| 초록 |
1.분석자 서문 다상 및 액적 기반의 미세유체 시스템은 빠른 반응시간 및 샘플/시약의 절약 등의 장점들이 있기 때문에 생화학분석 분야로 응용하고자 하는 관심이 증대하고 있다. 미세유체 시스템에서 균일(액체-액체) 반응이나 비균일(고체-액체) 공정을 구현하는 혁신적인 기술들이 제안되고 있다. 타깃이 되는 분석물을 추출하고 정제하기 위해서는 복수의 세정 작업을 포함한 다단계 프로토콜을 실현해야 한다. 특정 개체와 결합하기 위해 자기적 또는 광학적 성질을 가지는 기능화된 고체 지지체가 이용된다. 이러한 지지체의 조작을 위해서 다양한 미세유체 기술이 이용되며 이는 기존의 키트 기반 생명의학 프로토콜의 소형화와 자동화를 가능하게 할 수 있다. 이러한 기술은 따라서 임상응용이나 진단을 위한 완전히 새로운 기술의 기반이 될 것이다. 본 분석에서는 자성 고체 지지체를 사용한 다양한 추출 기술의 작동 원리 및 현존 기술의 성숙도, 미래 생명의학 분야로의 응용에 대해 정리하여 연구자들의 이해를 돕고자 하였다. 2. 목차 1. 개요 2. 정적 액적 미세유체 기술과 자성 고체상 추출 2.1. 부분적으로 공유된 메니스커스에 의해 정의된 물리적 분리 상태의 유체 2.2. 오일에 의해 완벽하게 둘러싸인 흩어진 수상 3. 동적 액적 미세유체 기술 3.1. 디지털 액적 미세유체 기술(DMF) 3.2. 연속성 액적 미세유체 기술 4. 결론 고체 지지체를 결합하면서 균일한 액체-액체 반응에 한정되어 있던 다상 미세유체 시스템의 활용성이 크게 확장되었다. 보다 복잡한 생화학 프로토콜의 수행을 가능하게 함으로써 더욱 자동화되고 사용자 친화적인 기술의 개발로 대용량 진단이나 안보, 환경 영역의 분석에서도 필수불가결하게 될 것이다. 앞서 소개된 방법들은 각각의 장점과 한계점들이 있지만, 자성 활용이 결합된 다상 미세유체 시스템은 미세유체 시스템의 성장 분야의 잠재력을 증대시킬 것이며 다단계 조작 프로토콜, 원시 샘플의 직접 분석 등을 가능하게 할 것이다. 표 1은 이 분야의 가장 발전된 기술들을 요약 비교해놓았다. 대체적으로, 고체 지지체와 연속성 액적 미세유체 시스템의 결합은 현재의 생화학 프로토콜을 소량화하는 결정적 역할을 할뿐더러 진단과 연구 분야의 획기적 토대를 마련할 것이다. References 1. M. Serra, D. Ferraro, I. Pereiro, J-L Viovy, S. Descroix, The Power of Solid Supports in Multiphase and Droplet-based Microfluidics: Towards Clinical Applications., Lab on a Chip, 23, 2017. 2. S. M. Berry, E. T. Alarid and D. J. Beebe, One-step purification of nucleic acid for gene expression analysis via Immiscible Filtration Assisted by Surface Tension (IFAST). Lab Chip, 2011. 3. H. Chen, A. Abolmatty and M. Faghri, Microfluidic inverse phase ELISA via manipulation of magnetic beads, Microfluid. Nanofluid., 2011 4. H. Bordelon, N. M. Adams, A. S. Klemm, P. K. Russ, J. V. Williams, H. K. Talbot, D. W. Wright and F. R. Haselton,, Development of a low-resource RNA extraction cassette based on surface tension valves. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2011. 5. S. M. Berry, H. M. Pezzi, A. J. LaVanway, D. J. Guckenberger, M. A. Anderson and D. J. Beebe, AirJump: Using Interfaces to Instantly Perform Simultaneous Extractions. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016. 6. M. Shikida, K. Takayanagi, K. Inouchi, H. Honda and K.Sato, Using wettability and interfacial tension to handle droplets of magnetic beads in a micro-chemical-analysis system, Sens. Actuators, B, 2006. 7. U. Lehmann, C. Vandevyver, V. K. Parashar and M. A. M. Gijs, Droplet-Based DNA Purification in a Magnetic Lab-on-a-Chip. Angew. Chem., Int. Ed., 2006. 8. Y. Fouillet, D. Jary, C. Chabrol, P. Claustre and C. Peponnet, Digital microfluidic design and optimization of classic and new fluidic functions for lab on a chip systems. Microfluid. Nanofluid., 2008. 9. R. S. Sista, A. E. Eckhardt, V. Srinivasan, M. G. Pollack, S.Palanki and V. K. Pamula, Heterogeneous immunoassays using magnetic beads on a digital microfluidic platform. Lab Chip, 2008. 10. D. Lombardi and P. S. Dittrich, Droplet microfluidics with magnetic beads: a new tool to investigate drug ndash;protein interactions. Anal. Bioanal. Chem.2011. ※ 이 자료의 분석은 미국 Illumina의 이민성님께서 수고해주셨습니다. |
