국립 부경대학교

국립부경대 교수팀 개발 디스펜싱 시스템, 세계 톱 저널 게재

- 임도진 교수 연구팀 … <Sensors and Actuators B: Chemical>에 논문 게재

△ 개발된 디스펜싱 시스템에서 액적 3차원 세포 배양의 모든 과정의 시연 이미지.

국립부경대학교 임도진 교수(화학공학과) 연구팀의 신개념 디스펜싱(dispensing) 시스템 관련 연구가 세계 최상위 저널에 실렸다.

임도진 교수 연구팀이 독자적으로 개발한 솔레노이드 펌프를 이용한 샘플 공급 및 회수 장치 제작 관련 연구를 담은 논문 ‘Syringe pump-embedded, on-demand sample supply and collection system for droplet 3D cell culture in digital microfluidics’가 국제학술지 <Sensors and Actuators B: Chemical>(IF 8.0)에 최근 게재됐다.

이 국제학술지는 계기&계측(Instruments & Instrumentation) 분야 76개 저널 가운데 최상위(1위) 저널이다.

임도진 교수 연구팀은 독자적으로 개발한 소형의 솔레노이드 펌프를 이용해 하나의 장치로 샘플 공급, 분할 및 회수 등 다양한 기능을 수행할 수 있는 디스펜싱 시스템을 개발하고, 이 시스템을 이용해 액적(아주 작고 둥근 물방울) 3차원 세포 배양의 모든 과정을 시연했다.

현재 세포 배양 장치에 액적을 공급하기 위해 다양한 디스펜싱 기술이 사용되고 있지만, 시료를 일정한 용량과 속도로 공급하기 위해서는 정밀한 시린지 펌프의 사용이 불가피하다. 하지만 대부분의 시린지 펌프는 부피가 커 시스템의 소형화에 어려움이 있고, 회수 기능이 없어 생물 분야에 활용을 위해서는 복잡한 시스템으로 구성해야 하는 문제가 있다.

이번 연구 논문의 제1 저자인 배서준 박사과정생은 시료 공급을 위해 시린지를 채우는 대신, 샘플 챔버를 꽂아 시료를 공급하는 단순한 방법을 적용해 시료를 공급하고, 시린지의 사용에서 불가피하게 발생하는 불용 체적(dead volume)의 문제를 해결했다.

그는 “디지털 미세유체 기술이라는 우수한 액적 조작 기술에 새롭게 개발한 디스펜싱 장치를 결합함으로써 오가노이드 배양 등 자동화가 요구되는 다양한 연구에서 디지털 미세유체 기술의 특징을 더욱 효과적으로 활용하는데 도움이 될 것으로 기대한다.”라고 밝혔다.

임도진 교수 연구팀은 한국연구재단의 중견연구자 지원사업(NRF-2021R1A2C1011723)의 지원을 받아 이번 연구를 수행했다. <부경투데이>

Dispensing System Developed by Pukyong National University Professor’s Team Published in a Top Global Journal

- Professor Lim Do-jin’s Research Team … Published a Paper in <Sensors and Actuators B: Chemical>

A study on a novel dispensing system by Professor Lim Do-jin’s (Department of Chemical Engineering) research team at Pukyong National University has been published in a top global journal.

A paper titled ‘Syringe pump-embedded, on-demand sample supply and collection system for droplet 3D cell culture in digital microfluidics,’ covering research on the independently developed solenoid pump-based sample supply and collection device by Professor Lim Do-jin’s research team, was recently published in the international journal <Sensors and Actuators B: Chemical>(IF 8.0).

This international journal is the top(ranked 1st) among 76 journals in the field of Instruments & Instrumentation.

Professor Lim Do-jin’s research team developed a dispensing system that uses an independently developed small solenoid pump to perform various functions such as sample supply, splitting, and collection in a single device, and demonstrated all stages of droplet(a very small, round drop) 3D cell culture using this system.

Various dispensing technologies are currently used to supply droplets to cell culture devices; however, the use of precise syringe pumps is essential for supplying samples at a constant volume and speed. However, most syringe pumps have a large volume, making it difficult to miniaturize the system, and lack a collection function, requiring complex system configurations for application in biological fields.

The first author of this research paper, Ph.D. student Bae Seo-jun, applied a simple method of supplying samples by inserting a sample chamber instead of filling the syringe for sample supply, thus addressing the issue of dead volume that inevitably arises from the use of syringes.

He stated, “By combining the newly developed dispensing device with the excellent droplet manipulation technology known as digital microfluidics, it is expected to help utilize the characteristics of digital microfluidics more effectively in various studies requiring automation, such as organoid culture.”

Professor Lim Do-jin's research team conducted this study with the support of the Mid-Career Researcher Support Program from the National Research Foundation of Korea (NRF-2021R1A2C1011723). <Pukyong Today>