KR20110095503A - 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법, 그 제작방법에 의해 제작된 바이오칩, 마이크로 어레이 형성방법 및 친수성 단백질 샘플 디스펜딩 방법 - Google Patents

표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법, 그 제작방법에 의해 제작된 바이오칩, 마이크로 어레이 형성방법 및 친수성 단백질 샘플 디스펜딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 표면 에너지 차이를 이용한 마이크로 어레이 바이오칩 형성 방법 및 친수성 샘플을 디스펜싱하는 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 바이오 칩 제조방법에 있어서, 슬라이드 글라스 일면 전체에 균일하게 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 단계; 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성시키는 단계; 친수성 코팅층에 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법에 관한 것이다.

Description

표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법, 그 제작방법에 의해 제작된 바이오칩, 마이크로 어레이 형성방법 및 친수성 단백질 샘플 디스펜딩 방법{Bio Chip and Manufacturing Method by using Surface Energy Difference, Methed for forming Micro array pattern and Method for Dispensing Sample}
본 발명은, 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법 및 그 제작방법에 의해 제작된 바이오칩에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이에 접촉핀을 이용하여 보다 빠르고 쉽게 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 방법에 관한 것이다.
기존의 마이크로 어레이 바이오칩의 경우, 마이크로 어레이 패턴을 형성하는 과정에서 있어서, 슬라이드 글라스 전체 면에 친수성 코팅을 하고, 마이크로 어레이어를 이용하여 단백질 샘플을 하나씩 집어 마이크로 어레이 패턴을 제작하였다. 즉, 마이크로 어레이 패턴을 갖는 바이오 칩을 제작함에 있어서, 먼저, 슬라이드 글라스 전면에 균일하게 아민(amine), 알데하이드(aldehyde), 에폭시(epoxy) 코팅 등에 의해 친수성 코팅층을 하게 된다.
그리고, 접촉핀, 잉크-젯, 일렉트로 스프레이(electrospray) 등의 마이크로 어레이어를 이용하여 단백질 샘플 또는 셀 샘플 등을 하나씩 집어 코팅층에 올려놓는 방법으로 마이크로 어레이 패턴을 형성하여 바이오칩을 제작하였다. 이러한 방법으로 마이크로 어레이 바이오칩을 제작하고, 어레이 하나의 스팟에 하나씩 다음 중합 반응을 시키거나, 슬라이드 글라스를 이용하여 다음 반응 시약을 전체적으로 올려서 원하는 반응을 살펴보게 된다.
그러나, 이러한 공정은 원하는 샘플을 하나씩 집어서 올려놓는 과정이 필요하므로 마이크로 어레이를 형성하는 것이 용이하지 않고, 형성하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 다음 반응을 일으키는데 있어서, 슬라이드 글라스 전면에 친수성 코팅층을 구비함으로 어레이 스팟 옆쪽에서도 원하지 않는 반응이 일어날 수 있는 문제점이 존재하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 패턴을 형성하는 방법, 그러한 패턴이 형성된 바이오칩을 제공하게 된다. 즉, 슬라이드 글라스 전면에 균일하게 소수성 SAM코팅을 형성하고, 레이저 플라즈마 발생방법 또는 마스크를 이용한 산소 플라즈마 장치를 통해 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 패턴을 형성된다.
또한, 부분적으로 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성하여, 친수성 단백질 샘플을 원하는 부분에 쉽고, 신속하게 디스펜싱하는 방법을 제공한다. 즉, 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거한 후, 제거된 부분에 아민 코팅을 하여, 샘플을 위치하고자 하는 부분은 친수성, 그렇지 않은 부분은 소수성을 갖도록 형성시킴으로써 샘플이 원하는 부분에 달라붙게 하는 현상을 이용하게 된다.
또한, 본 발명은, 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 패턴에 샘플을 보다 신속하게 디스펜싱하는 방법을 제공하게 된다. 구체적으로, 접촉 핀 끝단에 원하는 시약을 묻힌 후, 슬라이드 글라스에 반-접촉(semi-contact) 상태로 평행하게 이동시켜 신속하게 디스펜싱하는 방법을 제공하게 된다. 이러한 방법을 사용함으로써, 원하는 부분 이외에 다른 부분에서 반응이 일어나는 비특이적 반응 없이 정밀한 바이오 칩을 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제 1 목적은, 바이오 칩 제작방법에 있어서, 슬라이드 글라스 일측면 전체에 소수성 코팅층을 형성하는 단계; 소수성 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 및 소수성 코팅층이 제거된 부분에 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법으로서 달성될 수 있다.
소수성 코팅층형성 단계는, 슬라이드 글라스 일면 전체를 균일하게 SAM 처리하여 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
어레이 형성단계는, 제거하고자 하는 소수성 코팅층 부분에 레이저를 주사하여 플라즈마를 발생시켜 소수성 코팅층을 부분적으로 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
어레이 형성단계는, 형성될 어레이 형태와 대응되는 패턴을 구비한 마스크를 이용하여 산소 플라즈마 장치를 통해 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다.
마스크는 소수성 코팅층에 접착시킨 상태에서 플라즈마 처리를 가하는 것을 특징으로 할 수 있다.
마스크는 글리세롤 또는 물을 이용하여 소수성 코팅층에 접착시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 바이오 칩 제조방법에 있어서, 슬라이드 글라스 일면 전체에 균일하게 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 단계; 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성시키는 단계; 및 친수성 코팅층에 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법으로 달성될 수 있다.
친수성 코팅층은 아민 코팅층인 것을 특징으로 할 수 있다.
아민 코팅층은 APTMS, 아미노 프로필 에톡씨 실렌 또는 APTES 처리에 의해 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
디스펜딩 단계에서, 친수성 샘플은 에레이의 표면 에너지 차이에 의해 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩되는 것을 특징으로 할 수 있다.
디스펜딩 단계 후에, 친수성 단백질 상에 검출용 형광 단백질을 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 제 4 목적은, 상기의 제작방법에 의해 제작된 바이오 칩으로서 달성될 수 있다.
본 발명의 제 5 목적은, 마이크로 어레이를 형성방법에 있어서, 슬라이드 글라스 일면 전체에 균일하게 SAM 처리를 하여 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 단계; 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 단계; 및 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 형성방법으로 달성될 수 있다.
부분 제거단계는, 제거하고자 하는 소수성 SAM 코팅층에 레이저를 주사하는 단계; 주사된 부분에 플라즈마 현상이 발생되는 단계; 및 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
부분 제거단계는, 형성될 마이크로 어레이 형태와 대응되는 패턴을 구비한 마스크를 제작하는 단계; 마스크를 소수성 SAM 코팅층 상면에 접착시키는 단계; 및 산소 플라즈마 장치를 통해 플라즈마 현상을 발생시켜 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
친수성 코팅층 형성단계는 APTMS, 아미노프로필트리톡씨 실렌 또는 APTES 처리에 의해 아민 코팅층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제 6 목적은, 친수성 샘플을 디스펜딩하는 방법에 있어서,
상기의 형성방법에 의해 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 및 친수성 샘플이 표면에너지 차이에 의해 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 단백질 샘플을 디스펜딩하는 방법으로서 달성될 수 있다.
끝단에 삽입부를 구비한 접촉핀을 이용하여 친수성 단백질 샘플을 삽입부에 삽입시키는 단계; 단백질 샘플이 삽입된 접촉핀을 친수성 코팅층에 반-접촉시키는 단계; 및 접촉핀을 평행하게 이동시켜 친수성 단백질을 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른, 바이오 칩 제작방법에 따르면, 표면 에너지 차이를 이용함으로써 사용시약을 줄이고, 공정시간을 단축시킬 수 있는 효과를 갖는다.
