KR100511628B1 - 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법 - Google Patents

공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100511628B1
KR100511628B1 KR10-2003-0038567A KR20030038567A KR100511628B1 KR 100511628 B1 KR100511628 B1 KR 100511628B1 KR 20030038567 A KR20030038567 A KR 20030038567A KR 100511628 B1 KR100511628 B1 KR 100511628B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
collecting plate
air
microorganisms
particles
driven pulley
Prior art date
Application number
KR10-2003-0038567A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040107900A (ko
Inventor
안강호
김영원
Original Assignee
(주)이앤에치테크
안강호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이앤에치테크, 안강호 filed Critical (주)이앤에치테크
Priority to KR10-2003-0038567A priority Critical patent/KR100511628B1/ko
Publication of KR20040107900A publication Critical patent/KR20040107900A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100511628B1 publication Critical patent/KR100511628B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)

Abstract

본 발명은 공기 중에 부유하는 입자들을 관성충돌에 의하여 포집하여 그 중 미생물의 존재 유무를 형광작용에 의한 이미지 분석을 이용하여 판독하는 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명의 판독 시스템은 몸체의 체임버에 회전할 수 있도록 설치되는 포집판과, 포집판을 회전시키는 구동장치와, 포집판에 공기 중의 입자들이 관성충돌에 의하여 포집되도록 공기를 분사하는 노즐과, 포집판에 포집되는 입자들에 자외선을 조사하는 자외선램프와, 자외선램프로부터 조사되는 자외선에 의하여 포집판의 입자들 중 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 출력하는 카메라와, 카메라로부터 입력되는 미생물의 이미지데이터를 처리하여 미생물을 판독하는 컴퓨터로 구성된다. 본 발명에 의하면, 노즐에 의하여 회전하는 포집판에 공기를 분사하여 공기 중에 부유하는 입자들을 관성충돌에 의하여 포집하고, 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 카메라의 촬영에 의하여 획득한 후, 미생물의 이미지데이터를 컴퓨터의 프로그램에 의하여 처리하여 미생물의 존재 유무를 실시간으로 판독할 수 있다. 또한, 노즐의 분사에 의한 관성충돌에 의하여 공기 중에 부유하는 미생물의 포집을 간편하고 효율적으로 실시할 수 있으며, 공기 중의 미생물을 현장에서 신속하고 정확하게 판독할 수 있으면서도 이동, 설치와 조작이 매우 간편한 효과가 있다.

Description

공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR INTERPRETING MICROORGANISMS IN AIR}
본 발명은 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 중에 부유하는 입자들을 관성충돌에 의하여 포집하여 그 중 미생물의 존재 유무를 형광작용에 의한 이미지 분석을 이용하여 판독하는 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
주지하고 있는 바와 같이, 액체, 고체 및 대기 중에 존재하는 미생물의 판독 방법은 배양 방법, 총세포수 계수 방법, 중합효소연쇄반응(Polymerase Chain Reaction, PCR) 방법, 플로우(Flow) 세포 계산 방법 및 아데노신3인산(Adenosine Triphosphate, ATP) 검출 방법이 있다.
이와 같은 미생물의 판독 방법에 대하여 살펴보면, 첫 번째로, 배양 방법은 시료를 직접 배지에 첨가하고 형성된 콜로니(Colony)의 수를 계수하여 미생물의 존재 유무를 판독한다. 그러나 시료의 배양에 통상적으로 24시간 이상이 소요되며, 진균류의 검출을 위해서는 1주일 이상 소요되기 때문에 신속한 검출이 불가능한 단점이 있다. 또한, 박테리아 중 일부는 통상의 방법으로 배양이 되지 않기 때문에 시료 중의 미생물이 간과될 우려가 높으며, 콜로니의 형성은 균의 종류나 배지의 조성, 배양 시간, 온도, 습도 등 많은 인자에 의하여 영향을 받는 단점이 있다. 두 번째, 총세포수 계수 방법은 시료를 다공성 물질 등에 여과하여 걸러진 세포를 수집하고, 세포를 고정하여 형광 염색을 실시한 후, 현미경 관찰에 의하여 세포를 계수한다. 그러나 세포의 계수를 위해서는 형광 현미경, 이미지 분석기 등 고가의 장비가 필요한 단점이 있다.
세 번째, 중합효소연쇄반응 방법은 균주의 특징을 갖는 핵산 사슬의 존재를 조사하는 바, 미생물 세포의 총수를 계수하는 것이 곤란하고, 조작이 매우 번거로우며, 한천 배지 상에서 생육한 콜로니를 판정하기 위해서 전문적인 기술과 숙련을 필요로 하는 문제가 있다. 네 번째, 플로우 세포 계산 방법은 세포에 형광 표식을 하여 검출하는 바, 미생물의 검출 범위가 좁고, 측정의 정확성이 고정화용 시약, 예를 들어 포르말린으로 인한 소음으로 저하되는 단점이 있다. 마지막으로, 아데노신3인산 검출 방법은 세포 내의 아데노신3인산을 검출하여 세포의 수를 계수하는 것으로, 아데노신3인산의 검출에 고가의 측정 장비가 필요한 단점이 있다.
한편으로, 배양 방법, 총세포수 계수 방법, 중합효소연쇄반응 방법, 플로우 세포 계산 방법 및 아데노신3인산 검출 방법은 미생물의 판독에 시간이 많이 소요되고, 전문적인 기술과 숙련을 필요로 한다. 특히, 일정한 시간마다 미생물의 존재 여부를 진단해야 하는 예를 들어 식품가공분야와 공기 중 생물학 작용제를 신속하고 정확하게 판독해야 할 필요가 있는 생화학 테러 등의 특수한 상황에 있어서는 공기 중의 미생물을 실시간으로 판독할 수 있는 기술의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공기 중에 부유하는 입자들을 관성충돌에 의하여 포집하여 그 중 미생물의 존재 유무를 형광작용에 의한 이미지 분석을 이용하여 실시간으로 판독할 수 있는 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기 중에 부유하는 미생물의 포집을 간편하고 효율적으로 실시할 수 있으며, 회전하는 포집판에 미생물을 포집하여 미생물을 균일하게 포집할 수 있는 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기 중의 미생물을 현장에서 신속하고 정확하게 판독할 수 있으면서도 이동, 설치와 조작이 매우 간편한 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 체임버를 갖는 몸체와; 몸체의 체임버에 회전할 수 있도록 설치되는 포집판과; 포집판을 회전시키는 구동수단과; 포집판에 공기 중의 입자들이 관성충돌에 의하여 포집되도록 공기를 분사하는 분사수단과; 포집판에 포집되는 입자들에 자외선을 조사하는 자외선램프와; 자외선램프로부터 조사되는 자외선에 의하여 포집판의 입자들 중 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 출력하는 카메라와; 카메라로부터 입력되는 미생물의 이미지데이터를 처리하여 미생물을 판독하는 컴퓨터로 이루어지는 공기 중 미생물의 판독 시스템에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 몸체의 체임버에 설치되어 있는 포집판을 회전시키는 단계와; 회전되는 포집판에 공기 중의 입자들을 분사수단의 분사에 의하여 관성충돌시켜 포집하는 단계와; 포집판에 포집되는 입자들에 대하여 자외선을 조사하는 단계와; 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 카메라의 촬영에 의하여 획득하는 단계와; 미생물의 이미지데이터를 컴퓨터의 프로그램에 의하여 처리하여 미생물을 판독하는 단계로 이루어지는 공기 중 미생물의 판독 방법에 있다.
이하, 본 발명에 따른 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템의 제1 실시예를 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 판독 시스템은 외관을 구성하는 직립원통형 몸체(10)를 구비한다. 몸체(10)의 중앙에는 체임버 (Chamber: 11)가 마련되어 있으며, 체임버(11)의 한쪽에는 공기의 배출을 위한 배출구(12)가 연결되어 있다. 몸체(10)의 체임버(11)는 상부커버(13)와 투명한 하부커버(14)에 의하여 밀폐되어 있다. 하부커버(14)는 투광성이 우수한 소재, 예를 들어 유리, 아크릴수지 등으로 제작되어 있다. 몸체(10)와 하부커버(14)는 베이스 (Base: 15) 위에 놓여지며, 베이스(15)의 중앙에는 구멍(15a)이 형성되어 있다. 그리고 하부커버(14)와 베이스(15) 사이에는 기밀의 유지를 위한 실(Seal: 16)이 개재되어 있다.
도 1과 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 몸체(10)의 체임버(11)에는 공기 중의 입자(P)들을 관성충돌에 의하여 포집하기 위한 원판형의 투명한 포집판(20)이 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되어 있으며, 포집판(20)은 하부커버(14)와 마찬가지로 투광성이 우수한 유리, 아크릴수지 등의 소재로 제작되어 있다. 포집판(20)의 상면에 포집되는 입자(P)들은 하부커버(14)와 포집판(20)을 통하여 투영된다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템은 포집판 (20)을 저속으로 회전시키기 위한 구동장치(30)를 구비하며, 본 실시예에 있어서 구동장치(30)는 포집판(20)을 대략 2시간당 1회전시킬 수 있도록 설계되어 있다. 구동장치(30)의 회전테이블(31)은 몸체(10)의 체임버(11)에 베어링(32)의 지지에 의하여 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되어 있으며, 회전테이블(31)은 중앙에 구멍(31a)을 갖는 링형으로 구성되어 있다. 회전테이블(31)의 상면에는 포집판(20)이 착탈할 수 있도록 탑재되어 있고, 포집판(20)과 회전테이블(31) 사이에는 기밀의 유지를 위한 실(21)이 개재되어 있다.
또한, 구동장치(30)는 구동력을 제공하는 모터(33)와, 이 모터(33)의 구동력을 회전테이블(31)에 순차적으로 전달하는 제1 전동장치(34)와 제2 전동장치(35)로 구성되어 있다. 제1 전동장치(34)는 모터(33)의 축(33a)에 장착되어 있는 원동풀리 (34a)와, 몸체(10)의 상부에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있는 종동풀리 (34b)와, 원동풀리(34a)와 종동풀리(34b)에 감아걸려 있는 벨트(34c)로 구성되어 있다. 모터(33)는 감속장치가 일체형으로 구비되어 있는 통상적인 기어드모터 (Geared motor)로 구성할 수 있다. 종동풀리(34b)는 베어링(34d)에 의하여 몸체(10)의 상부에 지지되어 있다. 본 실시예에 있어서 제1 전동장치(34)는 타이밍원동기어, 타이밍종동풀리, 타이밍원동풀리와 타이밍종동풀리에 감아걸리는 타이밍벨트로 구성되는 타이밍벨트전동장치나 기어전동장치로 대신할 수도 있다.
구동장치(30)의 제2 전동장치(35)는 종동풀리(34b)의 회전력을 회전테이블 (31)에 비접촉식으로 전달한다. 제2 전동장치(35)는 종동풀리(34b)의 하면에 원주방향을 따라 등간격으로 부착되어 있는 다수의 제1 자석(35a)들과, 제1 자석(34a)들과 대향하도록 회전테이블(31)의 상면에 원주방향을 따라 등간격으로 부착되어 있는 다수의 제2 자석(35b)들로 구성되어 있다. 도 2에는 제1 자석(35a)들이 종동풀리(34b)에 4개가 부착되어 있는 것이 도시되어 있고 도 3에는 제2 자석(35b)들이 회전테이블(31)에 4개가 부착되어 있는 것이 도시되어 있으나, 제1 및 제2 자석(35a, 35b)들의 숫자는 필요에 따라 가감할 수 있다. 몸체(10), 구동장치(30)의 회전테이블(31), 종동풀리(34b)는 제1 및 제2 자석(35a)들의 자력에 영향을 받지 않은 비자성체, 예를 들어 합성수지나 알루미늄을 소재로 제작한다.
한편, 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템에 있어서 회전테이블(31)을 회전시키는 구동장치는 몸체(10)의 체임버(11)에 회전테이블(31)을 직접적으로 회전시킬 수 있도록 내장되는 소형의 모터로 구성할 수도 있으며, 다양한 구동장치의 적용이 가능하다.
도 1, 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템은 공기 중의 입자(P)들이 포집판(20)의 상면에 관성충돌하여 포집되도록 포집판(20)에 대하여 공기를 분사하는 분사수단으로 노즐(40)을 구비한다. 노즐(40)의 수직중심축선은 포집판(20)의 수직중심축선에 대하여 편심되도록 몸체(10)의 상부커버(13)를 관통하여 장착되어 있다. 따라서, 구동장치(30)의 작동에 의하여 포집판(20)이 회전함과 동시에 노즐(40)의 분사에 의하여 포집판(20)에 포집되는 입자(P)들의 궤적(T)들은 도 3에 가상선으로 나타낸 바와 같이 대략 원형을 이루게 된다. 본 실시예에 있어서 노즐(40)은 포집판(20)에 포집되는 입자(P)들의 궤적이 최대 직경을 이룰 수 있도록 포집판(20)의 가장자리에 가능한 한 근접하는 위치에 정렬하여 설치하는 것이 바람직하다. 노즐(40)의 노즐구멍(41)은 외부의 공기를 도입하는 공기도입장치(42)와 연결되어 있으며, 공기도입장치(42)는 통상적인 에어블로워(Air blower)나 에어컴프레서(Air compressor)로 구성할 수 있다. 또한, 공기도입장치 (42)는 노즐(40), 몸체(10)의 체임버(11)와 배출구(12)를 순차적으로 경유하여 공기를 흡입할 수 있도록 몸체(10)의 배출구(12)에 연결되는 진공펌프로 구성할 수도 있다.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템은 몸체(10)의 하부에 설치되어 포집판(20)에 포집되어 있는 입자(P)들 중 미생물의 형광작용을 위하여 자외선을 조사하는 자외선램프(50)와, 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지를 획득하여 이미지데이터를 출력하는 카메라(60)와, 카메라 (60)로부터 입력되는 이미지데이터를 처리하여 미생물을 소정의 프로그램에 의하여 판독하는 컴퓨터(70)를 구비한다.
카메라(60)는 노즐(40)과 정렬되는 대물렌즈(61), 광학계(62)와 이미지센서 (63)를 갖는 CCD 카메라(Charge Coupled Device Camera)로 구성되어 있고, 카메라 (60)의 광축은 노즐(40)의 수직중심축선과 정렬되어 있다. 카메라(60)의 광학계 (62)에 의해서는 포집판(20)의 입자(P)들에 대한 포커싱과 자외선램프(50)의 자외선을 광축과 동축을 이루도록 조사하여 선명한 이미지를 촬영할 수 있다. 자외선램프(50)로부터 출력되는 자외선은 광케이블(51)을 통하여 카메라(60)의 광학계(62)로 전송된다. 컴퓨터(70)는 마이크로프로세서와, 모니터(71), 프린터 등의 출력장치와, 키보드 등의 입력장치를 갖추고 있다. 컴퓨터(70)는 카메라(60)로부터 입력되는 입자(P)들 및 미생물의 이미지데이터를 프로그램에 의하여 처리하여 모니터 (71)에 디스플레이하고 형광작용을 하는 미생물을 판독한다. 그리고 컴퓨터(70)는 시스템의 제어를 위하여 구동장치(30)의 모터(33), 공기도입장치(42)와 자외선램프 (50)의 작동을 제어하는 컨트롤러(80)와 접속되어 있다.
도 5와 도 6에는 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 5와 도 6을 참조하면, 제2 실시예의 판독 시스템은 외관을 구성하는 직립원통형 몸체(110)를 구비한다. 몸체(110)의 중앙에는 체임버(111)가 마련되어 있으며, 체임버(111)의 양쪽에는 외부로부터 공기를 도입하기 위한 도입구(112)와 공기의 배출을 위한 배출구(113)가 각각 연결되어 있다. 도 5에는 도입구(112)가 몸체(110)의 우측 하부에 형성되어 있고, 배출구(113)가 몸체(110)의 좌측 중간에 형성되어 있는 것이 도시되어 있으나, 이는 예시적인 것으로 도입구(112)와 배출구 (113)의 위치는 공기의 흐름에 적합하도록 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있다.
체임버(111)의 하부는 투명한 하부커버(114)에 의하여 밀폐되어 있고, 하부커버(114)는 투광성이 우수한 소재, 예를 들어 유리, 아크릴수지 등으로 제작되어 있다. 몸체(110)의 체임버(111)에는 공기 중의 입자(P)들을 관성충돌에 의하여 포집하기 위한 원판형의 포집판(120)이 자유롭게 회전할 수 있도록 설치되어 있으며, 포집판(120)은 불투명한 소재, 예를 들어 유리가 코팅되어 있는 금속판으로 제작할 수 있다. 포집판(120)은 몸체(110)의 배출구(113)를 통하여 배출되는 공기의 흐름을 차단하지 않도록 배출구(113)의 수평중심축선보다 약간 높게 수평으로 배치되어 있다.
또한, 포집판(120)은 구동장치(130)의 작동에 의하여 대략 2시간당 1회전한다. 구동장치(130)는 구동력을 제공하는 모터(131)와, 이 모터(131)의 구동력을 포집판(120)에 전달하여 포집판(120)을 회전시키는 전동장치(132)로 구성되어 있다. 전동장치(132)는 모터(131)의 축(131a)에 장착되어 있는 원동풀리(132a)와, 몸체 (110)의 상부에 자유롭게 회전할 수 있도록 장착되어 있으며 하면에 포집판(120)이 착탈할 수 있도록 장착되어 있는 종동풀리(132b)와, 원동풀리(132a)와 종동풀리 (132b)에 감아걸리는 벨트(132c)로 구성되어 있다. 종동풀리(132b)는 베어링(132d)에 의하여 몸체(110)의 상부에 지지되어 있다.
포집판(120)의 하부에는 몸체(110)의 도입구(112)를 통하여 체임버(111)에 도입되는 공기를 포집판(120)에 분사하는 분사수단으로 노즐(140)이 설치되어 있다. 노즐(140)은 도입구(112)와 배출구(113) 사이의 체임버(111)를 횡방향으로 구획하는 평판으로 구성되어 있으며, 노즐(140)의 노즐구멍(142)은 그 수직중심축선이 포집판(120)의 수직중심축선에 대하여 편심되도록 형성되어 있다. 따라서, 노즐 (140)의 분사에 의하여 회전하는 포집판(120)에 포집되는 입자(P)들의 궤적은 대략 원형을 이루게 된다.
한편, 몸체(110)의 도입구(112)와 배출구(113) 중 어느 하나에는 외부의 공기를 체임버(111)에 도입하기 위한 공기도입장치(142)가 연결되어 있다. 몸체(110)의 도입구(112)에 연결되는 공기도입장치(142)는 통상적인 에어블로워나 에어컴프레서로 구성할 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 몸체(110)의 배출구 (113)에 연결되는 공기도입장치(142)는 몸체(110)의 도입구(112)와 체임버(111), 노즐(140)과 배출구(113)를 순차적으로 경유하여 공기를 흡입할 수 있는 진공펌프로 구성할 수 있다. 본 발명에 따른 제2 실시예의 판독 시스템에 있어서 자외선램프(50), 카메라(60), 컴퓨터(70)와 컨트롤러(80)에 대한 구성 및 설명은 도 1에 도시되어 있는 제1 실시예의 판독 시스템에 대한 설명을 참고로 하고 자세한 설명은 생략한다.
지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 공기 중 미생물의 판독 시스템에 의한 미생물의 판독 방법을 도 7를 참조하여 설명한다.
도 1을 함께 참조하면, 우선 구동장치(30)의 작동에 의하여 몸체(10)의 체임버(11)에 설치되어 있는 포집판(20)을 회전시킨다(S200). 구동장치(30)의 모터(33)가 구동되면, 모터(33)의 구동력은 제1 전동장치(34)의 원동풀리(34a)에 감아걸려 있는 벨트(34c)에 의하여 종동풀리(34b)에 전달되고, 종동풀리(34b)는 베어링(34d)의 지지에 의하여 몸체(10)의 상부에서 회전한다. 종동풀리(34b)와 함께 회전하는 제2 전동장치(35)의 제1 자석(35a)들은 제2 자석(35b)들과의 상호 자속작용에 의하여 제2 자석(35b)들을 회전시키는 토크를 발생시킨다. 제2 자석(35b)들이 부착되어 있는 회전테이블(31)은 베어링(31)의 지지에 의하여 종동풀리(34)와 동일한 방향으로 원활하게 회전하며, 회전테이블(31)과 함께 포집판(20)이 회전한다. 구동장치 (30)는 포집판(20)을 대략 2시간당 1회전시키며, 포집판(20)은 2시간마다 교환하여 입자(P)들의 포집에 사용한다.
다음으로, 공기도입장치(42)의 작동에 의하여 외부의 공기가 노즐(40)에 도입되면, 노즐(40)은 공기도입장치(42)로부터 도입되는 공기를 포집판(20)의 상면에 분사한다(S202). 포집판(20)의 상면에 분사되는 공기는 몸체(10)의 체임버(11)와 배출구(12)를 경유하는 도 4에 점선으로 나타낸 유선(Streamline: L)을 따라 외부로 배출된다. 이와 같은 노즐(40)에 의한 공기의 분사에 의해서는 공기 중에 에어로졸의 형태로 존재하는 입자(P)들이 가속된다. 가속되는 입자(P)들 중 관성이 작은 입자(P1), 즉 질량이 작은 입자는 유동의 영향을 받지 않기 때문에 포집판(20)에 충돌되지 않고 배출구(12)를 통하여 외부로 배출된다. 가속되는 입자(P)들 중 관성이 큰 입자는 유선(L)으로부터 이탈되면서 포집판(20)에 충돌되어 포집된다. 노즐 (40)의 분사와 포집판(20)의 관성충돌에 의해서는 공기 중에 부유하는 입자(P)들 중 직경 1㎛ 이상의 입자를 포집할 수 있다. 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템에 있어서 노즐구멍(41)의 직경, 유량, 포집판(20)과 노즐구멍(41) 사이의 포집거리를 조절하여 직경 1㎛ 미만의 입자, 예를 들어 직경 0.25∼0.5㎛ 정도의 입자를 포집할 수도 있다.
한편, 노즐(40)은 포집판(20)의 수직중심축선에 대하여 편심되는 위치에 공기를 분사하므로, 구동장치(30)의 작동에 의하여 회전하는 포집판(20)에 포집되는 입자(P)들의 궤적(T)들은 도 3에 가상선으로 나타낸 바와 같이 대략 원형을 이루게 된다. 또한, 회전하는 포집판(20)에 미생물을 포집하여 미생물이 한 곳에 과다하게 포집되는 것을 방지함으로써, 미생물을 균일하게 포집할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 포집판(20)의 회전과 입자(P)들의 관성충돌에 의한 포집동작과 병행하여 자외선램프(50)를 작동시키면, 자외선램프(50)로부터의 자외선은 카메라(60)의 광학계(62)를 통하여 포집판(20)에 포집되는 입자(P)들에 조사된다(S204). 자외선의 조사에 의해서는 포집판(20)에 포집되는 입자(P)들 중에 포함되어 있는 미생물이 형광작용을 하며, 미생물의 형광작용에 의해서는 먼지 등의 대기 입자와 미생물을 구별할 수 있다. 예컨대, 살아 있는 미생물의 몸 속에 있는 NADPH(Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate)에 파장 325nm 영역의 자외선을 조사하면, 미생물로부터 대기 입자와 구별되는 형광신호를 얻을 수 있다.
계속해서, 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지를 카메라(60)에 촬영하여 미생물의 이미지데이터를 획득한다(S206). 카메라(60)의 이미지데이터는 컴퓨터(70)에 입력되며, 컴퓨터(70)는 미생물의 이미지데이터를 프로그램에 의하여 처리하여 미생물을 판독한다(S208). 이와 같이 형광작용을 하는 미생물의 이미지를 카메라(60)의 촬영에 의하여 이미지데이터를 획득하고, 미생물의 이미지데이터를 컴퓨터(70)의 프로그램에 의하여 판독함으로써, 미생물의 존재 유무를 신속하고 정확하게 확인할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템은 노즐(40)의 분사에 의하여 공기 중에 부유하는 미생물을 포집판(20)에 포집함으로써, 미생물의 포집을 매우 간편하고 효율적으로 실시할 수 있다. 그리고 몸체(10), 구동장치(30), 공기도입장치 (42), 카메라(60), 컴퓨터(70)와 컨트롤러(80)의 구성에 의하여 이동 및 설치가 간편하고, 미생물의 판독을 컴퓨터(70)의 프로그램에 의하여 처리하는 것에 의하여 매우 용이하게 조작할 수 있다. 따라서, 식품가공분야, 생화학 테러 등 다양한 현장에서 미생물에 대한 데이터를 실시간으로 처리할 수 있다.
도 5와 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 제2 실시예의 판독 시스템에 대한 작동을 살펴보면, 구동장치(130)의 모터(131)가 구동되면, 모터(131)의 구동력은 전동장치(132)의 원동풀리(132a)에 감아걸려 있는 벨트(132c)에 의하여 종동풀리 (132b)에 전달되고, 종동풀리(132b)는 베어링(132d)의 지지에 의하여 몸체(110)의 상부에서 회전한다. 그리고 전동장치(132)의 종동풀리(132b)와 함께 포집판(120)이 회전한다.
다음으로, 공기도입장치(142)의 작동에 의하여 몸체(110)의 도입구(112)를 통하여 체임버(111)에 공기를 도입시키면, 공기는 노즐(140)의 노즐구멍(141)을 통하여 포집판(120)의 하면에 분사된 후, 몸체(110)의 배출구(113)를 통하여 외부로 배출된다. 이와 같은 노즐(140)에 의한 공기의 분사에 의해서는 공기 중에 에어로졸의 형태로 존재하는 입자(P)들이 가속되고, 가속되는 입자(P)들 중 직경 1㎛ 미만의 작은 입자(P1)는 유선(L)을 따라 흘러 몸체(110)의 배출구(113)를 통하여 외부로 배출된다. 직경 1㎛ 이상의 큰 입자(P)는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 유선(L)으로부터 이탈되면서 포집판(120)에 충돌되어 포집된다.
한편, 본 발명에 따른 제2 실시예의 판독 시스템은 제1 실시예의 판독 시스템에서와 마찬가지로 자외선램프(50)의 자외선을 포집판(120)에 포집되는 입자(P)들에 조사하고, 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지를 카메라(60)에 촬영하여 미생물의 이미지데이터를 획득한다. 카메라(60)의 이미지데이터는 컴퓨터(70)에 입력되며, 컴퓨터(70)는 미생물의 이미지데이터를 프로그램에 의하여 처리하여 미생물을 판독한다. 본 발명에 따른 제2 실시예의 판독 시스템은 구동장치(130)의 구성이 제1 실시예의 판독 시스템의 구동장치(30)에 비하여 간단하고, 상부커버(13)를 삭제하여 구조를 간단하게 구성할 수 있는 장점을 보유한다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법에 의하면, 노즐에 의하여 회전하는 포집판에 공기를 분사하여 공기 중에 부유하는 입자들을 관성충돌에 의하여 포집하고, 자외선의 조사에 의하여 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 카메라의 촬영에 의하여 획득한 후, 미생물의 이미지데이터를 컴퓨터의 프로그램에 의하여 처리하여 미생물의 존재 유무를 실시간으로 판독할 수 있다. 또한, 노즐의 분사에 의한 관성충돌에 의하여 공기 중에 부유하는 미생물의 포집을 간편하고 효율적으로 실시할 수 있으며, 미생물이 포집판의 한곳에 과다하게 포집되는 것을 효과적으로 방지하여 미생물을 균일하게 포집할 수 있다. 그리고 공기 중의 미생물을 다양한 현장에서 신속하고 정확하게 판독할 수 있으면서도 이동, 설치와 조작이 매우 간편한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템의 제1 실시예를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 판독 시스템에서 구동장치의 구성을 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 판독 시스템에서 포집판에 입자들이 포집되는 궤적을 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 판독 시스템에서 입자들의 관성충돌에 의한 포집을 설명하기 위하여 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 미생물의 판독 시스템의 제2 실시예를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 실시예의 판독 시스템에서 입자들의 관성충돌에 의한 포집을 설명하기 위하여 나타낸 도면,
도 7은 본 발명에 따른 미생물의 판독 방법을 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 몸체 11: 체임버
20: 포집판 30: 구동장치
31: 회전테이블 33: 모터
34: 제1 전동장치 35: 제2 전동장치
40: 노즐 42: 공기도입장치
50: 자외선램프 60: 카메라
70: 컴퓨터 80: 컨트롤러
110: 몸체 111: 체임버
120: 포집판 130: 구동장치
131: 모터 132: 전동장치
140: 노즐 142: 공기도입장치

Claims (9)

  1. 체임버를 갖는 몸체와;
    상기 몸체의 체임버에 회전할 수 있도록 설치되는 포집판과;
    상기 포집판을 회전시키는 구동수단과;
    상기 포집판에 공기 중의 입자들이 관성충돌에 의하여 포집되도록 상기 공기를 분사하는 분사수단과;
    상기 포집판에 포집되는 상기 입자들에 자외선을 조사하는 자외선램프와;
    상기 자외선램프로부터 조사되는 자외선에 의하여 상기 포집판의 입자들 중 형광작용을 하는 상기 미생물의 이미지데이터를 출력하는 카메라와;
    상기 카메라로부터 입력되는 상기 미생물의 이미지데이터를 처리하여 상기 미생물을 판독하는 컴퓨터로 이루어지는 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사수단은 노즐로 이루어지며, 상기 노즐의 노즐구멍은 상기 포집판의 수직중심축선에 대하여 편심되는 위치에 정렬되어 있는 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 노즐은 상기 몸체의 양측에 공기의 도입과 배출을 위하여 형성되어 있는 도입구와 배출구 사이의 상기 체임버를 횡방향으로 구획하는 평판형으로 구성되며, 상기 몸체의 도입구와 배출구 중 하나에는 상기 노즐의 노즐구멍을 통하여 공기를 분사할 수 있도록 도입하는 공기도입장치가 연결되어 있는 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동수단은,
    상기 몸체의 체임버에 회전할 수 있도록 설치되며, 상기 포집판이 착탈할 수 있도록 탑재되는 회전테이블과;
    구동력을 제공하는 모터와;
    상기 모터의 구동에 의하여 회전되는 원동풀리와, 상기 몸체의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 종동풀리와, 상기 원동풀리와 종동풀리에 감아걸리는 벨트를 갖는 제1 전동장치와;
    상기 종동풀리의 하면에 원주방향을 따라 등간격으로 부착되는 다수의 제1 자석들과, 상기 제1 자석들과 대향하도록 상기 회전테이블의 상면에 원주방향을 따라 등간격으로 부착되는 다수의 제2 자석들을 갖는 제2 전동장치로 구성되는 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 포집판은 상기 분사수단의 하부에 위치하며, 상기 포집판은 투명한 공기중 미생물의 판독 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구동수단은,
    구동력을 제공하는 모터와;
    상기 상기 모터의 구동에 의하여 회전되는 원동풀리와, 상기 몸체의 상부에 회전할 수 있도록 장착되는 종동풀리와, 상기 원동풀리와 종동풀리에 감아걸리는 벨트를 가지며, 상기 종동풀리의 하면에 상기 포집판이 착탈할 수 있도록 장착되는 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 포집판은 상기 분사수단의 상부에 위치되며, 상기 포집판은 불투명한 공기 중 미생물의 판독 시스템.
