Chang, C. H., Wang, C. L., & Li, B. R. (2023). Rapid detection of live bacteria in water using nylon filter membrane-integrated centrifugal microfluidics. Biosensors and Bioelectronics, 236, 115403.
1. 기술 개요
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핸디 선풍기: 원심력을 발생시켜 박테리아 농축
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나일론 필터: 박테리아 포집 및 염색
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손난로: 배양을 위한 열원 제공
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WST-8: 세균 대사에 의해 오렌지색 formazan 생성 → 시각화 가능
2. 시스템 구성 요소 및 작동 원리
(1) 칩 구성
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재료: PMMA 기반, 레이저 컷팅 및 열접착으로 제작
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3구조: 샘플 챔버 → 필터 챔버(나일론) → 저장소
(2) 작동 과정
1.
물 1mL 주입 → 원심 농축 (약 500배)
2.
WST-8 혼합된 LB배지 30μL 주입
3.
손난로 위에서 3시간 배양
4.
오렌지색 변화 여부를 육안 또는 스마트폰으로 확인
3. 핵심 실험 결과
(1) 필터 종류 비교 (Fig. 2)
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나일론 필터만 WST-8의 오렌지색 생성물을 잘 흡착
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다른 필터 (PTFE, MCE 등)은 흡착이 잘 되지 않거나 색 변화 없음
(2) WST-8 흡착 원리 (Fig. 3~4)
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정전기적 상호작용: 음전하를 띠는 WST-8 formazan 
양전하의 나일론 아민기
양전하의 나일론 아민기•
pH 낮을수록 (pH 4) 색 유지 잘 됨, pH 10 이상에서는 탈착 발생
(3) 필터 면적 최적화 (Fig. 5A)
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*작은 면적(18 mm²)**이 가장 강한 색 반응 → 500배 이상 농축 효과
(4) 칩 vs 튜브 검출 비교 (Fig. 5B)
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칩 기반의 SNR이 튜브 방식보다 최대 139배 높음
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감도 및 반응성에서 월등
(5) 실제 수질 검출 성능 (Fig. 6)
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8개의 캠퍼스 수원에 대해 칩 검출 결과를 LB plate, 3M Petrifilm과 비교
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LB plate와 R²=0.93으로 높은 상관도, 3시간만에 결과 확인 가능