KR20060016221A - 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법 - Google Patents

잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060016221A
KR20060016221A KR1020040064590A KR20040064590A KR20060016221A KR 20060016221 A KR20060016221 A KR 20060016221A KR 1020040064590 A KR1020040064590 A KR 1020040064590A KR 20040064590 A KR20040064590 A KR 20040064590A KR 20060016221 A KR20060016221 A KR 20060016221A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spotting
nozzles
spacing
microarray
reservoirs
Prior art date
Application number
KR1020040064590A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100657895B1 (ko
Inventor
임지혁
손동기
김민수
국건
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020040064590A priority Critical patent/KR100657895B1/ko
Priority to EP05017784A priority patent/EP1627680B1/en
Priority to US11/204,489 priority patent/US20060040404A1/en
Priority to DE602005006912T priority patent/DE602005006912D1/de
Priority to JP2005236143A priority patent/JP2006058304A/ja
Publication of KR20060016221A publication Critical patent/KR20060016221A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100657895B1 publication Critical patent/KR100657895B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241—Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0268—Drop counters; Drop formers using pulse dispensing or spraying, eg. inkjet type, piezo actuated ejection of droplets from capillaries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813—Hybridisation assays
    • C12Q1/6834—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase
    • C12Q1/6837—Enzymatic or biochemical coupling of nucleic acids to a solid phase using probe arrays or probe chips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/0036—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00378—Piezoelectric or ink jet dispensers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277—Apparatus
    • B01J2219/00497—Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527—Sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00722—Nucleotides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072—Organic compounds
    • B01J2219/00725—Peptides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
    • B01L2200/021—Adjust spacings in an array of wells, pipettes or holders, format transfer between arrays of different size or geometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
    • B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
    • B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/02—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins
    • B01L2400/027—Drop detachment mechanisms of single droplets from nozzles or pins electrostatic forces between substrate and tip
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0433—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces
    • B01L2400/0439—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces vibrational forces ultrasonic vibrations, vibrating piezo elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2400/00—Moving or stopping fluids
    • B01L2400/04—Moving fluids with specific forces or mechanical means
    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/0442—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces thermal energy, e.g. vaporisation, bubble jet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및 이를 이용한 스폿팅 방법이 개시된다. 개시된 스폿팅 장치는 제1 방향으로 이동하면서 소정의 바이오분자 용액을 고체기질 상에 순차적으로 토출시켜 스폿 어레이를 형성하는 것으로, 바이오분자 용액이 채워지는 다수의 레저버; 및 레저버들 각각에 대응되게 형성되어 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐;을 포함하고, 하나의 열을 이루는 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 스폿 어레이의 스폿 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 한다.

Description

잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및 이를 이용한 스폿팅 방법{Inkjet-type spotting apparatus for manufacturing microarrays and spotting method using the same}
도 1은 종래 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 절개하여 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치의 일부를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치의 일례를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치로부터 바이오분자 용액이 순차적으로 토출되어 형성된 스폿 컬럼(spot column)들을 보여주는 도면이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 실시예에 따른 스폿팅 장치를 이용하여 마이크로어레이를 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110... 레저버 112... 노즐
114... 채널 120... 제1 기판
130... 제2 기판 150... 바이오분자 용액
161,162,163,164... 레저버 열(reservoir row)
161',162'... 스폿 컬럼(spot column)
본 발명은 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및 이를 이용한 스폿팅 방법에 관한 것이다.
마이크로어레이(Microarrays) 또는 바이오칩(Biochips)은 프로브(probe) DNA 나 단백질(protein)과 같은 바이오분자들이 고체 기질(solid support)의 표면에 일정한 형태로 집적된 마이크로칩을 말한다. 이러한 마이크로어레이는 질병 진단, 신약 개발, 핵산의 서열 규명 등의 생명공학 분야에서 매우 중요한 영역을 차지하고 있다.