  8. 몸체의 체임버에 설치되어 있는 포집판을 회전시키는 단계와;
    상기 회전되는 포집판에 공기 중의 입자들을 분사수단의 분사에 의하여 관성충돌시켜 포집하는 단계와;
    상기 포집판에 포집되는 상기 입자들에 대하여 자외선을 조사하는 단계와;
    상기 자외선의 조사에 의하여 상기 입자들 중 형광작용을 하는 미생물의 이미지데이터를 카메라의 촬영에 의하여 획득하는 단계와;
    상기 미생물의 이미지데이터를 컴퓨터의 프로그램에 의하여 처리하여 상기 미생물을 판독하는 단계로 이루어지는 공기 중 미생물의 판독 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 분사수단은 상기 포집판의 수직중심축에 대하여 편심되는 위치에 상기 공기를 분사하는 공기 중 미생물의 판독 방법.
KR10-2003-0038567A 2003-06-14 2003-06-14 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법 KR100511628B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0038567A KR100511628B1 (ko) 2003-06-14 2003-06-14 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0038567A KR100511628B1 (ko) 2003-06-14 2003-06-14 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20-2003-0018848U Division KR200324879Y1 (ko) 2003-06-16 2003-06-16 공기 중 미생물의 판독 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040107900A KR20040107900A (ko) 2004-12-23
KR100511628B1 true KR100511628B1 (ko) 2005-09-01

Family

ID=37381914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0038567A KR100511628B1 (ko) 2003-06-14 2003-06-14 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100511628B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100715360B1 (ko) * 2005-12-15 2007-05-09 대한민국 구름 및 안개 입자의 분포 관측 시스템
KR100868460B1 (ko) * 2007-04-11 2008-11-27 (주)이앤에치테크 공기 중 미생물 포집장치의 포집판

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764693B1 (ko) * 2006-03-27 2007-10-08 연세대학교 산학협력단 부유세균 및 미세입자의 동시 측정장치
EP3168604B1 (en) 2015-11-10 2021-12-01 LG Electronics Inc. Device for measuring floating micro-organisms
EP3561491B1 (en) 2016-12-21 2022-06-22 LG Electronics Inc. Measuring device for detecting microorganisms in air
KR102028821B1 (ko) * 2017-09-13 2019-10-04 영남대학교 산학협력단 공중 부유 미생물 측정 장치 및 측정 방법
KR102159346B1 (ko) * 2019-11-13 2020-09-23 한국과학기술연구원 부유미생물 실시간 측정 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100715360B1 (ko) * 2005-12-15 2007-05-09 대한민국 구름 및 안개 입자의 분포 관측 시스템
KR100868460B1 (ko) * 2007-04-11 2008-11-27 (주)이앤에치테크 공기 중 미생물 포집장치의 포집판

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040107900A (ko) 2004-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3626185B2 (ja) 新規方法および装置
JP2020110175A (ja) 粒子を処理するための自動化システム
JP5878874B2 (ja) 生物学的有機体の時間関連顕微鏡検査のためのシステムおよび方法
JP5275522B2 (ja) 空気中の生物由来の粒子を検出するための検出装置および検出方法
US20060257287A1 (en) Robust system for screening enclosed spaces for biological agents
EP3111198B1 (en) Airborne microbial measurement apparatus and method
EP1742064A2 (en) Methods and apparatus for imaging and processing of samples in biological sample containers
KR102221557B1 (ko) 부유미생물 측정장치 및 그 측정방법
US20060281143A1 (en) Method and apparatus for automatic cell and biological sample preparation and detection
KR20170132856A (ko) 신속한 미생물 동정 및 항균제 감수성 시험을 위한 기기 및 시스템
WO2019049944A1 (en) PARTICLE CAPTURE CHAMBER, PARTICLE CAPTURE CHIP, PARTICLE CAPTURE METHOD, APPARATUS, AND PARTICLE ANALYSIS SYSTEM
KR100511628B1 (ko) 공기 중 미생물의 판독 시스템 및 그 방법
WO2013118259A1 (ja) 大気中微生物監視装置及びそのための方法
US20070068284A1 (en) Airborne sampler array
CN113686743B (zh) 一种大气气溶胶的在线监视分析装置
JP2011097861A (ja) 微生物検出装置および検出方法
CN105842143B (zh) 一种基于磁珠的cd4+t淋巴细胞自动捕获与计数系统
WO2015029673A1 (ja) 捕集装置および検出装置
ES2276953T3 (es) Dispositivo de prueba de identificacion para analizador microbiologico de acceso aleatorio.
KR100549222B1 (ko) 공기 중 미생물의 포집장치
EP2527422A1 (en) Apparatus for trapping floating bacterial cells, method for counting floating bacterial cells, and system for counting floating bacterial cells
KR100868460B1 (ko) 공기 중 미생물 포집장치의 포집판
KR102159346B1 (ko) 부유미생물 실시간 측정 장치 및 방법
KR200324879Y1 (ko) 공기 중 미생물의 판독 시스템
WO2011118564A1 (ja) 被検出物捕集具及びその使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080819

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee