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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 조영학
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2022
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본 연구에서는 관성집중과 음파영동을 이용하여 혈구 및 미세조류를 분리하였다. 분리에 사용된 하이브리드 미세유체 장치는 실리콘 기반의 음파영동 디바이스 위에 관성집중을 위한 PDMS (Polydimethyl Siloxane)채널을 O2 플라즈마 본딩하여 하나의 마이크로 유체 장치로 통합하였다. PDMS 채널은 단면 형상이 직사각형인 구불구불한 (serpentine)구조로 되어 있으며, 관성력을 유도하여 입자 및 세포를 사전 정렬하는 방식으로 동작한다. 사전 정렬 과정을 거친 후, 연결된 음파영동 디바이스에서는 음향 방사력을 통해 입자를 크기별로 분리하였다. 관성집중 디바이스와 음파영동 디바이스가 통합된 하이브리드 미세유체 장치는 단일 모듈만을 사용한 경우보다 고효율, 고순도의 입자분리를 가능하게 하였다. 또한 하이브리드 미세유체 장치는 세포 처리 능력뿐 아니라 다양한 시료에도 적용 가능하다는 장점을 가진다.
위에서 바라본 구불구불한 모양의 관성집중 디바이스에서는 입자들이 채널 중심으로 두 줄로 집중되었다. 이후 음파영동 디바이스를 지나면서 음향 방사력에 의해 입자들이 채널 중앙으로 집중되는데 크기가 작아 충분한 음향 방사력을 받지 못한 입자는 채널의 측면으로 배출되어 크기별 분리를 가능하게 하였다. 또한 혈구와 미세조류에도 적용하여 분리에 성공하였다. 고속카메라를 통해 세포들을 측정하여 분석한 결과 recovery ratio (≥96.3%), separation efficiency (≥99%), high volume rate (>100 µl/min)로 우수한 분리 성능을 보이는 것으로 확인되었다.
간단한 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)공정을 통해 적은 비용으로 장치를 제작하였고, 줄어든 샘플 소비량, 높은 처리량 및 다양한 세포에 적용 가능한 장점을 바탕으로 향후 연구에서 여러 세포 분리에 적용 가능할 것으로 예상되었다.
위에서 바라본 구불구불한 모양의 관성집중 디바이스에서는 입자들이 채널 중심으로 두 줄로 집중되었다. 이후 음파영동 디바이스를 지나면서 음향 방사력에 의해 입자들이 채널 중앙으로 집중되는데 크기가 작아 충분한 음향 방사력을 받지 못한 입자는 채널의 측면으로 배출되어 크기별 분리를 가능하게 하였다. 또한 혈구와 미세조류에도 적용하여 분리에 성공하였다. 고속카메라를 통해 세포들을 측정하여 분석한 결과 recovery ratio (≥96.3%), separation efficiency (≥99%), high volume rate (>100 µl/min)로 우수한 분리 성능을 보이는 것으로 확인되었다.
간단한 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)공정을 통해 적은 비용으로 장치를 제작하였고, 줄어든 샘플 소비량, 높은 처리량 및 다양한 세포에 적용 가능한 장점을 바탕으로 향후 연구에서 여러 세포 분리에 적용 가능할 것으로 예상되었다.
목차
요약1. 서론2. 이론적 배경 및 실험 방법2.1 수동적 방법을 통한 입자 분리2.2 능동적 방법을 통한 입자 분리2.3 여러 방법이 통합된 하이브리드 방법을 통한 입자 분리2.4 실험 방법3. 관성집중 디바이스를 통한 입자 사전 정렬3.1 관성집중 디바이스 설계 및 제작3.1.1 마름모 및 등변육각형 단면을 가지는 마이크로 채널 제작3.1.2 구불구불한 채널 제작3.2 마름모, 등변육각형 단면에서의 관성 입자 집중3.2.1 형광 입자 실험3.2.2 분석 및 고찰3.3 구불구불한 채널에서의 관성집중3.3.1 구불구불한 채널에서의 관성집중3.3.2 분석 및 고찰4. 음파영동 디바이스에서의 입자 분리4.1 음파영동 디바이스 설계 및 제작4.2 사전 정렬 디바이스와 통합된 음파영동 디바이스에서의 입자 분리4.3 사전 정렬을 거치지 않은 음파영동 디바이스에서의 입자 분리4.4 분석 및 고찰5. 관성집중과 음파영동이 통합된 디바이스에서의 혈구 및 미세조류 분리5.1 관성집중과 음파영동이 통합된 디바이스 제작5.2 관성집중과 음파영동이 통한된 디바이스에서의 세포 분리5.2.1 혈구 분리5.2.2 미세조류 분리5.3 분석 및 고찰6. 결론참고문헌Abstract감사의 글
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