KR20180038743A - 바이오 칩 어레이어 - Google Patents
바이오 칩 어레이어 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180038743A KR20180038743A KR1020160129766A KR20160129766A KR20180038743A KR 20180038743 A KR20180038743 A KR 20180038743A KR 1020160129766 A KR1020160129766 A KR 1020160129766A KR 20160129766 A KR20160129766 A KR 20160129766A KR 20180038743 A KR20180038743 A KR 20180038743A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- spotting
- unit
- sample
- dispensing
- biochip
- Prior art date
Links
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 28
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 9
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000006916 protein interaction Effects 0.000 description 1
- -1 regions Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502707—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by the manufacture of the container or its components
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
- B01J2219/0036—Nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
- B01J2219/00378—Piezoelectric or ink jet dispensers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/0054—Means for coding or tagging the apparatus or the reagents
- B01J2219/00547—Bar codes
- B01J2219/00549—2-dimensional
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/0054—Means for coding or tagging the apparatus or the reagents
- B01J2219/00565—Electromagnetic means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00603—Making arrays on substantially continuous surfaces
- B01J2219/00677—Ex-situ synthesis followed by deposition on the substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
- B01J2219/00686—Automatic
- B01J2219/00689—Automatic using computers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
- B01J2219/00695—Synthesis control routines, e.g. using computer programs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/12—Specific details about manufacturing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Hematology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
바이오 칩 어레이어가 개시된다. 상기 바이오 칩 어레이어는, 고체 기질 상에 생물학적 시료를 스폿팅하기 위한 적어도 하나의 스폿팅 핀을 포함하는 스폿팅 유닛과, 상기 고체 기질 상에 상기 시료를 액적 형태로 토출하기 위한 적어도 하나의 디스펜싱 노즐을 포함하는 디스펜싱 유닛과, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛이 선택적으로 장착되는 홀더와, 다공성 패널을 포함하며 상기 고체 기질을 지지하기 위한 진공척과, 상기 시료의 스폿팅 및 디스펜싱을 위해 상기 홀더를 수평 및 수직 방향으로 이동시키는 구동부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 바이오 칩 어레이어에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스폿팅 핀을 이용한 접촉(contact) 방식 및 디스펜싱 노즐을 이용한 비접촉(non-contact) 방식의 바이오 칩 어레이 공정이 모두 가능한 바이오 칩 어레이어에 관한 것이다.
바이오 칩은 생물학적 배열(biological array)로서 핵산 등의 생물학적 물질이 기판 상에 고정되어 있는 것으로, 예를 들면, 기판 상에 단백질, DNA, RNA 등의 바이오 시료가 고정된 것을 의미한다. 상기 바이오 칩의 기본 원리는 기판에 고정된 고정 분자와 표적(target) 분자의 상호 작용에 기초한다. 예를 들면, DNA 칩의 경우 기판에 고정된 올리고뉴클레오타이드(oligonucleotides)와 시료 속에 존재하는 DNA 염기 사이의 상보적인 결합에 그 원리를 두고 있다. 단백질 칩의 경우 항원-항체 결합 또는 리간드-수용체 결합과 같은 단백질 분자 사이의 상호 작용에 그 원리를 두고 있다.
바이오 칩 어레이어는 유전자 연구를 위한 DNA 칩과 RNA 칩 등의 제조 및 질병 진단 시스템 구성을 위한 단백질 칩 제조 등을 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 바이오 칩 어레이어는 상기 바이오 시료를 고체 기판 상에 고정시키는 방법에 따라 스폿팅 핀을 이용하여 바이오 시료를 기판 상에 고정시키는 핀 방식(접촉 방식)과, 디스펜싱 노즐을 이용하여 바이오 시료를 기판 상에 토출하는 잉크젯 방식(비접촉 방식)과, 감광성 물질을 이용하여 기판 상에 직접 바이오 시료를 합성하는 포토리소그래피 방식과, 기판 상의 특정 위치에 양전하를 띠는 물질을 도포하고 음전하를 띠는 바이오 시료를 부착시키는 방식 등으로 구분될 수 있다. 일 예로서, 미합중국 특허 제7,335,338호에는 복수의 핀을 이용하는 마이크로어레이 스폿팅 장치가 개시되어 있고, 미합중국 특허 제7,736,591호에는 복수의 마이크로 디스펜서를 이용하는 잉크젯 방식의 어레이 장치가 개시되어 있다.
