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KR20100025330A - 오목부가 배열되어 있는 광투명한 어레이 주형을 이용한 마이크로어레이의 제조 방법 - Google Patents

오목부가 배열되어 있는 광투명한 어레이 주형을 이용한 마이크로어레이의 제조 방법 Download PDF

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KR20100025330A
KR20100025330A KR1020080084044A KR20080084044A KR20100025330A KR 20100025330 A KR20100025330 A KR 20100025330A KR 1020080084044 A KR1020080084044 A KR 1020080084044A KR 20080084044 A KR20080084044 A KR 20080084044A KR 20100025330 A KR20100025330 A KR 20100025330A
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KR
South Korea
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array mold
array
chamber
fluid inlet
Prior art date
Application number
KR1020080084044A
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English (en)
Inventor
심태석
이동호
Original Assignee
삼성전자주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명의 예시적 일구체예는 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 이용하는 마이크로어레이의 제조 방법으로서, 종래 제조 방법과는 달리, 많은 양의 생물질이 요구되지 아니하고, 그 제조 공정이 간소화되고, 기판 표면상에 침적되는 생물질 간의 오염 문제가 해결되고, 상기 어레이 주형과 기판이 접합되어 생물질이 채워진 상태에서 노광이 가능하며, 상기 어레이 주형을 재사용할 수 있어 적은 비용으로 높은 수율을 갖는 마이크로어레이를 제조할 수 있다.
마이크로어레이, PDMS, 오목부, 유로

Description

오목부가 배열되어 있는 광투명한 어레이 주형을 이용한 마이크로어레이의 제조 방법{Method for preparing microarrays by using optically transparent array molds with an array of concaves}
본 발명의 예시적 일구체예는 유체 유입구(inlet) 및 유체 유출구(outlet)를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 이용하는 마이크로어레이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근까지 널리 사용되는 마이크로어레이의 제조 방법은 어피메트릭스(Affimatrix)사의 포토리소그래피(photolithography)를 응용한 방법 및 스팟팅(spotting) 방법으로 나눌 수 있다. 이는 프로브 물질을 기판 표면상에서 단계적으로 합성하여 고정하는 방법과 이미 합성되어 있는 프로브 물질을 활성화된 기판 표면상에 고정하는 방법으로 널리 사용되고 있다.
도 1은 상기 포토리소그래피를 응용한 방법의 일예를 나타낸 것이다. 이는 프로브 물질을 기판 표면상에서 단계적으로 합성하여 고정하는 방식으로 광제거 가능한 보호기가 결합된 핵산을 기판에 침적시키고, 광마스크를 통해 노광하여 상기 보호기를 제거하고, 핵산을 커플링시킨 후 이를 반복하여 핵산 프로브가 고정된 마 이크로어레이를 제조하는 것이다.
이미 합성한 프로브를 기판 표면상에 고정하는 방법과 관련하여, 미국특허 제587522호는 고상화제를 슬라이드글라스의 전면에 코팅한 기판을 이용하여 그 기판 표면상에 미리 제조한 프로브 DNA를 포함한 액적을 하나씩 스팟팅하여 올린 후 건조시켜, DNA칩의 제조하는 방법을 개시한다.
그러나 상기 프로브 물질을 기판 표면상에서 단계적으로 합성하여 고정하는 방법은 제작 단가가 매우 높은 광마스크를 많이 사용하고, 한번 사용한 광마스크는 재사용할 수 없다. 또한, 기판 표면상에 생물질을 고정시키는 경우, 그 공정이 생물질의 액상에서 이루어지는 것이 보통이므로, 스테퍼(stepper)를 이용해야 할 경우 많은 양의 생물질이 필요할 뿐만 아니라 액상에서 구현되는 공정을 재현하기 어렵기 때문에 마이크로어레이의 제조 단가가 매우 높고, 제조 공정이 매우 복잡하며, 수율이 매우 낮은 문제점이 있다. 또한, 상기 이미 합성한 프로브를 기판 표면상에 고정하는 방법은 반응 효율이 낮고 활성화가 균질하게 되지 않을 수 있는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 이용하여 비용이 절감되고 효율적으로 마이크로어레이를 제조할 수 있는 방법을 완성하게 되었다.
