KR102234297B1 - Reagent composition for detection of ion composition in hydroponic nutrients and detection kit using thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수경 배양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물 및 이를 이용한 철 성분 검출 키트에 관한 것이다. The present invention relates to a reagent composition for analyzing an iron component in a hydroponic culture solution and an iron component detection kit using the same.
사람에게 필요한 식물을 재배하기 위해 다양한 방법이 개발되고 있다. 그 중 수경 배양액을 이용한 재배는, 통상적인 재배 방법과 달리 흙은 사용하지 않고 작물의 생육에 필요한 양분을 포함하는 배양액(이하 양액으로 지칭함)을 이용하여 식물을 재배하는 방법이다.Various methods are being developed to grow plants that are needed by humans. Among them, cultivation using a hydroponic culture medium is a method of cultivating plants using a culture medium (hereinafter referred to as a nutrient solution) containing nutrients necessary for the growth of crops without using soil, unlike conventional cultivation methods.
이러한 양액 재배의 경우, 통상적인 토양 재배와 마찬가지로 고품질의 작물을 높은 생산성으로 수득할 수 있는 장점이 있다. In the case of such nutrient solution cultivation, as in conventional soil cultivation, there is an advantage of obtaining high-quality crops with high productivity.
그러나, 양액 내에 포함된 철의 존재 여부나 그 농도에 대해서는 간단하게 검출할 수 있는 방법이 많지 않았다.However, there were not many simple detection methods for the presence or concentration of iron contained in the nutrient solution.
본 발명의 일 실시예는 양액 내 철 성분을 용이하게 분석할 수 있는 철 성분 분석용 시약 조성물을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a reagent composition for iron component analysis that can easily analyze the iron component in the nutrient solution.
본 발명의 일 실시예는 또한, 상기 시약 조성물을 이용하여 양액 내 철 성분을 용이하게 분석할 수 있는 검출 키트를 제공한다.An embodiment of the present invention also provides a detection kit capable of easily analyzing an iron component in a nutrient solution using the reagent composition.
본 발명의 일 실시예는 또한, 상기 시약 조성물을 이용하여 양액 내 철 성분을 용이하게 분석할 수 있는 분석 방법을 제공한다. An embodiment of the present invention also provides an analysis method capable of easily analyzing an iron component in a nutrient solution using the reagent composition.
본 발명의 일 실시예는 양액 내 철 성분을 검출하기 위한 시약 조성물을 제공한다. 상기 시약 조성물은 소듐 티오설페이트, 소듐 메타바이설파이트, 소듐 하이드로설파이트, 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 소듐 시트레이트를 포함한다.An embodiment of the present invention provides a reagent composition for detecting an iron component in a nutrient solution. The reagent composition includes sodium thiosulfate, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite, 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and sodium citrate.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 소듐 티오설페이트 및 상기 소듐 메타바이설파이트는 전체 함량 대비 각각 50 내지 55 wt% 및 15 내지 25 wt%로 포함될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sodium thiosulfate and the sodium metabisulfite may be included in an amount of 50 to 55 wt% and 15 to 25 wt%, respectively, based on the total content.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 소듐 하이드로설파이트, 상기 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 상기 소듐 시트레이트는 전체 함량 대비 각각 순차적으로 10 내지 20 wt%, 1 내지 5wt%, 및 5 내지 9wt%로 포함될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sodium hydrosulfite, the 1,10-phenanthroline-p-toluenesulphonic acid salt, and the sodium citrate are each sequentially 10 to 20 wt% based on the total content, It may be included in 1 to 5wt%, and 5 to 9wt%.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시약 조성물은 분말의 형태로 제공될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the reagent composition may be provided in the form of a powder.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시약 조성물을 이용한 양액내 철 성분 분석용 키트가 제공된다. 상기 철 성분 분석용 키트는 소듐 티오설페이트, 소듐 메타바이설파이트, 소듐 하이드로설파이트, 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 소듐 시트레이트를 포함하는 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물; 상기 시약 조성물에 양액이 혼합되었을 때 상기 양액의 컬러 변화를 감지하는 감지부; 및 상기 감지 장치에 의한 컬러 변화로 양액 내 철 성분을 측정하는 측정부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a kit for analyzing iron components in a nutrient solution using the reagent composition is provided. The iron component analysis kit includes sodium thiosulfate, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite, 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and iron component analysis in a nutrient solution including sodium citrate Reagent composition; A sensing unit detecting a color change of the nutrient solution when the nutrient solution is mixed with the reagent composition; And a measuring unit measuring the iron component in the nutrient solution by color change by the sensing device.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시약 조성물을 이용한 철 성분 검출 방법이 제공된다. 상기 철 성분 검출 방법은, 소듐 티오설페이트, 소듐 메타바이설파이트, 소듐 하이드로설파이트, 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 소듐 시트레이트를 포함하는 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물을 준비하는 단계; 철이 포함된 양액에 상기 시약 조성물을 투입하는 단계; 및 상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 상기 양액의 컬러 변화를 확인하여 철 성분의 농도를 산출하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for detecting an iron component using the reagent composition is provided. The iron component detection method is an iron component analysis in a nutrient solution containing sodium thiosulfate, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite, 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and sodium citrate. Preparing a reagent composition for use; Injecting the reagent composition into a nutrient solution containing iron; And adding the reagent composition to the nutrient solution and then checking the color change of the nutrient solution to calculate the concentration of the iron component.