KR101698000B1 - 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)에 관한 것으로, 상세하게는 오토샘플러(100)에 고상추출 및 고상마이크로추출이 가능한 모듈이 구비되며 시린지(11)가 교체 가능한 방법이 적용됨으로써 조류독소 및 이취미 물질을 선택적으로 온라인 실시간 측정 가능한 효과가 있는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오토샘플러에 고상추출 및 고상마이크로추출이 가능한 모듈이 구비되며 시린지가 교체 가능한 방법이 적용됨으로써 조류독소 및 이취미 물질을 선택적으로 온라인 실시간 측정 가능한 장치 및 방법에 관한 것이다.
상수계통에서 관리하고 있는 유기오염물질은 휘발성유기물질, 농약, 소독부산물질, 이취미물질 등 수십~수백 종류의 물질이 있다. 이러한 유기오염물질들은 건강상 유해 영향을 주거나 심미적으로 영향을 주어 수돗물 품질에 직접적인 영향을 주기 때문에 각 물질별로 철저한 관리가 필요하다. 이 중 이취미 물질은 최근 수온 상승 및 강우패턴 변화 등 기후변화의 영향으로 인한 상수원에서의 조류발생 증가로 인해 정수장에 유입되는 농도 및 발생빈도가 증가하는 추세에 있고, 정수시설 내에서 분말활성탄 등의 정수처리 물질을 투입해 신속히 대응함으로써 배급수 관망으로 유입되기 전에 후각감지농도 미만으로 치리되어야 소비자의 불만을 피할 수 있기 때문에 더 철저한 관리가 요구된다.
또한, 상수계통에서 화학공장의 누출사고, 화학물질 운반 탱크로리 전복사고 등의 긴급상황에서 발생할 수 있는 휘발성 유기물질 및 농약류와 미량이지만 정수처리과정에서 발생되는 소독부산물의 경우도 실시간으로 감시할 필요가 있지만 수동으로 측정하기 때문에 신속한 검출을 통한 대응이 어려운 상황이다.
또한, 강, 호수, 하천 및 바다 등은 주요한 음용수원이나, 이러한 음용수원의 표층수는 부영양화에 의해서 발생하는 남조류 수화현상(cyanobacterial bloom)과 이로 인한 조류독성의 증가로 인하여 인체 유해한 환경적 오염과 음용수원 오염이 발생한다. 조류 독성 중에서 가장 널리 알려져 있는 독소가 마이크로시스틴(microcystin)이라는 간 독소이며, 이에 대한 인체 유해성 및 심지어는 간암 발생의 위험 등에 대해서 보고되고 있다.
이에 따라, 산업화 및 도시화로 인해 환경오염문제는 오래전부터 사회적 문제로 대두되고 있으며, 국가차원에서 체계적인 상수원 보호 및 오염물질 배출시설의 관리 및 규제 등 수질분야에서도 관리가 엄격해지고 있다. 이러한 관리의 기본이 되는 것은 수중의 오염물질을 신속하고 정확하게 측정하는 것이다. 먹는 물과 관계되는 상수원수, 정수, 수돗물 등에서의 신속한 수질측정은 적절한 정수처리를 가능하게 하기 때문에 안전성 측면에서 더욱 중요하다.
그 일예로서, 도 1에 도시된 한국공개특허 제2003-0051131호("조류를 이용한 수질감시방법")에서와 같이 이러한 수질오염탐지방법은 오염여부를 탐지하고자 하는 수계로부터 시료로 사용될 물을 취수하는 시료채취단계와, 광합성조류를 포함하는 시험액을 준비하는 단계와, 시험액과 시료의 혼합액을 준비하는 단계와, 시험액과 혼합액에 빛을 비추는 조광단계와, 시험액과 혼합액으로부터 나오는 형광량을 측정하는 단계와, 시험액으로부터 측정된 형광량과 혼합액으로부터 측정된 형광량을 서로 비교하는 단계 및, 비교단계에서의 비교결과에 근거하여 수질오염정도를 평가하는 단계를 포함한다.
