3. 배관 한 벌 — 펌프 일곱이 저장통 열하나를 본다 · 유박사의 mRNA 백신 합성기 메카니즘 첫걸음

부품을 하나씩 보기 전에 그것들이 어떻게 이어져 있는지를 먼저 봐야 합니다. Fig. 1b 가 유체 흐름도이고, Fig. 2b 가 실제 배치입니다.

부품	개수	맡은 일
저장통	11	시약 9 · 플런저 세척 1 · 폐액 1
연동펌프	7	액체를 민다
5방 전자밸브	2	한 입구를 다섯 갈래 가운데 하나로
3방 전자밸브	4	한 입구를 세 갈래 가운데 하나로
배관	—	FEP, 1/16″

여기서 중요한 비대칭이 하나 있습니다. 저장통은 열하나인데 펌프는 일곱입니다. 저장통마다 펌프를 하나씩 달지 않았다는 뜻이고, 그래서 밸브가 필요합니다.

저장통 수와 밸브 방식을 바꿔 보세요. 필요한 펌프 수와 이음매 수가 함께 바뀝니다.

불러오는 중…

펌프를 줄이면 밸브와 이음매가 늡니다. 이음매는 죽은 부피이자 새는 곳입니다. 공짜인 선택은 없습니다.

Python 브라우저에서 실행

# 밸브 조합이 만드는 '유로의 가짓수' 를 세어 본다.
v5, v3 = 2, 4                     # 5방 둘, 3방 넷
states = (5 ** v5) * (3 ** v3)
print("밸브만으로 만들 수 있는 상태: 5^%d × 3^%d = %s 가지" % (v5, v3, format(states, ",")))
print()

# 저장통마다 펌프를 다는 경우와, 밸브로 묶는 경우
tanks = 11
print("%-22s %s" % ("방식", "펌프 · 밸브 · 이음매(대략)"))
print("%-22s %2d개 · %d개 · %2d곳" % ("저장통마다 펌프", tanks, 0, tanks * 2))
print("%-22s %2d개 · %d개 · %2d곳" % ("논문의 방식", 7, 6, 7 * 2 + 6 * 3))
print()

# 이음매는 곧 '새는 곳' 이자 '죽은 부피' 다
joint_dead_uL = 1.4               # IDEX 인라인 필터급 이음매의 사강, 가정
for name, joints in [("저장통마다 펌프", tanks * 2), ("논문의 방식", 7 * 2 + 6 * 3)]:
    print("%-22s 이음매 %2d곳 × %.1f µL = %5.1f µL 가 배관에 남는다"
          % (name, joints, joint_dead_uL, joints * joint_dead_uL))
print()
print("IVT 반응액이 200 µL 인 것을 생각하면, 이 값은 작지 않다.")

왜 하필 FEP 1/16″ 인가

논문이 배관에 대해 적은 것은 재질과 굵기 딱 두 가지입니다. 그래도 이 둘이 많은 것을 정합니다.

FEP 를 고른 이유

불소수지라 거의 아무것과도 반응하지 않습니다. 에탄올도 견디고, 표면에 단백질이 잘 붙지 않으며, 투명해서 기포가 보입니다.

1/16″ 가 뜻하는 것

바깥지름 1.59 mm 입니다. 미세유체 배관의 사실상 표준이라 피팅(1/4-28 · 10-32)이 전부 이 치수에 맞춰 나옵니다 — 7강에서 봅니다.

즉 “구하기 쉬운 규격을 골랐다” 가 답입니다. 복제할 때도 같은 이유로 같은 것을 고르면 됩니다.

🤔 확인 문제

저장통은 11개인데 연동펌프가 7개인 까닭으로 가장 알맞은 것은?

🤔 확인 문제

논문이 배관에 대해 적은 것은?