$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

사중극자 유전영동 트랩에서의 입자의 동특성에 관한 연구
Analysis of Particle Motion in Quadrupole Dielectrophoretic Trap with Emphasis on Its Dynamics Properties 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.38 no.10 = no.349, 2014년, pp.845 - 851  

니치 찬드라세카란 (경상대학교 기계항공공학부 대학원) ,  이은희 (경상대학교 항공우주특성화대학원) ,  박재현 (경상대학교 항공우주시스템공학과, 항공기부품기술연구소)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

유전영동(DEP)이란 비균질의 전기장과 그에 따라 입자 내부에 형성되는 극성힘에 의해 용매에 분산되어 있는 입자에 야기되는 운동을 의미하며, 세포, 바이러스, 나노입자 등의 트래핑, 입자분류, 셀분리 등과 같은 다양한 생물학적 응용에 이용되어 왔다. 지금까지 유전영동트랩에 대한 해석은 주기평균 ponderomotive force 에 기반한 정특성 해석이 주를 이루고 있으며, 동특성에 대해서는 많은 연구가 이루어져 있지 않다. 이는 지금까지 유전영동트랩이 적용된 입자들의 크기가 상대적으로 매우 크기 때문으로, 분석입자의 크기가 매우 작은 나노단위 분석에서는 적절하지 않다. 본 연구에서는, 다양한 시스템 파라미터들에 대한 트래핑의 동역학적 반응 및 그들의 트래핑 안정성에 대한 영향을 심도깊게 관찰하고자 한다. 특히, 입자의 전도율에 따른 입자의 동특성의 변화 또한 관찰하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Dielectrophoresis (DEP) is defined as the motion of suspended particles in solvent resulting from polarization forces induced by an inhomogeneous electric field. DEP has been utilized for various biological applications such as trapping, sorting, separation of cells, viruses, nanoparticles. However,...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 입자의 움직임을 야기하는 유전영동력은 가진주파수, 전기장의 공간적 분포, 매질의 유전특성, 그리고 트래핑하고자 하는 입자의 유전특성 등의 함수로 주어진다. 본 연구는 사중극자 유전영동 트랩의 안정성 및 동특성을 이론적으로 분석하고, 다양한 시스템 파라미터의 영향을 규명하는 것을 목적으로 한다.
  • 본 연구에서는 사중극자 유전영동 트랩에 트래핑된 입자의 가진전기장, 가진주파수, 전압, 트랩 크기 등과 같은 시스템 파라미터의 변화에 대한 동적 반응에 대해 살펴보았다. 각 시스템 파라미터에 대해서 서로 다른 전기 전도율을 지닌 두 종류의 입자를 고려했다.
  • 본 연구에서는 유체에 의한 댐핑과 입자의 랜덤 운동은 고려되지 않았다. 이후 연구에서는 유체저항과 랜덤운동을 모두 고려한 경우 트랩의 안정성과 동특성 분석을 수행하고자 한다.

가설 설정

  • 하나는 반지름이 1 µm 인 구형 폴리스틸렌 입자(Particle A)고 다른 하나는 전기 전도율을 제외한 다른 특성들이 입자 A 와 같은 가상의 입자(Particle B)다. 입자 B 의 전기 전도율은 입자 A 의 30 %인 0.003 S/m 로 가정하였다. 가진 교류 전기장은 트랩크기(R0)가 4.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유전영동트랩를 해석하기 위한 연구는 주로 어떤 것인가? 유전영동(DEP)이란 비균질의 전기장과 그에 따라 입자 내부에 형성되는 극성힘에 의해 용매에 분산되어 있는 입자에 야기되는 운동을 의미하며, 세포, 바이러스, 나노입자 등의 트래핑, 입자분류, 셀분리 등과 같은 다양한 생물학적 응용에 이용되어 왔다. 지금까지 유전영동트랩에 대한 해석은 주기평균 ponderomotive force 에 기반한 정특성 해석이 주를 이루고 있으며, 동특성에 대해서는 많은 연구가 이루어져 있지 않다. 이는 지금까지 유전영동트랩이 적용된 입자들의 크기가 상대적으로 매우 크기 때문으로, 분석입자의 크기가 매우 작은 나노단위 분석에서는 적절하지 않다.
유전영동(DEP)이란? 유전영동(DEP)이란 비균질의 전기장과 그에 따라 입자 내부에 형성되는 극성힘에 의해 용매에 분산되어 있는 입자에 야기되는 운동을 의미하며, 세포, 바이러스, 나노입자 등의 트래핑, 입자분류, 셀분리 등과 같은 다양한 생물학적 응용에 이용되어 왔다. 지금까지 유전영동트랩에 대한 해석은 주기평균 ponderomotive force 에 기반한 정특성 해석이 주를 이루고 있으며, 동특성에 대해서는 많은 연구가 이루어져 있지 않다.
유전영동 해석의 하나인 동특성의 분석이 필요한 까닭은? 현재 유전영동을 이용한 입자들의 운동제어, 세포포집, 박테리아의 선택적 분리등과 같은 생의학적인 응용에 많은 연구가 이루어지고 있지만, (2) 유전영동 해석의 경우에는 주기평균된 ponderomotive force 를 이용하는 등 동특성을 분석하는 것에는 소홀해 왔다. 현재까지의 연구는 백혈병세포(6.25 µm), 이스트(4.8 µm), 대장균(1 µm), 바이러스(0.25 µm) 등 생명공학에서 나타날 수 있는 생체입자들의 크기를 고려하여 주로 크기가 큰 입자(0.1-10 µm)들에 대해 집중해 왔으므로, (13) 그 효과가 그다지 중요하지 않았지만, 나노단위 입자 등 미래의 초소형분석기술에 적용하기 위해서는 동특성의 이해가 반드시 요구된다. 입자의 움직임을 야기하는 유전영동력은 가진주파수, 전기장의 공간적 분포, 매질의 유전특성, 그리고 트래핑하고자 하는 입자의 유전특성 등의 함수로 주어진다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (17)

  1. Cetin, B. and Li, D., 2011, "Dielectrophoresis in Microfluidics Technology," Electrophoresis, Vol. 32, pp. 2410-2427. 

  2. Voldman, J., 2006, "Electrical Forces for Microscale Cell Manipulation," Annual Reviviews of Biomedical Engineering, Vol. 8, pp. 425-454. 

  3. Jones, T. B., 1995, Electromechanics of Particles, Cambridge University Press, New York. 

  4. Kirby, B. J., 2010, Micro- and Nanoscale Fluid Mechanics Transport in Microfluidic Devices, Cambridge University Press, New York. 

  5. Wang, X.-B., Huang, Y., Gascoyne, P. R. C. and Becker, F. F., 1997, "Dielectrophoretic Manipulation of Particles," IEEE Transactions on Industrial Applications, Vol. 33, No. 3, pp. 660-669. 

  6. Morgan, H., Hughes, M. P. and Green, N. G., 1999, "Separation of Submicron Bioparticles by Dielectrophoresis," Biophysical Journal, Vol. 77, pp. 516-525. 

  7. Kadaksham, J., Singh, P. and Aubry, N., 2006, "Manipulation of Particles Using Dielectrophoresis," Mechanics Research Communications, Vol. 33, pp. 108-122. 

  8. Kwon, J.-S., Maeng, J.-S. and Song, S., 2007, "Development and Validation of Numerical Program for Predicting Electrokinetic and Dielectrophoretic Phenomena in a Microchannel," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 31, No. 4, pp. 320-329 

  9. Chang, S. and Cho, Y.-H., 2008, "A Continuous Particle-size Sorter Using Negative a Dielectrophoretic Virtual Pillar Array," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 32, No. 11, pp. 824-831 

  10. Han, S.-I., Joo, Y.-D. and Han, 2012, K.-H., "Deterministic Lateral Displacement as a Function of Particle Size Using a Piecewise Curved Planar Interdigitated Electrode Array," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 36, No. 3, pp. 241-249 

  11. Jang, L.-S., Huang, P. H. and Lan., K. C., 2009, "Single-cell Trapping Utilizing Negative Dielectrophoretic Quadrupole and Microwell Electrodes," Biosensors and Bioelectronics, Vol. 24, pp. 3637-3644. 

  12. Li, W. H., Sun, J., Liu, B. and Zhang, X. Z., 2007, "Simulation Study of Quadrupole Dielectrophoretic Trapping," Proceedings of the 4th WSEAS International Conference on Fluid Mechanics, pp. 1-7. 

  13. Voldman, J., 2006 "Dielectrophoretic Trap for Cell Manipulation," In BioMEMS and Biomedical Nanotechnology IV: Biomolecular Sensing, Processing and Analysis, M. Ferrari, R. Bashir and S. Wereley (Eds.), Springer, New York, pp. 159-186. 

  14. Paul, W., 1990, "Electromagnetic Traps for Charged and Neutral Particles," Reviews of Modern Physics, Vol. 62, No.3, pp. 531-540. 

  15. Voldman, J., Braff, R. A., Toner, M., Gray, L. M. and Schmidt, M. A., 2001, "Holding Forces of Single-Particle Dielectrophoretic Traps," Biophysical Journal, Vol. 80, pp. 531-541. 

  16. Rosenthal, A., Taff, B.M. and Voldman, J., 2006, "Quantitative Modeling of Dielectrophoretic Traps," Lab on a Chip, Vol. 6, pp. 508-515. 

  17. Berkland, D. J., Miller, J. D., Bergquist, J. C., Itano, W. M. and Windland, D. J., 1998, "Minimization of Ion Micromotion in a Paul Trap," Journal of Applied Physics, Vol. 83, pp. 5025-5033. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로