KR102669554B1 - 액체시료 분석 전처리 장치, 및 이를 포함하는 액체시료 자동측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적은 양의 시료 및 시약을 사용하여 빠른 시간에 높은 정확도와 정밀도의 분석이 가능하고, 카트리지 형태로 교체가 용이하며, 현장에서 신속하게 검출할 수 있는 액체시료 자동측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체시료 분석 전처리 장치는 시약과 시료가 수용되는 가열 반응기, 상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기, 및 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체시료 분석 전처리 장치는 시약과 시료가 수용되는 가열 반응기, 상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기, 및 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 액체 시료 내 관심물질을 분석이 가능한 형태로 전환하기 위한 액체시료 분석 전처리 장치 및 이를 포함하는 자동측정장치에 관한 것이다.
액체 시료의 분석은 시료 및 시약의 주입, 화학 반응, 신호 검출, 폐액 배출, 세척 등의 과정을 거친다. 분석의 높은 정확도와 정밀도를 얻기 위해서는 상기한 일련의 과정을 자동으로 수행할 수 있는 장치가 요구된다.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 적은 양의 시료 및 시약을 사용하여 빠른 시간에 높은 정확도와 정밀도의 분석이 가능하고, 카트리지 형태로 교체가 용이하며, 현장에서 신속하게 검출할 수 있는 액체시료 분석 전처리 장치 및 액체시료 자동측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체시료 분석 전처리 장치는 시약과 시료가 수용되는 가열 반응기, 상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기, 및 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 액체시료 분석 전처리 장치는 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기를 연결하는 커넥터를 더 포함하고, 상기 필터는 상기 커넥터 내부에 설치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 커넥터에는 상기 가열 반응기 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 이송 튜브의 하단은 상기 시료와 상기 시약의 혼합물의 상면보다 더 높게 위치할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 수용 용기에는 시약이 수용되고, 상기 필터는 상기 시약의 이동을 방해하는 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 가열 반응기의 외주면에는 시료 또는 시약의 주입을 위한 주입부가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 주입부는 주입홀을 막으며 탄성을 갖는 연질 마개로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 액체 시료 자동 측정장치는 시약의 유입을 위한 복수의 유입구와 상기 유입구에 설치되어 상기 시약과 세척액의 이동을 제어하는 밸브를 포함하는 매니폴드, 상기 매니폴드와 연결되며 시료를 공급받는 가열 반응기와 상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기와 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터를 포함하는 액체시료 분석 전처리 장치, 및 상기 액체시료 분석 전처리 장치에서 시료를 전달받아 검출하는 검출기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 검출기는 상기 수용 용기와 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 검출기는 상기 가열 반응기와 인접하게 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치는 필터를 포함하여 압력 변화에 따라 가열 반응기에 수용된 유체를 수용 용기로 이동시킬 수 있다. 또한, 카트리지 형태의 액체시료 분석 전처리 장치를 이용하여 간단하게 교체할 수 있을 뿐만 아니라, 드론 등을 활용하여 현장에서 수질 분석을 수행할 수 있다.
또한, 가열 반응기와 수용 용기 간의 유체 이송을 위한 펌프, 밸브 등의 부품 사용을 최소화함으로써, 상기 가열 반응기와 수용 용기 간의 거리를 단거리로 하여 분석시간을 단축할 수 있다.
또한, 탁한 시료를 분석할 경우 가열에 의한 전처리 반응, 가열된 유체의 필터 통과 과정을 통해 탁도 보정을 위한 추가적인 장치 없이 관심물질의 정확하고 정밀한 분석이 가능하다.
또한, 이송 튜브를 통해 정량의 가열된 유체를 수용 용기로 이송할 수 있다.
또한, 가열된 유체가 압력 변화에 의해 수용 용기로 이송됨에 따라, 별도의 유체 혼합 장치 없이 상기 수용 용기에 저장된 시약과 쉽게 혼합이 가능하다.
또한, 상기 수용 용기에서 화학 반응 또는 신호 검출을 완료한 유체를 냉각에 의해 가열 반응기로 회수하는 과정에서 필터의 역세척이 가능하다.
