KR101366786B1 - 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법 - Google Patents

물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101366786B1
KR101366786B1 KR1020130054218A KR20130054218A KR101366786B1 KR 101366786 B1 KR101366786 B1 KR 101366786B1 KR 1020130054218 A KR1020130054218 A KR 1020130054218A KR 20130054218 A KR20130054218 A KR 20130054218A KR 101366786 B1 KR101366786 B1 KR 101366786B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
sample
test
water
toxicity
Prior art date
Application number
KR1020130054218A
Other languages
English (en)
Inventor
김미아
문병렬
신인호
박병선
김주형
윤재성
현문식
Original Assignee
주식회사 코비
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 주식회사 코비 filed Critical 주식회사 코비
Priority to KR1020130054218A priority Critical patent/KR101366786B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101366786B1 publication Critical patent/KR101366786B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G01N33/186—Water using one or more living organisms, e.g. a fish
    • G01N33/1866—Water using one or more living organisms, e.g. a fish using microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • 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
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N2035/00346—Heating or cooling arrangements
    • G01N2035/00356—Holding samples at elevated temperature (incubation)

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되며 측정하고자 하는 시료를 보관하는 시료 보관부; 상기 시료를 희석하는 희석수를 보관하는 희석수 보관부; 상기 시료 보관부로부터 상기 시료가 공급되고 상기 희석수 보관부로부터 상기 희석수가 공급되어 상기 시료와 희석수를 혼합하는 믹서; 상기 믹서로부터 상기 시료와 희석수의 희석 비율이 달리 조절된 상기 시료를 각각의 시험용기로 분주하는 자동 분주부; 상기 시험용기에 투입된 물벼룩의 활동을 촬영하는 광학 측정부; 상기 시험용기에 진동을 가하는 진동부; 상기 자동 분주부와 광학 측정부의 이동을 안내하는 이송부; 상기 이송부의 이동 경로와 상기 자동 분주부로 공급되는 시료의 혼합비를 설정하는 제어부; 및 상기 광학 측정부로부터 전달된 촬영 영상을 통해 상기 시료의 독성을 평가하는 분석부가 포함되는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법을 제공한다.

Description

물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법{DAPHNIA TOXICITY TEST APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 독성 시험 자동화 평가방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물벼룩을 이용하여 빠른 시간안에 독성을 감지하고 평가할 수 있는 자동화된 독성 시험 장치 및 그를 이용한 평가방법에 관한 것이다.
인구증가와 산업발전이 가속화됨에 따라 수질환경이 급속도로 열악해지고 있는 환경에서 수질 오염에 대한 조사와 감시는 중요하다. 일예로, 오염된 수계 지역의 물을 사람이 식수로 사용하는 경우, 유해한 화학물질은 인체에 지속적으로 누적되어 다양한 질병을 유발시키는 등 사람의 건강에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 수질 오염에 대한 지속적인 감시가 필요하다.
이와 관련된 수질 오염 감시는 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD) 등의 소수의 특정 이화학적 수질 항목에 대해 수질 오염 평가가 실시되고 있으나, 이화학적 수질 평가는 모든 화학물질에 대한 독성 검출이 불가능하므로, 수계로 방류 가능한 수질의 기준치를 세우기에 어려움이 있다.
다시 말해서, 기업에서는 새로운 다양한 화학물질을 생산하고 있고, 이렇게 생산된 화학물질 중 일부는 직접적 또는 간접적으로 수생태계를 구성하는 생물들과 수자원을 이용하는 사람들에게 유해한 독성물질로 작용할 수 있으나, 이화학적 수질 평가로는 이러한 신종 화학물질들을 모두 감지하지 못하는 문제가 있다.
이에 따라, 독성 물질에 대해 민감한 반응을 보이는 물벼룩을 이용하여 수질의 독성 여부를 파악하고 있으며, 이러한 물벼룩을 이용한 독성측정 방법은 측정 시료를 물벼룩과 일정 시간 동안 접촉시킨 상태에서 물벼룩의 사멸 여부에 따라 측정 시료의 독성을 평가하게 된다.
그러나, 물벼룩을 이용한 독성 측정 방법은 작업자가 일일이 시료와 희석수를 혼합한 후 물벼룩을 넣고, 일정 시간이 지난 후 육안으로 물벼룩의 움직임을 관찰해야되는 등 작업 과정이 복잡하고, 작업자의 숙련도에 따라 시료의 독성 측정 결과값이 달라지는 문제가 있다. 즉, 작업자가 독성 측정과 관련된 전 과정에 대해 직접적으로 관리하고 측정해야되기 때문에 작업자에 따라 실험 결과값이 달라지는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는, 독성 평가 시험의 작업을 자동화하여 실험 결과값의 오차를 줄이도록 이루어진 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 하우징; 상기 하우징의 내측에 구비되며 측정하고자 하는 시료를 보관하는 시료 보관부; 상기 시료를 희석하는 희석수를 보관하는 희석수 보관부; 상기 시료 보관부로부터 상기 시료가 공급되고 상기 희석수 보관부로부터 상기 희석수가 공급되어 상기 시료와 희석수를 혼합하는 믹서; 상기 믹서로부터 상기 시료와 희석수의 희석 비율이 달리 조절된 상기 시료를 각각의 시험용기로 분주하는 자동 분주부; 상기 시험용기에 투입된 물벼룩의 활동을 촬영하는 광학 측정부; 상기 시험용기에 진동을 가하는 진동부; 상기 자동 분주부와 광학 측정부의 이동을 안내하는 이송부; 및 상기 광학 측정부로부터 전달된 촬영 영상을 통해 상기 시료의 독성을 평가하는 분석부가 포함되는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 이송부는, 상기 하우징에 고정되는 베이스바; 상기 베이스바를 따라 가로 방향으로 이동되는 X축 이동바; 상기 X축 이동바를 기준으로 세로 방향으로 이동되는 Y축 이동바; 및 상기 Y축 이동바를 기준으로 상하 방향으로 이동되는 Z축 이동바가 포함되며, 상기 Z축 이동바에는 자동 분주부와 광학 측정부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 하우징 내부의 명암을 조절하는 조명부; 및 상기 하우징의 내부 온도를 조절하는 항온부가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 각각의 상기 시험용기가 위치된 좌표로 상기 자동 분주부와 광학 측정부를 이동시키는 상기 이송부의 설정과 상기 자동 분주부로 공급되는 상기 시료의 희석비를 설정하는 제어부가 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명은 제어부는 시험용기가 위치되는 좌표 설정에 맞게 이송부의 이동 경로를 설정하는 단계; 믹서는 상기 제어부로부터 설정된 시료 보관부로부터 공급되는 시료와 희석수 보관부로부터 공급되는 희석수의 희석 비율을 달리하여 자동 분주부로 공급하는 단계; 상기 자동 분주부는 상기 이송부의 이동에 따라 각각 상기 시험용기로 이동된 후 상기 시료를 각각의 상기 시험용기에 자동적으로 분주하는 단계; 각각의 상기 시험용기에 물벼룩이 투입되는 단계; 항온부는 상기 시험용기를 일정 온도로 유지시키고, 조명부는 하우징 내부의 명암을 조절하는 단계; 광학 측정부는 상기 이송부의 이동에 따라 각각의 상기 시험용기 위치로 이동되며 상기 물벼룩을 촬영하는 단계; 상기 광학 측정부가 상기 시험용기의 상부에 위치된 상태에서 진동부는 상기 시험용기에 진동을 가하는 단계; 상기 시험용기에 진동이 가해진 상태에서 상기 광학 측정부는 진동 자극 후 촬영된 상기 물벼룩 영상을 분석부로 보내는 단계; 및 상기 분석부는 상기 물벼룩 영상을 통해 상기 물벼룩의 독성물질에 대한 영향 여부 파악 및 상기 시료의 독성 값을 산출하는 단계가 포함된 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 평가방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 물벼룩이 상기 시험용기에 투입된 후로부터 24시간이 지난 후에 상기 광학 측정부는 각각의 상기 시험용기로 이동되며 상기 물벼룩을 촬영하고, 상기 조명부는 16:8의 명암주기를 이룰 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 따르면, 독성 시험 자동화 장치는 시료와 희석수의 희석 비율을 달리하여 각각 시험용기로 시료를 공급하는 자동 분주부가 구비되어 정확한 희석 비율에 따른 독성 시험이 이루어질 수 있다.
둘째, 본 발명에 따르면, Z축 이동바에는 자동 분주부와 광학 측정부가 구비되며, 이송부는 X축 이동바, Y축 이동바 및 Z축 이동바의 이동 조절을 통해 각각의 시험용기로 이동되어 자동 분주부는 농도를 달리한 측정 시료를 공급하고, 광학 측정부는 실험 종료후 각각의 시험용기에 투입된 물벼룩을 촬영하게 된다.
즉, 시료의 공급 및 물벼룩의 움직임 측정 과정이 자동화되어 종래의 작업자가 시료의 농도를 조절하고 물벼룩의 움직임을 육안으로 관찰하는 방법에 비해 정확한 독성 측정값을 얻을 수 있으며, 작업 과정이 신속하다.
셋째, 본 발명에 따르면, 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치는 자동 측정 장치로 전문기술이 없는 사용자라도 손쉽게 시료내의 생태독성(TU)값을 파악할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이송부를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베이스바와 X축 이동바의 결합 상태를 보여주는 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분석부가 광학 측정부로부터 촬영된 물벼룩의 활동을 추적하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 평가방법을 보여주는 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치를 보여주는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이송부를 보여주는 개략적인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 베이스바와 X축 이동바의 결합 상태를 보여주는 단면 예시도이다.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치(1000)는 하우징(100), 시료 보관부(200), 희석수 보관부(300), 믹서(400), 자동 분주부(500), 광학 측정부(600), 진동부(700), 이송부(800) 및 분석부(900)를 포함할 수 있다.
하우징(100)은 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치(1000)의 외형을 형성하며 하우징(100)의 내부에 구비된 구성을 보호하게 된다. 이러한 하우징(100)은 물벼룩을 이용한 독성 시험이 이루어질 경우, 외부 환경(온도, 빛 등)의 영향을 차단하여 매 실험마다 동일한 실험 조건 상태를 유지하게 된다.
시료 보관부(200)는 하우징(100)의 하측에 형성된 보관 공간부(110)에 구비되며, 시료 보관부(200)에는 독성 평가를 하고자 하는 지역에서 채취한 시료가 담겨지게 된다. 이러한 시료는 대개 한 지역을 흐르는 지표면의 하천이나 고여 있는 물이 있는 지역의 수계지역에서 채취되며 하수 처리장, 정수장, 착수정, 폐수 처리장 등도 수계지역에 포함될 수 있다.
희석수 보관부(300)는 보관 공간부(110)에 구비되며, 희석수 보관부(300)에는 시료를 희석하기 위한 희석수가 보관된다.
한편, 믹서(400)는 시료 보관부(200)와 희석수 보관부(300)에 각각 연결되며, 시료 보관부(200)로부터 독성을 평가하고자 하는 시료를 공급받고, 희석수 보관부(300)로부터는 희석수를 공급받게 된다. 즉, 믹서(400)는 시료 보관부(200)와 희석수 보관부(300)로부터 공급되는 시료와 희석수를 다양한 혼합비로 혼합한 후 공급로(410)를 통해 자동 분주부(500)로 공급하게 된다.
믹서(400)에서 혼합되는 시료와 희석수의 비를 구체적으로 살펴보면, 시료 50%와 희석수 50%로 혼합되는 제2 시료, 시료 25%와 희석수 75%로 혼합되는 제3 시료, 시료 12.5%와 희석수 87.5%로 혼합되는 제4 시료 및 시료 6.25%와 희석수 93.75%로 혼합되는 제5 시료로, 믹서(400)는 시료에 상기 희석수를 혼합하여 시료를 희석시킨 상태에서 희석된 시료를 자동 분주부(500)로 공급하게 된다.
또한, 믹서(400)는 시료에 희석수가 혼합되지 않은 시료 100%로 이루어진 제1 시료와 희석수 100%로 이루어진 제6 시료도 자동 분주부(500)로 공급하게 된다.
이와 같이, 제1 시료 내지 제6 시료에 물벼룩을 투입한 후 물벼룩이 반수 영향을 받는 EC50(반수영향농도 : Effective Concentration of 50 %) 농도를 산출하여 물벼룩을 이용한 TU(Toxic unit) 값을 산출하게 된다. 이때, 상술된 실험에서 물벼룩의 반수영향을 파악하기 힘들 경우에는, 작업자는 시료와 희석수의 혼합 농도비를 상술된 혼합비에 한정되지 않지 않고 다양한 혼합비로 설정할 수 있음은 물론이다.
믹서(400)로부터 제공되는 제1 시료 내지 제6 시료는 자동 분주부(500)로 공급되며, 이송부(800)는 각각의 시험용기(10)의 상측으로 자동 분주부(500)를 이동시키게 된다. 즉, 이송부(800)는 각각의 시험용기(10)가 위치된 좌표로 자동 분주부(500)를 이동시켜 해당 시험용기(10)에 담길 시료를 선택적으로 분주하게 된다.
예로, 6행 4열로 시험용기(10)가 구비된 경우, 자동 분주부(500)는 1행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제6 시료를 분주하고, 2행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제5 시료를 분주하며, 3행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제4 시료를 분주하고, 4행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제3 시료를 분주하며, 5행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제2 시료를 분주하고, 6행 1열에 위치되는 시험용기(10)에 제1 시료를 분주할 수 있다.
다음으로, 다음 행에 구비되는 시험용기(10)에는 각 열에 따라 제1 시료 내지 제6 시료를 분주하여 총 24개의 시험용기(10)에는 제1 시료 내지 제6 시료가 각각 4개씩 담겨질 수 있다. 즉, 정확한 시료의 독성 값을 얻기 위해 동일한 4개의 반복군에 대해 실험이 이루어진다.
이러한 시험용기(10)의 개수는 실험 대상에 따라 작업자가 선택적으로 조정할 수 있음은 물론이다. 이때, 작업자는 제어부(C)를 통해 이송부(800) 및 믹서(400)의 설정값을 조정할 수 있다. 즉, 작업자는 제어부(C)를 통해 시험용기(10)가 위치되는 좌표의 개수, 위치를 조정할 수도 있고, 그에 따른 이송부(800)의 이동 경로를 설정할 수 있음은 물론이다. 따라서, 이송부(800)는 1행 1열로부터 6행 1열로 이동될 수도 있고, 1행 1열로부터 4행 1열로 이동될 수도 있는 등 작업자가 설정한 설정값을 따라 이송부(800)는 이동하게 된다. 이때, 각각의 시험용기(10)로 공급되는 시료와 희석수의 혼합비도 선택적으로 조정할 수 있음은 물론이다.
예로, 6행 5열로 시험용기(10)를 구비할 경우, 작업자는 제어부(C)를 조정하여 상술된 시험용기(10)보다 1열이 추가된 시험용기(10)에 대해 이송부(800)가 이동되도록 조정할 수 있고, 제1 시료 내지 제6 시료 이외의 혼합비를 갖는 시료를 시험용기(10)에 투입되도록 조정할 수도 있다.
제어부(C)는 각각의 시험용기(10)로 공급되는 시료의 혼합비 등에 관한 정보를 분석부(900)로 제공하게 되고, 분석부(900)는 제어부(C)로부터 제공된 정보를 바탕으로 실험 결과값을 산출하게 된다. 이러한 제어부(C)는 하우징(100)의 외부에 설치될 수도 있고, 별도의 장치로 구비될 수도 있음은 물론이다.
여기서, 각각의 시험용기(10)가 위치된 좌표로 자동 분주부(500)를 이동시키는 이송부(800)는 베이스바(810), X축 이동바(820), Y축 이동바(830) 및 Z축 이동바(840)를 포함할 수 있다.
베이스바(810)는 하우징(100)에 고정된 구성으로, 이송부(800)를 안정적으로 지지하게 된다.
X축 이동바(820)는 베이스바(810)와 결합되며, 베이스바(810)를 따라 가로 방향으로 이동될 수 있다. 일예로, X축 이동바(820)의 내부에는 모터(821)와 결합된 구동기어(822)가 구비되고, 베이스바(810)의 내부에는 구동기어(822)와 맞물리는 랙(811, rack)이 베이스바(810)의 길이 방향을 따라 고정 설치되어, 구동기어(822)의 회전에 따라 X축 이동바(820)는 베이스바(810)를 기준으로 가로방향으로 직선 이동될 수 있다. 이때, 모터(821)는 정회전과 역회전이 가능하도록 이루어진다.
이와 달리, 베이스바(810)의 내부의 일단부에는 모터(미도시)와 결합된 구동기어(미도시)가 구비되고, 타단부에는 종동기어(미도시)가 구비되며, 구동기어(미도시)와 종동기어(미도시)는 벨트 또는 체인으로 연결된 상태에서 X축 이동바(820)의 어느 일측부가 벨트 또는 체인에 고정 설치되어 구동기어의 작동에 따라 X축 이동바(820)가 베이스바(810)를 따라 가로 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 X축 이동바(820)와 베이스바(810)의 결합구조는 어느 하나의 결합구조에 한정되지 않고 다양한 결합구조로 적용될 수 있으며, X축 이동바(820)는 베이스바(810)를 따라 가로 방향으로 이동될 수 있다.
이와 같은 결합 방식은 X축 이동바(820)와 Y축 이동바(830)에도 적용되어 Y축 이동바(830)는 X축 이동바(820)를 기준으로 세로 방향으로 이동될 수 있다. 또한, Y축 이동바(830)와 Z축 이동바(840)에도 상술된 결합 방식이 적용되어 Z축 이동바(840)는 Y축 이동바(830)를 기준으로 상하 방향으로 이동될 수 있음은 물론이다. 이러한 Y축 이동바(830) 및 Z축 이동바(840)의 구체적인 결합 구조는 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면 이송부(800)가 이동되는 가로방향, 세로방향, 상하방향은 3차원을 기준으로 X축 방향을 가로방향이라하고, Y축 방향을 세로방향이라하며, Z축 방향을 상하방향이라 한다.
즉, 이송부(800)는 시험용기(10)를 기준으로, X축 이동바(820)는 가로 방향으로 이동되고, Y축 이동바(830)는 세로 방향으로 이동되며, Z축 이동바(840)는 상하 방향으로 이동될 수 있다. 따라서, Z축 이동바(840)에 구비된 자동 분주부(500)와 광학 측정부(600)는 각각의 시험용기(10)로 이동되어 시료를 시험용기(10)에 분주할 수도 있고, 시험용기(10)에 투입된 물벼룩의 활동을 촬영할 수도 있다.
이때, 광학 측정부(600)는 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 등의 영상을 투사하여 디지털 방식으로 저장할 수 있는 광학 카메라 장비로 이루어져 물벼룩을 움직임을 관찰하게 된다.
광학 측정부(600)로부터 촬영된 영상은 분석부(900)로 전송되어, 분석부(900)는 물벼룩의 생존 여부를 파악하고 시료의 독성을 평가하게 된다. 이때, 광학 측정부(600)로부터 분석부(900)로 전송되는 영상은 유선의 연결선(610)을 통해 전달될 수도 있고 무선의 형태로 전송될 수도 있음은 물론이다.
한편, 덮개부(120)는 하우징(100)의 상부에 구비되어, 하우징(100)의 상부를 선택적으로 개폐하게 된다. 이러한 덮개부(120)에는 하우징(100) 내부의 명암을 조절하는 조명부(130)가 구비되며, 조명부(130)는 제어부(C)에서 설정한 시간 설정에 따라 하우징(100) 내부의 명암 주기를 조절하게 된다. 예로, 24시간을 기준으로 물벼룩에 대한 독성 평가가 이루어지는 경우, 조명부(130)는 하우징(100) 내부의 명암 주기 비율을 16:8 로 유지하게 된다. 즉, 하우징(100)의 내부가 밝은 상태를 유지하는 시간은 16시간이 되고, 하우징(100)의 내부가 어두운 상태를 유지하는 시간은 8시간이 될 수 있다. 이때, 조명부(130)는 500 ~ 1,000 Lux 의 광량으로 하우징(100) 내부를 밝히게 된다.
그리고 하우징(100)의 내부에는 항온부(140)가 구비되어 하우징(100)의 내부 온도를 일정 온도로 유지하게 된다. 이때 항온부(140)는 하우징(100)의 내부 온도를 20±2℃ 의 온도 범위로 유지시키게 된다.
한편, 진동부(700)는 시험용기(10)의 하부에 구비되며 시험용기(10)의 진동을 가하게 된다. 이러한 진동부(700)는 시료의 독성 평가가 이루어지는 24시간이 지난 후 시험용기(10)에 진동을 가하여 시험용기(10)에 투입된 물벼룩 중 독성물질에 영향을 받지 않은 물벼룩을 자극시키게 된다.
분석부(900)는 광학 측정부(600)로부터 전송된 영상을 통해 물벼룩의 독성물질에 대한 영향 여부를 파악하고, 그에 따른 생태독성 값을 산출하게 된다. 즉, 물벼룩이 반수 영향을 받는 EC50(반수영향농도 : Effective Concentration of 50 %) 농도를 산출하여 물벼룩 TU 값을 산출하게 된다.
구체적으로, 분석부(900)는 { 생태독성(TU)값 = 100/EC50 }의 계산식에 의해 생태독성(TU)값이 산출된다. 여기서, EC50(Effective Concentration 50)의 값은 물벼룩이 반수 영향을 받는 시료의 농도 값이 된다. 예로, 시료 50%와 희석수 50%로 혼합되는 제2 시료에서 물벼룩의 반수 영향을 받은 경우라면, 시료의 농도 값이 50% 이므로, EC50 = 50% 가 된다. 따라서, 분석부(900)는 생태독성(TU)값 = 100/50 으로 계산하여 생태독성(TU) = 2 를 자동적으로 구하게 된다.
즉, 분석부(900)는 각각의 시험용기(10)에 투입되는 시료 농도 자료를 기반으로 광학 측정부(600)로부터 제공되는 영상으로부터 물벼룩의 독성물질에 대한 영향 여부를 파악한 후 생태독성(TU) 값을 자동으로 구하게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분석부가 광학 측정부로부터 촬영된 물벼룩의 활동을 추적하는 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 평가방법을 보여주는 순서도이다.
도 4와 도 5를 참고하여 독성 시험 자동화 장치(1000)를 이용한 독성 평가 방법을 살펴보면, 작업자는 제어부(C)를 조작하여 이송부(800) 및 믹서(400)의 설정값을 조정하게 된다. 즉, 작업자는 제어부(C)를 통해 시험용기(10)가 위치되는 좌표의 개수, 위치를 조정할 수도 있고, 그에 따른 이송부(800)의 이동 경로를 설정하며 각각의 시험용기(10)로 공급되는 시료 농도를 설정한다. 이러한 제어부(C)의 설정 자료는 분석부(900)로 전송되어 분석부(900)는 독성 시험의 기초 자료로 사용된다.(S100)
다음으로, 자동 분주부(500)는 제어부(C)에 설정된 값을 기초로 시료 보관부(200)로부터 공급되는 시료와 희석수 보관부(300)로부터 공급되는 희석수의 희석 비율을 달리하며 각각의 시험용기(10)로 이동되며 시료와 희석수를 자동으로 분주하게 된다. 즉, 믹서(400)로부터 제1 시료 내지 제6 시료가 자동 분주부(500)로 공급되어 각각의 시험용기(10)로 제1 시료 내지 제6 시료는 분주된다. 이때, 자동 분주부(500)는 상술된 이송부(800)의 가로, 세로, 상하 방향의 이동을 통해 각각의 시험용기(10)에 제1 시료 내지 제6 시료를 분주하게 된다.(S200, S300)
다음으로, 작업자는 각각의 시험용기(10)에 물벼룩을 투입시킨다. 이때 시험용기(10)로 투입되는 물벼룩 수는 5마리씩 투입될 수 있으며, 투입되는 물벼룩의 수는 5마리에 한정되는 것은 아니다. 즉, 작업자는 각각의 시험용기(10)에 물벼룩이 투입된 상태에서 시료의 독성을 평가하게 된다.(S400)
다음으로, 하우징(100)의 내부에 구비되는 항온부(140)는 하우징(100)의 내부를 일정 온도로 유지하여 시험용기(10)를 일정 온도로 유지시키고, 이때 항온부(140)는 하우징(100)의 내부 온도를 20±2℃ 의 온도 범위로 유지시키게 된다. 그리고, 조명부(130)는 일정 주기로 하우징(100) 내부의 명암을 조절하되, 하우징(100) 내부의 명암 주기 비율을 16:8 로 유지하게 된다.(S500)
다음으로, 시험용기(10)에 물벼룩이 투입된 후로 24시간이 지난 후에 광학 측정부(600)는 이송부(800)의 이동에 따라 각각 시험용기(10)로 이동되며 물벼룩의 활동 상태를 촬영하게 된다.(S600)
다음으로, 광학 측정부(600)가 시험용기(10)의 상부에 위치된 상태에서 진동부(700)는 시험용기(10)에 진동을 가하여 독성물질에 영향을 받지 않은 물벼룩을 자극시켜 물벼룩의 움직임이 발생되도록 한다.(S700)
다음으로, 시험용기(10)에 진동이 가해진 상태에서 광학 측정부(600)는 진동 자극 후 촬영된 물벼룩 영상을 분석부(900)로 보내게 된다. 이때, 광학 측정부(600)는 각각의 시험용기(10)별로 촬영된 영상 데이터를 분석부(900)로 보내게 된다.(S800)
도 4를 참조하면, 분석부(900)는 진동부(700)가 시험용기(10)에 진동을 가한 후 물벼룩의 이동을 추적하게 된다. 즉, 물벼룩이 진동부(700)의 동작 후 이동하면 물벼룩이 독성물질에 영향을 받지 않은 것으로 판단하고, 물벼룩의 움직임이 발견되지 않을 경우에는 물벼룩이 독성물질에 영향을 받은 것으로 판단하게 된다. 예로, 도 4에서는 분석부(900)는 시험용기(10)에 담긴 5마리의 물벼룩 중 3마리는 독성물질에 영향을 받지 않았고, 2마리는 영향을 받은 것으로 판단한다. 즉, 분석부(900)는 각 시험용기(10)별 물벼룩의 독성물질에 대한 영향 여부를 분석하게 된다.
이러한 분석부(900)는 제1 시료 내지 제6 시료 중 물벼룩이 반수 영향을 받는 시료를 파악하고, 그에 따른 { 생태독성(TU)값 = 100/EC50 }의 계산식을 통해 생태독성(TU)값이 산출하게 된다.(S900)
이와 같이, 독성 시험 자동화 장치(1000)를 이용한 독성 평가 방법은 전 과정이 자동화되어 작업자의 숙련도에 따라 실험 결과값이 달라지는 오차범위를 줄일 수 있고, 작업 과정이 신속히 이루어질 수 있다. 또한, 전문기술이 없는 작업자라도 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치를 사용하여 손쉽게 시료내의 생태독성(TU)값을 파악할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 하우징 120: 덮개부
130: 조명부 140: 항온부
200: 시료 보관부 300: 희석수 보관부
400: 믹서 500: 자동 분주부
600: 광학 측정부 700: 진동부
800: 이송부 810: 베이스바
820: X축 이동바 830: Y축 이동바
840: X축 이동바 900: 분석부
1000: 독성 시험 자동화 장치

Claims (6)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내측에 구비되며 측정하고자 하는 시료를 보관하는 시료 보관부;
    상기 시료를 희석하는 희석수를 보관하는 희석수 보관부;
    상기 시료 보관부로부터 상기 시료가 공급되고 상기 희석수 보관부로부터 상기 희석수가 공급되어 상기 시료와 희석수를 혼합하는 믹서;
    상기 믹서로부터 상기 시료와 희석수의 희석 비율이 달리 조절된 상기 시료를 각각의 시험용기로 분주하는 자동 분주부;
    상기 시험용기에 투입된 물벼룩의 활동을 촬영하는 광학 측정부;
    상기 시험용기에 진동을 가하는 진동부;
    상기 자동 분주부와 광학 측정부의 이동을 안내하는 이송부; 및
    상기 광학 측정부로부터 전달된 촬영 영상을 통해 상기 시료의 독성을 평가하는 분석부가 포함되는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이송부는,
    상기 하우징에 고정되는 베이스바;
    상기 베이스바를 따라 가로 방향으로 이동되는 X축 이동바;
    상기 X축 이동바를 기준으로 세로 방향으로 이동되는 Y축 이동바; 및
    상기 Y축 이동바를 기준으로 상하 방향으로 이동되는 Z축 이동바가 포함되며, 상기 Z축 이동바에는 자동 분주부와 광학 측정부가 구비되는 것을 특징으로 하는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하우징 내부의 명암을 조절하는 조명부; 및
    상기 하우징의 내부 온도를 조절하는 항온부가 더 포함되는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 시험용기가 위치된 좌표로 상기 자동 분주부와 광학 측정부를 이동시키는 상기 이송부의 설정과 상기 자동 분주부로 공급되는 상기 시료의 희석비를 설정하는 제어부가 더 포함되어 이루어진 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치.
  5. 제어부는 시험용기가 위치되는 좌표 설정에 맞게 이송부의 이동 경로를 설정하는 단계;
    믹서는 상기 제어부로부터 설정된 시료 보관부로부터 공급되는 시료와 희석수 보관부로부터 공급되는 희석수의 희석 비율을 달리하여 자동 분주부로 공급하는 단계;
    상기 자동 분주부는 상기 이송부의 이동에 따라 각각 상기 시험용기로 이동된 후 상기 시료를 각각의 상기 시험용기에 자동적으로 분주하는 단계;
    각각의 상기 시험용기에 물벼룩이 투입되는 단계;
    항온부는 상기 시험용기를 일정 온도로 유지시키고, 조명부는 하우징 내부의 명암을 조절하는 단계;
    광학 측정부는 상기 이송부의 이동에 따라 각각의 상기 시험용기 위치로 이동되며 상기 물벼룩을 촬영하는 단계;
    상기 광학 측정부가 상기 시험용기의 상부에 위치된 상태에서 진동부는 상기 시험용기에 진동을 가하는 단계;
    상기 시험용기에 진동이 가해진 상태에서 상기 광학 측정부는 진동 자극 후 촬영된 상기 물벼룩 영상을 분석부로 보내는 단계; 및
    상기 분석부는 상기 물벼룩 영상을 통해 상기 물벼룩의 독성물질에 대한 영향 여부 파악 및 상기 시료의 독성 값을 산출하는 단계가 포함된 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 평가방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 물벼룩이 상기 시험용기에 투입된 후로부터 24시간이 지난 후에 상기 광학 측정부는 각각의 상기 시험용기로 이동되며 상기 물벼룩을 촬영하고, 상기 조명부는 16:8의 명암주기를 이루는 것을 특징으로 하는 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 평가방법.
KR1020130054218A 2013-05-14 2013-05-14 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법 KR101366786B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130054218A KR101366786B1 (ko) 2013-05-14 2013-05-14 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130054218A KR101366786B1 (ko) 2013-05-14 2013-05-14 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101366786B1 true KR101366786B1 (ko) 2014-02-24

Family

ID=50271843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130054218A KR101366786B1 (ko) 2013-05-14 2013-05-14 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101366786B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210050882A (ko) 2019-10-29 2021-05-10 (주)제이엠이엔비 생태독성 모니터링 시스템 및 방법
WO2023018089A1 (ko) 2021-08-12 2023-02-16 동문이엔티 주식회사 온라인 연속 생물독성 측정장치
CN115880726A (zh) * 2023-01-30 2023-03-31 深圳市水务科技有限公司 一种剑水蚤实时监测装置及方法
WO2023101486A1 (ko) * 2021-12-02 2023-06-08 동문이엔티 주식회사 통합 생태독성감시 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09511576A (ja) * 1994-03-19 1997-11-18 シュヴァイツェリッシェ・アイトゲノッセンシャフト・フェルトレーテン・デュルヒ・ダス・アーツェー−ラボラトリウム・シュピーツ・デア・グルッペ・フュール・リュストゥングスディーンステ 毒性を測定する方法及び装置並びにその用途
KR100697238B1 (ko) * 2005-09-13 2007-03-22 광주과학기술원 생물체를 이용한 수질 독성 감시측정 장치 및 그 방법
KR20080107926A (ko) * 2007-06-08 2008-12-11 (주)바이오니아 수질 측정장치
KR20100007403A (ko) * 2008-07-14 2010-01-22 한국화학연구원 유수식 물벼룩 독성시험장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09511576A (ja) * 1994-03-19 1997-11-18 シュヴァイツェリッシェ・アイトゲノッセンシャフト・フェルトレーテン・デュルヒ・ダス・アーツェー−ラボラトリウム・シュピーツ・デア・グルッペ・フュール・リュストゥングスディーンステ 毒性を測定する方法及び装置並びにその用途
KR100697238B1 (ko) * 2005-09-13 2007-03-22 광주과학기술원 생물체를 이용한 수질 독성 감시측정 장치 및 그 방법
KR20080107926A (ko) * 2007-06-08 2008-12-11 (주)바이오니아 수질 측정장치
KR20100007403A (ko) * 2008-07-14 2010-01-22 한국화학연구원 유수식 물벼룩 독성시험장치

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210050882A (ko) 2019-10-29 2021-05-10 (주)제이엠이엔비 생태독성 모니터링 시스템 및 방법
WO2023018089A1 (ko) 2021-08-12 2023-02-16 동문이엔티 주식회사 온라인 연속 생물독성 측정장치
KR20230024837A (ko) 2021-08-12 2023-02-21 동문이엔티(주) 온라인 연속 생물독성 측정장치
WO2023101486A1 (ko) * 2021-12-02 2023-06-08 동문이엔티 주식회사 통합 생태독성감시 장치
KR20230083243A (ko) * 2021-12-02 2023-06-09 동문이엔티(주) 통합 생태독성감시 장치
KR102571713B1 (ko) * 2021-12-02 2023-08-29 동문이엔티(주) 통합 생태독성감시 장치
CN115880726A (zh) * 2023-01-30 2023-03-31 深圳市水务科技有限公司 一种剑水蚤实时监测装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101366786B1 (ko) 물벼룩을 이용한 독성 시험 자동화 장치 및 그를 이용한 독성 시험 자동화 평가방법
Svendsen et al. Design and setup of intermittent‐flow respirometry system for aquatic organisms
CN107209117B (zh) 用于监测和控制工业流体的光电化学感测系统
US20190195791A1 (en) Cuvette For Detecting Bacteria And Determining Their Susceptibility To Antibiotics
ATE457452T1 (de) Verfahren und systeme zur abgabe fluidischer proben in sensorarrays
CN107085117A (zh) 测量装置
CN102183520A (zh) 基于溶液图像技术的水质硬度在线测量装置及其测量方法
BR112020020717B1 (pt) Sistema de titulação automatizado, e, método para quantificar uma concentração de analito alvo em uma corrente de amostra
WO2022086031A1 (ko) 질량 측정을 이용한 자동 시료 희석 장치
EP2767835A1 (de) Verfahren zur Überprüfung eines Analysegeräts
DE102011011186A1 (de) Prüfung der Auflösung mittels Infrarot-Temperaturmessung
CN104502618B (zh) 一种多比色皿自动分析系统及比色分析方法和应用
Šraj et al. Determination of trace levels of ammonia in marine waters using a simple environmentally-friendly ammonia (SEA) analyser
CN108802019A (zh) 一种用于油气田水结垢趋势的预测系统及方法
KR20090040510A (ko) 유수식 시험용액조제장치
JP2009198313A (ja) 水質分析装置
DE19961144A1 (de) Titriervorrichtung mit Rührspritze
EP2682187A1 (en) Selection method and apparatus
CN211122818U (zh) 水质安全监测仪
KR102317085B1 (ko) 생태독성 모니터링 시스템 및 방법
DE102013017148B4 (de) Flüssigkeitsanalyseverfahren und Analysekit
CN207751981U (zh) 一种多功能食品安全检测仪
KR101024036B1 (ko) 질산화 박테리아를 이용한 생태 독성 감지 시스템
Binda et al. Analysis of a microfluidic device for diffusion coefficient determination of high molecular weight solutes detectable in the visible spectrum
KR101399453B1 (ko) 생태 독성 감시 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180213

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190214

Year of fee payment: 6