KR20070105568A - Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same - Google Patents

Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same Download PDF

Info

Publication number
KR20070105568A
KR20070105568A KR1020060037846A KR20060037846A KR20070105568A KR 20070105568 A KR20070105568 A KR 20070105568A KR 1020060037846 A KR1020060037846 A KR 1020060037846A KR 20060037846 A KR20060037846 A KR 20060037846A KR 20070105568 A KR20070105568 A KR 20070105568A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chip
light
substrate
material analysis
nanostructure
Prior art date
Application number
KR1020060037846A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
임귀삼
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020060037846A priority Critical patent/KR20070105568A/en
Publication of KR20070105568A publication Critical patent/KR20070105568A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08—Optical fibres; light guides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

A matter analysis apparatus having a chip for analyzing matter is provided to perform the real time analysis of various kinds and numerous matters to be analyzed, simplify the apparatus structure by eliminating optical components for straight light and polarization through restriction of wavelength irradiated to the nano structure, and accomplish accurate quantitative and qualitative analysis of the matter to be analyzed by detecting transmitted light regardless of its refraction angle. A chip for analysis of a matter comprises: a substrate(12) through which at least a part of light is transmitted; and at least one nano structure(14) established on one side of the substrate in a protrusion manner, and receiving the matter to be analyzed on its surface, and detects information of the matter to be analyzed from the light transmitted through the substrate. A matter analysis apparatus comprises a matter analysis chip having at least one nano structure, a light source for irradiating light to the chip, a detection portion for detecting the light transmitted through the chip and outputting the signal, and a controller for calculating at least one of ingredients or the amount of the matter from the signal.

Description

물질 분석용 칩과 이를 포함하는 물질 분석 장치{CHIP FOR ANALYZING MATTER AND MATTER ANALYSIS APPARATUS HAVING THE SAME}CHIP FOR ANALYZING MATTER AND MATTER ANALYSIS APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 분석 장치를 개략적으로 나타낸 개념도,1 is a conceptual diagram schematically showing a material analysis apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 물질 분석 장치의 제어 블럭도,FIG. 2 is a control block diagram of the substance analysis apparatus shown in FIG. 1;

도 3은 도 1의 A부분에 대한 상세도,3 is a detailed view of portion A of FIG. 1;

도 4a 내지 도 4c는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절개한 단면도로서 항체와 항원이 결합되는 과정을 설명하기 위한 도면,4A to 4C are cross-sectional views taken along line IV-IV of FIG. 3 to explain a process in which an antibody and an antigen are coupled to each other;

도 5a 내지 도 5c 각각은 도 4a 내지 도 4c 각각에 도시된 상태에서 물질 분석용 칩을 투과된 광을 검출한 그래프,5A to 5C are graphs of detecting light transmitted through the chip for analyzing materials in the state shown in each of FIGS. 4A to 4C;

도 6a 내지 도 6d는 도 1에 도시된 물질 분석용 칩의 제조 과정을 설명하기 위한 단면도이다.6A through 6D are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of the material analysis chip illustrated in FIG. 1.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10; 물질 분석용 칩 12; 기판10; Chip for material analysis 12; Board

14; 나노 구조체 16; 폴리머층14; Nanostructure 16; Polymer layer

18; 금속층 20; 광원18; Metal layer 20; Light source

22, 32; 제1 및 제2광파이버 24, 34; 제1 및 제2렌즈22, 32; First and second optical fibers 24 and 34; First and second lens

30; 검출부 40; 이송유닛30; Detector 40; Transfer unit

50; 제어부50; Control

본 발명은 생물학적 물질과 같은 물질을 분석하기 위한 물질 분석용 칩과 이를 포함하는 물질 분석 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a material analysis chip for analyzing a material such as a biological material and a material analysis device including the same.

최근 바이오 기술이 발전함에 따라 생물학적 물질을 검출하기 위한 다양한 바이오 센서가 출시되고 있다. 일반적으로 바이오 센서는 형광체와 같은 표시자(labeling or marker)를 사용하여 생물학적 물질의 정량 정성분석을 하게 된다. 보다 상세하게 살펴보면, 생물학적 물질에 형광체를 고정시키고 형광체가 고정된 생물학적 물질에 광을 조사하여 형광체로부터 발광하는 광량을 측정하며, 측정된 광량으로부터 생물학적 물질의 양과 성분을 산출한다. 그러나 형광체의 가격이 비싸고, 형광체를 고정시키는 공정을 수행해야 하는 등 많은 단점을 가지고 있어서, 최근에는 표지자를 필요로 하지 않는 바이오 센서에 대한 연구가 진행되고 있다.Recently, with the development of biotechnology, various biosensors for detecting biological substances have been released. In general, biosensors perform quantitative qualitative analysis of biological substances using labeling or markers such as phosphors. In more detail, the phosphor is fixed to the biological material, and the amount of light emitted from the phosphor is measured by irradiating light onto the biological material to which the phosphor is fixed, and the amount and component of the biological material are calculated from the measured light amount. However, since there are many disadvantages such as high cost of phosphors and a process of fixing phosphors, researches on biosensors that do not require markers have recently been conducted.

그 대표적인 예로 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 현상을 이용한 바이오 센서를 들 수 있다. 상기 표면 플라즈몬 공명을 이용한 바이오 센서의 분석과정을 살펴보면, 우선 기판의 일면에 일정 패턴의 금속 박막을 증착시키고 상기 금속 박막에 피검사물질을 고정화시킨다. 그리고 피검사물질이 고정화된 상기 기판의 타면에 광을 조사하고 상기 기판으로부터 반사된 광의 세기 및 굴절각 을 검출하여 피검사물질의 정량분석을 하게 된다.A representative example is a biosensor using Surface Plasmon Resonance (SPR). Looking at the analysis process of the biosensor using the surface plasmon resonance, first, a metal thin film of a predetermined pattern is deposited on one surface of the substrate, and the test material is immobilized on the metal thin film. The other surface of the substrate on which the test object is immobilized is irradiated with light, and the intensity and refraction angle of the light reflected from the substrate are detected to quantitatively analyze the test object.

그러나 상술한 바와 같은 바이오 센서는 광원으로부터 출사된 광을 평행광으로 변경시키기 위한 복수의 렌즈 및 거울로 구성된 광유도부와, 상기 광유도부로부터 출사된 평행광을 일정한 패턴으로 편광시키기 위한 편광기와, 상기 편광기에 의해 편광된 광을 기판의 일면에 조사시키기 위한 프리즘과 같은 입사부가 필요하다. 즉, 상기의 바이오 센서는 많은 광학부품이 필수적으로 사용되어야 하므로 그 구조가 복잡할 뿐만 아니라 광학부품의 초기 세팅이 어렵고 초기 세팅에 장시간이 소요되어 제작이 어렵다.However, the biosensor as described above includes a light guide part including a plurality of lenses and mirrors for converting the light emitted from the light source into parallel light, a polarizer for polarizing the parallel light emitted from the light guide part in a predetermined pattern, and An incident part such as a prism for irradiating light polarized by the polarizer to one surface of the substrate is required. That is, the biosensor is not only complicated in structure because many optical components must be used essentially, but also difficult to manufacture the initial setting of the optical component and takes a long time to the initial setting.

