KR102037595B1 - Hydrogel membrane fixed vertically in microfluidic chip and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세유체칩 내 수직으로 고정한 수화젤 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 상세하게는 미세유체칩 내 미세채널을 이용하여 세포와 세포 간의 상호작용 및 물질 확산, 교환의 자유로운 조절 및 제어가 가능하도록 수화젤 막을 접목하였고 이를 통해 수화젤 막 유무에 따른 선택적인 3차원적 세포 배양 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrogel film fixed vertically in a microfluidic chip and a method of manufacturing the same. In detail, the hydrogel membrane was grafted to allow the free control and control of cell-cell interaction, material diffusion, and exchange using microchannels in the microfluidic chip. It relates to a culture system.
Description
본 발명은 미세유체칩 내 수직으로 고정한 수화젤 막 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hydrogel film fixed vertically in a microfluidic chip and a method of manufacturing the same.
조직공학은 인체 장기나 조직의 기능을 복원, 유지, 향상시킴으로써 인간의 삶을 향상시키는 데 목적이 있다. Tissue engineering aims to improve human life by restoring, maintaining and improving the function of human organs and tissues.
새로운 조직을 재건하기 위해서는 생체재료 및 담체(scaffold), 세포(cell), 성장인자(growth factor), 세포외기질(extracellular matrix, ECM)의 4가지 요소들이 반드시 요구된다. In order to rebuild new tissues, four elements are required: biomaterials and scaffolds, cells, growth factors, and extracellular matrix (ECM).
따라서 생체재료를 접목해 3차원적 생체 내 환경을 조성하는 연구 및 그에 대한 연구가 수행되고 있다. Therefore, researches and studies on creating a three-dimensional in vivo environment by incorporating biomaterials have been conducted.
상기 생체를 모사하는 방법으로는 3차원적 칩 내에 실험실을 구현하고 물질 간의 상호작용을 분석하는 응용연구는 기존의 시스템을 소형화 및 간편화하였다는 것을 의미하는 랩온어칩(Lab-on-a-chip)의 중요성이 대두되고 있다. As a method of simulating a living body, a lab-on-a-chip means that a laboratory in a three-dimensional chip and an applied research for analyzing interactions between materials mean that the existing system is miniaturized and simplified. ) Is gaining importance.
이는 미세가공기술을 이용해 분석물질의 분리, 혼합, 합성, 정량분석 등이 가능한 칩으로 펌프, 밸브, 반응기 및 분리시스템 등의 기능성이 부여될 수 있다. This is a chip capable of separating, mixing, synthesizing and quantitatively analyzing analytes using micromachining technology, and may be given functionality such as a pump, a valve, a reactor and a separation system.
인체 내 존재하는 세포는 3차원적 환경에 노출되어 있으며 여러 인자들과 물질 교환하며 이들에 의해 증식 및 거동을 수행한다. Cells present in the human body are exposed to a three-dimensional environment and exchange materials with various factors, thereby proliferating and behaving by them.
미세유체칩은 폴리디메틸실록세인(Polydimethylsiloxane, PDMS)를 주재료로 하여 구성되며, 이는 실리콘의 일종으로 열적 안정성, 화학적 안정성, 불활성 특성 및 저비용의 장점을 가지기 때문에 조직 공학 분야의 재료로 흔히 사용되고 있다.The microfluidic chip is composed of polydimethylsiloxane (PDMS) as a main material, which is a kind of silicon and is commonly used as a material in tissue engineering because it has advantages of thermal stability, chemical stability, inertness, and low cost.
마이크로 단위의 미세유체칩 내 세포를 배양함에 따라 기존의 2차원적 배양시스템에서는 관찰할 수 없었던 세포와 세포 간의 상호작용, 세포의 거동 등을 조절 및 분석할 수 있다는 장점이 있다.By culturing the cells in the micro-fluidic chip of micro-units, there is an advantage that can control and analyze the interaction between the cells, the behavior of the cells and the like that were not observed in the conventional two-dimensional culture system.
종래 기술에서 사용되는 2차원적 배양 시스템은 세포의 생장이 쉽게 관찰 가능하며 실험과정이 비교적 간단하지만 인간의 체내 시스템을 3차원적으로 모방할 수 없었으며 세포의 수평적 배양 분석만 가능하며 수직적 배양 분석이 불가하였고, 유리 및 페트리 디쉬(petri dish)와 같은 배양 접시에서 배양이 되어 재료 측면에 있어서 부족한 생체적합성을 나타냈다. The two-dimensional culture system used in the prior art is easy to observe the growth of the cell and the experimental process is relatively simple, but can not imitate the human body system in three dimensions, only the horizontal culture analysis of the cell, vertical culture Analysis was not possible and cultured in culture dishes such as glass and petri dishes, indicating poor biocompatibility in terms of materials.
또한, 종래 기술에서는 별도의 펌프나 에어 밸브를 포함하여 채널을 개방 또는 차단시켜 미세 유체의 흐름을 제어하는 방법을 사용하였으나 이러한 방법은 에어홀 층을 별도로 필요로 하여 공기압의 미세 조절의 어려움이 있었다In addition, the prior art used a method of controlling the flow of the microfluid by opening or blocking a channel including a separate pump or air valve, but this method requires a separate air hole layer, which makes it difficult to finely control the air pressure.
이를 테면 특허문헌 1 (KR 10-2016-0110740 A, 2016. 09. 22.)에서 개시된 "하이드로젤 기반의 세포 공동-배양용 미세유체칩"에서는 암세포와 혈관내피세포의 공동 배양이 가능하도록 한 점에 그 의의가 있으나 수평적 배양 분석법을 이용하고 있어 수직적 배양 분석에 대해서는 아무런 기재가 없었다.For example, in the "hydrogel-based cell co-culture microfluidic chip" disclosed in Patent Document 1 (KR 10-2016-0110740 A, September 22, 2016), it is possible to co-culture cancer cells and vascular endothelial cells. Although the point is significant, the horizontal culture assay was used, so there was no description of the vertical culture assay.
