통합 유체 소자를 사용하여 단일 순환 종양 세포를 분리 및 포집

Abstract

최근에 Microfluidics 에 대한 연구가 활발히 진행되면서 이를 이용한 여러 가지 특성 및 입자와 세포 분류가 화학, 생물학, 의학 등 다양한 분야에서 활발하게 연구되고 있다. 그 중 입자 크기와 변형성이 다른 것을 이용하여 물리적 분리를 하는 weir 를 이용한 분리가 가능하며 분석 및 포획 시스템과의 결함도 용이하여 다양한 방식으로 응용되고 있다. 하지만 이러한 방식은 weir를 넘어가는 입자 및 세포의 수를 파악하는데 어려움이 있을 뿐 아니라, 분석에 어려움이 있는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 구조적 특성을 기반으로 microfluidics에 weir와 압력과 channel의 저항을 이용해 세포를 하나하나 trap해 계수를 용이하게 하는trap을 결합한 소자를 개발하였다. 특히 weir를 이용해 물리적으로 작은 입자와 큰 입자를 분류할 수 있게 하였으며, trap을 이용해 계수까지 용이하게 만들었다. 뿐만 아니라 weir와 trap사이에 pillar 구조를 넣어 분리가 되고 큰 입자들은 걸려 trap으로 가지 않게 만들었다.

제작한 소자를 통해 Polystyrene particle과 유방암 세포를 이용하여 분리 및 계수와 세포 활성 상태를 실험적으로 확인하였다. 본 논문에서는 이와 같이 Weir와 Trap을 이용해 암세포를 분리 후 계수까지 가능한 microfluidics를 소개하고자 한다.