또한, 상기 기판으로부터 반사된 광은 피검사체의 종류 및 양에 따라 그 굴절각도가 변경되어 굴절 각도에 따라 수광센서를 배치해야 하며, 피검사체의 종류 만큼 수광센서를 배치해야 한다. 이러한 이유로 검사할 수 있는 피검사체의 종류가 한정되어 있고, 수광센서의 집적도에 검사 정밀도가 의존하여 검사의 정밀도를 향상시키는데 한계가 있다. 또한, 다량의 피검사체를 신속하게 검사할 수 없다.In addition, since the refractive angle of the light reflected from the substrate is changed according to the type and amount of the inspected object, the light receiving sensor should be arranged according to the refracted angle, and the light receiving sensor should be arranged as much as the type of the inspected object. For this reason, the types of inspected objects that can be inspected are limited, and the inspection accuracy depends on the integration degree of the light receiving sensor. In addition, a large amount of inspected objects cannot be inspected quickly.

본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 다수의 피검사물질을 신속하게 분석할 수 있는 물질 분석용 칩 및 이를 포함하는 물질 분석장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in view of the above-described point, and provides a material analysis chip and a material analysis apparatus including the same capable of rapidly analyzing a plurality of test substances.

본 발명의 다른 목적은 물질의 정량분석 및 정성분석을 정밀하게 할 수 있는 물질 분석용 칩 및 이를 포함하는 물질 분석 시스템을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a chip for material analysis and a material analysis system including the same, which can precisely quantitatively and qualitatively analyze a material.

본 발명의 또 다른 목적은 부품 수를 최소화할 수 있는 물질 분석용 칩 및 이를 포함하는 물질 분석 시스템을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a material analysis chip capable of minimizing the number of parts and a material analysis system including the same.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 물질 분석용 칩은, 적어도 일부의 광이 투과되는 기판; 및 상기 기판의 일면에 돌출되게 마련되며, 피검사물질이 놓여지는 적어도 하나의 나노 구조체;를 포함하며, 상기 기판을 투과한 광으로부터 상기 나노 구조체에 놓여진 피검사물질의 정보를 검출하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a material analysis chip comprising: a substrate through which at least a portion of light is transmitted; And at least one nanostructure protruding from one surface of the substrate, on which the material to be inspected is placed, and detecting information of the material to be inspected placed in the nanostructure from light transmitted through the substrate. do.

또한, 상술한 바와 같은 목적은, 피검사물질이 고정되는 적어도 하나의 나노 구조체가 형성된 물질 분석용 칩; 상기 물질 분석용 칩에 광을 조사하는 광원; 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 감지하여 신호를 출력하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 출력된 신호로부터 피검사물질의 성분과 피검사물질의 양 중 적어도 어느 하나를 산출하는 제어부;를 포함하는 물질 분석 장치에 의해서도 달성될 수 있다.In addition, the object as described above, the material analysis chip is formed at least one nanostructure is fixed to the test material; A light source irradiating light onto the chip for analyzing the material; A detector for detecting light transmitted through the material analysis chip and outputting a signal; And a controller configured to calculate at least one of a component of the substance to be tested and an amount of the substance to be tested from the signal output from the detection unit.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광원으로부터 출사되는 광은 200~3500nm의 파장을 가지며, 상기의 물질 분석장치는 상기 광원으로부터 출사되는 광을 상기 물질 분석용 칩으로 안내하기 위한 제1광파이버; 상기 제1광파이버로부터 출사된 광을 상기 물질 분석용 칩에 집광시키기 위한 제1렌즈; 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 상기 검출부로 안내하기 위한 제2광파이버; 및 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 상기 제2광파이버로 집광시키기 위한 제2렌즈;를 포함한다.According to one embodiment of the invention, the light emitted from the light source has a wavelength of 200 ~ 3500nm, the material analysis device comprises a first optical fiber for guiding the light emitted from the light source to the material analysis chip; A first lens for condensing light emitted from the first optical fiber onto the material analyzing chip; A second optical fiber for guiding light transmitted through the material analyzing chip to the detection unit; And a second lens for condensing the light transmitted through the material analyzing chip with the second optical fiber.

또한, 상기 물질 분석용 칩은 다수의 피검사물질 각각이 분리되어 놓여지도록 다수의 영역으로 구분되며, 상기의 물질 분석 장치는 상기 물질 분석용 칩의 다 수의 영역 각각에 놓여진 피검사물질이 제1 및 제2렌즈의 사이에 위치되도록 상기 물질 분석용 칩을 이송시키는 이송유닛;을 포함한다.In addition, the material analysis chip is divided into a plurality of areas so that each of the plurality of test materials are separated and placed, and the material analysis device includes a test material placed in each of a plurality of areas of the material analysis chip. And a transfer unit configured to transfer the material analyzing chip to be positioned between the first and second lenses.

상기 피검사물질은 생물학적 물질일 수 있으며, 상기 생물학적 물질은, 항체 및 항원, 단백질, 유전자 물질(DNA, RNA), 탄수화물, 앱타머(Aptamer)중 어느 하나일 수 있다.The test substance may be a biological substance, and the biological substance may be any one of an antibody, an antigen, a protein, a genetic substance (DNA, RNA), a carbohydrate, and an aptamer.

상기 검출부가 출력하는 신호는 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광의 파장과 광의 세기이며, 상기 제어부는 상기 검출기로부터 검출된 광의 파장과 광의 세기로부터 피검사물질의 양과 성분 중 적어도 어느 하나를 산출한다.The signal output by the detector is a wavelength and light intensity of the light transmitted through the material analysis chip, and the controller calculates at least one of an amount and a component of the test target from the wavelength and light intensity of the light detected by the detector.

상기 물질 분석용 칩은, 적어도 광의 일부가 투과되는 기판을 포함하며, 상기 나노 구조체는 복수 개가 상기 기판상에 일정 간격 이격되도록 마련된다.The material analysis chip includes a substrate through which at least part of light is transmitted, and the plurality of nanostructures are provided to be spaced apart from each other by a predetermined interval.

상기 각 나노 구조체의 높이는 100~120nm이고, 상기 복수의 나노 구조체 사이의 간격은 60~70nm이며, 상기 각 나노 구조체의 폭은 100~120nm인 것이 바람직하다.The height of each nanostructure is 100 ~ 120nm, the interval between the plurality of nanostructures is 60 ~ 70nm, the width of each nanostructure is preferably 100 ~ 120nm.

