KR101909380B1 - 형광 측정장치 및 그 형광 측정방법 - Google Patents

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홍동기
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Abstract

형광 측정장치 및 그 형광 측정방법이 개시된다. 본 발명에 따른 형광 측정장치는, 여기광을 방사하는 광원; 광원에 의해 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 형광필터; 광원과 형광필터의 사이에서 광원에 의해 방사되는 여기광을 균일하게 시료까지 가이드하는 광 가이드; 및 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

형광 측정장치 및 그 형광 측정방법{FLUORESCENCE MEASURING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 형광 측정장치 및 그 형광 측정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투과형 광학계로 이루어지며, 광의 경로를 단순화하고, 시료에 초점이 맺히도록 하는데 필요한 렌즈의 수를 줄여 광학계의 부피를 최소화할 수 있는, 형광 측정장치 및 그 형광 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 형광(fluorescence)은 물질이 외부에서 에너지를 흡수하여 에너지가 낮은 바닥 상태(ground state)에서 에너지가 높은 들뜬 상태(excitation state)로 된 분자 또는 원자가 다시 바닥 상태의 낮은 에너지 준위로 되돌아갈 때 여기파장에 비해 장파장 영역의 빛을 재 방출하는 현상을 말한다.
특히, 이러한 형광이 생성된 빛을 각종 광학 측정장치로 감지하여 시료에 포함된 특정 물질의 양을 측정하는 것을 형광분석이라고 하며, 이와 같은 형광분석법을 이용하여 시료내 타겟 물질이나 분자의 정량적 검출에 활용하는 광측정장치를 형광 측정장치라고 한다.
도 1은 일반적인 형광측정 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 형광측정 광학계는 광원(10), 포토디텍터(20) 및 복수의 렌즈(30)를 포함하는 광학계로 구성된다.
형광은 여기광원의 파장이 짧고, 방출되는 형광은 파장이 시프트(shift) 되어 여기광에 비해 길어진다. 포토디텍터(20)는 여기광은 받아들이지 않고 형광만을 감지하여야 하므로, 형광만 통과시키는 밴드패스 필터(band pass filter)를 전단에 포함하게 된다. 따라서, 광학계는 여기광을 형광물질에 조사시켜야 하며, 시료에서 발광되는 형광을 효율적으로 포토디텍터(20)로 검출하는 것이 중요하다. 이때, LED 광원(10)의 빛은 콜리메이팅(collimating) 렌즈로 평행광을 만들고, 집광시키고자 하는 형광시료에 초점이 맺히도록 적절한 렌즈 구성이 형성된 광학계가 필요하게 되며, 이로 인해 복수의 렌즈가 요구되어 광학계의 부피가 커지는 문제점이 있다.
도 2는 빔분배기(beam splitter)를 이용한 형광광학계의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 광원(10)에서 만들어진 광은 빔스플리터(40)를 통해 일부는 반사되고 일부는 통과되며, 반사된 빛은 90도로 꺾여 시료 방향으로 입사된다. 빔스플리터(40)를 이용한 동축형-입사광과 형광이 동일한 광축으로 광학계가 구성되는 광학계에서는 광학계의 구성이 간단해진다는 장점이 있으나, 빔스플리터(40)의 종류에 따라 광효율이 저하되는 단점이 있다.
또한, 측정 시료에서 나오는 형광은 방향성 없이 방사되므로 포집하기 위해 적절한 광학렌즈(30)의 선정과 구성이 필요하며, 여기광이 시료에서 반사되어 광학계에 들어오는 방향과 형광의 입사 방향이 동일하여 입사광의 영향을 줄이기 위해서는 형광만을 투과시키는 필터를 필수적으로 사용하여야 한다.
이때, 형광필터를 사용하더라도 여기광의 세기는 형광에 비해 매우 강하기 때문에 여기광은 노이즈 신호로 작용할 수 있으며, 따라서 극미량의 바이오분자 검출 시에는 여기광을 끄고 형광을 측정하는 방법이 매우 유용하다. 즉, 형광물질의 형광수명이 길어 여기광이 완전히 꺼진 후 수명이 긴 형광을 측정하면 여기광에 의한 잡음신호를 줄일 수 있으므로 극미량의 형광물질을 검출하는데 적합하다.
