Recent Advances in a Microfluidic Paper-based Analytical Devices and its Point of Care Testing Applications

Recent Advances in a Microfluidic Paper-based Analytical Devices and its Point of Care Testing Applications

Yong Kyoung Yoo, Cheonjung Kim, Junwoo Lee, Jeong Hoon Lee

Department of Electrical Engineering, Kwangwoon University, Seoul 01897, South Korea

종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 현장검사 기술과 그 응용

유용경, 김천중, 이준우, 이정훈^† 광운대학교 전기공학과

(Received September 4, 2018; Accepted September 14, 2018)

바이오세라믹

특 집 특 집 바이오세라믹

CERAMIST

Ceramist

Vol. 21, No. 3, pp. 293~301, 2018.

https://doi.org/10.31613/ceramist.2018.21.3.06

Abstracts

Paper-based analytical devices (μPAD) are highly advantageous for portable diagnostic systems owing to their low costs and ease of use. μPADs are considered as the best candidates for realizing the World Health Organization (WHO) ASSURED criteria: affordable, sensitive, specific, user-friendly, rapid and robust, equipment-free, and deliverable to end users. However, they have several limitations such as low sensitivity and accuracy. This article reports a mini review for a micro-fluidic paper-based analytical devices (μPAD), especially for addressing low sensitivity and accuracy issues.

Keywords: Point-of-care test (POCT), μPAD, Paper-based, diagnostics, Sensitivity

1. 서론

첨단 기술의 급격한 발전 및 전세계의 인구 고령화의 급속한 진행에 따라 건강한 삶에 대한 관심이 빠르게 증 가하고 있다. 건강에 대한 관심은 질병의 치료 및 진단에 집중되고 있으며, 특히 질병에 대한 적절한 처방과 신속 한 치료를 위한 진단 기술의 중요성이 부각되고 있다. 현

재 임상검사의 경우 대형 의료기관이 크게 발전되어 있는

선진국 혹은 대도시는 접근성이 매우 우수하나, 그밖의

많은 국가와 지역에 있어서 진단 비용 및 접근성에 큰 문

제점을 가지고 있다. 이러한 이유로 중증환자나 응급환자

의 경우에는 치료를 위한 골든타임을 놓치는 경우가 빈번

하게 발생하고 있다. 따라서 응급실이나 현장에서 환자에

게 바로 진단기술을 적용하여 시간과 비용을 절감할 수

유용경, 김천중, 이준우, 이정훈

특 집

CERAMIST

있는 현장검사 (POCT, Point of care test)의 체외진단 (IVD, In vitro diagnostics)이 각광받고 있다.

종이기반 미세유체 분석소자(μPAD, micro-fluidic paper-based analytical devices)는 앞서 언급한 체외 진단 및 현장진단을 일부 혹은 확대 대체 가능할 것으로 예상하고 있으며, 질병진단에 있어서의 환자의 접근성을 확장할 수 있는 가장 유력한 후보로 기대되고 있다. 이와 같은 μPAD는 섬유 그물망(fiber network)의 구조를 형 성하고 있어, 별도의 장비나 외력 없이 유체를 이동시키 고 제어할 수 있다. 이는 펌프와 같은 외력장치를 필요로 하지 않기 때문에 현장진단 및 소외지역에서의 진단에 큰 장점으로 작용된다. 또한 작고 가벼운 형태를 취하고 있 으며, 일회용으로 구성되기 때문에 높은 휴대성을 가지고 있다. 또한 대부분 μPAD는 그 사용방법이 매우 간단하 며, 제작이 용이하고 낮은 제작비용으로 대량생산에 유리 하기 때문에 현장검사에 적합한 소자로 각광받고 있다.

μPAD를 바탕으로 하는 진단기는 면역 비색법이 주를 이 루고 있으나, 최근 들어 전기화학법, 형광법과 같은 진단 기술들을 통한 분석법 또한 활발하게 연구개발 되어지고 있다.

μPAD를 활용한 대표적인 현장검사기법으로는 측방유 동면역분석법(LFA, Lateral flow assay)이 있으며, 임 신진단, 인플루엔자, 심장질환, 성병 검사와 같은 스크리 닝 검사 또는 급성질환의 위급한 상황에서의 신속한 질병 진단에 적극적으로 사용되고 있다. 위와 같은 장점들에도 불구하고 μPAD는 그 내재적인 한계로 인하여, 민감도와 정확성이 낮아 그 활용범위에 많은 제약을 받고 있다.

최근 들어 다양한 요소기술이 연구 개발되면서, 종이기 반 체외진단키트 응용을 위한 단위소자 및 기능들이 제안 되고 있다. μPAD의 성능향상을 위하여, μPAD에 흐르는 생체샘플의 유체제어,

표적물질(Target sample)에 대 한 전처리(Pretreatment),

표적물질 감지 성능향상을 위한 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 이와 같은 요소 기술들의 개발은 μPAD의 성능향상을 도모하여, μPAD 의 민감도 및 정확성을 개선하고 이를 바탕으로 다양한 질병진단에 적극적인 활용에 큰 기여를 할 것으로 기대된 다. 본 논문에서는 종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 체외진단의 성능향상을 위한 제작기술, 요소기술과 그 응 용에 대해서 다루고자 한다.

2. μPAD 제작을 위한 기술

μPAD의 제작을 위해 종이의 특징을 극대화한 제작기 술이 개발 되어지고 있다. 유리, 실리콘(Silicon), PDMS (Polydimethylsiloxane)와 비교하였을 때, 종이는 여러 가지 장점을 가진다. 우선 다공성 재료로써 높은 표면적/

부피비(Surface-to-volume ratio)을 가지며, 모세관 현상을 이용한 능동적 유체의 흐름이 가능하고, 섬유질 구조임을 활용가능하며, 일회성(disposability)으로의 사 용이 가능하며, 가격이 매우 싸다는 특성을 가지고 있다.

이러한 특성을 고려하여 μPAD를 제작하고 있으며, 이를 Table 1에 나타내었다.

페이퍼를 이용한 소자의 제작기술을 위해 우선 종이 위 에 유체 채널(fluidic channel)의 형성이 필요하여, 또한

Table 1. POCT를 위한 종이재료와 다른 재료의 특성 비교

Property Material

Glass Silicon PDMS Paper

Surface-to-volume ratio Low Low Low High

Fluid flow Forced Forced Forced Capillary action

Sensitivity to moisture No No No Yes

Biocompatibility Yes Yes Yes Yes

Flexibility No No Yes Yes

Functionalization Difficult Moderate Difficult Easy

Price Moderate High Moderate Low

CERAMIST

종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 현장검사 기술과 그 응용

전극과 같은 특정 패턴(Pattern) 기술 또한 요구된다. 유 체 채널의 구성을 위한 기술로써 왁스(Wax) 프린팅, 감 광제(PR, Photoresist) 프린팅, AKD(Alkyl ketene dimer), UV/O

을 이용한 친수성 표면 형성 기술이 널리 이용되고 있다. 또한 PDMS과 폴리스틸렌(Polystyrene) 과 같은 물리적인 벽을 형성하여 채널을 형성하는 기술도 사용되었다. 또한 μPAD의 채널 형성하기 위하여 종이를 절단(Cutting)하여 적용하는 기술도 적용되었다. 전극 패턴을 위해서는 잉크젯 프린팅, 스프레이 코팅, 스탬핑 (Stamping) 및 스크린 프린팅과 같은 방법이 이용되며, 종이 내에 소수성(Hydrophobic) 물질을 패터닝하거나 종이 표면을 개질하여 전극의 선폭을 낮추고자 하는 연구 가 진행되었다.

2.1 왁스(Wax) 프린팅

왁스 프린팅 기술의 장점은 μPAD를 간편하고 저렴한 비용으로 제작할 수 있다는데 있다. 프린터를 활용하여 고체기반의 왁스를 특정 패턴형태로 종이에 프린트하고, 왁스 프린트된 종이를 가열하여 종이의 섬유 그물망으로 침습시켜서 제작한다.

이를 통하여 왁스의 소수성 특징 을 가지는 방벽을 형성하여 채널과 소자의 디자인을 구성 할 수 있으며, 일반적으로 소수성 방벽을 통하여 유체의 채널과 레저버(reservoir), 센싱패드(sensing pad)를 구 성한다. (Fig. 1)

왁스 프린팅 기술을 바탕으로 제작된 μPAD는 다양한

연구에 활용되고 있으며, 그한예로 왁스 프린팅을 통해 생체분자를 전처리하는 시스템의 개발을 예로 들수 있다.

본 연구팀은 왁스 프린팅을 통해 제작한 채널/레저버 및 양이온 선택적 이온 투과막을 이용하며, 생체분자를 약 1000배의 농축(preconcentration)한 결과를 보였다.

Fig. 1에 보인 바와 같이 CAD를 이용한 디자인, 왁스 프 린팅, 간단한 열처리만으로 패턴을 형성가능하기 때문에 그 응용이 매우 쉽고 파급력 또한 클 것으로 기대된다.

μPAD를 통하여 혈액과 소변 내에서의 포도당, 알코올, 젖산을 검출하는데 활용이 가능함을 보였으며, 또한 여러 연구그룹에서 다양한 연구 결과를 도출하고 있다.

그러 나 왁스 프린팅을 통한 센서 연구는 페이퍼 내에 왁스와 반응할 수 있는 물질 및 유기용매의 사용에 제약이 있는 단점을 가지고 있다.

2.2 잉크젯 (Inkjet) 프린팅

잉크젯 프린팅을 활용한 μPAD 제작 기술은 잉크를 종 이에 프린팅하여 원하는 재료를 패터닝하는 기술로, 왁스 프린팅 보다 다양한 재료를 적용할 수 있다는 장점이 있 다. 일반적으로 잉크젯 프린팅을 활용하여 생체물질, 금 (Au), 은(Ag), 카본재료(CNT 및 그래핀)등을 종이 위에 패터닝 할 수 있으며, 패터닝된 재료에 따라서는 μPAD 내의 인식층 재료(Recognition material) 및 센싱 전극 패턴도 가능하다. 또한 고해상도 잉크젯 프린터의 적용을 통해 수백 마이크로미터 분해능이 가능하며 이를 통해 정

Fig. 1. 왁스 프린팅을 이용한 소수성 벽(hydrophobic wall) 제작

유용경, 김천중, 이준우, 이정훈

특 집

CERAMIST

밀한 패터닝이 가능하다.

Fig. 2는 잉크젯 프린팅을 이용한 pH, protein, glucose 센서의 예를 보여주고 있다. 종이 내에서 Polystyrene의 소수성 표면을 이용해 채널을 제작하고,

그 위에 pH, Protein, Glucose와 화학적으로 반응하는 물질을 종이 위에 프린팅 하였다. thymol bule, methyl red, bromothymol blue를 통하여서 pH를 확인하였으 며, tetrabromophenol blue를 통하여서 protein을 검출

Fig. 3. 스프레이 방식을 이용한 Cu, Ni 이온 측정 센서 제작

Fig. 4. UV/O

패터닝을 이용한 초소수성 종이표면 제작

)

Fig. 2. 잉크젯 프린팅을 이용한 pH, protein, glucose 센서 제작

CERAMIST

종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 현장검사 기술과 그 응용

하였다. 또한 Glucose oxidase, horseradish peroxidase (HRP)을 이용하여서 glucose를 검출하였다. 검출 범위 는 human serum albumin (HSA)의 0.46-46 μM, glucose 2.8- 28.0 mM, pH 5-9 까지의 범위였다.

2.3 래커(lacquer) 스프레이 도포

종이에 소수성 래커(lacquer) 스프레이를 활용하여 패 턴을 형성하여 채널과 레저버를 형성하는 제작기술이다.

특정 패턴의 Iron mask를 종이 위에 자석을 이용하여 고 정하고, 스프레이를 활용하여 소수성 래커를 도포하여 제 작하였다. (Fig.3) 제작된 μPAD는 은/염화은 잉크 (silver/silver chloride ink)를 스크린 프린팅하여 전기 화학 센서로 활용하였다. 생체샘플 내의 Cu, Ni 이온을 측정하였으며, 검출한계(LOD, Limitation of detection) 는 0.5 ppm까지 가능하였다.

2.4 UV/O3 패터닝

UV/O

패터닝은 소수성의 실레인(silane)과 UV 리소 그래피(ultra-violet) lithography)를 이용한 μPAD 제

작 기술이다(Fig. 4). OTS (octadecyltrichlorosilane) 용액을 종이기판에 적신 후, mask와 UV를 이용하여 패 터닝 하는 방법이다. UV에 노출되는 부분은 OTS의 옥타 데실 탄화수소 체인(octadecyl hydrocarbon chain)이 UV light과 O

의 영향으로 분해되기 때문에 친수성으로 변형되고, 분해되지 않은 부분은 소수성의 성질로 종이 채널에서의 방벽 역할을 한다. 이러한 방법은 제작 후 초 소수성 표면을 가지지만 시간이 지나감에 따라서 친수성 표면으로 변하는 단점을 가지고 있다.

3. μPAD의 요소기술

3.1 종이의 섬유 그물망을 활용한 요소기술

앞서 언급한 바와 같이 종이기반의 소자는 모세관현상 이 발생하는 섬유 그물망으로 이루어진 다공성 재료로, 이를 활용한 유체제어가 용이하며, 이를 통해 다양한 기 술 또는 분야와 융합이 용이하다. 포어(Pore)사이즈 차이 로 기인한 생체 분자의 이동성(Mobility)의 차이를 이용 하여 전혈을 분리하는 소자로 활용되기도 하며,

헤마

Fig. 5. μPAD 의 요소기술. (왼쪽) 포어(Pore)사이즈를 이용한 전혈을 분리하는 소자

및 헤마토크리트 (hematocrit)의 농도를 측정 소자

.

(가운데)ICP를 이용한 전혈내의 단백질농축

, (오른쪽) 종이기반의 밸브 (Valve) 제작.

유용경, 김천중, 이준우, 이정훈

특 집

CERAMIST

토크리트(hematocrit)의 농도를 측정하는 소자가 개발 되고 있다(Fig. 5). 또한 포어의 크기와 이동성 차이를 이 용하여 RNA (ribonucleic acid)를 분리해내고, 이를 증 폭해내어 지카 바이러스를 진단 가능한 소자 또한 개발되 었다.

3.2 샘플 전처리 요소기술

μPAD의 성능을 향상 시키기 위하여, 샘플 전처리 요 소 기술을 통한 샘플의 농축과 분리를 활용하기도 한다.

이를 통해 μPAD의 감도, 선택성, 그리고 최소감지한계 를 증진시키기 위한 소자의 개발이 활발히 진행중이며, 그 한예로 이온농도분극 현상(ICP, Ion concentration polarization)을 이용하여 전혈 내에서 안정적인 농축 (preconcentration) 특성을 획득하였다

(Fig. 5: 가운 데). 또한 이온농도분극 현상과 종이 내 이동성 차이를 이 용하여 DNA (deoxyribonucleic acid) 길이에 따른 분리 가 가능한 연구가 진행되었으며,

적층된 종이 소자에 전계를 가해주어 단백질의 전하와 이동성에 따라 분리해 내는 소자 또한 개발되었다.

3.3 유체제어를 위한 밸브(Valve) 요소기술

μPAD의 유체제어를 위하여, 종이기반의 밸브(Valve)

기능의 구현이 가능하다. (Fig. 5: 오른쪽). 유체의 흐름 을 차단하기 위한 소수성 물질을 도포하고, 상황에 따라 열 또는 유기용매를 사용하여 소수성 물질을 제거하여 유 체의 흐름을 제어할 수 있다.

또한 액체를 수용함으로 써 부풀어오르는 종이의 성질을 이용하여 채널 간 밸브 역할을 할 수 있는 다양한 구조 또한 연구되었다.

4. μPAD 개발 및 그 응용

4.1 질병진단

μPAD는 질병진단 분야에 활발하게 적용되어 왔다. 특 정 단백질 또는 DNA등을 진단하는데, 앞서 언급한 측방 유동면역분석법(LFA)뿐 만 아니라, 가장 범용적으로 사 용되고 있는 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay)를 종이 기반으로 구현하였으며 이를 통한 질병 진단의 가능성이 보고되고 있다.

뿐만 아니라 종이 기반 소자는 섭취할 음식에 인체에 식중독 및 질병을 야 기시킬 수 있는 식물 매개 병원균(Foodborne Pathogens), 병원성 대장균(E. coli), 리스테리아균(L.

monocytogenes), 살모넬라균(S. enterica) 등을 비색 분석 (colorimetric assay)으로 측정할 수 있는 기능 또 한 개발되고 있다.

더하여 종이 표면에 카본 잉크를 패

Fig. 6. μPAD 개발과 그 응용. 왼쪽) 종이 기반 ELISA를 이용한 수포성 유사천포장 질병 진단소자

, (가운데)종이 기반 비색분석을 이용한 중

금속 측정 환경 진단 소자

, (오른쪽) 종이 기반 표면 전극 패터닝을 통한 호흡 센서

.

CERAMIST

종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 현장검사 기술과 그 응용

터닝하고, 그 위에 렉틴(Lectin)을 부착하여 물에 있는 슬러지 박테리아를 측정하는 연구 또한 진행되고 있다.

(Fig. 6)

4.2 환경진단

μPAD는 생체분자 뿐만아니라, 액체내의 이온도 검출 이 가능하기 때문에 환경진단 분야에도 활발하게 활용되 고 있다. 먼저 환경오염을 측정하기 위해, 준비된 μPAD 를 활용하여, 물속에 과다한 양이 존재하면 생물이 괴사 할 수 있는 과산화수소(H

O

)와 인체에 해로운 중금속, Hg

,Ag

,Cu

,Cd

,Pb

,Cr

,Ni

또는, Ni, Cu, Fe 등을 측정할 수 있다.

4.3 μPAD의 융합기술

μPAD에 전극을 패터닝하여 센서 및 나노제너레이터, 배터리 등으로 활용이 가능하다. 탄소재료를 패터닝해서 마스크에 부착하여 호흡을 측정할 수 있는 센서로 사용할 수 있는 소자가 개발되었으며(Fig. 6: 오른쪽),

연필과 접착테이프(Tape)를 이용하여 간단한 공정만으로도 터 치센서의 구현이 가능하다.

종이 표면에 폴리테트라플 루오로에틸렌(PTFE)를 코팅하고 은을 증착하여, 나노 제너레이터로 사용 가능한 소자가 개발되었으며,

종이 자체에 전해질(electrolyte)를 흡수시키고 폴리피(poly- pyrrole)를 부착함으로써 배터리의 역할을 할 수 있다.

이처럼 종이 소자를 이용하면 공정 과정의 간략화와 제작 비용을 줄일 수 있으며 해당 연구들 역시 활발하게 진행 되고 있다.

5. 결론

μPAD는 낮은 제작비용과 간단한 동작으로 질병 진단 뿐 만 아니라 다양한 분야에 적용될 수 있다. 또한 WHO 의 ASSURED criteria를 만족시키며, 정성 진단 및 반정 량(semi-quantative)진단, 그리고 현장진단을 위한 가 장 유력한 후보이다. 또한 μPAD는 다양한 분야와의 융 합 가능성이 매우 용이하기 때문에 그 확장성이 매우 높 고, 임상검사의 시간적, 공간적 한계점을 극복할 수 있는

가장 유력한 후보로 떠오르고 있다. 현재 연구 개발되고 있는 μPAD 요소기술들을 체계적으로 연구하고 발전시 킬 경우, 질병진단 뿐 만 아니라 다양한 분야에 파급효과 가 매우 클 것으로 기대된다.

참고문헌

1. F. Bedin, L. Boulet, E. Voilin, G. Theillet, A. Rubens

& C. Rozand, “Paper-based point-of-care testing for cost-effective diagnosis of acute flavivirus infections”, Journal of Medical Virology, 89 [9] 1520-27 (2017).

2. P. B. Luppa, C. M üller, A. Schlichtiger & H.

Schlebusch, “Point-of-care testing (POCT): Current techniques and future perspectives”, TrAC Trends in Analytical Chemistry, 30 [6] 887-98 (2011).

3. P. Lisowski & P. K. Zarzycki, “Microfluidic Paper- Based Analytical Devices (μPADs) and Micro Total Analysis Systems (μTAS): Development, Applications and Future Trends”, Chromatographia, 76 [19] 1201- 14 (2013).

4. A. W. Martinez, S. T. Phillips, G. M. Whitesides & E.

Carrilho, “Diagnostics for the Developing World:

Microfluidic Paper-Based Analytical Devices”, Analytical Chemistry, 82 [1] 3-10 (2010).

5. B. J. Toley, J. A. Wang, M. Gupta, J. R. Buser, L. K.

Lafleur, B. R. Lutz, E. Fu & P. Yager, “A versatile valving toolkit for automating fluidic operations in paper microfluidic devices”, Lab on a chip, 15 [6]

1432-44 (2015).

6. S. I. Han, K. S. Hwang, R. Kwak & J. H. Lee,

“Microfluidic paper-based biomolecule preconcen- trator based on ion concentration polarization”, Lab on a Chip, 16 [12] 2219-27 (2016).

7. S. I. Han, Y. K. Yoo, J. Lee, C. Kim, K. Lee, T. H.

Lee, H. Kim, D. S. Yoon, K. S. Hwang, R. Kwak & J.

H. Lee, “High-ionic-strength pre-concentration via ion concentration polarization for blood-based biofluids”, Sensors and Actuators B: Chemical, 268 485-93 (2018).

8. E. Carrilho, A. W. Martinez & G. M. Whitesides,

“Understanding Wax Printing: A Simple Micropatterning Process for Paper-Based Microfluidics”, Analytical Chemistry, 81 [16] 7091-95 (2009).

9. T. Songjaroen, W. Dungchai, O. Chailapakul & W.

Laiwattanapaisal, “Novel, simple and low-cost

alternative method for fabrication of paper-based

유용경, 김천중, 이준우, 이정훈

특 집

CERAMIST

microfluidics by wax dipping”, Talanta, 85 [5] 2587- 93 (2011).

10. S. I. Han, K. S. Hwang, R. Kwak & J. H. Lee,

“Microfluidic paper-based biomolecule preconcentra- tor based on ion concentration polarization”, Lab Chip, 16 [12] 2219-27 (2016).

11. Z. Nie, F. Deiss, X. Liu, O. Akbulut & G. M. Whitesides,

“Integration of paper-based microfluidic devices with commercial electrochemical readers”, Lab Chip, 10 [22] 3163-9 (2010).

12. K. Abe, K. Suzuki & D. Citterio, “Inkjet-Printed Microfluidic Multianalyte Chemical Sensing Paper”, Analytical Chemistry, 80 [18] 6928-34 (2008).

13. T. Nurak, N. Praphairaksit & O. Chailapakul,

“Fabrication of paper-based devices by lacquer spraying method for the determination of nickel (II) ion in waste water”, Talanta, 114 291-96 (2013).

14. Q. He, C. Ma, X. Hu & H. Chen, “Method for Fabrication of Paper-Based Microfluidic Devices by Alkylsilane Self-Assembling and UV/O3-Patterning”, Analytical Chemistry, 85 [3] 1327-31 (2013).

15. T. Songjaroen, W. Dungchai, O. Chailapakul, C. S.

Henry & W. Laiwattanapaisal, “Blood separation on microfluidic paper-based analytical devices”, Lab on a Chip, 12 [18] 3392-98 (2012).

16. X. Yang, O. Forouzan, T. P. Brown & S. S.

Shevkoplyas, “Integrated separation of blood plasma from whole blood for microfluidic paper-based analytical devices”, Lab on a Chip, 12 [2] 274-80 (2012).

17. K. Kaarj, P. Akarapipad & J.-Y. Yoon, “Simpler, Faster, and Sensitive Zika Virus Assay Using Smartphone Detection of Loop-mediated Isothermal Amplification on Paper Microfluidic Chips”, Scientific Reports, 8 [1] 12438 (2018).

18. M. M. Gong, R. Nosrati, M. C. San Gabriel, A. Zini &

D. Sinton, “Direct DNA Analysis with Paper-Based Ion Concentration Polarization”, Journal of the American Chemical Society, 137 [43] 13913-19 (2015).

19. L. Luo, X. Li & R. M. Crooks, “Low-Voltage Origami- Paper-Based Electrophoretic Device for Rapid Protein Separation”, Analytical Chemistry, 86 [24] 12390-97 (2014).

20. E. A. Phillips, R. Shen, S. Zhao & J. C. Linnes,

“Thermally actuated wax valves for paper-fluidic diagnostics”, Lab on a Chip, 16 [21] 4230-36 (2016).

21. C. Chen, B.-R. Lin, M.-Y. Hsu & C.-M. Cheng,

“Paper-based Devices for Isolation and

Characterization of Extracellular Vesicles”, Journal of Visualized Experiments : JoVE, [98] 52722 (2015).

22. C.-M. Cheng, A. W. Martinez, J. Gong, C. R. Mace, S. T. Phillips, E. Carrilho, K. A. Mirica & G. M.

Whitesides, “Paper-Based ELISA”, Angewandte Chemie International Edition, 49 [28] 4771-74 (2010).

23. C.-K. Hsu, H.-Y. Huang, W.-R. Chen, W. Nishie, H. Ujiie, K. Natsuga, S.-T. Fan, H.-K. Wang, J.

Y.-Y. Lee, W.-L. Tsai, H. Shimizu & C.-M. Cheng,

“Paper-Based ELISA for the Detection of Autoimmune Antibodies in Body Fluid—The Case of Bullous Pemphigoid”, Analytical Chemistry, 86 [9] 4605-10 (2014).

24. C.-M. Shih, C.-L. Chang, M.-Y. Hsu, J.-Y. Lin, C.-M. Kuan, H.-K. Wang, C.-T. Huang, M.-C.

Chung, K.-C. Huang, C.-E. Hsu, C.-Y. Wang, Y.-C. Shen & C.-M. Cheng, “Paper-based ELISA to rapidly detect Escherichia coli”, Talanta, 145 2-5 (2015).

25. J. C. Jokerst, J. A. Adkins, B. Bisha, M. M. Mentele, L. D. Goodridge & C. S. Henry, “Development of a Paper-Based Analytical Device for Colorimetric Detection of Select Foodborne Pathogens”, Analytical Chemistry, 84 [6] 2900-07 (2012).

26. S. Rengaraj, Á. Cruz-Izquierdo, J. L. Scott & M. Di Lorenzo, “Impedimetric paper-based biosensor for the detection of bacterial contamination in water”, Sensors and Actuators B: Chemical, 265 50-58 (2018).

27. D. M. Cate, S. D. Noblitt, J. Volckens & C. S. Henry,

“Multiplexed paper analytical device for quantification of metals using distance-based detection”, Lab on a Chip, 15 [13] 2808-18 (2015).

28. S. M. Z. Hossain & J. D. Brennan, “β-Galactosidase- Based Colorimetric Paper Sensor for Determination of Heavy Metals”, Analytical Chemistry, 83 [22] 8772- 78 (2011).

29. F. G üder, A. Ainla, J. Redston, B. Mosadegh, A.

Glavan, T. J. Martin & G. M. Whitesides, “Paper- Based Electrical Respiration Sensor”, Angewandte Chemie International Edition, 55 [19] 5727-32 (2016).

30. S. Kanaparthi & S. Badhulika, “Low cost, flexible and biodegradable touch sensor fabricated by solvent- free processing of graphite on cellulose paper”, Sensors and Actuators B: Chemical, 242 857-64 (2017).

31. Q. Zhong, J. Zhong, B. Hu, Q. Hu, J. Zhou & Z. L.

Wang, “A paper-based nanogenerator as a power

CERAMIST

종이기반 미세유체 분석소자를 활용한 현장검사 기술과 그 응용

source and active sensor”, Energy & Environmental Science, 6 [6] 1779-84 (2013).

32. G. Nystr öm, A. Razaq, M. Strømme, L. Nyholm &

A. Mihranyan, “Ultrafast All-Polymer Paper-Based Batteries”, Nano Letters, 9 [10] 3635-39 (2009).

33. Y. Lu, W. Shi, J. Qin & B. Lin, “Fabrication and Characterization of Paper-Based Microfluidics

Prepared in Nitrocellulose Membrane By Wax Printing”, Analytical Chemistry, 82 [1] 329-35 (2010).

34. S. B. Berry, S. C. Fernandes, A. Rajaratnam, N. S.

DeChiara & C. R. Mace, “Measurement of the hematocrit using paper-based microfluidic devices”, Lab on a Chip, 16 [19] 3689-94 (2016).

 유 용 경

 2011년 광운대학교 전기공학과 학사

 2013년 광운대학교 전기공학과 석사

 2017년 광운대학교 전기공학과 박사

 2018년 현재 광운대학교 전기공학과 박사 후 과정

 이 준 우

 2012년 광운대학교 전기공학과 학사

 2014년 광운대학교 전기공학과 석사

 2014년-현재 광운대학교 전기공학과 박사과정

 이 정 훈

 1997년 연세대학교 신소재공학과(세라믹공학) 학사

 2004년 연세대학교 신소재공학과(세라믹공학) 박사

 2005년 한국과학기술연구원(KIST) 박사 후 연구원

 2008년 EECS, MIT 박사 후 연구원

 2008년-현재 광운대학교 전기공학과 교수

 김 천 중

 2015년 광운대학교 전자공학과 학사

 2017년 광운대학교 전기공학과 석사

 2017년-현재 광운대학교 전기공학과 박사과정