본 발명의 예시적 일구체예는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 이용하여 효율적인 마이크로어레이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적 일구체예는,
(i) 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 제공하는 단계로서, 상기 어레이 주형은 광투명한 재질로 되어 있는 것인 단계;
(ⅱ) 상기 어레이 주형의 오목부가 배열되어 있는 면에 기판을 접합시켜, 상기 오목부와 상기 기판의 접합에 의하여 정의되는 챔버를 포함하는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합체를 형성하는 단계; 및
(ⅲ) 상기 접합체의 유체 유입구를 통하여 생물질을 상기 챔버 내로 도입하여 상기 챔버 내의 기판 표면 상에 상기 생물질을 고정화하는 단계;를 포함하는 마이크로어레이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 예시적 일구체예는 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 제공하는 단계로서, 상기 어레이 주형은 광투명한 재질로 되어 있는 것인 단계를 포함한다.
본 명세서에 있어서, "유체 유입구(inlet)"는 마이크로어레이의 프로브(probe) 또는 프로브의 고정화를 위해 필요한 물질이 유입되는 입구이다.
본 명세서에 있어서, "유체 유출구(outlet)"는 마이크로어레이의 프로브 또는 프로브의 고정화를 위해 필요한 물질이 유입되어 어레이 주형의 오목부에 채워진 후 남은 물질이 배출되는 출구이다.
본 명세서에 있어서, "유로(channel)"는 상기 유체 유입구 및 상기 유체 유출구를 포함하며, 상기 어레이 주형의 오목부와 연결되어 있는 통로이다.
본 명세서에 있어서, "오목부(concave)"는 어레이 주형 내에서 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 유로를 구비하고, 기판 표면상에 접합되는 상기 기판에 마주보는 면에 배열는 것으로서, 상기 오목부는 마이크로어레이의 스팟 패턴에 따라 다양한 수 및 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 어레이 주형은 광투명한 재질로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 어레이 주형의 재질은 유체 유입구 및 유체 유입구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부와 같은 내부 구조의 제작이 용이하고, 광투명한 재질을 가지며, 마이크로어레이 기판 표면에 대한 접합력이 강한 재질을 갖는 어떠한 것도 포함될 수 있다. 상기 "광투명한 재질"에는 ITO(indium tin oxide), 유리, 광투명 플라스틱, 광투명 실리콘 등이 포함되나, 바람직하게는 상기 어레이 주형은 PDMS(polydimethylsiloxane) 재질로 된 것이다.
상기 어레이 주형은 예를 들어, 음성 포토레지스트(negative photoresist)를 이용하는 광식각(photolitographic) 공정으로 당업계에서 통상의 지식을 갖는 당업자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예는 상기 어레이 주형의 오목부가 배열되어 있는 면에 기판을 접합시켜, 상기 오목부와 상기 기판의 접합에 의하여 정의되는 챔버를 포함하는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합체를 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 있어서, "챔버"는 어레이 주형과 기판의 접합에 의해 외부 공간으로부터 차단되고 마이크로어레이의 프로브 고정화가 이루어지는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합체의 내부 공간이다. 상기 "접합"은 상기 어레이 주형의 오목부 이외의 부분과 상기 기판 표면상에 고정되는 스팟 영역 이외의 부분간의 결합을 말한다. 상기 접합은 유체 유입구를 통하여 유입된 생물질이 상기 기판 표면상에 고정화되는 챔버를 제공하고, 상기 챔버 내로 유입된 생물질이 다른 오목부로 새어 나가지 않게 하여 상기 생물질 간의 오염을 방지하게 한다. 상기 접합은 접착 물질(adhesive material)을 사용하거나, 기판과 어레이 주형 자체의 흡착하는 성질을 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 "접합체"는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합에 의하여 생성되는 구조물을 말한다.
본 발명의 예시적 일구체예는 상기 접합체의 유체 유입구를 통하여 생물질을 상기 챔버 내로 도입하여 상기 챔버 내의 기판 표면상에 상기 생물질을 고정화하는 단계를 포함한다.
본 명세서에 있어서, "생물질"은 마이크로어레이의 제조에 있어서 프로브 또는 프로브를 구성하는 모든 물질을 포함한다. 예를 들면, 상기 생물질은 DNA, RNA, LNA, PNA, 펩타이드, 바이러스 및 세포로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종 및 뉴클레오티드(nucleotide), 뉴클레오시드(nucleoside) 또는 아미노산과 같은 모노머(monomer)를 포함할 수 있다. 상기 생물질은 생물 유래뿐만 아니라 합성 또는 반 합성된 것도 포함할 수 있다.
상기 "고정화"는 이미 합성되어 있는 프로브 분자를 활성화된 기판 표면상에 침적시키는 과정을 포함할 수 있다. 마이크로어레이의 기판 표면상에 생물질을 고정화하는 과정은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있다. 미국특허 제5,143,854호에 개시된 방법은 기판의 정의된 영역(predefined region)을 활성화시킨 다음, 상기 기판을 미리 선택된 모노머 용액과 접촉시키는 것과 관련된다. 상기 정의된 영역은 광원에 의하여 활성화될 수 있다. 기판의 나머지 영역은 광원으로부터 차단되어 있어 불활성이다. 본 발명에서는 상기 정의된 영역도 상기 접합체의 챔버의 기판 표면상에 해당하는 것으로 노광되어 활성화되거나 또는 반응 물질에 노출된다. 상기 기판의 나머지 영역은, 본 발명의 경우 어레이 주형과 기판 사이의 접합이 이루어지는 부분으로 반응물과의 접촉이 물리적으로 차단된다. 또한, 상기 생물질과 결합할 수 있는 작용기를 갖는 물질을 기판 표면상에 처리할 수 있다. 상기 작용기는 아민기, 카르복실기, 에폭시기, 설퍼기 등일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 생물질과 결합할 수 있는 작용기를 갖는 물질은 감마-아미노 프로필트리에톡시 실란(GAPS) 등일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 기판 표면상에 단백질을 고정하는 방법은 카르복시메틸-덱스트란 (carboxymethyl-dextran)을 이용하거나 아비딘-바이오틴 (avidin-biotin) 결합을 이용하는 방법이 널리 알려져 있다. 또한, 단백질을 기판 표면상에 고정시키기 위해 기판 표면을 미리 화학물질로 처리하거나 불특정 다수의 단백질을 결합시키기 위해 폴리라이신 또는 칼릭스크라운을 이용하는 방법도 널리 알려져 있다. 항체, 바이러스 또는 세포 를 기판 표면상에 고정하기 위한 상보적인 링커(linker)도 널리 알려져 있다. 상술한 바와 같이, 상기 생물질을 기판 표면상에 고정화하는 단계에서는 상기 기판과 프로브 사이의 흡착, 화학반응 또는 물리적 상호작용이 일어날 수 있으며, 이에 의하여 마이크로어레이의 생성을 지지, 촉진 또는 촉매화할 수도 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 고정화는 상기 접합체의 상기 챔버 상부를 통해 상기 기판을 노광하여, 기판 표면 상에 광제거 가능한 보호기에 의하여 차단되어 있는 활성기를 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 활성기에 광제거 가능한 보호기로 보호되어 있는 활성화된 모노머를 접촉시켜, 상기 모노머를 기판 표면 상의 활성기에 커플링시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법을 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, "노광"은 마이크로어레이의 기판 표면에 감마파, X선 파, 적외선, 가시광선 및 자외선을 조사하는 것뿐만 아니라 프로브 패턴화의 안정화 측정 및 광학적 분석 과정, 자외선 교차 결합(UV cross link) 등과 같은 마이크로어레이의 제조과정에서 필요한 모든 조사를 포함할 수 있으며, 사용되는 광제거 가능한 보호기의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
상기 챔버 상부는 광투명한 재질로 되어 있는 어레이 주형의 일부분이므로 상기 접합체를 어레이 주형과 기판으로 분리할 필요없이 상기 챔버 내에 생물질이 채워져 있는 상태에서 노광 공정이 가능하다. 기존 포토리소그래피를 응용한 방법의 경우 마이크로어레이의 기판 표면상의 스팟의 패턴화를 위해 패턴화된 광마스크 사이에 두고 노광해야 했지만, 본 발명의 제조방법의 경우에는 상기 오목부가 배열 되어 있는 어레이 주형에 의해 기판 표면상에 패턴화가 이루어져 있으므로 별도의 광마스크가 필요하지 않게 된다.
본 명세서에 있어서, "보호기(protecting group)"란 모노머 단위에 화학적으로 결합하고 전자기파와 같은 활성자(activator)에 선택적 노출에 의하여 제거될 수 있는 물질을 의미한다. "광제거 가능한 보호기(photoremovable protecting group)"란 광에 의하여 제거될 수 있는 보호기를 의미한다. 상기 광제거 가능한 보호기의 예는 당업자에게 널리 알려져 있다. 예를 들면, 6-니트로베라트릴옥시카르복닐(NVOC), 6-니트로피페로닐(NP), 6-니트로피페노닐 옥시카르보닐(NPOC), 6-니트로베라트릴(NV), 메틸-6-니트로베라트릴(MeNV), 메틸-6-니트로베라트릴옥시카르보닐(MeNVOC), 메틸-6-니트로피페노닐(MeNP), 메틸-6-니트로피페노닐옥시카르보닐(MeNPOC)이 될 수 있으나, 이들 예에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 모노머는 뉴클레오티드, 뉴클레오시드 또는 아미노산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다. 따라서 상기 유입구를 통하여 상기 챔버에 채워지는 뉴클레오티드, 뉴클레오시드 또는 아미노산 등은 마이크로어레이의 프로브를 구성하는 모노머로 제조될 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 오목부는 2 이상일 수 있다. 또한, 상기 오목부는 제1 오목부의 유체 유출구와 제2 오목부의 유체 유입구가 연결되어 유로를 형성하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명의 제조방법에 의하면 다양한 수의 오목부가 배열된 어레이 주형을 제조할 수 있어서 다양한 프로브 패턴을 갖는 마이크로어레이를 제조할 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 오목부는 하나의 유체 유입구에 연결되는 것일 수 있다. 따라서, 상기 어레이 주형은 마이크로어레이의 프로브 패턴에 따라 하나 또는 2 이상의 유체 유입구를 구비할 수 있으며, 상기 챔버에 채워질 물질이 동일한 경우에는 하나의 유체 유입구를 포함하는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 제공하고, 상기 챔버에 채워질 물질이 상이한 경우에는 2 이상의 유체 유입구를 포함하는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 제공하는 것을 포함한다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 어레이 주형의 재질은 유체 유입구 및 유체 유입구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부와 같은 내부 구조의 제작이 용이하고, 광투명한 재질을 가지며, 마이크로어레이 기판 표면에 대한 접합력을 가지는 재질을 갖는 어떠한 것도 포함될 수 있으나, 바람직하게는 PDMS 재질이다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 기판은 실리콘, 유리, 금속, 플라스틱 및 세라믹으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 좀 더 구체적으로는 상기 기판은 실리콘, 유리, 금, 은, 구리, 백금, 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리카르보네이트 및 세라믹으로 구성되는 군으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 기판은 상기 어레이 주형이, 예를 들면 실리콘 재질인 경우 접합 전에 산화막인 SiO2로 처리되는 것을 포함한다. 상기 어레이 주형과 접합되기 전에 상기 기판에 SiO2를 처리하게 되면 상기 기판은 상기 유입구를 통하여 상기 챔버에 채워지는 생물질 또는 상기 어레이 주형과 접합력이 증가할 수 있다. 상기 SiO2의 처리과정은 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합 전 또는 후의 어느 하나로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 기판은 상기 기판 표면상에 상기 생물질과 결합할 수 있는 물질로 처리되는 것을 포함한다. 상기 결합할 수 있는 물질은 프로브의 고정화를 위하여 마이크로어레이의 기판 표면상에 처리되는 모든 물질로서, 링커, GAP, 아민기, 카르복실기, 에폭시기, 설퍼기, 알데히드기, 활성화된 에스테르, 말레이미드 또는 탄수화물 등을 포함하나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 물질의 처리는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합 전 또는 후의 어느 하나로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 물질은 DNA, RNA, LNA, PNA, 펩타이드, 바이러스 및 세포로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다. 따라서 상기 유입구를 통하여 상기 챔버에 채워지는 DNA, RNA, LNA, PNA, 펩타이드, 바이러스 또는 세포 등은 마이크로어레이의 프로브로 제조될 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에서, 상기 모노머는 뉴클레오티드, 뉴클레오시드 또는 아미노산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다.
본 발명의 예시적 일구체예에 의하면, 기존의 마이크로어레이의 제조 방법과는 달리, 많은 양의 물질이 요구되지 아니하고, 마이크로어레이의 제조공정이 획기 적으로 간소화되고, 기판 표면상에 고정화되는 생물질 간에 오염 문제가 해결되고, 상기 광투명한 어레이 주형과 기판이 접합되어 생물질이 채워진 상태에서 노광이 가능하며, 상기 어레이 주형을 세척한 후 재사용이 가능하기 때문에 적은 비용으로 높은 수율을 갖는 마이크로어레이를 제작할 수 있다.
이하, 실시예 및 도면을 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명에 따른 어레이 주형을 제조하는 과정의 일예를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 어레이 주형은 당업계에서 알려진 방법, 예를 들면, 포토리소그래피를 이용하여 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로, (a) 단계에서는 기판(1) 상에 의도된 높이의 포토레지스트층(2)을 코팅하고, 의도된 면적의 노광부를 갖는 광마스크(3)를 제조한다. (b) 단계에서는 광마스크(3)를 사이에 두고 노광하면, 광마스크(3)의 노광 부분에 해당하는 포토레지스트층(2) 부분만 남게 되고, 비노광 부분에 해당하는 포토레지스트층 부분은 제거된다(음성 포토레지스트). (c) 단계에서는 남은 포토레지스트층 부분(4)이 기판(1) 상에서 몰드(mold)를 형성하고, 상기 몰드 상에 PDMS(5)를 부어 고형화시킨다. (d) 단계에서 기판(1) 및 남은 포토레지스트층 부분(4)을 제거하면, 이미 정의된(predefined) 패턴의 오목부를 갖는 PDMS 어레이 주형이 제조된다. 상기 오목부의 패턴은 마이크로어레이의 기 판 표면상에 프로브가 고정될 것으로 이미 정의된 부분과 일치한다.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 어레이 주형을 정투상도법에 의하여 상부 및 측면과 하부 및 측면을 기준으로 바라본 형태의 일예를 나타낸 것이다.
도 3a는 상기 어레이 주형의 일예를 상부 및 측면에서 바라본 형태이다. 생물질이 주입되는 유체 유입구(6)는 상기 어레이 주형 내의 유로(8)를 통해 오목부(7) 및 유체 유출구(9)와 연결되어 있다. 도 3b는 상기 어레이 주형의 일예를 하부 및 측면에서 바라본 형태이다. 상기 어레이 주형의 하부에는 마이크로어레이 기판과 대응하는 오목부(7), 및 상기 생물질이 흐르는 유로(8)가 노출된다.
도 4는 본 발명에 따른 어레이 주형과 기판이 접합된 상태에서 생물질을 유체 유입구를 통해 주입하고, 상기 물질이 챔버 내에 채워지며, 남은 물질이 유체 유출구를 통해 배출되는 과정에 관한 일예를 나타낸 것이다.
상기 어레이 주형을 이용하여 각 챔버 내에 상기 물질이 채워지는 과정은 도 4에 도시된 바와 같다. 상기 어레이 주형(5)의 상단에 위치한 유체 유입구(6)를 통하여 마이크로어레이 기판(12) 표면상에 고정화시킬 상기 물질(10)을 주입한다. 상기 물질(10)은 상기 유로(8)를 통해 유체역학적으로 이동하여 상기 어레이 주형(5)의 오목부(7) 내의 마이크로어레이 기판(12) 표면상의 챔버에 채워지고, 남은 물질(10)은 유체 유출구(9)를 통해 상기 어레이 주형(5)으로부터 배출된다. 마이크로어레이 기판(12) 표면은 SiO2(11)로 처리되어 있어 상기 어레이 주형(5)과 강하게 접합되어 있고, 상기 생물질(10)이 용이하게 고정화된다. 상기 어레이 주형 내부의 오목부(7)에 연결된 유로(8), 유체 유입구(6) 및 유체 유출구(9)의 제조는 당업계에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명은 상기 어레이 주형과 상기 기판이 접합된 상태에서 상기 챔버 내에 채워진 상기 생물질에 노광하는 단계를 포함한다. 상기 생물질은 상기 어레이 주형의 오목부에 의해 고립된 상태에서 기판 표면상에 침적되어 있고, 상기 어레이 주형은 광투명한 재질로 되어 있으므로, 상기 어레이 주형과 상기 기판이 접합된 상태에서 바로 노광할 수 있다.
상기 어레이 주형의 각 챔버에 채워진 생물질 간의 오염이나 상기 물질이 새어 나오는 문제를 방지하기 위해 상기 어레이 주형과 마이크로어레이 기판 사이의 접합력이 강한 것이 바람직하다. 따라서, 상기 어레이 주형은 PDMS의 재질로 되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다. PDMS는 마이크로어레이 기판의 재료로 사용되는 실리콘, 유리, 플라스틱 및 세라믹 등과의 접합력이 우수하며, 상기 접합력을 더 우수하게 하기 위해 마이크로어레이 기판, 예를 들어 실리콘 재질의 기판인 경우 그 표면을 SiO2(11)로 처리하여 산화막층을 형성하는 것이 바람직하다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 어레이 주형 내의 오목부의 패턴에 의해 기판 표면상에 물질이 채워져 프로브가 고정화된 상태에 관한 일예를 나타낸 것이다. 도 5a의 경우 상기 어레이 주형(5) 내에 2개의 오목부(7)를 갖는 경우로서 마이크로어레이의 기판(12) 상에 상기 2개의 오목부에 대응하는 부분(13)만 프로브가 고정화되고, 도 5b의 경우 상기 어레이 주형(5) 내에 4개의 오목부(7)를 갖는 경우 로서 마이크로어레이의 기판(12) 상에 상기 4개의 오목부에 대응하는 부분(13)만 프로브가 침적하여 고정화된다. 또한, 도 5a 및 도 5b의 경우 유체 유입구(6)가 1개인 경우로서 동일한 물질이 유입되는 일예를 나타낸다.
도 1은 마이크로어레이(DNA칩)을 제조하기 위한 포토리소그래피를 응용한 방법의 일예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 어레이 주형을 제조하는 과정의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3a는 본 발명에 따른 어레이 주형을 정투상도법에 의하여 상부 및 측면을 기준으로 바라본 형태의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명에 따른 어레이 주형을 정투상도법에 의하여 하부 및 측면을 기준으로 바라본 형태의 일예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 어레이 주형과 기판이 접합된 상태에서 생물질을 유체 유입구를 통해 주입하고, 상기 물질이 챔버 내에 채워지며, 남은 물질이 유체 유출구를 통해 배출되는 과정에 관한 일예를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 어레이 주형에 있어서 오목부의 패턴에 의해 기판 표면상에 생물질이 침적되어 프로브로 고정화된 상태에 관한 일예를 나타낸 도면이다.

Claims (11)

  1. (i) 유체 유입구 및 유체 유출구를 포함하는 유로를 구비하고 있는 오목부가 배열되어 있는 어레이 주형을 제공하는 단계로서, 상기 어레이 주형은 광투명한 재질로 되어 있는 것인 단계;
    (ⅱ) 상기 어레이 주형의 오목부가 배열되어 있는 면에 기판을 접합시켜, 상기 오목부와 상기 기판의 접합에 의하여 정의되는 챔버를 포함하는 상기 어레이 주형과 상기 기판의 접합체를 형성하는 단계; 및
    (ⅲ) 상기 접합체의 유체 유입구를 통하여 생물질을 상기 챔버 내로 도입하여 상기 챔버 내의 기판 표면상에 상기 생물질을 고정화하는 단계;를 포함하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정화는 상기 접합체의 상기 챔버 상부를 통해 상기 기판을 노광하여, 기판 표면 상에 광제거 가능한 보호기에 의하여 차단되어 있는 활성기를 노출시키는 단계; 및 상기 노출된 활성기에 광제거 가능한 보호기로 보호되어 있는 활성화된 모노머를 접촉시켜, 상기 모노머를 기판 표면 상의 활성기에 커플링시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오목부는 2 이상인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오목부는 제1 오목부의 유체 유출구와 제2 오목부의 유체 유입구가 연결되어 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 오목부는 하나의 유체 유입구에 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 어레이 주형은 PDMS 재질로 되어 있는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘, 유리, 금속, 플라스틱 및 세라믹으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기판은 SiO2로 처리되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 기판 표면상에 상기 생물질과 결합할 수 있는 물질로 처리되는 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 생물질은 DNA, RNA, LNA, PNA, 펩타이드, 바이러스 및 세포로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기 모노머는 뉴클레오티드(nucleotide), 뉴클레오시드(nucleoside) 또는 아미노산으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1종인 것을 특징으로 하는 마이크로어레이의 제조 방법.
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