KR101912521B1 - 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치. - Google Patents

연속식 실시간 기상 부유균 측정장치. Download PDF

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KR101912521B1 KR1020170031820A KR20170031820A KR101912521B1 KR 101912521 B1 KR101912521 B1 KR 101912521B1 KR 1020170031820 A KR1020170031820 A KR 1020170031820A KR 20170031820 A KR20170031820 A KR 20170031820A KR 101912521 B1 KR101912521 B1 KR 101912521B1
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Abstract

본 발명은, 반응 공간을 갖는 반응기; 상기 반응기 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기 내부에 삽입된 튜브를 포함하는 공기 공급부; 상기 반응기 내부로 ATP 추출 용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급부; 상기 튜브와 소정 간격 이격되어 마주하도록 반응기 내부로 삽입된 프로브를 갖는 진동유닛; 상기 반응기 내부에서 반응한 용액으로부터 부유균 농도를 측정하기 위한 광계측부; 를 포함하며, 상기 진동유닛은, 상기 액체 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키도록 마련된, 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 제공한다.

Description

연속식 실시간 기상 부유균 측정장치. {CONTINUOUS REAL-TIME MONITOR FOR AIRBORNE MICROBES}
본 출원은 공기 중 부유미생물의 연속식 실시간 측정을 위한 측정장치 및 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 중에 부유하는 미생물을 측정하는 방법으로 부유균 측정법이 있으며, 부유균 측정법은 강제적으로 일정량의 공기를 흡입시켜 배지를 통과시키고 배지에 흡착된 미생물을 배양하여 측정하는 방법으로서, 부유 미생물 균수와 상당히 근접한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있으나 배양 조건 또는 측정 위치에 따라 결과가 달라진다는 문제점과 결과를 얻기 위한 시간이 매우 길다는 문제점이 있다.
종래의 미생물 포집 기술 중 국내등록특허 제10-0549222호에서는, 노즐에 의하여 회전하는 포집판에 공기를 분사하게 함으로써 공기 중에 부유하는 입자들 속의 미생물을 관성 충돌에 의해 용이하게 포집되도록 하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술은 포집판에 미생물을 포집하여 이를 배양 장비로 옮겨야 하며, 포집판을 회전시키기 위한 구동장치 등이 포함되어 있어 장비 부피가 커서 휴대 및 이동이 불편하다는 문제점이 있다.
특히, 현재는 24시간 이상의 배양(Incubation)과정을 거쳐 CFU(Colony Forming Unit) 값을 산출 하거나, 수십 분에서 수 시간 동안의 공기 중 입자를 샘플링 후, 콜렉터(Collector) 또는 필터(Filter)등의 포집부를 스왑(Swab)으로 문질러 RLU(Relative Luminescence Unit) 값을 측정하는 비 연속식 측정이 가장 발전된 기술이며, 보다 효율적인 환경 보건 등의 관리를 위해 자동 연속 실시간으로 기상 부유균(Airborne Microbes)을 계측하는 시스템이 요구되는 실정이다.
KR 등록 제10-0549222호(2006.01.26)
본 발명은 연속식 실시간 기상 부유균을 측정 가능하여 시간에 따른 기상 부유균의 농도 추이를 측정할 수 있으며, 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이를 선택적으로 선별하여 측정가능 한 측정장치 및 측정방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 공간을 갖는 반응기; 상기 반응기 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기 내부에 삽입된 튜브를 포함하는 공기 공급부; 상기 반응기 내부로 ATP 추출 용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급부; 상기 튜브와 소정 간격으로 이격되어 마주하도록 반응기 내부로 삽입된 프로브를 갖는 진동유닛; 상기 반응기 내부에서 반응한 용액으로부터 부유균 농도를 측정하기 위한 광계측부; 를 포함하며, 상기 진동유닛은, 상기 액체 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키도록 마련된, 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 튜브와 프로브는, 동축 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 튜브와 프로브는, 0.5mm 내지 30mm 의 간격을 갖는 것을 포함한다.
또한, 상기 액체 공급부는, 상기 반응기 내부에 마련된 튜브와 프로브가 상기 액체에 잠기도록 공급하는 것을 포함한다.
