KR20150103852A - 단일히터를 구비하는 pcr 마이크로 디바이스 시스템 - Google Patents

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KR20150103852A
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Abstract

단일히터를 구비하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템은 단일히터; 단일히터 상부에 접하도록 배치되는 플랫면과, 단일히터와 소정 크기의 경사각을 갖도록 플랫면 단부로부터 상방향으로 경사지도록 굽힘 변형되어 단일히터 상부로부터 이격되는 경사면을 구비하는 폴리카보네이트 지지체; 및 폴리카보네이트 지지체와 상응하는 형태를 가지도록 굽힘 변형되어 폴리카보네이트 지지체 상부에 배치되는 것으로, 내부에 샘플유체를 유입시켜 PCR 반응을 일으킨 후에 샘플유체를 외부로 유출시키는 마이크로 채널을 구비하는 PCR 마이크로 디바이스를 포함한다.

Description

단일히터를 구비하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템{PCR MICRODEVICE WITH A SINGLE HEATER}
본 발명은 PCR(Polymerase Chain Reaction, 중합효소연쇄반응)에 이용되는 마이크로 디바이스 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일히터를 구비하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템에 관한 것이다.
유체 기술과 MEMS(micro-electromechanical system)를 이용한 미세가공기술을 기존의 질병 분석/진단용 칩 기술에 접목시키고자 하는 시도가 많이 이루어지고 있으며, 적은 양의 액체 시료(샘플)를 단위 칩에서 다룰 수 있도록 시료분석에 필요한 모든 구성요소를 소형화 및 집적화하여 랩온어칩(lap-on-a-chip)을 구현하고 있다.
이러한 랩온어칩 제조에 있어서는 타겟이 되는 DNA 증폭이 가장 중요하며, 일반적으로 PCR(polymerase chain reaction, 중합효소연쇄반응)이 이용된다. 상기 PCR 방법을 적용하여 핵산을 증폭하는 마이크로 디바이스에서는 일반적으로 열변성(denaturation), 결합(annealing) 및 신장(extension) 단계를 위한 3개의 별도의 온도구역들이 필요하다. 표적 앰플리콘(amplicon)의 크기가 300bp 미만인 경우에는 열변성 및 신장 단계가 때로는 동일 온도에서 수행되고 있으나, 이러한 경우에도 여전히 2개의 별도 온도구역들이 요구되고 있다. 그리고 상기 온도구역들의 콘트롤을 위해 종래에는 금속 가열 블록, 박막 히터, 적외선 장치, 할로겐 램프, 마이크로웨이브, 백금 레지스터 또는 유도 가열장치들이 이용되어 왔다.
한편, 폴리디메틸실록산(Poly(dimethylsiloxane), 이하 PDMS)이 이러한 PCR 마이크로 디바이스 제조에 일반적으로 이용되는 데, 이는 PDMS가 비교적 낮은 열전도도를 가지므로 마이크로채널을 형성할 경우 안정한 온도를 유지할 수 있기 때문이다. 상기 PDMS의 낮은 열전도도로 인해 특정 두께를 갖는 평평한 PDMS 벌크의 경우 수직방향으로 온도 구배를 가지며 히터 위에 놓으면 PDMS의 최저면 및 최상면은 두 개의 구별되는 온도범위를 나타낸다. 따라서 PDMS를 이용하여 마이크로 디바이스를 제조하는 경우, PCR 방법에 특히 유리하다. 그러나 상기 PCR 반응에 사용되는 거대한 외부 장치들(예컨대, 샘플 주입 펌프나 히터 장치들)은 PCR 디바이스의 소형화를 가로막는 요인들이자, PCR 마이크로 디바이스의 휴대성을 악화시키는 원인으로 작용하고 있어 개선이 요구된다.
이와 관련하여 본 발명의 발명자들은 특허문헌 1에서 단일히터를 구비하며 3차원 구조의 마이크로 채널을 갖는 PCR 마이크로유체 디바이스를 개시한 바 있다. 상기 3차원 구조의 마이크로 채널의 경우 단일히터를 사용하면서도 PCR 반응을 위한 온도 구배를 형성하기에 용이하지만, 다소 복잡한 제조공정을 거쳐야만 한다. 따라서 단일히터를 사용하면서도 PCR 반응을 위한 온도 구배를 형성할 수 있고 보다 간단한 공정으로 제조 가능한 PCR 마이크로 다바이스 시스템을 개발하기 위한 후속 연구들이 계속 진행되고 있다.
특허문헌 1: 한국등록특허 제10-1185442호(2012.10.02 공고)
본 발명의 실시예들은 단일히터를 사용하면서도 PCR 반응을 위한 온도 구배를 형성할 수 있고 보다 간단한 공정으로 제조 가능한 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 단일히터; 상기 단일히터 상부에 접하도록 배치되는 플랫면과, 상기 단일히터와 소정 크기의 경사각을 갖도록 상기 플랫면 단부로부터 상방향으로 경사지도록 굽힘 변형되어 상기 단일히터 상부로부터 이격되는 경사면을 구비하는 폴리카보네이트 지지체; 및 상기 폴리카보네이트 지지체와 상응하는 형태를 가지도록 굽힘 변형되어 상기 폴리카보네이트 지지체 상부에 배치되는 것으로, 내부에 샘플유체를 유입시켜 PCR 반응을 일으킨 후에 상기 샘플유체를 외부로 유출시키는 마이크로 채널을 구비하는 PCR 마이크로 디바이스를 포함하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템이 제공될 수 있다.