한편, 유전자 연구를 위한 DNA 칩의 경우 상기 핀 방식의 바이오 칩 어레이어가 일반적으로 사용되고 있으나, 단백질 칩의 경우 DNA 칩과는 다르게 항원과 1차 항체의 반응, 1차 항체와 2차 항체의 반응 등과 같이 다단계의 반응을 요구하며, 아울러 항체와의 결합을 위해 항원성을 나타내는 부위의 구조가 변형되지 않는 상태로 기판에 고정되어야 하는 등의 이유로 디스펜싱 노즐을 이용하여 단백질 시료를 액적 형태로 기판 상에 토출하는 잉크젯 방식의 바이오 칩 어레이어가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 스폿팅 핀을 이용한 접촉(contact) 방식 및 디스펜싱 노즐을 이용한 비접촉(non-contact) 방식의 바이오 칩 어레이 공정이 모두 가능한 바이오 칩 어레이어를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 바이오 칩 어레이어는, 고체 기질 상에 생물학적 시료를 스폿팅하기 위한 적어도 하나의 스폿팅 핀을 포함하는 스폿팅 유닛과, 상기 고체 기질 상에 상기 시료를 액적 형태로 토출하기 위한 적어도 하나의 디스펜싱 노즐을 포함하는 디스펜싱 유닛과, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛이 선택적으로 장착되는 홀더와, 다공성 패널을 포함하며 상기 고체 기질을 지지하기 위한 진공척과, 상기 시료의 스폿팅 및 디스펜싱을 위해 상기 홀더를 수평 및 수직 방향으로 이동시키는 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛은 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐이 장착되는 제1 바디와 제2 바디를 각각 포함하고, 상기 제1 바디와 제2 바디의 후면에는 상기 홀더에 장착을 위한 후크 부재가 각각 구비되며, 상기 홀더의 전면에는 상기 후크 부재가 삽입되는 후크 홈이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 진공척은 진공 펌프와 연결된 척 바디를 포함하며, 상기 진공 펌프로부터 상기 다공성 패널에 진공압이 인가되도록 상기 다공성 패널이 상기 척 바디 상부에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다공성 패널 상에는 상기 고체 기질로서, 예를 들면, 멤브레인 패드가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 진공척은 상기 다공성 패널 상에 진공 흡착되는 서포트 패널을 더 포함하며, 상기 고체 기질로서, 예를 들면, 슬라이드 글래스가 상기 서포트 패널 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 척 바디에는 온도 조절을 위한 냉각수 유로가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어는 상기 시료가 수용된 적어도 하나의 웰 플레이트를 지지하기 위한 서포트 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어는 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐을 세정하기 위한 세정 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세정 유닛은, 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐의 세정을 위한 워셔액이 공급되는 세정조와, 상기 스폿팅 핀에 잔류하는 상기 시료를 제거하기 위한 진공 포트와, 상기 디스펜싱 노즐 내에 잔류하는 상기 시료를 배출하기 위한 배수조를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세정조와 상기 배수조 사이에는 상기 세정조로 공급된 워셔액을 상기 배수조로 오버플로우시키기 위한 채널이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어는, 상기 디스펜싱 노즐에 의한 상기 시료의 토출 테스트를 위하여 상기 디스펜싱 노즐로부터 토출된 액적을 수용하는 샘플 튜브와 상기 스폿팅 핀에 의한 스폿의 크기를 측정하기 위한 스폿팅 테스트를 위하여 샘플 기판을 지지하는 샘플 블록을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 홀더의 일측에는 상기 샘플 기판 상에 형성된 스폿 크기를 측정하기 위한 제1 측정 카메라가 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어는 상기 디스펜싱 노즐로부터 토출된 액적의 크기를 측정하기 위한 제2 측정 카메라를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어는, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛을 이용한 바이오 칩 어레이 공정을 수행하기 위한 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내부의 습도를 조절하기 위한 습도 조절 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 습도 조절 유닛은, 가습기와, 상기 가습기에 의해 가습된 공기를 상기 공정 챔버로 제공하기 위한 팬 필터 유닛과, 상기 공정 챔버 내부의 습도를 측정하기 위한 습도 센서를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 바이오 칩 어레이어는 슬라이드 글래스, 멤브레인 패드 등과 같은 고체 기질 상에 시료를 스폿팅하기 위한 스폿팅 유닛과, 상기 고체 기질 상에 상기 시료를 액적 형태로 토출하기 위한 디스펜싱 노즐을 포함할 수 있으며, 상기 스폿팅 유닛과 디스펜싱 유닛은 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 따라서, 스폿팅 핀을 이용한 접촉 방식의 어레이 공정과 디스펜싱 노즐을 이용한 비접촉 방식의 어레이 공정 모두를 상기 바이오 칩 어레이어를 이용하여 수행할 수 있으므로 바이오 칩에 대한 연구 및 제조에 소요되는 비용이 크게 절감될 수 있다.
또한, 상기 바이오 칩 어레이어는 상기 고체 기질을 지지하기 위한 진공척을 포함할 수 있다. 상기 진공척은 다공성 패널을 포함할 수 있으며, 다공성 패널을 통해 제공되는 진공압을 이용하여 멤브레인 패드와 같이 유연성을 갖는 고체 기질을 안정적으로 지지할 수 있다. 특히, 슬라이드 글래스와 같은 고체 기질을 지지하기 위하여 상기 다공성 패널 상에는 흰색으로 구성된 서포트 패널 즉 화이트 보드가 진공 흡착될 수 있으며, 이를 통해 상기 슬라이드 글래스 상에 형성된 스폿들의 크기 측정 등과 같은 관측이 매우 용이하게 이루어질 수 있다.
추가적으로, 상기 바이오 칩 어레이어는 공정 챔버 내부로 수분 입자가 제거된 가습 공기를 제공할 수 있는 습도 조절 유닛을 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 공정 챔버 내에서의 결로 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 어레이어를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 홀더를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 디스펜싱 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 진공척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 서포트 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 서포트 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 세정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 13은 도 1에 도시된 제2 측정 카메라와 측정 베드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 홀더를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 디스펜싱 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 진공척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 서포트 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 1에 도시된 서포트 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 12는 도 1에 도시된 세정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 13은 도 1에 도시된 제2 측정 카메라와 측정 베드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 어레이어를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 어레이어(100)는 유전자 연구 및 질병 진단 시스템을 위한 DNA 칩, RNA 칩, 단백질 칩 등과 같은 바이오 칩 연구 및 제조를 위해 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 칩 어레이어(100)는 접촉 방식 및 비접촉 방식의 바이오 칩 어레이 공정이 모두 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 고체 기질 상에 바이오(생물학적) 시료를 스폿팅하기 위한 적어도 하나의 스폿팅 핀(112; 도 2 참조)을 포함하는 스폿팅 유닛(110)과, 상기 고체 기질 상에 상기 시료를 미소 액적 형태로 토출하기 위한 적어도 하나의 디스펜싱 노즐(122; 도 6 참조)을 포함하는 디스펜싱 유닛(120)을 포함할 수 있다. 특히, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 필요에 따라 상기 스폿팅 유닛(110)과 상기 디스펜싱 유닛(120)을 선택적으로 장착할 수 있는 홀더(130)를 포함할 수 있다. 예를 들면, DNA 칩 또는 RNA 칩 어레이 공정을 수행하는 경우 상기 스폿팅 유닛(110)이 사용될 수 있으며, 단백질 칩 어레이 공정을 수행하는 경우 상기 디스펜싱 유닛(120)이 사용될 수 있다. 상기 스폿팅 유닛(110)과 상기 디스펜싱 유닛(120)은 상기 스폿팅 핀(112)과 상기 디스펜싱 노즐(122)이 장착되는 제1 바디(114; 도 2 참조)와 제2 바디(116; 도 6 참조)를 각각 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 스폿팅 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 5는 도 1에 도시된 홀더를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 스폿팅 유닛(110)의 제1 바디(114) 전면에는 복수의 스폿팅 핀들(112)이 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 바디(114)의 전면에는 상기 스폿팅 핀들(112)이 수직 방향으로 삽입되는 복수의 관통홀들이 구비될 수 있으며, 상세히 도시되지는 않았으나 상기 스폿팅 핀들(112) 각각은 상부 헤드를 구비하고 상기 관통홀들 내에서 수직 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 각각의 스폿팅 핀들(112)의 하단부에는 펜촉과 유사하게 수직 방향으로 형성된 슬릿이 구비될 수 있으며, 상기 시료가 상기 슬롯 내에 모세관 현상에 의해 수용될 수 있다.
한편, 도시된 바에 의하면, 8개의 스폿팅 핀들(112)이 상기 제1 바디(114) 전면에 장착되고 있으나, 상기 스폿팅 핀들(112)의 개수는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 제1 바디(114)의 후면에는 상기 홀더(130)와의 결합을 위한 후크 부재(116)가 구비될 수 있으며, 상기 홀더(130)의 전면에는 상기 후크 부재(116)가 삽입되는 후크 홈(134)이 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 홀더(130)의 전면에는 상기 제1 바디(114)가 삽입되는 장착 채널(132)이 수직 방향으로 구비되며, 상기 장착 채널(132)의 바닥면에 상기 후크 홈(134)이 구비될 수 있다. 특히, 상기 후크 부재(116)는 대략 사각 블록 형태를 가질 수 있으며 연결 부재(118)를 통해 상기 제1 바디(114)의 후면에 연결될 수 있다. 상기 후크 홈(134)은 상기 제1 바디(114)의 후면이 상기 장착 채널(132)의 바닥면에 밀착될 수 있는 정도의 깊이를 가지며 아울러 상기 후크 부재(116)의 하방 이동을 위해 포켓 형태로 하방으로 연장될 수 있다. 이때, 상기 장착 채널(132)의 바닥면에는 상기 후크 부재(116)의 하방 이동이 가능하도록 상기 연결 부재(118)가 통과하는 슬롯(136)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1 바디(114)는 도시된 바와 같이 하방으로 점차 좁아지는 폭을 가질 수 있으며, 상기 장착 채널(132) 또한 상기 제1 바디(114)에 대응하여 하방으로 점차 좁아지는 폭을 가질 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 바디(114)의 외측면들이 상기 장착 채널(132)의 내측면들에 밀착될 수 있으며, 이에 의해 상기 스폿팅 유닛(110)이 상기 홀더(130)에 안정적으로 장착될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 디스펜싱 유닛을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 디스펜싱 유닛(120)은 복수의 디스펜싱 노즐들(122)이 장착된 제2 바디(124)를 포함할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 제2 바디(124)의 전면 부위에 4개의 디스펜싱 노즐들(122)이 장착되어 있으나, 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
일 예로서, 상기 디스펜싱 노즐들(122)로는 압전(piezo-electric) 디스펜서들이 사용될 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 압전 디스펜서는 압전 세라믹 튜브와 연결된 유리 모세관을 포함할 수 있으며, 상기 압전 세라믹 튜브는 전기적인 펄스 신호가 인가되는 전극들을 구비할 수 있다. 또한, 상기 압전 세라믹 튜브는 연성 배관을 통해 펌프, 예를 들면, 시린지 펌프와 연결될 수 있으며, 상기 펌프는 상기 유리 모세관에 상기 시료를 흡입하거나 배출하기 위해 사용될 수 있다.
한편, 도시되지는 않았으나, 상기 디스펜싱 유닛(120)의 제2 바디(124)는 상기 제1 바디(114)와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있으며, 상기 제2 바디(124)의 후면에는 상기 스폿팅 유닛(110)과 동일한 후크 부재(미도시)가 구비될 수 있다. 이에 따라, 상기 홀더(130)에는 상기 스폿팅 유닛(110)과 디스펜싱 유닛(120)이 필요에 따라 선택적으로 장착될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 베이스 플레이트(102)와 상기 베이스 플레이트(102) 상에 배치되며 고체 기질을 지지하기 위한 진공척(150)을 포함할 수 있다. 상기 고체 기질로는 바이오 칩 제조를 위한 슬라이드 글래스(10; 도 10 참조)와 같은 기판, 질병 진단 키트의 제조를 위한 멤브레인 패드(미도시) 등이 사용될 수 있다.
도 7은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 8은 도 1에 도시된 진공척을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공척(150)은 대략 사각 플레이트 형태를 갖고 상기 베이스 플레이트(102) 상에 배치되는 척 바디(152)와, 상기 척 바디(152)의 상부에 배치되며 상기 고체 기질을 진공 흡착하기 위한 다공성 패널(154)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 척 바디(152)의 상부면에는 상기 다공성 패널(154)이 삽입되는 리세스가 구비될 수 있으며, 상기 리세스의 저면에는 진공 펌프(미도시)와 연결되는 진공홀들(156)이 구비될 수 있다. 상기 다공성 패널(154)은 세라믹 소결 공정을 통해 제조될 수 있으며, 상기 다공성 패널(154) 상에 놓여지는 상기 고체 기질, 예를 들면, 상기 멤브레인 패드(미도시)는 상기 진공 펌프로부터 제공되는 진공압에 의해 상기 다공성 패널(154) 상에 진공 흡착될 수 있다.
또한, 상기 척 바디(152)의 내부에는 온도 조절을 위한 냉각수 유로(158)가 구비될 수 있다. 상기 냉각수 유로(158)를 통해 냉각수 공급부(미도시)로부터 제공되는 냉각수, 예를 들면, 3차 증류수가 순환될 수 있으며, 이를 통해 상기 진공척(150)의 온도를 대략 22℃ 내지 28℃ 정도로 일정하게 유지시킬 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 진공척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 서포트 패널을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 진공척(150)은 상기 다공성 패널(154) 상에 진공 흡착되는 서포트 패널(160)을 더 포함할 수 있으며, 상기 고체 기질은 상기 서포트 패널(160) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 고체 기질로서 사용되는 복수의 슬라이드 글래스들(10)이 상기 서포트 패널(160) 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 서포트 패널(160)은 상기 슬라이드 글래스들(10) 상에 형성된 시료 스폿들의 관측을 용이하게 하기 위하여 흰색으로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 척 바디(152) 상에는 정렬핀들(162)이 구비될 수 있으며, 상기 서포트 패널(160)의 하부면에는 상기 정렬핀들(162)이 삽입되는 정렬홈들이 구비될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 상기 시료의 스폿팅과 디스펜싱을 위해 상기 홀더(130)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키는 구동부(140)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 구동부(140)로는 3축 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있으며, 상기 3축 직교 좌표 로봇은 상기 베이스 플레이트(102) 상에 배치될 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 서포트 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 11을 참조하면, 상기 진공척(150)의 일측에는 상기 시료가 수용된 적어도 하나의 웰 플레이트(20)를 지지하기 위한 서포트 유닛(170)이 배치될 수 있다. 도시된 바에 의하면, 4개의 웰 플레이트들(20)이 상기 서포트 유닛(170) 상에 배치되고 있으나, 상기 웰 플레이트(20)의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
예를 들면, 상기 서포트 유닛(170)은 대략 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 서포트 유닛(170)의 상부면 부위에는 상기 웰 플레이트들(20)이 삽입되는 리세스들(172)이 구비될 수 있다. 또한 도시되지는 않았으나, 상기 서포트 유닛(170)의 내부에는 온도 조절을 위한 냉각수 유로(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 냉각수 유로를 통해 냉각수 공급부(미도시)로부터 제공되는 냉각수, 예를 들면, 3차 증류수가 순환될 수 있으며, 이를 통해 상기 서포트 유닛(170)의 온도를 대략 22℃ 내지 28℃ 정도로 일정하게 유지시킬 수 있다.
상기 구동부(140)는 상기 스폿팅 핀들(112) 또는 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 단부들이 상기 웰 플레이트(20)에 수용된 시료에 침지되도록 상기 홀더(130)를 이동시킬 수 있다. 상기 시료는 모세관 현상에 의해 상기 스폿팅 핀들(112)의 슬릿들에 머금어질 수 있다. 상기와 다르게, 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 경우 상기 시린지 펌프의 동작에 의해 상기 시료가 상기 디스펜싱 노즐들(122) 내부로 흡입될 수 있다. 또한, 상기 구동부(140)는 상기 스폿팅 핀들(112) 또는 디스펜싱 노즐들(122)을 상기 진공척(150) 상부로 이동시킬 수 있으며, 이어서 상기 진공척(150)에 의해 지지된 고체 기질 즉 슬라이드 글래스(20) 또는 멤브레인 패드(미도시) 상에 마이크로/나노 스폿들을 형성하기 위한 어레이 공정이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 상기 스폿팅 핀들(112)과 상기 디스펜싱 노즐들(122)을 세정하기 위한 세정 유닛(180)을 포함할 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 세정 유닛을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 12를 참조하면, 상기 세정 유닛(180)은 상기 서포트 유닛(170)의 일측에 배치될 수 있으며 대략 사각 블록 형태를 가질 수 있다. 상기 세정 유닛(180)은, 상기 스폿팅 핀들(112)과 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 세정을 위한 워셔액이 공급되는 세정조(182)와, 상기 스폿팅 핀들(112)에 잔류하는 상기 시료를 제거하기 위한 진공 포트들(184)과, 상기 디스펜싱 노즐들(122) 내에 잔류하는 상기 시료를 배출하기 위한 배수조(186)를 포함할 수 있다.
상기 세정조(182)는 상기 워셔액을 공급하기 위한 워셔액 공급부(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 워셔액으로는 3차 증류수가 사용될 수 있다. 상기 세정조(182)는 상기 세정 유닛(180)의 상부에 형성될 수 있으며 상기 배수조(186)는 상기 세정조(182)의 일측에 형성될 수 있다. 특히, 상기 세정조(182)와 배수조(186) 사이에는 상기 세정조(182)로 공급된 워셔액을 상기 배수조(186)로 오버플로우시키기 위한 채널(188)이 구비될 수 있으며, 상기 배수조(186) 내의 워셔액은 배관을 통해 배출 용기(미도시)로 배출될 수 있다.
예를 들면, 상기 구동부(140)는 상기 배수조(186) 상부에 상기 디스펜싱 노즐들(122)이 위치되도록 상기 홀더(130)를 이동시킬 수 있으며, 상기 디스펜싱 노즐들(122)과 연결된 시린지 펌프들에 의해 상기 디스펜싱 노즐들(122) 내부에 잔류된 시료가 상기 배수조(186)로 배출될 수 있다. 이어서, 상기 구동부(140)는 상기 세정조(182)에 수용된 워셔액에 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 단부가 침지되도록 상기 홀더(130)를 이동시킬 수 있으며, 상기 시린지 펌프들에 의해 상기 워셔액이 상기 디스펜싱 노즐들(122) 내부로 흡입될 수 있다. 상기 디스펜싱 노즐들(122)에 흡입된 워셔액은 상기 배수조(186)로 배출될 수 있으며, 상기와 같은 워셔액의 흡입 및 배출의 반복 수행에 의해 상기 디스펜싱 노즐들(122)이 충분히 세정될 수 있다.
상기 진공 포트들(184)은, 도시되지는 않았으나, 진공 펌프와 연결될 수 있으며 상기 스폿팅 핀들(112)로부터 잔류 시료를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동부(140)는 상기 스폿팅 핀들(112)이 상기 진공 포트들(184) 내에 삽입되도록 상기 홀더(130)를 이동시킬 수 있으며, 상기 진공 포트들(184) 내에 제공되는 진공압에 의해 상기 스폿팅 핀들(112)로부터 시료가 제거될 수 있다. 이어서, 상기 구동부(140)는 상기 세정조(182)에 수용된 워셔액에 상기 스폿팅 핀들(112)이 침지되도록 상기 홀더(130)를 이동시킬 수 있다. 상기와 같이 스폿팅 핀들(112)을 상기 진공 포트들(184)과 상기 세정조(182) 사이에서 반복적으로 이동시킴으로써 상기 스폿팅 핀들(112)로부터 잔류 시료가 충분히 제거될 수 있다. 일 예로서, 상기 진공 포트들(184)은 대략 4mm 정도의 내경을 가질 수 있으며, 상기 스폿팅 핀들(112)은 대략 3mm 정도의 직경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 상기 스폿팅 핀들(112)에 의해 형성되는 스폿들의 크기와 상기 디스펜싱 노즐들(122)로부터 토출되는 액적의 토출량 및 크기를 측정하기 위한 샘플 블록(190)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 샘플 블록(190)에는 상기 디스펜싱 노즐들(122)에 의한 상기 시료의 토출 테스트를 위하여 상기 디스펜싱 노즐들(122)로부터 토출된 액적을 수용하는 샘플 튜브들(미도시)이 수납되는 수납공들(192)이 구비될 수 있으며, 또한 상기 스폿팅 핀들(112)에 의한 스폿들의 크기를 측정하기 위한 스폿팅 테스트를 위한 샘플 기판들(30)이 놓여지는 리세스(194)가 구비될 수 있다.
