연속형 확산영동 및 전기영동 기반 미세입자 분리·분석

Continuous Diffusiophoretic and Electrophoretic Separation for Micro/Nanoparticle Analysis

연구 내용

이온 교환 기반 확산영동과 전기영동 포획을 이용해 마이크로/나노입자를 연속 분리하고 현장형 분광 분석으로 특성을 동시 평가하는 연구

미세플라스틱 및 나노입자 분석은 전처리 분리 단계가 병목이 되기 쉬우며, 이를 줄이기 위해 이온 교환 메커니즘을 활용한 자발적 확산영동 분리와 전기영동 포획 기반 마이크로시스템을 결합합니다. 연속 구동에서 입자 배제거리 스케일링을 확인하고, 버퍼 조건을 조정해 분리 거동과 pH 민감 시료 호환성을 동시에 고려합니다. 또한 미세유체 채널에서 비대칭 전기장으로 전기영동 힘을 유도하여 입자를 기판에 포획한 뒤 Raman spectroscopy와 광학 현미경으로 크기·형상·유형을 in situ로 평가합니다. 분리와 분석의 통합을 지향하는 점이 차별성입니다.

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연구 흐름

2020년에는 이온 교환 메커니즘에 기반한 자발적 확산영동 분리 플랫폼을 연속 운전 방식으로 제시하고, 입자 배제거리와 확산영동 이동성 간의 관계를 이용해 크기별 분리 가능성을 검증했습니다. 이후 확장 단계에서는 환경 시료에서 마이크로/나노플라스틱을 대상으로 전기영동 포획-분광 분석의 결합을 목표로, 비대칭 전기장을 갖는 마이크로채널에서 입자를 기판에 포집하는 구조로 전환했습니다. 2025년에는 포획된 입자를 Raman 분석과 광학 이미징으로 동시 특성화하여 상용 티백에서 용출된 미세플라스틱 검출까지 연결함으로써 분석 전처리 부담을 낮추는 방향으로 연구를 수행했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

미세플라스틱 신속 검출
Raman 기반 입자 동시 분류
연속형 나노입자 정제 공정
크기 의존 분리 모듈
전기영동 포획 분석 칩
샘플 분리-분광 일체형 시스템
환경 모니터링 전처리 장치
진단용 시료 농축 및 정제
pH 민감 바이오샘플 호환 분리
현장형 미세입자 품질평가