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출 방법은 상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 최소 1분 이상의 시간이 경과할 때까지 상기 시약 조성물을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the detection method may further include maintaining the reagent composition until at least one minute or more elapses after the reagent composition is added to the nutrient solution.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양액의 컬러 변화는 흡광광도 또는 비색표 대조 방법으로 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the color change of the nutrient solution can be confirmed by a method of comparing absorbance or colorimetric table.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡광광도법 이용시 페난트로린을 이용하여 철 성분의 양을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 흡광광도법 수행시, 암모니아수, 염산, 염산히드록실아민, 페난트로린 용액, 및 초산 암모늄 용액을 포함하는 시약을 이용할 수 있다. 상기 흡광광도의 측정 파장은 560nm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amount of iron component may be measured using phenanthroline when using the absorbance photometric method. Here, when performing the absorbance photometric method, a reagent including aqueous ammonia, hydrochloric acid, hydroxylamine hydrochloride, phenanthroline solution, and ammonium acetate solution may be used. The measurement wavelength of the absorbance may be 560 nm.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 철 성분 분석용 시약 조성물 및/또는 이를 포함하는 검출 키트를 이용하여 양액 내 철 성분을 용이하게 분석할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the iron component in the nutrient solution can be easily analyzed using the reagent composition for iron component analysis and/or a detection kit including the same.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면상기 시약 조성물을 이용하여 양액 내 철 성분을 용이하게 분석할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily analyze the iron component in the nutrient solution by using the reagent composition.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 이용한 경우의 배양액 샘플량 10 mL시 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 이용한 경우의 배양액 샘플량 20mL시의 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명 및 수질오염공정시험방법에 따른 농도 결과값을 비교한 그래프이다. 1 is a conceptual diagram showing a detection kit according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing a measurement result at 10 mL of a culture medium sample amount when a detection kit according to an embodiment of the present invention is used.
3 is a graph showing a measurement result at a culture medium sample amount of 20 mL when a detection kit according to an embodiment of the present invention is used.
4 is a graph comparing concentration results according to the present invention and the water pollution process test method.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수경 재배에 사용되는 배양액(이하, 양액) 내에 포함된 철 성분의 존재 여부 및 상기 철 성분의 농도를 용이하게 검출하기 위한 것이다. 여기서, 철 성분이라 함은 양액 내에 포함된 철의 총 함량(total iron)을 의미한다. According to an embodiment of the present invention, it is for easily detecting the presence or absence of an iron component contained in a culture medium (hereinafter, a nutrient solution) used for hydroponic cultivation and the concentration of the iron component. Here, the iron component means the total iron contained in the nutrient solution.
본 발명의 일 실시예에서는 양액 내의 총 철 성분의 농도 측정을 위해, 철 성분과의 반응시 특정 컬러를 내는 시약을 사용한다. In one embodiment of the present invention, in order to measure the concentration of the total iron component in the nutrient solution, a reagent that produces a specific color upon reaction with the iron component is used.
상기 양액 내의 철 성분의 농도 측정, 특히 총 철 성분의 함량을 측정하기 위한 시약은 철과 반응하는 적어도 다섯 가지 시약의 혼합물에 해당한다. The reagent for measuring the concentration of the iron component in the nutrient solution, in particular for measuring the content of the total iron component, corresponds to a mixture of at least five reagents reacting with iron.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시약 조성물은 철과 만났을 때 반응을 일으키는 물질들로서, 소듐 티오설페이트(Sodium Thiosulfate; CAS No. : 7772-98-7), 소듐 메타바이설파이트(Sodium Metabisulfite; CAS No. : 7681-57-4), 소듐 하이드로설파이트(Sodium Hydrosulfite; CAS No. : 7775-14-6), 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염(1,10-Phenanthroline-p-toluenesulfonic Acid Salt; CAS No. : 92798-16-8), 및 소듐 시트레이트(Sodium Citrate; CAS No. : 68-04-2)를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the reagent composition is a material that causes a reaction when met with iron, and includes sodium thiosulfate (CAS No.: 7772-98-7), sodium metabisulfite; CAS No.: 7681-57-4), Sodium Hydrosulfite (CAS No.: 7775-14-6), 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt (1,10- Phenanthroline-p-toluenesulfonic Acid Salt; CAS No.: 92798-16-8), and Sodium Citrate (CAS No.: 68-04-2).
