KR101250979B1 - Bio sensor and method of fabricating the same - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법에 있어서, 먼저, 전계효과 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 제공한다. 상기 복수의 단위센서의 상기 전계효과 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제1 전기적 특성을 확보한다. 상기 마이크로어레이 센싱부 상에 프로브를 포함하는 용액을 스포팅(spotting)하여, 상기 복수의 단위센서 중 적어도 일부의 단위센서에 상기 프로브를 고정한다. 상기 복수의 단위센서의 상기 전계효과 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제2 전기적 특성을 확보한다. 상기 제1 전기적 특성과 상기 제2 전기적 특성을 서로 비교하여, 상기 복수의 단위센서 중 상기 프로브가 고정된 단위센서의 위치를 결정한다.In the method of manufacturing a biosensor according to an embodiment, first, a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including a field effect element are arranged is provided. The field effect elements of the plurality of unit sensors are driven to secure first electrical characteristics of the plurality of unit sensors. Spotting a solution including a probe on the microarray sensing unit to fix the probe to at least some unit sensors of the plurality of unit sensors. The field effect elements of the plurality of unit sensors are driven to secure second electrical characteristics of the plurality of unit sensors. The position of the unit sensor to which the probe is fixed is determined among the plurality of unit sensors by comparing the first electrical characteristics with the second electrical characteristics.

Description

바이오 센서 및 이의 제조 방법{Bio sensor and method of fabricating the same}Bio sensor and method of manufacturing the same {Bio sensor and method of fabricating the same}

본 출원은 바이오 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 구비하는 바이오 센서 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present application relates to a biosensor and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a biosensor having a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors are arranged, and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 바이오칩이란 기질 상에 소정의 DNA, 단백질 등과 특이 반응을 하는 프로브를 고밀도로 부착시킨 칩을 말한다. 상기 프로브와 결합하는 혈액이나 기타 바이오 물질등의 샘플 시료내의 특이 표적분자를 검출함으로써, 상기 특이 표적분자의 유전자 발현 현상, 유전자 결함, 단백질 분포, 반응 양상 등의 특성을 분석할 수 있다. In general, a biochip refers to a chip in which a probe having a specific reaction with a predetermined DNA, protein, etc. is attached to a substrate at a high density. By detecting specific target molecules in a sample sample such as blood or other biomaterials that bind to the probes, it is possible to analyze characteristics such as gene expression phenomenon, gene defect, protein distribution, reaction pattern, etc. of the specific target molecules.

바이오칩은 프로브의 부착형태에 따라 고체 기질 상에 부착된 마이크로어레이칩과 미세 채널 상에 부착된 랩온어칩 등으로 분류할 수 있다. 마이크로어레이칩이란 여러 개의 바이오칩이 모여있는 형태로서 여러가지 종류의 특성이 다른 프로브들을 어레이 형태로 칩위에 형성시켜 샘플 시료내에 존재하는 여러가지 표적 분자를 한꺼번에 검출하기 위해 제작된다. 여기서 여러가지 종류의 프로브를 형성시키는 방법을 스포팅(spotting)이라고 하며 보통 프로브가 포함된 액상의 물방울을 칩 표면에 떨어뜨려 그 부분에 고밀도의 프로브가 선택적으로 형성되도록 한다.Biochips can be classified into microarray chips attached to a solid substrate and lab-on-a-chip attached to a microchannel according to the attachment form of the probe. Microarray chips are a collection of several biochips, which are manufactured to detect various target molecules in a sample sample by forming probes of different characteristics on the chip in an array form. Here, the method of forming various kinds of probes is called spotting, and a liquid droplet containing a probe is usually dropped on the chip surface so that a high density probe is selectively formed thereon.

이러한 바이오칩에서는 분석을 위한 샘플 시료에 상기 프로브와 결합할 수 있는 표적 분자가 존재하는지를 알아내기 위해, 기질 상에 고정된 프로브와 표적 분자의 결합 여부를 검출할 수 있는 시스템이 필요하다.  In such a biochip, a system capable of detecting whether a target molecule is bound to a probe immobilized on a substrate is required to determine whether a target molecule capable of binding the probe exists in a sample sample for analysis.

현재, 상용의 유전자 분석용 DNA칩을 이용하는 분석 방법은 일반적으로 다음과 같다. 먼저, 샘플 DNA에 형광색소를 라벨링한다. 상기 샘플 DNA를 상기 마이크로 어레이 형으로 된 상기 DNA칩에 제공하여 상기 DNA칩 위에 스포팅(spotting)에 의해 다양하게 형성된 프로브와 반응시킨다. 그리고, 공초점 현미경(confocal microscope)이나 CCD 카메라를 이용하여 칩 표면에서 상기 샘플 DNA의 형광색소를 검출하여 상기 샘플 DNA가 어떤 프로브와 결합하는지를 알아냄으로써 상기 샘플 DNA의 종류를 알 수 있다.. 그러나, 이러한 광학적인 검출법은 소형화가 쉽지 않고 디지털화된 출력을 볼수 없다는 단점이 있기 때문에, 최근에는 검출 결과로서 전기적인 신호를 생성하는 새로운 검출법의 개발에 관하여 연구가 진행 중이다. 전기적 센서의 경우에는 상술한 라벨링 작업이 요구되지 않으므로 센싱 작업의 절차가 간단하며, 반도체 공정을 통해 제조되는 전기 회로를 적용하여 센싱작업과 통계적 처리 등을 자동화하기 쉽다. 하지만, 상기 반도체 공정을 통한 전기회로와 결합되는 마이크로어레이(Microarray) 칩은 생산시에 가격의 증가를 고려해야 한다. 즉, 광학적 방식과 같이 일반적인 유리판 위에 센서를 형성하는 대신에 단결정의 Si 기판을 사용해야 하고 반도체 일반공정을 사용하여 회로를 형성해야 하기 때문에, 제조 비용이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 제조 비용의 증가를 억제하기 위한 다양한 노력이 지속적으로 요청되고 있는 실정이다.At present, an analysis method using a commercial DNA analysis chip is generally as follows. First, fluorescent dyes are labeled on the sample DNA. The sample DNA is provided to the DNA chip in the microarray type, and reacted with variously formed probes by spotting on the DNA chip. The type of DNA can be determined by detecting a fluorescent dye of the sample DNA on a chip surface by using a confocal microscope or a CCD camera to find out which probe the sample DNA binds to. However, the optical detection method has a disadvantage in that it is not easy to miniaturize and cannot see the digitized output. Recently, research is being conducted on the development of a new detection method that generates an electrical signal as a detection result. In the case of the electrical sensor, the above-mentioned labeling operation is not required, and thus the sensing process is simple, and it is easy to automate the sensing operation and statistical processing by applying an electric circuit manufactured through a semiconductor process. However, a microarray chip coupled with an electric circuit through the semiconductor process should consider an increase in price in production. In other words, instead of forming a sensor on a common glass plate, such as an optical method, a single crystal Si substrate must be used and a circuit must be formed using a semiconductor general process, thereby increasing manufacturing costs. Therefore, various efforts to suppress the increase of the manufacturing cost are constantly being requested.

본 출원이 이루고자 하는 기술적 과제는 마이크로어레이 센싱부의 단위센서에, 프로브를 스포팅할 때 발생하는 정렬문제를 해결하는 바이오 센서의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 제조된 바이오 센서를 제공한다.The present invention provides a biosensor manufactured by the method and a biosensor manufactured by the manufacturing method to solve the alignment problem occurs when spotting the probe to the unit sensor of the microarray sensing unit.

본 출원이 이루고자 하는 기술적 과제는 마이크로어레이 센싱부의 단위센서의 크기가 감소함에 따라, 단위센서가 차지하는 유효면적의 크기가 감소하게 되어 표적분자와의 반응으로부터 발생하는 센싱 신호가 감소하고 센싱 감도가 저하되는 문제를 해결하는 바이오센서의 제조 방법 및 그 제조 방법에 의하여 제조된 바이오 센서를 제공한다.The technical problem to be achieved by the present application is that as the size of the unit sensor of the microarray sensing unit is reduced, the size of the effective area occupied by the unit sensor is reduced, so that the sensing signal generated from the reaction with the target molecule is reduced and the sensing sensitivity is lowered. Provided are a biosensor manufacturing method and a biosensor manufactured by the manufacturing method.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 일 측면에 따른 바이오 센서의 제조 방법이 개시된다. 상기 바이오 센서의 제조 방법에 있어서, 먼저, 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 제공한다. 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제1 전기적 특성을 확보한다. 상기 마이크로어레이 센싱부 상에 프로브를 포함하는 용액을 스포팅(spotting)하여, 상기 복수의 단위센서 중 적어도 일부의 단위센서에 상기 프로브를 고정한다. 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제2 전기적 특성을 확보한다. 상기 제1 전기적 특성과 상기 제2 전기적 특성을 서로 비교하여, 상기 복수의 단위센서 중 상기 프로브가 고정된 단위센서의 위치를 결정한다.Disclosed is a manufacturing method of a biosensor according to an aspect of the present application for achieving the above technical problem. In the method of manufacturing the biosensor, first, a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including an element sensed as an electrical signal is arranged is provided. The device senses the electrical signals of the plurality of unit sensors to drive the first electrical characteristics of the plurality of unit sensors. Spotting a solution including a probe on the microarray sensing unit to fix the probe to at least some unit sensors of the plurality of unit sensors. The device senses the electrical signals of the plurality of unit sensors, thereby securing a second electrical characteristic of the plurality of unit sensors. The position of the unit sensor to which the probe is fixed is determined among the plurality of unit sensors by comparing the first electrical characteristics with the second electrical characteristics.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 다른 측면에 따른 바이오 센서의 구동 방법이 개시된다. 상기 바이오 센서의 구동 방법에 있어서, 먼저, 상기의 바이오 센서의 제조 방법에 의하여 제조되고 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 구비하는 바이오 센서를 준비한다. 상기 마이크로어레이 센싱부에 표적 분자를 제공한다. 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 상기 표적 분자와의 반응에 기인하는 전기적 특성을 확보한다. 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 상기 프로브가 고정된 단위센서가 속하는 스폿 별로 그룹화하여 통계 처리한다. Disclosed is a driving method of a biosensor according to another aspect of the present application for achieving the above technical problem. In the biosensor driving method, first, a biosensor manufactured by the biosensor manufacturing method and having a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors are arranged is prepared. The target molecule is provided to the microarray sensing unit. An element sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors is driven to secure electrical characteristics due to the reaction with the target molecule from the unit sensor to which the probe is fixed. The electrical characteristics obtained from the unit sensor to which the probe is fixed are grouped by the spots to which the unit sensor to which the probe is fixed belongs to statistical processing.