예를 들면, 상기 수납공들(192)에는 PCR 튜브(미도시)가 삽입될 수 있으며, 상기 디스펜싱 노즐들(122)은 상기 PCR 튜브들 내에 기 설정된 수량의 액적들을 토출할 수 있다. 상기와 같이 PCR 튜브들에 시료가 토출된 후 상기 PCR 튜브들의 무게를 측정함으로써 상기 디스펜싱 노즐들(122)의 동작 상태 판단 및 그에 따른 보정이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 샘플 기판들(30)에는 상기 스폿팅 핀들(112)에 의한 시료 스폿들이 형성될 수 있으며, 상기 스폿들은 약 0.1mm 내지 0.2mm 정도의 직경을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 홀더(130)의 일측에는 상기 샘플 기판들(30) 상에 형성된 스폿들의 크기를 측정하기 위한 제1 측정 카메라(200; 도 1 참조)가 수직 방향으로 장착될 수 있다.
한편, 도시된 바에 의하면, 상기 세정 유닛(180)과 상기 샘플 블록(190)이 일체로 구비되고 있으나, 이와 다르게 상기 세정 유닛(180)과 상기 샘플 블록(190)은 별도의 부재로서 구비될 수도 있다.
도 13은 도 1에 도시된 제2 측정 카메라와 측정 베드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 상기 디스펜싱 노즐들(122)로부터 토출된 액적의 크기를 측정하기 위한 제2 측정 카메라(210)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 세정 유닛(180)의 일측에는 샘플 기판(40)이 놓여지는 샘플 베드(212)가 구비될 수 있으며, 상기 제2 측정 카메라(210)는 상기 샘플 베드(212)의 일측에 수평 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들면, 상기 디스펜싱 노즐들(122)을 상기 샘플 베드(212)의 상부에 위치될 수 있으며, 하나 또는 기 설정된 개수의 디스펜싱 노즐들(122)로부터 상기 샘플 기판(40) 상으로 시료 액적(들)이 토출될 수 있다. 상기 제2 측정 카메라(210)는 상기 디스펜싱 노즐들(122)로부터 토출된 액적들을 촬상할 수 있으며, 이를 이용하여 상기 시료 액적들의 직경 및 체적을 산출할 수 있다. 일 예로서, 상기 디스펜싱 노즐들(122)로부터 토출된 액적들은 0.5 내지 50 나노리터 정도일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 다이오 칩 어레이어(100)는 상기 스폿팅 핀들(112) 또는 상기 디스펜싱 노즐들(122)에 의한 어레이 공정을 수행하기 위한 공간을 제공하는 공정 챔버(104)와 상기 공정 챔버(104) 내부의 습도를 조절하기 위한 습도 조절 유닛(220)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 습도 조절 유닛(220)은 초음파식 또는 가열식 가습기(미도시)와 상기 가습기에 의해 가습된 공기를 상기 공정 챔버(104) 내부로 제공하기 위한 팬 필터 유닛(미도시) 및 상기 공정 챔버(104) 내부의 습도를 측정하기 위한 습도 센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 공정 챔버(104) 내부의 습도는 상기 습도 조절 유닛(220)에 의해 대략 75% ±3 정도로 조절될 수 있다. 특히, 상기 가습된 공기가 상기 팬 필터 유닛을 통해 제공되므로 상기 공기 중의 수분 입자가 필터에 의해 제거될 수 있고, 이에 따라 상기 공정 챔버(104) 내부에서의 결로 현상이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 바이오 칩 어레이어(100)는 슬라이드 글래스(10), 멤브레인 패드 등과 같은 고체 기질 상에 시료를 스폿팅하기 위한 스폿팅 유닛(110)과, 상기 고체 기질 상에 상기 시료를 액적 형태로 토출하기 위한 디스펜싱 노즐(120)을 포함할 수 있으며, 상기 스폿팅 유닛(110)과 디스펜싱 유닛(120)은 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 따라서, 스폿팅 핀(112)을 이용한 접촉 방식의 어레이 공정과 디스펜싱 노즐(122)을 이용한 비접촉 방식의 어레이 공정 모두를 상기 바이오 칩 어레이어(100)를 이용하여 수행할 수 있으므로 바이오 칩에 대한 연구 및 제조에 소요되는 비용이 크게 절감될 수 있다.
또한, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 상기 고체 기질을 지지하기 위한 진공척(150)을 포함할 수 있다. 상기 진공척(150)은 다공성 패널(154)을 포함할 수 있으며, 다공성 패널(154)을 통해 제공되는 진공압을 이용하여 멤브레인 패드와 같이 유연성을 갖는 고체 기질을 안정적으로 지지할 수 있다. 특히, 슬라이드 글래스(10)와 같은 고체 기질을 지지하기 위하여 상기 다공성 패널(154) 상에는 흰색으로 구성된 서포트 패널(160) 즉 화이트 보드가 진공 흡착될 수 있으며, 이를 통해 상기 슬라이드 글래스(10) 상에 형성된 스폿들의 크기 측정 등과 같은 관측이 매우 용이하게 이루어질 수 있다.
추가적으로, 상기 바이오 칩 어레이어(100)는 공정 챔버(104) 내부로 수분 입자가 제거된 가습 공기를 제공할 수 있는 습도 조절 유닛(220)을 포함할 수 있으며, 이를 통해 상기 공정 챔버(104) 내에서의 결로 현상을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 슬라이드 글래스
20 : 웰 플레이트
30, 40 : 샘플 기판 100 : 바이오 칩 어레이어
102 : 베이스 플레이트 104 : 공정 챔버
110 : 스폿팅 유닛 112 : 스폿팅 핀
116 : 후크 부재 120 : 디스펜싱 유닛
122 : 디스펜싱 노즐 130 : 홀더
134 : 후크 홈 140 : 구동부
150 : 진공척 152 : 척 바디
154 : 다공성 패널 160 : 서포트 패널
170 : 서포트 유닛 180 : 세정 유닛
190 : 샘플 블록 200 : 제1 측정 카메라
210 : 제2 측정 카메라 220 : 습도 조절 유닛
30, 40 : 샘플 기판 100 : 바이오 칩 어레이어
102 : 베이스 플레이트 104 : 공정 챔버
110 : 스폿팅 유닛 112 : 스폿팅 핀
116 : 후크 부재 120 : 디스펜싱 유닛
122 : 디스펜싱 노즐 130 : 홀더
134 : 후크 홈 140 : 구동부
150 : 진공척 152 : 척 바디
154 : 다공성 패널 160 : 서포트 패널
170 : 서포트 유닛 180 : 세정 유닛
190 : 샘플 블록 200 : 제1 측정 카메라
210 : 제2 측정 카메라 220 : 습도 조절 유닛
Claims (15)
- 고체 기질 상에 생물학적 시료를 스폿팅하기 위한 적어도 하나의 스폿팅 핀을 포함하는 스폿팅 유닛;
상기 고체 기질 상에 상기 시료를 액적 형태로 토출하기 위한 적어도 하나의 디스펜싱 노즐을 포함하는 디스펜싱 유닛;
상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛이 선택적으로 장착되는 홀더;
다공성 패널을 포함하며 상기 고체 기질을 지지하기 위한 진공척; 및
상기 시료의 스폿팅 및 디스펜싱을 위해 상기 홀더를 수평 및 수직 방향으로 이동시키는 구동부를 포함하는 바이오 칩 어레이어. - 제1항에 있어서, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛은 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐이 장착되는 제1 바디와 제2 바디를 각각 포함하고,
상기 제1 바디와 제2 바디의 후면에는 상기 홀더에 장착을 위한 후크 부재가 각각 구비되며,
상기 홀더의 전면에는 상기 후크 부재가 삽입되는 후크 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어. - 제1항에 있어서, 상기 진공척은 진공 펌프와 연결된 척 바디를 포함하며, 상기 진공 펌프로부터 상기 다공성 패널에 진공압이 인가되도록 상기 다공성 패널이 상기 척 바디 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제3항에 있어서, 상기 다공성 패널 상에는 상기 고체 기질로서 멤브레인 패드가 배치되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제3항에 있어서, 상기 진공척은 상기 다공성 패널 상에 진공 흡착되는 서포트 패널을 더 포함하며, 상기 고체 기질로서 슬라이드 글래스가 상기 서포트 패널 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제3항에 있어서, 상기 척 바디에는 온도 조절을 위한 냉각수 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제1항에 있어서, 상기 시료가 수용된 적어도 하나의 웰 플레이트를 지지하기 위한 서포트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제1항에 있어서, 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐을 세정하기 위한 세정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제8항에 있어서, 상기 세정 유닛은, 상기 스폿팅 핀과 상기 디스펜싱 노즐의 세정을 위한 워셔액이 공급되는 세정조와, 상기 스폿팅 핀에 잔류하는 상기 시료를 제거하기 위한 진공 포트와, 상기 디스펜싱 노즐 내에 잔류하는 상기 시료를 배출하기 위한 배수조를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제9항에 있어서, 상기 세정조와 상기 배수조 사이에는 상기 세정조로 공급된 워셔액을 상기 배수조로 오버플로우시키기 위한 채널이 구비되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제1항에 있어서, 상기 디스펜싱 노즐에 의한 상기 시료의 토출 테스트를 위하여 상기 디스펜싱 노즐로부터 토출된 액적을 수용하는 샘플 튜브와 상기 스폿팅 핀에 의한 스폿의 크기를 측정하기 위한 스폿팅 테스트를 위하여 샘플 기판을 지지하는 샘플 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제11항에 있어서, 상기 홀더의 일측에는 상기 샘플 기판 상에 형성된 스폿 크기를 측정하기 위한 제1 측정 카메라가 장착되는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제1항에 있어서, 상기 디스펜싱 노즐로부터 토출된 액적의 크기를 측정하기 위한 제2 측정 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제1항에 있어서, 상기 스폿팅 유닛과 상기 디스펜싱 유닛을 이용한 바이오 칩 어레이 공정을 수행하기 위한 공정 챔버와, 상기 공정 챔버 내부의 습도를 조절하기 위한 습도 조절 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
- 제14항에 있어서, 상기 습도 조절 유닛은 가습기와 상기 가습기에 의해 가습된 공기를 상기 공정 챔버로 제공하기 위한 팬 필터 유닛 및 상기 공정 챔버 내부의 습도를 측정하기 위한 습도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이오 칩 어레이어.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160129766A KR20180038743A (ko) | 2016-10-07 | 2016-10-07 | 바이오 칩 어레이어 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160129766A KR20180038743A (ko) | 2016-10-07 | 2016-10-07 | 바이오 칩 어레이어 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180038743A true KR20180038743A (ko) | 2018-04-17 |
Family
ID=62083180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160129766A KR20180038743A (ko) | 2016-10-07 | 2016-10-07 | 바이오 칩 어레이어 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180038743A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109406813A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 贵州大学 | 一种用于高通量液滴阵列微流体点样的微流控制装置 |
| KR102078567B1 (ko) * | 2018-10-01 | 2020-02-19 | 주식회사 이바이오젠 | 이미지 인식 기술을 적용한 비접촉식 마이크로어레이어 |
| CN115452507A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-09 | 广西大学 | 一种阵列式生物芯片点样装置 |
-
2016
- 2016-10-07 KR KR1020160129766A patent/KR20180038743A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102078567B1 (ko) * | 2018-10-01 | 2020-02-19 | 주식회사 이바이오젠 | 이미지 인식 기술을 적용한 비접촉식 마이크로어레이어 |
| CN109406813A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 贵州大学 | 一种用于高通量液滴阵列微流体点样的微流控制装置 |
| CN115452507A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-12-09 | 广西大学 | 一种阵列式生物芯片点样装置 |
| CN115452507B (zh) * | 2022-09-01 | 2024-05-14 | 广西大学 | 一种阵列式生物芯片点样装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7160511B2 (en) | Liquid pipetting apparatus and micro array manufacturing apparatus | |
| JP4103009B2 (ja) | 液滴吐出装置、およびマイクロアレイ製造方法 | |
| US7438860B2 (en) | Droplet discharging head and microarray manufacturing method | |
| US8029744B2 (en) | Method of liquid droplet formation and transport apparatus therefor and particle manipulating apparatus | |
| JP3598066B2 (ja) | フォーマット変換機能を有する流体制御装置 | |
| US6511849B1 (en) | Microarrays of biological materials | |
| WO2001029561A1 (fr) | Biopuce | |
| EP1490668A1 (en) | Method and apparatus for storing and dispensing reagents | |
| KR20180038743A (ko) | 바이오 칩 어레이어 | |
| EP1753531A1 (en) | Method of producing microarray | |
| JP3896283B2 (ja) | 複数の微小液滴を基板上に配置する装置、該装置に用いられるドージングヘッド及び該ドージングヘッドの製造方法 | |
| CN110369010A (zh) | 液滴分注装置 | |
| US20090170729A1 (en) | Method and a machine for ex situ fabrication of low and medium integration biochip arrays | |
| US20060051493A1 (en) | Apparatus and methods for printing arrays | |
| CN108993625A (zh) | 基于喷墨打印技术的压电式点样装置 | |
| JP2002181839A (ja) | 液体分注装置およびマイクロアレイ製造装置 | |
| JP2010025854A (ja) | マイクロ検査チップ | |
| JP2001124789A (ja) | マイクロピペット及び分注装置 | |
| JP2007051883A (ja) | マイクロアレイ製造方法および液滴吐出装置 | |
| JP2002162404A (ja) | 液体分注装置 | |
| JP2004226321A (ja) | 液滴吐出ヘッド及びディスペンサ並びにそれらの製造方法並びにバイオチップ製造方法 | |
| US20050163665A1 (en) | Method and apparatus for dispensing liquids in a micro-grid pattern | |
| JP2007061778A (ja) | 液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置 | |
| JP2004184202A (ja) | 液体吐出装置における液体の背圧制御方法、液体吐出装置、マイクロアレイ製造方法及び製造装置 | |
| US20240192098A1 (en) | Methods, devices, and apparatus for washing samples |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |