KR20130021279A - 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이의 응용 - Google Patents

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KR20130021279A
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Abstract

본 발명은 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이의 응용에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 PDMP 또는 PUA를 이용하여 제조된 나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이를 이용한 생물학 연구에의 응용 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 광응답 고분자와 모세관력 리소그래피의 결합을 통한 멀티스케일 구조체의 제조 방법은 멀티스케일 바이오칩의 대량생산을 가능하게 하며, 제조된 바이오칩은 세포칩, 생분자칩, 광학기기 제작 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이의 응용{Fabrication method for multi-scale biochip, and application thereof}
본 발명은 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이의 응용에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광응답 고분자를 이용하여 제조된 나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법 및 이를 이용한 생물학 연구에의 응용 방법에 관한 것이다.
나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩은 면역 반응 실험 및, 세포 분화와 같은 생물학 연구를 하는데 있어서 매우 중요하다. 이러한 중요성으로 인해, 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법에 대한 연구가 많이 되고 있다. 기존에 알려진 제조 방법에는 CNT(carbon nanotube) 또는 나노와이어(nano wire)를 연결하여 사용하는 방법, 전사날염(transfer printing), 다단계 몰딩, 다단계 자외선 경화, 또는 전자빔을 이용한 제조 방법 등이 있다. 하지만 수년에 걸친 연구에도 불구하고 아직 멀티스케일 바이오칩을 이용한 생물학 연구가 활성화되지 않고 있는데, 이는 기존의 제조 방법들이 사용되는 재료를 손쉽게 구할 수 없거나, 나노 및 마이크로 크기를 동시에 제조하기 위하여 다단계의 방법을 필요로 하기 때문에 공정 시간이 길어지거나, 고정하고자 하는 생분자의 활성에 영향을 주는 경우가 많기 때문이다. 또한 대부분의 제조 과정에서 클린룸 설비를 필요로 하기 때문에, 쉽게 멀티스케일 바이오칩을 제조할 수 없다.
이와 같이 멀티스케일 바이오칩을 효과적으로 생물학 연구에 이용하기 위해서는, 클린룸 설비를 필요로 하지 않고, 손쉽게 제조할 수 있어 대량생산이 가능한 멀티스케일 바이오칩 제조 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광응답 고분자를 이용하여 제조된 나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한 상기 멀티스케일 바이오칩의 응용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 비오틴화시키는 단계; 상기 비오틴화된 기판 위에 광응답 고분자 박막을 형성하는 단계; 상기 광응답 고분자 박막 위에 주형을 이용하여 나노 구조를 제조하는 단계; 및 상기 나노 구조 위에 자외선을 조사하여 나노 또는 마이크로 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 광응답 고분자 바이오칩의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 광응답 고분자는 자외선 조사 시 중성 수용액에 용해되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 광응답 고분자는 PDMP((poly(2,2-dimethoxy nitrobenzyl methacrylate-r-methyl methacrylate-r-poly(ethylene glycol) methacrylate))인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 제조 방법은 비오틴에 직접 또는 결합 보조제를 이용하여 생분자를 고정시키는 단계를 추가로 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 생분자는 스트렙타비딘, 핵산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항원, 항체, 탄수화물, 및 지질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 석영, 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 주형은 PUA, SU-8, PDMP, PDMS 또는 NOA로 제조된 나노 구조체인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 기판을 비오틴화시키는 단계는 APTES(3-aminopropyl triethoxysilane)와 PAA(poly(acrylic acid))를 처리한 기판 위에 biotin-PEO-amine 용액과 EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride)를 처리하여 기판을 비오틴화 시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 비오틴화된 기판 위에 광응답 고분자 박막을 형성하는 단계는 광응답 고분자 용액을 기판 위에 스핀코팅하고 건조시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 광응답 고분자 박막 위에 주형을 이용하여 나노 구조를 제조하는 단계는 나노 구조를 가지고 있는 주형을 광응답 고분자 박막 위에 작은 압력을 주어 누르고, 열을 가하여 경화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 제조된 