KR20010087173A - 단백질피복입자 이동용 전기화학장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는, 단백질로 피복된 입자를 포함하는 액체에 접하는 적어도 n(n≥2)개의 전극, 및 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전위차를 상기 각 전극사이에 생기게 하는 회로를 구비하고, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 전극이 나란한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 단백질피복입자이동용 전기화학장치를 개시한다. 본 발명은, 단백질피복입자를 간편한 방법으로 이동시킬 수 있기 때문에, 미생물을 포함하는 피검액속의 미생물농도를 농축할 수 있는 미생물농도농축장치 및 제균장치, 혈액시료로부터의 혈액성분의 분리 및/또는 혈액시료로부터의 미생물의 제거를 물리적으로 행할 수 있는 혈액성분유인장치 및 혈액성분유인방법, 및 열교환기표면의 미생물농도를 저하시킬 수 있는 전기기기에 응용할 수 있다.

Description

단백질피복입자 이동용 전기화학장치{ELECTROCHEMICAL DEVICE FOR MOVING PARTICLES COVERED WITH PROTEIN}

종래부터, 미생물의 검출에 관하여 많은 개량이 이루어져 왔다. 그 최대의 개량은 검출감도의 향상이다. 그러나, 미생물에 의한 사람에의 피해가 인정되는 농도와 검출감도의 사이에는 아직 차이가 있고, 검출감도의 한층 더한 향상이 요구되고 있다. 이에 대하여, 예를 들어 검출용액 중의 미생물농도를 농축함으로써 검출감도를 향상시키는 방법이 검토되어 왔다. 이러한 방법 중에서 가장 널리 행하여지는 방법은, 여과와 재분산에 의해 미생물농도를 농축하는 방법이다.

그러나, 여과재에 흡착되어 재분산시에 재추출되지 않는 미생물이 있고, 이러한 미생물을 정량화하기 어렵다고 하는 문제가 있었다. 또한, 상기 기술분야에 있어서는, 정량성이 좋고, 미생물의 증식시간에 비하여 단시간에, 간단한 작업으로염가로 미생물농도를 농축하는 기술이 요구되고 있었다. 또한, 농축시에 사용한 재료 등의 폐기처리에 관해서도, 염가이며 또한 용이하고, 폐기시에 환경을 오염시키기 어려운 재료가 요구되고 있었다.

또한, 종래부터, 혈액시료에 포함되는 미생물의 제거(제균)에 관해서도 많은 개량이 이루어지고 있으며, 일반적으로, 이 제균에는 약제를 사용하는 살균이라고 하는 방법이 채용되어 왔다.

그러나, 혈액자체가 영양분을 많이 포함하는 액이고, 미생물의 배지로서 작용하고, 살균하는 방법으로는 여러 가지 문제가 있다. 예를 들면, 살균속도에는 한계가 있고, 약제를 사용하기 때문에 약해가 발생할 수 있다. 특히 약해에 대해서는, 각종 세균이 살균제에 대하여 내성을 획득하면, 혈액을 통해 원내감염 등을 유발하는 경우가 있어, 더욱 새로운 살균제의 개발이 필요하게 된다. 즉, 살균제의 개발이, 세균의 내살균제성의 획득과의 경쟁을 반복하지 않을 수 없게 되어, 오늘날의 사회 문제로 발전하고 있는 것이다.

그래서, 화학적으로 세균을 제거하는 살균제를 일상적으로 사용하는 것을 삼가고, 살균제는 어디까지나 최후의 수단으로서 사용하기 위해, 간편한 물리적 제균방법이 요망되고 있다. 또한, 살균 시에 사용한 재료 등에 대해서도, 염가로 또한 용이하게 폐기처리할 수 있어, 폐기시에 환경을 오염시키기 어려운 것이 바람직하다.

또한, 예를 들어 공조기 등의 전기기기에 대해서는, 실내에 내뿜는 공기 중에 포함되는 미생물에 대하여 검토가 많이 이루어져 왔다. 예를 들면, 공기조절기의 공기유로에 필터를 설치하여, 공기 중에 포함되는 미생물을 포집하고, 더욱 필터표면에 항균제를 배치하고, 포집한 미생물의 활동을 억제하는 등의 고안이 제안, 실시되고 있다.

그러나, 공기 중에는, 미생물과 함께 생물로부터 증산하는 무기성분 및 유기성분, 및 부유하는 유기성분이 존재하고, 이들이 미생물의 영양원이 될 가능성이 있다. 즉, 공기중의 땀, 탄산가스, 암모니아성분 등의 질소화합물은, 공조기 내부에 들어가면, 결로한 열교환기 표면에서 결로수로 받아들여진다. 한편, 부유미생물도 같은 방법으로 열교환기표면에 부착한다. 열교환기는, 주위환경의 온도에서 작동정지를 반복하도록 제어되고 있기 때문에, 습윤과 건조를 반복한다. 또한, 공조기가 하루의 싸이클로 운전과 정지를 반복하는 동안에, 상기 부착한 미생물은, 받아들인 영양원으로 증식할 가능성이 있다. 더욱이, 증식한 미생물은, 열교환기의 건조상태가 계속되면, 열교환기 표면에의 부착성이 낮아져서 다시 공기중으로 비산할 가능성이 있다.

또한, 냉장고도 공조기와 마찬가지로 그 내부에 열교환기를 가지며, 내부에 수용되는 식품에서 비산한 미생물이 열교환기의 표면에 부착한다. 그리고, 열교환기 표면의 냉동싸이클시의 온도 등에 의해서 미생물이 번식하고, 냉장고내를 다시 오염시킬 가능성이 있다. 그래서, 열교환기표면의 미생물을 저감시키고, 그 청결성을 유지하는 것이 요구되고 있다.

이상과 같이, 종래로부터, 미생물 및 혈구성분 등의 단백질로 피복된 입자의 존재는, 피검용액의 농축, 혈액성분의 조정 및 공조기로부터의 제균 등에 있어서중요한 요인이다.

따라서, 본 발명은, 이러한 입자를 간편한 방법으로 이동시킬 수 있는 전기화학장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 구체적으로는, 본 발명은, 미생물을 포함하는 피검액중의 미생물농도를 농축할 수 있는 미생물농도농축장치 및 제균장치, 혈액시료로부터의 혈액성분의 분리 및/또는 혈액시료로부터의 미생물의 제거를 물리적으로 행할 수 있는 혈액성분유인장치 및 혈액성분유인방법, 및 열교환기 표면의 미생물농도를 저하시킬 수 있는 전기기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명은, 단백질로 피복된 입자를 포함하는 액체에 접하는 적어도 n(n≥2)개의 전극, 및 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전위차를 상기 각 전극사이에 생기게 하는 회로를 구비하고, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 전극이 나란한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 단백질피복입자이동용 전기화학장치에 관한 것이다.

이 전기화학장치에 있어서는, 상기 회로가, 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 n개의 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로이며, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 방향으로 이동시키는 것이 효과적이다.

또한, 상기 단백질로 피복된 입자가 미생물 및/또는 혈구성분이며, 미생물 및/또는 혈구성분농도를 농축한 액체를 얻는 것이 효과적이다.

또한, 상기 액체가 상기 전극사이를 흐르는 구조를 가지며, 각 전극에의 전압인가방향과 상기 액체가 흐르는 방향이 수직인 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이 소용돌이형 전극이며, 상기 전극의 바깥쪽의 끝단부로부터 안쪽의 끝단부까지 서로 겹치지 않고 같은 중심점을 향하도록, 상기 전극이 배치되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이 나선형 전극이며, 상기 전극의 위쪽의 끝단부로부터 아래쪽의 끝단부까지 서로 겹치지 않도록, 상기 전극이 배치되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이 시트형상 다공질 전극이며, 상기 전극과 시트형상 다공질스페이서의 적층체를, 상기 전극 및 스페이서의 순서가 되도록 n(n≥3)개 적층하여 감아 돌려 얻어지는 감아 돌리는 형 전극을 구비하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전기화학장치에 있어서는, 상기 n개의 전극이 서로 다른 산화환원전위를 가지며, 상기 회로가 상기 n개의 전극사이를 단락시키는 회로이며, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 전극이 나란한 방향으로 이동시키는 것이 효과적이다.

이 경우, 상기 단백질로 피복된 입자가 미생물 및/또는 혈구성분이며, 미생물 및/또는 혈구성분 농도를 농축한 액체를 얻는 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 높은 전극부근에 상기 액체의 도입부 및 배출부를 가지며, 더욱 산화환원전위가 낮은 전극 부근에 미생물 배출부 및/또는 미생물 흡착부를 가진 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극 사이의 간극에, 상기 액체가 이동할 수 있는 전기절연성 구조체를 가지는 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 간극에 상기 액체를 유입시킬 수 있는 구조를 가진 것이 효과적이다.

또한, 상기 구조가, 다공체형상, 메쉬형상 또는 브러시형상인 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 액체에 포함되는 미생물 및/또는 혈구성분을 투과할 수 있는 막형상이며, 상기 전기절연성 구조체의 표면에 적층되어 있는 것이 효과적이다.

본 발명은, 미생물 및 혈구성분 등의 단백질로 피복된 입자를 이동시키는 전기화학장치에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 미생물농도 농축장치의 구성을 나타내는 모식도이다.

도 2는, 본 발명의 미생물농도 농축장치에 있어서, 회로가 각 전극에 스위핑인가하는 방법을 나타내는 도면이다.

도 3은, 소용돌이형 전극을 사용한 본 발명의 미생물농도농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다.

도 4는, 도 3에 나타내는 소용돌이형 전극을 배치한 평면형상 기재를 복수개 적층하여 이루어지는 본 발명의 미생물농도 농축장치의 일부를 절결한 개략사시도이다.

도 5는, 나선형 전극을 사용한 본 발명의 미생물농도 농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다.

도 6은, 시트형상 다공질 전극을 사용한 본 발명의 미생물농도 농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다.

도 7은, 감아 돌리는 형 전극을 사용한 본 발명의 제균장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 8은, 도 7에 나타내는 제균장치에 있어서의 감아 돌리는 형 전극의 일부를 절결한 개략사시도이다.

도 9는, 본 발명의 상자형 제균장치의 개략사시도이다.

도 10은, 본 발명의 공조기 내부의 열교환기부분의 개략사시도이다.

도 11은, 본 발명의 실시예 8에서 제작한 미생물농도 농축셀의 구조를 나타내는 모식도이다.

도 12는, 본 발명의 실시예 8에서 제작한 미생물농도 농축장치의 구조를 나타내는 모식도이다.

도 13은, 본 발명의 혈액성분 유인장치의 한 실시예에 관한 구급반창고의 구성도이다.

도 14는, 본 발명의 혈액성분 유인장치의 한 실시예에 관한 생리용 냅킨의 구성도이다.

도 15는, 본 발명의 공조기 내부의 열교환기부분의 개략사시도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명자들은, 미생물 및 혈구성분 등의 단백질로 피복된 입자가, 그 단백질에 기인하여 일정한 전하를 가지는 것에 착안하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은, 단백질로 피복된 입자를 포함하는 액체에 접하는 적어도 n(n≥2)개의 전극, 및 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전위차를 상기 각 전극사이에 생기게 하는 회로를 구비하여, 상기 입자를 전기영동에 의해 이동시키는 것을 특징으로 하는 단백질피복입자 이동용 전기화학장치에 관한 것이다.

상기 단백질로 피복된 입자는, 분산액 또는 현탁액 등, 어떠한 상태로 상기 액체에 포함되어 있어도 좋다. 그리고, 상기 입자로서는, 미생물 및/또는 혈구성분 등을 들 수 있다. 따라서, 상기 액체에는, 그 외에 용매나 전해질 등이 포함되어 있어도 좋다.

이 전기화학장치를 열교환기를 구비한 전기기기에 응용하는 경우, 본 발명은, 열교환기와 간극을 사이에 두고 대향하고, 또한 상기 열교환기로부터 유출되는 결로수 중에 상기 열교환기의 표면과 함께 상기 결로수에 접하는 위치에 설치된 대향부재를 가지며, 상기 열교환기와 상기 대향부재사이에 존재하는 미생물을 상기 대향부재의 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 전기기기를 제공한다.

