KR102247819B1 - Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치 - Google Patents

Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102247819B1
KR102247819B1 KR1020200136738A KR20200136738A KR102247819B1 KR 102247819 B1 KR102247819 B1 KR 102247819B1 KR 1020200136738 A KR1020200136738 A KR 1020200136738A KR 20200136738 A KR20200136738 A KR 20200136738A KR 102247819 B1 KR102247819 B1 KR 102247819B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sample
container
dilution
supply unit
scale
Prior art date
Application number
KR1020200136738A
Other languages
English (en)
Inventor
박중헌
박규준
박민정
Original Assignee
한국지질자원연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국지질자원연구원 filed Critical 한국지질자원연구원
Priority to KR1020200136738A priority Critical patent/KR102247819B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102247819B1 publication Critical patent/KR102247819B1/ko
Priority to PCT/KR2021/014086 priority patent/WO2022086031A1/ko
Priority to US17/506,979 priority patent/US20220120647A1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G11/00—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers
    • G01G11/14—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers using totalising or integrating devices
    • G01G11/16—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers using totalising or integrating devices being electrical or electronic means
    • G01G11/18—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers using totalising or integrating devices being electrical or electronic means using digital counting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
    • G01G13/02—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism
    • G01G13/04—Means for automatically loading weigh pans or other receptacles, e.g. disposable containers, under control of the weighing mechanism involving dribble-feed means controlled by the weighing mechanism to top up the receptacle to the target weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G13/00—Weighing apparatus with automatic feed or discharge for weighing-out batches of material
    • G01G13/24—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge
    • G01G13/28—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge involving variation of an electrical variable which is used to control loading or discharge of the receptacle
    • G01G13/285—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge involving variation of an electrical variable which is used to control loading or discharge of the receptacle involving comparison with a reference value
    • G01G13/2851—Weighing mechanism control arrangements for automatic feed or discharge involving variation of an electrical variable which is used to control loading or discharge of the receptacle involving comparison with a reference value for controlling automatic loading of weigh pans or other receptacles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/714—Sample nebulisers for flame burners or plasma burners
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
    • G01N21/73—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using plasma burners or torches
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1002—Reagent dispensers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N35/1016—Control of the volume dispensed or introduced
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/18—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state with provision for splitting samples into portions
    • G01N2001/185—Conveyor of containers successively filled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
    • G01N2001/386—Other diluting or mixing processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401—Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0406—Individual bottles or tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0401—Sample carriers, cuvettes or reaction vessels
    • G01N2035/0418—Plate elements with several rows of samples
    • G01N2035/042—Plate elements with several rows of samples moved independently, e.g. by fork manipulator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G01N2035/0496—Other details
    • G01N2035/0498—Drawers used as storage or dispensing means for vessels or cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
    • G01N2035/1025—Fluid level sensing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1032—Dilution or aliquotting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1048—General features of the devices using the transfer device for another function
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1048—General features of the devices using the transfer device for another function
    • G01N2035/1051—General features of the devices using the transfer device for another function for transporting containers, e.g. retained by friction

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)

Abstract

본 발명은 시료 희석 및 분주 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 시료 희석 및 분주 장치는, 복수의 시료용기가 거치될 수 있는 거치부가 형성되어 있는 시료거치대; 시료거치대를 평면방향 및 높이방향을 따라 이동시키는 이동유닛; 시료용기에 시료를 공급하기 위한 시료공급유닛; 시료용기에 희석액을 공급하기 위한 희석액공급유닛; 시료거치대의 하부에 설치되어 시료용기의 무게를 측정하는 저울; 및 저울로부터 무게 측정 결과를 전송받으며 이동유닛, 시료공급유닛 및 희석액공급유닛의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 구비한다.

Description

ICP-AES 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치{DILUTER AND DISPENSER OF SMPLES FOR ICP-AES ANALYSIS}
본 발명은 물리, 화학적 분석기술에 관한 것으로서, 특히 시료를 ICP-AES 분석에 적합하게 만들기 위한 시료 전처리 장비에 관한 것이다.
유도결합 플라스마 원자 방출 분광법(ICP-AES)은 용액화 된 시료를 플라스마 광원에 분사시켜 발산되는 빛의 파장대별 세기를 측정하여 시료에 함유된 원소의 종류 및 함유량을 분석하는 방법을 말하며, 금속, 유기물 등 시료의 성분 분석에 널리 사용되고 있다.
ICP-AES 분석기를 사용하기 위해서는 시료의 액체화가 필요하며, 시료의 농도도 정해진 조건(ppm에서 수% 범위)으로 맞추어야 한다. 이를 위해 시료에 질산을 혼합하여 시료 내 불순물을 녹이고, 또한 질산을 혼합하여 희석함으로써 시료의 농도를 적절하게 맞춘다.
종래에는 시료를 눈금이 새겨진 바이알에 담고 질산을 피팻이나 주사기 등으로 주입하면서 시료에 대한 전처리를 진행하였다. 물론 이러한 작업은 사람이 직접 하는 경우가 대부분이었으며, 일부 자동화 장치가 사용되기도 하였다. 문제는 부피를 기준으로 희석을 하는 것이다. 액체의 부피는 주변 온도에 따라 변하기 때문에 부피를 기준으로 희석하면, 시료의 농도 조건을 정확하게 맞추는데 어려움이 있다.
한편, ICP-AES분석을 위해서 하나의 시료를 복수의 바이알에 나누어서 복수의 시료 세트를 만드는 것이 일반적이다. 즉 시료의 분주가 필요한데, 시료의 분주 작업과 희석 작업이 각각 별도로 이루어지며 수작업에 의하는 경우가 많기 때문에 시료 분석이 빠르게 진행되지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시료를 자동으로 분주 및 희석하며, 특히 질량 기준으로 시료를 희석할 수 있는 시료 분주 및 희석 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료 희석 및 분주 장치는, 복수의 시료용기가 거치될 수 있는 거치부가 형성되어 있는 시료거치대; 상기 시료거치대를 평면방향 및 높이방향을 따라 이동시키는 이동유닛; 상기 시료용기에 시료를 공급하기 위한 시료공급유닛; 상기 시료용기에 희석액을 공급하기 위한 희석액공급유닛; 상기 시료거치대의 하부에 설치되어 상기 시료용기의 무게를 측정하는 저울; 상기 저울로부터 무게 측정 결과를 전송받으며 상기 시료거치대, 시료공급유닛 및 희석액공급유닛의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 구비하는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 시료거치대의 거치부에는 다수의 관통공이 형성되며, 상기 시료용기를 수용하기 위한 것으로서 상기 관통공에 삽입되어 거치되는 거치용기를 더 구비하며, 상기 거치용기의 외주면으로부터 돌출되어 상기 거치용기가 상기 관통공에 삽입시 상기 관통공의 외측에 걸려서 거치되게 하는 돌출부가 형성되어 있다.
본 발명의 일 예에서, 상기 거치용기의 밑면은 평평하게 형성되어 상기 저울에 지지되면 자립가능한 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 시료거치대가 하강하면 상기 거치용기는 상기 저울에 지지되어 상기 시료거치대에 기대지 않은 상태로 상기 저울 위에 자립함으로써 상기 거치용기의 무게를 측정가능하다. 또한 상기 저울은, 저울 본체와, 상기 저울 본체의 상측에 설치되는 것으로서 상면이 평평하게 형성되어 상기 거치용기를 지지하기 위한 지지블럭을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 예에서, 상기 시료공급유닛 및 희석액공급유닛은, 시료 또는 희석액이 보관되는 저장부와, 상기 저장부의 시료 또는 희석액을 상기 시료용기에 주입하기 위한 것으로서 대기위치와 시료 또는 희석액을 주입하는 주입위치 사이에서 위치이동 가능한 주입부 및 상기 저장부의 시료 또는 희석액을 상기 주입부로 이송하기 위한 펌프를 구비한다.
여기서, 상기 펌프는 페리스테틱 펌프이며,상기 저장부와 주입부 사이를 연결하며, 상기 페리스테틱 펌프에 끼워져 설치되는 이송튜브를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 예에서, 상기 콘트롤러에 제어에 의하여, 상기 시료거치대를 평면방향 및 하방향으로 이동시켜 상기 복수의 시료용기 중 어느 하나를 상기 저울 위에 지지시키는 단계; 상기 저울에 의하여 무게를 계속적으로 측정하면서 상기 시료공급유닛으로부터 시료를 상기 시료용기에 정해진 양(질량)만큼 공급하는 단계; 상기 저울에 의하여 무게를 계속적으로 측정하면서 상기 희석액공급유닛으로부터 희석액을 상기 시료용기에 정해진 양(질량)만큼 공급하는 단계가 수행된다. 그리고 상기 콘트롤러는 상기 복수의 시료용기를 순차적으로 상기 저울 위에 지지하여 상기 시료 및 희석액을 공급하여 복수의 시료를 전처리 한다.
본 발명에 따른 시료 희석 및 분주 장치에서는 시료의 주입 및 희석액의 주입이 종래와 같이 부피 기준이 아니라 무게 기준으로 하는데 특징이 있다. 시료와 희석액의 주입을 무게를 기준으로 하면 저울에 의한 자동 측정을 통해 시료의 주입과 희석에서 정확성과 일관성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에서는 복수의 시료용기에 대한 시료의 분주 및 희석이 수작업 없이 모두 자동으로 이루어져 ICP-AES 분석을 위한 다수의 시료를 매우 빠르게 준비할 수 있다는 이점이 있다.
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.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 시료 희석 및 분주 장치의 주요 부분의 개략적 분리사시도이다.
도 2는 도 1의 상태에서 시료거치대가 결합된 상태의 개략적 사시도이다.
도 3은 시료공급유닛과 희석액공급유닛을 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도 4는 시료거치대에 거치용기 및 시료용기를 삽입한 상태를 설명하기 위한 개략적 종단면도이다.
도 5는 도 4의 상태에서 시료거치대를 하강시켜 거치용기가 저울에 지지된 상태를 나타낸 개략적 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 예에 따른 시료 희석 및 분주 장치에서 콘트롤러에 의한 작동 제어를 설명하기 위한 개략적 흐름도이다.
※ 첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
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.
본 발명은 시료 희석 및 분주 장치에 관한 것이다. 즉 본 발명에 따른 장치는 액상의 시료를 희석액과 혼합하여 분석에 적합한 시료를 만들어내며, 또한 하나의 시료를 만들기 위한 것이 아니라 복수의 시료 세트를 만들어낸다. 희석 및 분주를 하나의 장치에 의하여 자동으로 수행하는데 본 발명의 특징이 있다.
본 발명에서는 주로 ICP-AES 분석을 위하여 액체시료와 희석액을 혼합한 형태의 시료가 주요한 대상이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 2개 이상의 액체를 혼합하여 제조되는 시료에 대해서 모두 적용될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 예에 따른 시료 희석 및 분주 장치에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 시료 희석 및 분주 장치의 주요 부분의 개략적 분리사시도이며, 도 2는 도 1의 상태에서 시료거치대가 결합된 상태의 개략적 사시도이고, 도 3은 시료공급유닛과 희석액공급유닛을 설명하기 위한 개략적 평면도이다.
도면을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 시료 희석 및 분주 장치(100)는 시료거치대(10), 이동유닛(30), 시료공급유닛(50) 및 희석액공급유닛(70), 저울(90) 및 콘트롤러(미도시)를 구비한다.
이동유닛(30)을 먼저 설명한다.
이동유닛(30)은 후술할 시료거치대(10)를 평면방향 및 상하방향(또는 수직상하방향)으로 위치이동시키기 위한 것이다. 이동유닛(30)은 위와 같이 시료거치대(10)의 3차원 이동을 가능하게 하는 어떠한 기계적 수단이 채용될 수 있다.
본 예에서는 이동유닛(30)으로서 레일과 모터를 이용한다. 베이스 프레임(31) 위에 X축 방향을 따라 한 쌍의 제1레일(32)이 설치된다. 제1레일(32) 위에는 제1이동체(33)가 설치되며, 모터(미도시)의 구동에 의하여 제1레일(32)을 따라 양측으로 이동가능하다. 제1이동체(33)는 X축과 직교하는 Y축을 따라 길게 형성되며, 그 양측면에는 Y축을 따라 한 쌍의 제2레일(34)이 설치된다. 제1레일(32)과 제2레일(34)은 각각 X축, Y축을 따라 배치되어 서로 직교한다. 제1이동체(33) 위에는 제2이동체(35)가 설치된다. 제2이동체(35)의 양측에는 수직하게 하측으로 꺾어진 절곡부가 제2레일(34)에 끼워지며, 모터(미도시)의 작동에 의하여 제2이동체(35)가 제2레일(34)을 따라 Y축 방향 양측으로 이동가능하다. 제2이동체(35)의 양측에는 수직한 한 쌍의 프레임(36)이 설치된다. 후술할 시료거치대(10)는 한 쌍의 프레임(30) 사이에 설치되어 모터(미도시)에 의하여 상하방향으로 이동가능하다. 상기한 이동유닛(30)의 기계적 구성은 일 예에 불과하며, 시료거치대(10)를 평면방향 및 상하방향으로 이동시킬 수 있는 다양한 기계적 구성을 채용할 수 있다는 점을 첨언한다.
시료거치대(10)는 다수의 시료용기를 거치하기 위한 것으로서, 시료용기가 거치될 수 있는 거치부가 형성되며, 평판형으로 형성되어 한 쌍의 수직 프레임(36) 사이에 설치되어 상하방향 및 평면방향으로 이동가능하다. 본 예에서 거치부는 시료거치대(10)에 형성되는 다수의 관통공(11)으로서, 시료용기가 관통공(11)에 삽입설치된다. 또한 본 예에서 시료거치대(10)의 관통공(11)은 일측에 편중되게 형성되어 있다. 따라서 무게가 일측에 편중되어 좌우 균형이 안 맞을 수 있으므로, 시료거치대(10)의 타측에는 무게추(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
물론 이러한 형태는 예시일 뿐이며, 시료거치대 중앙부에 관통공이 형성되는 등 다양한 변형이 가능하다.
시료를 거치하기 위한 용기는 시료용기(21)와 거치용기(25)가 사용된다. 시료용기(21)은 일반적으로 시료를 담는 플라스틱 소재의 바이알을 사용할 수 있다. 본 예에서는 바이알 시료용기(21)를 직접 시료거치대(10)에 거치하는 것이 아니라, 바이알 시료용기(2)를 별도의 거치용기(25)에 넣어서 거치한다. 거치용기(25)는 밑면이 평평한 형태로 막혀 있고, 내부에 시료용기(21)를 수용한다. 거치용기(25)의 상측 외주면에는 관통공(11)보다 직경이 큰 플랜지부(27)가 형성되어 거치용기(25)가 관통공(11)에 삽입되면 상측에 걸려서 밑으로 빠지지 않는다. 본 예에서는 환형의 플랜지부로 형성되지만, 다른 예에서는 거치용기의 외주면으로부터 돌출된 복수의 돌출부에 의해서, 거치용기가 관통공에 거치되도록 할 수도 있다. 본 예에서 거치용기(25)는 밑면이 평평하게 형성되어 스스로 자립할 수 있다는 것이 중요하다. 즉, 기존의 바이알 시료용기는 밑면이 둥그런 곡면으로 형성되어 자립할 수 없기 때문에, 본 예에서 자립가능한 거치용기(25)를 별도로 사용한다. 그 이유에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 다른 예에서와 같이 시료용기(21) 자체의 바닥면이 평평하여 자립가능한 경우라면, 별도의 거치용기를 사용하지 않고 시료용기만 단독으로 사용할 수도 있다. 이 경우에는 시료용기에 돌출부가 형성되어 관통공에 거치된다.
시료공급유닛(50)은 시료용기(21)에 액상 시료를 주입하기 위한 것으로서, 시료가 저장되는 저장부(미도시)와, 시료를 시료용기(21)에 주입하는 주입부(51)를 구비한다. 본 실시예에서 저장부는 다수의 시료용기(21)에 공급될 액체 시료가 담겨 있는 상대적으로 큰 저장용기이다. 저장용기에는 이송튜브(52)의 일단이 연결된다. 또한 이송튜브(52)의 타측에는 주입부(51)가 연결된다. 본 예에서 주입부(51)는 내경 1mm 정도의 프로브(probe)가 사용된다. 저장용기 내의 액상 시료는 이송튜브(52)를 통해 프로브(51)로 이송되며, 프로브에서 배출된 시료가 시료용기(21)로 주입된다. 이송튜브(52)에는 저장용기로부터 액상 시료를 펌핑하기 위한 펌프(53)가 설치된다. 본 예에서 펌프(53)는 페리스테틱 펌프가 사용되며, 이송튜브는 테플론 튜브가 사용된다. 이송튜브가 페리스테틱 펌프에 끼워져 설치되면, 펌프는 이송튜브를 주기적으로 압착하면서 펌핑을 수행한다. 페리스테틱 펌프를 사용함으로써 액상 시료와 펌프가 직접적으로 접촉하지 않는다. 시료가 펌프와 접촉하게 되면 오염되어 시료분석에 지장을 줄 수 있는 바 이를 방지하기 위함이다.
또한 본 발명의 일 예에서 시료공급유닛(50)의 주입부는 대기위치와 주입위치 사이에서 위치이동 가능하다. 주입위치는 시료를 시료용기(21)에 주입할 때의 위치를 말하며, 대기위치는 주입하지 않을 때의 위치를 말한다. 도 3을 참고하면, 본 예에서는 페리스테틱 펌프(53)와 프로브(51)가 이동블럭(55) 상에 설치된다. 그리고 이동블럭(55)은 가이드레일(57)에 설치되어 모터(미도시)의 구동에 의해 화살표(도 3)와 같이 양측으로 이동가능하다. 이동블럭(55)이 가이드레일(57)의 일측에 위치하면, 프로브(51)의 끝단이 저울(90)의 중앙부 상측에 놓이게 되는데 이 때의 위치가 주입위치이다. 그리고 이동블럭(55)이 주입위치를 벗어난 모든 위치가 대기위치가 된다.
희석액공급유닛(70)은 시료용기(21)에 희석액을 공급하기 위한 것이다. 본 예에서 희석액공급유닛(70)의 구성은 앞에서 설명한 시료공급유닛(50)과 완전히 동일하다. 즉 저장부(미도시), 주입부(71), 이송튜브(72), 페리스테틱 펌프(73), 이동블럭(75) 및 가이드레일(77)의 구성이 동일한 이름의 시료공급유닛의 구성과 동일하다. 또한 주입위치와 대기위치에 대한 구성도 동일하다. 즉 주입위치에서 희석액공급유닛(70)의 프로브(71)은 저울(90)의 중앙부 상측에 놓이게 되며, 그 외의 위치는 대기위치가 된다. 희석액공급유닛과 시료공급유닛은 단지 저장부에 담겨진 것이 시료와 희석액으로 서로 다를 뿐이다. 이에 희석액공급유닛의 구성에 대한 설명은 시료공급유닛에 대한 설명으로 갈음한다. 본 예에서 희석액으로는 질산 용액이 사용되지만, 다른 산, 알카리 용액, 증류수 등도 사용될 수 있다.
저울(90)은 시료거치대(10)의 하부에 배치되어 시료와 희석액의 무게를 측정하기 위한 것이다. 본 예에서 저울(90) 위에는 별도의 지지블럭(95)을 선택적으로 설치할 수도 있다.
콘트롤러(미도시) 저울(90)의 측정값을 지속적으로 실시간 전송받으며, 이동유닛(30), 시료공급유닛(50) 및 희석액공급유닛(70)의 작동을 제어한다.
이하, 도 6을 참고하여, 콘트롤러의 제어에 따른 시료 희석 및 분주 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.
도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 장치(100)에서는 먼저 복수의 시료용기(21)를 각각 거치용기(25)에 넣은 후 시료거치대(10)의 각 관통공(11)에 거치시킨다. 콘트롤러에는 시료거치대의 초기 위치와 복수의 시료용기의 좌표값(X,Y,Z)이 모두 기록되어 있다. 콘트롤러에서는 정해진 순서에 따라 순차적으로 복수의 시료용기를 정위치로 이동시킨다. 시료용기의 이동은 이동유닛의 작동을 제어하여 가능하다. 여기서 정위치는 시료용기가 시료와 희석액을 공급받는 특정 위치를 말하는 것으로서 평면방향에서는 저울(90)의 중앙부이며, 수직방향에서는 거치용기가 저울에 자립해 있는 상태의 위치를 말한다.
즉, 본 예에서는 이동유닛에 의하여 시료용기를 평면방향에서 저울(90)의 중앙부에 위치한 도 4의 상태에서 시료거치대(10)를 하강시키면 도 5와 같이 거치용기(25)가 저울(90)의 지지블럭(95)에 지지되면서 자립하게 된다. 이 때 거치용기(25)는 시료거치대(10)에 기대거나 접촉되지 않고 온전히 저울(90) 또는 지지블럭(95)에 자립한 상태가 된다. 완전히 자립한 상태이기 때문에 저울에서 측정되는 무게는 순수하게 거치용기(25)와 시료용기(21)만의 무게이다.
상기한 상태에서 콘트롤러는 시료공급유닛을 주입위치로 이동시키고 펌프를 작동시켜 시료용기(21)에 액상 시료를 정해진 양만큼 주입한다. 저울(90)에서는 시료가 공급되는 과정에서 실시간으로 무게의 변화를 측정하여 시료의 주입량을 확인한다. 시료의 주입이 완료되면 시료공급유닛을 대기위치로 이동시키고, 희석액공급유닛을 주입위치로 이동시킨다. 위의 과정과 마찬가지로 정해진 양만큼의 희석액을 시료용기에 주입하면서 무게를 측정한다. 정해진 양만큼의 시료와 희석액을 주입하여 시료에 대한 전처리가 완료되면, 시료거치대(10)를 상승시킨다. 이후 정해진 순서에 따라 복수의 시료용기에 대해 상기한 과정을 반복하여, 시료의 분주 및 희석 과정, 즉 전처리를 완료한다.
본 발명에서는 시료의 주입 및 희석액의 주입이 종래와 같이 부피 기준이 아니라 무게 기준으로 하는데 특징이 있다. 액체의 특성상 온도에 따라 부피가 변하기 때문에 부피 기준은 적합하지 않으며, 모든 작업자가 동일한 기준으로 바이알의 눈금을 읽지도 않기 때문에 일관성 및 정확성에서 문제가 있다. 본 발명과 같이 시료와 희석액의 주입을 무게를 기준으로 하면 저울에 의한 자동 측정을 통해 시료의 주입과 희석에서 정확성과 일관성을 확보할 수 있다는 이점이 있다.
또한 본 발명에서는 복수의 시료용기에 대한 시료의 분주 및 희석이 수작업 없이 모두 자동으로 이루어져 ICP-AES 분석을 위한 다수의 시료를 매우 빠르게 전처리할 수 있다는 이점이 있다.
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.