한편, 상기 나노 구조체는, 상기 기판상에 돌출되게 형성되는 폴리머층; 및On the other hand, the nanostructures, the polymer layer formed to protrude on the substrate; And

상기 폴리머층에 도포된 금속층;을 포함하며, 상기 금속층의 두께는 40~50nm인 것이 바람직하고, 상기 금속층은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성된다.And a metal layer applied to the polymer layer, wherein the metal layer has a thickness of 40 to 50 nm, and the metal layer is formed of at least one of gold, silver, copper, platinum, palladium, and aluminum.

상기 나노 구조체는 상기 기판에 폴리머층을 코팅하고, 상기 기판에 코팅된 폴리머층을 상기 나노 구조체의 형상에 대응하는 몰드(mold)로 임프린트(imprint)한 후, 상기 금속층을 상기 임프린트된 폴리머층에 증착시켜 제조된다.The nanostructure is coated with a polymer layer on the substrate, after imprinting the polymer layer coated on the substrate with a mold corresponding to the shape of the nanostructure, the metal layer on the imprinted polymer layer It is prepared by deposition.

상기 금속층은 경사 증착으로 상기 폴리머층에 증착되는 것이 바람직하며, 상기 기판은 수정 결정판, 석영 유리, 폴리에틸렌 테레프탈산 에스테르(polyethylene terephthalate ester), 폴리 카보네이트(poly carbonate) 중 어느 하나로 형성된다.The metal layer is preferably deposited on the polymer layer by gradient deposition, and the substrate is formed of any one of quartz crystal plate, quartz glass, polyethylene terephthalate ester, and polycarbonate.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 분석용 칩 및 이를 구비한 물질 분석 장치에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the chip for analyzing the material and the material analysis device having the same according to an embodiment of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. However, in the following description of the present invention, a description of a known function or configuration will be omitted to clarify the gist of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 물질 검출 장치는, 피검사물질이 놓여지는 물질 분석용 칩(10)과, 상기 물질 분석용 칩(10)에 광을 조사하기 위한 광원(20)과, 상기 물질 분석용 칩(10)을 투과한 광을 감지하여 신호를 출력하는 검출부(30)와, 상기 물질 분석용 칩(10)을 이송시키기 위한 이송유닛(40) 및 상기 검출부(30)로부터 출력되는 신호로부터 피검사물질에 대한 정보를 산출하는 제어부(50)를 포함한다.1 and 2, the material detecting apparatus according to an embodiment of the present disclosure includes irradiating light onto the material analyzing chip 10 on which the test substance is placed and the material analyzing chip 10. A light source 20, a detection unit 30 for detecting a light transmitted through the material analysis chip 10, and outputting a signal, a transfer unit 40 for transferring the material analysis chip 10, and And a controller 50 that calculates information about the substance under test from the signal output from the detector 30.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 물질 분석용 칩(10)은 기판(12)과, 상기 기판(12)상에 형성된 나노 구조체(14)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 and 3, the material analyzing chip 10 includes a substrate 12 and a nanostructure 14 formed on the substrate 12.

상기 기판(12)은 수정 결정판, 석영유리(quartz glass), 폴리에틸렌 테레프탈산 에스테르(polyethylene terephthalate ester), 폴리 카보네이트(poly carbonate)와 같은 재질로 형성될 수 있으나, 이외에도 광이 투과될 수 있는 재질이라면 이에 한정되지 않고 다양한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 상기 기판(12)은 적어도 일부의 광이 투과될 수 있는 모든 재질로 형성될 수 있다.The substrate 12 may be formed of a material such as quartz crystal plate, quartz glass, polyethylene terephthalate ester, or polycarbonate. It is not limited and may be formed of various materials. That is, the substrate 12 may be formed of any material that can transmit at least some of the light.

상기 나노 구조체(14)는 나노 단위의 스케일로 형성되는 구조물로서, 상기 기판(12)상에 다수 개가 일정 간격 이격되게 배치되며, 상기 기판(12)의 일면으로부터 돌출되게 형성된다. 이러한 나노 구조체(14)는 폴리머(polymer) 재질로 형성된 폴리머층(16)과, 상기 폴리머층(16) 상에 도포되는 금속층(18)을 포함한다.The nanostructure 14 is a structure formed on a scale of nano units, and a plurality of nanostructures 14 are disposed spaced apart from each other at regular intervals, and protrude from one surface of the substrate 12. The nanostructure 14 includes a polymer layer 16 formed of a polymer material and a metal layer 18 coated on the polymer layer 16.

상기 금속층(18)은 금(Au)인 것이 바람직하나 은(Ag), 동(Cu), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al) 등으로 형성될 수도 있다. 즉, 금속층(18)은 물질 분석용 칩(10)에 조사된 광으로부터 표면 플라즈몬 공명을 발생시킬 수 있도록 자유전자의 방출이 용이한 다양한 금속 재질로 형성될 수 있다.The metal layer 18 is preferably gold (Au), but may be formed of silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), aluminum (Al), or the like. That is, the metal layer 18 may be formed of various metal materials that can easily emit free electrons so that surface plasmon resonance can be generated from light irradiated onto the material analysis chip 10.

도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 나노 구조체(14)는 그 폭(W1)이 100~120nm의 범위인 것이 바람직하고, 복수의 나노 구조체(14) 간격(W2)은 60~70nm인 것이 바람직하며, 폴리머층(16)의 높이(H1)는 대략 70nm인 것이 바람직하고, 상기 금속층(18)의 두께(H2)는 40~50nm인 것이 바람직하다. 즉, 상기 나노 구조체(14)의 높이는 110~120nm인 것이 바람직하다. 상술한 바와 같은 나노 구조체(14)의 치수는 물질 분석용 칩(10)을 투과한 광으로부터 물질의 성분 및 양을 정확하게 측정할 수 있도록 실험적으로 최적화된 치수이다.As shown in FIG. 4A, the nanostructure 14 may have a width W1 of 100 to 120 nm, and the plurality of nanostructures 14 may have a spacing W2 of 60 to 70 nm. It is preferable that the height H1 of the polymer layer 16 is about 70 nm, and the thickness H2 of the said metal layer 18 is 40-50 nm. That is, the height of the nanostructure 14 is preferably 110 ~ 120nm. The dimension of the nanostructure 14 as described above is an experimentally optimized dimension to accurately measure the component and amount of the material from the light transmitted through the material analysis chip 10.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 물질 분석용 칩(10)은 검사에 필요한 피검사물질의 양보다 훨씬 크게 형성되어 있어서, 다종의 피검사물질의 액적(S)을 가로(x축)와 세로(y축)로 일정 간격 이격되게 배치할 수 있다. 즉, 상기 물질 분석용 칩(10)은 다수의 피검사물질이 분리되어 놓여지도록 복수의 가상 영역으로 분리 된 것으로 표현될 수 있다. 이와 같이 하나의 물질 분석용 칩(10)에 다수의 피검사물질을 배치할 수 있게 되어, 다종의 피검사물질을 신속하게 분석할 수 있다. 즉, 다수의 피검사물질을 신속하게 정량분석 및 정성분석 할 수 있게 된다. 한편, 상기 나노 구조체(14)는 도 1의 세로(Y축) 방향으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라 가로(X축) 방향으로도 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the material analysis chip 10 is formed to be much larger than the amount of the test substance required for the test, transverse (x-axis) of the droplets (S) of the various test substances And vertically (y-axis) can be spaced apart at regular intervals. That is, the material analysis chip 10 may be expressed as being divided into a plurality of virtual regions so that a plurality of test substances are placed separately. In this way, it is possible to arrange a plurality of inspected substances in one substance analyzing chip 10, so that various kinds of inspected substances can be analyzed quickly. That is, it is possible to quickly quantitatively and qualitatively analyze a large number of test substances. Meanwhile, the nanostructure 14 may be formed not only in the vertical (Y-axis) direction of FIG. 1 but also in the horizontal (X-axis) direction.

