KR100798149B1 - Experiment Apparatus for nano particle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노입자 유해성 실험장치에 관한 것으로, 에어로졸을 미세한 나노 크기로 발생시켜 실험동물에 효과적으로 나노입자를 노출시키는 흡입 독성 실험을 통해 나노입자의 유해성을 평가하도록 하는 것이다. 본 발명은 에어컴퓨레셔 (Air Compressor)(1)와, 레귤레이터 (Regulator)(2)와, 제1 헤파필터 (HEPA Filter)(3)와, 입자발생기 (Atomizer)(4)와, 히팅드라이어 (Heating Dryer)(5)와, 이온화장치 (Ionizer)(6)와, 다일루션챔버 (Dilution Chamber)(7)와, 디퓨션드라이어 (Diffusion Dryer)(8)와, 비부폭로장치 (Nose Only Inhalation Apparatus)(9)와, 응축입자계수기 (Condensation Particle Counter)(10)와, 정전분립기 (Electrostatic Classifier)(11)와, 제2 헤파필터 (HEPA Filter)(12)와, 질량유량계 (MFC:Mass flow Controller)(13)와, 펌프(14)와, 더스트 콜렉터 (Dust Collector)(15)를 구비함으로써 달성된다.The present invention relates to a nanoparticle harmfulness test apparatus, and to evaluate the harmfulness of nanoparticles through an inhalation toxicity test that effectively exposes nanoparticles to experimental animals by generating aerosols at a fine nano size. The present invention provides an air compressor (1), a regulator (2), a first HEPA filter (3), an atomizer (4), and a heating dryer ( Heating Dryer (5), Ionizer (6), Dilution Chamber (7), Diffusion Dryer (8), and Nose Only Inhalation Apparatus (9), Condensation Particle Counter (10), Electrostatic Classifier (11), Second HEPA Filter (12), Mass Flow Meter (MFC) This is achieved by providing a flow controller 13, a pump 14, and a dust collector 15.
나노입자, 유해성 실험Nanoparticles, hazard experiment
Description
도 1은 본 발명에 따른 나노입자 유해성 실험장치의 개략 구성도이다. 1 is a schematic configuration diagram of a nanoparticle hazard test apparatus according to the present invention.
< 도면 주요부위에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
1 : 에어컴퓨레셔 2 : 레귤레이터1: Air compressor 2: Regulator
3 : 제1 헤파필터 4 : 입자발생기3: first HEPA filter 4: particle generator
5 : 히팅드라이어 6 : 이온화장치5: heating dryer 6: ionizer
7 : 다일루션챔버 8 : 디퓨션드라이어7: dilution chamber 8: diffusion dryer
9 : 비부폭로장치 10 : 응축입자계수기9: non-exposure exposure apparatus 10: condensation particle counter
11 : 정전분립기 12 : 제2 헤파필터11: electrostatic granulator 12: second HEPA filter
13 : 질량유량계 14 : 펌프13
15 : 더스트 콜렉터15: dust collector
본 발명은 나노입자 유해성 실험장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어로졸을 미세한 나노 크기로 발생시켜 실험동물에 효과적으로 나노 입자를 노출시키는 흡입 독성 실험을 통해 나노 입자의 유해성을 평가하도록 하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a nanoparticle harmfulness test apparatus, and more particularly, to a device for evaluating the harmfulness of nanoparticles through inhalation toxicity experiments that effectively expose nanoparticles to experimental animals by generating aerosols at a fine nano size. .
20세기가 마이크로로 대별되는 시대였다면 21세기는 나노시대라 할 수 있는 것으로, 이러한 나노기술은 그 응용분야에 따라 나노소재와 나노소자, 그리고 환경 및 생명공학 기반기술 등으로 크게 분류할 수 있다.If the 20th century was a micro era, the 21st century could be referred to as the nano era, and these nano technologies can be broadly classified into nanomaterials, nanodevices, and environmental and biotechnology-based technologies according to their applications.
여기서, 나노기술은 나노미터 수준의 물체들을 만들고 조작하는 기술을 통칭하는 것으로, 이때, 상기 나노미터라 함은 10억 분의 1m, 즉, 머리카락 굵기의 약 8만 분의 1 정도 크기를 의미하며, 이는 수소 원자 10개를 나란히 늘어놓은 정도에 해당된다..Here, nanotechnology refers to a technology for creating and manipulating nanometer-level objects, wherein the nanometer means 1 billionth of a meter, that is, about 80,000th of the thickness of hair. This corresponds to the extent of 10 hydrogen atoms side by side.
이에, 상기 나노기술은 원자나 분자단위의 극미세 물질을 인위적으로 조작하여, 새로운 성질과 기능을 갖는 물질이나 장치를 만드는 것으로, 이는 오늘날 정보기술(Information Technology : IT) 및 기타 생명공학기술(bio technology : BT)을 실현시키기 위한 하나의 최첨단 기술로 추앙받고 있는 실정이다.Accordingly, the nanotechnology artificially manipulates microscopic materials on an atomic or molecular basis to produce materials or devices with new properties and functions, which are known as information technology (IT) and other biotechnology technologies (bio). technology (BT) is being hailed as a cutting-edge technology for realizing BT).
하지만, 상기 신기술 또는 첨단기술이라고 추앙받고 있는 나노기술은 산업분야 전반에 걸쳐, 새로운 기술혁명이라 인식될 정도로 많은 이로움과 유익함을 제공하는 것이기는 하나, 그 반면에 잠재적 위험성을 지니고 있는 것 또한 주지의 사실인바, 이러한 잠재적 위험성은 바로 나노기술의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.However, nanotechnology, which is regarded as a new technology or a high technology, provides many benefits and benefits that can be recognized as a new technological revolution throughout the industrial field, but it also bears potential risks. As a matter of fact, this potential risk is due to the nature of nanotechnology.
즉, 작은 입자일수록 비표면적비는 넓어지고, 이와 같이 비표면적비가 넓어진 작은 입자는 생체조직과 반응시 독성을 증가되게 하는 것인바, 그 일 예로서, 이산화티타늄, 탄소분말, 디젤입자 등과 같은 몇 가지 나노입자는 크기가 줄어들수록 염증을 유발하는 등 독성이 강해진다는 것이 그동안의 학문적 실험을 통해 이미 밝혀진 사실이다.In other words, the smaller the particles, the wider the specific surface area ratio, and the smaller the larger the specific surface area ratio, the higher the toxicity when reacting with biological tissues. For example, some such as titanium dioxide, carbon powder, diesel particles, etc. Nanoparticles have been found to be more toxic, such as causing inflammation as they shrink in size, and have been found in academic studies.
또한, 초미세 나노입자는 기도나 점막에 걸러지지 않고 폐포 깊숙이 박히거나 뇌로 이동할 수도 있고, 더욱이 최근, 여러 연구에 의하면 나노입자가 체내에 축적될 경우 질병이나 중추신경 장애를 일으킨다는 이론들이 보고되고 있다.In addition, ultra-fine nanoparticles can be embedded deep into the alveoli or migrate to the brain without being trapped by the airways or mucous membranes. Moreover, recent studies have reported that the accumulation of nanoparticles in the body causes diseases or central nervous system disorders. have.
또한, 상기 나노입자는 크기가 너무 작기 때문에 인체 면역세포가 이를 감지하여 소멸시키기 어렵고, 이와 같은 이유로 인해 디엔에이(DNA)에 변형을 일으키게 하는 등, 다양한 스트레스를 가해 세포 자살을 유도할지 모른다는 문제 또한 대두 되고 있는 실정이다.In addition, since the nanoparticles are too small, it is difficult for human immune cells to detect and extinguish them. For this reason, the nanoparticles may induce cell suicide by applying various stresses, such as causing deformation in DNA. The situation is emerging.
또 다르게, 상기 나노입자의 가장 큰 폐단은 체내에 유입될 경우, 98%는 배출되고, 2%는 중금속처럼 축적된다는 점으로써, 이와 같이 몸 안에 유입된 나노물질은 48시간 안에 98% 정도가 체외로 배출되지만 나머지 2%에 해당하는 나노물질은 체내의 각 기관에 그대로 축적됨을 알 수 있다. On the other hand, the largest nucleus of the nanoparticles is that when it enters the body, 98% is released and 2% accumulates like heavy metals. The remaining 2% of the nanomaterial is accumulated in each organ in the body.
따라서, 체내에 축적된 나노입자가 독성이 있는 물질일 경우에는 인체에 매우 치명적인 영향을 미치게 된다.Therefore, if the nanoparticles accumulated in the body is a toxic substance has a very fatal effect on the human body.
한편, 근래에는 상기 나노기술을 보다 효율적으로 이용하기 위한 방안으로서, 나노입자의 잠재적 유해성을 실험할 수 있는 장치가 개발, 사용되고 있는 실정이다.On the other hand, in recent years, as a way to use the nanotechnology more efficiently, a situation that has been developed and used devices that can test the potential harmfulness of nanoparticles.
그러나, 상기와 같은 용도로 개발, 사용되고 있는 통상의 나노입자 유해성 실험장치는 대부분이 고가의 수입장비이며, 그 일련의 구성 또한, 매우 복잡하고 난해한 구조적 폐단을 갖는 것이었던 바, 이에 설비(나노입자 유해성 실험장치)의 운영 및 유지 보수에 따른 비용이나 인원이 과다 소요되는 등의 문제점을 상존 되게 하였다.However, most of the conventional nanoparticle hazard testing apparatuses developed and used for the above uses are expensive imported equipment, and a series of configurations also have very complicated and difficult structural closures. Hazardous test equipment) caused problems such as excessive cost and personnel due to operation and maintenance.
이에, 절감된 운영비용과 인원을 통해 경제성과 실험효율 모두를 만족시킬 수 있도록 한 나노입자 유해성 실험장치의 개발을 절실한 해결과제로 남게 한다.Therefore, the development of nanoparticle harmfulness test apparatus to satisfy both economic efficiency and experimental efficiency through reduced operating cost and personnel remains an urgent task.
따라서, 본 발명은 종래 나노기술이 갖는 잠재적 유해성 여부 평가를 위해 창안된 것으로; 본 발명에 의하여 일정한 시간 동안 나노입자를 지속적으로 발생시킬 수 있고, 발생된 나노 입자를 실험동물에 효과적으로 노출시킬 수 있는 흡입 독성 실험을 가능하게 함으로써 신뢰성 있는 나노입자의 유해성 평가를 할 수 있도록 하는 나노입자 유해성 실험장치를 제공함에 있다. Accordingly, the present invention has been devised for evaluating the potential hazards of conventional nanotechnology; According to the present invention, the nanoparticles can be continuously generated for a certain time, and the nanoparticles can be used for inhalation toxicity experiments that can effectively expose the generated nanoparticles to experimental animals, thereby enabling reliable assessment of the harmfulness of the nanoparticles. A particle hazard test apparatus is provided.
한편, 본 발명의 또 다른 목적으로는 나노입자의 유해성 여부를 평가하여, 그 평가 결과를 통해 체계화된 하나의 안전기준치를 설정할 수 있도록 하는 나노입자 유해성 실험장치를 제공함에 있다. On the other hand, another object of the present invention is to provide a nanoparticle harmfulness test apparatus to evaluate the harmfulness of nanoparticles, and to establish a systemic safety standard value through the evaluation results.
이에, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적 수단으로는;Thus, the specific means of the present invention for achieving the above object;
압축공기 발생수단인 에어컴퓨레셔와;An air compressor which is a means for generating compressed air;
상기, 압축공기의 배출압력을 조절하는 레귤레이터와;A regulator for adjusting a discharge pressure of the compressed air;
상기, 압축공기에 포함된 미세먼지를 여과처리하는 헤파필터와:The HEPA filter for filtering the fine dust contained in the compressed air:
상기, 여과된 압축공기 분사력에 의해 에어로졸을 생성하는 입자발생기와;Particle generator for generating an aerosol by the filtered compressed air blowing force;
상기, 에어로졸에 포함된 용매를 제거하는 히팅드라이어와;A heating dryer for removing the solvent contained in the aerosol;
상기, 용매가 제거된 에어로졸을 이온중화되게 하는 이온화장치와;An ionizer for ionizing the aerosol from which the solvent is removed;
상기, 중화된 에어로졸에 깨끗한 공기를 유입시켜, 에어로졸을 희석되게 하는 다일루션챔버와;A dilution chamber for diluting the aerosol by introducing clean air into the neutralized aerosol;
상기, 희석된 에어로졸에 포함된 물 입자를 건조시키는 디퓨션드라이어와;A diffusion dryer for drying the water particles contained in the diluted aerosol;
상기, 물 입자가 건조된 에어로졸을 유입시켜 동물실험을 행하도록 하는 비부폭로장치와;A non-exposure exposure apparatus for conducting animal experiments by introducing the aerosol dried by the water particles;
상기, 비부폭로장치에 유입된 에어로졸의 농도를 모니터링 하기 위해 결합된 응축입자계수기 및 정전분립기와;A condensation particle counter and an electrostatic granulator coupled to monitor the concentration of the aerosol introduced into the non-exposure apparatus;
상기, 비부폭로장치를 통과한 에어로졸을 여과시키는 헤파필터와;A hepa filter for filtering the aerosol passing through the non-exposure apparatus;
상기, 비부폭로장치의 유량을 조절하는 질량유량계와;A mass flow meter for adjusting the flow rate of the non-floating exposure apparatus;
상기, 비부폭로장치를 통과한 에어로졸을 최종 여과처리시켜 배출하는 더스트 콜렉터를 구비되게 함으로써, 달성된다.This is achieved by having a dust collector for filtration and discharge of the aerosol that has passed through the non-coating device.
이하, 본 발명에 따른 나노입자 유해성 실험장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the nanoparticle harmfulness experiment apparatus according to the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 나노입자 유해성 실험장치의 개략 구성도로써, 이는 에어컴퓨레셔(Air Compressor)(1)와, 레귤레이터(Regulator)(2)와, 제1 헤파필터(HEPA Filter)(3)와, 입자발생기(Atomizer)(4)와, 히팅드라이어(Heating Dryer)(5)와, 이온화장치(Ionizer)(6)와, 다일루션챔버(Dilution Chamber)(7)와, 디퓨션드라이어(Diffusion Dryer)(8)와, 비부폭로장치(Nose Only Inhalation Apparatus)(9)와, 응축입자계수기(Condensation Particle Counter)(10)와, 정전분립기(Electrostatic Classifier)(11)와, 제2 헤파필터(HEPA Filter)(12)와, 질량유량계 (MFC:Mass flow Controller)(13)와, 펌프(14)와, 더스트 콜렉터(Dust Collector)(15)를 구비함으로써 이루어진다.1 is a schematic configuration diagram of a nanoparticle hazard test apparatus according to the present invention, which is an air compressor (1), a regulator (2), and a first HEPA filter (3). ), Particle generator (4), heating dryer (5), ionizer (6), dilution chamber (7), diffusion dryer ( Diffusion Dryer (8), Nose Only Inhalation Apparatus (9), Condensation Particle Counter (10), Electrostatic Classifier (11), Second Hepa A HEPA
여기서, 상기 에어컴퓨레셔(1)는 공기를 대기압 이상의 압력으로 압축되게 하는 기계를 통칭하는 것으로, 이에 본 발명에 적용되는 에어컴퓨레셔(1)는 실린더(도시생략) 내의 피스톤 왕복운동과 밸브(도시생략)의 개폐(開閉)에 따라 공기를 흡입하고, 이와 같이 흡입된 공기를 압축하여 외부로 배출토록 하는 통상의 공기압축기를 그대로 적용, 이용함이 바람직하다.Here, the air compressor (1) collectively refers to a machine that allows air to be compressed to a pressure above atmospheric pressure, and thus the air compressor (1) applied to the present invention is a piston reciprocating motion in a cylinder (not shown) and a valve ( It is preferable to apply and use a conventional air compressor as it is, to suck air in accordance with the opening and closing of the drawing, and to compress the sucked air to be discharged to the outside.
또한, 상기 레귤레이터(2)는 전술한 에어컴프레셔(1)를 통해 압축된 공기를 사용에 필요한 압력으로 조절하여 배출되게 하는 수단으로써, 이와 같은 레귤레이터(2)는 통상의 공기압조절기로 구성된다. In addition, the
또한, 상기 제1 헤파필터(3)와 제2 헤파필터(12)는 미세먼지를 걸러주는 필터로써, 이는 반도체회사 등의 크린룸에서 사용하는 특수 섬유를 그 소재로 하여 제조되며, 강한 흡착력에 의해 0.3마이크로미터 이상의 미세먼지를 99.9%까지 걸름되게 하여, 곰팡이, 진드기 등을 제거해주는 필터로 구성된다.In addition, the
또한, 상기 입자발생기(4)는 물이나 약품 따위의 액상물질을 안개처럼 분사 하여 에어로졸을 생성되게 하는 장치의 일종으로서, 이는 압축공기와 같은 기구적 외력 작용에 의해 작동되는 것과, 단순히 사용자의 수동조작에 의해 작동되는 것 등, 크게 두 가지 작동방식으로 분류할수 있는 것으로, 이에 본 발명에 있어서는 상기 압축공기에 의해 작동되는 입자발생기를 이용함이 바람직하다. In addition, the particle generator (4) is a kind of device for generating an aerosol by spraying a liquid material such as water or chemicals such as mist, which is operated by mechanical external force action such as compressed air, simply by the user's manual It can be classified into two operation modes, such as operating by operation, and in the present invention, it is preferable to use a particle generator operated by the compressed air.
또한, 상기 히팅드라이어(5)는 고온의 열풍을 제공하는 일종의 열원 발생수단으로써, 이는 외부 전기적 에너지에 의해 발열작용을 행하는 전열선(도시생략)과, 상기 전열선에 의해 발생된 열을 외부로 배출시키기 위한 송풍팬(Fan)(도시생략)을 기본구성으로 하여 이루어진다.In addition, the heating dryer (5) is a kind of heat source generating means for providing a high temperature hot air, which is a heating wire (not shown) that generates heat by external electrical energy, and discharges the heat generated by the heating wire to the outside Blow fan (not shown) for the basic configuration is made.
또한, 상기 이온화장치(6)는 전기적으로 중성인 원자나 분자를 전하를 띤 원자나 분자(이온)로 전환되게 하는 통상의 장치로 구성된다.In addition, the
또한, 상기 다일루션챔버(7)는 외부의 깨끗한 공기를 유입되게 하여 에어로졸을 희석시키기 위한 수단으로써, 이는 일정한 공간형태를 갖는 구성으로 형성된다.In addition, the
또한, 상기 디퓨션 드라이어(8)는 물 입자를 제거시켜 에어로졸의 손실을 줄이기 위한 건조장치의 일종으로써, 이와 같은 디퓨션 드라이어(8)는 실리카겔, 숯, 알리노실리케이트 등 건조제를 선택적으로 이용하는 구성을 취하게 된다.In addition, the diffusion dryer (8) is a kind of drying device to reduce the loss of aerosol by removing water particles, such a diffusion dryer (8) is configured to selectively use a drying agent such as silica gel, charcoal, alinosilicate Will be taken.
또한, 상기 비부폭로장치(9)는 통상의 독성 실험장치를 말하는 것으로, 이는 환경오염물질의 독성시험 및 기타 의약품이나 농약의 안전성 확인시험 등에 꼭 필요한 장치구성으로써, 이는 실험동물(쥐, 몰모트등)이 투입되는 가대(도시생략)를 기초구성으로 하여, 거기에 활성탄 및 필터 등으로 이루어진 급,배기처리장치(도시생략), 기타 전원공급수단(도시생략) 등을 구비시킨 일반적인 형태의 장치로 구성된다. In addition, the non-exposure exposure apparatus (9) refers to a conventional toxicity test apparatus, which is a device configuration necessary for the toxicity test of environmental pollutants and the safety confirmation test of other medicines or pesticides, which are experimental animals (rats, moles, etc.). ) Is a general type of device equipped with a feeder (exhaust) (not shown) made of activated carbon and a filter, and other power supply means (not shown). It is composed.
또한, 상기 응축입자계수기(10)와, 정전분립기(11)는 전술한 비부폭로장치 (9)내부의 에어로졸 농도를 모니터링하기 위해 상호 결합된 장치, 즉 통상의 주사이동입자 측정기(SMPS:Scanning Mobility Particle Sizer)로 구성된다.In addition, the
또한, 상기 질량유량계(13)는 반도체 제조장비의 핵심 부품 중의 하나로써, 기타 다양한 산업분야에서 또한 널리 응용되고 있는 통상의 것인바, 이에 본 발명에 있어서의 질량유량계(13) 유량의 측정기능과 제어기능을 동시에 갖는 것으로, 밸브와 조합된 다수의 측정관을 병렬로 배치한 후(도시생략), 그 유량 측정시 개별 측정관의 측정값을 합하여 유량을 계산토록 하고, 이를 제어코자 할 때는 개별 밸브(도시생략)를 조작하여 각 측정관을 흐르는 유량을 조정되도록 하는 형식으로 구성된다. In addition, the
또한, 상기 펌프(14)는 압력작용에 의해 액체 또는 기체를 관을 통해서 수송하거나, 혹은 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통해 고압의 용기 속으로 압송토록 하는 통상의 펌프를 말하는 것으로, 본 발명에 있어서는 기체, 즉 공기공급에 이용되는 펌프가 적용된다. In addition, the
또한, 상기 더스트 콜렉터(15)는 대기오염의 원인이 되는 각종 입자상 물질이나 공장 배출 가스등에 포함된 유해 입자를 걸러내도록 하는 대기오염 방지장치의 일종으로써, 이는 통상 여과 집진장치라 명칭 되며, 그 여과방식은 종이나 섬유 등의 여과재 표면에 먼지를 붙이는 표면여과방식과 유리섬유, 면섬유 같은 두꺼운 층의 여과재를 자루 모양이나 평판형으로 만든 여과포(濾過布), 즉 백필터(bag filter)의 섬유층 속에 먼지를 모으는 내부 여과방식 중 어느 하나의 구성으로 선택적 구성함이 바람직하다. In addition, the
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명의 구성을 상호 연계 결합시켜 하나의 시스템을 구축함에 있어서는;Thus, in constructing a system by interconnecting the configuration of the present invention as described above;
도 1로 도시된 바와 같이 에어컴퓨레셔(1)를 시점으로 하는 순차적 연계형태로써, 레귤레이터(2)와, 제1 헤파필터(3)와, 입자발생기(4)와, 히팅드라이어(5)와, 이온화장치(6)와, 다일루션챔버(7)와, 디퓨션드라이어(8)와, 비부폭로장치(9)와, 제2 헤파필터(12)와, 질량유량계(MFC:Mass flow Controller)와, 펌프(14)와, 더스트 콜렉터(15)를 연결구성시키고;As shown in FIG. 1, the
이후, 상기, 비부폭로장치(9)와 제2 헤파필터(12) 연결 선상에 주사이동입자 측정기 구성인 응축입자계수기(10)와, 정전분립기(11)를 지선 형태로 분할연결되게 함으로써, 구현하게 된다.Subsequently, the
이에, 상기와 같은 결합구성으로 구축된 본 발명에 따른 나노입자 유해성 실험장치의 사용관계 및 그에 따른 상호작용을 살펴보면 다음과 같다.Thus, look at the relationship of use and interactions of the nanoparticle harmfulness test apparatus according to the present invention constructed as a binding configuration as follows.
먼저, 에어컴퓨레셔(1)의 압축공기를 레귤레이터(2)에 의해 제어하여 그 압력과 배출량을 조절되게 한 후, 그 조절된 압축공기를 제1 헤파필터(3)에 의한 여과과정을 통해 입자발생기(4)로 전달되게 한다. First, the compressed air of the
이때, 입자발생기(4)는 압력계와 오리피스가 구비된(도시생략) 형태로서, 상기 압력계에 의해 분사속도가 조절되고, 오리피스(0.5mm in diamter)에 의해 팽창분사 작용을 행하게 된다.At this time, the particle generator (4) is provided with a pressure gauge and an orifice (not shown), the injection speed is controlled by the pressure gauge, and the expansion injection action by the orifice (0.5mm in diamter).
아울러, 부연적 설명으로, 상기 입자발생기(4)는 염화나트륨(Nacl)입자와 설탕 입자 및 폴리스티렌 라텍스(PSL: Polystyrene Latex) 등과 같은 고체입자를 발생시키는데 많이 사용되고, 또한 실리콘 오일(Silicon oil), 디옥틸(Dioctyl Phthalte)과 같은 다양한 식물성 오일입자를 발생시키는데 사용되는 통상의 구성으로서, 이에 이와 같은 입자발생기(4)를 이용하여 본 발명에 필요한 실험입자를 선택적으로 발생시키게 된다.In addition, by way of explanation, the particle generator (4) is widely used to generate solid particles such as sodium chloride (Nacl) particles, sugar particles and polystyrene latex (PSL: Polystyrene Latex), and also silicone oil, As a conventional configuration used to generate various vegetable oil particles such as Octyl Phthalte, this
이어, 상기 압축공기 전달에 따라 입자발생기(4)는 용매를 포함한 형태로 에어로졸을 발생시키게 되는 것인바, 이에 에어로졸에 포함된 용매를 제거하기 위하여 히딩드라이어(5)를 이용, 열풍을 발생시켜 용매를 제거한다.Subsequently, the
이때, 상기 히팅드라이어(5)는 용매의 종류에 큰 영향을 받지않고 효율적으로 이용되는 것이나, 용매가 물로 이루어져 있고, 유량이 5 L/min 이하일 때는 후술하는 것과 같은 디퓨션 드라이어를 선택적으로 적용시켜 사용하는 것으로, 이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나는 것은 아니다.At this time, the heating dryer (5) is effectively used without being greatly affected by the type of solvent, but when the solvent is made of water, and the flow rate is 5 L / min or less, by applying a diffusion dryer as described later In use, this too does not depart from the scope of the invention.
또한, 상기 입자발생기(4)와 히팅드라이어(5)를 통해 발행된 에어로졸은 전하를 띄게 되는 것으로, 이에 이온화장치(6)를 이용한 이온 중화원리로써, 불 평형한 정전기 압에 필요한 양이온과 음이온을 효율적으로 제공되게 하여 에어로졸의 손실을 최소화 시키도록 한다.In addition, the aerosol issued through the particle generator (4) and the heating dryer (5) has a charge, the ion neutralization principle using the
또한, 상기 중화된 에어로졸은 희석을 위해 다일루션챔버(7)로 전달되고, 이와 같이 전달된 에어로졸은 다일루션챔버(7)에서 외부의 깨끗한 공기와 혼합, 희석되어 디퓨션 드라이어(8)를 통과하게 된다.In addition, the neutralized aerosol is delivered to the
이때, 디퓨션 드라이어(8)는 물 입자를 제거하고 에어로졸 손실을 줄이기 위한 건조제로써, 실리카겔, 숯, 알리노실리케이트 등을 선택적으로 이용하게 되는 것이나, 이러한 건조제의 사용가능한 유량은 0~4 L/min 로서, 그 이상의 유량에서는 효율이 떨어지게 된다.At this time, the diffusion dryer (8) is a desiccant for removing water particles and reducing aerosol loss, and selectively using silica gel, charcoal, alinosilicate, etc., but the flow rate of the desiccant may be 0-4 L /. min, the efficiency is lowered at higher flow rates.
또한, 상기 디퓨션 드라이어(8)에 의해 물 입자가 건조된 에어로졸은 비부폭로장치(9)로 전달, 유입되어 동물실험에 노출되고;In addition, the aerosol in which the water particles are dried by the
아울러, 상기 비부폭로장치(9)로 유입된 에어로졸은 주사이동입자 측정기 즉, 응축입자계수기(10)와, 정전분립기(11)에 의해 그 농도가 모니터링 된다.In addition, the concentration of the aerosol introduced into the non-explosion device (9) is monitored by a scanning mobile particle measuring device, that is, a condensation particle counter (10) and the electrostatic granulator (11).
이때, 상기 정전분립기(11)는 디엠에이(DMA : Differential Mobility Analyzer)로도 명칭 되는 것으로, 이는 다분산 입자를 Kr-85, Po-210 등과 같은 방사능에 노출시켜 전기적으로 중화된 입자를 사용하여 입자 크기별로 분류해내는 장치이다.In this case, the
또한, 여기서 방사능에 노출된 입자들은 전기적으로 일정한 비율로 입자 크기에 따라 양전하, 음전하 및 중성으로 전하를 띠게 되는 것인바;In addition, the particles exposed to radiation are electrically charged at a positive rate, negatively charged and neutral depending on the particle size;
이에, 상기 응축입자계수기(10)는 0.01μm 에서 10μm 범위의 입자개수 측정에 사용되는 기능에 따라, 입자를 포함한 공기를 그 응축입자계수기(10)의 구성인 포화기(도시생략)내로 유입시키게 된다.Accordingly, the
이때, 상기 포화기는 알코올이 채워져 있은 것으로, 그 온도는 약 35℃로 유지되고, 이에 이러한 포화기를 통과하는 상기 입자를 포함한 공기는 알콜로 포화되며, 재차 10℃의 온도를 유지하고 있는 또 다른 응축입자계수기(10)의 구성인 응축기(도시생략)로 유입된다.At this time, the saturator is filled with alcohol, the temperature of which is maintained at about 35 ℃, the air containing the particles passing through this saturator is saturated with alcohol, another condensation of maintaining a temperature of 10 ℃ again It flows into the condenser (not shown) which is a structure of the
따라서, 상기 응축기에 의해 온도가 저하됨에 따라 알콜 증기는 과포화에 의해 응축현상을 발생하게 되고, 아울러 이러한 알콜의 응축은 입자를 중심핵으로 하여 일어나게 되므로, 이에 상기 응축기 내부의 벽에도 응축이 일어나게 된다.Therefore, as the temperature is lowered by the condenser, alcohol vapor is condensed by supersaturation, and condensation of the alcohol is caused by the particles as the core, so that condensation occurs on the wall inside the condenser.
이렇게, 응축현상이 입자에 일어나게 되면 수십 nm(나노미터) 크기의 입자는 수 μm(마이크로미터) 에서 수십 μm(마이크로미터) 정도 크기로 성장하게 되므로 광학적으로 성장된 입자를 쉽게 계측할 수 있게 된다.In this way, when condensation occurs on the particles, particles of several tens of nm (nanometer) size grow from several micrometers (micrometers) to several tens of micrometers (micrometers), so that optically grown particles can be easily measured. .
한편, 상기 비부폭로장치(9)의 유량은 질량유량계(13)를 이용하여 일정하게 유지시킴과 동시에 펌프(14)를 이용하여 공기를 공급해 주게 된다.On the other hand, the flow rate of the non-floating exposure device (9) is kept constant by using the mass flow meter (13) and at the same time to supply air using the pump (14).
끝으로, 비부폭로장치(9)를 통과한 에어로졸은 제2 헤파필터(12)를 통과하여 더스트 콜렉터(19)의 흡입구로 유입된 후, 필터에 의해 걸러져 최종 배출됨으로써, 그 일련의 실험과정을 마무리하게 된다.Finally, the aerosol passing through the
따라서, 전술한 바와 같은 일련의 실험과정을 통해 유해성 여부가 평가된 나노입자는 약물 내지 항체 등에 적용하여 신체의 특정부위에 선택적으로 도달시키기 위하 치료수단으로 이용하게 되는 것이다.Therefore, the nanoparticles evaluated for harmfulness through a series of experiments as described above are used as therapeutic means to selectively reach specific parts of the body by applying drugs or antibodies.
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이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 나노입자 유해성 실험장치는 에어로졸을 미세한 나노 크기로 발생시켜 실험동물에 효과적으로 나노입자를 노출시키는 흡입 독성실험을 통해 나노입자의 유해성을 평가하도록 하여 안전기준치를 설정할 수 있도록 하는 정확한 실험 결과를 산출해 낼 수 있도록 한 것이다. As described above, the nanoparticle harmfulness test apparatus according to the present invention generates an aerosol with a fine nano size to evaluate the safety of the nanoparticles through an inhalation toxicity test that effectively exposes the nanoparticles to a test animal. The result is an accurate experimental result that can be set up.
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