한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-07
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
실제의 체내와 유사한 환경을 제공할 수 있어 다양한 생물 연구 분야에서 3차원 세포 배양 모델에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 특히 외부의 오염으로부터 세포를 보호할 수 있으며 일관된 배양 조건을 제공할 수 있는 오일 내 액적 환경을 이용하는 미세 유체 시스템을 이용한 3차원 세포 배양 모델에 대한 연구가 많이 진행되고 있습니다. 하지만 여전히 세포 배양액을 교체하는 과정은 반복적이며 번거로운 과정으로 남아있습니다. 그렇기에 본 연구에서는 흡입을 이용한 액적 디스펜싱 방법으로 스페로이드가 포함된 액적에서 효율적으로 세포 배양액을 교체하고자 하였습니다. 이 직관과 반대되는 디스펜싱 방법에 대한 체계적인 연구를 통해 흡입하는 유속을 제어함으로써 자유롭게 교체할 스페로이드 배양액의 부피를 조절할 수 있었습니다. 특히, 이번 연구에서는 스페로이드 액적에서 99%의 배양액을 스페로이드의 손상 없이 교체 및 회수하는 성과를 얻었습니다. 본 연구에서 사용된 흡입을 이용한 액적의 디스펜싱 기술과 이를 통한 오일 내 액적 환경의 3차원 세포 배양에서 세포 배양액의 교체는 자동화 플랫폼을 제작하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라 기대됩니다.
이 연구에서 사용되는 흡입을 이용한 액적의 디스펜싱은 일반적인 직관과는 전혀 다른 방법이며 제가 직접 실험 설계부터 결과 분석의 모든 과정을 처음으로 해본 연구라 연구 초기에는 많은 시행착오를 겪었습니다. 일관된 실험 결과를 얻기 위해 다양한 조건을 바꿔가며 수많은 실험을 반복하였으며, 이 과정에서 1TB의 외장하드가 2천개 이상의 실험 영상으로만 가득 차기도 하였습니다. 그래도 포기하지 않고 저희 시스템을 구성하고 있는 다양한 파라미터에 대한 조사와 실험을 통해 이 방법으로 액적의 크기를 조절하고 세포 배양액의 교체를 하는 성과를 얻을 수 있었습니다.
Figure 1. 흡입을 이용한 액적 디스펜싱 기술로 스페로이드 액적에서 99%의 배양액의 제거를 시연
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 현재 부경대학교 고등이동현상 연구실 (Advanced Transport Phenomena Lab, ATP Lab)에서 임도진 교수님께 박사 과정 지도를 받고 있습니다. 저희 연구실에서는 액적 접촉 충전 현상 (Electrophoresis of Charged Droplet, ECD)을 이용한 디지털 미세유체 장치를 개발하는 연구가 활발히 진행 중입니다. 최근에는 ECD 기술을 기반으로 하는 자동화된 3차원 세포 배양 플랫폼의 개발을 목표로 연구를 진행 중입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저희 연구실은 일반적인 화학공학과에서 배우는 전공과는 다른 새로운 전공 지식을 이용하여 연구 과정을 수행하는 경우가 많이 있습니다. 물론 이러한 과정이 쉽지는 않지만 새로운 분야를 다양하게 접하기 때문에 항상 호기심과 재미를 가지고 연구 활동을 할 수 있습니다. 그리고 생소한 분야의 지식을 이용한 연구 활동으로 의미 있는 성과를 얻으면서 가지게 되는 자신감은 제가 앞으로 접하게 될 많은 새로운 일에 도전을 하는데 많은 도움이 될 것이라 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구 과정에서는 주변의 많은 사람은 우수한 결과로 성과를 얻는 반면 본인은 항상 실패만 하고 부족한 사람이라고 생각하는 경우가 많이 있을 것이라 생각합니다. 저도 하나의 논문을 4년 동안 작업하기도 했었고, 연구 성과에 대해 좋지 않은 평가를 받기도 하며 포기하고 싶을 때가 있었습니다. 하지만 이러한 경험이 하나 둘 모여 결국에는 의미 있는 성과로 이어지고, 지금 이렇게 좋은 기회를 얻을 수 있었다고 생각합니다. 그러니 지금의 과정이 힘들고 답답하더라도 포기하지 않고 모두들 좋은 결과를 얻기를 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구에 이어서 저희 연구실에서 구상 중인 자동 오가노이드 배양 플랫폼 개발을 위한 시스템 제작 연구를 계속 진행 중입니다. 현재 채널 없이 오일 내 액적 환경에서 세포를 배양하는 연구와 디지털 미세유체 장치에 활용하기 위한 샘플의 공급과 회수가 모두 가능한 시스템을 개발하는 연구를 진행 중이며 이러한 연구 결과를 활용하여 자동화 3차원 세포 배양 플랫폼의 개발을 계획 중입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저, 제가 한 명의 연구원으로써 성장할 수 있도록 지도해주고 계신 임도진 교수님께 감사드립니다. 그리고 해당 연구를 진행함에 있어 도움을 준 저희 연구실의 후배들에게 고마움을 전하고 싶습니다.
#디지털 미세유체 시스템
# 3차원 세포 배양
# 오가노이드
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