그런데, 전술한 바와 같은 형광 측정장치는 복수의 렌즈를 구비하여야 하기 때문에 광의 경로를 형성하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 형광 측정장치의 부피를 최소화하는 데에 한계가 있다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2005-0068809호 (공개일자: 2005. 07. 05)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 광의 경로를 단순화할 뿐만 아니라 구비되는 렌즈의 수를 줄여 결과적으로 광학계의 부피를 최소화할 수 있는 형광 측정장치 및 그 형광 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 형광 측정장치는, 여기광을 방사하는 광원; 광원에 의해 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 형광필터; 광원과 형광필터의 사이에서 광원에 의해 방사되는 여기광을 균일하게 형광시료까지 가이드하는 광 가이드(optical guide); 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 광 검출기; 투명한 재질로 이루어지며, 광 가이드의 일단과 형광필터 사이에 상기 시료를 놓는 시료기판; 및 시료기판과 광 가이드의 사이에 시료기판과 평행하게 설치되며, 여기광은 통과시켜 시료를 여기시키고, 시료기판의 표면에서 광 검출기의 반대 방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 광 검출기로 입사되도록 하는 쇼트패스 필터(short pass filter)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 형광 측정장치는, 여기광을 방사하는 광원; 광원으로부터 방사되는 여기광의 세기를 측정하여 균일성을 모니터링하는 포토 다이오드; 파이프 물질 내에서 광원의 전반사가 이루어지며, 내부에서 여기광을 가이드하고, 파이프 출구면에서 여기광의 세기를 균일하게 출력되도록 가이드하는 광 가이드; 광 가이드의 일단으로부터 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 형광필터; 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 광 검출기; 투명한 재질로 이루어지며, 광 가이드의 일단과 형광필터 사이에 시료를 놓는 시료기판; 및 시료기판과 광 가이드의 사이에 시료기판과 평행하게 설치되며, 여기광은 통과시켜 시료를 여기시키고, 시료기판의 표면에서 광 검출기의 반대 방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 광 검출기로 입사되도록 하는 쇼트패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 전술한 형광 측정장치는, 광 가이드의 일단의 둘레에 설치되며, 시료기판에서 방사되는 형광을 반사시켜 광검출기 방향으로 보내주는 반사경을 더 포함할 수도 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 형광 측정방법은, 광원이 여기광을 방사하는 단계; 광 가이드가 여기광을 시료가 위치된 시료기판까지 균일하게 가이드하는 단계; 형광필터가 시료기판을 투과하는 여기광은 필터링하고 형광만을 통과시키는 단계; 시료기판과 광 가이드의 사이에 시료기판과 평행하게 설치된 쇼트패스 필터가, 여기광은 통과시켜 시료를 여기시키고, 시료기판의 표면에서 광 검출기의 반대방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 광 검출기로 입사시키는 단계; 및 광 검출기가 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 형광 측정방법은, 광원에 의해 방사되는 여기광의 세기를 측정하여 균일성을 모니터링하며, 파이프 형상으로 이루어진 광 가이드가 내부에서 여기광을 광원으로부터 전반사에 의해 광 가이드하여 여기광을 시료가 위치된 시료기판까지 균일하게 가이드하는 단계; 로우패스 필터(low pass filter)가 여기광은 투과시키고 시료기판에서 발생하는 형광중 광검출기 반대방향으로 방사되는 형광을 광검출기 방향으로 반사키는 단계; 형광필터가 시료기판을 투과하는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 단계; 및 광 검출기가 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 단계를 포함하며, 로우패스 필터는 시료기판과 광 가이드의 사이에 시료기판과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 광의 경로를 단순화할 수 있으며, 광가이드의 두께를 조절함으로써 시료에 조사되는 균일한 세기의 여기광 조사면적을 간단하게 조절할 수 있으며, 시료에 초점이 맺히도록 하는데 필요한 렌즈의 수를 줄여 결과적으로 광학계의 부피를 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 여기광의 조사에 의해 시료에서 방사되는 형광중 광검출기 반대 방향, 즉 광파이프 방향으로 방사하는 형광을 쇼트패스 필터가 반사시켜 광검출기 방향으로 반사시킴으로써 형광 측정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 렌즈 광학계를 사용하는 것에 비해 훨씬 균일한 광원으로 시료에 전달할 수 있어 간단한 광학계 구성으로 형광 측정 정확성을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제안하는 광학계는 간단한 광학계 구성으로도 형광측정 감도를 향상시키기 위해서 여기광원을 끈 후 수명이 긴 형광을 시분할로 측정하는 time-resolved fluorescence 측정에 매우 적합한 광학계이다.
도 1은 일반적인 형광측정 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 빔분배기를 이용한 형광광학계의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 반사필터의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 반사필터의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 측정방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 11은 기존 렌즈 광학계와 본 발명의 실시예에 따른 광학계의 여기광의 균일성을 비교한 도면으로서, 도 13의 (a)는 기존 렌즈 광학계의 여기광을 나타내며, (b)는 광 가이드를 이용한 광학계의 여기광을 나타낸다.
도 12는 광 가이드의 직경을 변경하여 광원의 조사 크기를 변경하는 예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정장치 및 그 형광 측정방법을 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정장치(100)는 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140) 및 시료기판(150)를 포함한다.
광원(102)은 여기광을 방사한다. 이와 같은 광원(102)으로는 발광 다이오드가 이용될 수 있다.
광 가이드(110)는 광원(102)과 형광필터(120)의 사이에서 광원(102)에 의해 방사되는 여기광을 균일하게 시료(152)까지 가이드한다. 이때, 광 가이드(110)는 외관이 원통 형상으로 이루어지며, 내부에는 일 측으로부터 입사되는 광량을 극대화하여 타 측으로 전달하기 위한 광섬유가 채워질 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에서 이용하는 광 가이드(110)는 기재된 설명에 한정되는 것은 아니며, 공지된 다양한 형태의 광 가이드가 사용될 수도 있다.
형광필터(120)는 광원(102)에 의해 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시킨다. 이때, 형광필터(120)는 형광물질에서 여기되는 형광의 파장은 통과시키고, 다른 가시광선은 굴절시키는 것을 사용한다. 이때, 형광필터(120)는 형광 파장에 맞는 밴드 패스 필터(band pass filter)나 여기광은 통과시키지 않고 형광 파장만을 통과시키는 하이 패스 필터(high pass filter)를 사용할 수 있는데, 형광 이외의 잡음을 배제하고 강한 여기광이 광 검출기(140)에 도달하지 못하도록 하는 역할을 한다.
광 검출기(140)는 형광필터(120)에 의해 필터링된 형광을 검출한다. 이때, 광 검출기(140)는 형광필터(120)에 의해 필터링되는 형광신호를 검출하며, 검출되는 형광신호를 통해 시료의 특성을 파악한다.
시료기판(150)은 투명한 재질로 이루어지며, 광 가이드(110)의 일단과 형광필터(120) 사이에서 시료(152)를 놓을 수 있도록 구현된다. 이때, 도 1에는 시료기판(150)이 판의 형상인 것으로 도시하고 설명하였지만, 시료기판(150)은 시험관의 형상으로 시료(152)를 담을 수 있도록 구현될 수도 있다. 여기서, 시료(152)는 마이크로 어레이(microarray) 구조 또는 동일한 X-Y 기판 평판 구조의 시료기판(150)에 놓일 수 있다. 이 경우, 시료기판(150)은 복수개의 위치에 놓인 복수개의 형광 시료를 X-Y 평면에서 이동시킬 수 있도록 구현된다. 즉, 시료기판(150)은 TRF 측정 동작과 동기화되어 시료(152)를 X-Y 스테이지(stage) 상에서 이동시킬 수 있으며, 그에 따라 1차원(1Dimension) 또는 2차원(2D)의 위치 공간의 형광을 측정하는 것이 가능하다.
바이오 물질을 검출하기 위해 이용되는 시료기판(150)은 유리기판이나 마이크로웰 기판상에서 이루어지는 경우가 많아 투과형 광학계의 적용이 가능하다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시료(152)가 놓이는 시료기판(150)을 기준으로 한 쪽은 광원(102)이 그리고 반대 쪽은 광검출기(140)가 배치되는 광학계의 구조를 활용할 수 있으므로 간단한 구성으로 형광측정이 가능하다. 즉, TRF(Time Resolved Fluorescence) 측정에서는 광원(102)을 끈(OFF) 후, 수명이 남아 있는 형광을 측정하기 때문에 간단한 투과형 광학계 구성으로 TRF 형광 측정을 하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 측정장치(200)는 광원(102), 집광렌즈(104), PD(Photo Diode)(106), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140), 시료기판(150) 및 쇼트패스 필터(Short Pass Filter)(154)를 포함할 수 있다. 여기서, 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140) 및 시료기판(150)은 도 3에 나타낸 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140) 및 시료기판(150)과 그 구성 및 기능이 동일하므로 동일한 참조번호를 부여하였으며, 여기서는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 형광 측정장치(200)는 도 3에 나타낸 형광 측정장치(100)에 비하여 보다 성능을 향상시키기 위하여 광원(102)과 광 가이드(110) 사이에 집광렌즈(104)가 추가될 수 있다.
이때, PD(106)는 광원(102)의 옆에 설치되며, 여기광의 세기를 측정하여 그 균일성을 모니터링하는 센서로 이용될 수 있으며, 여기광의 변화에 의한 형광 측정 감도에 영향을 주는 요인을 보정하는데 이용될 수 있다. 즉, PD(106)는 광원의 세기 변화를 모니터링하여 형광의 측정에 미칠 수 있는 영향을 반영하여 그 결과를 보정함으로써 바이오 물질 검출 결과를 정확하게 해석할 수 있도록 한다.
쇼트패스 필터(154)는 시료기판(150)과 광 가이드(110)의 사이에 설치되며, 여기광은 통과시켜 측정시료(152)를 여기시키고, 시료기판(150)의 표면에서 광 검출기(140)의 반대 방향으로 방사되는 형광은 광 검출기(140)로 입사되도록 함으로써 형광 포집 효율을 향상시키는 용도로 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정장치(300)는 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140), 시료기판(150) 및 반사경(160)을 포함한다. 여기서, 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140) 및 시료기판(150)은 도 3에 나타낸 광원(102), 광 가이드(110), 형광필터(120), 광 검출기(140) 및 시료기판(150)과 그 구성 및 기능이 동일하므로 동일한 참조번호를 부여하였으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
반사경(160)은 광 가이드(110)의 일단의 둘레에 설치되며, 시료기판(150)에서 방사되는 형광을 반사시켜 광 검출기(140)의 방향으로 보내준다. 이때, 반사경(160)은 도 6에 도시한 바와 같이, 깔때기 형상으로 이루어지며, 하단부가 광 가이드(110)의 둘레를 감싸도록 구현될 수 있다. 또한, 반사경(160)은 그 상단의 높이가 광 가이드(110)의 상단의 높이와 일치되도록 설치될 수 있다.
반사경(160)은 도 6에 도시한 바와 같이 기울어진 각도가 일정할 뿐만 아니라 도 7에 도시한 바와 같이, 하단으로부터 상단으로 갈수록 내면의 기울어진 각도가 커지도록 구현될 수 있다. 이때, 반사경(160)은 반구의 형상으로 이루어지며, 그에 따라 상단으로부터 하단으로 갈수록 기울어진 각도가 작아질 수 있다. 이 경우, 각 곡면의 곡률은 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 또한, 반사경(160)의 내면은 형광의 반사가 용이하게 이루어지도록 표면처리된다.
이로써, 광 가이드를 통해 시료 방향으로 출사되는 형광이 시료기판의 표면에서 방사되는 경우, 반사경은 해당 형광을 광 검출기의 방향으로 보내줌으로써 형광 측정의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정장치는 시료로 출사되는 여기광의 경로를 형성하기 위하여 다수의 렌즈를 구비할 필요가 없기 때문에 렌즈의 수를 줄여 광학계의 부피를 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 형광 측정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정장치(400)는 광 가이드(210), 형광필터(120), 광 검출기(140), 시료기판(150) 및 반사경(160)을 포함한다. 여기서, 형광필터(120), 광 검출기(140), 시료기판(150) 및 반사경(160)의 구성 및 기능은 도 5에 도시하고 설명한 형광필터(120), 광 검출기(140), 시료기판(150) 및 반사경(160)의 구성 및 기능과 동일 또는 유사하므로 동일한 참조번호를 부여하였으며, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
광 가이드(210)는 굴절률이 높은 내부물질을 이용하여 내부로 유입되는 빛을 전반사하며, 광 가이드(210)의 출구 끝단으로 균일한 세기의 빛이 출력되도록 한다. 이때, 광 가이드(210)의 내부물질은 굴절률이 설정된 값 이상이면, 그 종류를 한정하지 않는다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 형광 측정방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정방법은 도 4 또는 도 5에 도시한 형광 측정장치(200, 300)에 의해 수행될 수 있다.
도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 광원(102)이 여기광을 방사하면(S110), 광 가이드(110)가 여기광을 시료(152)가 위치된 시료기판(150)까지 균일하게 가이드한다(S120).
이때, 시료기판(150)의 표면에서 형광이 방사될 수 있는데, 이 경우에 쇼트패스 필터(154)가 시료기판(150)과 광 가이드(110)의 사이에서 여기광은 통과시켜 시료(152)를 여기시키고 시료기판(150)의 표면에서 광 검출기(140)의 반대 방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 광 검출기(140)로 입사되도록 하거나, 반사경(160)이 광 가이드(130)의 둘레에서 시료기판(150)의 표면에서 방사되는 형광을 반사시켜 광 검출기(140)의 방향으로 보내줄 수 있다(S130). 이를 통해, 형광은 높은 효율로 광 검출기(140)에 도달될 수 있다.
형광필터(120)는 시료기판(150)을 투과하는 여기광은 필터링하고 형광만을 통과시킨다(S140). 이때, 광 검출기(140)는 형광필터(120)에 의해 필터링된 형광을 검출함으로써, 시료(152)의 특성을 분석할 수 있게 된다(S150).
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 형광 측정방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 형광 측정방법은 도 4 또는 도 8에 도시한 형광 측정장치에 의해 수행될 수 있다.
도 4, 도 8 및 도 10을 참조하면, 포토 다이오드(106)가 광원(102)에 의해 방사되는 여기광의 세기를 측정하여 균일성을 모니터링하며, 광 가이드(210)가 내부에서 여기광을 시료(152)가 위치된 시료기판(150)까지 균일하게 가이드한다(S210).
이때, 반사경(160)은 광 가이드(210)의 둘레에서 시료기판(150)의 표면에서 방사되는 형광을 반사시켜 광 검출기(140)의 방향으로 보내준다(S220). 이 경우, 반사경(160)은 시료기판(150)의 표면에서 방사되는 형광을 시료(152)의 방향으로 반사시킬 수도 있다. 이를 통해, 형광은 높은 효율로 광 검출기(140)에 도달될 수 있다.
형광필터(120)는 시료기판(150)을 투과하는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시킨다(S230). 이 경우, 광 검출기(140)는 형광필터(120)에 의해 필터링된 형광을 검출함으로써(S240), 시료(152)의 특성을 분석할 수 있다.
도 11은 기존 렌즈 광학계와 본 발명의 실시예에 따른 광학계의 여기광의 균일성을 비교한 도면으로서, 도 11의 (a)는 기존 렌즈 광학계의 여기광을 나타내며, (b)는 광 가이드를 이용한 광학계의 여기광을 나타낸다.
일반적인 렌즈 광학계를 사용할 경우에는 집광을 하더라도 LED의 내부 구조특성이 그대로 반영된 여기광이 관찰되지만, 본 발명의 실시예들과 같이 광 가이드를 이용하면 형광 측정장치는 광 가이드를 이용하여 시료에 여기광을 균일하게 조사할 수 있기 때문에 시료에 매우 균일한 여기광의 조사가 가능해진다.
즉, 본 발명에 따르면, 렌즈 광학계를 사용하는 것에 비해 훨씬 균일한 광원을 시료에 전달할 수 있어 간단한 광학계 구성으로 형광 측정의 정확성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 광원의 조사 면적은 도 12에 도시한 바와 같이, 광 가이드의 직경을 변경하여 쉽게 바꿀 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 광 가이드의 두께를 조절함으로써 시료에 조사되는 균일한 세기의 여기광 조사면적을 간단하게 조절할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200: 형광 측정장치 110: 광원
120, 220: 형광필터 130, 210: 광 가이드
140, 240: 광 검출기 150, 250: 시료기판
152, 252: 시료 160, 260: 반사기판

Claims (8)

  1. 여기광을 방사하는 광원;
    상기 광원에 의해 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 형광필터;
    상기 광원과 상기 형광필터의 사이에서 상기 광원에 의해 방사되는 여기광을 균일하게 시료까지 가이드하는 광 가이드(optical guide);
    상기 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 광 검출기;
    투명한 재질로 이루어지며, 상기 광 가이드의 일단과 상기 형광필터 사이에 상기 시료를 놓는 시료기판; 및
    상기 시료기판과 상기 광 가이드의 사이에 상기 시료기판과 평행하게 설치되며, 여기광은 통과시켜 상기 시료를 여기시키고, 상기 시료기판의 표면에서 상기 광 검출기의 반대 방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 상기 광 검출기로 입사되도록 하는 쇼트패스 필터(short pass filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 여기광을 방사하는 광원;
    상기 광원으로부터 방사되는 여기광의 세기를 측정하여 균일성을 모니터링하는 포토 다이오드;
    파이프 형상으로 이루어지며, 내부에서 여기광을 가이드하고, 출구면에서 여기광의 세기를 균일하게 출력되도록 가이드하는 광 가이드;
    상기 광 가이드의 일단으로부터 방사되는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 형광필터;
    상기 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 광 검출기;
    투명한 재질로 이루어지며, 상기 광 가이드의 일단과 상기 형광필터 사이에 시료를 놓는 시료기판; 및
    상기 시료기판과 상기 광 가이드의 사이에 상기 시료기판과 평행하게 설치되며, 여기광은 통과시켜 상기 시료를 여기시키고, 상기 시료기판의 표면에서 상기 광 검출기의 반대 방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 상기 광 검출기로 입사되도록 하는 쇼트패스 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 측정장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광 가이드의 일단의 둘레에 설치되며, 상기 시료기판에서 방사되는 형광을 반사시켜 상기 광 검출기의 방향으로 보내주는 반사경
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 측정장치.
  7. 광원이 여기광을 방사하는 단계;
    광 가이드가 여기광을 시료가 위치된 시료기판까지 균일하게 가이드하는 단계;
    형광필터가 상기 시료기판을 투과하는 여기광은 필터링하고 형광만을 통과시키는 단계;
    상기 시료기판과 상기 광 가이드의 사이에 상기 시료기판과 평행하게 설치된 쇼트패스 필터가, 여기광은 통과시켜 상기 시료를 여기시키고, 상기 시료기판의 표면에서 광 검출기의 반대방향으로 방사되는 형광은 반사시켜 상기 광 검출기로 입사시키는 단계; 및
    상기 광 검출기가 상기 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 측정방법.
  8. 광원에 의해 방사되는 여기광의 세기를 측정하여 균일성을 모니터링하며, 파이프 형상으로 이루어진 광 가이드가 내부에서 여기광을 시료가 위치된 시료기판까지 균일하게 가이드하는 단계;
    로우패스 필터가 여기광은 투과시키고, 상기 시료기판에서 발생하는 형광 중 광 검출기 반대방향으로 방사되는 형광을 상기 광 검출기 방향으로 반사시키는 단계;
    형광필터가 상기 시료기판을 투과하는 여기광을 필터링하여 형광을 통과시키는 단계; 및
    상기 광 검출기가 상기 형광필터에 의해 필터링된 형광을 검출하는 단계를 포함하며,
    상기 로우패스 필터는 상기 시료기판과 상기 광 가이드의 사이에 상기 시료기판과 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 형광 측정방법.
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