KR102412253B1 - 미생물 분석 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 미생물 분석 장치는 제1 광을 방출하는 광원부, 상기 제1 광이 입사되는 시료를 포함하는 시료부 및 상기 시료부로부터 나온 제2 광을 수광하여, 상기 제2 광으로부터 상기 시료 내의 미생물을 분석하는 데이터 분석부를 포함하되, 상기 시료부는 상기 시료를 둘러싸는 전도성 고분자 구조체를 포함한다.

Description

미생물 분석 장치 및 방법{Apparatus and Method of Microbiome Analysis}
본 발명은 미생물 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 고분자를 이용한 미생물 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.
인체 내에 존재하는 다양한 종류의 미생물들이 유기체처럼 인체 세포 및 조직 등과 긴밀하게 상호작용하여 인체 질병에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 장내 미생물의 유전자와 단백질 및 대사산물이 인체의 유전자 발현이나 조직 세포와 이상 반응을 일으키고 면역계 교란을 유발하여 질환을 발생시킨다. 따라서, 최근에는 이런 인체 내에 존재하는 미생물의 분포 변화 및 유전자 변화를 측정하여 질병을 진단하는 기술이 중요하게 대두되고 있다. 또한 미생물을 이용한 질병 진단 뿐만 아니라, 면역 항암제와 같은 미생물 기반의 다양한 치료 방법이 연구되고 있다.
이러한 장내 미생물 분포 및 변화를 측정하기 위해서 기존에는 DNA를 추출하여 유전자를 분석하는 방법과 대소변을 이용한 육안 또는 현미경 검사, 균 배양검사를 하였다. DNA 유전자 검사는 시료에서 DNA를 추출하여 PCR 증폭 기반의 DNA Sequencing 기술로 유전자 서열 변화를 분석하는 기술이다. 이러한 유전자 분석 방법은 시료에서 DNA를 추출하는 샘플 처리 과정이 쉽지 않고, 결과를 얻는데 걸리는 시간이 상당히 오래 걸린다. 육안 또는 현미경으로 세포의 특이점을 찾는 것은 분자 단위에서 구분이 불가능하기 때문에 정확한 미생물 분포나 균 등을 밝혀내기 쉽지 않다. 대소변 시료를 이용한 장내 미생물 측정 방법은 정확도 측면에서 매우 효과적이나, 시료 처리가 쉽지 않아서 활용에 한계가 있다.
본 발명은 신뢰도가 향상된 미생물 분석 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 미생물 분석 장치는 제1 광을 방출하는 광원부, 상기 제1 광이 입사되는 시료를 포함하는 시료부 및 상기 시료부로부터 나온 제2 광을 수광하여, 상기 제2 광으로부터 상기 시료 내의 미생물을 분석하는 데이터 분석부를 포함하되, 상기 시료부는 상기 시료를 둘러싸는 전도성 고분자 구조체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 상기 시료가 놓이는 박스 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 상기 시료가 밀봉되는 필름 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부는 레이저, 상기 제1 광을 방출하는 탐침부 및 상기 레이저와 상기 탐침부를 연결하는 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 데이터 분석부는 상기 제2 광의 스펙트럼을 측정하는 분광계 및 상기 분광계에서 측정된 스펙트럼 데이터를 전송받는 데이터 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 데이터 분석부는, 상기 제2 광을 수광하여 상기 분광계로 전송하는 제3 광섬유를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 광섬유 부에 배치되는 분배기를 더 포함하고, 상기 제1 광섬유는 상기 레이저와 상기 분배기 사이에 배치되고, 상기 제2 광섬유는 상기 분배기와 상기 탐침부 사이의 제2 광섬유 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제3 광섬유는, 상기 분배기와 상기 분광계 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 탐침부는 상기 제2 광을 수광하고, 수광된 상기 제2 광은 상기 제2 광섬유를 따라 상기 제3 광섬유로 전달될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 분배기의 일단에 상기 제1 광섬유 및 상기 제3 광섬유가 연결되고, 상기 분배기의 타단에 상기 제2 광섬유가 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제3 광섬유에 배치되어, 상기 제2 광으로부터 상기 시료에 대한 정보만을 필터링하는 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필터는, 상기 제2 광으로부터 상기 시료에 대한 정보만을 추출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필터는 노치 필터(notch filter)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 또는 폴리우레탄계 수지를 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 미생물 분석 방법은 전도성 고분자 구조체로 둘러싸인 시료를 준비하는 것, 상기 시료로 제1 광을 입사시키는 것, 상기 시료로부터 산란된 제2 광을 수광하는 것, 상기 제2 광을 이용하여 상기 시료 내의 미생물을 분석하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 광은 상기 시료에 입사된 상기 제1 광의 산란광이고, 상기 전도성 고분자 구조체는 상기 시료 내의 산란 신호를 증폭시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 미생물을 분석하는 것은, 라만 분광을 이용하여 분석하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 액체 상태의 상기 시료가 놓이는 박스 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 겔 또는 고체 상태의 상기 시료가 밀봉되는 필름 형상으로 제공될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 시료가 전도성 고분자 구조체에 둘러싸인 상태로 측정 및 이송 등이 가능할 수 있다. 특히, 생물체의 배설물 등, 악취를 동반하거나 시료 처리가 곤란한 경우, 시료 취급이 보다 간이해질 수 있다. 또한, 전도성 고분자를 이용할 경우, 산란 신호를 증폭시킬 수 있어, 분석의 정확도 및 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분석 장치를 보여주는 도면이다.
도 2a는 일 실시예에 따른 전도성 고분자 구조체를 보여주는 도면이다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 전도성 고분자 구조체를 보여주는 도면이다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전도성 고분자의 화학적 구조를 도시한다.
도 3b는 라만 스펙트럼들을 비교 및 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분석 방법을 도시하는 플로우 차트이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 4의 일 실시예에 따른 미생물 분석 방법을 보여주는 도면들이다.
도 6은 일 실시예에 따른 미생물 분석 장치를 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분석 장치(1)를 보여주는 도면이다. 미생물 분석 장치(1)는 시료 내의 미생물을 분석하는 장치일 수 있다. 일 예로, 미생물 분석 장치(1)는 시료 내의 미생물의 종류를 분석하는 장치일 수 있다. 미생물 분석 장치(1)는 광원부(100), 시료부(200), 및 데이터 분석부(300)를 포함할 수 있다.
광원부(100)는 레이저(110), 어댑터(112), 탐침부(120), 제1 광섬유(132), 제2 광섬유(134), 및 분배기(140)를 포함할 수 있다. 광원부(100)는 시료부(200)로 제1 광(도 5a의 L1)을 방출할 수 있다. 레이저(110)는 다이오드 레이저일 수 있다. 레이저(110)는 일 예로, YAG 레이저(YAG laser: yttrium aluminum garnet laser)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 어댑터(112)는 레이저(110)로부터 발생한 제1 광(L1)이 제1 광섬유(132)로 전송될 때, 제1 광(L1)을 정렬(alignment)할 수 있다. 탐침부(120)를 통해 제1 광(L1)이 시료부(200)로 방출될 수 있다. 제1 광(L1)은 시료부(200)가 놓인 평면에 대해 수직하게 입사될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 광섬유(132) 및 제2 광섬유(134)는 레이저(110)와 탐침부(120) 사이에 제공될 수 있다. 분배기(140)는 제1 광섬유(132)와 제2 광섬유(134) 사이에 배치될 수 있다. 제1 광섬유(132)는 레이저(110)와 분배기(140) 사이에 배치될 수 있다. 제1 광섬유(132)는 레이저(110)와 분배기(140)를 연결하여, 레이저(110)로부터 제2 광섬유(134)로 제1 광(L1)을 전송할 수 있다. 제2 광섬유(134)는 분배기(140)와 탐침부(120) 사이에 배치될 수 있다. 제2 광섬유(134)는 분배기(140)와 탐침부(120)을 연결하여, 제1 광(L1)을 전송할 수 있다. 도시하지 않았으나, 제2 광섬유(134)는 복수의 광섬유 다발(bundle)을 포함할 수 있다.
시료부(200)는 스테이지(210) 및 전도성 고분자 구조체(220)를 포함할 수 있다. 스테이지(210) 상에 전도성 고분자 구조체(220)가 놓일 수 있다. 전도성 고분자 구조체(220)는 시료(T)를 둘러싸도록 제공될 수 있다. 전도성 고분자 구조체(220)는 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 전도성 고분자는 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 또는 폴리우레탄계 수지를 포함할 수 있다. 전도성 고분자는 일 예로, 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리프탈로시아닌(polyphthalocyanines) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 시료(T)는 미생물을 포함할 수 있다. 시료(T)는 생물체 또는 생물체 내에서 배출된 일 부분(일 예로, 배설물 등)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2a는 일 실시예에 따른 전도성 고분자 구조체(220)를 보여주는 도면이다. 도 2b는 다른 실시예에 따른 전도성 고분자 구조체(220)를 보여주는 도면이다. 도 2a를 참조하면, 전도성 고분자 구조체(220)는 박스 형상으로 제공되어, 그 내부(222)에 시료(T)가 놓일 수 있다. 이와 달리, 도 2b를 참조하면, 전도성 고분자 구조체(220a)는 필름 형태로 제공되어, 그 내부에 시료(T)가 밀봉될 수 있다. 전도성 고분자 구조체(220a)는 시료(T)를 진공 압착할 수 있다.
도 3a는 일 실시예에 따른 전도성 고분자를 도시한다. 도 3a를 참조하면, 전도성 고분자는 탄소 원자들의 단일 결합과 이중 결합이 번갈아 반복되는 사슬 구조를 포함할 수 있다. 이중 결합에서, 상대적으로 약한 결합에 해당하는 π결합을 하는 전자(e-)가 이동 가능하여, 전기가 통할 수 있다.
도 3b는 라만 스펙트럼들을 비교 및 도시하는 그래프이다. ①은 시료 자체에 직접 빛을 입사시켰을 때 획득되는 라만 스펙트럼이고, ②는 본 발명의 일 실시예에 따라 전도성 고분자 구조체로 둘러싸인 시료에 빛을 입사시켰을 때 획득되는 라만 스펙트럼이다. ③ 및 ④는 비교예로써, 비전도성 고분자로 둘러싸인 시료에 빛을 입사시켰을 때 획득되는 라만 스펙트럼들이다. 비전도성 고분자는 투과율이 낮아 획득되는 라만 산란 신호가 작을 수 있다. 도 3b를 참조하면, 전도성 고분자 구조체로 둘러싸인 시료의 경우 획득되는 라만 스펙트럼의 강도가 증폭되는 것을 확인할 수 있다. 전도성 고분자는, 분자 간 진동을 최대화시켜 산란 신호의 크기를 증폭시킬 수 있다. 분자 진동에 의한 산란은, 미생물의 종류에 따라 산란 주파수가 다를 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 데이터 분석부(300)는 분광계(310), 데이터 처리부(320), 제3 광섬유(330), 및 필터(340)를 포함할 수 있다. 분광계(310)는 제2 광(도 5b의 L2)의 스펙트럼의 강도를 정량적으로 측정할 수 있다. 일 예로, 분광계(310)는 제2 광(L2)의 산란 광 신호의 스펙트럼의 강도를 정량적으로 측정할 수 있다. 분광계(310)는 라만 분광계를 포함할 수 있다. 분광계(310)는 측정된 스펙트럼 데이터를 주성분 분석(Principle Component Analyzer, PCA) 알고리즘에 적용하여 분석할 수 있다. 분광계(310)는 스펙트럼에 대한 데이터를 데이터 처리부(320)로 전송할 수 있다.
데이터 처리부(320)는 스펙트럼 데이터로부터 미생물을 구분하여 그 분포를 분석한다. 데이터 처리부(320)는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다.
제3 광섬유(330)는 시료(T)로부터 나오는 제2 광(L2)을 수광하여, 분광계(310)로 전송할 수 있다. 제3 광섬유(330)는 분배기(140)와 분광계(310) 사이에 배치될 수 있다. 제3 광섬유(330)는 분배기(140)로부터 분기될 수 있다. 분배기(140)의 일단은 제1 광섬유(132) 및 제3 광섬유(330)가 연결될 수 있고, 타단은 제2 광섬유(134)가 연결될 수 있다.
제2 광(L2)은 입사된 제1 광(L1)에 의해 시료(T)에서 발생하는 산란광일 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 광(L2)은 시료(T)를 감싸는 전도성 고분자 구조체(220)를 통과하면서 증폭될 수 있다. 제2 광(L2)은 상술한 탐침부(120)로 수광될 수 있다. 제2 광(L2)은 탐침부(120)로 수광되어, 제2 광섬유(134)를 따라 제3 광섬유(330)로 전달될 수 있다. 본 명세서에서, 제2 광(L2)은 전도성 고분자 구조체(220)를 통해 그 세기가 증폭된 광을 의미한다.
필터(340)는 제3 광섬유(330) 상에 배치될 수 있다. 필터(340)는 제2 광(L2)으로부터 시료에 대한 정보를 포함하고 있는 라만 산란광을 추출할 수 있다. 일 예로, 필터(340)는 제2 광(L2)으로부터 레이저에 대한 정보(일 예로, 레이저 파장 대역)를 제거할 수 있다. 필터(340)는 레이저 파장 대역과 같은 파장 대역을 가지는 레일리(Rayleigh) 산란 신호를 제거할 수 있다. 필터(340)는 노치 필터(notch filter)를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분석 방법을 도시하는 플로우 차트(flow-chart)이다. 도 5a 내지 도 5e는 도 4의 일 실시예에 따른 미생물 분석 방법을 보여주는 도면들이다. 이하, 도 4 및 도 5a 내지 도 5e를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 분석 방법을 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 전도성 고분자 구조체(220)로 둘러싸인 시료(T)를 준비할 수 있다(S110). 전도성 고분자 구조체(220)는 내부에 시료(T)를 포함할 수 있고, 스테이지(210) 상에 로딩될 수 있다. 전도성 고분자 구조체(220)는 이와 달리, 시료(T)를 진공 밀봉하는 필름 형태로 제공될 수 있다.
도 4 및 도 5a를 참조하면, 시료(T)로 제1 광(L1)을 입사시킬 수 있다(S120). 광원부(100)의 레이저(110), 제1 광섬유(132), 및 제2 광섬유(134)를 거쳐 제1 광(L1)이 시료(T)로 입사될 수 있다. 이 때, 탐침부(120)는 제1 광(L1)을 정렬시킬 수 있다. 제1 광(L1)은 전도성 고분자 구조체(220)가 놓인 평면에 대해 수직하게 입사될 수 있다. 전도성 고분자 구조체(220)는, 입사되는 제1 광(L1)을 반사나 흡수 등에 의한 손실없이, 시료로 전부 입사시킬 수 있다.
도 4 및 도 5b를 참조하면, 시료(T)로부터 나오는 제2 광(L2)을 수광할 수 있다(S130). 제2 광(L2)은 입사된 제1 광(L1)에 의해 시료(T)에서 발생한 산란광일 수 있다. 제2 광(L2)은 다양한 방향으로 산란될 수 있으나, 일 방향 (예를 들어, 전도성 고분자 구조체가 놓인 평면에 대해 수직한 방향)의 광이 주로 입사될 수 있다. 탐침부(120)를 통해 제2 광(L2)을 수광하고, 제2 광섬유(134)를 통해 제2 광(L2)이 전송될 수 있다.
도 4 및 도 5c를 참조하면, 제2 광(L2)을 이용하여 시료(T) 내의 미생물을 분석할 수 있다(S140). 분배기(140)는 제2 광섬유(134)를 통해 전송된 제2 광(L2)은 제3 광섬유(330)로 전송할 수 있다. 제3 광섬유(330)는 제2 광(L2)을 분광계(310)로 전송할 수 있다. 시료(T) 내의 미생물을 분석하는 것은, 입사광(L1)을 흡수한 미생물에서 발생하는 진동에 의한 라만 분광을 이용하여 분석하는 것을 포함할 수 있다. 이 때, 필터(340)는 제2 광(L2)으로부터 시료에 대한 정보를 가진 라만 산란 광을 추출할 수 있다. 일 예로, 필터(340)는 제2 광(L2)으로부터 레이저에 대한 정보(일 예로, 레이저 파장 대역)를 가진 광을 제거할 수 있다. 필터(340)는 레일리(Rayleigh) 산란 신호를 제거할 수 있다. 필터(340)는 노치 필터(notch filter)를 포함할 수 있다.
분광계(310)는 제2 광(L2)의 스펙트럼의 강도를 정량적으로 측정할 수 있다. 분광계(310)는 라만 분광계를 포함할 수 있다. 분광계(310)는 측정된 스펙트럼 데이터를 주성분 분석(Principle Component Analyzer, PCA) 알고리즘에 적용하여 분석할 수 있다. 분광계(310)는 산란 광의 스펙트럼에 대한 데이터를 데이터 처리부(320)로 전송할 수 있다.
데이터 처리부(320)는 산란 광의 스펙트럼 데이터로부터 미생물을 구분하여 그 분포를 분석한다. 데이터 처리부(320)는 디스플레이부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 5d를 참조하면, 필터(340)로부터 필터링된 제2 광(L2)의 스펙트럼 데이터를 확인할 수 있다. 도 5d는 두 종류의 시료(A,B)에 대한 스펙트럼 데이터들을 도시한다. 도 5d를 이용하여 주성분 분석 알고리즘에 적용하면, 도 5e와 같이, 두 종류의 시료(A,B)에 각각 포함된 미생물을 분석할 수 있다. 일 예로, A는 황색 포도알균을 포함하는 시료이고, B는 표피 포도알균을 포함할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 시료가 전도성 고분자 구조체에 둘러싸인 상태로 측정 및 이송 등이 가능할 수 있다. 특히, 생물체의 배설물 등 악취를 동반하거나 시료 처리가 곤란한 경우, 시료 취급이 보다 간이해질 수 있다. 또한, 전도성 고분자를 이용할 경우, 산란 신호를 증폭시킬 수 있어, 분석의 정확도 및 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 미생물 분석 장치(2)를 보여주는 도면이다. 도 6의 미생물 분석 장치(2)는, 도 1을 참조하여 상술한 미생물 분석 장치(1)와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성들에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다. 도 6의 미생물 분석 장치(2)는 도 1의 미생물 분석 장치(1)와 달리, 제2 광(L2)을 수광하는 수광부를 별도로 포함할 수 있다.
도 6의 제3 광섬유(330)의 단부에 수광 탐침부(332)가 제공될 수 있다. 제1 광(L1) 및 제2 광(L2)은 전도성 고분자 구조체(220)가 놓인 평면에 대해 수직한 면에 대해 동일한 각을 이룰수도 있으며, 이와 달리, 전도성 고분자 구조체(220)가 놓인 평면에 대해 수직한 면에 대한 각도의 합이 90°일 수 있다. 제2 광(L2)은 상술한 바와 같이, 다양한 방향으로의 산란광을 포함할 수 있으나, 도면의 간략화를 위해, 수광 탐침부(332)로 수광되는 특정 방향의 광만을 도시하였다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 제1 광을 방출하는 광원부;
    상기 제1 광이 입사되는 시료가 배치되는 시료부; 및
    상기 시료부로부터 산란된 제2 광을 수광하여, 상기 제2 광으로부터 상기 시료 내의 미생물을 분석하는 데이터 분석부를 포함하되,
    상기 시료부는 상기 시료를 둘러싸는 전도성 고분자 구조체를 포함하고, 상기 제2 광은 상기 전도성 고분자 구조체를 통해 그 세기가 증폭된 광인 미생물 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 상기 시료가 놓이는 박스 형상으로 제공되는 미생물 분석 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 상기 시료가 밀봉되는 필름 형상으로 제공되는 미생물 분석 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원부는:
    레이저;
    상기 제1 광을 방출하는 탐침부; 및
    상기 레이저와 상기 탐침부를 연결하는 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 포함하는 미생물 분석 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 분석부는:
    상기 제2 광의 산란 광 신호의 스펙트럼을 측정하는 분광계; 및
    상기 분광계에서 측정된 스펙트럼 데이터를 전송받는 데이터 처리부를 포함하는 미생물 분석 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 데이터 분석부는, 상기 제2 광을 수광하여 상기 분광계로 전송하는 제3 광섬유를 더 포함하는 미생물 분석 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 제1 광섬유 상기 제2 광섬유 사이에 배치되는 분배기를 더 포함하고,
    상기 제1 광섬유는 상기 레이저와 상기 분배기 사이에 배치되고, 상기 제2 광섬유는 상기 분배기와 상기 탐침부 사이에 배치되는 미생물 분석 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 데이터 분석부는:
    상기 제2 광의 산란 광 신호의 스펙트럼을 측정하는 분광계; 및
    상기 분광계에서 측정된 스펙트럼 데이터를 전송받는 데이터 처리부; 및
    상기 제2 광을 수광하여 상기 데이터 분석부로 전송하는 제3 광섬유를 더 포함하되,
    상기 제3 광섬유는 상기 분배기와 상기 분광계 사이에 배치되는 미생물 분석 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탐침부는 상기 제2 광을 수광하고, 수광된 상기 제2 광은 상기 제2 광섬유를 따라 상기 제3 광섬유로 전달되는 미생물 분석 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 분배기의 일단에 상기 제1 광섬유 및 상기 제3 광섬유가 연결되고, 상기 분배기의 타단에 상기 제2 광섬유가 연결되는 미생물 분석 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제3 광섬유에 배치되어, 상기 제2 광으로부터 상기 시료에 대한 정보를 포함하는 라만 산란 광 신호를 필터링하는 필터를 더 포함하는 미생물 분석 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터는, 상기 제2 광으로부터 상기 시료에 대한 정보만을 추출하는 미생물 분석 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터는 특정 파장 대역의 신호를 추출하는 노치 필터(notch filter)인 미생물 분석 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 광은 상기 시료에 입사된 상기 제1 광의 산란광인 미생물 분석 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 구조체는 폴리에스테르계 수지, 에폭시계 수지, 또는 폴리우레탄계 수지를 포함하는 미생물 분석 장치.
  16. 전도성 고분자 구조체로 둘러싸인 시료를 준비하는 것;
    상기 시료로 제1 광을 입사시키는 것;
    상기 시료로부터 산란된 제2 광을 수광하는 것;
    상기 제2 광을 이용하여 상기 시료 내의 미생물을 분석하는 것을 포함하는 미생물 분석 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 광은 상기 시료에 입사된 상기 제1 광의 산란광이고,
    상기 전도성 고분자 구조체는 상기 시료 내의 산란 신호를 증폭시키는 미생물 분석 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 미생물을 분석하는 것은, 라만 분광을 이용하여 분석하는 미생물 분석 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 액체 상태의 상기 시료가 놓이는 박스 형상으로 제공되는 미생물 분석 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 구조체는 내부에 겔 또는 고체 상태의 상기 시료가 밀봉되는 필름 형상으로 제공되는 미생물 분석 방법.
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