Immunohistochemistry (IHC), which has been used to detect antigens in cells of a tissue section using an immunoreaction between antibody and antigen, is a practical tool for identifying the type and stage of disease in cancer diagnosis and scientific research. However, conventional IHC requires long, laborious process times and high costs. Although microfluidic based IHC platforms have been developed to overcome these limitations, the distribution of microfluidic IHC in the real field is still limited by the additional equipment needed to operate the microfluidic systems. In addition, continuous flow in a microfluidic channel leads to a waste of unbounded antibodies. In this thesis, a novel and easy-to-use microfluidic IHC platform is demonstrated. The microfluidic system is operated only by a manual pipette that is commonly available in research laboratories or hospitals. Bidirectional circulation flows of antibody solution in a microchannel are induced by repetitive manual pipetting which facilitates the antigen-antibody reaction and enables the effective use of a limited amount of antibody. When breast cancer cell and tissue sections are reacted with antibody using this platform, pipetting less than 2 min is sufficient to obtain immunostaining results without damaging the sample. The staining intensity by this method is similar to that of the sample stained for 1 h by a conventional batch process. It is expected that this pipetting-based approach for operating microfluidic system allows end-users to use microfluidic-based IHC more conveniently and easily in real world environments.
면역조직화학분석법은 세포나 조직에서 종양 특이적 항원을 검사하여 암의 단계 등급과 전이성 암의 원발성 병소를 진단하는데 사용이 되지만, 검사하는데 시간이 오래 걸리고 비용이 높다는 단점이 있었다. 이런 이유로 시약의 양과 시간을 줄일 수 있는 미세유체기반의 면역조직화합법들이 개발이 되었지만, 미세유체시스템의 작동에 필요한 외부 장비로 인해 실제 현장에서는 사용되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는, 실험실이나 일반 병원에서 흔히 사용하는 마이크로파이펫을 이용하여 쉽게 구동할 수 있는 면역조직화합법을 개발하였다. 반복적인 파이펫팅으로 유도되는 앞 뒤로 흐르는 항체 용액의 순환을 통해 제한된 용액을 효율적으로 사용하면서 면역반응을 증폭시킬 수 있었으며, 기존 방법 대비하여 더 적은 양의 항체를 사용하여 훨씬 더 적은 시간에 안에 효율적으로 염색 할 수 있었다. 암세포 절편을 이용한 실험을 통해 다섯 번의 파이펫팅만으로 일반적인 방법을 이용한 한 시간 동안의 염색수준과 동등한 수준의 염색을 할 수 있음을 입증하였으며, 실제 암환자 조직 절편을 이용한 실험을 통해서도 시료의 손상 없이 다섯 번의 파이펫팅으로 효과적으로 염색할 수 있음을 입증하였다.