이와 같은 선행문헌은 시료를 채취하는 단계부터 평가하는 단계까지 연구자가 직접 준비해야하며, 실시간으로 분석이 이루어지기 힘든 방법이므로 수질의 오염상태를 실시간으로 감시하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 오토샘플러에 고상추출 및 고상마이크로추출이 가능한 모듈이 구비되며 시린지가 교체 가능한 방법이 적용됨으로써 조류독소 및 이취미 물질을 선택적으로 온라인 실시간 측정 가능한 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법은 시료;가 실시간 유입되도록 수도라인;과 연결된 순환수조부;가 구비되며, 상기 순환수조부로부터 자동으로 시료가 실시간 제공되는 오토샘플러; 상기 오토샘플러 내측에 구비되며 상기 오토샘플러로부터 주입된 상기 시료의 제 1 목적성분이 고상추출(solid phase exrtaction, SPE)되는 제 1 모듈; 상기 오토샘플러 내측에 구비되되, 상기 제 1 모듈과 이웃하게 배치되며 상기 오토샘플러로부터 주입된 상기 시료의 제 2 목적성분이 고상마이크로추출(solid phase micro extraction, SPME)되는 제 2 모듈;및 상기 오토샘플러, 제 1 모듈 및 제 2 모듈의 구동을 실시간 온라인으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오토샘플러는 지면에서 상측으로 이격되며 수평으로 긴 막대 형태의 가이드바; 상기 가이드바 전면에 연결되어 전후 및 상하좌우로 이동 가능하며, 하부에 시린지가 구비된 시린지 유닛 또는 바이알이 장탈착되는 이송부;및 상기 가이드바 하측에 구비되며 시린지의 니들을 세척하는 클리닝모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 목적성분은 조류독소 또는 비휘발성, 극성 및 고분자 성분을, 상기 제 2 목적성분은 수질의 이취미 또는 휘발성, 비극성 및 저분자 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 모듈은 상기 시료가 주입되며 전면에 샘플루프;가 구비된 제 1 밸브;및 상기 제 1 밸브로부터 상기 시료가 유입되며 전면에 컬럼;이 구비된 제 2 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2 모듈은 상기 클리닝모듈과 이웃하게 배치되며 바이알;이 보관되는 바이알트레이모듈; 상기 시료공급모듈과 이웃하게 배치되며 상기 바이알이 가열됨과 동시에 진동이 가해지는 가열 및 진동모듈; 상기 바이알트레이모듈과 이웃하게 배치되며 상기 이송부에 의해 상기 시린지 유닛이 교체 가능하도록 다수 개의 상기 시린지 유닛이 보관되는 시린지거치대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부가 상기 클리닝모듈로 이송되어 상기 제 1 시린지가 클리닝되는 단계; 상기 순환수조부에서 상기 제 1 시린지를 통해 시료가 주입되는 단계; 상기 시료에서 측정할 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분을 결정하는 단계; 상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계; 검출기로 이동된 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분석되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는, 결정된 모듈이 상기 제 1 모듈일 때, 상기 시료는 상기 제 1 밸브에 주입되는 단계; 상기 시료가 상기 제 1 밸브에서 상기 제 2 밸브로 이동되는 단계; 상기 제 2 밸브와 연결된 상기 컬럼 내에 상기 제 1 목적성분이 축적되는 단계;및 상기 제 2 밸브에 의해 일정시간이 지나면 상기 용매가 유입이 되며 유로 방향이 바뀌어 상기 제 1 목적성분이 검출기로 이동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈 및 제 2 모듈을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는, 결정된 모듈이 상기 제 2 모듈일 때, 상기 시료는 상기 제 1 시린지에 의해 상기 바이알에 주입되는 단계; 상기 이송부는 상기 바이알을 상기 가열 및 진동모듈에 장착시키는 단계; 상기 이송부는 상기 시린지거치대로 이동하여 상기 제 1 시린지 유닛을 상기 제 2 시린지 유닛으로 교체하는 단계; 상기 제 2 시린지는 상기 가열 및 진동모듈에 장착된 상기 바이알에 상기 제 2 시린지의 화이버를 삽입하고 상기 화이버가 이취미를 흡착하는 단계;및 상기 제 2 시린지가 상기 이송부에 의해 상기 검출기로 이동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법은 오토샘플러에 고상추출 및 고상마이크로추출이 가능한 모듈이 구비되며 시린지가 교체 가능한 방법이 적용됨으로써 조류독소 및 이취미 물질을 선택적으로 온라인 실시간 측정 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 발명의 일 실시예에 따른 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정장치 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정방법 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류독소 측정방법 일부 단계 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이취미 측정방법 일부 단계 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정장치 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정방법 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류독소 측정방법 일부 단계 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이취미 측정방법 일부 단계 순서도.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정장치(1000) 사시도이다.
도 2를 참조하면, 시료;가 실시간 유입되도록 수도라인(111);과 연결된 순환수조부(110);가 구비되며, 상기 순환수조부(110)로부터 자동으로 시료가 실시간 제공되는 오토샘플러(100); 상기 오토샘플러(100) 내측에 구비되며 상기 오토샘플러(100)로부터 주입된 상기 시료의 제 1 목적성분이 고상추출(solid phase exrtaction, SPE)되는 제 1 모듈(200); 상기 오토샘플러(100) 내측에 구비되되, 상기 제 1 모듈(200)과 이웃하게 배치되며 상기 오토샘플러(100)로부터 주입된 상기 시료의 제 2 목적성분이 고상마이크로추출(solid phase micro extraction, SPME)되는 제 2 모듈(300);및 상기 오토샘플러(100), 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)의 구동을 실시간 온라인으로 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
여기서, 고상추출(solid phase exrtaction, SPE)은 액체상 매트릭스에서 목적 물질을 추출하기 위해 사용하는 방법으로 가장 널리 사용되며, 혼합물로부터 목적으로 하는 화합물과 불순물을 물리/화학적 성질에 근거하여 분리하는 것이다.
또한, 고상 마이크로 추출(solid phase micro extraction, SPME)은 유기용매없이 분석물질을 추출하는 시료전처리의 신기술로서, 화이버(12b)(fiber)와 홀더로 구성되고 화이버(12b)에 분석물질을 흡착하여 기기에 탈착시키는 방법으로 분석하는 것이다.
상기 시료는 상기 수도라인(111)으로부터 제공되는 정수 또는 여과된 원수를 나타낼 수 있다.
상기 오토샘플러(100)는 상기 제 1 모듈(200), 제 2 모듈(300) 및 제어부를 포함하는 구성일 수 있다.
여기서 종래의 오토샘플러(100)는 자동시료주입기로서 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 포함하지 않는다.
따라서, 본 발명의 수질분석장치는 오토샘플러(100)의 기능성을 확장한 장치일 수 있다.
또한, 상기 오토샘플러(100)는 지면에서 상측으로 이격되며 수평으로 긴 막대 형태의 가이드바(120); 상기 가이드바(120) 전면에 연결되며 상하좌우로 이동 가능한 이동수단이 구비되되, 하부에 시린지(11)가 구비된 시린지 유닛(10) 또는 바이알(20)을 장착 가능한 이송부(130);및 상기 가이드바(120) 하측에 구비되며 시린지(11)의 니들(12a)을 세척하는 클리닝모듈(140);을 포함할 수 있다.
상기 순환수조부(110)는 상면에 제 1 홀(112)이 구비되며, 하면에는 상기 수도라인(111)과 연결되는 연결부(113)가 구비될 수 있다.
상기 시린지(11)는 1~10mL규격의 액체 흡입기로서, 단부에 니들(12a)이 구비된 시린지(11)를 의미한다.
상기 시린지 유닛(10)은 상기 시린지(11)가 끼움결합 또는 다양하게 실시되어 결합될 수 있다.
이 때, 상기 시린지 유닛(10)은 공지된 기술로서 상기 시린지(11)를 상하로 피스톤 운동 시킬 수 있는 구성으로 구비되어 있다.
상기 가이드바(120)는 리니어가이드로 구성될 수 있다.
상기 이송부(130)는 리니어가이드에 의해 이송되며, 동력수단은 작동모터가 구비될 수 있다.
또한, 상기 이송부(130)는 상기 시린지 유닛(10) 및 바이알(20)을 장착 및 해체할 수 있는 구성이 구비될 수 있다.
또한, 상기 이송부(130)는 상하 및 좌우로 이동될 수 있으며, 상기 시린지 유닛(10) 및 바이알(20)을 이송시킬 수 있다.
상기 이송부(130)는 오토샘플러(100)의 구성요소로 공지된 기술이므로 상세한 설명 및 도면은 생략할 수 있다.
상기 클리닝모듈(140)은 상면에 제 2 홀(141)이 구비되며, 내부에 세정액이 수용되어 있음으로써 상기 시린지(11)에 상기 시료를 주입하기 전에 상기 제 2 홀(141)에 상기 시린지(11)의 니들(12a)을 삽입하여 상기 시린지(11)의 니들(12a)이 세정될 수 있다.
상기 제 1 목적성분은 수질의 조류독소 또는 비휘발성, 극성 및 고분자 성분을, 상기 제 2 목적성분은 수질의 이취미 또는 휘발성, 비극성 및 저분자 성분을 포함할 수 있다. 상기 제 1 모듈(200)은 고상추출이 됨으로써 비휘발성, 극성 및 고분자 성분이 추출될 수 있으며, 상기 제 2 모듈(300)은 고상마이크로추출이 됨으로써 휘발성, 비극성 및 저분자 성분이 추출될 수 있다.
상기 제 1 모듈(200)은 상기 시료가 주입되며 전면에 샘플루프(211);가 구비된 제 1 밸브(210);및 상기 제 1 밸브(210)로부터 상기 시료가 유입되며 전면에 컬럼(221);이 구비된 제 2 밸브(220);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 모듈(200)은 도시되지 않았지만 용매가 수용된 용기와 연결되며, 상기 제 2 밸브(220)로 이송될 수 있다.
상기 제 1 모듈(200)은 조류독소를 분리하기 위한 전처리모듈로서 상기 시료와 용매가 유입되며 상기 제 1 밸브(210), 제 2 밸브(220)로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 밸브(210)는 상단부에 상기 시린지(11)에 의해 상기 시료가 주입되는 주입구(212)가 구비되며, 상기 샘플루프(211)는 상기 시료의 비교적 정확한 샘플링 및 정량을 위한 수단일 수 있다.
상기 제 2 밸브(220)는 상기 시료 및 용매의 유입 및 유출되며, 상기 컬럼(221)으로 연결되는 다수 개의 포트로 구성될 수 있다.
상기 제 2 밸브(220)는 도시되지 않았지만 상기 샘플루프(211)로부터 유입된 시료 및 용매의 혼합액을 상기 순환수조부(110)로 회수하는 경우에 상기 혼합액에서 오염물질을 외부로 제거하는 기능을 수행하는 바이패스밸브와 연결될 수 있다.
상기 컬럼(221)은 단일 또는 다수 개가 구비될 수 있으며, 상기 제 2 밸브(220)의 포트와 연결되어 상기 시료의 목적성분이 유입 및 축적될 수 있다.
상기 전처리모듈인 제 1 모듈(200)은 공지된 기술로서, 상세한 원리 및 세부 구성은 생략될 수 있다.
상기 제 2 모듈(300)은 상기 클리닝모듈(140)과 이웃하게 배치되며 바이알(20);이 보관되는 바이알트레이모듈(310); 상기 시료공급모듈과 이웃하게 배치되며 상기 바이알(20)이 가열됨과 동시에 진동이 가해지는 가열 및 진동모듈(320); 상기 바이알트레이모듈(310)과 이웃하게 배치되며 상기 이송부(130)에 의해 상기 시린지(11)가 교체 가능하도록 제 1 시린지(11) 및 제 2 시린지(12)가 보관되는 시린지거치대(330);를 포함할 수 있다.
상기 바이알(20)은 5~20mL 규격으로 상부에 제 3 홀(21)이 구비된 용기일 수 있다.
상기 바이알트레이모듈(310)은 상기 바이알(20)이 안착될 수 있는 제 1 안착부(311)가 구비될 수 있다.
상기 가열 및 진동모듈(320)은 내부에 구비된 제 2 안착부(321)에 상기 시료가 수용된 바이알(20)이 안착되어 가열 및 진동을 가함으로써 상기 시료의 제 2 목적성분을 기화시키기 위한 수단일 수 있다.
상기 제 2 시린지(12)는 제 2 목적성분의 흡착이 가능한 고정상(stationary phase)이 피복되어 있는 SPME 화이버(12b)가 니들(12a) 단부에 구비될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 상기 이송부(130)에 장착된 시린지(11)는 제 1 시린지(11)이며, 제 1 시린지 유닛(10)은 미도시일 수 있다. 또한, 상기 시린지거치대(330)에 안착된 시린지(11)는 상기 제 2 시린지(12) 유닛(10) 및 제 2 시린지(12)일 수 있다. 또한, 상기 시린지(11)의 니들(12a) 및 화이버(12b)는 평상시 내부에 삽입되어 있으며, 상기 시린지(11)가 상기 구동수단에 의해 피스톤이 작동될 때 상기 니들(12a) 및 화이버(12b)가 하부로 나올 수 있다.
상기 시린지거치대(330)는 상기 제 1 시린지 유닛(10) 및 제 2 시린지(12) 유닛(10)을 교체하기 위해 상기 제 1 시린지 유닛(10) 및 제 2 시린지(12) 유닛(10)을 보관하는 프레임일 수 있다.
자세히 알아보면, 상기 시린지거치대(330)는 상기 제 1 시린지 유닛(10) 및 제 2 시린지(12) 유닛(10)이 보관되도록 지면에서 상측으로 이격되며 일측면이 개방된 프레임에 마주보는 내측면에 받침돌기(331)가 형성된 구성일 수 있다.
이에 따라, 상기 시린지거치대(330)는 상기 시린지 유닛(10)의 하면이 상기 시린지거치대(330)의 받침돌기(331) 상면에 맞닿도록 걸쳐져 보관될 수 있다.
또한, 각 모듈은 상기 가이드바(120)에 볼트 결합되어 사용자의 편의에 의해 다양하게 배치가 변경될 수 있다.
다목적 시료주입장치(1000)는 검출기로 구성된 액체크로마토그래프 질량분석기(liquid chromatograph Mass Spectrometer, LC-MS) 또는 기체크로마토그래프 질량분석기(gas chromatograph Mass Spectrometer, GC-MS)와 연결될 수 있다.
여기서, 상기 조류독소는 상기 액체크로마토그래프 질량분석기에 의해 분석되며, 상기 이취미는 기체크로마토그래프 질량분석기에 의해 분석될 수 있다.
이 때, 상기 조류독소는 상기 컬럼(221)을 지나는 라인과 액체크로마토그래프 질량분석기가 연결될 수 있다.
또한, 상기 이취미는 상기 화이버(12b)를 기체크로마토그래프 질량분석기에 주입하여 분석될 수 있다.
상기 제어부는 사용자가 제어 명령을 입력받는 입력부, 상기 입력부에 의해 전달받아 상기 이송부(130)가 일정 시간 반복하며 구동되도록 하는 구동부, 상기 제어 상태를 확인하는 모니터부, 상기 측정장치(1000)와 검출기 또는 외부 기기 사이에 소정 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터통신부를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정방법(2000) 순서도이다.
도 3를 참조하면, 다목적 시료주입장치(1000)를 이용한 측정방법(2000)으로서, 도 3(a)를 참조하면, 상기 이송부(130)가 상기 클리닝모듈(140)로 이송되어 상기 제 1 시린지(11)가 클리닝되는 단계일 수 있다.
또한, 도 3(b)를 참조하면, 상기 순환수조부(110)에서 상기 제 1 시린지(11)를 통해 시료가 주입되는 단계일 수 있다.
또한, 도 3(c)를 참조하면, 상기 시료에서 측정할 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분을 결정하는 단계일 수 있다.
또한, 도 3(d)를 참조하면, 상기 결정된 목적성분에 따라 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계일 수 있다.
또한, 도 3(e)를 참조하면, 검출기로 이동된 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분석되는 단계일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조류독소 측정방법(2000) 일부 단계 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는, (ㄱ)결정된 모듈이 상기 제 1 모듈(200)일 때, 상기 시료는 상기 제 1 밸브(210)에 주입되는 단계와 (ㄴ)상기 시료가 상기 제 1 밸브(210)에서 상기 제 2 밸브(220)로 이동되는 단계와 (ㄷ)상기 제 2 밸브(220)와 연결된 상기 컬럼(221) 내에 상기 제 1 목적성분이 축적되는 단계 및 (ㄹ)상기 제 2 밸브(220)에 의해 일정시간이 지나면 상기 용매가 유입이 되며 유로 방향이 바뀌어 상기 제 1 목적성분이 검출기로 이동되어 분석되는 단계를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이취미 측정방법(2000) 일부 단계 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는, (ㅁ)결정된 모듈이 상기 제 2 모듈(300)일 때, 상기 시료는 상기 제 1 시린지(11)에 의해 상기 바이알(20)에 주입되는 단계와 (ㅂ)상기 이송부(130)는 상기 바이알(20)을 상기 가열 및 진동모듈(320)에 장착시키는 단계와 (ㅅ)상기 이송부(130)는 상기 시린지거치대(330)로 이동하여 상기 제 1 시린지 유닛(10)을 상기 제 2 시린지(12) 유닛(10)으로 교체하는 단계와 (ㅇ)상기 제 2 시린지(12)는 상기 가열 및 진동모듈(320)에 장착된 상기 바이알(20)에 상기 제 2 시린지(12)의 화이버(12b)를 삽입하고 상기 화이버(12b)가 이취미를 흡착하는 단계 및 (ㅈ)상기 제 2 시린지(12)가 상기 이송부(130)에 의해 상기 검출기로 이동되는 단계를 포함할 수 있다.
자세히 알아보면, 상기 제 1 시린지(11)는 상기 이송부(130)에 의해 상기 클리닝 모듈로 이동되어 상기 제 1 시린지(11)의 니들(12a)이 세정되며 상기 제 1 시린지(11)는 상기 이송부(130)에 의해 상기 순환수조부(110)에 이동되어 상기 순환수조부(110) 상면의 상기 제 1 홀(112)을 통해 상기 시료가 주입될 수 있다.
도 3을 참조하면, 여기까지의 단계(b)는 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분을 측정하기 위한 공통된 단계이다.
이어서, 상기 측정장치(1000)가 제 1 목적성분을 측정하기 위한 단계는 상기 시료가 상기 제 1 시린지(11)를 통해 상기 제 1 밸브(210) 상측 주입구(212)로 주입되며 정량의 상기 시료가 라인을 따라 상기 제 2 밸브(220)로 이동되며 상기 컬럼(221)과 연결된 라인을 따라 이동된 상기 시료 중 물과 상기 조류독소가 분리되어 상기 컬럼(221) 내부에 상기 조류독소를 포집하며 일정시간이 지나면 상기 제 2 밸브(220)가 스위칭됨으로써 유로 방향이 바뀜에 따라 상기 용매가 유입되며 상기 용매가 조류독소를 밀어낼 수 있다.
또한, 상기 조류독소는 상기 검출기와 연결된 라인을 따라 이동되어 분석 데이터가 취득될 수 있다.
한편, 상기 측정장치(1000)가 제 2 목적성분을 측정하기 위한 단계는 상기 제 1 시린지(11)가 상기 이송부(130)에 의해 이동되어 상기 시료를 상기 바이알(20)의 제 3 홀(21)에 주입한 후, 상기 제 1 시린지(11)는 상기 이송부(130)에 의해 상기 시린지거치대(330)로 이동되어 상기 제 1 시린지(11)가 상기 시린지거치대(330)에 장착되며 상기 이송부(130)는 상기 바이알트레이모듈(310)로 이동되어 상기시료가 수용된 바이알(20)을 상기 가열 및 진동모듈(320)의 제 2 안착부(321)에 장착한 뒤 상기 이송부(130)는 상기 시린지거치대(330)로 이동되어 상기 제 2 시린지(12)를 상기 이송부(130)에 장착한 다음 일정시간이 지나고 상기 가열 및 진동모듈(320)의 작동이 정지되며 상기 제 2 시린지(12)는 상기 이송부(130)에 의해 상기 가열 및 진동모듈(320)로 이동되어 상기 바이알(20)의 제 3 홀(21)을 통해 상기 제 2 시린지(12)의 니들(12a) 및 화이버(12b)를 삽입한 후 상기 이취미가 흡착되도록 일정시간 유지한 뒤 상기 제 2 시린지(12)를 검출기로 이동시켜 상기 이취미의 분석 데이터가 취득될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 측정방법(2000)은 전처리된 시료를 사용하는 것이 아니라, 상기 순환수조부(110)에 수도 라인이 직접 연결되며 전처리 또한 본 발명의 상기 측정장치(1000)를 통해 이루어질 수 있다는 특징이 있다.
