KR20000031934A - Automatic water toxicant measuring instrument using immobilized photogenic microorganism - Google Patents

Automatic water toxicant measuring instrument using immobilized photogenic microorganism Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An automatic water toxicant measuring instrument is provided which measures the light emission of photogenic microorganisms induced by toxicants, in which pretreatment of photogenic microorganisms is not involved so, the apparatus measures water toxicant easily and economically. CONSTITUTION: An instrument for measuring water toxicant using photogenic microorganisms comprises the following parts: 1) a stage driving part consisting of plural vials(21) which contains test samples and immobilized microorganisms, a movable X-Y stage(23), a sub-driver(24) connected to the stage, and a controller(25) connected to the sub-driver for controlling the position of the stage; 2) a sample supplying part consisting of a sample inlet(26), a test sample storage plant(28), of which one side is connected to an automatic sample collector(27) and other side is connected to an outlet of water(29), and a sample inlet controller(30) connected to the sample inlet; 3) a luminescence intensity measuring part; and an arithmetic and control part. Immobilized microorganisms are as follows; Photogenic microorganisms such as Photo bacterium phosphoreum, Vibrio fischeri, or recombinant microorganisms with lux gene are immobilized on porous matrix such as sodium alginate, strontium alginate, cappa-carrageenan, polyacrylamide, cellulose or agarose. Sample water is sequentially added to aligned vials containing immobilized photogenic microorganism and the difference of luminescence intensity is measured by luminescence dosimeter before and after the sample injection.

Description

고정화된 발광미생물을 이용한 수질독성 자동측정장치Automatic Water Toxicity Measurement Device Using Immobilized Luminescent Microorganisms

본 발명은 생물학적 방법에 의한 물질 측정방법 및 이를 위한 장치, 더욱 자세하게는 발광미생물을 이용한 독성물질 자동 측정을 위한 방법 및 이를 위한 자동조기경보장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a substance by a biological method and an apparatus therefor, more particularly, a method for automatically measuring a toxic substance using a luminescent microorganism and an automatic early warning device therefor.

본 발명에 따른 독성물질 측정방법 및 이를 위한 자동경보장치는 긴급 수질오염사고에 신속한 경보시스템으로 작동하는 이외에도 상수원 보호구역에 설치하여 민간업체 및 시설의 무단 방류에 대처하며, 군사보호구역에 설치하여 적성국의 생화학적 무기의 사용여부를 신속하게 판단한다. 또한 하수처리장 및 폐수처리장의 생물학적 독성도를 규제할 수 있으며 음용수의 취수원에 오염물질 유입여부를 신속하게 판단하는데 사용한다. 특히 수계의 독성물질을 감지하여 경보함으로써 최근 심각한 환경오염문제를 예방 및 해결하는 중요한 수단이 될 수 있다.The method for measuring toxic substances according to the present invention and the automatic alarm device for the same are installed in a water supply protection zone in addition to operating as a rapid alarm system in an emergency water pollution accident, and cope with unauthorized discharge of private companies and facilities, and installed in a military protection zone. Quickly determine if hostile biochemical weapons are used. It can also regulate the biological toxicity of sewage and wastewater treatment plants and use it to quickly determine whether contaminants enter the drinking water intake. In particular, it can be an important means to prevent and solve the recent serious environmental pollution problem by detecting and alarming toxic substances in water system.

최근 여러 가지 환경문제의 하나인 수질오염문제를 개선하기 위해서 수질환경에 관련된 기술들은 많은 발전을 거듭하고 있지만 아직도 상수원수, 하천수, 호수를 비롯하여 폐수, 하수 등 수계의 오염도는 심각하며 폐수 유출 등 돌발적인 환경사고에 대한 대비 및 수질감시의 필요성이 날로 증가하고 있으며 이와 같은 피해를 막을 수 있는 수질독성 측정장치의 개발의 필요성은 크다.In order to improve the water pollution problem, which is one of various environmental problems, technologies related to the water environment have been developed a lot, but the pollution of water systems such as water supply, river water, lakes, wastewater, and sewage is serious, and outbreaks such as wastewater leakage The necessity of preparing for environmental accidents and monitoring of water quality is increasing day by day, and there is a great need for the development of a water toxicity measurement device that can prevent such damage.

폐수 유출 및 기타 독성물질의 수계 유입을 조기에 측정하여 경보하는 장치는 많은 연구자에 의해 개발되어 왔으며, 수질독성을 감시하는 종래의 방법으로는 화학적 수질 독성 감시장치와 생물학적 수질독성 감시장치가 있다. 화학적 수질독성 감시는 수계에서 발생가능한 수많은 물질들에 의해 제한을 받으며 몇몇 물질만을 판명할 수 있으며 극히 소수의 물질만이 정량적으로 분석된다. 이와같은 화학적 분석방법에는 상당히 고가의 기자재와 숙련된 관련기술의 습득이 필요하다. 또한 화학적 조건이 지속적으로 변화하는 흐르는 물은 급속한 간섭을 필요로 하는 상황에서 발생할 수 있는 각각의 물 형태의 기능과 사용에 의하므로 만족성이 더욱 떨어지는 문제점이 있다.Devices for early measurement and warning of wastewater outflows and other inflows of toxic substances in water have been developed by many researchers. Conventional methods for monitoring water toxicity include chemical water toxicity monitors and biological water toxicity monitors. Chemical water toxicity monitoring is limited by the number of substances that can occur in aquatic systems and can only identify a few substances, with very few substances being quantitatively analyzed. Such chemical analytical methods require the acquisition of quite expensive equipment and skilled related technologies. In addition, the flowing water in which the chemical conditions are constantly changing is less satisfactory because of the use and function of each type of water that can occur in a situation requiring rapid interference.

화학적 수질독성 감시을 보완하는 시스템의 개발을 위해 생물학적 수질독성 감시의 개발이 계속되어 왔다. 종래의 대표적인 생물학적 수질독성 감시 방법은 물고기를 이용한 수질독성 감시 방법과 물벼룩을 이용한 수질 독성 감시 방법이 있다. 이중 특히 생물경보장치는 하천수, 하수처리장, 폐수처리장 등에 설치된다. 하천수의 경우 폐수배출시설로부터의 오염물질 유입과 돌발사고에 대한 피해의 방지 및 하천수의 감시를 목적으로 설치되며, 하수처리장에는 오염물질이 많이 존재하며 그 배수권역에 산업시설이 있는 경우는 오염도가 더욱 심각하다. 또한 많은 하수처리장에는 폐수 또는 폐기물 매립장에서 발생하는 침출수를 함께 처리하고 있기 때문에 생물경보장치을 설치하여 수질을 감시할 필요성이 더욱 크다고 할 수 있다. 외국에서는 폐수배출시설에도 생물경보장치를 설치하고 있다.The development of biological water toxicity monitoring has continued to develop systems that complement chemical water toxicity monitoring. Representative biological water quality monitoring methods of the related art include water quality monitoring method using fish and water toxicity monitoring method using daphnia. In particular, biological alarm devices are installed in river water, sewage treatment plants, and wastewater treatment plants. In case of river water, it is installed to prevent the inflow of pollutants from the wastewater discharge facility and damage from sudden accidents and to monitor the river water.In the case of the sewage treatment plant, there are many pollutants. More serious. In addition, many sewage treatment plants are treating wastewater or leachate from landfills, so it is more necessary to monitor the water quality by installing a biological alarm system. Overseas, biological alarm systems are also installed in wastewater discharge facilities.

한편, 수질오염 감시망은 호수 및 하천 수질의 유지와 회복을 위한 효율적인 수질감시 및 수질관리 체계를 수립하기 위해 구축되며, 크게 자동감시망과 수동감시망으로 나눌 수 있다. 수동 감시망은 대상수역에서 일정한 기간별로 정해진 위치에서 시료를 채취하여 실험실에서 분석하는 방법을 의미하며, 자동감시망은 연속적으로 채취된 시료가 측정기기로 옮겨져 자동적으로 분석된 후 그 측정치가 정보처리장치에 의해 처리되는 방법을 말한다. 수질오염 자동감시망은 다수의 항목에 관해 자동적으로 연속적인 측정치를 얻을 수 있기 때문에 대상 수역의 돌발적인 수질오염에 대해 신속하고 합리적인 대응을 하는데 큰 도움이 된다. 수질오염 감시를 위한 수질자동 측정방법은 일관성, 신속성, 연속성 있는 측정으로 수질사고등에 대처할 수 있는 자료를 축적할 수 있게 하고 또한 수자원의 수질관리효과를 높이기 위해 필요하다.On the other hand, the water pollution monitoring network is established to establish an efficient water quality monitoring and water quality management system for maintaining and restoring lake and river water quality, and can be divided into automatic monitoring network and manual monitoring network. Passive monitoring network means a method to collect samples at a fixed location in a target water area for analysis in a laboratory, and automatic monitoring network continuously transfers collected samples to a measuring device and analyzes them automatically. Says how it is handled. The automatic water pollution monitoring network can automatically obtain continuous measurements on a large number of items, which is a great help in the rapid and reasonable response to sudden water pollution in the target water area. Automatic water quality measurement method for monitoring water pollution is necessary to accumulate data that can cope with water quality accidents with consistency, promptness, and continuous measurement, and to improve water quality management effect of water resources.

종래의 수질오염 자동감시망중 생물학적 방법으로는 물고기를 이용한 조기경보장치와 물벼룩을 이용한 조기경보장치가 있다. 물고기를 이용한 조기경보장치는 물고기의 물의 흐름을 거슬러 올라가는 성질 즉 역유성을 이용하여 측정하는 장치이다. 유해독성물질이 물유입구(1)를 통하여 유입되면 물고기가 피해를 입게되고 유영성이 떨어지게 된다. 이와 같이 유영성이 떨어진 물고기는 유속을 이기지 못하고 뒤로 밀리게 되나 물고기가 가진 본능으로 인하여 다시 앞으로 나아가고자 꼬리지느러미를 힘차게 움직이게 되는데 이 때 이 꼬리지느러미가 감지센서(3)를 건드리게 되고 이것이 전기적 신호값으로 나타나 기록된다. 물고기가 빠져나가지 못하도록 물고기 이탈방지망(2)을 설치한다. 이러한 전기 신호값은 수질측정기(4)에서 측정한다. 또한 순환펌프(5)를 사용하여 물흐름조절기(6)를 통하여 물의 흐름을 조절한다. 이렇게 사용된 물은 물유출구(8)를 통하여 나가게 된고 물은 물분리관(7)을 통하여 조절된다. 제어장치(9)로 알람 및 유속제어에 활용한다. 이러한 정보는 모니터 및 키보드(10)를 통하여 입출력된다. 여기서 사용되는 물고기는 잉어과 황이 속의 물고기인 금빛황어가 주로 사용된다.Biological methods of the conventional automatic automatic monitoring system for water pollution include an early warning device using fish and an early warning device using water fleas. Early warning device using a fish is a device that measures by using the property of going back to the water flow of the fish, that is, back oil. If harmful toxic substances are introduced through the water inlet (1), the fish will be damaged and the swimming will be reduced. As such, the fish that have lost swimming ability are pushed backwards without being able to overcome the flow rate, but because of the instincts of the fish, the tail fins are forced to move forward again. At this time, the tail fins touch the sensor (3), which is an electrical signal value. Appears and is recorded. Install a fish safety net (2) to prevent fish from escaping. This electrical signal value is measured in the water quality meter (4). In addition, a circulation pump 5 is used to regulate the flow of water through the water flow regulator (6). The water used in this way is discharged through the water outlet (8) and the water is controlled through the water separation pipe (7). It is used for alarm and flow rate control with the control device (9). This information is input and output via the monitor and keyboard 10. The fish used here are mainly carp and sulfur yellow gold fish.

그러나 물고기를 이용한 조기경보장치의 단점은 독성을 감지하는 개체의 크기가 크므로 페놀의 경우 10ppm이 유입되었을 때 독성측정 시간이 8시간 걸린다. 이와 같이 물고기를 이용한 생물독성 경보장치의 경우 민감도가 떨어지며 측정시간 및 오차범위가 크다. 또한 물고기의 배양 및 선택이 선결조건이다.However, the disadvantage of early warning devices using fish is that the size of the individual detecting the toxicity is large, so phenol takes about 8 hours when 10ppm is introduced. As described above, in the case of a biotoxic alarm using fish, the sensitivity is low, and the measurement time and the error range are large. Cultivation and selection of fish is also a prerequisite.

물벼룩를 이용한 조기경보장치는 물벼룩의 활동성을 적외선센서를 통하여 감지한다. 물벼룩 독성 경보장치는 물벼룩의 유영성에 기초한 것으로서, 도 2를 참고하여 자세히 설명하면, 유리 또는 아크릴로 만들어진 시험챔버(12)에는 시험하고자 하는 물이 유입, 유출되고 그 속에 20마리의 물벼룩이 있다. 물이 유입구(11)를 통해 유입되면 시험챔버(12)에 있는 물벼룩이 반응하게 되는데 물벼룩은 물이 독성물질에 오염되지 않았을 때는 규칙적인 움직임을 보이나 독성물질에 노출되면 움직임은 불규칙적으로 변하고 급격해진다. 움직임이 급격해질수록 적외선센서(13)를 차단하는 회수가 많아지게 되므로 전기적 신호값은 증가하게 된다. 온도감응장치(15)를 통해서 온도를 항상 측정하여 전자통제장치(16)를 통해 적외선센서를 통제하며 출력장치(17)를 통하여 그 값을 출력하고 측정된 물은 물유출구(14)를 통해 배출된다. 이러한 물벼룩을 이용한 조기경보장치의 경우 개체의 크기가 물고기보다 작으므로 민감성은 물고기를 이용한 장치보다 우수하나 관리가 어렵다. 또한 물벼룩을 교환할 때 시험수조와 유입수, 유출수를 위한 각종 튜브 세척 또는 교환이 필요하며, 물벼룩의 배양에 많은 노력이 요구되는데 배양액을 만들어 1주일에 2-3회 배양액을 교체하는 것과 어미와 새끼의 분리에 주력하게 된다. 또한 물벼룩은 별도의 배양실에서 배양되어야 하며 이곳에서는 실내공간의 소독이나 배양에 방해가 될만한 물건이나 장비가 있어서는 안된다. 또한 화학분석실의 공기가 배양실로 옮겨오는 일도 없어야 한다는 문제점이 있다.Early warning device using daphnia detects daphnia activity through infrared sensor. The water flea toxicity alarm is based on the flowability of the water flea, which will be described in detail with reference to FIG. 2, and the test chamber 12 made of glass or acrylic has water to be tested in and out, and there are 20 water fleas therein. When water flows in through the inlet 11, the water flea in the test chamber 12 reacts. The water flea shows a regular movement when the water is not contaminated with toxic substances, but the movement changes irregularly and rapidly when exposed to toxic substances. . The sharper the movement, the greater the number of times of blocking the infrared sensor 13, so that the electrical signal value increases. The temperature is always measured through the temperature sensing device 15 to control the infrared sensor through the electronic control device 16 and output the value through the output device 17 and the measured water is discharged through the water outlet 14. do. In the case of the early warning device using the water flea, since the size of the individual is smaller than the fish, sensitivity is superior to the device using the fish, but difficult to manage. In addition, it is necessary to wash or exchange various kinds of tubes for the test tank, influent, and effluent when replacing daphnia, and much effort is required for the cultivation of daphnia.It is necessary to make a culture medium and replace the culture medium 2-3 times a week. The focus is on separation. In addition, daphnia should be cultured in separate culture rooms, where no objects or equipment would interfere with the disinfection or cultivation of indoor spaces. In addition, there is a problem that the air of the chemical analysis room should not be transferred to the culture chamber.

상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명의 장치는 어떠한 위치에서도 자동조기경보를 할 수 있는 고정화된 발광미생물을 이용한 장치를 제공하여, 신속, 정확한 측정과 저가의 유지비용 및 쉬운 유지관리를 위한 획기적인 독성물질 자동조기경보장치를 제공하고자 함이다. 또한 이러한 발광미생물을 이용한 생물학적 분석방법은 물리화학적 분석에서도 분석하기가 어려운 다양한 미량 독성물질에 대한 생물학적 독성도를 나타내는 효과적인 방법 및 장치를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the device of the present invention provides a device using a fixed light emitting microorganism capable of automatic early warning at any position, the breakthrough toxicity for fast, accurate measurement and low maintenance cost and easy maintenance It is to provide an automatic material early warning device. In addition, the biological analysis method using the light-emitting microorganisms to provide an effective method and apparatus for showing the biological toxicity of various trace toxic substances that are difficult to analyze even in physicochemical analysis.

도 1은 종래의 생물학적 방법을 이용한 물벼룩 수질독성 자동경보장치이다.1 is a water flea automatic water alarm using a conventional biological method.

도 2는 종래의 생물학적 방법을 이용한 물고기 수질독성 자동경보장치이다.Figure 2 is a fish water toxicity automatic alarm device using a conventional biological method.

도 3은 본 발명에 의한 통상적인 독성물질 자동조기경보장치의 일실시예를 도시한다.Figure 3 shows an embodiment of a conventional toxic substance automatic early warning device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 독성물질 자동조기경보장치의 샘플투입부 및 측정부의 상세도이다.Figure 4 is a detailed view of the sample input unit and the measurement unit of the automatic warning device for toxic substances according to the present invention.

**도면 부호에 대한 설명**** Description of Drawing Symbols **

1. 물유입구 2. 물고기 이탈방지망1. Water inlet 2. Fish escape prevention net

3. 감지센서 4. 수질측정기3. Sensor 4. Water Quality Meter

5. 순환펌프 6. 물흐름 조절기5. Circulation Pump 6. Water Flow Controller

7. 물분리관 8. 물유출구7. Water separation pipe 8. Water outlet

9. 제어장치 10. 모니터 및 입력장치9. Control Unit 10. Monitor and Input Device

11. 물유입구 12. 시험챔버11. Water inlet 12. Test chamber

13. 적외선센서 14. 물유출구13. Infrared sensor 14. Water outlet

15. 온도감응장치 16. 전자통제장치15. Temperature-sensing device 16. Electronic control device

17. 출력장치17. Output device

21. 측정용 바이얼 22. 고정화발광미생물21. Measuring Vials 22. Immobilized Luminescent Microorganisms

23. X-Y스테이지 24. 서보 드라이버23. X-Y Stage 24. Servo Driver

25. 스테이지 위치제어용 콘트롤러25. Controller for Stage Position Control

26. 샘플투입기 27. 자동 샘플채취기26. Sample Feeder 27. Automatic Sampler

28. 샘플 저장조 29. 물배출구28. Sample reservoir 29. Water outlet

30. 샘플투입기 콘트롤러 31. 세척액 저장조30. Sampler controller 31. Wash solution reservoir

35. 광섬유 36. 광측정기35. Fiber Optic 36. Photometer

37. 컴퓨터 38. 액정화면37. Computer 38. LCD Screen

본 발명은 발광미생물을 이용함으로써 수계의 독성물질 측정하는 방법 및 이를 위한 자동측정장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 독성물질에 의한 고정화 발광미생물의 광량의 변화를 측정하며 이러한 단계가 자동으로 제어되는 독성물질 자동측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a toxic substance in an aqueous system by using a luminescent microorganism and an automatic measuring device therefor, and more particularly, to measure the change in the quantity of light of the immobilized luminescent microorganism by the toxic substance, and the toxicities are automatically controlled. It relates to a material automatic measuring device.

구체적으로 설명하면, 본 발명은 투입된 샘플과 고정화 미생물을 포함하는 복수개의 측정용 바이알(21)을 상부표면에 구비하고 다음의 측정용 바이알에 샘플이 투입될수 있도록 이동가능한 투명기판으로된 스테이지(23), 상기 스테이지의 이동을 위해 스테이지에 연결된 서보드라이버(24), 상기 서보드라이버에 연결된 스테이지 위치제어용 콘트롤러(25)로 이루어지는 스테이지 구동부;Specifically, the present invention includes a plurality of measurement vials 21 including the injected sample and the immobilized microorganisms on the upper surface, and a stage 23 made of a transparent substrate that is movable so that the sample can be introduced into the next measurement vials. A stage driver including a servo driver 24 connected to the stage for moving the stage, and a controller 25 for controlling the position of the stage connected to the servo driver;

상기 스테이지의 상측에 위치한 샘플투입기(26), 한쪽에 자동샘플채취기와 다른 쪽에 물배출구(29)에 연결되며 샘플투입기에 샘플을 전달하는 샘플저장조(28), 상기 샘플 투입기에 연결된 샘플투입기 콘트롤러(30)로 이루어지는 샘플공급부와;A sample injector 26 located above the stage, an automatic sampler on one side, and a water outlet 29 on the other side, a sample reservoir 28 for delivering a sample to the sample injector, and a sample injector controller connected to the sample injector ( A sample supply unit consisting of 30);

스테이지 하측에 위치하며 측정용 바이얼에서의 광량변화를 측정하기 위한 광측정부와;An optical measuring unit positioned below the stage and configured to measure a change in quantity of light in the measuring vial;

복수의 측정 바이알에 각각 순차적으로 샘플이 투입되도록 상기 스테이지 위치제어용 콘트롤러(24) 및 샘플투입기 콘트롤러(30)를 제어하며 광측정부의 광량변화결과에 기인 한 독성물질의 농도를 연산하는 연산,제어부;An operation and control unit for controlling the stage position control controller 24 and the sample input controller 30 so that samples are sequentially input to a plurality of measurement vials, and calculating concentrations of toxic substances due to light quantity change results of an optical measuring unit;

로 이루어지는 고정화 발광 미생물을 이용한 독성물질의 농도 자동측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for automatically measuring the concentration of toxic substances using an immobilized luminescent microorganism.

또한 추가적으로 측정된 독성물질의 농도가 설정값이상인 경우에는 경보장치를 이용하여 경보하는 방법이 포함될 수 있다.In addition, if the measured concentration of the toxic substance is above the set value may include a method for alarm using the alarm device.

본 발명은 측정용 바이알의 내부에 고정화발광미생물을 포함하며, 이러한 고정화미생물은 포토박테리움 포스포럼(Photobacterium phosphoreum), 비브리오 피쉐리(Vibrio fischeri) 또는 이들의 발광효소를 코딩하는 유전자(lux gene)를 숙주미생물에 도입한 재조합균주일 수 있다.The present invention includes an immobilized luminescent microorganism in the interior of a measurement vial, and the immobilized microorganism includes a photobacterium phosphoreum, Vibrio fischeri or a gene encoding a luminescent enzyme thereof. It may be a recombinant strain introduced into the host microorganism.

고정화 발광미생물은 소디움알기네이트, 스트론튬 알기네이트, 카파-카라지난(κ-carrageenan), 폴리아크릴아미드, 셀룰로스, 아가로스중에서 선택되는 다공성 기질에 고정화된 고정화발광미생물일 수 있다. 알기네이트가 고정화기질로서 바람직하다.The immobilized luminescent microorganism may be an immobilized luminescent microorganism immobilized on a porous substrate selected from sodium alginate, strontium alginate, kappa-carrageenan, polyacrylamide, cellulose, agarose. Alginates are preferred as immobilization substrates.

본 발명의 독성물질 농도 자동측정자치는 추가로 측정된 독성물질농도가 설정값 이상일 때 경보하는 장치를 구비하는 한다.The toxic substance concentration automatic measuring device of the present invention is further provided with a device for alarming when the measured toxic substance concentration is above the set value.

본 발명에 따른 독성물질농도 자동측정장치의 광측정기는 광증폭튜브 또는 포토다이오드일 수 있으며, 측정용 바이알에서의 광량변화를 광섬유로 측정하여 광측정기로 전달되거나 또는 직접 광측정기로 측정할 수 있다. 즉, 독성물질의 측정은 광측정기를 사용하여 광량의 변화를 전하량으로 전환하고 연산수단으로 보내고 연산수단은 보내진 전하량을 분석하여 저장한다. 이때 전하량의 변화를 감마법, 비속도법, 생체발광도법으로 분석하여 독성물질의 농도를 알 수 있다.The optical measuring device of the automatic toxic substance concentration measuring device according to the present invention may be an optical amplifier or a photodiode, and the change in the amount of light in the measuring vial may be transmitted to the optical measuring device or directly measured by the optical measuring device. . In other words, the measurement of the toxic substance uses a photometer to convert the change in the amount of light into the amount of charge and send it to the calculation means, the calculation means analyzes and stores the amount of charge sent. At this time, the change of the charge amount can be analyzed by gamma method, specific velocity method, and bioluminescence method to determine the concentration of toxic substances.

상기 광량의 변화를 측정하여 분석하는 것은 광측정기를 이용하여 광량의 변화를 전하량으로 전환하고 연산수단으로 분석하여 저장할 수 있다.Measuring and analyzing the change in the amount of light may be converted to the amount of charge by using a photometer to the amount of charge and analyzed and stored by the calculation means.

측정값은 EC50, 비속도(specific rate)법, 생체발광량도(bioluminescence intensity)법 등으로 분석하며 연산수단에서 저장기능과 연산기능을 수행하여 디스플레이 한다. 이러한 값들은 액정화면, 프린터포트 또는 통신포트 등의 출력수단을 통해 출력하게 한다.The measured values are analyzed by EC 50 , specific rate method, bioluminescence intensity method, etc. and displayed by performing storage function and calculation function in the calculation means. These values are output through an output means such as a liquid crystal display, a printer port or a communication port.

여기서 발광량 변화의 차이는 비속도법, 생체발광량도법, 감마법 등을 통해 계산되고 여기에서 계산된 값은 직선에 가까운 값을 가진다. 이때 계산하는 방법은 다음과 같다.Herein, the difference in emission amount change is calculated through a specific velocity method, a bioluminescence method, a gamma method, and the like, and the value calculated here has a value close to a straight line. At this time, the calculation method is as follows.

a)비속도(specific rate)를 이용한 방법a) using specific rates

일정기간동안 발생하는 생체발광량을 측정하는 방법으로,As a method of measuring the amount of bioluminescence generated over a period of time,

μ = (lnL2-lnL1(t2-t1)μ = (lnL 2 -lnL 1 (t 2 -t 1 )

μ: 비속도μ: specific velocity

t1: 처음측정시간t 1 : initial measurement time

t2: 두 번째 측정시간t 2 : second measurement time

L1: 처음 측정되는 생체발광량도L 1 : first bioluminescence measurement

L2: 두 번째 측정되는 생체발광량도L 2 : second measured bioluminescence

b)생체발광도법(bioluminescence intensity)b) bioluminescence intensity

Io/I = I+Ks[Q]I o / I = I + Ks [Q]

Io:독성물질이 없을 때의 생체발광도Io: Bioluminescence without toxic substances

I: 독성물질이 없을 때의 생체발광도I: Bioluminescence without toxic substances

Ks: 상수(constant)Ks: constant

[Q]: 독성물질의 농도[Q]: Toxic Concentration

c)감마값(γvalue)c) gamma value

잔류하는 발광량에 대한 감소한 빛의 양의 비The ratio of the amount of light reduced to the amount of light remaining

γ(t,T): T℃에서의 t시간동안의 감마효과γ (t, T): Gamma effect during t hours at T ° C

R(t): t시간동안 독성물질이 유입되지 않은 시료(블랭크)의 생체발광량도의 비, t시간 후의 독성물질이 유입되지 않은 시료의 생체발광량을 처음 측정할 때의 값으로 나누어서 구한다.R (t): This is obtained by dividing the ratio of the bioluminescence value of the sample (blank) in which no toxic substance is not introduced for t hours and the value of the first measurement of the bioluminescence value of the sample that is not toxic substance introduced after t hours.

L(0): 처음 측정할 때의 샘플의 생체발광도L (0): bioluminescence of the sample at the first measurement

L(t): t시간후의 생체발광도이다.L (t): Bioluminescence after t hours.

각 농도에서의 γ값을 구하여 독성물질의 농도와 γ값을 로그-로그 그래프에 나타내며 직선화하여 표현할 수 있다. 이때의 γ=1이 되는 독성물질의 농도가 EC50값이 된다. 이 때의 값은 각각의 독성물질의 종류에 따라 다르게 나타내어진다. 이와 같은 특성을 이용하여 그 값을 구하고 그 값이 EC50을 넘어서게 되면 경보를 발령하거나 디스플레이 한다.The γ values at each concentration can be obtained and the concentrations and γ values of the toxic substances can be expressed in a log-log graph and can be expressed in a straight line. At this time, the concentration of the toxic substance at γ = 1 is the EC 50 value. The value at this time is expressed differently according to each type of toxic substance. Using these characteristics, the value is obtained and an alarm is issued or displayed when the value exceeds EC 50 .

본 발명에 따른 독성물질 자동측정장치는 기존의 자유세포(free cell)를 활성화시키는 방법은 조작이 복잡하고 불편한 문제점이 있으므로 이를 해결하기 위해서 고정화된 발광미생물을 사용한다. 자유세포(free cell)에서 수질 독성물질을 측정하였을 때보다 고정화 미생물을 사용함으로써 더욱 민감하고 신속하게 독성물질을 측정할 수 있다.In the toxic material automatic measuring device according to the present invention, the conventional method for activating free cells has a complicated and inconvenient operation, and uses a fixed luminescent microorganism to solve this problem. Toxic substances can be measured more sensitively and quickly by using immobilized microorganisms than when water toxic substances are measured in free cells.

본 발명에 따른 독성물질의 측정에 사용가능한 미생물로는 발광미생물, 구체적으로 빛을 방출하는 해양미생물이다. 이에는 야생균주인 발광미생물 뿐만 아니라 발광효소를 코딩하는 유전자(lux gene)를 대장균 등의 숙주미생물에 도입한 재조합균주도 사용가능하며, 재조합균주의 제조는 통상의 방법으로 가능하다. 사용 가능한 발광미생물로는 포토박테리움 포스포럼(Photobacterium phosphoreum), 비브리오 피쉐리(Vibrio fischeri) 등이 있다.Microorganisms usable for the measurement of toxic substances according to the present invention are luminescent microorganisms, specifically marine microorganisms that emit light. In this, as well as luminescent microorganisms, which are wild strains, recombinant strains in which lux genes are introduced into host microorganisms such as Escherichia coli can be used, and recombinant strains can be prepared by conventional methods. Luminescent microorganisms that can be used include Photobacterium phosphoreum and Vibrio fischeri.

발광현상은 통상 산소의 존재하에서 발광효소인 루시퍼라제, 환원형 플래빈 및 장쇄형 알데히드의 상호작용에 의하여 이루어지며 이들은 세포의 전자전달계의 일부를 구성한다. 플래빈 모노 뉴클레오다이드(FMN)가 NADH에 의하여 환원되어, 이것이 발광효소등과 반응하면서 빛을 발산하게 된다. 이러한 발광현상은 전자의 흐름에 따라 좌우되므로 발광도의 변화는 대사활성과 생체의 건강상태의 변화를 나타낸다.Luminescence is usually achieved by the interaction of luciferases, reduced flavins and long chain aldehydes, which are part of the cell's electron transport system in the presence of oxygen. Flavin mononucleotide (FMN) is reduced by NADH, which reacts with luminase and emits light. Since the luminescence depends on the flow of electrons, the change in luminescence indicates a change in metabolic activity and the health state of the living body.

FMNH2+O2+RCHO→발광+FMN+H2O+RCOOHFMNH 2 + O 2 + RCHO → Luminous + FMN + H 2 O + RCOOH

발광도는 발광미생물중 일종인 포토박테리움 포스포럼(4)의 발광 스펙트럼은 421~630nm이며, 가시광성영역인 490nm에서 최대치를 나타낸다. 실제로 발광되는 색깔은 밝은 파랑색과 초록색의 중간색깔을 나타낸다. 이 같은 발광현상은 이미 언급한 바와 같이, 호기적 호흡대사와 연결되어 일어나나, 에너지가 빛으로 발산되므로 ATP생산은 일어나지 않는다. 이같은 과정에 어떤 독성물질이 작용하면, 발광량이 감소하게 된다. 이와 같은 원리를 이용하여 독성물질의 독성도를 측정할 수 있다. 대부분의 다른 미생물이 저온에서 생장 불가능한 것과는 달리, 포토박테리움 포스포럼(4)은 4℃의 낮은 온도에서도 성장이 가능하다는 장점을 가지고 있어 저온상태에서 장기 저장이 가능하고 또한 비교적 저온의 수질도 감시 할 수 있다.Luminescence is a light emission spectrum of Photobacterium Force Forum 4, which is one of light emitting microorganisms, ranging from 421 nm to 630 nm and exhibiting a maximum value at 490 nm, which is a visible light region. In fact, the color emitted is a light blue to green color. As mentioned earlier, such luminescence occurs in connection with aerobic respiration metabolism, but ATP production does not occur because energy is emitted by light. If any toxic substance acts on this process, the amount of emitted light decreases. Using this principle, the toxicity of toxic substances can be measured. Unlike most other microorganisms that cannot grow at low temperatures, Photobacterium Force Forum (4) has the advantage of being able to grow at low temperatures of 4 ° C, allowing long-term storage at low temperatures and monitoring of relatively low temperature water quality. can do.

이때에 이동성과 정확성을 더해주기 위해 미생물을 고정화하였다. 고정화 방법은 통상의 고정화방법이 모두 가능하나, 특히 바람직하게는 미생물을 다공성 겔의 내부에 포획하여 세포의 자유로운 이동을 제한하는 방법이다. 고정화에 의해 장기간 안정하고 활동적인 생촉매로 유지할 수 있고 반응속도가 빨라지며 단위부피당 생성율이 높아 생산성이 증가한다.At this time, the microorganisms were immobilized to add mobility and accuracy. The immobilization method can be any conventional immobilization method, but is particularly preferably a method of capturing microorganisms inside the porous gel to limit free movement of cells. By immobilization, it is possible to maintain a stable and active biocatalyst for a long time, increase the reaction speed, and increase productivity per unit volume.

이동성과 정확성을 더해주기 위해서 본 발명에서는 고정화발광미생물을 이용하며 발광미생물의 고정화방법은 통상의 공지된 모든 고정화방법이 사용가능하며, 특히 다공성 겔의 내부에 미생물을 포획하여 세포의 자유로운 이동을 제한하는 것으로 고정화에 의해 오랜기간동안 안정하고 활동적인 생체촉매도를 유지할 수 있고 반응속도가 빨라지며 부피당 생성율이 높아 생산성이 크다. 이를 위해서는 고정화기질의 선택이 중요하며, 고정화기질은 불용성이고, 독성물질과 화학반응을 일으키거나 분해되어서는 안되며, 분산성이 좋아야 하며, 비용이 저렴하고 투과성이 우수해야 한다. 이와 같은 요건을 만족하는 고정화기질의 예로는 전분, 알기네이트, 카라지난 등이 있으며, 알기네이트가 가장 바람직하다. 알기네이트는 고정화과정이 비교적 간단하고 세포가 고정화물질내에서도 생존하며 식품첨가물로서 사용될 정도로 인체에도 무해하고 겔조직이 안전할 뿐만 아니라 상대적으로 가격이 저렴하다. 또한 발광미생물의 발광대사를 해치지 않고 오히려 유지되도록 돕는다.In order to add mobility and accuracy, in the present invention, immobilized light emitting microorganisms are used, and as for the method of immobilizing luminescent microorganisms, all conventionally known immobilization methods can be used, and in particular, microorganisms are trapped inside the porous gel to restrict free movement of cells. By immobilization, it is possible to maintain stable and active biocatalyst for a long time, increase the reaction speed, and increase productivity per volume. For this purpose, the choice of immobilization substrate is important, and immobilization substrate should be insoluble, not chemically react with toxic substances or decompose, have good dispersibility, low cost and excellent permeability. Examples of immobilized substrates satisfying such requirements include starch, alginate, carrageenan, and the like, and alginate is most preferred. Alginate is relatively simple to immobilize, the cells survive in the immobilized material and are harmless to the human body so that they can be used as food additives. It also helps to maintain the luminescence metabolism rather than harm it.

알기네이트를 경화시키기 위해서는 칼슘이온, 칼륨이온, 스트론튬이온 등을 사용하고, 경화가 일어나는 원리는 알기네이트는 D-만누론산과 L-글루로닉산 그룹으로 구성되어 있고 L-글루로닉 산이 칼슘이온, 스트론튬이온 등과 결합하기 때문이다.In order to cure alginate, calcium ions, potassium ions, strontium ions, etc. are used, and the principle of hardening is that alginate is composed of D-mannuronic acid and L-gluronic acid group, and L-glunic acid is calcium ion. And strontium ions.

소디움 알기네이트 고정화 방법은 접종한후 12시간에서 14시간 동안 배양한 세포를 2.5%(W/V)의 식염수에 적정 비율(100-10.000배)로 희석한 후 미생물 희석액과 5.0%(W/V)의 소디움 알기네이트를 1대 8의 비율로 섞어서 고정화시킨다.Sodium alginate immobilization method incubated cells incubated for 12 to 14 hours after inoculation in an appropriate ratio (100-10.000 times) in saline solution of 2.5% (W / V), followed by microbial dilution and 5.0% (W / V). Sodium alginate of) in a ratio of 1 to 8 to immobilize.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 수질독성 자동측정장치가 도 3에 도시되어 있으며,Water automatic toxicity measuring apparatus of the present invention is shown in Figure 3,

투입된 샘플과 고정화 미생물을 포함하는 복수개의 측정용 바이알(21)을 상부표면에 구비하고 다음의 측정용 바이알에 샘플이 투입될 수 있도록 이동 가능한 투명기판으로된 X-Y스테이지(23), 상기 스테이지의 이동을 위해 스테이지에 연결된 서보드라이버(24), 상기 서보드라이버에 연결된 스테이지 위치제어용 콘트롤러(25)로 이루어지는 스테이지 구동부;XY stage 23 made of a transparent substrate which is provided with a plurality of measurement vials 21 including the injected sample and immobilized microorganisms on the upper surface and which can be moved to the next measurement vials, and the stage is moved. A stage driver including a servo driver 24 connected to the stage and a stage position control controller 25 connected to the servo driver;

상기 스테이지의 상측에 위치한 샘플투입기(26), 한쪽에 자동샘플채취기(27)와 다른 쪽에 물배출구(29)에 연결되며 샘플투입기에 샘플을 전달하는 샘플저장조(28), 상기 샘플 투입기에 연결된 샘플투입기 콘트롤러(30)로 이루어지는 샘플공급부와;A sample injector 26 located above the stage, an automatic sampler 27 on one side and a water outlet 29 on the other side, and a sample reservoir 28 for delivering the sample to the sample injector, a sample connected to the sample injector. A sample supply unit comprising an input controller 30;

스테이지 하측에 위치하며 컴퓨터(37)에 연결되어 있으며 측정용 바이얼에서의 광량변화를 측정하기 위한 광측정부와;An optical measuring unit located below the stage and connected to the computer 37 for measuring a change in quantity of light in the measuring vial;

복수의 측정 바이알에 각각 순차적으로 샘플이 투입되도록 상기 스테이지 위치제어용 콘트롤러(25) 및 샘플투입기 콘트롤러(30)를 제어하며 광측정부의 광량변화결과에 기인 한 독성물질의 농도를 연산하는 컴퓨터로 이루어지는 독성물질 자동측정장치이다.Toxicity consisting of a computer that controls the stage position control controller 25 and the sample input controller 30 so that samples are sequentially introduced into a plurality of measurement vials, and calculates the concentration of the toxic substance due to the light quantity change result of the light measuring unit. It is a material automatic measuring device.

상기 독성물질 자동측정장치의 작동을 설명하면, 수계에 유입되는 독성물질을 측정하기 위해 먼저 상수원수, 하천수 등 수계에서 샘플을 채취하하기 위해서 자동샘플재취기(27)에서 수계에서 샘플을 채취한다. 유입된 물은 샘플저장조(28)를 거쳐 물배출구(29)로 나가게 된다. 또한 이때 일부는 30분에 1회씩 채취되어 샘플투입기(26)를 통하여 측정용 바이얼(21)에 투입된다. 측정용 바이얼은 X-Y 스테이지에 고정되어 있는 데 X-Y 스테이지(23)는 30분에 한 번씩 가로로 움직이며, 한줄은 다 샘플링하면 세로로 움직여 다음 측정용 바이얼을 샘플 투입기 밑에 위치이동 시켜준다. 측정용 바이얼은 X-Y 스테이지에 가로로 48개 세로로 20줄이므로 20일까지 무인운전이 가능하다. X-Y 스테이지는 서보 모터를 통하여 운전되므로 서보드라이버(24)로 조정되며 서보드라이버는 위치제어용 콘트롤러(25)에 의하여 운전된다. 또한 샘플투입기의 조정은 퍼스널 컴퓨터(37)의 명령이 샘플 투입기 콘트롤러(30)를 운전하게 된다. 여기서 모든 조정은 퍼스널 컴퓨터에 소프트웨어를 통하여 제어된다.Referring to the operation of the automatic toxic substance measuring device, in order to measure the toxic substances introduced into the water system, first, the sample is taken from the water system in the automatic sample retaker 27 to take a sample from the water source such as water supply and river water. . The introduced water exits through the sample reservoir 28 to the water outlet 29. In addition, at this time, a part of the sample is collected once every 30 minutes and is input to the measuring vial 21 through the sample injector 26. The measuring vial is fixed to the X-Y stage, and the X-Y stage 23 moves horizontally once every 30 minutes, and once the lines are sampled, the measuring vial moves vertically to move the next measuring vial under the sample feeder. The measuring vial is 48 rows vertically and 20 rows on the X-Y stage, allowing up to 20 days of unmanned operation. Since the X-Y stage is driven by the servo motor, it is controlled by the servo driver 24 and the servo driver is driven by the position control controller 25. Further, the adjustment of the sample feeder causes the command of the personal computer 37 to drive the sample feeder controller 30. All settings here are controlled via software on the personal computer.

측정용 바이얼(21)에 샘플이 투입되면 고정화된 발광미생물(22)에 의하여 독성물질이 유입되면 그 빛이 감소되기 시작한다. X-Y 스테이지 밑판은 투명판으로 되어 있어 빛을 그대로 통과시킨다. 이렇게 발광되는 빛은 광섬유를 통하여 광측정기기로 들어간다. 이렇게 측정된 광량을 측정하여 독성물질의 유입여부를 결정하게 된다.When the sample is put into the measuring vial 21, the light starts to decrease when the toxic substance is introduced by the immobilized light emitting microorganism 22. The bottom plate of the X-Y stage is a transparent plate that allows light to pass through. The light thus emitted enters the optical measuring device through the optical fiber. The amount of light measured in this way is determined to determine the inflow of toxic substances.

또한 측정된 광량이 1분안에 20%이상 떨어지면 독성물질이 유입된 것이므로 경보를 발령하게 된다.In addition, if the measured amount of light drops more than 20% in 1 minute, it is an toxic substance introduced and an alarm is issued.

여기서 수질독성물질의 유입에 따른 발광량 변화의 차이는 비속도법, 생체발광량도법 및 감마법등으로 분석하며 마이크로프로세서에서 저장기능과 연산기능을 수행하여 디스플레이한다. 이러한 값들은 액정화면등으로 출력하고, 이를 프린터포트나 통신포트를 통해 출력하게 된다.In this case, the difference of emission amount according to the inflow of water toxic substance is analyzed by specific velocity method, bioluminescence emission method and gamma method, and is displayed by performing storage function and arithmetic function in microprocessor. These values are output on the LCD screen and output through the printer port or the communication port.

본 발명은 고정화된 발광미생물을 이용한 독성물질 측정방법 및 독성물질 자동측정장치를 제공하며, 특히 고정화발광미생물을 사용함으로써 별도의 발광미생물의 전처리단계를 필요로 하지 않으므로 신속하고 사용상 간편하며 경제적인 독성물질 분석 장치 및 방법을 제공함이 장점이다. 또한 물리화학적 분석에서도 분석하기가 어려운 다양한 미량 독성물질에 대한 생물학적 독성도를 나타내는 효과적인 장치 및 방법이다.The present invention provides a method for measuring a toxic substance using an immobilized luminescent microorganism and an automatic toxic substance measuring device. In particular, by using an immobilized luminescent microorganism, a separate pretreatment step for a luminescent microorganism is not required, so it is quick and easy to use and economical toxicity It is an advantage to provide a material analysis apparatus and method. In addition, it is an effective device and method showing the biological toxicity of various trace toxic substances that are difficult to analyze in physicochemical analysis.

Claims (7)

투입된 샘플과 고정화 발광미생물(22)을 포함하는 복수개의 측정용 바이알(21)을 상부표면에 구비하고 다음의 측정용 바이알에 샘플이 투입될 수 있도록 이동 가능한 투명기판으로된 스테이지(23), 상기 스테이지의 이동을 위해 스테이지에 연결된 서보드라이버(24), 상기 서보드라이버에 연결된 스테이지 위치제어용 콘트롤러(25)로 이루어지는 스테이지 구동부;A stage 23 made of a transparent substrate having a plurality of measurement vials 21 including an injected sample and an immobilized light emitting microorganism 22 on an upper surface thereof and movable to allow the sample to be introduced into the next measurement vials; A stage driver including a servo driver 24 connected to the stage for moving the stage, and a controller 25 for controlling the position of the stage connected to the servo driver; 상기 스테이지의 상측에 위치한 샘플투입기(26), 한쪽에 자동샘플채취기(27)와 다른 쪽에 물배출구(29)에 연결되며 샘플투입기에 샘플을 전달하는 샘플저장조(28), 상기 샘플 투입기에 연결된 샘플투입기 콘트롤러(30)로 이루어지는 샘플공급부와;A sample injector 26 located above the stage, an automatic sampler 27 on one side and a water outlet 29 on the other side, and a sample reservoir 28 for delivering the sample to the sample injector, a sample connected to the sample injector. A sample supply unit comprising an input controller 30; 스테이지 하측에 위치하며 측정용 바이얼에서의 광량변화를 측정하기 위한 광측정부와;An optical measuring unit positioned below the stage and configured to measure a change in quantity of light in the measuring vial; 복수의 측정 바이알에 각각 순차적으로 샘플이 투입되도록 상기 스테이지 위치제어용 콘트롤러(24) 및 샘플투입기 콘트롤러(30)를 제어하며 광측정부의 광량변화결과에 기인 한 독성물질의 농도를 연산하는 연산,제어부(37);A control unit for controlling the stage position control controller 24 and the sample input controller 30 so that the samples are sequentially input to a plurality of measurement vials, and calculating the concentration of the toxic substance due to the light quantity change result of the light measuring unit; 37); 로 이루어지는 고정화 발광 미생물을 이용한 독성물질의 농도 자동측정장치.Automatic measuring device of concentration of toxic substances using immobilized luminescent microorganisms. 제 1 항에 있어서, 추가로 측정된 독성물질농도가 설정값이상일 때 경보하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 독성물질의 농도 자동측정장치.The apparatus of claim 1, further comprising a device for alarming when the measured concentration of the toxic substance is above a set value. 제 1 항에 있어서, 상기 고정화 발광미생물이 포토박테리움 포스포럼(Photobacterium phosphoreum), 비브리오 피쉐리(Vibrio fischeri) 또는 이들의 발광효소를 코딩하는 유전자(lux gene)를 숙주미생물에 도입한 재조합균주인 것이 특징인 독성물질의 농도 자동측정장치.The method of claim 1, wherein the immobilized luminescent microorganism is a recombinant bacterium introducing a photobacterium phosphoreum, Vibrio fischeri or a lux gene encoding a luminescent enzyme thereof into a host microorganism. Automatic concentration measuring device of toxic substance characterized in that. 제 3 항에 있어서, 상기 고정화 발광미생물은 소디움알기네이트, 스트론튬 알기네이트, 카파-카라지난(κ-carrageenan), 폴리아크릴아미드, 셀룰로스, 아가로스중에서 선택되는 다공성 기질에 고정화된 고정화발광미생물인 것을 특징으로 하는 독성물질의 농도 자동측정장치.The method of claim 3, wherein the immobilized luminescent microorganism is an immobilized luminescent microorganism immobilized on a porous substrate selected from sodium alginate, strontium alginate, kappa-carrageenan, polyacrylamide, cellulose, agarose. Automatic measuring device for concentration of toxic substance. 제 1 항에 있어서, 상기 광측정기가 광증폭튜브 또는 포토다이오드인 것이 특징인 독성물질의 농도 자동측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the photometer is an optical amplifier or photodiode. 제 5 항에 있어서, 측정용 바이알에서의 광량변화를 상기 광측정기에 전달하는 광섬유를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 독성물질의 농도 자동측정장치.6. The apparatus of claim 5, further comprising an optical fiber for transmitting a change in quantity of light in the measuring vial to the photometer. 제 1 항에 있어서, 상기 제어연산부는 광량변화에 기인하는 전하량의 변화를 감마법, 비속도법 및 생체발광도법을 이용하여 독성물질의 농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 독성물질의 농도 자동측정장치.The apparatus of claim 1, wherein the control operation unit calculates the concentration of the toxic substance by using the gamma method, the specific velocity method, and the bioluminescence method.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355757B1 (en) * 2000-01-12 2002-10-19 광주과학기술원 Device for monitoring toxicity in contaminated soils and method for monitoring toxicity in contaminated soils using same
KR100392065B1 (en) * 2000-06-21 2003-08-19 자연엔지니어링 주식회사 Water Toxicity Analysis Method Using Immobilized Bioluminescent Bacteria
WO2013052237A3 (en) * 2011-09-08 2013-07-18 Attagene, Inc. Systems and methods for assay of bio-contaminants in water
CN106226289A (en) * 2016-08-31 2016-12-14 深圳市有为环境科技有限公司 Bio-toxicity detecting system based on big data technique
KR20170027220A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 경희대학교 산학협력단 Apparatus and method for measuring ripening degree using light-emitting microorganisms

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355757B1 (en) * 2000-01-12 2002-10-19 광주과학기술원 Device for monitoring toxicity in contaminated soils and method for monitoring toxicity in contaminated soils using same
KR100392065B1 (en) * 2000-06-21 2003-08-19 자연엔지니어링 주식회사 Water Toxicity Analysis Method Using Immobilized Bioluminescent Bacteria
WO2013052237A3 (en) * 2011-09-08 2013-07-18 Attagene, Inc. Systems and methods for assay of bio-contaminants in water
US11702707B2 (en) 2011-09-08 2023-07-18 Attagene, Inc. Systems and methods for assessing contamination of drinking water
KR20170027220A (en) * 2015-09-01 2017-03-09 경희대학교 산학협력단 Apparatus and method for measuring ripening degree using light-emitting microorganisms
CN106226289A (en) * 2016-08-31 2016-12-14 深圳市有为环境科技有限公司 Bio-toxicity detecting system based on big data technique

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