종래에는 마이크로어레이를 제작하기 위해서 바이오분자 용액이 들어 있는 핀(pin)을 고체 기질의 표면에 접촉시키는 방법이 사용되었다. 그러나, 이러한 방법은 핀과 고체 기질의 물리적인 접촉으로 인하여 핀의 팁부분과 고체 기질의 표면이 변형됨으로써 마이크로어레이의 균일성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 잉크젯 방식을 이용하여 비접촉(non contact)으로 바이오분자 용액을 고체 기질에 스폿팅하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치가 개발되고 있다.
도 1은 종래 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치의 절개 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래 스폿팅 장치는 소정의 바이오분자 용액이 외부로부터 주입되어 채워지는 다수의 레저버(reservoir,10)와, 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐(nozzle,12)과, 상기 레저버와 노즐을 연결하는 유로인 다수의 마이크로채널(microchannel,14)을 포함한다. 여기서, 상기 노즐들(12)은 그 사이의 간격이 마이크로어레이의 스폿 사이의 간격과 동일하도록 배치된다.
그러나, 상기와 같은 구조를 가지는 스폿팅 장치에서는, 레저버(10)의 크기(대략 수mm 정도)가 노즐(12)의 크기(대략 20㎛ 정도) 보다 훨씬 크고, 레저버(10) 사이의 간격(대략 수mm 정도)도 노즐(12) 사이의 간격(대략 150㎛) 보다 훨씬 크기 때문에 레저버(10)와 노즐(12)을 연결하는 마이크로채널들(14)이 매우 복잡하고 길어지게 된다. 이에 따라, 바이오분자 용액이 레저버(10)로부터 노즐(12)로 원활하게 공급되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 단순한 채널 구조를 가지는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및 이를 이용한 스폿팅 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면,
제1 방향으로 이동하면서 소정의 바이오분자 용액을 고체기질 상에 순차적으로 토출시켜 스폿 어레이를 형성하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치에 있어 서,
상기 바이오분자 용액이 채워지는 다수의 레저버; 및
상기 레저버들 각각에 대응되게 형성되어 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐;을 포함하고,
하나의 열을 이루는 상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 상기 스폿 어레이의 스폿 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치가 개시된다.
여기서, 하나의 열을 이루는 상기 노즐들은 상기 제1 방향에 대하여 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 상기 노즐에 대응하는 상기 레저버 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 여기서, 상기 노즐에 대응되는 상기 레저버들은 상기 제1 방향으로 배치될 수 있다. 상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 수mm, 바람직하게는 1 ~ 5mm가 될 수 있다.
상기 노즐 사이의 제2 방향으로의 간격은 상기 스폿 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직인 것이 바람직하다. 상기 노즐 사이의 제2 방향으로의 간격은 30 ~ 300㎛가 될 수 있다.
상기 레저버와 상기 노즐 사이에는 상기 레저버와 상기 노즐을 연결하는 다수의 채널이 형성될 수 있다.
상기 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는, 상기 다수의 레저버가 형성되는 제1 기판; 및 상기 다수의 노즐이 형성되는 제2 기판;을 구비한다. 여기서, 상기 제2 기판에는 상기 레저버와 상기 노즐을 연결하는 다수의 채널이 더 형성될 수 있다.
상기 제1 기판은 글라스로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 기판은 실리콘으로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 레저버의 단면 형상은 원형, 사각형 또는 육각형이 될 수 있다.
상기 바이오분자 용액은 핵산(nucleic acid) 또는 단백질(protein)을 포함할 수 있으며, 상기 핵산은 프로브(probe) DNA를 포함할 수 있다.
상기 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는 잉크젯 방식을 이용하여 상기 바이오분자 용액을 토출시키는 것이 바람직하다. 이때, 상기 잉크젯 방식은 열구동 잉크젯 방식, 압전구동 잉크젯 방식 또는 정전구동 잉크젯 방식이 될 수 있다.
