KR20120018688A - 생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서 - Google Patents

생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판; 기판 상부에 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막;을 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제공한다. 본 발명에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 그 표면이 플라즈마 처리 및 리소그래피 공정에 의해 패턴화된 소수성 영역과 친수성 영역으로 개질되기 때문에 생물분자, 특히 단백질을 마이크로 수준의 해상도로 다양하게 패터닝시킬 수 있고 고밀도로 집적시켜 고정화시킬 수 있다. 또한, 플라스마 처리에 의해 개질된 소수성 표면과 친수성 표면은 물 접촉각의 차이가 매우 커서 동일 특성을 띠는 생물분자군, 특히 단백질군을 높은 선택성을 가지고 고정화시킬 수 있다.

Description

생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서{Patterned substrate for immobilizing biomolecule, manufacturing method of the same, and microarray sensor of biochip}
본 발명은 생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비활성기체 분위기 하의 플라즈마 처리에 의해 형성되고 패턴화된 소수성 TEOS 증착막 및 산소를 포함하는 분위기 하의 플라즈마 처리에 의해 형성되고 패턴화된 친수성 TEOS 증착막을 포함하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 관한 것이다.
인간 게놈 프로젝트의 완료와 더불어 최근 인간의 질병의 원인과 치료 개발에 관한 기반연구가 특정 유전자나 단백질의 기능 분석에 국한하지 않고 수많은 유전자 혹은 단백질에 대해 High Throughput System (HTS)을 이용한 동시 분석이 많은 연구자에 의해 수행되고 있다. 이렇게 수많은 유전자 혹은 단백질의 동시분석을 수행하는 학문분야의 대상을 유전체(genome), 단백질체(proteome), 생리체 (Physiome)라 부르고 이들을 연구하는 연구 분야를 유전체학, 단백질체학, 생리체학이라 한다. 이와 같이 다량의 단백질 혹은 유전자에 관한 연구가 HTS 분석법에 의하여 수행됨에 따라 새로운 초고속대량(high-throughput) 분석 방법의 개발이 필요하게 되었고, 이의 중심에 바이오칩이 있다.
바이오칩이란 기재상에 생물분자가 고정되어 있는 생물학적 마이크로 칩을 뜻하며, 기재상에 고정되는 생물분자의 종류에 따라서 DNA칩, 단백질칩, 세포칩 등으로 구분될 수도 있다. 특히, 칩 상에 고정되어 있는 생물분자는 미지시료인 표적 생물분자와 혼성화함으로써 표적 생물분자에 대한 정보를 분석해 낼 수 있도록 하는 역할을 하며, 프로브(probe)라고 불리기도 한다. 유전체를 연구하는 데에 사용되는 DNA 칩은 이미 상용화가 많이 되어 있어, 새로운 DNA칩의 개발에 대한 연구의 필요성이 비교적 적으나, 단백질 칩의 경우 상용화된 예가 매우 적고, 다양한 응용이 이루어질 여지가 매우 커서 이에 대한 연구가 더욱 요구되고 있다. 또한 원천적으로 단백질은 생리활성 기능을 나타내는 다양한 화학 작용기가 있는데 이러한 작용기의 구조를 유지하는 것이 특정 조건에 한정되어있다. 이처럼 단백질은 구조적으로 안정성이 매우 약하기 때문에 단백질칩의 개발 자체가 DNA칩에 비해 매우 까다로우며 따라서 단백질칩의 개발은 매우 느리게 진행되고 있는 실정이다.
바이오칩과 관련되어 개발이 요구되는 기술 분야로는 기재상에 생물분자를 고정화(immobilization) 시키는 기술, 바이오칩상에 고정화된 생물분자와 결합하는 시료를 도입하여 혼성화(hybridization)시키는 기술, 바이오칩에서 얻은 결과를 분석하여 표적 생물분자의 존재 및 종류를 알아내는 검출 기술 등이 있다. 이 중 생물분자의 고정화는 바이오센서, 바이오칩, 랩온어칩과 같은 생체물질의 감지 및 진단을 위한 시스템의 제작에 있어서 필수적이다. 이러한 마이크로디바이스 상에서 생체물질을 분석하기 위해서는 미세한 위치에 따라 생물분자를 선택적으로 고정화시키는 방법이 요구된다.
한편, 단백질칩을 이용하면 단백질-단백질간의 상호관계에 관한 데이터 생성이 가능하며, 신약 개발시 시간 및 비용의 절감효과를 가져올 수 있는데, 한 예로 현재의 유전자를 이용한 치료약 개발보다 걸리는 시간을 비약적으로 단축시킬 수 있다. 또한, 단백질칩은 산업적 수요 뿐 아니라, 질환 진단, 환경 모니터링, 유해성 검진 등 잠재수요도 대단히 크다. 이러한 장점들로 인해 DNA칩보다 더 큰 시장을 형성할 것이라 예상되고 있어 단백질칩에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다. 단백질칩은 크게 마이크로어레이 센서(Microarray sensor)와 과 단백질 결합 분석 장치(Detection system)로 구성된다. 이 중 마이크로어레이 센서는 단백질칩의 핵심부분으로, 단백질칩의 발전 속도를 결정하고 있는 주요 요인이 되고 있는 부분이다. 상기 마이크로어레이 센서는 수십 내지 수백 개의 단백질이 작은 표면에 일정한 배열로 결합된 것인데, 대부분 슬라이드 크기의 유리나 플라스틱을 이용한다. 상기 마이크로어레이 센서에 있어서, 그 핵심기술은 단백질을 마이크로어레이 센서의 기판 표면에 결합시키는 단백질 고정화 기술이다. 단백질 고정화 기술은 특성에 따라 다음과 같이 세 가지로 나뉜다. 첫 번째는 카르복시메틸-덱스트란[CM(carboxymethyl)-dextran]을 이용하여 특정 단백질을 마이크로어레이 센서 기판의 표면에 고정하는 방법으로, 가장 널리 이용되고 있는 방법이다. 그 중 아민(amine)결합이 가장 보편적으로 이용되며, 산성을 띠는 단백질이나 DNA 등을 결합시키기 위한 티올(thiol)결합이나, 아비딘-바이오틴(avidin-biotin)결합이 이용되기도 한다. 두 번째 방법은 다수의 동일 특성을 띠는 단백질군을 결합할 수 있도록 마이크로어레이 센서 기판의 표면을 처리하는 방법인데, 현재 이용 가능한 표면은 친수성 단백질용 표면(hydrophilic surface), 소수성 단백질용 표면(hydrophobic surface), 이온교환용 표면(ion exchange surface), 금속 결합 단백질용 표면(immobilized metal surface) 등을 들 수 있다. 세 번째는 불특정 다수의 단백질을 결합시키는 방법으로, 폴리라이신(polylysine)이나 칼릭스 크라운(calix crown)을 예로 들 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 바이오칩을 제조함에 있어서, 기판상에 생물분자를 고정화시키는 기술이 중요하고, 생물분자의 고정화 방법으로 다양한 방법들이 소개되어 왔다. 기판에 생물분자를 고정함에 있어서, 생물분자의 고정화율이 높아야 함은 물론이고, 원하는 다양한 패턴(바람직하게는 미세패턴)으로 고정되어야 한다. 특히, DNA칩이나 단백질칩 등의 경우에는 생물분자를 가능한 한 마이크로미터 크기(micrometer scale)의 특정된 영역(spot)에 고밀도로 집적시켜 고정화시키는 것이 무엇보다 중요하다. 고밀도로 집적된 경우, 그만큼 유전 정보를 해독할 수 있는 능력이 향상되기 때문이다. 생물분자를 다양한 패턴 및 고밀도로 집적시켜 고정화시키기 위해서는 생물분자 고유의 물리화학적인 특성에 맞게 디바이스상에 고정화되어질 부분의 표면 특성을 선택적으로 개질하는 것이 필요하다.
