KR20180083218A - 액상 시료를 나노단위로 분배하는 기구 - Google Patents

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한밭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 기판 상의 원하는 위치에 작은 부피 또는 직경을 갖는 생체분자 수용액을 고르게 분산하는 기술에 관한 것이다. 본 발명의 시료 분배 기구는 기판과, 상기 기판과 친수성-소수성의 특성이 반대되며 상기 기판 위에 형성되는 미세용기를 포함한다.

Description

액상 시료를 나노단위로 분배하는 기구{APPARATUS FOR DISTRIBUTING LIQUID SAMPLE IN NANOSCALE}
본 발명은 액상 시료를 나노단위로 분배하는 기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 위의 원하는 위치에 작은 부피 또는 직경을 갖는 생체분자 수용액을 고르게 분산하는 기술에 관한 것이다.
초소형의 물리 센서 또는 화학 센서 기술은 초고집적 반도체 기술의 발전에 따라 그 응용이 생명공학 분야에까지 넓혀지게 되었다. 최근에는 생명과학, 유전공학, 의료진단, 신약개발 등의 분야에서 유전자 염기서열 분석, 단백질체 분석, 생체대사 물질 검출, 반응물질의 극미량 측정을 위해 반도체 제조 기술을 응용한 MEMS(microelectromechanicalsystems) 기술이 활발히 연구되고 있다. 그 결과, 고전적인 방법과 달리 바이오 분석을 위하여 많은 시료를 사용하지 않고, 단일 세포, 극소량의 유전물질, 단백질, 분리 및 정제되지 않은 복합 시료의 분석이 가능하게 되었다.
이와 관련하여 극소량의 바이오 시료를 일정하게 담는 기술이 요구된다. 종래에도 친수성-소수성 차이를 이용한 여러 마이크로 단위의 어레이 및 용기에 대한 기술들은 존재하지만, 나노단위(nanoscale)의 극소량에 이용하기에는 어려움이 있다. 극소량의 시료를 사용한 분석법인 이유로 몇 가지 장애가 존재하는데, 그 중 하나는 미세분석 장치의 각각의 미세용기 안에 의도한 양으로 바이오 시료를 분산하여 담는 것이 매우 어렵다는 것이다.
예를 들어, 초소형 PCR(polymerase chain reaction) 증폭장치의 경우, 하나의 미세용기에 DNA의 한 분자가 담기도록 하기 위해 시료를 희석하므로, 시료가 담기지 않은 빈 용기들이 높은 빈도로 발생하여 분석 효율이 떨어지고, 분석 비용이 증가하는 문제가 있다. 또한, 현재까지 개발된 마이크로 단위의 우물(well) 형태의 용기에는 나노단위의 액적(droplet)을 담을 수 없다.
1. 한국등록특허 10-0723427 (기판상에 생체분자 액적을 프린팅하는 장치 및 방법) 2. 한국공개특허 2005-0072540 (전기수력학적 현상을 이용하여 기판 상에 생체분자를 프린팅하는 장치 및 그 프린팅 방법)
따라서 본 발명은 원하는 수만큼의 생체분자를 분산하여 담을 수 있는 시료 분배 기구를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 분자 분석 장비에 장착하여 효율성 높은 분자 분석을 가능하게 하는 시료 분배 기구를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 생명공학 연구 및 의료 분석의 비용을 절감할 수 있는 시료 분배 기구를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 도출된 본 발명은 액상 시료를 나노단위로 분배하는 기구로서, 기판과, 상기 기판과 친수성-소수성의 특성이 반대되며 상기 기판 위에 형성되는 미세용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 미세용기는 상기 기판에 비해 500-800nm의 높이로 적층되거나 500-800nm의 깊이로 식각된다. 또한, 상기 미세용기는 상기 기판 위에 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 미세용기는 특정 방향으로 크기가 점차 커지거나 작아진다.
