KR101160307B1 - Nano-paticles exposure chamber for in-vitro type testing toxicity of nano-paticles - Google Patents

Nano-paticles exposure chamber for in-vitro type testing toxicity of nano-paticles Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An in-vitro type testable nano-particle exposing apparatus is provided to concentratedly expose nano-particles to a testing target through a particle injecting pipe under the vacuum compressing state of the testing target in a case. CONSTITUTION: An in-vitro type testable nano-particle exposing apparatus includes a case(100), a particle injecting port(110), and a sucking and discharging port(120). An exposing chamber is formed in the case. One side of the case is opened to connect the exposing chamber with outside. The case exposes testing target to the exposing chamber through one opened side. The case is in contact with the testing target or a support on which the testing target is loaded. The particle injecting port injects nano-particles generated from a particle generator into the exposing chamber. The particle injecting port in connection with the exposing chamber is combined with the case. The sucking and discharging port sucks the space of the exposing chamber based on a vacuum pump. The sucking and discharging chamber in connection with the exposing chamber is combined with the case. Vacuum pressure is generated in the exposing chamber based on the vacuum pump to seal the exposing chamber.

Description

인비트로 시험이 가능한 나노 입자 노출 장치{Nano-paticles Exposure Chamber for In-vitro Type Testing Toxicity of Nano-paticles}Nano-paticles Exposure Chamber for In-vitro Type Testing Toxicity of Nano-paticles}

본 발명은 나노 입자 노출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 인체 또는 실험 동물의 피부 일부에 접촉하거나 실험 동물의 조직 세포를 감싸는 방식으로 케이스를 진공 압착시켜 내부 밀폐된 상태로 시험 대상체에 나노 입자를 노출시킴으로써, 나노 입자를 시험 대상체의 호흡기를 통해 주입하는 방식이 아니라 피부나 조직 세포에 노출시키는 간단한 방식으로 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 수행할 수 있고, 이에 따라 생명체에 대한 실험 규제 방안에 효율적으로 대응할 수 있으며, 또한 케이스를 시험 대상체에 진공 압착시킨 상태에서 입자 주입관을 통해 시험 대상체에 나노 입자를 외부 누출 없이 집중적으로 균일하게 노출시킴으로써, 더욱 정확하고 다양한 방식의 나노 입자 독성 평가 시험이 가능한 나노 입자 노출 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a nanoparticle exposure apparatus. More specifically, by exposing the nanoparticles to the test subject in an airtight manner by vacuum compressing the case in contact with a part of the human body or a part of the skin of the test animal or by wrapping tissue cells of the test animal, the nanoparticles are exposed to the respirator of the test subject. Toxicology assessment tests can be performed on nanoparticles in a simple manner by exposing them to skin or tissue cells rather than by injecting them, thereby effectively responding to experimental regulatory measures for living beings, and also allowing cases to be tested on test subjects. The present invention relates to a nanoparticle exposure apparatus capable of more precisely and variously evaluating nanoparticle toxicity evaluation by intensively and uniformly exposing nanoparticles to a test object without external leakage through a particle injection tube under vacuum compression.

20세기가 마이크로로 대별되는 시대였다면 21세기는 나노 시대라 할 수 있는데, 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 called the nano era. Nanotechnology can be classified into nanomaterials, nanodevices, and environmental and biotechnology-based technologies according to their applications.

이러한 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.These nanotechnologies artificially manipulate microscopic materials at the atomic or molecular level to create materials or devices with new properties and functions, which are the basis for information technology (IT) and other biotechnology (BT) technologies today. It is hailed as a cutting-edge technology for realizing).

하지만, 나노기술은 산업분야 전반에 걸쳐 새로운 기술혁명이라 인식될 정도로 많은 이로움과 유익함을 제공하는 것이기는 하나, 그 반면에 잠재적 위험성을 지니고 있는 것 또한 주지의 사실인 바, 이러한 잠재적 위험성은 바로 나노기술의 특성에 기인한다고 볼 수 있다.However, while nanotechnology offers many benefits and benefits that can be recognized as a new technological revolution throughout the industry, it is also well known that there are potential risks. This is due to the nature of nanotechnology.

즉, 작은 입자일수록 비표면적비는 넓어지고, 이와 같이 비표면적비가 넓어진 작은 입자는 생체조직과 반응시 독성이 증가하게 되는데, 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. 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 other words, the smaller the particles, the larger the specific surface area ratio, and the smaller the larger the specific surface area ratio, the greater the toxicity when reacting with biological tissues. For example, some nanoparticles such as titanium dioxide, carbon powder, diesel particles, etc. It has already been found in academic experiments that the smaller the size, the stronger the toxicity. In addition, ultra-fine nanoparticles can be lodged deep into the alveoli or migrate to the brain without being trapped by the airways or mucous membranes. Furthermore, recent studies have reported that the accumulation of nanoparticles in the body causes diseases or central nervous system disorders. .

따라서, 최근에는 나노 기술의 발전과 함께 나노 기술에 대한 안정성 평가 또한 활발히 진행되고 있는데, 대표적으로 나노 입자가 인체에 흡입 축적되는 경우에 발생하는 독성에 대해 평가하는 나노 입자 흡입 독성 평가 시험이 다양한 실험 동물들을 상대로 연구되고 있다. 이러한 나노 입자 흡입 독성 평가 시험을 통해 얻어진 인체 유해성 자료들은 나노 섬유, 화장품, 반도체, 약물 전달체 등 산업 전반에 걸쳐 나노 입자에 대한 다양한 기초 자료로 활용되고 있다.Therefore, in recent years, with the development of nanotechnology, stability evaluation of nanotechnology has been actively progressed. For example, nanoparticle inhalation toxicity evaluation tests that evaluate the toxicity generated when nanoparticles are inhaled and accumulated in the human body have various experiments. Animals are being studied. The human hazard data obtained through the nanoparticle inhalation toxicity evaluation test is used as various basic data on nanoparticles throughout the industry such as nanofibers, cosmetics, semiconductors, and drug carriers.

이러한 나노 입자에 대한 흡입 독성 평가 시험은 일반적으로 나노 입자를 에어로졸 상태로 발생시켜 일정 크기의 흡입 챔버를 갖는 나노 입자 노출 장치에 공급하고, 나노 입자 노출 장치의 흡입 챔버 내부에 실험 동물을 투입시켜 실험 동물이 호흡기를 통해 나노 입자를 흡입하도록 노출시킨 후 실험 동물의 다양한 변화 상태를 측정하는 방식으로 진행되고 있다.Inhalation toxicity evaluation test for these nanoparticles generally generates nanoparticles in an aerosol state and supplies them to a nanoparticle exposure apparatus having a predetermined size suction chamber, and puts an experimental animal into the suction chamber of the nanoparticle exposure apparatus. After exposing the animals to inhale the nanoparticles through the respiratory system, the progress is made by measuring various changes in the experimental animals.

이와 같이 시험 대상체인 실험 동물의 체내에서 수행되는 시험을 인비보(in-vivo) 시험이라 하고, 시험 대상체의 일부 조직 세포를 절개하거나 세포를 배양하여 별도의 시험관에서 조건을 조절하여 행하는 시험을 인비트로(in-vitro) 시험이라 하는데, 최근 OECD 국가를 중심으로 살아있는 생명체에 대한 실험을 규제하는 법안이 강화되고 있을 뿐만 아니라 동물에 대한 보호 차원에서 인비보 방식의 시험보다는 인비트로 방식의 시험이 더욱 요구되고 있다.As described above, a test performed in the body of a test animal, which is a test subject, is called an in-vivo test, and a test is performed by adjusting a condition in a separate test tube by dissecting or culturing some tissue cells of the test subject. It is called an in-vitro test. In recent years, legislation regulating the testing of living organisms has been strengthened, especially in OECD countries, and in-vitro rather than in-vivo testing is more effective in protecting animals. It is required.

그러나, 종래 기술에 의한 일반적인 나노 입자 노출 장치는 전술한 바와 같이 실험 동물의 호흡기를 통해 나노 입자가 직접 주입되도록 하는 방식으로 구성되어 있으므로, 실험이 완료되면 실험에 투입되었던 동물은 모두 폐사되어야 하는데, 그에 따른 도덕적인 문제 이외에도 실험 동물을 구입하거나 폐사시키는 비용 또한 추가로 발생하여 전체적으로 실험 비용이 크게 증가하게 되고, 이에 따라 나노 입자에 대한 독성 평가 시험이 대규모 연구기관에서만 수행되고 소규모 연구실 등에서 널리 수행되지 못하는 등의 문제가 있었다.
However, since the conventional nanoparticle exposure apparatus according to the prior art is configured in such a way that the nanoparticles are directly injected through the respirator of the experimental animal, all animals that have been put into the experiment should be killed when the experiment is completed. In addition to the moral problems that arise, the cost of purchasing or killing test animals incurs an additional increase in the overall cost of experiments. Therefore, the toxicity test for nanoparticles is performed only in large research institutes and widely in small laboratories. There was a problem such as not being able to.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 인체 또는 실험 동물의 피부 일부에 접촉하거나 실험 동물의 조직 세포를 감싸는 방식으로 케이스를 진공 압착시켜 내부 밀폐된 상태로 시험 대상체에 나노 입자를 노출시킴으로써, 나노 입자를 시험 대상체의 호흡기를 통해 주입하는 방식이 아니라 피부나 조직 세포에 노출시키는 간단한 방식으로 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 수행할 수 있고, 이에 따라 생명체에 대한 실험 규제 방안에 효율적으로 대응할 수 있는 나노 입자 노출 장치를 제공하는 것이다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to test in a closed state by vacuum-compressing the case in a manner of contacting a part of the skin of the human body or the experimental animal or surrounding the tissue cells of the experimental animal By exposing the nanoparticles to the subject, the toxicity assessment test for the nanoparticles can be performed in a simple manner by exposing the nanoparticles to skin or tissue cells rather than injecting them through the respiratory tract of the test subject, thereby It is to provide a nanoparticle exposure device that can effectively respond to the experimental regulation.

본 발명의 다른 목적은 케이스를 시험 대상체에 진공 압착시킨 상태에서 입자 주입관을 통해 시험 대상체에 나노 입자를 외부 누출 없이 집중적으로 균일하게 노출시킴으로써, 더욱 정확하고 다양한 방식의 나노 입자 독성 평가 시험이 가능한 나노 입자 노출 장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to intensively and uniformly expose the nanoparticles to the test object without external leakage through the particle injection tube while the case is vacuum-compressed to the test object, thereby enabling more accurate and various methods of nanoparticle toxicity evaluation test. It is to provide a nanoparticle exposure device.

본 발명은, 나노 입자의 독성 평가 시험을 위해 시험 대상체에 나노 입자를 노출시키는 나노 입자 노출 장치에 있어서, 내부 공간에 노출 챔버가 형성되고 상기 노출 챔버가 외부와 연통되도록 일면이 개방되며, 개방된 일면을 통해 시험 대상체가 상기 노출 챔버에 노출되도록 시험 대상체 또는 시험 대상체가 안착되는 지지대와 접촉하는 케이스; 별도의 입자 발생기를 통해 발생된 나노 입자를 상기 노출 챔버에 주입할 수 있도록 상기 노출 챔버와 연통되게 상기 케이스에 결합되는 입자 주입 포트; 및 별도의 진공 펌프를 통해 상기 노출 챔버 공간을 흡입할 수 있도록 상기 노출 챔버와 연통되게 상기 케이스에 결합되는 흡입 배출 포트를 포함하고, 상기 진공 펌프를 통해 상기 노출 챔버에 진공 압력을 형성함에 따라 상기 케이스는 상기 노출 챔버가 밀폐되도록 시험 대상체 또는 상기 지지대에 진공 압착됨과 동시에 상기 노출 챔버에는 상기 입자 주입 포트를 통해 연속적으로 나노 입자가 주입되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치를 제공한다.The present invention provides a nanoparticle exposure apparatus for exposing nanoparticles to a test object for the toxicity evaluation test of nanoparticles, wherein an exposure chamber is formed in an inner space and one surface is opened so that the exposure chamber is in communication with the outside. A case contacting a test object or a support on which the test object is seated such that the test object is exposed to the exposure chamber through one surface; A particle injection port coupled to the case in communication with the exposure chamber to inject nanoparticles generated through a separate particle generator into the exposure chamber; And a suction discharge port coupled to the case in communication with the exposure chamber to suck the exposure chamber space through a separate vacuum pump, and by forming a vacuum pressure in the exposure chamber through the vacuum pump. The case is vacuum-compressed to the test object or the support so that the exposure chamber is sealed, and at the same time the nanoparticles are exposed to the exposure chamber through the particle injection port.

이때, 상기 케이스의 일측에는 내부에 상기 노출 챔버와 연통되는 주입 유로와 배출 유로가 각각 독립적으로 관통 형성된 연결 블록이 밀봉 결합되고, 상기 입자 주입 포트는 상기 주입 유로의 일단에 연통 결합되고, 상기 흡입 배출 포트는 상기 배출 유로의 일단에 연통 결합될 수 있다.In this case, one side of the case is connected to the connection block formed in each of the injection passage and the discharge passage communicating with the exposure chamber therein independently, the particle injection port is in communication with one end of the injection passage, the suction The discharge port may be in communication with one end of the discharge passage.

또한, 상기 주입 유로의 타단에는 나노 입자가 상기 노출 챔버로 유동할 수 있도록 별도의 입자 주입관이 연통 결합되고, 상기 입자 주입관은 상기 케이스의 개방된 일면을 향해 상기 노출 챔버에 돌출되게 배치될 수 있다.In addition, a separate particle injection tube is communicatively coupled to the other end of the injection passage so that nanoparticles can flow into the exposure chamber, and the particle injection tube is disposed to protrude into the exposure chamber toward an open surface of the case. Can be.

또한, 상기 입자 주입관은 상기 연결 블록의 주입 유로에 결합되며 상기 케이스의 개방된 일면을 향해 동일한 직경으로 직선 배치되는 직관부; 및 상기 직관부의 일단에 연장 형성되며 상기 케이스의 개방된 일면에 근접할수록 직경이 확장되는 확관부를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the particle injection pipe is coupled to the injection flow path of the connection block straight pipe portion is arranged in the same diameter straight toward the open one surface of the case; And extending in one end of the straight pipe portion, and expanding the diameter portion closer to the open one surface of the case.

또한, 상기 연결 블록의 주입 유로에 결합되는 상기 입자 주입관의 입구는 완전 개방된 형태로 형성되고, 상기 케이스의 개방된 일면을 향하는 상기 입자 주입관의 출구는 입자 유동홀이 다수개 형성된 형태로 형성될 수 있다.In addition, the inlet of the particle injection tube coupled to the injection passage of the connection block is formed in a fully open form, the outlet of the particle injection tube facing the open one side of the case is formed in the form of a plurality of particle flow holes Can be formed.

또한, 상기 케이스에는 상기 입자 주입관이 중앙부를 관통하여 배치되도록 흡입 유동홀이 관통 형성되고, 상기 흡입 유동홀의 가장자리 외측에는 상기 연결 블록이 밀봉 결합될 수 있도록 별도의 블록 결합부가 상기 케이스의 외주면에 돌출 형성될 수 있다.In addition, the case has a suction flow hole is formed so that the particle injection tube is disposed through the center portion, and a separate block coupling portion is formed on the outer circumferential surface of the case so that the connection block can be sealingly coupled to the outer side of the suction flow hole. Protruding may be formed.

또한, 상기 연결 블록은 상기 입자 주입관의 상기 노출 챔버에 대한 돌출 높이가 조절될 수 있도록 상기 블록 결합부에 직선 이동 가능하게 결합될 수 있다.In addition, the connection block may be coupled to the block coupling portion to be linearly movable so that the height of the protrusion of the particle injection tube with respect to the exposure chamber can be adjusted.

또한, 상기 케이스의 개방된 일면 끝단에는 압착 가능한 별도의 러버 패킹이 결합될 수 있다.In addition, the end of the open one surface of the case may be combined with a separate rubber packing that can be crimped.

또한, 상기 케이스에는 상기 케이스가 시험 대상체 또는 상기 지지대와 접촉한 상태로 고정될 수 있도록 별도의 고정띠가 장착될 수 있다.
In addition, the case may be equipped with a separate fixing strap so that the case can be fixed in contact with the test object or the support.

본 발명에 의하면, 인체 또는 실험 동물의 피부 일부에 접촉하거나 실험 동물의 조직 세포를 감싸는 방식으로 케이스를 진공 압착시켜 내부 밀폐된 상태로 시험 대상체에 나노 입자를 노출시킴으로써, 나노 입자를 시험 대상체의 호흡기를 통해 주입하는 방식이 아니라 피부나 조직 세포에 노출시키는 간단한 방식으로 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 수행할 수 있고, 이에 따라 생명체에 대한 실험 규제 방안에 효율적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by exposing the nanoparticles to a test subject in an airtight state by vacuum compressing the case in a manner of contacting a part of skin of a human body or a test animal or wrapping tissue cells of the test animal, the nanoparticles are exposed to the test subject. Toxicology evaluation of nanoparticles can be performed by a simple method of exposing to skin or tissue cells, rather than injecting them, thereby effectively responding to experimental regulatory measures for living organisms.

또한, 케이스를 시험 대상체에 진공 압착시킨 상태에서 입자 주입관을 통해 시험 대상체에 나노 입자를 집중적으로 균일하게 노출시킴으로써, 더욱 정확하고 다양한 방식의 나노 입자 독성 평가 시험을 할 수 있는 효과가 있다.In addition, by intensively and uniformly exposing the nanoparticles to the test object through the particle injection tube while the case is vacuum-compressed to the test object, there is an effect that the nanoparticle toxicity evaluation test can be more accurate and varied.

또한, 케이스가 시험 대상체에 진공 압착되도록 하여 나노 입자의 외부 유실을 방지함으로써, 시험 대상체에 노출되는 나노 입자의 유동량을 정확하게 제어할 수 있고, 입자 주입관을 통해 대부분의 나노 입자가 시험 대상체에 노출되도록 함으로써, 나노 입자의 노출량에 대한 시험 대상체의 영향을 더욱 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
In addition, by allowing the case to be vacuum-compressed to the test object to prevent external loss of the nanoparticles, the flow rate of the nanoparticles exposed to the test object can be precisely controlled, and most of the nanoparticles are exposed to the test object through the particle injection tube. By doing so, there is an effect that can more accurately measure the effect of the test subject on the exposure of the nanoparticles.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 노출 챔버에 주입되는 나노 입자의 흐름을 실험적으로 분석하여 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 내부 구조 및 입자 주입관의 돌출 높이 변경 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 and 4 is a view showing an experimental analysis of the flow of nanoparticles injected into the exposure chamber of the nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an internal structure of a nanoparticle exposure apparatus and a protruding height change state of a particle injection tube according to another exemplary embodiment.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a perspective view schematically showing the configuration of a nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. .

본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치는 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 위해 실험 동물과 같은 시험 대상체에 나노 입자를 노출시키는 장치로서, 나노 입자가 시험 대상체의 호흡기를 통해 흡입되도록 하는 방식이 아니라 동물이나 인간의 신체 피부 일부에 노출되도록 하거나 또는 동물이나 인간의 일부 조직 세포를 분리하여 분리된 조직 세포에 노출되도록 하는 방식의 인비트로 시험이 가능한 장치이며, 케이스(100)와, 케이스(100)에 결합되는 입자 주입 포트(110) 및 흡입 배출 포트(120)를 포함하여 구성된다.Nanoparticle exposure device according to an embodiment of the present invention is a device for exposing nanoparticles to a test subject, such as a laboratory animal for the toxicity evaluation test for the nanoparticles, the nanoparticles are inhaled through the respiratory system of the test subject Rather, it is a device that can be tested in vitro in such a way that it is exposed to a part of the skin of an animal or human body, or to separate some tissue cells of an animal or human and exposed to separated tissue cells. And a particle injection port 110 and a suction discharge port 120 coupled to 100.

케이스(100)는 내부 공간에 나노 입자가 노출될 수 있도록 노출 챔버(C)가 형성되며, 노출 챔버(C)가 외부와 연통되도록 일면이 개방되게 형성된다. 즉, 케이스(100)는 일면이 개방된 용기의 형태로 형성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 외주면이 원주면을 이루도록 중공의 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이와 달리 중공의 다각 기둥 형태로 형성될 수도 있는 등 그 형상은 다양하게 변경 가능하다. 이 경우 케이스(100) 내부의 노출 챔버(C)에서 원활한 나노 입자의 흐름을 위해서는 모서리 부분에 의한 정체 영역이 발생되지 않도록 중공의 원통 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.In the case 100, an exposure chamber C is formed to expose nanoparticles to an inner space, and one surface of the case 100 is formed to be open so that the exposure chamber C communicates with the outside. That is, the case 100 may be formed in the form of a container having one surface open, and may be formed in a hollow cylindrical shape such that an outer circumferential surface forms a circumferential surface as shown in FIG. The shape may be variously changed. In this case, in order to smoothly flow the nanoparticles in the exposure chamber C inside the case 100, the hollow cylindrical shape is preferably formed so that stagnant regions are not generated by the corners.

이러한 케이스(100)는 개방된 일면을 통해 시험 대상체(T)가 노출 챔버(C)에 개방 노출되도록 시험 대상체(T) 또는 시험 대상체(T)가 안착되는 지지대(T1)와 접촉한다. 예를 들어, 시험 대상체(T)가 도 1에 도시된 바와 같이 인간의 팔이나 신체 일부의 피부인 경우, 케이스(100)의 개방된 일면이 시험 대상체(T)인 인간의 신체 피부에 직접 접촉 고정되며 개방된 일면을 통해 인간의 신체 피부 일부 영역이 노출 챔버(C)에 노출되도록 구성될 수 있다. 이와 달리 시험 대상체(T)가 도 2에 도시된 바와 같이 신체로부터 분리 절개된 별도의 조직 세포인 경우, 이러한 조직 세포는 샬레와 같은 용기에 놓인 상태에서 별도의 지지대(T1)에 안착되고, 케이스(100)는 시험 대상체(T)인 조직 세포가 개방된 일면을 통해 노출 챔버(C) 내부에 위치하여 노출되도록 조직 세포를 감싸는 형태로 지지대(T1)에 접촉 고정된다. The case 100 contacts the support T1 on which the test object T or the test object T is seated so that the test object T is openly exposed to the exposure chamber C through an open surface. For example, when the test subject T is the skin of a human arm or part of the body as shown in FIG. 1, the open side of the case 100 is in direct contact with the skin of the human body that is the test subject T. The fixed and open surface may be configured to expose a portion of the human body skin to the exposure chamber (C). In contrast, when the test subject T is a separate tissue cell dissected from the body as shown in FIG. 2, the tissue cell is seated on a separate support T1 in a container such as a chalet, and the case 100 is fixed in contact with the support T1 in a form of surrounding the tissue cells so that the tissue cells, which are the test subject T, are positioned inside the exposure chamber C through the open one surface to be exposed.

이와 같이 시험 대상체(T)에 직접 접촉 고정되거나 또는 시험 대상체(T)가 안착되는 지지대(T1)에 접촉 고정되는 케이스(100)는 노출 챔버(C)에 진공 압력이 형성됨에 따라 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 진공 압착되는 방식으로 고정되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.As described above, the case 100 which is directly in contact with the test object T or is fixed in contact with the support T1 on which the test object T is seated has a test object T as a vacuum pressure is formed in the exposure chamber C. Or fixed to the support T1 in a vacuum compression manner, which will be described later.

한편, 케이스(100)가 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 진공 압착되기 전에 케이스(100)가 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)와 접촉한 상태에서 위치 고정되도록 하기 위한 별도의 수단이 추가적으로 구비될 수 있는데, 이는 본 발명의 일 실시예에 따라 케이스(100)의 외주면에 결합되는 고정띠(160)의 형태로 구성될 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(100)에 결합되는 고정띠(160)가 인체의 팔에 착용되며, 고정띠(160) 착용에 의해 케이스(100)가 팔의 일정 위치에 고정되도록 구성될 수 있다. 이때, 고정띠(160)는 신축성 있는 밴드 형태로 형성되어 다양한 형상의 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 고정 결합될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하며, 도시되지는 않았으나 고정띠(160)의 일측이 절개되고 절개된 일단이 고정띠(160)의 외주면에 접착되도록 하는 방식으로 형성될 수도 있고, 그 외 별도의 바이스 장치를 통해 고정되도록 하는 방식으로 형성될 수도 있는 등 다양한 형태로 변경 가능할 것이다.Meanwhile, a separate means for fixing the case 100 in a state in which the case 100 is in contact with the test object T or the support T1 before the case 100 is vacuum-compressed to the test object T or the support T1. This may be additionally provided, which may be configured in the form of a fixing belt 160 is coupled to the outer circumferential surface of the case 100 according to an embodiment of the present invention. For example, as shown in FIG. 1, the fixing belt 160 coupled to the case 100 is worn on the arm of the human body, and the case 100 is fixed at a predetermined position of the arm by wearing the fixing belt 160. It may be configured to. At this time, the fixing band 160 is formed in an elastic band form is preferably formed to be fixedly coupled to the test object (T) or the support (T1) of various shapes, although not shown, One side is cut and the one end is cut may be formed in such a way to be bonded to the outer circumferential surface of the fixing belt 160, or may be formed in a way to be fixed through a separate vise device and can be changed in various forms. .

입자 주입 포트(110)는 별도의 입자 발생기(G)를 통해 발생된 나노 입자를 노출 챔버(C)에 주입할 수 있도록 노출 챔버(C)와 연통되게 케이스(100)에 결합된다. 즉, 입자 주입 포트(110)의 일단은 별도의 유입 배관(P)을 통해 입자 발생기(G)와 연결되며, 타단은 케이스(100)의 노출 챔버(C)에 연통되게 결합된다. The particle injection port 110 is coupled to the case 100 so as to communicate with the exposure chamber (C) to inject the nanoparticles generated through a separate particle generator (G) into the exposure chamber (C). That is, one end of the particle injection port 110 is connected to the particle generator (G) through a separate inlet pipe (P), the other end is coupled to communicate with the exposure chamber (C) of the case (100).

흡입 배출 포트(120)는 별도의 진공 펌프(R)를 통해 노출 챔버(C) 공간을 흡입할 수 있도록 노출 챔버(C)와 연통되게 케이스(100)에 결합된다. 즉, 흡입 배출 포트(120)의 일단은 별도의 흡입 배관(Q)을 통해 진공 펌프(R)와 연결되며, 타단은 케이스(100)의 노출 챔버(C)에 연통되게 결합된다.The suction discharge port 120 is coupled to the case 100 in communication with the exposure chamber (C) to suck the exposure chamber (C) space through a separate vacuum pump (R). That is, one end of the suction discharge port 120 is connected to the vacuum pump R through a separate suction pipe Q, and the other end is coupled to communicate with the exposure chamber C of the case 100.

이때, 입자 주입 포트(110)와 흡입 배출 포트(120)는 케이스(100)의 일측에 케이스(100)와 일체로 형성되도록 구성될 수도 있으나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 독립적으로 형성되어 별도의 연결 블록(130)을 통해 케이스(100)에 결합되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 연결 블록(130)이 케이스(100)의 일측에 밀봉되게 관통 결합되고, 연결 블록(130)의 내부에는 케이스(100)의 노출 챔버(C)와 연통되도록 주입 유로(131)와 배출 유로(132)가 각각 독립적으로 형성되며, 주입 유로(131)의 일단에 입자 주입 포트(110)가 연통 결합되고 배출 유로(132)의 일단에 흡입 배출 포트(120)가 연통 결합되는 방식으로 구성될 수 있다. 한편, 이때 주입 유로(131)의 타단에는 나노 입자가 노출 챔버(C)로 유동할 수 있도록 별도의 입자 주입관(140)이 연통 결합될 수 있고, 입자 주입관(140)은 케이스(100)의 개방된 일면을 향해 노출 챔버(C)에 돌출되게 배치될 수 있다.At this time, the particle injection port 110 and the suction discharge port 120 may be configured to be integrally formed with the case 100 on one side of the case 100, but is formed independently as shown in Figs. Is preferably configured in such a way that is coupled to the case 100 through a separate connection block 130. That is, the connection block 130 is coupled through-sealed to one side of the case 100, and the injection passage 131 and the discharge passage so as to communicate with the exposure chamber (C) of the case 100 inside the connection block 130. 132 is formed independently of each other, the particle injection port 110 is in communication with one end of the injection flow path 131 is configured in such a way that the suction discharge port 120 is connected in communication with one end of the discharge flow path (132) Can be. On the other hand, at this time, the other end of the injection passage 131 may be coupled to a separate particle injection tube 140 in communication so that the nanoparticles flow into the exposure chamber (C), the particle injection tube 140 is the case 100 Protruding to the exposure chamber (C) toward the open one surface of the.

좀 더 자세히 살펴보면, 연결 블록(130)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원기둥 형태로 형성되고, 내부에는 주입 유로(131)와 배출 유로(132)가 되는데, 주입 유로(131)는 연결 블록(130)의 측면으로부터 하단면까지 관통 형성되고, 배출 유로(132)는 연결 블록(130)의 길이 방향을 따라 상단면부터 하단면까지 관통 형성된다. 연결 블록(130)은 하단면이 노출 챔버(C)를 향하도록 케이스(100)에 결합되고, 따라서 연결 블록(130)의 측면에 형성된 주입 유로(131)의 일단에 입자 주입 포트(110)가 결합되고 연결 블록(130)의 상단면에 형성된 배출 유로(132)의 일단에 흡입 배출 포트(120)가 결합된다. 이때, 입자 주입 포트(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 주입 유로(131)에 밀봉 삽입되는 방식으로 결합될 수 있고, 흡입 배출 포트(120)는 연결 블록(130)의 상단부 외주면을 밀봉되게 감싸는 방식으로 결합될 수 있다. 입자 주입 포트(110)와 흡입 배출 포트(120)가 연결 블록(130)과 결합되는 부위에는 상호 밀봉 결합을 위해 별도의 실링재(S)가 삽입될 수 있다.Looking in more detail, the connection block 130 is formed in a cylindrical shape, as shown in Figures 1 and 2, there is an injection passage 131 and the discharge passage 132, the injection passage 131 is connected It is formed penetrating from the side surface of the block 130 to the bottom surface, the discharge passage 132 is formed through the top surface to the bottom surface in the longitudinal direction of the connection block 130. The connection block 130 is coupled to the case 100 so that the bottom surface thereof faces the exposure chamber C, so that the particle injection port 110 is provided at one end of the injection passage 131 formed at the side of the connection block 130. The suction discharge port 120 is coupled to one end of the discharge passage 132 that is coupled and formed on the top surface of the connection block 130. At this time, the particle injection port 110 may be coupled in a manner that is sealedly inserted into the injection flow path 131, as shown in Figure 2, the suction discharge port 120 is to seal the outer peripheral surface of the upper end of the connection block 130 Can be combined in a wrapping manner. Particle injection port 110 and the suction discharge port 120 may be inserted into a separate sealing material (S) for the mutual sealing coupling portion coupled to the connection block 130.

이와 같이 입자 주입 포트(110)와 흡입 배출 포트(120)가 연결 블록(130)에 결합된 상태에서 연결 블록(130)이 노출 챔버(C)에 노출되도록 케이스(100)에 관통 결합하며 입자 주입 포트(110)와 흡입 배출 포트(120)가 노출 챔버(C)와 연통되도록 구성될 수 있는데, 이와 달리 본 발명의 일 실시예에서는 노출 챔버(C) 내부에서 나노 입자의 더욱 효율적인 유동 흐름을 위해 흡입 유동홀(101)과 블록 결합부(102)를 통해 노출 챔버(C)에 연통되는 방식으로 케이스(100)에 결합될 수 있다.As such, the particle injection port 110 and the suction discharge port 120 are coupled to the connection block 130 while the connection block 130 is coupled to the case 100 so as to be exposed to the exposure chamber C and particle injection. Port 110 and suction discharge port 120 may be configured to communicate with the exposure chamber (C), in contrast, in one embodiment of the present invention for more efficient flow flow of nanoparticles inside the exposure chamber (C) Through the suction flow hole 101 and the block coupling portion 102 may be coupled to the case 100 in a manner that is in communication with the exposure chamber (C).

즉, 케이스(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이 개방된 일면과 대향되는 일측에 흡입 유동홀(101)이 관통 형성되고, 흡입 유동홀(101)의 가장자리 외측 둘레에는 연결 블록(130)이 밀봉 결합될 수 있도록 별도의 블록 결합부(102)가 케이스(100)의 외주면에 돌출되게 형성된다. 연결 블록(130)은 별도의 실링재(S)를 통해 블록 결합부(102)에 밀봉 결합된다. 이와 같이 연결 블록(130)이 블록 결합부(102)에 결합되면, 연결 블록(130)의 내부에 형성된 주입 유로(131)와 배출 유로(132)가 흡입 유동홀(101)을 통해 노출 챔버(C)와 연통되고, 아울러 주입 유로(131)와 배출 유로(132)에 각각 결합된 입자 주입 포트(110)와 흡입 배출 포트(120) 또한 마찬가지로 노출 챔버(C)와 연통된다.That is, in the case 100, as shown in FIG. 2, a suction flow hole 101 is formed through the opposite side of the open surface, and a connection block 130 is formed around the outer edge of the suction flow hole 101. A separate block coupling portion 102 is formed to protrude on the outer circumferential surface of the case 100 so as to be sealingly coupled. The connection block 130 is hermetically coupled to the block coupling portion 102 through a separate sealing material (S). When the connection block 130 is coupled to the block coupling unit 102 as described above, the injection passage 131 and the discharge passage 132 formed in the connection block 130 are exposed through the suction flow hole 101. The particle injection port 110 and the suction discharge port 120, which are in communication with C) and coupled to the injection passage 131 and the discharge passage 132, respectively, are also in communication with the exposure chamber C as well.

이때, 연결 블록(130)에는 입자 주입 포트(110)를 통해 유입된 나노 입자가 주입 유로(131)를 통과한 후 노출 챔버(C)로 유동할 수 있도록 별도의 입자 주입관(140)이 주입 유로(131)의 하단에 연통 결합되고, 입자 주입관(140)은 끝단이 케이스(100)의 개방된 일면을 향하는 방향으로 노출 챔버(C)에 돌출되게 배치된다. 이러한 입자 주입관(140)은 흡입 유동홀(101)을 관통하여 노출 챔버(C)에 돌출되도록 결합된다. In this case, a separate particle injection tube 140 is injected into the connection block 130 so that the nanoparticles introduced through the particle injection port 110 pass through the injection passage 131 and then flow into the exposure chamber C. Communicatingly coupled to the lower end of the flow path 131, the particle injection tube 140 is disposed so that the end is projected to the exposure chamber (C) in the direction toward the open one surface of the case (100). The particle injection tube 140 is coupled to protrude into the exposure chamber (C) through the suction flow hole (101).

입자 주입관(140)은 입자 주입 포트(110)를 통해 유입된 나노 입자가 연결 블록(130)의 주입 유로(131)를 통과한 후 노출 챔버(C)에 주입되도록 하기 위한 것으로, 중공의 원통형 파이프 형태로 형성될 수 있는데, 입자 주입관(140)을 통해 주입되는 나노 입자가 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(100)의 개방된 일면에 접촉하는 시험 대상체(T)를 향해 집중적으로 유동할 수 있도록 입자 주입관(140)의 끝단이 개방된 일면에 근접하도록 노출 챔버(C)에 돌출되게 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 입자 주입관(140)은 돌출 높이(L)를 조절할 수 있도록 블록 결합부(102)에 직선 이동 가능하게 결합되는 것이 바람직한데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.The particle injection tube 140 is for allowing the nanoparticles introduced through the particle injection port 110 to be injected into the exposure chamber C after passing through the injection passage 131 of the connection block 130. It may be formed in a pipe shape, the nanoparticles injected through the particle injection tube 140 is to flow intensively toward the test object (T) in contact with the open one surface of the case 100 as shown in FIG. It is preferable that the end of the particle injection tube 140 is disposed to protrude into the exposure chamber (C) so as to be close to the open one surface. At this time, the particle injection tube 140 is preferably coupled to the block coupling portion 102 to be linearly movable to adjust the height of the protrusion (L), a detailed description thereof will be described later.

또한, 입자 주입관(140)은 연결 블록(130)의 주입 유로(131)에 결합되며 케이스(100)의 개방된 일면을 향해 동일한 직경으로 직선 배치되는 직관부(141)와, 직관부(141)의 일단에 연장 형성되어 케이스(100)의 개방된 일면에 근접할수록 직경이 확장되는 확관부(142)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구조에 따라 나노 입자는 입자 주입관(140)의 확관부(142)를 통해 확산 유동하며 케이스(100)의 개방된 일면에 배치되는 시험 대상체(T) 를 향해 상대적으로 균일한 분포로 집중된다.
In addition, the particle injection pipe 140 is coupled to the injection flow path 131 of the connection block 130 and the straight pipe portion 141 and the straight pipe portion 141 straightly disposed with the same diameter toward the open one surface of the case 100. It may be configured to include an expansion portion 142 is formed to extend at one end of the) and the diameter is expanded closer to the open one surface of the case (100). According to this structure, the nanoparticles diffuse and flow through the expansion part 142 of the particle injection tube 140 and are concentrated in a relatively uniform distribution toward the test object T disposed on an open surface of the case 100. .

다음으로 이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 동작 상태를 살펴본다.Next, look at the operating state of the nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention configured as described above.

먼저, 고정띠(160)를 이용하여 케이스(100)를 시험 대상체(T)의 일부 또는 시험 대상체(T)가 안착되는 지지대(T1)에 접촉 고정시키는데, 이때, 케이스(100)의 개방된 일면을 통해 시험 대상체(T)가 노출 챔버(C)에 노출되도록 고정시킨다. 이와 같이 케이스(100)가 고정띠(160)를 통해 가고정된 상태에서, 흡입 배출 포트(120)에 연결된 진공 펌프(R)를 통해 노출 챔버(C) 공간을 흡입한다. 노출 챔버(C) 공간이 진공 펌프(R)에 의해 흡입되면, 노출 챔버(C)에는 진공 압력이 형성되는데, 이에 따라 케이스(100)는 노출 챔버(C)가 밀폐되도록 개방된 일면이 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 진공 압착된다. 또한, 이와 같이 노출 챔버(C)에 진공 압력이 형성되면, 이러한 진공 압력의 보상을 위해 입자 발생기(G)로부터 발생된 나노 입자가 에어로졸 상태로 입자 주입 포트(110) 및 입자 주입관(140)을 통해 노출 챔버(C) 내부로 연속적으로 유입된다.First, the case 100 is fixed in contact with the support T1 on which a part of the test object T or the test object T is seated by using the fixing belt 160. In this case, one open surface of the case 100 is used. The test subject T is fixed to be exposed to the exposure chamber C. As described above, the case 100 is temporarily fixed through the fixing belt 160, and sucks the exposure chamber C space through the vacuum pump R connected to the suction discharge port 120. When the exposure chamber (C) space is sucked by the vacuum pump (R), a vacuum pressure is formed in the exposure chamber (C), so that the case 100 is open on one surface of the test chamber to close the exposure chamber (C) test object It is vacuum-pressed by T or the support T1. In addition, when the vacuum pressure is formed in the exposure chamber C as described above, in order to compensate for the vacuum pressure, the nanoparticles generated from the particle generator G are in the aerosol state, and the particle injection port 110 and the particle injection tube 140 are formed. Through it is continuously introduced into the exposure chamber (C).

즉, 케이스(100)를 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 접촉 고정시킨 상태에서 진공 펌프(R)를 통해 노출 챔버(C) 공간을 흡입하면, 노출 챔버(C)에 진공 압력이 형성됨에 따라 케이스(100)가 시험 대상체(T) 또는 지지대(T1)에 진공 압착됨과 동시에 입자 주입관(140)을 통해 노출 챔버(C) 내부로 연속적으로 나노 입자가 유입된다. 따라서, 노출 챔버(C) 내부 공간은 케이스(100)의 진공 압착에 의해 외부와 차단되도록 밀폐되므로, 노출 챔버(C)에 연속적으로 공급되는 나노 입자는 외부 누출 없이 안정적으로 노출 챔버(C)에 공급된다. 이때, 케이스(100)의 개방된 일면 끝단에는 도 2에 도시된 바와 같이 압착 가능한 별도의 러버 패킹(150)이 결합되는 것이 바람직하며, 이를 통해 케이스(100)의 진공 압착 과정이 더욱 원활하게 수행될 수 있을 것이다.That is, when the case 100 is sucked into the exposure chamber C space through the vacuum pump R while the case 100 is fixed to the test object T or the support T1, a vacuum pressure is formed in the exposure chamber C. As the case 100 is vacuum-compressed to the test object (T) or the support (T1) at the same time nanoparticles are continuously introduced into the exposure chamber (C) through the particle injection tube (140). Therefore, since the inner space of the exposure chamber C is sealed to be blocked from the outside by the vacuum compression of the case 100, the nanoparticles continuously supplied to the exposure chamber C are stably provided to the exposure chamber C without external leakage. Supplied. At this time, it is preferable that a separate rubber packing 150 that can be crimped as shown in FIG. 2 is coupled to one open end of the case 100, and the vacuum pressing process of the case 100 is performed more smoothly. Could be.

이와 같이 본 발명에 따른 나노 입자 노출 장치는 케이스(100) 내부에서 나노 입자에 대한 외부 누출이 발생하지 않기 때문에, 노출 챔버(C)에 공급되어 시험 대상체(T)에 노출되는 나노 입자에 대한 유동량 조건을 상대적으로 정확하게 조절할 수 있고, 이에 따라 나노 입자의 다양한 유동량 조건에서 시험 대상체(T)에 미치는 영향을 더욱 정확하게 측정할 수 있어 나노 입자에 대한 독성 평가 시험의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, the nanoparticle exposure apparatus according to the present invention does not generate external leakage to the nanoparticles in the case 100, and therefore, the flow amount of the nanoparticles that are supplied to the exposure chamber C and exposed to the test object T is exposed. The conditions can be controlled relatively precisely, and thus, the effect on the test subject T under various flow rate conditions of the nanoparticles can be more accurately measured, thereby improving the reliability of the toxicity evaluation test for the nanoparticles.

특히, 전술한 바와 같이 입자 주입관(140)이 케이스(100)의 개방된 일면을 향하도록 노출 챔버(C)에 돌출되게 배치되기 때문에, 노출 챔버(C)로 주입되는 나노 입자가 외부 유실 없이 더욱 집중적으로 시험 대상체(T)에 노출되며, 이에 따라 나노 입자의 시험 대상체(T)에 미치는 영향을 더욱 정확하게 측정할 수 있다. 즉, 입자 주입관(140)을 통해 노출 챔버(C)에 주입되는 나노 입자는 도 2에 도시된 바와 같이 입자 주입관(140)의 확관부(142)를 통해 케이스(100)의 개방된 일면에 노출되는 시험 대상체(T)에 더욱 균일하게 집중되어 시험 대상체(T)에 충분히 노출된 상태를 유지하게 된다. 이후, 나노 입자는 시험 대상체(T)의 표피에 접촉한 상태에서 일부가 흡입 배출 포트(120)를 통해 노출 챔버(C)로부터 외부로 배출되거나 또는 시험 대상체(T)의 표피에 박힌 상태로 유지될 수도 있다. In particular, as described above, since the particle injection tube 140 is disposed to protrude into the exposure chamber C so as to face an open one surface of the case 100, the nanoparticles injected into the exposure chamber C may not be lost. More concentrated exposure to the test subject (T), it is possible to more accurately measure the effect of the nanoparticles on the test subject (T). That is, nanoparticles injected into the exposure chamber (C) through the particle injection tube 140 is an open surface of the case 100 through the expansion portion 142 of the particle injection tube 140 as shown in FIG. The test object T is more uniformly concentrated on the test subject T exposed to the test subject T, thereby maintaining a sufficient exposure to the test subject T. Thereafter, the nanoparticles are partially discharged from the exposure chamber C to the outside through the intake discharge port 120 while being in contact with the epidermis of the test subject T, or remain embedded in the epidermis of the test subject T. May be

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치는 입자 주입관(140)을 통해 대부분의 나노 입자가 시험 대상체(T)에 접촉하거나 박히는 등의 방식으로 시험 대상체(T)에 영향을 미치도록 구성되며, 노출 챔버(C)로 유입된 나노 입자가 시험 대상체(T)에 영향을 미치지 않고 곧바로 흡입 배출 포트(120)로 배출되는 것을 최소화할 수 있도록 구성된다.
As described above, the nanoparticle exposure apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention affects the test object T in such a manner that most of the nanoparticles come into contact with or become stuck through the particle injection tube 140. It is configured to minimize the discharge of the nanoparticles introduced into the exposure chamber (C) to the suction discharge port 120 directly without affecting the test object (T).

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 노출 챔버에 주입되는 나노 입자의 흐름을 실험적으로 분석하여 도시한 도면이다.3 and 4 are diagrams for experimentally analyzing the flow of nanoparticles injected into the exposure chamber of the nanoparticle exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에는 입자 주입관(140)의 직관부(141) 내경이 4 mm인 상태에서 에어로졸 상태의 나노 입자 흐름을 분석하여 도식화한 상태가 도시되고, 도 4에는 입자 주입관(140)의 직관부(141) 내경이 2 mm인 상태에서 에어로졸 상태의 나노 입자 흐름을 분석하여 도식화한 상태가 도시된다.3 illustrates a state in which the nanoparticle flow in the aerosol state is plotted in the state where the inner diameter of the straight tube portion 141 of the particle injection tube 140 is 4 mm, and FIG. 4 illustrates the straight tube portion of the particle injection tube 140. (141) Shown is a state depicted by analyzing the flow of nanoparticles in an aerosol state with an internal diameter of 2 mm.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 나노 입자의 흐름은 입자 주입관(140)의 직관부(141)로부터 확관부(142)를 통해 더욱 확산되며 케이스(100)의 개방된 일면에 집중되는 양상을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이 직관부(141) 내경이 2 mm로 더 작아진 상태에서 나노 입자의 유속이 증가하여 케이스(100)의 개방된 일면에 더욱 집중되는 것을 알 수 있다. 특히, 입자 주입관(140)으로부터 노출 챔버(C)로 주입되는 나노 입자는 확관부(142)에 의해 케이스(100)의 개방된 일면의 전체 영역에 상대적으로 균등하게 분포되며, 개방된 일면의 가장자리 부분에서는 와류 흐름이 형성되며 다시 개방된 일면으로 나노 입자가 더욱 집중됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the flow of the nanoparticles is further diffused from the straight pipe portion 141 of the particle injection tube 140 through the expansion tube 142 and is concentrated on an open surface of the case 100. Indicates. As shown in FIG. 4, it can be seen that the flow rate of the nanoparticles increases in the state in which the inner diameter of the straight pipe portion 141 is smaller as 2 mm, thereby being more concentrated on the open side of the case 100. In particular, the nanoparticles injected from the particle injection tube 140 into the exposure chamber (C) are distributed relatively evenly over the entire area of the open side of the case 100 by the expansion tube 142, and of the open side At the edges, a vortex flow is formed and the nanoparticles are more concentrated on the open side.

이와 같이 입자 주입관(140)을 통해 노출 챔버(C)로 주입되는 나노 입자의 흐름은 케이스(100)의 개방된 일면에 집중되고, 이에 따라 케이스(100)의 개방된 일면에 접촉되는 시험 대상체(T)에 집중되기 때문에, 전술한 바와 같이 더욱 정확한 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 인비트로 방식으로 수행할 수 있다.
As described above, the flow of the nanoparticles injected into the exposure chamber C through the particle injection tube 140 is concentrated on the open side of the case 100, and thus the test object is in contact with the open side of the case 100. Because of its focus on (T), the toxicity assessment test for more accurate nanoparticles can be performed in vitro, as described above.

도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 나노 입자 노출 장치의 내부 구조 및 입자 주입관의 돌출 높이 변경 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating an internal structure of a nanoparticle exposure apparatus and a protruding height change state of a particle injection tube according to another exemplary embodiment.

도 5에 도시된 바와 같이 노출 챔버(C)에 돌출 배치되는 입자 주입관(140)의 돌출 높이가 조절될 수 있도록 입자 주입관(140)이 결합되는 연결 블록(130)은 블록 결합부(102)에 상하 직선 이동 가능하게 결합된다. 즉, 연결 블록(130)이 블록 결합부(102)에 상하 직선 이동 가능하게 결합됨으로써, 연결 블록(130)에 결합된 입자 주입관(140)의 노출 챔버(C)에 대한 돌출 높이가 일체로 조절되도록 구성될 수 있다. 물론, 이 경우 입자 주입관(140)의 돌출 높이 조절을 위해서는 단순히 연결 블록(130)과 입자 주입관(140)의 결합 상태를 조절하는 방식으로도 가능하지만, 연결 블록(130)을 케이스(100)로부터 분리하지 않고 연결 블록(130)과 케이스(100)의 결합 상태를 조절하는 방식으로 입자 주입관(140)의 돌출 높이를 조절하는 것이 더욱 용이하다 할 것이다.As shown in FIG. 5, the connection block 130 to which the particle injection tube 140 is coupled may have a block coupling portion 102 so that the protrusion height of the particle injection tube 140 protrudingly disposed in the exposure chamber C may be adjusted. ) Is coupled to move up and down linearly. That is, the connection block 130 is coupled to the block coupling portion 102 so as to be movable up and down linearly, so that the protrusion height of the particle injection tube 140 coupled to the connection block 130 with respect to the exposure chamber C is integrally formed. It can be configured to be adjusted. Of course, in this case, it is also possible to simply adjust the coupling state of the connection block 130 and the particle injection tube 140 in order to adjust the height of the protrusion of the particle injection tube 140, the connection block 130 in the case 100 It will be easier to adjust the protrusion height of the particle injection tube 140 in a manner to adjust the coupling state of the connection block 130 and the case 100 without separating from).

이를 위해 블록 결합부(102)의 내측면에는 요철부(103)가 형성되고, 연결 블록(130)의 하단 외주면에는 요철부(103)에 맞물림될 수 있는 가이드 돌기(133)가 형성될 수 있다. 따라서, 연결 블록(130)은 가이드 돌기(133)가 요철부(103)에 맞물림되며 단계적으로 상하 이동할 수 있도록 구성될 수 있고, 이에 따라 입자 주입관(140)의 돌출 높이는 도 5에 도시된 바와 같이 예를 들면 L1 및 L2로 조절될 수 있다. 이러한 입자 주입관(140)의 돌출 높이 조절 구성은 이외에도 다양한 방식으로 변경 가능하며, 예를 들면, 연결 블록(130)의 외주면과 블록 결합부(102)의 내주면에 서로 대응되는 나사산이 형성되어 상호 나사 결합되도록 하는 방식으로 구성될 수도 있다.To this end, an uneven portion 103 may be formed on an inner surface of the block coupling portion 102, and a guide protrusion 133 may be formed on an outer circumferential surface of the bottom of the connection block 130 to be engaged with the uneven portion 103. . Therefore, the connection block 130 may be configured such that the guide protrusion 133 is engaged with the concave-convex portion 103 and can be moved up and down step by step, so that the protrusion height of the particle injection tube 140 is shown in FIG. 5. As well as for example L1 and L2. The protruding height adjustment configuration of the particle injection tube 140 can be changed in various ways. For example, threads corresponding to each other are formed on the outer circumferential surface of the connection block 130 and the inner circumferential surface of the block coupling portion 102 to each other. It may also be configured in such a way as to be screwed.

이와 같이 입자 주입관(140)의 돌출 높이가 조절되면, 시험 대상체(T)에 노출되는 나노 입자의 흐름이 변경될 수 있는데, 즉, 입자 주입관(140)의 돌출 높이가 증가하여 시험 대상체(T)에 더 근접하게 되면, 나노 입자의 흐름은 더욱 강도 높은 상태로 시험 대상체(T)에 노출될 수 있으며, 이에 따라 더욱 다양한 조건에서 나노 입자에 대한 독성 평가 시험을 수행할 수 있다.As such, when the protrusion height of the particle injection tube 140 is adjusted, the flow of nanoparticles exposed to the test object T may be changed, that is, the protrusion height of the particle injection tube 140 is increased to increase the test object ( As it is closer to T), the flow of nanoparticles can be exposed to the test subject T in a more intense state, and thus, a toxicity evaluation test for nanoparticles can be performed under more various conditions.

한편, 입자 주입관(140)은 도 2에 도시된 바와 같이 입구 및 출구 양단이 완전 개방된 파이프 형태로 형성될 수도 있지만, 도 5에 도시된 바와 같이 일단이 폐쇄된 상태에서 다수개의 입자 유동홀(143)이 형성된 방식으로 형성될 수도 있다. 즉, 연결 블록(130)의 주입 유로(131)에 결합되는 입자 주입관(140)의 입구는 완전 개방된 형태로 형성되고, 케이스(100)의 개방된 일면을 향하며 노출 챔버(C)에 노출되는 입자 주입관(140)의 출구는 폐쇄된 상태에서 다수개의 입자 유동홀(143)이 형성된 형태로 구성될 수 있다.On the other hand, although the particle injection tube 140 may be formed in the form of a pipe in which both ends of the inlet and the outlet are completely open as shown in FIG. 2, a plurality of particle flow holes in one end is closed as shown in FIG. 5. 143 may be formed in a formed manner. That is, the inlet of the particle injection tube 140 coupled to the injection flow path 131 of the connection block 130 is formed in a fully open shape, facing the open one surface of the case 100 and exposed to the exposure chamber (C) The outlet of the particle injection tube 140 to be closed may be configured in a form in which a plurality of particle flow holes 143 are formed.

이러한 구조에 따라 입자 주입관(140)을 통해 케이스(100)의 개방된 일면을 향해 유동하는 나노 입자의 흐름은 다수개의 입자 유동홀(143)을 통해 더욱 넓은 영역으로 확산될 수 있으며, 이에 따라 케이스(100)의 개방된 일면에 배치되는 시험 대상체(T)의 더욱 넓은 영역에 더욱 균일하게 나노 입자를 노출시킬 수 있어 더욱 정확한 나노 입자에 대한 독성 평가 시험이 가능하다.
According to this structure, the flow of nanoparticles flowing toward the open one surface of the case 100 through the particle injection tube 140 may be diffused to a wider area through the plurality of particle flow holes 143. Since the nanoparticles may be more uniformly exposed to a wider area of the test object T disposed on the open side of the case 100, a more accurate toxicity evaluation test for the nanoparticles is possible.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 케이스 110: 입자 주입 포트
120: 흡입 배출 포트 130: 연결 블록
140: 입자 주입관 150: 러버 패킹
160: 고정띠100: case 110: particle injection port
120: suction discharge port 130: connection block
140: particle injection tube 150: rubber packing
160: fixing band

Claims (9)

나노 입자의 독성 평가 시험을 위해 시험 대상체에 나노 입자를 노출시키는 나노 입자 노출 장치에 있어서,
내부 공간에 노출 챔버가 형성되고 상기 노출 챔버가 외부와 연통되도록 일면이 개방되며, 개방된 일면을 통해 시험 대상체가 상기 노출 챔버에 노출되도록 시험 대상체 또는 시험 대상체가 안착되는 지지대와 접촉하는 케이스;
별도의 입자 발생기를 통해 발생된 나노 입자를 상기 노출 챔버에 주입할 수 있도록 상기 노출 챔버와 연통되게 상기 케이스에 결합되는 입자 주입 포트; 및
별도의 진공 펌프를 통해 상기 노출 챔버 공간을 흡입할 수 있도록 상기 노출 챔버와 연통되게 상기 케이스에 결합되는 흡입 배출 포트
를 포함하고, 상기 진공 펌프를 통해 상기 노출 챔버에 진공 압력을 형성함에 따라 상기 케이스는 상기 노출 챔버가 밀폐되도록 시험 대상체 또는 상기 지지대에 진공 압착됨과 동시에 상기 노출 챔버에는 상기 입자 주입 포트를 통해 연속적으로 나노 입자가 주입되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
A nanoparticle exposure apparatus for exposing nanoparticles to a test subject for toxicity test of nanoparticles,
A case in which an exposure chamber is formed in an inner space and one surface of the exposure chamber is open to communicate with the outside, and the test object or the support on which the test object is seated is exposed so that the test object is exposed to the exposure chamber through the open surface;
A particle injection port coupled to the case in communication with the exposure chamber to inject nanoparticles generated through a separate particle generator into the exposure chamber; And
Suction discharge port coupled to the case in communication with the exposure chamber to suck the exposure chamber space through a separate vacuum pump
And the case is vacuum-compressed to the test object or the support such that the exposure chamber is sealed by forming a vacuum pressure in the exposure chamber through the vacuum pump, and at the same time the exposure chamber continuously through the particle injection port. Nanoparticle exposure apparatus, characterized in that the nanoparticles are injected.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스의 일측에는 내부에 상기 노출 챔버와 연통되는 주입 유로와 배출 유로가 각각 독립적으로 관통 형성된 연결 블록이 밀봉 결합되고, 상기 입자 주입 포트는 상기 주입 유로의 일단에 연통 결합되고, 상기 흡입 배출 포트는 상기 배출 유로의 일단에 연통 결합되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
The method of claim 1,
One side of the case is sealingly coupled to the connection block formed in each of the injection passage and the discharge passage communicating with the exposure chamber therein, the particle injection port is in communication with one end of the injection passage, the suction discharge port The nanoparticle exposure apparatus, characterized in that coupled to one end of the discharge passage.
제 2 항에 있어서,
상기 주입 유로의 타단에는 나노 입자가 상기 노출 챔버로 유동할 수 있도록 별도의 입자 주입관이 연통 결합되고, 상기 입자 주입관은 상기 케이스의 개방된 일면을 향해 상기 노출 챔버에 돌출되게 배치되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
The method of claim 2,
A separate particle injection tube is communicatively coupled to the other end of the injection passage so that nanoparticles can flow into the exposure chamber, and the particle injection tube is disposed to protrude into the exposure chamber toward an open surface of the case. Nanoparticle exposure device.
제 3 항에 있어서,
상기 입자 주입관은
상기 연결 블록의 주입 유로에 결합되며 상기 케이스의 개방된 일면을 향해 동일한 직경으로 직선 배치되는 직관부; 및
상기 직관부의 일단에 연장 형성되며 상기 케이스의 개방된 일면에 근접할수록 직경이 확장되는 확관부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
The method of claim 3, wherein
The particle injection tube
A straight pipe portion coupled to the injection channel of the connection block and straightly disposed at the same diameter toward an open surface of the case; And
An extension part is formed at one end of the straight pipe part and the diameter of the pipe part is expanded as it is closer to an open surface of the case.
Nanoparticle exposure apparatus comprising a.
제 3 항에 있어서,
상기 연결 블록의 주입 유로에 결합되는 상기 입자 주입관의 입구는 완전 개방된 형태로 형성되고, 상기 케이스의 개방된 일면을 향하는 상기 입자 주입관의 출구는 입자 유동홀이 다수개 형성된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
The method of claim 3, wherein
The inlet of the particle injection tube coupled to the injection passage of the connection block is formed in a completely open form, the outlet of the particle injection tube facing the open one side of the case is formed in the form of a plurality of particle flow holes formed Nanoparticle exposure apparatus, characterized in that.
제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스에는 상기 입자 주입관이 중앙부를 관통하여 배치되도록 흡입 유동홀이 관통 형성되고, 상기 흡입 유동홀의 가장자리 외측에는 상기 연결 블록이 밀봉 결합될 수 있도록 별도의 블록 결합부가 상기 케이스의 외주면에 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
6. The method according to any one of claims 3 to 5,
The case has a suction flow hole formed therethrough so that the particle injection tube is disposed through the center portion, and a separate block coupling portion protrudes from the outer circumferential surface of the case so that the connection block can be sealedly coupled to the outer side of the suction flow hole. Nanoparticle exposure device, characterized in that.
제 6 항에 있어서,
상기 연결 블록은 상기 입자 주입관의 상기 노출 챔버에 대한 돌출 높이가 조절될 수 있도록 상기 블록 결합부에 직선 이동 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
The method according to claim 6,
The connecting block is nanoparticle exposure apparatus, characterized in that coupled to the block coupling portion linearly movable so that the protrusion height of the exposure chamber of the particle injection tube can be adjusted.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스의 개방된 일면 끝단에는 압착 가능한 별도의 러버 패킹이 결합되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The nanoparticle exposure apparatus, characterized in that a separate rubber packing is coupled to the open end of the case.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스에는 상기 케이스가 시험 대상체 또는 상기 지지대와 접촉한 상태로 고정될 수 있도록 별도의 고정띠가 장착되는 것을 특징으로 하는 나노 입자 노출 장치.

6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The case is a nano-particle exposure apparatus, characterized in that a separate fixing band is mounted so that the case can be fixed in contact with the test object or the support.

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