마이크로 유체 시스템을 위한 기포 제거장치 설계

소개글

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목차

1. 서론

2. 연구 방법
2.1. 3D 도면 설계 및 주형 제작
2.2. PDMS 주조 작업 및 챔버 제작
2.3. 막의 소수성 처리 및 장치 완성
2.4. 유체 통과 실험

3. 결과 및 토의

4. 결 론

참고문헌

본문내용

밀리미터 혹은 마이크로미터 스케일 상의 액체샘플에 존재하는 기포는 미세유체실험에서 공 통적으로 발생하는 문제이다. 기포는 cavitation, 화학적 반응, 전기분해, 여타 피펫 등을 사용하는 주입과정 등에서 의도치 않게 발생한다. 그것들을 제거하는 것은 미세유체학자들의 주된 관심사이 다. 미세유체 계에 존재하는 기포는 생물학적 관심표본을 손상시킬 수 있으며 실험적으로 오차를 일 으킬 수 있다.
미세유체 계에서 기포들이 구체적으로 어떤 문제점을 유발하는지 알아보자. 첫째, 액체 샘 플 내에 존재하는 기포는 sampling과 pipetting의 오차를 불러일으킬 수 있다. pipette은 일정량의 액체를 가하거나 꺼낼 때 사용되는 도구로, 기포가 액체에 섞여 있다면 원하는 체적만큼의 액체를 가하거나 꺼낼 수 없다. 더불어 그렇게 가한 액체를 실험에 사용한다면 실험적인 오차를 일으킬 수 있다. 둘째, 생물학적 샘플 내의 기포는 팽창 또는 수축하면서 세포로 하여금 응력을 가하여 변형을 일으키고 심지어는 파괴 시킬 우려 또한 있다. 셋째, 기포가 미세유체 장치 (이를테면 lab-on-a-chip등)의 좁은 유로에서 액체와 함께 흘러간다면 일정하지 않은 유량이 발생하여 원하는 성능 및 의도치 않은 결과가 나올 수 있다. 넷째, 액체는 거의 비압축성인 것에 비하여 기포는 압축 성이므로 기포가 팽창 또는 수축을 하며 압력을 흡수하고, 압력 평형에 도달하는 시간이 증가된다. 이는 유체 반응성이 중요한 실험에서 오차를 유발할 수 있다.
이런 기포들을 제거하기 위해 사용되는 메커니즘에는 ‘트랩’과 ‘디버블링’ 두 가지가 있다. 트랩은 장치의 한 곳에 버블을 가두어 버블의 추가적인 흐름을 차단하는 시스템이다. 이 접근 법은 버블이 갇히는 동안에도 유체의 흐름이 유지된다는 장점을 갖는다. 하지만 트랩은 시스템에서 자체적으로 버블을 제거하지 못한다.

참고 자료

Micropumping of liquid by directional growth and selective venting of gas bubbles, Dennis Desheng Meng*‡ and Chang-Jin "CJ" Kim
An active bubble trap and debubbler for microfluidic system, Alison M.Skelley and Joel Voldman
Tandem - Bubble - Cell Interaction (Computer Simulation), YouTube Kevin G. Wang
3D microfluidic perfuison cell culture system with linear concentration gradient and air bubble trapping, Dae Hyoung Park, Hwa Joon Jeon, +3 authors Jeung Sang Go
㈜ REVODIX, Precision>Microfluidic system>ELVEFLOW(Pressure Controller)