KR100195283B1 - 액체중 미소물 분리장치 - Google Patents

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KR100195283B1
KR100195283B1 KR1019960054185A KR19960054185A KR100195283B1 KR 100195283 B1 KR100195283 B1 KR 100195283B1 KR 1019960054185 A KR1019960054185 A KR 1019960054185A KR 19960054185 A KR19960054185 A KR 19960054185A KR 100195283 B1 KR100195283 B1 KR 100195283B1
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야스시 고노
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야자키 야스히코
야자키 소교 가부시키가이샤
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    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
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    • Y10T137/87877—Single inlet with multiple distinctly valved outlets

Abstract

액체중 미소물을 한가지씩 대량으로 분리할 수 있는 액체중 미소물 분리/회수장치가 제공된다.
유니트(1)에서 분기관(10)은 유입구(10a), 배출구(10c) 및 분리/회수구(10b)를 갖는다. 센서(11)가 유입구를 통과하는 액체중 미소물을 검지하면 개폐제어수단(200a)은 배출구 및 분리/회수구에서 개폐수단(13b), (13a)을 폐쇄하고 개방한다. 복수의 유니트 (1),(2)는 개폐수단을 매개로 직렬로 연결된다. 계시수단(T1),(T2)는 배출구에서 개폐수단에 대한 개방 타이밍을 제어하기 위해 센서가 미소물을 검지할 때마다 소정 시간의 계시를 시작한다. 분기관(50)의 2개의 츨구(50b),(50c)는 복수의 유니트의 입구(1),(3)에 연결된다. 용기(100)내의 미소물 함유 액체는 일정 유속으로 분기관의 입구로 압력하에서 유입된다.

Description

액체중 미소물 분리장치
제1a도 내지 제1c도는 액체중 미소물 분리장치의 기본구성을 각각 나타내는 블록 선도이고,
제2도는 액체중 미소물 분리장치의 한 구체예의 개략적 구성을 나타내는 계통도이고,
제3도는 제2도의 일부를 나타내는 계통도이고,
제4도는 제2도의 장치에 적용된 공급장치를 나타내는 계통도이고,
제5도는 제2도의 장치의 전기회로 구성을 나타내는 블록 선도이고,
제6도는 제5도의 CPU에 의해 실행된 처리를 나타내는 순서도이고,
제7a도 내지 제7i도는 제2도의 장치의 작동을 설명하는데 사용된 타이밍 도표이고, 그리고
제8도는 본 발명의 액체중 미소물 분리장치의 다른 구체형태이다.
[발명의 배경]
본 발명은 액체중 미소물을 서로 한개씩 분리하는 장치에 관한 것이다.
그러한 장치의 적용분야는 배양액 같은 액체중에 세포 덩어리 및 부정배(adventitious embryos)가 각각의 미소물로 분리되는 인공종자제조를 포함한다. 인공종자제조의 분야에서, 액적(droplet)을 제조하는 방법은 특개소 제63-197530호 공보 및 제62-266137호 공보에 개시된다. 이 방법으로는, 인공종자 내부로 봉입될 부정배같은 미소물이 교반에 의해 액체에 간단하게 분산된다.
인공종자 제조분야에서, 특원평 제6-62917호는 배양액 같은 액체에 존재하는 각각의 부정배를 한개씩 고르는 장치를 제안한다.
그러나, 전자의 장치로는 부정배 같은 봉입될 미소물이 액적에 함유되는 확률이 매우 낮다. 한편, 봉입될 미소물이 액적에 함유되지 않을 가능성은 높다. 따라서, 제품으로 사용될 수 있는 인공종자 캡슐을 후공정에서 선별할 필요가 생긴다.
더욱이, 전자의 장치에서 각각의 액적이 부정배 같은 봉입될 미소물을 하나 함유할 확률이 매우 낮은데, 즉 각각의 액적이 둘 이상의 미소물을 함유할 가능성은 높은 것이다. 본 기술은 대량으로 배를 배양하는데 어려움이 있어 고가의 부정배의 제조시 큰 손실을 초래한다.
후자의 장치는 전자의 장치의 것과 같은 문제점은 없지만, 부정배 같이 봉입될 미소물의 덩어리를 분리하고 그것들을 열로 배열하는데 적당치 않아 단시간에 인공종자를 대량으로 제조하는데 한계가 있다.
이런 상황하에서, 본 발명의 목적은 액체중 미소물을 대량으로 신뢰성있게 분리시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 액체중 미소물을 한 개씩 대량으로 신뢰성있게 분리시킬수 있는 장치를 제공하는 것이다.
[발명의 개요]
상기 목적을 위해서, 제1항에 따른 액체중 미소물 분리장치는 제1도에 나타낸 바와 같은 기본 구성을 갖는다. 장치는 적어도 한 미소물 분리/회수 유니트(1)로 이루어진다. 유니트(1)는 분기관(10)을 포함하는데, 이것은 미소물을 함유하는 액체가 일정한 유속으로 공급되는 유입구(10a); 미소물을 함유하지 않는 액체만 배출하기 위한 배출구(10c); 그리고 액체로부터 미소물을 분리하고 회수하기 위한 분리 /회수구(10b)를 갖는다. 유니트는 유입구를 통과하는 액체중 미소물을 검지하기 위한 센서(11); 배출구 및 분리/회수구를 개방하고 폐쇄하기 위한 개폐수단들(13b,13a); 그리고 센서가 미소물을 검지할 때 배출구에서 개폐수단을 폐쇄하고 분리/회수구에서 개폐수단을 개방하기 위한 제어를 실행하는 개폐제어수단(200a)을 더 포함한다.
상기 구성에서, 유입구(10a)를 통과하는 액체중 미소물의 센서(11)에 의한 검지시, 개폐제어수단(200a)은 배출구(10c)에서 개폐수단(13b)을 폐쇄시키고 분리/ 회수구(10b)에서 개폐수단(13a)을 개방한다. 따라서, 유입구로부터 공급된 액체는 배출구에서 배출되고 액체중 미소물은 분리/회수구에서 분리되고 회수된다. 따라서 분리/회수구에서 배출되는 미소물을 함유하지 않는 액체의 양을 최소화하는 것이 가능하다.
제2항에 따른 액체중 미소물 분리장치는 다음을 특징으로 하는데, 제1b도에 나타낸 바와 같이 복수의 미소물 분리/회수유니트(1,2)는 개폐수단을 통하여 상호연결된 분리/회수구 및 유입구와 직렬로 연결되고; 개폐제어수단은 미소물이 센서에 의해 검지될 때마다 센서와 분리/회수구 사이의 거리 및 액체의 유속을 결정하는 소정시간의 계시를 시작하는 타이머 수단(T1,T2)이 있고; 배출구에서 개폐수단을 개방하기 위한 타이밍은 타이머 수단에 의한 소정 시간의 계시에 따라 제어된다.
상기 구성에 있어서, 복수의 미소물 분리/회수 유니트는 개폐수단을 통해 상호연결시킨 분리/회수구 및 유입구와, 직렬로 배치되기 때문에 그리고 개폐제어수단의 타이머 수단은 센서가 미소물을 검지할 때마다 센서와 분리/ 횐수구 사이의 거리 및 액체의 유속을 결정하는 소정시간의 계시를 시작하기 때문에, 소정시간의 계시에 따라 배출구에서 개폐수단에 대한 개방 타이밍을 제어하기 위해 미소물이 소정시간동안 유입구에서 검지되지 않으면 액체를 배출구에서 배출시켜, 분리/회수구에서 배출되는 미소물을 함유하지 않은 액체의 양을 최소화한다.
제3항에 따른 액체중 미소물 분리장치는 제1c도의 기본구성도에 도시한 바와 같이, 수의 미소물 분리/회수 유니트(1,3)의 유입구는 입구(50a)에서 유입하는 미소물 함유 액체를 수용하고 분기된 출구(50b),(50c)에 액체를 공급하는 분기관(50)의 출구(50b),(50c)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 있어서, 한 입구로 공급된 미소물함유 액체가 복수의 분기통로를 통과하기 때문에, 미소물이 유입구로 덩어리로 유입된다 할지라도 그것들은 보다 작은 단편으로 분산되고 부서져서 미소물이 분리/회수구에서 덩어리로 배출될 수 있는 가능성을 감속시켜 미소물을 한개씩으로 분리시키게 한다.
제4항에 따른 액체중 미소물 분리장치는 제1a도 내지 제1c도의 기본구성도에 도시한바와 같이, 압축공기는 미소물함유 액체를 수용하는 용기(100)에 주입되어 일정 유속으로 미소물함유 액체를 압력에 의해 유입구로 유입시킨다.
이 구성에 있어서, 압축공기는 미소물함유 액체를 수용하는 용기로 주입되어 일정 유속으로 압력하에 미소물-적재 액체를 분기관의 입구로 공급하기 때문에, 미세한 미소물이 손상되지 않은채 유입구로 공급될 수 있다.
[바람직한 구체예의 상세한 설명]
지금, 본 발명의 바람직한 구체예는 첨부한 도면과 관련하여 기술될 것이다.
제2도는 본 발명에 따른 액체중 미소물 분리장치의 한 구체예를 나타낸다. 도면에서, 액체중 미소물 분리장치는 직렬로 연결된 2개의 미소물 분리/회수 유니트(1) 및 (2)를 갖는다.
이들 미소물 분리/회수 유니트(1) 및 (2)는 동일한 구성을 갖고 따라서 이것들 중 하나만 상세히 기술될 것이다. 미소물 분리/회수 유니트(1)는 T자형의 투명한 유리관제 분기관(10)을 갖는다. 분기관(10)은 선형관의 말단에 한쌍의 개구(10a)및 (10b)를 갖는데, 이들중 (10a)는 유입구이고 (10b)는 분리/회수구이다. 선형관에 대해 직각인 수평관은 말단에 출구(10c)를 갖는데, 이것은 배출구이다. 배출구는 미소물을 함유하는 액체로부터 추출하고 일정 유속으로 유입구(10a)로부터 공급된 액체를 배출한다. 분리/회수구(10b)는 유입구(10a)로 공급된 액체에서 미소물을 분리하고 회수하며 그것들을 배출한다.
분기관(10)의 유입구(10a)를 형성하는 관로부분에서, 유입구(10a)를 통과하는 액체중 미소물을 검지하기 위한 투과식 광학섬유 센서(11)는 관로부분의 양 편에 배치된 센서의 검지단을 형성하는 광학섬유 센서배역(11a) 및 (11b)을 갖는다. 광학섬유 센서배열(11a) 및 (11b)는 제3도에 나타낸 바와 같이 관로부분을 사이에 두고 삽입되어 이들 배열의 편평한 말단 부분이 서로 대향되면서 각각 한 말단은 편평하고 다른 말단은 원형으로 함께 묶여진 다수의 광학섬유로 이루어진다.
광학섬유 센서배열(11a),(11b)의 원형말단부분에 대향하는 것은 각각 발광소자(11c),(11d)이다. 발광소자(11c)에서 발광된 광은 광학섬유 센서배열(11a)을 통과하는한 광학섬유 센서배역(11a)의 원형말단부분으로 도입된 다음에 배열(11a)의 편평한 말단 부분에서 발광된다. 다음에 광은 통과하는 관로부분의 한편에 적용되고, 다른 광학섬유 센서배열(11b)의 편평한 말단부분으로 수용된다. 다음에 광이 광학 섬유센서배열(11b)을 통하여 나아가고 배열(11b)의 원형말단부분에서 나오고 배열(11b)의 원형말단부분의 맞은편에 배치된 수광소자(11d)에 의해 수용된다.
흐르는 액체중 미소물이 유입구(10a)를 지나고 관로부분에 도달할 때 광학섬유 센서배열(11a)에서 방출되고 관로부분의 한편에 대해 조사된 광이 광학섬유 센서배열(11b)의 편평한 말단부분에 의해 수용된 광의 감도가 감소되면서 관로부분으로 미소물에 의해 부분 차단된다. 그러므로, 광학섬유 센서배열(11b)에서 방출된 광을 수용하는 수광소자(11d)의 출력신호의 레벨을 체크함으로써 유입구(10a)를 통과하는 액체중 미소물을 검지하는 것이 가능하다.
실리콘 수지제 탄성관(12a,12b)은 각각 분리/회수구(10b) 및 배출구(10c)를 형성하는 관로부분에 부분 장착된다. 관로부분에 장착되지 않은 탄성관(12a,12b)의 일부는 각각의 분리회수구(10b) 및 배출구(10c)를 개폐하는 전동핀치콕(13a,13b)이 장치된다.
전동 핀치콕(13a,13b)은 탄성관(12a,12b)을 끼워넣어 분리/회수구 (10b) 및 배출구(10c)를 폐쇄하려는 작동시 전기신호를 인가하거나 또는 인가된 전기신호를 제거한다.
대안으로 전동 핀치콕(13a,13b)에 대한 전기신호는 핀치콕(13a,13b)이 탄성관(12a,12b)을 열어 분리/회수구(10b) 및 배출구(10c)를 개방하게 하는 작동시 거기에 차단되거나 또는 인가된다. 전동 핀치콕(13a,13b)를 통한 배출구(10c) 및 분리/회수구(10b)의 개폐제어는 미소물을 검지할 때 투과식 광학섬유 센서(11)에 의해 생긴 검지신호를 수용하는 도시되지 않은 개폐제어유니트에 의해 실행된다.
미소물 분리/회수유니트(2)는 유니트(1)와 유사한 구성을 갖고 유니트(1)의 분기관(10), 투과식 광학섬유 센서(11), 탄성관(12a,12b) 각각에 대응하는 성분(20),(21),(22a,22b) 및 (23a,23b)을 갖는다. 미소물 분리/회수유니트(1)의 분리/회수구(10b)를 형성하는 관로부분에 부착된 한 말단인 탄성관(12a)은 배출구(10c)에 장착된 탄성관(12b)보다 길다. 탄성관(12a)의 다른 말단은 미소물 분리/회수유니트(2)의 유입구(20a)를 형성하는 관로부분에 탄성 장착되어 2개의 미소물 분리/회수유니트(1,2)가 직렬로 연결된다.
보다 상세히 설명하기 위해서, 내부직경이 8mm이고 외부직경이 9mm인 T자형 투명 유리관은 내부직경이 8mm이고 외부직경이 10mm 인 탄성관으로 공급되어 제2도에 나타낸 바와 같은 분기관을 형성한다. 탄성관은 유리관이 장착되어 탄성관의 자유단부는 15mm길이이다. 탄성관의 자유단부는 액체의 흐름을 차단하는 관을 메우는 전동 핀치콕을 설치하는데 사용된다. 광학섬유 센서배열은 분기의 중심에서 30mm떨어진 유리관에 부착된다.
미소물 분리/회수유니트(1)의 분기관(10)의 유입구(10a)로 흐르는 미소물 함유 액체는 제4도에 나타낸 바와 같은 미소물 공급장치로부터 공급된다. 미소물 공급장치는 배양액 같은 액체 및 당근같은 식물의 유합조직의 작은 덩어리를 함유하는 밀폐된 유리용기(100)를 갖추고 있다. 밀폐된 유리용기(100)의 커버(101)는 송기관(102) 및 그곳을 통과하는 공급관(103)을 갖추고 있다. 송기관(102)은 도시하지 않은 압축기에서 압축멸균공기를 공급하고 공급관(103)은 유리용기(100)에서 미소물함유 액체를 내보낸다. 유리용기(100)에서 공급관(103)의 내부말단은 유리용기(100)의 바닥까지 연장된다. 유리용기(100)의 내압이 송기관(102)을 통하여 공급된 압축공기에 의해 중가될 때 유리용기(100)의 미소물함유 액체는 공급관(103)을 통하여 송출된다.
상기 액체중 미소물 분리/회수장치의 전기회로는 제5도와 관련하여 설명된다. 액체중 미소물 분리/회수장치는 마이크로컴퓨터(COM)(200)를 갖는데, 이것은 프로그램에 따라 다양한 처리를 수행하는 중앙처리장치(CPU)(200a), 이 프로그램을 축적하는 ROM(200b), 그리고 처리의 실행시 사용된 작업영역 및 다양한 데이터를 축적하는 데이터 영역을 갖는 RAM(200c)을 내장하고 있다.
마이크로컴퓨터(200)는 그 입력에 장치의 작동을 개시 및 중지하는 온-오프 스위치(201)와 상기 투과식 광학섬유 센서(11,21)가 접속되고 또한 그 출력에 전동 핀치콕(13a,13b,23a,23b) 및 압축공기를 발생시키기 위한 압축기(202)가 접속된다.
마아크로컴퓨터(200)의 CPU(200a)는 개폐제어수단으로서 작용을 하는데, 이것은 투과식 광학섬유 센서(11,21)가 미소물을 검지할 때 전동 핀치콕(13a,23a)이 있는 배출구(10c,20c)를 폐쇄하고 전동 핀치콕(13a,23a)이 있는 분리/회수구(10b,20b)를 개방한다.
마이크로컴퓨터(200)의 CPU(200a)는 소정시간을 계시하는 투과식 광학섬유 센서(11,21)에 의한 미소물 검지시 RAM(200c)는 작업영역에서 형성된 타이머(이후에 기술된 T1 및 T2)를 개시하는데, 이것은 투과식 광학섬유 센서(11,21)와 분리/회수구(10b,20b)사이의 거리 및 액체의 유속에 의해 결정되며, 이로써 전동 핀치콕(13b,23b)의 개방 타이밍을 제어한다.
상기 구성에 있어서, 유리용기(100)를 멸균시키고 유리용기로 주입된 압축공기의 압력을 변경함으로써, 유합조직이 유리관내의 배양액과 함께 이동하는 속도를 변경시킬수 있다. 표 1은 유리용기(100)내의 압력이 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 및 0.5kgf/cm2으로 변경되었을 때 유리관내의 유합조직의 이동속도의 측정결과를 나타낸다. 유합조직이 중력의 영향을 받지 않도록 유리관은 수평으로 설치된다. 공급관(103)은 내부직경이 8mm이고, 외부직경이 9mm인 유리관이고, 이것은 내부직경이 8mm이고 외부직경이 10mm인 탄성관을 통하여 장치에 연결된다.
제4도에 나타낸 미소물 공급장치에서, 배양액 및 당근의 유합조직을 유리용기에넣고 제2도에 나타낸 미소물 분리/회수유니트(1)의 분기관(10)의 유입구(10a)로 당근의 유합조직을 공급하기 위해 0.2kgf/cm 의 압축멸균공기를 유리용기로 공급한다.
표 2는 유입구(10a)로 들어가는 유합조직의 수와 분리/회수구(20b)에서 회수된 유합조직의 수 사이에서 비교결과를 나타낸다. 표 2에서, 회수의 횟수는 유합조직이 분리/회수구(20b)에 도달하는 횟수를 나타낸다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 유리용기(100)에서 압력하에서 공급된 대부분의 유합조직은 분리/회수구(20b)에서 회수될 수 있었다.
온-오프 스위치(201)가 장치의 작동을 개시하기 위해 켜지면, 마이크로컴퓨터(200)가 배출구(10c)에서 전동 핀치콕(13b)을 개방하고 전동 핀치콕(13a,13c,13d)은 폐쇄되는 동시에 유리용기(100)에 도시하지 않은 멸균장치에 의해 멸균된 압축공기를 공급하기 위한 압축기(202)를 작동시킨다. 결과로서, 당근의 유합조직은 배양액으로 함께 유리용기(100)로부터 압력하에서 공급된다. 당근의 유합조직이 투과식 광학섬유 센서(100)에 의해 검지될때까지, 전동 핀치콕(13b)은 다른 핀치콕이 폐쇄될 때 개방되어 분기관(10)의 배출구(10c)로부터 모든 배양액이 배출된다. 따라서 배출된 배양액은 유리용기(100)에 도시하지 않은 관을 통하여 재순환된다.
당근의 유합조직이 투과식 광학섬유 센서(11)에 의해 검지될 때, 전동 핀치콕(13a,23b)은 개방되고 전동 콕(13b,23a)은 폐쇄되어 유합조직이 분리/회수구(10b)를 향하여 흐르도록 한다. 전동 핀치콕(13b)은 투과식 광학섬유 센서(11)가 당근이 유합조직을 검지한 후에 10초동안만 폐쇄된다. 이 10초의 시간은 투과식 광학섬유 센서(11)에 의해 검지된 당근의 유합조직이 분리/회수구(10b)에 도달하는데 충분한 시간이다. 이 시간은 투과식 광학섬유 센서(11)와 분리/회수구(10b)사이의 거리 및 액체의 유속에 의해 결졍된다.
이전의 당근 유합조직이 투과식 광학섬유 센서(11)에 의해 검지된 후에 마이크로컴퓨터(200)가 10초 경과를 계시하는 동안 투과식 광학섬유 센서(11)가 다른 유합조직을 검지하면, 10초 계시는 이 시점에서 다시 개시된다. 전동 핀치콕(13b)은 투과식 광학섬유 센서(21)가 유합조직을 검지하면 폐쇄된다. 유합조직이 투과식 광학섬유 센서(21) 이전에 투과식 광학섬유 센서(11)에 의해 검지되면 우선권은 투과식 광학섬유 센서(11)에 의한 검지에 주어진다.
투과식 광학섬유 센서(21)가 유합조직을 검지하면, 전동 핀치콕(23b)은 폐쇄되고 전동 핀치콕(23a)은 개방되어 유합조직이 분리/회수구(20b)에서 회수되게 한다.
전동 핀치콕(23b)은 나중에 10초동안 개방될 것이다. 그런, 만일 투과식 광학섬유 센서(21)가 10초의 경과 이전에 다른 유합조직을 검지하면, 10초계시는 이 시점에서 재개시된다.
상기 간단하게 기술된 제2도의 장치의 작동은 마이크로컴퓨터(200)내의 CPU(200a)가 프로그램에 따라 실행하는 처리를 예시하는 제6도의 순서도와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
CPU(200a)는 전원이 커지면 개시되고, 그 제1단계(S1)로서 초기 세팅을 실행한다. 이 초기 세팅에서, 전동 핀치콕(13a)만이 개방되고 다른 핀치콕(13b),(23a),(23b)는 폐쇄된다. 다음에, CPU(200a)는 온-오프 스위치가 켜지길 대기하는 단계(S2)로 이동한다. 온-오프 스위치(201)가 켜지고 단계(S2)의 결정이 예이면, 단계(S3)에서 압축기(202)를 개시한다. 다음에 단계(S4)에서 투과식 광학섬유 센서(11)가 유합조직을 검지했는지의 여부를 체크한다. 이 단계(S4)의 결정이 아니오이면, 프로그램은 투과식 광학섬유 센서(21)가 유합조직의 검지여부를 체크하는 단계(S5)로 이동한다. 또한 이 단계의 결정도 아니오이면, 프로그램은 타이머(T1) 또는 (T2)가 작동함을 가리키는 타이머 플래그(F1) 또는 (F2)가 1인지를 체크하는 단계(S6)로 나아간다.
단계(S4)의 결정이 예이면, 즉 투과식 광학섬유 센서(11)가 유합조직을 검지하면, 프로그램은 타이머(T1)를 개시하고 플래그(F1)를 타이머(T1)가 작동함을 가리키는 1로 세팅하는 단계(S7)로 이동한다. 단걔(S5)의 결정이 예이면, 프로그램은 타이머(T2)를 개시하고 플래그(F2)를 타이머(T2)가 작동함을 가리키는 1로 세팅하는 단계(S8)로 이동한다.
단계(S7)의 실행후에, 프로그램은 타이머(T2)가 개시함을 가리키는 플래그(F2)가 0인지의 여부를 체크하는 단계(S9)로 이동한다. 만일 플래그(F2)가 0이고 이 단계의 결정이 예이면, 다음에 프로그램은 단계(S10)로 이동한다.
단계(S10)에서, CPU(200a)는 단계(S6)로 이동하기 전에 전동 핀치콕(13a),(23b)를 개방하고 전동 핀치콕(13b),(23a)를 폐쇄한다. 플래그(F1)가 단계(S7)에서 세팅되었기 때문에 단계(S6)에서의 결정이 예가 되고, 프로그램은 이후에 기술되는 단계(S13)로 이동한다. 단계(S9)에서의 결정이 아니오일 때, 즉 플래그(F2)가 1이고 타이머(T2)를 개시하면, 프로그램은 단계(S6)로 이동하기 전에 전동 핀치콕(13a),(23a)를 개방하고 핀치콕(13b),(23b)를 폐쇄하는 단계(S11)로 나아간다.
단계(S8)의 실행후에, 프로그램은 단계(S6)로 이동하기 전에 핀치콕(23a)를 개방하고 핀치콕(23b)를 폐쇄하는 단계(S12)로 이동한다. 단계(6)의 결정이 예일 때, 즉 타이머(T1) 또는 (T2)를 개시하면, 프로그램은 타이머(T2)가 종결되는지를 체크하는 단계(S13)로 이동한다. 단계(S13)의 결정이 아니오이면, 프로그램은 타이머(T1)가 끝나는지의 여부를 체크하는 단계(S14)로 이동한다. 단계(S14)의 결정도 아니오이면, 프로그램은 단계(S4)로 되돌아간다. 단계(S13)가 예일 때, 즉 타이머(T2)가 끝나면, 프로그램은 단계(S4)로 되돌아가기 전에 핀치콕(23b)을 개방하고 핀치콕(23a)을 폐쇄하며 플래그(F2)가 0으로 세팅하는 단계(S15)로 이동한다.
단계(S14)의 결정이 예일때, 즉 단계(S14)가 타이머(T1)가 끝나는지 결정하면, 다음에 프로그램은 플래그(F2)가 0인지의 여부, 즉 타이머(T2)를 계시하는지의 여부를 체크하는 단계(S16)로 이동한다. 단계(S16)는 타이머(T2)가 계시하지 않는 것을 결정하면, 프로그램은 단계(S4)로 되돌아가기 전에 핀치콕(13b)을 개방하고, 핀치콕(13a)을 폐쇄하며 플래그(F1)를 0으로 세팅하는 단계(S17)로 이동한다.
한편으로, 단계(S16)가 타이머(T2)가 계시하는 것을 결정하면, 프로그램은 단계(S4)로 되돌아가기 전에 핀치콕(13a)이 개방된 상태에서 핀치콕(13b)을 개방하고 플래그(F1)를 0으로 세팅하는 단계(S18)로 이동한다.
다음에, 작동예는 제7도의 타이밍 도표와 관련하여 설명된다. 시점(t)에서 온-오프 스위치를 켜면, CPU(200a)는 압축기(202)를 작동시키고 전동 핀치콕(13b)을 켜는 한편 다른 핀치콕 (13a),(23a),(23b)는 잠근 상태로 둔다. 그러므로, 주입된 압축공기는 유리용기(100)내의 미소물을 개방배출구에서 배출된 액체로 함께 송출되게 한다.
다음에, 시점(t)에서, 센서(11)가 미소물을 검지하면, CPU(200a)는 타이머(T)를 개시하고, 핀치콕(13b)을 잠그고 핀치콕(13a),(23a)를 열어둔다. 액체를 배출구(20c)로부터 유입구(20a) 및 분리/회수구(10b)를 통하여 배출시킨다.
다음에, 시점(t)에서, 센서(21)가 미소물을 검지하면, CPU(200a)는 타이머(T2)를 개시하고 핀치콕(23b)을 열고 핀치콕(23a)을 잠근다. 결과로서, 액체는 분리/회수구(20b)를 따라 흘러 미소물이 그 출구(20b)에서 회수되게 한다.
다음 시점(t)에서, 타이머(T1)가 고정된 시간, 예를 들면 10초 계시를 끝내면 CPU(200a)는 전동 핀치콕(13b)을 열게 한다. 그러나, 이번에는 타이머(T2)가 여전히 계시하고 있기 때문에 핀치콕(13a)을 열어둔 채로 두어 액체가 배출구(10c) 및 분리/회수구(10b) 둘다를 통하여 흐르게 한다. 시점(t)에서, 센서(11)가 미소물을 검지하면 타이머(T1)가 개시되고 핀치콕(13b)이 잠겨져, 액체가 분리/회수구(10b)를 통하여 유입구(20a)로 흐르게 된다.
시점(t)에서, 센서(21)가 시점(t)의 소정된 계시시간 10초내에 미소물을 검지하면, 계시가 아직 끝나지 않은 타이머(T2)는 핀치콕(23a),(23b)를 이전의 상태로 유지하면서 10초 더 계시하기 위해 재개시된다. 더욱이, 시점(t)에서 센서(11)가 시점(t)의 소정시간 10초내에 미소물을 검지하면, 계시가 아직 끝나지 않은 타이머(T1)는 핀치콕(13a),(13b)를 이전의 상태로 유지하면서 10초를 더 계시하기위해 재개시되다.
상기 작동을 반복하면서, 미소물을 함유하지 않은 액체는 배출구(10c) 및 (20c)에서 배출되는 한편 동시에 미소물은 분리/회수구(23b)에서 분리되고 회수된다.
제2도에 나타낸 구성에서, 표 2로부터 명백한 바와 같이, 유합조직이 덩어리로 흐르기 때문에 유합조직을 하나씩 분리된 것으로 분리하는 것이 어려웠다. 유합조직이 덩이리로 흐르는 것을 방지하기 위하여 유리용기(100)내의 배양액 및 유합조직은 액체로 유합조직을 분산시키기 위해 자기 교반기로 교반시킬 필요가 있다.
표 3은 유리관(100)의 내부를 교반시키는 것만 제외하고 제2도의 구성과 같이 동일한 조건하에서 공급된 유합조직의 수와 분리/회수구(20b)에서 회수된 유합조직수 사이의 비교결과를 나타낸다. 표 3은 유리용기(100)내의 유합조직을 교란시켜 회수위치에서 함께 조합되는 것을 못하게 하고 공급된 유합조직의 약 80%는 각각의 유합조직으로 분리될 수 있었다.
유합조직이 덩어리로 흐르지 못하게 하는 다른 구성은 제8도에 나타내며, 여기서 분기관로(50)의 한 유입구(50a)로 공급된 미소물함유 액체는 2개의 출구(50b) 및 (50c)로 분기되고 공급되며, 이것은 제1의 분리/회수유니트(1)의 분기과(10)의 유입구(10a) 및 제3의 분리/회수유니트(3)의 분기관(30)의 유입구(30a)에 연결된다. 이 구성은 제2도에 나타낸 것과 동일한 직렬접속유니트, 2개의 직렬접속된 유니트의 2개의 병렬라인으로 이루어진다.
표 4는 직렬 접속된 유니트의 2개의 병렬라인이 사용되는 것만 제외하고 제2도의 구성과 같은 동일한 조건하에서 분리/회수구(20b),(40b)에서 회수된 유합조직의 수 및 공급된 유합조직의 수 사이의 비교결과를 나타낸다. 표 4는 액체중 유합조직같은 미소물을 한 개씩으로 분리시키는 병렬 분기관의 사용을 가리킨다.
* 회수된 유합조직의 수 및 회수 횟수는 분리/회수구(20b) 및 (40b)의 합이다. 표 2 및 표 3은 유리용기내의 미소물을 교반시키거나 또는 각각의 미소물의 분리/회수효율을 증강시키는 병렬 분기관의 수를 사용하는 것을 나타내었다.
상기 구체예는 T자형 분기관의 조합을 사용하지만, 분기관은 하나로 이어진 많은 분기를 갖는 구조로 형성될 수 있다.
병렬분기관을 접속하여 탄성관 일부를 압축하기 위한 개폐수단으로서 상기 구체예에 사용된 전동 핀치콕은 구성을 단순화하고 제조비용을 낮추는데 기여한다. 이들 핀치콕은 솔레노이드 밸브같은 밸브로 대체될 수 있다.
더욱이, 상기 구체예에서, 센서로부터 신호에 반응하는 전동 핀치콕의 개폐제어 및 압축기의 온-오프제어는 프로그램에 따라 작동하는 마이크로컴퓨터에 의해 실행된다. 또한 이들 제어는 제어 타이밍을 결정하는 타이머 기능이 있는 한 시판 프로그램 콘트롤러에 의해 제공된다.
상기 구체예는 배양된 세포를 분리하고 회수하는 경우에 있어서 멸균처리를 용이하게 하는 관로의 재질로서 유리를 사용하지만 어떤 재질도 그러한 요구가 없는 적용에 사용될 수 있다.
상기 구체예는 배양세포를 분리하고 회수하는 경우와 관련되기 때문에, 여기서 필요조건은 세포가 손상되는 것을 막고, 압축공기가 액체 및 배양세포를 분기관으로 공급하기 위해 사용되는 것이다. 그러나, 일반적인 적용에서, 필요조건은 흐름이 맥동이 없다는 것이다(재료는 일정속도로 일정 부피로 공급될 필요가 있다).
본 발명의 액체중 미소물 분리장치의 장점은 다음과 같이 요약될 수 있다. 청구항 제1항에 기술된 바와 같이, 센서가 유입구를 통과하는 액체중 미소물을 검지하면, 배출구에서의 개폐수단을 폐쇄하고 분리/회수구에서의 개폐수단을 개방하여 배출구로부터 액체를 배출시켜 분리/회수구에서 미소물을 회수한다. 미소물을 함유하지 않은 액체는 배출구에서 배출되기 때문에 신뢰성 있게 미소물을 대량으로 회수하는 것이 가능하다.
제2항에서 기술한 바와 같이, 복수의 미소물 분리/회수 유니트는 개폐수단을 통하여 상호 연결된 유입구 및 분리회수구와, 직렬로 연결된다. 개폐제어수단의 계시 순단은 센서와 분리/회수구 사이의 거리 및 액체의 유속에 의해 결정되는 소정시간의 계시를 센서가 미소물을 검지할때마다 개시하여 미소물이 소정시간동안 유입구에서 검지되지 않을 때 배출구로부터 액체를 배출하기 위해 개폐수단을 개방하는 타이밍을 제어한다. 이 배치는 분리/회수구로부터 배출되는 미소물을 함유하지 않은 액체의 양을 최소화한다. 결과로서, 회수된 미소물은 감소된 양의 액체를 갖는다.
제3항에 기술한 바와 같이, 분기관의 입구는 복수의 출구로 분기되고, 이것의 각각은 각 분리/회수 유니트의 입구에 연결된다. 이 구성은 미소물이 분기관의 입구로 덩어리로 공급될지라도 복수의 분기에 의해 보다 작은 덩어리로 분산되고 부서져서 분리/회수구의 출구에서 덩어리로 배출될 미소물의 가능성을 감소시키는 것을 보장한다. 다음에 이것은 액체중 미소물이 대량으로 신뢰성 있게 각각의 미소물로 분리되게 한다.
제4항에 기술한 바와 같이, 압축공기를 미소물 함유 액체를 수용하는 용기에 주입하여 미소물함유 액체를 일정 유속으로 분기관의 유입구로 운반한다. 이것은 매우 미세한 미소물을 손상되지 않은 분기관의 입구로 공급한다는 것을 보장한다.
본 발명에서, 간단한 구성으로 미소물의 덩어리로부터 하나씩 각각의 미소물을 추출 하는 것이 가능하다. 분 발명은 미소물의 분리 및 회수뿐만 아니라 등간격으로 미소물의 정렬도 가능하였다.

Claims (5)

  1. 미소물 함유 액체를 일정 유속으로 공급하는 유입구, 미소물을 함유하지 않는 액체만 배출시키는 배출구, 그리고 상기 유입구에 공급된 액체로부터 미소물을 분리하고 회수하는 분리/회수구가 있는 분기관; 상기 유입구를 통과하는 액체중 미소물을 검지하기 위한 센서; 상기 배출구 및 상기 분리/회수구를 개방하고 폐쇄하기 위한 개폐수단; 그리고 상기 센서가 미소물을 검지할 때 상기 배출구에서 개폐수단을 폐쇄하고 상기 분리/회수구에서 상기 개폐수단을 개방하도록 제어하는 것을 실행하는 개폐제어수단을 포함하는 적어도 한 미소물 분리/회수 유니트로 이루어지는 액체중 미소물 분리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 개폐수단을 통하여 상호연결된 유입구 및 분리/회수구와, 직렬로 연결된 복수의 미소물 분리/회수유니트로 이루어지고; 상기 계폐제어수단에는 미소물이 상기 센서에 의해 검지될 때마다 상기 센서와 상기 분리/회수구사이의 거리 및 액체의 유속에 의해 결정되는 소정시간의 계시를 시작하는 타이머 수단이 있고; 상기 배출구에서 상기 개폐수단을 개방하기 위한 타이밍은 상기 타이머수단에 의한 소정시간의 계시에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 액체중 미소물 분리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 장치는 복수의 미소물 분리/회수 유니트로 이루어지는데 이것은 상기 각각의 연결된 유니트의 분기관의 입구에 양 말단이 연결되는 다른 분기관에 의해 병렬로 연결되고 상기 다른 분기관은 그 유입구에서 유입하는 미소물 함유 액체를 수용하고, 상기 양 말단에 액체를 공급하는 것을 특징으로 하는 액체중 미소물 분리장치.
  4. 제1항 내지 제3항중의 어느 한항에 있어서, 압축공기가 미소물 함유 액체를 수용하는 용기로 주입되어 미소물 함유 액체를 일정한 유속으로 압력에 의해 유입구로 유입하는 것을 특징으로 하는 액체중 미소물 분리장치.
  5. 제1항 내지 제3항중의 어느 한항에 있어서, 상기 분기관이 실리콘 수지제 탄성관에 의해 부분 피복되어 각각 상기 분리/회수구 및 상기 배출구를 형성하는데, 여기서 상기 탄성관에 의해 피복되지 않은 다른 부분은 각각 상기 분리/회수구 및 배출구를 개방하고 폐쇄하는 전동 핀치콕을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액체중 미소물 분리장치.
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