상기 광원(20)은 물질 분석용 칩(10)에 광을 조사하기 위한 것으로서, 텅스텐 램프, 텅스텐 할로겐램프, 제논램프 등이 이용될 수 있으며, 상기 광원(20)으로부터 출사되는 광은 200~3500nm에 이르는 광범위한 파장을 가지는 것이 바람직하다. 한편, 상기 광원(20)으로부터 출사된 광은 제1광파이버(22)에 의해 물질 분석용 칩(10)까지 안내되며, 상기 제1광파이버(22)의 일단에는 제1렌즈(24)가 배치된다. 상기 제1렌즈(24)는 제1광파이버(22)로부터 출사되는 광을 일정한 크기로 집속시켜 물질 분석용 칩(10)에 조사시킨다. 상기 광원(20)을 상기 물질 분석용 칩(10)에 근접되게 배치할 경우, 상기 제1광파이버(22) 및 상기 제1렌즈(24)는 생략될 수도 있다.The light source 20 is used to irradiate light onto the chip 10 for material analysis, and a tungsten lamp, a tungsten halogen lamp, a xenon lamp, or the like may be used, and the light emitted from the light source 20 is 200 to 3500 nm. It is desirable to have a broad wavelength up to. Meanwhile, the light emitted from the light source 20 is guided to the material analysis chip 10 by the first optical fiber 22, and a first lens 24 is disposed at one end of the first optical fiber 22. . The first lens 24 focuses the light emitted from the first optical fiber 22 to a predetermined size and irradiates the chip 10 for analyzing the material. When the light source 20 is disposed close to the material analyzing chip 10, the first optical fiber 22 and the first lens 24 may be omitted.

상기 검출부(30)는 그레이팅(grating) 분광기 등과 같은 분광기와 광센서를 구비하고 있어서, 물질 분석용 칩(10)을 투과한 광을 분광시키고 분광된 광으로부터 광의 파장과 광의 세기를 검출한다. 그러나 본 실시예와 달리 광의 주파수 등을 측정할 수도 있다.The detector 30 includes a spectroscope such as a grating spectrometer and an optical sensor. The detector 30 spectroscopy the light transmitted through the material analysis chip 10 and detects the wavelength and the light intensity of the light from the spectroscopic light. However, unlike the present embodiment, the frequency of light may be measured.

한편, 상기 검출부(30)와 물질 분석용 칩(10)의 사이에는 상기 물질 분석용 칩(10)을 통과한 광을 상기 검출부(30)로 안내하기 위한 제2광파이버(32)가 마련된 다. 또한, 상기 제2광파이버(32)의 일단에는 상기 물질 분석용 칩(10)을 통과한 광을 상기 제2광파이버(32)로 집속시키기 위한 제2렌즈(24)가 마련된다. 그러나 상기 검출부(30)를 상기 물질 분석용 칩(10)에 근접되는 적소에 배치할 경우, 상기 제2광파이버(32)가 상기 제2렌즈(24)는 생략될 수도 있다.Meanwhile, a second optical fiber 32 is provided between the detection unit 30 and the material analysis chip 10 to guide the light passing through the material analysis chip 10 to the detection unit 30. In addition, one end of the second optical fiber 32 is provided with a second lens 24 for focusing the light passing through the material analysis chip 10 to the second optical fiber 32. However, when the detection unit 30 is disposed in the vicinity of the material analysis chip 10, the second optical fiber 32 may be omitted from the second lens 24.

상기 제어부(50)는 상기 검출부(30)가 검출한 광의 파장 및 광의 세기로부터 피검사물질의 양과 성분을 산출한다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 제어부(50)는 검출부(30)에서 출력된 광의 파장 및 광의 세기를 메모리(70)에 기설정된 광의 세기 및 광의 파장과 비교하고, 그 비교 결과에 따라 메모리(70)에 저장된 물질의 성분과 양을 산출한다.The controller 50 calculates an amount and a component of the substance to be tested from the wavelength and the light intensity of the light detected by the detector 30. In more detail, the controller 50 compares the wavelength and the light intensity of the light output from the detector 30 with the light intensity and the wavelength of the light preset in the memory 70, and the memory 70 according to the comparison result. Calculate the composition and amount of the substance stored in

또한, 상기 제어부(50)는 이송유닛(40)을 제어하여 물질 분석용 칩(10)을 기설정된 거리 만큼 기설정된 방향(X축 또는 Y축)으로 이송시키며, 이에 의해 물질 분석용 칩(10)의 각 영역에 부착된 피검사물질이 제1 및 제2렌즈(24)(34)의 사이에 위치하게 된다. 이에 의해, 상기 물질 분석용 칩(10)의 각 영역에 부착된 피검사물질의 양 및 성분을 모두 순차적으로 측정할 수 있게 되며, 실시간으로 피검사물질을 측정할 수 있게 된다.In addition, the control unit 50 controls the transfer unit 40 to transfer the material analysis chip 10 in a predetermined direction (X-axis or Y-axis) by a predetermined distance, whereby the material analysis chip 10 Inspected material attached to each area of the) is positioned between the first and second lenses 24 and 34. As a result, the amount and the components of the test substance attached to each region of the material analysis chip 10 may be sequentially measured, and the test substance may be measured in real time.

본 실시예에서는 상기 이송유닛(40)에 의해 물질 분석용 칩(10)이 이동하는 것을 예시하였으나, 제1 및 제2렌즈(24)(34) 및 제1 및 제2광파이버(22)(32)를 이송시킬 수도 있다.In the present exemplary embodiment, the material analysis chip 10 is moved by the transfer unit 40, but the first and second lenses 24 and 34 and the first and second optical fibers 22 and 32 are moved. ) Can also be transferred.

또한, 상기 제어부(50)는 일정한 시간에 광을 출사하도록 광원(20)을 제어하며, 표시부(60)로 피검사 물질 분석 결과를 출력한다.In addition, the control unit 50 controls the light source 20 to emit light at a predetermined time, and outputs the analysis result of the substance under test to the display unit 60.

이하, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 물질 분석 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the substance analyzing apparatus having the above configuration will be described.

우선, 도 1을 참조하면, 수동 또는 자동으로 다종의 또는 다수의 동일한 피검사물질을 물질 분석용 칩(10)에 소정 행렬의 패턴으로 공급한다. 이러한 피검사물질은 항체, 항원, 단백질, 유전자 시료(DNA, RNA), 탄수화물, 앱타머(Aptamer)와 같은 생물학적 물질일 수 있을 뿐만 아니라 화학 물질일 수도 있다. 물질 분석용 칩(10)에 공급된 피검사물질은 자기조립 분자박막(self-assembled monolayer, SAM) 등의 다양한 공지의 고정화 기술에 의해 나노 구조체(14)에 부착된다.First, referring to FIG. 1, a plurality of or a plurality of identical test substances are manually or automatically supplied to the material analyzing chip 10 in a predetermined matrix pattern. The test substance may be a biological substance such as an antibody, an antigen, a protein, a genetic sample (DNA, RNA), a carbohydrate, an aptamer, or a chemical substance. The test substance supplied to the material analyzing chip 10 is attached to the nanostructure 14 by various known immobilization techniques such as a self-assembled monolayer (SAM).

피검사물질이 소정의 행렬 패턴으로 공급되면, 제어부(50)는 이송유닛(40)을 구동시켜 피검사물질을 제1 및 제2렌즈(24)(34)의 사이에 위치되도록 물질 분석용 칩(10)을 이동시킨다. 그리고 제어부(50)는 광원(20)을 구동시켜 광을 출사시키고, 출사된 광은 제1광파이버(22) 및 제1렌즈(24)를 통해 물질 분석용 칩(10)에 조사된다. 물질 분석용 칩(10)에 조사된 광은 투과되어 제2렌즈(24)에 의해 제2광파이버(32)에 집속되며, 제2광파이버(32)에 집속된 광은 검출부(30)로 안내된다.When the material under test is supplied in a predetermined matrix pattern, the controller 50 drives the transfer unit 40 so that the material under test is positioned between the first and second lenses 24 and 34. Move (10). The controller 50 drives the light source 20 to emit light, and the emitted light is irradiated onto the material analyzing chip 10 through the first optical fiber 22 and the first lens 24. The light irradiated onto the material analyzing chip 10 is transmitted and focused on the second optical fiber 32 by the second lens 24, and the light focused on the second optical fiber 32 is guided to the detection unit 30. .

이때, 상기 제1렌즈(24)를 통해 상기 물질 분석용 칩(10)에 조사된 광은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 상기 나노 구조체(14)에 부착된 물질의 특성에 따라 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 투광된 광의 특성이 변화된다. 일정한 크기 이상의 파장을 가지는 광은 나노 구조체(14) 사이의 간격에 의해 투과되지 못하고 또한, 일정 범위의 파장을 가지는 광은 폴리머층(16)과 금속층(18)사이의 계면에서 발생되는 표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상에 의해 표면 플라즈몬 파로 전환되어 투과되지 못한다. 따라서, 투과된 광을 검출하면, 일정한 파장(λ1, λ2, λ3, 이하 '중심 파장'이라 함)에서 광의 세기가 피크치를 갖는 현상이 발생한다. In this case, the light irradiated onto the material analysis chip 10 through the first lens 24 is shown in FIG. 5A according to the properties of the material attached to the nanostructure 14 as shown in FIGS. 4A to 4C. As shown in Fig. 5C, the characteristics of the transmitted light are changed. Light having a wavelength greater than or equal to a predetermined magnitude is not transmitted by the gap between the nanostructures 14, and light having a predetermined range of wavelengths is a surface plasmon resonance generated at an interface between the polymer layer 16 and the metal layer 18. (SPR) phenomenon is converted into the surface plasmon wave is not transmitted. Therefore, when the transmitted light is detected, a phenomenon in which the intensity of light has a peak value at a predetermined wavelength (λ1, λ2, λ3, hereinafter referred to as 'center wavelength') occurs.

이러한 이유로 나노 구조체(14)에 물질이 부착된 경우, 표면 플라즈몬 공명에 의해 흡수되는 광의 파장 영역이 변하게 되어, 중심 파장(λ1, λ2, λ3)이 변경될 뿐만 아니라 중심 파장(λ1, λ2, λ3)에서의 광의 세기도 변한다. 단, 도 5a 내지 도 5c에서는 발명의 이해를 돕기 위해 중심 파장(λ1, λ2, λ3)에서 광의 세기가 동일하도록 도시하였다. 이하에서 상술한 바와 같은 현상을 구체적으로 살펴본다.For this reason, when a substance is attached to the nanostructure 14, the wavelength region of light absorbed by the surface plasmon resonance is changed, so that not only the center wavelengths λ1, λ2, and λ3 are changed, but also the center wavelengths λ1, λ2 and λ3. The intensity of light at) also changes. However, in FIGS. 5A to 5C, the intensity of light at the center wavelengths λ1, λ2, and λ3 is the same for better understanding of the invention. Hereinafter, the phenomenon as described above will be described in detail.

도 4a를 참조하면, 상기 물질 분석용 칩(10)의 나노 구조체(14)에 아무런 물질이 부착되지 않은 경우, 도 5a에 도시된 바와 같이 제1중심 파장(λ1)에서 광의 세기가 피크가 된다. 이는 제1중심 파장(λ1)의 광을 제외한 파장 영역의 광은 나노 구조체(14)의 간격과 표면 플라즈몬 공명에 의해 나노 구조체(14)를 용이하게 투과하지 못하고 제1중심 파장(λ1)의 광만이 투과되어 검출되기 때문이다.Referring to FIG. 4A, when no material is attached to the nanostructure 14 of the material analyzing chip 10, the intensity of light becomes a peak at the first center wavelength λ1 as shown in FIG. 5A. . This is because the light in the wavelength region excluding the light of the first center wavelength λ1 does not easily transmit the nanostructure 14 due to the spacing of the nanostructures 14 and the surface plasmon resonance, but only the light of the first center wavelength λ1. This is because it is transmitted through and detected.

도 4b를 참조하면, 상기 물질 분석용 칩(10)의 나노 구조체(14)에 항체(B)를 고정한 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제2중심파장(λ2)에서 광의 세기가 피크가 되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 도 5b에 도시된 바와 같이 광 세기의 피크가 발생하는 파장이 제1중심 파장(λ1)에서 제2중심 파장(λ2)으로 이동되었음을 알 수 있으며, 이는 금속층(18)에 부착된 항체에 의해 표면 플라즈몬 공명이 발생하는 파장영역이 변경된 것에 기인한다.Referring to FIG. 4B, when the antibody B is fixed to the nanostructure 14 of the material analysis chip 10, as shown in FIG. 5B, the peak of light intensity at the second center wavelength λ 2 is increased. You can see that. That is, as shown in FIG. 5B, it can be seen that the wavelength at which the peak of light intensity occurs is shifted from the first center wavelength λ 1 to the second center wavelength λ 2, which is applied to the antibody attached to the metal layer 18. This is due to the change in the wavelength region where surface plasmon resonance occurs.

