열감응 공액고분자센서를 이용한 미세유동 칩 내 온도측정

Abstract

폴리다이아세틸렌(PDA; Polydiacetylene)은 열이나, 압력, 생화학적인 외부의 자극에 대하여 가시적인 색 변화 및 형광발현을 나타내는 매우 매력적인 센서 물질이다. 본 연구에서는 이러한 PDA 센서 물질을 이용하여 미세유동 칩 내 온도의 변화를 관측하고자 하였다. 채널 내 온도를 제어하기 위해 채널 바닥면에 마이크로히터를 설치하였고, 이에 따른 온도를 측정하기 위해 마이크로 열전대를 설치하여, 온도변화와 PDA 센서의 형광세기 변화와의 관계를 알아보고자 하였다. PDA 센서는 유체집속효과를 이용하여 droplet의 형태로 채널 내에 주입하였고, 채널온도에 따른 PDA droplet의 형광세기 변화를 관찰하였다. 그 결과 우리는 특정 온도구간에서 PDA droplet의 형광세기는 온도 변화에 따라 선형적으로 변화하는 것을 알아내었으며, 또한 PDA의 종류에 따라 그 온도구간이 다르다는 것도 확인하였다. 이를 통해 우리는 미세유동 칩 내에서 PDA를 이용하여 다양한 구간의 온도를 측정할 수 있음을 확인할 수 있었다.; Monitoring temperature in a microchannel flow is important when to use a microfluidic chip for biochemical analysis like cell culture. There are two typical methods: using thin film thermocouples (TFTCs) and Rhodamine B solutions. The former can measure temperature of a microchannel flow accurately, but requires complex fabrication processes and high costs. In addition, it disturbs microchannel flows and is contaminated readily by reaction between TFTC and flow solutions. On the other hand, Rhodamine B has the excellent sensor property that its fluorescent intensity is linear to a flow temperature. Unfortunately, however, it often adsorbs to microchannel surfaces like PDMS and has issues of bio-compatibility due to its hydrophobicity Thus, we propose a novel method to monitor temperature of a microchannel flow using polydiacetylene (PDA) sensor droplets. PDA, a conjugated polymer, has a unique property to transform its color from visible blue to fluorescent red by thermal stress. Bymonitoring the fluorescence intensity of PDA droplets in a microchannel,we found a linear relationship between the flow temperature and the fluorescence intensity in a certain temperature range.