KR20120132999A - 세포칩 및 그 제조방법 - Google Patents

세포칩 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20120132999A
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Abstract

본 발명은 세포칩 및 그 제조방법에 관한 것으로, 기판; 및 상기 기판에 구비되는 제1접촉부재;를 포함하며, 상기 제1접촉부재의 상단에는 상기 기판을 기준으로 기울어진 제1경사접촉면이 구비될 수 있다.

Description

세포칩 및 그 제조방법{A CELL CHIP AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 세포칩 및 그 제조방법에 관한 것이다.
세포칩은 평평한 기판상에 생체물질로 구성된 어레이를 형성하고, 상기 어레이에 세포를 배양함으로써 얻어지는 것으로써, 다양한 물질에 대한 세포의 반응을 측정하는데 활용될 수 있다.
상기와 같은 어레이 기반 세포칩은 하나의 기판 위에서 다양한 조건의 실험을 수행할 수 있기 때문에, 실험 수행의 효율성이 향상될 수 있으며, 이러한 세포칩은 현재 신약개발을 위한 독성검사, 항암제의 감수성 및 저항성 검사 등 다양한 검사에 사용되고 있다.
한편, 기판상에 생체물질을 배양하는 방법으로는 접촉식과 비접촉식 방법이 있다.
상기 비접촉식 방법은 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)를 이용하여 생체물질을 기판위에 토출하는 방법으로써, 정밀한 토출 제어가 가능한 별도의 토출장비가 필요하다.
상기 접촉식 방법은 생체물질을 직접 접촉시키는 방법이다.
도 1은 종래의 세포칩을 보인 도면이고, 도 2는 종래의 세포칩 제조과정을 간략하게 보인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 세포칩은 생체물질이 접촉되는 접촉면(21)과 생체물질(30)이 평행하게 접촉되기 때문에 접촉면에서 기포가 발생될 가능성이 매우 크다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2에서 예시한 바와 같이, 종래의 접촉식 방법으로 제조된 세포칩들은 생체물질이 접촉될 때 기포가 형성되어 세포가 사멸하거나 생체물질이 기판 등으로부터 떨어져 나가는 등의 문제가 있었다.
한편, 공동배양 등 다양한 생화학 실험에 세포칩을 활용하기 위하여 특정 위치에 이종의 생체물질이 함께 배양된 세포칩에 대한 필요성이 대두되었으나, 종래의 방법으로는 이종의 생체물질이 같은 위치에 배양된 세포칩 또는 그러한 세포칩을 제조하는 방법이 없었다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 동종 또는 이종의 생체물질이 기포 없이 배양된 세포칩 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 세포칩은, 기판; 및 상기 기판에 구비되는 제1접촉부재;를 포함하며, 상기 제1접촉부재의 상단에는 상기 기판을 기준으로 기울어진 제1경사접촉면이 구비되는 것일 수 있다.
이때, 상기 제1경사접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제1경사접촉면과 상기 제2접촉면에는 각각 서로 다른 생체물질이 부착될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포칩은, 기판; 상기 기판에 구비되고, 생체물질이 부착되는 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재; 및 상기 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되어 생체물질이 부착되는 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재; 를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1접촉면 및 제2접촉면 중 적어도 어느 하나는 상기 기판을 기준으로 길울어진 경사접촉면일 수 있다.
또한, 상기 제2접촉부재는 구형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2접촉부재는 다각뿔 또는 원뿔형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1접촉면 및 제2접촉면에는 각각 서로 다른 생체물질이 부착될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 세포칩 제조방법은, 생체물질이 부착되는 접촉면을 갖는 접촉부재가 구비된 기판을 제공하는 단계; 및 생체물질의 표면과 상기 접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 접촉부재는 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재와, 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 세포칩 제조방법은, 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재와, 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재가 구비된 기판을 제공하는 단계; 제2생체물질을 상기 제2접촉면에 제공하는 단계; 및 제1생체물질을 상기 제2접촉면에 제공된 제2생체물질의 표면 및 제1접촉면에 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2생체물질을 상기 제2접촉면에 제공하는 단계는, 제2생체물질의 표면과 제2접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1생체물질을 상기 제2접촉면에 제공된 제2생체물질의 표면 및 제1접촉면에 제공하는 단계는, 제1생체물질의 표면과 제1접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 것일 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은, 세포칩과 접촉면 사이에 기포가 발생되는 현상을 방지할 수 있으므로 세포칩의 신뢰성 및 수율을 향상시킬 수 있으며, 또한, 이종 생체물질이 함께 배양된 세포칩을 구현할 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 세포칩을 보인 도면이다.
