Sieving 효과를 이용한 미세유체소자의 크기별 입자 분리 및 회수

Abstract

Microfluidics에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 요즘 이를 이용한 크기별 입자/세포 분류가 생물학, 화학, 의학 등 다양한 분야에서 활발히 연구되고 있다. 그중 미세 기둥구조를 이용한 필터 방식은 입자/세포의 물리적 크기에 따라 분류가 가능하여 다양하게 응용되고 있다. 하지만 이러한 방식은 입자/세포가 지속적으로 유입될수록 필터에 점차적으로 쌓여 고순도 분류를 할 수 없게 되고 나아가 유체 흐름이 막히면서 입자/세포가 받는 압력이 증가해 입자의 상태나 세포의 Viability에 영향을 주게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 구조적 특성을 기반으로 미세유체소자에 Actuator를 결합한 Microfluidic sieving(μ-sieving) 소자를 개발하였다. 특히 Actuator를 이용한 μ-sieving 효과로 유체에 진동을 발생시켜 고순도의 입자/세포를 분류할 수 있게 하였으며 Cross 형태의 채널을 이용하여 포획뿐만 아니라 수거까지 용이하게 하였다.

제작한 소자를 통해 Polystyrene particle과 유방암 줄기세포를 이용하여 순도, 처리량, 수거 효율, 세포 활성상태를 실험적으로 확인하였다. 본 논문에서는 이와 같이 Actuator를 이용해 발생되는 μ-sieving 효과로 고순도의 입자/세포 분류와 수거 및 배양이 가능한 미세유체소자를 소개하고자 한다.