도 4c를 참조하면, 상기 물질 분석용 칩(10)의 타면에 형성된 나노 구조체(14)에 고정된 항체에 항원을 결합시킨 경우, 도 5c에 도시된 바와 같이 제3중심 파장(λ3)에서 광세기의 피크가 발생됨을 알 수 있으며, 이는 금속층(18)에 부착된 항체(B) 및 항원(G)에 의해 표면 플라즈몬 공명이 발생하는 파장 영역이 변경된 것에 기인한다.Referring to FIG. 4C, when an antigen is bound to an antibody immobilized on the nanostructure 14 formed on the other surface of the material analysis chip 10, as shown in FIG. 5C, light is emitted at the third center wavelength λ 3. It can be seen that a peak of intensity occurs, which is due to the change in the wavelength region where surface plasmon resonance occurs by the antibody (B) and the antigen (G) attached to the metal layer 18.

이와 같이, 물질 분석용 칩(10)의 나노 구조체(14)에 부착된 물질에 따라 광세기의 피크치가 형성되는 중심 파장(λ1, λ2, λ3)이 변경되는 것을 알 수 있으며, 또한 도면에는 도시되지 않았으나, 각 중심파장(λ1, λ2, λ3)에서의 광 세기도 변화된다. 따라서, 상기 중심 파장(λ1, λ2, λ3)에 대한 정보와 각 중심 파장(λ1, λ2, λ3)에서의 광의 세기에 대한 정보를 메모리에 저장하고, 저장된 정보로부터 실시간으로 검출되는 중심 파장과 광의 세기에 대한 정보를 메모리에 저장된 정보와 비교하여 피검사물질의 성분과 양을 산출할 수 있게 된다.As such, it can be seen that the center wavelengths λ 1, λ 2, and λ 3 at which peak values of light intensity are formed vary depending on the material attached to the nanostructure 14 of the material analysis chip 10. Although not shown, the light intensity at each of the central wavelengths? 1,? 2, and? 3 also changes. Therefore, the information on the center wavelengths λ1, λ2, and λ3 and the intensity of light at each center wavelength λ1, λ2, and λ3 are stored in a memory, and the center wavelength and the light detected in real time are stored from the stored information. By comparing the information on the intensity with the information stored in the memory it is possible to calculate the composition and amount of the substance to be tested.

이하, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여, 물질 분석용 칩(10)의 제조과정에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of the material analyzing chip 10 will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6D.

도 6a를 참조하면, 우선, 기판(12)상에 스핀코팅(spin coating)과 같은 코팅방법에 의해 폴리머층(16)을 형성한다.Referring to FIG. 6A, first, a polymer layer 16 is formed on a substrate 12 by a coating method such as spin coating.

도 6b 및 도 6c를 참조하면, 상기 기판(12)에 코팅된 폴리머층(16)을 상기 나노 구조체(14)의 형상에 대응하는 몰드(mold)로 임프린트(imprint)한다. 즉, 나노 구조물의 형상에 대응하는 형상을 가지는 기제작된 몰드(mold, m) 또는 스탬프(stamp)로 폴리머층(16)을 가압한다. 그리고, 도 6c에 도시된 바와 같이 몰드(m)를 제거하면 폴리머층(16)에는 일정한 패턴을 가지는 나노 구조물이 형성된다. 이때, 폴리머층(16)은 유연성을 가질 수 있도록 전이온도에 근접한 온도로 유지되는 것이 바람직하다.6B and 6C, the polymer layer 16 coated on the substrate 12 is imprinted into a mold corresponding to the shape of the nanostructure 14. That is, the polymer layer 16 is pressed with a pre-made mold (m) or stamp having a shape corresponding to the shape of the nanostructure. As shown in FIG. 6C, when the mold m is removed, the nanostructure having a predetermined pattern is formed in the polymer layer 16. At this time, the polymer layer 16 is preferably maintained at a temperature close to the transition temperature to have flexibility.

본 실시예에서는 몰드에 의한 임프린팅 공정에 의해 나노 구조물을 형성하는 것을 예시하였으나, 나노 구조물은 공지된 다양한 나노 구조물 제조공정에 의해 제조될 수 있다.In the present exemplary embodiment, the nanostructure is formed by an imprinting process using a mold, but the nanostructure may be manufactured by various known nanostructure manufacturing processes.

도 6d를 참조하면, 나노 구조물이 형성되면, 나노 구조물에 대해 일정 각도 경사진 각도로 금속 분말 또는 가스를 분사시키는 경사 증착 방법에 의해 금속층(18)을 나노구조물이 형성된 폴리머층(16)에 증착시킨다. 이와 같이 경사 증착 방법을 이용하는 이유는 나노 구조물이 나노 단위의 작은 스케일로 형성되어서 각 나노 구조물의 돌출된 부분이 평탄화가 될 수 있는 점을 감안한 것이다. 그러나 금속층(18)을 얇게 형성한다면 경사 증착 방법을 사용하지 않을 수도 있을 것이다.Referring to FIG. 6D, when the nanostructure is formed, the metal layer 18 is deposited on the polymer layer 16 on which the nanostructure is formed by a gradient deposition method in which metal powder or gas is sprayed at a predetermined angle to the nanostructure. Let's do it. The reason for using the gradient deposition method is that the nanostructures are formed on a small scale in nano units, so that the protruding portions of each nanostructure can be planarized. However, if the metal layer 18 is formed thin, the gradient deposition method may not be used.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다수의 피검사물질을 물질 분석용 칩에 고정하고 이송유닛에 의해 물질 분석용 칩을 이송하면서 각 피검사물질의 양 및 성분을 검출함으로써, 다종의 피검사물질 및 다량의 피검사물질을 신속하게 실시간으로 분석할 수 있다.According to the present invention as described above, a plurality of test substances are detected by fixing a plurality of test substances to the chip for analyzing the substance and detecting the amount and the component of each test substance while transferring the chip for analyzing the substance by the transfer unit. Analyze substances and large quantities of test substances quickly and in real time.