이 때, 상기 단일히터는 핫플레이트일 수 있다.
또한, 상기 PCR 마이크로 디바이스는 제1 PDMS 기판과, 상기 제1 PDMS 기판 상부에 결합되고 마이크로 채널이 음각으로 새겨진 제2 PDMS 기판을 포함하고, 상기 마이크로 채널은 서펜틴(serpentine) 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 PCR 마이크로 디바이스는 상기 마이크로 채널의 일단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유입시키는 입구도관과, 상기 마이크로 채널의 타단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유출시키는 출구도관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 PCR 마이크로 디바이스는 상기 폴리카보네이트 지지체와 탈착 가능하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 경사각은 4° 내지 22°범위에서 조정 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템은 PCR 마이크로 디바이스의 마이크로 채널을 2차원 구조로 형성하되, 이를 지지하는 폴리카보네이트 지지체의 일부 영역은 단일히터 위에 배치되고 다른 일부 영역은 단일히터와 이격되도록 경사지게 배치함으로써, 단일히터를 사용하면서도 PCR 반응을 위한 온도 구배를 형성할 수 있다.
또한, PCR 마이크로 디바이스의 마이크로 채널을 2차원 구조로 형성하기 때문에 온도 구배 형성을 위해 마이크로 채널을 3차원 구조로 형성하는 경우보다 간단한 공정을 통해 제조 가능하다.
또한, PCR 마이크로 디바이스가 폴리카보네이트 지지체와 탈착 가능하도록 부착되고 폴리카보네이트 지지체의 경사각을 조정 가능하도록 함으로써 PCR 마이크로 디바이스 및 폴리카보네이트 지지체를 재사용 내지 재활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 측단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 PCR 마이크로 다바이스 시스템에서 PCR 마이크로 디바이스의 마이크로 채널 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서 PCR 마이크로 디바이스의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 5는 용광로 내에서 기 설정된 각도로 PC 지지체를 굽히는 과정을 나타내는 이미지이다.
도 6a는 17°의 경사각을 갖는 PC 지지체의 이미지이고, 도 6b는 도 6a에 나타난 PC 지지체의 시간에 따른 표면 온도 변화를 보여주는 IR 카메라 이미지들이다.
도 7a는 경사각이 다른 PC 지지체 상의 임의의 지점에서 측정된 온도 구배를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 도 7a에 나타난 PC 지지체들 표면에 형성된 온도 구배를 나타내는 IR 카메라 이미지이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 통해 PCR을 수행하는 모습을 나타내는 이미지이다.
도 9는 비교예(써멀사이클러를 통해 유전자 증폭함)에서의 DNA 증폭 결과를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서의 DNA 증폭 결과를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)의 측단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)은 단일히터(110)와, 단일히터(110) 상부에 일부 영역이 배치되는 폴리카보네이트 지지체(120)와, 폴리카보네이트 지지체(120) 상부면에 배치되는 PCR 마이크로 디바이스(130)를 포함한다.
단일히터(110)는 다양한 공지의 열원수단을 사용 가능하며, 특정 열원수단에 한정되지 않는다. 예컨대, 단일히터(110)는 핫플레이트(hot plate)일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 플랫한 면을 가지는 히터라면 어느 것이나 사용될 수 있다.
폴리카보네이트 지지체(120, 이하에서는 PC 지지체라고 지칭하도록 함)는 단일히터(110) 상부에 마련되어 PCR 마이크로 디바이스(130)를 하부에서 지지하는 것으로, 플랫면(121)과 경사면(122)을 구비한다.
플랫면(121) 및 경사면(122)은 하나의 PC 지지체(120)의 면을 단일히터(110)와 접촉 유무에 따라 구분한 것이다. 즉 플랫면(121)과 경사면(122)은 별개로 존재하는 면이 아니다. 구체적으로 플랫면(121)은 단일히터(110) 상부에 접하도록 배치된다. 경사면(122)은 단일히터(110)와 소정 크기의 경사각(a)을 갖도록 플랫면(121) 단부로부터 상방향으로 경사지도록 굽힘 변형되어 단일히터(110) 상부로부터 이격되도록 배치된다. 다시 말하면 플랫면(121)과 경사면(122)은 하나의 PC 지지체(120)를 이루며, 하나의 PC 지지체(120)에서 플랫면(121)은 단일히터(110)와 접촉하는 영역, 경사면(122)은 단일히터(110)와 접촉하지 않는 영역에 해당한다.
본 명세서에서 경사각(a, curvature angle)은 지면 또는 단일히터(110)와 PC 지지체(120)의 경사면(122)이 이루는 각도를 의미한다. 경사각(a)은 조정될 수 있으며, 예컨대 그 범위는 4° 내지 22°일 수 있다. 다만, 경사각(a)은 경우에 따라 상기 범위를 벗어나는 것도 가능하다. 경사각(a)의 조정에 따라 PC 지지체(120)의 표면에 형성되는 온도 구배가 달라질 수 있다. 경사각(a)의 조정은 로(furnace) 내에서 이루어질 수 있으며, 이에 대해서는 후술할 실시예 및 시험예에 관한 기재에서 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
PC 지지체(120)를 이루는 물질인 폴리카보네이트(Polycarbonate, 이하 PC로 지칭함)는 열가소성 플라스틱이며, 상대적으로 낮은 열전도도를 갖는다(0.26 WK-1m-1). PC가 열가소성 플라스틱이라 함은 가열 및 냉각을 반복함에 따라 PC 지지체(120)의 경사각(a)을 원하는 각도로 조정할 수 있음을 의미한다. 게다가 PC의 유리전이온도(Tg)는 PCR 반응에 이용되는 온도 범위보다(대략 95℃) 높으므로, 전체 PCR 수행 과정에서 녹지 않고 고형을 유지할 수 있는 바, PCR에 적합하다.
그리고 PC가 낮은 열전도도를 갖는다 함은 단일히터(110)와 접촉하고 있는 플랫면(121)에서부터 단일히터(110)와 접촉하고 있지 않은 경사면(122)에 이르기까지 PC 지지체(120)의 온도가 상대적으로 낮아짐을 의미한다. 경사면(122)에 대해서도 아랫부분보다 윗부분의 온도가 상대적으로 낮아진다. 윗부분이 아랫부분에 비해 단일히터(110)와 이격된 간격이 보다 넓기 때문이다.
따라서 PC 지지체(120)의 표면에는 플랫면(121)에서부터 경사면(122)의 윗부분까지 온도 구배가 형성될 수 있으며, 이러한 온도 구배는 PCR 반응에 이용될 수 있다. 즉 2 이상의 온도 영역을 형성하기 위한 다중 히터를 배치하지 않고, 단일히터(110)만으로 온도 구배를 형성할 수 있다는 장점이 있다.
또한 샘플마다 DNA 크기별로 증폭에 요구되는 반응 온도가 상이하기 마련인데, 본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 마이크로 다비이스 시스템(100)에서는 PC 지지체(120)의 경사각(a)을 조정함으로써 다양한 시료를 증폭할 수 있는 온도 구배를 형성하는 것이 가능하다. 그리고 PC 지지체(120)의 경사각(a)을 조정함으로써, PC 지지체(120)가 다양한 시료에 대하여 재사용 내지 재활용 될 수 있다는 장점도 있다.
PCR 마이크로 디바이스(130)는 PC 지지체(120) 상부에 배치되는 것으로 샘플유체가 PCR 반응을 일으키는 곳에 해당한다. PCR 마이크로 디바이스(130)는 PC 지지체(120)와 상응하는 형태를 가지도록 굽힘 변형된다. 즉 PCR 마이크로 디바이스(130) 역시 PC 지지체(120)와 마찬가지로 플랫면(미표기) 및 경사면(미표기)을 갖는다.
PCR 마이크로 디바이스(130)는 PDMS(폴리디메틸실록산)로 형성되며 제1 PDMS 기판(131)과 제1 PDMS 기판(131) 상부에 결합되는 제2 PDMS 기판(132)을 포함한다. PCR 마이크로 디바이스(130)는 탄력성이 높은 PDMS 물질로 형성됨으로써, PC 지지체(120)의 상부에 밀착시킴으로써 용이하게 굽힘 변형될 수 있다.
또한 PCR 마이크로 디바이스(130)는 PC 지지체(120) 상부에 가역적으로 탈착 가능하도록 배치될 수 있으며, 이를 위해 PDMS 접착제(140)가 사용될 수 있다. 이와 같은 PDMS 접착제(140)는 PDMS 프리폴리머와 경화제의 혼합물로 구성될 수 있으며, PCR 마이크로 디바이스(130)의 바닥면에 코팅될 수 있다.
PCR 마이크로 디바이스(130)가 PC 지지체(120) 상부에 탈착 가능하도록 배치됨으로써, PCR 마이크로 디바이스(130)를 PCR 수행 후 세척하고, 다른 PCR에 재사용 내지 재활용하는 것이 가능하다는 장점이 있다. 게다가 PDMS 역시 상대적으로 낮은 열전도도를 가지므로(0.16~0.20 WK-1m-1), PC 지지체(120) 표면에서 형성되는 온도 구배가 그대로 PCR 마이크로 디바이스(130)에 적용될 수 있다. 따라서 PCR 마이크로 디바이스(130) 내의 마이크로 채널(133)을 2차원 구조로 형성하면서도 3차원 구조의 마이크로 채널을 가진 PCR 마이크로 디바이스와 동등한 효과를 누릴 수 있는 바, 제조 공정이 보다 용이하다는 장점이 있다.
제1 PDMS 기판(131)은 제2 PDMS 기판(132)을 하부에서 지지하는 역할을 하며, 제2 PDMS 기판(132)과 결합하여 내부에 폐쇄형의 마이크로 채널(133)을 형성한다.
제2 PDMS 기판(132)에는 내부에 샘플유체를 유입시켜 PCR을 일으킨 후에 상기 샘플유체를 외부로 유출시키는 마이크로 채널(133)의 패턴이 음각으로 형성되고, 제1 PDMS 기판(131)의 상부에 결합되어 마이크로 채널(133)을 형성한다. 상기 샘플유체는 시험 샘플들(예컨대 DNA 주형, PCR 시약들)이 혼합되어 있는 시약 일반을 의미하며, 그 형태는 샘플 플러그(sample-plug)일 수 있다.
PCR 마이크로 디바이스(130)는 마이크로 채널(133)의 일단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유입시키는 입구도관(134)과, 마이크로 채널(133)의 타단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유출시키는 출구도관(135)을 더 포함한다(도 1에서는 입구도관 및 출구도관을 미도시하였음). 즉, 입구도관(134)으로 유입된 샘플유체가 마이크로 채널(133)을 통과하면서 PCR 반응하고, 다시 출구도관(135)을 통해 유출된다. 입구도관(134) 및 출구도관(135)의 길이나 직경 등은 특정되지 않으며, 실리콘 튜브를 이용하여 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)에서 PCR 마이크로 디바이스(130)에 형성되는 마이크로 채널(133)은 서펜틴(serpentine) 형태로 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 3에서는 도 1의 PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)에서 PCR 마이크로 디바이스(130)의 마이크로 채널(133) 형태를 개략적으로 도시하였다.
서펜틴 형태란 소위 "뱀이 똬리를 튼 형상"과 같이 유로가 구불구불하게 형성되어 있음을 의미한다. 예컨대, 도 3에 도시된 것과 같이 유로가 소정 간격을 두고 x방향 또는 y방향으로 평행 배치되되 하나의 유로 단부가 유체 진행방향으로 인접한 다른 유로의 단부와 연결됨으로써, 유체가 x방향 또는 y방향으로 오르락 내리락 하면서 각 유로들을 순차적으로 통과하도록 형성되는 형태를 서펜틴 형태라고 한다. 한편, 도 3에서는 마이크로 채널(133)의 형태를 설명하기 위해 유로 간격을 넓게 도시하였으나, 실제 유로 간격은 수 마이크로미터에 지나지 않음을 밝혀둔다.
PC 지지체(120)에 형성되는 온도 구배에 의해, PCR 마이크로 디바이스(130)내에 형성된 마이크로 채널(133) 내에서도 온도 구배가 일어난다. 예컨대, 마이크로 채널(133)의 전단부(도 3에서 상측)에서는 열변성 온도를 가지고, 중단부 및 후단부(도 3에서 하측)에서는 결합/신장 온도를 가질 수 있다. 따라서, 마이크로 채널(133)을 따라 흐르는 샘플유체가 복수 회에 이르는 사이클(cycle)로 반응될 수 있다.
도 4는 도 1의 PCR 마이크로 디바이스 시스템(100)에서 PCR 마이크로 디바이스(130)의 제조공정을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, PCR 마이크로 디바이스(130)를 제조하기 위하여 서펜틴 형태를 갖는 마이크로 채널을 패턴화한 마스터 몰드(1)를 제조한다. 마스터 몰드(1)는 실리콘 웨이퍼에 SU-8(상품명: SU-8 2050 내지 3050, 에폭시 기반의 네가티브 포토레지스트)을 이용하여 포토리소그래피 공정을 통해 마이크로 채널을 패턴화함으로써 형성될 수 있다. 상기 마이크로 채널은 도 3에 도시된 패턴(서펜틴 패턴)으로 형성된다.
다음으로, 마스터 몰드(1) 상부에 PDMS 프리폴리머와 경화제의 10:1(w/w) 혼합물(2)을 채운다. 이어 상기 혼합물(2)을 열경화 하면(본 명세서에서 제2 PDMS 기판(132)로 지칭됨) 하부면에는 마스터 몰드(1)에 패턴 형성된 마이크로 채널 패턴이 복제되어 음각 형성된 마이크로 채널 패턴을 얻을 수 있다. 다음으로 제2 PDMS 기판(132)의 하부에 제1 PDMS 기판(131)을 압착함으로써 내부에 마이크로 채널(133)을 형성할 수 있으며, 마이크로 채널(133)의 양 단부와 각각 연결되도록 입구도관(134) 및 출구도관(135)을 삽입함으로써 PCR 마이크로 디바이스(130)가 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템은 PCR 마이크로 디바이스의 마이크로 채널을 2차원 구조로 형성하되, 이를 지지하는 폴리카보네이트 지지체의 일부 영역은 단일히터 위에 배치되고 다른 일부 영역은 단일히터와 이격되도록 경사지게 배치함으로써, 단일히터를 사용하면서도 PCR 반응을 위한 온도 구배를 형성할 수 있다. 또한 PCR 마이크로 디바이스의 마이크로 채널을 2차원 구조로 형성하기 때문에 온도 구배 형성을 위해 마이크로 채널을 3차원 구조로 형성하는 경우보다 간단한 공정을 통해 제조 가능하다. 또한 PCR 마이크로 디바이스가 폴리카보네이트 지지체와 탈착 가능하도록 부착되고 폴리카보네이트 지지체의 경사각을 조정 가능하도록 함으로써 PCR 마이크로 디바이스 및 폴리카보네이트 지지체를 재사용 내지 재활용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 실시예 및 시험예에 대하여 설명한다.
실시예 및 시험예
1. 재료의 준비
SU-8 3050 및 SU-8 디벨로퍼는 마이크로캠 에서 구입했다. 폴리디메틸실록산(PDMS) 프리폴리머(Sylgard 184) 및 경화제는 다우코닝에서 구입했다. 2mm 두께의 폴리카보네이트 시트는 굿펠로우에서 구입했다. Taq 중합효소, dNTPs 및 pGEM-3Zf(+) 플라스미드 벡터는 프로메가에서 구입했다. 인간 유전체 DNA는 로체에서 구입했다. 100bp DNA급 마커는 타카라에서 구입했고, 아가로오스 분말은 바이오샵에서 구입했다. 아가로오스 겔은 다인바이오에서 구입했다(상품명: Loading STAR). 소혈청알부민(bovine serum albumin, BSA, V fraction)과 미네랄 오일은 시그마에서 구입했다. Bio-Rad C1000 써멀사이클러가 이용됐으며, 폴리카보네이트 시트를 굽히기 위한 머플 로(muffle furnace)는 DF-2(대흥과학)이 이용됐다.
2. 경사면을 갖는 PC (폴리카보네이트) 지지체 제조 및 표면 온도 측정
도 5는 용광로 내에서 기 설정된 각도로 PC 지지체를 굽히는 과정을 나타내는 이미지이다.
도 5a를 참조하면, 용광로(furnace)의 내부 바닥면 좌측에는 각도조절을 위해 유리기판이 적층되었다(도 5a에 Stack of glass로 표기). 이와는 별개로 제1 유리기판(도 5a에 Glass 1로 표기)의 일측이 상기 적층된 유리기판의 상부에 놓여졌고, 타측은 용광로의 내부 바닥면에 놓여졌다. 즉 제1 유리기판은 용광로의 내부 바닥면과 소정 각도를 지니도록 놓여졌다. 그리고 상기 제1 유리기판의 타측과 맞닿도록 제2 유리기판(도 5a에 Glass 2로 표기)이 용광로의 내부 바닥면 우측에 평평하게 놓여졌다.
다음으로 도 5b를 참조하면, 플랫형의 PC 기판(도면 b에 Flat PC substrate로 표기됨)이 상기 제1 유리기판 및 제2 유리기판 상부에 기울어진 채로 놓여졌다. 이후, 상기 PC 기판은 용광로 내에서 5분동안 170℃에서 가열되었다(이 온도는 PC 기판의 유리전이온도보다 높음).
그 결과, 도 5c를 참조하면 상기 PC 기판은 상기 제1 유리기판 및 제2 유리기판의 면들이 이루는 각도와 상응하는 경사각을 가지도록 굽힘 변형이 일어났음을 확인할 수 있다(도면 5c에 Bent PC substrate로 표기).
도 6a는 17°의 경사각을 갖는 PC 지지체의 이미지이고, 도 6b는 도 6a에 나타난 PC 지지체의 시간에 따른 표면 온도 변화를 보여주는 IR 카메라 이미지들이다.
도 6a를 나타난 것과 같이 17°의 경사각을 갖는 PC 지지체의 표면 온도를 시간을 달리하여 측정하였다. 경사각은 지면(내지 단일히터)과 PC 지지체의 기울어진 면이 이루는 각을 의미한다. 상기 PC 지지체의 표면에는 얇은 PDMS막이 코팅되었다. 이와 같이 얇은 PDMS막이 코팅된 PC 지지체의 표면에서 측정된 온도는 PC 지지체 상부에 마련되는 마이크로 채널의 내부 온도로 간주될 수 있다. PDMS는 낮은 열전도도(0.16~0.20 WK-1m-1)를 가지고 있어, 발생한 열은 PDMS 마이크로 디바이스의 제조 후에도 마이크로 채널 내부에서 유지될 것이기 때문이다.
PC 지지체의 표면 온도는 적외선(IR) 카메라(FLIR Thermovision A320, flir)를 이용하여 측정되었다. 구체적으로, 도 6a에 표시된 흰색 화살표 방향으로 IR 카메라를 배치하고, 0, 5, 10, 30, 60분에서의 PC 지지체의 표면 온도를 측정하였다. PC 지지체의 평평한 부분은 양면 테이프를 통해 히터에 고정되었다.
도 6b에서 확인되듯이, PC 지지체의 표면 온도는 히팅 후 5분 이내에 급격히 안정화 되었으며, 1시간 가량의 전체 측정 시간 동안에도 변하지 않았다. 1시간은 1회의 PCR을 수행하기에 충분한 시간이므로, PC 지지체의 기울어진 면 아래에서의 공기 대류(air convection)가 상기 기울어진 면에서의 온도 변동을 야기하지 않음을 확인할 수 있었다. 열변성 온도는 95℃로 조정될 수 있고, 결합/신장 온도는 증폭하고자 하는 타겟의 녹는점에 따라 PC 지지체의 기울기를 조정함으로써 자유롭게 조절될 수 있다.
다음으로 경사각을 달리하여 복수의 PC 지지체를 마련하고(상부에는 얇은 PDMS막 부착됨), 표면 온도를 측정하였다. 온도 측정은 마찬가지로 적외선(IR) 카메라(FLIR Thermovision A320, flir)를 이용하여 이루어졌다. 상용되는 핫플레이트(MSH-20D)가 단일히터로 사용되었으며, 정확한 온도 측정을 위해 흑색 절연테이프가 각 PC 지지체에 부착되었다. 측정은 랜덤하게 선택된 12 지점에 대해서 60분 가량 진행되었고(PC 지지체의 세로 방향을 따름), 측정된 온도는 이미지 분석프로그램(ThermaCAM Researcher 2.8)을 사용하여 평가됐다.
도 7a는 경사각이 다른 PC 지지체 상의 임의의 지점에서 측정된 온도 구배를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 도 7a에 나타난 PC 지지체들 표면에 형성된 온도 구배를 나타내는 IR 카메라 이미지이다.
PC 지지체의 경사각을 각각 4°,10°,17°및 22°로 맞춘 후에 랜덤한 12 짖점에 대하여 온도를 측정하여 PC 지지체의 표면 온도 구배를 도 3a에서와 같이 그래프로 나타내고, 도 7b에서와 같이 IR 카메라 이미지를 나타내었다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, PC 지지체의 표면 온도 구배는 PC 지지체의 경사각(curvature angle)에 영향을 받음을 확인할 수 있다. 구체적으로는 PC 지지체의 경사각이 작을수록 상대적으로 높은 온도가 측정되었다. 이는 PC의 상대적으로 낮은 열전도도(0.26 WK-1m-1)와, 단일히터와 접촉하고 있는 면과 단일히터와 접촉하지 않고 공기 중에 떠 있는 기울어진 면 사이의 온도 차이에 기인한다.
경사각이 4°인 경우에 결합/신장 온도는 대략 72.0±0.4℃였고, 경사각이 17°인 경우에 결합/신장 온도는 대략 57.1±0.3℃였다. CV값(coefficient of variation)으로 표현되는 온도 정확도들은 각각 0.5%(n=20) 및 0.6%(n=20)이었다. 230bp 및 282bp 타겟 유전자 단편의 녹는점은 각각 72℃ 및 57℃이며, 이들은 경사각을 갖는 PC 지지체 상에서 독립적으로 PCR 수행될 수 있다. 경사각을 갖는 PC 지지체는 평평한 면과 기울어진 면 사이에 개별 온도가 형성될 뿐더러, PC가 낮은 열전도도를 가지기 때문이다. 이는 타겟 유전자 단편의 녹는점과 상관없이 PC 지지체의 경사각을 조정함으로써 단일 히터를 이용하여 PC 지지체에 두 가지의 온도영역을 구현할 수 있음을 의미한다.
3. PCR 마이크로 디바이스의 제작
우선 서펜틴 형태를 갖는 마이크로 채널을 포토리소그래피 공정 및 레플리카 몰드 공정을 이용하여 형성했다. 상기 서펜틴 형태의 마이크로 채널의 폭 및 총 길이는 각각 200㎛, 2.7m였고, PCR 증폭을 위한 32사이클을 구비하였다. 구체적으로, SU-8 2050이 실리콘 웨이퍼 상에 2,000rpm의 속도로 30초 동안 스핀코팅되었고, 이어 65℃에서 5분 및 95℃에서 9분간 베이킹되었다. 마스크 얼라이너(CA-6M, shinumst)를 이용하여 12초 동안 UV광에 조사된 후(365nm, 15mWcm-2), 65℃에서 2분 및 95℃에서 7분간 하드 베이킹되었다. 다음으로 PDMS 프리폴리머와 경화제의 10:1(w/w) 혼합물을 상기 마스터 몰드에 붓고, 80℃에서 1시간 동안 열경화시켜 PDMS 레플리카 몰드를 제조하고 상기 마스터 몰드로부터 벗겨냈다. 상기 PDMS 레플리카 몰드에 샘플 유출입을 위한 홀(1mm)을 펀칭하고, 플라즈마 처리된(90W, 0.7Torr, 40초) 평평한 PDMS 시트 상부에 접합시킨 후, 80℃에서 30분간 가열하여 PDMS 마이크로 디바이스를 제조하였다.
다음으로 PDMS 프리폴리머와 경화제의 10:1(w/w) 혼합물을 상기 평평한 PDMS 시트의 바닥면에 PDMS 접착제로서 스핀코팅하고, 굽힌 형태를 갖는 폴리카보네이트 지지체(폴리카보네이트 시트를 머플 로에 넣고 특정 각도가 되도록 구부려서 굽힌 형태를 갖도록 함)의 굽힘면과 상응하도록 상기 PDMS 마이크로 디바이스를 상기 지지체의 굽힘면을 따라 밀착시켜 변형시킴으로써, 상기 지지체 상부에 접합하였다. 상기 접합체는 80℃에서 1시간동안 가열되었다. 마지막으로 실리콘 튜브가 상기 PDMS 마이크로 디바이스에 마련된 샘플 유출입구에 각각 삽입되었다.
4. PCR 수행 및 결과
제조된 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 이용하여 PCR을 수행했다. 230bp 타겟의 증폭을 위해 pGEM-3Zf(+) 플라스미드 벡터(10μgμL-1)를 희석시키고 PCR 시약에 첨가하여 100pg의 최종 주형 농도로 만들었다(반응당 5ng). 상기 PCR 시약(25μL)은 DNA 주형(0.2μL), 녹색 완충제(5μL), 0.16mM dNTPs 혼합물(0.5μL), 1.5mg/ml BSA(0.6μL), 0.5μM의 순행 프라이머(forward primer)와 역행 프라이머(reverse primer)들(0.2μL) 및 0.06U/㎕의 Taq 중합효소(0.15μL)를 포함하였다. pGEM-3Zf(+) 플라스미드 벡터에서 230bp 유전자 단편을 증폭시키기 위한 프라이머 시퀀스는 다음과 같다: 5'-CCG GCG AAC GTG GCG AGA AAG GAA GGG AAG AAA GC-3' (순행) 및 5'-TCG CCT TGC AGC ACA TCC CCC TTT CGC CAG C-3' (역행).
282bp 타겟의 증폭을 위해 인간 유전체 DNA(200ngμL-1)를 희석시키고 PCR 시약에 첨가하여 반응당 1, 5, 20ng의 최종 주형 농도로 만들었다. 상기 PCR 시약(25μL)은 DNA 주형(0.2μL), 녹색 완충제(5μL), 0.16mM dNTPs 혼합물(0.5μL), 1.5mg/ml BSA(0.6μL), 0.5μM의 순행 프라이머(forward primer)와 역행 프라이머(reverse primer)들(0.3μL) 및 0.06U/㎕의 Taq 중합효소(0.15μL)를 포함하였다.
PCR 수행에 앞서, 상기 BSA가 내부 마이크로 채널의 부동태화(passivate) 를 위해 6μL/min의 유속으로 도입되었다. 그리고 미네랄 오일이 발생 가능한 공기버블의 형성을 억제하기 위해 동일한 유속으로 도입되었다. 이어 샘플 플러그가 대략 2μL/min의 유속으로 도입되었다. 결과는 아가로스겔 전기영동으로 분석되었고, Gel Doc EZ system으로 탐지됐다.
한편, 비교를 위해 써멀사이클러(Bio-Rad C1000 thermal cycler)를 이용하여 동일한 PCR 반응액이 도입되었다. 230bp 유전자 단편을 증폭시키기 위해, 써멀사이클링이 열변성이 25초간 95℃에서, 결합/신장이 25초간 70℃에서 각각 수행됐다. 그리고 282bp 유전자 단편을 증폭시키기 위해, 써멀사이클링이 열변성이 30초간 95℃에서, 결합/신장이 30초간 55℃에서 각각 수행됐다. 써멀사이클링은 두 경우에서 모두 32사이클이 수행됐다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 통해 PCR을 수행하는 모습을 나타내는 이미지이다.
도 8a에서는 제작된 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 나타내고 있다. PCR 마이크로 디바이스 및 PC 지지체의 크기는 각각 3.5×5.5cm 및 4.5×7cm이었고, PCR 마이크로 디바이스에 형성된 서펜틴 형태를 갖는 마이크로 채널의 너비, 깊이 및 총 길이는 각각 200㎛, 75㎛ 및 2.7m이었다.
도 8b는 경사각이 4°로 맞춰진 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 나타내며, 도 8b는 경사각이 17°로 맞춰진 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 나타낸다. 전자는 230bp 타겟을 증폭하기 위한 것이며(녹는점 72℃), 후자는 282bp 타겟을 증폭하기 위한 것이다(녹는점 57℃).
도 8d 및 도 8e는 도 8c에 나타낸 경사각이 17°로 맞춰진 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서 샘플 유체가 흐르고 있는 모습을 나타내고 있다. 녹색을 갖는 PCR 시약(25 μL)이 버블 생성 없이 PCR 마이크로 디바이스 내의 마이크로채널을 흐르고 있음을 확인할 수 있다. 도입된 거의 모든 샘플이 PCR 마이크로 디바이스의 샘플 출입구로 손실 없이 유출되었으며, 각 열적 사이클은 대략 평균적으로 50초 가량 소요되었다(전체 반응은 총 32 사이클로 대략 30분 가량 소요됨).
도 9는 비교예(써멀사이클러를 통해 유전자 증폭함)에서의 DNA 증폭 결과를 나타내는 도면이다.
도 9a를 참조하면, 230bp 타겟 엠플리콘의 경우, 사용된 초기 농도와 무관하게 밴드 강도(band intensity)가 거의 동일하게 나타났다. 반면, 도 9b를 참조하면 주형 농도가 증가할수록 밴드 강도가 증가하는 양상을 보여 주형 농도와 밴드 강도가 선형적 관계를 보임을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서의 DNA 증폭 결과를 나타내는 도면이다.
230bp 타겟의 증폭을 위해 반응당 100pg의 최종 주형 농도가 선택되었으며, 282bp 타겟의 증폭을 위해 반응당 1ng 및 5ng의 최종 주형 농도가 선택되었다.
도 10a는 4°의 경사각을 갖는 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 230bp 유전자 단편 증폭 결과를 나타낸다. 주형으로는 통상적으로 이용가능한 pGEM-3Zf(+) 플라스미드 벡터가 사용되었다. 도 10a를 참조하면, 타겟 밴드는 총 반응 시간이 30분일 때 나타나기 시작하고(Lane 3), 총 반응 시간이 40분일 때 명확하게 보임을 확인할 수 있다(Lane 4). 비교를 위해 왼쪽 끝에는 써멀사이클러를 이용하여 얻은 결과를 함께 표시하였다(1열, 도 6a에서 cPCR로 표기). 그러나 타겟 세기들은 반응 시간이 증가함에 따라 감소하였는데, 이는 DNA 또는 Taq 중합효소가 PDMS 마이크로 채널의 표면상에서 흡수되었기 때문인 것으로 추정된다.
도 10b는 17°의 경사각을 갖는 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 282bp 유전자 단편 증폭 결과를 나타낸다. 주형으로는 통상적으로 이용가능한 인간 유전체 DNA가 사용되었으며, 총 반응 시간은 30분으로 통제되었다. 도 10b를 참조하면, 주형 농도가 1ng일 때와(Lane 2~4) 주형 농도가 5ng일 때(Lane 5~7) 모두 증폭이 성공적으로 이루어졌음을 확인할 수 있다. 또한 PCR 마이크로 디바이스는 각 주형 농도당 3회씩 재활용 되었으며, 이는 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스가 재활용 가능하다는 것을 신뢰성 있게 보여주는 결과다. 한편, 282bp 타겟 밴드는 230bp 타겟 밴드에 비해 상대적으로 약했는데, 이는 사용된 주형들의 크기 차이에 기인한 것이다.
본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 이용하여 얻은 타겟 앰플리콘들의 평균 세기는 써멀사이클러를 이용해서 얻은 평균 세기의 대략 20%였다. 하지만 모든 밴드들은 인식할 수 있을 정도로 명확하게 나타났다. 일반적으로 통상의 PCR에서 주형 농도는 반응당 대략 0.1 내지 10ng 또는 그 이상이나, 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서는 1ng의 주형 농도를 사용하여도 인식가능한 밴드들이 나타나고 있으며, 이는 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 신뢰성을 보여주는 결과다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템에서의 DNA 증폭 결과를 나타내는 도면이다. 도 10과는 주형 농도에서 차이가 있다.
230bp 타겟의 증폭을 위해 반응당 5ng의 최종 주형 농도가 선택되었으며, 282bp 타겟의 증폭을 위해 반응당 20ng의 최종 주형 농도가 선택되었다. 이들 최종 주형 농도는 도 6에서의 주형 농도보다 상대적으로 높을 뿐만 아니라, 전통적인 PCR 수행에서 이용되는 주형 농도 범위를 벗어나는 수치이다.
도 11a는 17°의 경사각을 갖는 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 282bp 유전자 단편 증폭 결과를 나타내고, 도 11b는 4°의 경사각을 갖는 PCR 마이크로 디바이스 시스템의 230bp 유전자 단편 증폭 결과를 나타낸다. 총 반응 시간은 30분으로 통제되었다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, Lane 1, Lane 2는 각각 써멀사이클러를 사용하여 얻은 negative control 및 positive control이다. Lane 3은 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 사용하여 얻은 결과다. 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템을 사용하여 얻은 230bp 및 282bp 타겟 앰플리콘들의 세기는 써멀사이클러를 사용하여 얻은 세기의 대략 31.7% 및 89.6%였다. 즉 도 6과 비교하였을 때에 주형 농도를 증가시킴에 따라 밴드 세기들이 두드러지게 증가함을 확인할 수 있으며, 이는 증가된 주형 농도와 감소된 반응 시간 사이의 균형이 이루어진 결과라 볼 수 있다. 따라서 충분히 높은 초기 주형 농도를 이용할 경우에는 본 발명에 따른 PCR 마이크로 디바이스 시스템이 PCR 반응을 수행하기에 신뢰할 만한 성능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등의 형태로 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.
100: PCR 마이크로 디바이스 시스템 110: 단일히터
120: 폴리카보네이트 지지체 121: 플랫면
122: 경사면 130: PCR 마이크로 디바이스
131: 제1 PDMS 기판 132: 제2 PDMS 기판
133: 마이크로 채널 134: 입구도관
135: 출구도관 140: PDMS 접착제

Claims (6)

  1. 단일히터;
    상기 단일히터 상부에 접하도록 배치되는 플랫면과, 상기 단일히터와 소정 크기의 경사각을 갖도록 상기 플랫면 단부로부터 상방향으로 경사지도록 굽힘 변형되어 상기 단일히터 상부로부터 이격되는 경사면을 구비하는 폴리카보네이트 지지체; 및
    상기 폴리카보네이트 지지체와 상응하는 형태를 가지도록 굽힘 변형되어 상기 폴리카보네이트 지지체 상부에 배치되는 것으로, 내부에 샘플유체를 유입시켜 PCR 반응을 일으킨 후에 상기 샘플유체를 외부로 유출시키는 마이크로 채널을 구비하는 PCR 마이크로 디바이스를 포함하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단일히터는 핫플레이트인 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 PCR 마이크로 디바이스는 제1 PDMS 기판과, 상기 제1 PDMS 기판 상부에 결합되고 마이크로 채널이 음각으로 새겨진 제2 PDMS 기판을 포함하고, 상기 마이크로 채널은 서펜틴(serpentine) 형태로 형성되는 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 PCR 마이크로 디바이스는 상기 마이크로 채널의 일단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유입시키는 입구도관과, 상기 마이크로 채널의 타단부에 연결되어 상기 샘플유체를 유출시키는 출구도관을 더 포함하는 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 PCR 마이크로 디바이스는 상기 폴리카보네이트 지지체와 탈착 가능하도록 배치되는 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 경사각은 4° 내지 22°범위에서 조정 가능한 PCR 마이크로 디바이스 시스템.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101185442B1 (ko) 2011-05-26 2012-10-02 가천대학교 산학협력단 단일히터를 갖는 연속흐름 ｐｃｒ 마이크로유체 디바이스 및 제조방법
KR20130130936A (ko) * 2012-05-23 2013-12-03 가천대학교 산학협력단 핵산 증폭 장치, 그 제조 방법 및 이를 이용하는 핵산 증폭방법
KR20130134040A (ko) * 2012-05-30 2013-12-10 나노바이오시스 주식회사 혈청 타입별 구제역 검출용 프라이머 세트, 이를 이용한 ｐｃｒ 장치, 및 이를 이용한 구제역 검출 방법
KR20140013462A (ko) * 2012-07-24 2014-02-05 나노바이오시스 주식회사 히터 유닛이 반복 배치된 열 블록을 포함하는 전기화학적 신호를 검출하기 위한 실시간 ｐｃｒ 장치, 및 이를 이용한 실시간 ｐｃｒ 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101185442B1 (ko) 2011-05-26 2012-10-02 가천대학교 산학협력단 단일히터를 갖는 연속흐름 ｐｃｒ 마이크로유체 디바이스 및 제조방법
KR20130130936A (ko) * 2012-05-23 2013-12-03 가천대학교 산학협력단 핵산 증폭 장치, 그 제조 방법 및 이를 이용하는 핵산 증폭방법
KR20130134040A (ko) * 2012-05-30 2013-12-10 나노바이오시스 주식회사 혈청 타입별 구제역 검출용 프라이머 세트, 이를 이용한 ｐｃｒ 장치, 및 이를 이용한 구제역 검출 방법
KR20140013462A (ko) * 2012-07-24 2014-02-05 나노바이오시스 주식회사 히터 유닛이 반복 배치된 열 블록을 포함하는 전기화학적 신호를 검출하기 위한 실시간 ｐｃｒ 장치, 및 이를 이용한 실시간 ｐｃｒ 방법

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