KR101031647B1 - absorbance and fluorescence measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 흡광/형광 측정장치에 관한 것으로서, 측정대상 시료가 담겨있는 시료용기가 삽입되는 시료 삽입부와, 시료삽입부에 대해 제1방향으로 광을 조사할 수 있게 설치된 제1광원부와, 제1방향과 교차하는 제2방향에서 시료삽입부에 대해 광을 조사할 수 있게 설치된 제2광원부와, 시료삽입부를 중심으로 제1광원부 맞은편의 제1방향의 연장선상에서 시료삽입부에 장착된 시료용기를 투과한 광을 검출할 수 있게 설치된 수광부와, 흡광 모드와 형광모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 키가 마련된 키조작부와, 키조작부에 의해 흡광모드로 선택되면 제1광원부를 구동하여 수광부로부터 출력된 정보로부터 상기 시료에 대한 흡광도를 산출하고, 형광모드로 선택되면 상기 제2광원부를 구동하여 수광부로부터 출력된 정보로부터 시료에 대한 형광세기를 산출하는 산출부를 구비한다. 이러한 흡광/형광 측정장치에 의하면, 휴대가 가능한 소형이면서도 흡광도와 형광세기를 모두 측정할 수 있는 장점을 제공한다.The present invention relates to an absorbance / fluorescence measurement apparatus, and more particularly, to an absorbance / fluorescence measurement apparatus comprising a sample insertion unit into which a sample container containing a sample to be measured is inserted, a first light source unit provided so as to irradiate light in a first direction with respect to the sample insertion unit, A second light source unit provided so as to be able to irradiate light to the sample insertion unit in a second direction intersecting the first direction, and a sample container mounted on the sample insertion unit on an extension of the first light source unit in the first direction, A key operation unit provided with a key for selecting any one of an extinction mode and a fluorescence mode; and a control unit for driving the first light source unit to output The fluorescence intensity for the sample is calculated from the information output from the light receiving unit by driving the second light source unit when the fluorescence mode is selected, And a calculation unit for calculating. Such an absorption / fluorescence measurement apparatus provides advantages of being portable and capable of measuring both absorbance and fluorescence intensity.
흡광모드, 형광모드, 발광다이오드 Absorption mode, Fluorescence mode, Light emitting diode
Description
본 발명은 흡광/형광 측정장치에 관한 것으로서, 상세하게는 흡광도와 형광세기를 모두 측정할 수 있는 흡광/형광 측정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an absorption / fluorescence measurement apparatus, and more particularly, to an absorption / fluorescence measurement apparatus capable of measuring both absorbance and fluorescence intensity.
일반적으로 흡광도 측정장치는 측정대상 시료에 대한 빛의 투과율을 측정한 후 이로부터 흡광도를 환산할 수 있도록 되어 있다.In general, the absorbance measurement device is capable of measuring the transmittance of light to the sample to be measured and then converting the absorbance thereof.
이러한 흡광도 측정장치는 수질분석 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.Such an absorbance measuring apparatus is used in various fields such as water quality analysis.
그런데 종래의 흡광도 측정장치는 분광 광도계를 이용한 구조로서 구조가 복잡하고 고가여서 범용적으로 이용하기 어려운 단점이 있다.However, the conventional absorbance measuring apparatus has a structure using a spectrophotometer, which is complicated in structure and expensive, so that it is difficult to use it universally.
한편, 구조를 소형화 할 수 있도록 발광다이오드를 이용한 흡광도 측정장치가 국내 등록실용신안 제20-0404616호에 개시되어 있다.On the other hand, a device for measuring absorbance using a light emitting diode is disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-0404616 for miniaturization of the structure.
그런데, 상기 흡광도 측정장치는 흡광도만 측정할 수 있어, 각종 시료내의 유기물 또는 무기물의 함량을 분석하거나, 형광물질 검출 등에 필요한 형광세기는 측정할 수 없어 별도의 기기를 이용해야 하는 불편함이 있다.However, since the absorbance measurement device can measure only the absorbance, it is inconvenient to analyze the content of organic substances or inorganic substances in various samples, and to measure the fluorescence intensity required for detecting fluorescent materials, and therefore, it is inconvenient to use a separate device.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 소형이면서도 흡광도와 형광세기를 모두 측정할 수 있는 흡광/형광 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an absorption / fluorescence measurement device capable of measuring both absorbance and fluorescence intensity in a compact manner.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 흡광/형광 측정장치는 측정대상 시료가 장착되는 시료 삽입부와; 상기 시료삽입부에 대해 제1방향으로 광을 조사할 수 있게 설치된 제1광원부와; 상기 제1방향과 교차하는 제2방향에서 상기 시료삽입부에 대해 광을 조사할 수 있게 설치된 제2광원부와; 상기 시료삽입부를 중심으로 상기 제1광원부 맞은편의 상기 제1방향의 연장선상에서 상기 시료삽입부에 장착된 시료를 투과한 광을 검출할 수 있게 설치된 수광부와; 흡광 모드와 형광모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 키가 마련된 키조작부와; 상기 키조작부에 의해 흡광모드로 선택되면 상기 제1광원부를 구동하여 상기 수광부로부터 출력된 정보로부터 상기 시료에 대한 흡광도를 산출하고, 형광모드로 선택되면 상기 제2광원부를 구동하여 상기 수광부로부터 출력된 정보로부터 상기 시료에 대한 형광세기를 산출하는 산출부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an absorption / fluorescence measurement apparatus including a sample insertion unit to which a sample to be measured is mounted; A first light source unit arranged to irradiate light in a first direction with respect to the sample insertion unit; A second light source unit provided so as to irradiate light to the sample insertion unit in a second direction intersecting with the first direction; A light receiving unit installed to detect light transmitted through a specimen mounted on the specimen inserting unit on an extension of the first light source unit in the first direction with the specimen inserting unit as a center; A key operation unit provided with a key for selecting either an absorption mode or a fluorescence mode; And a controller for controlling the first light source to drive the first light source to calculate the absorbance of the sample based on the information output from the light receiving unit when the mode is selected by the key operation unit, And a calculation unit for calculating the fluorescence intensity of the sample from the information.
바람직하게는 상기 제1광원부는 제1광원과; 상기 제1광원에서 출사된 광을 상기 제1방향을 향하도록 광경로를 전환시키는 미러;를 구비한다.Preferably, the first light source unit includes a first light source; And a mirror for converting light emitted from the first light source toward the first direction.
또한, 상기 제2광원부는 제2광원과; 상기 제2광원과 상기 시료삽입부 사이에 마련되어 상기 제2광원에서 출사된 광에 대해 선택된 파장의 광을 투과시키는 제1광학필터와; 상기 시료삽입부와 상기 수광부 사이에 마련되어 선택된 파장의 광을 투과시키는 제2광학필터;를 구비한다.The second light source unit may include a second light source; A first optical filter provided between the second light source and the sample insertion unit to transmit light of a selected wavelength with respect to light emitted from the second light source; And a second optical filter provided between the sample insertion part and the light receiving part to transmit light of a selected wavelength.
상기 시료삽입부가 마련된 본체에는 상기 제1 및 제2광학필터를 교체할 수 있도록 제1 및 제2 광학필터 삽입홈을 구비하는 것이 더욱 바람직하다.It is further preferable that the main body provided with the sample inserting portion is provided with first and second optical filter insertion grooves so that the first and second optical filters can be replaced.