또한, 나노 구조체에 의해 투과되는 파장의 광을 제한함으로써, 광원으로부터 출사되는 광을 일정한 형태나 일정한 편광이 되도록 처리할 필요가 없어서, 평행광 및 편광을 위한 광학부품을 생략할 수 있게 된다. 즉, 물질 분석 장치의 구조를 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라 광학부품의 초기세팅을 할 필요가 없어 물질 분석 장치의 제조가 용이하다.In addition, by limiting the light of the wavelength transmitted by the nano-structure, it is not necessary to process the light emitted from the light source to be a constant shape or a constant polarization, it is possible to omit the optical component for parallel light and polarization. That is, not only the structure of the material analyzing apparatus can be simplified, but also the initial setting of the optical component is not necessary, so that the manufacturing of the material analyzing apparatus is easy.

또한, 투과된 광의 굴절 각에 관계없이 투과된 광을 검출함으로써 수광 센서의 집적도에 관계없이 투과된 광의 파장 또는 세기를 통해 물질에 대한 정보를 산출함으로써, 피검사물질의 정량분석 및 정성분석을 정밀하게 할 수 있다.In addition, by detecting the transmitted light irrespective of the angle of refraction of the transmitted light to calculate information about the material through the wavelength or intensity of the transmitted light irrespective of the degree of integration of the light receiving sensor, the quantitative analysis and qualitative analysis of the inspected material It can be done.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상기와 같은 특정 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.In the above described exemplary embodiments of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited to the specific embodiments as described above, the scope of the present invention by those skilled in the art to the claims It can be changed as appropriate within the scope described.

Claims (25)

적어도 일부의 광이 투과되는 기판; 및A substrate through which at least some light is transmitted; And 상기 기판의 일면에 돌출되게 마련되며, 피검사물질이 놓여지는 적어도 하나의 나노 구조체;를 포함하며,It is provided to protrude on one surface of the substrate, at least one nanostructure on which the material to be tested; 상기 기판을 투과한 광으로부터 상기 나노 구조체에 놓여진 피검사물질의 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.The material analysis chip, characterized in that for detecting the information of the test material placed on the nanostructure from the light transmitted through the substrate. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 나노 구조체는 복수 개가 일정 간격 이격되게 상기 기판상에 마련되는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩. The nanostructure chip is a material analysis chip, characterized in that provided on the substrate spaced apart a plurality of predetermined intervals. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 나노 구조체의 높이는 100~120nm이고,The height of the nanostructure is 100 ~ 120nm, 상기 복수의 나노 구조체 간격은 60~70nm이며,The plurality of nanostructure spacing is 60 ~ 70nm, 상기 각 나노 구조체의 폭은 100~120nm인 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.The width of each nanostructure is a chip for material analysis, characterized in that 100 ~ 120nm. 제2항에 있어서, 상기 나노 구조체는,The method of claim 2, wherein the nanostructures, 상기 기판상에 돌출되게 형성되는 폴리머층; 및A polymer layer formed to protrude on the substrate; And 상기 폴리머층에 도포된 금속층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.And a metal layer coated on the polymer layer. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금속층의 두께는 40~50nm인 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.The thickness of the metal layer is a chip for material analysis, characterized in that 40 ~ 50nm. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금속층은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.The metal layer chip is a material analysis chip, characterized in that formed of at least one material of gold, silver, copper, platinum, palladium, aluminum. 제2항에 있어서, 상기 나노 구조체는,The method of claim 2, wherein the nanostructures, 상기 기판에 폴리머층을 코팅하고, 상기 기판에 코팅된 폴리머층을 상기 나노 구조체의 형상에 대응하는 몰드(mold)로 임프린트(imprint)한 후, 상기 금속층을 상기 임프린트 된 폴리머층에 증착시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.It is manufactured by coating a polymer layer on the substrate, imprinting the polymer layer coated on the substrate into a mold corresponding to the shape of the nanostructure, and then depositing the metal layer on the imprinted polymer layer. Chip for material analysis, characterized in that. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 금속층은 경사 증착으로 상기 폴리머층에 증착되는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.And the metal layer is deposited on the polymer layer by gradient deposition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기판은 수정 결정판, 석영 유리, 폴리에틸렌 테레프탈산 에스테르(polyethylene terephthalate ester), 폴리 카보네이트(poly carbonate) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질 분석용 칩.The substrate is a material analysis chip, characterized in that formed of any one of quartz crystal, quartz glass, polyethylene terephthalate ester (polycarbonate), polycarbonate (poly carbonate). 피검사물질이 고정되는 적어도 하나의 나노 구조체가 형성된 물질 분석용 칩;A material analysis chip having at least one nanostructure on which a test substance is fixed; 상기 물질 분석용 칩에 광을 조사하는 광원;A light source irradiating light onto the chip for analyzing the material; 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 감지하여 신호를 출력하는 검출부; 및A detector for detecting light transmitted through the material analysis chip and outputting a signal; And 상기 검출부로부터 출력된 신호로부터 피검사물질의 성분과 피검사물질의 양 중 적어도 어느 하나를 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.And a controller configured to calculate at least one of a component of the substance to be tested and an amount of the substance to be tested from the signal output from the detection unit. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 광원으로부터 출사되는 광은 200~3500nm의 파장을 가지는 광인 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The light emitted from the light source is a material analysis device, characterized in that the light having a wavelength of 200 ~ 3500nm. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 광원으로부터 출사되는 광을 상기 물질 분석용 칩으로 안내하기 위한 제1광파이버;A first optical fiber for guiding light emitted from the light source to the material analysis chip; 상기 제1광파이버로부터 출사된 광을 상기 물질 분석용 칩에 집광시키기 위한 제1렌즈;A first lens for condensing light emitted from the first optical fiber onto the material analyzing chip; 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 상기 검출부로 안내하기 위한 제2광파이버; 및A second optical fiber for guiding light transmitted through the material analyzing chip to the detection unit; And 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광을 상기 제2광파이버로 집광시키기 위한 제2렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.And a second lens for condensing the light transmitted through the material analyzing chip with the second optical fiber. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 물질 분석용 칩은 다수의 피검사물질 각각이 분리되어 놓여지도록 다수의 영역으로 구분되는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The material analysis chip is divided into a plurality of areas so that each of the plurality of test substances are placed separately. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 물질 분석용 칩의 다수의 영역 각각에 놓여진 피검사물질이 제1 및 제2렌즈의 사이에 위치되도록 상기 물질 분석용 칩을 이송시키는 이송유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.And a transfer unit which transfers the material analyzing chip such that the test material placed on each of the plurality of areas of the material analyzing chip is positioned between the first and second lenses. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 피검사물질은 생물학적 물질인 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The material analysis device, characterized in that the test substance is a biological substance. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 생물학적 물질은 항체 및 항원, 단백질, 유전자 물질(DNA, RNA), 탄수화물, 앱타머(Aptamer)중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The biological substance is any one of antibodies and antigens, proteins, genetic material (DNA, RNA), carbohydrates, aptamer (Aptamer). 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 검출부가 출력하는 신호는 상기 물질 분석용 칩을 투과한 광의 파장과 광의 세기이며, 상기 제어부는 상기 검출기로부터 검출된 광의 파장과 광의 세기로부터 피검사물질의 양과 성분 중 적어도 어느 하나를 산출하는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The signal output by the detector is a wavelength and light intensity of the light transmitted through the material analysis chip, and the controller calculates at least one of an amount and a component of the test object from the wavelength and light intensity of the light detected by the detector. Material analysis device characterized in that. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 물질 분석용 칩은, 적어도 광의 일부가 투과되는 기판을 포함하며, 상기 나노 구조체는 복수 개가 상기 기판상에 일정 간격 이격되도록 마련된 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The material analysis chip includes a substrate through which at least a portion of light is transmitted, and the plurality of nanostructures are provided on the substrate to be spaced apart from each other by a predetermined interval. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 각 나노 구조체의 높이는 100~120nm이고, 상기 복수의 나노 구조체 사이의 간격은 60~70nm이며, 상기 각 나노 구조체의 폭은 100~120nm인 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The height of each nanostructure is 100 ~ 120nm, the interval between the plurality of nanostructures is 60 ~ 70nm, the width of each nanostructure material analysis device, characterized in that 100 ~ 120nm. 제18항에 있어서, 상기 나노 구조체는,The method of claim 18, wherein the nanostructures, 상기 기판상에 돌출되게 형성되는 폴리머층; 및A polymer layer formed to protrude on the substrate; And 상기 폴리머층에 도포된 금속층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.And a metal layer applied to the polymer layer. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 금속층의 두께는 40~50nm인 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The thickness of the metal layer is a material analysis device, characterized in that 40 ~ 50nm. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 금속층은 금, 은, 동, 백금, 팔라듐, 알루미늄 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The metal layer is a material analysis device, characterized in that formed of at least one of gold, silver, copper, platinum, palladium, aluminum. 제20항에 있어서, 상기 나노 구조체는,The method of claim 20, wherein the nanostructures, 상기 기판에 폴리머층을 코팅하고, 상기 기판에 코팅된 폴리머층을 상기 나노 구조체의 형상에 대응하는 몰드(mold)로 임프린트(imprint)한 후, 상기 금속층을 상기 임프린트된 폴리머층에 증착시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.It is prepared by coating a polymer layer on the substrate, imprinting the polymer layer coated on the substrate into a mold corresponding to the shape of the nanostructure, and then depositing the metal layer on the imprinted polymer layer. Material analysis apparatus, characterized in that. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 금속층은 경사 증착으로 상기 폴리머층에 증착되는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.And the metal layer is deposited on the polymer layer by gradient deposition. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 기판은 수정 결정판, 석영 유리, 폴리에틸렌 테레프탈산 에스테르(polyethylene terephthalate ester), 폴리 카보네이트(poly carbonate) 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질 분석 장치.The substrate is a material analysis device, characterized in that formed of any one of quartz crystal, quartz glass, polyethylene terephthalate ester (polycarbonate), polycarbonate (poly carbonate).
KR1020060037846A 2006-04-26 2006-04-26 Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same KR20070105568A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060037846A KR20070105568A (en) 2006-04-26 2006-04-26 Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060037846A KR20070105568A (en) 2006-04-26 2006-04-26 Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070105568A true KR20070105568A (en) 2007-10-31

