랩 온어 칩 제작법 (PDMS와 Photolithography의 웨이퍼 사용)

랩 온어 칩 제작법 (Lab on a chip)

랩 온어 칩 제작에는 보통 PDMS와 Photolithography를 사용하여 만든 웨이퍼를 이용합니다. 자세한 사항은 수 많은 Papers에 나와 있으므로, 랩 온어 칩을 만드는 방법을 간단하게 소개하겠습니다.

https://kielian-story.tistory.com/72

동물 실험 대체를 위한 생명 공학의 노력과 랩 온어 칩 (Lab on a Chip)

 

 

 

PDMS 제작하기

랩 온어 칩은 여러 고분자 물질로 만들기 위한 시도가 있었습니다. 가장 많이 쓰는 고분자 물질로 PDMS (Polydimethylsiloxane) 를 주로 많이 사용하고 있습니다. PDMS는 가격이 싸고, 세포의 독성이 없으며 산소 투과성이 좋아 많이 사용되는 고분자 물질입니다.

https://www.dow.com/en-us/pdp.sylgard-184-silicone-elastomer-kit.01064291z.html#overview

SYLGARD™ 184 Silicone Elastomer Kit

PDMS를 구매하시면 위 그림과 같이 PDMS A와 B로 따로 있으며, A와 B를 사용하기 직전에 섞어서 사용하게 됩니다. 이때, A와 B의 비율에 따라 PDMS의 Elastic 정도의 차이를 주며, B의 비율이 높으면 높을 수록 더 단단한 PDMS를 만들 수 있습니다. 대부분의 논문에서 10:1 (w/w) 의 비율로 섞어서 사용합니다. 적절한 비율로 PDMS를 잘 섞은 후에 진공 상태에 약 1시간 정도 두어 기포를 제거합니다. 그 이후에 70도에서 Overnight 동안 반응 시키면 원하는 모양의 PDMS를 만들 수 있습니다.

 

 

Photolithography를 이용하여 웨이퍼 제작하기

실리콘 웨이퍼에 SU-8 2000의 제품을 주로 사용하여 Photolithography를 제작합니다.

자세한 실리콘 웨이퍼 제작 방법은 제작사 프로토콜을 확인하시길 바랍니다.

Click to access SU-82000DataSheet2025thru2075Ver4.pdf

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다음과 같은 방법으로 Lab-chip을 제작할 수 있습니다. 위와 같이 다양한 방법으로 랩 온어 칩을 제작할 수 있으며, 상당히 다양한 방법으로 응용이 가능하기 때문에 수 많은 실험실에서 이 방법을 사용하고 있습니다. 이 방식은 반도체에서도 사용하는 방법으로 매우 정확하고 세밀하게 칩을 조절하고 제작할 수 있습니다.

 

 

단백질 코팅하기

이후에 PDMS에 직접 세포를 seeding 하지 않고 Collagen, Matrigel 등과 같은 단백질로 바닥을 코팅합니다. Seeding 하고자 하는 세포의 종류에 따라 코팅하는 단백질의 종류가 달라집니다. Primary cell은 주로 Matrigel을 주로 사용하며, 보통의 Cell line 경우에는 Collagen coating으로 충분하다고 생각하지만 Preliminary experiment를 통해 어떤 물질이 적합한지 판단해야 합니다.

그 이후에는 Flow의 속도, cell concentration 등을 적절하게 조합하여 실험을 진행하고 안정성을 평가하시면 됩니다.