소정의 바이오분자 용액이 채워지는 다수의 레저버와 상기 레저버들 각각에 대응되게 형성되어 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐을 포함하고, 하나의 열을 이루는 상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격이 스폿 어레이의 스폿 사이의 간격보다 큰 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용한 스폿팅 방법에 있어서,
상기 제1 방향으로 이동하면서 하나의 열을 이루는 상기 노즐들로부터 상기 바이오분자 용액을 고체기질 상의 소정 위치에 순차적으로 토출시키는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법이 개시된다.
상기 스폿팅 방법은 상기 제1 방향으로 이동하면서 하나의 열을 이루는 상기 노즐들로부터 상기 바이오분자 용액을 순차적으로 토출시켜 상기 고체기질 상에 상기 제2 방향의 스폿 컬럼(spot column)을 형성한다. 여기서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직인 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 그리고, 이하에서는 상기 제1 방향 및 제2 방향을 도면 상의 x 방향 및 y 방향을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치의 일부를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 따라 본 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는 제1 기판(120)과 상기 제1 기판(120)에 결합되는 제2 기판(130)을 구비한다. 여기서, 상기 제1 기판(120)으로는 글라스 기판이 사용될 수 있으며, 상기 제2 기판(130)으로는 실리콘 웨이퍼가 사용될 수 있다. 한편, 상기 제1 및 제2 기판(120,130)은 일체형으로 제작될 수도 있다.
상기 제1 기판(120)에는 소정의 바이오분자 용액(150)이 외부로부터 주입되어 채워지는 다수의 레저버(110)가 관통되어 형성된다. 여기서, 상기 각 레저버(110)의 단면 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 원형이 될 수 있으나, 이와는 달리 사각형, 육각형 등이 될 수도 있다. 그리고, 상기 각 레저버(110)의 직경은 수mm 정도가 될 수 있다. 한편, 상기 레저버들(110)은 x 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치된다. 상기 레저버(110) 사이의 간격(d1)은 대략 수mm 정도, 바람직하게는 대략 1 ~ 5mm 정도가 될 수 있다.
상기 제2 기판(130)에는 그 하부에 상기 바이오분자 용액(150)이 토출되는 다수의 노즐(112)이 상기 레저버들(110) 각각에 대응되게 형성된다. 여기서, 상기 각 노즐(112)의 직경은 대략 20㎛ 정도가 될 수 있다. 그리고, 상기 제2 기판(130)의 상부에는 상기 레저버(110)와 노즐(112)을 연결하는 다수의 채널(114)이 형성된다.
상기 노즐들(112)은 x 방향에 대하여 소정 각도로 경사지게 배치된다. 여기서, 상기 노즐(112) 사이의 x 방향으로의 간격(d2)은 마이크로어레이에 형성되는 스폿 어레이(spot array)의 스폿 사이의 간격보다 큰 것이 바람직하다. 그리고, 상기 노즐(112) 사이의 x 방향으로의 간격(d2)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레저버(110) 사이의 간격(d1)과 실질적으로 동일한 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 따라서, 상기 노즐(112) 사이의 x 방향으로의 간격(d2)은 대략 수mm 정도, 바람직하게는 대략 1 ~ 5mm 정도가 될 수 있다. 이와 같이 노즐(112) 사이의 x 방향으로의 간격(d2)을 레저버(110) 사이의 간격(d1)과 동일하게 하면, 채널(114)을 짧고, 단순한 구조로 형성할 수 있으므로 바이오분자 용액(150)이 레저버(110)로부터 채널(114)을 통하여 노즐(112)로 원활하게 공급될 수 있다. 상기 노즐(112) 사이의 y 방향으로의 간격(h)은 상기 스폿 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 노즐 사이의 y 방향으로의 간격(h)은 30 ~ 300㎛가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는 잉크젯 방식을 이용하여 바이오분자 용액을 토출시킨다. 여기서, 상기 잉크젯 방식은 열구동 잉크젯 방식, 압전구동 잉크젯 방식 또는 정전구동 잉크젯 방식이 될 수 있다.
상기와 같은 레저버 및 노즐의 배치 구조를 적용한 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치의 일례가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 다수의 레저버(110)가 4개의 제1,제2,제3 및 제4 레저버 열을(161,162,163,164) 이루며, 이러한 각각의 레저버 열(161,162,163,164)에는 12개의 레저버(110)가 x 방향을 따라 소정 간격(d1)으로 배치된다. 그리고, 다수의 노즐(112)이 상기 레저버들(110) 각각에 대응하여 4개의 노즐 열을 이루게 되며, 각 노즐 열을 이루는 12개의 노즐(112)은 x 방향에 대하여 소정 각도로 경사지게 배치된다. 이때, 상기 노즐(112) 사이의 x 방향으로의 간격(d2)은 상기 노즐(112)에 대응하는 레버저(110) 사이의 간격(d1)과 동일한 것이 바람직하다. 그리고, 상기 노즐 사이의 y 방향으로의 간격(h)은 제작하고자 하는 마이크로어레이의 스폿 사이의 간격과 동일한 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는 각 노즐들(112)로부터 바이오분자 용액을 고체기질(solid support) 상에 순차적으로 토출시킴으로써 스폿 어레이(spot array)를 형성하게 된다. 구체적으로는, 도 4에 도시된 바와 같이 스폿팅 장치가 x 방향으로 이동하면서 각 노즐 열에 배치된 노즐들(112)로부터 바이오분자 용액을 소정의 시간 간격을 두고 순차적으로 고체기질 상의 소정 위치에 토출시키면 스폿 어레이를 구성하는 스폿 컬럼(spot column)들이 y 방향으로 형성된다. 도 5는 도 4의 제1 및 제2 레저버 열(161,162)에 대응되는 24개의 노즐들(112)로부터 바이오분자 용액이 순차적으로 토출되어 y 방향으로 형성된 제1 및 제2 스폿 컬럼(161',162')을 보여준다. 도 5에서, 참조부호 1 ~ 24는 스폿들이 형성되는 순서를 나타낸다. 도 5를 참조하면, 제1 및 제2 스폿 컬럼(161',162')은 각각 제1 및 제2 레저버 열(161,162)에 대응되게 형성된다. 그리고, 각 스폿 컬럼(161',162')을 구성하는 스폿 사이의 간격(h')은 각 노즐 열을 구성하는 노즐(112) 사이의 y 방향으로의 간격(h)과 동일하게 된다.
이상에서는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치가 4개의 레저버 열을 구비하고, 각 레저버 열에는 12개의 레저버가 x 방향으로 배치된 경우가 설명되었지만, 본 발명에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치는 이에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다.
이하에서는, 도 6a 내지 도 6h를 참조하여 상기한 본 발명에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용하여 마이크로어레이를 제작하는 과정을 설명하기로 한다. 도 6a 내지 도 6h는 4개의 스폿팅 장치를 이용하여 마이크로어레이를 제작하는 경우를 예로서 도시한 것이다. 여기서, 각 스폿팅 장치에는 4개의 유닛이 구비되어 있고, 각 유닛에는 하나의 열을 이루는 레저버들 및 이에 대응되는 노즐들이 전술한 바와 같이 배치되어 있다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 스폿팅 장치(210)를 화살표 방향으로 이동시키면서 제3 및 제4 유닛(213,214)으로부터 바이오분자 용액을 순차적으로 스폿팅시키면, 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제3 및 제4 유닛(213,214)에 대응되는 스폿 컬럼들(213',214')이 형성된다. 그리고, 상기 제1 스폿팅 장치(210)를 소정 거리 만큼 아래로 이동시킨 다음, 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 제1 스폿팅 장치(210)를 화살표 방향으로 이동시키면서 제1 및 제2 유닛(211,212)으로부터 바이오분자 용액을 순차적으로 스폿팅하면, 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제1 및 제2 유닛(211,212)에 대응되는 스폿 컬럼들(211',212')이 형성된다.
이어서, 제1 스폿팅 장치(210)를 제2 스폿팅 장치(220)로 교체한 후, 도 6c에 도시된 바와 같이 제2 스폿팅 장치(220)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제3 및 제4 유닛(223,224)에 대응되는 스폿 컬럼들(223',224')을 형성한다. 그리고, 상기 제2 스폿팅 장치(220)를 소정 거리 만큼 아래로 이동시킨 다음, 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 제2 스폿팅 장치(220)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제1 및 제2 유닛(221,222)에 대응되는 스폿 컬럼들(221',222')을 형성한다.
다음으로, 제2 스폿팅 장치(220)를 제3 스폿팅 장치(230)로 교체한 후, 도 6e에 도시된 바와 같이 제3 스폿팅 장치(230)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제3 및 제4 유닛(233,234)에 대응되는 스폿 컬럼들(233',234')을 형성한다. 그리고, 상기 제3 스폿팅 장치(230)를 소정 거리 만큼 아래로 이동시킨 다음, 도 6f에 도시된 바와 같이 상기 제3 스폿팅 장치(230)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제1 및 제2 유닛 (231,232)에 대응되는 스폿 컬럼들(231',232')을 형성한다.
마지막으로, 제3 스폿팅 장치(230)를 제4 스폿팅 장치(240)로 교체한 후, 도 6g에 도시된 바와 같이 제4 스폿팅 장치(240)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제3 및 제4 유닛(243,244)에 대응되는 스폿 컬럼들(243',244')을 형성한다. 그리고, 상기 제4 스폿팅 장치(240)를 소정 거리 만큼 아래로 이동시킨 다음, 도 6h에 도시된 바와 같이 상기 제4 스폿팅 장치(240)를 화살표 방향으로 이동시키면서 고체기질(250) 상의 소정 위치에 제1 및 제2 유닛(241,242)에 대응되는 스폿 컬럼들(241',242')을 형성한다. 상기와 같은 과정을 거치게 되면, 고체 기질(250) 상에는 소정의 스폿 어레이(spot array)가 형성되고, 이에 따라 마이크로어레이가 완성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용하면 비교적 짧은 시간 내에 마이크로어레이를 제작할 수 있게 된다. 예를 들면, 6인치 웨이퍼에 본 발명에 따른 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용하여 대략 10분 이내에 96개의 12mm×12mm 사이즈의 마이크로어레이들을 제작할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로어레이 제조용 스폿팅 장치 및 이를 이용한 스폿팅 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 노즐 사이의 간격을 레저버 사이의 간격과 거의 동일하게 함으로써 레저버와 노즐을 연결하는 채널의 구조를 짧고, 단순하게 할 수 있다. 이에 따라, 바이오분자 용액이 레저버로부터 노즐로 원활하게 공급될 수 있다.
둘째, 채널 구조의 단순화로 인하여 제조 공정이 단순해지고, 수율이 향상될 수 있다.
셋째, 비교적 짧은 시간에 마이크로어레이를 대량으로 생산할 수 있다.

Claims (31)

  1. 제1 방향으로 이동하면서 소정의 바이오분자 용액을 고체기질 상에 순차적으로 토출시켜 스폿 어레이를 형성하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치에 있어서,
    상기 바이오분자 용액이 채워지는 다수의 레저버; 및
    상기 레저버들 각각에 대응되게 형성되어 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐;을 포함하고,
    하나의 열을 이루는 상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 상기 스폿 어레이의 스폿 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나의 열을 이루는 상기 노즐들은 상기 제1 방향에 대하여 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 상기 노즐에 대응하는 상기 레저버 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐에 대응되는 상기 레저버들은 상기 제1 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 수mm 인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 1 ~ 5mm 인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제2 방향으로의 간격은 상기 스폿 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 30 ~ 300㎛인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레저버와 상기 노즐을 연결하는 다수의 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 레저버가 형성되는 제1 기판; 및
    상기 다수의 노즐이 형성되는 제2 기판;을 구비하는 것을 특징으로 하는 마 이크로 어레이 제작용 스폿팅 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 기판에는 상기 레저버와 상기 노즐을 연결하는 다수의 채널이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 기판은 글라스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 기판은 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 레저버의 단면 형상은 원형, 사각형 또는 육각형인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오분자 용액은 핵산(nucleic acid) 또는 단백질(protein)을 포함하 는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 핵산은 프로브(probe) DNA를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    잉크젯 방식을 이용하여 상기 바이오분자 용액을 토출시키는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 잉크젯 방식은 열구동 잉크젯 방식, 압전구동 잉크젯 방식 또는 정전구동 잉크젯 방식인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치.
  20. 소정의 바이오분자 용액이 채워지는 다수의 레저버와 상기 레저버들 각각에 대응되게 형성되어 상기 바이오분자 용액이 토출되는 다수의 노즐을 포함하고, 하나의 열을 이루는 상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격이 스폿 어레이의 스폿 사이의 간격보다 큰 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용한 스폿팅 방법에 있어서,
    상기 제1 방향으로 이동하면서 하나의 열을 이루는 상기 노즐들로부터 상기 바이오분자 용액을 고체기질 상의 소정 위치에 순차적으로 토출시키는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    하나의 열을 이루는 상기 노즐들은 상기 제1 방향에 대하여 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제1 방향으로의 간격은 상기 노즐에 대응하는 상기 레저버 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 노즐 사이의 제2 방향으로의 간격은 상기 스폿 사이의 간격과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제1 방향으로 이동하면서 하나의 열을 이루는 상기 노즐들로부터 상기 바이오분자 용액을 순차적으로 토출시켜 상기 고체기질 상에 상기 제2 방향의 스폿 컬럼(spot column)을 형성하는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 스폿 컬럼을 형성하는 스폿 사이의 간격은 30 ~ 300㎛인 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 바이오분자 용액은 핵산(nucleic acid) 또는 단백질(protein)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 핵산은 프로브(probe) DNA를 포함하는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  29. 제 20 항에 있어서,
    잉크젯 방식을 이용하여 상기 바이오분자 용액을 토출시키는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 잉크젯 방식은 열구동 방법, 압전구동 방법 또는 정전구동 방법에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
  31. 제 20 항에 있어서,
    복수개의 상기 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치를 이용하여 상기 스폿팅 장치를 교체하면서 스폿팅하는 것을 특징으로 하는 스폿팅 방법.
KR1020040064590A 2004-08-17 2004-08-17 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법 KR100657895B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040064590A KR100657895B1 (ko) 2004-08-17 2004-08-17 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법
EP05017784A EP1627680B1 (en) 2004-08-17 2005-08-16 Inkjet spotting apparatus and method for manufacturing microarrays
US11/204,489 US20060040404A1 (en) 2004-08-17 2005-08-16 Inkjet spotting apparatus for manufacturing microarrays and method of spotting using the same
DE602005006912T DE602005006912D1 (de) 2004-08-17 2005-08-16 Tintenstrahlbetupfungsgerät und Verfahren zur Herstellung von Micromatrizen
JP2005236143A JP2006058304A (ja) 2004-08-17 2005-08-16 インクジェット方式のマイクロアレイ製作用のスポッティング装置及びそれを利用したスポッティング方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040064590A KR100657895B1 (ko) 2004-08-17 2004-08-17 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060016221A true KR20060016221A (ko) 2006-02-22
KR100657895B1 KR100657895B1 (ko) 2006-12-14

Family

ID=36105846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040064590A KR100657895B1 (ko) 2004-08-17 2004-08-17 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060040404A1 (ko)
EP (1) EP1627680B1 (ko)
JP (1) JP2006058304A (ko)
KR (1) KR100657895B1 (ko)
DE (1) DE602005006912D1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6827748B2 (ja) * 2016-09-23 2021-02-10 東芝テック株式会社 液滴噴射ヘッド及び液滴噴射装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3939338B2 (ja) 1991-11-22 2007-07-04 アフィメトリックス， インコーポレイテッド ポリマー合成に対する組合わせの戦略
GB9521775D0 (en) * 1995-10-24 1996-01-03 Pa Consulting Services Microwell plates
JP4313861B2 (ja) 1997-08-01 2009-08-12 キヤノン株式会社 プローブアレイの製造方法
CA2400789A1 (en) * 2000-02-22 2001-08-30 Genospectra, Inc. Microarray fabrication techniques and apparatus
JP3953776B2 (ja) * 2001-01-15 2007-08-08 セイコーエプソン株式会社 材料の吐出装置、及び吐出方法、カラーフィルタの製造装置及び製造方法、液晶装置の製造装置及び製造方法、ｅｌ装置の製造装置及び製造方法
JP2002286735A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Canon Inc プローブ担体製造用の液体吐出装置、プローブ担体の製造装置及びプローブ担体の製造方法
US6864480B2 (en) * 2001-12-19 2005-03-08 Sau Lan Tang Staats Interface members and holders for microfluidic array devices
US6800849B2 (en) * 2001-12-19 2004-10-05 Sau Lan Tang Staats Microfluidic array devices and methods of manufacture and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20060040404A1 (en) 2006-02-23
JP2006058304A (ja) 2006-03-02
KR100657895B1 (ko) 2006-12-14
EP1627680A3 (en) 2006-10-11
EP1627680A2 (en) 2006-02-22
EP1627680B1 (en) 2008-05-21
DE602005006912D1 (de) 2008-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU772576B2 (en) Microarray fabricating device
US7667194B2 (en) Method of producing microarray
JP4760834B2 (ja) プローブアレイ基体及びその製造方法、プローブアレイの製造方法
JP3598066B2 (ja) フォーマット変換機能を有する流体制御装置
WO2003053583A2 (en) Micro fabricated fountain pen apparatus and method for ultra high density biological arrays
JP2010139512A (ja) アレイ（群）を作製するための方法および装置
CA2311622A1 (en) Sub-nanoliter liquid drop dispensing system and method therefor
US6854830B2 (en) Thermal injection and proportioning head, manufacturing process for this head and functionalization or addressing system comprising this head
US20120135890A1 (en) Biomolecule array and method of fabricating biomolecule array chip using the same
KR100657895B1 (ko) 잉크젯 방식의 마이크로어레이 제작용 스폿팅 장치 및이를 이용한 스폿팅 방법
KR20180038743A (ko) 바이오 칩 어레이어
US20040129676A1 (en) Apparatus for transfer of an array of liquids and methods for manufacturing same
CN114100714B (zh) 一种核酸或多肽高通量合成芯片及其用途
KR100331807B1 (ko) Ｄｎａ 칩 제조방법
JP4788408B2 (ja) マイクロピペット
JP2003254969A (ja) マイクロアレイ用基板及びマイクロアレイ用基板製造方法並びにマイクロアレイ、マイクロアレイ製造方法及び装置
WO2002050552A1 (fr) Procede de formation de points de detection dans des puces servant a detecter des sujets
US20050186611A1 (en) Method and apparatus for manufacturing microarray
US7547096B2 (en) Apparatus and methods of depositing fluid
JP2004045055A (ja) マイクロピペット
Ho et al. Rapid microarray system for passive batch-filling and in-parallel-printing protein solutions
US20050208675A1 (en) Method for producing a microarray
JP2004325164A (ja) 多種液体吐出装置、マイクロアレイ作製装置及びマイクロアレイ作製方法
JP2004325329A (ja) 分注方法及び分注装置
JP4872975B2 (ja) プローブアレイ用基体ならびにプローブアレイおよびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121115

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131122

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee