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최첨단 마이크로플로이딕(Microfluidic) 정량펌프 컨트롤러(pressurecontroller) OB1 MK3+ [Elveflow 엘브플로] - 미세유체실험공정 전문 레보딕스

안녕하세요 ㈜레보딕스 입니다. 이번 포스팅에서는 bio chip, lab on a chip 과 같은 미세 유체 실험, 미세 유체 공정에 적합한 elveflow 의 OB1 pressure controller 에 대해 소개드리고 OB1을 이용한 droplet 실험 패키지에 대해 알아보겠습니다.

 

 

 

 

미세 유체 실험에서는 마이크로 칩 속의 미세 채널을 통한 유체의 흐름을 제어하는 기술이 꼭 필요한데요, 이와 관련하여 미세 유체 흐름을 제어할 수 있는 장비 중 elveflow 의 압력 컨트롤러는 가장 정확하고 반응이 빠릅니다. 따라서 실험자가 원하는 미세 실험 환경을 잘 구현해 준다고 할 수 있겠습니다. 그럼 elveflow의 압력 컨트롤러 ob1 은 어떤 원리로 미세유체를 제어하는 지 알아보겠습니다.

 

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압력 컨트롤러 OB1 MK3+

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먼저 OB1을 사용하기 위해서는 컨트롤 할 수 있는 압력을 공급받기 위해 외부의 압력 펌프가 필요합니다. OB1은 외부 압력원을 통하여 공급받은 압력을 조절하여 reservoir 에 압력을 가합니다. 외부 압력을 받은 reservoir안의 액체는 outlet 포트를 통하여 밖으로 토출되고 마이크로칩 안으로 이송됩니다. 이러한 라인 중간에 OB1 과 조합하여 사용할 수 있는 압력 센서를 연결하고 flow rate 값을 피드백 받음으로써 ob1 컨트롤러는 설정된 flow rate 값으로 유체를 이송하기 위해 압력을 지속적으로 계산해 줍니다.

 

이러한 OB1의 압력 제어 방법은 piezoelectric regulation 기술을 통하여 구현되는데요 elveflow 만의 독자적인 piezoelectric 기술로 OB1 은 뛰어난 정확성과 반응성을 제공합니다.

 

 

 

데이터에서 보시듯 OB1은 경쟁 제품이나 정밀한 시린지 펌프에 비해 반응성이나 제어민감도가 우수합니다.

OB1은 -900 mbar ~ 8000 mbar 의 범위에서 5가지의 압력 구간을 선택하여 설정할 수 있는데요 이러한 설정은 초기 출고 과정에서 calibration 되고, 사용 중간에 압력 구간의 변경이 필요한 경우 제조사를 통해서 변경 설정도 가능합니다. 또한 4개까지 확장 가능한 각각의 채널 별로 독립적인 압력 구간을 설정하여 사용할 수 있습니다.

 

이렇게 우수한 성능의 ob1은 다양한 응용 분야에 활용 될 수 있는데요 그 중 droplet 실험에의 응용에 대해 소개해 드리겠습니다.

 

Droplet 실험은 미세 채널 안에서 섞이지 않는 두 가지 유체를 같이 흘려 보내며 각각의 유체에 대해 유량과 압력을 조절해 미세 액적을 만드는 실험입니다. 일반적으로 계면활성제를 포함한 오일과 물이 유체로서 많이 사용됩니다.

미세 Droplet 생성 은 미생물 연구나 제약 연구에서의 캡슐화 공정, 화장품이나 식품 연구 분야에서 에멀전 생성 공정 등에서의 필요로 많은 연구가 진행되고 있습니다.

미세 droplet 실험에서 일반적으로 유체 이송을 위해 syringe pump가 많이 사용 되는데요, syringe pump는 유량이 미세단위로 갈수록 액적의 사이즈나 안정성에서 한계가 있습니다. OB1 은 비교할 수 없는 정밀함과 안정성으로 미세 droplet 실험에서 발생하는 syringe pump의 단점을 보완할 수 있습니다.

아래 그림은 OB1을 이용한 droplet pack의 구성입니다.

 

Droplet 실험을 위해서는 2개의 OB1 채널이 필요합니다. 압력 컨트롤러인 OB1에서 2개의 채널을 사용하여 한 채널은 oil 리저버를 통해, 나머지 채널은 water 리저버를 통해 유체를 흘려 보냅니다. 두 종류의 유체가 마이크로 칩에서 만나고 압력과 인터벌을 제어하며 미세 droplet을 생성합니다. Droplet의 크기는 칩 채널의 크기와 두 유체의 유속 비율에 의해 결정됩니다. elveflow의 유량 센서는 이러한 유속을 정확하게 측정하고 컨트롤 할 수 있게 도와줍니다. elveflow의 droplet pack은 다른 기술로는 달성할 수 없는 액적 크기에 대한 재현성과 제어 가능성이 큰 장점입니다. elveflow의 미세 유체 컨트롤 기술로 압력과 유속을 제어하여 분산도 2%미만의 일정한 droplet을 생성하거나 고유한 특성을 가진 개별 액적을 생성할 수 있습니다.

Droplet package의 구성 내역은 1 X OB1 controller(2채널 사용), 2 X flow rate sensors, 1 X microfluidic droplet chip, 2 X 리저버, 1 X vial of droplet oil, 모든 필요한 엑세서리(tubing, connectors, filters, etc), 제어 소프트웨어 등입니다. package안에 droplet 실험을 수행하는데 필요한 모든 구성품과 소프트웨어, 유저 가이드가 포함되어 있어 별도로 추가 주문 해야 하는 부품이 없습니다. 아래는 사진은 물과 oil의 사용 조건에 따른 droplet 생성 예시입니다.

지금까지 elveflow의 압력 컨트롤러 OB1과 이를 응용한 droplet package에 대해 소개해드렸습니다.


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