100 ... 시료 희석 및 분주 장치
10 ... 시료거치대, 11 ... 관통공(거치부)
21 ... 시료용기, 25 ... 거치용기
30 ... 이동유닛, 50 ... 시료공급유닛, 70 ... 희석액공급유닛
51,71 ... 주입부, 52,72 ... 이송튜브, 53,73 ... 페리스테틱 펌프
90 ... 저울

Claims (10)

  1. 복수의 시료용기가 거치될 수 있는 거치부가 형성되어 있는 시료거치대;
    상기 시료거치대를 평면방향 및 높이방향을 따라 이동시키는 이동유닛;
    상기 시료용기에 시료를 공급하기 위한 시료공급유닛;
    상기 시료용기에 희석액을 공급하기 위한 희석액공급유닛;
    상기 시료거치대의 하부에 설치되어 상기 시료용기의 무게를 측정하는 저울; 및
    상기 저울로부터 무게 측정 결과를 전송받으며 상기 시료거치대, 시료공급유닛 및 희석액공급유닛의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 구비하며,
    상기 시료거치대의 거치부에는 다수의 관통공이 형성되며,
    상기 시료용기를 수용하기 위한 것으로서 상기 관통공에 삽입되어 거치되는 거치용기를 더 구비하며,
    상기 거치용기의 외주면으로부터 돌출되어 상기 거치용기가 상기 관통공에 삽입시 상기 관통공의 외측에 걸려서 거치되게 하는 돌출부가 형성되어 있고,
    상기 거치용기의 밑면은 평평하게 형성되어 상기 저울에 지지되면 자립가능하며,
    상기 저울은, 저울 본체와, 상기 저울 본체의 상측에 설치되는 것으로서 상면이 평평하게 형성되어 상기 거치용기를 지지하기 위한 지지블럭을 구비하고,
    상기 시료거치대가 하강하면 상기 거치용기는 상기 저울에 지지되어 상기 시료거치대에 기대지 않은 상태로 상기 저울 위에 자립함으로써 상기 거치용기의 무게를 측정가능하며,
    상기 콘트롤러의 제어에 의하여,
    상기 시료거치대를 평면방향 및 하방향으로 이동시켜 상기 복수의 시료용기 중 어느 하나를 상기 저울 위에 지지시키는 단계;
    상기 저울에 의하여 무게를 계속적으로 측정하면서 상기 시료공급유닛으로부터 시료를 상기 시료용기에 정해진 양(질량)만큼 공급하는 단계;
    상기 저울에 의하여 무게를 계속적으로 측정하면서 상기 희석액공급유닛으로부터 희석액을 상기 시료용기에 정해진 양(질량)만큼 공급하는 단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 시료 희석 및 분주 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시료공급유닛은,
    시료가 보관되는 저장부와, 상기 저장부의 시료를 상기 시료용기에 주입하기 위한 것으로서 대기위치와 시료를 주입하는 주입위치 사이에서 위치이동 가능한 주입부 및 상기 저장부의 시료를 상기 주입부로 이송하기 위한 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 희석 및 분주 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 희석액공급유닛은,
    희석액이 보관되는 저장부와, 상기 저장부의 희석액을 상기 시료용기에 주입하기 위한 것으로서 대기위치와 희석액을 주입하는 주입위치 사이에서 위치이동 가능한 주입부 및 상기 저장부의 희석액을 상기 주입부로 이송하기 위한 펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 희석 및 분주 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 펌프는 페리스테틱 펌프이며,
    상기 저장부와 주입부 사이를 연결하며, 상기 페리스테틱 펌프에 끼워져 설치되는 이송튜브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 시료 희석 및 분주 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 콘트롤러는 상기 복수의 시료용기를 순차적으로 상기 저울 위에 지지하여 상기 시료 및 희석액을 공급하여 복수의 시료를 전처리 하는 것을 특징으로 하는 시료 희석 및 분주 장치.
KR1020200136738A 2020-10-21 2020-10-21 Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치 KR102247819B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136738A KR102247819B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치
PCT/KR2021/014086 WO2022086031A1 (ko) 2020-10-21 2021-10-13 질량 측정을 이용한 자동 시료 희석 장치
US17/506,979 US20220120647A1 (en) 2020-10-21 2021-10-21 Sample diluting and dispensing device for icp-aes analysis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200136738A KR102247819B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102247819B1 true KR102247819B1 (ko) 2021-05-04

Family

ID=75913695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200136738A KR102247819B1 (ko) 2020-10-21 2020-10-21 Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220120647A1 (ko)
KR (1) KR102247819B1 (ko)
WO (1) WO2022086031A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022086031A1 (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 한국지질자원연구원 질량 측정을 이용한 자동 시료 희석 장치
KR102448884B1 (ko) * 2022-02-22 2022-09-30 한국지질자원연구원 시료 희석 및 분주 장치
KR102448886B1 (ko) * 2022-02-22 2022-09-30 한국지질자원연구원 시료 희석 및 분주 장치
WO2024063602A1 (ko) * 2022-09-23 2024-03-28 한국화학연구원 무게법 기반의 시료 희석 및 분주 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06148057A (ja) * 1992-11-02 1994-05-27 Hitachi Ltd 微粒子計測方法および装置
KR970045193U (ko) * 1995-12-22 1997-07-31 원자흡광 분석기의 시료농도 자동 희석장치
JP2004361180A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Ebara Densan Ltd 比重及び成分濃度が変動する系の成分濃度分析方法、成分濃度分析装置及び成分濃度管理装置
WO2019138720A1 (ja) * 2018-01-10 2019-07-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5835924B2 (ja) * 2011-04-08 2015-12-24 晃 服部 自動分析装置の検定方法
US10373838B2 (en) * 2015-12-08 2019-08-06 Elemental Scientific, Inc. Automatic sampling of hot phosphoric acid for the determination of chemical element concentrations and control of semiconductor processes
WO2017141626A1 (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置
JP6882352B2 (ja) * 2019-02-22 2021-06-02 シスメックス株式会社 容器ラック、検体分析装置及び検体分析方法
KR102247819B1 (ko) * 2020-10-21 2021-05-04 한국지질자원연구원 Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06148057A (ja) * 1992-11-02 1994-05-27 Hitachi Ltd 微粒子計測方法および装置
KR970045193U (ko) * 1995-12-22 1997-07-31 원자흡광 분석기의 시료농도 자동 희석장치
JP2004361180A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Ebara Densan Ltd 比重及び成分濃度が変動する系の成分濃度分析方法、成分濃度分析装置及び成分濃度管理装置
WO2019138720A1 (ja) * 2018-01-10 2019-07-18 株式会社日立ハイテクノロジーズ 自動分析装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022086031A1 (ko) * 2020-10-21 2022-04-28 한국지질자원연구원 질량 측정을 이용한 자동 시료 희석 장치
KR102448884B1 (ko) * 2022-02-22 2022-09-30 한국지질자원연구원 시료 희석 및 분주 장치
KR102448886B1 (ko) * 2022-02-22 2022-09-30 한국지질자원연구원 시료 희석 및 분주 장치
WO2023163420A1 (ko) * 2022-02-22 2023-08-31 한국지질자원연구원 시료 희석 및 분주 장치
WO2024063602A1 (ko) * 2022-09-23 2024-03-28 한국화학연구원 무게법 기반의 시료 희석 및 분주 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022086031A1 (ko) 2022-04-28
US20220120647A1 (en) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102247819B1 (ko) Icp-aes 분석을 위한 시료 희석 및 분주 장치
JP3229498B2 (ja) 検体の自動分析方法および装置
US7288228B2 (en) Sample injection system
US8123921B2 (en) Method and device for the preparation of liquid samples in NMR spectroscopy using a combined titration and pH electrode
US7998751B2 (en) Method and apparatus for aspirating and dispensing small liquid samples in an automated clinical analyzer
US7258480B2 (en) Apparatus for mixing liquid samples using a two dimensional stirring pattern
US20190265187A1 (en) Electrolyte concentration measurement device
US11726028B2 (en) Container rack, specimen analysis device, and specimen analysis method
JP4645408B2 (ja) ガスクロマトグラフ用試料注入装置
KR102448886B1 (ko) 시료 희석 및 분주 장치
JP2016061788A (ja) 自動分析装置用の培養デバイス（ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ）
CN108603894B (zh) 自动分析装置
US20080213903A1 (en) Automatic analyzer and the analyzing method using the same
JP2007316013A (ja) 自動分析装置およびその検体分注方法
JP7485406B2 (ja) オートサンプラ
JP4613283B2 (ja) 微量液の供給装置および混合装置
JP2010160153A (ja) 試料処理装置及び試薬貯槽の液レベル測定方法
WO2011014386A1 (en) An improved method for mixing liquid samples in a container using a lemniscate stirring pattern
FI101577B (fi) Näytteen käsittelyjärjestelmä optista valvontajärjestelmää varten
JPWO2019073644A1 (ja) 自動分析装置
JP2004226408A (ja) サンプルの反応を観察する装置と方法
JP2000055909A (ja) 土壌成分自動分析装置
JP2008547014A (ja) 化学試験装置
JP2017167137A (ja) 自動分析器において液体を混合するための方法
KR102448884B1 (ko) 시료 희석 및 분주 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant