Microfluidic mixing plays a key role in various applications including biomedicine and chemical en-gineering. Conventionally, bright-field and fluorescence microscopy have been used for analysing microfluid-ic mixing. However, quantification of microfluidic mixing has remained challenging, mainly due to the lim-ited access for quantitative information from intensity images of conventional imaging techniques. Here, we present a method for quantifying transparent microfluidic mixing using a quantitative phase imaging tech-nique. Measuring optical phase delay maps in the microfluidic channels from the quantitative phase imaging technique yields quantitative fluid concentration maps along the channels. We show the quantitative phase imaging of microfluidic mixing in various types of PDMS microfluidic channels with different geometry, and the feasibility of the present method was validated by comparing with a result obtained by theoretical calculation based on Fick’s law.
미소 유체의 혼합 현상은 생체 의학, 화학 공학 기술, 그리고 물리학 분야 등의 다양한 응용 분야에서 사용 되는 매우 중요한 현상이다. 광학 이미징 기술은 이러한 미소 유체 장치에서 혼합을 확인하고 분석하는데 있어 매우 중요한 기술이다. 하지만, 현재의 광학 이미징 기술에서 미소 유체 혼합의 정량 분석은 아직도 어려움을 겪고 있다. 대부분의 유체와 미소 유체 장치가 투명하기 때문에 명시야 현미경 방식은 유체의 정보를 얻는데 제약이 있다. 형광 물질을 유체와 혼합하여 사용하는 형광 현미경 방식은 형광 정보를 이용하여 미소 유체의 움직임을 분석할 수 있긴 하지만, 형광 정보의 불확실성에 의해서 정량 분석이 어렵다. 이에 우리는 투명한 샘플도 제약 없이 측정이 가능한 정량 위상 이미징 기술을 이용하여 미소 유체 혼합을 이미징하고 정량 분석하는 방법을 제안한다. 3가지 종류의 PDMS로 이루어진 미소 유체 채널에서 유체의 혼합을 시각화 및 정량 분석을 하였다. 또한 이 방법의 타당성을 확인하기 위하여 Fick의 법칙을 통하여 이론 값을 구한 후 실험 결과와 비교 분석을 하였다.