바람직하게는, 상기 기판을 가열하거나 냉각하여 상기 기판의 온도를 조정하는 온도 조정부를 더 구비한다. 또한, 액상 시료를 제공하는 노즐부와, 상기 노즐부의 위치를 상기 기판 위의 특정 미세용기의 위치로 조정하는 XY 구동부를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 기판은 소수성이고, 상기 미세용기는 친수성이다. 상기 기판은 실리콘 웨이퍼 또는 운모(mica)이다. 상기 미세용기는 친수성 산화물로 형성된다.
바람직하게는, 상기 미세용기는 상기 기판에 친수성 물질을 적층하여 형성된다. 상기 미세용기의 바닥면은 가장자리 쪽으로 갈수록 친수성이 강하도록 친수성 기울기를 갖는다.
바람직하게는, 상기 미세용기는 상기 기판을 식각하고, 상기 식각된 위치에 친수성 물질을 적층하여 형성된다. 상기 미세용기의 바닥면은 가장자리 쪽으로 갈수록 친수성이 약하도록 친수성 기울기를 갖는다.
전술한 구성을 갖는 본 발명을 통해 각 미세용기에 원하는 수만큼의 생체분자를 골고루 분산하여 담을 수 있다. 또한, 나노 크기의 미세용기를 제작하여 초소형 분석 장비에 장착하거나 분자 분석 장비에 장착할 경우 효율성 높은 분자 분석이 가능하다. 또한, 마스크(mask)를 사용하여 시료 분배 기구의 대량 제조가 가능하여 생명공학 연구 및 의료 분석 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 미세용기의 패턴이 나노 크기로 촘촘하게 기판 상에 배치되더라도 미세용기 상의 액적이 이웃한 미세용기의 액적과 합쳐지는 현상을 극복하여 상기 미세용기 상에 나노 부피의 액적이 유지되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명을 통해 미세용기의 온도를 조절함으로써 액적을 동결 또는 건조시킬 수 있으며, 특정 온도에서 액적이 화학 반응을 일으킬 수 있도록 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 기판 위에 나노 크기의 미세용기가 집적된 시료 분배 기구를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의해 미세용기의 크기가 점차 변하는 시료 분배 기구의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 나노 크기의 미세용기를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 의해 미세용기에 생체분자가 분산되어 있는 것을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시료 분배 기구를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의해 기판(102) 위에 나노 크기의 미세용기(104)가 집적된 시료 분배 기구(100)를 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 미세용기(104)는 기판(104) 상에 나노 크기의 패턴이 적층되거나 식각되어 형성되며, 극미량의 생체분자 수용액을 담을 수 있다.
생체분자는 탐침(probe) DNA, RNA, PNA(Peptide nucleic acid), LNA 등의 핵산(nucleic acid)류, 항원, 항체 등의 단백질(Protein)류, 올리고펩티드류, 인간세포, 동물세포, 식물세포 등의 세포류, 바이러스, 박테리아 등의 미생물류를 포함하나, 그 외의 다른 생체분자도 포함될 수 있다.
기판(102)은 소수성 성분을 띄는 실리콘 웨이퍼, 운모(mica) 등으로 구성된다. 기판(102)은 다른 소수성 고체로도 구성될 수 있다. 기판(102)은 생체분자가 접촉되지 않도록 소수성 처리될 수 있다. 이와 같은 소수성 처리로는 기체를 이용한 플라즈마 처리, 증착 처리, 습식 처리 등을 이용할 수 있다. 예컨대, 소수성 처리를 위해, NH3, NF3, F2 등의 기체를 이용한 플라즈마 처리를 하거나, Si3N4, SiF4 등을 기판(102) 위에 증착시키거나, 전해 도금, 무전해 도금 등을 이용한 습식 처리를 수행할 수 있다.
기판(102) 위에 나노 크기의 친수성인 산화물 패턴을 적층하거나 식각하여 극미량의 수용액을 담을 수 있는 미세용기(104)를 제작한다. 상기 패턴은 SiO2, polyvinylidene fluoride, alkoxy계 산화물 등을 사용할 수 있다. 여기에서 극미량이라 함은 미세용기(104)의 크기 즉, 적층 높이 또는 트렌치(trench) 깊이가 500-800nm이고, 바닥면은 지름 50nm의 원형, 한 변의 길이가 50nm인 사각형 등의 여러 형태인 경우의 체적에 해당한다.