Family

ID=38818997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060037846A KR20070105568A (en) 2006-04-26 2006-04-26 Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20070105568A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018595B2 (en) 2008-12-03 2011-09-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for detecting bio materials and method for detecting bio materials by using the apparatus
US8199325B2 (en) 2008-12-10 2012-06-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for detecting biomaterials and method for detecting biomaterials by using the apparatus
KR101338303B1 (en) * 2012-12-17 2013-12-09 연세대학교 산학협력단 Optical characteristic measurement platform for a semiconductor nanowire and optical characteristic measurement method for a semiconductor nanowire using the same
KR20190129271A (en) * 2018-05-10 2019-11-20 주식회사 나노바이오라이프 Diagnosis kit with transparent detection areas divided by grids and optical scanning reader using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018595B2 (en) 2008-12-03 2011-09-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for detecting bio materials and method for detecting bio materials by using the apparatus
US8199325B2 (en) 2008-12-10 2012-06-12 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus for detecting biomaterials and method for detecting biomaterials by using the apparatus
KR101338303B1 (en) * 2012-12-17 2013-12-09 연세대학교 산학협력단 Optical characteristic measurement platform for a semiconductor nanowire and optical characteristic measurement method for a semiconductor nanowire using the same
KR20190129271A (en) * 2018-05-10 2019-11-20 주식회사 나노바이오라이프 Diagnosis kit with transparent detection areas divided by grids and optical scanning reader using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11275030B2 (en) Structured substrates for optical surface profiling
JP3579321B2 (en) Two-dimensional imaging surface plasmon resonance measurement apparatus and measurement method
AU2008233214B2 (en) Calibration and normalization method for biosensors
US8792102B2 (en) Interferometric spectral imaging of a two-dimensional array of samples using surface plasmon resonance
KR100787046B1 (en) Apparatus of Localized Surface Plasmon Sensor Using Ordered Nano-Sized Metal Structures and Method Manufacturing the Same
US7436596B2 (en) Optical sensor based on surface electromagnetic wave resonance in photonic band gap materials and method for using same
US20040142482A1 (en) High-resolution ellipsometry method for quantitative or qualitative analysis of sample variations, biochip and measuring device
JP2003524178A (en) SPR sensor system
US20080218860A1 (en) Optical sensor based on surface electromagnetic wave resonance in photonic band gap materials
US20090109422A1 (en) Detecting element, detecting device and detecting method
KR20120035749A (en) Simultaneous measuring sensor system of lspr and sers signal based on optical fiber
JP2001041881A (en) Spr apparatus and method for spr measuring using polarization
KR20070105568A (en) Chip for analyzing matter and matter analysis apparatus having the same
US20100159616A1 (en) Bio-Chip of Pattern-Arranged in Line, Method for Manufacturing the Same, and Method for Detecting an Analyte Bound in the Same
US20060269453A1 (en) Sample holder for surface plasmon resonance measuring instruments
JP2007101308A (en) Target substance detecting element, device, and method
KR20140114335A (en) Microstructured chip comprising convex surfaces for surface plasmon resonance analysis, analysis device containing said microstructured chip and use of said device
Cunningham Label-free optical biosensors: An introduction
JP2004531719A (en) Imaging apparatus and method
Cho et al. High-throughput detection of human salivary cortisol using a multiple optical probe based scanning system with micro-optics and nanograting coupled label-free microarray
JP2004245638A (en) Measuring apparatus
US6804007B2 (en) Apparatus for multiplexing two surface plasma resonance channels onto a single linear scanned array
JP5038030B2 (en) Sensing method and sensing device
US20070231881A1 (en) Biomolecular interaction analyzer
Piliarik High-Throughput Biosensor Based on Surface Plasmon Resonance Imaging

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination