다아라 매거진 _ 2017.11

기술뉴스

[Technical News]파동에너지 기반 미세유체소자 기술 개발

박테리아, 바이러스 등의 초정밀 체외진단 적용 기대

[Technical News]파동에너지 기반 미세유체소자 기술 개발 - 다아라매거진 기술뉴스
3차원적 표면탄성파 발생 기반 유체 혼합을 위한 소자 개념도


국내 연구진이 머리카락 두께의 미세 환경에서 유체를 혼합하고 분리하는 고효율 기술을 개발했다. 한국연구재단(이사장 조무제)은 “임채승 교수·남정훈 박사(고려대학교) 연구팀이 표면탄성파를 기반으로 미세입자와 유체를 3차원으로 제어하는 미세유체소자 기술을 개발했다”고 밝혔다.

차세대 바이오기술 핵심으로서 각광받고 있는 미세유체소자 기술은 시료의 빠른 혼합·희석, 특정 입자의 선택적 분리·농축 등 다양한 시료전처리에 활용되며, 바이오칩 기반 체외진단의 정확성과 민감도에 매우 중요한 역할을 한다.

특히 파동에너지를 기반으로 미세유체를 제어하는 기술이 최근 주목받고 있는데, 이는 전기나 빛에너지를 이용하는 기존 기술에 비해 전력소모가 낮고 비침습적이며, 다른 분석·제어 시스템과의 통합이 용이하다는 장점이 있다.

연구팀은 표면탄성파가 미세유체소자의 위, 아래 양쪽에서 발생하면서 이종의 유체와 미세입자를 가로·세로·높이 방향까지 3차원으로 제어할 수 있는 소자를 설계했다.

이번에 개발된 기술에서는 위, 아래쪽의 표면탄성파를 개별적으로 조절할 수 있어서 기존 소자보다 유체 제어가 훨씬 효율적이고, 유체의 혼합 효율도 높았다. 뿐만 아니라 발열 문제도 최소화돼, 열에 민감한 임상시료나 검체 분석도 가능하다.

남정훈 박사는 “이 연구는 표면탄성파를 이용해 미세유체 또는 입자를 제어할 수 있는 고수율, 고효율 기술을 개발한 것”이라며, “향후 박테리아, 바이러스 등의 초정밀 고감도 체외진단시스템에 이 기술을 적용하면 다양한 질병의 조기진단도 가능할 것으로 기대된다”고 연구의 의의를 밝혔다.

남 박사는 본 연구를 통해 표면탄성파를 3차원적으로 활용할 수 있는 소자를 제시함으로써 기존의 단일 기판 기반의 표면탄성파 미세유체소자와 다르게 보다 넓고 다양한 활용가능성을 가질 것이라고 내다 봤다.

특히, 표면탄성파의 발생을 3차원적으로 다양하게 조절할 수 있기 때문에 기존의 시스템과 비교했을 때 동일한 조건에서 고수율, 고효율 처리가 가능해 더 우수한 성능을 나타냄을 의미한다. 또한 동급의 성능을 가정했을 때에는 기존의 시스템에서 발생하던 발열 문제도 최소화해 온도에 민감한 대상 시료를 다룰 때에 크게 유리할 것을 의미한다.

남 박사는 “이번 연구에서는 기존에 사용된 바 없는 위아래에 모두 위치한 압전물질을 활용해 가운데에 위치한 미세유동채널에 표면탄성파를 가할 수 있는 소자를 고안해 그 제작방법을 제시했으며, 소자의 성능 역시 단일 기판을 사용할 때보다 뛰어남을 확인했다”고 밝혔다.

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