슬라이드 글라스 전면에 소수성 SAM 코팅층을 형성하고, 플라즈마 현상을 이용하여 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 패턴을 제작하게 된다. 따라서, 제거된 부분에만 아민/알데하이드 등의 친수성 코팅층을 형성함으로써, 특이 반응의 극대화 및 재료 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은, 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이 패턴을 이용함으로써 샘플을 보다 빠르고, 비특이 반응을 최소화하면서, 디스펜싱할 수 있게 된다. 그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 샘플의 디스펜싱 방법은, 접촉 핀 끝단에 원하는 시약을 묻힌 후, 슬라이드 글라스에 반-접촉(semi-contact) 상태로 평행하게 이동킴으로써 바이오 칩을 보다 신속하게 제작할 수 있는 효과를 갖는다. 이러한 방법을 사용함으로써, 원하는 부분 이외에 다른 부분에서 반응이 일어나는 비특이적 반응 없이 정밀한 바이오 칩을 형성할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 어레이 형성방법의 흐름도,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이드 글라스의 사시도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 상면에 소수성 SAM 코팅층이 형성된 슬라이드 글라스의 사시도,
도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 소수성 SAM 코팅층 상면에 마스크가 접촉된 슬라이드 글라스의 사시도,
도 2d는 본 발명의 일실시예에 따라 소수성 SAM 코팅층이 부분적으로 제거된 슬라이드 글라스의 사이도,
도 2e는 도 2d의 A-A` 단면도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따라 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층일 형성된 슬라이드 글라스의 단면도,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따라 친수성 코팅층 상면에 단백질 샘플이 형성된 바이오 칩의 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단백질 샘플 디스펜싱 방법의 흐름도,
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라, 친수성 단백질 샘플이 저장된 접촉핀을 친수성 코팅층에 반-접촉시킨 상태의 사시도,
도 5b는 도 5a의 화살표 방향으로 접촉핀을 이동시킨 후의 슬라이드 글라스의 사시도,
도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 접촉핀(70)을 평행하게 이동시킨 경우, 슬라이드 글라스(10)의 단면도를 도시한 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고,‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를‘포함’한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<표면 에너지 차이를 이용한 마이크로 어레이 바이오칩 형성 방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 바이오칩을 제작하기 위한 마이크로 어레이 형성방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 어레이 형성방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하고자 하는 슬라이드 글라스(10)를 준비하게 된다(S10). 도 2a는 마이크로 어레이를 형성하고자 하는 슬라이드 글라스(10)의 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 슬라이드 글라스(10)의 일면 전체를 균일하게 SAM(Self-Assembled Monolayer)처리를 하여 소수성(hydrophobic) SAM 코팅층(20)을 형성하게 된다(S20).
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 SAM 처리에 의해 소수성 SAM 코팅층(20)이 형성된 슬라이드 글라스(10)의 사시도를 도시한 것이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 슬라이드 글라스(10)의 상면 전체에 균일하게 소수성 SAM 코팅층(20)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고, 소수성 SAM 코팅층(20)을 부분적으로 제거하여 패턴을 형성시키게 된다(S30).
소수성 SAM 코팅층(20)을 부분적으로 제거하는 방법은, 레이저 플라즈마 발생방법과 마스크(60)를 사용하여 산소 플라즈마 장치를 이용한 방법을 실시예로 설명하도록 한다. 레이저 플라즈마 발생방법은, 레이저를 제거하고자 하는 소수성 SAM 코팅층(20)에 주사하게 된다. 주사된 부분은 플라즈마가 발생되어 제거되게 된다. 즉, 후에 친수성 샘플(50)이 채워질 부분에 레이저를 주사하여 소수성 SAM 코팅층(20)을 부분적으로 제거하게 된다.
또 다른 실시예에서는, 마스크(60)를 이용하여 보다 빠르게 소수성 SAM 코팅층(20)을 부분적으로 제거하여 패턴을 형성시킬 수 있다. 먼저, 복수의 홀(61)이 형성된 마스크(60)를 제작하고, 마스크(60)를 소수성 SAM 코팅층(20) 상면과 접착시키게 된다. 마스크(60)와 소수성 SAM 코팅층(20)은 글리세롤이나 물 등을 이용하여 접착을 용이하게 할 수 있다.
