It is important to measure both the flow and mechanical properties like viscoelasticity simultaneously in the soft thin films study like cell membrane. Thus, the need for the multi-modal measuring system was raised to analyze the results effectively in the experiment using flat soft thin films like model layer. In this dissertation, the multi-modal optical microscope with a magnetic manipulator for mechanical and flow characteristic analy-sis of flat soft thin films was proposed. The multi-color confocal fluorescence and reflection microscope was applied for the flow analysis near flat soft thin films. The magnetic manipulator was combined with the wide-field microscopy for analyzing mechanical properties. After it was designed and developed, tests of soft thin films were conducted to verify performances. The optical components were designed and aligned to match up actual values with the maximized performances in the diffraction limit of the multi-color confocal fluorescence and reflection microscope. The developed system had 1.5 times larger magnetic field than the previous research at the center. The stable lipid bilayer was made using hexadecane solution of DOPC and Span 80 for observing the flow. The movements of dye molecules induced by oleic acid in the droplet and the back flow were measured near water/water interface after the zipping. The viscoelasticity of albumin soft thin films was measured and it was analyzed compared to the previous research. Through a comparative analysis, the aging albumin soft thin films as time goes on showed the similar pattern in comparison with the results of the previous research. It was verified by the experiments that the developed system could measure optical information and the viscoelasticity. In conclusion, multi-modal optical microscope with a magnetic manipulator can analyze the flow and mechanical properties of flat soft thin films.
편평한 연성 박막에 대한 실험 시 더 많은 정보를 한 번에 획득하여 분석이 가능한 복합 광학 측정 시스템의 필요성이 제기되었다. 본 학위논문에서는 편평한 연성 박막의 기계적 특성 및 흐름 분석을 위해 마그네틱 매니플레이터가 결합된 복합 광학 광학적 현미경이 제안되었다. 이를 위해 편평한 연성 박막에서의 유체의 흐름 분석이 가능한 다파장 공초점 형광/반사 현미경을 구현하고, 광시야 현미경과 연동된 마그네틱 매니플레이터가 장착된 시스템을 구성하였으며, 측정 시스템의 성능을 검증하였다. 공초점 현미경의 분해능은 회절한계 내에서 이론 값과 일치하는 분해능을 가지도록 광학계를 설계하고 정렬하였다. 최적화 분석을 통해 제작된 마그네틱 코일 스테이지에서의 중심자기장은 기존 연구 대비 1.5배 이상 향상 되었다. 그리고 안정한 박막을 만들어 박막 주변에서의 흐름 특성을 분석하였다. 편평한 연성 박막인 알부민 연성 박막에 대해 점탄성 계수를 측정하고 선행연구 결과와 비교 분석하였다. 분석결과 시간에 따라 경화되는 알부민 연성 박막은 기존의 연구와 유사한 패턴을 보임을 확인할 수 있었다. 알부민 연성 박막에 대한 복합 측정을 수행하여 시간에 따른 연성 박막에서의 형광 신호의 줄어듬을 공초점 형광모드를 이용하여 측정하였고, 연성박막의 점탄성 특성도 동시에 측정하였다.
