• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.141-153
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• 2014

액적기반의 미세유체 시스템은 마이크로 시험관으로서 화학, 생물학 연구에 적용하기 위해 개발되었다. 미세유체 시스템에서 피코부피(picoliter)의 매우 작은 액적은 소형화된 시스템 내에서 잘 정형화 되고 구획화된 반응기로 제공되어 진다. 매우 작은 액적에서의 반응은 자동화된 초고속 대용량 스크리닝 시스템을 통하여 저가이면서 고효율적으로 수행될 수 있다. 본 총설에서는 액적 기반의 미세유체시스템의 기능들인 액적 형성, 정교한 액적 제어, 다양한 응용분야에 대해 소개하고자 한다. 또한 화학적, 생물학적 새로운 응용분야에 관해 알아보고, 기존의 방법과 비교하여 액적기반의 미세유체 시스템이 갖는 장점에 관해 논의하고자 한다.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권2호
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• pp.132-136
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• 2018

Core/shell CdSe/ZnS quantum dots (QDs) are synthesized by a microfluidic reactor-assisted continuous reactor system. Photoluminescence and absorbance of synthesized CdSe/ZnS core/shell QDs are investigated by fluorescence spectrophotometry and online UV-Vis spectrometry. Three reaction conditions, namely; the shell coating reaction temperature, the shell coating reaction time, and the ZnS/CdSe precursor volume ratio, are combined in the synthesis process. The quantum yield of the synthesized CdSe QDs is determined for each condition. CdSe/ZnS QDs with a higher quantum yield are obtained compared to the discontinuous microfluidic reactor synthesis system. The maximum quantum efficiency is 98.3% when the reaction temperature, reaction time, and ZnS/CdSe ratio are $270^{\circ}C$, 10 s, and 0.05, respectively. Obtained results indicate that a continuous synthesis of the Core/shell CdSe/ZnS QDs with a high quantum efficiency could be achieved by isolating the reaction from the external environment.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.23-29
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• 2023

미세유체 반응기(microfluidic reactor)는 다양한 분야에 적용할 수 있는 새로운 기능성 재료합성을 위해 상당한 발전이 이루어지고 있다. 지난 10년 동안, 미세유체 반응기는 크기, 모양, 조성 및 표면 특성과 같은 물리화학적 (physicochemical) 매개변수를 제어할 수 있는 최종 사용자를 위한 방법론이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 원심력 기반의 미세유체 반응기를 개발하였으며 이를 통해 유도되는 원심력을 이용하여 유체의 흐름을 제어하고 합성되는 다기능성 입자의 다양한 크기 및 조성제어를 수행하였다. 원심력 기반 미세유체 반응기는 실험실에서 쉽게 구할 수 있는 미세바늘, 미세원심분리 튜브, 대용량 원심분리 튜브의 조립을 통해 제작된다. 원심분리기의 회전 속도, 알긴산 전구체의 농도, 칼슘이온의 농도, 그리고 주사침과 칼슘 수용액 간의 거리와 같은 실험적 제어변수 조절을 통해 쉽고 재현성 있게 크기제어가 이루어진 미세입자의 합성이 가능할 뿐만 아니라 복잡한 기술이나 첨단 장비 없이 대량생산이 가능하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XIII)
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• pp.717-720
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• 2003

A chromogenic biosensor employing microfluidics on a chip has been developed for the determination of high-density lipoprotein (HDL) cholesterol (HDL-C) in human serum. We have investigated a plain and effective method to immobilize enzymes within the microchip without chemically modifying micro-channel or technically micro-fabricating column reactor and fluid channel network. In assessing risk factors of coronary heart disease, a micro-chip system would minimize requirements of instrument and reagent handling.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권2호
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• pp.143-148
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• 2016

A microfluidic reactor with computer-controlled programmable isocratic pumps and online detectors is employed as a combinatorial synthesis system to synthesize and analyze materials for fabricating CdSe quantum dots for various applications. Four reaction condition parameters, namely, the reaction temperature, reaction time, Cd/Se compositional ratio, and precursor concentration, are combined in synthesis condition sets, and the size of the synthesized CdSe quantum dots is determined for each condition. The average time corresponding to each reaction condition for obtaining the ultraviolet-visible absorbance and photoluminescence spectra is approximately 10 min. Using the data from the combinatorial synthesis system, the effects of the reaction conditions on the synthesized CdSe quantum dots are determined. Further, the data is used to determine the relationships between the reaction conditions and the CdSe particle size. This method should aid in determining and selecting the optimal conditions for synthesizing nanoparticles for diverse applications.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권2호
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• pp.181-190
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• 2024

본 연구는 자성 야누스 미세 흡착제를 합성하기 위해 쉽고 빠르며 대량생산이 가능한 원심력 기반 미세유체 반응기를 개발하였다. 두 개의 정렬된 주사침과 원심분리 튜브로 구성된 다중 미세노즐을 사용함으로써 높은 균일도를 갖는 프러시안 블루와 자성 나노입자의 함입이 이루어진 미세 흡착제(PB-MNP-MAs)를 합성하였다. 등온흡착과 흡착속도 실험을 통해 다공성 구조 및 프러시안 블루 나노입자의 넓은 비표면적을 갖는 미세 흡착제의 향상된 세슘 흡착 성능을 증명하였으며 이를 통해 10분 이내의 빠른 흡착을 유도할 수 있다. 흡착 공정 후, 외부 자기장 도입을 통해 세슘 수용액 내에서 합성된 PB-MNP-MAs를 성공적으로 회수하였다. 따라서 본 연구결과를 바탕으로 생물 및 환경 제염 분야에서 기능성 흡착제 발전을 위한 새로운 방향성을 제공해 줄 것으로 기대한다.

• 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.

• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.285-292
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• 2022

대기 오염의 주요 원인인 휘발성유기화합물(VOCs)의 배출을 저감 하기 위한 방법으로 주로 활성탄 흡착탑이 활용되고 있다. 하지만 활성탄의 짧은 수명과 잦은 교체 주기의 단점이 있어 이를 극복하기 위한 다양한 기술이 개발되고 있으며, 광촉매-활성탄 복합체는 이러한 활성탄의 단점을 극복할 수 있는 방법임을 입증하였다. 광촉매-활성탄 복합체는 활성탄 표면에 금속산화물 광촉매를 코팅하여 광촉매 효과와 활성탄의 흡착능력 효과를 동시에 확보할 수 있는 휘발성유기화합물 저감 물질이다. 미세유체공정을 이용하여 ZnO, 은(Ag) 나노입자를 동시에 합성한 후 실시간으로 ZnO와 은(Ag) 나노입자 용액을 활성탄이 채워진 충진층 반응기에 주입하여 Ag-ZnO 활성탄 복합체를 합성하였다. 합성 반응시간에 따른 광촉매 복합체의 증착양을 분석했으며, 다양한 분석 방법을 통해 광촉매가 활성탄의 기공을 막지 않고 활성탄 표면에 선택적으로 증착 되었음을 확인하였다. 톨루엔 가스백 시험과 흡착 파괴시간 시험을 통해 광촉매-활성탄 복합체가 순수한 활성탄보다 우수한 저감 효과와 지속성을 가지는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 개발된 공정은 광촉매-활성탄 복합체를 효율적으로 생산할 수 있는 방법으로 대량 생산을 위한 스케일 업 공정을 통해 국내의 VOCs 저감 물질 가격 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.755-758
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• 2005

This paper describes the novel immunoassay sensing system for a portable clinical diagnosis system. It consists of a bead cage reactor and a CMOS integrated biosensor. It showed the simple and easy antibody coating method on beads by flow-through avidin biotin complex technology in a microfluidic device. It showed just 90 nL sample consumption and good result for the application of alpha feto protein. The bead cage reactor has the role of the antibody coating, antigen binding and enzyme linking for the electrochemical sensing method. The CMOS biosensor consists of ISFET (ion selective field effect transistor) biosensor and temperature sensor for detecting pH that is the byproduct of enzyme reaction. The sensitivity is 8 $kHz/^{\circ}C$ in a temperature sensor and 33 mV/pH in a pH sensor. After filling the 15 um polystyrene beads in bead cage, antibody flowed and reacted to beads. Subsequently, the biotinylated antigen flowed and bound to the antibody and GOD (glucose oxidase)-avidin conjugate flowed and reacted to the biotin of the biotinylated antigen. After this reaction process, glucose solution flowed and reacted to the GOD on beads. The hydrogen was generated by glucose-GOD reaction. And it was detected by the pH sensor.