본 발명의 일 목적은 생물분자, 특히 단백질의 다양한 패턴 구현이 가능하고 생물분자, 특히 단백질을 고밀도로 집적시켜 고정화시킬 수 있는 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 생물분자, 특히 단백질의 다양한 패턴 구현이 가능하고 생물분자, 특히 단백질을 고밀도로 집적시켜 고정화시킬 수 있는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법을 제공하는데에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 바이오칩, 특히 단백질칩의 핵심 요소인 마이크로어레이 센서로서, 생물분자, 특히 단백질이 마이크로미터 수준의 해상도를 갖는 다양한 패턴 및 고밀도로 고정화된 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제공하는데에 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판; 기판 상부에 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막;을 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제공하다. 여기서, 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다. 또한, 상기 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막 또는 상기 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막의 두께는 0.1~1㎛ 인 것이 바람직한데, 이 경우 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 소수성 막과 친수성 막의 높이 차가 크지 않아 2차원 표면 구조를 가진다. 또한, 상기 친수성 막이 형성되지 않은 소수성 막 상부의 영역 또는 소수성 막이 형성되지 않은 친수성 막 상부의 영역은 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴 등 다양한 패턴을 가질 수 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막; 및 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막을 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제공한다. 여기서, 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다. 또한, 상기 기판 상부에 형성된 홈의 깊이는 0.1~100㎛이고, 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막 또는 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막의 두께는 0.1~1㎛ 인 것이 바람직하다. 특히, 상기 기판 상부에 형성된 홈의 깊이가 10~~100㎛인 경우, 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 소수성 막과 친수성 막의 높이 차가 커서 3차원 표면 구조를 가진다.
본 발명에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판에서 상기 친수성 막은 바람직하게는 물 접촉각이 10°이하인 초친수성 막인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 소수성 막은 바람직하게는 물 접촉각이 60°이상인 소수성 막인것을 특징으로 한다. 또한, 플라즈마 처리 과정에서 상기 산소를 포함하는 가스 분위기는 바람직하게는 산소 외에 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 더 포함하는 혼합 가스 분위기인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 상기 소수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계; 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막의 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법을 제공한다. 여기서, 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 기판 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 상기 소수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계; 상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 소수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈 형상의 패턴을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법을 제공한다. 여기서, 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다.
본 발명에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판에서, 상기 식각 마스크는 바람직하게는 감광성 폴리머, 메탈 하드 마스크, 이산화규소, 폴리실리콘 및 질화실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하고, 이때 상기 감광성 폴리머는 포토레지스트(Photoresist, PR)인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 기판 상부에 홈을 형성하기 위한 식각은 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)에 의해 수행되는 것이 바람직한데, 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)을 이용하는 경우 기판 상부에 깊이가 큰 홈을 원활하게 형성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판; 기판 상부에 형성된 소수성 막; 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막; 및 상기 친수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막이 형성되지 않은 소수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제공한다. 여기서, 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막; 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제공한다. 여기서 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있다.
본 발명에 따른 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서, 상기 생물분자는 바람직하게는 단백질, 핵산, 호르몬, 효소 기질, 또는 항원 중 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 이때, 단백질은 소수기를 포함하는 항체인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 그 표면이 플라즈마 처리 및 리소그래피 공정에 의해 패턴화딘 소수성 영역과 친수성 영역으로 개질되기 때문에 생물분자, 특히 단백질을 마이크로 수준의 해상도로 다양하게 패터닝시킬 수 있고 고밀도로 집적시켜 고정화시킬 수 있다. 또한, 플라스마 처리에 의해 개질된 소수성 표면과 친수성 표면은 물 접촉각의 차이가 매우 커서 동일 특성을 띠는 생물분자군, 특히 단백질군을 높은 선택성을 가지고 고정화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 포함하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 이용하면 생물분자, 특히 단백질 고정화의 집적도를 높인 단백질 칩의 제조가 가능하고, 초고속대량분석(high-throughput screening 또는 high-throughput sequencing) 시스템에 적용되어 질병 진단, 신약 개발 등에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 다른 일 예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조 과정을 나타낸 것이다.
도 5는 도 1에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 이용하여 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 사시도이고, 도 6은 도 3에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 이용하여 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 생물분자 고정화용 패턴화 기판 표면의 플라즈마 처리 조건에 따른 물 접촉각의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이고, 도 9는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 사진이며, 도 10은 본 발명의 실시예 3에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이며, 도 11은 본 발명의 실시예 4에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이다.
도 12는 본 발명의 실시예 5에서 제조한 3차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이고, 도 13은 본 발명의 실시예 6에서 제조한 3차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이다.
도 14는 본 발명의 실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 TS2/4 단일클론 항체의 생물 활성을 TS2/4와 결합하는 2차 항체로 검증한 형광 사진이고, 도 15는 실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 TS2/4 단일클론 항체의 생물 활성을 T 세포(특히 T 세포 표면에 존재하는 LFA-1)로 검증한 형광 사진이다.
이하, 본 발명의 바람직한 구체예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 구체예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 일 측면은 생물분자, 특히 단백질의 다양한 패턴 구현이 가능하고 생물분자, 특히 단백질을 고밀도로 집적시켜 고정화시킬 수 있는 생물분자 고정화용 패턴화 기판에 관한 것이고, 본 발명의 다른 측면은 상기 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 사시도이다. 도 1에서 보이는 바와 같이 본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판(100)은 기판(10), 기판 상부에 형성된 소수성 막(20), 및 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막(30)을 포함한다. 이때 소수성 막은 친수성 막의 패턴에 대응된 상태로 패턴화된다.
기판(10)은 실리콘(Si) 웨이퍼, 유리, 석영, 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로 이루어진 고체 기판으로서, 바람직하게는 실리콘 웨이퍼, 또는 유리 기판에서 선택된다.
소수성 막(20)은 물 접촉각이 50°이상(예를 들어, 50~90°)인 박막으로서, 본 발명에서 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이다. 이때, 소수성 TEOS 증착 막은 바람직하게는 물 접촉각이 60°이상(예를 들어 60~90°), 보다 바람직하게는 65°이상(예를 들어 65~80°)인 것을 특징으로 한다. 친수성 막(30)은 물 접촉각이 30°이하인 박막으로서, 물 접촉각이 10° 이하인 초친수성 막을 포함하는 개념이다. 본 발명에서 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막이다. 이때, 친수성 TEOS 증착 막은 바람직하게는 물 접촉각이 10°이하(예를 들어 1~10°)인 초친수성 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 소수성 막 및 친수성 막은 플라즈마 처리에 의해 형성된다. 플라즈마(plasma)란 전기적으로 중성인 기체분자가 전기에너지 또는 열에너지를 흡수하여 이온과 전자로 분리되어 있는 상태를 말한다. 현재 플라즈마를 이용하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 반도체 공정에서 플라즈마 식각(plasma etching) 및 화학기상증착(PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition), 금속이나 고분자의 표면처리, 인조 다이아몬드 등의 신물질의 합성, 플라즈마디스플레이(PDP: plasma display panel) 및 환경 정화 기술 등 그 응용분야가 점점 더 확대되고 있다. 본 발명에서 소수성 TEOS 증착 막 및 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 저압 플라즈마 처리, 또는 대기압 플라즈마 처리 등을 사용할 수 있다. 이때 소수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 행해지며, 바람직하게는 헬륨, 네온, 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 행해진다. 한편, 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 산소를 포함하는 가스 분위기에서 행해지며, 바람직하게는 산소 외에 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 더 포함하는 혼합 가스 분위기에서 행해진다. 산소 존재하에서 플라즈마 처리를 하는 경우 산소 이온은 TEOS에 존재하는 -CH2CH3 및 Si-O 결합을 공격하여 OH기를 형성하고, TEOS 증착 막의 표면 특성을 친수성으로 개질시키는 것으로 판단된다. 이때, 산소와 비활성 기체의 혼합 가스 분위기하에서 플라즈마 처리를 하는 경우 TEOS 증착 막의 친수성으로의 개질 정도를 보다 안정적이고 미세하게 제어할 수 있다. 또한, 소수성 TEOS 증착 막 및 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리의 공정 조건을 살펴보면, RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 그 범위가 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 약 50~900W, 바람직하게는 150~450W이다. 이때 발생되는 RF(radio frequency) 주파수 범위도 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 약 30KHz~20MHz, 바람직하게는 500kHZ~15MHz이다.
본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판(100)에서 소수성 막 및 친수성 막의 두꼐는 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 수십 ㎚에서 수백 ㎛의 범위를 가지며, 특히 도 1에서 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막은 두께가 0.1~1 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막은 두께가 0.1~1 ㎛ 인 경우, 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 실질적으로 2차원의 표면 구조를 가지게 된다.
또한, 도 1에서 친수성 막이 형성되지 않은 소수성 막 상부의 영역은 친수성 막의 패턴에 대응되는 다양한 패턴을 가지게 되는데, 이때 소수성 막의 패턴은 그 형상이 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴 등이 있다.
도 2는 도 1에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조 과정을 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법은 기판(10) 상부에 소수성 막(20)을 형성하는 단계(S10); 상기 소수성 막 상부에 식각 마스크(25)를 배치하고 패터닝 시키는 단계(S20); 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막의 상부에 친수성 막(30)을 형성하는 단계(S30); 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계(S40);를 포함한다. 이때, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법에서 식각 마스크의 재질은 크게 제한되지 않으며, 바람직하게는 감광성 폴리머, 메탈 하드 마스크, 이산화규소, 폴리실리콘 및 질화실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지고, 보다 바람직하게는 감광성 폴리머, 특히, 포토레지스트(Photoresist, PR)로 이루어진다. 식각 마스크의 재질로 포토레지스트를 이용하는 경우 광리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 쉽게 식각 마스크를 패터닝 시킬 수 있다. 본 발명에서 식각 마스크는 그 하부에 위치하는 소수성 막(또는 후술하는 제2 구체예에서는 친수성 막)을 식각 등의 공정으로부터 보호하는 역할을 하며, 식각 마스크 하부에 위치하는 소수성 막(또는 후술하는 제2 구체예에서는 친수성 막)은 식각 마스크와 동일한 형상으로 패터닝된다. 식각 마스크의 패턴은 그 형상이 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴 등이 있다.
본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법에서 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막의 제거(S40)는 통상적인 포토레지스트 스트립퍼(photoresist stripper)를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 제2 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 도 1에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 소수성 막이 친수성 막으로, 친수성 막이 소수성 막으로 상호 교환된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제2 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 기판; 기판 상부에 형성된 친수성 막; 및 상기 친수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막;을 포함한다. 또한, 본 발명의 제2 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법은 기판 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 상기 친수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계; 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 패터닝에 의해 노출된 친수성 막의 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 소수성 막을 제거하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 제2 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 그 제조방법에서 소수성 막의 형성방법과 특징, 친수성 막의 형성방법과 특징, 식각 마스크의 패터닝 및 제거에 관한 사항은 본 발명의 제1 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 그 제조방법과 동일하다.
도 3은 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 사시도이다. 도 3에서 보이는 바와 같이 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판(200)은 상부의 소정 영역이 홈(111) 형상으로 패턴화된 기판(110), 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막(120), 및 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막(130)을 포함한다. 이때 기판의 홈이 형성되지 않은 상부 영역은 홈의 패턴에 대응된 상태로 패턴화된다.
기판(110)은 실리콘(Si) 웨이퍼, 유리, 석영, 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로 이루어진 고체 기판으로서, 바람직하게는 실리콘 웨이퍼, 또는 유리 기판에서 선택된다. 기판은 그 상부의 소정 영역이 홈을 형성하면서 패턴화된다.
소수성 막(120)은 물 접촉각이 50°이상(예를 들어, 50~90°)인 박막으로서, 본 발명에서 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이다. 이때, 소수성 TEOS 증착 막은 바람직하게는 물 접촉각이 60°이상(예를 들어 60~90°), 보다 바람직하게는 65°이상(예를 들어 65~80°)인 것을 특징으로 한다. 친수성 막(130)은 물 접촉각이 30°이하인 박막으로서, 물 접촉각이 10°이하인 초친수성 막을 포함하는 개념이다. 본 발명에서 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막이다. 이때, 친수성 TEOS 증착 막은 바람직하게는 물 접촉각이 10° 이하(예를 들어 1~10°)인 초친수성 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 소수성 막 및 친수성 막은 플라즈마 처리에 의해 형성된다. 플라즈마(plasma)란 전기적으로 중성인 기체분자가 전기에너지 또는 열에너지를 흡수하여 이온과 전자로 분리되어 있는 상태를 말한다. 현재 플라즈마를 이용하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 반도체 공정에서 플라즈마 식각(plasma etching) 및 화학기상증착(PECVD: plasma enhanced chemical vapor deposition), 금속이나 고분자의 표면처리, 인조 다이아몬드 등의 신물질의 합성, 플라즈마디스플레이(PDP: plasma display panel) 및 환경 정화 기술 등 그 응용분야가 점점 더 확대되고 있다. 본 발명에서 소수성 TEOS 증착 막 및 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 저압 플라즈마 처리, 또는 대기압 플라즈마 처리 등을 사용할 수 있다. 이때 소수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 행해지며, 바람직하게는 헬륨, 네온, 및 아르곤으로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 행해진다. 한편, 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리는 산소를 포함하는 가스 분위기에서 행해지며, 바람직하게는 산소 외에 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 더 포함하는 혼합 가스 분위기에서 행해진다. 산소 존재하에서 플라즈마 처리를 하는 경우 산소 이온은 TEOS에 존재하는 -CH2CH3 및 Si-O 결합을 공격하여 OH기를 형성하고, TEOS 증착 막의 표면 특성을 친수성으로 개질시키는 것으로 판단된다. 이때, 산소와 비활성 기체의 혼합 가스 분위기하에서 플라즈마 처리를 하는 경우 TEOS 증착 막의 친수성으로의 개질 정도를 보다 안정적이고 미세하게 제어할 수 있다. 또한, 소수성 TEOS 증착 막 및 친수성 TEOS 증착 막을 형성하기 위해 사용하는 플라즈마 처리의 공정 조건을 살펴보면, RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 그 범위가 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 약 50~900W, 바람직하게는 150~450W이다. 이때 발생되는 RF(radio frequency) 주파수 범위도 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 약 30KHz~20MHz, 바람직하게는 500kHZ~15MHz이다.
본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판(100)에서 소수성 막 및 친수성 막의 두꼐는 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 수십 ㎚에서 수백 ㎛의 범위를 가지며, 바람직하게는 수 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1~1㎛이다. 또한, 기판 상부에 형성된 홈의 깊이는 0.1~100㎛인 것이 바람직하다. 특히 기판 상부에 형성된 홈의 깊이가 10~100㎛이고, 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막(또는 후술하는 제4 구체예에서는 친수성 막)의 두께는 0.1~1㎛ 인 경우 기판의 홈이 형성된 상부 표면을 기준으로 소수성 막과 친수성 막 간에는 약 10~100㎛의 단차가 발생하고, 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 실질적으로 3차원의 표면 구조를 가지게 된다.
또한, 도 3에서 기판의 홈이 형성되지 않은 상부 영역은 기판의 홈이 형성된 상부 영역의 패턴에 대응되는 다양한 패턴을 가지게 되며, 이때 소수성 막은 기판의 홈이 형성된 상부 영역의 패턴과 동일한 패턴을 가진다. 기판의 홈이 형성되지 않은 상부 영역의 패턴(또는 소수성 막의 패턴)은 그 형상이 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴 등이 있다.
도 4는 도 3에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조 과정을 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법은 기판(110) 상부에 소수성 막(120)을 형성하는 단계(S110); 상기 소수성 막 상부에 식각 마스크(125)를 배치하고 패터닝 시키는 단계(S120); 상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 소수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈(111) 형상의 패턴을 형성하는 단계(S130); 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 친수성 막(130)을 형성하는 단계(S140); 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계(S150);를 포함한다. 이때, 상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법에서 식각 마스크의 재질은 크게 제한되지 않으며, 바람직하게는 감광성 폴리머, 메탈 하드 마스크, 이산화규소, 폴리실리콘 및 질화실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어지고, 보다 바람직하게는 감광성 폴리머, 특히, 포토레지스트(Photoresist, PR)로 이루어진다. 식각 마스크의 재질로 포토레지스트를 이용하는 경우 광리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 쉽게 식각 마스크를 패터닝 시킬 수 있다. 본 발명에서 식각 마스크는 그 하부에 위치하는 소수성 막(또는 후술하는 제4 구체예에서는 친수성 막)을 식각 등의 공정으로부터 보호하는 역할을 하며, 식각 마스크 하부에 위치하는 소수성 막(또는 후술하는 제2 구체예에서는 친수성 막)은 식각 마스크와 동일한 형상으로 패터닝된다. 식각 마스크의 패턴은 그 형상이 크게 제한되지 않으며, 구체적으로 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴 등이 있다.
본 발명에 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법 중 패터닝에 의해 노출된 소수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 소수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈(111) 형상의 패턴을 형성하는 단계(S130)에서 식각은 통상의 건식 식각법, 또는 습식 식각법 등에 의해 수행될 수 있으며, 이중 건식 식각법, 특히 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)에 의해 수행되는 것이 보다 바람직하다. 또한, 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)에 의해 기판 상부에 형성된 홈의 깊이는 0.1~100㎛인 것이 바람직하다.
본 발명에 제3 구체예에 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법에서 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막의 제거(S150)는 통상적인 포토레지스트 스트립퍼(photoresist stripper)를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 제4 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 도 3에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 소수성 막이 친수성 막으로, 친수성 막이 소수성 막으로 상호 교환된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판은 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 친수성 막; 및 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막을 포함한다. 또한, 본 발명의 제4 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법은 기판 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 상기 친수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계; 상기 패터닝에 의해 노출된 친수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 친수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈 형상의 패턴을 형성하는 단계; 상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 및 상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 소수성 막을 제거하는 단계;를 포함한다. 본 발명의 제4 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 그 제조방법에서 소수성 막의 형성방법과 특징, 친수성 막의 형성방법과 특징, 식각 마스크의 패터닝 및 제거, 기판 상부에 특정 패턴으로 형성된 홈 및 그 형성방법에 관한 사항은 본 발명의 제3 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 그 제조방법과 동일하다.
본 발명의 또 다른 측면은 바이오칩, 특히 단백질칩의 핵심 요소인 마이크로어레이 센서로서, 생물분자, 특히 단백질이 마이크로미터 수준의 해상도를 갖는 다양한 패턴 및 고밀도로 고정화된 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 관한 것이다. 도 5는 도 1에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 이용하여 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 사시도이고, 도 6은 도 3에 도시된 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 이용하여 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 사시도이다. 도 5 내지 도 6에서 보이는 바와 같이 본 발명에 따른 바이오칩용 마이크로어레이 센서는 전술은 본 발명의 제1 구체예 내지 제4 구체예에 따른 생물분자 고정화용 패턴화 기판 중 패턴화된 소수성 막 또는 친수성 막 표면에 생물분자를 특정 패턴으로 고정화시킨 것이다.
도 5에 도시된 바이오칩용 마이크로어레이 센서(300)는 기판(210); 기판 상부에 형성된 소수성 막(220); 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막(230); 및 상기 소수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자(240)를 포함한다. 한편, 도 5에 도시된 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서와 달리 생물분자가 주로 친수성을 띄고 있는 분자이면 소수성 막 대신 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성할 수도 있고, 이 경우 친수성 막과 친수성 생물분자와의 결합을 위해 칼릭스 크라운(calix crown) 유도체와 같은 고정화 링커를 삽입할 수도 있다. 다만, 생물분자는 소수성막에 고정화되어 패턴을 형성하는 것이 바람직한데, 이때 생물분자는 소수성 상호 결합과 같은 물리적인 흡착을 통해 고정화된다.
본 발명에 따른 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서 소수성 막의 상부 또는 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자는 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 단백질(주로 효소나 항체), 핵산, 호르몬, 효소 기질, 항원, 다당류, 지질, 박테리아, 효모, 진균, 바이러스 등이 있으며, 바람직하게는 단백질, 핵산, 호르몬, 효소 기질, 또는 항원에서 선택될 수 있고, 단백질은 소수기를 포함하는 것이 보다 바람직하며, 소수기를 포함하는 항체인 것이 특히 바람직하다. 단백질의 소수기는 일반적으로 소수성 아미노산으로 이루어지는데, 소수성 아미노산에는 알라닌, 이소류신, 류신, 메티오니, 페닐알라닌, 트립토판, 티로신, 발신 등이 있다. 단백질의 3차 구조는 접힙(fold)에 의해 내부에 소수성 코어를 가지는데, 단백질이 소수성 막의 표면에 노출되는 경우 내부의 소수성 코어가 풀리면서 소수성 상호 결합과 같은 물리적인 흡착을 통해 고정화되는 것으로 판단된다.
또한, 도 5에 도시된 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있고, 이때 바이오칩용 마이크로어레이 센서는 기판; 기판 상부에 형성된 친수성 막; 상기 친수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 소수성 막이 형성되지 않은 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함한다.
본 발명에 따른 바이오칩용 마이크로어레이 센서(400)는 도 6에 도시된 바와 같이 상부의 소정 영역이 홈(311) 형상으로 패턴화된 기판(310); 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막(320); 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막(330); 및 상기 소수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자(340);를 포함한다. 한편, 도 6에 도시된 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서와 달리 생물분자가 주로 친수성을 띄고 있는 분자이면 소수성 막 대신 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성할 수도 있고, 이 경우 친수성 막과 친수성 생물분자와의 결합을 위해 칼릭스 크라운(calix crown) 유도체와 같은 고정화 링커를 삽입할 수도 있다.
또한, 도 6에 도시된 바이오칩용 마이크로어레이 센서에서 소수성 막은 친수성 막으로, 친수성 막은 소수성 막으로 상호 교환될 수 있고, 이때 바이오칩용 마이크로어레이 센서는 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 친수성 막; 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
1. 2차원 표면 구조의 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 바이오칩용 마이크 로어레이 센서의 제조
실시예 1.
기판으로 실리콘 웨이퍼를 증착용 대기압 플라즈마 장치(IDP 1000, APP 주식회사, 한국)의 스테이지에 안착시키고, 반응 챔버에서 플라즈마로 처리하여 기판 표면에 약 200㎚ 두께의 소수성 TEOS 증착 막을 형성하였다. 이때, 플라즈마 처리의 공정 조건을 구체적으로 살펴보면, 운반 가스로는 초순도 헬륨을 사용하였고, 유량은 15 slm(standard liter per minute)이었다. 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)는 아르곤 버블러(Ar bubbler)에 의해 기화된 상태로 반응 챔버에 공급되었고, 유량은 1 slm(standard liter per minute)이었다. RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 200W 이었다. 기판과 플라즈마 발생 헤드의 간격은 1.5㎜ 이었고, 기판이 안착된 스테이지가 20 ㎜/sec 속도로 플라즈마 발생 헤드를 통과하면서 기판 표면에 막이 증착되었고, 기판이 안착된 스테이지가 플라즈마 발생 헤드를 25회 통과하였을 때 플라즈마 처리를 종료하였다.
이후 기판의 소수성 막 위에 식각 마스크로 포토레지스트 AZ6612를 스핀코팅 하고, 4㎛의 폭을 가진 라인들로 패턴화된 광 마스크 및 노광, 현상 등과 같은 일련의 광리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 소수성 막 위에 포토레지스트를 패터닝 시켰다. 패터닝된 포토레지스트는 4㎛의 폭을 가진 라인들이 일정 간격으로 배열된 형상이다.
이후, 패터닝된 포토레지스트의 상부면 및 포토레지스트가 패터닝되지 않아 외부로 노출된 소수성 TEOS 증착막 위에 대기압 플라즈마 장치를 이용하여 약 200㎚ 두께의 친수성 TEOS 증착 막을 형성하였다. 이때, 플라즈마 처리의 공정 조건을 구체적으로 살펴보면, 운반 가스로는 초순도 헬륨을 사용하였고, 유량은 15 slm(standard liter per minute)이었다. 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)는 아르곤 버블러(Ar bubbler)에 의해 기화된 상태로 반응 챔버에 공급되었고, 유량은 1 slm(standard liter per minute)이었다. 또한, 반응 가스로 산소를 사용하였고 유량은 100 sscm(standard cubic centimeter pre minute)이었다. RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 200W 이었다. 기판과 플라즈마 발생 헤드의 간격은 1.5㎜ 이었고, 기판이 안착된 스테이지가 20 ㎜/sec 속도로 플라즈마 발생 헤드를 통과하면서 기판 표면에 막이 증착되었고, 기판이 안착된 스테이지가 플라즈마 발생 헤드를 20회 통과하였을 때 플라즈마 처리를 종료하였다.
이후, 포토레지스트 스트립퍼(photoresist stripper)를 사용하여 패터닝된 포토레지스트 및 그 위에 형성된 친수성 TEOS 증착막을 제거하여(Lift-off 공정) 표면에 패턴화된 소수성 영역과 친수성 영역을 가지는 2차원 표면 구조의 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제조하였다.
이후 제조된 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 단백질을 고정화시켰다. 형광 염료인 로다민(rhodamine)으로 라벨링된 anti-Rabbit IgG 2차 항체(ab7087, ABCAM사)의 농도가 50㎍/㎖인 단백질 용액을 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 2시간 동안 37℃에서 배양시키고, 탈이온화된 물로 세척한 후, 질소 가스로 건조시켜 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
실시예 2.
4㎛의 직경을 가진 서클(circle)들로 패턴화된 광 마스크를 사용하여 포토레지스트를 패터닝 시키고, 패터닝된 포토레지스트가 4㎛의 직경을 가진 서클(circle)들이 일정 간격으로 배열된 형상을 가지는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
실시예 3.
200㎛의 직경을 가진 서클(circle)들로 패턴화된 광 마스크를 사용하여 포토레지스트를 패터닝 시키고, 패터닝된 포토레지스트가 200㎛의 직경을 가진 서클(circle)들이 일정 간격으로 배열된 형상을 가지는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제조하였다.
이후 제조된 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 단백질을 고정화시켰다. 형광 염료인 Cy3로 라벨링된 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체(TS2/4 단일클론 항체는 T 세포의 표면 결합 단백질인 LFA-1의 알파서브유닛에 결합하는 항체로서, Celltech Limited, England 로부터 입수가 가능하며, 본 실험에서는 광주 과학 기술원이 보유하고 있는 것을 사용함)의 농도가 50㎍/㎖인 단백질 용액을 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 2시간 동안 37℃에서 배양시키고, 탈이온화된 물로 세척한 후, 질소 가스로 건조시켜 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
실시예 4.
5㎛의 폭을 가진 라인의 허니컴(Honyecomb) 형상으로 패턴화된 광 마스크를 사용하여 포토레지스트를 패터닝 시키고, 패터닝된 포토레지스트가 5㎛의 폭을 가진 라인의 허니컴(Honyecomb) 형상을 가지는 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 조건으로 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
2. 3차원 표면 구조의 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 제조
실시예 5.
기판으로 실리콘 웨이퍼를 증착용 대기압 플라즈마 장치(IDP 1000, APP 주식회사, 한국)의 스테이지에 안착시키고, 반응 챔버에서 플라즈마로 처리하여 기판 표면에 약 200㎚ 두께의 소수성 TEOS 증착 막을 형성하였다. 이때, 플라즈마 처리의 공정 조건을 구체적으로 살펴보면, 운반 가스로는 초순도 헬륨을 사용하였고, 유량은 15 slm(standard liter per minute)이었다. 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)는 아르곤 버블러(Ar bubbler)에 의해 기화된 상태로 반응 챔버에 공급되었고, 유량은 1 slm(standard liter per minute)이었다. RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 200W 이었다. 기판과 플라즈마 발생 헤드의 간격은 1.5㎜ 이었고, 기판이 안착된 스테이지가 20 ㎜/sec 속도로 플라즈마 발생 헤드를 통과하면서 기판 표면에 막이 증착되었고, 기판이 안착된 스테이지가 플라즈마 발생 헤드를 25회 통과하였을 때 플라즈마 처리를 종료하였다.
이후 기판의 소수성 막 위에 식각 마스크로 포토레지스트 AZ6612를 스핀코팅 하고, 200㎛의 직경을 가진 서클(circle)들로 패턴화된 광 마스크 및 노광, 현상 등과 같은 일련의 광리소그래피(Photolithography) 공정을 이용하여 소수성 막 위에 포토레지스트를 패터닝 시켰다. 패터닝된 포토레지스트는 200㎛의 직경을 가진 서클(circle)들이 일정 간격으로 배열된 형상이다.
이후, 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)으로 포토레지스트가 패터닝되지 않아 외부로 노출된 소수성 TEOS 증착막 및 그와 맞닿은 기판의 상부 영역을 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈 형상으로 패턴을 형성하였다. 이때 홈의 깊이는 본래 기판 상부면을 기준으로 12㎛이었다.
이후, 패터닝된 포토레지스트의 상부면 및 기판의 홈이 형성된 상부의 소정 영역에 대기압 플라즈마 장치를 이용하여 약 200㎚ 두께의 친수성 TEOS 증착 막을 형성하였다. 이때, 플라즈마 처리의 공정 조건을 구체적으로 살펴보면, 운반 가스로는 초순도 헬륨을 사용하였고, 유량은 15 slm(standard liter per minute)이었다. 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)는 아르곤 버블러(Ar bubbler)에 의해 기화된 상태로 반응 챔버에 공급되었고, 유량은 1 slm(standard liter per minute)이었다. 또한, 반응 가스로 산소를 사용하였고 유량은 100 sscm(standard cubic centimeter pre minute)이었다. RF(radio frequency) 발생을 위한 인가 전력은 200W 이었다. 기판과 플라즈마 발생 헤드의 간격은 1.5㎜ 이었고, 기판이 안착된 스테이지가 20 ㎜/sec 속도로 플라즈마 발생 헤드를 통과하면서 기판 표면에 막이 증착되었고, 기판이 안착된 스테이지가 플라즈마 발생 헤드를 20회 통과하였을 때 플라즈마 처리를 종료하였다.
이후, 포토레지스트 스트립퍼(photoresist stripper)를 사용하여 패터닝된 포토레지스트 및 그 위에 형성된 친수성으로 개질된 TEOS 증착막을 제거하여(Lift-off 공정) 표면에 패턴화된 소수성 영역과 친수성 영역을 가지고 소수성 영역과 친수성 영역의 높이 차에 의해 3차원 표면 구조를 가지는 생물분자 고정화용 패턴화 기판을 제조하였다.
이후 제조된 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 단백질을 고정화시켰다. 형광 염료인 Cy3로 라벨링된 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체(TS2/4 단일클론 항체는 T 세포의 표면 결합 단백질인 LFA-1의 알파서브유닛에 결합하는 항체로서, Celltech Limited, England 로부터 입수가 가능하며, 본 실험에서는 광주 과학 기술원이 보유하고 있는 것을 사용함)의 농도가 50㎍/㎖인 단백질 용액을 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 2시간 동안 37℃에서 배양시키고, 탈이온화된 물로 세척한 후, 질소 가스로 건조시켜 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
실시예 6.
5㎛의 폭을 가진 라인들로 패턴화된 광 마스크를 사용하여 포토레지스트를 패터닝 시키고, 패터닝된 포토레지스트가 5㎛의 폭을 가진 라인들이 일정 간격으로 배열된 형상을 가지는 점을 제외하고는 실시예 5와 동일한 조건으로 생물분자 고정화용 패턴화 기판 및 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
실시예 7.
실시예 5에서 제조한 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체(TS2/4 단일클론 항체는 T 세포의 표면 결합 단백질인 LFA-1의 알파서브유닛에 결합하는 항체로서, Celltech Limited, England 로부터 입수가 가능하며, 본 실험에서는 광주 과학 기술원이 보유하고 있는 것을 사용함)의 농도가 50㎍/㎖인 단백질 용액을 생물분자 고정화용 패턴화 기판상에 2시간 동안 37℃에서 배양시키고, 탈이온화된 물로 세척한 후, 질소 가스로 건조시켜 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 제조하였다.
3. 플라즈마 처리에 의해 개질된 TEOS 증착 막의 특성 분석
플라스마 처리에 의해 형성된 TEOS 증착 막의 소수성 정도, 또는 친수성 정도를 알아보기 위하여 정적 세실 적하법(static sessile drop method)으로 물 접촉각을 측정하였다. 플라즈마 처리에 의해 형성된 TEOS 증착 막 표면에 물방울을 적하시키고, 물방울이 퍼지는 정도를 측정하는 막 표면의 친수성 정도를 판단하였다. 일반적으로 막 표면의 친수성 정도가 클수록 물방울이 널리 퍼져서 물 접촉각이 더 작아지며, 물 접촉각이 약 50° 미만일 경우 친수성을 띄는 것으로 본다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 생물분자 고정화용 패턴화 기판 표면의 플라즈마 처리 조건에 따른 물 접촉각의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 7에서 보이는 바와 같이 표면이 무처리된 실리콘 웨이퍼(도 7에서 플라즈마 처리 회수가 0인 경우임)의 물 접촉각은 16.6°로 친수성을 보였고, 산소를 포함하는 가스 분위기에서 플라즈마 처리되어 형성된 TEOS 증착 막의 물 접촉각이 약 5°로 초친수성(Superhydrophilic)을 보였으며, 비활성기체만을 포함하는 가스 분위기에서 플라즈마 처리되어 형성된 TEOS 증착막의 물 접촉각은 약 71°로 소수성을 보였다. 기판이 안착된 스테이지의 플라즈마 발생 헤드 통과 횟수, 즉 플라즈마 처리 횟수에 따른 표면 개질 정도를 살펴보면, 산소를 포함하는 가스 분위기와 비활성기체만을 포함하는 가스 분위기 모두에서 플라즈마 처리 횟수가 약 10회 이상일 때 표면 개질 정도는 포화에 이르렀다.
상기의 결과로부터 실시예 1 내지 6에서 제조한 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 표면에는 패턴화된 소수성 영역과 친수성 영역이 존재함을 알 수 있다.
4. 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 특성 분석
(1) 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 단백질 고정화 여부 및 패턴 분석
실시예 1 내지 6에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서의 표면을 형광 현미경으로 분석하여 형광 이미지를 얻었다. 도 8은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이고, 도 9는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이며, 도 10은 본 발명의 실시예 3에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이며, 도 11은 본 발명의 실시예 4에서 제조한 2차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이다. 또한, 도 12는 본 발명의 실시예 5에서 제조한 3차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이고, 도 13은 본 발명의 실시예 6에서 제조한 3차원 표면 구조의 바이오칩용 마이크로어레이 센서를 형광 현미경으로 분석한 사진이다.
도 8 내지 도 13에서 보이는 바와 같이 단백질은 소수성으로 개질된 TEOS 증착막의 패턴과 동일한 패턴으로, 마이크로 수준의 해상도 및 높은 집적도를 보이며 고정화되었다. 상기의 결과로부터 본 발명의 실시예에서 사용된 단백질은 소수성 표면과의 상호결합과 같은 물리적인 흡착을 통해 고정화됨을 알 수 있다.
(2) 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 단백질의 생물 활성(bioactivity) 검증
실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 TS2/4 단일클론 항체의 생물 활성을 검증하기 위하여 TS2/4와 결합하는 2차 항체 및 T 세포를 이용하였다.
실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로 어레이 센서 표면상에 형광 염료인 FITC(Fluorescein isothiocyanate)로 라벨링되고 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체와 특이적으로 결합하는 2차 항체(Celltech Limited, England 로부터 입수가 가능하며, 본 실험에서는 광주 과학 기술원이 보유하고 있는 것을 사용함)를 배양시키고, PBS 버퍼로 세척하였다. 이후 녹색 필터를 이용하여 형광 이미지를 얻고, 이를 통해 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체가 그의 2차 항체와 실제로 결합하는지 여부를 알아보았다.
또한, 실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로 어레이 센서 표면상에 형광 염료인 Cy3로 라벨된 T 세포(T 세포 표면에 존재하는 단밸질인 LFA-1의 알파서브유닛은 TS2/4 단일클론 항체와 특이적으로 결합함)를 배양시키고, PBS 버퍼로 세척하였다. 이후 오랜지색 필터를 이용하여 형광 이미지를 얻고, 이를 통해 마우스 유래 TS2/4 단일클론 항체가 LFA-1의 알파서브유닛과 결합하는지 여부를 알아보았다.
도 14는 본 발명의 실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 TS2/4 단일클론 항체의 생물 활성을 TS2/4와 결합하는 2차 항체로 검증한 형광 사진이고, 도 15는 실시예 7에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 TS2/4 단일클론 항체의 생물 활성을 T 세포(특히 T 세포 표면에 존재하는 LFA-1)로 검증한 형광 사진이다. 도 15 내지 도 16에서 보이는 바와 같이 2차 항체 및 T 세포는 고정화된 TS2/4 단일클론 항체와 결합하여 동일한 패턴의 형광 이미지를 제공하였고, 이로부터 본 발명의 실시예에서 제조한 바이오칩용 마이크로어레이 센서에 고정화된 단백질의 생물 활성이 유지됨을 알 수 있다.
이제까지 본 발명을 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 110, 210, 310 : 기판 25, 125 : 패터닝된 식각 마스크 111, 311 : 홈 20, 120, 220, 320 : 소수성 TEOS 증착막 30, 130, 230, 330 : 친수성 TEOS 증착막

Claims (28)

  1. 기판; 기판 상부에 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막;을 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  2. 기판; 기판 상부에 형성된 친수성 막; 및 상기 친수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막;을 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  3. 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막; 및 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막을 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  4. 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 친수성 막; 및 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막을 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 물 접촉각이 10°이하인 초친수성 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 소수성 막은 물 접촉각이 60°이상인 소수성 막인것을 특징으로 하는 바이오칩용 패턴화 기판.
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산소를 포함하는 가스 분위기는 산소 외에 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 더 포함하는 혼합 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막 또는 상기 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막의 두께는 0.1~1㎛ 인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 친수성 막이 형성되지 않은 소수성 막 상부의 영역 또는 소수성 막이 형성되지 않은 친수성 막 상부의 영역은 일정 간격으로 배열된 라인 형상의 패턴, 일정 간격으로 배열된 서클(circle) 형태의 패턴, 또는 허니컴 형상의 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  10. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 기판 상부에 형성된 홈의 깊이는 0.1~100㎛이고, 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막 또는 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막의 두께는 0.1~1㎛ 인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판.
  11. 기판 상부에 소수성 막을 형성하는 단계;
    상기 소수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계;
    상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막의 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 및
    상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  12. 기판 상부에 친수성 막을 형성하는 단계;
    상기 친수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계;
    상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 패터닝에 의해 노출된 친수성 막의 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 및
    상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 소수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  13. 기판 상부에 소수성 막을 형성하는 단계;
    상기 소수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계;
    상기 패터닝에 의해 노출된 소수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 소수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈 형상의 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 친수성 막을 형성하는 단계; 및
    상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 친수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  14. 기판 상부에 친수성 막을 형성하는 단계;
    상기 친수성 막 상부에 식각 마스크를 배치하고 패터닝 시키는 단계;
    상기 패터닝에 의해 노출된 친수성 막 및 패터닝에 의해 노출된 친수성 막과 같은 영역의 기판 상부를 식각하여 기판 상부의 소정 영역에 홈 형상의 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패터닝된 식각 마스크의 상부 및 상기 기판의 홈이 형성된 상부에 소수성 막을 형성하는 단계; 및
    상기 패터닝된 식각 마스크 및 그 상부에 형성된 소수성 막을 제거하는 단계;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  15. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 물 접촉각이 10°이하인 초친수성 막인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 소수성 막은 물 접촉각이 60°이상인 소수성 막인것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  17. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산소를 포함하는 가스 분위기는 산소 외에 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 더 포함하는 혼합 가스 분위기인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  18. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식각 마스크는 감광성 폴리머, 메탈 하드 마스크, 이산화규소, 폴리실리콘 및 질화실리콘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 감광성 폴리머는 포토레지스트(Photoresist, PR)인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  20. 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 기판 상부에 홈을 형성하기 위한 식각은 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)에 의해 수행되고, 상기 디프 반응성 이온 에칭법(Deep reactive-ion etching, DRIE)에 의해 기판 상부에 형성된 홈의 깊이는 0.1~100㎛인 것을 특징으로 하는 생물분자 고정화용 패턴화 기판의 제조방법.
  21. 기판; 기판 상부에 형성된 소수성 막; 상기 소수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 친수성 막; 및 상기 친수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막이 형성되지 않은 소수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  22. 기판; 기판 상부에 형성된 친수성 막; 상기 친수성 막 상부의 소정 영역에 양각 구조물로 패턴화되어 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 소수성 막이 형성되지 않은 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  23. 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 소수성 막; 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 친수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  24. 상부의 소정 영역이 홈 형상으로 패턴화된 기판; 기판의 홈이 형성되지 않은 상부에 형성된 친수성 막; 기판의 홈이 형성된 상부에 형성된 소수성 막; 및 상기 소수성 막의 상부 또는 상기 친수성 막의 상부에 선택적으로 고정화되어 패턴을 형성하는 생물분자;를 포함하고,
    상기 소수성 막은 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 제논, 라돈, 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 비활성기체를 포함하고 산소를 포함하지 않는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 소수성 TEOS 증착 막이고, 상기 친수성 막은 산소를 포함하는 가스 분위기에서 테트라에틸 오르쏘실리케리트(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)를 플라즈마로 처리하여 형성된 친수성 TEOS 증착 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  25. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 친수성 막은 물 접촉각이 10°이하인 초친수성 막인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 소수성 막은 물 접촉각이 60°이상인 소수성 막인것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  27. 제 21항 내지 제 24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물분자는 단백질, 핵산, 호르몬, 효소 기질, 또는 항원 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 단백질은 소수기를 포함하는 항체인 것을 특징으로 하는 바이오칩용 마이크로어레이 센서.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104357917A (zh) * 2014-09-24 2015-02-18 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种用于微阵列生物芯片的载体、其制备方法及微阵列生物芯片
WO2016076506A1 (ko) * 2014-11-12 2016-05-19 가천대학교 산학협력단 마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 마이크로 어레이 기판 제조 장치
KR20180009983A (ko) * 2016-07-20 2018-01-30 세종공업 주식회사 친수성과 소수성이 겸비된 표면체 및 그 제조방법
CN115449780A (zh) * 2022-08-17 2022-12-09 安徽工业大学 一种等离子体射流快速制备亲疏水微流道的装置与方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103482564A (zh) * 2013-08-27 2014-01-01 西安交通大学 基于纳米粒子掩膜刻蚀的图形化亲疏复合表面制备工艺

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001066239A (ja) 1999-08-30 2001-03-16 Seiko Instruments Inc 試料観察用プレート、試料調整方法および試料観察装置
JPWO2008065868A1 (ja) 2006-12-01 2010-03-04 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロチップ基板の接合方法、及びマイクロチップ

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104357917A (zh) * 2014-09-24 2015-02-18 中国科学院天津工业生物技术研究所 一种用于微阵列生物芯片的载体、其制备方法及微阵列生物芯片
WO2016076506A1 (ko) * 2014-11-12 2016-05-19 가천대학교 산학협력단 마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 마이크로 어레이 기판 제조 장치
KR20160056590A (ko) * 2014-11-12 2016-05-20 가천대학교 산학협력단 마이크로 어레이 기판 제조 방법 및 마이크로 어레이 기판 제조 장치
US9783893B2 (en) 2014-11-12 2017-10-10 Gachon University Of Industry-Academic Cooperation Foundation Method of manufacturing micro-array substrate
KR20180009983A (ko) * 2016-07-20 2018-01-30 세종공업 주식회사 친수성과 소수성이 겸비된 표면체 및 그 제조방법
CN115449780A (zh) * 2022-08-17 2022-12-09 安徽工业大学 一种等离子体射流快速制备亲疏水微流道的装置与方法
CN115449780B (zh) * 2022-08-17 2024-04-09 安徽工业大学 一种等离子体射流快速制备亲疏水微流道的装置与方法

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