• 대한기계학회논문집A
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• 제36권5호
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• pp.475-479
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• 2012

본 논문은 고차가지구조 폴리머인 AEO3000 를 이용한 UV 광경화 성형 공정을 제안하고자 한다. 이는 기존의 바이오칩 제작에 사용되는 PDMS 보다 경도가 높아 금속 전극 형성이 용이하고 제작 공정이 빠르다는 장점을 갖는다. AEO3000 을 이용하여 본 연구에서는 4 개의 소자를 전기적 유체적으로 연결할 수 있는 전기유체 통합벤치를 제작하고 미소유체 혼합소자와 세포분리소자를 연결, 본 소재와 공정이 바이오칩에 적용될 수 있음을 검증하였다. 전기 유체적 특성 분석 결과 전기적 접촉 저항은 $0.75{\pm}0.44{\Omega}$으로 충분히 작은 값을 보였으며, 유체 접속의 압력 저하는 8.3kPa로 기존의 튜브 연결 방법 대비 39.3% 개선된 값을 보였다. 통합벤치에 접속된 소자에 활성 및 비활성 효모를 주입하여 순차적인 혼합 및 재분리를 성공적으로 구현함으로써 본 소자에 적용된 AEO3000 및 UV 광경화 공정이 생체시료의 처리에 적용될 수 있음을 실험적으로 검증하였다. 이는 바이오 의료 분야에 적용 가능한 생체 친화적 소재의 고속 생산에 응용될 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.706-713
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• 2019

본 연구에서는 미세유체 시스템 제작에 적합한 3D 프린팅 방식 및 소재 별 표면특성 분석을 통해 각 응용 사례에 적합한 프린터 및 소재 선정에 가이드라인을 줄 수 있는 기초 연구를 수행하였다. 가장 보편적으로 사용되는 적층 방식과 해상도가 상대적으로 높은 광경화 방식에 대해 프린팅 방식과 소재에 따른 표면 특성을 살펴보았다. 적층 방식의 프린트물은 소재에 무관하게 후처리 전에는 친수성 특성을 보이나 아세톤 증기에 의한 후처리 후에는 소수성 특성을 보임을 확인할 수 있었다. SEM을 이용한 표면 조도 관찰을 통해 이러한 접촉각의 변화가 후처리에 의한 표면의 결 구조의 제거에 기인한 것임을 확인하였다. 광경화식 프린트물은 적층식 대비 친수성의 특성을 보였으나 소수성 코팅을 이용해 표면 개질이 가능함을 실험적으로 확인하였다. 두 프린팅 방식 중 투명한 재질이 요구되는 경우, 적층 방식은 투명한 시편을 만드는 것이 불가능함을 확인하였으며 광경화 방식의 경우 충분한 투명도가 확보됨을 확인하였다. 액적 접촉충전 현상에 기반한 디지털 전기천공 시스템의 electroporation chip을 광경화 방식으로 제작하였으며 성공적으로 전기천공을 시연함으로써 미세유체 시스템에 직접 적용이 가능함 또한 확인하였다.

• Parasites, Hosts and Diseases
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• 제59권1호
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• pp.77-82
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• 2021

As malaria remains a major health problem worldwide, various diagnostic tests have been developed, including microscopy-based and rapid diagnostic tests. LabChip real-time PCR (LRP) is a small and portable device used to diagnose malaria using lab-on-a-chip technology. This study aimed to evaluate the diagnostic performance of LRP for detecting malaria parasites. Two hundred thirteen patients and 150 healthy individuals were enrolled from May 2009 to October 2015. A diagnostic detectability of LRP for malaria parasites was compared to that of conventional RT-PCR. Sensitivity of LRP for Plasmodium vivax, P. falciparum, P. malariae, and P. ovale was 95.5%, 96.0%, 100%, and 100%, respectively. Specificity of LRP for P. vivax, P. falciparum, P. malariae, and P. ovale was 100%, 99.3%, 100%, and 100%, respectively. Cohen's Kappa coefficients between LRP and CFX96 for detecting P. vivax, P. falciparum, P. malariae, and P. ovale were 0.96, 0.98, 1.00, and 1.00, respectively. Significant difference was not observed between the results of LRP and conventional RT-PCR and microscopic examination. A time required to amplify DNAs using LRP and conventional RT-PCR was 27 min and 86 min, respectively. LRP amplified DNAs 2 times more fast than conventional RT-PCR due to the faster heat transfer. Therefore, LRP could be employed as a useful tool for detecting malaria parasites in clinical laboratories.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2102-2104
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• 2004

In this study, sheathless electrospray from PDMS/glass microchips with conducting metal emitter tip is described. A chip-based capillary electrophoresis/mass spectrometry (CE/MS) system has advantages of the CE separation and on-line electrospray detection of peptide solution. We have fabricated a new electrospray ionization(ESI) device composed of the metal emitter tip and CE separation channel monolithically in a glass microchip. The separation channel and metal emitter tip are fabricated using a glass wet etching and gold electro plating process, respectively. The fabricated micro electrospray chip was tested by spraying peptide sample for mass spectrometric analysis. Singlely-charged peak and doublely-charged peak of peptide were detected and further MS/MS fragmentation was performed in each peak. Direct comparisons with conventional glass or fused silica emitters showed very similar performance with respect to signal strength and stability.

• 센서학회지
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• 제13권5호
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• pp.378-382
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• 2004

A micromachined fluidic structure for the introduction of liquid samples into a chip-based sensor array composed of individually addressable polymeric microbeads has been developed. The structure consists of a separately attached cover glass, a single silicon chip having micromachined channels and microbead storage cavities, and a glass carver. In our sensor array, transduction occurs via colorimetric and fluorescence changes to receptors and indicator molecules that are covalently attached to termination sites on the polymeric microbeads. Data streams are acquired for each of the individual microbeads using a CCD. One of the key parts of the structure is a passive fluid introduction system driven only by capillary force. The velocity of penetration of a horizontal capillary for the device having a rectangular cross section has been derived, and it is quite similar to the Washburn Equation calculated for a pipe with a circular cross section having uniform radius. The test results show that this system is useful in a ${\mu}$-TAS and biomedical applications.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2002년도 마이크로/바이오 가시화기술부문 학술강연회
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• pp.79-84
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• 2002

Most microfluidic devices such as heat sinks for cooling micro-chips, DNA chip, Lab-On-Chip, and micro pumps etc. have microchannels of various size. Therefore, the design of practical microfluidics demands detail information on flow structure inside the microchannels. However, detail velocity field measurements are rare and difficult to carry out. In addition, as the microfluidics expands, accurate understanding of microscale transport phenomena becomes very important. In this research, micro-PIV system was employed to measure the velocity fields of flow inside a micro-channel. We carried out PIV measurements for several microchannels with varying channels width, inlet and outlet shape, filters, CCD camera and ICCD camera, etc. For effective composition of micro-PIV system, first of all, it is essential to understand optics related with micro-imaging of particles and the particle dynamics encountered in micro-scale channel flows. In addition, it is necessary to find the optimal condition for given experimental environment and? micro-scale flow to be investigated. The problems encountered in measuring velocity field of micro-channel flows are discussed in this paper.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.237-242
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• 2018

마이크로 믹서는 랩-온-어-칩이나 마이크로 유체 기기의 하나의 구성품으로 두 가지의 화학 물질을 혼합(융합)하는 장치이다. 본 연구는 다양한 형상의 패시브 마이크로 믹서의 성능을 평가하는 것을 목적으로 한다. 다양한 형상의 마이크로 믹서는 총 6가지의 형상을 비교하였고, 서로 동일한 수력 직경을 갖도록 3차원 모델링하였다. 내부 혼합 유동을 전산모사하기 위해여 상용 유동해석 프로그램인 ANSYS Fluent를 사용하였다. 수치해석 방법은 본 논문에 자세하게 기술하였다. 마이크로 믹서의 성능 평가는 혼합 지수와 압력 강하로 비교하였고, 결론적으로 CDM-8T은 합리적인 혼합성능과 상대적으로 낮은 압력 강하를 갖는 것으로 나타났다.

• BioChip Journal
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• 제12권4호
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• pp.326-331
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• 2018

Contamination by pesticides is an everincreasing problem associated with fields of environmental management and healthcare. Accordingly, appropriate treatments are in demand. Pesticide detection methods have been researched extensively, aimed at making the detection convenient, fast, cost-effective, and easy to use. Among the various detecting strategies, paper-based assay is potent for real-time pesticide sensing due to its unique advantages including disposability, light weight, and low cost. In this study, a paper-based sensor for chlorpyrifos, an organophosphate pesticide, has been developed by layering three sheets of patterned plates. In colorimetric quantification of pesticides, the blue color produced by the interaction between acetylcholinesterase and indoxyl acetate is inhibited by the pesticide molecules present in the sample solutions. With the optimized paper-based sensor, the pesticide is sensitively detected (limit of detection =8.60 ppm) within 5min. Furthermore, the shelf life of the device is enhanced to 14 days after from the fabrication, by treating trehalose solution onto the deposited reagents. We expect the paper-based device to be utilized as a first-screening analytic device for water quality monitoring and food analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2781-2784
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• 2007

Early detection of a disease is important to tackle treatment issues in a better manner. Several diagnostic techniques are in use, these days; for such purpose and tremendous research is going on to develop newer and newer methods. However, more work is required to be done to develop cheap and reliable early detection techniques. Micro-fluidic chips are also playing key role to deliver new devices for better health care. The present study focuses on a review of recent developments in the interrogation of different techniques and present state-of-the-art of microfluidic sensor for better, quick, easy, rapid, early, inexpensive and portable POCT (Point of Care testing device) device for a particular study, in this case, bone disease called osteoporosis. Some simulations of the microchip are also made to enable feasibility of the development of a blood-chip-based system. The proposed device will assist in early detection of diseases in an effective and successful manner.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2099-2101
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• 2004

본 연구에서 제안하는 마이크로 시스템은 열공압 방식으로 구동되고 제작비용이 저렴한 indium tin oxide (ITO) 및 polydimethylsiloxane (PDMS)로 제작되었다. 제안된 마이크로 밸브와 마이크로 펌프의 구조는 ITO 히터, SU-8 층, PDMS membrane, 그리고 PDMS 채널로 구성 되어 있다. 제안된 마이크로 펌프와 마이크로 밸브는 제작 공정 및 구조가 간단하고 값이 저렴하며, 마이크로 펌프와 마이크로 밸브를 같은 기판 위에 쉽게 직접화할 수 있는 장점을 가진다. 마이크로 밸브의 유량은 채널 폭에 비례하며 밸브가 closing 되는 전력은 채널의 폭과 상관없이 100 mW이다. 마이크로밸브의 ITO 히터의 온-오프에 따라 유량이 매우 잘 제어되었다. 제안된 마이크로 펌프의 경우, 히터의 인가 펄스 전압이 증가함에 따라 유량은 선형적으로 비례 증가함을 관찰할 수 있다. 마이크로 펌프의 최대 유량은 펄스 전압과 duty 비가 55V와 10%일 때 6 Hz에서 78 nl/min이 측정 되었다.