하고, 이 분해된 가스원자가 기판에 부착되는 반응을 이용하여 박막을 증착하는 공정이다.The PECVD method is a device for injecting chemical bubbles into a vacuum chamber, forming an electric field and inducing plasma, and electrons having high energy by the electric field collide with gas molecules in a neutral state to decompose gas molecules, It is a process of depositing a thin film using the reaction which this decomposed gas atom adheres to a board | substrate.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예의 렌즈제조방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a lens manufacturing method of an embodiment according to the present invention will be described.
도 8은 본 발명에 따른 일 실시예의 렌즈제조방법의 순서도이다. 처음단계로 실린지(93)에 재료를 주입한다. 상기 재료는 칩의 재료와 동일한 재료인 PDMS(91)를 사용하여 매질의 상이에 따른 굴절을 최소화한다. 상기 PDMS(91)는 광학적 성질이 우수하여 렌즈로서 사용이 가능하다.8 is a flow chart of a lens manufacturing method of an embodiment according to the present invention. First, the material is injected into the syringe 93. The material uses PDMS 91, which is the same material as the material of the chip, to minimize refraction due to different media. The PDMS 91 can be used as a lens because of its excellent optical properties.
그 후, 실린지(93)에 주입된 PDMS(91)를 니들(95)을 통하여 무반사코팅부(92)에 주입한다. 주입된 PDMS(91)는 상기 핀홀칩부(19)의 표면과 무반사코팅부(92)의 소수성의 차이로 인하여 무반사코팅부(92)이외의 부분으로 번지지 않고 무반사코팅부(92)를 중심으로 일정한 곡률을 가진 반 타원 형상을 형성한다. 그 후 70℃ 오븐에서 2시간 정도 두면 고형화되고 렌즈는 완성된다.Thereafter, the PDMS 91 injected into the syringe 93 is injected into the antireflective coating unit 92 through the needle 95. The injected PDMS 91 does not spread to portions other than the anti-reflective coating 92 because of the difference in hydrophobicity between the surface of the pinhole chip 19 and the anti-reflective coating 92. Form a semi-elliptic shape with curvature. After 2 hours in 70 ℃ oven solidified and the lens is completed.
본 발명은 반도체 공정 및 표면의 소수성 세기 차이를 이용해 광학계(핀홀, 렌즈)를 제작함으로써 마이크로 칩 제작시 동시제작이 가능하고 광학계와 마이크로칩을 일체로 형성하여 별도로 광학계를 정렬, 고정하기 위한 다른 장치를 사용하지 않도록 하여 레이저 유발 형광검출법의 단점인 고비용 문제를 해소할 수 있다.According to the present invention, an optical system (pinhole, lens) can be manufactured by using a difference in hydrophobic intensity between a semiconductor process and a surface, and thus, a microchip can be manufactured simultaneously. The high cost problem, which is a disadvantage of the laser-induced fluorescence detection method, can be eliminated.
그리고, 수㎠ 크기의 마이크로 칩에 광학계를 집적하기 때문에 분리분석용마이크로 칩 검출시스템의 초소형화를 이룩할 수 있고, 또한 레이저 유발 형광검출법을 적용하기에 어려움이 있는 다시료 동시 분석용 마이크로 칩에도 응용이 가능하여 상기 시스템의 분석감도 향상 및 기존의 전기화학적 검출방법의 적용으로 다양한 시료가 적용가능한 장점을 구비한다. 또한 본 발명은 모세관 전기영동 마이크로 칩에만 응용할 수 있는 것은 아니고 레이저 유발 형광검출법을 사용하는 마이크로 칩에 모두 응용이 가능할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 광학부는 미세유로가 형성된 마이크로 칩에 접착되지 않고 따로 제작되어 광투과부와 렌즈가 요구되는 검출법, 특히 자외선 흡광검출법에도 응용이 가능하다.In addition, since the optical system is integrated in a microchip having a size of 2 cm 2, the microchip detection system for microanalysis can be miniaturized, and it is also applied to microchip for simultaneous analysis of materials, which is difficult to apply the laser-induced fluorescence detection method. It is possible to improve the analysis sensitivity of the system and to apply the existing electrochemical detection method has the advantage that a variety of samples can be applied. In addition, the present invention is not only applicable to capillary electrophoretic microchips, but may be applicable to all microchips using laser-induced fluorescence detection. In addition, the optical unit according to the present invention is manufactured separately without being adhered to the microchip in which the microchannel is formed, and thus the optical unit may be applied to a detection method requiring a light transmitting unit and a lens, in particular, an ultraviolet absorption detection method.
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