본 연구에서는 미세유체 칩의 개념과 프로그램을 갖춘 주사기 펌프를 활용하여 미세유체 칩의 관찰 영역에 시간-의존 농도를 구현할 수 있는 장치를 개발하고자 하였다. 시간-의존 농도를 구현하기 위해 5개의 용액 주입구와 3개의 채널, 그리고 미세채널로 이루어진 농도 형성부를 도안하였고, 이를 농도구배형성 채널과 독성테스트용 채널에 적용하여 칩의 채널을 도안하였다. CAD 프로그램을 사용하여 도안된 채널은 필름 위에 인쇄되고, 이를 이용하여 포토리소그래피와 소프트리소그래피 방법으로 실리콘 거푸집을 제작하여 거푸집에 고분자 주물기법으로 ...
본 연구에서는 미세유체 칩의 개념과 프로그램을 갖춘 주사기 펌프를 활용하여 미세유체 칩의 관찰 영역에 시간-의존 농도를 구현할 수 있는 장치를 개발하고자 하였다. 시간-의존 농도를 구현하기 위해 5개의 용액 주입구와 3개의 채널, 그리고 미세채널로 이루어진 농도 형성부를 도안하였고, 이를 농도구배형성 채널과 독성테스트용 채널에 적용하여 칩의 채널을 도안하였다. CAD 프로그램을 사용하여 도안된 채널은 필름 위에 인쇄되고, 이를 이용하여 포토리소그래피와 소프트리소그래피 방법으로 실리콘 거푸집을 제작하여 거푸집에 고분자 주물기법으로 PDMS 주물을 제작하였다. PDMS와 유리판 사이는 비가역적 밀봉으로 미세유체 채널을 형성하고 펌프에 연결된 폴리에틸렌 튜브를 구멍에 삽입하여 유체의 흐름을 조절하였다. 프로그램화된 주사기 펌프를 사용하여 농도 형성부 주입구의 용액의 주입 속도를 시간에 따라 자동으로 변화시켰다. 형광물질을 주입하여 미세채널 안에서 시간-의존 농도구배 또는 국소적 농도변화를 유도하고 형광물질과 실시간 모니터링을 할 수 있는 형광 현미경을 사용하여 화학적 특성과 유체역학적 특성을 규명하였다. 화학물질의 제어된 농도가 형성되도록 장치를 설치하고, 세포 주입구를 통하여 관찰채널에 주입되어 일정시간 동안 성장시킨 부착 세포에 독성 유발물질을 시간-의존적으로 노출하여 형성되는 시간-의존 농도변화가 세포에 미치는 영향을 평가하였다. 연속적인 지수 소실곡선의 함수로 Cd2+ 등의 독성물질에 노출된 채널 안에서 배양된 섬유아세포에 대하여 생성되는 활성산소의 농도를 관찰하여 세포사멸의 메커니즘을 규명하였다. 대조 실험으로 배지만 존재하는 채널과 일정농도의 독성물질(전체 노출량은 동일)을 포함하는 채널에 세포를 배양하여 대조 실험을 실시하였다. 따라서 본 연구에서는 미세유체 칩의 관찰 영역에 시간에 따른 다양한 농도 조건의 형성으로 약물이 생체에 유입되었을 때, 시간에 따른 농도변화 환경을 모사하고자 하였다.
본 연구에서는 미세유체 칩의 개념과 프로그램을 갖춘 주사기 펌프를 활용하여 미세유체 칩의 관찰 영역에 시간-의존 농도를 구현할 수 있는 장치를 개발하고자 하였다. 시간-의존 농도를 구현하기 위해 5개의 용액 주입구와 3개의 채널, 그리고 미세채널로 이루어진 농도 형성부를 도안하였고, 이를 농도구배형성 채널과 독성테스트용 채널에 적용하여 칩의 채널을 도안하였다. CAD 프로그램을 사용하여 도안된 채널은 필름 위에 인쇄되고, 이를 이용하여 포토리소그래피와 소프트리소그래피 방법으로 실리콘 거푸집을 제작하여 거푸집에 고분자 주물기법으로 PDMS 주물을 제작하였다. PDMS와 유리판 사이는 비가역적 밀봉으로 미세유체 채널을 형성하고 펌프에 연결된 폴리에틸렌 튜브를 구멍에 삽입하여 유체의 흐름을 조절하였다. 프로그램화된 주사기 펌프를 사용하여 농도 형성부 주입구의 용액의 주입 속도를 시간에 따라 자동으로 변화시켰다. 형광물질을 주입하여 미세채널 안에서 시간-의존 농도구배 또는 국소적 농도변화를 유도하고 형광물질과 실시간 모니터링을 할 수 있는 형광 현미경을 사용하여 화학적 특성과 유체역학적 특성을 규명하였다. 화학물질의 제어된 농도가 형성되도록 장치를 설치하고, 세포 주입구를 통하여 관찰채널에 주입되어 일정시간 동안 성장시킨 부착 세포에 독성 유발물질을 시간-의존적으로 노출하여 형성되는 시간-의존 농도변화가 세포에 미치는 영향을 평가하였다. 연속적인 지수 소실곡선의 함수로 Cd2+ 등의 독성물질에 노출된 채널 안에서 배양된 섬유아세포에 대하여 생성되는 활성산소의 농도를 관찰하여 세포사멸의 메커니즘을 규명하였다. 대조 실험으로 배지만 존재하는 채널과 일정농도의 독성물질(전체 노출량은 동일)을 포함하는 채널에 세포를 배양하여 대조 실험을 실시하였다. 따라서 본 연구에서는 미세유체 칩의 관찰 영역에 시간에 따른 다양한 농도 조건의 형성으로 약물이 생체에 유입되었을 때, 시간에 따른 농도변화 환경을 모사하고자 하였다.
This work describes a simple method that generates time-dependent concentration gradient inside microfluidic channels. By using microfabrication technology, device can be created reproducibly, precisely, and rapidly. Device is composed of three main parts; PDMS molds, microvalves, and programmed syr...
This work describes a simple method that generates time-dependent concentration gradient inside microfluidic channels. By using microfabrication technology, device can be created reproducibly, precisely, and rapidly. Device is composed of three main parts; PDMS molds, microvalves, and programmed syringe pumps. PDMS molds create microchannels on the substrate and fluid streams are controlled by microvalves and syringe pumps. The method developed in this work offers a convenient way of controlling concentration of chemicals inside microfliudic channels, and enables time-dependent exposure of chemicals to the cells and monitoring behavior of the cells for the biological research applications where the cells need to be exposed to well-controlled fluidic microenvironment.
This work describes a simple method that generates time-dependent concentration gradient inside microfluidic channels. By using microfabrication technology, device can be created reproducibly, precisely, and rapidly. Device is composed of three main parts; PDMS molds, microvalves, and programmed syringe pumps. PDMS molds create microchannels on the substrate and fluid streams are controlled by microvalves and syringe pumps. The method developed in this work offers a convenient way of controlling concentration of chemicals inside microfliudic channels, and enables time-dependent exposure of chemicals to the cells and monitoring behavior of the cells for the biological research applications where the cells need to be exposed to well-controlled fluidic microenvironment.
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