본 발명의 전기화학장치는, 더욱 여러 가지 장치에 응용할 수 있다. 특히, 전극의 종류 및 회로의 구성을 변경함으로써, 주로 두 종류의 기구에 의해서 작동하는 전기화학장치를 얻을 수 있다.

구체적으로는, 본 발명은, 같은 산화환원전위를 가진 복수의 전극, 및 복수의 전극에 전압을 스위핑인가할 수 있는 회로를 사용하는 제 1 전기화학장치, 및다른 산화환원전위를 가진 복수의 전극, 및 상기 복수의 전극을 단락시키는 회로를 사용하는 제 2 전기화학장치를 제공한다. 특히, 본 발명자들은, 제 2 전기화학장치에 있어서는, 적극적으로 전압을 인가하지 않아도 산화환원전위가 다른 복수의 전극을 사용하면, 단순히 이들 전극사이를 단락시킴으로써, 상기 입자를 이동시킬 수 있는 것을 발견하였다.

더욱 구체적으로는, 본 발명은, 상기 입자 및 액체의 종류, 액체의 전극의 개수 및 종류, 및 회로의 구성 등을 적절히 변경함으로써, 여러 가지 기능 및 형태 등을 가진 미생물농도 농축장치, 제균장치 및 혈액성분 유인장치로서 사용할 수 있다.

이하에, 상기 제 1 전기화학장치 및 제 2 전기화학장치에 대하여 설명한다.

(1) 제 1 전기화학장치에 대하여

① 미생물농도 농축장치

본 발명은, 미생물을 포함하는 피검액에 접하는 적어도 n(n≥3)개의 전극, 상기 전극을 배치한 기재, 및 상기 피검액이 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 각 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로를 구비하고, 상기 피검액 중의 미생물을 전기영동에 의해 이동시키고, 미생물농도가 높은 피검액으로 하는 미생물농도 농축장치를 제공한다.

이 미생물농도 농축장치에 있어서는, 상기 전극이 소용돌이형 전극이며, 또한 상기 기재가 평면형상 기재이고, 상기 전극의 바깥쪽의 끝단부로부터 안쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않고 같은 중심점을 향하도록, 상기 전극을 상기 평면부분상에 배치하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이 나선형 전극이며, 또한 상기 기재가 기둥형상 기재이고, 상기 전극의 위쪽의 끝단부로부터 아래쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않도록, 상기 전극을 상기 기둥형상부분의 측면에 배치하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이 시트형상 다공질 전극이며, 또한 상기 기재가 시트형상 다공질 스페이서이고, 각 적층체의 전극 끝단부가 겹치지 않고 상기 전극 및 스페이서의 순서가 되도록, 상기 전극과 스페이서의 적층체를 n(n≥3)개 적층하고, 감아 돌리는 것이 효과적이다.

또한, 상기 회로가, 상기 n개의 전극의 제 1 전극에 미생물영동에 대하여 정전압을 인가하고, 제 2 전극에 미생물영동에 대하여 정전압을 인가함과 동시에 상기 제 1 전극에 미생물영동에 대하여 음전압을 인가하고, ······, 제 n 전극에 미생물영동에 대하여 정전압을 인가함과 동시에 제 (n-1)∼1 전극에 미생물영동에 대하여 음전압을 인가하고, 더욱 상기 제 1 전극에 미생물영동에 대하여 정전압을 인가함과 동시에 제 n∼2 전극에 미생물영동에 대하여 음전압을 인가하는 스위핑인가를 행하여, 미생물을 제 1 전극으로부터 제 n 전극을 향하여 영동시키는 것이 효과적이다.

또한, 상기 회로가, 영동하는 미생물거리로 환산하여 100㎛/sec 이하의 속도로, 상기 전극에 전압을 스위핑인가하는 것이 효과적이다.

상기 전극을 배치한 기재를 복수개 설치하여도 좋다. 또한, 상기 각 전극이 쌍의 전극을 구성하고 있어도 좋다.

상술한 미생물농도 농축장치는, 미생물을 포함한 피검액에 접하는 적어도 n(n≥3)개의 전극, 상기 전극을 배치한 기재, 및 상기 피검액이 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 각 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로를 구비하여, 상기 피검액중의 미생물을 상기 기재상을 이동시켜, 미생물농도가 높은 피검액을 얻을 수 있는 것이다.

이 미생물농도 농축장치는, 피검액중의 미생물의 농도를 검출하기 위해서 사용되는 것으로, 미생물농도측정시스템의 일부에 사용된다. 여기서, 도 1에, 본 발명의 미생물농도 농축장치의 구성을 개념적으로 나타내는 모식도를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 미생물농도 농축장치는, 피검액부, 농축피검액부 및 미생물농도농축부의 피검액계, 및 미생물농도농축부의 전극에 전압을 스위핑인가하는 회로부로 이루어진다.

전극의 수로서는 3개 이상이면 특히 제한은 없다. 이하에, 전극의 수가 3개의 경우로 대표시켜, 본 발명의 미생물농도 농축장치의 동작원리에 대하여 설명한다.

먼저, 상기와 같은 구성에 따라서 배치된 전극에, 피검액, 특히 피검액에 포함되는 전해질이 전기분해하지 않는 정도의 전압을 인가한다. 이 전기분해하지 않는 정도의 전압은, 전극, 미생물을 포함하는 용매, 전해질 및 배양지 등에 따라서 결정하면 된다.

이러한 전압을 거는 것에 의해, 피검액을 전기분해에 의해 열화시키지 않고, 음의 전하를 띤 미생물을 전기영동에 의해 이동시킬 수 있다. 즉, 전극의 한쪽을음, 다른 쪽을 양으로 함으로써, 음의 부분으로부터 양의 부분을 향하여 미생물을 영동시킬 수 있는 것이다. 그 결과로서 미생물농도가 농축된 피검액을 얻을 수 있다.

각 전극에의 전압의 인가방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 전압의 인가는, 각 전극에 따라 미생물을 일정한 방향으로 영동시키기 위해서, 일정한 간격을 두고 차례로 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 펄스상태의 전위를 거는 것이 바람직하다. 도 2는, 본 발명의 미생물농도농축장치에 있어서, 회로가 각 전극에 전압을 스위핑인가하는 방법을 나타내는 도면이다.

전극은, 미생물을 영동시키는 방향으로 각각 차례로 제 1 전극, 제 2 전극, 제 3 전극으로 하고, 제 1 전극, 제 2 전극. 제 3 전극의 순서로 인가하고, 그 후 다시 제 1 전극에 전압을 인가하여, 차례로 제 2 전극, 제 3 전극으로 반복되는 것이다.

하나의 전극으로 인가하고 나서 다음 전극으로 인가하기까지의 시간, 즉 스위핑속도는, 전극의 간격, 전극의 굵기 등에 따라 다르지만, 실질적으로는 영동하는 미생물의 속도보다 느리게 할 필요가 있다. 본 발명자는, 실험의 결과, 본 발명의 미생물농축장치에 있어서 영동되는 미생물의 속도는 l00㎛/sec이하이기 때문에, 인가스위핑속도를 실질적으로 100㎛/sec이하로 함으로써, 목적으로 하는 미생물을 양호한 회수율로 영동시킬 수 있는 것을 발견하였다.

또한, 농축의 대상인 피검액이 포함하는 미생물은, 전압을 걸면 전기영동에 의해 이동할 수 있는 것이다. 예를 들어 대장균, 노란색포도구균 등을 들 수 있다.

또한, 전극을 구성하는 재료로서는, 종래로부터 사용되는 것이어도 좋고, 예를 들면 알루미늄박, 동박, 동메쉬, 스폰지메탈, 탄소섬유, 카본메쉬 등을 들 수 있다.

또한, 기재를 구성하는 재료로서는, 예를 들면 유리판, 유리제 매트, 폴리프로필렌부직포, 폴리에스테르부직포 등의 절연성재료를 사용할 수 있다.

이하에, 실시예를 사용하여 본 발명의 제 1 전기화학장치에 관한 미생물농도농축장치를 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 3은, 소용돌이형 전극을 사용한 본 발명의 미생물농도농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다. 여기서는, 3개의 전극을 사용하고 있다. 이 실시예에 있어서는, 상기 전극이 소용돌이형 전극이며, 또한 상기 기재가 평면형상 기재이다. 그리고, 상기 전극의 바깥쪽의 끝단부로부터 안쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않고 같은 중심을 향하도록, 상기 전극이 상기 평면형상 기재상에 배치되어 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 유리판 등의 절연성재료로 이루어지는 기재(1)에, 소용돌이형의 전극(2, 3 및 4)이 배치되어 있다. 이 기재는, 미생물이 통과할 수 있는 다공질재료로 구성되어 있어도 좋다. 또, 소용돌이형 전극이 배치될 수 있는 평면부분을 갖고 있으면 되고, 그 형상으로서는, 원형형상이더라도 사각형 형상이더라도 상관없다.

각 전극의 바깥쪽의 끝단부(2a, 3a 및 4a)로부터 안쪽의 끝단부(2b, 3b 및 4b)까지, 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다. 즉, 각 전극은, 기재(1)의 바깥둘레의 한 끝단에 전극 취출구가 되는 끝단부(2a, 3a 및 4a)가 설치된 구조로, 서로 접촉하지 않고 배치되어 있다. 그리고, 각 전극은 같은 중심[여기서는 미생물출구(5)]을 향하여 이어지고 있다. 또, 전극은, 동일평면상에 없더라도 대극하는 위치에 입체적으로 배치하는 것도 가능하다.

예를 들면, 평면형상 기재상의 소용돌이형 전극이 공간을 사이에 두고 서로 마주 향하도록, 상기 소용돌이형 전극을 설치한 평면형상 기재를 2매 배치하고, 그 공간에서 피검액의 미생물농도를 농축시킬 수도 있다. 즉, 상기 전극은 쌍의 전극을 구성하여도 좋다.

이 미생물농도농축장치의 동작원리는, 상술한 바와 같으며, 각 전극에 차례로 전압을 인가하는 상기 스위핑속도를 제어함으로써, 소용돌이형 전극의 바깥둘레부분으로부터 소용돌이형 전극의 중심으로 미생물을 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 피검액중의 미생물만을 미생물출구(5)로 이동시킬 수 있어, 그 결과로서 미생물농도가 농축된 피검액을 얻을 수 있다.

또, 소용돌이형 전극의 중심부에, 미생물출구(5)를 설치함으로써, 소용돌이형 전극의 바깥둘레와 안둘레의 비, 즉 바깥둘레 및 안둘레의 직경의 비와 같은 농축율을 이론상 얻을 수 있다.

또한, 본 발명자는, 예의 검토의 결과, 이 실시예 1에 나타내는 미생물농도농축장치는, 예를 들어 이하의 조건으로 작동시키는 것이 바람직한 것을 발견하였다.

인가전압 0.7V/전극사이

전극사이거리 86㎛(최대 100㎛)

균이동거리 20㎛/sec

균이동방향 양극의 방향(전압인가시)

전극재료 알루미늄박, 동박

기재 유리판

더욱 뛰어난 미생물농축효과를 얻기 위해서, 도 4에 나타내는 것과 같은 실시예도 생각할 수 있다. 도 4는, 도 3에 나타내는 소용돌이형 전극을 배치한 평면상 기재를 복수개 적층하여 이루어지는 본 발명의 미생물농도농축장치의 일부 절결된 개략사시도이다.

도 4에 나타내는 실시예에 있어서는, 도 3에 나타내는 소용돌이형 전극을 배치한 평면형상기재를 복수 개 적층하여, 중심의 미생물출구(5)에 전극이 되는 중공 심재(5')를 설치하고 있다. 그리고, 바깥둘레를 통체(6)로 덮는다. 그리고, 이 중공 심재(5')에 홈 또는 구멍(도시하지 않음)등을 형성하여, 전기영동에 의해 이동한 미생물을, 예를 들면 심재(5')의 하부에 설치한 용기(도시하지 않음)로 회수하여도 좋다.

또한, 피검액을 도입하기 위해서, 예를 들면 통체(6)의 더 바깥쪽에 칼집형상체를 설치하고, 통체(6)에 내부로 통하는 구멍 등을 형성하여, 피검액 도입부를구성하여도 좋다. 통체(6)와 분리된 피검액 도입장치를 별도로 설치하여도 좋다.

또, 이 경우, 미생물이 모이는 중공 심재(5')가 양의 전하를 띠고, 통체(6)가 음의 전하를 띠도록 하면 좋다.

이러한 형태에 의하면, 상술한 미생물농도측정시스템에 있어서, 본 발명의 미생물농도농축장치의 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

실시예 2

도 5는, 나선형 전극을 사용한 본 발명의 미생물농도농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다. 이 실시예에 관한 미생물농도농축장치는, 상기 전극이 나선형 전극이며, 또한 상기 기재가 기둥형상 기재이고, 상기 전극의 위쪽의 끝단부로부터 아래쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않도록, 상기 전극이 상기 기둥형상부분의 측면에 배치되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 3개의 나선형 전극(8, 9 및 10)이, 위쪽의 끝단부(8a, 9a 및 10a)로부터 아래쪽의 끝단부(도시하지 않음)를 향하여, 서로 겹치지 않고 원기둥형상의 기재(7)의 측면에 배치되어 있다. 여기서는, 기둥형상의 기재로서, 원기둥형상의 기재(7)를 나타내었으나, 예를 들어 각기둥형상 등의 기재이더라도 좋다. 또한, 중공이어도 좋다.

기재를 구성하는 재료로서는, 상술의 실시예 1에서 나타낸 것과 동일하여도 좋다. 예를 들어, 기재의 내부를 미생물이 통과할 수 있도록, 상기 기재를 다공질재료로 구성하여, 중공으로 하여도 좋다.

또, 나선형 전극은, 동일평면상에 없어도 동심원상에 입체적으로 배치하는것도 가능하다.

예를 들어, 직경이 다른 2개의 중공 원기둥을 기재로서 사용하고, 작은 직경의 원기둥형상 기재(A)의 바깥쪽면에 나선형 전극을 설치한다. 큰 직경의 원기둥형상 기재(B)에는, 그 안쪽면에 나선형 전극을 설치한다. 그리고, 원기둥형상 기재(A)를 원기둥형상 기재(B)의 내부에 설치하여 2개의 기재의 사이에 공간을 형성하고, 이 공간에서 피검액의 미생물농도의 농축을 행할 수 있다. 이와 같이, 상기 전극은 쌍의 전극을 구성하고 있어도 좋다.

이 미생물농도농축장치에 있어서는, 상술한 바와 같이, 전압을 인가하는 상기 스위핑속도를 적절히 제어함으로써, 기둥형상 기재의 한 끝단으로부터 다른 끝단까지, 나선형 전극을 따라 미생물을 이동시킬 수 있다.

또한, 기둥형상 기재의 한 끝단에 검체균액 도입부(도시하지 않음)를 설치하고, 또한 다른 끝단에 미생물출구(도시하지 않음)를 설치함으로써, 효율적인 미생물농축을 달성할 수 있다.

더욱, 구체적인 작동조건에 대해서는, 상기 실시예 1과 같아도 좋다.

실시예 3

도 6은, 시트형상 다공질전극을 사용한 본 발명의 미생물농도농축장치의 주요부의 구성을 나타내는 개략사시도이다. 이 실시예에 관한 미생물농도 농축장치는, 상기 전극이 시트형상 다공질전극이며, 또한 상기 기재가 시트형상 다공질 스페이서이다. 그리고, 각 적층체의 전극 끝단부가 겹치지 않고 상기 전극 및 스페이서의 순서가 되도록, 상기 전극과 스페이서와의 적층체를 n(n≥3)개 적층하여,얻어진 적층체가 감겨 돌려져 있다.

시트형상 다공질전극(11, 12 및 13)은 각각 미생물이 투과할 수 있는 구멍을 다수 갖는 것으로, 전극사이에 설치된 미생물투과 가능한 시트형상다공질 스페이서(l4, 15 및 16)와 함께 적층되어, 감겨 돌려져 있다. 즉, 각 전극(11, 12 및 13)은 서로 접촉하지 않고, 또한, 바깥둘레의 한 끝단에 전극취출구(11a, 12a 및 13a)가 설치되어 있다.

이 실시예에 관한 미생물농도농축장치의 동작원리는, 상술한 바와 같으며, 상기 전극에 전압을 인가하는 상기 스위핑속도를 적절히 제어함으로써, 소용돌이 형상으로 나타나고 있는 시트형상전극의 바깥둘레부분으로부터 중심부분으로 미생물을 이동시킬 수 있다.

이 경우, 소용돌이의 중심부분에, 예를 들면 미생물출구가 되는 통재(도시하지 않음)를 설치함으로써, 소용돌이 바깥둘레와 소용돌이 안둘레의 비, 즉 바깥둘레 및 안둘레의 직경의 비와 같은 농축율을 이론상 얻을 수 있다.

또, 이 경우의, 전극인 시트형상 다공질전극을 구성하는 재료로서는, 예를 들며 동메쉬, 스폰지메탈, 카본메쉬 등을 들 수 있다. 또한, 기재인 시트형상 다공질 스페이서를 구성하는 재료로서는, 예를 들면 폴리프로필렌부직포 및 폴리에스테르부직포 등을 들 수 있다.

실시예 4

상기 실시예 3에 나타낸 전극을 배치한 기재를 복수 제작하고, 각각의 전극에 설치한 취출부(11a, 12a 및 13a)를 연결시켜, 전극을 배치한 기재를 복수 연결하여 이루어지는 미생물농도농축장치를 얻을 수도 있다.

이러한 구조를 채용함으로써, 처리하는 피검액의 양을 증가시키는 것이 가능하며, 검체균액에 있어서의 미생물농도의 농축효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 미생물농도농축장치에 의하면, 미생물을 포함하는 피검액의 여과와 재추출에 의해 미생물농도의 농축을 행하고 있던 방법에 비하여, 적은 공정수로, 간편하고 또한 단시간에, 정량성 좋고 안정적으로 피검액속의 미생물농도의 농축을 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 미생물농도농축장치는, 그 구성재료를 적절히 선택함으로써, 1회용 및 연속사용형의 어느 것으로도 할 수 있고, 용도도 다양하다.

또한, 예를 들어 정수관용 및 식품공업용의 제균장치로도 이용할 수 있다고 하는 효과도 더불어 가진다.

② 제균장치

다음에, 본 발명은, 미생물을 포함하는 피검액을 장치내에 유입시키는 유입구, 상기 유입구로부터 양극 부근에 상기 피검액을 유도하는 유입가이드, 유입한 상기 피검액에 접하고, 또한 상기 피검액이 투과할 수 있는 미세한 구멍을 가진 적어도 n(n≥3)개의 전극, 상기 양극에 대하여 상기 n개의 전극을 사이에 끼우도록 배치한 음극, 상기 n개의 전극을 통과한 상기 피검액을 배출하는 배출구, 배출하는 피검액의 흐름을 유도하는 유출가이드, 및 상기 피검액이 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 n개의 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로를 구비하는 제균장치도 제공한다.

이 제균장치에 있어서는, n개의 전극을, n매의 망상 전극을, 피검액이 투과할 수 있는 미세한 구멍을 가진 절연층을 각 전극사이에 끼우면서 감아 돌려 얻어지는 소용돌이형 전극을 사용한다. 전극에의 전압인가방향과 미생물을 포함하는 피검액의 흐름방향이 수직으로 위치하는 것이 효과적이다.

또한, n개의 전극이, 피검액이 투과할 수 있는 미세한 구멍을 가진 다공질 평판전극이며, 전극사이에 피검액이 투과할 수 있는 미세한 구멍을 가진 절연층을 각 전극사이에 끼우도록 적층하여 얻어지는 유니트를 반복하적으로 수회 적층한 구조체를 사용하여, 전극에의 전압인가방향과 미생물을 포함하는 처리균액의 흐름방향이 수직 혹은 대항하도록 위치하는 것이 효과적이다.

또한, 상기 회로가, n개의 전극의 제 1 번째의 전극에 대하여 음전압을 인가하고, 제 2 번째의 전극에 양전압을 인가하며, 제 1 번째 및 제 2 번째의 전극 이외의 전극은 전압을 인가하지 않는 무접속의 상태로 유지하고, 다음의 타이밍에는, 제 2 번째의 전극에 대하여 음전압을 인가하고, 제 3 번째의 전극에 양전압을 인가하며, 제 2 및 제 3 전극 이외의 전극은 전압을 인가하지 않는 무접속의 상태로 유지하고, 또 다음의 타이밍에는, 상기와 같이 차례로 인가상태를 하나씩 어긋나게 하면서 스위핑전압인가하는 것이 효과적이다.

또한 상기 회로가 스위핑인가하는 타이밍으로서, 음전압으로부터 양전압인가로 변하기까지의 시간이, 전극사이거리/스위핑타이밍시간(1주기의 시간/n)으로 환산하여 100㎛/sec이하인 것이 효과적이다.

또한, 상술한 바와 같은 전극구조를 복수 개 배치하여도 좋다.

실시예 5

감아 돌리는 형 전극을 가진 본 발명의 제 1 전기화학장치에 관한 제균장치에 대하여, 감아 돌리는 전극수가 3매의 제균장치의 구성을 나타내는 개략도를 도 7에 나타낸다. 또한, 도 7에 나타내는 제균장치에 있어서의 감아 돌리는 형 전극(21)의 일부가 절결된 개략사시도를 도 8에 나타낸다.

우선, 본 실시예에 관한 제균장치의 제조방법에 대하여 설명한다. 선지름 0.22mm의 동선(銅線)으로 이루어지는 30메쉬의 동망을, 폭 10cm, 길이 30cm로 절단하여, 끝단부에 처리를 실시하고, 또한 끝단부로부터 리드선을 인출하는 가공을 실시하여, 메쉬형상 전극(22)을 3매 제작하였다.

이어서, 상기 동망보다 폭과 길이가 각각 1cm 넓은 치수의, 30메쉬로 두께 약 300㎛의 폴리에스테르메쉬로 이루어지는 메쉬형상절연층(23)을 3매 제작하였다.

상기 동망과 절연층을 교대로 적층하여, 약 5mm의 심재(도시하지 않음)에 감아 붙임으로써, 약 4cm 직경의 감아 돌리는 구조물을 얻었다. 이 감아 돌리는 구조물의 표면에, 절연층에 사용한 것과 같은 폴리에스테르메쉬를 감아 돌리고, 더욱 그 표면에 상기 전극에 사용한 것과 같은 동메쉬를 부착하여 감아 돌리는 형 전극(21)을 얻었다. 또, 이 동메쉬에도 상기 전극과 마찬가지로 리드 인출가공을 실시하였다.

이 감아 돌리는 형 전극(21)을 내직경 4.5cm 정도의 원통형상의 제균장치용 용기(24)내에 수납한다. 이 용기(24)는, 상기 감아 돌리는 형 전극을 정확하게 수납할 수 있는 치수를 가진다. 바닥부는 평면형상구조로, 그 중심부에 세출구(25)가 설치되고, 바닥부 측면에는 처리후 피검액배출구(26)가 설치되어 있다. 또한 바닥부에는, 난류를 일으키지 않고 피검액을 배출할 수 있도록 막대형상의 유출가이드(27)를 설치하였다.

유출가이드(27) 상에, 상기 감아 돌리는 형 전극을 싣도록 배치하여, 그 위에 피검액의 도입을 원활히 행하게 하기 위해서, 막대형상의 유입가이드(28)를 설치하였다. 유입가이드(28)의 측면에 피검액 유입구(29)를 설치하여, 유입구 이하의 피검액의 누설이 없는 구조로 하였다.

이상의 구조가 완성된 후, 심재를 뽑아 내는 동시에, 심재의 부분에 세출구(25)까지 관통하도록 약 0.5mm의 동선(30)을 삽입하였다. 이 동선(30)과 함께 각 인출한 리드선(31)을, 전기적으로 접촉하지 않도록 슬리브를 붙이면서, 용기(24)의 상부로부터 인출하였다. 이렇게 해서, 제균장치의 본체 부분을 완성하였다.

다음으로, 이렇게 완성시킨 제균장치의 본체부분을 구동시키는 회로 및 그 동작원리를 설명한다.

이 제균장치의 구동에 사용하는 회로는, 릴레이회로 혹은 반도체회로이며, 0.7V의 전압을 발생시키는 전원전극의 양극쪽에 접속하는 시간, 음극에 접속하는 시간, 및 이 전원회로에 접속하지 않는 시간을, 이 순서대로 차례로 반복하는 것이다.

제균장치는, 피검액 유입구로부터 들어온 액으로부터, 피검액 배출구로 유출하기까지의 동안에, 제균하는 것이다. 즉, 피검액에 접하는 적어도 n(n≥3)개의전극, 이들 전극을 사이에 끼우도록 배치된 최외각의 양극과 중심부의 음극의 한 쌍의 전극, 및 상기 피검액이 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 각 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로를 구비하고, 상기 피검액중의 미생물을 상기 중심부의 전극으로 이송하여, 미생물을 세출구로부터 배출할 수 있는 것이다.

이 제균장치는, 피검액중의 미생물을 적층한 전극으로 유인하여, 전극에 전압을 스위핑인가하는 것으로, 한쪽의 전극부근에서 다른 극의 전극부근에 미생물을 모아, 최종적으로 미생물의 움직임을 억제한 후, 배출하는 것이다. 이 사이에, 본 장치에 공급되는 미생물을 포함한 피검액은, 제균된다.

본 발명의 구성예로서, 감아 돌리는 전극의 수로서는 3매의 구조를 예시하였지만, 3개 이상이면 특히 제한은 없다. 이하에, 구조의 예시로서 든 감아 돌리는 전극의 수가 3매의 경우로 대표시켜 설명한다.

먼저, 상기와 같은 구성에 따라서 배치된 전극에. 피검액이 전기분해하지 않는 정도의 전압을 인가한다. 이 전기분해하지 않는 정도의 전압은, 전극과 피검액에 포함되는 용매 또는 전해질의 종류 및 양으로 결정된다. 통상의 생활관련에 이용하는 물로, 특별한 염분을 포함하지 않은 경우, 1V 이하이면 좋다. 본 실시예에서는, 0.7V를 이용하였다.

이러한 전압을 거는 것에 의해, 피검액을 전기분해에 의해 열화시키지 않고, 음의 전하를 띤 미생물을 전기영동에 의해 양전극쪽으로 이동시킬 수 있다. 즉, 전극의 한쪽을 음, 다른 쪽을 양으로 함으로써, 음의 부분으로부터 양의 부분을 향하여 미생물을 영동시킬 수 있는 것이다. 이 전압인가를, 제균장치 용기내의 바깥둘레쪽에서 안둘레쪽을 향하여 스위핑시키는 것으로, 해당 용기내의 바깥둘레쪽의 전극 부근의 미생물농도를 감소시키는 것이 가능해진다. 이 조작을 연속적으로 행하여 바깥둘레쪽의 처리액을 연속적으로 취출하는 것으로, 미생물농도를 저감시킨 피검액을 얻을 수 있다.

또한, 안둘레쪽의 전극부근에 접근함에 따라서, 피검액중의 미생물농도는 높아지고, 가장 안쪽의 전극에서는 다수의 미생물이 농축된다. 미생물은 수회의 이동을 반복하는 동안에, 그 활동성이 저하한다. 그리고, 농축된 미생물은 서로 접근하여 존재하게 되기 때문에, 그 만큼 열증식성도 저하한다. 가장 안쪽의 전극의 밑에는, 세출구(25)가 설치되기 때문에, 상기 집합한 미생물은, 연속적으로 배출된다.

각 전극에의 전압의 인가방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

전압의 인가는, 각 전극을 따라 미생물을 일정한 방향으로 영동시키기 위해서, 일정한 간격을 두고 차례로 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 펄스상태의 전위를 거는 것이 바람직하다.

표 1은, 본 실시예의 감아 돌리는 형 전극을 가진 제균장치 중에 배열하는 전극의 일부분에 대하여, 그 전압인가의 상태, 타이밍에 대한 피검액중의 미생물의 움직임을 나타낸 것이다.

전극은, 미생물을 영동시키는 방향으로 각각 차례로 제 1 전극, 제 2 전극, 제 3 전극으로 하고, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 3 전극의 차례로 인가하고, 그 후 다시 제 1 전극(제 4 전극으로 표에 기재)에 전압을 인가하여, 차례로 제 2 전극,제 3 전극으로 반복되는 것이다.

표 1

전극	인가전압극성-미생물영동방향
제 1 전극	-	NC	+	-
	↓	·	·	↓
제 2 전극	+	-	NC	+
	·	↓	·	·
제 3 전극	NC	+	-	NC
	·	·	↓	·
제 4 전극	-	NC	+	-
	↓	·	·	↓

즉, 제 1 전극에는 음전압을 인가하고, 제 2 전극에는 양전압을 인가하며, 제 3 전극은 전원에 접속하지 않은 상태로 한다. 이 경우 미생물은 양전압 인가쪽으로 유인되기 때문에 제 1 전극으로부터 제 2 전극으로 이동한다. 제 4 전극 즉 1주기 앞의 제 1 전극에는 음전압이 인가되지만 제 3 전극은 접속되어 있지 않기 때문에 제 2 전극과 제 4 전극의 사이에서 유인현상이 생기지만, 전극사이가 떨어져 있기 때문에 그 유인이동은 극히 적다. 따라서 이 타이밍에서는, 제 1 전극과 제 2 전극사이의 미생물이, 제 1 전극으로부터 제 2 전극으로 이동한다.

다음의 타이밍에서는, 제 1 전극은 전원에 접속하지 않고, 제 2 전극은 음극으로 제 3 전극을 양극으로 접속한다. 따라서 제 4 전극 즉 1주기 앞의 제 1 전극은 접속되지 않은 상태로 한다. 상기와 같은 원리로, 제 2 전극과 제 3 전극사이에 있는 미생물이, 제 2 전극으로부터 제 3 전극을 향하여 이동한다.

또한 그 다음의 타이밍에서는, 제 1 전극에 양전압을, 제 2 전극은 전원에 접속하지 않은 상태로, 제 3 전극은 음극에, 제 4 전극 즉 1주기 앞의 제 1 전극은 양극에 접속하는 상태로 한다. 이 경우도 상기와 마찬가지의 원리로, 제 3 전극과제 4 전극의 사이에서, 제 4 전극을 향하는 미생물의 이동이 생긴다.

이들을 종합하면, 상기 3회의 타이밍을 차례로 스위핑하면, 미생물은, 제 1 전극으로부터 제 4 전극을 향하여 이동하게 된다. 이들 스위핑을 차례로 접속하여 행함으로써, 미생물은, 최외각의 전극으로부터 최내각의 전극을 향하여 차례로 이동한다. 이 조작을 제균장치용기내에서 행하게 하여, 최외각 부근에 처리하고자 하는 액을 유입시킴으로써, 액중의 미생물을 제거한다.

전압의 인가는, 각 전극을 따라 미생물을 일정한 방향으로 영동시키기 위해서, 일정한 간격을 두고 차례로 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 펄스상태의 전위를 거는 것이 바람직하다.

하나의 전극에 인가하고 나서 다음의 전극에 인가하기까지의 시간, 즉 스위핑속도는, 전극의 간격, 전극의 굵기, 처리균액의 유량 등, 및 처리액의 온도, 전해질의 농도 등 환경조건에 따라 다르지만, 실질적으로는 전압을 인가했을 때의 전극방향으로 영동하는 미생물의 속도보다 느리게 할 필요가 있다. 본 발명자는, 실험의 결과, 본 발명의 미생물농축장치에 있어서 영동되는 미생물의 속도는 100㎛/sec이하이기 때문에, 인가스위핑속도를 실질적으로 100㎛/sec이하로 함으로써, 목적으로 하는 미생물을 일정 전극방향으로 모아 배출함으로써 처리기 균액의 제균효율을 향상할 수 있는 것을 발견하였다.

또한, 제균대상인 미생물은, 전압을 걸면 전기영동에 의해 이동할 수 있는 것이다. 예를 들어 대장균, 노란색 포도구균 등을 들 수 있다.

또한, 전극을 구성하는 재료로서는, 종래로부터 사용되는 것이어도 좋고, 예를 들어 알루미늄박, 동박, 동메쉬, 스폰지메탈, 탄소섬유, 카본메쉬 등을 들 수 있다.

또한, 절연층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 글라스울, 폴리프로필렌메쉬, 폴리에스테르메쉬 혹은 그들의 부직포 등의 절연성 재료를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명자는, 예의 검토의 결과, 본 실시형태 1에 나타내는 제균장치는, 예를 들면 이하의 조건으로 작동시키는 것이 바람직한 것을 발견하였다.

인가전압 0.7V/전극사이

전극사이 거리 200㎛

균이동거리 20㎛/sec

균이동방향 양극의 방향(전압인가시)

전극재료 동메쉬(약 100㎛ 두께)

절연층 폴리에스테르메쉬(약 200㎛ 두께)

실시예 6

본 실시예에서는, 더욱 상자형의 제균장치를 형성하기 위해서 적층형 전극을 가진 제균장치를 제작하였다. 적층한 전극의 수가 3조의 상자형 제균장치의 개략사시도를 도 9에 나타낸다.

우선, 본 실시예에 관한 제균장치의 제조방법에 대하여 설명한다. 선지름 0.22mm의 동선으로 이루어지는 30메쉬의 동망을, 폭 10cm, 길이 10 cm로 절단하여, 끝단부의 처리를 실시하였다. 또한 끝단부로부터 리드선을 인출하여 12매의 메쉬전극(a, b 및 c)을 준비하였다.

이어서, 상기 동망보다 폭과 길이가 각각 1cm 넓은 치수의, 30메쉬로 두께 약 300㎛의 폴리에스테르메쉬로 이루어지는 절연층을 13매(a', b', c')을 준비하였다. 한편, 도 9에 있어서는, 이들 매수는 생략되어 있다.

우선 상기 절연층 1매를 준비하여, 그 위의 중심에 상기 동망과 절연층을 동망끼리가 절연상태를 유지할 수 있도록 교대로 적층하고, 마지막의 절연층을 적층한다. 1매째의 동망의 리드 인출부와 4매째의 리드인출부, 7매째의 리드 인출부, 10매째의 리드 인출부를 접속한다. 마찬가지로 n매째와 n+3매째의 리드 인출부를 접속함으로써, 4매의 동망을 접속한 3조의 전극을 형성한다.

이 3조의 전극을 상자형의 제균용기에 수납하고, 2매째의 동망쪽의 전극의 위쪽에 처리액 유입구 및 액에 난류가 생기 않도록 유입가이드판을 설치한다. 한편, 처리액 유입구의 아래쪽에는 처리액 배출구 및 가이드판을 설치함으로써, 제균장치를 구성한다.

이 장치에의 전극에의 전압인가 타이밍 및 동작원리는, 실시예 5와 같다.

마찬가지로, 전극을 구성하는 재료로서는, 종래부터 사용되는 것이어도 되고, 예를 들어 알루미늄박, 동박, 동메쉬, 펀칭메탈, 스폰지메탈, 탄소섬유, 카본메쉬, 다공질소결금속 등을 들 수 있다.

또한, 절연층을 구성하는 재료로서는, 예를 들면 글라스울, 폴리프로필렌메쉬, 폴리에스테르메쉬 혹은 그것들의 부직포, 다공질세라믹 등의 미생물투과성의 절연성재료를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명자는, 예의 검토의 결과, 이 실시예 5에 나타내는 제균장치는,예를 들면 이하의 조건으로 작동시키는 것이 바람직한 것을 발견하였다.

인가전압 0.7V/전극사이

전극사이거리 200㎛

균이동거리 20㎛/sec

균이동방향 양극의 방향(전압인가시)

전극재료 동메쉬(약 100㎛ 두께)

절연층 폴리에스테르메쉬(약 200㎛ 두께)

이 실시예에 관한 제균장치의 동작원리는, 상술한 바와 같으며, 상기 전극에 전압을 인가하는 상기 스위핑속도를 적절히 제어함으로써, 소용돌이 형상으로 감긴 시트형상 전극의 바깥둘레부분으로부터 중심부분으로 미생물을 이동시킬 수 있다.

상기 실시예 5 및 6에 나타낸 전극을 배치한 용기를 복수 제작하여, 각각의 전극에 설치한 리드 인출부를 각각의 대응하는 것을 연결시켜, 전극을 배치한 용기를 복수 연결하여 이루어지는 제균장치로 할 수도 있다.

이러한 구조를 채용함으로써, 처리량을 증가시키는 것이 가능하며, 처리균액에 있어서의 미생물제거효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제균장치에 의하면, 미생물을 포함하는 처리균액의 여과에 의해 미생물농도의 저감을 행하고 있는 방법에 비하여, 적은 공정수로, 간편하고 또한 단시간에, 연속적이고 안정적으로 처리균액속의 미생물농도의 저감을 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 제균장치는, 그 구성재료를 적절히 선택함으로써, 1회용 및 연속사용형의 어느 것으로도 할 수 있고, 용도도 다양하다. 더욱이, 예를 들면 정수관용 및 식품공업용의 제균장치, 생활환경중의 순환수계로부터의 미생물제거로서도 이용할 수 있다고 하는 효과도 더불어 가진다.

③ 열교환기를 구비한 전기기기

또한, 본 발명은, 열교환기와 간극을 사이에 두고 대향하고, 또한 상기 열교환기로부터 유출되는 결로수 중에 상기 열교환기의 표면과 함께 상기 결로수에 접하는 위치에 배치된 전극체와, 상기 열교환기와 상기 전극체의 사이에, 상기 열교환기와 상기 대향부재 사이에 존재하는 미생물을 상기 전극체방향으로 이동시키는 전압인가수단을 가진 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 전기기기를 제공한다.

이 경우, 전압인가수단은 적어도 결로수가 전기분해하지 않는 전압을 인가할 수 있는 것이 효과적이다.

상기 전기기기에 있어서는, 대향부재 표면에 미생물을 흡착유지할 수 있는 재료를 가진 것이 효과적이며, 대향부재 표면이 미생물을 흡착유지할 수 있는 구조인 것이 효과적이다.

또한, 대향부재 표면에 미생물을 살멸하는 재료 또는 미생물의 증식을 억제하는 재료를 가진 것이 효과적이며, 대향부재 표면이 미생물을 살멸하는 구조 또는 미생물의 증식을 억제하는 구조인 것이 효과적이다. 더욱이, 대향부재가 착탈이 용이하고, 청소가 가능한 구조인 것이 효과적이다.

실시예 7

도 10은, 본 발명의 공조기 내부의 열교환기부분의 개략사시도이다. 50㎛의 알루미늄선을 개구율 50%로 메쉬형상으로 짠, 금속체가 되는 알루미늄메쉬(32), 티아벤조이미다졸(TBZ), 제 4 암모늄염, 은계 항균제 등의 항미제 및 항균제를 표면처리한 친수성 또한 투수성의 종이 등으로 이루어지는 섬유의 친수성 부직포(33), 친수성 부직포(33)를 알루미늄메쉬(32)에 고정시키기 위한 폴리프로필렌제의 두께 약 100㎛의 부직포(34)를 적층하여 구성시켰다. 이 적층체를 열교환기의 결로수가 흘러내리는 열교환기의 방열알루미늄핀(35)의 하부에 설치한다. 알루미늄메쉬(32)는, 전압인가수단(36)에 의해 열교환기 알루미늄 방열핀(35)에 대하여 0.7V의 양전압이 인가되어 있다.

상기 구성의 공기조절기는, 적어도 그 한 끝단이 결로수 받는 접시(드레인팬)에 접하고, 드레인팬 내의 결로수도 전기적으로 열교환기레벨에 접속되어 있다. 드레인팬으로부터 배출되는 결로수는, 역류를 방지하기 위해 물기를 털어냄으로써, 최종배수지의 배수구로부터 전기적으로 절연되고 있다.

이 구성에 의해, 열교환기표면의 미생물은, 알루미늄메쉬(32) 표면으로 이동하여, 알루미늄메쉬(32) 표면의 친수성 부직포(33)에 흡착된다. 그와 동시에, 부직포(33)속에 포함되는 항균항미성분에 의해, 미생물의 증식이 억제된다.

상기 공기조절기내에서 미생물이 제거된 결로수는, 드레인팬에 집합한 후, 배수구로 배출된다. 열교환기(알루미늄) 표면에서 금속체(알루미늄)표면으로 미생물의 이동은 생기지만, 배수구와 드레인팬은 물기를 털어냄으로써 물리적으로도 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 미생물은 배수구로부터의 이동은 생기지 않는다.

또한, 본 구성의 공조기용 장치는, 공조기 본체로부터 착탈이 용이하고, 그 중의 친수성 부직포(33)는, 교체가 가능하다. 이 친수성부직포(33)로 처리된 항균항미제의 유효성이 저감하고, 또한 부직포내에 흡착유지된 미생물이 증가했을 때에는, 이 부직포(33)를 신품으로 교체함으로써, 효과를 복원하는 것이 가능해진다.

또, 이상의 실시예에서는 공조기에 대하여 설명하였지만, 그 외에도 차량용 에어컨디셔너, 냉장고, 제빙기, 냉수기, 보냉고 및 자판기 등의 열교환기를 구비한 전기기기에도 응용할 수 있다.

본 발명의 열교환기를 구비한 전기기기에 의하면, 종래 제거할 수 없던 미생물을 포함하는 열교환기 표면의 청결성을 향상할 수 있고, 또한 전기화학적반응으로 발휘할 수 있다. 그 때문에, 전기기기 정지시의 미생물증식도 억제할 수 있고, 병원을 비롯한 감염방지대책의 일환으로서 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 공업적 가치는 크다.

(2) 제 2 전기화학장치에 대하여

① 미생물농도농축장치 및 미생물농도농축방법

다음에, 본 발명은, 간극을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 산화환원전위가 다른 2종 이상의 전극(금속체), 및 상기 전극끼리를 단락시키는 회로(단락부)를 구비하는 미생물농도농축셀로 이루어지며, 상기 간극에 미생물을 포함하는 피검액을 유지하고, 상기 전극을 단락시켜 산화환원전위가 높은 전극으로부터 산화환원전위가 낮은 전극을 향하여 미생물을 이동시키는 것에 의해, 상기 피검액의 미생물농도를 농축하는 미생물농도농축장치를 제공한다.

상기 미생물농도농축장치에 있어서는, 상기 셀이, 산화환원전위가 높은 전극 부근의 한 끝단에 상기 피검액의 도입부, 다른 끝단에 상기 피검액의 배출부를 가지며, 또한 산화환원전위가 낮은 전극 부근에 미생물배출부 및/또는 미생물흡착부를 가진 것이 효과적이다.

또한, 상기 간극에, 상기 피검액이 이동할 수 있는 전기절연성 구조체를 배치하는 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 간극에 상기 피검액을 유입시킬 수 있는 구조를 가진 것이 효과적이다.

또한, 상기 구조가, 다공체, 메쉬 또는 브러시의 구조인 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이 미생물투과가 가능한 막형상이며, 상기 피검액이 이동할 수 있는 전기절연성 구조체의 표면에 적층되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 미생물농도농축셀을 복수개 가진 미생물농도농축장치도 효과적이다.

더욱 본 발명은, (a) 간극을 사이에 두고 산화환원전위가 다른 2종이상의 전극을 서로 대향시켜 배치하는 공정, (b) 상기 간극에 미생물을 포함하는 피검액을 도입하는 공정, (c) 상기 전극을 단락시키는 공정, 및 (d) 상기 공정 (b) 및 (c)에 의해 산화환원전위가 높은 전극으로부터 산화환원전위가 낮은 전극쪽으로 미생물을 이동시킴으로써 농축한 피검액을 회수하는 공정을 포함하는 미생물농도농축방법도 제공한다.

본 발명자는, 상기 (1)에 나타낸 바와 같이, 미생물을 포함하는 피검액에 접하는 전극사이에 강제적으로 전압을 인가함으로써, 음극으로부터 양극을 향하여 미생물을 영동시키고, 상기 피검액의 농도를 농축할 수 있는 것을 발견하였다. 즉, 예컨대 대장균 및 노란색 포도구균 등의 미생물은, 그 표면에 전하를 가지며, 전장에 따라서 이동한다.

그런데, 더욱 여러 가지 금속으로 이루어지는 전극을 사용하여 예의 실험을 행한 바, 두 종류의 전극을 사용하면, 전극사이에 강제적으로 전압을 인가하지 않더라도, 단순히 양 전극을 단락시키는 것만으로 미생물을 이동시킬 수 있었다.

그래서, 본 발명자는, 상기의 종류가 다른 금속체가 다른 산화환원전위(이온화경향)을 가진 것을 발견하여, 이러한 산화환원전위의 차이에 기인하여, 미생물을 한쪽의 금속체로부터 다른 쪽의 금속체의 방향으로 이동하는 것을 알아내었다. 구체적으로는, 산화환원전위가 높은(이온화경향이 작은) 금속체로부터 산화환원전위가 낮은(이온화경향이 큰) 금속체를 향하여 미생물이 이동한다.

즉, 본 발명에 관한 제 2 전기화학장치는, 이러한 검토의 결과로서 얻어진 산화환원전위에 관한 새로운 지식에 기초하여 완성한 것이다.

본 발명은, 간극을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 산화환원전위가 다른 2종이상의 전극, 및 상기 전극끼리를 단락시키는 단락부를 구비하는 미생물농도셀로 이루어지며, 상기 간극에 상기 피검액을 유지하여, 상기 전극을 단락시켜 산화환원전위가 높은 전극으로부터 산화환원전위가 낮은 전극을 향하여 미생물을 이동시킴으로써, 상기 피검액의 미생물농도를 농축하는 미생물농도농축장치에 관한 것이다.

이하에, 이해를 쉽게 하기 위해서, 상기 셀이 2종의 전극을 포함하는 경우로대표시켜, 본 발명에 대하여 설명한다.

2종의 전극의 조합으로서는, 산화환원전위가 다른 것의 조합이어도 좋지만, 특히 미생물의 이동을 확실하게 한다고 하는 점에서, 산화환원전위차가 1.0V 정도의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 표 2에, 본 발명의 전극에 사용할 수 있는 금속체 및 그 산화환원전위[수용액 중에 있어서의 표준전극전위 E°(25℃)]를 몇 가지 예시한다.

표 2

금속의 종류	산화환원전위(V)
Au	+1.69
Pt	+1.19
Ag	+0.799
Cu	+0.337
Pb	-0.126
Ni	-0.25
Sb	-0.26
Co	-0.277
W	-0.32
Fe	-0.440
Sn	-0.50
Cr	-0.744
Zn	-0.763
V	-1.23
Al	-1.66
Ti	-1.72
Zr	-1.95
Mg	-2.27

표 2에 나타내는 금속 중에서도, 산화환원전위차가 크다고 하는 점 때문에, Au(+1.69V)와 Fe(-0.440V)의 조합을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 염가로 입수가 용이하다고 하는 점 때문에, Cu(+0.337V)와 Zn(-0.763V)의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 금속체의 구조 및 형상으로서는, 특히 제한은 없고, 예를 들면 미생물투과가 가능한 막형상, 판형상, 막대 형상 등을 들 수 있다. 또한, 금속소결체라도 좋고, 증착 또는 스퍼터링으로 제작한 것이어도 좋다.

단, 본 발명에 있어서는, 산화환원전위가 높은 금속체로부터 산화환원전위가 낮은 금속체 쪽으로 미생물을 이동(영동)시키기 때문에, 산화환원전위가 높은 금속체의 부근에 미생물을 포함하는 피검액의 도입부 및 배출부를 설치하여, 더욱, 산화환원전위가 낮은 금속체 부근에 미생물 배출부 또는 흡착부(후술한다)를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 관점에서, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체 이외의 금속체가, 상기 간극에 상기 피검액을 유입시킬 수 있는 구조인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 스폰지메탈 등의 다공체, 메쉬 또는 브러시의 구조로 할 수 있다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체 이외의 금속체를 미생물투과 가능한 막형상으로 하고, 상기 피검액이 이동할 수 있는 전기절연성구조체의 표면에 적층되어 있어도 좋다.

물론, 산화환원전위가 낮은 금속체도 이들과 같은 구조 및 형상을 가지고 있어도 상관없다.

또한, 상기 간극에는, 상기 피검액이 이동할 수 있는 전기절연성구조체를 배치하는 것이 바람직하다. 이것은, 미생물의 피검액을 상기 간극에 포착하기 쉽게 함으로써, 미생물농도의 농축을 효율적으로 행하게 하는 것, 및 미생물을 포함하는 피검액이 외부로 산란하는 것을 되도록 방지할 수 있기 때문이다.

이러한 전기절연성 구조체로서는, 예를 들어 부직포, 직포, 연속발포체, 종이 등을 들 수 있다. 또한, 이 구조체를 구성하는 재료로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 열가소성수지를 들 수 있다.

이러한 전기절연성 구조체는, 사용 후에는 미생물을 포착하고 있기 때문에, 새로운 것으로 교체되도록 해 놓을 수 있다.

다음에, 본 발명의 미생물농도농축장치를 구성하는 상기 셀은, 2종의 금속체를 전기적으로 단락시키는 단락부를 갖는다. 상기 2종의 금속체를 단락시킴으로써, 산화환원전위가 다른 금속체 사이에 전장이 생겨, 미생물을 이동시킬 수 있다.

이러한 단락부는, 상기 피검액을 도입하기 전부터 미리 단락하고 있어도 좋고, 또한 상기 피검액을 도입하고 나서 단락시킬 수 있도록 하여도 좋다.

상기 단락부는, 단락부와 상기 금속체의 사이에서 전위차에 의해 미생물의 이동이 일어나지 않도록, 상기 피검액과 접촉하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 각 금속체로부터 각각의 금속으로 구성되는 리드선을 이끌어내어 접속하면 좋다.

또한, 상기 셀에 있어서는, 산화환원전위가 높은 쪽의 금속체 부근에 존재하는 미생물을 포함하는 피검액중의 미생물농도가 내려가기 때문에, 그 금속체 근방의 한 끝단에 상기 피검액을 도입(유입)시키는 상기 피검액 도입부를 설치하고, 같은 금속체 근방의 다른 끝단에 미생물농도가 저감된 피검액의 배출부를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 산화환원전위가 낮은 금속체 부근에는, 전장에 의해 미생물이 이동하여 농축된 상기 피검액의 배출부를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 산화환원전위가 낮은 금속체 부근에는, 미생물 흡착부를 설치하는 것이 바람직하다. 이 흡착부는, 산화환원전위가 낮은 금속체에, 예를 들어 실리카겔 등을 층형상으로 흡착시켜 형성할 수가 있다.

이상과 같이, 여기서는, 2종의 금속체를 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 3종 이상의 금속체를 사용하는 경우에 대해서도, 같은 방법으로 미생물농축셀을 제작할 수 있다.

예를 들어, 산화환원전위가 가장 높은 금속체, 전기절연성 구조체, 2번째로 산화환원전위가 높은 금속체, 전기절연성구조체, ······, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체의 순서로 적층시킨 구조를 취할 수 있다.

또한, 금속체의 배치를 적절히 변경하여, 복수의 금속체 부근에서 미생물을 포함하는 피검액을 도입하고, 별도의 복수의 금속체 부근에서 농축후의 피검액을 취출하도록 설계하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 미생물농도농축장치는, 기본적으로는, 상술한 바와 같은 미생물농도농축셀로 이루어진다.

따라서, 본 발명의 미생물농도농축장치는, 상기 미생물농도농축셀을 복수 개 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 셀을 서로 기계적으로 연결하여, 각 셀의 단락부를 단일한 스위치로 개폐할 수 있도록 하여도 좋다. 또한, 각 셀의 피검액 도입부를 연결하여 단일의 도입부를 구성하여도 좋다. 미생물농도의 저감된 피검액의 배출부, 및 미생물농도의 농축된 피검액 배출부에 대해서도 마찬가지이다.

본 발명은, 상술한 미생물농도농축장치의 원리를 사용한 미생물농도농축방법에도 관한 것이다.

구체적으로는, (a) 간극을 사이에 두고 산화환원전위가 다른 2종 이상의 금속체를 서로 대향시켜 배치하는 공정, (b) 상기 간극에 미생물을 포함하는 피검액을 도입하는 공정, (c) 상기 금속체를 단락시키는 공정, 및(d) 상기 공정 (b) 및 (c)에 의해 산화환원전위가 높은 금속체로부터 산화환원전위가 낮은 금속체쪽으로 미생물이 이동함으로써 농축한 상기 피검액을 회수하는 공정을 포함하는 미생물농도농축방법에 관한 것이다.

이들 공정은, 상술한 본 발명의 미생물농도농축장치의 설명에 따라서 행하면 좋지만, 공정(a), 공정(b) 및 공정(c)의 순서에 대해서는, 특히 제한은 없다. 예를 들어, 간극을 좁게 하면서 미리 단락시킨 2종의 금속체를 미생물을 포함하는 피검액중에 침지하여도 좋고, 간극을 사이에 두고 배치된 2종의 금속체를 미생물을 포함하는 피검액에 침지한 후에 단락시켜도 좋다.

이하에, 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

실시예 8

본 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

직경이 50㎛의 금선을 사용하여 짠 개구율 50%의 금메쉬(41), 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 약 100㎛의 부직포 스페이서(전기절연성구조체)(42), 두께 100㎛의 철박(43)을, 도 11에 나타낸 바와 같이 적층하여, 미생물농도 농축셀(10cm×10cm)(46)을 제작하였다.

이어서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 이 셀 5매를 별모양 방향으로 배치하도록 나란히 놓은 후, 각 셀의 금메쉬(41)의 한 끝단과 철박(43)의 한 끝단을 단락시켜 단락부를 형성하고, 본 발명의 미생물농축장치(47)로 하였다. 또, 금메쉬(41) 및 철박(43)에는, 각각 단락부를 형성하는 단자부(44 또는 45)를 설치하였다.

다음에, 미생물로서 대장균을 약 l000cfu/밀리리터 포함하는 미생물현탁액(1리터)속에, 얻어진 미생물농도농축장치를 조용히 침지하였다. 이 침지에 의해, 부직포스페이서(42)의 간극에 상기 현탁액이 유입하고, 미생물은 약 2㎛/sec의 속도로 철박(43)방향으로 이동하였다.

실시예 9

철박(43) 대신에, 표면에 미생물흡착층으로서 실리카겔을 배치한 두께 100㎛의 아연박을 사용한 것 외에는, 실시예 8과 마찬가지로 하여 미생물농도농축셀 및 미생물농도농축장치를 제작하였다.

이어서, 실시예 8과 마찬가지로 하여 평가한 바, 실시예 1과 동일한 효과를 얻었다.

실시예 10

직경이 50㎛의 금선을 사용하여 짠 개구율 50%의 금메쉬, 폴리에틸렌테레프탈레이트제의 두께 약 100㎛의 부직포 스페이서, 직경이 100㎛의 철선을 사용하여 짠 개구율 50%의 철메쉬, 및 표면에 미생물흡착층으로서 실리카겔을 배치한 두께 100㎛의 아연박을 적층하여, 미생물농도농축셀을 제작하였다. 이어서, 금메쉬의 한 끝단과 철메쉬의 한 끝단, 및 철메쉬의 한 끝단과 아연박의 한 끝단을 각각 단락시켜, 본 발명의 미생물농도농축장치로 하였다.

이어서, 실시예 8과 마찬가지로 하여 평가한 바, 실시예 8과 동일한 효과를 얻었다.

본 발명의 미생물농도농축장치에 의하면, 미생물을 포함하는 피검액의 여과와 재추출에 의해 미생물농도의 농축을 행하고 있는 방법에 비하여, 적은 공정수로, 간편하고 또한 단시간에 정량성이 좋고 안정적으로 상기 피검액중의 미생물농도의 농축을 행할 수 있다.

또한, 제균장치로서 이용하면, 외부전원 등의 장치를 사용하지 않고, 간결하게 미생물의 제거를 할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

② 혈액성분유인장치 및 혈액성분유인장치

또한 본 발명은, 간극을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 산화환원전위가 다른 2종 이상의 전극, 및 상기 전극끼리를 단락시키는 회로를 구비하는 혈액성분유인셀로 이루어지며, 상기 간극에 혈액시료를 유지하고, 혈액시료에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물을, 상기 전극끼리를 단락시켜 산화환원전위가 높은 전극으로부터 산화환원전위가 낮은 전극을 향하여 이동시킴으로써, 상기 혈액시료로부터 혈구성분 및/또는 미생물을 분리, 제거하는 혈액성분유인장치를 제공한다.

이 경우, 단백질로 피복된 입자를 포함하는 피검액이, 혈구성분 및/또는 미생물을 포함하는 혈액시료에 대응한다.

상기 혈액성분유인장치에 있어서는, 상기 셀이, 산화환원전위가 높은 전극부근의 한 끝단에 상기 혈액시료의 도입부, 다른 끝단에 상기 혈액시료의 배출부 또는 유지부를 가지며, 더욱 산화환원전위가 낮은 전극부근에, 혈액시료에 포함되는미생물의 배출부, 혈액시료에 포함되는 미생물의 흡착부, 및/또는 혈액시료에 포함되는 혈구성분의 흡착부를 갖는 것이 효과적이다.

또한, 상기 간극에, 상기 혈액시료중의 혈액성분이 이동할 수 있는 전기절연성구조체를 갖는 것이 효과적이다.

또한, 상기 전극이, 메쉬형상, 망상, 막형상, 선상, 브러시형상 또는 다공체형상인 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 간극에 상기 혈액시료를 유입시킬 수 있는 형상을 갖는 것이 효과적이다. 이 형상으로서는, 다공체형상, 메쉬형상 또는 브러시형상인 것이 효과적이다.

또한, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 혈액시료에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물을 투과할 수 있는 막형상이며, 상기 혈액시료가 이동할 수 있는 전기절연성구조체의 표면에 적층되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 혈액성분유인셀을 복수개 갖는 것도 효과적이다.

또한 본 발명은, (a) 간극을 사이에 두고 산화환원전위가 다른 2종 이상의 전극을 서로 대향시켜 배치하는 공정, (b) 상기 간극에 혈액시료를 도입하는 공정, (c) 상기 전극끼리를 단락시킴으로써, 산화환원전위가 높은 전극으로부터 산화환원전위가 낮은 전극쪽으로 혈액시료에 포함되는 혈구성분 또는 미생물을 이동시키는 공정, 및 (d) 공정 (c)에 의해 혈구성분이 분리된 혈액시료 또는 미생물이 제거된 혈액시료를 회수하는 공정을 포함하는 혈액성분유인방법도 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명자들은, 각종 금속으로 이루어지는 전극을 사용하여 예의 실험을 행한 바, 각각 다른 재료의 전극을 2개 사용하면, 전극사이에 강제적으로 전압을 인가하지 않아도, 단순히 양 전극을 단락시키는 것만으로 혈액시료중에 포함되는 미생물을 이동시킬 수 있다. 또한, 미생물뿐만 아니라, 혈액시료중의 혈구성분도 이동시킬 수 있다.

그리고, 본 발명자들은, 상기의 종류가 다른 금속체가 다른 산화환원전위(이온화경향)를 갖는 점에 기인하여, 혈액시료중에 포함되는 미생물을 한쪽의 금속체로부터 다른쪽의 금속체의 방향으로 이동하는 것을 알아내었다. 또한, 상기 산화환원전위의 차이에 기인하여, 혈액시료중에 포함되는 혈액중의 혈구성분이 한쪽의 금속체로부터 다른쪽의 금속체의 방향으로 이동하는 것을 규명하였다.

구체적으로는, 산화환원전위가 높은(이온화경향이 작은) 금속체로부터 산화환원전위가 낮은(이온화경향이 큰) 금속체를 향하여, 혈액시료중에 포함되는 미생물 및 혈구성분이 이동한다.

즉, 본 발명에 관한 혈액성분유인장치는, 이러한 검토의 결과로서 얻어진 산화환원전위에 관한 새로운 지식에 기초하여 완성한 것이다.

본 발명은, 간극을 사이에 두고 서로 대향하여 배치된 산화환원전위가 다른 2종이상의 금속체, 및 상기 금속체끼리를 단락시키는 단락부를 구비하는 혈액성분유인셀로 이루어지며, 상기 간극에 혈액시료를 유지하여, 상기 금속체끼리를 단락시켜 산화환원전위가 높은 금속체로부터 산화환원전위가 낮은 금속체를 향하여 혈액시료에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물을 이동시킴으로써, 상기 혈액시료로부터 혈구성분 및/또는 미생물을 분리, 제거하는 혈액성분유인장치이다.

또, 본 발명에 있어서의 '혈액시료'란, 혈액 그 자체뿐만 아니라, 예를 들어 생리식염수로 희석한 혈액, 성분혈액, 순수한 물, 침투압조정액, 또한 생활환경중의 물, 잡균을 포함하는 오염된 물 또는 체액성분을 포함하는 액 등의 액체와 혈액 또는 성분혈액을 혼합한 액체도 포함하는 개념이다. 더욱이, 어느 정도의 점성을 가져도 좋다고 하는 관점에서, 넓게 유체도 포함하는 개념이다.

또한, 본 발명의 혈액성분유인장치에 의하면, 혈액시료중의 혈구성분뿐만 아니라, 미생물이 포함되어 있으면 그 미생물도 분리, 제거할 수 있다. 따라서, 혈구성분 또는 미생물만을 분리, 제거할 뿐만 아니라, 양자를 동시에 분리, 제거할 수도 있다.

이하에, 이해를 쉽게 하기 위해서, 상기 셀이 2종의 금속체를 포함하는 경우로 대표시켜, 본 발명에 관한 혈액성분유인장치에 대하여 설명한다.

본 발명에 있어서 사용하는 상기 금속체는, 소위 전극으로서의 역할을 한다. 2종의 금속체의 조합으로서는, 산화환원전위가 다른 것의 조합이면 좋지만, 특히 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및 미생물의 이동을 확실하게 한다고 하는 점에서, 산화환원전위차가 1.0V정도인 것이 바람직하다.

여기에서 사용할 수 있는 금속체 및 그 산화환원전위[수용액중에 있어서의 표준전극전위 E°(25℃)]는, 상기 표 2에 나타낸 바와 같다.

이러한 금속체의 구조 및 형상으로서는, 특히 제한은 없고, 예를 들어 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물을 투과할 수 있는 메쉬형상, 막형상, 선상, 브러시형상, 판형상, 막대형상, 다공체형상 등을 들 수 있다. 또한, 금속소결체이어도 좋고, 도금, 증착, CVD 또는 스퍼터링으로 제작한 것이어도 좋다.

또한, 섬유형상의 금속을 사용하는 경우는, 천연섬유나 합성 섬유와 금속섬유를 혼방하여 메쉬형상 또는 부직포형상의 전극으로 하여도 좋다.

단, 본 발명에 있어서는, 산화환원전위가 높은 금속체로부터 산화환원전위가 낮은 금속체쪽으로 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물을 이동(영동)시킴으로써, 산화환원전위가 높은 금속체의 부근에 혈액시료의 도입부 및 배출부를 설치하고, 또한, 산화환원전위가 낮은 금속체부근에 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물의 배출부 또는 흡착부를 가진 것이 바람직하다.

이러한 관점에서, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체 이외의 금속체가, 상기 간극에 상기 혈액시료를 유입시킬 수 있는 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어 다공체형상, 메쉬 형상 및 브러시 형상을 들 수 있다. 예를 들어, 금속제의 가는 선이나, 표면을 금속처리한 섬유로 이루어지는 직물, 메쉬 또는 브러시로 하면 좋다. 상술한 바와 같이, 천연섬유나 합성섬유와 혼방하여도 좋다.

물론, 산화환원전위가 낮은 금속체도 이들과 같은 구조 및 형상을 갖고 있어도 상관없다.

또한, 상기 간극에는, 상기 혈액시료중의 혈액성분 등이 이동할 수 있는 전기절연성 구조체를 배치하는 것이 바람직하다. 이것은, 혈액시료를 상기 간극에 포착하기 쉽게 함으로써, 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물제균이나, 혈액성분의 분리를 효율적으로 행하게 하는 것, 및 혈액시료가 외부로 산란하는 것을 될 수 있는 한 방지할 수 있기 때문이다.

이러한 전기절연성 구조체로서는, 예를 들어 부직포, 직포, 연속발포체, 종이 등을 들 수 있다. 또한, 이 구조체를 구성하는 재료로서는, 면 혹은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌 등의 열가소성수지를 들 수 있다.

이러한 전기절연성 구조체는, 사용후에는 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물을 포착하고 있기 때문에, 새로운 것으로 교체하도록 해 놓을 수 있다.

특히, 상술한 바와 같이, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체 이외의 금속체를, 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 또는 미생물투과가 가능한 막형상으로 한 경우에는, 상기 혈액시료가 이동할 수 있는 전기절연성 구조체의 표면에 적층하는 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 혈액성분유인장치를 구성하는 상기 셀은, 2종의 금속체를 전기적으로 단락시키는 단락부를 가진다. 상기 2종의 금속체를 단락시킴으로써, 산화환원전위가 다른 금속체사이에 전장이 생겨, 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물을 이동시킬 수 있다.

이러한 단락부는, 혈액시료를 도입하기 전에 미리 단락하고 있어도 좋고, 또한 혈액시료를 도입하고 나서 단락시킬 수 있도록 하여도 좋다.

상기 단락부는, 단락부와 상기 금속체의 사이에 있어서 전위차에 의해 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물의 이동이 일어나지 않도록, 혈액시료와 접촉하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 각 금속체로부터 각각의 금속으로 구성되는 리드선을 이끌어 내어 접속하면 좋다.

또한, 상기 셀에 있어서는, 산화환원전위가 높은 쪽의 금속체부근에 존재하는 혈액시료중의 혈구성분 및/또는 미생물농도가 내려가기 때문에, 그 금속체 근방의 한 끝단에 혈액시료를 도입(유입)시키는 도입부를 설치하고, 같은 금속체 근방의 다른 끝단에 혈구성분 및/또는 미생물농도가 저감된 혈액시료의 배출부를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 산화환원전위가 낮은 금속체 부근에는, 전장에 의해 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및/또는 미생물이 이동하여 농축된 혈액시료의 배출부를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 산화환원전위가 낮은 금속체 부근에는, 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및 /또는 미생물의 흡착부를 설치하는 것이 바람직하다. 이 흡착부는, 산화환원전위가 낮은 금속체에, 예를 들면 실리카겔, 고분자흡수체 등을 층형상으로 흡착시켜 형성할 수 있다. 더욱이 혈액시료를 흡수하는 흡수층을 설치하여도 좋다.

이상과 같이, 여기서는, 2종의 금속체를 사용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 3종 이상의 금속체를 사용하는 경우에 대해서도, 마찬가지의 방법으로 혈액시료중에 포함되는 혈액성분 유인셀을 제작할 수 있다.

예를 들면, 산화환원전위가 가장 높은 금속체, 전기절연성구조체, 2번째로 산화환원전위가 높은 금속체, 전기절연성구조체, ······전기절연성구조체, 산화환원전위가 가장 낮은 금속체의 순서로 적층시킨 구조를 취할 수 있다.

또한, 금속체의 배치를 적절히 변경하여, 복수의 금속체 부근에서 혈액시료를 도입하고, 별도의 복수의 금속체 부근에서 제균 혹은 혈구성분분리후의 혈액시료를 취출하도록 설계하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 혈액성분유인장치는, 기본적으로는, 상술한 바와 같은 혈액성분 유인셀로 이루어진다.

따라서, 본 발명의 혈액성분유인장치는, 상기 혈액성분유인셀을 복수개 가지고 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 셀을 서로 기계적으로 연결하여, 각 셀의 단락부를 단일의 스위치로 개폐할 수 있도록 하여도 좋다. 또, 각 셀의 혈액도입부를 연결하여 단일의 도입부를 구성하여도 좋다. 혈구성분 또는 미생물농도가 저감된 혈액시료의 배출부, 및 혈구성분 또는 미생물농도가 유인된 혈액시료의 배출부에 대해서도 마찬가지이다.

본 발명은, 상술한 혈액성분유인장치의 원리를 사용한 혈액성분유인방법에도 관한 것이다.

구체적으로는, (a) 간극을 사이에 두고 산화환원전위가 다른 2종이상의 금속체를 서로 대향시켜 배치하는 공정, (b) 상기 간극에 혈액시료를 도입하는 공정, (c) 상기 금속체를 단락시키는 공정, 및 (d) 상기 공정 (b) 및 (c)에 의해 산화환원전위가 높은 금속체로부터 산화환원전위가 낮은 금속체쪽으로 혈액시료중에 포함되는 혈구성분 및 /또는 미생물이 이동함으로써 균제거한 혈액시료를 회수하는 공정을 포함하는 혈액성분 유인방법에 관한 것이다.

이들 공정은, 상술한 본 발명의 혈액성분유인장치의 설명에 따라서 행하면 좋지만, 공정 (a), 공정 (b) 및 공정(c)의 순서에 대해서는, 특히 제한은 없다. 예를 들어, 간극을 좁게 하면서 미리 단락시킨 2종의 금속체를 혈액시료중에 침지하여도 좋고, 간극을 사이에 두고 배치된 2종의 금속체를 혈액시료에 침지한 후에 단락시켜도 좋다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 본 발명의 혈액성분유인장치는, 예를 들면 구급반창고, 생리용 냅킨, 의료용 반창고, 멸균가제, 멸균시트, 더욱 구체적으로는, 창상보호용 드레싱, 카테테르고정용밴드, 지혈용 반창고, 멸균스킨클로져, 멸균라미시트, 디스포져블 수술복 등의 물품에 응용할 수 있다.

특히, 구급반창고에 응용하는 경우에는, 상처입구 부근을 제균하고, 산화환원전위가 낮은 금속체의 근방에 미생물을 유인하기 때문에, 살균제를 산화환원전위가 낮은 금속체 표면에 도포하여 살균층을 형성하는 것이 효과적이다. 또한, 생리용 냅킨에 응용하는 경우에는, 습분을 흡수하기 위해서, 흡수성 수지로 이루어지는 흡수층을 형성하는 것이 효과적이다.

또한, 본 발명의 혈액성분유인장치의 형상 및 치수 등은, 특히 한정되는 것이 아니라, 적용되는 물품의 형상 및 치수에 맞추어, 적절히 조정하면 좋다.

이하에, 실시예를 사용하여 본 발명에 관한 혈액성분 유인장치를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

실시예 11

도면을 참조하면서, 본 발명의 혈액성분유인장치를 구급반창고에 응용한 예를 설명한다.

도 13은, 본 발명의 혈액성분유인장치의 하나의 실시예에 관한 구급반창고의 구성도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 구급반창고에 있어서는,직경이 10㎛인 금선과 조직과 점착하기 어려운 합성섬유를 혼방한 메쉬 형상전극 (51)(산화환원전위가 높은 금속체)과, 조직과 점착하기 어렵고 또한 친수성의 섬유를 메쉬형상으로 가공한 스페이서(52)(2매) 를 적층하였다. 스페이서(52)는, 전기절연성이 높은 것으로 하였다. 또한, 스페이서(52)의 아래에는, 티타늄의 가는 선을 메쉬형상으로 가공한 유인전극(53)(산화환원전위가 낮은 금속체)을 배치하고, 스페이서(52)와 같은 재질 및 구조의 보호층(54)을 가장 윗면에 배치하였다. 스페이서(52)의 유인전극(53)쪽에는, 살균제를 도포하여, 살균층을 형성하였다. 이러한 구조로, 혈액성분유인셀을 구성하였다. 이 셀의 유인전극(53)의 바깥쪽에 한 면에 점착제를 형성한 염화비닐제의 테이프(56)를 설치하고, 메쉬형상전극(51)과 유인전극(53)을 혈액이 접하지 않는 부분에서 단락한 구급반창고를 제작하였다.

이러한 구급반창고에 있어서의, 혈액시료중의 혈액성분 및/또는 미생물의 분리, 제거의 원리는 이하와 같다.

즉, 상처입구 부근의 혈액중에는, 상처입구 주위 혹은 주변피부로부터의 잡균으로 오염되어 있다. 이 오염된 혈액 및 상처입구가, 보호층(54)을 투과하여 메쉬 형상전극(51)에 침투한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 단락된 이종금속을 간극을 통해 대향시키면 산화환원전위가 높은 금속으로부터 산화환원전위가 낮은 금속을 향하여, 혈액중의 혈구성분 및/또는 잡균이 이동한다. 여기서 산화환원전위가 높은 전극으로서 메쉬 형상전극(51)을 사용하고, 산화환원전위가 낮은 전극으로서 유인전극(53)을, 금속사이에 형성된 간극으로서 스페이서(52)를 이용함으로써, 혈액중에 포함되는 잡균은 유인전극(53)의 근방으로 유인된다. 이에 따라, 상처입구 부근이 균제거된다.

여기서 사용하는 셀의 크기는, 사용하는 상처입구의 부위 및 크기에서 다르지만, 적어도 10mm×20mm의 크기인 것이 바람직하다. 유인전극(53)의 근방의 스페이서(52)에 도포한 살균층(55)에 의해, 제균효과가 더욱 확실성을 증가시킨다.

또, 이종금속의 조합으로서, 금-티타늄에 대하여 설명하였지만, 산화환원전위의 차가 0.7V정도이며 실용상 문제는 없었다. 상기 이외의 조합으로서, 금-스텐레스, 동-아연의 조합도 사용할 수 있다.

미생물을 포함하는 혈액시료로서, 대장균을 약 1000cfu/밀리리터 포함하는 혈액(0.5 밀리리터)을 상기 셀의 보호층(54)에 적하하였다. 그 후, 혈액의 흐름과 대장균의 움직임을 관찰하였다. 그 결과, 스페이서(52)의 간극에 상기 혈액이 유입하고, 혈액중에 포함되는 대장균이 약 2㎛/sec의 속도로 유인전극(53)의 방향으로 이동한 것이 확인되었다.

실시예 12

도면을 참조하면서, 본 발명의 혈액성분유인장치를 생리용 냅킨에 응용한 예를 설명한다.

도 14는, 본 발명의 혈액성분유인장치의 하나의 실시예에 관한 생리용 냅킨의 구성도이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 관한 생리용 냅킨에 있어서는, 직경이 10㎛인 금선과, 조직과 점착하기 어려운 합성섬유를 혼방한 메쉬형상 전극(60)과, 조직과 점착하기 어렵고 또한 친수성의 섬유를 메쉬형상으로 가공한 스페이서(61)(2매)를 적층하였다. 스페이서(61)는, 전기절연성이 높은 것으로 하였다. 또한, 스페이서(61)의 아래에는, 티타늄의 가는 선을 메쉬 형상으로 가공한 유인전극(62)을 배치하고, 가장 아랫면에는 메쉬구조를 가지며, 또한 발수성 재료로 이루어지는 보호층(63)을 형성하였다. 또한, 스페이서(61)의 유인전극(62)측에는, 흡수성수지로 이루어지는 흡수층(64)을 형성하였다.

이러한 구조로, 혈액성분 유인셀을 구성하였다. 이 셀의 유인전극(62)의 바깥쪽에 물이 투과하지 않는 성질의 시트(65)를 설치하여, 생리용 냅킨을 제작하였다.

이러한 생리용 냅킨에 있어서의, 혈액시료중의 혈액성분 및/또는 미생물의 분리, 제거의 원리는 이하와 같다.

즉, 오염된 혈액이, 보호층(63)을 투과하여, 메쉬 형상전극(60)에 침투한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 단락된 이종금속을 간극을 개재하여 대향시키면 산화환원전위가 높은 금속으로부터 산화환원전위가 낮은 금속을 향하여, 혈액중의 혈구성분 및/또는 잡균이 이동한다. 여기서 산화환원전위가 높은 전극으로서 메쉬형상 전극(60)을 사용하고, 산화환원전위가 낮은 전극으로서 유인전극(62)을, 금속사이에 형성된 간극으로서 스페이서(61)를 이용함으로써, 혈액중에 포함되는 잡균 및/또는 혈구성분은 유인전극(63)의 근방으로 유인된다. 그 결과, 빨간 색의 적혈구를 포함하는 혈구성분의 분리와 함께, 혈액중의 잡균이 제거된다.

여기서 사용하는 셀의 크기는, 사용하는 상처 입구의 부위 및 크기에서 다르지만 적어도 20mm×50mm의 크기이다.

또, 이종금속의 조합으로서, 금-티타늄에 대하여 설명하였지만, 산화환원전위의 차가 0.7V정도이며, 실용상 문제없다. 상기 이외의 조합으로, 금-스텐레스, 동-아연의 조합도 사용할 수 있다.

또한 전극의 재료로서 금속메쉬를 예로 들어 설명하였지만 금속선, 다공질금속, 금속박가공체, 증착 등의 수단으로 표면을 금속의 층 혹은 막으로 가공한 표면처리가공물이어도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 금속체가 다공체형상, 메쉬 형상 또는 브러시형상이어도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 혈액성분유인장치에 의하면, 혈액시료중에 포함되는 미생물의 살균을 행하고 있는 종래법에 비하여, 간단한 구조 및 적은 공정수로, 간편하고 또한 단시간에 안정적으로 혈액시료중의 미생물의 제거 또는 혈구성분의 분리를 행할 수 있다.

또한, 제균장치로서 이용하면, 외부전원 등의 장치를 사용하지 않고, 간결하게 혈액시료중에 포함되는 미생물을 제거할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

③ 열교환기를 구비한 전기기기

또한, 본 발명은, 열교환기와 간극을 사이에 두고 대향하고, 또한 상기 열교환기로부터 유출되는 결로수 중에 상기 열교환기의 표면과 함께 상기 결로수에 접하는 위치에 배치된 금속체와, 상기 열교환기와 상기 금속체를 전기적으로 단락시키는 단락부를 가지며, 상기 열교환기와 상기 대향부재 사이에 존재하는 미생물을 상기 전극체방향으로 이동시키기 위해서 상기 금속체표면과 상기 열교환기표면의 산화환원전위가 다른 것을 특징으로 하는 열교환기를 구비한 전기기기를 제공한다.

이 전기기기에 있어서는, 열교환기가 알루미늄으로 구성되고, 금속체가 금속티타늄으로 구성된 것이 효과적이다.

또한, 금속티타늄은 열교환기로부터의 결로수유로에서 드레인수 배수구까지의 사이에 설치하고, 드레인수는 배수관과의 사이에 물기를 털어내는 곳이 있고 최종배수와는 전기적으로 절연되어 있는 것이 효과적이다.

실시예 13

본 실시예를 도 15와 함께 설명한다.

도 15는 본 발명의 공조기에 있어서의 열교환기부분의 개략사시도이다. 50㎛의 티타늄선을 개구율 50%로 메쉬 형상으로 짠 금속체가 되는 티타늄메쉬(71), 티어벤조이미다졸(TBZ), 제 4 암모늄염, 은계 항균제 등의 항미제 및 항균제로 표면처리한 친수성 또한 투수성의 종이 등으로 이루어지는 섬유의 부직포(72), 친수성부직포(72)를 티타늄메쉬(71)에 고정시키기 위한 폴리프로필렌제의 두께 약 100㎛의 부직포(73)를 적층하였다. 얻어진 적층체를, 결로수가 흘러내리는 열교환기의 방열알루미늄핀(74) 하부에 설치한다. 티타늄메쉬(71)는 열교환기의 방열알루미늄핀(74)과 함께 전기적으로 단락시키고, 함께 접지되어 있다.

상기 구성의 공조기장치는, 적어도 그 한 끝단을 결로수 받는 접시(드레인팬)에 접하고, 드레인팬 내의 결로수도 전기적으로 접지레벨에 접속되어 있다. 드레인팬으로부터 배출되는 결로수는, 역류를 방지하기 위해 물기를 털어내는 것으로, 최종배수지의 배수구로부터 전기적으로 절연되어 있다.

이 구성에 의해, 열교환기(알루미늄)표면의 미생물은 금속체(티타늄)표면으로 이동하고, 티타늄표면의 친수성재료에 흡착됨과 동시에, 그 재료 중에 포함되는항균항미성분에 의해, 미생물의 증식이 억제된다.

미생물을 상기 공조기장치로 제거된 결로수는, 드레인팬에 집합한 후 배수구로 배출된다. 열교환기(알루미늄)표면이 전기적으로 접지되어 있기 때문에, 금속체(티타늄)표면에 미생물의 이동은 생기지만, 배수구와 드레인팬은 물기를 털어냄으로써 물리적으로도 전기적으로 절연되어 있기 때문에, 미생물은 배수구로부터의 이동은 생기지 않는다.

이 현상은, 전원을 필요로 하지 않고, 미생물의 증식의 가능성이 있는 결로수가 생길 때에만 발휘되기 때문에, 공조기의 운전과는 관계없이 항상 알루미늄표면에서 미생물을 제거할 수 있다.

더욱, 본 구성의 공조기장치는, 공조기 본체로부터 착탈이 용이하고, 그 중의 친수성부직포(72)는, 교체가 가능한 구조이다. 이 친수성부직포로 처리된 항균항미제의 유효성이 저감하고, 또한 부직포내에 흡착유지된 미생물이 증가했을 때에는, 이 부직포(72)를 신품으로 교체하는 것으로, 효과를 복원하는 것이 가능해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 단백질로 피복된 입자를 이송시키는 전기화학장치는, 미생물농도농축장치, 제균장치, 혈액성분유인장치 및 열교환기를 구비한 전기기기 등에 응용할 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 전기화학장치는, 조리기, 세탁기, 정수기, 제빙기 및가습기 등의 가전제품, 욕조, 열교환기 및 중수도 등의 설비제품, 및 반창고, 생리용품 및 수술용 가제 등의 의료용품, 또 휴대용 음료수 정화장치, 빗물탱크 및 하수처리 시스템 등에도 응용할 수 있다.

Claims (14)

1. 단백질로 피복된 입자를 포함하는 액체에 접하는 적어도 n(n≥2)개의 전극, 및 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전위차를 상기 각 전극사이에 생기게 하는 회로를 구비하고, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 전극이 나란한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 단백질피복입자 이동용 전기화학장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회로가, 상기 액체가 전기분해하지 않는 범위의 전압을 상기 n개의 전극에 차례로 일정한 방향으로 스위핑인가하는 회로이며, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 단백질로 피복된 입자가 미생물 및/또는 혈구성분이며, 미생물 및/또는 혈구성분농도를 농축한 액체를 얻는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 액체가 상기 전극사이를 흐르는 구조를 가지며, 각 전극에의 전압인가방향과 상기 액체가 흐르는 방향이 수직인 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 전극이 소용돌이형 전극이며, 상기 전극의 바깥쪽의 끝단부로부터 안쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않고 같은 중심점을 향하도록, 상기 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 전극이 나선형 전극이며, 상기 전극의 위쪽의 끝단부로부터 아래쪽의 끝단부까지가 서로 겹치지 않도록, 상기 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 전극이 시트형상 다공질전극이며, 상기 전극과 시트형상 다공질 스페이서의 적층체를, 상기 전극 및 스페이서의 순서가 되도록 n(n≥3)개 적층하여 감아 돌려 얻어지는 감아 돌리는 형 전극을 가지는 전기화학장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 n개의 전극이 서로 다른 산화환원전위를 가지며, 상기 회로가 상기 n개의 전극사이를 단락시키는 회로이며, 상기 입자를 전기영동에 의해 상기 전극의 나란한 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 단백질피복입자이동용 전기화학장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 단백질로 피복된 입자가 미생물 및/또는 혈구성분이며, 미생물 및/또는 혈구성분농도를 농축한 액체를 얻는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
10. 제 9 항에 있어서, 산화환원전위가 높은 전극부근에 상기 액체의 도입부 및 배출부를 가지며, 더욱 산화환원전위가 낮은 전극부근에 미생물 배출부 및/또는 미생물 흡착부를 가진 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 전극사이의 간극에, 상기 액체가 이동할 수 있는 전기절연성 구조체를 갖는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
12. 제 11 항에 있어서, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 간극에 상기 액체를 유입시킬 수 있는 구조를 갖는 전기화학장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 구조가, 다공체형상, 메쉬 형상 또는 브러시형상인 것을 특징으로 하는 전기화학장치.
14. 제 11 항에 있어서, 산화환원전위가 가장 낮은 전극 이외의 전극이, 상기 액체에 포함되는 미생물 및/또는 혈구성분을 투과할 수 있는 막형상 이며, 상기 전기절연성 구조체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 전기화학장치.