또한, 특허문헌 2(KR 10-2016-0111683 A, 2016. 09. 27.)에서 개시된 "3차원 세포 배양 스캐폴드 및 이를 이용한 공배양 방법"에서는 3차원 세포 배양 방법을 제공함으로써 본 발명과 동일 또는 유사한 목적의 발명으로 보일 수 있다.In addition, "3D cell culture scaffold and coculture method using the same" disclosed in Patent Document 2 (KR 10-2016-0111683 A, 2016. 09. 27.) is the same as the present invention by providing a 3D cell culture method. Or may be seen as an invention of a similar purpose.
그런데 동 특허문헌2의 발명은 미세유체소자 기반 인 비트로(in vitro) 모델의 경우 측분비 효과(paracrine effect)를 나타내는 세포를 영구 배치하여 공배양하므로 초기에 세포들에게 주어진 환경이 실험 종료시점까지 유지되어 세포의 배열 및 구성을 바꾸거나 제거할 수 없는 비가역적 설계임을 문제점으로 지적하면서 분석 시에 관심 세포 외의 측분비인자(paracrine factor)를 분비하는 배양 보조 세포는 약물 등에 대한 반응을 잘못 유도할 수 있는 요인이 되는 바, 변형 가능한 공동배양기술로서 O 자형 루프에 표면장력을 이용하여 세포를 포함하는 하이드로 젤을 막 형태로 가둔 3차원 세포 배양용 스캐폴드를 제공하는 데 그 목적이 있다. 하지만 동 특허문헌 2의 발명은 미세유체칩 상에서 수평적 배양 분석법에서 탈피하여 수직적 배양 분석법에 이르지는 못하였다. 게다가 상기 스캐폴드를 미세유체소자에 침지(dipping)하여 공배양하는 방법 및 이를 통한 혈관 모듈의 제조 방법을 제공한다고 개시되어 있으나, 이는 미세유체소자 안에 동적인 미세환경을 조성한다는 점에 의의가 있다고 기재되어 있을뿐더러, 본 발명이 달성하고자 하는 수직적 배양 분석을 가능케 하는 것도 아니었다.However, the invention of the patent document 2 in the microfluidic device-based in vitro model is co-cultured by permanently arranging cells exhibiting the paracrine effect, so that the environment given to the cells at the initial stage until the end of the experiment Cultured auxiliary cells that secrete paracrine factors other than the cell of interest in analysis may be misleading in response to drugs, pointing out the problem as an irreversible design that cannot be maintained or altered or eliminated. The purpose of the present invention is to provide a three-dimensional cell culture scaffold that traps a hydrogel containing cells in a membrane form using surface tension in an O-shaped loop as a deformable co-culture technology. However, the invention of Patent Document 2 did not reach the vertical culture assay by breaking from the horizontal culture assay on the microfluidic chip. In addition, it has been disclosed to provide a method of dipping the scaffold into a microfluidic device and co-culturing the same, and a method of manufacturing a vascular module through the same, but this has the significance of creating a dynamic microenvironment in the microfluidic device. It is not only described, but also does not enable the vertical culture assay to be achieved by the present invention.
또한, 특허문헌 3(KR 10-1776187 B1, 2017. 09. 01.)은 "미세유체칩 및 그 제조방법"에 관한 발명으로서, 종래 세포 배양 미세 유체 장치는 미세 채널의 바닥 면이 주로 유리나 실리콘 계열의 재질로 형성되어 있어, 대부분의 조직이 지니는 생리적 범위의 바닥 강성과 심한 격차가 있고, 세포 주변이나 배지에 존재하는 일부 소수성 가용성 인자(soluable factor)가 그 바닥 면에 흡수, 감금되어 세포의 신호전달체계에 영향을 주고, 두꺼운 PDMS 바닥을 통해서는 채널 내 세포를 일반 현미경으로 관찰할 수 없다는 문제점을 지적하면서, 그 바닥 면을 투명한 재질로 선택하여 세포가 착상하는 기저 면을 하이드로젤 박막으로 형성하여 기저 면의 강성을 생리학적 범위 내로 조절하여 유체가 흐르는 혈관 등의 장기(organ) 환경을 모사하고 외부에서 세포의 다양한 생리현상을 실시간으로 관찰할 수 있도록 하였다. 그러나 동 특허문헌 3 발명은 수직적 배양 분석 방법을 그대로 유지하고 있을 뿐, 수직적 배양 분석에 대해서는 개시된 바 없었다.In addition, Patent Document 3 (KR 10-1776187 B1, 2017. 09. 01.) relates to a "microfluidic chip and a method for manufacturing the same." In the conventional cell culture microfluidic device, the bottom surface of the microchannel is mainly glass or silicon. It is formed of a series of materials, and there is a great gap between the bottom stiffness of the physiological range of most tissues, and some of the hydrophobic soluable factors that exist around the cell or in the medium are absorbed and confined to the bottom of the cell. It affects the signaling system and points out the problem that cells in the channel cannot be observed under a normal microscope through the thick PDMS bottom, and the bottom surface is selected as a transparent material and the base surface on which the cells are implanted is formed into a hydrogel thin film. It forms and controls the stiffness of the basal plane within the physiological range to simulate the organ environment such as blood vessels through which fluid flows. It was possible to observe in real time. However, the Patent Document 3 invention maintains the vertical culture analysis method as it is, and has not been disclosed for the vertical culture analysis.
또한, 특허문헌 4(KR 10-2017-0053288 A, 2017. 05. 16.)의 "마이크로칩과 이의 제조방법, 이를 이용한 효소 검출 시스템과 방법" 발명에서는 미세유체칩의 채널 밑부분에 나노섬유를 형성한 경우 채널 전체에 나노섬유를 효과적으로 고정시킬 수 없다는 점, 나노섬유를 마이크로 칩 내에 바로 삽입한 경우에는 삽입한 나노섬유의 양을 조절하기 힘들어 센서로서의 응용이 제한적이라는 점을 지적하면서, 나노섬유를 하이드로젤 리소그래피를 이용하여 지지체를 형성한 후 이를 마이크로 칩 내에 고정시켜 보다 효과적으로 면역분석법이나 효소 검출에 이용할 수 있는 마이크로칩 및 그 제조방법을 제공한다. 그러나 미세유체칩상 수직적 배양 분석법에 대해서는 아무런 기재가 없었다.In addition, in the patent document 4 (KR 10-2017-0053288 A, 2017. 05. 16.), in the invention, "microchip and its manufacturing method, enzyme detection system and method using the same" in the invention nanofibers at the bottom of the channel of the microfluidic chip Pointed out that the nanofibers could not be effectively fixed to the entire channel in the case of forming the nanofibers, and that the application of the nanofibers to the sensor was difficult because it was difficult to control the amount of the inserted nanofibers. The present invention provides a microchip which can be used for immunoassay or enzyme detection more effectively by forming a support using hydrogel lithography and then fixing the fiber in a microchip. However, there was no description of the vertical culture assay on microfluidic chip.
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 알지네이트 용액이 도포된 접시를 준비하는 제1단계; 상기 접시에 2가 양이온이 포함된 용액을 주입하는 제2단계; 상기 2가 양이온에 의해 상기 접시에 도포된 용액 내 알지네이트가 이온가교가 될 수 있도록 유도하는 제3단계; 상기 접시에 잔존하는 수분을 제거시키는 제4단계; 상기 접시를 상온에서 건조시키는 제5단계; 를 통해 제조되는 수화젤 막을 제공한다.The present invention to solve the problem, the first step of preparing a plate coated with alginate solution; Injecting a solution containing a divalent cation into the dish; A third step of inducing alginate in the solution applied to the dish by the divalent cation to be ion crosslinked; A fourth step of removing moisture remaining in the dish; A fifth step of drying the dish at room temperature; It provides a hydrogel film prepared through.
또한 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 미세유체칩 내 채널에 수화젤 막이 별도의 과정 없이 정전기적 인력에 의해 상기 채널에 고정되도록 하고 극소량의 폴리디메틸실록산(PDMS) 용액을 통해 일부 경화시킨 미세유체칩을 제공한다.In addition, in order to solve the above problems, the present invention, the hydrogel film in the channel in the microfluidic chip is fixed to the channel by electrostatic attraction without a separate process and partially cured through a very small amount of polydimethylsiloxane (PDMS) solution Provides a fluid chip.
이를 통해, 본 발명에서는 수화젤의 한 종류인 알지네이트 가교공정을 통해 마이크로 두께의 수화젤 막으로 형성시키고 마이크로 칩 내의 채널 벽면에 수직적으로 고정시켜 미세유체 채널에 밸브역할을 부여하여 종래 미세유체칩의 단점을 보완하고 기능성을 제시한다.Through this, in the present invention, it is formed as a micro-thick hydrogel film through an alginate crosslinking process, which is a kind of hydrogel, and is vertically fixed to the channel wall in the microchip to impart a valve role to the microfluidic channel. It compensates for the shortcomings and presents the functionality.
본 발명의 수직적 배양 분석법을 통한 3차원적 배양시스템은 마이크로 채널 내에서 물질의 확산, 여과가 가능하며 생체모방성이 우수하고 다양한 반응 유도를 통해 세포연구에 적합한 환경을 구현 할 수 있으며, 미세 채널을 통해 효과적인 물질전달능력을 부여할 수 있으며 세포 배양 미디어(media) 교환이 유리하다.The three-dimensional culture system through the vertical culture analysis method of the present invention is capable of diffusion, filtration of the material in the micro-channel, excellent biomimetic, and can implement an environment suitable for cell research through the induction of various reactions, micro-channel Through this, it is possible to give effective mass transfer ability, and cell culture media exchange is advantageous.
또한, 본 발명의 알지네이트 수화젤 막은 채널 내에서 세포와 세포 또는 세포와 물질 간의 확산 및 투과를 완벽하게 제어할 수 있으며, 세포 적합성 물질로 세포의 공생 배양이 가능하게 하고 세포 배양 분석을 용이하게 한다. In addition, the alginate hydrogel membrane of the present invention can completely control the diffusion and permeation between cells and cells or cells and materials in the channel, and enables the symbiotic culture of cells with cell compatible materials and facilitates cell culture analysis. .
또한 상기 알지네이트 수화젤 막은 염화칼슘과 결합을 통해 가교되었으며 이는 TSC(Trisodium citrate) 용액의 2가 양이온인 칼슘이온과 결합하려는 성질로 인해 알지네이트 용액과 염화칼슘 용액의 결합을 불활성화시켜 알지네이트의 자연적 분해를 유도할 수 있다. In addition, the alginate hydrogel film was crosslinked with calcium chloride, which induces the natural decomposition of alginate by inactivating the binding of the alginate solution with the calcium chloride solution due to the property of binding to calcium ions, which are divalent cations of the triscationic citrate (TSC) solution. can do.
상기 알지네이트의 분해 성질을 이용하여 본 발명에 사용된 알지네이트 수화젤 막은 필요에 따라 채널 내에서 분해가 가능하다.By utilizing the decomposition property of the alginate, the alginate hydrogel film used in the present invention can be decomposed in the channel as necessary.
도 1은 알지네이트 수화젤 막이 수직 고정된 미세유체칩 채널의 길이 및 폭을 표기한 광학현미경 촬영 사진이다.
도 2는 알지네이트 수화젤 막이 수직 고정된 미세유체칩을 확대하여 촬영한 사진이다.
도 3은 알지네이트 수화젤 막의 폭을 표기한 광학현미경 촬영 사진이다.
도 4는 알지네이트 수화젤 막의 높이를 표기한 광학현미경 촬영 사진이다.
도 5은 유리판과 부착된 알지네이트 수화젤 막이 수직 고정된 미세유체칩을 촬영한 사진이다.
도 6은 알지네이트 수화젤 막이 수직 고정된 미세유체칩 내 형광염료의 확산 시험 사진을 도시한 것이다.
도 7는 미세유체칩 내 수직 고정된 알지네이트 수화젤 막의 팽윤성(swelling) 시험 사진을 도시한 것이다.
도 8는 알지네이트 수화젤 막이 수직 고정된 미세유체칩 채널 내에 TSC 용액을 주입하여 알지네이트 수화젤 막의 분해성을 분석한 광학현미경 촬영 사진이다.1 is an optical microscope photograph showing the length and width of a microfluidic chip channel in which an alginate hydrogel film is vertically fixed.
2 is an enlarged photograph of a microfluidic chip in which an alginate hydrogel film is vertically fixed.
3 is an optical microscope photograph showing the width of an alginate hydrogel film.
Figure 4 is an optical microscope photograph showing the height of the alginate hydrogel film.
5 is a photograph of a microfluidic chip in which an alginate hydrogel film attached to a glass plate is vertically fixed.
FIG. 6 shows a photograph of a diffusion test of a fluorescent dye in a microfluidic chip in which an alginate hydrogel film is vertically fixed.
FIG. 7 shows a swelling test photograph of an alginate hydrogel film fixed vertically in a microfluidic chip.
FIG. 8 is an optical microscope photograph of the decomposition of an alginate hydrogel film by injecting a TSC solution into a microfluidic chip channel in which an alginate hydrogel film is vertically fixed.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명인 미세유체칩 내 수직으로 고정한 수화젤 막 및 이의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. Hereinafter, a hydrogel film vertically fixed in the microfluidic chip of the present invention and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention can be fully conveyed to those skilled in the art. Therefore, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the invention belongs, and the gist of the invention in the following description and the accompanying drawings. The description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure them will be omitted.
수화젤 막의 제조공정Manufacturing process of hydrogel membrane
본 발명의 일 측면에 따른 실시 예는, 수화젤 막을 제공한다.An embodiment according to an aspect of the present invention provides a hydrogel film.
바람직하게는 상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 알지네이트 용액이 도포된 접시를 준비하는 제1단계; 상기 접시에 2가 양이온이 포함된 용액을 주입하는 제2단계; 상기 2가 양이온에 의해 상기 접시에 도포된 용액 내 알지네이트가 이온가교가 될 수 있도록 유도하는 제3단계; 상기 접시에 잔존하는 수분을 제거시키는 제4단계; 상기 접시를 상온에서 건조시키는 제5단계; 를 통해 제조되는 수화젤 막을 제공한다.Preferably, the present invention to solve the above problems, the first step of preparing a plate coated with alginate solution; Injecting a solution containing a divalent cation into the dish; A third step of inducing alginate in the solution applied to the dish by the divalent cation to be ion crosslinked; A fourth step of removing moisture remaining in the dish; A fifth step of drying the dish at room temperature; It provides a hydrogel film prepared through.
더욱 바람직하게는 상기 제1단계에서 알지네이트 용액은 소듐 알지네이트(sodium alginate) 용액으로서, 그 농도는 1.0~5.0 wt%인 것으로 하고, 보다 바람직하게는 농도가 2.0~4.0wt%인 것으로 한다.More preferably, the alginate solution in the first step is a sodium alginate solution, the concentration of which is 1.0 to 5.0 wt%, more preferably the concentration of 2.0 to 4.0 wt%.
또한 더욱 바람직하게는 상기 제3단계에서 알지네이트(Alginate)는 염화칼슘(Calcium chloride, CaCl2)과 반응하여 칼슘 양이온(Ca2+)에 의해 이온가교가 이루어지는 것으로 한다. More preferably, in the third step, the alginate is reacted with calcium chloride (CaCl 2 ) to form ionic crosslinks by calcium cations (Ca 2+ ).
그러나 상기 이온가교가 이루어지게끔 하는 2가 양이온은 칼슘 양이온에 한정되지 아니한다.However, the divalent cation that causes the ion crosslinking is not limited to the calcium cation.
상기 제3단계는 상온에서 12시간인 것으로 할 수 있다.The third step may be 12 hours at room temperature.
또한 더욱 바람직하게는 상기 제4단계에서 잔존하는 수분을 제거하기 위해 에탄올 용액을 사용할 수 있다.In addition, more preferably, an ethanol solution may be used to remove moisture remaining in the fourth step.
또한 바람직하게는 상기 제5단계는 상온에서 5-7시간 동안 건조하는 것으로 하고, 보다 바람직하게는 6시간 동안 건조하는 것으로 한다.Also preferably, the fifth step is to dry for 5-7 hours at room temperature, more preferably to dry for 6 hours.
폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩 제조공정Polydimethylsiloxane (PDMS) Microfluidic Chip Manufacturing Process
본 발명의 일 측면에 따른 실시 예는, PDMS 기반 미세유체칩을 제공한다.An embodiment according to an aspect of the present invention provides a PDMS-based microfluidic chip.
바람직하게는 감광제가 도포된 실리콘 웨이퍼를 회전 교반 한 뒤 열처리하여 상기 감광제를 코팅하는 제1단계; 마스크필름(Mask film)을 얼라이너(Aligner)에 위치시킨 뒤 상기 감광제가 코팅된 실리콘 웨이퍼에 자외선 광원을 조사하고 상기 코팅된 감광제의 반응을 유도하여 상기 마스크필름의 패턴이 상기 감광제가 코팅된 실리콘 웨이퍼의 표면에 새겨지도록 하는 제2단계; 상기 마스크필름의 패턴이 표면에 새겨진 실리콘 웨이퍼를 열처리를 한 뒤 잔류 불순물 및 잔여 상기 감광제를 제거하는 제3단계; 상기 잔류 불순물 및 잔여 상기 감광제가 제거된 실리콘 웨이퍼를 열처리하여 하드 베이크(hard bake)하는 제4단계;를 포함하는 광노광(photolithography) 과정을 통해 제조된 실리콘 웨이퍼를 포함하는 폴리미메틸실록산(PDMS) 기반 미세유체칩을 제공한다.Preferably, a first step of coating the photosensitive agent by rotating and stirring the silicon wafer coated with the photosensitive agent; After placing a mask film on an aligner, the photosensitive agent-coated silicon wafer is irradiated with an ultraviolet light source to induce a reaction of the coated photosensitive agent so that the pattern of the mask film is coated with the photosensitive agent. A second step of being engraved on the surface of the wafer; A third step of removing residual impurities and the remaining photoresist after heat-treating the silicon wafer having the pattern of the mask film formed on the surface thereof; A fourth step of hard-baking the silicon wafer from which the residual impurities and the residual photoresist are removed; and polymimethylsiloxane (PDMS) including a silicon wafer manufactured through a photolithography process. ) Based microfluidic chip.
또한, 바람직하게는 상기 광노광(photolithography) 과정을 통해 제조된 실리콘 웨이퍼에 폴리디메틸실록산(PDMS)을 경화제와 10:1의 비율(중량비)로 혼합한 용액을 도포하고 생성된 기포를 제거한 뒤 열처리하여 경화시키는 소프트 리소그래피(soft lithography)공정에 의해 처리된 것을 포함하는 폴리미메틸실록산(PDMS) 기반 미세유세칩을 제공한다.In addition, preferably, a solution in which polydimethylsiloxane (PDMS) is mixed with a curing agent and a ratio of 10: 1 by weight (weight ratio) is applied to a silicon wafer manufactured through the photolithography process, and the resulting bubbles are removed and then heat treated. The present invention provides a polymimethylsiloxane (PDMS) -based microfluidic chip, which is processed by a soft lithography process.
구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Specifically, it is as follows.
PDMS기반의 미세유체칩의 틀이 되는 실리콘 웨이퍼를 제조하기 위해 광노광(photolithograpy)과정을 수행한다.A photolithograpy process is performed to fabricate a silicon wafer, which is the basis for PDMS-based microfluidic chips.
광노광 공정은 실리콘 웨이퍼의 몰드를 만드는 공정으로 반도체 웨이퍼 표면을 덮고 있는 감광제(Photoresist)에 의해 마스크(mask)에 형성된 기하학적 형태의 패턴을 웨이퍼 표면에 전사하는 공정이다. The photoexposure process is a process of making a mold of a silicon wafer, and is a process of transferring a geometric pattern formed on a mask by a photoresist covering the semiconductor wafer surface to the wafer surface.
감광제는 빛을 받으면 이에 반응하는 물질이며 본 발명에서는 SU-8을 사용하되, 이에 한정하지 아니한다.The photosensitizer is a material that reacts to light when it receives light, but the present invention uses, but is not limited to, SU-8.
4 인치 크기의 실리콘 웨이퍼를 스핀 코터(Spin coater) 장비 내의 척 위에서 진공을 통해 고정 시킨 후, 웨이퍼 표면 상에 감광제인 SU-8을 도포하고 500 rpm의 속도로 15초, 2300rpm의 속도로 30초 동안 코팅 조건을 수립한다.After fixing the 4-inch silicon wafer by vacuum on the chuck in the spin coater equipment, apply SU-8, a photoresist, on the wafer surface, 15 seconds at 500 rpm, 30 seconds at 2300 rpm. Establish coating conditions.
실리콘 웨이퍼를 핫플레이트(Hot plate) 장비에 옮긴 후 65℃에서 12분, 95℃에서 2시간 동안 열처리를 함에 따라 감광제의 코팅이 견고해지도록 하였고 상온에서 30분 동안 충분히 식힌다.After transferring the silicon wafer to a hot plate equipment, the coating of the photoresist was hardened by heat treatment at 65 ° C. for 12 minutes and 95 ° C. for 2 hours, and then cooled sufficiently at room temperature for 30 minutes.
다음으로 미세유체칩 패턴이 새겨진 마스크 필름(Mask film)을 얼라이너(Aligner)장비 내에 위치 시키고, 실리콘 웨이퍼를 하단 부분의 척에 고정 시킨 후 UV광원을 통해 감광제의 반응을 유도하였고 이에 따라 패턴이 웨이퍼 표면에 새겨지도록 한다.Next, a mask film engraved with a microfluidic chip pattern was placed in an aligner device, the silicon wafer was fixed to the chuck of the lower part, and then the reaction of the photoresist was induced through a UV light source. Engraved on the wafer surface.
다시 핫플레이트 장비 위에 실리콘 웨이퍼를 위치시키고 65℃에서 5분, 95℃에서 30분 동안 열처리를 한다.The silicon wafer is then placed on the hotplate equipment and heat treated at 65 ° C. for 5 minutes and 95 ° C. for 30 minutes.
패턴 내에 잔류하는 불순물 및 필요치 않은 감광제를 완벽하게 제거하기 위해 디벨롭(Develop)과정을 거쳤고, 실리콘 웨이퍼를 린스(Rinse)용액에 충분히 담근 후 10분 이상 불순물을 제거한다.To completely remove impurities and unnecessary photoresist remaining in the pattern, a development process was carried out. After the silicon wafer was sufficiently immersed in a rinse solution, impurities were removed for at least 10 minutes.
이소프로필 알코올(isopropyl alcohol)(IPA)에 의해 불순물을 제거한 후 마지막으로 150℃의 핫플레이트에서 15분 동안 hard bake과정을 거친다.After removing the impurities by isopropyl alcohol (IPA), and finally hard bake for 15 minutes on a hot plate of 150 ℃.
제조된 실리콘 웨이퍼 표면 상의 양각의 패턴을 음각으로 형성시키기 위해 생체적합성 고분자 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)를 사용한다. A biocompatible polymer polydimethylsiloxane (PDMS) is used to form an embossed pattern on the fabricated silicon wafer surface.
상기 PDMS 용액은 경화제와 10:1의 비율(PDMS : 경화제)로 혼합하여 실리콘 웨이퍼 위에 이를 35ml 도포하고 생성된 기포를 제거한 후 80℃ 오븐에서 2시간 동안 경화시키는 소프트 리소그래피(Soft lithography)공정을 거친다.The PDMS solution is mixed with a curing agent in a ratio of 10: 1 (PDMS: curing agent), applied 35ml on a silicon wafer, and then subjected to a soft lithography process in which an air bubble is removed and cured in an oven at 80 ° C. for 2 hours. .
상기 PDMS 혼합 용액은 경화제의 비율(중량비)이 10:1.5 (PDMS : 경화제) 이상이 될 경우, 경화가 급속하게 이루어지며 용액의 점성이 매우 높아짐으로 경화제와의 비율(중량비)을 10:1로 하여 제조한다.In the PDMS mixed solution, when the ratio (weight ratio) of the curing agent is 10: 1.5 (PDMS: curing agent) or more, curing occurs rapidly and the viscosity of the solution becomes very high, so that the ratio (weight ratio) with the curing agent is 10: 1. To prepare.
웨이퍼에서 경화된 PDMS를 탈착시켜 바이오 펀치를 이용해 용액이 주입될 수 있는 주입 구를 형성시켜 최종적으로 도1 과 같은 미세유체칩을 제조한다. Desorption of the hardened PDMS on the wafer to form an injection hole through which a solution can be injected using a bio punch to finally produce a microfluidic chip as shown in FIG. 1.
각각의 주입 구는 1.5π, 4π의 크기를 지니며, 채널의 길이 및 폭은 11. 1 mm이다. 채널의 길이 및 폭은 이에 한정되지 않고 다른 수치로 설계가 가능함을 특징으로 한다.Each inlet has a size of 1.5π, 4π, and the length and width of the channel is 11.1 mm. The length and width of the channel are not limited thereto, and may be designed to different values.
미세유체칩 내 수화젤 막의 수직 고정 공정Vertical Fixing Process of Hydrogel Film in Microfluidic Chips
본 발명의 일 측면에 따른 실시 예는, 수화젤 막이 수직으로 고정된 미세유체칩을 제공한다.An embodiment according to an aspect of the present invention provides a microfluidic chip in which a hydrogel film is vertically fixed.
바람직하게는 상기 수화젤 막은 알지네이트 수화젤 막이고, 상기 미세유체칩은 중앙부 채널을 갖는 것으로서, 상기 미세유체칩 중앙부 채널 하단에 상기 알지네이트 수화젤 막을 수직으로 세워 고정시키기 위해, 상기 알지네이트 수화젤 막을 상기 미세유체칩 채널의 높이에 맞게 절단하는 과정을 수행한다. Preferably, the hydrogel film is an alginate hydrogel film, and the microfluidic chip has a central channel, so that the alginate hydrogel film is vertically fixed to the lower end of the microfluidic chip central channel. Cutting is performed according to the height of the microfluidic chip channel.
구체적으로 본 발명자들은 가로 약 3cm, 세로 약 1cm의 알지네이트 수화젤 막을 유리판에 고정 시킨 후, 광학현미경을 통해 메스(Mes)를 이용하여 폭 약 200-250μm, 길이 약 1cm로 절단하여 준비한다. Specifically, the inventors fix the alginate hydrogel film of about 3 cm in width and about 1 cm in length to a glass plate, and then prepare a cut of about 200-250 μm in width and about 1 cm in length by using a mes through an optical microscope.
이는 알지네이트 수화젤 막이 수직으로 고정될 미세유체칩 내 채널에 존재하는 사다리꼴 형태의 기둥 높이 및 채널 길이에 해당한다. This corresponds to the trapezoidal column height and channel length present in the channel in the microfluidic chip in which the alginate hydrogel film is to be fixed vertically.
이후 상기 절단된 알지네이트 수화젤 막을 핀셋을 이용해 상기 미세유체칩 채널 하단에 수직으로 세워 고정한다.Thereafter, the cut alginate hydrogel film is fixed perpendicularly to the bottom of the microfluidic chip channel using tweezers.
상기 고정은 정전기적 인력을 통해 상기 미세유체칩 채널 하단에 영구적으로 유지되므로 이를 제외한 다른 물질을 이용한 또는 여타 공정이 요하지 않는다. The fixation is permanently maintained at the bottom of the microfluidic chip channel through electrostatic attraction and therefore does not require any other materials or other processes.
미세유체칩 내 채널 간의 물질교환 및 세포의 거동을 물리적으로 제어하고자 알지네이트 수화젤 막을 사용하였기 때문에, 상기 알지네이트 수화젤 막을 고정할 때 수직으로 세워진 막의 하단부분과 미세유체칩 표면 사이에 공간이 존재하지 않도록 제조한다.Since alginate hydrogel membranes were used to physically control mass exchange and cell behavior between channels in the microfluidic chip, there is no space between the bottom of the vertical membrane and the surface of the microfluidic chip when the alginate hydrogel membrane is fixed. Manufacture to avoid.
상기 알지네이트 수화젤 막과 상기 미세유체칩의 견고한 고정을 위해 극소량의 폴리디메틸실록산(PDMS) 순 용액을 사용하고, 경화되지 않은 폴리디메틸실록산(PDMS) 용액을 상기 미세유체칩 내 채널의 각 가장자리 두 지점과 중앙 지점에 도포하여 상기 알지네이트 수화젤 막과 상기 미세유체칩 간의 고정을 유도한다.A very small amount of pure polydimethylsiloxane (PDMS) solution is used for firm fixation of the alginate hydrogel film and the microfluidic chip, and an uncured polydimethylsiloxane (PDMS) solution is placed at each edge of the channel in the microfluidic chip. It is applied to the point and the center point to induce the fixation between the alginate hydrogel film and the microfluidic chip.
상기 알지네이트 막이 수직으로 고정된 미세유체칩 채널은 도 1 및 도 2에 나타나있다. The microfluidic chip channel in which the alginate film is vertically fixed is shown in FIGS. 1 and 2.
상기 채널의 길이 및 폭은 도 1에 기재된 바와 같이, 직선 채널은 약 11.0 mm, 채널의 폭은 약 1.0 mm이다. The length and width of the channel is about 11.0 mm for the straight channel and about 1.0 mm for the width of the channel, as described in FIG.
상기 수화젤 막은 마이크로 칩 채널 중앙부의 하단에 수직으로 세워져 안정적으로 고정이 되었으며, 상기 수화젤 막의 하단과 상기 미세유체칩 표면 사이에 공간이 존재하지 않고, 일정한 두께와 높이를 지님을 확인 할 수 있다. The hydrogel film is erected vertically at the lower end of the center of the microchip channel and is stably fixed. There is no space between the bottom of the hydrogel film and the surface of the microfluidic chip, and it has a constant thickness and height. .
상기 알지네이트 막의 높이 및 폭의 상세 수치는 도 1, 도3 및 도 4에 나타나 있으며 길이는 약 9.1 mm이고 높이는 평균 약 243 μm 이며, 폭은 평균 약 43.5 μm 이다. Details of the height and width of the alginate membrane are shown in FIGS. 1, 3 and 4 with a length of about 9.1 mm, an average height of about 243 μm and a width of about 43.5 μm on average.
상기 알지네이트 막의 길이, 높이 및 폭은 이에 한정되지 않고 목적에 따라 변경되어 적용이 가능함을 특징으로 한다.The length, height, and width of the alginate membrane are not limited thereto, and may be changed and applied according to the purpose.
수화젤 막의 팽윤성 분석Swelling Analysis of Hydrogel Gel Membrane
채널 내 벽에 수직으로 고정된 수화젤, 상기 알지네이트 막이 포함된 미세유체칩 상단 표면과 유리판의 상단 표면을 60W의 세기 및 1분 동안의 대기압 산소 플라즈마 처리를 통해 표면처리를 수행한다. The hydrogel, which is fixed perpendicular to the wall in the channel, the top surface of the microfluidic chip including the alginate film and the top surface of the glass plate are subjected to surface treatment through 60 W intensity and atmospheric oxygen oxygen plasma treatment for 1 minute.
플라즈마 표면 처리에 의해 미세유체칩과 유리판의 부착이 가능하며 유리판과 부착된 미세유체칩 전체의 사진이 도 5에 나타나 있다. It is possible to attach the microfluidic chip and the glass plate by the plasma surface treatment, and the photo of the entire microfluidic chip attached to the glass plate is shown in FIG. 5.
미세유체칩의 모든 채널이 비워진 상태에서 상기 형성된 주입 구를 통해 하단 채널에 적색 염료를 주입하면 그 즉시 알지네이트 수화젤 막의 물리적 제어에 따라 적색 염료가 중간 채널로 확산되지 않고, 완벽하게 하단채널로 갇혀 있게 된다(도 6참조).When all the channels of the microfluidic chip are emptied and red dye is injected into the lower channel through the formed injection hole, the red dye is not immediately diffused into the intermediate channel under physical control of the alginate hydrogel film and is completely trapped in the lower channel. (See FIG. 6).
알지네이트 수화젤 막은 3차원적 망목 구조 내에 수분을 함유하는 성질을 지니므로 염료가 닿는 순간 팽윤 현상(swelling)이 나타나게 되고 시간이 지남에 따라 부피가 증가하여 부풀어 있다(도 7 참조). Since the alginate hydrogel film has a property of containing water in the three-dimensional network structure, swelling occurs when the dye touches, and the volume increases and swells over time (see FIG. 7).
그리고 이에 따라 청색 염료와 적색 염료의 경계선이 불분명해지며 두 염료의 확산이 이루어 진다.As a result, the boundary line between the blue dye and the red dye becomes unclear and the two dyes are diffused.
수화젤 막의 분해성 시험Degradability Test of Hydrogel Gel Membrane
상기 형성된 주입 구를 통해 칩 채널 내에 4%의 TSC 용액을 주입함에 따라 수화젤 막의 주 성분인 알지네이트와 수화젤 막의 가교를 위해 상기 함께 사용된 염화칼슘의 결합을 불활성화시켜 알지네이트 막의 자연적 분해를 유도한다. Injecting a 4% TSC solution into the chip channel through the formed injection port inactivates the binding of the alginate, which is the main component of the hydrogel film, and the calcium chloride used together for the crosslinking of the hydrogel film, thereby inducing the natural decomposition of the alginate film. .
알지네이트 수화젤 막이 수직으로 고정된 채널 내에 4% TSC 용액 60 μl를 주입한 후 약 1분 간의 시간이 흐름에 따라 수화젤 막이 분해되는 것을 확인 가능하며 이는 도 8에 나타나있다. 상기 수직 고정된 알지네이트 막이 약 12초 후부터 형태가 불분명해지며 약 28초 후, 자연적으로 분해 되는 것이 분석 가능하다.After injecting 60 μl of a 4% TSC solution into the vertically fixed channel of the alginate hydrogel membrane, it can be seen that the hydrogel membrane decomposes over time for about 1 minute, which is shown in FIG. 8. It is possible to analyze that the vertically fixed alginate membrane becomes unclear after about 12 seconds and naturally decomposes after about 28 seconds.
알지네이트 특성Alginate Properties
알지네이트는 수화젤의 한 종류로서 다시마, 미역과 같은 해양 갈조류의 세포막을 구성하는 주요 성분이다. Alginate is a type of hydrogel and is a major component of the cell membrane of marine brown algae such as seaweed and seaweed.
알지네이트의 구조는 α-L-guluronic aicd(글루론산)과 β-D-mannuronic aicd(만뉴론산)으로 이루어진 블록 공중합체 형태를 지닌다. The alginate structure has the form of a block copolymer consisting of α-L-guluronic aicd (gluronic acid) and β-D-mannuronic aicd (manneuronic acid).
이는 많은 음이온의 카르복실기(-COOH)를 함유하기 때문에 2가 양이온과의 결합 시 알지네이트의 글루론산이 가교반응(cross liking)을 유도해 겔화(gelation)되기 때문에 이는 물리적 성질을 결정하는 주요 요소가 될 수 있다. Since it contains a large number of anionic carboxyl groups (-COOH), since the gluronic acid of alginate induces cross liking and gelation when bound with divalent cations, it becomes a major factor in determining physical properties. Can be.
이와 같이 알지네이트를 수화젤로 형성시킨 경우 3차원적 망상 구조를 가지게 되고 젤 내에 약물이나 다당과 같은 복합물을 함유할 수 있다. As such, when the alginate is formed of a hydrogel, it has a three-dimensional network structure and may contain a complex such as a drug or a polysaccharide in the gel.
또한 알지네이트는 생체적합성이 우수하고 세포 독성, 면역 반응을 유발하지 않으며 생분해성, 친수성을 특징으로 최근 조직공학 분야뿐 아니라 의료 분야 및 다양한 분야에 사용되고 있다.In addition, alginate has excellent biocompatibility, does not induce cytotoxicity, immune response, biodegradability, and hydrophilicity.
이는 마이크로 칩의 스마트 의료기기 및 진단기기에서 필수적으로 사용되는 분야로, 종래 마이크로 칩 공정에 생체 적합성이 우수한 수화젤 막을 수직으로 고정시키는 본 발명은 진단기기용 마이크로 칩에서 다양한 진단기술 확장성을 확보할 수 있다.This is an essential field used in the smart medical devices and diagnostic devices of the microchip, the present invention to vertically fix the hydrogel film with excellent biocompatibility in the conventional microchip process can ensure the expansion of various diagnostic technologies in the microchip for diagnostic devices Can be.
