KR102602624B1 - Chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species and chemiluminescence analysis method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치는 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 수용하는 챔버부, 상기 챔버부의 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 루미놀 주입부, 상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀의 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 전달하는 광섬유부, 상기 광섬유부로부터 전달받은 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 하는 검출부 및 상기 검출부로부터 변환된 상기 전기신호를 저장하고 계산하는 계산장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species. A chemiluminescence analysis device according to an embodiment of the present invention includes a chamber part for accommodating an analysis object containing reactive oxygen species, a luminol injection part for injecting a luminol solution into the analysis object in the chamber, the reactive oxygen species of the analysis object and the An optical fiber unit that transmits a wavelength of light generated by chemiluminescence of luminol in a luminol solution, a detection unit that detects the wavelength of light transmitted from the optical fiber unit and converts it into an electrical signal, and the electrical signal converted from the detection unit. It is characterized by including a calculation device for storing and calculating.
Description
본 발명은 고도산화처리 공정의 광촉매 반응에서 발생되는 반응성 산소종의 거동 파악 및 정량적 평가, 광학적 측면에서 빛의 강도 측정, 실시간 측정으로 인한 화학발광 관찰이 가능하며, 루미놀과 화학발광이 가능한 산화제 사용으로 인한 화학발광 강도 및 발광되는 빛 에너지 측정 가능한 화학발광분석법 및 장치에 관한 것이다.The present invention enables identification and quantitative evaluation of the behavior of reactive oxygen species generated in the photocatalytic reaction of the advanced oxidation process, measurement of light intensity from an optical perspective, observation of chemiluminescence through real-time measurement, and the use of luminol and an oxidizing agent capable of chemiluminescence. It relates to a chemiluminescence analysis method and device capable of measuring the intensity of chemiluminescence and the light energy emitted.
현재까지 다양한 방식의 고도산화처리 연구를 활용하여 다양한 난분해성 유기오염물질이 함유된 폐수를 처리하여 왔다. 산화처리 방식을 활용하여 오존, H2O2 등과 같은 강력한 산화제를 활용하여 난분해성 오염물질을 물과 CO2로 분해하는 방식을 사용해 왔지만, 이 방식은 경제적으로 비용이 높고 2차 오염물질을 생성할 수 있는 단점이 존재하였다. 이러한 단점들을 해소하기 위하여 고도산화처리 방식은 강한 산화력과 환원성을 가지고 있는 반응성 산소종을 생성하여 유기오염물질을 분해하는 연구 방식으로 발전하고 있다. To date, wastewater containing various non-degradable organic pollutants has been treated using various advanced oxidation treatment research methods. Oxidation treatment has been used to decompose non-decomposable pollutants into water and CO 2 using strong oxidizing agents such as ozone and H 2 O 2 , but this method is economically expensive and generates secondary pollutants. There were possible downsides. To solve these shortcomings, advanced oxidation treatment is being developed as a research method that decomposes organic pollutants by generating reactive oxygen species with strong oxidizing and reducing properties.
수계내 다양한 난분해성 유기오염물질을 제거하기 위하여 다양한 방식의 고도산화처리 연구가 진행되어 왔다. 고도산화처리에서 높은 산화력과 빠른 처리가 가능한 광촉매 반응은 강력한 산화제인 반응성 산소종을 활용하여 난분해성 오염물질을 물과 CO2로 분해하며, 2차오염물질을 생성하지 않는 장점을 가지고 있다. 하지만 반응성 산소종은 강력한 산화제인 만큼 빠른 산화반응속도로 인한 거동평가가 어려운 단점과 정량적인 생성량 측정에 대한 분석 방법이 부족한 실정이었다. 이러한 문제점의 해결과 분석방법을 새로운 가이드라인으로 제시함으로써 적용성을 높이고자 하였다. 반응성 산소종의 정량을 실시간-원위치에서 확인할 수 있도록 하는 장치 구성과 분석 방법에 대한 연구를 진행하였다.Research on various advanced oxidation treatments has been conducted to remove various non-degradable organic pollutants in the water system. The photocatalytic reaction, which has high oxidation power and rapid processing in advanced oxidation treatment, uses reactive oxygen species, a powerful oxidizing agent, to decompose non-decomposable pollutants into water and CO 2 and has the advantage of not generating secondary pollutants. However, since reactive oxygen species are strong oxidizing agents, it is difficult to evaluate their behavior due to the fast oxidation reaction rate, and there is a lack of analytical methods for quantitatively measuring the amount produced. We attempted to improve applicability by solving these problems and presenting analysis methods as new guidelines. Research was conducted on device configuration and analysis methods that enable real-time and in-situ quantification of reactive oxygen species.
본 발명의 목적은, 반응성 산소종의 빠른 산화반응속도와 소멸속도로로 인한 거동평가의 어려움을 해결함으로써 반응성 산소종의 생성량을 정량적으로 측정하기 위한 분석법 및 장치를 제안하는 것이다. The purpose of the present invention is to propose an analysis method and device for quantitatively measuring the amount of reactive oxygen species produced by solving the difficulties in evaluating the behavior due to the fast oxidation reaction rate and extinction rate of reactive oxygen species.
구체적으로는 루미놀과 반응성 산소종과의 반응에 의한 화학적 발광을 활용한 화학발광분석법으로 실시간 빛의 발광 강도를 측정하고, 실시간으로 측정된 빛의 발광 강도를 수식에 대입되어 반응성 산소종의 정량적인 생성량을 확인 가능하며, 빛의 발광 강도의 변화로 인한 원위치에서의 반응성 산소종의 거동평가가 가능한 분석법 및 장치를 제안하는 것이다.Specifically, The luminescence intensity of light is measured in real time using chemiluminescence analysis using chemical luminescence caused by the reaction between luminol and reactive oxygen species, and the luminescence intensity of light measured in real time is substituted into the formula to confirm the quantitative production of reactive oxygen species. It is possible to propose an analysis method and device that can evaluate the behavior of reactive oxygen species in situ due to changes in light emission intensity.
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치는 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 수용하는 챔버(Chamber)부, 상기 챔버부의 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 루미놀 주입부, 상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀의 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 전달하는 광섬유부, 상기 광섬유(Light Fiber)부로부터 전달받은 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 하는 검출부 및 상기 검출부로부터 변환된 상기 전기신호를 저장하고 계산하는 계산장치를 포함한다. A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention includes a chamber part for accommodating an analysis object containing reactive oxygen species, and a luminol injection for injecting a luminol solution into the analysis object in the chamber part. Part, an optical fiber part that transmits the wavelength of light generated by chemiluminescence of reactive oxygen species of the analyte and luminol of the luminol solution, detects the wavelength of the light transmitted from the light fiber part and generates an electric signal It includes a detection unit that converts the electrical signal into a signal, and a calculation device that stores and calculates the electrical signal converted from the detection unit.
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 챔버부는 상기 분석 대상물을 수용하는 반응기, 상기 반응기에 수용되는 상기 분석 대상물에 빛을 조사하는 광조사부를 더 포함할 수 있다. The chamber unit of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention may further include a reactor for accommodating the analysis object, and a light irradiation unit for irradiating light to the analysis object accommodated in the reactor. You can.
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 광조사부는 가시광선 또는 자외선(UV)을 조사하는 것을 특징으로 할 수 있다. The light irradiation unit of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention may be characterized by irradiating visible light or ultraviolet (UV) light.
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 가시광은 380 nm 내지 1100nm의 파장이고, 상기 자외선은 200 nm 내지 380 nm 미만의 파장을 이용하는 것을 특징으로 할 수 있다. The visible light of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention has a wavelength of 380 nm to 1100 nm, and the ultraviolet ray may be characterized by using a wavelength of 200 nm to less than 380 nm. .
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 루미놀 주입부는 상기 루미놀 용액을 구비하는 루미놀 용기부, 상기 루미놀 용기부에 구비된 루미놀 용액을 전달하는 루미놀 주입 장치 및 상기 루미놀 주입 장치로부터 전달받은 루미놀 용액을 상기 챔버부의 분석 대상물에 주입하는 루미놀 주입구를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The luminol injection unit of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention includes a luminol container section equipped with the luminol solution, a luminol injection device for delivering the luminol solution provided in the luminol container section, and It may be characterized by including a luminol injection port for injecting the luminol solution delivered from the luminol injection device into the analysis object of the chamber unit.
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 광섬유부는 멀티모드 광섬유(Multi-Mode Fiber, MMF), 싱글모드 광섬유(Single-mode step index Fiber, SMF), 분산보상 광섬유 (DCF, Dispersion Compensated Fiber), 무수 광섬유(Low Water Peak Fiber, LWPF)로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. The optical fiber unit of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention uses multi-mode optical fiber (MMF), single-mode step index fiber (SMF), and dispersion. It may be one selected from the group consisting of Compensated Optical Fiber (DCF, Dispersion Compensated Fiber) and Low Water Peak Fiber (LWPF).
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 검출부는 상기 빛의 파장을 검출하여 분석한 후 전기 신호로 변환하는 분광 광도계(Spectrophotometer)인 것을 특징으로 할 수 있다. The detection unit of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention may be characterized as a spectrophotometer that detects and analyzes the wavelength of light and converts it into an electrical signal. .
본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 상기 계산장치는 상기 검출부로부터 변환된 전기신호를 계산한 후 수치화 또는 이미지화 하여 송출할 수 있는 모니터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The calculation device of the chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention is characterized by including a monitor that can calculate the electrical signal converted from the detection unit and then digitize or image it and transmit it. can do.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법은 상기 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 챔버부에 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하는 단계, 상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계, 상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀이 화학 반응하여 발광하는 단계, 상기 발광에 의한 빛의 파장을 광섬유부가 검출부로 전달하는 단계, 상기 검출부에서 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 단계, 상기 전기신호로 변환된 값을 계산장치에서 저장하고 계산하는 단계를 포함한다. A chemiluminescence spectrometry method for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention includes preparing an analysis object containing reactive oxygen species in the chamber portion of a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species; Injecting a luminol solution into the object to be analyzed, chemically reacting with reactive oxygen species of the object to be analyzed and luminol in the luminol solution to emit light, transmitting the wavelength of light from the light emission to the detection unit by the optical fiber unit, the detection unit It includes detecting the wavelength of light and converting it into an electrical signal, and storing and calculating the value converted into the electrical signal in a calculation device.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법의 상기 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하는 단계는, 외부에서 고도산화반응(Advanced oxidation processes, AOPs)에 의해 발생된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하거나, 또는 반응물, 광촉매 및 빛의 반응 단계를 통하여 생성된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하는 것을 특징으로 한다. The step of preparing an analyte containing the reactive oxygen species in the chemiluminescence spectrometry method for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention occurs externally through advanced oxidation processes (AOPs). It is characterized by preparing an analysis object containing reactive oxygen species, or preparing an analysis object containing reactive oxygen species generated through a reaction step of reactants, photocatalysts, and light.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법의 상기 광촉매는 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화지르코늄(ZrO2), 금속산화반도체인 g-C3N4-TiO2(Graphitic carbon nitride titanium dioxide), 복합 금속산화물인 Fe-TNT(iron doped titanium nanotubes) 으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다. The photocatalyst used in chemiluminescence analysis for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention includes titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), zirconium oxide (ZrO 2 ), and metal. It is characterized by at least one selected from the group consisting of gC 3 N 4 -TiO 2 (Graphitic carbon nitride titanium dioxide), which is an oxide semiconductor, and Fe-TNT (iron doped titanium nanotubes), which is a complex metal oxide.