도 1b는 도 1a의 A부분의 확대단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 세포칩을 보인 도면이다.
도 4는 도 3의 B부분의 확대단면도이다.
도 5는 도 4의 변형예를 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 세포칩의 중요부를 보인 도면이다.
도 7은 도 6의 변형예를 보인 도면이다.
도 8은 도 6의 변형예를 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예3에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
도 10는 본 발명의 실시예4에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예5에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예6에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예7에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 구성을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예1에 따른 세포칩(100)을 보인 도면이고, 도 4는 도 3의 B부분의 확대단면도이며, 도 5는 실시예1의 변형예를 보인 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예1에 따른 세포칩(100)은 기판(110), 접촉부재(120) 및 생체물질(130)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 접촉부재(120)의 상단에는 상기 기판(110)을 기준으로 기울어진 경사접촉면(121s)이 구비될 수 있다.
이에 따라, 접촉부재(120)에 생체물질(130)을 공급하면 경사접촉면(121s)의 뾰족한 부분부터 경사접촉면(121s)을 따라 순차적으로 생체물질(130)이 접촉되면서 부착되므로 경사접촉면(121s)과 생체물질(130) 사이에 기포 형성이 최소화 될 수 있는 것이다.
도 5를 참조하면, 상기 경사접촉면(121s) 상에 제2접촉면(122s)을 구비하는 제2접촉부재가 더 구비될 수 있는데, 상기 제2접촉면(122s) 또한 상기 기판(110)을 기준으로 경사를 이룰 수 있다. 일 예로, 상기 제2접촉면(122s)과 상기 경사접촉면(121s)은 평행을 이룰 수 있다.
또한, 상기 제2접촉면(122s)과 상기 경사접촉면(121s)에 부착되는 생체물질은 서로 다른 물질일 수 있으며, 이에 따라, 둘 이상의 이종 생체물질이 부착된 세포칩을 구현할 수 있게 된다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제2접촉면(122s) 상에 접촉부재를 추가로 구비하여 생체물질의 종류가 3종 이상이 되도록 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예2에 따른 세포칩의 중요부를 보인 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 접촉부재(120)는 상기 기판(110)에 구비되고, 생체물질(130)이 부착되는 제1접촉면(121)을 갖는 제1접촉부재와 상기 제1접촉면(121) 상에 돌출되게 구비되어 생체물질(140)이 부착되는 제2접촉면(122)을 갖는 제2접촉부재를 포함할 수 있다.
도 7은 도 6에 예시한 세포칩의 다양한 변형예를 보인 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 제1접촉면(121) 및 제2접촉면(122s) 중 적어도 어느 하나는 상기 기판(110)을 기준으로 소정의 각도로 기울어진 경사접촉면일 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제2접촉면(122, 122s)에 제2생체물질(140)이 부착되고, 제1접촉면(121) 및 제2생체물질(140)의 표면에 제1생체물질(130)이 부착될 수 있음을 확인할 수 있다.
도 6 및 도 7에서 제1생체물질(130) 및 제2생체물질(140)에 포함된 세포(131, 141)를 다른 색으로 표시하였는데, 도시한 바와 같이 상기 제1생체물질(130) 및 제2생체물질(140)은 서로 다른 세포(131, 141)를 포함하는 것일 수 있다. 이렇게 제1생체물질(130)과 제2생체물질(140)이 서로 다른 세포(131, 141)를 포함하는 것일 경우, 이종의 세포(131, 141)가 함께 배양된 세포칩(100)을 구현할 수 있게 된다.
또한, 별도로 도시하지는 않았지만, 제1생체물질(130) 및 제2생체물질(140)이 같은 세포를 포함하는 것일 수도 있다.
이하에서는 제1접촉면(121) 및 제2접촉면(122)의 형상에 따른 다양한 실시예를 설명하도록 한다. 단, 설명의 중복을 피하기 위하여 각각의 실시예에서 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 도 7 (a)에서 보인 바와 같이 상기 제2접촉면(122s)이 일방향으로 경사를 이룰 수 있다.
또한, 도 7 (b)에서 보인 바와 같이 상기 제2접촉면(122s)이 2 이상의 방향으로 경사를 이룰 수 있다.
또한, 도 7 (c)에서 보인 바와 같이 상기 제2접촉면(122s)이 2 이상의 방향으로 경사를 이루며 제1접촉면(121)에 다다를 수 있다.
이상과 같이 제2접촉면(122s)이 경사를 이루게 되면 제2접촉면(122s)의 뾰족한 부분부터 경사접촉면(122s)을 따라 순차적으로 생체물질(140)이 접촉되면서 부착되므로 기포 형성이 방지될 수 있다.
도 8은 도 6에 예시한 세포칩의 다른 변형예를 보인 도면이다.
도 8을 참조하면, 상기 제2접촉면(122')은 곡면을 이룰 수 있다. 도시한 바와 같이 제2접촉면(122')이 곡면을 이룰 경우 곡면상의 모든 점에서의 접선의 기울기가 달라지므로 제2접촉면(122')의 최상부 부터 제2접촉면(122')을 따라 순차적으로 생체물질(140)이 접촉되면서 부착되므로 기포 형성이 방지될 수 있다.
한편, 도면에서 구체적으로 예시하지는 않았지만, 상기 제2접촉부재는 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 등 다각뿔 형상 또는 원뿔 형상으로 구비될 수 있다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 실시예3 내지 실시예6에 따른 세포칩 제조과정을 보인 도면이다.
이하에서는 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 세포칩 제조방법을 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 실시예3에 따른 세포칩 제조방법은 기판(110)을 제공하는 단계와 생체물질(130)을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판(110)은 경사접촉면(121s)을 갖는 접촉부재(120)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 생체물질(130)은 특정 세포(131)를 포함하고 있으며, 생체물질 공급장치(160)에 수용될 수 있다.
또한, 상기 생체물질(130)을 경사접촉면(121s)에 제공할 때 상기 생체물질 공급장치(160)가 하방을 향하게 되는데, 이때, 생체물질(130)이 쏟아지지 않도록 점성이 큰 젤 또는 겔 상태로 공급될 수 있다.
또한, 도 10에서는 생체물질 공급장치(160)를 소정 각도로 기울여 접촉면(121)과 생체물질(130)의 표면이 경사를 이루며 접촉되는 실시예4를 보이고 있다.
이렇게 상기 생체물질(130)의 표면과 상기 경사접촉면(121s) 또는 접촉면(121)은 경사를 이룰 수 있으며, 이에 따라 경사접촉면(121s) 또는 접촉면(121)과 생체물질(130) 사이에 기포가 발생되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 생체물질 공급장치(160)를 하방에 배치하고 그 상부에서 접촉부재(120)가 구비된 기판(110)을 하방으로 이동시켜 상기 경사접촉면(121s) 또는 접촉면(121)에 생체물질(130)을 부착할 수도 있다. 이 경우에는 생체물질(130)의 점성이 비교적 작을 수 있지만, 생체물질(130)이 상기 경사접촉면(121s) 또는 접촉면(121)에 원활하게 부착될 수 있도록 어느 정도의 점성은 갖는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 세포칩 제조방법의 다양한 실시예를 설명하도록 한다. 단, 설명의 중복을 피하기 위하여 각각의 실시예에서 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시예5에 따른 세포칩 제조방법을 보인 도면이다.
도 11을 참조하면, 전술한 실시예4와 달리, 높이가 서로 다른 복수개의 접촉면(121, 122)을 갖는 접촉부재(120)가 구비된 기판(110)에 생체물질(130)을 공급하며, 이때 상기 생체물질(130)의 표면과 접촉면(121, 122)이 경사를 이루며 접촉되도록 함으로써 기포발생을 억제할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예6에 따른 세포칩 제조방법을 보인 도면이다.
도 12를 참조하면, 상기 제2접촉면(122s)이 기판(110)을 기준으로 경사를 이루도록 하여, 생체물질(130)의 표면이 수직방향으로 하강 또는 상승하여도 생체물질(130)의 표면과 제2접촉면(122s)이 경사를 이루며 접촉되도록 할 수 있다. 이에 따라 기포 발생이 감소될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예7에 따른 세포칩 제조방법을 보인 도면이다.
도 13을 참조하면, 제2접촉면(122s)이 기판(110)을 기준으로 경사지게 형성됨으로써 제2생체물질(140)의 표면과 제2접촉면(122s)이 경사를 이루면서 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
이때, 상기 제1생체물질(130)은 제2생체물질(140)의 표면 및 제1접촉면(121)에 접촉되는데, 상기 제2생체물질(140)의 표면은 곡면을 이루고 있으므로 기포 발생이 감소될 수 있다.
이때, 상기 제1생체물질(130)과 제2생체물질(140)은 서로 다른 종류의 세포(131, 141)를 포함하는 것일 수 있으며, 이에 따라, 이종의 세포(131, 141)가 동시에 배양된 세포칩을 제조할 수 있다.
또한, 도 13에 도시하지는 않았지만, 생체물질(130) 제공장치를 소정 각도로 기울인 상태로 제2접촉면(122)에 접근시킴으로써 제2생체물질(140)의 표면과 제2접촉면(122)이 경사를 이루면서 접촉되도록 할 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 기판
21 : 접촉면
30 : 생체물질
31 : 세포
50 : 기포
60 : 생체물질 공급장치
100 : 세포칩
110 : 기판
120 : 접촉부재
121 : 제1접촉면
122 : 제2접촉면
130 : 생체물질
140 : 제2생체물질
131, 140 : 세포
160 : 생체물질 공급장치

Claims (13)

  1. 기판; 및
    상기 기판에 구비되는 제1접촉부재;
    를 포함하며,
    상기 제1접촉부재의 상단에는 상기 기판을 기준으로 기울어진 제1경사접촉면이 구비되는 것인
    세포칩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1경사접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재;
    를 더 포함하는
    세포칩;
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1경사접촉면과 상기 제2접촉면에는 각각 서로 다른 생체물질이 부착되는 것인
    세포칩.
  4. 기판;
    상기 기판에 구비되고, 생체물질이 부착되는 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재; 및
    상기 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되어 생체물질이 부착되는 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재;
    를 포함하는
    세포칩.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1접촉면 및 제2접촉면 중 적어도 어느 하나는 상기 기판을 기준으로 길울어진 경사접촉면인
    세포칩.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2접촉부재는 구형 또는 타원형으로 이루어진 것인
    세포칩.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2접촉부재는 다각뿔 또는 원뿔형으로 이루어진 것인
    세포칩.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1접촉면 및 제2접촉면에는 각각 서로 다른 생체물질이 부착되는 것인
    세포칩.
  9. 생체물질이 부착되는 접촉면을 갖는 접촉부재가 구비된 기판을 제공하는 단계; 및
    생체물질의 표면과 상기 접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 단계;
    를 포함하는
    세포칩 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접촉부재는 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재와, 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재를 포함하는 것인
    세포칩 제조방법.

  11. 제1접촉면을 갖는 제1접촉부재와, 제1접촉면 상에 돌출되게 구비되며 제2접촉면을 갖는 제2접촉부재가 구비된 기판을 제공하는 단계;
    제2생체물질을 상기 제2접촉면에 제공하는 단계; 및
    제1생체물질을 상기 제2접촉면에 제공된 제2생체물질의 표면 및 제1접촉면에 제공하는 단계;
    를 포함하는
    세포칩 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2생체물질을 상기 제2접촉면에 제공하는 단계는, 제2생체물질의 표면과 제2접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 것인
    세포칩 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1생체물질을 상기 제2접촉면에 제공된 제2생체물질의 표면 및 제1접촉면에 제공하는 단계는, 제1생체물질의 표면과 제1접촉면이 경사를 이루며 접촉되도록 하여 생체물질을 제공하는 것인
    세포칩 제조방법.
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