상기 측정장치(1000)는 상기 시린지거치대(330)가 구비됨에 따라 상기 제 1 시린지(11) 및 제 2 시린지(12)를 자동으로 교체 가능한 방법이 적용됨으로써, 상기 조류독소와 이취미를 선택적으로 측정할 수 있다.
또한, 상기 시료는 정수 및 원수로 측정 가능할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 상기 원수를 야간에 초음파 및 여과과정을 거치도록 관련 기기에 연결한 후, 익일 오전에 여과된 상기 원수를 이용하여 측정하며, 오후에는 상기 정수로 측정하는 방법으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)은 오토샘플러(100)에 고상추출 및 고상마이크로추출이 가능한 모듈이 구비되며 시린지(11)가 교체 가능한 방법이 적용됨으로써 조류독소 및 이취미 물질을 선택적으로 온라인 실시간 측정 가능한 효과가 있다.
또한, 온라인 조류독소 측정방법(2000)은 여름철을 중심으로 봄~가을에 남조류가 주로 출현하는 시기에 선택적으로 운영가능하며, 이취미 측정방법(2000)은 연중 자료 수요가 있으므로 상시 운영이 필요할 수 있다. 그에 따라, 본 발명은 조류독소 측정방법(2000)의 경우, 간단한 컬럼(221) 교체, 이취미 측정방법(2000)의 기술은 상기 바이알(20) 교환 및 월 1~2회 정도 정기적인 SPME 시린지(11) 즉 상기 제 2 시린지(12) 교체로서 유지관리가 가능함에 따라 편의성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 측정장치(1000)는 목적성분에 따라 시판의 LC/MS, GC/MS와 자유자재로 연동되므로 유연성 있게 실시 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 시린지 유닛, 제 2 시린지 유닛
11 : 시린지, 제 1 시린지 12 : 제 2 시린지
12a : 니들 12b : 화이버
20 : 바이알 21 : 제 3 홀
100 : 오토샘플러 200 : 제 1 모듈
300 : 제 2 모듈 110 : 순환수조부
111 : 수도라인 120 : 가이드바 130 : 이송부 140 : 클리닝모듈
210 : 제 1 밸브 211 : 샘플루프
220 : 제 2 밸브 221 : 컬럼
310 : 바이알트레이모듈 320 : 가열 및 진동모듈
330 : 시린지거치대 112 : 제 1 홀
113 : 연결부 141 : 제 2 홀
212 : 주입구 321 : 제 2 안착부
311 : 제 1 안착부 331 : 받침돌기
1000 : 다목적 시료주입장치
2000 : 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법
11 : 시린지, 제 1 시린지 12 : 제 2 시린지
12a : 니들 12b : 화이버
20 : 바이알 21 : 제 3 홀
100 : 오토샘플러 200 : 제 1 모듈
300 : 제 2 모듈 110 : 순환수조부
111 : 수도라인 120 : 가이드바 130 : 이송부 140 : 클리닝모듈
210 : 제 1 밸브 211 : 샘플루프
220 : 제 2 밸브 221 : 컬럼
310 : 바이알트레이모듈 320 : 가열 및 진동모듈
330 : 시린지거치대 112 : 제 1 홀
113 : 연결부 141 : 제 2 홀
212 : 주입구 321 : 제 2 안착부
311 : 제 1 안착부 331 : 받침돌기
1000 : 다목적 시료주입장치
2000 : 다목적 시료주입장치 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법
Claims (8)
- 시료;가 실시간 유입되도록 수도라인(111);과 연결된 순환수조부(110);가 구비되며, 상기 순환수조부(110)로부터 자동으로 시료가 실시간 제공되는 오토샘플러(100);
상기 오토샘플러(100) 내측에 구비되며 상기 오토샘플러(100)로부터 주입된 상기 시료의 제 1 목적성분이 고상추출(solid phase exrtaction, SPE)되는 제 1 모듈(200);
상기 오토샘플러(100) 내측에 구비되되, 상기 제 1 모듈(200)과 이웃하게 배치되며 상기 오토샘플러(100)로부터 주입된 상기 시료의 제 2 목적성분이 고상마이크로추출(solid phase micro extraction, SPME)되는 제 2 모듈(300);및
상기 오토샘플러(100), 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)의 구동을 실시간 온라인으로 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 오토샘플러(100)는
지면에서 상측으로 이격되며 수평으로 긴 막대 형태의 가이드바(120);
상기 가이드바(120) 전면에 연결되어 전후 및 상하좌우로 이동 가능하며, 하부에 시린지(11)가 구비된 시린지 유닛(10) 또는 바이알(20)이 장탈착되는 이송부(130);및
상기 가이드바(120) 하측에 구비되며 시린지(11)의 니들(12a)을 세척하는 클리닝모듈(140)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000).