본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법의 상기 계산은 하기의 계산식 1에 따라 계산되는 것을 특징으로 한다. The above calculation of the chemiluminescence spectrometry method for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention is characterized in that it is calculated according to the following calculation formula 1.
[계산식 1] [Calculation Formula 1]
반응성 산소종 생성량(μM) = α Х 루미놀 반응량(μM) = α´(μM/μW) Х 실제발생 된 빛의 세기(μW).Amount of reactive oxygen species produced (μM) = α Х Amount of luminol reaction (μM) = α´(μM/μW) Х Intensity of actual light generated (μW).
상기 계산식 1에서 실제발생 된 빛의 세기(μW) = 측정된 빛이 세기(μW) Х e(k*d)이고, In the calculation formula 1 above, the intensity of the actually generated light (μW) = the intensity of the measured light (μW) Х e (k*d) ,
상기 α는 루미놀 반응 시 반응성 산소종 생성량과 반응량 사이의 반응 상수 (1≤α)이며, The α is the reaction constant (1≤α) between the amount of reactive oxygen species produced and the reaction amount during the luminol reaction,
상기 α´는 루미놀 반응시 반응성 산소종 생성량과 실제 발광 강도 사이의 반응 상수 (α´≤1)이고, The α´ is the reaction constant (α´≤1) between the amount of reactive oxygen species generated during luminol reaction and the actual luminescence intensity,
상기 k는 실제발생 된 빛의 세기의 거리에 따른 감소율이며, The k is the rate of decrease according to distance of the intensity of the actually generated light,
상기 d(cm)는 실제 빛의 발생위치로부터 광섬유 까지의 거리이다. The d(cm) is the distance from the actual light generation location to the optical fiber.
본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치 및 화학발광분석법에 따라 광촉매표면에서 생성되는 반응성 산소종을 확인하기 위하여 루미놀과의 화학발광에서 발생되는 빛의 파장을 실시간 측정과 기록하여 거동평가와 정량적인 측정이 가능한 효과가 있다.In order to identify reactive oxygen species generated on the photocatalyst surface according to the chemiluminescence analysis device and chemiluminescence analysis method according to an embodiment of the present invention, the wavelength of light generated from chemiluminescence with luminol is measured and recorded in real time to evaluate behavior and quantitatively. There is an effect that can be measured.
본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치 및 화학발광분석법에 따라 광촉매 표면에서 생성되는 반응성 산소종종을 확인하기 위하여 루미놀과의 화학발광에서 발생되는 빛의 파장을 실시간 측정과 기록하여 반응성 산소종의 에너지 측정으로 인한 수중 유기오염물질 분해시에 효과적인 제어와 분해에 관한 예측이 가능한 효과가 있다. In order to confirm the reactive oxygen species generated on the surface of the photocatalyst according to the chemiluminescence analysis device and chemiluminescence analysis method according to an embodiment of the present invention, the wavelength of light generated from chemiluminescence with luminol is measured and recorded in real time to determine the reactive oxygen species. Energy measurement has the effect of enabling effective control and prediction of decomposition when decomposing organic pollutants in water.
본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치 및 화학발광분석법에 따르면 분석 대상물에 존재하는 반응성 산소종의 에너지를 확인하여, 정량적 측정이 가능하고, 이로인한 유기오염물질 분해시에 효과적인 제어가 가능한 효과가 있다. According to the chemiluminescence analysis device and chemiluminescence analysis method according to an embodiment of the present invention, the energy of reactive oxygen species present in the analysis object can be confirmed, quantitative measurement is possible, and the resulting organic pollutant decomposition can be effectively controlled. There is.
본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치 및 화학발광분석법에 따르면 광촉매 반응의 실증화 측면이 가능하며, 고도산화처리 공정의 발전 가능성을 높일 수 있다.According to the chemiluminescence analysis device and chemiluminescence analysis method according to an embodiment of the present invention, it is possible to demonstrate the photocatalytic reaction and increase the possibility of developing an advanced oxidation treatment process.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 구성도(도 1a) 및 이를 실시한 실시예 이미지(도 1b)를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법에 대한 단계도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 휴대용화 한 구성도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법을 이용한 Blank Test 및 반응성 산소종과 루미놀의 발광현상을 확인하기 위한 성능 평가 결과 그래프이다.
도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법을 이용한 반응성 산소종과 루미놀의 화학발광 강도를 확인한 결과 그래프이다. Figure 1 shows the configuration of a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention (Figure 1a) and an image of an example of the same (Figure 1b).
Figure 2 shows a step diagram for a chemiluminescence spectrometry method for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a portable configuration diagram of a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a blank test using chemiluminescence analysis to evaluate the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention, and a graph of performance evaluation results to confirm the luminescence phenomenon of reactive oxygen species and luminol.
Figure 5 is a graph showing the results of checking the chemiluminescence intensity of reactive oxygen species and luminol using chemiluminescence analysis to evaluate the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments.
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.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used herein, “comprises” and/or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements. or does not rule out addition.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.As used herein, “embodiment,” “example,” “aspect,” “example,” etc. should be construed to mean that any aspect or design described is better or advantageous than other aspects or designs. It's not like that.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.Additionally, the term 'or' means an inclusive OR 'inclusive or' rather than an exclusive OR 'exclusive or'. That is, unless otherwise stated or clear from the context, the expression 'x uses a or b' means any of the natural inclusive permutations.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, as used in this specification and claims, the singular expressions “a” or “an” generally mean “one or more,” unless otherwise indicated or it is clear from the context that the singular refers to singular forms. It should be interpreted as
또한, 막, 층, 영역, 구성 요청 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 층, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.Additionally, a part of an act, layer, area, component request, etc., is said to be "on" or "on" another part, not only when it is directly on top of the other part, but also when there are other acts, layers, areas, or components in between. Also includes cases where etc. are included.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 모식도를 도시한다. Figure 1a shows a schematic diagram of a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention.
도 1a을 참조하면, 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치(100)는 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 수용하는 챔버부(110), 챔버부(110)의 분석 대상물에 루미놀 용액을 자동 주입하는 루미놀 주입부(120), 상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀의 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 전달하는 광섬유부(130), 광섬유부(130)로부터 전달받은 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 하는 검출부(140) 및 상기 검출부로부터 변환된 전기신호를 저장하고 계산하는 계산장치(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, the chemiluminescence analysis device 100 for evaluating the behavior of reactive oxygen species includes a chamber part 110 that accommodates an analysis object containing reactive oxygen species, and a luminol solution to the analysis object in the chamber part 110. A luminol injection unit 120 that automatically injects, an optical fiber unit 130 that transmits the wavelength of light generated by chemiluminescence of reactive oxygen species of the analyte and luminol of the luminol solution, transmitted from the optical fiber unit 130. It includes a detection unit 140 that detects the received wavelength of light and converts it into an electrical signal, and a calculation device 150 that stores and calculates the electrical signal converted from the detection unit.
본 발명의 실시예에 따른 화학발광분석 장치(100)는 벤치 스케일(Bench-scale)형태이다.The chemiluminescence analysis device 100 according to an embodiment of the present invention is in a bench-scale form.
챔버부(110)는 상기 분석 대상물을 수용하는 반응기(112), 반응기(112)에 수용되는 상기 분석 대상물에 빛을 조사하는 광조사부(114)를 더 포함할 수 있다. The chamber unit 110 may further include a reactor 112 for accommodating the analysis object, and a light irradiation unit 114 for irradiating light to the analysis object accommodated in the reactor 112.
챔버부(110)는 빛이 들어오지 않는 육면체의 형태를 가지고 있으며, 한쪽 측면을 열고 닫을 수 있는 구조로 이루어져 있다. The chamber portion 110 has a hexahedral shape that does not allow light to enter, and has a structure that allows one side to be opened and closed.
이에 상기 한쪽 측면을 열어서, 반응기(112)에 상기 분석 대상물을 소형펌프를 통해 연속 공급하여 준비하거나, 상기 분석 대상물이 회분식으로 준비되는 반응기(110)를 챔버부(110) 내에 수용할 수 있다. Accordingly, by opening one side, the analysis object can be prepared by continuously supplying it to the reactor 112 through a small pump, or the reactor 110 in which the analysis object is prepared in a batch manner can be accommodated in the chamber portion 110.
상기 분석 대상물을 수용하는 반응기(112)는 유리, 도기로 이루어진 반응기 일수 있으며, 상기 반응기의 형태는 상기 분석 대상물을 담을 수 있는 납작한 형태의 반응기로, 그 모양은 한정되어 있지 않다. The reactor 112 containing the analysis object may be a reactor made of glass or ceramics, and the shape of the reactor is a flat reactor capable of containing the analysis object, and its shape is not limited.
다만 상기 반응기에 바람직한 형태는 원기둥 또는 다각형의 납작한 기둥형태이면서 유리 재질일 수 있다. 바람직하게는 패트리 디쉬(Petri Dish)일 수 있다. However, the preferred shape for the reactor may be a cylindrical or polygonal flat column shape and may be made of glass. Preferably, it may be a Petri Dish.
반응기(112) 내에는 교반기를 더 포함할 수 있으며, 상기 교반기는 자석 막대(magnetic bar)일 수 있다. The reactor 112 may further include a stirrer, and the stirrer may be a magnetic bar.
상기 자석 막대는 회전하여 상기 분석 대상물의 교반을 통해 화학 반응을 촉진하고 균일화 한다. The magnetic rod rotates to promote and homogenize the chemical reaction by stirring the analyte.
광조사부(114)는 가시광 조사 전구와 자외선 조사 전구를 이용하여 가시광선 또는 자외선을 조사할 수 있고, 상기 가시광 조사 전구와 상기 적외선 조사 전구를 모두 구비하거나, 필요에 따라 탈 부착이 가능하다. The light irradiation unit 114 may irradiate visible light or ultraviolet rays using a visible light irradiation bulb and an ultraviolet irradiation bulb, and may be provided with both the visible light irradiation bulb and the infrared irradiation bulb, or may be detachable as needed.
상기 가시광 조사 전구를 이용한 상기 가시광선은 380 nm 내지 1100nm의 파장의 빛을 조사할 수 있는 가시광 LED램프 또는 가시광 형광등을 이용하여 조사할 수 있다. 상기 가시광선 LED램프 또는 가시광선 형광등은 1개 또는 다수개를 이용할 수 있고, 상기 가시광선의 파장의 빛은 실험시에 필요로 하는 빛의 파장에 따라 조절될 수 있다. . The visible light using the visible light irradiation bulb can be irradiated using a visible light LED lamp or a visible fluorescent lamp capable of irradiating light with a wavelength of 380 nm to 1100 nm. One or more visible LED lamps or visible fluorescent lamps can be used, and the visible light wavelength can be adjusted according to the wavelength of light required during the experiment. .
상기 적외선 조사 전구를 이용한 상기 자외선은 200 nm 내지 380 nm 미만의 파장의 빛을 조사할 수 있는 자외선 LED램프를 이용하여 조사할 수 있다. 상기 자외선 LED램프는 1개 또는 다수개를 이용할 수 있고, 상기 자외선의 파장의 빛은 실험시에 필요로 하는 빛의 파장에 따라 조절될 수 있다. . The ultraviolet rays using the infrared irradiation bulb can be irradiated using an ultraviolet LED lamp capable of irradiating light with a wavelength of less than 200 nm to 380 nm. One or more ultraviolet LED lamps can be used, and the wavelength of ultraviolet light can be adjusted according to the wavelength of light required during the experiment. .
루미놀 주입부(120)는 루미놀 용액을 구비하는 루미놀 용기부(122), 루미놀 용기부(122)에 구비된 루미놀 용액을 전달하는 루미놀 주입 장치(124) 및 루미놀 주입 장치(124)로부터 전달받은 상기 루미놀 용액을 챔버부(110)의 상기 분석 대상물에 주입하는 루미놀 주입구(126)를 포함한다. The luminol injection unit 120 includes a luminol container unit 122 containing a luminol solution, a luminol injection device 124 for delivering the luminol solution provided in the luminol container unit 122, and the luminol injection device 124 that delivers the luminol solution provided in the luminol container unit 122. It includes a luminol injection port 126 through which a luminol solution is injected into the analysis object of the chamber unit 110.
루미놀 용기부(122)는 다양한 형태의 용기가 가능하지만, 구체적으로는 원기둥 또는 다각형의 기둥형태의 용기일 수 있고, 루미놀 용액의 용매인 수산화나트륨으로 인하여 알칼리성에 강한 재질인 유리, 도기로 이루어진 군 중에서 하나의 재질일 수 있다. The luminol container unit 122 may be a container of various shapes, but specifically, it may be a container in the form of a cylinder or a polygonal column, and may be a group made of glass and pottery, which are materials that are resistant to alkalinity due to sodium hydroxide, the solvent of the luminol solution. It may be one of the materials.
바람직하게는 유리로 이루어진 기둥형태의 용기일 수 있으며, 더 바람직하게는 유리 비커를 이용할 수 있다. Preferably, it may be a column-shaped container made of glass, and more preferably, a glass beaker may be used.
루미놀 주입 장치(124)는 루미놀 용기부(122)의 수용액 상태의 루미놀 용액을 루미놀 주입구(126)로 일정한 농도 또는 일정한 양을 전달하는 자동 주입 장치이며, 상기 자동 주입 장치는 펌프(Pump)장치 일수 있다. The luminol injection device 124 is an automatic injection device that delivers a constant concentration or a certain amount of the luminol solution in the aqueous state of the luminol container portion 122 to the luminol injection port 126. The automatic injection device is a pump device. there is.
루미놀 주입 장치(124)는 루미놀 주입구(126)로 흘러 들어가는 상기 루미놀 용액의 유량을 조절할 수 있다. 상기 루미놀 용액이 유량은 루미놀 용액의 주입 속도를 통해 조절할 수 있다. The luminol injection device 124 can control the flow rate of the luminol solution flowing into the luminol injection port 126. The flow rate of the luminol solution can be adjusted through the injection speed of the luminol solution.
루미놀 주입구(126)는 원뿔 또는 다각형 뿔 형태의 첨예한 주입구 끝단을 가질 수 있고, 상기 끝단은 챔버부(110)의 반응기를 향하고 있을 수 있다. 또한 상기 끝단을 이용하여 상기 루미놀 용액을 액적 형태로 챔버부(110)의 반응기(112) 내로 적하 할 수 있다. The luminol inlet 126 may have a sharp inlet end in the shape of a cone or polygonal horn, and the end may be directed toward the reactor of the chamber unit 110. Additionally, the luminol solution can be dropped into the reactor 112 of the chamber portion 110 in the form of droplets using the tip.
광섬유부(130)는 챔버부(110)의 반응기(112)에 수용된 상기 분석 대상물 내의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 용액이 화학 반응하여 나타나는 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 검출부(140)에 전달하는 역할을 한다. The optical fiber unit 130 detects a wavelength of light generated by chemiluminescence resulting from a chemical reaction between the reactive oxygen species in the analysis object contained in the reactor 112 of the chamber unit 110 and the luminol solution. It plays a role in conveying to.
광섬유부(130)는 광섬유로 이루어져 있으며, 상기 광섬유는 멀티모드 광섬유(Multi-Mode Fiber, MMF), 싱글모드 광섬유(Single-mode step index Fiber, SMF), 분산보상 광섬유 (DCF, Dispersion Compensated Fiber), 무수 광섬유(Low Water Peak Fiber, LWPF)로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. The optical fiber unit 130 is made of optical fiber, which includes multi-mode optical fiber (MMF), single-mode step index fiber (SMF), and dispersion compensated fiber (DCF). , may be one selected from the group consisting of low water peak fiber (LWPF).
검출부(140)는 상기 빛의 파장을 검출하여 분석한 후 전기 신호로 변환하는 분광 광도계(Spectrophotometer)일 수 있다. 특히 검출부(140)는 광섬유부(130)를 통해 전달된 빛의 파장을 전기신호로 변환하여 반응성 산소종 생성량을 환산하는 계산장치(150)로 실시간 전달할 수 있다. The detection unit 140 may be a spectrophotometer that detects and analyzes the wavelength of light and then converts it into an electrical signal. In particular, the detection unit 140 can convert the wavelength of light transmitted through the optical fiber unit 130 into an electrical signal and transmit it in real time to the calculation device 150 that converts the amount of reactive oxygen species generated.
계산장치(150)는 검출부(140)로부터 변환된 전기신호를 계산한 후 수치화 또는 이미지화 하여 송출할 수 있는 모니터를 포함할 수 있다. The calculation device 150 may include a monitor that can calculate the electrical signal converted from the detection unit 140 and then convert it into numbers or images and transmit it.
계산장치(150)는 검출부(140)에서 검출된 빛의 파장에 대한 전기신호를 반응성 산소종 생성량으로 환산하여 계산하는 컴퓨터(Personal Computer, PC) 또는 단말장치일 수 있다. The calculation device 150 may be a personal computer (PC) or a terminal device that converts the electrical signal for the wavelength of light detected by the detection unit 140 into the amount of reactive oxygen species generated.
상기 계산은 하기의 계산식 1에 따라 반응성 산소종 생성량을 계산할 수 있다. The above calculation can calculate the amount of reactive oxygen species produced according to equation 1 below.
[계산식 1] [Calculation Formula 1]
반응성 산소종 생성량(μM) = α Х 루미놀 반응량(μM) = α´(μM/μW) Х 실제발생 된 빛의 세기(μW).Amount of reactive oxygen species produced (μM) = α Х Amount of luminol reaction (μM) = α´(μM/μW) Х Intensity of actual light generated (μW).
상기 계산식 1에서 실제발생 된 빛의 세기(μW) = 측정된 빛이 세기(μW) Х e(k*d)이고, 상기 α는 루미놀 반응 시 반응성 산소종 생성량과 반응량 사이의 반응 상수 (1≤α)이며 무차원 상수이고, 상기 α´는 루미놀 반응시 반응성 산소종 생성량과 실제 발광 강도 사이의 반응 상수 (α´≤1)이고, 상기 k는 실제발생 된 빛의 세기의 거리에 따른 감소율이며, 상기 d(cm)는 실제 빛의 발생위치로부터 광섬유 까지의 거리이다. In the above calculation equation 1, the actual intensity of light generated (μW) = the measured light intensity (μW) Х e (k*d) , where α is the reaction constant between the amount of reactive oxygen species produced during the luminol reaction and the reaction amount (1 ≤α) and is a dimensionless constant, where α´ is the reaction constant between the amount of reactive oxygen species generated during luminol reaction and the actual luminous intensity (α´≤1), and k is the reduction rate of the actual intensity of light generated according to distance. , and d(cm) is the distance from the actual light generation location to the optical fiber.
상기 계산식은 루미놀과 반응성 산소종의 화학발광시의 실제 발광 강도를 활용하여 반응성 산소종의 생성량과 반응량을 확인 가능한 계산식이다. 본 생성량과 실제 발광강도 사이의 반응상수(a')를 사용하는 반응기 및 반응성 산소종 생성량에 따라 변경 및 수정에 따라 본 발명의 일 실시예 이외의 상황에서도 사용이 가능할 수 있다. The above calculation formula is a calculation formula that can confirm the amount of production and reaction of reactive oxygen species by utilizing the actual luminescence intensity during chemiluminescence of luminol and reactive oxygen species. Depending on the reactor using the reaction constant (a') between the amount produced and the actual luminous intensity and the amount of reactive oxygen species produced, it may be used in situations other than one embodiment of the present invention, depending on changes and modifications.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법의 단계도를 도시한다. Figure 2 shows a step diagram of a chemiluminescence spectrometry method for evaluating the behavior of reactive oxygen species according to another embodiment of the present invention.
상기 화학발광분석법은 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치의 챔버부에 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하는 단계(S100), 상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계(S200), 상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀이 화학 반응하여 발광하는 단계(S300), 상기 발광에 의한 빛의 파장을 광섬유부가 검출부로 전달하는 단계(S400), 상기 검출부에서 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 단계(S500), 상기 전기신호로 변환된 값을 계산장치에서 저장하고 계산하는 단계(S600)를 포함한다. The chemiluminescence analysis method includes preparing an analyte containing reactive oxygen species in the chamber part of a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species (S100), and injecting a luminol solution into the analyte (S200). , a step of emitting light through a chemical reaction between the reactive oxygen species of the analyte and the luminol of the luminol solution (S300), a step of transmitting the wavelength of light caused by the light emission to the detection unit by the optical fiber unit (S400), and the step of transmitting the light from the detection unit to the detection unit (S400). It includes detecting a wavelength and converting it into an electrical signal (S500), and storing and calculating the value converted into the electrical signal in a calculation device (S600).
상기 분석 대상물을 준비하는 단계(S100)는 외부에서 고도산화반응(Advanced oxidation processes, AOPs)에 의해 발생된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하거나, 또는 반응물, 광촉매 및 빛과의 반응을 통해 생성된 반응 산물인 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비할 수 있다. The step of preparing the analyte (S100) is to prepare an analyte containing reactive oxygen species generated externally by advanced oxidation processes (AOPs), or through reaction with reactants, photocatalysts, and light. An analyte containing reactive oxygen species, which is a reaction product, can be prepared.
상기 광촉매는 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화지르코늄(ZrO2), 금속산화반도체인 g-C3N4-TiO2(Graphitic carbon nitride -titanium dioxide), 복합 금속산화물인 Fe-TNT(iron doped titania nanotubes)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한 상기 Fe-TNT는 박막형 Fe-TNT, 입상형 Fe-TNT 광촉매로 이루어진 군에서 선택된 하나 일수 있다. The photocatalyst includes titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), zirconium oxide (ZrO 2 ), gC 3 N 4 -TiO 2 (Graphitic carbon nitride -titanium dioxide), a metal oxide semiconductor, and composite. It may be one or more selected from the group consisting of Fe-TNT (iron doped titania nanotubes), which is a metal oxide. Additionally, the Fe-TNT may be one selected from the group consisting of thin film Fe-TNT and granular Fe-TNT photocatalyst.
상기 광촉매는 상기 반응물과의 광촉매 반응으로 반응성 산소종의 생성량이 높아지며, 이렇게 반응성 산소종의 생성량이 높아짐에 따라 루미놀과의 화학발광 효율성이 높아지게 되어 분석 효율성을 높일 수 있다. The photocatalyst increases the amount of reactive oxygen species produced through a photocatalytic reaction with the reactant, and as the amount of reactive oxygen species produced increases, the efficiency of chemiluminescence with luminol increases, thereby improving analysis efficiency.
상기 빛은 가시광선 또는 자외선(UV)일 수 있다. The light may be visible light or ultraviolet (UV) light.
상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계(S200)의 상기 루미놀 용액은 일정한 양이 루미놀 주입장치를 통하여 챔버부의 반응기로 이동된다. In the step of injecting the luminol solution into the analysis object (S200), a certain amount of the luminol solution is moved to the reactor in the chamber portion through the luminol injection device.
상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계(S200)에서 본 발명의 일 실시예에서 사용된 상기 루미놀 용액의 루미놀 농도는 최대 반응성 산소종이 생성되었을 때 반응하지 못하는 산소종이 없도록 설정되었다.In the step of injecting the luminol solution into the analysis object (S200), the luminol concentration of the luminol solution used in one embodiment of the present invention was set so that no oxygen species could not react when the maximum reactive oxygen species was generated.
상기 루미놀 용액의 루미놀 농도는 반응성 산소종 농도의 1.5배 내외에서 최대강도에 도달하므로 1배 내지 1.5배의 농도가 적정 농도이다. The luminol concentration of the luminol solution reaches its maximum intensity at about 1.5 times the concentration of reactive oxygen species, so a concentration of 1 to 1.5 times is an appropriate concentration.
본 발명의 일 실시예에 따른 루미놀 용액의 농도는 최대 반응성 산소종의 생성량의 약 1.5배로 제조하여 루미놀 주입장치를 활용하여 챔버부(110)의 반응기(112)로 이동하게 된다. The concentration of the luminol solution according to an embodiment of the present invention is prepared to be about 1.5 times the maximum amount of reactive oxygen species generated and moved to the reactor 112 of the chamber unit 110 using a luminol injection device.
본 발명의 일 실시예에 따른 최대 반응성 산소종의 농도는 2.2 Χ 10-1 μM이며, 이에 상기 루미놀 용액의 루미놀 농도는 약 1.5배인 33.4 Χ 10-2 μM의 농도를 제조하여 사용할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에서 사용된 루미놀 용액의 루미놀 농도는 2.2 Χ 10-1 μM 내지 33.4 Χ 10-2 μM 일 수 있고, 바람직하게는 33.4 Χ 10-2 μM 일 수 있다. The maximum concentration of reactive oxygen species according to an embodiment of the present invention is 2.2 Χ 10 -1 μM, so the luminol concentration of the luminol solution can be prepared and used at a concentration of 33.4 Χ 10 -2 μM, which is about 1.5 times higher. Therefore, the luminol concentration of the luminol solution used in one embodiment of the present invention may be 2.2 Χ 10 -1 μM to 33.4 Χ 10 -2 μM, and preferably 33.4 Χ 10 -2 μM.
상기 루미놀 농도가 2.2 Χ 10-1 μM 이하 이면, 발광 유지시간이 줄어들어 식별이 불가능 하고, 상기 루미놀 농도가 33.4 Χ 10-2 μM 을 넘어가면 화학 발광시 나타나는 빛의 세기가 최대치를 넘어가서 효용면에서 불필요하다.If the luminol concentration is 2.2 Χ 10 -1 μM or less, the emission retention time is reduced and identification is impossible, and if the luminol concentration is more than 33.4 Χ 10 -2 μM, the intensity of light during chemiluminescence exceeds the maximum, making it useless. It is unnecessary in
상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계(S200)에서 루미놀 용액 주입 속도는 광촉매 투입량과 챔버부의 반응기의 용량에 따라 변화가 가능하다. In the step of injecting the luminol solution into the analysis object (S200), the luminol solution injection speed can vary depending on the photocatalyst input amount and the capacity of the reactor in the chamber portion.
본 발명의 일 실시예에 사용된 상기 루미놀 용액 주입속도는 0.04 L/hr 로 설정되었다. 본 발명의 일 실시예의 경우 회분식 실험으로 진행되어 챔버부의 반응기 내부에 일정한 루미놀 용액을 주입하였으며, 챔버부의 반응기 내부의 농도를 유지하기 위하여 하기 반응식 1에 따라 주입 속도를 조정하였다.The luminol solution injection rate used in one embodiment of the present invention was set at 0.04 L/hr. In the case of one embodiment of the present invention, a batch experiment was conducted to inject a constant luminol solution into the reactor of the chamber portion, and the injection rate was adjusted according to Scheme 1 below to maintain the concentration inside the reactor of the chamber portion.
<반응식 1><Scheme 1>
(a) 회분식 반응(L/hr) : P = 1.5 X / T(a) Batch reaction (L/hr): P = 1.5
연속식 반응 챔버(chamber), 즉 상기 분석 대상물을 소형펌프를 통해 챔버부의 반응기에 연속 공급하도록 제작된 연속식 반응 챔버의 경우에는 챔버부의 반응기 내에 유입되는 시료의 속도와 챔버부 반응기의 내부 부피를 활용하여 하기 반응식 2의 계산 식을 활용하여 계산하게 된다.In the case of a continuous reaction chamber, that is, a continuous reaction chamber manufactured to continuously supply the analysis object to the reactor in the chamber section through a small pump, the speed of the sample flowing into the reactor in the chamber section and the internal volume of the reactor in the chamber section are adjusted. It is calculated using the calculation formula in Scheme 2 below.
<반응식 2><Scheme 2>
(b) 연속식 반응(L/hr) : P = C / (1-1.5 X)(b) Continuous reaction (L/hr): P = C / (1-1.5
이때 상기 반응식 1과 반응식 2의 상기 X는 반응기에서의 반응성 산소종 생성량의 최대량(μM), Y는 반응기의 부피(ml), C는 유입 시료(분석 대상물) 주입 속도(L/hr), P는 루미놀 주입 속도(L/hr), T는 반응기의 체류(반응) 시간(hr) 일 수 있다. At this time, in Scheme 1 and Scheme 2, may be the luminol injection rate (L/hr), and T may be the residence (reaction) time of the reactor (hr).
상기 분석 대상물을 준비하는 단계(S100) 및 상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계(S200)는 챔버부 내의 반응기에서 수행될 수 있으며, 상기 반응기 내의 반응은 균일하게 일어나야 하고, 상기 반응기 내의 물질들은 완전히 혼합 될 수 있어야 한다. The step of preparing the analyte (S100) and the step of injecting the luminol solution into the analyte (S200) may be performed in a reactor within the chamber portion, and the reaction within the reactor must occur uniformly, and the materials within the reactor must occur uniformly. Must be able to mix thoroughly.
상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀이 화학 반응하여 발광하는 단계(S300)에서 상기 루미놀 용액의 루미놀은 화학발광을 나타내는 화학물질로, 산화제인 반응성 산소종(OH·, O2 -·)과 반응하여 푸른빛을 발광하는 화학발광을 발생한다. In the step (S300) of emitting light through a chemical reaction between the reactive oxygen species of the analyte and the luminol of the luminol solution, the luminol of the luminol solution is a chemical substance that exhibits chemiluminescence, and the reactive oxygen species (OH·, O 2 -) , which is an oxidizing agent, ·) reacts with it to generate chemiluminescence, which emits blue light.
상기 화학발광의 강도는 상기 산화제인 반응성 산소종과 상기 루미놀의 투입양에 따라 비례하며, 일정한 반응성 산소종의 존재량에 따른 강도의 한계가 존재한다. The intensity of chemiluminescence is proportional to the amount of reactive oxygen species, which is the oxidizing agent, and the amount of luminol, and there is a limit to the intensity depending on the amount of reactive oxygen species.
특히 반응성 산소종과 루미놀과의 화학발광에서는 발생되는 최대의 빛의 강도가 존재한다. 예를 들어 광촉매 표면에서 생성된 반응성 산소종이 1 mol 일 경우 루미놀 투입량이 1mol 이상인 경우라도 화학 발광의 최대 강도는 반응성 산소종 1mol 만 사용되기 때문에 최대 강도에 도달하며, 반대의 경우에도 그렇다.In particular, there is a maximum intensity of light generated in chemiluminescence between reactive oxygen species and luminol. For example, when the reactive oxygen species generated on the photocatalyst surface is 1 mol, the maximum intensity of chemiluminescence is reached even if the luminol input amount is more than 1 mol, because only 1 mol of the reactive oxygen species is used, and vice versa.
상기 그 모양은 한정되어 있지 않으나 반응이 균일하게 일어날 수 있도록 완전 혼합 되어야한다. The shape is not limited, but must be thoroughly mixed so that the reaction can occur uniformly.
상기 발광에 의한 빛의 파장을 전달하는 단계(S400)은 화학발광분석 장치의 광섬유부가 챔버부의 반응기에 수용된 상기 분석 대상물 내의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 용액이 화학 반응하여 나타나는 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 검출부에 전달하는 단계이다. The step of transmitting the wavelength of light by light emission (S400) is generated by chemiluminescence that appears when the optical fiber part of the chemiluminescence analysis device chemically reacts with the reactive oxygen species in the analysis object accommodated in the reactor of the chamber part and the luminol solution. This is the step of transmitting the wavelength of light to the detection unit.
상기 전달 받은 빛의 파장을 검출 및 전기신호 변환 단계(S500)은 상기 전달 반의 빛의 파장을 검출부인 분광 광도계(Spectrophotometer)에서 분석한 후, 전기신호로 변환하여 반응성 산소종 생성량을 환산하는 계산장치로 실시간 전달하는 단계이다. In the step (S500) of detecting and converting the wavelength of the transmitted light into an electrical signal, the wavelength of the light of the transmission panel is analyzed by a spectrophotometer, which is a detection unit, and then converted into an electrical signal to calculate the amount of reactive oxygen species generated. This is the stage of real-time delivery.
상기 변환된 전기신호 저장 및 계산하는 단계는 상기 변환된 전기신호를 계산장치를 이용하여 계산한 후 수치화 또는 이미지화 하여 송출할 수 있는 모니터에 개시하는 단계이다. 상기 계산장치는 상기 검출부인 분광 광도계에서 검출된 빛의 파장에 대한 전기신호를 반응성 산소종 생성량으로 환산하여 계산하는 컴퓨터(Personal Computer, PC) 또는 단말장치일 수 있다. The step of storing and calculating the converted electrical signal is a step of calculating the converted electrical signal using a calculation device and then displaying the converted electrical signal into a number or image and transmitting it to a monitor. The calculation device may be a personal computer (PC) or a terminal device that converts and calculates the electrical signal for the wavelength of light detected by the spectrophotometer, which is the detection unit, into the amount of reactive oxygen species generated.
상기 계산은 하기의 계산식 1에 따라 반응성 산소종 생성량을 계산할 수 있다. The above calculation can calculate the amount of reactive oxygen species produced according to equation 1 below.
[계산식 1] [Calculation Formula 1]
반응성 산소종 생성량(μM) = α Х 루미놀 반응량(μM) = α´(μM/μW) Х 실제발생 된 빛의 세기(μW).Amount of reactive oxygen species produced (μM) = α Х Amount of luminol reaction (μM) = α´(μM/μW) Х Intensity of actual light generated (μW).
상기 계산식 1에서 실제발생 된 빛의 세기(μW) = 측정된 빛이 세기(μW) Х e(k*d)이고, 상기 α는 루미놀 반응 시 반응성 산소종 생성량과 반응량 사이의 반응 상수 (1≤α)이며, 상기 α´는 루미놀 반응시 반응성 산소종 생성량과 실제 발광 강도 사이의 반응 상수 (α´≤1)이고, 상기 k는 실제발생 된 빛의 세기의 거리에 따른 감소율이며, 상기 d는 실제 빛의 발생위치로부터 광섬유 까지의 거리이다. In the above calculation equation 1, the actual intensity of light generated (μW) = the measured light intensity (μW) Х e (k*d) , where α is the reaction constant between the amount of reactive oxygen species produced during the luminol reaction and the reaction amount (1 ≤α), where α´ is the reaction constant (α´≤1) between the amount of reactive oxygen species generated during luminol reaction and the actual luminous intensity, k is the rate of decrease according to distance of the actual intensity of light generated, and d is the distance from the actual location of light generation to the optical fiber.
도 3은 반응성 산소종의 거동평가를 위한 휴대용 화학발광분석 장치(200)의 구성도 및 화학발광분석 처리 단계를 도시한 것이다. 휴대용 화학발광분석 장치(200)는 휴대용 스케일(Potable-scale)형태이다.Figure 3 shows the configuration of a portable chemiluminescence analysis device 200 for evaluating the behavior of reactive oxygen species and the chemiluminescence analysis processing steps. The portable chemiluminescence analysis device 200 is of a portable-scale type.
도 3를 참조하면, 반응성 산소종의 거동평가를 위한 휴대용 화학발광분석 장치(200)의 구성은 하우징(201), 하우징 내부에 위치하며 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 주입하는 반응물 주입 장치(205), 상기 분석 대상물을 수용하는 챔버부(210), 챔버부(210)의 상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 루미놀 주입 장치(224); 상기 분석 대상물의 상기 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 루미놀의 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 전달하는 광섬유부(230), 광섬유부(230)로부터 전달받은 상기 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 하는 검출부(240) 및 검출부(240)로부터 변환된 상기 전기신호를 저장하고 계산하는 계산장치(250)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the portable chemiluminescence analysis device 200 for evaluating the behavior of reactive oxygen species consists of a housing 201, a reactant injection device located inside the housing and injecting an analyte containing reactive oxygen species ( 205), a chamber part 210 for accommodating the analysis object, a luminol injection device 224 for injecting a luminol solution into the analysis object in the chamber part 210; An optical fiber unit 230 transmits a wavelength of light generated by chemiluminescence of the reactive oxygen species of the analyte and luminol of the luminol solution, and detects the wavelength of the light transmitted from the optical fiber unit 230 to generate an electrical signal. It includes a detection unit 240 that converts the electrical signal to , and a calculation device 250 that stores and calculates the electrical signal converted from the detection unit 240.
상기 분석 대상물은 외부에서 고도산화반응(Advanced oxidation processes, AOPs)에 의해 발생된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하거나, 또는 반응물, 광촉매 및 빛과의 반응을 통해 생성된 반응 산물인 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비할 수 있다. The analyte is prepared by preparing an analyte containing reactive oxygen species generated externally by advanced oxidation processes (AOPs), or reactive oxygen, which is a reaction product generated through reaction with a reactant, a photocatalyst, and light. Analytical objects containing species can be prepared.
상기 광촉매는 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화지르코늄(ZrO2), 금속산화반도체인 g-C3N4-TiO2(Graphitic carbon nitride -titanium dioxide), 복합 금속산화물인 Fe-TNT(iron doped titania nanotubes)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 또한 상기 Fe-TNT는 박막형 Fe-TNT, 입상형 Fe-TNT 광촉매로 이루어진 군에서 선택된 하나 일수 있다. The photocatalyst includes titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), zirconium oxide (ZrO 2 ), gC 3 N 4 -TiO 2 (Graphitic carbon nitride -titanium dioxide), a metal oxide semiconductor, and composite. It may be one or more selected from the group consisting of Fe-TNT (iron doped titania nanotubes), which is a metal oxide. Additionally, the Fe-TNT may be one selected from the group consisting of thin film Fe-TNT and granular Fe-TNT photocatalyst.
상기 광촉매는 상기 반응물과의 광촉매 반응으로 반응성 산소종의 생성량이 높아지며, 이렇게 반응성 산소종의 생성량이 높아짐에 따라 루미놀과의 화학발광 효율성이 높아지게 되어 분석 효율성을 높일 수 있다. The photocatalyst increases the amount of reactive oxygen species produced through a photocatalytic reaction with the reactant, and as the amount of reactive oxygen species produced increases, the efficiency of chemiluminescence with luminol increases, thereby improving analysis efficiency.
반응물 주입 장치(201)는 반응물을 보관하는 반응물 준비 용기(203)과 연결되어 있다. The reactant injection device 201 is connected to a reactant preparation container 203 that stores the reactant.
챔버부(210)는 상기 분석 대상물과 상기 루미놀 용액이 반응하는 소형 반응기(212)와 소형 반응기(212)에 가시광선 또는 적외선을 조사하는 광조사부(214)를 포함한다. The chamber unit 210 includes a small reactor 212 in which the analyte and the luminol solution react, and a light irradiation unit 214 that irradiates visible light or infrared rays to the small reactor 212.
루미놀 주입 장치(224)는 루미놀을 보관하는 루미놀 용기부(222)와 연결되어 있다. The luminol injection device 224 is connected to the luminol container portion 222 that stores luminol.
하우징(201)은 다각기둥형, 육면체형 등 일수 있고, 상면 또는 한쪽 측면이 분리되거나, 열고 닫을 수 있다. The housing 201 may have a polygonal column shape, a hexahedral shape, etc., and the top or one side may be separated or opened and closed.
하우징(201)의 크기는 가로가 20 내지 40cm, 세로가 20 내지 40cm 일수 있고, The size of the housing 201 may be 20 to 40 cm in width and 20 to 40 cm in height,
높이는 챔버부(210)의 높이에 따라 조절될 수 있으며, 바람직한 높이는 10cm 이내일 수 있다.The height can be adjusted depending on the height of the chamber unit 210, and the preferred height may be within 10 cm.
상기 하우징(201)의 크기는 휴대용의 특성에 맞춘 노트북의 크기와 적합할 수 있다. The size of the housing 201 may be suitable for the size of a laptop tailored to its portable nature.
상기 하우징(201)의 구체적인 크기는 가로가 20 내지 40cm, 세로가 20 내지 40cm 일수 있고, 높이는 챔버부(210)의 높이에 따라 조절될 수 있으며, 바람직한 높이는 10cm 이내일 수 있다.The specific size of the housing 201 may be 20 to 40 cm in width and 20 to 40 cm in length, and the height may be adjusted depending on the height of the chamber portion 210, and the preferred height may be within 10 cm.
챔버부(210)는 상기 분석 대상물을 수용하는 반응기(212), 반응기(212)에 수용되는 상기 분석 대상물에 빛을 조사하는 광조사부(214)를 더 포함할 수 있다. The chamber unit 210 may further include a reactor 212 for accommodating the analysis object, and a light irradiation unit 214 for irradiating light to the analysis object accommodated in the reactor 212.
분석 대상물을 수용하는 반응기(212)는 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물이 준비된 반응물 준비 용기(203)에서 반응액 주입 장치(205)를 이용하여 챔버부(210)로 반응물이 주입되어 분석 대상물을 준비한다. The reactor 212 that accommodates the analyte is injected into the chamber 210 using the reaction solution injection device 205 from the reactant preparation container 203 in which the analyte containing reactive oxygen species is prepared to prepare the analyte. Get ready.
반응물 준비 용기(203)내에 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물은 외부에서 고도화산화반응(Advanced oxidation processes, AOPs)이 활발히 발생하고 있는 수용액일수 있다. The analyte containing reactive oxygen species in the reactant preparation container 203 may be an aqueous solution in which advanced oxidation processes (AOPs) are actively occurring externally.
분석 대상물을 수용하는 반응기(212)는 유리, 도기로 이루어진 반응기 일수 있으며, 상기 반응기의 형태는 상기 분석 대상물을 담을 수 있는 납작한 형태의 반응기로, 그 모양은 한정되어 있지 않다. The reactor 212 that accommodates the analysis object may be a reactor made of glass or ceramics, and the shape of the reactor is a flat reactor that can contain the analysis object, and its shape is not limited.
반응기(212) 내에는 자석 막대(magnetic bar)를 더 포함할 수 있으며, 상기 자석 막대는 회전하여 상기 분석 대상물의 교반을 통해 화학 반응을 도울 수 있다. The reactor 212 may further include a magnetic bar, and the magnetic bar may rotate to assist chemical reaction by stirring the analyte.
반응액 주입 장치(205)는 반응물 준비 용기(203)에서 반응성 산소종을 포함하는 분석 반응물을 챔버부(210)의 반응기(212)로 전달하는 제1 펌프(Pump)장치 일수 있다.The reaction liquid injection device 205 may be a first pump device that delivers the analysis reactant containing reactive oxygen species from the reactant preparation vessel 203 to the reactor 212 of the chamber unit 210.
루미놀 주입 장치(224)는 루미놀 용기부(222)의 루미놀 용액을 챔버부(210)의 반응기(212)로 전달하는 제2 펌프(Pump) 장치 일수 있다. The luminol injection device 224 may be a second pump device that delivers the luminol solution in the luminol container portion 222 to the reactor 212 in the chamber portion 210.
루미놀 주입 장치(224)는 챔버부(210)의 반응기(212)로 흘러 들어가는 상기 루미놀 용액의 일정한 농도 또는 일정한 양을 전달하는 자동 주입 장치이다. 상기 루미놀 용액이 유량은 루미놀 용액의 주입 속도를 통해 조절할 수 있다. The luminol injection device 224 is an automatic injection device that delivers a constant concentration or a certain amount of the luminol solution flowing into the reactor 212 of the chamber portion 210. The flow rate of the luminol solution can be adjusted through the injection speed of the luminol solution.
루미놀의 주입단계에서 루미놀 용액 주입 속도는 광촉매 투입량과 반응 chamber의 용량에 따라 변화가 가능하다. 본 발명의 일 실시예에서 사용된 루미놀 용액 주입속도는 0.04 L/hr 로 설정되었다. 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 조건에서 발생되는 최대 반응성 산소종의 생성량에 비례하여 루미놀을 투여하였으며, 반응 chamber 내에서 순환이 가능한 주입속도를 계산하였다. In the luminol injection step, the luminol solution injection speed can vary depending on the photocatalyst input amount and the capacity of the reaction chamber. The injection rate of the luminol solution used in one embodiment of the present invention was set at 0.04 L/hr. Luminol was administered in proportion to the maximum amount of reactive oxygen species generated under the experimental conditions according to an embodiment of the present invention, and the injection rate at which circulation was possible within the reaction chamber was calculated.
광섬유부(230)는 챔버부(210)의 반응기(212)에 수용된 상기 분석 대상물 내의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액의 용액이 화학 반응하여 나타나는 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 검출부(240)에 전달하는 역할을 한다. The optical fiber unit 230 detects a wavelength of light generated by chemiluminescence resulting from a chemical reaction between the reactive oxygen species in the analysis object contained in the reactor 212 of the chamber unit 210 and the luminol solution. It plays a role in conveying to.
광섬유부(230)는 광섬유로 이루어져 있으며, 상기 광섬유는 멀티모드 광섬유(Multi-Mode Fiber, MMF), 싱글모드 광섬유(Single-mode step index Fiber, SMF), 분산보상 광섬유 (DCF, Dispersion Compensated Fiber), 무수 광섬유(Low Water Peak Fiber, LWPF)로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다. The optical fiber unit 230 is made of optical fiber, and the optical fiber includes a multi-mode optical fiber (MMF), a single-mode step index fiber (SMF), and a dispersion compensated fiber (DCF). , may be one selected from the group consisting of low water peak fiber (LWPF).
검출부(240)는 상기 빛의 파장을 검출하여 분석한 후 전기 신호로 변환하는 분광 광도계(Spectrophotometer)일 수 있다. The detection unit 240 may be a spectrophotometer that detects and analyzes the wavelength of light and then converts it into an electrical signal.
계산장치(250)는 검출부(240)로부터 변환된 전기신호를 계산한 후 수치화 또는 이미지화 하여 송출할 수 있는 모니터를 포함할 수 있다. The calculation device 250 may include a monitor that can calculate the electrical signal converted from the detection unit 240 and then convert it into numbers or images and transmit it.
상기 계산장치(250)는 검출부(240)에서 검출된 빛의 파장에 대한 강도를 산소종 생성량으로 환산하여 계산하는 컴퓨터(Personal Computer, PC) 또는 단말장치일 수 있다. The calculation device 250 may be a personal computer (PC) or a terminal device that converts the intensity of the wavelength of light detected by the detection unit 240 into the amount of oxygen species generated.
따라서 광섬유부(230)를 통해 전달된 반응기의 빛의 세기를 검출부(240)인 분광 광도계에서 변환하여 계산장치(250)인 컴퓨터로 연결하여 반응성 산소종의 검출이 가능하다.Therefore, it is possible to detect reactive oxygen species by converting the intensity of light from the reactor transmitted through the optical fiber unit 230 in the spectrophotometer, which is the detection unit 240, and connecting it to the computer, which is the calculation device 250.
또한 도 3를 참조하면, 반응성 산소종의 거동평가를 위한 휴대용 화학발광분석 장치(200)를 이용한 화학발광분석 처리방법의 단계는 반응물 주입 단계(S01), 반응물 정보 전달 단계(S02), 반응물 전달 단계(S03), 루미놀 용액 주입 단계(S04), 루미놀 정보 전달 단계(S05), 루미놀 용액 전달 단계(S06), 화학발광 반응 전달 단계(S07), 전기신호 변환 단계(S08), 소형반응기 발생 상황 정보 표시 단계(S09) 및 시료 배출 단계(S10)를 포함한다. Also, referring to FIG. 3, the steps of the chemiluminescence analysis processing method using the portable chemiluminescence analysis device 200 for evaluating the behavior of reactive oxygen species include a reactant injection step (S01), a reactant information transfer step (S02), and a reactant transfer step. Step (S03), luminol solution injection step (S04), luminol information transfer step (S05), luminol solution transfer step (S06), chemiluminescence reaction transfer step (S07), electrical signal conversion step (S08), small reactor occurrence situation It includes an information display step (S09) and a sample discharge step (S10).
반응물 주입 단계(S01)는 상하수 및 폐수를 펌프를 활용하여 휴대용 화학발광분석 장치(200)로 이동하는 단계이다. 보다 구체적으로는 휴대용 화학발광분석 장치(200)의 외부에 존재하는 상하수 및 폐수를 펌프를 이용하여 휴대용 화학발광분석 장치(200) 내부로 이동하는 단계이다. The reactant injection step (S01) is a step in which water, sewage, and wastewater are moved to the portable chemiluminescence analysis device 200 using a pump. More specifically, this is the step of moving water, sewage, and wastewater existing outside the portable chemiluminescence analysis device 200 into the portable chemiluminescence analysis device 200 using a pump.
반응물 정보 전달 단계(S02)는 휴대용 화학발광분석 장치로 이동된 반응물의 농도, 주입 속도에 관한 정보가 환산계산장치 스크린으로 이동하는 단계이다. The reactant information transfer step (S02) is a step in which information about the concentration and injection speed of the reactant transferred to the portable chemiluminescence analysis device is transferred to the conversion calculator screen.
반응물 전달 단계(S03)는 반응물 주입 단계(S01)를 통해 화학발광분석 장치(200)로 주입된 상하수 및 폐수를 펌프를 통하여 소형 반응기(232)로 이동하는 단계이다. The reactant transfer step (S03) is a step in which water, sewage and wastewater injected into the chemiluminescence analysis device 200 through the reactant injection step (S01) are moved to the small reactor 232 through a pump.
루미놀 용액 주입 단계(S04)는 루미놀 카트리지(222)에서 루미놀 주입 장치(224)를 이용하여 자동으로 루미놀 용액을 주입하는 단계이다. 보다 구체적으로는 루미놀 카트리지(222)에서 루미놀 주입 장치(224)로 이동하는 단계이다. The luminol solution injection step (S04) is a step of automatically injecting the luminol solution into the luminol cartridge 222 using the luminol injection device 224. More specifically, it is a step of moving from the luminol cartridge 222 to the luminol injection device 224.
루미놀 정보 전달 단계(S05)는 루미놀 카트리지(222)에서 주입되는 루미놀 용액의 속도 정보가 환산되어 계산장치(250)의 스크린으로 이동하는 단계이다. The luminol information transfer step (S05) is a step in which the speed information of the luminol solution injected from the luminol cartridge 222 is converted and moved to the screen of the calculation device 250.
루미놀 용액 전달 단계(S06)는 루미놀 주입 장치(223)인 제2 자동 펌프로 루미놀 카트리지(222)에서 소형 반응기(232)로 루미놀 용액이 이동하는 단계이다. 보다 구체적으로는 루미놀 주입 장치(223)에서 소형 반응기(232)로 루미놀 용액이 이동하는 단계이다. The luminol solution transfer step (S06) is a step in which the luminol solution is moved from the luminol cartridge 222 to the small reactor 232 using the second automatic pump, which is the luminol injection device 223. More specifically, this is the step in which the luminol solution moves from the luminol injection device 223 to the small reactor 232.
화학발광 반응 전달 단계(S07)는 소형 반응기(232)에서 발생된 화학발광을 광섬유부(230)가 빛의 파장을 전달하여 검출부(240)인 분광 광도계(Spectrophotometer)에 전송하는 단계이다. In the chemiluminescence reaction transfer step (S07), the optical fiber unit 230 transmits the chemiluminescence generated in the small reactor 232 to a spectrophotometer, which is the detection unit 240, by transmitting the wavelength of light.
전기신호 변환 단계(S08)는 광섬유부(230)로 전달받은 빛의 파장을 검출부(240)인 분광 광도계(Spectrophotometer)에서 측정된 빛의 파장을 전기 신호로 변환하여 계산장치(250)의 스크린으로 전송하는 단계이다. The electrical signal conversion step (S08) converts the wavelength of light transmitted through the optical fiber unit 230 measured by the spectrophotometer, which is the detection unit 240, into an electrical signal and sends it to the screen of the calculation device 250. This is the transmission stage.
소형반응기 발생 상황 정보 표시 단계(S09)는 소형반응기에서 루미놀과 분석 대상물의 루미놀 반응으로 빛이 발생하는 상황 및 빛이 발생되는 세기의 시간적 변화에 따른 진행 현황에 관한 정보가 스크린으로 이동 소형반응기 발생 상황 정보를 표시하는 단계이다. In the small reactor generation situation information display step (S09), information about the situation in which light is generated by the reaction of luminol and the analyte object in the small reactor and the progress status according to the temporal change in the intensity of light generation is moved to the screen. This is the step to display situation information.
시료 배출 단계(S10)는 소형 반응기(232) 에서 반응성 산소종과 루미놀의 화학발광 반응이 완료된 분석 대상물(시료)과 루미놀 용액이 배출되는 단계이다. The sample discharge step (S10) is a step in which the analyte (sample) and luminol solution in which the chemiluminescence reaction of reactive oxygen species and luminol has been completed are discharged from the small reactor 232.
준비예 1.Preparation example 1.
Bisphenol A(BPA) 수용액은 1L 증류수에 50 mg/L BPA를 투여하여 제조하며, 혼합 시료가 아닌 BPA 수용액을 먼저 대상 폐수로 사용한다. Bisphenol A (BPA) aqueous solution is prepared by adding 50 mg/L BPA to 1L distilled water, and the BPA aqueous solution, not the mixed sample, is first used as the target wastewater.
준비예 2. Preparation example 2.
루미놀 용액은 0.1 M NaOH 용액 1L에 0.46 g의 루미놀을 용해하여 제조한다. The luminol solution is prepared by dissolving 0.46 g of luminol in 1 L of 0.1 M NaOH solution.
준비예 3. Preparation example 3.
증류수를 준비한다. Prepare distilled water.
비교예 1.Comparative Example 1.
<Spectrophotometer의 기준 값(base line)조정><Adjusting the base line of the spectrophotometer>
본 발명의 화학발광분석 장치를 준비한다. 본 발명의 화학발광분석 장치의 Spectrophotometer와 컴퓨터 프로그램을 연결하여 실험 시작 전의 빛의 강도와 파장의 영역대를 확인하며, 고정된 빛의 강도와 파장을 설정한다. Prepare the chemiluminescence analysis device of the present invention. By connecting the spectrophotometer of the chemiluminescence analysis device of the present invention and the computer program, the light intensity and wavelength range are confirmed before the start of the experiment, and the fixed light intensity and wavelength are set.
상기 준비예 3의 시료(증류수)를 이용하여 실험에서 사용되는 파장의 범위 설정 및 주된 실험 범위의 빛의 강도를 0으로 설정한다. 이후 화학발광분석법으로 발생되는 빛의 강도만을 측정 및 기록한다.Using the sample (distilled water) of Preparation Example 3, set the range of wavelengths used in the experiment and set the light intensity of the main experimental range to 0. Afterwards, only the intensity of light generated by chemiluminescence analysis is measured and recorded.
컴퓨터의 프로그램과 Spectrophotometer, Fiber(광섬유부)를 연결하여 상기 준비예 3의 시료(증류수)를 통해 관찰되는 빛의 강도를 기록한다. Connect the computer program, Spectrophotometer, and Fiber to record the intensity of light observed through the sample (distilled water) of Preparation Example 3 above.
이렇게 측정된 빛의 강도를 기준으로 하여, 현재 빛의 강도를 0으로 지정한다.Based on the intensity of light measured in this way, the current intensity of light is designated as 0.
<화학발광 분석 장치의 Spectrophotometer 기초 성능 평가><Spectrophotometer basic performance evaluation of chemiluminescence analysis device>
실시예 1.Example 1.
비교예 1에 따라 base line을 설정한 분광 광도계(spectrophotometer)를 포함하는 본 발명의 화학발광분석 장치를 이용하여 화학발광 강도를 측정한다. The chemiluminescence intensity is measured using the chemiluminescence analysis device of the present invention, which includes a spectrophotometer with a base line set according to Comparative Example 1.
상기 준비예 2에 따라 준비한 시료에 자외선을 조사하지 않고 상기와 같이 base line을 설정한 분광 광도계 (spectrophotometer) 이용하여 화학발광 강도를 측정한다.Without irradiating ultraviolet rays to the sample prepared according to Preparation Example 2 above, the chemiluminescence intensity is measured using a spectrophotometer with a base line set as above.
실시예 2.Example 2.
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 상기 준비예 3에 따라 준비한 증류수를 강도 주5.6 W/㎡sec의 자외선을 1시간 동안 조사한 후, 상기와 비교예 1과 같이 base line을 설정한 분광 광도계(spectrophotometer)를 포함하는 본 발명의 화학발광분석 장치 이용하여 화학발광 강도를 측정한다. The same procedure as in Example 1 was performed, but the distilled water prepared according to Preparation Example 3 was irradiated with ultraviolet rays with an intensity of 5.6 W/m2sec for 1 hour, and then subjected to a spectrophotometer ( The chemiluminescence intensity is measured using the chemiluminescence analysis device of the present invention, which includes a spectrophotometer.
실시예 3.Example 3.
상기 실시예 1과 동일하게 수행하되, 상기 준비예 2에 따라 준비된 시료에 강도 주5.6 W/㎡sec의 자외선을 1시간 동안 조사한 후, 상기와 비교예 1과 같이 base line을 설정한 분광 광도계 (spectrophotometer)를 포함하는 본 발명의 화학발광분석 장치 이용하여 화학발광 강도를 측정한다. The same procedure as in Example 1 was performed, but the sample prepared according to Preparation Example 2 was irradiated with ultraviolet rays with an intensity of 5.6 W/m2sec for 1 hour, and then a spectrophotometer ( The chemiluminescence intensity is measured using the chemiluminescence analysis device of the present invention, which includes a spectrophotometer.
상기 실시예 1 내지 실시예 3의 측정결과는 도 4에 도시한다. The measurement results of Examples 1 to 3 are shown in Figure 4.
도 4(a)는 준비예 2에 따라 준비된 시료를 자외선 조사하지 않은 채 Spectrophotometer를 이용하여 화학발광 강도를 측정한 실시예 1의 결과이고, 도 4(b)는 준비예 3에 따라 준비한 증류수를 강도 주5.6 W/㎡sec의 자외선을 1시간 동안 조사한 후 Spectrophotometer를 이용하여 화학발광 강도를 측정한 실시예 2의 결과이며, (c)는 준비예 2에 따라 준비된 시료에 강도 주5.6 W/㎡sec의 자외선을 1시간 동안 조사한 후 Spectrophotometer를 이용하여 화학발광 강도를 측정한 실시예 3의 결과이다. Figure 4(a) is the result of Example 1 in which the chemiluminescence intensity of the sample prepared according to Preparation Example 2 was measured using a spectrophotometer without UV irradiation, and Figure 4(b) shows the results of distilled water prepared according to Preparation Example 3. This is the result of Example 2 in which the chemiluminescence intensity was measured using a spectrophotometer after irradiating ultraviolet rays with an intensity of 5.6 W/㎡sec for 1 hour, and (c) shows the intensity of the sample prepared according to Preparation Example 2 with an intensity of 5.6 W/㎡. This is the result of Example 3, in which the chemiluminescence intensity was measured using a spectrophotometer after irradiating sec ultraviolet rays for 1 hour.
도 4를 참조하면, 도 4(c)에서 루미놀과 반응성 산소종이 반응하여 화학반응으로 인한 화학 발광 결과를 확인할 수 있다. Referring to FIG. 4, in FIG. 4(c), you can see the result of chemiluminescence due to the chemical reaction in which luminol reacts with reactive oxygen species.
<반응성 산소종과 루미놀의 화학발광 강도 확인><Confirmation of chemiluminescence intensity of reactive oxygen species and luminol>
실시예 4. Example 4.
비교예 1에 따라 base line을 설정한 분광 광도계(spectrophotometer)를 포함하는 본 발명의 화학발광분석 장치를 이용하여 화학발광 강도를 측정한다.The chemiluminescence intensity is measured using the chemiluminescence analysis device of the present invention, which includes a spectrophotometer with a base line set according to Comparative Example 1.
상기 준비예 1에 따라 준비한 시료를 본 발명의 화학발광분석 장치의 반응기에 시료 1500 ml을 넣고 자외선(UV Light)에 960초, 1620초, 2400초, 3600초, 6000초 조사한 후 상기와 같이 base line을 설정한 분광 광도계(spectrophotometer)를 포함하는 화학발광분석 장치를 이용하여 빛의 세기를 측정하였다. 1500 ml of the sample prepared according to Preparation Example 1 was placed in the reactor of the chemiluminescence analysis device of the present invention, irradiated with ultraviolet light for 960 seconds, 1620 seconds, 2400 seconds, 3600 seconds, and 6000 seconds, and then applied to the base as above. The intensity of light was measured using a chemiluminescence analysis device including a spectrophotometer with a line set.
이때 상기 화학발광분석 장치 내부의 반응기에 내부에는 자석막대를 이용한 교반을 100 RPM으로 실시한다. 교반을 유지하며, 반응성 산소종의 화학발광의 빛의 세기를 측정하였다.At this time, stirring using a magnetic bar is performed at 100 RPM inside the reactor inside the chemiluminescence analysis device. While stirring was maintained, the light intensity of chemiluminescence of reactive oxygen species was measured.
실시예 5. Example 5.
상기 실시예 4와 동일하게 수행하되, 상기 준비예 1 에 따라 준비한 시료를 본 발명의 화학발광분석 장치의 반응기에 시료 1500 ml에 루미놀 용액 10 ml/min 넣고, 광촉매 TiO2를 1000mg/L 첨가하며, 자외선(UV Light)에 960초, 1620초, 2400초, 3600초, 6000초 조사한 후 상기와 같이 base line을 설정한 분광 광도계(spectrophotometer)를 포함하는 화학발광분석 장치를 이용하여 빛의 세기를 측정하였다. The same procedure as in Example 4 was performed, but the sample prepared according to Preparation Example 1 was added to 1500 ml of the sample in the reactor of the chemiluminescence analysis device of the present invention at 10 ml/min of luminol solution, and 1000 mg/L of photocatalyst TiO 2 was added. , After irradiating UV light for 960 seconds, 1620 seconds, 2400 seconds, 3600 seconds, and 6000 seconds, the light intensity is measured using a chemiluminescence analysis device including a spectrophotometer with the base line set as above. Measured.
이때 상기 화학발광분석 장치 내부의 반응기에 시료 1500 mL에 광촉매인 TiO2를 1000mg/L를 투여한 뒤 시료에 광촉매가 널리 퍼질 수 있도록 교반을 100 RPM으로 실시한다. 교반을 유지하며, 시료 내부에 제조된 루미놀 용액을 10 mL/min의 속도로 주입하며, 상기 비교예 1과 같이 Base line을 설정된 분광 광도계(Spectrophotometer)를 포함하는 화학발광분석 장치를 활용하여 루미놀과 반응성 산소종의 화학발광의 빛의 세기를 측정한다. At this time, 1000 mg/L of TiO2, a photocatalyst, was added to 1500 mL of the sample in the reactor inside the chemiluminescence analysis device, and then stirred at 100 RPM to spread the photocatalyst throughout the sample. While maintaining stirring, the prepared luminol solution is injected into the sample at a rate of 10 mL/min, and luminol and Measure the light intensity of chemiluminescence of reactive oxygen species.
실시예 6. Example 6.
상기 실시예 5와 동일하게 수행하되 상기 준비예 1에 따라 준비한 시료 대신에 상기 준비예 2에 따라 준비한 시료를 이용하여 수행한다. The same procedure as Example 5 was performed, except that the sample prepared according to Preparation Example 2 was used instead of the sample prepared according to Preparation Example 1.
상기 실시예 4 내지 실시예 6의 실험결과는 도 5에 도시한다.The experimental results of Examples 4 to 6 are shown in Figure 5.
도 5(a)는 실시예 4의 화학발광 강도 및 실시예 5와 실시예 6에 따른 루미놀과 반응성 산소종의 화학발광 강도를 비교한 그래프이다. Figure 5(a) is a graph comparing the chemiluminescence intensity of Example 4 and the chemiluminescence intensity of luminol and reactive oxygen species according to Examples 5 and 6.
도 5(b)는 실시예 5와 실시예 6에 따른 자외선 조사 시간 동안의 루미놀과 반응성 산소종의 에너지 용량 과 자외선 조사량과의 효율을 비교한 표이다. Figure 5(b) is a table comparing the energy capacity of luminol and reactive oxygen species and the efficiency of ultraviolet irradiation amount during the ultraviolet irradiation time according to Example 5 and Example 6.
도 5(a)와 도 5(b)에 따르면, 자외선 조사 시간 동안 루미놀과 반응성 산소종의 화학발광을 시간에 따라 발광강도에 차이가 있음을 확인할 수 있다. 실시예 6의 루미놀 용액을 이용한 실험과 실시예 5의 유기물질인 비스페놀 A에 루미놀의 시료를 혼합한 용액을 실험한 2가지를 비교하면 각 시료의 조건에 따라 빛의 조사시에 발광되는 빛의 강도가 달라짐을 확인할 수 있다. According to Figures 5(a) and 5(b), it can be seen that there is a difference in the chemiluminescence intensity of luminol and reactive oxygen species depending on the time during the ultraviolet irradiation time. Comparing the two experiments using the luminol solution of Example 6 and the experiment of Example 5 in which a luminol sample was mixed with bisphenol A, an organic material, the amount of light emitted when irradiated with light varies depending on the conditions of each sample. You can see that the intensity changes.
특히 도 5(a)는 발광 강도의 변곡점 부분의 자외선 조사 시간에 따른 에너지 용량과 효율을 비교하였으며, 그래프의 면적으로 인하여 반응성 산소종의 발생량 및 반응량 확인이 가능하다. In particular, Figure 5(a) compares the energy capacity and efficiency according to ultraviolet irradiation time at the inflection point of the luminescence intensity, and the amount of reactive oxygen species generated and reaction amount can be confirmed due to the area of the graph.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described using limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations can be made from these descriptions by those skilled in the art. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the claims and equivalents thereof as well as the claims described later.
100: 화학발광분석 장치
110, 210: 챔버부 112 : 반응기
114, 214: 광조사부
120: 루미놀 주입부 122, 222: 루미놀 용기부
124, 224: 루미놀 주입 장치 126: 루미놀 주입구
130, 230: 광섬유부
140, 240: 검출부
150, 250: 계산장치
200: 휴대용 화학발광분석 장치
201: 휴대용 화학발광분석 장치의 하우징
203: 반응물 준비 용기 205: 반응액 주입 장치
210 : 소형 반응기100: Chemiluminescence analysis device
110, 210: chamber part 112: reactor
114, 214: Light irradiation department
120: Luminol injection part 122, 222: Luminol container part
124, 224: Luminol injection device 126: Luminol injection port
130, 230: Optical fiber unit
140, 240: detection unit
150, 250: Calculating device
200: Portable chemiluminescence analysis device
201: Housing of portable chemiluminescence analysis device
203: reactant preparation vessel 205: reaction liquid injection device
210: small reactor
Claims (12)
상기 챔버부의 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 루미놀 주입부;
상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액에 포함된 루미놀의 화학 발광에 의해 발생되는 빛의 파장을 전달하는 광섬유부;
상기 광섬유부로부터 전달받은 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 하는 검출부; 및
상기 검출부로부터 변환된 전기신호를 저장하고 계산하는 계산장치를 포함하고,
상기 루미놀 용액의 루미놀 농도는 상기 반응성 산소종 농도의 1배 내지 1.5배이며,
상기 루미놀 용액의 상기 루미놀 농도는 2.2 Х 10-1 μM 내지 33.4 Х 10-2 μM 인 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치.
A chamber part that accommodates analytes or reactants containing reactive oxygen species generated externally by advanced oxidation processes (AOPs), analytes containing reactive oxygen species generated through the reaction step of photocatalysts, and light. ;
A luminol injection unit for injecting a luminol solution into the analysis object of the chamber unit;
an optical fiber unit transmitting a wavelength of light generated by chemiluminescence of reactive oxygen species of the analyte and luminol contained in the luminol solution;
a detection unit that detects the wavelength of light transmitted from the optical fiber unit and converts it into an electrical signal; and
It includes a calculation device that stores and calculates the electrical signal converted from the detection unit,
The luminol concentration of the luminol solution is 1 to 1.5 times the reactive oxygen species concentration,
The luminol concentration of the luminol solution is 2.2 Х 10 -1 μM to 33.4 Х 10 -2 μM. A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species.
상기 챔버부는, 상기 분석 대상물을 수용하는 반응기 및 상기 반응기에 수용되는 상기 분석 대상물에 빛을 조사하는 광조사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치.
According to paragraph 1,
The chamber unit is a chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that it further comprises a reactor for accommodating the analysis object and a light irradiation unit for irradiating light to the analysis object accommodated in the reactor.
상기 광조사부는 가시광선 또는 자외선(UV)을 조사하는 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광 분석 장치.
According to paragraph 2,
A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, wherein the light irradiation unit irradiates visible light or ultraviolet (UV) light.
상기 가시광은 380 nm 내지 1100nm의 파장이고,
상기 자외선은 200 nm 내지 380 nm 미만의 파장을 이용하는 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광 분석 장치.
According to paragraph 3,
The visible light has a wavelength of 380 nm to 1100 nm,
A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that the ultraviolet ray uses a wavelength of less than 200 nm to 380 nm.
상기 루미놀 주입부는 상기 루미놀 용액을 포함하는 루미놀 용기부;
상기 루미놀 용액을 전달하는 루미놀 주입 장치; 및
상기 루미놀 주입 장치로부터 전달받은 루미놀 용액을 상기 챔버부의 분석 대상물에 주입하는 루미놀 주입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치.
According to paragraph 1,
The luminol injection unit includes a luminol container unit containing the luminol solution;
A luminol injection device for delivering the luminol solution; and
A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, comprising a luminol injection port for injecting the luminol solution delivered from the luminol injection device into the analysis object in the chamber.
상기 광섬유부는 멀티모드 광섬유(Multi-Mode Fiber, MMF), 싱글모드 광섬유(Single-mode step index Fiber, SMF), 분산보상 광섬유 (DCF, Dispersion Compensated Fiber) 및 무수 광섬유(Low Water Peak Fiber, LWPF)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치.
According to paragraph 1,
The optical fiber unit consists of multi-mode optical fiber (MMF), single-mode step index fiber (SMF), dispersion compensated fiber (DCF), and low water peak fiber (LWPF). A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that it is any one selected from the group consisting of.
상기 검출부는 상기 빛의 파장을 검출하여 분석한 후 전기 신호로 변환하는 분광 광도계(Spectrophotometer)인 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석 장치.
According to paragraph 1,
A chemiluminescence analysis device for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that the detection unit is a spectrophotometer that detects and analyzes the wavelength of light and converts it into an electrical signal.
상기 계산장치는 상기 검출부로부터 변환된 전기신호를 계산한 후 수치화 또는 이미지화 하여 송출할 수 있는 모니터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화학발광분석 장치.
According to paragraph 1,
The calculation device is a chemiluminescence analysis device characterized in that it includes a monitor that can calculate the electrical signal converted from the detection unit and then digitize or image it and transmit it.
상기 분석 대상물에 루미놀 용액을 주입하는 단계;
상기 분석 대상물의 반응성 산소종과 상기 루미놀 용액에 포함된 루미놀이 화학 반응하여 발광하는 단계;
상기 발광에 의한 빛의 파장을 광섬유부가 검출부로 전달하는 단계;
상기 검출부에서 전달한 빛의 파장을 검출하여 전기신호로 변환하는 단계;
상기 변환된 전기신호 값을 계산장치에서 저장하고, 반응성 산소종의 양을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하는 단계는,
외부에서 고도산화반응(Advanced oxidation processes, AOPs)에 의해 발생된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하거나, 또는 반응물, 광촉매 및 빛의 반응 단계를 통하여 생성된 반응성 산소종을 포함하는 분석 대상물을 준비하며,
상기 루미놀 용액의 루미놀 농도는 상기 반응성 산소종 농도의 1배 내지 1.5배이고,
상기 루미놀 용액의 상기 루미놀 농도는 2.2 Х 10-1 μM 내지 33.4 Х 10-2 μM 인 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법.
Preparing an analysis object containing reactive oxygen species in the chamber portion of the chemiluminescence analysis device of claim 1;
Injecting a luminol solution into the analysis object;
emitting light through a chemical reaction between reactive oxygen species of the analyte and luminol contained in the luminol solution;
transmitting the wavelength of light produced by the light emission to a detection unit by an optical fiber unit;
detecting the wavelength of light transmitted from the detection unit and converting it into an electrical signal;
Storing the converted electrical signal value in a calculation device and calculating the amount of reactive oxygen species,
The step of preparing an analyte containing the reactive oxygen species is,
Externally prepare an analyte containing reactive oxygen species generated by advanced oxidation processes (AOPs), or prepare an analyte containing reactive oxygen species generated through the reaction steps of reactants, photocatalysts, and light. Preparing,
The luminol concentration of the luminol solution is 1 to 1.5 times the reactive oxygen species concentration,
The luminol concentration of the luminol solution is 2.2 Х 10 -1 μM to 33.4 Х 10 -2 μM. Chemiluminescence spectrometry for evaluating the behavior of reactive oxygen species.
상기 광촉매는 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황화카드늄(CdS), 산화지르코늄(ZrO2), 금속산화반도체인 g-C3N4-TiO2(Graphitic carbon nitride titanium dioxide), 복합 금속산화물인 Fe-TNT(iron doped titania nanotubes) 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법.
According to clause 9,
The photocatalyst includes titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), cadmium sulfide (CdS), zirconium oxide (ZrO 2 ), gC 3 N 4 -TiO 2 (Graphitic carbon nitride titanium dioxide), a metal oxide semiconductor, and composite metal. A chemiluminescence analysis method for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that one or more selected from the group consisting of oxide Fe-TNT (iron doped titania nanotubes).
상기 계산은 하기의 계산식 1에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 반응성 산소종의 거동평가를 위한 화학발광분석법.
[계산식 1]
반응성 산소종 생성량(μM) = α Х 루미놀 반응량(μM) = α´(μM/μW) Х 실제발생 된 빛의 세기(μW).
상기 계산식 1에서 실제발생 된 빛의 세기(μW) = 측정된 빛이 세기(μW) Х e(k*d)이고,
상기 α는 루미놀 반응 시 반응성 산소종 생성량과 반응량 사이의 반응 상수 (1≤α)이며,
상기 α´(μM/μW) 는 루미놀 반응시 반응성 산소종 생성량과 실제 발광 강도 사이의 반응 상수 (α´≤1)이고,
상기 k는 실제발생 된 빛의 세기의 거리에 따른 감소율이며,
상기 d(cm)는 실제 빛의 발생위치로부터 광섬유 까지의 거리이다.
According to clause 9,
Chemiluminescence spectrometry for evaluating the behavior of reactive oxygen species, characterized in that the calculation is calculated according to the following equation 1.
[Calculation Formula 1]
Amount of reactive oxygen species produced (μM) = α Х Amount of luminol reaction (μM) = α´(μM/μW) Х Intensity of actual light generated (μW).
In the calculation formula 1 above, the intensity of the actually generated light (μW) = the intensity of the measured light (μW) Х e (k*d) ,
The α is the reaction constant (1≤α) between the amount of reactive oxygen species produced and the reaction amount during the luminol reaction,
The α´(μM/μW) is the reaction constant (α´≤1) between the amount of reactive oxygen species produced during luminol reaction and the actual luminescence intensity,
The k is the rate of decrease according to distance of the intensity of the actually generated light,
The d(cm) is the distance from the actual light generation location to the optical fiber.
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