없음none
Claims (4)
상기 알지네이트 용액이 도포된 접시에 2가 양이온이 포함된 용액을 주입하는 제2단계;
상온에서 12시간동안 상기 2가 양이온을 이용한 알지네이트 이온가교 반응을 수행하여 알지네이트 수화젤 막을 제조하는 제3단계;
에탄올을 이용하여 상기 알지네이트 이온가교 반응에 의해 생성되어 상기 알지네이트 수화젤 막상에 잔존하는 수분을 제거하는 제4단계;
상기 수분이 제거된 상기 알지네이트 수화젤 막을 상온에서 5 내지 7시간동안 건조시키는 제5단계;
를 포함하는 알지네이트 수화젤 막의 제조방법.A first step of applying an alginate solution in which sodium alginate is dissolved in water at 2 to 4 wt% in a dish;
Injecting a solution containing a divalent cation into a dish to which the alginate solution is applied;
A third step of preparing an alginate hydrogel membrane by performing an alginate ion crosslinking reaction using the divalent cation at room temperature for 12 hours;
A fourth step of removing water remaining on the alginate hydrogel film by the alginate ion crosslinking reaction using ethanol;
A fifth step of drying the alginate hydrogel film from which the moisture is removed for 5 to 7 hours at room temperature;
Method for producing an alginate hydrogel film comprising a.
실리콘 웨이퍼에 감광제를 도포하고 회전 교반한 후 열처리를 수행하여 감광제가 코팅된 실리콘 웨이퍼를 제조하는 제1단계;
미세 유체칩 패턴이 새겨진 마스크 필름을 제조하는 제2단계;
상기 마스크필름을 상기 감광제가 코팅된 실리콘 웨이퍼상에 고정시킨 후 자외선을 조사하여 상기 감광제를 반응시켜 상기 미세유체칩 패턴이 새겨진 미세유체칩 패턴 실리콘 웨이퍼를 제조하는 제3단계
상기 미세유체칩 패턴 실리콘 웨이퍼를 열처리를 한 뒤 상기 패턴내에 잔존하는 불순물 및 감광제를 제거하는 제4단계;
상기 불순물 및 감광제가 제거된 미세유체칩 패턴 실리콘 웨이퍼를 열처리하여 하드 베이크(hard bake)하는 제5단계;
폴리디메틸실록산(PDMS)용액과 경화제를 10:1(PDMS:경화제)의 중량비로 혼합하여 PDMS 혼합용액을 제조하는 제6단계;
상기 PDMS 혼합용액을 상기 하드 베이크된 미세유체칩 패턴 실리콘 웨이퍼상에 도포하고 기포를 제거한 후 오븐에서 경화시켜 다수의 채널 및 다수의 채널이 병합되는 중앙채널에 다수의 사다리꼴 기둥이 형성된 폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩을 제조하는 제7단계;
평균 43.5㎛의 두께로 제조된 알지네이트 수화젤 막을 사각형의 형태로 절단하되, 상기 폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩의 중앙채널의 깊이가 세로에 해당하며 상기 폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩의 중앙채널의 가로 길이가 가로에 해당하도록 절단하는 제8단계 ;
상기 절단된 알지네이트 수화젤 막을 상기 폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩의 중앙채널의 가장자리 및 상기 중앙채널에 형성된 다수의 사다리꼴 기둥의 한면에 정전기적 인력을 통해 수직적으로 1차 고정시키는 제9단계; 및
상기 수직적으로 1차 고정된 알지네이트 수화젤 막과 상기 중앙채널의 가장자리 및 상기 중앙채널에 형성된 다수의 사다리꼴 기둥의 한면 사이에 폴리디메틸실록산 순용액을 도포하여 2차 고정시키는 제10단계;
를 포함하는 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하며,
상기 수직적으로 고정된 알지네이트 수화젤 막은 채널 사이의 물질의 확산을 지연하며 내부에 복합물을 보관하였다가 서서히 확산하는 것을 특징으로 하는 알지네이트 수화젤 막이 수직적으로 고정된 폴리디메틸실록산(PDMS) 미세유체칩.In a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip in which an alginate hydrogel film is vertically fixed,
A first step of manufacturing a photosensitive agent-coated silicon wafer by applying a photosensitive agent to the silicon wafer, rotating stirring, and performing heat treatment;
A second step of manufacturing a mask film engraved with a microfluidic chip pattern;
A third step of manufacturing the microfluidic chip pattern silicon wafer having the microfluidic chip pattern engraved by fixing the mask film on the silicon wafer coated with the photosensitive agent and irradiating the photosensitive agent with ultraviolet light
Performing a heat treatment on the microfluidic chip pattern silicon wafer to remove impurities and photoresist remaining in the pattern;
A fifth step of hard-baking the microfluidic chip pattern silicon wafer from which the impurities and the photoresist are removed;
A sixth step of preparing a PDMS mixed solution by mixing a polydimethylsiloxane (PDMS) solution and a curing agent in a weight ratio of 10: 1 (PDMS: hardener);
The PDMS mixed solution is applied onto the hard-baked microfluidic chip pattern silicon wafer, bubbles are removed, and then cured in an oven to form a plurality of trapezoidal pillars in a central channel where a plurality of channels and a plurality of channels are merged. PDMS) a seventh step of manufacturing a microfluidic chip;
An alginate hydrogel film prepared with an average thickness of 43.5 μm is cut into a rectangular shape, and the depth of the central channel of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip corresponds to the length of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip. An eighth step of cutting the horizontal length of the center channel to correspond to the horizontal length;
A ninth step of vertically fixing the cut alginate hydrogel film vertically through an electrostatic attraction to an edge of a central channel of the polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip and to one surface of a plurality of trapezoidal pillars formed in the central channel; And
A tenth step of applying and fixing the polydimethylsiloxane pure solution between the vertically fixed alginate hydrogel film and the edge of the central channel and one side of a plurality of trapezoidal pillars formed in the central channel;
Characterized in that manufactured by a manufacturing method comprising a,
The vertically fixed alginate hydrogel film is a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip in which an alginate hydrogel film is vertically fixed, which delays diffusion of a material between channels and stores the composite therein and gradually diffuses it.
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