일반기술

비구형 하이드로젤 미세입자를 기반으로 한 바이오 분석용 미세유체시스템

본 기술은 미세유체시스템을 이용한 바이오 분석용 장치이다. 구성은 유체의 출입구, 미세유체채널, 신호 분석 파트, 하이드로젤 합성 파트, 미세입자 고정용 필터로 되어있다. 본 장치는 주형법으로 제작하기 때문에 상용되는 대부분의 고분자나 유리를 재료로 이용할 수 있다. 단, 신호 검출파트와 하이드로젤 합성 파트의 경우 빛이 투과할 수 있도록 상판과 하판 중 한 면 이상이 투명한 재질로 이루어져야 한다. 미세 유체 채널은 실리콘 기판위에 포토리지스트를 원하는 높이로 스핀코팅하고 양각, 혹은 음각으로 광식각하여 주형을 제조한 후 고분자 혹은 유리 주물을 주형에 부어 경화시키는 방법으로 제작한다. 제작된 주물은 소수성을 갖는 표면에 물리, 화학적으로 부착하게 되는데 이는 하이드로젤 합성 시 하이드로젤 입자가 표면으로부터 잘 분리되게 하기 위함이다. 열역학적으로 친수성의 하이드로젤 입자는 소수성의 표면과 만나게 되면 계면 에너지가 높아져 두 면을 분리하기가 용이해진다. 하이드로젤의 합성은 자외선 노광을 통한 라디칼 중합법을 이용한다. 합성파트는 한 면 이상이 빛의 투과가 가능한 투명한 재질로 구성되어 있어 전구용액 내에 화학적 작용기만 있으면 별다른 장치 없이 고분자의 교차 중합이 가능하며, 여기에 포토마스크를 이용하면 광량과 노광되는 면의 형태 조절이 가능하다. 또한 하이드로젤은 주입된 전구용액의 종류에 따라 다양한 생체요소를 함유할 수 있으며, 제조된 하이드로젤을 유체의 흐름을 따라 이동시킨 후 새로운 전구용액을 주입하면 다시 새로운 하이드로젤을 제조할 수 있다. 이러한 과정은 수 차례 반복할 수 있으며, 각기 다른 포토마스크를 이용하면 다양한 형태의 생체요소를 함유한 다양한 모양의 하이드로젤을 동시에 신호분석 챔버에 고정할 수 있다. 한편, 신호 분석 챔버에는 수십에서 수백 마이크로미터 크기의 필터가 설치되어 있다. 이는 신호 분석의 정밀도와 신속도를 위해 수십에서 수백 마이크로미터 크기로 제작된 하이드로젤 미세입자를 고정하기 위함이다.