KR101498273B1 - 공기 중의 생체물질 분석 방법 및 장치 - Google Patents

공기 중의 생체물질 분석 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 중의 생체물질 분석 방법 및 장치에 대한 것으로, 특히 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키고, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시킨 다음, 상기 전극으로부터 생체물질을 추출하여 분석하는 것이다. 이러한 본 발명은 공기 중에 포함된 부유물질을 용이하게 포집할 수 있고, 공기를 정화하는 것과 함께 상기 공기 안에 포함된 생체물질의 종류나 양을 간단하고 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기 중의 생체물질 분석 방법 및 장치{Method and apparatus for analyzing biological material in air}
본 발명은 공기 중에 포함된 생체물질을 분석하는 방법 및 장치에 대한 것으로, 특히 공기 중에 포함된 부유물질을 용이하게 포집할 수 있고, 공기를 정화하는 것과 함께 상기 공기 안에 포함된 생체물질의 종류나 양을 간단하고 용이하게 확인하기 위한 것이다.
종래에 공기 중의 부유 바이러스를 확인하는 방법은 공기를 물과 접촉시켜서, 수용액 상으로 바이러스를 포집시킨 후 이를 면역반응이나 DNA를 분석하는 방법으로 확인하거나, 또는 공조기의 필터 상에 흡착된 생체 물질을 분석하는 방법을 사용하여 확인하였다.
그러나, 상기 공기를 물과 접촉시켜서 수용액 상으로 바이러스를 포집시키는 방법이나 상기 공조기의 필터를 이용하는 방법은 많은 양의 바이러스를 포집할 수 있다는 장점이 있지만, 공조 시스템을 가동해야 하기 때문에 시스템 규모가 방대할 수 밖에 없고, 에너지 소비가 많으며 분석이 번거로운 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기 중에 포함된 부유물질을 용이하게 포집할 수 있고, 공기를 정화하는 것과 함께 상기 공기 안에 포함된 생체물질의 종류나 양을 간단하고 용이하게 확인하는 것이 목적이다.
또한, 본 발명은 공기 중의 부유물질로부터 생체물질만을 더욱 효과적으로 추출하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 부유물질의 포집부터 상기 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 것이 가능한 장치를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법은, 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키는 단계; 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계; 상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 단계; 및 상기 추출한 생체물질을 분석하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
여기서, 상기 부유물질을 이온화시키는 단계는, 공기 중에 음이온을 발생시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질에 음이온을 부착시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계는, 상기 전극이 양(+)의 전위를 갖도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계는, 상기 전극 방향으로 향하는 공기 흐름을 제공하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 단계는, 상기 부유물질이 흡착된 전극을 생체물질 추출액에 넣고 원심분리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태는, 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키는 방전수단; 상기 이온화된 부유물질이 흡착되는 전극; 상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 수단; 및 상기 추출한 생체물질을 분석하는 수단;을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치이다.
여기서, 상기 생체물질을 추출하는 수단은, 상기 부유물질이 흡착된 전극이 삽입될 수 있는 삽입구를 가지고, 생체물질 추출액을 포함하는 용기인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 전극은, 상기 부유물질이 흡착되는 이온투과막; 및 상기 이온투과막의 일면에 적층된 전극판;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 이온투과막은 상기 부유물질에 포함된 음(-)의 전위를 가진 생체물질만을 투과시키고, 상기 전극판은 양(+)의 전위를 가지는 것이 가능하다.
또한, 상기 전극은, 상기 부유물질이 흡착되는 멤브레인; 상기 멤브레인의 일면에 적층된 이온투과막; 및 상기 이온투과막의 일면에 적층된 전극판;을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전극은 부유물질이 흡착되고 침투 가능한 멤브레인일 수 있다.
또한, 상기 멤브레인은 다공성 겔로 이루어진 것이 가능하다.
또한, 상기 멤브레인은 부유물질 분해액 및 생체물질 추출액 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 멤브레인은 접지(grounding) 또는 음이온 발생용 방전 전극에 비해 양(+) 전위를 가질 수 있다.
