• 멤브레인
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• 제19권2호
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• pp.157-164
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• 2009

소수성, 고무상 고분자인 polydimethylsiloxane (PDMS) 소재를 대상으로 치밀한 단일막과 복합막을 제조하였으며 이들을 이용한 투과증발법을 통해 바이오부탄올을 농축하는 실험을 수행하였다. 바이오부탄올 회수를 위해 $1{\sim}5wt%$의 부탄올이 함유된 모델 수용액을 대상으로 조업온도$(20{\sim}40^{\circ}C)$와 막두께$(1{\sim}100{\mu}m)$를 변화시키면서 PDMS막의 투과증발 특성을 조사하였다. $100{\mu}m$ 두께 PDMS 단일막의 경우 공급부탄올의 농도가 증가할수록 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도가 증가하였다. 이러한 결과는 물보다 부탄올에 대한 PDMS 소재의 친화성과 막 사슬 내의 큰 자유부피(free volume)로 부탄올에 대한 확산저항이 적기 때문에 부탄올에 대한 선택도와 투과도가 높은 것으로 파악되었다. 조업온도를 $20{\sim}40^{\circ}C$로 증가시키며 투과증발특성을 조사한 결과, 온도의 상승에 따라 포집된 부탄올의 농도, 선택도, 투과도 모두 증가하였다. PDMS막의 두께가 $100{\mu}m$에서 $1{\mu}m$로 얇아질수록 포집된 부탄올의 농도와 선택도는 감소하였으며 투과도는 증가하는 경향을 보였다.

• 한국식품영양학회지
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• 제18권4호
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• pp.373-379
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• 2005

The volatile components of Pinus densiflora needles were studied by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS), using seven kinds of solid phase microextraction (SPME) fibers, seven in SPME fibers: 100 ${\mu}m$ PDMS, 65 ${\mu}m$ PDMS/DVB, 65 ${\mu}m$ SF-PDMS/DVB, 85 ${\mu}m$ PA, 75 ${\mu}m$ CAR/PDMS, 65 ${\mu}m$ CW/DVB and 50/30 ${\mu}m$ DVB/CAR/PDMS fibers. A total of 40 components were identified by using the seven different SPME fibers. The identified components were classified, according to their functionalities, as follows: 26 hydro-carbons, 7 alcohols, 4 carbonyl compounds, and 3 esters. The major volatile components of Pinus densiflora needles identified by these SPME fibers were $\alpha$-pinene ($1.7\~21.7\;{\mu}g/g$), $\beta$-myrcene ($2.0\~20.1\;{\mu}g/g$), $\beta$-phel-landrene ($4.6\~22.8\;{\mu}g/g$), $\beta$-caryophyllene ($6.7\~26.0\;{\mu}g/g$) germacrene D ($1.1\~11.9\;{\mu}g/g$). In the comparison of the seven SPME fibers, PDMS appeared to be the most suitable fiber for the analysis of hydrocarbon compounds and CAR/DPMS, PDMS/DVB, CW/VB and DVB/CAR/PDMS are shown to be optimal for analysis of the alcohols and carbonyl compounds.

• KSBB Journal
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• 제24권5호
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• pp.432-438
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• 2009

본 연구는 환경샘플 중 병원균을 진단하기 위한 목적을 가진다. 최소 챔버 칩에서 환경 샘플 중 병원균을 농축하고 mRNA를 증폭하여 효과적이고 간단한 진단방법을 고안하였다. PDMS로 면적 $1.5\;cm{\times}\;1.5\;cm$, 높이 $100\;{\mu}L$의 칩을 제작하여 유리에 부착시켰다. RNase에 의한 진단 오류 또는 실패를 막고자 RNase away 처리를 하고, RNA와 PDMS의 결합을 막기 위해 BSA 처리를 하였다. 수질에 있는 병원균은 매우 적은 농도로 존재하므로 농축의 과정이 필요하다. 농축의 방법에는 여러 가지가 있으나 본 연구에서는 유리 비드를 칩 내에 삽입하고 저농도의 시료를 주입함으로서 고농도로 농축을 하는 방법을 사용하였다. 그러나 부피가 작은 칩 내에서 수행하기에는 내부 압력이 작용하여 문제가 발생하여 $100\;{\mu}m$의 유리 비드를 사용하고 유리비드의 칩 내부 이탈을 방지하기 위하여 댐을 만들어 농축에 가장 적합한 칩의 형태를 잡았다. 시료의 주입속도에 따라 내부 압력이 상승하여 댐의 기능이 상실하여 유리 비드가 이탈하게 되므로 그것을 방지하기 위하여 칩 내에 댐을 강화하여 만들고 내부압력 증가가 방지되는 최적의 댐을 개발하여 시료의 주입 속도 5 mL/min까지 유리 비드의 이탈을 막았다. 유리 비드에서의 RNA 농축은 pH 5에서 효과적이고 pH가 증가할수록 유리 비드와 RNA의 결합이 끊어지는 현상을 보였으므로 시료에 pH 5의 버퍼를 첨가하여 농축을 진행하고 중성의 NASBA 용액을 주입하여 유리비드에서 탈착된 농축된 고농도의 RNA를 증폭하였다. NASBA는 항온 수조에서 온도에 변화 없이 $41^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 진행하며 증폭된 mRNA는 직접 확인하였다. 이 방법은 LOC 기술을 적용하여 저농도의 시료를 효과적으로 측정할 수 있도록 편리한 바이오 칩을 개발함으로써 대용량의 샘플 중 극 저농도의 대장균을 효과적으로 검출할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 분석과학
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• 제14권5호
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• pp.392-399
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• 2001

