$\require{mediawiki-texvc}$

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.

주사기 바늘 기반의 미세유체 장치를 이용한 단분산성 PEGDA 입자의 제조
Preparation of Monodisperse PEGDA Microparticles Using a Dispensing Needle Based Microfluidic Device 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.57 no.1, 2019년, pp.58 - 64  

진시형 (충남대학교 공과대학 바이오응용화학과) ,  김태완 (충남대학교 공과대학 바이오응용화학과) ,  오동석 (충남대학교 공과대학 바이오응용화학과) ,  강경구 (충남대학교 공과대학 바이오응용화학과) ,  이창수 (충남대학교 공과대학 바이오응용화학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 연구는 주사기 바늘 기반의 미세유체 장치에서 균일한 polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) 입자를 제조하는 새로운 방법을 소개한다. 미세유체 장치는 다양한 규격의 기성품들을 별도의 장비없이 조립하여 제작된다. 이 미세유체 장치에서 광개시제를 포함한 PEGDA 분산상과 오일의 연속상의 부피유속을 제어하여 단분산성 PEGDA 액적을 형성한다. PEGDA 액적은 장치의 말단에서 자외선 조사에 의해 입자로 중합된다. 입자의 크기는 부피유속과 미세유체 장치의 규격을 조절하여 손쉽게 제어되며 입자의 단분산도는 변동계수(coefficient of variation)값이 2.57%로 계산된다. PEGDA입자의 생물학적 응용을 증명하기 위해서 세포를 함입시키고 증식과 생존을 관찰한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study presents a novel method for preparing monodisperse polyethylene glycol diacrylate (PEGDA) microparticles in a dispensing needle based microfluidic device. The microfluidic devices are manufactured by manually assembling various off-the-shelf products without using additional equipment. In...

주제어

표/그림 (4)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 본 연구는 주사기 바늘 기반의 미세유체 장치에서 단분산성 PEGDA 입자를 제조하는 방법을 제안하였다. 기존의 미세유체 장치들과 달리 주사기 바늘, 십자형 연결관, 타이곤 튜브 등의 기성품들을 조립하는 매우 간단한 제작과정을 갖음으로써 공정 복잡성, 공정 비용 등의 문제를 해결하고 사용자의 접근성을 높였다.
  • PEGDA의 경우 생체적합성이 우수하다고 보고된 합성 고분자 물질로써 입자, 섬유, 패드 등의 형태로 제조되어 사용된다. 본 연구에서는 PEGDA 입자가 생체물질의 운반체로의 응용 가능성을 증명하기 위해서 Yarrowia Lipolytica 세포가 고정된 PEGDA 입자를 제조하였다(Fig. 4(A), (B)).
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주사기 바늘 기반의 미세 유체 시스템의 정의는 무엇인가? 따라서 보다 간단하고, 저렴하며, 쉽게 미세유로의 구조를 변경할 수 있는 특성을 가진 주사기 바늘(dispensing needle) 기반의 미세유체 시스템이 새롭게 각광받고 있다[28-30]. 주사기 바늘 기반의 미세 유체 시스템은 다양한 규격을 갖는 의료용 주사 바늘, 튜브, 튜브 연결관 등의 다양한 규격을 갖는 기성품들의 조립으로 미세유체 장치를 형성시키는 시스템으로 정의된다[28-30]. 정해진 규격의 기성품들을 조립함으로써 전문적인 제작기술이나 별도의 장비나 공정이 필요하지 않아 사용자의 접근성이 우수하다.
3D 프린팅, 커피 교반 막대 (stirring bar), 슬라이드 글라스와 같은 기성품(offthe-shelf)을 이용한 다양한 형태의 미세유체 시스템의 문제점은 무엇인가? 근래 이러한 문제를 극복하기 위해서 3D 프린팅, 커피 교반 막대 (stirring bar), 슬라이드 글라스와 같은 기성품(offthe-shelf)을 이용한 다양한 형태의 미세유체 시스템들이 개발되고 있다[25-27]. 하지만 이런 장치의 경우 다양한 크기의 입자를 제조하기에는 미세유체 장치의 가변성에 문제가 제기가 되고 있다. 따라서 보다 간단하고, 저렴하며, 쉽게 미세유로의 구조를 변경할 수 있는 특성을 가진 주사기 바늘(dispensing needle) 기반의 미세유체 시스템이 새롭게 각광받고 있다[28-30].
미세유체 시스템은 어떤것들이 있나? 미세유체 시스템의 내부를 흐르는 유체는 낮은 레이놀드 수를 갖으며 층류형태로 흐르기 때문에 비혼화성 유체들의 정교한 제어가 가능하다[9-11]. 대표적인 미세유체 시스템은 실리콘 계열의 고분자인 polydimethylsiloxane (PDMS), 유리 모세관(glass capillary) 기반의 장치들이 제작되어 사용된다[12-15]. PDMS기반 미세유체 시스템의 경우 반도체 제작공정(photo-lithography)과 고분자 복제 몰딩 공정(soft-lithography) 를 통해 장치를 제작한다[16-20].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (31)

  1. Choi, C. H., Lee, J., Yoon, K., Tripathi, A., Stone, H. A., Weitz, D. A. and Lee, C. S., "Surface-Tension-Induced Synthesis of Complex Particles Using Confined Polymeric Fluids," Angew. Chem. Int. Ed., 49(42), 7748-7752(2010). 

  2. Choi, C. H., Jung, J. H., Hwang, T. S. and Lee, C. S., "In Situ Microfluidic Synthesis of Monodisperse PEG Microspheres," Macromol. Res., 17(3), 163-167(2009). 

  3. Krutkramelis, K., Xia, B. and Oakey, J., "Monodisperse Polyethylene Glycol Diacrylate Hydrogel Microsphere Formation by Oxygen-Controlled Photopolymerization in a Microfluidic Device," Lab Chip, 16(8), 1457-1465(2016). 

  4. Li, C. Y., Wood, D. K., Hsu, C. M. and Bhatia, S. N., "DNA-Templated Assembly of Droplet-Derived PEG Microtissues," Lab Chip, 11(17), 2967-2975(2011). 

  5. Lee, A. G., Arena, C. P., Beebe, D. J. and Palecek, S. P., "Development of Macroporous Poly(ethylene glycol) Hydrogel Arrays within Microfluidic Channels," Biomacromolecules, 11(12), 3316-3324(2010). 

  6. Chen, H. S., Li, J., Zhou, W. Z., Pelan, E. G., Stoyanov, S. D., Arnaudov, L. N. and Stone, H. A., "Sonication-Microfluidics for Fabrication of Nanoparticle-Stabilized Microbubbles," Langmuir, 30(15), 4262-4266(2014). 

  7. Koh, C. G., Kang, X. H., Xie, Y. B., Fei, Z. Z., Guan, J. J., Yu, B., Zhang, X. L. and Lee, L. J., "Delivery of Polyethylenimine/DNA Complexes Assembled in a Microfluidics Device," Mol. Pharmaceutics, 6(5), 1333-1342(2009). 

  8. Kim, C., Park, K. S., Kang, S. M., Kim, J., Song, Y. and Lee, C. S., "Comparison of Pectin Hydrogel Collection Methods in Microfluidic Device," Korean Chem. Eng. Res., 53(6), 740-745(2015). 

  9. Ward, T., Faivre, M., Abkarian, M. and Stone, H. A., "Microfluidic Flow Focusing: Drop Size and Scaling in Pressure Versus Flow-Rate-Driven Pumping," Electrophoresis, 26(19), 3716-3724(2005). 

  10. Song, H., Bringer, M. R., Tice, J. D., Gerdts, C. J. and Ismagilov, R. F., "Experimental Test of Scaling of Mixing by Chaotic Advection in Droplets Moving Through Microfluidic Channels," Appl. Phys. Lett., 83(22), 4664-4666(2003). 

  11. Choi, C. H., Prasad, N., Lee, N. R. and Lee, C. S., "Investigation of Microchannel Wettability on the Formation of Droplets and Efficient Mixing in Microfluidic Devices," Biochip J., 2(1), 27-32(2008). 

  12. Jin, S. H., Jeong, H. H., Lee, B., Lee, S. S. and Lee, C. S., "A Programmable Microfluidic Static Droplet Array for Droplet Generation, Transportation, Fusion, Storage, and Retrieval," Lab Chip, 15(18), 3677-3686(2015). 

  13. Jin, S. H., Lee, S. S., Lee, B., Jeong, S. G., Peter, M. and Lee, C. S., "Programmable Static Droplet Array for the Analysis of Cell-Cell Communication in a Confined Microenvironment," Anal. Chem., 89(18), 9722-9729(2017). 

  14. Nam, J. O., Kim, J., Jin, S. H., Chung, Y. M. and Lee, C. S., "Microfluidic Preparation of a Highly Active and Stable Catalyst by High Performance of Encapsulation of Polyvinylpyrrolidone (PVP)-Pt Nanoparticles in Microcapsules," J. Colloid Interface Sci., 464, 246-253(2016). 

  15. Utada, A. S., Lorenceau, E., Link, D. R., Kaplan, P. D., Stone, H. A. and Weitz, D. A., "Monodisperse Double Emulsions Generated from a Microcapillary Device," Science, 308(5721), 537-541(2005). 

  16. Jin, S. H., Jung, J. H., Jeong, S. G., Kim, J., Park, T. J. and Lee, C. S., "Microfluidic Dual Loops Reactor for Conducting a Multistep Reaction," Front. Chem. Sci. Eng., 12(2), 239-246(2018). 

  17. Jin, S. H., Jang, S. C., Lee, B., Jeong, H. H., Jeong, S. G., Lee, S. S., Kim, K. P. and Lee, C. S., "Monitoring of Chromosome Dynamics of Single Yeast Cells in a Microfluidic Platform with Aperture Cell Traps," Lab Chip, 16(8), 1358-1365(2016). 

  18. Choi, C. H., Weitz, D. A. and Lee, C. S., "One Step Formation of Controllable Complex Emulsions: From Functional Particles to Simultaneous Encapsulation of Hydrophilic and Hydrophobic Agents into Desired Position," Adv. Mater., 25(18), 2536-2541(2013). 

  19. Choi, C. H., Jeong, J. M., Kang, S. M., Lee, C. S. and Lee, J., "Synthesis of Monodispersed Microspheres from Laplace Pressure Induced Droplets in Micromolds," Adv. Mater., 24(37), 5078-5082(2012). 

  20. Choi, C. H., Yi, H., Hwang, S., Weitz, D. A. and Lee, C. S., "Microfluidic Fabrication of Complex-Shaped Microfibers by Liquid Template-Aided Multiphase Microflow," Lab Chip, 11(8), 1477-1483(2011). 

  21. Zhu, P. G., Kong, T. T., Kang, Z. X., Tian, X. W. and Wang, L. Q., "Tip-Multi-Breaking in Capillary Microfluidic Devices," Sci. Rep., 6, 11102-1-11102-8(2015). 

  22. Nabavi, S. A., Vladisavljevic, G. T., Gu, S. and Ekanem, E. E., "Double Emulsion Production in Glass Capillary Microfluidic Device: Parametric Investigation of Droplet Generation Behaviour," Chem. Eng. Sci., 130, 183-196(2015). 

  23. Lee, T. Y., Ku, M., Kim, B., Lee, S., Yang, J. and Kim, S. H., "Microfluidic Production of Biodegradable Microcapsules for Sustained Release of Hydrophilic Actives," Small, 24(29), 1700646-1-1700646-11 (2017). 

  24. Kang, J. H., Lee, S. S., Guerrero, J., Fernandez-Nieves, A., Kim, S. H. and Reichmanis, E., "Ultrathin Double-Shell Capsules for High Performance Photon Upconversion," Adv. Mater., 29(21), 1606830-1-1606830-6(2017). 

  25. Ho, C. M. B., Ng, S. H., Li, K. H. H. and Yoon, Y. J., "3D Printed Microfluidics for Biological Applications," Lab Chip, 15(18), 3627-3637(2015). 

  26. Bardin, D. and Lee, A. P., "Low-Cost Experimentation for the Study of Droplet Microfluidics," Lab Chip, 14(20), 3978-3986 (2014). 

  27. Deng, N. N., Meng, Z. J., Xie, R., Ju, X. J., Mou, C. L., Wang, W. and Chu, L. Y., "Simple and Cheap Microfluidic Devices for the Preparation of Monodisperse Emulsions," Lab Chip, 11(23), 3963-3969(2011). 

  28. Hwangbo, K. H., Kim, M. R., Lee, C. S. and Cho, K. Y., "Facile Fabrication of Uniform Golf-Ball-Shaped Microparticles from Various Polymers," Soft Matter, 7(22), 10874-10878(2011). 

  29. Benson, B. R., Stone, H. A. and Prud'homme, R. K., "An "Off-the-Shelf" Capillary Microfluidic Device that Enables Tuning of the Droplet Breakup Regime at Constant Flow Rates," Lab Chip, 13(23), 4507-4511(2013). 

  30. Li, T. B., Zhao, L., Liu, W. M., Xu, J. and Wang, J. Y., "Simple and Reusable Off-the-Shelf Microfluidic Devices for the Versatile Generation of Droplets," Lab Chip, 16(24), 4718-4724(2016). 

  31. Xu, S., Nie, Z., Seo, M., Lewis, P., Kumacheva, E., Stone, H. A., Garstecki, P., Weibel, D. B., Gitlin, I. and Whitesides, G. M., "Generation of Monodisperse Particles by Using Microfluidics: Control over Size, Shape, and Composition," Angew. Chem. Int. Ed., 44(5), 724-728(2005). 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
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