상기의 기술적 과제를 이루기 위한 본 출원의 또다른 측면에 따른 바이오 센서가 개시된다. 상기 바이오 센서는 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부 및 상기 복수의 단위센서의 전기적 특성을 평가하는 연산부를 포함한다. 상기 마이크로어레이 센싱부는 상기 복수의 단위센서 중 일부분의 단위센서에 형성되며 상기 일부분의 단위센서에 프로브를 제공하는 스폿을 포함한다. 상기 연산부는 상기 복수의 단위센서 중 상기 스폿이 위치하는 상기 일부분의 단위센서와 타겟 분자간의 반응에 의해 발생하는 전기적 특성을 확보하고, 이를 상기 스폿별로 그룹화하여 통계처리한다.A biosensor according to another aspect of the present application for achieving the above technical problem is disclosed. The biosensor includes a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including an element sensed as an electrical signal is arranged, and an operation unit for evaluating electrical characteristics of the plurality of unit sensors. The microarray sensing unit includes a spot formed on a unit sensor of a part of the plurality of unit sensors and providing a probe to the unit sensor of the part. The calculating unit secures electrical characteristics generated by a reaction between the unit sensor of the portion in which the spot is located and the target molecule among the plurality of unit sensors, and performs statistical processing by grouping the spots by the spot.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 마이크로어레이 센싱부 상에 여러가지 특성의 프로브를 포함하는 다양한 크기의 스폿을 형성할 수 있으며 또한 개별 단위센서에 관계없이 마이크로어레이 위에만 스폿이 위치하면 되므로 개별 단위센서당 스폿을 형성함으로써 단위센서와 스폿 사이의 정렬 오차가 발생하는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.According to an embodiment of the present application, it is possible to form spots of various sizes including probes of various characteristics on the microarray sensing unit, and the individual unit sensors may be located only on the microarray regardless of the individual unit sensors. By forming the sugar spot, the conventional problem that an alignment error between the unit sensor and the spot occurs can be solved.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 상기 스폿 별로 통계 처리할 수 있다. 이로 인해, 단위센서와 스포팅되는 프로브 사이의 정렬 오차에 기인한 센싱상의 부정확도를 방지할 수 있으며, 같은 종류의 프로브와 반응하는 여러 개의 단위센서가 스폿 내에 존재하므로 표적 분자를 인지하는 능력의 불균일성, 기타 환경 요인 등의 원인으로 인하여, 단위센서 별로 확보되는 전기적 특성의 노이즈 요인을 통계적 처리를 통해 효과적으로 제거할 수 있다. 이로 인해, 바이오 센서의 검출 능력에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the electrical characteristics obtained from the unit sensor to which the probe is fixed may be statistically processed for each spot. This prevents sensing inaccuracies caused by misalignment between the unit sensor and the spotted probe, and because there are multiple unit sensors in the spot that react with the same type of probe, there is a nonuniformity in the ability to recognize the target molecule. Due to the causes of other environmental factors, noise factors of electrical characteristics secured by unit sensors can be effectively removed through statistical processing. For this reason, the reliability about the detection capability of a biosensor can be improved.

도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 마이크로어레이 센싱부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 출원의 다른 실시 예에 따르는 바이오 센서의 분해도이다.
도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 구동 방법을 설명하는 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present application.
2 is a diagram illustrating a microarray sensing unit of a biosensor according to an embodiment of the present application.
3 is an exploded view of a biosensor according to another embodiment of the present application.
4 and 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of driving a biosensor according to an embodiment of the present application.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다. Embodiments of the present application will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the techniques disclosed in this application are not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. It should be understood, however, that the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the width, thickness, and the like of the components are enlarged in order to clearly express the components of each device. When described in the drawings as a whole, at the point of view of the observer, when one element is referred to as being positioned on top of another, this means that one element may be placed directly on top of another or that additional elements may be interposed between them. Include. In addition, one of ordinary skill in the art may implement the spirit of the present application in various other forms without departing from the technical spirit of the present application. In addition, in the drawings, the same reference numerals refer to substantially the same elements.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1 ” 또는 “제2 ” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows. The terms " first " or " second " and the like are intended to distinguish one element from another and should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

또, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and the terms "comprise" or "having" include features, numbers, steps, operations, components, and parts described. Or combinations thereof, it is to be understood that they do not preclude the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in carrying out a method or a manufacturing method, each process constituting the method may occur differently from the stated order unless the context clearly indicates a specific order. That is, each process may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in the opposite order.

본 출원의 발명자는 반도체 회로와 결합된 마이크로어레이의 크기를 결정하는 요인을 다음과 같이 분석하였다. 첫째, 상기 마이크로어레이 상에 프로브를 형성하기 위한 스포팅(spotting) 장비의 성능 및 정밀도이다. 현재 상용의 스포팅 장비는 상기 마이크로어레이 상의 단위센서 소자에 프로브를 각각 스폿 형태로 제공할 수 있다. 최근의 스포터는 보통 잉크젯 프린터와 같은 동작 방식을 가지며, 약 100 마이크로미터 단위의 스폿(spot)을 형성할 수 있다. 하지만, 마이크로어레이의 개별 단위센서 소자 상에 프로브를 스포팅하는 위치를 정확하게 정렬하는 것이 어려운 작업이 된다. 둘째, 스폿팅 시의 정렬작업을 수월하게 하기 위해서는 스폿과 개별 단위 소자와의 정렬 마진을 확보해야 하는데 이를 위해서는 스폿 크기에 비해 크기가 작은 센서를 만들어야 하고 이것은 칩 면적당 상기 센서가 차지하는 유효면적을 줄이는 결과를 초래할 수 있다. 상기 유효면적의 감소는 스폿 내의 프로브가 실제로 상기 센서에 부착되는 수가 감소됨을 의미하므로 상기 프로브와 반응하는 타겟 분자의 수도 감소하게 된다, 이로 인해, 상기 타겟 분자의 감소는 센싱 신호의 감소 및 센싱 감도의 저하를 야기할 수 있다. 또한, 상기 마이크로어레이 내 단위센서 간에 센싱 신호의 비균일성을 증가시킬 수 있다.
The inventor of the present application analyzed the factors that determine the size of the microarray combined with the semiconductor circuit as follows. First, the performance and precision of spotting equipment for forming a probe on the microarray. Current spotting equipment can provide probes in the form of spots to the unit sensor elements on the microarray, respectively. Modern spotters usually have the same behavior as inkjet printers and can form spots on the order of about 100 micrometers. However, it is difficult to accurately align the spotting spot on the individual unit sensor elements of the microarray. Second, in order to facilitate the alignment during spotting, it is necessary to secure the alignment margin between the spot and the individual unit elements. To do this, a sensor having a small size compared to the spot size is required, which reduces the effective area occupied by the sensor per chip area. May result. The reduction of the effective area means that the number of probes in the spot is actually attached to the sensor is reduced, so that the number of target molecules reacting with the probes is reduced, whereby the reduction of the target molecules is caused by a decrease in sensing signal and sensing sensitivity. May cause deterioration. In addition, non-uniformity of the sensing signal may be increased between the unit sensors in the microarray.

본 출원의 발명자는 본 출원에 개시되는 실시 예를 통하여, 마이크로어레이 센싱부의 단위센서에 프로브를 스포팅할 때 발생하는 정렬 오차 문제를 해결하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 마이크로어레이 센싱부의 단위센서가 차지하는 유효면적의 크기가 감소함에 따라, 표적분자와의 반응으로부터 발생하는 센싱 신호가 감소하고 센싱 감도가 저하되는 문제를 해결하는 방법을 제공한다.
The inventors of the present application provide a method for solving an alignment error problem when spotting a probe on a unit sensor of a microarray sensing unit through an embodiment disclosed in the present application. In addition, as the size of the effective area occupied by the unit sensor of the microarray sensing unit decreases, the sensing signal generated from the reaction with the target molecule is reduced and the sensing sensitivity is reduced.