생물시료에 존재하는 휘발성 유기화합물 중 n-butylbenzene과 1,2-dibromo-3-chloropropane (DBCP)를 기체크로마토그래피/질량분석기-선택이온검색법에 의해 수행하였다. 시료 중 휘발성 유기화합물은 $100{\mu}m$ polydimethyl siloxane (PDMS) fiber를 사용하여 headspace solid phase microextractio (SPME) 및 purge & trap 방법에 의해 추출 및 비교하였다. SPME에 의한 회수율은 n-butylbenzene의 경우 85.8%, DBCP의 경우 92.4%로 나타났고 검출한계는 각각 $0.15{\mu}g/kg$, $0.05{\mu}g/kg$로 나타났다. 반면, purge & trap의 경우 회수율은 n-butylbenzene의 경우 115.2%, DBCP의 경우는 80.9%로 나타났고 검출한계는 각각 $0.04{\mu}g/kg$ 및 $0.70{\mu}g/kg$로 나타나 두 방법에 있어 국내에서 규제하는 검출한계측면에서 큰 차이는 없었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권10호
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• pp.1261-1268
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• 2006

This paper reports low-cost microreactor $(10{\mu}{\ell})$ biochip for the DNA PCR (polymerase chain reaction). The microbiochip $(20mm{\times}28mm)$ is a hybrid type which is composed of PDMS (polydimethylsiloxane) layer with serpentine micochannel $(360{\mu}m{\times}100{\mu}m)$ chamber and glass substrate integrated with microheater and thermal microsensor. Undesirable bubble is usually created during sample loading to PMDS-based microchip because of hydrophobic chip surface. Created bubbles interrupt stable biochemical reaction. We designed improved microreactor chamber using microfluidic simulation. The designed reactor has a coner-rounded serpentine channel architecture, which enables stable injection into hydrophobic surface using micropipette only. Reactor temperature needed to PCR reaction is controlled within ${\pm}0.5^{\circ}C$ by PID controller of LabVIEW software. It is experimentally confirmed that SRY gene PCR by the fabricated microreactor chip is performed for less than 54 min.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권1호
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• pp.26-31
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• 2006

This paper reports low-cost PDMS/glass based DNA microbiochip for the restriction enzyme reaction and its products detection using the capillary electrophoresis. The microbiochip ($25mm{\times}75mm$) has the heater integrated reactor ($5{\mu}{\ell}$) for DNA restriction enzyme reaction at $37^{\circ}C$ and the microchannel ($80\;{\mu}m{\times}100\;{\mu}m{\times}58mm$) for the capillary electrophoresis detection. It is experimentally confirmed that the digestion of the plasmid ($pGEM^{(R)}-4Z$) by the enzyme (Hind III and Sca I) is performed for less than 10 min and its electrophoresis detection is able to sequentially on the fabricated microbiochip.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.27-35
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• 2014

해수 내 유류계 방향족탄화수소인 BTEX(benzene, toluene, ethylbenzene, xylene)와 다환방향족탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons: PAHs)를 동시에 분석할 수 있는 기술 개발을 위해 GC/MS에서 고체상미량추출법(solid phase microextraction: SPME)을 이용하여 최적의 분석기법을 정립하였다. SPME 기법은 전통의 분석 방법과 비교할 때 조작이 간단하고, 파이버를 재사용할 수 있고, 휴대하기 쉽고, 시료의 운반이나 저장하는 동안 오염을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. 최적의 SPME 조건을 정립하기 위해 여러 변수 즉, SPME 수착제, 흡착 시간, 흡착 온도, 교반 속도, GC 탈착 시간들을 확인하였다. 다양한 SPME 수착제($100{\mu}m$ PDMS, $75{\mu}m$ CAR/PDMS, $65{\mu}m$ PDMS/DVB)를 이용하여 BTEX와 PAHs(분자량 78부터 202까지)를 동시에 분석한 결과 $65{\mu}m$ PDMS/DVB를 최적의 수착제로 선정하였다. 최적의 수착제로 $65{\mu}m$ PDMS/DVB 선정한 다음 순차적으로 다른 변수들을 확인하였다. 그 결과 BTEX와 PAHs 동시 분석하기 위한 최적의 SPMD 조건은 흡착시간 60분, 흡착온도 $50^{\circ}C$, 교반속도 750 rpm, GC 탈착시간 3분으로 결정되었다. 최적화한 HS-SPME-GC/MS 분석법을 이용하여 인공오염해수 내 유류계 방향족탄화수소 분석 결과 이전 연구 방법과 유사하였다. HP-SPME-GC/MS 분석법은 기존에 유기용매를 사용한 방법이 가졌던 단점과 제한점을 보완할 수 있으며, 해수 내 유류에 의한 BTEX 및 PAHs 분석에 효율적으로 적용할 수 있다.

• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.238-242
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• 2005

본 연구에서 soft lithographic mothed 기술을 사용하여 마이크로채널을 만들기 위해 polydimethylsiloxane (PDMS)와 SU-8 감광제를 사용하였다. 외부전압과 채널너비에 대한 영향을 조사하기 위하여 마이크로채널의 너비를 $100{\mu}m,\;200{\mu}m,\;300{\mu}m$로 제작하였으며, 각각의 마이크로채널에 외부전압을 걸어 유체의 속도를 측정하였다. 그 결과 동일한 너비를 갖는 마이크로채널에 외부전압을 변화시켰을 때, 외부전압이 증가할수록 유체의 속도가 증가하였다. 이는 외부전압이 증가할수록 계면에서의 전기이중층이 압축되어 제타전위의 값이 증가하기 때문인 것으로 해석된다. 또한, 동일한 외부전압에서 마이크로채널의 너비가 증가할수록 유체의 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 채널 너비의 증가가 내부의 저항을 감소시켜 유체의 속도가 보다 빠르게 나타나는 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제14권6호
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• pp.471-475
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• 2001

$85{\mu}m$-polyacrylate(PA) 와 $100{\mu}m$-polydimethylsiloxane(PDMS) fiber를 사용하여 물증의 DBCP와 n-butylbenzene을 추출한 후 GC-MS로 분석하는 방법을 연구하였다. SPME 과정에 영향을 미치는 인자들, 즉 추출 시간, 주입 길이, 주입 온도, 탈착 시간 및 탈착 온도들에 대한 최적화 조건을 조사하였다. 검량선의 직선성(correlation coefficient, R)은 0.99 이상이었으며, 본 분석법의 검출한계는 1.5 와 $10.8{\mu}g/L$ 이었고, 분석법의 재현성은 RSD 10.4와 14.4 % 였다.

• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.28-32
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• 2006

본 연구에서는 polydimethylsiloxane (PDMS)와 glass로 이루어진 마이크로채널의 너비와 깊이 및 외부전압에 따른 특성을 알아보기 위하여 각각의 마이크로채널에서의 유량 변화를 조사하였다. PDMS와 SU-8 감광제를 사용하는 soft lithographic method 기술을 사용하여 마이크로채널을 만들었다. 채널의 깊이 $50{\mu}m$와 $100{\mu}m$에 대하여, 채널의 너비를 $100{\mu}m$, $200{\mu}m$, $300{\mu}m$로 하여 제작하였으며, 각각의 마이크로채널에 0.3 kV, 0.35 kV, 0.4 kV 그리고 0.45 kV의 외부전압을 걸어 유량 변화를 측정하였다. 실험 결과, 동일한 너비를 갖는 마이크로채널에서는 외부전압이 증가함에 따라 유량이 증가하였다. 이는 외부전압이 증가함에 따라 전기장이 증가하기 때문이다. 동일한 외부전압에서 마이크로채널의 너비가 증가할수록 유량이 증가하는 경향이 나타났고, 이는 채널 너비의 증가가 내부의 저항을 감소시키는 효과를 가져온 것으로 사료된다. 또한, 동일하게 단면적을 두 배로 증가시켜 깊이와 너비의 영향을 조사한 결과, 저 전압에서는 깊이의 영향이 크게 나타났으며 고 전압에서는 너비의 영향이 크게 나타났다.