KR20090108428A - 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩 - Google Patents

생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩에 관한 것이다. 특히, 상하 적층된 상부 및 하부 기판, 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 개재된 중간 기판을 포함하며, 이때 상기 하부 기판은 그 상면에, 시료를 수용 및 분리하기 위한 시료 패드, 시료 분석용 시약을 함유하는 시약 패드, 시료 흡수를 위한 흡수 패드, 또는 이들의 조합을 포함하고, 미세유체 채널 형성용 하부 채널 구성부가 형성되어 있으며; 상기 중간 기판은 미세유체 채널 형성용 상부 채널 구성부, 및 하부 기판상에 위치되는 상기 패드들을 고정하기 위한 고정판을 포함하고; 상기 상부 기판은, 중간 기판을 관통하여 하부 기판상의 시료 패드에 시료를 공급하기 위한 시료 투입구, 채널로부터의 시료 분석결과를 도시하는 투시창 및 하부 기판상의 흡수 패드의 유체 흐름을 조절하도록 중간 및 상부 기판을 관통하여 유체 연통되는 벤트홀을 포함하도록 구성되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩으로서, 상기 상부 및 하부 채널 구성부가, 접합되어 미세유체 채널을 형성하고, 이때 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖도록 형상화된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩에 관한 것이다.

Description

생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩{MICORO-NANO FLUIDIC BIOCHIP FOR ASSAYING BIOMASS}
본 발명은 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩에 관한 것이다.
최근, 인간의 유전자나 단백질 및 세포 등 나노단위의 생체분자 거동을 직접적으로 확인하고 조작할 수 있는 나노-바이오 기술에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 나노-바이오 기술은 질병을 진단, 분석하고 신약 개발을 위한 임상 검사를 빠르고 간단하게 수행할 수 있는 나노바이오칩으로 구체화되어 빠르게 우리 일상과 의료현장으로 다가오고 있다.
나노-바이오 기술을 가능하게 하는 새로운 도구(tool)라고 할 수 있는 나노바이오칩은 나노 단위의 생체 시료의 분석을 통해 DNA, 단백질 및 세포 등의 반응 메커니즘을 직접 분석함으로써 빠르고 정확하게 미세 생체분자의 현상을 파악할 수 있다는 장점이 있다.
나노스케일의 생체분자에 대한 다양한 정보를 얻기 위해서는 무엇보다 생체분자 자체에 대한 안정성의 확보가 필요하다. 즉, 외부로부터의 자극에 의한 비특이적인 반응을 원천적으로 봉쇄하고 특정 자극에 대해서만 반응할 수 있도록 안정된 조건을 유지할 수 있어야 한다. 이러한 비특이적인 반응은 물질의 특성 변화를 일으키게 되고, 결국 왜곡된 정보(noise)를 제공하게 되므로 나노스케일에서 생체분자의 분석 및 진단에 있어 많은 제약을 가져온다.
또한, 생체분자를 원하는 곳에 고정하고, 특정한 외부자극을 통해 반응하는 나노 스케일의 생체물질로부터 기계적 혹은 광학적 신호를 검출하고, 이를 정량 혹은 정성적으로 분석할 수 있는 기반 환경이 제공될 수 있어야 할 것이다.
이러한 나노바이오칩을 효율적으로 구현할 수 있는 핵심 기본 기술로 제시될 수 있는 것이 "마이크로-나노 플루이딕 바이오칩" 구현 기술이라고 할 수 있다.
마이크로-나노 플루이딕 바이오칩은 분석하고자 하는 생체 시료를 글라스(glass)나 폴리머(polymer) 고형체에 고정시키고 검사 시료와의 반응을 유도하는 과정을 거쳐 질병 진단 및 생물학적 검사를 수행한다. 즉, 시료의 희석, 샘플의 전처리 및 고정, 시료 및 배양액의 주입 등 일련의 과정들이 하나의 마이크로 칩에 구현된 나노 스케일의 볼륨을 갖는 멤브레인 또는 채널 내에서 수행된다.
이러한 나노바이오칩의 효과적인 구현을 위한 단일 생체분자 시료의 안정성 및 신호 검출 등의 제반 조건을 고려할 때 '마이크로-나노 플루이딕 바이오칩'은 신기술의 현실화와 산업화의 측면에서 가장 현실적이고 발전적인 방향이라고 할 수 있다.
일 예로, 미국 특허 제6,242,862호, 제6,818,455호, 제6,951,631호, 제7,153,651호 및 제7,238,537호(이하, '862 특허)는 많은 생체 시료 분석용 바이오칩을 개시하고 있으며, 이들 특허들은 모두 시료 분석에, 흡수력이 좋고 시약의 고정이 잘되어 신호의 발현성이 좋은 멤브레인 또는 건식 다공성 매체를 사용하는 것을 개시하고 있다. 즉, 멤브레인에 특정 반응 시료를 발라 놓고, 생체 시료를 흘려서 반응 정도를 보는 것이다. 그러나, 이 방법은 특정 성분의 유무 판정에는 많이 쓰이지만, 흡수량이 일정하지 않고, 반응 후 멤브레인의 잔유물로 인해 정량화가 어려우며, 세척 과정을 도입하기 위해서는 복잡한 과정이 필요하다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하려는 것으로, 미국 특허 제5,885,527호, 제6,019,944호, 제6,143,576호, 제6,156,270호, 제6,271,040호, 제6,391,265호, 제6,767,510호 및 제6,905,882호(이하, '527 특허)는 멤브레인 혹은 건식 다공성 매체 대신 미세유체 채널을 도입하고 채널의 형상을 조절하여 유체의 흐름을 조절하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이들은 흡수량이 일정하여 정량화가 가능한 장점은 있으나, 채널 자체의 흡수력이 낮아 다양한 종류의 패드 선택에 제약이 많고, 채널의 크기가 커지고, 길이도 길어지며, 이로 인해 사용되는 샘플의 양이 많아지는(예컨대, 약 300㎕ 이상) 문제점이 있다. 또한, 채널이 길고 복잡하여 유체가 샐 수 있기 때문에 누수 방지 공정이 필요하며, 채널을 이용하므로 시약고정, 발색시약 포함 과정 등이 기존의 시스템과 다르기 때문에 개별적으로 공정을 개발해야 하는 단점이 있다. 또한, 채널의 낮은 흡수력으로 인해, 다양한 시료, 예를 들어 오줌, 타 액 등을 사용할 수 없는 문제점이 있다. 더욱이, 채널의 형상이 복잡하여 제작 및 생산과 관리가 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 흡수량이 일정하게 유지되고 잔유물이 적어 시료의 정량화가 가능할 뿐만 아니라, 시료의 강한 흡수력으로 다양한 종류의 패드가 사용가능하여 다양한 시료에 안정적으로 적용할 수 있고, 소량의 샘플로도 분석 및 진단이 가능하고, 유체의 측면 유출방지를 위한 추가적인 공정이 필요 없으며, 기존의 프로토콜을 그대로 사용하므로 비용을 절감할 수 있는, 나노틈새가 적용된 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상하 적층된 상부 및 하부 기판, 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 개재된 중간 기판을 포함하며, 이때 상기 하부 기판은 그 상면에, 시료를 수용 및 분리하기 위한 시료 패드, 시료 분석용 시약을 함유하는 시약 패드, 시료 흡수를 위한 흡수 패드, 또는 이들의 조합을 포함하고, 미세유체 채널 형성용 하부 채널 구성부가 형성되어 있으며; 상기 중간 기판은 미세유체 채널 형성용 상부 채널 구성부, 및 하부 기판상에 위치되는 상기 패드들을 고정하기 위한 고정판을 포함하고; 상기 상부 기판은, 중간 기판을 관통하여 하부 기판상의 시료 패드에 시료를 공급하기 위한 시료 투입구, 채널로부터의 시료 분석결과를 도시하는 투시창 및 하부 기판상의 흡수 패드의 유체 흐름을 조절하도록 중간 및 상부 기판을 관통하여 유체 연통되는 벤트홀을 포함하도록 구성되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩으로서, 상기 상부 및 하부 채널 구성부가, 접합되어 미세유체 채널을 형성하고, 이때 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖도록 형상화된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩을 제공한다.
본 발명에 따르면, 접촉각을 낮추기 위한 표면처리 여부에 상관없이, 혹은 표면처리 후 장기간 보관 시에도 안정된 유체의 흐름을 얻을 수 있어, 다양한 패드를 사용하면서도 채널의 단면 크기를 줄일 수 있기 때문에 사용되는 시료의 양을 최소화할 수 있고, 그 양으로도 충분한 분석 및 진단을 수행할 수 있다. 또한, 추가적인 공정의 필요 없이 기존의 프로토콜을 그대로 사용할 수 있으므로 개발비를 절감할 수 있어 경제적이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(100)의 분해 사시도이다.
도 1a를 참조하면, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩의 예시적인 일 실시양태(100)는 투광성 또는 불투광성 플라스틱을 사출성형하여 제작되는 하부 기판(10), 중간 기판(20) 및 상부 기판(30)을 포함하여 구성되며, 이때 바 람직하게는 상부 기판(30)은 불투명하고, 중간 기판(20) 또는 하부 기판(10)은 투명하여 내부의 발색 또는 형광 등 시료분석 정보를 정성적 또는 정량적으로 검출할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상부 기판(30)으로 신호를 검출할 경우, 중간 기판(20)은 투명해야 하며, 다르게는 중간 기판(20)이 하얗고 하부 기판(10)이 투명한 경우, 아래쪽으로 신호를 검출할 수도 있다.
하부 기판(10)에는, 다양한 종류의 패드들이 다양한 조합으로 형성될 수 있으며, 그 다양한 예시를 도 3에 나타내었다. 도 1과 함께 도 3을 참조하면, 시료에서 원하지 않는 성분들을 필터링을 통해 분리하기 위한, 예를 들어 다공성 고분자(예: 폴(Pall)사의 Hemasep™, CytoSep™ 등) 또는 유리섬유 패드인, 시료 패드(11), 반응액을 검출하기 위하여, 형광 시약이나 골드 시약 등과 같은 발색 시약을 고정한 형태인 시약 패드(12), 예를 들어 일반적인 유리 섬유, 종이 재질, 셀룰로오스 재질, 흡수성 고분자 등으로 이루어져 유체의 흐름 양을 조절하기 위한 흡수 패드(13) 등 다양한 종류의 패드들이 다양한 조합으로 부착되어 구성될 수 있다. 이때, 상기 시약 패드(12)에는 발색원(반응액), 예를 들어 형광 또는 골드 나노비드(nanobead)가 혼합되어 있어, 채널에 고정된 반응액 위로 시료 유체가 흘러가며 시료 내의 특정 성분과 반응이 되면 고정된 시료가 특정 신호를 방출(발색 또는 형광 등)하게 되고, 이러한 색의 변화를 눈으로 직접 보거나(정성적 검출), 검출기로 발색 정도를 검출할 수 있다(정량적 검출). 예를 들어, 형광시료를 쓰는 경우 형광 검출 시스템을 이용하여 빛의 세기를 검출할 수도 있다(정량적 검출). 이러한 검출은 센서 등의 검출 시스템을 장착하여 수행할 수도 있다. 이러한 신호 검출에 의해 시료 내의 특정 성분의 유무나 양을 알아낼 수 있다. 반응이 된 시료는 흡수패드(13)에 의해 흡수된다. 흡수패드(13)에 흡수된 시료는 상부 기판(30)의 벤트홀(31)을 통해 증발하여 흡수패드(13)의 흡수력을 일정하게 유지하도록 한다. 하부 기판(10)의 가장자리 양쪽에는 패드의 가이드(15)가 설치되어 패드에서 시료가 새어나가지 않게 할 수 있다.
하부 기판(10)의 가운데에는 중간 기판(20)의 상부 채널 구성부(21)와 접합되어 미세유체 채널소자를 형성하면서(도 2a-2h 참조), 분석 시료의 정량화 및 반응 면적을 높이기 위해, 예컨대 산소 플라즈마 처리하여 표면 거칠기를 평균 10㎛ 이내로 형성하거나(14-2), 미세 구조물, 예를 들어 다양한 단면 형태의 필러(pillar) 구조물 또는 나노 그루브 패턴을 형성하여 표면적을 넓게 할 수 있는 미세 구조물(14-1)을 하부 채널 구성부(14)에 도입할 수 있다. 다르게는, 반응성/흡수성이 높은 물질(16), 예를 들어 특수한 흡수재(예컨대, 셀룰로오스 등)를 얇게 바르거나, 금속 박막(예컨대, 금, 은, 백금 등)을 코팅하거나, 흡수성 박막(예컨대, 셀룰로오스), 또는 채널 내에 반응성/흡수성이 높은 물질(예컨대, 셀룰로오스, 유리 섬유 등)를 채널에 충전하여 반응성을 강화하여 사용할 수도 있다(도 3a-3k 참조). 이들 구조물 또는 물질(14-1, 14-2, 16)은 상기 패드에 대하여 길이 방향의 동축 상에, 상부 채널 구성부(21), 하부 채널 구성부(14) 또는 이들 모두에서, 시료 패드(11) 및 시약 패드(12)와 흡수 패드(13)를 매개하는 지점에 위치할 수 있다. 도트가 찍혀있는 상기 필러 구조물(14-1)의 경우 하부 기판(10)의 표면적이 넓어져, 일반 스캐너를 이용하여 개별 도트의 반응 여부를 검출함으로써 정량화의 효과를 극대화할 수 있다. 상술된 표면 거칠기 처리는 기판에 없어도 무방하나, 바람직하게는 상부 채널 구성부(21), 하부 채널 구성부(14) 또는 이들 모두에 형성되어 있을 수 있다.
중간 기판(20)에는, 그 중간의 상부 채널 구성부(21)에서 하부 기판(10)과 접합되어 미세유체 채널(5)을 형성시키면서, 하부 기판(10)에 설치된 하나 이상의 패드들(11, 12, 13)을 잡아주는 역할을 하는 고정판(22)이 포함될 수 있다. 상부 채널 구성부(21)의 주변으로는 채널의 구조를 정의할 수 있도록, 예를 들어 약 1㎜ 정도의 폭을 가진 턱이 단차 지게 형성될 수 있으며, 하부 기판(10)과의 접합 시, 이러한 턱의 주변부만 접합함으로써 하부 기판(10)의 바닥과 붙지 않은 부분을 나노틈새(4)로 사용할 수 있다. 이때, 접합에 의해 형성되는 나노틈새(4)는 모세관 힘에 의한 안정적인 유체의 흐름을 보장하기 위하여 10㎚ 내지 5㎛ 범위의 높이로 형성되는 것이 바람직하며, 또한 형성되는 미세유체 채널(5)의 크기에는 제한이 없으나, 유체의 흐름을 원활히 하면서 소량(예컨대, 약 100㎕)으로도 필요한 분석을 가능하게 하는 치수, 예를 들어 5㎛ 내지 1㎜ 범위의 높이로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 5㎜ 내지 40㎜의 길이 및 수 ㎜의 너비와 함께 형성될 수 있다.
여기서, 미세유체 채널용 소자로 사용될 수 있는 재질로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 임의의 재질, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 유리, 파이렉스(pyrex), PDMS(polydimethylsiloxane), 플라스틱 등 대부분의 재질이 사용될 수 있다.
상기 하부 기판(10)에 미리 붙여진 패드와의 연결성을 높이기 위해 중간 기판(20)의 상부 채널 구성부(21)의 양끝은 넓어질 수 있으며, 주변부에 고정되지 않 는 것이 바람직하다.
여기서, 나노틈새(4)가 구비된 미세유체 채널(5)을 형성하기 위한 방법은, 위의 패드들이 구비된 하부 기판(10)과 중간 기판(20)을 상하로 적층하고, 예를 들어 용제 접합법, 초음파 접합법, 또는 접착제 또는 테이핑법, 열 및 압력 접합법, 레이저 접합법 등을 이용하여, 상기 적층된 하부 및 중간 기판(10, 20)에 소정의 압력을 가하고 접합하여 패드(11, 12, 13)에 연결되는 미세유체 채널(도 2 참조)을 채널 구성부(14, 21)에 형성하되, 상기 미세유체 채널(5) 좌우 양 측면 모서리부가 상기 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태로 형성되도록 제어하는 것을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 나노틈새(4)는 하부 및 중간 기판(10, 20)의 접합 전에 상기 하부 또는 중간 기판(10, 20)에 미리 형성되거나, 상기 하부 및 중간 기판(10, 20)이 접합된 후에 형성될 수도 있다.
이렇게 접합된 하부 및 중간 기판(10, 20) 위로 상부 기판(30)을 조립하여 본 발명에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(100)의 제조를 완료할 수 있다(도 1b 참조).
이때의 상부 기판(30)에는, 소자 내부의 공기를 배출시켜 채널 구성부(14, 21)로의 원활한 시료의 흐름 및 충전을 가능하게 하는 적어도 하나의 홀이 형성된 벤트홀(31), 및 분석용 시료를 주입하기 위한 시료 주입구(33)가, 투시창(32)을 사이에 두고 소정 거리로 이격되어 중간기판(20)에 관통 형성되도록 구성된다. 상기 투시창(32)은 시료의 분석 결과를 표시하기 위한 것이며, 투명하기만 하면 그 재질에 제한은 없다.
도 1b는 위와 같이 조립된 생체 시료 분석용 바이오칩(100)의 완성된 조립도를 나타낸 것이고, 도 1c는 도 1b에서 완성된 조립체의 측면도(전체 두께는, 예를 들어 3㎜ 정도로 형성됨을 알 수 있다)를 나타낸 것이며, 도 1d는 도 1b에서 완성된 조립체의 하방 투시도를 나타낸 것이다.
이때 사용되는 시료는 무기 또는 유기 시료 모두 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 생체 시료, 예를 들어 혈액, 체액, 오줌, 타액 등을 들 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 생체시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩은 기존 진단 키트의 제작 프로토콜을 그대로 사용할 수 있으므로, 시료를 분석 및/또는 진단하기 위한 다양한 응용 분야, 다양한 질병, 다양한 시료에 사용할 수 있는 정량화가 가능한 각종 진단 키트에 사용될 수 있으며, 예를 들어 바이오센서, DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩, 랩온어칩(lab-on-a-chip), 세포계수소자 등에 응용 가능하다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(100, 도 1 및 도 3h(골드 시료 패드) 구조)에 있어서, 성분의 양에 따른 신호의 크기 변화를 '862 특허와 비교하였고, 그 결과를 도 4의 그래프로 나타내었다.
도 4에서 실선 및 점선(2배 성분 함유)은 도 1 및 도 3h에 따른 분석 소자를 이용하여 검출한 혈액 시료 중의 간염 관련 성분의 신호를 나타낸 것이고, 굵은 점선은 '862 특허 등 종래 기술에 따라 멤브레인을 이용하여 만든 분석소자로 검출한 간염 관련 성분의 신호를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 점선에서 나타낸 바와 같이, 2배 정도의 양이 들어 있을 경우, 신호의 크기가 2배 정도로 커지는 것을 볼 수 있는 반면, '862 특허 등 종래 기술에서는 신호의 강도는 높으나 첫 번째와 두 번째 신호 사이에 골드 시료의 부착으로 인한 노이즈가 심한 것을 볼 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(100, 도 1 및 3h 구조)을 이용하여 분석 시간에 따른 간염 신호의 증가를 도 5의 그래프로 나타내었다.
도 5를 참조하면, 간염 신호의 증가를 보여주고 있으며, 분석 시간이 길수록 반응시간이 길어지기 때문에 신호 강도도 세지는데, 이 부분을 배경 신호 및 노이즈 없이 잘 잡아내고 있음을 알 수 있다.
이상과 같이 예시적인 실시양태에 의하여 본 발명을 설명하였지만, 상술된 실시양태만으로 본 발명이 제한되거나 한정되지 않고, 본 발명과 균등한 범위에서의 다양한 변형예 및 수정예도 본 발명에 포함된다. 본 발명의 진정한 범위는 첨부되는 특허청구범위에 의해서만 해석되어야 할 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩의 분해 사시도이고; 도 1b는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 바이오칩의 조립도이고; 도 1c는 도 1b에 보인 생체 시료 분석용 바이오칩의 측면도이고; 도 1d는 도 1b에 보인 생체 시료 분석용 바이오칩의 하방 투시도이다.
도 2a 내지 2h는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 바이오칩의의 일 구성요소인 채널구성부에 형성되는 나노틈새를 갖는 미세유체 채널의 모식도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩에 있어서, 하부 기판과 중간 기판 사이에 배치되는 패드와 채널의 관계를 나타낸 모식도이고, 도 3b 내지 3k는 채널 표면에 거칠기 처리를 하거나 반응성/흡수재 물질이 코팅되거나 충전된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(도 1 및 도 3i 구조)에 있어서, 성분의 양에 따른 신호의 크기 변화를 '862 특허와 비교한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시양태에 따른 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩(도 1 및 3i 구조)을 이용하여 분석 시간에 따른 간염 신호의 증가를 나타낸 그래프이다.

Claims (17)

  1. 상하 적층된 상부 및 하부 기판, 및 상기 상부 및 하부 기판 사이에 개재된 중간 기판을 포함하며,
    이때 상기 하부 기판은 그 상면에, 시료를 수용 및 분리하기 위한 시료 패드, 시료 분석용 시약을 함유하는 시약 패드, 시료 흡수를 위한 흡수 패드, 또는 이들의 조합을 포함하고, 미세유체 채널 형성용 하부 채널 구성부가 형성되어 있으며;
    상기 중간 기판은 미세유체 채널 형성용 상부 채널 구성부, 및 하부 기판상에 위치되는 상기 패드들을 고정하기 위한 고정판을 포함하고;
    상기 상부 기판은, 중간 기판을 관통하여 하부 기판상의 시료 패드에 시료를 공급하기 위한 시료 투입구, 채널로부터의 시료 분석결과를 도시하는 투시창 및 하부 기판상의 흡수 패드의 유체 흐름을 조절하도록 중간 및 상부 기판을 관통하여 유체 연통되는 벤트홀을 포함하도록 구성되는,
    생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩으로서,
    상기 상부 및 하부 채널 구성부가 접합되어 미세유체 채널을 형성하고, 이때 상기 미세유체 채널의 좌우 양 측면 모서리부가 미세유체 채널의 중앙부보다 낮은 높이의 나노틈새 형태를 갖도록 형상화된,
    생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널이 5㎛ 내지 1㎜ 범위의 높이로 형성되고, 상기 나노틈새가 10nm 내지 5㎛ 범위의 높이로 형성된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시료 패드가 다공성 고분자 또는 유리섬유 패드인, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 시약 패드가 형광 또는 골드 나노비드(gold nanobead)를 고정한 것인, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡수 패드가 흡수성 고분자 또는 유리 섬유 패드인, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 바이오칩이 생체시료를 분석 및 진단하기 위한 것인, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 바이오칩이 바이오센서, DNA 분석 칩, 단백질 분석 칩 및 랩온어칩(lab-on-a-chip)으로 구성된 군에서 선택되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널의 상기 상부 채널 구성부, 하부 채널 구성부, 또는 이들 모두에, 분석 시료의 정량화 및 반응면적을 높이기 위한 다양한 단면 형상의 필러(pillar) 구조물이 형성된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널의 상기 상부 채널 구성부, 하부 채널 구성부, 또는 이들 모두에, 분석 시료의 정량화 및 반응면적을 높이기 위해, 10㎛ 이내의 평균 표면 거칠기를 갖도록 플라즈마 처리되거나 나노 그루브 패턴이 형성된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널의 상기 상부 채널 구성부, 하부 채널 구성부, 또는 이들 모두에, 분석 시료의 정량화 및 반응면적을 높이기 위해, 금속 박막이 코팅된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 금속 박막이 금, 은, 백금으로 구성된 군에서 선택되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널의 상기 상부 채널 구성부, 하부 채널 구성부, 또는 이들 모두에, 분석 시료의 정량화 및 반응면적을 높이기 위해, 흡수성 박막이 코팅된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 흡수성 박막이 셀룰로오스 계열의 수지로 구성된 군에서 선택되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 미세유체 채널의 상기 상부 채널 구성부와 하부 채널 구성부 사이에, 분석 시료의 정량화 및 반응면적을 높이기 위해, 반응성 또는 흡수성 물질이 충전된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 반응성 또는 흡수성 물질이 유리 섬유, 셀룰로오스 계열의 수지로 구성된 군에서 선택되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노틈새가 상기 중간 및 하부 기판의 접합 전에 상기 중간 또는 하부 기판에 미리 형성되거나, 상기 중간 및 하부 기판이 접합된 후에 형성된, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합이 용제 접합법, 초음파 접합법, 접착제 또는 테이핑법, 열 접합법, 압력 접합법 및 레이저 접합법 중에서 선택된 방법을 이용하여 수행되는, 생체 시료 분석용 마이크로-나노 플루이딕 바이오칩.
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