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다섯 가지의 시약을 혼합할 때 최종 적인 시약 조성물은 분말의 형태를 가진다. 상기 시약 조성물은 철과 만?ダ? 때 특정 컬러로 발색되므로, 양액 내에 상기 시약 조성물을 투입시켜 반응시킨 후 나타나는 결과에 대해, 흡광 광도를 측정하거나 비색표 대조를 통해 철 성분의 존재 여부 및/또는 철 성분의 농도를 산출할 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the five reagents are mixed, the final reagent composition has a powder form. The reagent composition is only with iron? When a specific color develops, the presence or absence of an iron component and/or the concentration of the iron component can be calculated by measuring the absorbance light intensity or comparing the colorimetric table for the result that appears after the reagent composition is added and reacted in the nutrient solution. .
이를 위해, 총 철 성분을 함유한 일정양의 용액, 즉 양액에 일정량의 철 성분 분석용 시약 조성물(이하 시약 조성물)을 첨가한 후 1분 이상 동안 양액과 상기 시약 조성물의 혼합물을 반응시킬 수 있다. 반응시간 동안 상기 시약 조성물과 철 성분은 상호간 결합작용이 나타나는데, 총 철성분의 양에 따라 자주색의 화합물이 형성된다. 상기 형성된 자주색 화합물은 총 철 성분의 농도에 비례하며, 철 성분의 농도에 따라 자주색에서 주황색으로 발색될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존의 장치보다 더 낮은 파장 대역의 컬러에서 발색되며, 이에 더해 농도에 따라 서로 다른 색으로 발색되기 때문에 농도를 용이하게 산출할 수 있다.To this end, after adding a certain amount of an iron component analysis reagent composition (hereinafter, referred to as reagent composition) to a certain amount of a solution containing the total iron component, that is, a nutrient solution, the mixture of the nutrient solution and the reagent composition may be reacted for at least 1 minute. . During the reaction time, the reagent composition and the iron component exhibit a mutual binding reaction, and a purple compound is formed depending on the total amount of iron components. The purple compound formed is proportional to the concentration of the total iron component, and may be colored from purple to orange depending on the concentration of the iron component. According to an embodiment of the present invention, since the color is developed in a color of a lower wavelength band than that of a conventional device, and in addition to this, the color is developed in different colors depending on the density, so that the density can be easily calculated.
상기 시약 조성물은 철 성분 검출을 위해 적절한 양으로 그 함량이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 소듐 티오설페이트 및 상기 소듐 메타바이설파이트는 전체 함량 대비 각각 50 내지 55 wt% 및 15 내지 25 wt%로 포함될 수 있다. 상기 소듐 하이드로설파이트, 상기 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 상기 소듐 시트레이트는 전체 함량 대비 각각 순차적으로 10 내지 20 wt%, 1 내지 5wt%, 및 5 내지 9wt%로 포함될 수 있다.The amount of the reagent composition may be adjusted to an appropriate amount for detecting the iron component. For example, the sodium thiosulfate and the sodium metabisulfite may be included in an amount of 50 to 55 wt% and 15 to 25 wt%, respectively, based on the total content. The sodium hydrosulfite, the 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and the sodium citrate are each sequentially 10 to 20 wt%, 1 to 5 wt%, and 5 to 9 wt% based on the total content It can be included in %.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 시약 조성물은 하기 표 1과 같은 조성비를 가질 수 있다. 여기서, 시약 1 내지 시약 5는 각각 순서대로 소듐 티오설페이트, 소듐 메타바이설파이트, 소듐 하이드로설파이트, 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 소듐 시트레이트이다. For example, the reagent composition according to an embodiment of the present invention may have a composition ratio as shown in Table 1 below. Here,
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시약 조성물을 이용한 철 성분 검출 방법이 제공된다. 상기 철 성분 검출 방법은, 소듐 티오설페이트, 소듐 메타바이설파이트, 소듐 하이드로설파이트, 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 소듐 시트레이트를 포함하는 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물을 준비하는 단계, 철이 포함된 양액에 상기 시약 조성물을 투입하는 단계, 및 상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 상기 양액의 컬러 변화를 확인하여 철 성분의 농도를 산출하는 단계를 포함한다.본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검출 방법은 상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 최소 1분 이상의 시간이 경과할 때까지 상기 시약 조성물을 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method for detecting an iron component using the reagent composition is provided. The iron component detection method is an iron component analysis in a nutrient solution containing sodium thiosulfate, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite, 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and sodium citrate. Preparing a reagent composition for use, injecting the reagent composition into a nutrient solution containing iron, and calculating a concentration of an iron component by checking a color change of the nutrient solution after adding the reagent composition to the nutrient solution. In one embodiment of the present invention, the detection method may further include maintaining the reagent composition until at least one minute or more elapses after the reagent composition is added to the nutrient solution.