또한, 상기 생체물질을 추출하는 수단은, 상기 멤브레인에 부착 가능하고, 생체물질 추출액을 포함하는 용기인 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 용기를 회전시키는 회전수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 용기는 상기 용기의 중간에 생체물질이 투과되는 필터부를 포함하고, 상단에 생체물질 추출액을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용기는 하단에 상기 필터를 투과한 생체물질이 저장되는 저장부를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 용기의 저장부는 분리 가능한 것일 수 있다.
또한, 상기 생체물질을 분석하는 수단은 상기 용기가 삽입될 수 있는 분석부를 가지는 생체물질 증폭장치를 포함하는 것이 가능하다.
또한, 상기 생체물질 증폭장치는 상기 분석부에 삽입된 용기 내부의 반응을 측정할 수 있는 광학 측정 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이러한 본 발명은 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키고, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시킨 다음, 상기 전극으로부터 생체물질을 추출하여 분석함으로서, 공기 중에 포함된 부유물질을 용이하게 포집할 수 있고, 공기를 정화하는 것과 함께 상기 공기 안에 포함된 생체물질의 종류나 양을 간단하고 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기 이온화된 부유물질을 흡착하는 전극이 상기 부유물질의 침투 가능한 멤브레인 및/또는 상기 부유물질에 포함된 생체물질을 투과시키는 이온투과막을 포함함으로서, 상기 부유물질로부터 생체물질만을 더욱 효과적으로 추출할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 생체물질 추출액을 포함하는 용기를 회전시키는 회전수단 및/또는 상기 용기 내부에 생체물질만이 투과되는 필터부 등을 포함함으로서, 부유물질의 포집부터 상기 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 것이 가능한 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법의 과정을 설명하기 위한 모식도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법에서 생체물질을 추출하는 용기의 일례를 나타내는 사시도이고,
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 전극의 일례를 나타내는 단면도이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 용기와 상기 용기를 회전시키는 회전수단의 일례를 나타내는 모식도이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 생체물질 분석수단의 일례를 나타내는 모식도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법의 과정을 설명하기 위한 모식도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법에서 생체물질을 추출하는 용기의 일례를 나타내는 사시도이다.
여기에 도시된 본 발명은 공기 중에 포함된 먼지와 같은 부유물질 및/또는 상기 부유물질에 포함되거나 거기에 결합되어 있는 생체물질(바이러스, 박테리아, 그로부터 추출된 DNA 등)을 분석하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는, 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키고, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시킨 다음, 상기 전극으로부터 생체물질을 추출하여 분석하는 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 공기 중의 생체물질 분석방법은 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질(10)을 이온화시키는 단계(S100)를 거친다. 상기 공기를 방전시키는 방법이나 장치는 특별히 제한되지 않고 이 기술분야에 널려 알려진 것을 모두 포함한다. 예를 들면, 고전압 방전(코로나 방전)을 통해 음이온을 발생시키는 방전수단(30)을 이용하여 공기를 방전시킬 수 있고, 또는 음이온(플라즈마) 발생 장치를 이용하는 것도 가능하다. 음이온 발생 장치는 방전용 전극을 포함하고, 음극 전극에서 코로나 방전에 의해 다량의 음이온이 발생된다. 발생된 음이온은 확산에 의해 공기 중에 퍼져나가며, 퍼져나간 음이온(20)은 공기 중의 부유물질(10)에 흡착되어 상기 부유물질을 이온화시킨다.
그리고, 본 발명은 상기 이온화된 부유물질(10)을 전극(100)에 흡착시키는 단계(S200)를 거친다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 장치는 상기 이온화된 부유물질(10)이 흡착되는 전극(100)을 포함한다. 즉, 이온화된 부유물질(10)을 흡착을 통하여 전극(100) 상에 포집하는 것이다. 상기 전극(100)에는 절연체가 코팅되어 있을 수 있다. 상기 전극(100)은 접지(grounding) 되어 있는 경우, 전하를 띤 부유물질(10)을 정전기력에 의해 흡착할 수 있고, 이러한 원리로 음이온(20)이 부착된 부유물질(10)을 포집할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명은 상기 전극(100)이 양(+)의 전위를 갖도록 하는 단계를 포함할 수 있고, 이와 같이 전극(100)이 양(+)의 전위를 가지면 음이온(20)이 부착된 부유물질(10)을 더욱 많이 용이하게 포집할 수 있다. 시간이 지날수록 많은 양의 부유물질(10)이 전극(100) 표면상에 흡착되고, 포집량이 계속 증가하면 포화될 수 있다.
여기서, 본 발명은 상기 전극(100) 방향으로 향하는 공기 흐름을 제공하는 단계를 더 포함하는 것이 가능하다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 장치는 무방향 또는 상기 전극(100) 방향으로 향하는 공기 흐름을 만들기 위한 팬을 포함할 수 있다. 이러한 공기 흐름 제공은 상기 부유물질(10)을 이온화시키는 단계(S100)에 포함될 수도 있고, 이 경우 음이온(20)의 더욱 넓은 확산을 가능하게 할 수 있다. 즉, 팬은 없어도 가능하지만 공기 흐름이 있을 경우 포집 효율을 높일 수 있어서 바람직하다. 예를 들어, 음이온(20)은 팬에 의해 만들어진 공기흐름을 타고 공기 중으로 빠르게 확산될 수 있다. 그러면, 상기 음이온(20)이 부착된 부유물질(10)은 공기 중의 다른 물질과 쉽게 응집되려는 특성이 있는바, 응집되어 무거워진 부유물질(10)은 바닥으로 쉽게 가라앉기 마련이다. 이때는 전극(100)을 바닥에 두는 것이 바람직하고, 본 발명은 아래로 가라 앉는 음이온(20)이 부착된 부유물질(10)을 수집하기 위한 깔때기 형상의 보조 포집수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 공기 흐름을 제공하는 단계가 이온화된 부유물질을 전극(100)에 흡착시키는 단계(S200)에 포함되는 경우, 음이온(20)이 부착된 부유물질(10)을 전극(100) 방향으로 유도할 수 있어서 더욱 많은 양의 부유물질(10)을 포집할 수 있게 해 준다.
그런 다음, 본 발명은 상기 흡착된 부유물질(10)로부터 생체물질(11)을 추출하는 단계(S300)를 거친다. 이를 위하여 본 발명에 따른 장치는 상기 흡착된 부유물질(10)로부터 생체물질(11)을 추출하는 수단을 포함하고, 상기 부유물질(10)로부터 생체물질(11)을 추출하는 방법이나 장치는 특별히 제한되지 않으며, 이 기술분야에 알려진 모든 것을 포함한다. 예를 들면, 상기 생체물질을 추출하는 수단은, 상기 부유물질(10)이 흡착된 전극(100)이 삽입될 수 있는 삽입구(201)를 가지고, 생체물질 추출액(40)을 포함하는 용기(200)인 것이 바람직하다. 즉, 도 2에 나타난 바와 같이, 상기 부유물질(10)이 흡착된 전극(100) 자체를 생체물질 추출액(40)이 포함된 용기(200)에 넣고, 상기 용기(200)를 회전시켜서 원심분리하면, 간단하고 용이하게 생체물질(11)을 추출하는 것이 가능하다. 상기 생체물질 추출액(40)은 이 기술분야에 널리 알려진 DNA 추출용 화학물질 또는 조성물일 수 있다.
이어서, 본 발명은 상기 추출한 생체물질을 분석하는 단계(S400);를 포함한다. 이를 위하여 본 발명에 따른 장치는 상기 추출한 생체물질(11)을 분석하는 수단을 포함하고, 상기 생체물질(11)을 분석하는 방법이나 장치는 특별히 제한되지 않으며, 이 기술분야에 알려진 모든 것을 포함한다. 예를 들면, 이미 널리 알려진 유전자 분석법이나 면역 분석법 등을 이용하여 공기 중에 포함된 부유 바이러스의 존재 여부, 종류 혹은 ID를 확인할 수 있다.
이러한 본 발명에 의하면, 매우 간단한 방법으로 공기 중에 포함된 부유물질을 포집할 수 있고, 이렇게 포집된 부유물질(및/또는 생체물질)에 대한 분석을 통해 공기 중에 부유하는 유해 바이러스 등의 생체 물질을 정확하고 신속하며 간단하게 분석할 수 있다. 또한, 본 발명은 대형 공조기나 사이클로이드 등의 대형 장치가 없이도 공기 중의 유해 부유물질을 제거할 수 있으며, 공기 중의 부유물질을 포집하여 제거함으로서 실내 공기 질 향상에도 도움이 된다. 본 발명은 매우 간단한 시스템으로 구현이 가능하고, 공기 흐름을 만들기 위한 대형 팬이 필요 없기 때문에 에너지 소비가 작으며, 용액 형태가 아닌 센서 표면에 쌓여 포집된 시료를 분석하기 때문에 매우 간단하게 기존의 바이러스 타이핑 방법을 활용하여 분석할 수 있는 장점이 있다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 전극(100)의 일례를 나타내는 단면도이다.
이에 앞서서, 본 발명에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치는 기본적으로 상기한 바와 같이, 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키는 방전수단(30); 상기 이온화된 부유물질(10)이 흡착되는 전극(100); 상기 흡착된 부유물질(10)로부터 생체물질(11)을 추출하는 수단; 및 상기 추출한 생체물질(11)을 분석하는 수단;을 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키고, 상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시킨 다음, 상기 전극으로부터 생체물질을 추출하여 분석할 수 있기 때문에, 공기 중에 포함된 부유물질을 용이하게 포집할 수 있고, 공기를 정화하는 것과 함께 상기 공기 안에 포함된 생체물질의 종류나 양을 간단하고 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 상기 전극(100)은 도 3에 나타난 바와 같이 상기 부유물질(10)이 흡착되는 이온투과막(120); 및 상기 이온투과막(120)의 일면에 적층된 전극판(110);을 포함할 수 있다. 상기 이온투과막(120)은 이 기술분야에 널리 알려진 선택적 이온투과막을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 특별히 상기 부유물질(10)에 포함된 음(-)의 전위를 가진 생체물질(11)만을 투과시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 전극판(110)에 적층된 이온투과막(120)을 이용하면 부유물질(10)을 흡착시키는 것과 함께, 상기 이온투과막(120)을 통하여 생체물질(11)만을 선별해서 포집 및/또는 추출할 수가 있다. 나아가, 상기 전극판(110)은 이 기술분야에 널리 알려진 다양한 형태의 전극 플레이트를 포함하며, 본 발명에서는 특별히 양(+)의 전위를 가지는 것이 바람직하다. 상기 전극판(110)이 양(+)의 전위를 가지면, 음(-)의 전위를 가진 생체물질(11)을 더욱 용이하게 포집 및/또는 추출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 전극(100)은, 상기 부유물질(10)이 흡착되는 멤브레인(130); 상기 멤브레인의 일면에 적층된 이온투과막(120); 및 상기 이온투과막의 일면에 적층된 전극판(110);을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 전극판(110)의 일면에는 별도의 지지기판(도시하지 않음)이 더 포함될 수 있다. 상기 이온투과막(120) 및 전극판(110)은 상기한 바와 같다. 상기 멤브레인(130)은 도 4에 나타난 바와 같이 부유물질(10)이 흡착되고 침투 가능한 니트로셀룰로즈 막이거나 마이크로 채널일 수 있다. 이러한 멤브레인(130)은 후면의 이온투과막(120)을 보호하는 동시에 부유물질(10)을 더욱 용이하게 흡착할 수 있으며, 상기 이온투과막(120)과 함께 2중막을 구성하여 부유물질(10)을 지지하는 기능을 수행함으로서 생체물질(11)이 상기 이온투과막(120)을 더욱 용이하게 투과하도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 전극(100)은 도 5에 나타난 바와 같이 부유물질(10)이 흡착되고 침투 가능한 멤브레인(130)만으로 이루어진 것일 수 있다.
이러한 멤브레인(130)은 다공성 겔로 이루어지거나 또는 부유물질을 분해하는 분해액 및 생체물질 추출액(40) 중 하나 이상의 액상을 포함하는 것이 가능하다. 즉, 상기 멤브레인(130)이 액상(liquid) 형태를 가지거나 액상에 포함되거나 또는 액상을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 다공성 겔의 공극 또는 상기 액상을 통하여 부유물질(10)을 더욱 많은 양으로 포집할 수 있고, 포집된 부유물질(10)이 떨어져 나가지 않도록 할 수 있으며, 나아가 상기 부유물질(10)을 고정화시킴으로서 그 안에 포함된 생체물질(11)의 추출을 더욱 용이하게 할 수 있다.
여기서, 상기 멤브레인(130)이 액상을 포함하는 경우에는 상기 멤브레인(130)이 건조되지 않도록 상기 멤브레인(130)에 액상을 공급하는 별도의 용기가 상기 멤브레인(130)에 연결되어 있을 수 있으며, 이를 통하여 상기 멤브레인(130)을 항시 습윤(wetting) 상태로 유지시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 멤브레인(130)은 접지(grounding)되거나 또는 양(+) 전위를 가질 수 있다. 이를 위하여, 상기 멤브레인(130)의 다공성 겔 또는 액상에는 전압을 걸 수 있도록 전극이 삽입되어 있을 수 있다. 그리고, 상기 다공성 겔 또는 액상이 접지되거나 또는 양(+) 전위를 가지게 하면, 부유물질(10)을 더욱 용이하게 흡착시킬 수가 있다.
상기 전극(100)이 도 4에 나타난 바와 같이 멤브레인(130); 이온투과막(120); 및 전극판(110);으로 이루어진 경우에는, 상기 멤브레인(130)에 흡착된 부유물질(10)이 상기 멤브레인(130)의 내부(다공성 겔 또는 액상)로 침투되고, 여기서 상기 부유물질(10)은 생체물질(11)과 부산물(12)로 분해되며, 상기 분해된 생체물질(11)만이 이온투과막(120)을 통과하여 전극판(110)으로 이동할 수 있다.
이러한 본 발명은 상기 이온화된 부유물질(10)을 흡착하는 전극(100)이 상기 부유물질(10)의 침투 가능한 멤브레인(130) 및/또는 상기 부유물질(10)에 포함된 생체물질(11)을 투과시키는 이온투과막(120)을 포함함으로서, 상기 부유물질(10)로부터 생체물질(11)만을 더욱 효과적으로 추출할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 용기(200)와 상기 용기를 회전시키는 회전수단(300)의 일례를 나타내는 모식도이다.
여기에 도시된 바에 의하면, 본 발명에 따라 생체물질을 추출하는 수단은 상기 전극(100) 또는 멤브레인(130)에 부착 가능한 수단을 가지고 생체물질 추출액(40)을 포함하는 용기(200)일 수 있다. 상기 부착 가능한 수단은 이 기술분야에 널리 알려진 다양한 형태를 모두 포함하고, 이러한 용기(200)는 상기 부착 가능한 수단을 통하여 상기 전극(100) 또는 멤브레인(130)에 직접적으로 탈부착 될 수 있어서 더욱 간편하고 용이한 분석 작업을 가능하게 해 준다. 즉, 본 발명에 따른 전극(100)에 생체물질 추출액(40)을 포함하는 용기(200)를 결함시킴으로서, 상기 전극(100)에 의한 부유물질(10)의 포집과 함께 상기 생체물질 추출액(40)에 의한 생체물질 추출을 함께 수행할 수 있도록 해 준다.
또한, 본 발명은 상기 용기(200)를 회전시키는 회전수단(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 회전수단(300)은 이 기술분야에 널리 알려진 원심분리기 일 수 있고, 특별히 본 발명에서는 상기 용기(200)에 탈착식으로 결합 가능한 것이 특징이다.
또한, 상기 용기(200)는 상기 용기의 중간에 생체물질(11)이 투과되는 필터부(220)를 포함하고, 상단(210)에는 생체물질 추출액(40)을 포함하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 용기(200)는 하단에 상기 필터부(220)를 투과한 생체물질(11)이 저장되는 저장부(230)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 필터부(220)는 생체물질(11)만을 선택적으로 투과시키는 필터용 충진물을 포함하는 것일 수 있다. 상기 용기(200)의 상단(210)이라 함은 바닥면의 반대방향, 즉 개구부가 있는 쪽을 말하는 것이다. 상기 용기(200)는 생체물질 추출액(40)이 포함된 상단(210) 방향으로 전극(100)과 결합함으로서, 상기 전극(100)으로부터 직접적으로 부유물질(10) 및/또는 생체물질(11)을 전달받을 수 있다.