또한, 상기 진동유닛은, 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 것을 포함한다.
또한, 상기 진동유닛은, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능한 것을 포함한다.
또한, 상기 기포의 크기에 따라, 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능 한 것을 포함한다.
또한, 상기 진동유닛은, 초음파 프로브, 압전소자, 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함한다.
또한, 상기 초음파 프로브의 운전 주파수는 0.8 내지 800kHz 이고, 상기 압전소자 운전 주파수는 0.2 내지 20MHz 인 것을 포함한다.
또한, 상기 공기 공급부는, 상기 반응기로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 유량제어기를 더 포함한다.
또한, 상기 액체 공급부는, 상기 ATP 추출 용액의 pH를 중화하기 위한 완충용액을 더 포함한다.
또한, 상기 액체 공급부는, 상기 반응기의 세척을 위한 초순수 또는 아코올을 더 포함한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계; 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계; 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 상기 부유균을 포집하는 단계; 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계; 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계; 를 포함하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법을 제공한다.
또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능한 것을 포함한다.
또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능한 것을 포함한다.
또한, 상기 부유균 농도를 측정하는 단계는, 상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정하는 것을 포함한다.
예시적인 본 발명의 측정장치에 의하면 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이에 대해 선택적으로 선별하여 형광강도를 광학적으로 실시간 측정함으로써, 시간에 따른 기상 부유균의 농도 추이를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로졸 화를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 부유균 농도 측정을 위한 형광반응을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 공기 중 부유미생물의 농도를 실시간 연속적으로 측정 할 수 있는 측정장치에 관한 것이다. 예시적인 본 발명의 측정장치에 의하면, 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이에 대해 선택적으로 선별하여 농도를 측정할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어 「미생물」, 「부유미생물」, 「기상 부유균」은 공기 중에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스, 세균, 곰팡이 등을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치(10)를 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 기상 부유균 측정장치(10)는 액체 공급부(300)에 의해 반응기(100) 내부로 액체(330)가 공급되고, 공기 공급부(200)로부터 공급된 공기가 반응기(100) 내부에서 기포(1)를 형성하고, 기포(1)가 진동유닛(400)에 의해 하이드로졸 화 되어, 기포(1) 내의 기상 부유균 입자(2)가 액체(330)와 반응하면 이를 광계측부(500)로 공급하여 기상 부유균 농도를 실시간으로 측정 할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 본원 발명의 측정장치(10)는 반응 공간을 갖는 반응기(100)를 포함한다.
상기 반응기(100)는 후술할 액체 공급부(300)에서 공급되는 액체를 공급받기 위한 제1 유입구(101), 제2 유입구(102)가 구비될 수 있으며, 상기 반응기(100) 내에 포집된 부유균을 광계측부(500)로 공급할 수 있도록 제1 배출구(103)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반응기(100)로 유입된 공기 중 일부가 액체(330)를 통과하여 상기 반응기(100)의 소정공간(S)으로 빠져 나와 대기 중으로 배출되도록 제2 배출구(104)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 배출구(104)를 통과한 공기는 제습기(Dehumidifier) 및 필터(Filter) 등을 이용하여 습기를 제거한 후 대기 중으로 방출시킬 수 있다.
한편, 본원 발명의 공기 공급부(200)는, 반응기(100) 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기(100) 내부에 삽입된 튜브(201)를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 상기 반응기(100)로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 제1 유량제어기(210)를 더 포함할 수 있다.
또한, 공기가 소정 유량 값으로 기 설정된 제1 유량제어기(210)를 통과하여 일정 유량의 공기가 상기 반응기(100)로 연속 공급될 수 있도록 제1 펌프(220)를 추가적으로 구비할 수 있다. 여기서, 일 예로, 상기 소정 유량 값은 0.01 내지 10 L/min으로 일정 유량 공급될 수 있다.
본원 발명의 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100) 내부로 ATP 추출용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 반응기(100) 내부로 상기 액체를 정량적으로 공급하기 위해 제2 유량 제어기(310) 및 제2 펌프(320)를 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 제2 펌프(320)는 상기 제1 유입구(101), 제2 유입구(102) 및 제1 배출구(103)와 연결 설치되도록 3채널 펌프(Three Channel Pump)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 액체는, ATP 추출용액, 형광반응 용액, 초순수, 알코올, 완충용액 등이 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100)로 공급되는 액체를 각각 저장할 수 있도록 제1 저장부(301), 제2 저장부(302) 및 제3 저장부(303)을 포함할 수 있다.
