수치 유동 해석을 이용한 혈장 분석용 단백질 칩의 설계

Abstract

단백질칩의 기능을 효과적으로 발전 시키기 위해서는 칩 내부의 유동 해석과 그에 따른 설계가 필수적이다. 본 연구는 기존의 단백질 칩을 수치 유동 해석하여 유동 데이터를 확립 후 성능 향상을 위한 설계 방향을 제시하였다. Reaction barrier의 돌출부 형상 변화로 단백질 칩 내부 유동을 저속 균일화 시켰고, Reaction chamber의 형상 변화로 항원 항체 반응 효율을 높혔다. Time gate 에서는 단차의 형상 변화와 유동 진행 시간과의 관계를 수식화 하여 유동 진행 시간을 제어 할 수 있게 하였고, Diagnostic lane에서는 효과적인 검출을 위한 돌출부 형상을 제시하였다. 또한 단백질 칩의 마이크로 크기로 인해 유동 발생, 이송, 제어에 지배적인 요소가 되는 표면 장력의 영향을 해석함으로써 단백질 칩 설계 시 중요한 유동 특성 정보를 확보하였다.; Microfluidic chip design has become more important in the areas of medical science, pharmacology, and life science. Especially, protein chip which can analyze hundreds of protein simultaneously at one place has been applied for the purpose of disease diagnosis, protein revelation/faculty study and new medicine development. Through flow analysis in Microfluidic chip and design, it is essential to the effective development of protein chip. In this study, flow analysis in Microfluidic chip is performed by using numerical analysis of conventional protein chip and we present design direction for capability enhancement. For the numerical study, we use the VOF model and Geometrical reconstruction scheme is applied. Also, we consider the effect of the surface tension that is important factor of flow development, transport and control due to the characteristic of slow velocity in Microfluidic chip. As a result, we can offer the flow information when Microfluidic chip design.