KR20050014994A

KR20050014994A - Double chamber dark box and photodetecting system including said double chamber dark box

Info

Publication number: KR20050014994A
Application number: KR1020030053438A
Authority: KR
Inventors: 소광섭; 이승호; 이창훈; 성백경; 양종수
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단; 양종수
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-02-21

Abstract

PURPOSE: A double chamber type dark box and a system for detecting light by using the same are provided to stably perform experiment by simultaneously installing a camera and a photo-multiplier using the dark box and to prevent a light sensing device from being contaminated by a test sample. CONSTITUTION: A double chamber type dark box(30) includes a housing having at least one entrance for receiving samples. The housing is made of a material having a light-blocking property. An opening/closing device is provided to open or close at least one entrance. A partition is positioned in the housing in order to divide the housing into an upper block and a lower block. A plurality of holes are formed at an external wall of the upper block in order to mount a plurality of light sensing devices(31'). A plurality of holes are formed at the partition in such a manner that the light sensing devices(31') detect light emitted from a sample(36).

Description

Double chamber dark box and photodetecting system including said double chamber dark box}

본 발명은 차광 상자 및 이를 이용한 광검출 시스템에 관한 것으로서, 더 자세하게는 내부 구조가 이중챔버형으로 구성되고, 두 종류 이상의 광검출기를 장착할 수 있도록 구성된 차광상자와 이를 이용한 광검출 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a light shielding box and a light detection system using the same, and more particularly, to a light shielding box and a light detection system using the same, the inner structure of which is configured in a double chamber type, and can be equipped with two or more types of photodetectors. .

차광상자는 광검출 장치에 있어서, 측정 시료와 광검출기를 외부의 빛으로부터 차단하기 위한 도구로서, 일반적으로 빛 또는 전자기파를 차단할 수 있는 재질로 이루어진 외벽과 광검출 장치를 장착하기 위한 홀 및 내부에 시료를 집어 넣기 위한 입구부로 구성된다. 이러한 차광 상자는 기본적인 차광 기능 외에도 필요한 장치들을 수용하기 위한 기능 및 기능의 확장성 등이 실험의 정확성, 용이성, 안정성 등에 영향을 미치게 된다.The light shielding box is a light detection device, and is a tool for blocking the measurement sample and the photodetector from external light, and generally includes an outer wall made of a material that can block light or electromagnetic waves, and a hole for mounting the light detection device. It consists of an inlet for inserting a sample. In addition to the basic shading function, such a shading box affects the accuracy, ease, and stability of the experiment due to the ability to accommodate necessary devices and the expandability of the function.

광검출 시스템은 시료로부터 방출되는 빛을 검출하고 분석하기 위한 시스템으로서, 본 발명의 광검출 시스템은 주로 생물 시료로부터 방출되는 생체광자의 측정에 활용될 수 있다. 생체광자란 생물체로부터 미세하게 방출되는 가시광선 영역의 광자를 말한다. 생체광자의 측정에 있어서는, 암실에서 일정시간 암적응 시켜 지연발광(delayed light)을 방출시킨 시료를 대상으로 광측정을 하기도 하고, 일정시간 광원으로부터 빛을 조사(照射)한 후 이에 의해 유도되는 지연발광을 측정하기도 한다.The photodetection system is a system for detecting and analyzing light emitted from a sample, and the photodetection system of the present invention can be mainly used for the measurement of biophotons emitted from biological samples. Biophotons refer to photons in the visible region which are minutely emitted from living organisms. In the measurement of a biophoton, a photometric measurement may be performed on a sample which has been subjected to dark light adaptation in a dark room for a certain period of time and emits delayed light, and a delay induced by irradiating light from a light source for a certain time period. Luminescence is also measured.

도 1은 종래의 차광상자를 포함하는 광검출 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a light detection system including a conventional light shielding box.

도 1을 참조하면, 종래의 광검출 시스템은 광검출기(11) 및, 광검출기(11)와 시료(14)를 외부의 빛으로부터 차단하기 위한 차광 상자(10)로 구성된다. 광검출기로는 일반적으로 광전자증배관(photomultipler tube; PMT)이나 고체촬상소자 카메라(CCD camera)가 사용되며, 시료의 특정 지점에서 방출되는 빛을 측정하기 위해 측정부 전면에 셔터(12)와 렌즈(13)를 부착한다. 시료는(14) 차광상자 바닥면에 위치한 시료 받침대(15) 위에 놓여진다.Referring to FIG. 1, the conventional photodetector system includes a photodetector 11 and a light shielding box 10 for shielding the photodetector 11 and the sample 14 from external light. Photomultipler tubes (PMTs) or solid state imaging cameras (CCD cameras) are generally used as photodetectors, and shutters 12 and lenses are provided in front of the measuring unit to measure light emitted from a specific point of a sample. Attach (13). The sample 14 is placed on a sample holder 15 located at the bottom of the shading box.

종래의 광검출 장치용 차광상자는 고체촬상소자 카메라와 광전자증배관을 차광 상자 내부에 함께 장착할 수가 없어서 양자를 함께 이용하는 실험을 하기가 불편했고, 광검출기와 측정 시료가 동일한 공간에 위치함으로써 시료에 의해 광검출기가 오염될 염려가 있는 등 측정의 적정과 안전을 기하기 어려웠으며, 추후 차광상자 내에 부가장치를 장탈착하거나, 구조를 변경하는 것이 곤란하였다.Conventional shading box for photodetector device has been difficult to experiment with both because the solid-state imaging device camera and the photomultiplier tube cannot be mounted together inside the shading box, and the photodetector and the measurement sample are located in the same space. Due to the possibility of contamination of the photodetector, it was difficult to provide proper measurement and safety, and it was difficult to mount or remove the additional device or change the structure in the light shielding box later.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 고체촬상소자 카메라와 광전자증배관을 동시에 장착하여 다양하고 안정적인 실험을 할 수 있고, 측정 시료에 의하여 광 검출기가 오염되는 것을 방지할 수 있으며, 기능확장을 위해 부가 장치를 장탈착할 수 있는 구조를 갖는 차광 상자와 이러한 차광 상자를 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem of the present invention can be equipped with a solid-state imaging device camera and a photomultiplier tube at the same time to perform a variety of stable experiments, it is possible to prevent the contamination of the photo detector by the measurement sample, the additional device for expanding the function It is to provide a light shielding box and a light shielding box having a structure that can be removable.

본 발명의 다른 목적은 상기 차광 상자를 이용한 것으로서, 발광 특성을 갖는 시료, 특히 생물 시료로부터 방출되는 빛을 측정하기 위한 광검출 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light detection system using the light shielding box and measuring light emitted from a sample having luminescent properties, particularly a biological sample.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 장치는, 시료를 넣을 수 있는 적어도 하나의 입구를 갖고 빛이 통과하지 않는 재질로 이루어진 하우징, 상기 적어도 하나의 입구를 열거나 막을 수 있는 여닫이 수단 및 상기 하우징 내에 위치하면서 상기 하우징을 상위 블록과 하위 블록으로 나누는 격벽으로 구성되며, 상기 상위 블록의 외벽에는 두 개의 광검출기를 장착할 수 있는 두 개의 홀이 형성되어 있고, 상기 격벽에는 상기 두 개의 광검출기가 시료로부터 방출되는 빛을 검출할 수 있도록 두 개의 홀이 형성된 이중챔버형 차광상자이다. 여기서 상기 하우징 외벽과 내부 격벽에는 부가 장치의 장탈착을 위하여 다수의 홀을 형성할 수 있다.An apparatus of the present invention for solving the above technical problems, the housing made of a material that does not pass through the light having at least one inlet, the opening means for opening or blocking the at least one inlet and the It is located in the housing and consists of a partition wall for dividing the housing into an upper block and a lower block, the outer wall of the upper block is formed with two holes for mounting two photodetectors, the partition wall the two photodetectors It is a double chamber shading box formed with two holes to detect light emitted from a sample. In this case, the housing outer wall and the inner partition wall may be formed with a plurality of holes for the attachment and detachment of the attachment.

