실시간 분자인식 현상 규명을 위한 미세유체역학 디바이스의 제작
Fabrication of Microfluidic Devices for In Situ Molecular Recognition
- 주제(키워드) 분자인식 , 미세유체역학 디바이스 , 현상 규명
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 신치범
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지시스템학부
- 본문언어 영어
초록/요약
반도체 제조공정을 통해 제작되는 미세유체역학 디바이스는 생명-의학 분야에 진단용으로 광범위하게 사용되고 있다. 항산화단백질인 SOD1 단백질의 변이와 응집은 신경퇴행성 질환의 하나인 가족성 근위축측삭경화증(ALS)의 병인으로 추정되고 있다. SOD1 단백질의 변이와 응집현상을 실시간으로 관찰하기 위하여 굴절률의 변화를 측정하여 생체물질의 상호작용을 인지할 수 있는 표면 플라즈몬 공명분석방법이 수행되었다. 표면 플라즈몬 공명분석에서 사용하는 금 박막이 증착된 유리 기판에 여러 종류의 단백질을 부착시켜, 여러 종류의 실험을 동시에 실행할 수 있도록 미세유체역학에 기반을 둔 디바이스를 제작하였다. 미세유체역학 디바이스는 상용 반도체공정을 이용한 복제주조방법을 이용하여 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 제작되었다. 포토리소그래피 공정을 통하여 상용 CAD S/W로 작성한 형상으로, SU-8이 증착된 실리콘 웨이퍼가 몰드로 사용되었고, 여기에 PDMS를 부어 경화시키는 방법으로 미세유체역학 디바이스를 제작하였다. 이 디바이스를 작동시키는 구동력은 모세관력으로, 유속계와 펌프 등과 같은 추가적인 실험장치들이 불필요하다는 특징을 가지고 있다. 이 연구를 통하여 축적한 일련의 디바이스 설계 및 제작기법을 이용하여, 향후 PDMS의 표면에 나노분말소재 등의 기능기를 부착하여 SOD1 단백질의 변이와 응집현상을 진단할 수 있는 키트로의 응용도 가능하다.
more초록/요약
Miniaturized devices, based on a combination of microfabrication technology and life science, are widely used in medical fields. Mutation and aggregation of superoxide dismutase 1 (SOD1) are expected as one of the causes of familial amyotrophic lateral sclerosis (ALS). To investigate the surface phenomena of SOD1 using surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy, microfluidic devices are fabricated with polydimethylsiloxane (PDMS) to construct immobilized protein arrays. Microfluidic devices are designed and fabricated by replica molding method with commercial semiconductor fabrication processes. To make film masks for the SU-8-photoresist-based photolithographic process, two-dimensional drawing is done with commercial computer-aided design software. After pouring PDMS onto the molds (silicon wafers patterned with SU-8) and curing, surface of cured PDMS is modified from hydrophobic to hydrophilic by simple chemical method for the bio-compatibility. With these fabricated devices, microfluidic flow experiments are done to make multiple protein-patterned sensor surface of SPR glass substrates. In these experiments, flow control equipments are unnecessary because they use only capillary force as the driving force of fluid flow.
more목차
Chapter 1 Introduction = 1
1.1 Amyotrophic Lateral Sclerosis = 1
1.2 Immunoassay & Surface Plasmon Resonance = 3
1.3 Microfluidic Devices = 6
1.4 Research Goal = 8
Chapter 2 Fabrication of Microfluidic Devices = 10
2.1 Materials = 10
2.2 Polydimethylsilosane = 12
2.3 Fabrication Processes = 14
2.4 Design of Microfluidic Devices = 16
2.5 Fabrication of Microfluidic Devices = 21
Chapter 3 Results and Discussions = 25
3.1 Test of Microfluidic Devices = 25
3.2 SPR Experiments = 30
Chapter 4 Conclusion = 32
References = 33
Abst ract in Korean = 39