미세용기(104)의 크기는 식각에 사용하는 마스크(mask)의 패턴을 디자인하여 결정할 수 있고, 생체분자의 크기에 따라 다양하게 결정할 수 있다. 미세용기(104)의 적층 높이　또는 트렌치 깊이는 친수성 산화물인 미세용기(104)와 주변의 소수성인 실리콘 기판(102) 사이의 대비가 최대가 될 수 있는 500-800nm로 하는 것이 바람직하나, 상기 적층 높이 또는 트렌치 깊이를 벗어나더라도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
미세용기(104)의 바닥면은 지름 50nm의 원형, 한 변의 길이가 50nm인 사각형 등의 여러 가지 형태로 형성될 수 있다. 유전자 염기서열 분석에 가장 많이 쓰는 분자의 크기, 단백질의 평균 크기, 세포의 평균 크기 등의 큰 분류 안에서 종류에 따라 미세용기(104)의 바닥면의 면적을 다르게 할 수 있다.
미세용기(104)는 효율성 높은 분자 분석이 가능하도록 이하의 설명에 따라 원하는 수만큼의 생체분자를 골고루 분산하여 담을 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의해 미세용기(204)의 크기가 기판(202)의 특정 방향으로 점차 변하는 시료 분배 기구(200)의 평면도이다. 도 2에서 미세용기(204)는 기판(202) 상에서 수평 방향으로 크기가 점차적으로 커지거나 작아진다. 미세용기(204)는 기판(202) 상의 적층된 친수성 패턴 또는 식각된 친수성 패턴으로 형성된다. 친수성 패턴은 불연속적인 친수성 기울기를 도입하여 미세 부피의 시료가 준비되는 과정에서 생체분자의 분산도가 흩트러지지 않게 하다. 불연속적인 친수성 기울기는 친수성 패턴의 크기를 순차적으로 조절한 마스크 여러 장을 순차적으로 사용하여 친수성 물질을 패터닝함으로써 만들 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 나노 크기의 미세용기를 제작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 (A)는 기판(302) 위에 친수성 패턴(304)을 적층하여 제작한 미세용기(306)를 제작하는 방법을 도시하고 있다. 적층식 미세용기(306)의 바닥면에 가장자리 쪽으로 갈수록 친수성이 강하도록 친수성 기울기를 주어 증발 및 승화의 정도를 조절함으로써 생체분자의 분산도를 유지할 수 있다.
도 3의 (B)는 기판(312) 위에 친수성 패턴(314)을 식각하여 제작한 미세용기(316)를 제작하는 방법을 도시하고 있다. 식각식 미세용기(316)는 물 분자와의 표면장력이 약하도록 바닥면의 가장자리와 벽면으로 갈수록 친수성이 약하게 제작된다.
미세용기의 집적체는 하나의 기판에 동일 면적의 미세용기가 집적되거나 다양한 면적이 순차적으로 혼재되도록 미세용기가 집적될 수 있다. 도 3의 (A)와 (B)는 다양한 면적이 순차적으로 혼재되도록 미세용기가 집적되는 경우를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 의해 기판(402)에 형성된 미세용기(404)에 생체분자(48)가 분산되어 있는 것을 설명하는 도면이다. 분석하고자 하는 생체분자(408)의 크기에 따라 사용할 미세용기(404)의 면적을 결정하고, 시료의 농도를 희석하여 준비한 생체분자(408)를 함유하는 액체(406)를 미량 액체 이송 장치나 애토마이저(atomizer)로 뿌려서 각 미세용기(404)에 원하는 수만큼의 생체분자(408)를 담는다.
친수성, 소수성의 선택성을 이용하여 생체분자(408)를 용해한 수용액(406)을 각 미세용기(404)에 골고루 빠짐없이 담을 수 있으면, 임의 개수의 분자를 임의 크기의 물방울 속에 가두어 동일한 개수의 분자를 가진 시료를 싸고 간단히 만들어낼 수 있다.
한편, 미세용기(404)의 가장자리 근처에 미세용기(404)의 ID와 위치정보를 마스크를 이용하여 식각함으로써 미세용기(404)의 정보를 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 시료 분배 기구(600)를 설명하는 도면이다. 도시된 바와 같이, 시료 분배 기구(600)는 기판(602), 미세용기(604a, 604b), 노즐부(606), XY 구동부(610), 용액 이송관(612, 616), 펌프(614), 용액 저장통(618), 제어부(620), 온도 조정부(624)를 구비한다.
기판(602)과 미세용기(604a, 604b)에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 노즐부(606)는 미세용기(604a, 604b)에 생체분자를 함유하는 액적(608a, 608b)을 떨어뜨린다. 노즐부(606)는 XY 구동부(610)에 장착되며, XY 구동부(610)는 노즐부(606)가 특정 미세용기에 액적을 떨어뜨릴 수 있도록 노즐부(606)의 위치를 조절한다. XY 구동부(610)의 변이는 제어부(620)에 의해 제어된다. 제어선(628)은 제어부(620)에서 생성된 변이 관련 제어신호를 XY 구동부(610)로 전송한다. 펌프(614)는 용액 저장통(618)에 저장되어 있는 시료 용액을 용액 이송관(616, 614)을 경유하여 노즐부(606)에 제공한다. 제어부(620)는 XY 구동부(610)에 의해 노즐부(606)의 위치가 특정 미세용기로 이동된 후에 펌프(614)를 구동한다. 제어선(626)은 제어부(620)에서 생성된 펌프 관련 제어신호를 펌프(614)로 전송한다.
미세용기의 패턴이 나노 크기로 촘촘하게 기판(602) 상에 배치될 경우, 미세용기(604a) 상의 액적(608a)이 이웃한 미세용기(604b)의 액적(608b)과 합쳐지는 현상이 나타날 수 있다. 본 실시예에서는 이를 억제하기 위하여 친수성 미세용기(604a, 604b)의 가장자리가 높은 친수성을 갖도록 함으로써 미세용기(604a, 604b) 상에 액적(608a, 608b)이 유지되도록 한다.
SiO2를 이용하여 미세용기 패턴을 제작한 후, 접촉각 측정을 통해 친수성을 계산한 결과 평균 -31.2 mN/m의 수화 에너지(wettable energy)를 갖음을 확인하였다.
본 실시예에서는 온도 조정부(624)를 통해 미세용기(604a, 604b)를 지지하는 기판(602)의 온도를 조절함으로써 액적(608a, 608b)을 동결 또는 건조시킬 수 있으며, 특정 온도에서 액적(608a, 608)이 화학 반응을 하도록 유도하여 분석 기기에 장착할 수 있다. 제어선(630)은 제어부(620)에서 생성된 온도 관련 제어신호를 온도 조정부(624)로 전송한다.
이와 같은 방법에 의해 기판상에 생체분자를 포함하는 용액을 프린팅하는 장치를 제조하는 경우, 나노 크기의 미세용기를 제작하여 초소형 분석 장비에 장착하거나 분자 분석 장비에 장착할 경우 효율성 높은 분자 분석을 가능하게 하고, 나노 크기의 미세용기를 분석 기기에 장착할 수 있으며, 제작한 mask를 사용하여 대량 제조가 가능하여 생명공학 연구 및 의료 분석 비용을 절감하고 분석의 효율성을 높일 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100, 200, 300, 310, 400, 600 : 시료 분배 기구
102, 202, 302, 312, 402, 602 : 기판
104, 204, 304, 314, 404, 604a, 604b : 미세용기
606 : 노즐부
610 : XY 구동부
612, 616 : 용액 이송관
614 : 펌프
618 : 용액 저장통
620 : 제어부
624 : 온도 조정부

Claims (12)

  1. 액상 시료를 나노단위로 분배하는 기구에 있어서,
    기판과,
    상기 기판과 친수성-소수성의 특성이 반대되며 상기 기판 위에 형성되는 미세용기를
    포함하는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 소수성이고, 상기 미세용기는 친수성인 것을 특징으로 시료 분배 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 웨이퍼 또는 운모(mica)인 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 미세용기는 친수성 산화물로 형성된 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 미세용기는 상기 기판에 친수성 물질을 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미세용기의 바닥면은 가장자리 쪽으로 갈수록 친수성이 강하도록 친수성 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 미세용기는 상기 기판을 식각하고, 상기 식각된 위치에 친수성 물질을 적층하여 형성된 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 미세용기의 바닥면은 가장자리 쪽으로 갈수록 친수성이 약하도록 친수성 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미세용기는 상기 기판에 비해 500-800nm의 높이로 적층되거나 500-800nm의 깊이로 식각되어 있는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미세용기는 상기 기판 위에 복수 개가 구비되며,