이러한 단계를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.These steps will be described in detail as follows.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양액의 컬러 변화는 흡광광도 또는 비색표 대조 방법으로 확인할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the color change of the nutrient solution can be confirmed by a method of comparing absorbance or colorimetric table.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡광광도법 이용시 페난트로린을 이용하여 철 성분의 양을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 흡광광도법 수행시, 암모니아수, 염산, 염산히드록실아민, 페난트로린 용액, 및 초산 암모늄 용액을 포함하는 시약을 이용할 수 있다. 상기 흡광광도의 측정 파장은 510nm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amount of iron component may be measured using phenanthroline when using the absorbance photometric method. Here, when performing the absorbance photometric method, a reagent including aqueous ammonia, hydrochloric acid, hydroxylamine hydrochloride, phenanthroline solution, and ammonium acetate solution may be used. The measurement wavelength of the absorbance may be 510 nm.
먼저, 전처리한 시료 적당량(철로서 0.5 mg 이하 함유)을 비이커에 넣고 질산(질산과 물 1:1 혼합액(부피)) 2 mL를 넣고 끓인다. 물을 넣어 50-100 mL로 하고 암모니아수(암모니아와 물 1:1 혼합액(부피))를 넣어 약알카리성으로 한 다음 수 분간 끓여 침전을 생성시킨다. (별개로, 실험은 생략하고 제조된 미지시료를 50 mL를 취하여 실험을 수행한다.) 다음으로, 염산(염산과 물 1:2 혼합액(부피))) 6 mL를 가하고, 100 mL용량 플라스크에 옮기고 물을 넣어 액량을 약 70 mL로 하고 염산히드록실아민용액(20w/v%) 1 mL를 넣어 흔들어 섞는다. 이후, o-페난트로린용액(0.1w/v%) 5 mL를 넣어 흔들어 섞고 초산암모늄용액 (50w/v%) 10 mL를 넣고 흔들어 섞은 다음 실온까지 냉각한다. 그 다음, 물을 넣어 표선까지 채워 흔들어 섞은 다음 20분간 방치하여 검액한다.First, put an appropriate amount of the pretreated sample (containing less than 0.5 mg as iron) into a beaker, add 2 mL of nitric acid (a 1:1 mixture of nitric acid and water (volume)) and boil. Add water to make 50-100 mL, add ammonia water (ammonia and water 1:1 mixture (volume)) to make it slightly alkaline, and boil for several minutes to form a precipitate. (Separately, the experiment is omitted and the experiment is carried out by taking 50 mL of the prepared unknown sample.) Next, 6 mL of hydrochloric acid (a mixture of hydrochloric acid and water 1:2 (volume))) was added, and then to a 100 mL flask. Transfer, add water to make the liquid volume about 70 mL, add 1 mL of hydroxylamine hydrochloride solution (20w/v%) and shake to mix. Then, add 5 mL of o-phenanthroline solution (0.1w/v%), shake, and mix, add 10 mL of ammonium acetate solution (50w/v%), shake, and cool to room temperature. Then, add water, fill it up to the mark, shake, mix, and leave for 20 minutes to perform the sample solution.
이와 별개로, 따로 물 50 mL를 취하여 시료의 시험방법에 따라 시험하여 바탕 시험액으로 한다. 바탕시험액을 대조액으로 하여 층장 10 mm 흡수셀에 옮겨 510 nm에서 검액의 흡광도를 측정하고 미리 작성한 검량선으로부터 철성분의 양을 구하고 농도(mg/L)를 산출한다.Separately, take 50 mL of water separately and test it according to the test method of the sample, and use it as the background test solution. Using the blank test solution as a control solution, transfer it to a 10 mm layer-length absorption cell, measure the absorbance of the sample solution at 510 nm, obtain the amount of iron component from the calibration curve prepared in advance, and calculate the concentration (mg/L).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 시약 조성물을 이용하여 철 성분을 검출하는 검출 키트가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a detection kit for detecting an iron component using the reagent composition may be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트(100)를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 검출키트(100)는 시약 조성물을 담는 시약부(31), 철 성분 여부 및 농도를 확인하고자 하는 양액을 제공하기 위한 배양액 투입부(33), 상기 배양액과 시약 조성물이 혼합되는 혼합부(40), 및 상기 혼합된 배양액 및 시약 조성물의 변화를 통해 철 성분의 존재 및 함량을 검출하는 검출부(50)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the
상기 시약부(31)는 상술한 시약 조성물이 제공되는 부분이다. 즉, 상기 시약부(31)에는 상기 소듐 티오설페이트 및 상기 소듐 메타바이설파이트는 전체 함량 대비 각각 50 내지 55 wt% 및 15 내지 25 wt%로 포함될 수 있다. 상기 소듐 하이드로설파이트, 상기 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 상기 소듐 시트레이트를 함유한 시약 조성물이 제공된다.The
상기 시약 조성물은 이후 배양액 투입부(33)에 용이하게 투입될 수 있는 형태로 소정 위치에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 시약부(31)는 상기 시약 조성물의 투입량이나 투입 시기가 제어될 수 있다.The reagent composition may be provided at a predetermined position in a form that can be easily introduced into the culture
상기 배양액 투입부(33)는 철 성분의 존재 여부나 철 성분의 농도를 확인하고자 하는 대상 양액이 제공되는 부분이다. The culture
상기 혼합부(40)는 상기 시약부(31)의 시약 조성물과 배양액 투입부(33)의 양액이 혼합되는 부분으로서, 상기 시약부(31) 및 상기 배양액 투입부(33)에 연결된다. 상기 시약부(31) 및 배양액 투입부(33)를 통해 시약 조성물과 양액을 제공할 때, 상기 시약 조성물과 양액을 용이하게 제공하기 위해 별도의 모터가 제공될 수 있다. 상기 모터는 시약 조성물과 양액 중 적어도 하나를 혼합부(40)로 펌핑할 수 있다.The mixing
상기 혼합부(40)에는 양액과 시약 조성물이 잘 혼합될 수 있도록 교반기 등이 추가적으로 제공될 수 있다.A stirrer or the like may be additionally provided to the mixing
상기 검출부(50)는 혼합부(40)에서 양액과 시약 조성물이 혼합되었을 때 나타나는 컬러를 검출하는 부분이다. 상기 검출부(50)가 상기 컬러를 검출하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있으나, 흡광 광도법이나 비색표 대조 방법을 사용할 수 있다. 이에, 상기 검출부(50)는 흡광계 및/또는 비색계를 포함할 수 있다. 상기 검출부(50)는 상기 흡광 광도계나 비색계로 특정 컬러의 광, 예를 들어, 자주색이나 주황색 등을 측정함으로써 철 성분의 존재 여부 및/또는 농도를 검출한다.The
본 발명의 일 실시예에 있어서, 흡광 광도법으로 철 성분을 검출하는 경우, 페난트로린법이나 관행 측정방법이 사용될 수 있다. In one embodiment of the present invention, when detecting the iron component by the absorption photometric method, a phenanthroline method or a conventional measurement method may be used.
흡광 광도법 중 페난트로린법은, 철 이온을 암모니아 알칼리성으로 하여 수산화제이철로 침전분리하고 침전을 염산에 녹여서 염산히드록실아민으로 제일철로 환원한 다음, 10-페난트로린을 넣어 약산성에서 나타나는 등적색 철착염의 흡광도를 510 nm에서 측정하는 방법이다. 정량범위는 0.02~0.5 mg이고 표준편차율은 10~2%이다.Among the absorbance photometric methods, the phenanthroline method uses ferric ions to make ammonia alkaline, precipitates and separates with ferric hydroxide, dissolves the precipitate in hydrochloric acid, reduces to ferrous iron with hydroxylamine hydrochloride, and adds 10-phenanthroline to form an orange-red iron complex salt that appears in weak acidity. This is a method of measuring the absorbance at 510 nm. The quantification range is 0.02~0.5 mg and the standard deviation rate is 10~2%.
본 발명의 일 실시예에 따라 철 성분을 검출할 경우, 시료(즉, 본 발명에 있어서의 철 성분 여부를 검출하고자 하는 양액)의 전처리가 필요할 수 있다. 채취된 시료에는 보통 유기물 및 부유물질 등이 함유되어 있어 탁하거나 색상을 띠고 있는 경우가 있다. 또한, 채취된 시료에는 검출하고자 하는 성분들이 흡착되어 있거나, 난분해성의 착화합물 또는 착이온 상태로 존재하는 경우가 있기 때문에 실험의 목적에 따라 적당한 방법으로 전처리를 한 다음 실험하여야 한다. 특히 금속성분을 측정하기 위한 시료일 경우에는 유기물 등을 분해시킬 수 있는 전처리 조작이 필수적이며, 전처리에 사용되는 시약은 검출하고자 하는 성분, 즉, 철을 함유하지 않은 고순도의 것을 사용하여야 한다. 본 발명의 일 실시예의 경우, 용해성 철을 측정할 경우에는 시료를 채취한 즉시 여과하고 여액을 전처리하여 시료로 한다.When detecting an iron component according to an embodiment of the present invention, a pretreatment of a sample (ie, a nutrient solution for detecting the presence of an iron component in the present invention) may be required. The collected sample usually contains organic matter and suspended matter, so it may be cloudy or colored. In addition, because the components to be detected are adsorbed in the collected sample, or exist in the state of a complex compound or complex ion that is difficult to decompose, the experiment should be performed after pretreatment in an appropriate manner according to the purpose of the experiment. In particular, in the case of a sample for measuring metal components, a pretreatment operation capable of decomposing organic substances, etc. is essential, and a reagent used for pretreatment should be a component to be detected, that is, a high purity one that does not contain iron. In the case of an embodiment of the present invention, in the case of measuring soluble iron, a sample is immediately filtered and the filtrate is pretreated to obtain a sample.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 흡광 광도법을 이용할 때, 필요한 시험 기구는 광전광도계 또는 광전분광광도계, 비이커, 눈금 피펫 및 눈금실린더 등이 있으며, 시약으로는 암모니아수, 염산(염산과 물 1:2 혼합물(부피)), 염산히드록실아민 용액(20w/v%), o-페난트로린 용액(0.1w/v%), 초산암모늄 용액(50w/v%) 등이 있다.In one embodiment of the present invention, when using the absorption photometric method, necessary test instruments include a photoelectric photometer or photoelectric spectrophotometer, a beaker, a graduated pipette and a graduated cylinder, and the reagents include aqueous ammonia, hydrochloric acid (hydrochloric acid and water 1:2 Mixture (volume)), hydroxylamine hydrochloride solution (20w/v%), o-phenanthroline solution (0.1w/v%), ammonium acetate solution (50w/v%), and the like.
상술한 시약부(31), 배양액 투입부(33), 혼합부(40) 및 검출부(50)는 별도의 제어부를 통해 다양한 방식으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 시약부(31)로부터 양액에 투여되는 시약 조성물의 양은 양액의 양에 따라 달리 설정될 수 있으며, 양액과 시약 조성물의 반응 시간이나 교반 시간이 달리 설정될 수 있다. 또한, 검출부(50)가 상기 양액과 시약 조성물은 혼합시의 발색 정도를 검출하는 회수나 소요 시간 등도 다양하게 설정될 수 있다. 이에 더해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 수동으로 특정 양액과 시약 조성물을 투입하는 형태로 철 성분을 검출할 수도 있으나, 사용자의 설정에 따라 자동으로 다양한 양액에 시약 조성물을 순차적으로 투입하는 방식으로 다수의 양액에서의 시약 조성물의 철 성분을 검출할 수도 있다. The
이에 더해, 도시하지는 않았으나, 검출 키트에는 표시부가 더 제공될 수 있다. 표시부는 철 성분의 존재 여부 및/또는 철 성분의 농도를 사용자가 용이하게 직접 제어하거나 그 결과를 직접 확인할 수 있도록 표시하는 표시창을 가질 수 있다. 상기 표시부의 표시창에는 터치 스크린의 형태의 입력기가 채용될 수 있으며, 사용자는 상기 입력기를 통해 상기 검출 키트를 자동 또는 수동으로 제어할 수 있다. 입력기를 통해 사용자가 검출 키트를 제어할 때, 사용자는 터치 스크린 등의 입력기를 통해 양액내 성분, 분석 시간 및 회수 등을 수동으로 또는 자동 설정이 가능하도록 제어할 수 있다. 또한, 사용자는 측정 정밀도를 다양하게 설정할 수 있으며, 예를 들어, 저농도 샘플시 약 95%, 고농도 샘플시 98% 이상으로 측정 정밀도를 설정할 수 있다.In addition, although not shown, a display unit may be further provided in the detection kit. The display unit may have a display window that displays the presence or absence of the iron component and/or the concentration of the iron component so that the user can easily directly control or directly check the result. An input device in the form of a touch screen may be employed in the display window of the display unit, and a user may automatically or manually control the detection kit through the input device. When the user controls the detection kit through an input device, the user can control the nutrient solution components, analysis time, and number of times through an input device such as a touch screen to be manually or automatically set. In addition, the user can variously set the measurement precision, for example, the measurement precision can be set to about 95% for a low concentration sample and 98% or more for a high concentration sample.
본 실시예에 있어서, 상기 입력기는 표시부에 제공되는 터치 스크린 형태로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 표시부와 별개로 제공될 수도 있고, 터치 스크린이 아닌 키보드식으로 제공되는 등 그 형태는 한정되지 않는다. In the present embodiment, the input device has been described in the form of a touch screen provided on the display unit, but is not limited thereto, and may be provided separately from the display unit, or is provided in a keyboard type other than a touch screen. .
본 발명의 일 실시예에 따른 검출키트는 모듈 형태로 제공될 수 있으며, 시약 조성물과 양액을 투입하기만 하면 바로 철 성분의 존재 여부 및/또는 농도를 용이하게 검출할 수 있게 한다. 예를 들어, 양액 내에는 질산태, 암모니아태 질소, 칼륨, 인 등이 포함되어 있으며, 그 중 주요 성분 9종을 24시간 범위 내에서 자동으로 분석할 수도 있다. The detection kit according to an embodiment of the present invention may be provided in a module form, and it is possible to easily detect the presence and/or concentration of an iron component by simply adding a reagent composition and a nutrient solution. For example, the nutrient solution contains nitrate, ammonia nitrogen, potassium, phosphorus, and the like, and 9 types of major components can be automatically analyzed within 24 hours.
본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 사용시 양액 성분 중 철에 대해서 용이하게 측정이 가능한 바, 다양한 양액 성분 자동 측정 장치에 일 구성요소로 채용될 수 있다. 다른 장치에 채용되는 경우에도, 또는, 다른 장치에 채용되지 않더라도 단독으로 사용되어 철 성분의 간이 성분농도 검사 시에도 사용할 수 있다.When the detection kit according to an embodiment of the present invention is used, iron in the nutrient solution component can be easily measured, and thus, it may be employed as a component in a variety of automatic measurement devices for nutrient solution components. Even if it is employed in another device, or even if it is not adopted in another device, it is used alone and can be used for a simple component concentration test of the iron component.
본 발명의 일 실시예에 따른 시약 조성물은 수경 배양액뿐만 아니라 수자원내 존재하는 무기성분 측정용 자동분석기로서 활용 및 전용이 가능하다. 또한, 기존이 수입에 의존하던 철 검출 센서에서 벗어나서 비센서형 성분 조사기로 사용이 가능하다. The reagent composition according to an embodiment of the present invention can be utilized and used as an automatic analyzer for measuring inorganic components present in water resources as well as a hydroponic culture medium. In addition, it can be used as a non-sensor-type component investigator by breaking away from the existing iron detection sensor that was dependent on import.
이에 더해, 양액이 직접 사용되는 농업 현장에서 비숙련자의 경우에도 신속하고 간단하게 철의 농도를 분석할 수 있기 때문에 다양한 형태로 수자원의 성분 농도 관리가 가능하다.In addition, even in the case of an unskilled person in an agricultural field where nutrient solutions are used directly, since the iron concentration can be analyzed quickly and simply, it is possible to manage the concentration of components of water resources in various forms.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 이용한 경우의 배양액 샘플량 10 mL시 측정결과를 도시한 그래프로서, 한국 공정 시험법에 의거한 표준용액을 제조하여 시험을 실시한 것이다. 모든 실험은 10회 반복 실시된 것으로 그래프의 값은 평균값이다.2 is a graph showing the measurement result at 10 mL of a culture medium sample amount when a detection kit according to an embodiment of the present invention is used, and a test was performed by preparing a standard solution according to the Korean process test method. All experiments were repeated 10 times, and the values in the graph are average values.
도 2에 있어서, 철 성분 분석용 시약 조성물은 1g 사용되었다. 흡광도는 560 nm에 대해 측정되었다. 측정용기는 직경 1 인치 원형 유리병이고, 반응 시간은 1분이었다.In Figure 2, 1 g of the reagent composition for iron component analysis was used. Absorbance was measured for 560 nm. The measuring vessel was a 1 inch diameter circular glass bottle, and the reaction time was 1 minute.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검출 키트를 이용한 경우의 배양액 샘플량 20mL시의 측정결과를 도시한 그래프로서, 한국 공정 시험법에 의거한 표준용액을 제조하여 시험을 실시한 것이다. 모든 실험은 10회 반복 실시된 것으로 그래프의 값은 평균값이다.3 is a graph showing the measurement result at the time of 20 mL of the culture medium sample amount when the detection kit according to an embodiment of the present invention is used, and a test was performed by preparing a standard solution according to the Korean process test method. All experiments were repeated 10 times, and the values in the graph are average values.
도 3에 있어서, 철 성분 분석용 시약 조성물로서 발색제(coloring reagent)는 0.5mL 사용되었으며, 흡광도는 520nm에 대해 측정되었다. 측정용기는 직경 1 인치 원형 유리병이고, 반응 시간은 10분이었다.In FIG. 3, 0.5 mL of a coloring reagent was used as a reagent composition for iron component analysis, and absorbance was measured for 520 nm. The measuring vessel was a 1 inch diameter circular glass bottle, and the reaction time was 10 minutes.
도 4는 본 발명 및 수질오염공정시험방법에 따른 농도 결과값을 비교한 그래프이다. 4 is a graph comparing concentration results according to the present invention and the water pollution process test method.
도 4에 있어서, 모든 실험결과는 10회 반복실험의 평균값이며, 배양액 샘플량 20mL시의 측정결과를 도시한 것이다. 모든 실험은 10회 반복 실시된 것으로 그래프의 값은 평균값이다. 철 성분 분석용 시약 조성물로서 발색제(coloring reagent)는 0.5mL 사용되었으며, 흡광도는 520nm에 대해 측정되었다. 측정용기는 직경 1 인치 원형 유리병이고, 반응 시간은 10분이었다.In Fig. 4, all the experimental results are the average values of 10 replicate experiments, and show the measurement results when the culture medium sample amount is 20 mL. All experiments were repeated 10 times, and the values in the graph are average values. As a reagent composition for analyzing iron components, 0.5 mL of a coloring reagent was used, and absorbance was measured for 520 nm. The measuring vessel was a 1 inch diameter circular glass bottle, and the reaction time was 10 minutes.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에 따른 결과값은 수질오염공정시험 방법에 따른 결과값과 거의 차이를 나타내지 않는다.As shown, the result value according to the method according to an embodiment of the present invention shows little difference from the result value according to the water pollution process test method.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 철분 농도를 측정하기 위한 수질분석키트를 이용할 때에 시료 중에 포함된 다른 종류의 이온에 의한 간섭(Interfere)의 영향을 배제할 수 있는 한계치는 다음의 표 2과 같다. In one embodiment of the present invention, when using a water quality analysis kit for measuring iron concentration, the limit values that can exclude the influence of interference by other types of ions included in the sample are shown in Table 2 below. .
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those of ordinary skill in the relevant technical field will not depart from the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later. It will be appreciated that various modifications and changes can be made to the present invention within the scope of the invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.
100 : 검출 키트
31 : 시약부
33 : 배양액 투입부
40 : 혼합부
50 : 검출부100: detection kit
31: reagent part
33: culture medium input unit
40: mixing part
50: detection unit
Claims (14)
상기 소듐 티오설페이트 및 상기 소듐 메타바이설파이트는 전체 함량 대비 각각 50 내지 55 wt% 및 15 내지 25 wt%로 포함되는 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물.The method of claim 1,
The sodium thiosulfate and the sodium metabisulfite are contained in an amount of 50 to 55 wt% and 15 to 25 wt%, respectively, based on the total amount of the reagent composition for analyzing the iron component in the nutrient solution.
상기 소듐 하이드로설파이트, 상기 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 상기 소듐 시트레이트는 전체 함량 대비 각각 순차적으로 10 내지 20 wt%, 1 내지 5wt%, 및 5 내지 9wt%인 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물.The method of claim 2,
The sodium hydrosulfite, the 1,10-phenanthroline-p-toluenesulphonic acid salt, and the sodium citrate are each sequentially 10 to 20 wt%, 1 to 5 wt%, and 5 to 9 wt% based on the total content Reagent composition for iron component analysis in the nutrient solution in %.
상기 조성물은 분말의 형태로 제공되는 양액 내 철 성분 분석용 시약 조성물.The method of claim 3,
The composition is a reagent composition for analyzing iron components in a nutrient solution provided in the form of a powder.
철이 포함된 양액에 상기 시약 조성물을 투입하는 단계; 및
상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 상기 양액의 컬러 변화를 확인하여 철 성분의 농도를 산출하는 단계를 포함하는 양액 내 철 성분 분석 방법.Preparing a reagent composition for analysis of iron components in a nutrient solution containing sodium thiosulfate, sodium metabisulfite, sodium hydrosulfite, 1,10-phenanthroline-p-toluenesulfonic acid salt, and sodium citrate ;
Adding the reagent composition to a nutrient solution containing iron; And
The iron component analysis method in the nutrient solution comprising the step of calculating the concentration of the iron component by adding the reagent composition to the nutrient solution and then checking the color change of the nutrient solution.
상기 시약 조성물을 상기 양액에 투입 후 최소 1분 이상의 시간이 경과할 때까지 상기 시약 조성물을 유지하는 단계를 더 포함하는 양액 내 철 성분 분석 방법.The method of claim 5,
Iron component analysis method in the nutrient solution further comprising the step of maintaining the reagent composition until at least 1 minute or more elapses after the reagent composition is added to the nutrient solution.
상기 양액의 컬러 변화는 흡광광도법 또는 비색표 대조 방법으로 확인하는 것을 특징으로 하는 양액 내 철 성분 분석 방법.The method of claim 6,
Iron component analysis method in the nutrient solution, characterized in that the color change of the nutrient solution is confirmed by an absorbance photometric method or a colorimetric table contrast method.
상기 흡광광도법의 측정 파장은 560nm인 것을 특징으로 하는 양액 내의 철 성분 분석 방법.The method of claim 7,
Iron component analysis method in the nutrient solution, characterized in that the measurement wavelength of the absorbance photometric method is 560nm.
상기 소듐 티오설페이트 및 상기 소듐 메타바이설파이트는 전체 함량 대비 각각 50 내지 55 wt% 및 15 내지 25 wt%로 포함되는 양액 내 철 성분 분석 키트.The method of claim 11,
The sodium thiosulfate and the sodium metabisulfite are contained in an amount of 50 to 55 wt% and 15 to 25 wt%, respectively, based on the total content of the iron component analysis kit in the nutrient solution.
상기 소듐 하이드로설파이트, 상기 1,10-페난트로린-p-톨루엔설포닉 산 염, 및 상기 소듐 시트레이트는 전체 함량 대비 각각 순차적으로 10 내지 20 wt%, 1 내지 5wt%, 및 5 내지 9wt%인 양액 내 철 성분 분석 키트.The method of claim 12,
The sodium hydrosulfite, the 1,10-phenanthroline-p-toluenesulphonic acid salt, and the sodium citrate are each sequentially 10 to 20 wt%, 1 to 5 wt%, and 5 to 9 wt% based on the total content Iron composition analysis kit in% nutrient solution.
상기 조성물은 분말의 형태로 제공되는 양액 내 철 성분 분석 키트.
The method of claim 13,
The composition is an iron component analysis kit in a nutrient solution provided in the form of a powder.
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