2. 이론적 배경들
(1) 모세관전기이동(Capillary Electrophoresis)의 원리
3. 칩 제작방법
Lab-on-a-Chip 연구 및 기술 동향
Lab-on-a-chip 기술은 1990년대 초 Harrison 등이 개발한 모세관 전기영동을 이용한 방법에 기초를 두고 있다.(Harrison, 1993) 이들은 용액이 채워진 미세한 채널 양단에 전압을 걸어 용액의 흐름을 만드는 모세관 전기삼투현상을 이용하여 별도의 펌프나 밸브 없이 용액의 흐름을 제어할 수 있고, 모세관 전기영동을 이용하여 분리분석을 할 수 있어 작은 실험실을 chip 위에 제작하는 것이 가능하다는 것을 보였다.(Jacobson, 1994; Li, 1997; Kopp, 1998) 현재 lab-on-a-chip 분야는 미국과 유럽에서 주로 연구되고 있고 아시아권에서는 소형화에 강한 일본에서 조차도 아직까지 이 분야 연구가 전혀 활성화되어 있지 않다. 미국의 경우는 이 분야의 신기술이 곧바로 벤처기업으로 연결되어 Caliper Technologies, Aclara Bioscience 등 몇 개의 기업들이 각자 독창적인 기술을 바탕으로 설립되었고 통산성의 Advanced Technology Program(ATP)나 Defence Department's Advanced Research Projects Agency(DARPA) 등의 프로그램을 통한 국가적 재정지원을 기반으로 제약회사 등과의 전략적 제휴를 통하여 급속도로 성장하고 있다. 1995년에 설립된 Caliper사는 이 분야에서 가장 선도적인 기업으로, 1996년부터 Hoffman-La Roche사와 전략적 제휴관계를 가지고 신약탐색 기술을 연구했으며, 금년부터 Amgen사와 Neurocrine Biosciences사 등에 lab-on-a-chip 신약탐색 기술을 제공하고 있다. Caliper사에 따르면, 현재 조합화학으로 합성한 bead 하나의 표면에 붙은 화합물로 천번의 분석이 가능한 수준에 이르렀고 하루에 10만번의 분석이 가능한 장치를 개발하고 있다. 또한 1998년부터는 Hewlett Packard사와 매년 2천만달러씩 5년간 lab-on-a-chip 기술을 이용한 분석기기를 상용화하기 위한 연구 프로젝트를 수행하고 있다. Aclara사의 경우는 Perkin-Elmer사와 손잡고 lab-on-a-chip 기술을 개발하고 있다. 국내에서는 현재까지 본 연구실이 유일하게 lab-on-a-chip 분야의 연구를 수행하고 있다.
제품개발 선도기업
Caliper Technologies (http://www.calipertech.com/)
Technology Networks Ltd.(http://www.lab-on-a-chip.com)
The LOC consortium(http://www.ornl.gov/lsm/laser1.html)
Sandia National Laboratory(http://www.sandia.gov)
The Cepheid(http://www.cepheid.com)
주요 연구 그룹
Laser Spectroscopy and Microinstrumentation Group(Mike Ramsey), Oak Ridge National Laboratory
Richard A. Mathies Group
(http://www.cchem.berkeley.edu/~ramgrp/LabWebPage/index.html)