포스텍 정완균 교수팀
'정밀 유량 제어 기술' 개발
'정밀 유량 제어 기술' 개발
손톱만 한 작은 칩 위에 질병 진단에 필요한 여러 분석장비를 넣은 '랩온어칩'을 보다 쉽게 활용하도록 돕는 기술이 개발됐다.
포스텍(총장 김도연)은 정완균 기계공학과 교수(사진)팀이 로봇공학을 이용해 전문가가 아니라도 손쉽게 미세유체를 조절할 수 있는 '정밀 유량 제어 기술'을 개발했다고 28일 밝혔다.
'칩 위에 놓인 작은 실험실'이란 뜻의 랩온어칩은 피 한 방울로 질병 여부를 판별하는 등 실험실에서 이뤄지는 여러 복잡한 실험을 작은 칩 위에서 할 수 있도록 구현한 초정밀 실험기기다.
이 장치는 극히 적은 양의 유체 시료를 정밀하게 조절하는 '미세유체 제어기술'이 핵심이다. 하지만 현재 미세유체 제어에 사용되는 '비례-적분-미분 제어기'는 마이크로미터 수준의 매우 작은 시스템에서는 사소한 요인으로도 오차가 빈번하게 발생해 숙련된 전문가가 아니면 사용하기 어려웠다.
정 교수팀은 미세유체가 전류처럼 흐른다는 점에 착안해 제어공학 관점에서 오차값을 보완하고 유체의 흐름을 자동으로 제어할 수 있는 알고리듬을 설계했다. 이를 통해 사용자가 어려운 제어 과정을 직접 제어하지 않아도 될 뿐만 아니라, 자동화를 통해 안전성과 정밀도가 높아지는 결과를 얻었다고 연구팀은 설명했다. 이 기술을 사용하면 기존에 생명과학 연구실에서 수행하던 세포배양과 세포반응 분석 등도 초소형 칩 안에서 할 수 있게 된다.
정 교수는 "제어공학 관점에서 미세유체역학과 이를 이용한 바이오 연구에 기여하기 위해 이 연구를 시작했다"며 "다양한 분야의 기반 기술이 총집합한 융합기술의 플랫폼인 랩온어칩의 발전에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.
미래창조과학부와 한국연구재단의 선도연구센터지원 사업의 지원을 받은 이번 연구의 결과는 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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