그리고, 마스크(60)가 소수성 SAM 코팅층(20)에 접착된 상태에서 플라즈마 처리를 하게 된다. 마스크(60)에 형성된 홀(61)을 통해 플라즈마 처리된 소수성 SAM 코팅층(20)은 제거되게 된다. 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따라 마스크(60)를 소수성 SAM 코팅층(20)에 접착시키고, 플라즈마 처리를 하는 상태의 사시도를 도시한 것이다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 마스크(60)에는 복수의 홀(61)이 형성되어 있고, 마스크(60)가 소수성 SAM 코팅층(20)에 접착된 상태에서 플라즈마 처리를 진행하게 된다. 마스크(60)의 패턴 형태에 따라 플라즈마 처리가 된 소수성 SAM 코팅층(20)이 제거되게 된다. 따라서, 마스크(60)에 구비된 홀(61)과 대응되게 소수성 SAM 코팅층(20)이 부분적으로 제거되어 복수의 홈(30)들을 형성되게 된다.
도 2d는 복수의 홈(30)이 형성된 소수성 SAM 코팅층(20)이 구비된 슬라이드 글라스(10)의 사시도를 도시한 것이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 소수성 SAM 코팅층(20)은 부분적으로 제거되었고, 마스크(60)의 패턴형상에 대응되게 제거되었음을 알 수 있다. 실시예에서, 패턴은 도 2d에 도시된 바와 같이, 9개의 홈(30)으로 구성됨을 알 수 있다. 이러한 홈(30)들의 직경은 수~수백 마이크로 미터의 크기로 형성될 수 있다.
따라서, 부분적으로 제거된 소수성 SAM 코팅층(20)의 패턴은 마스크(60)의 패턴에 의해 결정됨을 알 수 있다. 마스크(60)의 패턴을 조정함으로써, 소수성 SAM 코팅층(20)에 구비되는 패턴의 형상과 크기를 조절할 수 있게 된다.
도 2e는 도 2d의 A-A` 단면도를 도시한 것이다. 도 2e에 도시된 바와 같이, 슬라이드 글라스(10) 상면에는 소수성 SAM 코팅층(20)과 소수성 SAM 코팅층(20)이 제거된 부분을 구비하고 있다. 그리고, 소수성 SAM 코팅층(20)이 제거된 부분에 친수성 코팅층(40)을 형성한다(S40). 친수성 코팅은 주로 아민 코팅을 사용하게 된다. 아민 코팅은 APTMS 코팅, APMES 코팅, 아미노 프로필 에톡씨 실렌(aminopropylethoxy silane) 코팅 등을 사용하여 가능해 진다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따라 소수성 SAM 코팅층(20)이 제거된 부분에 친수성 코팅층(40)을 형성한 슬라이드 글라스(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 슬라이드 글라스(10) 상면은 친수성 코팅층(40)과 소수성 SAM 코팅층(20)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 슬라이드 글라스(10)에 어느 부분은 친수성으로 다른 부분은 소수성 SAM 코팅층(20)을 구비하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이가 제작되게 된다.
그리고, 친수성 코팅층(40)과 반응하는 단백질 샘플(50)(예를 들면, NHS-BIOTIN)을 디스펜싱하게 되면 단백질 샘플(50)은 소수성 SAM 코팅층(20)과는 반응하지 않고, 친수성 코팅층(40)이 존재하는 부분에만 놓이게 된다. 따라서, 표면 에너지 차이가 있는 친수성 코팅층(40)과 소수성 SAM 코팅층(20)을 구비한 마이크로 어레이를 제작함으로써, 보다 빠르고 쉽게 바이오 칩을 제작할 수 있게 된다.
< 디스펜싱 방법>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이에 샘플(50)을 디스펜싱하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플 디스펜싱 방법의 흐름도를 도시한 것이다. 먼저 마이크로 어레이 패턴이 형성된 슬라이드 글라스(10)를 준비한다(S100).
앞서 설명한 바와 같이, 마이크로 어레이 형성은 슬라이드 글라스(10) 일면 전체를 균일하게 SAM 처리하여 소수성 SAM 코팅층(20)을 형성하고, 레이저 플라즈마 발생방법 또는 마스크(60)를 이용하여 부분적으로 소수성 SAM 코팅층(20)을 제거하게 된다. 그리고, 소수성 SAM 코팅층(20)이 제거된 부분에 친수성 코팅층(40)을 형성하여 제작된다.
그리고, 끝단에 삽입부(71)를 구비한 접촉핀(70, contact pin)을 이용하여 친수성 코팅층(40)에 친수성 샘플(50)을 디스펜싱하게 된다. 구체적으로, 접촉핀(70)은 모세관 현상을 이용하여 친수성 샘플(50)을 삽입부(71)에 저장시킬 수 있다(S200). 친수성 샘플(50)이 삽입부(71)에 저장된 접촉핀(70)을 마이크로 에레이가 형성된 슬라이드 글라스(10) 상면에 반-접촉(semi-contact) 시키게 된다(S300).
본 발명의 명세서에 정의된 반-접촉 상태란, 소량의 샘플(50)이 저장된 접촉핀(70)의 끝단은 친수성 코팅층(40)에 접촉하지 않고, 접촉핀(70)의 삽입부(71)에 묻은 샘플(50)만이 접촉된 상태를 의미한다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따라, 친수성 단백질 샘플(50)이 저장된 접촉핀(70)을 친수성 코팅층(40)에 반-접촉시킨 상태의 사시도를 도시한 것이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 친수성 샘플(50)은 소수성 SAM 코팅층(20)과는 반응하지 않고, 친수성 코팅층(40)이 존재하는 부분에 반응하여 묻혀지게 된다.
그리고, 반-접촉상태를 유지한 상태로 평행하게 접촉핀(70)을 이동하게 되면(S400), 소수성 SAM 코팅층(20)에서는 반응하지 않고, 친수성 코팅층(40)이 존재하는 홈(30)에서만 반응하여 홈(30) 내부로 친수성 샘플(50)이 놓여지게 된다(S500). 도 5b는 도 5a의 화살표 방향으로 접촉핀(70)을 이동한 후에, 슬라이드 글라스(10)의 사시도를 도시한 것이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 접촉핀(70)이 평행하게 지나간 경우, 지나간 부분에서 친수성 샘플(50)은 친수성 코팅층(40)이 존재하는 홈(30)에 구비되게 된다. 따라서, 접촉핀(70)을 평행하게 이동만 시키면 쉽게 샘플(50)을 홈(30) 내부로 저장시킬 수 있게 된다. 이는 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이에 의해 가능해 진다. 또한, 도 5b에 도시된 화살표 방향으로 접촉핀(70)을 이동시키게 되면, 지나간 홈(30)(친수성 코팅층(40)이 존재하는) 내부로 친수성 샘플(50)이 저장되고, 소수성 SAM 코팅층(20)에는 샘플(50)이 존재하지 않게 된다.
그리고, 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 접촉핀(70)을 평행하게 이동시킨 경우, 슬라이드 글라스(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 삽입부(71)에 샘플(50)을 저장한 접촉핀(70)을 반-접촉 상태로 평행하게 이동시키는 경우, 샘플(50)은 친수성 코팅층(40)에서만 반응하여 홈(30) 내부에 고정됨을 알 수 있다.
이렇게 형성된 바이오칩은 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonanace, SPR)을 이용하여 검출되게 된다. 또한, 친수성 코팅층(40)에 디스펜싱된 단백질 샘플(50)에 검출용 형광 단백질(예를 들어, 스트렙토마이신(streptavidin):Cy3, Cy2,Cy5)을 부착시킨 후에 분석을 수행할 수도 있다.
10:슬라이드 글라스
20:소수성 SAM 코팅층
30:홈
40:친수성 코팅층
50:샘플
60:마스크
61:홀
70:접촉핀
71:삽입부

Claims (20)

  1. 바이오 칩 제작방법에 있어서,
    슬라이드 글라스 일측면 전체에 소수성 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 소수성 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 및
    상기 소수성 코팅층이 제거된 부분에 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수성 코팅층형성 단계는,
    상기 슬라이드 글라스 일면 전체를 균일하게 SAM 처리하여 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 바이오칩 제작방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이 형성단계는,
    제거하고자 하는 소수성 코팅층 부분에 레이저를 주사하여 플라즈마를 발생시켜 소수성 코팅층을 부분적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 바이오칩 제작방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이 형성단계는,
    형성될 상기 어레이 형태와 대응되는 패턴을 구비한 마스크를 이용하여 산소 플라즈마 장치를 통해 상기 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 제작방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 마스크는 상기 소수성 코팅층에 접착시킨 상태에서 플라즈마 처리를 가하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 제작방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마스크는 글리세롤 또는 물을 이용하여 상기 소수성 코팅층에 접착시키는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 제작방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항의 제작방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.
  8. 바이오 칩 제조방법에 있어서,
    슬라이드 글라스 일면 전체에 균일하게 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하여 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계;
    상기 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성시키는 단계; 및
    상기 친수성 코팅층에 친수성 단백질 샘플을 디스펜싱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 친수성 코팅층은 아민 코팅층인 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 아민 코팅층은 APTMS, 아미노 프로필 에톡씨 실렌 또는 APTES 처리에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 디스펜딩 단계에서,
    상기 친수성 샘플은 상기 에레이의 표면 에너지 차이에 의해 상기 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩되는 것을 특징으로 하는 표면 에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 디스펜딩 단계 후에,
    상기 친수성 단백질 상에 검출용 형광 단백질을 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 에너지 차이를 이용한 바이오칩 제작방법.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 제작방법으로 제작되는 것을 특징으로 하는 바이오칩.
  14. 마이크로 어레이를 형성방법에 있어서,
    슬라이드 글라스 일면 전체에 균일하게 SAM 처리를 하여 소수성 SAM 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 단계; 및
    상기 소수성 SAM 코팅층이 제거된 부분에 친수성 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이의 형성방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부분 제거단계는,
    제거하고자 하는 소수성 SAM 코팅층에 레이저를 주사하는 단계;
    주사된 부분에 플라즈마 현상이 발생되는 단계; 및
    상기 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이의 형성방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 부분 제거단계는,
    형성될 상기 마이크로 어레이 형태와 대응되는 패턴을 구비한 마스크를 제작하는 단계;
    상기 마스크를 상기 소수성 SAM 코팅층 상면에 접착시키는 단계; 및
    산소 플라즈마 장치를 통해 플라즈마 현상을 발생시켜 상기 소수성 SAM 코팅층을 부분적으로 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이의 형성방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 친수성 코팅층 형성단계는
    APTMS, 아미노프로필트리톡씨 실렌 또는 APTES 처리에 의해 아민 코팅층을 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 표면에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이의 형성방법.
  18. 친수성 샘플을 디스펜딩하는 방법에 있어서,
    상기 제 14 항의 형성방법에 의해 표면 에너지 차이를 갖는 마이크로 어레이를 형성하는 단계; 및
    상기 친수성 샘플이 상기 표면에너지 차이에 의해 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친수성 단백질 샘플을 디스펜딩하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    끝단에 삽입부를 구비한 접촉핀을 이용하여 상기 친수성 단백질 샘플을 상기 삽입부에 삽입시키는 단계;
    상기 단백질 샘플이 삽입된 상기 접촉핀을 상기 친수성 코팅층에 반-접촉시키는 단계; 및
    상기 접촉핀을 평행하게 이동시켜 상기 친수성 단백질을 상기 친수성 코팅층이 존재하는 부분으로 디스펜딩시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 친수성 단백질 샘플을 디스펜딩하는 방법.
  20. 제 19 항의 디스펜싱 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩.
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