    상기 복수 개의 미세용기는 특정 방향으로 크기가 점차 커지거나 작아지는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 가열하거나 냉각하여 상기 기판의 온도를 조정하는 온도 조정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
  12. 제1항에 있어서,
    액상 시료를 제공하는 노즐부와,
    상기 노즐부의 위치를 상기 기판 위의 특정 미세용기의 위치로 조정하는 XY 구동부를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 시료 분배 기구.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001512031A (ja) * 1997-08-01 2001-08-21 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 微生物の検知および計数の方法および器具
KR20050072540A (ko) 2004-01-07 2005-07-12 삼성전자주식회사 전기수력학적(Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ)현상을 이용하여 기판 상에 생체분자를 프린팅하는 장치및 그 프린팅 방법
JP2005254152A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hitachi Chem Co Ltd 電解質積層膜の製造方法および製造装置
KR100723427B1 (ko) 2006-05-12 2007-05-30 삼성전자주식회사 기판상에 생체분자 액적을 프린팅하는 장치 및 방법
JP2008249446A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi High-Technologies Corp 微粒子配置方法，微粒子が配置されたデバイス、及び、微粒子が配置されたデバイスの作成装置
KR20110025255A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 서울대학교산학협력단 자성 입자와 실리콘계 고분자 수지로 구성된 혼합조성물, 상기 혼합조성물로 이루어진 발열구조체 및 이를 이용한 생물학적 또는 화학적 반응방법
KR101460072B1 (ko) * 2013-05-27 2014-11-10 한양대학교 에리카산학협력단 고해상도 마이크로 패턴의 제조방법
KR20150004047A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 삼성전기주식회사 바이오 칩
KR20160081896A (ko) * 2013-08-30 2016-07-08 일루미나, 인코포레이티드 친수성 또는 다양한-친수성 표면 상에서의 액적의 조작

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001512031A (ja) * 1997-08-01 2001-08-21 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 微生物の検知および計数の方法および器具
KR20050072540A (ko) 2004-01-07 2005-07-12 삼성전자주식회사 전기수력학적(Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ)현상을 이용하여 기판 상에 생체분자를 프린팅하는 장치및 그 프린팅 방법
JP2005254152A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hitachi Chem Co Ltd 電解質積層膜の製造方法および製造装置
KR100723427B1 (ko) 2006-05-12 2007-05-30 삼성전자주식회사 기판상에 생체분자 액적을 프린팅하는 장치 및 방법
JP2008249446A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Hitachi High-Technologies Corp 微粒子配置方法，微粒子が配置されたデバイス、及び、微粒子が配置されたデバイスの作成装置
KR20110025255A (ko) * 2009-09-04 2011-03-10 서울대학교산학협력단 자성 입자와 실리콘계 고분자 수지로 구성된 혼합조성물, 상기 혼합조성물로 이루어진 발열구조체 및 이를 이용한 생물학적 또는 화학적 반응방법
KR101460072B1 (ko) * 2013-05-27 2014-11-10 한양대학교 에리카산학협력단 고해상도 마이크로 패턴의 제조방법
KR20150004047A (ko) * 2013-07-02 2015-01-12 삼성전기주식회사 바이오 칩
KR20160081896A (ko) * 2013-08-30 2016-07-08 일루미나, 인코포레이티드 친수성 또는 다양한-친수성 표면 상에서의 액적의 조작

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