Page 46 - Pharma Paper Review

3. 기존 가설 : Drift Ratchet 기작의 적용 가능성 평가

3.1 Drift Ratchet 개념이란?

Drift ratchet은 비대칭 구조의 마이크로 채널 내에서 유체의 진동 흐름과 입자-벽면 상호작용을 통해,

순수 확산이나 대류 없이도 입자를 일방향으로 이동시키는 현상입니다. 주기적 유체 흐름에 의해 입자가
방향성을 가지는 정류(drift)가 유도되는 메커니즘입니다.

"Drift ratchet"은 일반적인 일상 영어 사전에는 등재되어 있지 않은 전문 과학 용어이며, 주로 물리학,
생물물리학, 나노기술, 유체역학 등의 분야에서 사용됩니다. 특히, 비대칭 구조에서의 입자 이동 현상을

설명할 때 쓰이는 개념입니다.

본질적으로는 확산(무작위 운동)이지만, 구조적/물리적 조건에 의해 일방향적인 흐름처럼 작용하게 되는
현상을 의미합니다.

3.2 규조류 girdle band pore가 drift ratchet으로 작동할 수 있는가?

연구팀은 girdle band pore가 비대칭 기하 구조를 갖고 있어 drift ratchet의 가능성이 있다는 기존 가

설에 대해 수학적, 수치적 모델링을 통해 검토합니다. 결과적으로 다음과 같은 이유로 drift ratchet 기능
은 불가능하다고 판단하였습니다.

 Péclet 수가 낮음: 유체 흐름에 비해 확산 속도가 압도적으로 빠르기 때문에, 정류된 입자 이동이
불가능함

 반복 단위 부족: 실험적 drift ratchet 은 최소 1530 개의 연속된 ratchet 구조가 필요하지만,
girdle band pore 는 12 개에 불과
 소형 구조: 물리적 크기가 너무 작아 유체 유입 자체가 제한됨

4. 새로운 가설 : Hydrodynamic Immunity

4.1 개념 정의

논문은 새로운 개념인 hydrodynamic immunity를 제시합니다. 이는 세포막을 막고 있는 dead-end 구
조의 pore 내부에서 발생하는 electroosmotic recirculating flow를 통해 이온은 세포 안으로 유도되
고, 바이러스는 물리적으로 밀어내는 기작입니다.

4.2 Electroosmotic Flow(정전기삼투 흐름, EOF)의 역할

Dead-end pore의 안쪽은 세포막에 의해 막혀 있고, 이온 농도 구배가 존재할 때 pore 내에서

electroosmotic flow가 유도됩니다. 이때 형성되는 annular recirculating flow는 다음과 같은 생리적
이점을 제공합니다.