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 목적성분은 조류독소 또는 비휘발성, 극성 및 고분자 성분을,
상기 제 2 목적성분은 수질의 이취미 또는 휘발성, 비극성 및 저분자 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000).
- 제 1항에 있어서, 상기 제 1 모듈(200)은
상기 시료가 주입되며 전면에 샘플루프(211);가 구비된 제 1 밸브(210);및
상기 제 1 밸브(210)로부터 상기 시료가 유입되며 전면에 컬럼(221);이 구비된 제 2 밸브(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000).
- 제 4항에 있어서, 상기 제 2 모듈(300)은
상기 클리닝모듈(140)과 이웃하게 배치되며 바이알(20);이 보관되는 바이알트레이모듈(310);
상기 순환수조부(110)와 이웃하게 배치되며 상기 바이알(20)이 가열됨과 동시에 진동이 가해지는 가열 및 진동모듈(320);
상기 바이알트레이모듈(310)과 이웃하게 배치되며 상기 이송부(130)에 의해 상기 시린지 유닛(10)이 교체 가능하도록 다수 개의 상기 시린지 유닛(10)이 보관되는 시린지거치대(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000).
- 제 5항에 의한 다목적 시료주입장치(1000)를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)으로서,
다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000)은
상기 이송부(130)가 상기 클리닝모듈(140)로 이송되어 제 1 시린지(11)가 클리닝되는 단계;
상기 순환수조부(110)에서 상기 제 1 시린지(11)를 통해 시료가 주입되는 단계;
상기 시료에서 측정할 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분을 결정하는 단계;
상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계;
검출기로 이동된 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분석되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000).
- 제 6항에 있어서,
상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는,
결정된 모듈이 상기 제 1 모듈(200)일 때, 상기 시료는 상기 제 1 밸브(210)에 주입되는 단계;
상기 시료가 상기 제 1 밸브(210)에서 상기 제 2 밸브(220)로 이동되는 단계;
상기 제 2 밸브(220)와 연결된 상기 컬럼(221) 내에 상기 제 1 목적성분이 축적되는 단계;및
상기 제 2 밸브(220)에 의해 일정시간이 지나면 용매가 유입이 되며 유로 방향이 바뀌어 상기 제 1 목적성분이 검출기로 이동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000).
- 제 7항에 있어서,
상기 결정된 목적성분에 따라 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 선택적으로 결정하여 상기 제 1 모듈(200) 및 제 2 모듈(300)을 통해 상기 시료에서 상기 제 1 목적성분 및 제 2 목적성분이 분리되는 단계는,
결정된 모듈이 상기 제 2 모듈(300)일 때, 상기 시료는 상기 제 1 시린지(11)에 의해 상기 바이알(20)에 주입되는 단계;
상기 이송부(130)는 상기 바이알(20)을 상기 가열 및 진동모듈(320)에 장착시키는 단계;
상기 이송부(130)는 상기 시린지거치대(330)로 이동하여 상기 제 1 시린지 유닛(10)을 상기 제 2 시린지(12) 유닛(10)으로 교체하는 단계;
상기 제 2 시린지(12)는 상기 가열 및 진동모듈(320)에 장착된 상기 바이알(20)에 상기 제 2 시린지(12)의 화이버(12b)를 삽입하고 상기 화이버(12b)가 이취미를 흡착하는 단계;및
상기 제 2 시린지(12)가 상기 이송부(130)에 의해 상기 검출기로 이동되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다목적 시료주입장치(1000) 및 이를 이용한 조류독소 및 이취미 물질의 선택적 온라인 실시간 측정방법(2000).
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