상기 제1 저장부(301)에는 세포 내에 존재하는 ATP(Adenosine Triphosphate)를 추출하기 위한 ATP 추출용액(ATP Release Solution)이 저장될 수 있으며, 일 예로, Cell Lysis Buffer 일 수 있다.
또한, 상기 제2 저장부(302)에는 형광반응(Bioluminescence Reaction) 용액이 저장될 수 있으며, 일 예로, 루시페린(D-Luciferin) 및 루시페라아제(Firefly Luciferase)일 수 있다.
또한, 제3 저장부(303)는 상기 반응기(100)의 내부 세척(Flusghin), 희석(Dilution) 또는 세포 배양액(Cell Culture Solution) 제조를 위한 초순수 또는 알코올 또는 완충식염수(Buffered Saline)가 저장 될 수 있다.
특히, 상기 제1 내지 제3 저장부 외에 상기 ATP 추출용액(ATP Release Solution)의 pH를 중화(Neutralization)하기 위한 완충용액(Buffer Solution)을 상기 반응기(100)로 공급하기 위한 제4 저장부(미도시)가 더 마련될 수 있다.
한편, 본원 발명은, 상기 튜브(201)와 소정간격 이격되어 마주하도록 반응기(100) 내부로 삽입된 프로브(401)를 갖는 진동유닛(400)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 진동유닛(400)은 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 장치 일 수 있다.
일 예로, 상기 진동유닛(400)은 초음파 프로브(Ultrasonic Probe or Horn), 압전소자(Piezoelectric Array), 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마(Plasma) 등 상기 액체 내로 에너지를 인가할 수 있는 것이라면 어떤 것이든 가능하다.
또한, 상기 진동유닛은(400)은, 상기 반응기(100) 내부로 공급된 액체(330) 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키기 위해 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 진동유닛(400)은 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능할 수 있다. 즉, 주파수에 따라 상기 기포의 크기를 조절할 수 있다,
여기서, 상기 기포는 상기 반응기(100)로 흡인되는 공기 중의 기상 부유균 입자를 포함할 수 있으며, 일 예로, 바이러스, 세균, 곰팡이 등 일 수 있다.
또한, 상기 기포의 크기에 따라, 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능하다.
보다 구체적으로 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 기포(1)의 크기는 상기 진동유닛(400)의 운전주파수에 영향을 받게 되며, 상기 운전주파수가 감소하면, 상기 기포의 반경(Bubble Radius)의 크기는 증가하게 되고, 이에 따라 기포 균열(Implosion)이 발생하여 기포(1) 내 기상 부유균 입자(2)가 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.
또한, 상기 운전주파수가 증가하면, 상기 기포의 반경(Bubble Radius)의 크기는 감소(Bubble Size Decrease)하게 되고, 이에 따라 기포(1) 내 기상 부유균 입자(2)와 기포계면 간 거리의 감소로 상기 입자가 계면에 충돌됨으로써 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.
여기서, 상기에서 서술한 바와 같이, 하이드로졸화(Hydrosolization)란 상기 기포(1)의 크기가 증가함에 따라 균열(Bubble Implosion)이 생겨 상기 액체 내에서 기포(1)가 터뜨려지는 현상 또는 상기 기포(1)의 크기가 감소(Bubble Size Decrease)하는 현상을 의미한다.
이에 더하여, 상기와 같이 운전주파수의 조절을 통해 상기 기포(1)의 크기를 조절함으로써 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 측정이 가능하다.
보다 구체적으로, 상기 기포(1)의 크기가 100nm 이내 일 때는 바이러스를 포함할 수 있으며, 0.8 내지 5μm 일 때는 세균, 5 내지 15μm 일 때는 곰팡이가 포집 될 수 있다.
또한, 기상 부유균의 효율적 하이드로졸화(Hydrosolization)를 위해 상기 초음파 프로브(Ultrasonic Probe or Horn)의 운전주파수는 0.8 내지 800kHz 범위에서 운전 될 수 있으며, 상기 압전소자(Piezoelectric Array)의 운전주파수는 0.2 내지 20MHz 범위에서 운전될 수 있다.