또한, 가열 반응기와 수용 용기의 시료, 시약 주입부 및 덮개로 사용되는 탄성을 갖는 연질 마개는 니들이 관통 후 제거되면 가열 반응 중 유체의 유출을 방지할 수 있다.
또한, 상기 연질 마개는 분석 전과 후에 가열 반응기 또는 수용 용기에 저장된 유체의 외부로의 유출을 방지할 수 있어 안전한 보관 및 사용이 가능하다.
또한, 상기 연질 마개는 니들을 관통하여 유체의 주입, 배출이 가능함에 따라 상기한 가열 반응기와 수용 용기에 유체의 주입, 배출을 위한 튜브와의 연결이 불필요하다. 따라서 카트리지로의 적용이 용이하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 가열 반응기에 혼합 유체가 수용된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 수용 용기로 혼합 유체가 이동한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 가열 반응기에 혼합 유체가 수용된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 수용 용기로 혼합 유체가 이동한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치(100)는 매니폴드(110), 펌프(121), 액체시료 분석 전처리 장치(201), 제1 유로(141), 제2 유로(142), 시료 유로(146), 배출 유로(145), 검출부(230)를 포함할 수 있다.
매니폴드(110)는 시약, 세척액, 공기 등의 유체의 흐름을 제어한다. 매니폴드(110)에는 시약의 유입을 위한 복수의 유입구(113)가 설치되며, 각각의 유입구(113)에는 유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브(114)가 설치될 수 있다. 매니폴드(110)에는 직선으로 길게 이어진 내부 통로(112)가 형성되며, 내부 통로(112)에는 복수의 유입구(113)가 연결된다.
각각의 유입구(113)들에는 솔레노이드 밸브(114)가 설치되며, 솔레노이드 밸브(114)의 개방 시간에 의하여 시약의 유입량이 제어될 수 있다. 솔레노이드 밸브(114)의 개방시간은 0.001초로 짧게 조절될 수 있으며, 이에 따라 종래에 비하여 시약의 유량이 현저히 정밀하게 제어될 수 있다.
펌프(121)에 의하여 공기 유입구를 통해서 공기가 유입될 수 있는데, 펌프(121)에 의하여 음압이 형성될 수 있으며, 이를 통해서 공기가 매니폴드(110)로 흡입될 수 있다. 유입된 공기는 시약 및 시료를 액체시료 분석 전처리 장치(201), 또는 검출기(230)로 밀어낼 수 있다. 이에 따라 공기에 의하여 시약 및 시료의 공급량이 제어될 수 있다.
제1 유로(141)와 연결된 부분을 전방이라 할 때, 공기 유입구는 매니폴드(110)에서 제일 후방에 위치할 수 있다. 이에 따라 시약 및 시료가 공급된 후에 공기를 이용하여 제1 유로(141)에 잔류하는 시약 및 시료를 모두 밀어 낼 수 있다.
제1 유로(141)는 매니폴드(110)와 연결된 관으로 이루어지며, 시약 및 시료를 액체시료 분석 전처리 장치(201)로 전달한다. 펌프(121)는 제1 유로(141)에 연결 설치되어 2 방향으로 액체를 이동시킬 수 있다. 펌프(121)는 연동 펌프로 이루어질 수 있으며, 이에 따라 펌프(121) 내부가 시료 및 시약에 의하여 오염되는 것을 방지하고 시료 및 시약의 투입양을 정밀하게 제어할 수 있다.
시료 유로(146)는 제1 유로(141)에 연결 설치되되, 펌프(121)와 매니폴드(110) 사이에서 제1 유로(141)에 연결 설치된다. 시료 유로(146)는 3방향 밸브(151)를 매개로 제1 유로(141)에 연결되며 채수한 액체 상태의 시료를 제1 유로(141)로 전달한다. 시료 유로(146)는 시료가 저장된 수조(149)와 연결되어 시료를 공급할 수 있다.
제2 유로(142)는 제1 유로(141)와 연결되어 제1 유로(141)에서 전달된 시약을 수용 용기(220)로 공급한다. 시약은 발색 시약 등으로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 시약은 다양한 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 유로(141)에는 가열 반응기(210)에서 잔류하는 용액을 배출시키는 배출 유로(145)가 연결될 수 있다. 또한, 가열 반응이 종료된 이후에 가열 반응기(210)에는 세척액이 주입될 수 있는데, 가열 반응기(210)의 세척에 사용된 세척액은 배출 유로(145)를 통해서 배출될 수 있다.
액체시료 분석 전처리 장치(201)는 시료를 가열하는 가열 반응기(210), 가열된 시료를 수용하는 수용 용기(220), 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하는 커넥터(250)를 포함할 수 있다.
가열 반응기(210)는 제1 유로(141)와 연결되어 제1 유로(141)에서 시약 및 시료를 전달받는다. 시약 및 시료는 가열 반응기(210) 내에서 혼합될 수 있다. 펌프(121)를 통해서 가열 반응기(210)로 유입된 공기는 시약 및 시료들을 혼합할 수 있다.
가열 반응기(210)에는 히터(161)가 설치될 수 있으며, 히터(161)는 열선, 유도가열 코일, 자외선 조사수단, 적외선 조사수단 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 가열 반응기는 시료 및 시약을 수용하는 관 형상으로 이루어지며, 광투과성을 갖는 내열 유리, 폴리머, 금속, 세라믹 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
가열 반응기(210)에는 시료의 주입을 위한 주입부(212)가 형성되며, 주입부(212)는 주입홀을 막는 마개로 이루어질 수 있다. 또한, 주입부(212)를 통해서 시약이 주입될 수도 있다.
마개는 탄성을 갖는 연질 마개로 이루어질 수 있다. 이에 따라 주사기 등으로 마개를 관통하여 시료를 주입할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 주입부(212)는 튜브와 밸브로 이루어지거나, 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
주입부(212)는 가열 반응기(210)의 둘레면에 형성될 수 있으며, 히터 보다 더 상부에 위치할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라 시료는 제1 유로(141)를 통해서 공급될 수 있을 뿐만 아니라 주입부(212)를 통해서 공급될 수도 있다.
커넥터(250)는 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하며, 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용 용기(220)로 전달한다. 커넥터(250)는 가열 반응기(210)에 삽입되는 하부 돌기(251)와 수용 용기(220)에 삽입되는 상부 돌기(252)를 포함할 수 있다.
커넥터(250)에는 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터(253)가 설치될 수 있다. 필터(253)는 소수성 또는 친수성으로 이루어질 수 있으며, 수용 용기(220)에 수용되는 시약의 성상과 반대 성상을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어 수용 용기(220)에 저장된 시약이 친수성을 가지면 필터(253)는 소수성을 갖는 소재를 포함할 수 있다. 또한, 수용 용기(220)에 수용되는 시약이 소수성을 가지면 필터(253)는 친수성을 갖는 소재를 포함할 수 있다. 이에 따라 수용 용기(220)에 저장된 시약은 필터(253)를 통과하지 못하고, 시료와 시약의 혼합물인 유체는 필터(253)를 통과할 수 있다.
커넥터(250)에는 내부를 관통하는 연결통로(254)가 형성되며, 필터(253)는 연결통로 사이에 위치할 수 있다. 한편, 커넥터(250)에는 가열 반응기(210) 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브(256)가 설치될 수 있다. 이송 튜브(256)는 연결통로(254)와 연결되어 가열 반응기(210) 내부에서 가열된 유체를 빨아들인다.
이송 튜브(256)의 하단이 시료의 표면보다 더 높게 위치하고, 밀폐된 상태에서 가열된 액체 시료의 부피가 팽창하여 수위가 상승하면 액체 상태의 유체가 이송 튜브(256)를 통해서 이동할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 이송 튜브(256)의 하단은 시료의 표면보다 더 낮게 위치할 수도 있다.
수용 용기(220)는 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용한다. 수용 용기(220)는 내부 공간을 갖는 원통 형상으로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 수용 용기(220)는 내부에 유로를 갖는 미세 유체칩으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 수용 용기(220) 내부에 형성된 유로에는 액상 또는 고상의 시약이 내장될 수 있다.
수용 용기(220)에는 발색 시약 등의 시약이 수용될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 시료 자체가 색상을 갖는 경우 또는 전극을 이용하여 농도를 측정하는 경우에는 발색 시약이 생략될 수 있다. 수용 용기(220)의 높이는 가열 반응기(210)의 높이보다 더 낮게 형성될 수 있다.
수용 용기(220)는 상부에 설치된 덮개(223)를 포함하며, 덮개(223)에는 감압 라인(147)과 제2 유로(142)가 연결된다. 감압 라인(147)에는 수용 용기(220) 내부의 압력을 제어하기 위한 감압 밸브(148)가 설치될 수 있다.
검출부(230)는 수용 용기(220)와 인접하게 설치되어 검출대상 물질의 농도를 검출한다. 검출부(230)는 빛을 조사하는 광원(231)과 빛의 세기를 측정하는 광검출기(232)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 검출부(230)는 흡광법, 형광법, 전기화학법 등 다양한 방법으로 검출대상 물질의 농도를 검출할 수 있으며 본 발명은 검출부의 구성에 대해서 제한하지 않는다.
가열 반응기(210)로 시료 및 시약이 주입되면 히터(161)가 시료 및 시약의 혼합 유체를 가열할 수 있다. 혼합 유체가 가열되면 가열 반응기(210) 내부의 압력이 상승하며, 밀폐된 공간에서 일정 온도 이상으로 혼합 유체가 가열되면 혼합 유체의 부피가 팽창한다. 혼합 유체의 부피가 팽창하여 혼합 유체의 수위가 이송 튜브(256)의 하단 보다 상승한 후에, 수용 용기(220)와 연결된 감압 밸브(148)가 개방되면 가열 반응기(210)에 수용된 혼합 유체는 이송 튜브(256)를 통해서 액체 상태로 수용 용기(220)로 이동하며, 필터(253)를 통과하여 상승할 수 있다.
혼합 유체가 상승하면 수용 용기(220) 내부에서 시약과 혼합 유체가 반응할 수 있으며, 반응에 의하여 혼합 유체가 발색될 수 있다. 혼합 유체의 발색이 이루어지면 검출부(230)에 의하여 이용하여 혼합 용액에 포함된 검출대상 물질의 농도가 검출될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 압력의 변화에 따라 유체를 이동시키는 필터(253)가 설치되어 가열 반응기(210) 내부의 압력이 상승한 후에 감압 밸브(148)가 개방될 때, 가열 반응기(210) 내부에 수용된 유체가 수용 용기(220)로 용이하게 이동할 수 있다. 또한, 필터(253)가 설치되어 이물질이 수용 용기로 이동하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상부에 위치하는 유체가 하부로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이송 튜브(256)를 포함하여 가열 반응기(210) 내부의 압력이 상승할 때 액체 상태의 시료와 시약 혼합 유체도 용이하게 이동시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 가열 반응기에 혼합 유체가 수용된 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치의 수용 용기로 혼합 유체가 이동한 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치(310)는 액체시료 분석 전처리 장치(202)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
액체시료 분석 전처리 장치(202)는 별도의 튜브가 연결되지 않으며, 카트리지 형태로 이루어질 수 있다. 액체시료 분석 전처리 장치(202)는 히터(320)가 설치된 액체시료 자동측정장치(310)에 삽입되어 장착될 수 있다.
액체시료 분석 전처리 장치(202)는 드론 등 이동 가능한 수단에 장착될 수 있다. 액체시료 분석 전처리 장치(202)가 드론에 장착되면 드론이 현장으로 이동하여 시료를 채취하고, 현장에서 수질을 분석할 수 있다.
액체시료 분석 전처리 장치(202)는 시료를 가열하는 가열 반응기(210), 가열된 시료를 수용하는 수용 용기(220), 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하는 커넥터(250)를 포함할 수 있다.
가열 반응기(210)는 시약과 시료를 수용하며, 시약 및 시료는 가열 반응기(210) 내에서 혼합될 수 있다. 가열 반응기(210)는 시료 및 시약을 수용하는 관 형상으로 이루어지며, 광투과성을 갖는 내열 유리, 플라스틱, 금속, 세라믹 등으로 이루어질 수 있다.
가열 반응기(210)는 시료가 주입된 상태로 액체시료 자동측정장치(310)에 삽입될 수 있으며, 액체시료 자동측정장치(310)에 삽입된 후에 시료가 주입될 수 있다.
가열 반응기(210)에는 시료의 주입을 위한 주입부(212)가 형성되며, 주입부(212)는 주입홀을 막는 마개로 이루어질 수 있다. 주입부(212)는 탄성을 갖는 연질 마개로 이루어질 수 있다. 이에 따라 주사기 등으로 주입부(212)를 관통하여 시료를 주입할 수 있다. 이때, 주사기는 시료의 주입을 위한 주입 니들(262) 과 공기의 배출을 위한 배출 니들(263)을 포함할 수 있다.
주입부(212)는 가열 반응기의 둘레면에 형성될 수 있으며, 히터(320) 보다 더 상부에 위치할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
커넥터(250)는 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하며, 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용 용기(220)로 전달한다. 커넥터(250)는 가열 반응기(210)에 삽입되는 하부 돌기(251)와 수용 용기(220)에 삽입되는 상부 돌기(252)를 포함할 수 있다.
커넥터(250)에는 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터(253)가 설치될 수 있다. 필터(253)는 멤브레인 형태로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 블럭, 플레이트, 관 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 필터(253)는 소수성 또는 친수성으로 이루어질 수 있으며, 수용 용기(220)에 수용되는 시약의 성상과 반대 성상을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 즉, 필터(253)은는 시약의 이동을 방해하는 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어 수용 용기(220)에 수용되는 시약이 친수성을 가지면 필터는 소수성을 갖는 소재를 포함할 수 있다. 또한, 수용 용기(220)에 수용되는 시약이 소수성을 가지면 필터는 친수성을 갖는 소재를 포함할 수 있다. 이에 따라 수용 용기(220)에 저장된 시약 필터를 통과하지 못하고, 시료와 시약의 혼합물인 유체는 필터를 통과할 수 있다.
커넥터(250)에는 내부를 관통하는 연결통로(254)가 형성되며, 필터(253)는 연결통로(254) 사이에 위치할 수 있다. 한편, 커넥터(250)에는 가열 반응기(210) 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브(256)가 설치될 수 있다. 이송 튜브(256)는 연결통로(254)와 연결되어 가열 반응기(210) 내부에서 가열된 유체를 빨아들인다. 이송 튜브(256)의 하단은 시료와 시약의 혼합물의 상면보다 더 높게 위치하며, 밀폐된 상태에서 가열된 액체 시료의 부피가 팽창하여 수위가 이송 튜브(256)의 하단보다 더 상승하면 액체 상태의 유체가 이송 튜브(256)를 통해서 이동할 수 있다.
수용 용기(220)는 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용한다. 수용 용기(220)는 상부에 설치된 덮개(223)를 포함하며, 덮개(223)는 탄성을 갖는 고무, 실리콘, 합성수지 등으로 이루어질 수 있다. 감압을 위한 감압 니들(261)이 덮개(223)를 관통하여 수용 용기(220) 내부의 압력이 조절될 수 있다.
검출부(234)는 수용 용기(220) 내부에 설치된 전극으로 이루어지며, 전극에 의하여 시료에 포함된 검출대상 물질의 농도가 검출될 수 있다.
시약이 수용된 가열 반응기(210)를 히터(320)가 설치된 액체시료 자동측정장치(310)에 설치한 후, 주입부(212)를 통해서 시료가 주입되면 히터(320)가 시료 및 시약의 혼합 유체를 가열할 수 있다. 혼합 유체가 가열되면 가열 반응기(210) 내부의 압력이 상승하며, 밀폐된 공간에서 혼합 유체가 가열되면 혼합 유체의 부피가 팽창하고 혼합 유체의 수위가 이송 튜브(256)의 하단보다 더 상승할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 감압 니들(261)에 의하여 수용 용기(220)가 대기압과 연결되면 이송 튜브(256)를 통해서 액체 상태의 유체가 수용 용기(220)로 이동하며, 필터(253)를 통과하여 상승할 수 있다. 수용 용기(220)에 혼합 유체가 수용되면 검출부(234)에 의하여 시료에 포함된 검출대상 물질의 농도가 검출될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치에 대해서 설명한다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체시료 분석 전처리 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치(330)는 액체시료 분석 전처리 장치(203)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
액체시료 분석 전처리 장치(203)는 카트리지 형태로 이루어지며, 히터(320)가 설치된 자동측정장치(330)에 삽입되어 장착될 수 있다.
액체시료 분석 전처리 장치(203)는 시료를 가열하는 가열 반응기(210), 가열된 시료를 수용하는 수용 용기(220), 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하는 커넥터(250)를 포함할 수 있다.
가열 반응기(210)는 시약과 시료를 수용하며, 시약 및 시료는 가열 반응기(210) 내에서 혼합될 수 있다. 가열 반응기(210)는 시료 및 시약을 수용하는 관 형상으로 이루어지며, 광투과성을 갖는 내열 유리, 또는 플라스틱, 금속, 세라믹 등으로 이루어질 수 있다.
가열 반응기(210)는 시료가 주입된 상태로 액체시료 자동측정장치(330)에 삽입될 수 있으며, 액체시료 자동측정장치(330)에 삽입된 후에 시료가 주입될 수 있다.
가열 반응기(210)에는 시료의 주입을 위한 주입부(212)가 형성되며, 주입부(212)는 주입홀을 막는 마개로 이루어질 수 있다. 주입부(212)는 가열 반응기의 둘레면에 형성될 수 있으며, 히터 보다 더 상부에 위치할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
커넥터(250)는 가열 반응기(210)와 수용 용기(220)를 연결하며, 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용 용기(220)로 전달한다. 커넥터(250)는 가열 반응기(210)에 삽입되는 하부 돌기(251)와 수용 용기(220)에 삽입되는 상부 돌기(252)를 포함할 수 있다.
커넥터(250)에는 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터(253)가 설치될 수 있다. 필터(253)는 소수성 또는 친수성으로 이루어질 수 있으며, 수용 용기(220)에 수용되는 시약의 성상과 반대 성상을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
커넥터(250)에는 내부를 관통하는 연결통로(254)가 형성되며, 필터(253)는 연결통로 사이에 위치할 수 있다. 한편, 커넥터(250)에는 가열 반응기(210) 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브(256)가 설치될 수 있다. 이송 튜브(256)는 연결통로(254)와 연결되어 가열 반응기(210) 내부에서 가열된 유체를 빨아들인다. 이송 튜브(256)의 하단은 시료와 시약의 혼합물의 상면보다 더 낮게 위치하여 액체 상태의 시료를 수용 용기(220)로 이동시킬 수 있다.
수용 용기(220)는 가열 반응기(210)에서 가열된 유체를 수용한다. 수용 용기(220)는 상부에 설치된 덮개(223)를 포함하며, 덮개(223)는 탄성을 갖는 고무, 실리콘, 합성수지 등으로 이루어질 수 있다.
검출부(235)는 가열 반응기(210)와 인접하게 설치되며, 광원(236)과 광검출기(237)를 포함할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 검출부(235)는 흡광법, 형광법, 전기화학법 등 다양한 방법으로 검출대상 물질의 농도를 검출할 수 있으며 본 발명은 검출기의 구성에 대해서 제한하지 않는다.
시약이 수용된 가열 반응기(210)를 히터가 설치된 액체시료 자동측정장치(330)에 설치한 후, 주입부(212)를 통해서 시료가 주입되면 히터(320)가 시료 및 시약의 혼합 유체를 가열할 수 있다. 혼합 유체가 가열되면 가열 반응기(210) 내부의 압력이 상승하며, 밀폐된 공간에서 혼합 유체가 가열되면 혼합 유체의 부피가 팽창한다. 이후에 수용 용기(220)가 대기압과 연결되면 이송 튜브(256)를 통해서 액체 상태의 유체가 수용 용기(220)로 이동하며, 필터(253)를 통과하여 상승할 수 있다.
상부로 이동한 혼합 유체는 수용 용기(220) 내부에 저장된 시약과 반응할 수 있다. 이후에 가열 반응기(210)가 냉각되면 가열 반응기(210) 내부의 압력이 대기압보다 낮아져 시료는 다시 수용 용기(220)에서 가열 반응기(210)로 이동한다. 검출부(235)는 수용 용기(220)에서 가열 반응기(210)로 이동한 시료에서 검출 대상 물질의 농도를 측정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치에 대해서 설명한다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
본 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치(401)는 이송 테이블(410)을 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
액체시료 자동측정장치(401)는 이송 테이블(410), 액체시료 전처리 반응장치(202), 검출부(230)를 포함할 수 있다.
이송 테이블(410)은 원형 또는 타원형으로 이루어지며, 이송 테이블(410)에는 복수의 액체시료 전처리 반응장치(202)가 설치될 수 있다. 이송 테이블(410)은 액체시료 전처리 반응장치(202)를 원형 또는 타원형 트랙을 따라 이동시킬 수 있다.
검출부(230)는 광원(231)과 광검출기(232)를 포함하며, 광원(231)과 광검출기(232)는 이송 테이블(410)에서 전처리 반응장치(202)를 사이에 두고 이격된다. 복수의 전처리 반응장치(202)는 이송 테이블(410)에 의하여 이동하면서 검출부(230)에 의하여 농도가 측정될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 복수의 액체시료 전처리 반응장치(202)에 수용된 시료가 이동하면서 검출부(230)에 의하여 농도가 신속하게 측정될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치를 위에서 본 도면이다.
본 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치(402)는 이송 테이블(420)을 제외하고는 상기한 제4 실시예에 따른 액체시료 자동측정장치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
액체시료 자동측정장치(402)는 이송 테이블(420), 액체시료 전처리 반응장치(202), 검출부(230)를 포함할 수 있다.
이송 테이블(420)은 직선으로 이루어지며, 이송 테이블(420)에는 복수의 액체시료 전처리 반응장치(202)가 설치될 수 있다. 이송 테이블(410)은 액체시료 전처리 반응장치(202)를 직선형 트랙을 따라 이동시킬 수 있다.
검출부(230)는 광원(231)과 광검출기(232)를 포함하며, 광원(231)과 광검출기(232)는 이송 테이블(410)에서 전처리 반응장치(202)를 사이에 두고 이격된다. 복수의 전처리 반응장치(202)는 이송 테이블(410)에 의하여 이동하면서 검출부(230)에 의하여 농도가 측정될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 복수의 액체시료 전처리 반응장치(202)에 수용된 시료가 이동하면서 검출부(230)에 의하여 농도가 신속하게 측정될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100, 310, 330, 401, 402: 액체시료 자동측정장치
110: 매니폴드
112: 내부 통로
113: 유입구
114: 밸브
121: 펌프
141: 제1 유로
142: 제2 유로
145: 배출 유로
146: 시료 유로
147: 감압 라인
148: 감압 밸브
161: 히터
201, 202, 203: 액체시료 분석 전처리 장치
210: 가열 반응기
212: 주입부
220: 수용 용기
223: 덮개
230, 234: 검출부
231, 236: 광원
232, 237: 광검출기
250: 커넥터
251: 하부 돌기
252: 상부 돌기
253: 필터
254: 연결통로
256: 이송 튜브
261: 감압 니들
262: 주입 니들
263: 배출 니들
410, 420: 이송 테이블
110: 매니폴드
112: 내부 통로
113: 유입구
114: 밸브
121: 펌프
141: 제1 유로
142: 제2 유로
145: 배출 유로
146: 시료 유로
147: 감압 라인
148: 감압 밸브
161: 히터
201, 202, 203: 액체시료 분석 전처리 장치
210: 가열 반응기
212: 주입부
220: 수용 용기
223: 덮개
230, 234: 검출부
231, 236: 광원
232, 237: 광검출기
250: 커넥터
251: 하부 돌기
252: 상부 돌기
253: 필터
254: 연결통로
256: 이송 튜브
261: 감압 니들
262: 주입 니들
263: 배출 니들
410, 420: 이송 테이블
Claims (9)
- 시약과 시료가 수용되는 가열 반응기;
상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기; 및
상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터;
를 포함하며,
상기 가열 반응기와 상기 수용 용기를 연결하는 커넥터를 더 포함하고,
상기 수용 용기에는 감압 밸브가 연결되고,
상기 커넥터에는 상기 가열 반응기 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브가 설치되며, 상기 이송 튜브는 상기 커넥터에서 상기 가열 반응기의 내부로 돌출되고,
상기 필터는 상기 수용 용기의 압력이 상기 가열 반응기의 압력보다 더 낮을 때 상기 가열 반응기에 저장된 유체를 상기 수용 용기로 이동시키는 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 필터는 상기 커넥터 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 삭제
- 제2 항에 있어서,
상기 이송 튜브의 하단은 상기 시료와 상기 시약의 혼합물의 상면보다 더 높게 위치하는 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 수용 용기에는 시약이 수용되고, 상기 필터는 상기 시약의 이동을 방해하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 이송 튜브는 상기 가열 반응기의 외주면에는 시료 또는 시약의 주입을 위한 주입부가 형성된 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 주입부는 주입홀을 막으며 탄성을 갖는 연질 마개로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 제1 항, 제2 항, 제4 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체시료 분석 전처리 장치는 카트리지 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 액체 시료 분석을 위한 액체시료 분석 전처리 장치. - 시약의 유입을 위한 복수의 유입구와 상기 유입구에 설치되어 상기 시약과 세척액의 이동을 제어하는 밸브를 포함하는 매니폴드;
상기 매니폴드와 연결되며 시료를 공급받는 가열 반응기, 상기 가열 반응기에서 가열된 유체를 수용하는 수용 용기, 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기 사이에 배치되며 압력 변화에 따라 유체를 통과시키는 필터를 포함하는 액체시료 분석 전처리 장치; 및
상기 액체시료 분석 전처리 장치에서 시료를 전달받아 검출하는 검출기;
를 포함하며,
상기 액체시료 분석 전처리 장치는 상기 가열 반응기와 상기 수용 용기를 연결하는 커넥터를 더 포함하고, 상기 수용 용기에는 감압 밸브가 연결되고,
상기 커넥터에는 상기 가열 반응기 내부에 수용된 유체를 이동시키는 이송 튜브가 설치되며, 상기 이송 튜브는 상기 커넥터에서 상기 가열 반응기의 내부로 돌출되고,
상기 필터는 상기 수용 용기의 압력이 상기 가열 반응기의 압력보다 더 낮을 때 상기 가열 반응기에 저장된 유체를 상기 수용 용기로 이동시키는 것을 특징으로 하는 액체 시료 자동 측정장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230120547A KR102669554B1 (ko) | 2023-09-11 | 2023-09-11 | 액체시료 분석 전처리 장치, 및 이를 포함하는 액체시료 자동측정장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020230120547A KR102669554B1 (ko) | 2023-09-11 | 2023-09-11 | 액체시료 분석 전처리 장치, 및 이를 포함하는 액체시료 자동측정장치 |
Publications (1)
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| KR102669554B1 true KR102669554B1 (ko) | 2024-05-27 |
Family
ID=91332125
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| KR (1) | KR102669554B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343220A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Toray Ind Inc | 生体成分含有溶液の前処理方法および分析溶液精製方法 |
| KR102401980B1 (ko) * | 2021-09-13 | 2022-05-25 | 마이크로어낼리시스 (주) | 액체 시료 분석을 위한 기체 흡수 전처리 장치, 이를 포함하는 액체 시료 자동측정장치 |
| KR102415770B1 (ko) * | 2021-12-08 | 2022-07-04 | 마이크로어낼리시스 (주) | 액체 시료 내 관심물질을 기체로 전환하는 화학 반응기, 및 이를 포함하는 자동측정장치 |
-
2023
- 2023-09-11 KR KR1020230120547A patent/KR102669554B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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| KR102415770B1 (ko) * | 2021-12-08 | 2022-07-04 | 마이크로어낼리시스 (주) | 액체 시료 내 관심물질을 기체로 전환하는 화학 반응기, 및 이를 포함하는 자동측정장치 |
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