| 초록 |
1. 서론 미세전자기계시스템(MEMS)의 발달과 함께 미세유체역학은 화학, 물리, 생물학, 공학 등 다양한 분야에서 매력적인 잠재력이 있는 응용성을 보여주었다. 일반적으로, 미세유체역학은 높이 혹은 가로, 세로가 마이크로미터 크기인 미세구조물에서의 유체의 움직임에 대한 연구이다. 미세유체역학 시스템은 기존의 치수가 큰 유체역학 장치들에 비해 저비용, 고민감성, 빠른 응답속도, 그리고 적은 양의 샘플이나 시약을 요구한다는 점 등 많은 이점이 있다. 그 결과 생물학적, 화학적 샘플을 감지하고 분석하는 데 있어 미세유체역학 칩은 지난 수십 년 동안 상당한 이목을 끌어왔다[1]. 미세유체역학 칩은 내부 크기가 작기 때문에 분석하고자 하는 샘플의 농도가 충분히 높을 것을 요구하지만, 일반적으로 실제 바이오 샘플이나 화학 샘플은 농도가 낮아서 앞선 조건을 충족시키기 어려웠고, 이에 따라 희석되어 있는 샘플을 농축하는 기술이 상당한 가치를 지니게 되었다. 최근에는 다양한 나노구조물들과 결합된 미세/초미세유체역학 시스템(micro-/nanofluidic system)이 분석 및 탐지 분야에서 새로운 플랫폼으로 나타났다. 이 시스템은 이온농도분극(Ion Concentra-tion Polarization, ICP) 현상을 이용하여 샘플을 마이크로-나노유체 경계에서 수백 배 농축시킬 수 있다[2]. ICP를 이용한 장치는 고효율 샘플 농축[3]과 비선형 전기수력유동(nonlinear electrokinetic flow)의 특성이 있는데[4], 이를 적절히 활용한다면 샘플의 반응속도를 가속화한다든가 샘플 감지 민감성을 상당히 향상시킬 수 있을 거라 기대되었다. 그에 따라 최근 수십 년 동안 미세/초미세유체역학 시스템은 많은 흥미를 끌어왔고[5], 이에 대한 기초적 연구와 응용연구들이 많이 이루어졌다. 이 논문은 ICP의 기초적 연구와 바이오 샘플 농축장치 및 고성능 바이오분석장치를 주로 다를 것이다. 먼저 ICP에 대한 전반적인 이해와 비선형 전기수력유동에 대해 이야기하고, 고성능 센서로서의 가능성과 진행 상황에 대해 이야기할 것이다. 그리고 마지막으로 한계점과 전망에 대해 이야기할 것이다. ** 원문은 파일 다운받기를 해주세요 :-) |