이러한 용기(200)는 상기 전극(100)이 구비되는 방향과 상기 용기(200)가 회전하는 회전축방향(도 6에서 위아래 방향)이 일치하도록 상기 회전수단(300)과 결합되는 것이 바람직하다. 그래서, 공기 중의 부유물질(10) 포집시에는 전극(100)이 결합된 회전수단(300)은 정지상태에 있고, 포집량이 많아져서 분석해야되는 시점이 되면 상기 회전수단(300)을 가동시켜서 상기 전극(100)을 회전시킴으로서, 상기 포집된 부유물질(10) 및/또는 생체물질(11)을 전극(100)에 부착된 용기(200) 쪽으로 이동시키는 것이다. 즉, 멤브레인(130)으로 이루어진 상기 전극(100) 표면에 흡착된 부유물질(10)은 상기 회전수단(300)의 회전에 의한 원심력으로 용기(200)쪽으로 끌려가게 되고, 이어서 상기 용기(200)의 상단에 포함된 생체물질 추출액(40)에 의해 생체물질(11)이 추출되며, 상기 필터부(220)를 거쳐 용기(200) 하단의 저장부(230)에 모아지게 되는 것이다. 이와 반대로, 상기 필터부(220)에 생체물질(11)을 모으고, 나머지 이물질이나 부산물 또는 액상들을 상기 저장부(230)로 모으는 것도 가능하다.
또한, 상기 용기(200)의 저장부(230)는 분리 가능한 것일 수 있고, 상기 저장부(230)에는 생체물질(11)의 증폭 및/또는 분석을 위한 물질이나 조성물이 미리 포함되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 저장부(230)에 RT-PCR을 위한 화학 조성액을 추가로 투입하거나 미리 포함시킬 수 있고, 상기 저장부(230)를 용기(200)에서 분리시켜 이어지는 분석 작업을 신속하고 간단하게 수행할 수 있다.
이러한 본 발명은 생체물질 추출액(40)을 포함하는 용기(200)를 회전시키는 회전수단(300) 및/또는 상기 용기(200) 내부에 생체물질만이 투과되는 필터부(220) 등을 포함함으로서, 부유물질(10)의 포집부터 상기 부유물질(10)로부터 생체물질(11)을 추출하는 것이 가능한 one-step 장치를 제공할 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기 중의 생체물질 분석장치에 포함되는 생체물질 분석수단의 일례를 나타내는 모식도이다.
여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 생체물질을 분석하는 수단은 상기 용기(200) 및/또는 저장부(230)가 삽입될 수 있는 분석부(410)를 가지는 생체물질 증폭장치(400)를 포함하는 것이 가능하다. 상기 생체물질 증폭장치(400)는 RT-PCR 장치일 수 있고, 본 발명은 여기에 상기 용기(200) 및/또는 저장부(230)가 삽입될 수 있는 분석부(410)를 가짐으로서, 이어지는 생체물질(11) 증폭이나 분석 작업을 신속하고 간단하게 수행할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 생체물질 분석장치는 상기 용기(200) 및/또는 저장부(230)를 상기 분석부(410)로 이송할 수 있는 별도의 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 회전수단(300)은 상기 회전수단(300)의 회전축 방향 또는 그에 수직한 방향으로 이동하거나 접혀지는 암(arm)과 상기 암의 작동을 위한 힌지(310)를 포함할 수 있다.
이와 함께, 상기 생체물질 증폭장치(400)는 상기 분석부(410)에 삽입된 용기(200) 및/또는 저장부(230) 내부의 반응을 측정할 수 있는 광학 측정 수단(420)을 포함할 수 있으며, 증폭을 위한 효소 및/또는 반응액(430)을 보관하고 상기 용기(200) 및/또는 저장부(230)에 주입하는 수단을 더 포함하는 것도 가능하다.
이를 통하여, 본 발명에 따른 생체물질 분석장치는 자동화 가능하고, 무인 시스템으로 운영될 수도 있으며, 분석된 결과는 유무선 통신망으로 어디든 전송할 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
10 : 부유물질
11 : 생체물질
12 : 부산물
20 : 음이온
30 : 방전수단
40 : 생체물질 추출액
100 : 전극
110 : 전극판
120 : 이온투과막
130 : 멤브레인
200 : 용기
201 : 삽입구
210 : 상단
220 : 필터부
230 : 저장부
300 : 회전수단
310 : 힌지
400 : 생체물질 증폭장치
410 : 분석부
420 : 광학 측정 수단
430 : 반응액

Claims (21)

  1. 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키는 단계;
    상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계;
    상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 단계; 및
    상기 추출한 생체물질을 분석하는 단계;를 포함하며,
    상기 부유물질을 이온화시키는 단계는,
    공기 중에 음이온을 발생시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질에 음이온을 부착시키는 단계를 포함하는 공기 중의 생체물질 분석방법.

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계는,
    상기 전극이 접지 전위 또는 음이온 방전 전극에 비해 양(+)의 전위를 갖도록 하는 단계를 포함하는 공기 중의 생체물질 분석방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온화된 부유물질을 전극에 흡착시키는 단계는,
    상기 전극 방향으로 향하는 공기 흐름을 제공하는 단계를 포함하는 공기 중의 생체물질 분석방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 단계는,
    상기 부유물질이 흡착된 전극을 생체물질 추출액에 넣고 원심분리하는 단계를 포함하는 공기 중의 생체물질 분석방법.
  6. 공기를 방전시켜서, 상기 공기 중에 포함된 부유물질을 이온화시키는 방전수단;
    상기 이온화된 부유물질이 흡착되는 전극;
    상기 흡착된 부유물질로부터 생체물질을 추출하는 수단; 및
    상기 추출한 생체물질을 분석하는 수단;을 포함하고,
    상기 전극은,
    상기 부유물질이 흡착되는 이온투과막; 및
    상기 이온투과막의 일면에 적층된 전극판;을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 생체물질을 추출하는 수단은,
    상기 부유물질이 흡착된 전극이 삽입될 수 있는 삽입구를 가지고, 생체물질 추출액을 포함하는 용기인 공기 중의 생체물질 분석장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    상기 이온투과막은 상기 부유물질에 포함된 음(-)의 전위를 가진 생체물질만을 투과시키고,
    상기 전극판은 양(+)의 전위를 가지는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 부유물질이 흡착되는 멤브레인;
    상기 멤브레인의 일면에 적층된 이온투과막; 및
    상기 이온투과막의 일면에 적층된 전극판;을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 전극은 부유물질이 흡착되고 침투 가능한 멤브레인인 공기 중의 생체물질 분석장치.
  12. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 멤브레인은 다공성 겔로 이루어진 공기 중의 생체물질 분석장치.
  13. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 멤브레인은 부유물질 분해액 및 생체물질 추출액 중 하나 이상을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  14. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 멤브레인은 접지(grounding) 또는 양(+) 전위를 가지는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 생체물질을 추출하는 수단은,
    상기 멤브레인에 부착 가능하고, 생체물질 추출액을 포함하는 용기인 공기 중의 생체물질 분석장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 용기를 회전시키는 회전수단을 더 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 용기는 상기 용기의 중간에 생체물질이 투과되는 필터부를 포함하고, 상단에 생체물질 추출액을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 용기는 하단에 상기 필터를 투과한 생체물질이 저장되는 저장부를 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 용기의 저장부는 분리 가능한 공기 중의 생체물질 분석장치.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생체물질을 분석하는 수단은 상기 용기가 삽입될 수 있는 분석부를 가지는 생체물질 증폭장치인 공기 중의 생체물질 분석장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 생체물질 증폭장치는 상기 분석부에 삽입된 용기 내부의 반응을 측정할 수 있는 광학 측정 수단을 포함하는 공기 중의 생체물질 분석장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003214997A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Shimadzu Corp 大気中の浮遊粒子状物質の捕集装置および捕集した浮遊粒子状物質の測定方法
KR20040010141A (ko) * 2002-07-18 2004-01-31 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼 황사입자의 포집방법 및 그 측정방법
JP2006112929A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Shimadzu Corp 浮遊粒子の分析装置
KR20110131473A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 이은숙 습식 전기 집진기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003214997A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Shimadzu Corp 大気中の浮遊粒子状物質の捕集装置および捕集した浮遊粒子状物質の測定方法
KR20040010141A (ko) * 2002-07-18 2004-01-31 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼 황사입자의 포집방법 및 그 측정방법
JP2006112929A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Shimadzu Corp 浮遊粒子の分析装置
KR20110131473A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 이은숙 습식 전기 집진기

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