BioNanofluidics and Microfluidics Laboratory(바이오나노유체 및 마이크로유체 연구실)는 미세 및 나노 크기의 유체 시스템을 기반으로 한 첨단 분석 및 진단 기술 개발에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 마이크로/나노유체 디바이스 네트워크, 바이오분자 분석, 혁신적 미세유체 부품 개발 등 다양한 연구 분야를 포괄하며, 생명과학, 의공학, 환경, 바이오산업 등 다양한 분야에 응용 가능한 핵심 기술을 연구하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 주제는 미세유체 및 나노유체 디바이스의 설계와 제작, 그리고 이들을 네트워크화하여 복잡한 유체 흐름을 정밀하게 제어하는 것입니다. 이를 위해 마이크로 3D 프린팅, 레이저 가공, 핫 엠보싱 등 첨단 마이크로패브리케이션 기술을 적극적으로 도입하고 있으며, 각종 미세유체 부품(마이크로펌프, 마이크로밸브, 마이크로믹서 등)의 개발 및 최적화에도 힘쓰고 있습니다.
또한, 본 연구실은 마이크로/나노유체 디바이스를 활용한 바이오분자(단백질, 펩타이드, RNA, DNA 등) 분석 기술을 개발하여, 임상 진단, 유전자 분석, 신약 개발 등 바이오메디컬 분야에 혁신적인 솔루션을 제공하고 있습니다. 랩온어칩(LOC) 및 마이크로어널리티컬 시스템을 통해 기존 대형 분석 장비를 대체할 수 있는 소형화, 고집적화된 분석 플랫폼을 구현하고 있습니다.
연구실의 연구 성과는 다수의 국제 저널 논문, 특허, 국내외 학회 발표, 산학협력 프로젝트 등으로 이어지고 있습니다. 최근에는 디지털 PCR, 자동화된 바이오의약품 검사 시스템, 고성능 미세교반기 등 차세대 바이오분석 및 진단 기술 개발에 집중하고 있으며, 이를 통해 미래 바이오산업의 핵심 인프라로 자리매김하고 있습니다.
BioNanofluidics and Microfluidics Laboratory는 창의적이고 혁신적인 연구를 통해, 미세유체 및 나노유체 기술의 한계를 극복하고, 미래의 스마트 진단, 정밀의료, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 사회적 가치를 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.
마이크로/나노유체 디바이스 네트워크는 미세 및 나노 크기의 유체 채널과 다양한 유체 제어 요소들을 통합하여 복잡한 유체 흐름을 정밀하게 제어하는 기술입니다. 본 연구실에서는 마이크로유체 및 나노유체 디바이스의 설계, 제작, 그리고 네트워크화에 중점을 두고 있습니다. 이러한 네트워크는 미세한 유체의 흐름을 정밀하게 조절할 수 있어, 다양한 생명과학 및 화학 분석에 필수적인 기반 기술로 자리 잡고 있습니다.
마이크로/나노유체 디바이스 네트워크의 핵심은 각종 미세유체 부품(마이크로펌프, 마이크로밸브, 마이크로믹서 등)을 효율적으로 연결하고, 이들이 유기적으로 작동하도록 하는 것입니다. 이를 위해 본 연구실은 미세가공, 3D 프린팅, 레이저 가공, 핫 엠보싱 등 다양한 첨단 마이크로패브리케이션 기술을 활용하여 고성능의 미세유체 네트워크를 구현하고 있습니다. 또한, 전기동역학적 현상과 미세열전달 등 미시적 물리화학적 현상에 대한 심도 있는 연구도 병행하고 있습니다.
이러한 연구는 기존의 대형 분석 장비를 대체할 수 있는 소형화, 고집적화된 분석 시스템 개발로 이어집니다. 궁극적으로는 임상, 바이오, 환경 등 다양한 분야에서 신속하고 정확한 분석을 가능하게 하여, 미래의 스마트 진단 및 맞춤형 의료, 환경 모니터링 등 다양한 응용 분야에 기여할 수 있습니다.
바이오분자 분석을 위한 마이크로/나노유체 디바이스 응용
바이오분자 분석은 단백질, 펩타이드, RNA, DNA 등 생체 내 주요 분자들의 정량 및 정성 분석을 의미합니다. 본 연구실은 마이크로/나노유체 디바이스를 활용하여 이러한 바이오분자들을 신속하고 정밀하게 분석하는 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 미세유체 기반의 분석 시스템은 소량의 시료로도 높은 민감도와 정확도를 달성할 수 있어, 임상 진단 및 생명과학 연구에 매우 유용합니다.
연구실에서는 다양한 미세유체 분석 플랫폼(랩온어칩, 마이크로어널리티컬 시스템 등)을 개발하고 있으며, 이를 통해 기존의 대형 분석 장비 대비 비용, 시간, 시료 소모량을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 또한, 단백질 메모리, 비휘발성 단백질 메모리 시스템, 단일 지점 검출 방식 등 혁신적인 특허 기술을 바탕으로, 바이오분자 검출의 신뢰성과 효율성을 극대화하고 있습니다.
이러한 연구는 질병 진단, 유전자 분석, 신약 개발 등 다양한 바이오메디컬 분야에 직접적으로 응용될 수 있습니다. 더불어, 차세대 디지털 PCR, 고성능 미세교반기, 자동화된 바이오의약품 검사 시스템 등 혁신적인 응용 기술 개발로 이어져, 미래 바이오산업의 핵심 인프라로 자리매김하고 있습니다.
혁신적 마이크로패브리케이션 및 미세유체 부품 개발
본 연구실은 마이크로 3D 프린팅, 레이저 가공, 핫 엠보싱 등 첨단 마이크로패브리케이션 기술을 활용하여, 다양한 미세유체 부품(마이크로펌프, 마이크로밸브, 마이크로믹서, 미세 다이얼라이저 등)을 개발하고 있습니다. 이러한 부품들은 미세유체 시스템의 핵심 요소로, 유체의 정밀 제어와 다양한 분석 기능 구현에 필수적입니다.
특히, 3D 프린팅 및 레이저 가공 기술을 통해 복잡한 구조의 미세유체 채널과 부품을 신속하게 제작할 수 있으며, 이를 통해 연구 개발의 효율성과 유연성을 크게 향상시키고 있습니다. 또한, 전기동역학 기반의 마이크로펌프, 음향유동 기반의 마이크로믹서 등 다양한 원리를 적용한 혁신적 부품 개발을 통해, 미세유체 시스템의 성능을 극대화하고 있습니다.
이러한 기술들은 바이오칩, 랩온어칩, 자동화된 분석 시스템 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다. 더불어, 특허 출원 및 기술이전 등을 통해 산업적 파급력도 확대하고 있으며, 미래의 스마트 진단, 정밀의료, 바이오센서 등 첨단 융합기술의 기반을 마련하고 있습니다.