도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법을 설명하는 순서도이다. 도 2는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 마이크로어레이 센싱부를 나타내는 도면이다. 도 2의 (a)는 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서를 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 2의 (b)는 일 실시 예에 따르는 마이크로어레이 센싱부 및 상기 마이크로어레이 센싱부의 복수의 단위센서를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2의 (c)는 일 실시 예에 따르는 상기 마이크로어레이 센싱부의 일 단위센서를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 3은 본 출원의 다른 실시 예에 따르는 바이오 센서의 분해도이다. 도 4 및 도 5는 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment of the present application. 2 is a diagram illustrating a microarray sensing unit of a biosensor according to an embodiment of the present application. 2 (a) is a block diagram schematically showing a biosensor according to an embodiment of the present application. 2B is a diagram schematically illustrating a microarray sensing unit and a plurality of unit sensors of the microarray sensing unit, according to an exemplary embodiment. 2C is a diagram schematically illustrating a unit sensor of the microarray sensing unit according to an exemplary embodiment. 3 is an exploded view of a biosensor according to another embodiment of the present application. 4 and 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a biosensor according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 블록 110에서, 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 제공한다. 도 2의 (a)를 참조하면, 일 실시 예에 따르는 바이오 센서(200)는 마이크로어레이 센싱부(210) 및 연산부(230)를 포함한다. 마이크로어레이 센싱부(210)는 복수의 단위센서를 포함할 수 있다. 연산부(230)는 마이크로어레이 센싱부(210)와 전기적으로 연결되어 있으며, 마이크로어레이 센싱부(210)를 동작시키기 위한 컨트롤 회로, 증폭기, 스위치, 연산기, A/D 컨버터, 입출력 회로 등을 포함할 수 있다. 연산부(230)는 마이크로어레이 센싱부(210)의 상기 복수의 단위센서 각각으로부터 전기적 측정치를 수신할 수 있다. 또한, 상기 수신한 전기적 측정치에 대한 다양한 연산을 진행할 수 있다. 연산부(230)는 마이크로어레이 센싱부의 복수의 단위센서의 주소를 각각 지정하며, 특정 주소를 가지는 단위센서를 구동할 수 있다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 바이오 센서(200)의 마이크로어레이 센싱부(210)에는 일 예로서, 각각의 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 단위센서(220)가 복수개 배열될 수 있다. 도 2의 (b)의 확대 도면에서는 복수의 단위센서(220)의 구체적인 구성을 도시하고 있다. 복수의 단위 센서(220)의 전기적 신호로 센싱되는 소자는 일 예로서, 전계효과 소자일 수 있으나, 이에 한정되지는 않고 전기적 신호에 의해 소정의 물질을 존재나 량을 감지할 수 있는 공지의 다양한 소자가 이에 해당할 수 있다. Referring to FIG. 1, in block 110, a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including an element sensed as an electrical signal is arranged is provided. Referring to FIG. 2A, the biosensor 200 according to an embodiment includes a microarray sensing unit 210 and a calculation unit 230. The microarray sensing unit 210 may include a plurality of unit sensors. The calculating unit 230 is electrically connected to the microarray sensing unit 210 and may include a control circuit, an amplifier, a switch, an operator, an A / D converter, an input / output circuit, etc. for operating the microarray sensing unit 210. Can be. The calculating unit 230 may receive an electrical measurement value from each of the plurality of unit sensors of the microarray sensing unit 210. In addition, various calculations may be performed on the received electrical measurements. The calculator 230 may designate addresses of a plurality of unit sensors of the microarray sensing unit, respectively, and may drive a unit sensor having a specific address. As shown in (b) of FIG. 2, the microarray sensing unit 210 of the biosensor 200 may include, for example, a plurality of unit sensors 220 including elements sensed by electrical signals. Can be. An enlarged view of FIG. 2B illustrates a specific configuration of the plurality of unit sensors 220. An element sensed by an electrical signal of the plurality of unit sensors 220 may be, for example, a field effect element, but is not limited thereto. Various known materials capable of detecting the presence or amount of a predetermined substance by an electrical signal may be used. The device may correspond to this.

복수의 단위센서(220)는 제1 전극(221), 제1 전극(221)과 이격되어 배치되는 제2 전극(223) 및 제1 전극(221) 및 제2 전극(223)과 접촉하는 적어도 하나의 채널구조물(225)을 포함한다. 제1 전극(221) 및 제2 전극(223)은 서로 물리적으로 격리되도록 배치될 수 있다. 채널구조물(225)은 제1 전극(221) 및 제2 전극(223)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 채널구조물(225)은 일 예로서, 탄소나노튜브 또는 그라핀 등의 채널구조물로 이루어질 수 있다. 채널구조물(225)은 일 예로서, 나노튜브, 나노와이어, 나노막대, 나노리본, 나노필름 또는 나노볼의 형태를 가질 수 있다. 하나의 채널구조물(225)은 제1 전극(221) 및 제2 전극(223)과 직접 물리적으로 접촉할 수 있다. 다르게는 하나의 채널구조물(225)은 다른 채널구조물을 경유하여, 제1 전극(221) 및 제2 전극(223)과 전기적으로 접촉할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 제1 전극(221)은 입출력 단자(222)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 전극(223)은 입출력 단자(224)와 전기적으로 연결될 수 있다. 입출력 단자(222, 224)는 일 예로서, 외부 회로로부터 복수의 단위센서(220)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 또는, 입출력 단자(222, 224)는 복수의 단위센서(220)에서 측정된 전기적 신호를 외부 회로로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 도 2의 (b)에서는, 제1 전극(221)은 단위센서(220) 내부의 전도성 패턴을 경유하여 각각의 대응하는 입출력 단자(222)와 연결되고, 제2 전극(223)은 공통전극으로 기능하는 단위센서(220) 표면의 전도성 패턴을 경유하여 입출력 단자(224)와 연결되고 있다. 하지만, 도시된 실시예와는 다른 제1 전극 및 제2 전극과 입출력 단자를 연결시키는 변형례는 다양하게 존재할 수 있다.The plurality of unit sensors 220 at least contact the first electrode 221, the second electrode 223 disposed to be spaced apart from the first electrode 221, and the first electrode 221 and the second electrode 223. It includes one channel structure 225. The first electrode 221 and the second electrode 223 may be disposed to be physically isolated from each other. The channel structure 225 may electrically connect the first electrode 221 and the second electrode 223. The channel structure 225 may be formed of, for example, a channel structure such as carbon nanotube or graphene. The channel structure 225 may be, for example, in the form of nanotubes, nanowires, nanorods, nanoribbons, nanofilms, or nanoballs. One channel structure 225 may be in direct physical contact with the first electrode 221 and the second electrode 223. Alternatively, one channel structure 225 may be in electrical contact with the first electrode 221 and the second electrode 223 via the other channel structure. According to an embodiment, the first electrode 221 may be electrically connected to the input / output terminal 222, and the second electrode 223 may be electrically connected to the input / output terminal 224. For example, the input / output terminals 222 and 224 may receive voltages applied to the plurality of unit sensors 220 from an external circuit. Alternatively, the input / output terminals 222 and 224 may perform a function of transferring electrical signals measured by the plurality of unit sensors 220 to an external circuit. In FIG. 2B, the first electrode 221 is connected to each corresponding input / output terminal 222 via a conductive pattern inside the unit sensor 220, and the second electrode 223 is a common electrode. It is connected to the input / output terminal 224 via a conductive pattern on the surface of the function unit sensor 220. However, there may be various modification examples in which the first electrode and the second electrode and the input / output terminal are different from the illustrated embodiment.

도 2의 (c)의 일 단위센서를 참조하면, 단위센서(220)에서는, 제2 전극(223)이 제1 전극(221)을 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 제2 전극(223)은 복수의 제1 전극(221)에 공통으로 작용할 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 도시되지는 않았지만, 제2 전극(223)이 하나의 제1 전극(221)에 대응하도록 제조되어, 상기 제1전극(221) 및 제2 전극(223) 각각의 쌍이 별도로 하나의 단위센서가 되도록 구성할 수 있다. 도시된 바와 같이, 단위센서(220)는 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자로서, 전계효과 소자를 포함할 수 있다. 상기 전계효과 소자는 일예로서, 전계효과 트랜지스터로 기능할 수 있다. 제1 전극(221)은 상기 전계효과 소자의 소스 전극으로서, 제2 전극(223)은 상기 전계효과 소자의 드레인 전극으로서, 동작할 수 있다. 반대로, 제2 전극(223)이 상기 전계효과 소자의 소스 전극으로서, 제1 전극(221)이 상기 전계효과 소자의 드레인 전극으로서 동작할 수 있다. 채널구조물(225)은 상기 전계효과 소자의 채널층으로 기능하며, 바이오 센서(200)가 감지하고자 하는 대상의 존재 여부 또는 상기 대상의 농도에 따라 전기적 특성이 변화한다. 상기 전기적 특성은 일 예로서, 저항 일 수 있다.Referring to one unit sensor of FIG. 2C, in the unit sensor 220, the second electrode 223 may be disposed to surround the first electrode 221, and the second electrode 223 may be a plurality of units. May act in common with the first electrode 221. In another embodiment, although not shown, the second electrode 223 is manufactured to correspond to one first electrode 221 so that each pair of the first electrode 221 and the second electrode 223 is separately provided. It can be configured to be one unit sensor. As shown, the unit sensor 220 is an element sensed by the electrical signal, may include a field effect element. For example, the field effect device may function as a field effect transistor. The first electrode 221 may operate as a source electrode of the field effect element, and the second electrode 223 may operate as a drain electrode of the field effect element. On the contrary, the second electrode 223 may operate as the source electrode of the field effect element, and the first electrode 221 may operate as the drain electrode of the field effect element. The channel structure 225 functions as a channel layer of the field effect element, and the electrical characteristics change according to the presence or absence of an object to be detected by the biosensor 200 or the concentration of the object. The electrical property may be, for example, a resistance.

바이오 센서 장치(200)가 감지하고자 하는 상기 대상은 일 예로서, 단백질, DNA, 세포, 바이러스, 분자 또는 이온 등 일 수 있다. 바이오 센서(200)의 채널구조물(225)에는 감지하고자 하는 특정 대상에 반응하도록 기능화가 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 기능화는 감지하고자 하는 특정 단백질, 종양 표지, 분자 또는 바이러스에 반응하는 일종의 분자 물질을 수용체로서 채널구조물(225)이나 제1 전극(221)에 고정시킴으로써 달성할 수 있다. 본 출원에서는 상기의 수용체를 프로브로 명명한다. 본 출원의 일 실시 예에 있어서, 복수의 단위센서(220) 내의 채널구조물(225)에 대한 기능화는 후술하는 스포팅 과정을 통해 진행될 수 있다. The object to be detected by the biosensor device 200 may be, for example, a protein, a DNA, a cell, a virus, a molecule, or an ion. The channel structure 225 of the biosensor 200 may be functionalized to respond to a specific object to be detected. For example, the functionalization may be achieved by immobilizing a kind of molecular material that reacts to a specific protein, tumor marker, molecule or virus to be detected as a receptor to the channel structure 225 or the first electrode 221. In the present application, the above receptor is referred to as a probe. In one embodiment of the present application, the functionalization of the channel structure 225 in the plurality of unit sensors 220 may be carried out through the spotting process to be described later.

복수의 단위센서(220)는 전기적 신호로 센싱되는 소자로서 상기의 기능을 수행하는 조건을 만족하는 한, 도 2의 구조와 다른 다양한 변형된 형상 및 구성을 가질 수 있다. 상기 복수의 단위센서(220)가 배열되는 마이크로어레이 센싱부(210)의 제조 방법은 공지의 반도체 소자 제조 공정이 적용될 수 있으며, 일 예로서, 한국등록공보 제0993167의 제조 방법 중 일부분 또는 전부가 적용될 수 있다.The plurality of unit sensors 220 may have various modified shapes and configurations different from those of FIG. 2 as long as the device senses an electric signal and satisfies the condition of performing the above function. The manufacturing method of the microarray sensing unit 210 in which the plurality of unit sensors 220 are arranged may be a known semiconductor device manufacturing process. For example, some or all of the manufacturing method of Korean Patent Publication No. 0993167 Can be applied.

도 3은 본 출원의 다른 실시 예에 따르는 바이오 센서를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 바이오 센서(300)은 마이크로어레이 센싱부(310) 및 연산부(330)를 포함한다. 일 예로서, 바이오 센서(300)는 마이크로어레이 센싱부(310) 및 연산부(330)를 복층 구조로서 가질 수 있다. 마이크로어레이 센싱부(310)는 복수의 단위센서를 포함할 수 있다. 연산부(330)는 마이크로어레이 센싱부(310)와 전기적으로 연결되어 있으며, 마이크로어레이 센싱부(310)를 동작시키기 위한 구동 및 제어기, 증폭기, 스위치, A/D 컨버터와 같은 연산기, 메모리 등을 포함할 수 있다. 연산부(330)는 마이크로어레이 센싱부(310)의 상기 복수의 단위센서 각각으로부터 전기적 측정치를 수신할 수 있다. 또한, 상기 수신한 전기적 측정치에 대한 다양한 연산을 진행할 수 있다. 연산부(330)는 마이크로어레이 센싱부(310)의 복수의 단위센서의 주소를 각각 지정하며, 특정 주소를 가지는 단위센서를 구동할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 바이오 센서(300)의 마이크로어레이 센싱부(310)에는 일 예로서, 각각의 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 단위센서(320)가 복수개 배열될 수 있다. 3 schematically illustrates a biosensor according to another embodiment of the present application. Referring to FIG. 3, the biosensor 300 includes a microarray sensing unit 310 and a calculation unit 330. As an example, the biosensor 300 may have a microarray sensing unit 310 and an operation unit 330 as a multilayer structure. The microarray sensing unit 310 may include a plurality of unit sensors. The calculating unit 330 is electrically connected to the microarray sensing unit 310, and includes a driving and controller for operating the microarray sensing unit 310, an operator such as an amplifier, a switch, an A / D converter, a memory, and the like. can do. The calculator 330 may receive electrical measurements from each of the plurality of unit sensors of the microarray sensing unit 310. In addition, various calculations may be performed on the received electrical measurements. The calculator 330 may designate addresses of a plurality of unit sensors of the microarray sensing unit 310, respectively, and may drive a unit sensor having a specific address. As illustrated in FIG. 3, the microarray sensing unit 310 of the biosensor 300 may include, for example, a plurality of unit sensors 320 including elements sensed as electrical signals.

단위센서(320)는 일종의 전기화학적 센서로서 작용하는 산화환원 전류센서를 포함할 수 있다. 상기 전기화학적 센서로서의 단위센서(320)은 제1 전극(321) 및 제1 전극과 이격되어 배치되는 제2 전극(323)을 포함할 수 있다. 제1 전극(221)은 상기 전기화학적 센서의 사용 전극으로서 동작하고, 제2 전극(323)은 상기 전기화학적 센서 소자의 상대 전극으로서 동작할 수 있다. 반대로, 제2 전극(323)이 상기 전기화학적 센서의 사용 전극으로서 동작하고, 제1 전극(321)이 상기 전기화학적 센서 소자의 상대 전극으로서 동작할 수 있다. 단위센서(323)는 상기 전기화학적 센서의 기준전극으로 기능하는 제3 전극(325)을 추가적으로 포함할 수 있다. The unit sensor 320 may include a redox current sensor acting as a kind of electrochemical sensor. The unit sensor 320 as the electrochemical sensor may include a first electrode 321 and a second electrode 323 spaced apart from the first electrode. The first electrode 221 may operate as an electrode used for the electrochemical sensor, and the second electrode 323 may operate as a counter electrode of the electrochemical sensor element. In contrast, the second electrode 323 may operate as an electrode used for the electrochemical sensor, and the first electrode 321 may operate as a counter electrode of the electrochemical sensor element. The unit sensor 323 may further include a third electrode 325 serving as a reference electrode of the electrochemical sensor.

도시된 바와 같이, 제2 전극(323)은 적어도 하나 이상의 제1 전극(321)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 제2 전극(323)이 하나의 제1 전극(321)에 대응하도록 제조하여 상기 제1전극(321) 및 제2 전극(323) 각각의 쌍이 별도로 하나의 단위센서가 되도록 구성할 수 있다. 단위센서(320)는 상기 사용 전극, 상기 상대 전극 및 상기 기준 전극을 포함하는 3 전극계 측정 센서일 수 있다. 상기 3 전극계 측정 센서의 구성은 공지의 다양한 구성을 채택할 수 있으며, 일 예로서, 한국특허출원 10-2010-0051966에 개시되는 3 전극계 측정 센서일 수 있다.As shown, the second electrode 323 may be disposed to surround at least one or more first electrodes 321. Although not shown, the second electrode 323 may be manufactured to correspond to one first electrode 321 so that each pair of the first electrode 321 and the second electrode 323 may be a single unit sensor separately. can do. The unit sensor 320 may be a three-electrode measurement sensor including the use electrode, the counter electrode, and the reference electrode. The configuration of the three-electrode measurement sensor may adopt a variety of known configurations, for example, may be a three-electrode measurement sensor disclosed in Korea Patent Application 10-2010-0051966.

일 실시 예에 의하면, 제1 전극(321) 및 제2 전극은 대응하는 복수의 입출력 단자(326)와 전기적으로 연결될 수 있다. 복수의 입출력 단자(326)는 일 예로서, 외부 회로로부터 복수의 단위센서(320)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 또는, 복수의 입출력 단자(326)는 복수의 단위센서(220)에서 측정된 전기적 신호를 외부 회로로 전달하는 기능을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the first electrode 321 and the second electrode may be electrically connected to the corresponding plurality of input / output terminals 326. For example, the plurality of input / output terminals 326 may receive a voltage applied to the plurality of unit sensors 320 from an external circuit. Alternatively, the plurality of input / output terminals 326 may perform a function of transferring electrical signals measured by the plurality of unit sensors 220 to an external circuit.