한편, 상기 튜브(201)와 프로브(401)는 동축 상에 배치될 수 있다.
상기와 같이 동축 상에 배치됨에 따라, 상기 튜브(201)로부터 분사된 공기가 기포를 형성하며, 상기 프로브(401)를 포함한 진동유닛(400)에 의해 상기 기포의 크기를 보다 효율적으로 조절 할 수 있게 된다.
특히, 상기 튜브(201)와 프로브(401)의 간격은 0.5mm 내지 30mm 이며, 간격이 0.5mm 미만일 경우 공기가 분사될 수 있는 공간이 충분하지 않게 되며, 30mm 초과 일 경우, 진동 유닛(400)의 영향 범위를 넘게 되어 기포 크기 조절이 원활하게 이루어 지지 않을 수 있다.
여기서, 상기 반응기(100) 내부의 튜브(201)와 프로브(401)를 이용하여 기포를 형성하기 위해, 상기 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100) 내부에 마련된 튜브(201) 및 프로브(401)가 액체에 잠기도록 공급할 수 있다.
상기에서 서술한 바와 같이, 본 발명의 반응기(100)로 연속 흡인되는 공기는 상기 액체 내로 유입되며 기포를 형성하게 되고, 상기 기상 부유균 입자를 포함하는 기포는 상기 진동유닛(400)의 작동에 의해 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.
상기 하이드로졸화 된 기포 내 입자는, 상기 액체 내에서 ATP 방출(Adenosine Triphosphate Release) 및 형광반응(Bioluminescence Reaction)을 일으키게 된다.
본 발명의, 공기 공급부(200)로부터 흡인되는 공기의 하이드로졸화를 가속시키기 위해 작동되는 진동유닛(400)은 물질 간 강한 혼합(Sonic Agitation)을 유도하기 때문에, 실시간 측정에 적합한 고속 형광반응을 유도할 수 있다.
보다 구체적으로, 도3 를 참조하면, 상기 기포(1) 내 입자(2) 중 생물학적 기원을 갖는 균이 상기 액체 내에 포함된 ATP 추출 용액에 의해 세포 내 ATP가 추출되고, 이어서 형광반응 용액과 반응을 일으켜 형광을 발생하게 된다.
따라서, 형광이 발생된 용액은 후술할 광계측부(500)로 수송되어 실시간으로 기상 부유균의 농도를 측정할 수 있다.
한편, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)에서 생성된 형광이 발생된 형광용액의 형광강도를 광학적으로 측정하는 형광측정기(510)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 형광측정기(510)는 종래에 사용되어 오는 발광검출기(Luminescence Detector)를 이용할 수 있다.
또한, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)로부터 포집된 부유균에 의해 형광반응이 발생한 형광용액을 정량적으로 수송할 수 있도록 제3 유량제어기(520) 및 제3 펌프(530)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 반응기(100)로부터 형광이 발생된 용액은 상기 제3 유량제어기(520) 및 제3 펌프(530)에 의해 상기 광계측부(500)로 이송 및 배출(Drain Out) 되는 과정에서 상기 형광측정기(510)에 의해 고유의 형광강도 값이 측정 됨으로써 기상 부유균의 농도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)로부터 수송된 형광용액의 형광강도를 측정하여 실시간으로 RLU(Relative Luminescence Unit) 값을 로깅(Logging)할 수 있으며, 이를 표시할 수 있는 표시소자(540) 또는 컴퓨터(PC) 등과 연결(Interface)될 수 있다.
이에 더하여, 상기 측정된 RLU(Relative Luminescence Unit) 값의 특정 수치에 대한 알람(Alarm), 온오프(On/Off), 세척모드(Clean Mode), 희석모드(Dilution Mode) 등의 기능과 연동될 수 있다.
또한, 상기 광계측부(500)의 측정 값의 영점(Zero Point)은, 상기 공기 공급부(200)의 작동을 멈춘 후, 공기의 흡인 없이 초순수 또는 ATP 추출 용액(ATP Release Solution)의 흐름 상에서 설정된 시간에서의 최소값으로 설정할 수 있다.
또한, 검량선을 만들기 위해 공기 흡인 없이, 설정된 다른 양의 형광반응 용액과 ATP 추출 용액(ATP Release Solution) 또는 초순수의 혼합액에 대한 RLU(Relative Luminescence Unit) 측정을 수행하는 모드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광계측부(500)로 상기 부유균의 농도를 측정하기 전 또는 후에 상기 반응기(100) 내부를 세척하기 위해 초순수 또는 알코올을 설정된 시간 동안 흐르게 하여 상기 반응기(100) 내부에 유입 및 배출됨으로써 세척되는 세척모드를 포함할 수 있다.
이에 더하여, 상기 측정된 RLU(Relative Luminescence Unit) 값과 CFU(Colony Forming Unit) 간의 상관성을 확인하기 위해 상기 반응기(100) 내로 초순수 또는 초순수-배양액 혼합 액체만 주입하고, 바이패스(By-Pass) 또는 드레인(Drain) 관을 통해 샘플액을 제조하는 샘플액 제조 모드를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법을 제공한다.
예를 들어, 상기 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법은, 전술한 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 통해 기상 부유균을 측정하는 방법에 관한 것이다. 따라서, 후술하는 제조방법에 대한 구체적인 사항은 제조장치에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
예시적인 본 발명의 연속실 실시간 기상 부유균 측정방법은, 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계, 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계, 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 상기 부유균을 포집하는 단계, 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계, 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능하다.
또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능하다.
또한, 상기 부유균 농도를 측정하는 단계는, 상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정할 수 있다.
10: 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치
100: 반응기 101: 제1 유입구
102: 제2 유입구 103: 제1 배출구
104: 제2 배출구
200: 공기 공급부 201: 튜브
210: 제1 유량제어기 220: 제1 펌프
300: 액체 공급부 301: 제1 저장부
302: 제2 저장부 303: 제3 저장부
310: 제2 유량제어기 320: 제2 펌프
330: 액체
400: 진동유닛 401: 프로브
500: 광계측부 510: 형광측정기
520: 제3 유량제어기 530: 제3 펌프
540: 표시소자
1: 기포 2: 기상 부유균 입자

Claims (16)

  1. 반응 공간을 갖는 반응기;
    상기 반응기 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기 내부에 삽입된 튜브를 포함하는 공기 공급부;
    상기 반응기 내부로 ATP 추출 용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급부;
    상기 튜브와 소정 간격 이격되어 마주하도록 반응기 내부로 삽입된 프로브를 갖는 진동유닛;
    상기 반응기 내부에서 반응한 용액으로부터 부유균 농도를 측정하기 위한 광계측부; 를 포함하며,
    상기 진동유닛은, 상기 액체 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키도록 마련되고,
    기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능하며,
    반응기로 흡인된 공기는 액체 내로 유입되며 기포를 형성하고, 기포 내에 포함된 기상 부유균 입자는 진동유닛의 작동에 의해 하이드로졸 화되어 액체 내에서 ATP 방출 및 형광반응을 일으키는, 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브와 프로브는, 동축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브와 프로브는, 0.5mm 내지 30mm 의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 액체 공급부는, 상기 반응기 내부에 마련된 튜브와 프로브가 상기 액체에 잠기도록 공급하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 진동유닛은, 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 진동유닛은, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 진동유닛은, 초음파 프로브, 압전소자, 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 초음파 프로브의 운전 주파수는 0.8 내지 800kHz 이고,
    상기 압전소자 운전 주파수는 0.2 내지 20MHz 인 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 공기 공급부는, 상기 반응기로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 유량제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 액체 공급부는, 상기 ATP 추출 용액의 pH를 중화하기 위한 완충용액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 액체 공급부는, 상기 반응기의 세척을 위한 초순수 또는 알코올을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.
  13. 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계; 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계; 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이를 선택적으로 포집하여 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 액체 내에서 ATP 방출 및 형광반응을 일으키며 상기 부유균을 포집하는 단계; 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계; 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계; 를 포함하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 부유균을 포집하는 단계는,
    상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.
  15. 삭제
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 부유균 농도를 측정하는 단계는,
    상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.
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