KR101749994B1 - Biological particle detection apparatus for measuring fluorescence and scattering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빛에 의해서 발광하는 형광물질을 이용해서 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다.
자세하게는, 본 발명의 생물입자 탐지장치는 샘플링된 공기를 직진시키고, 자외선을 직진시켜, 공기와 자외선을 서로 교차시킴으로써, 공기 내 포함된 생물입자의 형광물질에서 발광하는 형광 빛을 이용하여 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 것으로서, 생물입자 조사되는 광원의 자외선 파장 범위를 넓히기 위하여 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광원을 사용하고, 산란신호와 형광신호를 각각 검출하도록 2개의 검출기를 구비하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a biological particle detection apparatus for detecting biological particles using a fluorescent substance that emits light.
In detail, the biological particle detecting apparatus of the present invention is a device for detecting a biological particle of the present invention, in which sampled air is straightened, ultraviolet rays are straightened, and air and ultraviolet rays cross each other, The present invention relates to a biosensor for detecting biological particles contained in a biological sample by using two light sources having different wavelengths in order to broaden the ultraviolet wavelength range of a light source irradiated with biological particles, Detection device.
Description
본 발명은 생물입자 탐지장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 빛에 의해서 발광하는 형광물질을 이용해서 생물입자를 탐지하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
대기 중에는 눈에는 보이지 않지만, 다양한 미세한 생물입자가 유동하며 존재하고 있다. 이러한 생물입자에는 알러지를 발생시키는 유동성 알레르겐, 각종 병원균, 또는 탄저균 같은 생물무기 등도 포함되어, 인체에 매우 큰 위협이 될 수 있다. 따라서 대기 중의 유영하는, 눈으로 식별 불가능한 미세한 생물입자를 탐지할 수 있는 장치 또는 방법이 요구된다.It is invisible to the atmosphere, but a variety of microscopic bioparticles flow and exist. Such biological particles include fluid allergens that cause allergies, various pathogens, and biological weapons such as anthrax, which can be a very serious threat to the human body. Therefore, there is a need for a device or method capable of detecting microscopic biomolecules that can not be visually recognized by swimming in the atmosphere.
대기 중을 유영하는 생물입자는 형광물질을 포함한다. 형광(Fluorescence)이란 물질이 빛에 의한 자극에 의해서 발광하는 현상으로, 빛 에너지를 받은 물질이 새로운 빛을 복사하는 것을 말하고, 형광물질이란 빛의 자극에 의해서 발광하는 물질을 말한다. 다시말해, 형광물질에 빛을 조사하게 되면 최외각 전자가 여기(Excitation)되어 높은 에너지 준위로 이동했다가 10-6초 내에 다시 원래 에너지 준위로 이동하면서, 높은 에너지 준위와 원래 에너지 준위의 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 빛의 형태로 방출하게 된다.Biological particles that float in the atmosphere include fluorescent substances. Fluorescence is a phenomenon in which a substance emits light by stimulation by light, and a substance that receives light energy replicates a new light. A fluorescent substance is a substance that emits light when stimulated by light. In other words, when the fluorescent material is irradiated with light, the outermost electrons are excited to move to the high energy level, and then move back to the original energy level within 10 -6 seconds, and the difference between the high energy level and the original energy level The corresponding amount of energy is emitted in the form of light.
이러한 형광물질의 여기를 위한 입사광의 파장과 방출(Emission)되는 빛의 파장대는 다르다. 예를 들어, 280nm 영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 Tryptophan 물질(그 외에 Fluorescent amino acids, Tyrosine, phenylalanine 물질)을 여기(Excitation)시켜 350nm 영역의 형광 빛이 방출(Emission) 되고, 340nm 영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 NADH 물질(그 외에 NADPH)을 여기(Excitation)시켜 450nm영역 대의 형광 빛이 방출(Emission)되며, 450nm영역대의 자외선 빛을 조사하였을 경우 생물입자에 존재하는 Riboflavin 물질(그 외에 Flavin compunds인 Flavin adenie dinucleotide, Flavoproteins)을 여기(Excitation)시켜 520nm 영역대의 형광 빛이 방출(Emission) 하게 된다.The wavelength of the incident light for the excitation of the fluorescent material is different from the wavelength range of the emitted light. For example, when irradiated with ultraviolet light at a wavelength of 280 nm, fluorescent light of 350 nm is emitted by excitation of Tryptophan substances (other than fluorescent substances such as tyrosine, phenylalanine) When irradiated with ultraviolet light of 340 nm region, fluorescence light of 450 nm region is excited by excitation of NADH substance (other than NADPH) present in the biological particle, and when ultraviolet light of 450 nm region is irradiated, (Flavin adenie dinucleotide, Flavoproteins), which is the Flavin compunds, is excited to emit fluorescence light of 520 nm region.
따라서, 타겟이 되는 생물입자에 해당하는 빛을 대기에 조사하고, 조사된 빛에 의하여 방출되는 형광 빛을 검출하여 어떠한 형광물질이 포함되어 있는지, 그리고 이러한 형광물질을 통하여 타겟이 되는 생물입자가 대기에 포함되어 있는지를 파악할 수 있게 된다. Therefore, it is necessary to irradiate the air corresponding to the target bioparticles to the atmosphere, to detect fluorescent light emitted by the irradiated light, to determine which fluorescent substance is included, It is possible to know whether or not it is included in the "
종래 이러한 형광현상을 이용하여 생물입자를 탐지하는 장치가 개발되어 있다. 종래의 생물입자 탐지 장치는 1 개의 광원 소스와 1개의 검출기로 구성되어 있다. 즉, 종래의 장치는 보통 자외선 영역에 해당하는 파장을 갖는 한 개의 광원 소스를 사용하여 생물입자 내에 존재하는 형광물질을 여기시키고, 방출되는 형광 빛을 한 개의 검출기를 사용하여 이를 검출하는 방식에 의한다. Conventionally, an apparatus for detecting biological particles using such a fluorescence phenomenon has been developed. Conventional bio-particle detection devices consist of one light source and one detector. That is, the conventional device uses a single light source having a wavelength corresponding to a region of ultraviolet rays to excite a fluorescent substance existing in the bioparticle and detect the fluorescent light emitted by using one detector All.
이러한 종래의 생물입자 탐지 장치는 아래와 같은 문제가 있다:Such a conventional biological particle detection apparatus has the following problems:
상술한 바와 같이, 생물입자 내에는 형광 빛을 방출할 수 있는 형광물질이 다양하게 존재하는데 이 형광물질을 여기시킬 수 있는 파장대는 형광물질마다 다르다. 따라서 어느 파장을 광원 소스로 선택하는지에 따라 형광을 방출하는 형광물질의 종류도 결정되는데 한 개의 광원 소스만을 사용하였을 경우 형광을 방출하는 형광물질의 수가 크게 제한된다는 문제가 있다. 따라서 실질적으로 얻을 수 있는 형광신호가 적으므로 낮은 농도의 생물입자 검출이 매우 힘든 단점이 있다.As described above, fluorescent particles capable of emitting fluorescence light are variously present in biological particles, and the wavelength band capable of exciting the fluorescent material varies depending on the fluorescent material. Accordingly, depending on which wavelength is selected as the light source, the type of fluorescent material that emits fluorescence is also determined. If only one source of light is used, there is a problem that the number of fluorescent materials emitting fluorescence is greatly limited. Therefore, there is a disadvantage that it is very difficult to detect low-concentration biological particles because the fluorescence signal that can be obtained is substantially small.
또한, 종래의 생물입자 탐지 장치는 1개의 검출기로 구성되어 있어서, 생물입자에 조사되어 방출하는 형광 빛과 비생물입자에 의해 산란되는 산란 빛이 모두 혼합되어 1개의 검출기로 모두 들어가게 되고, 형광 빛과 산란 빛이 혼합된 신호에 의하여 신호처리가 이루어지기 때문에 생물입자에서 방출되는 형광 빛으로 신호가 증가한 것인지, 비생물입자에 의해서 산란되는 산란 빛으로 신호가 증가한 것인지 구분하기 어렵다. 즉, 생물입자가 없음에도 불구하고, 비생물입자에 의한 산란 신호가 형광신호처럼 처리되어 생물입자를 검출한 것으로 경보를 발령할 수 있는 문제가 있다. In addition, the conventional biological particle detection apparatus is composed of one detector, so that fluorescent light emitted and emitted by the biological particles and scattered light scattered by the non-biological particles are mixed into one detector, And scattered light, it is difficult to distinguish whether signal increases due to fluorescence light emitted from biological particles or scattered light scattered by non-biological particles. In other words, despite the absence of biological particles, there is a problem that a scatter signal from non-biological particles is treated like a fluorescence signal to detect the biological particles, thereby issuing an alarm.
따라서 본 발명은 그런 문제점을 해결하기 위해서 오랫동안 연구하고 시행착오를 거치며 개발한 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Therefore, the present invention has been completed for a long time in order to solve such a problem, and after having developed through trial and error, the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 생물입자 탐지장치의 성능향상을 꾀하는 것으로서 특히 생물 입자와 비생물 입자를 구분하는 능력을 향상시키겠다는 것이다. 이하에서 자세히 설명되는 바와 같이, 2개의 검출기를 사용하여 한 개의 검출기는 형광 빛을 측정하고, 다른 한 개의 검출기는 산란 빛을 측정함으로써, 두 개의 검출기에서 각각 나오는 형광 빛과 산란 빛에 대한 신호를 처리할 수 있다.It is an object of the present invention to improve the performance of a biological particle detection apparatus, and in particular to improve the ability to distinguish biological particles from non-biological particles. As described in more detail below, one detector uses two detectors to measure fluorescent light, and the other detector measures scattered light, so that the fluorescence light from each of the two detectors and the signal for scattered light from the two detectors Can be processed.
또한, 본 발명의 다른 목적은 낮은 농동의 생물입자 탐지가 가능한 탐지장치를 제공하고자 한다. 요컨대 파장대가 다른 복수의 광원 소소를 사용함으로써 생물입자 내의 더 많은 형광물질을 여기시켜 더 많은 형광 신호를 얻고자 한다.Another object of the present invention is to provide a detection device capable of detecting low-concentration biological particles. In other words, by using a plurality of light source sources having different wavelength ranges, it is desired to excite more fluorescent substances in the biological particles to obtain more fluorescence signals.
또한, 본 발명은 복수의 광원 소스의 전자식 제어를 통하여 복수의 광원을 동시에 조사하거나, 또는 번갈아가며 순차적으로 조사하거나, 또는 원하는 파장만을 선택하여 조사할 수 있는 생물입자 탐지장치를 제공한다. Further, the present invention provides a biological particle detection device capable of simultaneously irradiating a plurality of light sources through an electronic control of a plurality of light source sources, sequentially irradiating the light sources sequentially, or selecting only a desired wavelength.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론 할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.
이와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치 로서: 공기에 자외선을 조사하여 방출되는 형광 빛을 검출함으로써 상기 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting biological particles using fluorescence signals and scattered signal measurement, the apparatus comprising: biological particle detection means for detecting biological particles contained in the air by detecting fluorescent light emitted by irradiating ultraviolet rays to air; In the apparatus,
생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 광원부;A light source part for irradiating ultraviolet rays capable of exciting a fluorescent material in the biological particles;
직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진하되, 상기 자외선과 상기 공기가 서로 교차하여 상기 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 상기 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생하고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출하는 구형구조의 광학 셀;Wherein the ultraviolet light irradiated from the light source part is introduced and straightened, and the sampled air having the air inflow part is flowed in and straightened, wherein the ultraviolet light and the air cross each other, And the scattered light scattered by the non-biological particles contained in the air is generated and is coated so that the inside can reflect the light so that the fluorescent light and the scattered light are collected at one spot and discharged A spherical optical cell;
상기 한 지점을 통과한 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 평행광으로 전환하는 제1 렌즈;A first lens for converting the fluorescence light having passed through the point and the scattered light into parallel light;
상기 평행광의 경로 상에 위치하여 상기 산란 빛은 반사시키고, 상기 형광 빛은 투과시키는 빔 스플리터;A beam splitter positioned on the path of the parallel light to reflect the scattered light and transmit the fluorescent light;
상기 빔 스플리터에 의하여 반사되어 입사되는 산란 빛을 검출하는 제1 검출부; 및A first detector for detecting scattered light reflected by the beam splitter; And
상기 빔 스플리터에 의하여 투과되는 형광 빛을검출하는 제2 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는, And a second detector for detecting fluorescent light transmitted by the beam splitter.
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 제공하는 것이다.And to provide a biological particle detection apparatus using fluorescence signal and scattered signal measurement.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는 상기 광원부는, 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하는 제1 광원; 상기 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사하는 제2 광원을 포함할 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the light source unit comprises: a first light source for irradiating a first ultraviolet ray of a specific wavelength band; And a second light source for irradiating a second ultraviolet ray of a different wavelength band from the first ultraviolet ray.
또한, 본 발명은 상기 제1 자외선의 제1 경로와 상기 제2 자외선의 제2 경로는 서로 수직이 되도록 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 배치되고, 상기 제1 경로와 상기 제2 경로 상에 설치되어, 상기 제1 자외선은 투과시키고, 상기 제2 자외선은 90도로 반사시켜, 상기 제2 경로를 상기 제1 경로와 일치시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 더 포함할 수 있다.The first light source and the second light source are disposed such that the first path of the first ultraviolet light and the second path of the second ultraviolet light are perpendicular to each other, and the first path and the second path And may further include a dichroic mirror for transmitting the first ultraviolet ray, reflecting the second ultraviolet ray at 90 degrees, and matching the second path with the first path.
또한, 본 발명은 상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이의 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로 상에 배치되어, 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제2 렌즈; 및 상기 제2 렌즈와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여, 상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내할 수 있다.Further, the present invention is characterized by a second lens disposed on the first path and the second path between the dichroic mirror and the optical cell, the second lens converting the first ultraviolet and the second ultraviolet into parallel light; And a third lens disposed between the second lens and the optical cell for condensing the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray converted into the parallel rays at one point, One ultraviolet ray and the second ultraviolet ray can be guided into the optical cell.
또한, 본 발명은 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 90도로 배치되고, 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 설치되어, 상기 제2 렌즈를 통과한 평행광을 90도 변경하여 상기 제3 렌즈로 진행시키는 반사거울을 더 포함할 수 있다.Further, the present invention is characterized in that the second lens and the third lens are disposed at 90 degrees, and the parallel light passing through the second lens is provided between the second lens and the third lens by 90 degrees, 3 lens. ≪ / RTI >
또한, 본 발명은 상기 제1 광원의 제1 자외선 조사여부를 조절하는 제1 전자식 셔터; 및 기 제2 광원의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(shutter)를 포함할 수 있다.Further, the present invention provides a light emitting device comprising: a first electronic shutter for controlling whether or not the first light source is irradiated with a first ultraviolet ray; And a second electronic shutter for controlling whether the second light source is irradiated with the second ultraviolet light.
또한, 본 발명은 상기 빔 스플리터와 상기 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 밴드패스필터(band pass filter)를 더 포함할 수 있다.Further, the present invention may further comprise a band pass filter formed between the beam splitter and the second detection unit to transmit only a fluorescent light of a predetermined wavelength range.
또한, 본 발명은 상기 광학 셀과 결합하고, 상기 직진유도부의 맞은편에 위치하여, 상기 광학 셀로 유입된 자외선 중 상기 형광 빛으로 변환되지 않고, 산란되지도 않아 직진하는 나머지 빛을 흡수하는 빔 덤프를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention provides a light source device that is combined with the optical cell and is positioned opposite to the straight guide portion, is not converted into the fluorescent light among the ultraviolet rays introduced into the optical cell, As shown in FIG.
또한, 본 발명의 상기 제1 검출부는, 상기 산란 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 산란 광전자증배관(PMT; Photo Multiplier Tubes) 검출기를 포함할 수 있다.In addition, the first detection unit of the present invention may include a scattered photomultiplier tube (PMT) detector for amplifying and detecting the scattered light signal.
또한, 본 발명의 상기 제2 검출부는, 상기 형광 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 형광 광전자증배관(PMT) 검출기를 포함할 수 있다.Further, the second detection unit of the present invention may include a fluorescent photo multiplier (PMT) detector for amplifying and detecting the fluorescent light signal.
또한, 본 발명의 상기 제1 렌즈는 복수로 형성될 수 있다.Further, the first lens of the present invention may be formed in plural.
또한, 본 발명의 상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는, 각각 복수로 형성될 수 있다.Further, the second lens and the third lens of the present invention may be respectively formed in plural.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 자외선을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈; 상기 제2 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 제2 경로 상에 배치되어 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제5 렌즈; 및 상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여, 상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a liquid crystal display comprising: a fourth lens disposed in the first path between the first light source and the dichroic mirror to convert the first ultraviolet light into parallel light; A fifth lens disposed on a second path between the second light source and the dichroic mirror to convert the second ultraviolet rays into parallel light; And a third lens disposed between the dichroic mirror and the optical cell for condensing the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray converted into the parallel rays at one point, The first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray can be guided into the optical cell.
위와 같은 본 발명의 과제해결수단에 의해서, 두 개의 검출기를 이용하여 산란 신호와 형광 신호를 각각 검출함으로써, 생물입자와 비생물입자를 구분하는 능력이 향상되기 때문에 비생물입자를 생물입자로 잘못 인식하여 잘못된 경보를 발령하는 오경보율을 낮출 수 있다.By detecting the scattering signal and the fluorescence signal using the two detectors, the ability to distinguish the biological particle from the non-biological particle is improved, and thus the non-biological particle is mistakenly recognized as the biological particle Thereby reducing the false alarm rate by issuing false alarms.
또한, 2개의 자외선 광원소스를 사용하여 생물입자로부터 더 많은 형광신호를 얻을 수 있어 감도가 향상되어 검출한계가 낮아지고 적은 농도의 생물 입자 탐지가 가능하다는 장점이 있다.In addition, using two ultraviolet light source sources, it is possible to obtain more fluorescence signals from biological particles, thereby improving the sensitivity, lowering the detection limit, and enabling detection of a small amount of biological particles.
나아가 자외선 광원에 위치한 전자식 셔터의 제어를 통해 원하는 파장을 선택하여 타겟 물질에 조사하거나, 또는 복수의 광원을 번갈아 조사하거나, 또는 복수의 광원을 동시에 조사할 수 있어, 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능한 장점이 있다.Furthermore, it is possible to irradiate a target material with a desired wavelength by controlling an electronic shutter located in an ultraviolet light source, alternately irradiate a plurality of light sources, or irradiate a plurality of light sources at the same time, It is possible to investigate by selecting.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 분해한 분해도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 2개의 검출기를 구비하여 산란 빛과 형광 빛을 구분하여 검출하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 2개의 광원을 구비하고, 각각의 광원으로부터 빛이 조사되어 진행하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 비구면 렌즈를 통하여 평행광이 집광되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사거울에 의하여 빛의 경로가 바뀌는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 셀 내부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 상부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 하부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a view illustrating an apparatus for detecting biological particles using a fluorescence signal and a scattering signal measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of an apparatus for detecting biological particles using a fluorescence signal and a scattering signal measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating detection of scattered light and fluorescent light by two detectors according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing that two light sources are provided according to another preferred embodiment of the present invention, and light is emitted from each of the light sources.
5 is a view showing parallel light condensed through an aspherical lens.
FIG. 6 is a view illustrating a light path changed by a reflective mirror according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
7 is a view showing the inside of an optical cell according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating a path of light reflected on an optical cell according to an embodiment of the present invention.
9 is a view illustrating a path of light reflected under the optical cell according to a preferred embodiment of the present invention.
10 is a view illustrating a biological particle detection apparatus according to another embodiment of the present invention.
It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
공기 중에는 생물입자와 비생물입자가 포함된다. 이러한 공기에 자외선을 조사하게 되면, 조사된 자외선은 공기 중을 유영하는 생물입자와 만나 형광 빛을 방출하거나 또는 공기 중 비생물입자와 만나 산란 빛을 발생시킬 수 있다. The air contains biological particles and non-biological particles. When the air is irradiated with ultraviolet rays, the irradiated ultraviolet rays may emit fluorescence light or meet with non-biological particles in the air to generate scattered light.
공기 중을 유영하는 생물입자에 자외선을 조사하였을 때 형광 빛을 방출하는 이유는 생물입자가 형광물질을 포함하기 때문이다. 이때, 형광물질이 형광 빛을 방출하기 위해서는 형광물질의 여기(Excitation)가 요구되는데, 각각의 형광물질마다 여기를 위한 입사광의 파장과 방출되는 자외선의 파장대가 다르다. 따라서 자외선을 조사하여 방출되는 형광 빛을 검출함으로써, 공기 중에 어떠한 생물입자가 포함되어 있는지를 파악할 수 있게 된다.The reason for emitting fluorescent light when ultraviolet rays are irradiated to biological particles that float in the air is that the biological particles contain a fluorescent substance. In this case, excitation of the fluorescent material is required for the fluorescent material to emit fluorescent light. The wavelength of incident light for excitation and the wavelength range of ultraviolet light emitted for each fluorescent material are different. Therefore, by detecting fluorescent light emitted by irradiating ultraviolet rays, it becomes possible to grasp which biological particles are contained in the air.
다시 말해, 특정 파장대의 자외선은 특정 형광물질과 반응하여 특정 파장대의 형광 빛을 발생시키므로, 조사되는 특정 파장대의 자외선을 알고, 이러한 자외선이 공기와 만나 방출되는 특정 파장대의 형광 빛을 검출하여 알게 되면, 형광 빛을 발생시킨 특정 형광물질을 파악할 수 있게 된다. 그리고, 형광물질은 생물입자에 포함된 것이므로, 파악된 특정 형광물질을 이용하여 이를 포함하는 생물입자를 추정할 수 있게 된다.In other words, since ultraviolet rays of a specific wavelength range react with a specific fluorescent substance to generate fluorescence light of a specific wavelength band, if the ultraviolet rays of a specific wavelength range to be irradiated are known and the fluorescent light of a specific wavelength range , It becomes possible to grasp a specific fluorescent substance which generates fluorescence light. Since the fluorescent material is contained in the biological particles, it is possible to estimate the biological particles containing the specific fluorescent substance.
본 발명은 상술한 원리를 이용하여 공기 중에 포함된 생물입자를 탐지하는 생물입자 탐지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a biological particle detection apparatus for detecting biological particles contained in air using the above-described principle.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may obscure the subject matter of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 이러한 생물입자 탐지장치를 분해한 분해도이다.FIG. 1 is a view showing an apparatus for detecting biological particles using a fluorescence signal and a scattering signal measurement according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the biological particle detection apparatus.
도 1 및 도 2를 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광원부(101,102), 광학 셀(200), 제1 렌즈(400), 빔 스플리터(500), 제1 검출부(600), 및 제2 검출부(700)를 포함한다. 1 and 2 illustrate a preferred embodiment of the present invention in which the
광원부는 생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 것이다. 이러한 광원부는 타겟이 되는 형광물질에 해당하는 파장의 영역대의 자외선을 조사하게 된다.The light source unit irradiates ultraviolet rays capable of exciting fluorescent substances in biological particles. The light source unit emits ultraviolet rays of a wavelength band corresponding to the target fluorescent material.
광학 셀은, 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진할 수 있도록 자외선을 안내하는 직진유도부를 포함하고, 공기를 외부에서 유입시켜 직진시킬 수 있도록 공기를 안내하는 공기유입부를 포함한다. 즉, 광학 셀 내부에서는 외부에서 자외선과 공기가 유입되어 교차되는 곳이다. 공기와 자외선을 교차됨으로써 공기 내의 생물입자에 의하여 형광 빛을 발생하고, 공기 내의 비생물 입자에 의하여 산란 빛을 발생하게 된다. 광학 셀 내부에서 발생된 산란 빛과 형광 빛은 한 지점으로 집광되어 광학 셀 외부로 배출된다. The optical cell includes a straight guide portion for guiding ultraviolet rays so that ultraviolet rays irradiated from the light source portion can flow and go straight, and includes an air inflow portion for guiding air so that air can be introduced from outside and straightened. That is, inside the optical cell, ultraviolet rays and air flow in from the outside and intersect with each other. By crossing the air and the ultraviolet rays, fluorescent light is generated by the biological particles in the air, and scattered light is generated by the non-biological particles in the air. The scattered light and the fluorescent light generated inside the optical cell are condensed at one point and discharged to the outside of the optical cell.
즉, 광학 셀은 직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진할 수 있도록 유도하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진할 수 있도록 유도한다. 자외선과 공기가 서로 교차하여 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생한다. 이때 광학 셀 내부는 구형구조로 이루어지고, 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 형광 빛과 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출할 수 있다.That is, the optical cell has a straight guide portion, guiding the ultraviolet light irradiated from the light source portion to flow straight and guiding the sampled air into the air inlet portion to be straightened. Ultraviolet rays and air cross each other, and fluorescence light emitted by the fluorescent substance in the biological particles contained in the air and scattered light scattered by the non-biological particles contained in the air are generated. At this time, the inside of the optical cell has a spherical structure, and it is coated so as to reflect light, so that fluorescent light and scattered light can be condensed at one spot and discharged.
제1 렌즈는, 광학 셀 내부에서 배출되어 집광된 형광 빛과 산란 빛을 평행광으로 변환시킨다. 본 발명에서의 상술한 제1 렌즈 그리고, 이하 언급되는 제2 렌즈 및 제3 렌즈는 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다.The first lens converts the condensed fluorescent light and scattered light emitted from the inside of the optical cell into parallel light. The first lens described above and the second lens and the third lens referred to in the present invention refer to a lens that can convert light into parallel light or condense parallel light and may be a flat convex lens (PLANOCONVEX LENS) And a ball lens (ball lens).
광학 셀에서 배출된 형광 빛과 산란 빛은 한 지점에 집광 된 후 넓은 각도로 퍼져 나갈 수 있다. 이러한 빛을 제1 렌즈가 다시 평행광으로 변환시켜 각 검출부에 입사될 수 있다. 이때, 제1 렌즈는 복수로 구성될 수 있다. 1개의 비구면 렌즈로는 광축에 매우 가까운 광선밖에 평행광으로 변환되지 않는다. 따라서 복수의 렌즈를 사용함으로써, 넓은 각도로 퍼져나가는 다양한 경로의 자외선을 평행광으로 전환할 수 있다.Fluorescent light and scattered light emitted from the optical cell can be condensed at one spot and spread out over a wide angle. This light can be converted into parallel light by the first lens and incident on each detection unit. At this time, the first lens may be composed of a plurality of lenses. One aspheric lens is converted into parallel light only by a light beam very close to the optical axis. Therefore, by using a plurality of lenses, it is possible to convert ultraviolet rays of various paths spreading at wide angles into parallel light.
빔 스플리터는 특정 파장에 해당하는 빛은 반사시키고, 다른 파장에 해당하는 빛은 투과시키는 역할을 한다. 따라서, 광학 셀에서 발생된 형광 빛과 산란 빛이 제1 렌즈에 의하여 평행광으로 변환되고, 평행광으로 변환된 형광 빛과 산란 빛은 빔 스플리터에 의하여 경로가 나뉘어 질 수 있다. 이렇게 산란 빛과 형광 빛의 경로를 구분하여 각각의 검출부로 안내함으로써, 산란 빛과 형광 빛을 명확하게 구분할 수 있고, 이에 따른 신호체계도 달라 질 수 있다. 즉, 빔 스플리터에 의하여 산란 빛은 반사되어 제1 검출부로 입사될 수 있고, 빔 스플리터에 의하여 형광 빛은 투과되어 제2 검출부로 입사될 수 있다.The beam splitter reflects light corresponding to a specific wavelength, and transmits light corresponding to another wavelength. Accordingly, the fluorescent light and the scattered light generated in the optical cell are converted into parallel light by the first lens, and the fluorescent light and the scattered light converted into the parallel light can be divided by the beam splitter. By dividing the path of scattered light into the path of scattered light and the path of scattered light, it is possible to clearly distinguish between scattered light and fluorescent light, and thus the signal system can be changed. That is, the scattered light can be reflected by the beam splitter and incident on the first detection unit, and the fluorescent light can be transmitted by the beam splitter and incident on the second detection unit.
이와 같이, 본 발명은 제1 검출부와 제2 검출부 즉, 2개의 검출부를 포함함을 특징으로 한다. As described above, the present invention is characterized by including a first detection unit and a second detection unit, that is, two detection units.
종래의 생물입자 검출장비는 1개의 검출기로 구성되어 있기 때문에 생물입자에서 발생하는 산란 빛과 형광 빛이 모두 혼합되어 1개의 검출기로 모두 들어가게 되고, 산란 빛과 형광 빛이 혼합된 신호에 의하여 신호처리가 이루어졌다. 그로 말미암아 생물입자에서 방출되는 형광 빛에 의하여 신호가 증가된 것인지, 비생물입자에서 산란되는 산란 빛에 의하여 신호가 증가된 것인 것 구분이 어려웠다.Conventional biological particle detection equipment consists of one detector, so that both scattered light and fluorescent light generated from biological particles are mixed into one detector, and signal processing by mixed signal of scattered light and fluorescent light . It was difficult to tell whether the signal was increased due to the fluorescent light emitted from the biomedical particle or the signal was increased by the scattered light scattered by the non-biological particle.
본 발명은 이러한 문제를 효과적으로 해결하는 기술사상을 제안한다. 요컨대 본 발명은 산란 빛과 형광 빛을 각각 검출하도록 2개의 검출기를 구비함으로써 상술한 문제를 해결할 수 있다.The present invention proposes a technical idea that effectively solves this problem. In short, the present invention can solve the above-described problem by providing two detectors for detecting scattered light and fluorescent light, respectively.
도 3은 본 발명의 바람직한 어느 실시예에 따라 2개의 검출기를 구비하여 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 구분하여 검출하는 것을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating detection of scattered light K and fluorescent light F by two detectors according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 광학 셀 내부에서 공기와 자외선이 교차하면서 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 발생시키고, 발생된 산란 빛(K)과 형광 빛(F)은 각각 산란 빛(K) 검출기와 형광 빛(F) 검출기에 의하여 검출된다. 3, scattered light K and fluorescent light F are generated while air and ultraviolet light cross each other inside the optical cell, and the generated scattered light K and fluorescent light F are scattered light (K) detector and a fluorescent light (F) detector.
이때, 광학 셀로부터 외부로 유출된 산란 빛(K)과 형광 빛(F)은 빔 스플리터에 의하여 그 경로가 나뉘어진다. 빔 스플리터는 산란 빛(K)과 형광 빛(F)의 평행광의 경로 상에 위치하여 산란 빛(K)은 반사시키고, 형광 빛(F)은 투과시킴으로써, 2개의 빛을 각각 서로 다른 검출기로 안내하게 된다.At this time, scattered light (K) and fluorescent light (F) emitted from the optical cell to the outside are divided by a beam splitter. The beam splitter is positioned on the path of the parallel light of the scattered light K and the fluorescent light F to reflect the scattered light K and to transmit the fluorescent light F to guide the two lights to different detectors respectively .
이렇게 산란 빛(K)과 형광 빛(F)을 검출하는 검출기를 각각 구비함으로써, 비생물입자에 의한 산란 빛(K)과 생물입자에 의한 형광 빛(F)을 구분할 수 있게 되고, 따라서, 비생물입자와 생물입자의 구분능력이 향상되어, 형광 빛(F) 검출기로부터의 신호를 더욱 신뢰할 수 있게 된다.By providing the scattering light K and the detector for detecting the fluorescence light F, it is possible to distinguish the scattered light K from the non-biological particles and the fluorescent light F from the biological particles, The ability to distinguish between bio-particles and bio-particles is improved, making the signal from the fluorescence light (F) detector more reliable.
본 발명에 따른 제1 검출부는 산란 광전자증배관 검출기를 포함할 수 있다. 산란 광전자증배관 검출기는 빔 스플리터에 의해 반사되어 들어 오는 산란 빛(K)의 신호를 크게 증폭하여 검출하는 역할을 할 수 있다. 그리고 제2 검출부는 형광 광전자증배관 검출기를 포함할 수 있고, 이러한 형광 광전자증배관 검출기는 빔 스플리터를 투과한 형광 빛(F) 신호를 크게 증폭하여 검출할 수 있다. The first detection unit according to the present invention may include a scattering photomultiplier tube detector. The scattering photomultiplier tube detector can amplify and detect the signal of the scattered light (K) reflected by the beam splitter. The second detector may include a fluorescence photomultiplier detector, and the fluorescence photomultiplier detector may amplify and detect a fluorescence light (F) signal transmitted through the beam splitter.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따라 2개의 광원을 구비하고, 각각의 광원으로부터 빛이 조사되어 진행하는 것을 나타낸 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 생물입자 탐지장치는 서로 다른 파장대의 자외선을 조사하는 2개의 광원을 포함한다. FIG. 4 is a view showing that two light sources are provided according to another preferred embodiment of the present invention, and light is emitted from each of the light sources. As shown in FIG. 4, the biological particle detecting apparatus according to the present invention includes two light sources for irradiating ultraviolet rays of different wavelengths.
이렇게 공기 중에 조사하는 광원의 개수를 2개로 설정함으로써, 공기 중에 포함된 생물입자로부터 더 많은 형광신호를 방출시킬 수 있게 된다. 앞서 설명한 바와 같이, 파장대가 다른 두 개의 자외선 광원을 사용하여 생물입자에 조사되는 광원의 자외선 파장의 범위가 넓어지고, 따라서 생물입자 내의 형광물질에 의해서 방출되는 형광 빛의 종류가 다양해진다. 따라서, 생물입자를 탐지하는 감도가 향상될 수 있어서, 적은 농도의 생물입자의 탐지도 가능하게 된다.By setting the number of light sources to be irradiated in the air to two in this manner, it becomes possible to emit more fluorescence signals from the biological particles contained in the air. As described above, by using two ultraviolet light sources having different wavelength ranges, the range of the ultraviolet wavelength of the light source irradiated onto the biological particles is widened, and thus the kinds of fluorescent light emitted by the fluorescent substances in the biological particles are varied. Therefore, the sensitivity for detecting biological particles can be improved, so that it is possible to detect biological particles at a low concentration.
자세하게는, 본 발명에 따른 광원부는 2개의 광원 즉, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 포함한다. 제1 광원(101)은 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하게 된다. 그리고 제2 광원(102)은 제1 광원(101)에서 조사하는 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사한다. 제1 자외선과 제2 자외선의 파장대는 타겟이 되는 형광물질에 맞추어 결정될 수 있다. 예를들어, 타겟이 되는 형광물질이 NADH 인 경우 340nm 영역대의 자외선을 조사하고, 타겟이 되는 형광물질이 Riboflavin 물질인 경우 450nm영역대의 자외선을 조사하게 된다. 즉, 제1 자외선을 340nm 영역대의 자외선으로 하고, 제2 자외선을 450nm영역대의 자외선으로 설정할 수 있다. 이렇게 다양한 파장대의 자외선을 조사할 수 있게 됨으로써, 타겟이 되는 형광물질의 종류도 다양해 질 수 있다.In detail, the light source unit according to the present invention includes two light sources, that is, a first
도 4에서 보는 바와 같이, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)은 서로 수직이 되게 배치될 수 있다. 이렇게 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 수직 배치하되, 각각의 광원으로부터 조사되는 자외선은 한 지점으로 집광되어야 한다. 따라서, 제1 광원(101)이 직진하는 경로를 갖게되면, 제2 광원(102)은 반사에 의하여 90도 경로가 변경되어야 한다. As shown in FIG. 4, the first
이를 위하여 제1 자외선이 진행하는 제1 경로(A)와 제2 자외선이 진행하는 제2 경로(B) 상에 다이크로익 미러(10)(dichroic mirror)가 설치될 수 있다. For this purpose, a
다이크로익 미러(10)는 특정 파장대의 빛을 반사시키고 다른 파장대의 빛은 모두 투과시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 다이크로익 미러(10)는 제1 경로(A) 상에 45도 각도로 경사지게 배치됨으로써, 제1 광원(101)에 의한 제1 자외선은 투과시키고, 제2 광원(102)에 의한 제2 자외선은 90도로 반사시켜 제2 경로(B)를 제1 경로(A)와 일치시킬 수 있게 된다. The
도 4를 참조하면, 다이크로익 미러(10)와 광학 셀 사이의 제1 경로(A)와 제2 경로(B) 상에는 제2 렌즈(20)와 제3 렌즈가 배치된다. Referring to FIG. 4, a
제1 광원(101) 및 제2 광원(102)으로부터 조사된 자외선은 넓은 각도로 퍼져나가게 된다. 이러한 퍼져나가는 자외선을 평행광으로 만들어주기 위해서 제2 렌즈(20)가 이용된다. 제1 광원(101) 및 제2 광원(102)으로부터 제2 렌즈(20) 사이의 거리는 제2 렌즈(20)의 focal length에 해당하는 거리만큼 유지되어야 한다. 따라서, 2개의 자외선 광원은 각각 제2 렌즈(20)의 focal length에 해당하는 거리만큼 떨어져서 위치하게 된다.The ultraviolet light emitted from the first
또한, 본 발명에 따른 제2 렌즈(20)는 복수로 구성될 수 있다. 1개의 비구면 렌즈로는 광축에 매우 가까운 광선밖에 평행광으로 변환되지 않는다. 따라서 복수의 렌즈를 사용함으로써, 넓은 각도로 퍼져나가는 다양한 경로의 자외선을 평행광으로 전환할 수 있다.In addition, the
도 5는 비구면 렌즈를 통하여 평행광이 집광되는 것을 나타낸 도면이다.5 is a view showing parallel light condensed through an aspherical lens.
즉, 비구면 렌즈(S)에 의하여 평행광으로 변환된 자외선(L)을 광학 셀 내부로 유입시키기 위하여 집광시킬 필요가 있다. 평행광을 한 점으로 집광시키기 위하여 제3 렌즈가 필요하다. 제3 렌즈도 제2 렌즈와 마찬가지로 복수로 구성된다. 1개의 비구면 렌즈는 광축에 가까운 광선만 정확히 한점으로 수렴시키기 때문에 수차가 발생하게 된다. 이런 수차가 존재하지 않는 렌즈를 위해서 복수의 비구면 렌즈를 사용하게 된다. 도 5에서와 같이, 다양한 경로의 평행광은 제3 렌즈에 의하여 한 점으로 집광되어 광학 셀 내부로 유입될 수 있다.That is, it is necessary to focus the ultraviolet light L converted into the parallel light by the aspherical lens S to enter the inside of the optical cell. A third lens is required to condense the parallel light at one point. The third lens is composed of a plurality of lenses similarly to the second lens. One aspheric lens converges the light rays close to the optical axis to exactly one point, so aberration occurs. A plurality of aspherical lenses are used for a lens having no such aberration. As shown in FIG. 5, the parallel light of various paths can be condensed at one point by the third lens and enter the optical cell.
이때, 제2 렌즈와 제3 렌즈는 90도로 배치될 수 있다. 그리고 90도로 배치된 제2 렌즈와 제3 렌즈 사이에는 제2 렌즈를 거쳐 직진하는 평행광을 90도로 변경하는 반사거울을 포함할 수 있다. At this time, the second lens and the third lens may be disposed at 90 degrees. And a reflection mirror for changing the parallel light traveling straight through the second lens to 90 degrees between the second lens and the third lens arranged at 90 degrees.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 반사거울(M)에 의하여 빛의 경로가 바뀌는 것을 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a view showing a path of light changed by a reflecting mirror M according to a preferred embodiment of the present invention.
즉, 반사거울(M)은 제1 경로와 제2 경로를 90도로 변경하여 진행시킬 수 있다. 이러한 반사거울(M)의 구조를 통하여, 일직선의 광로로 이루어지는 구조보다 장치의 소형화를 꾀할 수 있게 된다. 즉, 광원(S)으로부터 조사된 자외선(L)이 제2 렌즈(S1)와 제3 렌즈(S3)를 거쳐 진행하게 되는데, 일직선의 광로인 경우에는 제2 렌즈(S1)와 제3 렌즈(S3) 사이의 기본적으로 요구되는 focal length 때문에 장치의 길이가 길어져야 하나, 본 발명에서와 같이 반사거울(M)을 이용하여 일직선의 광로를 반사거울(M)을 전후하여 90도로 변경하여 경로가 변경되어 진행됨으로써, focal length 조건을 만족함과 동시에 장치의 소형화를 이룰 수 있다.That is, the reflective mirror M can be advanced by changing the first path and the second path by 90 degrees. Through the structure of the reflection mirror M, it is possible to make the device smaller than a structure formed by a straight optical path. That is, the ultraviolet light L emitted from the light source S travels through the second lens S1 and the third lens S3. In the case of a straight optical path, the second lens S1 and the third lens S3, it is necessary to increase the length of the device due to the focal length required between the reflection mirrors M and S3, but by changing the optical path of the straight line to 90 degrees back and forth through the reflection mirror M using the reflection mirror M as in the present invention, As a result, the focal length condition can be satisfied and the device can be miniaturized.
도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생물입자 탐지장치는 제1 광원(101)의 제1 자외선 조사여부 또는 조사량을 조절하는 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 광원(102)의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(81)를 더 포함할 수 있다.2 and 4, the apparatus for detecting a biological particle according to an embodiment of the present invention includes a first
제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)의 전자식 제어를 통하여 각 셔터를 개폐할 수 있다. 이러한 각 셔터의 개폐를 조절함으로써, 제1 자외선과 제2 자외선을 동시에 조사하거나, 또는 둘 중 하나의 광원만을 조사하거나 또는 순차적으로 번갈아가면서 조사할 수 있게 된다. 따라서 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능하다. The respective shutters can be opened and closed through electronic control of the first
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학 셀 내부를 나타낸 도면이다. 광학 셀(200) 내부에서는 공기와 자외선(L)이 교차하여 형광 빛과 산란 빛을 발생시킨다. 즉, 광학 셀은 광원부에서 조사된 자외선(L)이 유입되어 이를 광학 셀 내부에서 직진시키는 직진유도부를 구비하고, 샘플링된 공기를 외부에서 유입시키는 공기유입부를 구비한다. 직진유도부는 광학 셀은 원주형의 관통홀처럼 형성되어 모아진 자외선의 직진을 유도하게 된다. 7 is a view showing the inside of an optical cell according to a preferred embodiment of the present invention. In the
광학 셀 내부에 유입된 자외선과 공기는 서로 교차하게 된다. 바람직하게는 직진유도부(40)와 공기유입부(300)가 서로 수직이 되도록 배치되어 직진유도부로부터의 자외선(L)과 공기유입부(300)로부터의 공기가 서로 직각이 되도록 교차될 수 있다. 공기 유입부와 함께 공기배출부(301)가 구비되어 공기유입부(300)로 유입된 공기가 공기배출부(301)로 바로 배출이 될 수 있다. 공기유입부(300) 및 공기배출부(301)는 지름이 작은 파이프 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 공기유입부(300)와 공기배출부(301)가 서로 일직선상에 형성되어 공기유입부(300)에서 유입된 공기는 공기배출부(301)로 이동하게 된다. 이때의 공기유입부(300)와 공기배출부(301)는 에어로졸도입구 및 에어로졸배출구 일 수 있다.The ultraviolet light and the air introduced into the optical cell cross each other. The
공기 배출부에서는 흡입력을 가하여 공기유입부(300)로부터 광학 셀(200) 내부로 유입된 공기를 공기배출부(301)로 바로 이동시킬 수 있다. 이렇게 공기 유입과 유출을 바로 이루어지게 함으로써, 공기가 직진이동하게되고, 직진이동하는 공기는 수직으로 진행하는 자외선(L)과 교차할 수 있게 된다. The air introduced into the
자외선(L)과 공기가 교차됨으로써, 공기 내 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 형광 빛이 방출되고, 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 빛치 산란되어 산란 빛이 발생된다. 이때, 광학 셀(200) 내부는 구형구조로 형성되고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅이 되어 있다. 그리고 광학 셀(200)은 상부 광학 셀(200)과 하부 광학 셀(200)로 구성되어, 광학 셀(200) 내부에서 발생된 산란 빛과 형광 빛을 한 지점에 집광시켜 배출시킬 수 있도록 형성된다. Fluorescence light is emitted by the fluorescent material in the biological particles contained in the air by the intersection of the ultraviolet ray (L) and the air, and scattered light is generated by the scattering of the light by the non-biological particles contained in the air. At this time, the inside of the
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 상부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 광학 셀 하부에 반사된 빛의 경로를 나타낸 도면이다.FIG. 8 is a view showing a path of light reflected on an upper part of an optical cell according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view showing a path of light reflected on a lower part of the optical cell according to a preferred embodiment of the present invention to be.
산란된 산란 빛과 형광물질에 의한 형광 빛은 광학 셀내부의 모든 방향으로 향하는 데 광학 셀 내부 구조에 의하여 한 지점으로 집광될 수 있다. The scattered scattered light and the fluorescent light by the fluorescent material are directed in all directions inside the optical cell, and can be condensed to one point by the internal structure of the optical cell.
도 8을 참조하면, 상부 광학셀 내부(201)의 M 지점(자외선과 공기가 교차하는 지점)에서 반사된 빛은 구형 구조의 내부면에 반사되어 N 지점에 모이게 된다. 또한, 도 9를 참조하면, M지점에서 발생된 빛 중 하부 광학셀(202) 내부로 진행되는 빛은 구형구조에 의하여반사되어 다시 M지점으로 돌아오고, 이 빛은 다시 상부 광학 셀 내부에 반사되어 N지점에 모이게 된다. Referring to FIG. 8, the light reflected at the M point (the point where the ultraviolet rays and the air intersect) of the upper
즉, 이러한 구형구조 및 내부의 코팅 구조를 통하여 M지점에서 발생된 빛을 N 지점으로 집광시킬 수 있게 된다.That is, light generated at the M point can be condensed to the N point through the spherical structure and the coating structure inside.
다시 도 1 및 도 2를 참조해 보자. 본 발명에 따른 형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치는, 밴드패스필터(900)를 더 포함할 수 있다. 밴드패스필터(900)는 특정 파장영역대의 빛만 투과시키고, 나머지 파장대의 빛은 반사시킨다. 따라서, 밴드패스필터(900)는 빔 스플리터와 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 역할을 하게 된다. 빔 스플리터에 의하여 일부 산란된 자외선이 걸러지지 않을 수 있다. 즉, 일부 산란 빛은 노이즈 신호로 발생할 수 있기 때문에 밴드패스필터(900)는 이러한 노이즈 신호를 제거하고 특정 파장대의 형광 빛만 투과시켜 원하는 빛만 검출할 수 있게 된다.Referring again to Figures 1 and 2, The apparatus for detecting biological particles using the fluorescence signal and the scattered signal measurement according to the present invention may further include a
또한, 본 발명은 빔 덤프(800)를 더 포함할 수 있다. 빔 덤프(800)는 광학 셀에 결합하고, 광학 셀 내부의 직진유도부의 맞은편에 위치하여 광학 셀로 유입된 자외선 중 형광 빛으로 변환되거나 산란 빛으로 산란되지 않고 직진하는 나머지 빛을 흡수하게 된다. 빔 덤프(800) 내부로 들어온 빛은 열 에너지로 전환되어 소멸되도록 구성되어 있으며, 따라서 빔 덤프(800) 내부로 들어온 빛이 다시 빠져나가지 못하고 소멸되기 때문에 노이즈 신호로 작용될 수 있는 자외선을 제거할 수 있다.In addition, the present invention may further include a
이제, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선이 조사되어 검출부에 의하여 검출되기까지의 프로세스를 간략히 설명한다.Now, the process of irradiating the ultraviolet ray according to the preferred embodiment of the present invention and detecting it by the detection unit will be briefly described.
우선, 제1 광원 및 제2 광원으로부터 서로 다른 파장의 자외선이 조사된다. 제1 광원에서 조사된 제1 자외선은 다이크로익 미러를 통과하여 직진하고, 제2 광원에서 조사된 제2 자외선은 다이크로익 미러에 반사되어 90도로 경로가 변경된다. 제1 다이크로익 미러를 통과한 제1 자외선과 제2 자외선은 제2 렌즈를 거치면서 평행광으로 변환된다. 평행광으로 변환된 제1, 2 자외선은 반사거울에 의하여 그 경로가 다시 90도로 바뀌게 된다. First, ultraviolet rays of different wavelengths are irradiated from the first light source and the second light source. The first ultraviolet ray irradiated from the first light source goes straight through the dichroic mirror and the second ultraviolet ray irradiated from the second light source is reflected on the dichroic mirror so that the path is changed by 90 degrees. The first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray having passed through the first dichroic mirror are converted into parallel rays through the second lens. The first and second ultraviolet rays converted into the parallel light are changed again by 90 degrees by the reflection mirror.
경로가 바뀐 제1, 2 자외선은 제3 렌즈를 만나 한 지점으로 집광이 된다. 집광된 자외선은 광학 셀의 직진유도부에 의하여 광학 셀 내부에서 직진하게 되고, 한편, 광학 셀에 형성된 공기유입부에 의하여 공기가 유입되어 직진함으로써, 자외선과 공기가 교차할 수 있게 된다.The first and second ultraviolet rays whose paths are changed meet the third lens and are condensed at one point. The condensed ultraviolet light goes straight inside the optical cell by the straight guide portion of the optical cell. On the other hand, when the air is introduced by the air inlet formed in the optical cell, the ultraviolet light and the air can cross each other.
자외선과 공기가 교차함으로써 공기내 비생물입자에 의하여 자외선이 산란되어 산란 빛이 발생하고, 공기 내 생물입자에 의하여 형광 빛이 방출된다. 이러한 산란 빛과 형광 빛은 광학 셀 내부 구조에 의하여 한 지점으로 집광되어 외부로 방출된다. Ultraviolet rays are scattered by non-biological particles in the air due to the intersection of ultraviolet rays and air, and scattered light is generated, and fluorescent light is emitted by the air particles in the air. These scattered light and fluorescent light are condensed at one point by the internal structure of the optical cell and emitted to the outside.
한 지점에 집광된 산란 빛과 형광 빛은 비구면 렌즈에 의하여 평행광으로 전환된다. 평행광으로 전환된 빛 중 산란 빛은 빔 스플리터에 의하여 반사되어 제1 검출부로 이동하고, 형광 빛은 빔 스플리터를 통과하고 밴드패스필터에 의하여 특정 파장대의 빛만 투과되어 제2 검출부로 이동하게 됩니다. Scattered light and fluorescent light converged at one point are converted into parallel light by an aspherical lens. The scattered light among the light converted into the parallel light is reflected by the beam splitter and moves to the first detection part. The fluorescent light passes through the beam splitter, and only the light of a specific wavelength band is transmitted by the bandpass filter.
각 검출부로 유입된 빛은 신호가 크게 증폭되어 신호처리를 통하여 생물입자와 비생물입자를 탐지할 수 있게 된다. 이를 기초로 시각 또는 청각 경보를 발령할 수도 있다.The light introduced into each detector is greatly amplified and can detect biological particles and non-biological particles through signal processing. Based on this, a visual or audible alarm may be issued.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 생물입자 탐지장치는 반사거울 및 제2 렌즈를 사용하지 않고, 광원을 광학셀 측면에 바로 위치시켜 직접 광학셀 내부로 광원을 조사하는 것이다. 광원을 광학셀 측면에 바로 장착하여 직접 집광하기 때문에, 광원의 경로를 변경시키는 반사거울이 불요하며, 광원의 경로가 줄어들어 광손실 최소화를 위하여 사용하는 제2 렌즈의 구성이 불요하다. 10 is a view illustrating a biological particle detection apparatus according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 10, the apparatus for detecting biological particles according to another embodiment of the present invention includes a reflection mirror and a second lens, in which a light source is directly disposed on a side surface of an optical cell, will be. Since the light source is directly mounted on the side surface of the optical cell to directly condense the light, a reflecting mirror for changing the path of the light source is unnecessary, and the path of the light source is reduced, so that the configuration of the second lens used for minimizing the optical loss is unnecessary.
다만, 본 발명의 다른 실시예에서도, 서로 다른 파장 영역을 갖는 2개의 자외선 광원을 이용한다. 즉, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 포함한다. 제1 광원(101)은 특정 파장대의 제1 자외선을 조사하게 된다. 그리고 제2 광원(102)은 제1 광원(101)에서 조사하는 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사한다. 제1 자외선과 제2 자외선의 파장대는 타겟이 되는 형광물질에 맞추어 결정될 수 있다. However, in another embodiment of the present invention, two ultraviolet light sources having different wavelength regions are used. That is, the first
제1 광원의 전방 및 제2 광원의 전방에는 퍼지는 광을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈 및 제5 렌즈가 각각 위치할 수 있다. 이러한 렌즈는 상술한 제1 렌즈, 제2 렌즈 및 제3 렌즈와 같이 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다. 즉, 이러한 렌즈는 제1 광원 및 제2 광원을 평행광으로 변환시켜 진행시킨다.And a fourth lens and a fifth lens that convert the light that is emitted into parallel light can be positioned respectively in front of the first light source and in front of the second light source. Such a lens is a lens capable of converting light into parallel light or condensing parallel light like the above-mentioned first lens, second lens and third lens, and is a flat convex lens (PLANOCONVEX LENS) or a ball lens LENS). That is, the lens converts the first light source and the second light source into parallel light and proceeds.
도 10에서 알 수 있듯이, 제1 광원(101)과 제2 광원(102)은 서로 수직이 되게 배치될 수 있다. 이렇게 제1 광원(101)과 제2 광원(102)을 수직 배치하되, 각각의 광원으로부터 조사되는 자외선은 한 지점으로 집광되어야 한다. 따라서, 제1 광원(101)이 직진하는 경로를 갖게되면, 제2 광원(102)은 반사에 의하여 90도 경로가 변경되어야 한다. 10, the first
이를 위하여 제1 자외선이 진행하는 제1 경로(A)와 제2 자외선이 진행하는 제2 경로(B) 상에 다이크로익 미러(10)(dichroic mirror)가 설치될 수 있다. 다이크로인 미러(10)와 광학셀(200) 사이에는 평행광을 집광시키기 위한 제6 렌즈가 배치될 수 있다. 이러한 제 6렌즈는 상술한 렌즈와 마찬가지로 빛을 평행광으로 변환하거나 또는 평행광을 집광할 수 있는 렌즈를 말하는 것으로서, 평면볼록렌즈(PLANOCONVEX LENS) 또는 볼렌즈(BALL LENS)를 포함한다. For this purpose, a
또한, 제1 광원(101)과 제2 광원(102) 각각에는 자외선의 조사여부 또는 조사량을 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)가 구비될 수 있다. 제1 전자식 셔터(71) 및 제2 전자식 셔터(81)의 전자식 제어를 통하여 각 셔터를 개폐할 수 있다. 이러한 각 셔터의 개폐를 조절함으로써, 제1 자외선과 제2 자외선을 동시에 조사하거나, 또는 둘 중 하나의 광원만을 조사하거나 또는 순차적으로 번갈아가면서 조사할 수 있게 된다. 따라서 타겟 물질에 따라 다양한 방식으로 광원을 선택하여 조사하는 것이 가능하다. The first
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.
A: 제1 경로
B: 제2 경로
F: 형광 빛
K: 산란 빛
L: 자외선
S: 비구면 렌즈
M: 반사거울
S: 광원부
S1: 제2 렌즈
S2: 제3 렌즈
200: 광학 셀
201: 상부 광학 셀
202: 하부 광학 셀
300: 공기유입부
301: 공기배출부
400: 제1 렌즈
500: 빔 스플리터
600: 제1 검출부
700: 제2 검출부
800: 빔 덤프
900: 밴드패스필터
10: 다이크로익 미러
20: 제2 렌즈
30: 제3 렌즈
60: 반사거울
71: 제1 전자식 셔터
81: 제2 전자식 셔터
101: 제1 광원
102: 제2 광원
40: 직진유도부A: First path
B: Second path
F: Fluorescent light
K: scattered light
L: Ultraviolet ray
S: Aspheric lens
M: Reflecting mirror
S: Light source part
S1: Second lens
S2: Third lens
200: Optical cell
201: upper optical cell
202: Lower optical cell
300: air inlet
301:
400: first lens
500: beam splitter
600: first detection unit
700: second detection section
800: beam dump
900: Bandpass filter
10: Dichroic mirrors
20: Second lens
30: Third lens
60: reflective mirror
71: first electronic shutter
81: Second electronic shutter
101: first light source
102: second light source
40:
Claims (13)
생물입자 내 형광물질을 여기시킬 수 있는 자외선을 조사하는 광원부;
직진유도부를 구비하여 상기 광원부에서 조사된 자외선이 유입되어 직진하고, 공기유입부를 구비하여 샘플링된 공기가 유입되어 직진하되, 상기 자외선과 상기 공기가 서로 교차하여 상기 공기 중에 포함된 생물입자 내의 형광물질에 의하여 방출되는 형광 빛과 상기 공기 중에 포함된 비생물입자에 의하여 산란되는 산란 빛이 발생하고, 내부가 빛을 반사시킬 수 있도록 코팅되어 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 한 지점에 집광시켜 배출하는 구형구조의 광학 셀;
상기 한 지점을 통과한 상기 형광 빛과 상기 산란 빛을 평행광으로 전환하는 제1 렌즈;
상기 평행광의 경로 상에 위치하여 상기 산란 빛은 반사시키고, 상기 형광 빛은 투과시키는 빔 스플리터;
상기 빔 스플리터에 의하여 반사되어 입사되는 산란 빛을 검출하는 제1 검출부; 및
상기 빔 스플리터에 의하여 투과되는 형광 빛을 검출하는 제2 검출부를 포함하고,
상기 광원부는,
특정 파장대의 제1 자외선을 조사하는 제1 광원;
상기 제1 자외선과 서로 다른 파장대의 제2 자외선을 조사하는 제2 광원을 포함하며,
상기 제1 자외선의 제1 경로와 상기 제2 자외선의 제2 경로는 서로 수직이 되도록 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 배치되고,
상기 제1 경로와 상기 제2 경로 상에 설치되어, 상기 제1 자외선은 투과시키고, 상기 제2 자외선은 90도로 반사시켜, 상기 제2 경로를 상기 제1 경로와 일치시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 더 포함하고,
상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이의 상기 제1 경로 및 상기 제2 경로 상에 배치되어, 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제2 렌즈; 및
상기 제2 렌즈와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제3 렌즈를 포함하여,
상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내하고,
상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈는 90도로 배치되고,
상기 제2 렌즈의 초점거리(focal length)를 확보하기 위하여 상기 제2 렌즈와 상기 제3 렌즈 사이에 설치되어, 상기 제2 렌즈를 통과한 평행광을 90도 변경하여 상기 제3 렌즈로 진행시키는 반사거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.1. An apparatus for detecting biological particles contained in the air by detecting fluorescent light emitted by irradiating ultraviolet rays to air,
A light source part for irradiating ultraviolet rays capable of exciting a fluorescent material in the biological particles;
Wherein the ultraviolet light irradiated from the light source part is introduced and straightened, and the sampled air having the air inflow part is flowed in and straightened, wherein the ultraviolet light and the air cross each other, And the scattered light scattered by the non-biological particles contained in the air is generated and is coated so that the inside can reflect the light so that the fluorescent light and the scattered light are collected at one spot and discharged A spherical optical cell;
A first lens for converting the fluorescence light having passed through the point and the scattered light into parallel light;
A beam splitter positioned on the path of the parallel light to reflect the scattered light and transmit the fluorescent light;
A first detector for detecting scattered light reflected by the beam splitter; And
And a second detector for detecting fluorescent light transmitted by the beam splitter,
The light source unit includes:
A first light source for irradiating a first ultraviolet ray of a specific wavelength band;
And a second light source for irradiating a second ultraviolet ray of a different wavelength band from the first ultraviolet ray,
Wherein the first light source and the second light source are arranged such that a first path of the first ultraviolet ray and a second path of the second ultraviolet ray are perpendicular to each other,
A dichroic mirror disposed on the first path and the second path for transmitting the first ultraviolet ray and reflecting the second ultraviolet ray at 90 degrees and matching the second path with the first path; mirror,
A second lens disposed on the first path and the second path between the dichroic mirror and the optical cell, the second lens converting the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray into parallel rays; And
And a third lens that is disposed between the second lens and the optical cell and condenses the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray that are converted into parallel rays at one point,
The straight guide portion directs the first ultraviolet light and the second ultraviolet light condensed at one point into the optical cell,
The second lens and the third lens are arranged at 90 degrees,
And a third lens disposed between the second lens and the third lens so as to secure a focal length of the second lens so that the parallel light passing through the second lens is changed by 90 degrees and is advanced to the third lens Further comprising a reflective mirror. ≪ RTI ID = 0.0 >
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제1 광원의 제1 자외선 조사여부를 조절하는 제1 전자식 셔터; 및
상기 제2 광원의 제2 자외선 조사여부를 조절하는 제2 전자식 셔터(shutter)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
A first electronic shutter for controlling whether or not the first light source is irradiated with the first ultraviolet light; And
And a second electronic shutter for controlling whether or not the second light source is irradiated with the second ultraviolet light.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 빔 스플리터와 상기 제2 검출부 사이에 형성되어 일정 영역의 파장대의 형광 빛만 투과시키는 밴드패스필터(band pass filter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
Further comprising a band pass filter formed between the beam splitter and the second detection unit for transmitting only a fluorescent light of a predetermined wavelength range.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 광학 셀과 결합하고, 상기 직진유도부의 맞은편에 위치하여, 상기 광학 셀로 유입된 자외선 중 상기 형광 빛으로 변환되지 않고, 산란되지도 않아 직진하는 나머지 빛을 흡수하는 빔 덤프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
And a beam dump which is coupled to the optical cell and is located opposite to the rectilinear guiding portion and absorbs the remaining light that is not converted to the fluorescent light and is not scattered and straightened out of the ultraviolet rays introduced into the optical cell Features,
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제1 검출부는,
상기 산란 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 산란 광전자증배관(PMT; Photo Multiplier Tubes) 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
Wherein the first detection unit comprises:
And a scattered photomultiplier tube (PMT) detector for amplifying and detecting the scattered light signal.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제2 검출부는,
상기 형광 빛 신호를 증폭시켜 검출하는 형광 광전자증배관(PMT) 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
Wherein the second detection unit comprises:
And a fluorescent photo multiplier (PMT) detector for amplifying and detecting the fluorescent light signal.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제1 렌즈는 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the first lenses are formed,
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제2 렌즈 및 상기 제3 렌즈는, 각각 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.The method according to claim 1,
And the second lens and the third lens are respectively formed in plural numbers.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
상기 제1 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 상기 제1 경로에 배치되어 상기 제1 자외선을 평행광으로 변환시키는 제4 렌즈; 및
상기 제2 광원과 상기 다이크로익 미러 사이의 제2 경로 상에 배치되어 상기 제2 자외선을 평행광으로 변환하는 제5 렌즈; 및
상기 다이크로익 미러와 상기 광학 셀 사이에 배치되어, 평행광으로 변환된 제1 자외선과 제2 자외선을 한 지점으로 집광시키는 제6 렌즈를 포함하여,
상기 직진유도부가 한 지점으로 집광된 상기 제1 자외선과 상기 제2 자외선을 상기 광학 셀 내부로 안내하는 것을 특징으로 하는,
형광신호와 산란신호 측정을 이용한 생물입자 탐지장치.
The method according to claim 1,
A fourth lens disposed in the first path between the first light source and the dichroic mirror to convert the first ultraviolet light into parallel light; And
A fifth lens disposed on a second path between the second light source and the dichroic mirror to convert the second ultraviolet rays into parallel light; And
And a sixth lens disposed between the dichroic mirror and the optical cell and condensing the first ultraviolet ray and the second ultraviolet ray converted into parallel rays at one point,
Wherein the directing guide guides the first ultraviolet light and the second ultraviolet light condensed to one point into the optical cell.
Biological particle detection system using fluorescence signal and scatter signal measurement.
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