나노 구조 위에 자외선을 조사하여 나노 또는 마이크로 구조를 제조하는 단계는 나노 구조 위에 포토 마스크를 덮고 자외선을 조사하여, 선택적으로 구조를 생성 또는 제거하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 기판의 부착력을 증가시키는 단계; 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 만드는 단계; 및 상기 기판 위에 PUA 용액을 올리고, 상기 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 이용하여 멀티스케일 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 제조 방법은 멀티스케일 PUA 바이오칩을 주형으로 이용하여, 음각 또는 양각의 멀티스케일 PUA 바이오칩을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 석영, 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 기판의 부착력을 증가시키는 단계는 기판 표면에 접착촉진제를 열처리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 만드는 단계는 멀티스케일 광응답 고분자 구조체를 열처리 및 자외선 조사 후, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-trichlorosilane을 처리하여 표면 에너지를 최소화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 기판 위에 PUA 용액을 올리고, 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 이용하여 바이오칩을 제조하는 단계는 광응답 고분자 주형을 PUA 용액 위에 작은 압력을 주어 누르고, 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 제조 방법은 PUA 용액 위에 포토 마스크를 덮고 자외선을 조사하여, 선택적으로 구조를 생성하는 단계를 추가로 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 제조 방법은 PUA 바이오칩에 플라즈마 처리 하여 생분자를 고정시키는 단계를 추가로 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 플라즈마 처리는 산소 및 불소 혼합 가스를 이용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 생분자는 스트렙타비딘, 핵산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항원, 항체, 탄수화물, 및 지질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 멀티스케일 바이오칩의 제조 방법은, 클린룸 설비를 필요로 하지 않으며, 재료를 손쉽고 저렴하게 구할 수 있으며, 또한 기존에 존재하는 나노 구조 위에 마이크로 및 나노 크기의 패턴을 자유자재로 삽입할 수 있기 때문에, 다양한 구조의 멀티스케일 바이오칩을 대량생산하는데 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 광응답 고분자와 모세관력 리소그래피의 결합을 통한 멀티스케일 구조체의 제조 방법은 세포칩, 생분자칩, 광학기기 제작 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1 은 멀티스케일 PDMP 바이오칩의 제조 방법을 간략히 나타낸 모식도이다.
도 2 는 멀티스케일 PDMP 바이오칩의 (A) 직경 350nm의 채널 구조, 및 (B) 직경 16의 정사각형 구조를 보여주는 형광 현미경 사진이다.
도 3 은 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조 방법을 간략히 나타낸 모식도이다.
도 4 는 다양한 구조의 멀티스케일 PUA 바이오칩을 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 5 는 (A) PUA 바이오칩의 돌출부에 부착된 세포의 수를 백분율로 환산한 결과를 보여주는 그래프, 및 (B) PUA 바이오칩에 부착된 세포의 형태를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
본 발명자들은 대량생산이 가능한 멀티스케일 바이오칩을 제조하기 위한 방법에 대하여 연구한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 기판을 비오틴화시키는 단계; 상기 비오틴화된 기판 위에 광응답 고분자 박막을 형성하는 단계; 상기 광응답 고분자 박막 위에 주형을 이용하여 나노 구조를 제조하는 단계; 및 상기 나노 구조 위에 자외선을 조사하여 나노 또는 마이크로 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 광응답 고분자 바이오칩의 제조 방법을 제공한다.
본 발명자들은 생물학적 응용이 가능한 멀티스케일 바이오칩을 제조하고자, PDMP(poly(2,2-dimethoxy nitrobenzyl methacrylate-r-methyl methacrylate-r- poly(ethylene glycol)methacrylate))를 이용하였다. PDMP는 물에는 용해되지 않으나, 자외선 조사 시 PBS(phosphate buffered saline)와 같은 완충용액에는 용해되는 특이한 성질을 가지고 있으며, 폴리에틸렌 글라이콜기(poly(ethylene glycol) side chain)를 가지고 있어 단백질이나 세포의 부착을 방해한다. 일반적으로 PDMP를 이용하여 패턴을 제조하는 경우 MPP(microscope projection photolithography) 방법을 이용하는데, 이 경우 회절한계(diffraction limit)때문에 나노 크기의 패턴을 제조할 수 없다. 본 발명에서는, 이의 한계를 극복하고자 CFL(capillary force lithography) 방법을 이용하여 나노 크기의 패턴을 제조하였다. 또한 생분자 고정에 응용할 수 있도록 하기 위하여, 기판을 비오틴화시키는 과정을 수행하였다.
CFL 방법으로 제조된 나노 구조 위에 마이크로 구조를 추가하기 위하여, 나노 구조 위에 포토 마스크를 올리고 PBS에 담근 후, MPP 방법을 수행하였다. 기존에 존재하는 나노 구조 위에 마이크로 및 나노 크기의 패턴을 생성 또는 제거하는 방법에는 제한이 없다.
본 발명의 일 실시예에서는 형광 분자가 표지된 스트렙타비딘을 이용하여, 멀티스케일 구조가 형성된 것을 확인하였으며, 또한 기판에 고정되어 있는 비오틴을 이용하여 생분자 고정에 응용할 수 있다는 것을 확인하였다(실시예 2 참조). 사용될 수 있는 생분자의 종류에는 제한이 없다.
또한 본 발명은 기판의 부착력을 증가시키는 단계; 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 만드는 단계; 및 상기 기판 위에 PUA 용액을 올리고, 상기 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 이용하여 멀티스케일 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조 방법을 제공한다.
PDMP의 경우 단백질 및 세포의 부착을 방해하기 때문에, 생분자 고정 시 비특이적 결합을 방지할 수는 있으나, 세포를 이용한 실험의 경우 세포의 부착도 저해하기 때문에 이용하기가 쉽지 않다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 PUA를 이용하였다. PUA는 자외선 조사 시 가교 결합을 형성하여 경화되기 때문에 자외선을 이용하여 손쉽게 안정적인 구조체를 제조할 수 있다. 사용될 수 있는 자외선 조사 시 경화되는 고분자의 종류에는 제한이 없다. 또한 표면에 플라즈마 처리를 통해 다양한 생분자를 결합시킬 수 있다. 사용될 수 있는 생분자의 종류에는 제한이 없다.
멀티스케일 PUA 바이오칩은 멀티스케일 광응답 고분자 바이오칩을 주형으로 하여 한 번의 과정으로 손쉽게 제조할 수 있으며, 제조된 PUA 바이오칩을 다시 주형으로 이용하여 음각과 양각의 구조체를 손쉽게 제조할 수 있다. 또한 제조된 PUA 바이오칩의 표면에 젤라틴, 콜라겐 등의 바이오 폴리머를 도포하여 세포 배양에 이용할 수 있다. 사용될 수 있는 바이오 폴리머의 종류에는 제한이 없다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제조된 멀티스케일 PUA 바이오칩에 세포를 올리고 배양하여, 나노 패턴이 세포의 특이적 부착 및 성장 방향에 영향을 미친다는 것을 확인하였다(실시예 5 참조).
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1. 멀티스케일 PDMP 바이오칩의 제조방법
PDMP 바이오칩을 제조하기 위하여, 기판으로 사용될 커버 글라스 표면에 3-아미노프로필 트리에톡시실란(3-aminopropyl triethoxysilane, APTES)과 폴리아크릴산(poly(acrylic acid), PAA)을 처리하였다. 처리된 커버 글라스에 biotin-PEO-amine 용액(500μg/mL)과 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드 염화수소산염(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride, EDC)(5mg/mL)을 첨가 후 4 시간 동안 반응시켜, 비오틴화시켰다. 비오틴화된 커버 글라스에 1,4-다이옥산(1,4-dioxane)에 녹인 PDMP(10w/v%) 용액을 2,000rpm으로 60초간 도포시킨 후, 진공 오븐에서 80℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 그리고 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate, PUA) 나노 채널 주형을 PDMP 박막 위에 올리고 0.01bar의 압력을 주어 누른 후, 진공 오븐에서 90℃에서 2시간 동안 경화시켰다. 경화시킨 후, 제조된 나노 구조체가 망가지는 것을 최소화하기 위하여 70℃에서 PUA 주형을 제거하였다.
이 후, 마이크로 크기의 구조를 추가하기 위하여, 제조된 나노 구조체 위에 직경 16μm의 정사각형이 배열되어 있는 포토 마스크를 올린 후, PBS에 담가 형광현미경을 이용하여 자외선에 조사를 시행하였다. 자외선에 조사된 부분의 PDMP는 PBS에 용해되어 제거되었다. 이를 통해 나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩을 제조하였다.
상기 실험에 대한 개략적인 모식도를 도 1에 나타내었다.
실시예 2. 멀티스케일 PDMP 바이오칩의 특성 분석
2-1. 형광 현미경을 이용한 나노 구조체의 확인
커버 글라스 표면의 비오틴(biotin)이 PDMP 표면 위로 드러나 있는지 확인하기 위하여, 적색 형광 분자(tetramethyl rhodamine isothiocyanate, TRITC)가 표지된 스트렙타비딘(streptavidin)을 PBS에 용해시킨 후, 바이오칩 위에 올리고 30분간 반응시켰다. 그리고 비오틴과 결합하지 않은 스트렙타비딘을 PBS를 이용하여 제거한 후, 형광 현미경으로 관찰하였다. 그 결과는 도 2A에 나타내었다.
형광 현미경으로 관찰한 결과, 적색 형광을 띠는 350nm 직경의 나노 채널을 확인할 수 있었다. 이는 350nm 직경의 홈이 제조되었으며, 비오틴 분자가 홈의 PDMP 박막 위로 노출되어 있는 것을 의미한다.
2-2. 형광 현미경을 이용한 마이크로 구조체의 확인
나노 채널이 제거되어 마이크로 구조체가 제조되었는지 확인하기 위하여, 녹색 형광 분자(fluorescein isothiocyanate, FITC)가 표지된 스트렙타비딘을 PBS에 용해시킨 후, 바이오칩 위에 올리고 30분간 반응시켰다. 그리고 비오틴과 결합하지 않은 스트렙타비딘을 PBS를 이용하여 제거한 후, 형광 현미경으로 관찰하였다. 그 결과는 도 2B에 나타내었다.
형광 현미경으로 관찰한 결과, 녹색 형광을 띠는 16직경의 정사각형 모양을 확인할 수 있었다. 이는 PDMP가 제거된 부분의 비오틴이 새로운 스트렙타비딘과 결합된 것을 의미한다. 이를 통하여 멀티스케일의 바이오칩이 제조되었음을 확인하였다.
실시예 3. 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조방법
폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate, PUA) 바이오칩을 제조하기 위하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 멀티스케일 PDMP 주형을 제조하였다. 그리고 제조된 PDMP 주형을 진공 오븐에서 6시간 건조시킨 후, 6시간 동안 자외선(100mJ/cm2)에 조사시켰다. 그리고 표면에 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥틸-트리클로로실란(1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-trichlorosilane)을 처리하여 표면 에너지를 최소화하였다.
표면 처리된 PDMP 주형 위에 PUA 용액을 첨가하고 포토 마스크를 올린 후, 자외선에 20초간 조사시켰다. 이후, PDMP 주형을 제거하고, 12시간 자외선 하에서 경화시켰다. PUA 바이오칩을 커버 글라스 위에 제조하기 위해서는, 우선 커버 글라스에 접착촉진제(adhesion promoter, Minuta Tech)를 첨가하고 120℃에서 20분간 처리하여 부착력을 증가시켰다. 그리고 PUA 용액을 표면에 올리고, 제조된 PUA 바이오칩을 주형으로 이용하여 자외선에 20초간 노출시켜 경화시켰다.
상기 실험에 대한 개략적인 모식도를 도 3에 나타내었다.
실시예 4. SEM 을 이용한 멀티스케일 PUA 바이오칩의 확인
다양한 구조로 제조된 멀티스케일 PUA 바이오칩을 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 관찰하였다. 그 결과는 도 4에 나타내었다.
SEM 관찰 결과, 도 4A는 중앙에 직경 10μm의 공백이 있는 직경 350nm의 돌출부와 직경 700nm의 홈을 가진 구조를 보여주었다. 도 4B는 직경 350nm의 기둥들과 직경 4μm의 구멍을 가진 구조를 보여주었다. 도 4C는 직경 6μm의 정사각형 구조 위에 350nm의 기둥들을 가진 구조를 보여주었고, 도 4D는 직경 350nm의 기둥들과 직경 6μm의 정사각형 모양의 구멍을 가진 구조를 보여주었다. 이 결과는 실시예 1 및 3의 제조 방법을 이용하여 다양한 구조를 가진 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조가 가능함을 보여주었다.
실시예 5. 구조에 따른 세포의 반응 분석
제조된 멀티스케일 PUA 바이오칩을 이용하여, 구조에 따른 세포의 반응을 확인하기 위하여, 실시예 1 및 3과 동일한 방법으로, 직경 8, 16 또는 32μm의 마이크로 크기의 채널 위에 평행(parallel)하게 또는 수직 방향(perpendicular)으로 직경 350nm의 돌출부와 직경 700nm의 홈을 가지는 나노 크기의 채널을 제조하였다. 대조군으로는 나노 채널이 없는 마이크로 크기의 채널(flat)을 이용하였다.
제조된 PUA 바이오칩 위에 젤라틴 용액(0.1%)을 도포한 후, 대장암 세포인 SW480 세포주(한국 세포주 은행)를 올리고 24시간 동안 배양하며 관찰하였다.
24시간 배양 후, 현미경으로 관찰하여 바이오칩 위에 있는 세포의 수를 계수하여 전체 세포에 대하여 돌출부에 부착되어 있는 세포의 수를 백분율로 환산하였다. 그 결과는 도 5A에 나타내었다.
나노 및 마이크로 크기의 구조를 모두 가지고 있는 멀티스케일 바이오칩에서는, 80 내지 90%의 세포가 돌출부에 부착되어 있는 것이 확인되었으나, 대조군으로 사용한 마이크로스케일 바이오칩에서는 50%의 세포만이 돌출부에 부착되어 있는 것을 확인하였다. 이는 나노 크기의 구조적 자극이 SW480 세포의 특이적 부착을 유도할 수 있다는 것을 의미한다.
부착되어 있는 세포의 형태를 관찰하기 위하여 SEM을 이용하여 관찰하였다. 그 결과는 도 5B에 나타내었다. SEM으로 확인한 결과, 세포가 나노 채널의 방향을 따라 길어진 것을 확인할 수 있었다. 이는 나노 채널의 방향이 세포가 성장하는 방향을 유도한다는 것을 의미한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (21)

  1. (a) 기판을 비오틴화시키는 단계;
    (b) 상기 비오틴화된 기판 위에 광응답 고분자 박막을 형성하는 단계;
    (c) 상기 광응답 고분자 박막 위에 주형을 이용하여 나노 구조를 제조하는 단계; 및
    (d) 상기 나노 구조 위에 자외선을 조사하여 나노 또는 마이크로 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 광응답 고분자 바이오칩의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광응답 고분자는 자외선 조사 시 중성 수용액에 용해되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광응답 고분자는 PDMP(poly(2,2-dimethoxy nitrobenzyl methacrylate- r-methyl methacrylate-r-poly(ethylene glycol)methacrylate))인 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제조 방법은 비오틴에 직접 또는 결합 보조제를 이용하여 생분자를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 생분자는 스트렙타비딘, 핵산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항원, 항체, 탄수화물, 및 지질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 석영, 세라믹, 금속, 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 주형은 PUA(polyurethane acrylate), SU-8, PDMP(poly(2,2-dimethoxy nitrobenzyl methacrylate-r-methyl methacrylate-r-poly(ethylene glycol) methacrylate)), PDMS(polydimethyl siloxane), 또는 NOA(norland optical adhesive)로 제조된 나노 구조체인 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 APTES(3-aminopropyl triethoxysilane)와 PAA(poly(acrylic acid))를 처리한 기판 위에 biotin-PEO-amine 용액과 EDC(1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride)를 처리하여 기판을 비오틴화 시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 광응답 고분자 용액을 기판 위에 스핀코팅하고 건조시켜 광응답 고분자 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 나노 구조를 가지고 있는 주형을 광응답 고분자 박막 위에 작은 압력을 주어 누르고, 열을 가하여 경화시켜 광응답 고분자 나노 구조를 제조하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 나노 구조 위에 포토 마스크를 덮고 자외선을 조사하여, 선택적으로 구조를 생성 또는 제거하여 멀티스케일의 바이오칩을 제조하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. (a) 기판의 부착력을 증가시키는 단계;
    (b) 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 만드는 단계; 및
    (c) 상기 기판 위에 PUA(polyurethane acrylate) 용액을 올리고, 상기 멀티스케일 광응답 고분자 주형을 이용하여 멀티스케일 구조를 제조하는 단계를 포함하는 멀티스케일 PUA 바이오칩의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제조 방법은 멀티스케일 PUA 바이오칩을 주형으로 이용하여, 음각 또는 양각의 PUA 바이오칩을 제조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 석영, 세라믹, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 기판 표면에 접착촉진제(adhesion promoter)를 열처리하여 기판의 부착력을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 멀티스케일 광응답 고분자 구조체를 열처리 및 자외선 조사 후, 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl-trichlorosilane을 처리하여 표면 에너지를 최소화하는 것을 특징으로 하는, 방법
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 광응답 고분자 주형을 PUA 용액 위에 작은 압력을 주어 누르고, 자외선을 조사하여 멀티스케일 바이오칩을 제조하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 제조 방법은 상기 PUA 용액 위에 포토 마스크를 덮고 자외선을 조사하여, 선택적으로 구조를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제조 방법은 상기 PUA 바이오칩에 플라즈마 처리하여 생분자를 고정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 플라즈마 처리는 산소 및 불소 혼합 가스를 이용하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 생분자는 스트렙타비딘, 핵산, 단백질, 펩티드, 아미노산, 리간드, 항원, 항체, 탄수화물, 및 지질로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109835871A (zh) * 2019-02-15 2019-06-04 武汉纺织大学 一种玻璃-pdms微流控芯片键合方法
CN113189181A (zh) * 2021-04-16 2021-07-30 南通大学 一种基于电泳技术的单细胞蛋白质定量分析方法

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