본 발명에 따른 흡광/형광 측정장치에 의하면, 휴대가 가능한 소형이면서도 흡광도와 형광세기를 모두 측정할 수 있는 장점을 제공한다.According to the absorption / fluorescence measurement apparatus of the present invention, it is possible to carry out both portable measurement and measurement of both absorbance and fluorescence intensity.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 흡광/형광 측정장치를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a light absorbing / fluorescence measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 흡광/형광 측정장치를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 본체 내부에 마련된 광학 요소의 배치구조를 나타내 보인 도면이다.FIG. 1 is a perspective view showing a light absorbing / fluorescence measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a view showing an arrangement structure of optical elements provided inside a body of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 흡광/형광 측정장치(100)는 본체(110), 제1광원부, 제2광원부, 키조작부(150), 표시부(160), 산출부(170)를 구비한다.1 and 2, the light absorption /
본체(110)는 시료(210) 또는 시료(210)가 담긴 시료용기(200)를 장착할 수 있는 시료삽입부(112)가 마련되어 있다.The
도시된 예에서 시료삽입부(112)는 본체(110)의 상면에 하방으로 인입되게 형성된 수용홈 형태로 형성된 구조가 예시되어 있으나, 도시된 예와 다르게, 각형 수용홈 또는 시료용기(200)의 크기에 따라 홀딩위치를 가변적으로 적용할 수 있는 홀 더를 갖는 구조 등 다양한 구조의 적용이 가능함은 물론이다.In the illustrated example, the
또한, 본체(110)에는 외부광의 시료삽입부(112) 내로의 진입을 차단하기 위한 셔터가 더 구비될 수 있다.The
또한, 측정대상 시료(210)를 담아 시료삽입부(112)에 수납시킬 수 있는 투명소재로 된 시료용기(200)를 생략하고 시료(210)를 직접 시료삽입부(112)에 삽입하여 측정할 수 도 있음은 물론이다.The
제1광원부는 시료삽입부(112)에 삽입된 시료용기(200)에 대해 제1방향으로 광을 조사할 수 있게 본체(110)내의 내부 수용 공간내에 설치되어 있다.The first light source unit is installed in the inner space of the
제1광원부는 제1광원(121)과, 제1광원(121)에서 출사된 광을 제1방향을 향하도록 광경로를 전환시키는 미러(122)로 되어 있다.The first light source unit includes a
여기서 제1광원(121)은 발광다이오드가 적용되는 것이 바람직하다.Here, the
또한, 제1광원(121)으로부터 시료삽입부(112)로 이어지는 광경로는 광전송 과정에서의 손실을 억제할 수 있도록 광섬유가 적용될 수 있다.The optical path from the
제2광원부는 제1방향과 교차하는 제2방향에서 시료삽입부(112)에 장착된 시료용기(200)에 대해 광을 조사할 수 있게 설치되어 있다.The second light source unit is installed to irradiate light to the
제2광원부는 제2광원(131)과, 제2광원(131)에서 출사된 광에 대해 선택된 파장의 광을 투과시켜 시료삽입부(112)로 출사시키는 제1광학필터(133) 및 시료삽입부(112)와 수광부(140) 사이에 마련되어 선택된 파장의 광을 투과시키는 제2광학필터(140)를 구비한다.The second light source unit includes a second
바람직하게는 제1 및 제2 광학필터(133)(135)를 필요에 따라 선택적으로 탈 착 또는 교환할 수 있도록 본체(110)상의 제1 및 제2 광학필터(133)(135)의 장착위치에 대응되는 위치상에 제1 및 제2 광학필터 삽입홈(114)(115)이 마련되어 있다.The mounting position of the first and second
따라서, 제1 및 제2광학필터(133)(135) 중 어느 하나 또는 모두가 필요 없는 경우에는 제1 및 제2 광학필터 삽입홈(114)(115)에 삽입된 제1 및 제2광학필터(133)(135) 중 해당되는 광학필터를 분리하면 되고, 적용하고자 하는 파장이 다를 경우 투과 파장이 다른 광학필터를 해당 광학필터 삽입홈(114)(115)에 삽입하여 교체하면 된다.Therefore, when any one or both of the first and second
제2광원(131)은 고휘도 발광다이오드 또는 레이저 다이오드가 적용되는 것이 바람직하다.The
수광부(140)는 시료삽입부(112)를 중심으로 제1광원부 맞은편 즉, 미러(122) 맞은편의 제1방향의 연장선상에서 시료삽입부(112)에 장착된 시료용기(200)를 투과한 광을 검출할 수 있게 설치되어 있다.The
수광부(140)에 적용되는 광검출기는 설정된 파장대역에 대한 수광감도가 높은 것을 적용하는 것이 바람직하다.It is preferable that a photodetector applied to the
이러한 구조에서 제1광원(121)에서 미러(122)를 거쳐 수광부(140)로 입사되는 광은 시료(210)의 흡광 특성에 따라 일부 흡수되고, 시료(210)를 통과한 나머지 광은 수광부(140)에 도달됨으로써 흡광도를 산출할 수 있다.In this structure, light incident from the
또한, 제2광원(131)의 시료(210)에 대한 입사방향과 수광부(140)의 수광방향은 상호 직교되게 배치되어 있어, 제2광원(131)에서 출사되어 시료(210)로 입사된 광중 입사방향과 직교되는 방향으로 방사되는 형광은 수광부(140)에 입사됨으로써 형광세기를 측정할 수 있다. The incident direction of the
여기서, 형광(fluorescence)은 빛이 시료(210)에 조사되었을 때, 시료(210) 내부의 에너지 상태가 바닥상태에서 들뜬 상태로 전이되고, 짧은 시간 내에 즉, 수 나노초 이내에 바닥상태로 돌아갈 때 발생되는 빛을 말한다. Here, the fluorescence is generated when light is irradiated on the
키조작부(150)는 본체(110) 상에 마련되어 있고, 흡광 모드와 형광모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 키(151)(152)를 구비한다. 도시된 예와 다르게 하나의 키를 누를때 마다 흡광모드와 형광모드가 교번적으로 선택되도록 구축될 수 있음은 물론이다. 참조부호 153은 전원 온/오프 키이다.The
표시부(160)는 산출부(170)에 제어되어 표시정보 예를 들면 흡광도 측정값, 형광세기 측정값을 표시한다.The
산출부(170)는 키조작부(150)에 의해 흡광모드로 선택되면 제1광원(121)을 구동하여 수광부(140)로부터 출력된 정보로부터 시료(210)에 대한 흡광도를 산출하고, 형광모드로 선택되면 제2광원(131)을 구동하여 수광부(140)로부터 출력된 정보로부터 시료(210)에 대한 형광세기를 산출한다.The
산출부(170)에는 수광부(140)에 입사된 광량에 대응되는 형광세기 및 흡광도를 미리 실험에 의해 산출하여 기록한 룩업테이블(LUT)(171)이 마련되어 있다.The
여기서 시료용기(200)를 적용하도록 된 경우, 시료용기(200)에 의한 광흡수도를 감안하여 흡광도 및 형광세기를 측정할 수 있도록 룩업테이블(171)이 구축된다.Here, when the
또한, 시료용기(200)를 적용한 경우와 시료용기(200)를 적용하지 않고 시료(210)를 직접 시료삽입부(112)에 삽입하여 측정하는 경우 각각에 대한 측정방식을 지원하는 경우 키조작부(150)에는 시료용기(200)의 적용여부를 선택하는 키가 마련되고, 산출부(170)는 시료용기(200)의 적용여부에 대한 입력정보에 따라 수광부(140)에서 검출된 정보에 대해 시료용기(200)에 기인한 흡수 또는 형광세기 값의 차감여부를 결정하여 측정값을 산출하도록 구축되면 된다.In the case where the
한편, 제1 및 제2광학필터(133)(133) 각각에 대한 적용여부에 따른 흡광도와 형광세기에 대한 측정값을 반영할 수 있도록 키조작부(150)에는 광학필터(133)(135)의 적용여부를 선택할 수 있는 키가 마련되고, 산출부(170)는 광학필터(133)(135)의 적용여부에 따라 수광부(140)에서 검출된 값에 광학필터(133)(135)에 의한 광손실값을 반영하여 산출할 수 있도록 구축된다.On the other hand, in order to reflect the absorbance and the fluorescence intensity according to the application of the first and second
인터페이스부(180)는 시료(210)에 대해 산출된 흡광도 또는 형광세기를 외부로 다운로드하거나 전송할 수 있게 마련된 것이다.The
도 1은 본 발명에 따른 흡광/형광 측정장치를 나타내 보인 사시도이고,FIG. 1 is a perspective view showing an absorption / fluorescence measurement apparatus according to the present invention,
도 2는 도 1의 본체 내부에 마련된 광학 요소의 배치구조를 나타내 보인 도면이다.Fig. 2 is a diagram showing an arrangement structure of optical elements provided in the main body of Fig. 1. Fig.
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