본 실시 예의 경우, 도 2와 관련되어 상술한 실시 예에서의 채널구조물(225)은 존재하지 않는다. 바이오 센서(300)가 감지하고자 하는 대상이 제공될 때, 상기 감지 대상의 존재 여부 또는 상기 대상의 농도에 따라, 사용전극에서는 산화환원에 의해 생성되는 전류가 변화한다. 상기 전기적 특성은 일 예로서, 용액 내에 포함되어 있는 물질의 사용전극에 대한 산화환원 특성일 수 있다. 바이오 센서 장치(300)가 감지하고자 하는 상기 대상은 일 예로서, 단백질, DNA, 세포, 바이러스, 분자 또는 이온 등 일 수 있다. 바이오 센서(300)에서 사용전극으로 작용하는 제1 전극(321) 또는 제2 전극(323)에는 감지하고자 하는 특정 대상에 반응하도록 기능화가 수행될 수 있다. 일 예로, 상기 기능화는 감지하고자 하는 특정 단백질, 종양 표지, 분자 또는 바이러스에 반응하는 일종의 분자 물질을 프로브로서 제1 전극(321) 또는 제2 전극(323)에 고정시킴으로써 달성할 수 있다. 본 출원의 일 실시 예에 있어서, 복수의 단위센서(320) 내의 상기 사용전극에 대한 기능화는 후술하는 스포팅 과정을 통해 진행될 수 있다. In the present embodiment, the channel structure 225 in the embodiment described above with reference to FIG. 2 does not exist. When the object to be detected by the biosensor 300 is provided, the current generated by the redox changes in the electrode used according to the presence or absence of the object to be detected. The electrical property may be, for example, a redox characteristic of an electrode used of a material contained in a solution. The object to be detected by the biosensor device 300 may be, for example, a protein, a DNA, a cell, a virus, a molecule, or an ion. In the biosensor 300, the first electrode 321 or the second electrode 323 serving as a use electrode may be functionalized to respond to a specific object to be detected. For example, the functionalization may be achieved by immobilizing a kind of molecular material that reacts to a specific protein, tumor marker, molecule, or virus to be detected as a probe to the first electrode 321 or the second electrode 323. In one embodiment of the present application, the functionalization of the electrode used in the plurality of unit sensors 320 may be carried out through the spotting process to be described later.

도 1의 120블록에서, 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜 상기 복수의 단위센서의 제1 전기적 특성을 확보한다. 도 4을 참조하면, 마이크로어레이 센싱부(210, 310)는 복수의 단위센서(220, 320)를 포함한다. 입출력단자(222, 224, 326)를 통하여 외부전원을 복수의 단위센서(220, 320)에 인가하여, 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시킨다. 이를 통하여, 복수의 단위센서(220)에서, 채널구조물(225)을 통과하는 전하의 전기전도도, 전류 등과 같은 제1 전기적 특성을 확보한다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 전해액이 복수의 단위센서(320)에 제공될 때, 상기 전해액 내에서 사용전극의 전극반응을 통해 발생하는 전하의 전기전도도, 전류 등과 같은 제1 전기적 특성을 확보한다. 연산부(230)는 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자 전체를 정해진 순서에 따라 각각 구동시키거나, 특정의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자만을 별도로 구동시킬 수 있다. 연산부(230)은 복수의 단위센서(220, 320)로부터 측정되는 제1 전기적 특성을 수신하고 저장할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 연산부(230)는 마이크로어레이 센싱부(210, 310)에 배열되는 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자 전체를 정해진 순서에 따라 각각 구동시킬 수 있다. 상기 전체 단위센서(220, 320)로부터 수신되는 전기적 측정값인 상기 제1 전기적 특성을 저장할 수 있다.In block 120 of FIG. 1, an element sensed by the electrical signals of a plurality of unit sensors is driven to secure first electrical characteristics of the plurality of unit sensors. Referring to FIG. 4, the microarray sensing units 210 and 310 include a plurality of unit sensors 220 and 320. An external power source is applied to the plurality of unit sensors 220 and 320 through the input / output terminals 222, 224, and 326 to drive an element sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320. Through this, in the plurality of unit sensors 220, the first electrical characteristics such as electrical conductivity, current, and the like of the charge passing through the channel structure 225 are secured. Or, according to another embodiment, when the electrolyte is provided to the plurality of unit sensors 320, the first electrical characteristics such as electrical conductivity, current, etc. of the charge generated through the electrode reaction of the electrode used in the electrolyte to ensure . The calculation unit 230 drives the entire device sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 in a predetermined order, or elements sensed by the electrical signals of the specific unit sensors 220 and 320, respectively. Only the bay can be driven separately. The calculator 230 may receive and store the first electrical characteristics measured from the plurality of unit sensors 220 and 320. According to an embodiment of the present disclosure, the operation unit 230 may drive all of the elements sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 arranged in the microarray sensing units 210 and 310, respectively, in a predetermined order. have. The first electrical characteristic that is an electrical measurement value received from the entire unit sensors 220 and 320 may be stored.

도 1의 130블록에서, 상기 복수의 단위센서 중 적어도 일부의 단위센서에 프로브를 고정한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 프로브의 고정은 상기 마이크로어레이 센싱부 상에 일정한 크기의 스폿을 가지도록 상기 프로브를 포함하는 용액을 스포팅을 수행함으로써 달성할 수 있다. 도 5를 참조하면, 프로브가 포함된 용액(520)을 노즐(510)을 이용하여 마이크로어레이 센싱부(210, 310)의 복수의 단위센서(220) 상에 일정한 간격으로 일정한 크기의 스폿을 스포팅(spotting) 할 수 있다. 상기 스포팅은 일 예로서, 잉크젯 프린팅 또는 접촉 프린팅 법으로 수행될 수 있다. 이로서, 도시된 바와 같이, 마이크로에레이 센싱부 상에 스폿(530)을 복수 개로 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상기 마이크로어레이 센싱부의 상기 단위센서의 크기는 상기 스포팅에 의하여 형성되는 스폿(530)의 크기보다 작도록 형성할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상기 스포팅을 진행할 때, 한 개의 스폿(530)은 복수 개의 단위센서(220, 320)를 커버하도록 한다. 일 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 개의 스폿(530)은 16개의 단위센서(220, 320)를 커버하도록 형성할 수 있다. 다른 예로서, 반도체 미세공정을 적용하여 단위센서(220, 320)의 크기를 감소시킴으로써, 한 개의 스폿(530)에 16개 이상의 단위센서(220, 320)를 커버하도록 형성할 수 있다. 이로서, 상기 스폿(530)이 존재하는 상기 복수의 단위센서(220, 320)에 프로브가 고정될 수 있다. 복수의 단위센서(220)에서는, 나노구조물(225) 상에 프로브가 고정될 수 있으며, 복수의 단위센서(320)에서는, 사용전극으로 기능하는 제1 전극(321) 또는 제2 전극(323) 상에 프로브가 고정될 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 상기 스폿(530)은 스폿(530) 별로 다른 프로브를 포함하도록 스포팅될 수 있다. 이경우, 스폿(530) 별로 서로 다른 표적 물질을 검출할 수 있다.In block 130 of FIG. 1, the probe is fixed to at least some unit sensors of the plurality of unit sensors. In some embodiments, the fixing of the probe may be accomplished by spotting a solution including the probe to have a spot having a predetermined size on the microarray sensing unit. Referring to FIG. 5, spots of a predetermined size are spotted at a predetermined interval on the plurality of unit sensors 220 of the microarray sensing units 210 and 310 by using the nozzle 510 in the solution 520 including the probe. (spotting) The spotting may be performed by, for example, inkjet printing or contact printing. As a result, as illustrated, a plurality of spots 530 may be formed on the microarray sensing unit. According to one embodiment, the size of the unit sensor of the microarray sensing unit may be formed to be smaller than the size of the spot 530 formed by the spotting. According to an embodiment, when spotting is performed, one spot 530 covers the plurality of unit sensors 220 and 320. For example, as illustrated in FIG. 5, one spot 530 may be formed to cover sixteen unit sensors 220 and 320. As another example, the size of the unit sensors 220 and 320 may be reduced by applying a semiconductor microprocess to cover 16 or more unit sensors 220 and 320 in one spot 530. As a result, a probe may be fixed to the plurality of unit sensors 220 and 320 in which the spot 530 exists. In the plurality of unit sensors 220, a probe may be fixed on the nanostructure 225, and in the plurality of unit sensors 320, the first electrode 321 or the second electrode 323 functioning as a working electrode. The probe may be immobilized on it. According to an embodiment, the spot 530 may be spotted to include different probes for each spot 530. In this case, different target substances may be detected for each spot 530.

도 1의 140블록에서, 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜 상기 복수의 단위센서의 제2 전기적 특성을 확보한다. 도 1의 130블록의 복수의 단위센서(220, 320)에 프로브를 고정시키는 공정을 진행한 후에, 입출력단자(222, 224, 326)를 통하여 외부전원을 복수의 단위센서(220, 320)에 인가하여, 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시킨다. 이로서, 복수의 단위센서(220)의 채널구조물(225)을 통과하는 전하의 전기전도도 등과 같은 제2 전기적 특성을 확보한다. 또는, 다른 실시 예에 따르면, 상기 전해액이 복수의 단위센서(320)에 제공될 때, 상기 전해액 내에서 사용전극의 전극반응을 통해 발생하는 전하의 전기전도도, 전류 등과 같은 제2 전기적 특성을 확보한다. 일 실시 예에 의하면, 연산부(230)는 도 1의 120 블록에서, 제1 전기적 특성을 확보하였던 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 재구동시킨다. 연산부(230, 330)는 상기 재구동되는 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자로부터 측정되는 제2 전기적 특성을 수신하고 저장할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, 연산부(230, 330)는 마이크로어레이 센싱부(210, 310)에 배열되는 복수의 단위센서(220, 320)의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자 전체를 정해진 순서에 따라 각각 구동시켜, 상기 전체 단위센서(220, 320)로부터 수신되는 전기적 측정값인 상기 제2 전기적 특성을 저장할 수 있다.In block 140 of FIG. 1, an element sensed by the electrical signals of a plurality of unit sensors is driven to secure a second electrical characteristic of the plurality of unit sensors. After the process of fixing the probe to the plurality of unit sensors 220 and 320 of the block 130 of FIG. 1, external power is supplied to the plurality of unit sensors 220 and 320 through the input / output terminals 222, 224, and 326. When applied, the device senses the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 to drive the device. As a result, a second electrical characteristic such as electrical conductivity of charge passing through the channel structure 225 of the plurality of unit sensors 220 is secured. Alternatively, according to another embodiment, when the electrolyte is provided to the plurality of unit sensors 320, the second electrical characteristics such as electrical conductivity, current, etc. of the charge generated through the electrode reaction of the electrode used in the electrolyte to ensure do. According to an embodiment of the present disclosure, in operation 120 of FIG. 1, the operation unit 230 drives the device sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 having the first electrical characteristics. The calculator 230 or 330 may receive and store a second electrical characteristic measured from a device sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 to be driven again. According to an embodiment of the present disclosure, the operation units 230 and 330 respectively drive the entire elements sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors 220 and 320 arranged in the microarray sensing units 210 and 310 in a predetermined order. The second electrical characteristic, which is an electrical measurement value received from the entire unit sensors 220 and 320, may be stored.

도 1의 150블록에서, 상기 제1 전기적 특성과 상기 제2 전기적 특성을 서로 비교하여, 상기 복수의 단위센서 중 상기 프로브가 고정된 단위센서의 위치를 결정한다. 연산부(230, 330)는 상기 제1 전기적 특성과 상기 제2 전기적 특성을 단위센서(220, 320) 별로 비교할 수 있다. 도 1의 130블록의 스포팅 공정에 의하여 프로브가 채널구조물(250)에 고정된 단위센서(220) 또는 프로브가 상기 사용전극에 고정된 단위센서(320)는 제1 전기적 특성과 다른 제2 전기적 특성을 나타낸다. 단위센서(220)의 경우에 상기 고정된 프로브가 채널구조물(250)을 통하여 전도하는 전하의 전기전도도에 영향을 미칠 수 있다. 단위센서(320)의 경우에는 상기 고정된 프로브가 사용전극에서의 산화환원반응에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 단위센서(220, 320)는 상기 제1 전기적 특성으로부터 변화된 상기 제2 전기적 특성을 나타낼 수 있다. 이로서, 연산부(230)는 상기 프로브가 고정된 단위센서(220. 320)의 위치 및 상기 프로브가 고정된 단위센서(220, 320)가 속하고 있는 스폿을 결정할 수 있다. 상기 프로브가 고정된 단위센서(220, 320)에 대하여, 대응되는 스폿별로 그룹화하여 분류할 수 있다.In block 150 of FIG. 1, the position of the unit sensor to which the probe is fixed is determined among the plurality of unit sensors by comparing the first and second electrical characteristics with each other. The calculating units 230 and 330 may compare the first electrical characteristics with the second electrical characteristics for each unit sensor 220 or 320. The unit sensor 220 in which the probe is fixed to the channel structure 250 or the unit sensor 320 in which the probe is fixed to the electrode used by the spotting process 130 of FIG. 1 has a second electrical characteristic different from the first electrical characteristic. Indicates. In the case of the unit sensor 220, the fixed probe may affect the electrical conductivity of charges conducted through the channel structure 250. In the case of the unit sensor 320, the fixed probe may affect the redox reaction at the electrode. Accordingly, the unit sensors 220 and 320 may represent the second electrical characteristic changed from the first electrical characteristic. As such, the operation unit 230 may determine the position of the unit sensors 220 and 320 to which the probe is fixed, and the spot to which the unit sensors 220 and 320 to which the probe is fixed belong. For the unit sensors 220 and 320 to which the probe is fixed, the probes may be classified and grouped by corresponding spots.

상술한 바와 같이, 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 제조 방법에 의하면, 상기 바이오 센서의 구매자에게, 프로브의 종류, 상기 프로브가 고정된 단위센서의 위치, 상기 프로브가 고정된 단위센서가 속하는 상기 스폿에 관한 정보를 제공할 수 있다. 또, 상기 스폿이 커버하고 있는 상기 프로브가 고정된 단위센서의 개수에 대한 정보를 제공할 수 있다.As described above, according to the method of manufacturing a biosensor according to an exemplary embodiment of the present application, a buyer of the biosensor may include a probe type, a position of a unit sensor to which the probe is fixed, and a unit sensor to which the probe is fixed. Information about the spot to which it belongs can be provided. In addition, the probe covering the spot may provide information on the number of fixed unit sensors.

본 출원의 일 실시 예에 따르면, 프로브를 고정하는 스포팅 공정은, 한 개의 스폿이 복수 개의 단위센서를 커버하도록 형성된다. 종래의 경우, 한 개의 스폿이 한 개의 단위센서를 커버하도록 스포팅이 진행되었기 때문에, 단위센서의 크기가 작은 경우나 단위센서 별로 서로 다른 프로브를 형성할 경우에는, 단위센서에 스폿을 정확하게 정렬시키는 작업이 어려웠다. 본 출원의 실시 예에서는, 한 개의 스폿이 복수 개의 단위센서를 커버하도록 형성하고, 스폿이 형성된 상기 복수 개의 단위센서의 위치를 확보함으로써, 상기 정렬 공정이 생략될 수 있다. 그리고, 단위센서는 일예로서, CMOS 공정과 같은 공지의 반도체 소자 제조 공정을 적용함으로써 충분히 작게 형성할 수 있다. 또한 상기 스폿과 상기 단위센서간의 정렬문제가 없으므로 상기 단위센서간의 거리도 충분히 줄일 수 있어서 마이크로어레이 센싱부의 유효 센싱 면적을 늘릴 수 있다. 즉, 상기 반도체 소자 제조 공정을 적용함으로써, 한 개의 스폿에 포함되는 단위센서의 개수를 충분히 증가시킬 수 있고, 후술하는 통계적 방법에 의해 바이오 센서의 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
According to one embodiment of the present application, the spotting process for fixing the probe is formed so that one spot covers the plurality of unit sensors. In the related art, since spotting is performed so that one spot covers one unit sensor, when the size of the unit sensor is small or when different probes are formed for each unit sensor, the spot is precisely aligned with the unit sensor. This was difficult. In an exemplary embodiment of the present application, the alignment process may be omitted by forming one spot to cover the plurality of unit sensors and securing positions of the plurality of unit sensors on which the spot is formed. And, for example, the unit sensor can be formed sufficiently small by applying a known semiconductor element manufacturing process such as a CMOS process. In addition, since there is no alignment problem between the spot and the unit sensor, the distance between the unit sensor can be sufficiently reduced, thereby increasing the effective sensing area of the microarray sensing unit. That is, by applying the semiconductor device manufacturing process, the number of unit sensors included in one spot can be sufficiently increased, and the reliability of the measured value of the biosensor can be improved by the statistical method described later.

도 6은 본 출원의 일 실시 예에 따르는 바이오 센서의 구동 방법을 설명하는 순서도이다. 도 6를 참조하면 610블록에서, 도 1의 순서도에 따라 제조되는 마이크로어레이 센싱부를 구비하는 바이오 센서를 제공한다. 상기 바이오 센서 및 그 제조 방법은 도 1 내지 도 5와 관련되어 상술한 바 있으므로, 기재상 중복을 배제하기 위해 생략하도록 한다.6 is a flowchart illustrating a method of driving a biosensor according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 6, in block 610, a biosensor having a microarray sensing unit manufactured according to the flowchart of FIG. 1 is provided. Since the biosensor and a method of manufacturing the same have been described above with reference to FIGS. 1 to 5, the biosensor and the method of manufacturing the same will be omitted to exclude duplication on a substrate.

620 블록에서, 상기 마이크로어레이 센싱부에 표적 물질을 제공한다. 상기 표적 물질은 상기 바이오 센서를 통하여 검출을 목적으로 하는 물질을 의미하며, 일 예로서, 상기 단백질, DNA, 세포, 바이러스, 분자 또는 이온 등 일 수 있다. 상기 마이크로어레이 센싱부에 표적 물질을 제공하는 방법은 공지의 방식을 적용할 수 있다. 일예로서, 상기 표적물질을 포함하는 용액의 형태로 제공될 수 있다. 상기 용액은 일예로서, 전해질 용액일 수 있다.In block 620, the target material is provided to the microarray sensing unit. The target material refers to a material for detection through the biosensor, and for example, may be the protein, DNA, cell, virus, molecule or ion. The method of providing a target material to the microarray sensing unit may use a known method. For example, it may be provided in the form of a solution containing the target material. The solution may be, for example, an electrolyte solution.

630 블록에서, 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 프로브가 고정된 상기 단위센서로부터 상기 표적 물질과의 반응에 기인하는 전기적 특성을 확보한다. 도 1의 150 단계 및 도 5와 관련하여 상술한 공정을 통해 결정된, 프로브가 고정된 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자로부터 전하의 전기전도도 등과 같은 전기적 특성을 확보한다. 다른 실시 예에 있어서, 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자 전체를 정해진 순서에 따라 각각 구동시키고, 상기 프로브가 고정된 상기 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자로부터 상기 전기적 특성을 확보할 수 있다.In block 630, an element sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors is driven to secure electrical characteristics due to the reaction with the target material from the unit sensor to which the probe is fixed. 1 through the process described above with reference to FIG. 150 and FIG. 5, the probe drives an element sensed by the electrical signal of a fixed unit sensor, such as electrical conductivity of charge from the element sensed by the electrical signal, and the like. Secure electrical characteristics. In another embodiment, each of the devices sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors are driven in a predetermined order, and the electrical characteristics are measured from the devices sensed by the electrical signals of the unit sensors to which the probe is fixed. It can be secured.

640 블록에서, 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 상기 프로브가 고정된 단위센서가 속하는 스폿 별로 그룹화하여 통계 처리한다. 종래의 바이오 센서의 경우, 단위센서 단위로 스폿팅을 각각 수행하여 프로브를 고정시켰으며, 표적 물질과의 반응에 기인한 전기적 특성을 단위센서 단위로 별도로 확보하였다. 이 경우, 단위센서와 스포팅되는 프로브 사이의 정렬 오차, 단위센서의 표적 분자를 인지하는 능력의 불균일성, 기타 환경 요인 등의 원인으로 인하여, 단위센서 별로 확보되는 전기적 특성은 편차를 보일 수 있었다. 즉, 일 예로서, 단위센서 별로 전기적 특성을 확보할 경우에 각각의 단위센서의 전기적 특성으로부터 노이즈 요인을 제거하기 힘들었으며, 이로 인해 단위센서로부터 확보한 전기적 특성의 신뢰도가 저하될 수 있었다.In block 640, the electrical characteristics obtained from the unit sensor to which the probe is fixed are grouped for each spot to which the unit sensor to which the probe is fixed belongs and statistically processed. In the case of the conventional biosensor, the probes were fixed by performing spotting on a unit sensor basis, and the electrical characteristics due to the reaction with the target material were separately obtained by the unit sensor unit. In this case, due to the misalignment between the unit sensor and the spotted probe, the nonuniformity of the unit sensor's ability to recognize the target molecule, and other environmental factors, the electrical characteristics secured by the unit sensor may show variations. That is, as an example, when securing the electrical characteristics for each unit sensor, it is difficult to remove the noise factor from the electrical characteristics of each unit sensor, thereby reducing the reliability of the electrical characteristics obtained from the unit sensor.

본 출원의 일 실시 예에 의하면, 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 스폿 별로 그룹화하여 통계 처리한다. 일 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 한 개의 스폿(530)이 16개의 단위센서(220, 320)를 포함하고 있는 경우, 상기 16개의 단위센서(220, 320)로부터 확보한 각각의 전기적 특성 신호에 대하여 스폿(530) 단위로 평균값 처리, 중간값 처리, 노이즈 제거 처리 등의 통계처리를 할 수 있다. 상기 평균값 처리란 일 예로서, 16개의 단위센서(220, 320)로부터 확보한 각각의 전기적 특성치의 평균값을 산출하는 처리를 의미한다. 마찬가지로 중간값 처리란 일 예로서, 16개의 단위센서(220, 320)로부터 확보한 각각의 전기적 특성치를 크기의 순서로 늘어 놓았을 때 중간에 위치하는 값을 산출하는 처리를 의미한다. 노이즈 제거 처리란, 측정되는 전기적 특성치가 가질수 있는 소정의 범위를 결정하고, 상기 소정의 범위에 해당하는 표준 범위를 벗어난 값을 노이즈로 인식하여 제거하는 처리를 의미한다. 일 예로서, 상기 표준 범위란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 편차를 의미할 수 있다. 다른 예로서, 상기 표준 범위란 상기 스폿의 가장자리에 위치하는 상기 단위 센서로부터 발생하는 측정치의 편차를 의미할 수 있다. 몇몇 실시 예들에 의하면, 상기 노이즈 제거 처리가 완료된 후에, 상기 표준 범위 내의 측정치에 대하여 평균값 처리 또는 중간값 처리를 실시할 수 있다. 상술한 통계 처리는 스폿 별로 그룹화하여 수행된다. 이로 인해, 상기 스폿 별로 확보한 전기적 특성은 상술한 노이즈 요인을 효과적으로 제거할 수 있다. 상기 스폿이 커버하는 단위센서(220, 320)의 수가 증가할수록 상기 노이즈 요인 제거 효과는 증가할 수 있다. According to an embodiment of the present application, the electrical characteristics obtained from the unit sensor fixed to the probe is grouped by spot for statistical processing. For example, as illustrated in FIG. 5, when one spot 530 includes sixteen unit sensors 220 and 320, each of the electrical units secured from the sixteen unit sensors 220 and 320 may be used. The characteristic signal can be subjected to statistical processing such as average value processing, median value processing, noise removal processing, etc. in units of spots 530. The average value processing means, for example, a process of calculating an average value of respective electrical characteristic values secured from the 16 unit sensors 220 and 320. Similarly, the intermediate value processing means, for example, a process of calculating a value located in the middle when the electrical characteristic values obtained from the 16 unit sensors 220 and 320 are arranged in the order of magnitude. The noise removal process refers to a process of determining a predetermined range that an electrical characteristic value to be measured can have, and recognizing and removing a value out of a standard range corresponding to the predetermined range as noise. For example, the standard range may mean a deviation of the measured value obtained from the unit sensor included in the spot. As another example, the standard range may mean a deviation of a measurement value generated from the unit sensor positioned at the edge of the spot. According to some embodiments, after the noise removing process is completed, the average value process or the median value process may be performed on the measured value within the standard range. The above statistical processing is performed by grouping by spots. For this reason, the electrical characteristics secured for each spot can effectively remove the noise factor described above. As the number of unit sensors 220 and 320 covered by the spot increases, the noise factor removing effect may increase.

본 출원의 일 실시 예에 의한 바이오 센서에 따르면, 마이크로어레이 센싱부 상에 일정한 간격으로 일정한 크기의 프로브를 포함하는 스폿을 형성함으로써, 단위센서와 프로브 사이의 정렬 오차가 발생하는 종래의 문제점을 해결할 수 있다. 본 출원의 일 실시 예에 의한 바이오 센서에 따르면, 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 상기 스폿 별로 통계 처리할 수 있다. 이로 인해, 단위센서와 스포팅되는 프로브 사이의 정렬 오차, 단위센서의 표적 분자를 인지하는 능력의 불균일성, 기타 환경 요인 등의 원인으로 인하여, 단위센서 별로 확보되는 전기적 특성의 노이즈 요인을 효과적으로 제거할 수 있다. 이로 인해, 바이오 센서의 검출 능력에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
According to the biosensor according to an embodiment of the present application, by forming a spot including a probe having a predetermined size at a predetermined interval on the microarray sensing unit, to solve the conventional problem that the alignment error between the unit sensor and the probe occurs Can be. According to the biosensor according to an exemplary embodiment of the present application, the electrical characteristics obtained from the unit sensor to which the probe is fixed may be statistically processed for each spot. As a result, noise factors of the electrical characteristics obtained for each unit sensor can be effectively eliminated due to misalignment between the unit sensor and the spotted probe, unevenness of the unit sensor's ability to recognize the target molecule, and other environmental factors. have. For this reason, the reliability about the detection capability of a biosensor can be improved.

이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원에 개시된 실시예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art will be variously modified and changed the embodiments disclosed in this application within the scope not departing from the technical spirit of the present application described in the claims below I can understand that you can.

200, 300: 바이오 센서, 210, 310: 마이크로어레이 센싱부, 230: 연산부, 220, 320:단위센서, 221, 321: 제1 전극, 222, 224, 326: 입출력단자, 223, 323:제2 전극, 225: 채널구조물, 510: 노즐, 520: 용액, 530: 스폿.
200, 300: biosensor, 210, 310: microarray sensing unit, 230: computing unit, 220, 320: unit sensor, 221, 321: first electrode, 222, 224, 326: input / output terminal, 223, 323: second Electrode, 225: channel structure, 510: nozzle, 520: solution, 530: spot.

Claims (23)

바이오 센서의 제조 방법에 있어서,
(a) 전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 제공하는 단계;
(b) 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제1 전기적 특성을 확보하는 단계;
(c) 상기 마이크로어레이 센싱부 상에 프로브를 포함하는 용액을 스포팅(spotting)하여, 상기 복수의 단위센서 중 적어도 일부의 단위센서에 상기 프로브를 고정하는 단계;
(d) (c) 단계 후에, 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 복수의 단위센서의 제2 전기적 특성을 확보하는 단계; 및
(e) 상기 제1 전기적 특성과 상기 제2 전기적 특성을 서로 비교하여, 상기 복수의 단위센서 중 상기 프로브가 고정된 단위센서의 위치를 결정하는 단계를 포함하는
바이오 센서의 제조 방법.In the manufacturing method of the biosensor,
(a) providing a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including an element sensed as an electrical signal are arranged;
(b) driving a device sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors to secure first electrical characteristics of the plurality of unit sensors;
(c) spotting a solution including a probe on the microarray sensing unit to fix the probe to at least some unit sensors of the plurality of unit sensors;
(d) after step (c), driving a device sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors to secure second electrical characteristics of the plurality of unit sensors; And
(e) comparing the first electrical characteristics with the second electrical characteristics to determine a position of the unit sensor to which the probe is fixed among the plurality of unit sensors;
Method of manufacturing biosensors. 제1 항에 있어서,
(a) 단계는
상기 마이크로어레이 센싱부의 상기 단위센서의 크기를 상기 스포팅에 의하여 형성되는 스폿 크기보다 작게 형성하는 바이오 센서의 제조 방법.The method according to claim 1,
step (a)
And forming a size of the unit sensor of the microarray sensing unit smaller than a spot size formed by the spotting. 제1 항에 있어서,
(c) 단계는
상기 스포팅에 의해 형성되는 하나의 스폿이 복수 개의 상기 단위센서를 커버하도록 상기 스포팅을 진행하는 바이오 센서의 제조 방법.The method according to claim 1,
step (c)
And the spotting is formed so that one spot formed by the spotting covers the plurality of unit sensors. 바이오 센서의 구동 방법에 있어서,
(a) 제1 항의 방법에 의하여 제조되고 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부를 구비하는 바이오 센서를 준비하는 단계;
(b) 상기 마이크로어레이 센싱부에 표적 물질을 제공하는 단계;
(c) 상기 복수의 단위센서의 상기 전기적 신호로 센싱되는 소자를 구동시켜, 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 상기 표적 물질과의 반응에 기인하는 전기적 특성을 확보하는 단계; 및
(d) 상기 프로브가 고정된 단위센서로부터 확보한 전기적 특성을 상기 프로브가 고정된 단위센서가 속하는 스폿 별로 그룹화하여 통계 처리하는 단계를 포함하는
바이오 센서의 구동 방법.In the driving method of the biosensor,
(a) preparing a biosensor manufactured by the method of claim 1 and having a microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors are arranged;
(b) providing a target material to the microarray sensing unit;
(c) driving an element sensed by the electrical signals of the plurality of unit sensors to ensure electrical characteristics due to the reaction of the probe with the target material from the fixed unit sensor; And
(d) grouping the electrical characteristics obtained from the unit sensor to which the probe is fixed by grouping by spots to which the unit sensor to which the probe is fixed belongs, and performing statistical processing;
How to drive a biosensor. 제4 항에 있어서,
상기 마이크로어레이 센싱부의 상기 단위센서의 크기가 상기 스포팅에 의해 형성되는 스폿 크기보다 작은 바이오 센서의 구동 방법.5. The method of claim 4,
And a size of the unit sensor of the microarray sensing unit is smaller than a spot size formed by the spotting. 제4 항에 있어서,
상기 스포팅에 의한 한개의 스폿은 복수 개의 상기 단위센서를 커버하는 바이오 센서의 구동 방법.5. The method of claim 4,
One spot by the spotting covers the plurality of unit sensors. 제4 항에 있어서,
(d) 단계는
상기 단위센서로부터 확보한 상기 전기적 특성을 상기 스폿 별로 통계 처리하여 상기 전기적 특성 중의 노이즈 요인을 제거하는 단계를 포함하는
바이오 센서의 구동 방법. 5. The method of claim 4,
step (d)
And removing noise factors in the electrical characteristics by statistically processing the electrical characteristics obtained from the unit sensor for each spot.
How to drive a biosensor. 제4 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 평균값을 추출하는 바이오센서의 구동방법The method of claim 4
The statistical processing is a method of driving a biosensor for extracting an average value of measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제4 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 중간값(median)을 추출하는 바이오센서의 구동방법The method of claim 4
The statistical processing is a method of driving a biosensor for extracting a median of measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제4 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치 중에서 표준 범위 이내의 값에 대한 평균값을 추출하는 바이오센서의 구동방법.The method of claim 4
The statistical processing is a method of driving a biosensor extracting an average value for a value within a standard range from the measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제4 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치 중에서 표준 범위 이내의 값에 대한 중간값을 추출하는 바이오센서의 구동방법The method of claim 4
The statistical processing is a method of driving a biosensor extracting an intermediate value for a value within a standard range from the measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제10 항 또는 제11항에 있어서
상기 표준 범위는 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 편차를 나타내는 바이오센서의 구동방법The method according to claim 10 or 11
The standard range is a method of driving a biosensor indicating a deviation of the measured value obtained from the unit sensor included in the spot 제10항 또는 제11항에 있어서
상기 표준 범위는 상기 스폿의 가장자리에 위치하는 상기 단위 센서로부터 발생하는 측정치의 편차인 바이오센서의 구동방법The method according to claim 10 or 11
The standard range is a method of driving a biosensor which is a deviation of a measurement value generated from the unit sensor positioned at the edge of the spot. 바이오 센서에 있어서,
전기적 신호로 센싱되는 소자를 포함하는 복수의 단위센서가 배열되는 마이크로어레이 센싱부; 및
상기 복수의 단위센서의 전기적 특성을 평가하는 연산부를 포함하되,
상기 마이크로어레이 센싱부는
상기 복수의 단위센서 중 일부분의 단위센서에 형성되며 상기 일부분의 단위센서에 프로브를 제공하는 스폿(spot)을 포함하고,
상기 연산부는 상기 복수의 단위센서 중 상기 스폿이 위치하는 상기 일부분의 단위센서와 타겟 분자간의 반응에 의해 발생하는 전기적 특성을 확보하고 이를 상기 스폿 별로 그룹화하여 통계 처리하는
바이오 센서.In the biosensor,
A microarray sensing unit in which a plurality of unit sensors including an element sensed as an electrical signal is arranged; And
Comprising a calculation unit for evaluating the electrical characteristics of the plurality of unit sensors,
The micro array sensing unit
A spot formed in a unit sensor of a portion of the plurality of unit sensors and providing a probe to the unit sensor of the portion,
The calculating unit acquires electrical characteristics generated by the reaction between the unit sensor of the portion in which the spot is located and the target molecule among the plurality of unit sensors, and performs statistical processing by grouping the spots by the spot.
Biosensor. 제14 항에 있어서,
상기 마이크로어레이 센싱부의 상기 단위센서의 크기는 상기 프로브를 포함하는 상기 스폿 크기보다 작은 바이오 센서.15. The method of claim 14,
The biosensor of the microarray sensing unit has a size smaller than that of the spot including the probe. 제14 항에 있어서,
한 개의 상기 스폿은 복수 개의 상기 단위센서를 커버하는 바이오 센서.15. The method of claim 14,
One said spot covers a plurality of said unit sensors. 제14 항에 있어서,
상기 통계 처리는 상기 단위센서로부터 확보한 상기 전기적 특성에 대하여, 상기 스폿 별로 상기 전기적 특성 중의 노이즈를 제거하는 기능을 수행하는
바이오 센서.15. The method of claim 14,
The statistical processing may be performed to remove noise among the electrical characteristics for each spot with respect to the electrical characteristics obtained from the unit sensor.
Biosensor. 제14 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 평균값을 추출하는 바이오센서.The method of claim 14,
The statistical processing is a biosensor extracting an average value of the measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제14 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 중간값(median)을 추출하는 바이오센서.The method of claim 14,
The statistical processing is a biosensor for extracting a median of measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제14 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치 중에서 표준 범위 이내의 값에 대한 평균값을 추출하는 바이오센서.The method of claim 14,
The statistical processing is a biosensor for extracting an average value for a value within a standard range from the measurements obtained from the unit sensor included in the spot. 제14 항에 있어서
상기 통계 처리란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치 중에서 표준 범위 이내의 값에 대한 중간값을 추출하는 바이오센서.The method of claim 14,
The statistical processing is a biosensor for extracting an intermediate value for a value within a standard range from the measured values obtained from the unit sensor included in the spot. 제20 항 또는 제21항에 있어서
상기 표준 범위란 상기 스폿에 포함된 상기 단위센서로부터 확보한 측정치의 편차를 나타내는 바이오센서.The method according to claim 20 or 21.
The standard range is a biosensor representing the deviation of the measured value obtained from the unit sensor included in the spot. 제20항 또는 제21항에 있어서
상기 표준 범위란 상기 스폿의 가장자리에 위치하는 상기 단위 센서로부터 발생하는 측정치의 편차인 바이오센서.
The method according to claim 20 or 21.
The standard range is a deviation of the measurement value generated from the unit sensor located at the edge of the spot.
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