KR20060083112A - Biochip platform having dielectric particle layer structures and photoanalyser using the same - Google Patents

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KR20060083112A
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최수형
이인호
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Abstract

본 발명은 시료를 생화학적으로 분석하기 위한 바이오칩 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, DNA 또는 단백질과 같은 시료를 생화학적으로 분석하기 위한 유전성 입자층을 구비한 칩 플랫폼 및 이를 구비한 광 분석 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip platform for biochemical analysis of a sample, and more particularly, to a chip platform having a dielectric particle layer for biochemical analysis of a sample such as DNA or protein, and an optical analysis device having the same. It is about.

본 발명에 따른 바이오칩 플랫폼은 기판 상에 구형의 유전성 입자를 사용하여 규칙적인 입자층을 형성함으로써, 그 규칙성에 의해 신호의 파장 분리 능력이 우수하고, 그 표면적이 넓어져 목적하는 시료에 대한 형광 신호의 증폭이 대폭 향상됨을 알 수 있다. 본 발명에 따른 바이오 플랫폼은 그 제조공정이 용이하여 경제성이 높고, 그 효율이 뛰어나 생화학적 시료를 분석하는 광 분석 장치에 특히 유용하다.The biochip platform according to the present invention forms a regular particle layer using spherical dielectric particles on a substrate, and thus has excellent wavelength separation ability of the signal due to its regularity, and its surface area is widened so that the fluorescent signal for the target sample can be improved. It can be seen that the amplification is greatly improved. The bioplatform according to the present invention is particularly useful for an optical analysis device for analyzing a biochemical sample due to its high economic efficiency due to its easy manufacturing process and its high efficiency.

Description

유전성 입자층을 구비한 바이오칩 플랫폼 및 이를 구비한 광 분석장치{Biochip platform having dielectric particle layer structures and photoanalyser using the same}Biochip platform having dielectric particle layer and optical analysis device having same {Biochip platform having dielectric particle layer structures and photoanalyser using the same}

도 1a는 본 발명에 따른 표면 처리 물질 및 바이오 프로브를 포함하는 유전성 물질의 단면을 나타내는 개략도이다.1A is a schematic diagram showing a cross section of a dielectric material comprising a surface treatment material and a bioprobe in accordance with the present invention.

도 1b는 본 발명에 따른 DNA 혼성화 반응을 나타내는 개략도이다.1B is a schematic diagram illustrating a DNA hybridization reaction according to the present invention.

도 2a는 본 발명에 따른 유전성 입자층의 형성방법인 중력 침전법을 나타내는 공정도이다.Figure 2a is a process chart showing the gravity precipitation method which is a method of forming a dielectric particle layer according to the present invention.

도 2b는 본 발명에 따른 유전성 입자층의 형성방법인 증발법(evaporization; vertical dip coating)에 따른 공정도를 나타내는 사진을 나타낸다.Figure 2b is a photograph showing a process diagram according to the evaporation (evaporation (vertical dip coating)) method of forming a dielectric particle layer according to the present invention.

도 3은 평균직경이 약 575nm인 본 발명에 따른 유전성 입자층을 나타내는 SEM 사진이다.3 is a SEM photograph showing a dielectric particle layer according to the present invention having an average diameter of about 575 nm.

도 4a는 실시예 5에서 제조된 바이오칩 플랫폼의 표면(상부)을 나타내는 SEM 사진이다.4A is a SEM photograph showing the surface (top) of the biochip platform prepared in Example 5. FIG.

도 4b는 실시예 5에서 제조된 바이오칩 플랫폼의 단면(하부)을 나타내는 SEM 사진이다.4B is a SEM photograph showing a cross section (bottom) of the biochip platform manufactured in Example 5. FIG.

도 5는 종래기술에 따른 칩 플랫폼을 이용한 형광 측정법을 나타내는 개략도 이다. Figure 5 is a schematic diagram showing a fluorescence measurement method using a chip platform according to the prior art.

도 6a는 광원이 기판의 저면으로 입사하는, 본 발명에 따른 칩 플랫폼을 이용한 형광 측정법을 나타내는 개략도이다.6A is a schematic diagram illustrating a fluorescence measurement method using a chip platform according to the present invention in which a light source is incident on a bottom surface of a substrate.

도 6b는 광원이 기판의 상부로 입사하는, 본 발명에 따른 칩 플랫폼을 이용한 형광 측정법을 나타내는 개략도이다.6B is a schematic diagram illustrating a fluorescence measurement method using a chip platform according to the present invention with a light source incident on top of a substrate.

도 7은 실시예 1 및 비교예 1에 따른 칩 플랫폼에 대한 가시광선 영역의 광발광 결과를 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing photoluminescence results of visible light regions for chip platforms according to Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

도 8은 실시예 1 및 실시예 2에 따른 칩 플랫폼에서 표면 처리 물질의 존재 여부에 대한 광발광 결과를 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing photoluminescence results for the presence of surface treatment materials in the chip platform according to Example 1 and Example 2. FIG.

도 9는 실시예 5 내지 7에서 얻어진 바이오칩 플랫폼에 대한 반사 피크 위치 및 형광 강도를 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the reflection peak position and the fluorescence intensity for the biochip platform obtained in Examples 5-7.

도 10은 실시예 7 및 비교예 2에서 얻어진 바이오칩 플랫폼에 대한 파장별 형광 강도를 나타내는 그래프이다.10 is a graph showing fluorescence intensity for each wavelength of the biochip platform obtained in Example 7 and Comparative Example 2.

도 11은 실시예 7에서 얻어진 바이오칩 플랫폼에서 입자층 계면에 대한 형광강도를 나타내는 스펙트럼이다.11 is a spectrum showing the fluorescence intensity of the particle layer interface in the biochip platform obtained in Example 7.

본 발명은 시료를 생화학적으로 분석하기 위한 바이오칩 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는, DNA 또는 단백질과 같은 시료를 생화학적으로 분석하기 위한 유전성 입자층을 구비한 칩 플랫폼 및 이를 구비한 광 분석장치에 관한 것이다.The present invention relates to a biochip platform for biochemical analysis of a sample, and more particularly, to a chip platform having a dielectric particle layer for biochemical analysis of a sample such as DNA or protein, and an optical analysis device having the same. It is about.

생화학적 시료를 분석함에 있어서, ELISA 분석과 같이 2차원 배열을 이용한 여러 가지 분석법이 알려져 있으며, 이러한 여러 가지 분석법에 있어서 형광측정 방법이 널리 이용되고 있다. In analyzing biochemical samples, various assays using two-dimensional arrays are known, such as ELISA analysis, and fluorescence methods are widely used in these various assays.

종래의 형광측정 장치는, 시료에 형광을 유도하기 위한 레이저와 같은 광원과, 형광체 표지된 마커가 첨가된 샘플을 포함한다. 여기광이 샘플에 조사되면, 샘플 내에 존재하는 형광 방출 물질이 형광을 방출하고, 이 형광을 광검출기로 모니터한다. 일반적으로는, 이 때 광섬유 도파로를 이용하여 샘플로부터 센서로 향하는 반사광을 가이드하는 방법을 이용하지만, 광섬유 도파로는 내부 반사에만 전적으로 의존함으로써, 광섬유 코어 내에서만 입사광을 한정적으로 가이드하게 된다.Conventional fluorometry devices include a light source such as a laser for inducing fluorescence in a sample, and a sample to which a phosphor labeled marker is added. When the excitation light is irradiated to the sample, the fluorescence emitting material present in the sample emits fluorescence, and the fluorescence is monitored by a photodetector. In general, at this time, a method of guiding the reflected light from the sample to the sensor using the optical fiber waveguide is used. However, the optical fiber waveguide depends solely on the internal reflection, thereby limiting the incident light only within the optical fiber core.

이와 같이, 종래의 형광측정 기술에 있어서는, 대부분의 형광이 광검출기로 도달하지 못함으로써, 집광되지 못하고 손실되는 형광이 적지 않았다. 이러한 형광의 손실은, 최소 검출가능 한계가 원하지 않게 증가되는 결과를 가져왔으며, 고감도의 실험이 요구되는 경우 감도가 떨어지는 어려움이 있어 왔다. 또한 많은 경우에 있어서, 신호대 잡음비(signal-to-noise)가 충분하지 못하여, 신호의 손실을 막기에는 부족한 경우가 많았다.As described above, in the conventional fluorescence measurement technique, most of the fluorescence does not reach the photodetector, so that the fluorescence that cannot be collected and is lost is not small. This loss of fluorescence has resulted in an undesirably increased minimum detectable limit, and has been difficult to desensitize when high sensitivity experiments are required. In many cases, the signal-to-noise ratio was not sufficient, which was often insufficient to prevent signal loss.

종래 기술 중, 이버네센트파(evanescent wave)를 이용하는 기술이 또한 알려져 있다. 이는 매우 얇은 층 안에 트랩되고 실제적으로 물리적 센서 밖으로 짧게 연장된 소위 이버네센트 필드를 형성하는 레이저 광을 이용한다. 이 필드는 센서의 표면에 부착된 분자와 상호 작용할 수 있다. 이 순간적인 여기 또는 상호작용은 도 파로에 매우 인접한 영역으로만 제한된다. 이버네센트 필드는 공간적으로 국소화되어 있고, 그들의 저장된 에너지를 다른 영역으로 전달하지 않는 특징을 갖는다.Among the prior art, a technique using an evanescent wave is also known. It uses laser light that is trapped in a very thin layer and actually forms a so-called Ibernesent field that extends shortly out of the physical sensor. This field can interact with molecules attached to the surface of the sensor. This instantaneous excitation or interaction is limited to the area very close to the waveguide. Ibernesent fields are spatially localized and do not transmit their stored energy to other areas.

상기와 같은 종래의 형광 측정법의 문제점을 해결하여, 신호대 잡음비를 높이고, 광학 측정 장치의 이용을 줄이며, 제작 공정 및 측정 방법이 단순한 형광측정 방법을 개발하기 위하여 많은 노력이 있어왔다.In order to solve the problems of the conventional fluorescence measuring method as described above, a lot of efforts have been made to increase the signal-to-noise ratio, reduce the use of the optical measuring device, and develop a fluorescence measuring method with a simple manufacturing process and measuring method.

Zeptosens에 의한 미국 특허 제6,437,345호에는, 회절 격자 및 이버네센트 필드를 이용한 검출 소자가 개시되어 있다. 상기 특허에 의한 장치는 표면 반응 문질 (수백 nm 영역)만 선택적으로 여기시킬 수 있어서, 신호대 잡음비가 비교적 높은 반면, 서브마이크론 패턴을 제작하는 공정이 몹시 복잡하며, 회절 격자를 이용한 입사에 있어서, 정밀 기계 구조가 필요하다는 문제점이 있다. 또한 회절 격자와 에버네센트 필드를 이용하므로 광원의 효율이 떨어지므로 고감도의 검출 장비가 요구된다는 단점이 있다.U. S. Patent No. 6,437, 345 to Zeptosens discloses a detection element using a diffraction grating and an Ibernesent field. The device according to the above patent can selectively excite only the surface response matrix (hundreds of nm region), so that the signal-to-noise ratio is relatively high, while the process of fabricating the submicron pattern is very complicated, and the incidence using the diffraction grating is precise. There is a problem that a mechanical structure is required. In addition, since the diffraction grating and the Evernetcent field are used, the efficiency of the light source is reduced, so that a high sensitivity detection equipment is required.

또한 Infineon사에서 제공하는 다공성 실리콘 및 화학발광을 이용한 방법에 의하면, 다공성 실리콘의 표면적이 넓어 반응 물질의 농도를 높일 수 있고, 화학발광을 이용하므로 광원이 필요하지 않으며, 형광이 가이드되면서 간섭하는 광원이 없으므로 신호대 잡음비가 높다는 장점이 있으나, 다공성 실리콘의 마이크론 제작 공정이 매우 복잡하며, 화학발광을 이용하므로 반응이 복잡하고 비용이 높아지며, 고감도의 검출 장비가 필요하다는 단점이 있다.In addition, according to the method using the porous silicon and chemiluminescence provided by Infineon, the surface area of the porous silicon can be increased to increase the concentration of the reaction material, and because the chemiluminescence is used, no light source is required, and the light source interferes with fluorescence guidance. There is no advantage in that the signal-to-noise ratio is high, but the micron fabrication process of porous silicon is very complicated, and the reaction is complicated and expensive due to the use of chemiluminescence, and high sensitivity detection equipment is required.

또한 Zyomyx에 의한 미국 특허 제6,454,924호에는 마이크로 폴(micro pole) 및 형광을 이용한 방법이 개시되어 있는데, 상기 방법에 의하면 콘트라스트를 높일 수 있으나, 마이크로 폴의 제작 공정이 복잡하며, 패턴화된 폴의 표면 반응을 위해서 전용 장비가 필요하며, 고감도의 검출 장비가 필요하다는 단점이 있다.In addition, US Patent No. 6,454,924 to Zyomyx discloses a method using micro poles and fluorescence, which can increase contrast, but the process of fabricating micro poles is complicated, Dedicated equipment is required for the surface reaction, and there is a disadvantage that a high sensitivity detection equipment is required.

본 발명은, 상기와 같은 종래 형광 측정 장치의 한계를 극복하고, 공정이 단순하고 비용이 낮으며, 동시에 감도가 높은 형광 측정 장치를 개발하고자 하였다.The present invention is to overcome the limitations of the conventional fluorescence measuring device as described above, to develop a fluorescence measuring device having a simple process, low cost, and high sensitivity.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 형광신호의 분리 및 증폭 효율이 우수하고, 제조공정 및 형광측정이 간단한 바이오칩 플랫폼을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a biochip platform having excellent separation and amplification efficiency of a fluorescence signal and a simple manufacturing process and fluorescence measurement.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 바이오칩 플랫폼을 구비하는 형광 분석장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a fluorescence analysis device having the biochip platform.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above technical problem,

기판; 및 상기 기판 상에 형성된 유전성 입자층을 구비하는 바이오칩 플랫폼을 제공한다.Board; And it provides a biochip platform having a dielectric particle layer formed on the substrate.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층은 광결정체 구조를 갖는다.According to an embodiment of the present invention, the dielectric particle layer has a photonic crystal structure.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광결정체 구조는 면심입방체 구조를 갖는다.According to one embodiment of the present invention, the photonic crystal structure has a face centered cube structure.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 입자의 표면 상에 프로브가 부착된다.According to one embodiment of the invention, the probe is attached to the surface of the dielectric particles forming the dielectric particle layer.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 프로브와 결합하는 타겟 물질에 포함된 표지물질은 광원에 의해 300nm(UV, VIS) 내지 1500nm(near IR))의 광을 발생시키게 된다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the labeling material included in the target material binding to the probe generates light of 300 nm (UV, VIS) to 1500 nm (near IR) by the light source.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 표지물질로부터 발생한 광은 상기 광결정체의 에너지 밴드갭 영역에 해당한다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the light generated from the labeling material corresponds to an energy band gap region of the photonic crystal.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광결정체의 에너지 밴드갭은 상기 광결정체를 구성하는 유전성 입자의 입자크기 또는 굴절률에 의해 결정될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the energy bandgap of the photonic crystal may be determined by the particle size or refractive index of the dielectric particles constituting the photonic crystal.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 프로브는 표면 처리 물질을 매개로 하여 상기 유전성 입자의 표면 상에 형성될 수 있다.According to one embodiment of the invention, the probe may be formed on the surface of the dielectric particles via a surface treatment material.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 프로브로서는 올리고 뉴클레오티드 또는 단백질을 사용할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, oligonucleotide or protein may be used as the probe.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 물질은 실리카, ZnSe, CdS, 폴리스타이렌, PMMA, 또는 Fe3O4이다.According to one embodiment of the present invention, the dielectric material forming the dielectric particle layer is silica, ZnSe, CdS, polystyrene, PMMA, or Fe 3 O 4 .

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 물질은 평균입경 100nm 내지 1000nm이며, 형태는 구형인 것이 바람직하다.According to one embodiment of the present invention, the dielectric material forming the dielectric particle layer has an average particle diameter of 100nm to 1000nm, the shape is preferably spherical.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층의 두께는 100nm 내지 100미크론의 범위가 좋다.According to one embodiment of the invention, the thickness of the dielectric particle layer is in the range of 100nm to 100 microns.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 유전성 입자층은 중력침전법 혹은 증발법(vertical dip coating)에 의해 형성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dielectric particle layer may be formed by gravity precipitation or evaporation (vertical dip coating).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 기판은 투명기판을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the substrate may use a transparent substrate.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 투명기판은 TiO2, SiN3, 또는 ITO막을 포함하는 글래스, 또는 Si이다.According to one embodiment of the invention, the transparent substrate is a glass containing a TiO 2 , SiN 3 , or ITO film, or Si.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above other technical problem,

시료 여기용 여기광을 발생하는 광원;A light source for generating excitation light for sample excitation;

상술한 바이오칩 플랫폼; 및The above-described biochip platform; And

시료에서 방출된 검출광을 검출하는 검출기를 구비하는 광 분석장치를 제공한다.An optical analyzer comprising a detector for detecting detection light emitted from a sample.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광원으로부터 발생한 광은 상기 바이오칩 플랫폼의 유전성 입자층, 혹은 기판의 저면으로 입사한다.According to one embodiment of the invention, the light generated from the light source is incident on the dielectric particle layer of the biochip platform, or the bottom surface of the substrate.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 기판, 및 상기 기판 상에 형성된 구형 유전성 입자층을 구비하는 바이오칩 플랫폼을 제공한다.The present invention provides a biochip platform having a substrate and a spherical dielectric particle layer formed on the substrate.

이와 같은 플랫폼은 종래의 플랫폼들이 갖고 있던 문제점인 약한 감도를 개선하여 보다 향상된 감도를 제공하게 된다. 즉 투명 기판 상에 구형의 유전성 입자로 층을 형성하여 그 표면상에 분석하고자 하는 시료를 부착시켜 형광을 측정할 경우, 상기 유전성 입자층으로 인한 표면적의 증대로 인하여 보다 많은 시료의 부착이 가능해지게 되므로 형광신호의 분리 및 증폭이 보다 효율적으로 이루어지게 된다.Such a platform improves the weak sensitivity which is a problem with the conventional platforms, thereby providing a more improved sensitivity. That is, when fluorescence is measured by forming a layer of spherical dielectric particles on a transparent substrate and attaching a sample to be analyzed on the surface thereof, more samples can be attached due to an increase in the surface area due to the dielectric particle layer. Separation and amplification of the fluorescence signal is made more efficient.

특히 시료로부터 발생한 형광신호가 상기 유전성 입자층에 흡수되거나 산란되는 경우 형광신호가 손실될 우려가 있으며, 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여 상기 유전성 입자층으로서 광결정체(photonic crystal) 구조를 사용하게 된다. 특히 SiO2로 구성된 광결정체의 경우 소정 파장 영역의 광을 흡수하지 않고 투과 및/또는 반사시키는 기능을 가지고 있어, 상기 형광신호의 흡수 없이 그대로 투과 및/또는 반사시켜 형광신호의 손실을 최대로 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 광결정체의 경우 소정 파장 영역에서 에너지 밴드갭이 존재하므로 상기 형광신호가 이와 같은 에너지 밴드갭 영역에 해당하는 경우 내부 반사 효율이 증가하여 형광신호의 증폭효율이 감소되는 결과를 가져오게 된다.In particular, when the fluorescent signal generated from the sample is absorbed or scattered in the dielectric particle layer, the fluorescent signal may be lost. In the present invention, a photonic crystal structure is used as the dielectric particle layer to prevent this. In particular, the photonic crystal composed of SiO 2 has a function of transmitting and / or reflecting light in a predetermined wavelength region without absorbing it, and thus transmitting and / or reflecting it as it is without absorbing the fluorescence signal to minimize loss of the fluorescence signal It becomes possible. That is, in the case of the photonic crystal, since an energy band gap exists in a predetermined wavelength region, when the fluorescent signal corresponds to such an energy band gap region, internal reflection efficiency increases, resulting in a decrease in amplification efficiency of the fluorescent signal.

이와 같은 광결정체 구조로서는 다양한 구조가 존재할 수 있으며, 예를 들어 면심입방구조(FCC), 다이아몬드(Diamond), 인버스 오팔(inverse opal) 구조 등이 가능하다. 이들 중에서 면심입방구조의 경우가 기하학적 측면에서 가장 큰 충진 밀도(highest packing density, 0.740)를 가지며, 표면 부피비(surface volume ratio, 2.22/r, r은 sphere Radius)를 갖기 때문에 보다 바람직하다.As such a photonic crystal structure, various structures may exist, and for example, a face centered cubic structure (FCC), a diamond, a inverse opal structure, and the like may be used. Of these, the face-centered cubic structure is more preferable because it has the highest packing density (0.740) in terms of geometry, and the surface volume ratio (2.22 / r, r is sphere radius).

상술한 바와 같은 광결정체 구조를 가질 수 있는 유전성 입자층의 입자 표면에는 바이오 프로브가 형성되어 타겟 물질과 결합하게 된다. 이들 바이오 프로브는 상기 구형 유전성 입자의 표면에 부착된 후, 최종적인 타겟물질을 고정하여 형광을 발하게 됨으로써 시료를 분석하게 된다. 이때 발생하는 형광은 상기 타겟 물질에 포함된 표지물질에 의해 발생되며, 가시광선을 포함하는 영역 주위에서 검출이 용 이하도록 300nm 내지 1500nm의 파장 범위를 갖는 것이 좋다. 특히 발생한 형광은 상기 광결정체 구조를 갖는 유전성 입자층의 에너지 밴드갭에 해당할 경우 내부 반사 효율이 증가하여 증폭효율이 감소될 수 있음은 상술한 바와 같다. 이와 같은 광결정체의 에너지 밴드갭은 상기 광결정체를 구성하는 유전성 입자의 입자크기에 의해 결정될 수 있으며, 입자크기 또는 유효굴절률이 커질수록 보다 큰 파장의 광을 특이적으로 반사시키게 된다.The bioprobe is formed on the particle surface of the dielectric particle layer, which may have a photonic crystal structure as described above, to bind to the target material. These bio probes are attached to the surface of the spherical dielectric particles, and the final target material is fixed to fluoresce to analyze the sample. In this case, the generated fluorescence is generated by the labeling material included in the target material, and it is preferable to have a wavelength range of 300 nm to 1500 nm to facilitate detection around a region containing visible light. In particular, when the generated fluorescence corresponds to the energy band gap of the dielectric particle layer having the photonic crystal structure, the internal reflection efficiency may be increased, and thus the amplification efficiency may be reduced. The energy bandgap of the photonic crystal may be determined by the particle size of the dielectric particles constituting the photonic crystal. As the particle size or the effective refractive index increases, the energy bandgap may specifically reflect light having a larger wavelength.

한편, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 입자의 표면 상에 부착되는 바이오 프로브로서는 올리고 뉴클레오티드 또는 단백질이 바람직하며, 보다 구체적으로는 DNA, RNA, PNA, 아프타머(aptamer), 항체, 항원, 합텐 등을 포함한다. On the other hand, the bioprobe attached to the surface of the dielectric particles forming the dielectric particle layer is preferably an oligonucleotide or protein, and more specifically, DNA, RNA, PNA, aptamers, antibodies, antigens, haptens, etc. Include.

상술한 바와 같은 바이오 프로브는 상기 유전성 입자의 표면 상에 직접 부착되는 것도 가능하나, 도 1a에 나타낸 바와 같이 표면 처리 물질로 상기 유전성 입자의 표면을 처리한 후 이것을 링커로 하여 부착되는 것이 효율 면에서 더욱 바람직하다. 이와 같은 표면처리 물질로서는 실란계, 에폭시계, 카르복실계, 아민계, 알데히드계 등의 물질이 가능하다. 보다 구체적으로는 아미노프로필트리에톡시실란(aminopropyltriethoxysilane; APTES), 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane; GPTS), 트리에톡시실란 운데칸산(triethoxysilane undecanoic acid; TETU), 폴리라이신(poly(lysine)), 4-트리메톡시실릴벤즈알데히드(4-trimethoxysilylbenzaldehyde) 등이 있다. 특히, 도 1b에 나타낸 바와 같이 표면 처리된 입자의 표면 상에 프로브 DNA를 결합시킨 후, DNA 혼성화 반응을 이용하여 타겟 DNA를 특이적으로 결합시킨 후, 이를 표지물질에 의해 검출하는 방식으로 이용하는 것도 가능하다.The bioprobe as described above may be attached directly on the surface of the dielectric particles, but as shown in FIG. 1A, after treating the surface of the dielectric particles with a surface treatment material and attaching the same with a linker in terms of efficiency, More preferred. As such a surface treatment substance, substances, such as a silane type, an epoxy type, a carboxyl type, an amine type, and an aldehyde type, are possible. More specifically, aminopropyltriethoxysilane (APTES), glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS), triethoxysilane undecanoic acid (TETU), polylysine (poly (lysine) ), 4-trimethoxysilylbenzaldehyde, and the like. In particular, after binding the probe DNA on the surface of the surface-treated particles as shown in Figure 1b, using a hybridization reaction to specifically bind the target DNA, it is also used as a method of detecting by the labeling material It is possible.

상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 물질로는 주기적 배열을 형성하며 표면에 상술한 바와 같은 바이오 프로브가 용이하게 부착될 수 있는 물질이 가능한 바, 예를 들어 실리카, ZnSe, CdS, 폴리스타이렌, PMMA, Fe3O4 등이 바람직하다. 이들 유전성 물질은 그 유전율이 1 내지 16인 것을 사용할 수 있으며, 그 형상은 구형이 바람직하다. 이들은 특히 평균입경이 100 내지 1000nm가 바람직한 바, 상기 평균입경이 1000nm를 초과하는 경우에는 표면에 바이오 프로브가 부착될 수 있는 면적이 충분히 제공될 수 없고 콜로이달을 만들기 어려우며, 100nm보다 작은 경우에는 입자의 크기가 너무 작아서 공극이 지나치게 작아지므로 원하지 않는 물질들이 공극 상에 포획되어 형광신호를 저해할 수 있어 바람직하지 않다.The dielectric material for forming the dielectric particle layer may be a material that forms a periodic array and may be easily attached to the bioprobe as described above, for example, silica, ZnSe, CdS, polystyrene, PMMA, Fe 3 O 4 and the like are preferable. These dielectric materials can use the thing whose dielectric constant is 1-16, The shape is preferable spherical. In particular, the average particle size is preferably 100 to 1000 nm. If the average particle diameter is more than 1000 nm, the area for attaching the bioprobe to the surface cannot be sufficiently provided, and it is difficult to make a colloidal, and the particle size is smaller than 100 nm. Since the size of is so small that the pores become too small, it is not preferable because unwanted substances can be trapped on the pores and inhibit the fluorescent signal.

이와 같은 유전성 물질들은 구형으로 기판 상에 적층되어 3차원 형상의 적층체 (혹은 광결정체)를 형성하는 바, 이와 같은 적층체의 두께는 100nm 내지 100미크론인 것이 바람직하다. 상기 적층체의 두께가 100nm 미만인 경우에는 표면적이 감소하여 충분한 양의 시료를 부착할 수 없게 되므로 형광신호의 분리 및 증폭이 용이하지 않다는 문제가 있고, 두께가 100미크론을 초과하는 경우에는 광원으로부터 입사한 광이 충분히 입자층의 내부에 존재하는 입자의 표면까지 도달하기 어려워 충분한 증폭효율을 달성하기 곤란하다는 문제가 있다.Such dielectric materials are spherically stacked on a substrate to form a three-dimensional laminate (or photonic crystal), and the thickness of the laminate is preferably 100 nm to 100 microns. If the thickness of the laminate is less than 100 nm, the surface area decreases, so that a sufficient amount of sample cannot be attached. Therefore, the separation and amplification of the fluorescence signal is not easy. If the thickness exceeds 100 microns, the light is incident from the light source. There is a problem that it is difficult for a light to sufficiently reach the surface of the particles existing inside the particle layer and thus it is difficult to achieve sufficient amplification efficiency.

이와 같은 유전성 입자층은 콜로이드 구형 입자들로 구성될 경우, 면심입방체(FCC) 구조를 형성할 수 있으며, 이와 같은 면심 입방체 구조는 각 입자들이 고 르게 주기적으로 배열되어 조밀한 구조를 형성할 수 있는 구조로서 열역학적으로 안정한 구조이다. 또한 인접하는 입자들간에 충분한 공간이 형성되어 이 공간을 통해서 바이오 프로브가 부착될 수 있는 공간을 제공해 줄 수 있는 구조이기도 하다. 이러한 공극 구조를 이용하여 5mm에서 500nm크기의 채널을 이용한 유체 이동이 가능하므로 많은 입자들 표면에 바이오 프로브가 부착될 수 있는 통로가 마련될 수 있다.When the dielectric particle layer is composed of colloidal spherical particles, it can form a face-centered cube (FCC) structure, such a face-centered cube structure in which each particle is evenly arranged periodically to form a compact structure As a thermodynamically stable structure. In addition, sufficient space is formed between the adjacent particles, it is also a structure that can provide a space for attaching the bio probe through this space. By using the pore structure, the fluid can be moved using a channel having a size of 5 nm to 500 nm, and thus, a passage through which a bio probe can be attached to the surface of many particles can be provided.

이와 같은 유전성 입자층이 형성되는 기판으로서는 특별한 제한없이 종래 알려져 있는 어느 기판이나 사용할 수 있으나, 광원을 배면으로부터 입사시키는 경우에는 광원이 배면으로부터 용이하게 입사할 수 있도록 투명 기판을 사용하는 것이 바람직한 바, 예를 들어 TiO2, SiN3, ITO막을 포함하는 글래스, 또는 Si 등을 사용할 수 있다.As the substrate on which the dielectric particle layer is formed, any conventionally known substrate can be used without particular limitation. However, when the light source is incident from the rear surface, it is preferable to use a transparent substrate so that the light source can be easily incident from the rear surface. For example, TiO 2 , SiN 3 , glass containing an ITO film, Si, or the like can be used.

상기와 같은 유전성 입자층을 기판 상에 형성하는 방법으로서는 종래에 알려져 있는 다양한 방법을 사용할 수 있다 예를 들어 중력 침전법(gravity sedimentation), 용매증발법(solvent evaporation), 캐필러리 포스법(capillary force), 스핀 코팅법(spin coating) 등을 사용할 수 있다.As the method for forming the dielectric particle layer on the substrate, various methods known in the art can be used. For example, gravity sedimentation, solvent evaporation, and capillary force method ), A spin coating method and the like can be used.

중력 침전법은 도 2a에 나타낸 바와 같이 입자를 포함하는 콜로이드 용액을 장시간 방치하여 중력에 이들이 하강하면서 자연스럽게 주기적인 배열의 입자층을 기판 상에 형성하는 것으로서 제조 공정이 용이하다는 장점을 갖는다. 캐필러리 포스법은 수직으로 기판을 두어 캐필러리 포스를 이용하는 것이고, 스핀 코팅법은 스 핀 속도를 조절하여 입자층을 형성할 수 있다. 이들 중 중력 침전법은 두께 조절에 어려움이 있으나 상술한 바와 같이 그 공정이 용이하여 간단하게 입자층을 형성할 수 있다는 장점을 갖는다. 이와 같은 중력 침전법에 의해 유전성 입자층을 형성하는 경우에는 표면의 평활성이 다소 고르지 못하게 형성될 수 있어 광원을 기판의 배면상으로부터 입사시키는 것이 바람직하며, 이 경우 기판으로서는 상술한 바와 같은 투명기판을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 달리 캐필러리 포스법이나 스핀코팅법은 제조 공정이 다소 까다롭지만 임의로 두께를 조절할 수 있다는 장점을 갖는다.Gravity precipitation has the advantage that the colloidal solution containing particles is left for a long time as shown in FIG. The capillary force method uses a capillary force by placing a substrate vertically, and the spin coating method can form a particle layer by adjusting the spin speed. Gravity precipitation method of these is difficult to control the thickness, but as described above has the advantage that the process is easy to form a particle layer simply. In the case of forming the dielectric particle layer by such a gravity precipitation method, the surface smoothness may be formed to be somewhat uneven, so that the light source is incident from the back surface of the substrate. In this case, the transparent substrate as described above is used. It is desirable to. On the other hand, the capillary force method or the spin coating method is somewhat difficult to manufacture, but has the advantage that the thickness can be adjusted arbitrarily.

보다 구체적으로 캐필러리 포스법은 증류수나 알코올에 소정 크기의 유전성 입자를 분산시킨 후, 이 분산된 졸에 기판을 담그어 건조시킨다. 스핀코팅법은 포토레지스트로 기판 위에 패턴을 만든 후 불산 식각을 수행하고, 그 후 상기 포토레지스트를 제거하면 턱이 존재하게 된다. 이렇게 턱이 존재하는 기판을 회전시키면서 졸을 떨어뜨리면 기판에 유전성 입자가 막혀 입자가 쌓이게 된다.More specifically, in the capillary force method, dielectric particles having a predetermined size are dispersed in distilled water or alcohol, and then the substrate is immersed in the dispersed sol and dried. In the spin coating method, a pattern is formed on a substrate using photoresist, followed by hydrofluoric acid etching, and then, when the photoresist is removed, a jaw is present. When the sol is dropped while rotating the substrate where the jaw is present, dielectric particles are blocked on the substrate and the particles are accumulated.

중력 침전법은 유전성 입자를 포함하는 콜로이드 용액을 제조한 후, 이를 용기내에 위치시킨 기판 상에 가하여 이를 장시간 방치하여 중력에 의해 입자가 내려 앉아 기판 상에 입자층을 형성하는 방법이다. 보다 구체적으로는 콜로이드 상태의 직경 400 내지 700nm의 유전성 입자들을 외부의 진동을 최소로 한 상태로 두게 되면 중력과 열적 요동에 의해 서서히 가라 앉으며 바닥 면에서부터 입자층을 형성하게 된다. 이 경우 상용화된 유전성 입자를 사용하거나 또는 스토버법(Stober)에 의해 비교적 균일한 구형 입자를 얻은 후 이를 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 상 기 입자들은 평면 내 삼각형 모양으로 구형 유전성 입자들이 서로 밀착된 면심 입방체(fcc) 혹은 hcp(hexagonal close-packed) 구조가 가능하나, 대개 열역학적으로 더 안정된 구조인 면심입방체 구조를 취하는 것으로 알려져 있다. 이어서 상기 구형 유전성 입자들 사이 공간에 있는 용매를 서서히 증발시켜 소위 "오팔(opal)" 구조를 형성하게 된다. 추후 다른 물질을 구 틈새로 침투시키기 위하여 상기 오팔 구조체를 고온에서 소결처리하여 구형 입자들간의 목(neck)을 생성시키는 것도 가능하다.Gravity precipitation is a method of preparing a colloidal solution containing dielectric particles, and then adding it to a substrate placed in a container and leaving it there for a long time to form a particle layer on the substrate sitting down by gravity. More specifically, when the dielectric particles having a colloidal diameter of 400 to 700 nm are kept at the minimum of external vibration, the particles gradually sink and form a particle layer from the bottom surface by gravity and thermal fluctuations. In this case, it is also possible to use a commercially available dielectric particle or to obtain a relatively uniform spherical particle by the Stober method. In this case, the particles may be fcc or hexagonal close-packed (fcc) or hcp (hexagonal close-packed) structures in which spherical dielectric particles are in close contact with each other in a planar triangular shape. have. The solvent in the spaces between the spherical dielectric particles is then slowly evaporated to form a so-called "opal" structure. It is also possible to sinter the opal structure at high temperature to create a neck between the spherical particles in order to later penetrate other materials into the sphere gap.

제조공정도 용이하면서 유전성 입자층의 두께 제어가 용이한 방법으로서는 용매 증발법이 있다. 도 2b에 나타낸 바와 같이 용매 증발법은 유전성 입자를 용매 내에 현탁, 분산, 콜로이드, 용해 등의 방법으로 형성시킨 후, 여기에 기판을 가한 후 용매를 증발시켜 용매 내에 형성된 유전성 입자를 상기 기판 상에 그대로 축적시키는 방법이다. 이 경우 적절한 용매 및 증발조건을 선택할 경우 기판 상에 형성되는 유전성 입자층의 두께를 적절하게 제어하는 것이 가능하다. 이와 같은 유전성 입자층의 두께 제어가 중요한 이유는 파장 = 2 X 굴절율 X 두께의 공식에 의해 반사 파장에 영향을 미칠 수 있으며, 결과적으로는 증폭 효율에 영향을 미치게 되기 때문이다.The solvent evaporation method is a method for which the manufacturing process is easy and the thickness control of the dielectric particle layer is easy. As shown in FIG. 2B, in the solvent evaporation method, dielectric particles are formed by a method of suspending, dispersing, colloid, and dissolving in a solvent, and then, the substrate is added thereto, followed by evaporation of the solvent to deposit dielectric particles formed in the solvent on the substrate. This is how it is accumulated. In this case, when the appropriate solvent and evaporation conditions are selected, it is possible to appropriately control the thickness of the dielectric particle layer formed on the substrate. This thickness control of the dielectric particle layer is important because it can affect the reflection wavelength by the formula of wavelength = 2 X refractive index X thickness, which in turn affects the amplification efficiency.

이와 같은 용매 증발법에서 사용가능한 용매로서는 휘발성이 강한 통상의 유기 용매들, 예를 들어 알코올류, 벤젠류 등을 사용할 수 있으나, 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한 상기 용매가 증발되는 조건, 즉 온도나 압력 등에 따라서 유전성 입자가 형성되는 형태 등이 변할 수 있어 원하는 용도에 따라 최적의 조건으로 이들을 설정하는 것이 바람직하다. 일반적으로 사용될 수 있는 용매 증발 조건으로서는 상압 혹은 진공상태에서 10 내지 40℃의 온도에서 용매를 증발시키는 것이 바람직하다.As a solvent usable in such a solvent evaporation method, common organic solvents having high volatility, such as alcohols and benzenes, may be used, but are not particularly limited. In addition, the form in which the dielectric particles are formed may vary depending on the conditions under which the solvent evaporates, that is, the temperature or the pressure. As solvent evaporation conditions that can be generally used, it is preferable to evaporate the solvent at a temperature of 10 to 40 ° C. under normal pressure or vacuum.

상술한 바와 같이 유전성 입자층을 상기 기판 상에 형성한 후에는 이들의 결합을 보다 안정화시키기 위하여 적절한 온도 범위에서 소결 처리를 추가적으로 진행할 수 있다. 이와 같은 소결 처리에 의해 상기 입자들의 결합이 보다 강해지며, 안정적인 광결정체 구조의 형성이 가능해진다. 이와 같은 소결처리는 400 내지 800℃의 온도범위에서 1 내지 10시간 동안 수행하는 것이 바람직한 바, 이들에 특별히 한정되는 것은 아니며, 당업자들에게 이와 같은 소결 처리의 조건 선택은 사용된 용매, 형성할 입자층의 두께 등에 따라서 용이할 것으로 여겨진다.As described above, after the dielectric particle layer is formed on the substrate, the sintering treatment may be further performed at an appropriate temperature range in order to more stabilize their bonding. Such sintering treatment enables stronger bonding of the particles, and enables formation of a stable photonic crystal structure. Such sintering treatment is preferably carried out for 1 to 10 hours in the temperature range of 400 to 800 ℃, is not particularly limited to these, those skilled in the art selection of conditions for such sintering treatment is the solvent used, the particle layer to be formed It is considered easy depending on the thickness and the like.

상기와 같이 선택적인 소결처리를 마치게 되면, 상기 유전성 입자의 표면을 표면 처리물질로 코팅하게 되는 바, 이와 같은 과정도 상기 소결처리와 마찬가지로 선택적으로 수행할 수 있으며, 특히 사용되는 프로브에 따라서 채택 여부가 결정될 수 있다. 즉 상기 유전성 입자의 표면 상에 용이하게 결합되는 프로브를 시료로서 사용하는 경우에는 상기 표면 처리 물질의 형성과정이 불필요할 수 있으나, 상기 유전성 입자의 표면 상에 결합이 곤란한 물질을 프로브로서 사용하는 경우에는 표면 처리 물질을 링커로서 상기 유전성 입자의 표면 상에 형성함으로써 상기 프로브의 결합을 보다 확대시켜 형광신호의 증폭을 기대할 수 있게 된다.When the selective sintering treatment is completed as described above, the surface of the dielectric particles is coated with a surface treatment material. Such a process may be selectively performed in the same manner as the sintering treatment. Can be determined. That is, in the case of using a probe that is easily bonded on the surface of the dielectric particles as a sample, the process of forming the surface treatment material may be unnecessary, but in the case of using a material that is difficult to bond on the surface of the dielectric particles as a probe By forming a surface treatment material on the surface of the dielectric particles as a linker, the binding of the probe can be further expanded to expect amplification of the fluorescence signal.

상기 유전성 입자의 표면 상에 형성되는 표면 처리 물질로서는 프로브에 결합가능한 관능기를 갖는 물질로서 상기 유전성 입자의 표면 상에 결합가능한 물질 이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 이때 유전성 입자와 상기 표면 처리물질과의 결합은 물리적 결합, 혹은 화학적 결합 모두 가능하다. 이때 사용가능한 표면 처리 물질로서는 상기 유전성 입자와 자기 조립이 가능한 통상의 링커 물질을 모두 사용할 수 있으며, 예를 들어 실란계, 에폭시계, 카르복실계, 아민계, 알데히드계 등의 물질이 가능하며, 그 예로서는 상술한 바와 같은 화합물 등을 사용할 수 있다. As the surface treatment material formed on the surface of the dielectric particles, any material having a functional group bondable to a probe can be used without limitation as long as the material can be bound on the surface of the dielectric particles. May be a physical bond or a chemical bond. In this case, as the surface treatment material that can be used, both the dielectric particles and a linker material capable of self-assembly may be used. For example, a material such as silane, epoxy, carboxyl, amine, aldehyde, etc. may be used. As the example, the compound etc. which were mentioned above can be used.

상기와 같이 유전성 입자층을 기판 상에 형성한 후, 여기에 프로브를 부착할 수 있다. 이와 같은 프로브로서는 상술한 바와 같은 올리고 뉴클레오티드 또는 단백질 등을 사용할 수 있으며, 이들을 상기 유전성 입자 표면에 부착시키는 방법으로서는 종래 알려져 있는 자기 조립 박막(Self-assembled Monolayer) 코팅법, 침적(Dip) 코팅법, 스핀 코팅법, LB 코팅법, 프린팅 법과 같은 방법을 사용할 수 있다. 이와 같은 바이오 프로브를 부착시킨 후에는 이들과 선택적으로 반응하는 목적물질을 시료로서 가하게 된다. 상기 목적물질은 분석을 요하는 물질로서 상기 바이오 프로브와 선택적으로 반응하게 되는 물질들로서 이들에는 여기 광원에 반응하여 여기되는 성분, 즉 표지물질을 포함시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 여기 성분으로서는 형광이 바람직하다.After the dielectric particle layer is formed on the substrate as described above, a probe may be attached thereto. As such a probe, oligonucleotides or proteins as described above may be used, and as the method of attaching these to the surface of the dielectric particles, a conventionally known self-assembled monolayer coating method, dip coating method, Methods such as spin coating, LB coating, and printing can be used. After the bioprobe is attached, a target substance that selectively reacts with them is added as a sample. The target substance is a substance to be analyzed, and substances which will selectively react with the bioprobe, and preferably include a component that is excited in response to an excitation light source, that is, a labeling substance. As such an excitation component, fluorescence is preferable.

본 발명은 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 바이오칩 플랫폼을 구비하는 광 분석 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 광 분석 장치는 시료를 여기시키기 위한 여기광을 발생하는 광원, 상기 바이오칩 플랫폼, 및 상기 시료로부터 방출된 검출빔을 검출하는 검출기를 포함하며, 광도파로(wave guide) 및 렌즈 등을 더 포함할 수 있다.The present invention provides an optical analysis device having a biochip platform according to the present invention as described above. The optical analysis apparatus according to the present invention includes a light source for generating excitation light for exciting a sample, the biochip platform, and a detector for detecting a detection beam emitted from the sample, and includes an optical waveguide and a lens. It may further include.

이와 같은 광 분석 장치는 상기 바이오칩 플랫폼에 여기 광을 입사하여 이들로부터 발생하는 형광 등의 검출빔을 검출하게 된다. 이 경우 도 6b에 나타낸 바와 같이 상기 광의 입사 방향은 유전성 입자층이 형성된 기판의 상층부를 향하도록 입사하는 것도 가능하나, 그 표면이 다소 불균질하여 일정한 방향 및 세기를 갖는 균질한 성질의 검출빔의 발생이 곤란한 경우에는, 도 6a에 나타낸 바와 같이 상기 유전성 입자층이 형성되지 않은 기판의 배면 상에 광을 입사시켜 시료를 분석하는 것도 가능하다. 이 경우 배면 상에 형성된 균일한 형태의 입자층에 광이 입사한 후 각 시료를 여기시키게 되어 보다 균일한 세기 및 형태의 검출빔을 발생시킬 수 있게 된다.Such an optical analysis device detects a detection beam such as fluorescence generated by the excitation light incident on the biochip platform. In this case, as shown in FIG. 6B, the direction of incidence of the light may be incident to the upper layer of the substrate on which the dielectric particle layer is formed. However, the surface is somewhat inhomogeneous to generate a detection beam having a uniform direction and intensity. In this difficult case, as shown in Fig. 6A, light can be incident on the back surface of the substrate on which the dielectric layer is not formed to analyze the sample. In this case, after light is incident on the uniform particle layer formed on the rear surface, each sample is excited to generate a detection beam having a more uniform intensity and shape.

이하에서 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 보다 상세히 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

직경이 약 200 내지 300nm 범위인 실리카(SiO2)를 물에 분산시킨 콜로이드 용액을 제조한 후, 이를 크기 1인치 X 3인치 글래스 기판이 위치한 용기 내에 가하였다. 48시간 동안 이를 방치하여 중력과 열적 요동에 의해 이들을 서서히 가라 앉혀 면심입방체 구조를 갖는 평균적으로 10미크론 두께의 실리카 입자층이 글래스 기판 상에 형성된 플랫폼을 제조한 후 여기에 표면 처리 물질로서 GAPS(3-아미노프로필트리메톡시실란)을 자기 조립시켜 바이오칩 플랫폼을 제조하였다. 실리카 입자층이 형성된 표면 사진을 도 3에 나타내었다.After preparing a colloidal solution in which silica (SiO 2 ) having a diameter in the range of about 200 to 300 nm was dispersed in water, it was added into a vessel in which a size 1 inch by 3 inch glass substrate was placed. It was allowed to stand for 48 hours to slowly sink them by gravity and thermal fluctuations to produce a platform on which an average 10 micron thick silica particle layer having a surface centered cubic structure was formed on a glass substrate, which was then subjected to GAPS (3- Aminopropyltrimethoxysilane) was self-assembled to prepare a biochip platform. The surface photograph in which the silica particle layer was formed is shown in FIG.

실시예 2Example 2

물에 직경 200nm 내지 300nm의 유전성 입자인 SiO2 입자를 분산시킨 콜로이드 용액을 제조한 후, 이를 크기 1인치 X 3인치 글래스 기판이 위치한 용기 내에 가하였다. 48시간 동안 이를 방치하여 중력과 열적 요동에 의해 이들을 서서히 가라 앉혀 면심입방체 구조를 갖는 10미크론 두께의 실리카 입자층이 글래스 기판 상에 형성된 바이오칩 플랫폼을 제조하였다.A colloidal solution prepared by dispersing SiO 2 particles, dielectric particles having a diameter of 200 nm to 300 nm in water, was added to a vessel in which a size 1 inch by 3 inch glass substrate was placed. This was allowed to stand for 48 hours to gradually sink them by gravity and thermal fluctuations to prepare a biochip platform in which a 10 micron-thick silica particle layer having a surface-centered cubic structure was formed on a glass substrate.

실시예 3 및 4Examples 3 and 4

상기 실시예 1 및 2에서 얻어진 바이오칩 플랫폼 상에 표면 처리 물질로서 GAPS(3-아미노프로필트리메톡시실란)을 침적법에 의하여 실리카 입자의 표면에 부착하였다. 이어서 이와 선택적으로 반응하는 등록명 Alexa Fluoro 532-Labled Human IG Antibody을 상기 표면과 결합하도록 습식(wetting)방법으로 공유 결합시켰다.GAPS (3-aminopropyltrimethoxysilane) was deposited on the surface of the silica particles as a surface treatment material on the biochip platform obtained in Examples 1 and 2 by deposition. Alexa Fluoro 532-Labled Human IG Antibody, which reacts selectively with this, was then covalently bound in a wet method to bind to the surface.

실시예 5Example 5

이소프로필 알코올에 직경 210nm의 실리카(SiO2)를 분산시킨 콜로이드 용액을 제조한 후, 이를 크기 1인치 X 3인치 글래스 기판이 위치한 용기 내에 가하였다. 실온 하에 24시간 동안 상기 용매를 증발시켜 면심입방체 구조를 갖는 5미크론 두께의 실리카 입자층이 글래스 기판 상에 형성된 플랫폼을 제조한 후, 입자간의 결합을 강화시키기 위하여 600℃의 온도에서 4시간 동안 소결하였다. 실리카 입자층이 형성된 표면 및 단면 사진을 도 4a 및 도 4b에 각각 나타내었다.After preparing a colloidal solution in which silica (SiO 2 ) having a diameter of 210 nm was dispersed in isopropyl alcohol, it was added to a container in which a size 1 inch by 3 inch glass substrate was placed. The solvent was evaporated at room temperature for 24 hours to prepare a platform on which a 5 micron-thick silica particle layer having a face-centered cubic structure was formed on a glass substrate, and then sintered at a temperature of 600 ° C. for 4 hours to strengthen the bonding between the particles. . The surface and the cross-sectional photograph in which the silica particle layer was formed are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively.

상기 실리카 입자의 표면을 처리하기 위하여 5% 아미노프로필 트리에톡시 실란(Aminopropyl triethoxy silane)의 에탄올 용액을 사용하였으며, 주변 온도에서 1시간 정도 코팅을 한 후, 에탄올로 충분히 세정하고, 약 110℃에서 1시간 정도 인큐베이션 공정을 진행하였다. 그리고 에탄올로 충분히 세정한 후, 스핀 건조(spin dry)하였다. 이어서 80M 아민화-프로브 DNA, 9.0mM NaHCO3 내의 PEG 버퍼(pH 10, 0.025 M)와 포름아미드를 1:1:2 비율로 섞은 용액을 준비하였다. 상기 플랫폼에 패치를 붙이고, 프로브 DNA 용액을 패치 내로 주입하였다. 습도를 일정하게 하면서, 상온에서 2시간 이상 고정화 반응시켰다. 1x SSC 버퍼 용액으로 5분 동안 씻어내고, 증류수로 건조하였다. Cy3-표지된 상보적인 타겟 DNA 용액과 2X 혼성화 반응용 버퍼를 1:1 부피 비율로 섞어서, 프로브 DNA 고정화 반응처럼 일정한 습도를 유지하면서 패치를 이용하여 혼성화 반응을 수행하였다. 3X SSC 용액으로 5분간 세척한 후, 1X SSC 용액으로 다시 5분간 세척한 후 건조시켰다. 아민화-프로브 DNA의 구조는 5'-NH2-CCTCCTCCCCCCTGTCAGCA-3'이다. 최적화한 혼성화 반응 조건에서, 10nM을 사용하였을 때, 완전하게 일치하는 (3'-GGAGGAGGGGGGACAGTCGT-5')와 일치하지 않는 서열 (3'-CAA GAC AAG AGA ACA-5')의 구별 비율은 20이었다.In order to treat the surface of the silica particles, an ethanol solution of 5% aminopropyl triethoxy silane was used. After coating for 1 hour at ambient temperature, the ethanol solution was sufficiently washed with ethanol, and then washed at about 110 ° C. The incubation process was carried out for about 1 hour. After sufficiently washing with ethanol, it was spin dried. Subsequently, a solution containing a mixture of PEG buffer (pH 10, 0.025 M) and formamide in 80 M amination-probe DNA, 9.0 mM NaHCO 3 in a 1: 1: 2 ratio was prepared. The platform was patched and probe DNA solution injected into the patch. The immobilization reaction was carried out at room temperature for 2 hours or more while keeping humidity constant. Rinse with lx SSC buffer solution for 5 minutes and dry with distilled water. The Cy 3 -labeled complementary target DNA solution and the 2X hybridization reaction buffer were mixed at a 1: 1 volume ratio, and hybridization was performed using a patch while maintaining a constant humidity like a probe DNA immobilization reaction. After washing for 5 minutes with 3X SSC solution, it was washed again with 1X SSC solution for 5 minutes and dried. The structure of the amination-probe DNA is 5'-NH 2 -CCTCCTCCCCCCTGTCAGCA-3 '. Under optimized hybridization conditions, when 10 nM was used, the ratio of distinction of the sequence (3'-CAA GAC AAG AGA ACA-5 ') which did not coincide with the perfectly matched (3'-GGAGGAGGGGGGACAGTCGT-5') was 20. .

실시예 6Example 6

상기 실리카 입자의 직경이 255nm인 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 과정을 수행하여 바이오칩 플랫폼을 제조하였으며, 동일한 DNA 혼성화 공정을 진행하였다.Except that the diameter of the silica particles is 255nm was carried out the same process as in Example 5 to prepare a biochip platform, the same DNA hybridization process was carried out.

실시예 7Example 7

상기 실리카 입자의 직경이 295nm인 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일한 과정을 수행하여 바이오칩 플랫폼을 제조하였으며, 동일한 DNA 혼성화 공정을 진행하였다.Except that the diameter of the silica particles 295nm was carried out the same process as in Example 5 to prepare a biochip platform, the same DNA hybridization process was carried out.

비교예 1Comparative Example 1

크기 1인치 X 3인치를 갖는 글래스 기판 상에 상기 형광 시료 (등록명 Alexa Fluoro 532)을 표면 처리물질인 GAPS 위에 모노레이어의 두께로 형성하였다.The fluorescent sample (registered name Alexa Fluoro 532) was formed on a glass substrate having a size of 1 inch by 3 inches in the thickness of a monolayer on the surface treated material GAPS.

비교예 2Comparative Example 2

크기 1인치 X 3인치를 갖는 글래스 기판 상에 표면 처리 물질로서 GAPS(3-아미노프로필트리메톡시실란)을 자기 조립시켜 바이오칩 플랫폼을 제조하였다. 이어 서 프로브로서 5'-NH2-CCTCCTCCCCCCTGTCAGCA-3'의 서열을 갖는 DNA를 상기 표면 처리물질에 결합시켰다. 이어서 상기 프로브 DNA와 선택적으로 반응하는 Cy3 표지된 타겟 DNA를 상기 프로브와 결합하도록 스포팅 방법으로 공유 결합시켰다. 상기 타겟 DNA로서는 Cy3-표지된 3'-GGAGGAGGGGGGACAGTCGT-5'을 사용하였다. 미반응 타겟 DNA 혹은 캐비티 내에 트랩된 타겟 DNA는 세척에 의해 제거하였다.Biochip platforms were prepared by self-assembling GAPS (3-aminopropyltrimethoxysilane) as a surface treatment material on glass substrates having a size of 1 inch by 3 inches. Subsequently, DNA having a sequence of 5'-NH2-CCTCCTCCCCCCTGTCAGCA-3 'as a probe was bound to the surface treatment material. Cy3 labeled target DNA that selectively reacts with the probe DNA was then covalently bound by the spotting method to bind the probe. Cy3-labeled 3'-GGAGGAGGGGGGACAGTCGT-5 'was used as the target DNA. Unreacted target DNA or target DNA trapped in the cavity was removed by washing.

실험예Experimental Example

광원 및 검출기를 구비한 광 분석장치를 사용하여 상기 비교예 1 및 실시예 3과 4에서 얻어진 바이오칩 플랫폼에 대하여 형광을 분석하였다. 도 5는 비교예 1에 따른 바이오칩 플랫폼에 대한 형광 측정 방법을 나타낸 것이며, 도 6a는 실시예 3 및 4에 따른 바이오칩 플랫폼에 대한 형광 측정 방법을 나타낸 것이다. 도 6b는 실시예 5에 따른 바이오칩 플랫폼에 대한 형광 측정 방법을 나타낸 것이다.Fluorescence was analyzed on the biochip platforms obtained in Comparative Examples 1 and 3 and 4 using an optical analyzer equipped with a light source and a detector. 5 shows a fluorescence measurement method for the biochip platform according to Comparative Example 1, Figure 6a shows a fluorescence measurement method for the biochip platform according to Examples 3 and 4. Figure 6b shows a fluorescence measurement method for the biochip platform according to Example 5.

실험 측정 방법은 광 결정체에 대한 혼성화 반응 결과는 형광 2D 주사 면적 강도, 스펙트럼 및 반사율을 이용하여 측정하였다. 장비(confocal fluorescence scanner; Axon Instrument, Genepix 4000B)를 이용하여, 5m 공간 해상도(spatial resolution)로 523nm 여기광에 의한 Cy3 형광 강도를 밴드패스 필터 (575DF35; AXON Instrument, 550nm 내지 600nm 투과 필터로 공차는 ㅁ10nm)로 측정하였다. 콜로이드 크기에 따른 형광 스펙트럼은 모노크로메이터(Oriel)와 cooled CCD(Oriel)를 이용하여 측정하였고, 층 수 및 반사율은 microscope reflector(KMAC, SpectraThick 2000)와 fiber-coupled reflector를 이용하여 측정하였다.Experimental measurement method, the hybridization reaction result for the photonic crystal was measured using the fluorescence 2D scan area intensity, spectrum and reflectance. By using a confocal fluorescence scanner (Axon Instrument, Genepix 4000B), the tolerance of Cy3 fluorescence intensity by 523 nm excitation light at 5 m spatial resolution was obtained using a bandpass filter (575DF35; AXON Instrument, 550 nm to 600 nm transmission filter). 10 nm). Fluorescence spectra according to colloid size were measured using a monochromator (Oriel) and cooled CCD (Oriel), and the number of layers and reflectance were measured using a microscope reflector (KMAC, SpectraThick 2000) and a fiber-coupled reflector.

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 바이오칩 플랫폼을 구비한 광 분석장치를 사용한 결과를 도 7에 도시하였다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 바이오칩 플랫폼을 사용한 경우가 형광신호의 분리 및 증폭이 대폭 개선되어 목적하는 시료의 광발광이 나타남을 확인할 수 있으며, 비교예 1의 경우는 그 신호를 거의 확인할 수 없었다.The results of using the optical analyzer equipped with the biochip platform obtained in Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIG. As can be seen in FIG. 7, when the biochip platform according to the present invention is used, the separation and amplification of the fluorescence signal is greatly improved, so that photoluminescence of a target sample is shown. In the case of Comparative Example 1, the signal is represented. Almost could not be confirmed.

상기 실시예 1 및 2에 대한 광발광 측정 결과를 도 8에 나타내었으며, 표면처리 물질을 사용한 실시예 1의 경우가 그렇지 못한 경우와 비교하여 바이오프로브가 효율적으로 부착되어 훨씬 더 우수한 광발광을 나타냄을 알 수 있다.The photoluminescence measurement results of Examples 1 and 2 are shown in FIG. 8, and bioprobes are more efficiently attached than the case of Example 1 using a surface treatment material, thereby showing much better photoluminescence. It can be seen.

또한 상기 실시예 5 내지 7에 대한 흡수 피크 위치를 반사율 측정 장치를 사용하여 분석한 결과를 도 9에 나타내었다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 사용된 실리카 입자의 크기가 달라짐에 따라(각각 210, 255, 및 295nm) 반사 피크 위치도 각각 ~462nm, ~560nm 및 ~646nm로 이동하였음을 알 수 있다.In addition, the results of analyzing the absorption peak position for the Examples 5 to 7 using a reflectance measuring device is shown in FIG. As can be seen from Figure 9, it can be seen that as the size of the silica particles used changed (210, 255, and 295 nm, respectively), the reflection peak positions also shifted to -462 nm, -560 nm, and -646 nm, respectively.

도 10은 실시예 7 및 비교예 2에서 얻어진, DNA 혼성 후의 플랫폼에 대한 형광 강도를 측정한 결과를 나타낸다. 본 발명에 따른 유전성 입자층이 형성된 실시예 7의 경우 유전성 입자층이 형성되지 않은 비교예 2와 비교하여 약 100배 정도의 증폭 효율이 얻어졌음을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 유전성 입자층이 표면적 증대 효과로 인하여 형광 신호의 증폭 효율이 비약적으로 향상됨을 알 수 있다.10 shows the results of measuring the fluorescence intensity of the platform after DNA hybridization obtained in Example 7 and Comparative Example 2. FIG. In Example 7, in which the dielectric particle layer was formed, the amplification efficiency of about 100 times was obtained as compared with Comparative Example 2 in which the dielectric particle layer was not formed. Accordingly, it can be seen that the dielectric particle layer according to the present invention dramatically improves the amplification efficiency of the fluorescent signal due to the surface area increasing effect.

도 11은 실시예 7에 따른 유전성 입자층이 형성된 계면 상에서의 형광 강도를 나타내는 스펙트럼으로서, 본 발명에 따른 유전성 입자층의 두께가 커짐에 따라 서 형광 강도가 더욱 커짐을 보여주고 있다. 이는 유전성 입자층의 두께가 커짐에 따라서 표면적이 증대하고, 상기 입자층에 결합된 프로브의 함량이 더욱 증가함에 따라 형광 강도가 더욱 강해지기 때문이다.FIG. 11 is a spectrum showing the fluorescence intensity on the interface on which the dielectric particle layer is formed according to Example 7, and shows that the fluorescence intensity is further increased as the thickness of the dielectric particle layer according to the present invention increases. This is because the surface area increases as the thickness of the dielectric particle layer increases, and the fluorescence intensity becomes stronger as the content of the probe bound to the particle layer further increases.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바이오칩 플랫폼은 기판 상에 구형의 유전성 입자를 사용하여 규칙적인 입자층을 형성함으로써, 그 규칙성에 의해 신호의 파장 분리 능력이 우수하고, 그 표면적이 넓어져 목적하는 시료에 대한 형광 신호의 증폭이 대폭 향상됨을 알 수 있다. 본 발명에 따른 바이오 플랫폼은 그 제조공정이 용이하여 경제성이 높고, 그 효율이 뛰어나 생화학적 시료를 분석하는 광 분석 장치에 특히 유용하다.As described above, the biochip platform according to the present invention forms a regular particle layer using spherical dielectric particles on a substrate, and thus the wavelength separation ability of the signal is excellent due to its regularity, and the surface area thereof is widened to provide a desired sample. It can be seen that the amplification of the fluorescence signal is significantly improved. The bioplatform according to the present invention is particularly useful for an optical analysis device for analyzing a biochemical sample due to its high economic efficiency due to its easy manufacturing process and its high efficiency.

Claims (15)

기판; 상기 기판 상에 형성된 유전성 입자층; 및 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 입자의 표면 상에 부착된 프로브;를 구비하는 바이오칩 플랫폼.Board; A dielectric particle layer formed on the substrate; And a probe attached to a surface of the dielectric particles forming the dielectric particle layer. 제1항에 있어서, 상기 유전성 입자층이 광결정체 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform of claim 1, wherein the dielectric particle layer has a photonic crystal structure. 제2항에 있어서, 상기 광결정체 구조가 면심입방체 구조인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 2, wherein the photonic crystal structure is a face centered cube structure. 제1항에 있어서, 상기 프로브와 결합하는 타겟 물질에 포함된 표지물질이 광원에 의해 300nm 내지 1500nm의 광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 1, wherein the labeling material included in the target material binding to the probe generates light of 300 nm to 1500 nm by a light source. 제4항에 있어서, 상기 표지물질로부터 발생한 광이 상기 광결정체의 에너지 밴드갭 영역에 해당하는 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform of claim 4, wherein the light generated from the label corresponds to an energy band gap region of the photonic crystal. 제5항에 있어서, 상기 광결정체의 에너지 밴드갭이 상기 광결정체를 구성하는 유전성 입자의 입자크기 또는 굴절률에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 바이 오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 5, wherein the energy band gap of the photonic crystal is determined by the particle size or refractive index of the dielectric particles constituting the photonic crystal. 제1항에 있어서, 상기 프로브가 올리고 뉴클레오티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform of claim 1, wherein the probe is an oligonucleotide or protein. 제1항에 있어서, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 물질이 실리카, ZnSe, CdS, 폴리스타이렌, PMMA, 또는 Fe3O4인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform of claim 1, wherein the dielectric material forming the dielectric particle layer is silica, ZnSe, CdS, polystyrene, PMMA, or Fe 3 O 4 . 제1항에 있어서, 상기 유전성 입자층을 형성하는 유전성 물질이 평균입경 100nm 내지 1000nm의 구형인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 1, wherein the dielectric material forming the dielectric particle layer has a spherical particle diameter of 100 nm to 1000 nm. 제1항에 있어서, 상기 유전성 입자층의 두께가 200nm 내지 100미크론인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform of claim 1, wherein the dielectric particle layer has a thickness of 200 nm to 100 microns. 제1항에 있어서, 상기 유전성 입자층이 중력침전법 혹은 증발법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 1, wherein the dielectric particle layer is formed by gravity precipitation or evaporation. 제1항에 있어서, 상기 기판이 투명기판인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫 폼.The biochip platform according to claim 1, wherein the substrate is a transparent substrate. 제12항에 있어서, 상기 투명기판이 TiO2, SiN3, 또는 ITO막을 포함하는 글래스, 또는 Si인 것을 특징으로 하는 바이오칩 플랫폼.The biochip platform according to claim 12, wherein the transparent substrate is glass including Si, TiO 2 , SiN 3 , or ITO film, or Si. 시료 여기용 여기광을 발생하는 광원;A light source for generating excitation light for sample excitation; 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 바이오칩 플랫폼; 및The biochip platform according to any one of claims 1 to 13; And 시료에서 방출된 검출광을 검출하는 검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 분석장치.And a detector for detecting the detection light emitted from the sample. 제14항에 있어서, 상기 광원으로부터 발생한 광이 상기 바이오칩 플랫폼의 유전성 입자층, 혹은 기판의 저면으로 입사하는 것을 특징으로 하는 광 분석 장치.The optical analysis device of claim 14, wherein the light generated from the light source is incident on the dielectric particle layer of the biochip platform or the bottom surface of the substrate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100811697B1 (en) * 2006-09-21 2008-03-11 (주)나노스토리지 Method and apparatus for bio-chip scannig using phase change type
WO2008035881A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Nanostorage Co., Ltd. Method and apparatus for detecting bio-chip by using phase-change
US7879765B2 (en) 2006-09-21 2011-02-01 Nanostorage Co., Ltd. Method and apparatus for detecting bio-chip by using phase-change

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