상기한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 장치는, 상기 이중챔버형 차광상자, 상기 이중챔버형 차광상자에 장착된 두 개의 광검출기, 시료에 빛을 조사(照射)하기 위한 광원, 상기 광원에서 방출되는 빛을 상기 이중챔버형 차광사자 내부로 이송하기 위한 광케이블, 상기 이중챔버형 차광상자의 격벽에 형성된 홀을 개폐하기 위한 두 개의 셔터, 상기 광원에서 방출되는 빛을 차단하기 위한 셔터, 및 상기 세 개의 셔터들을 동시에 작동시키기 위한 동기화 장치로 구성된 광검출 시스템이다. 여기서 상기 두 개의 광검출기로는 광전자증배관과 고체촬상소자 카메라를 사용할 수 있다.Another apparatus of the present invention for solving the above technical problems, the double chamber light shielding box, two photo detectors mounted on the double chamber light shielding box, a light source for irradiating light to the sample, the An optical cable for transferring the light emitted from the light source into the double-chamber shading yarn, two shutters for opening and closing a hole formed in the partition wall of the double-chamber shading box, a shutter for blocking the light emitted from the light source, And a synchronization device for simultaneously operating the three shutters. Here, as the two photodetectors, a photomultiplier tube and a solid state imaging device camera may be used.

이하에서 본 발명에 의한 이중챔버형 차광상자와 이를 포함하는 광검출 시스템에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a double chamber light shielding box and a light detection system including the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이중챔버형 차광상자의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 상기 이중챔버형 차광상자는 빛이 통과하지 않는 재질로 이루어진 직육면체 상자 구조로서, 일 측면에 시료를 집어넣기 위한 입구(25)가 형성되어 있다. 상자의 윗면에는 광검출기인 광전자증배관과 고체촬상소자 카메라를 장착하기 위한 두 개의 홀(21, 22)이 형성되어 있고, 사용하지 않을 경우 이를 폐쇄하기 위한 덮개가 구비되어 있다. 상자 안에는 상자 내부를 상위 블록과 하위 블록으로 구분 짓는 격벽(27)이 수평으로 설치되어서 상자 내부를 이중챔버 구조로 분리시키고 있으며, 격벽(27)에는 시료로부터 방출되는 빛이 광검출기에 전달되도록 두 개의 홀(26)이 형성되어 있다. 이들 홀(26)에도 역시 사용하지 않는 경우에 대비한 덮개가 구비되어 있다. 상자의 위면 중앙에는 샘플을 회전시키기 위한 축을 넣을 수 있도록 작은 홀(23)이 형성되어 있고, 일 측면 상단에는 외부 광원으로부터 상자 내부로 빛을 이송하는 광케이블이 통과할 수 있도록 10mm 직경의 홀(28)이 형성되어 있다. 그 밖에 상자 외벽과 격벽에 다수의 예비홀(29)을 형성함으로써 필요에 따라 부가 장치들을 장탈착 할 수 있도록 하였다.2 is an exploded perspective view of a double chamber light blocking box according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the double chamber light shielding box has a rectangular parallelepiped box structure made of a material that does not pass light, and has an inlet 25 for inserting a sample on one side thereof. On the upper side of the box, two holes 21 and 22 for mounting the photodetector tube and the solid-state imaging device camera, which are photodetectors, are formed, and a cover for closing them when not in use is provided. Inside the box, a partition wall 27 that divides the inside of the box into an upper block and a lower block is installed horizontally to separate the inside of the box into a double chamber structure, and the partition wall 27 is provided so that light emitted from the sample is transmitted to the photodetector. Holes 26 are formed. These holes 26 are also provided with a cover in case they are not used. A small hole 23 is formed in the center of the upper surface of the box to accommodate an axis for rotating the sample, and a hole having a diameter of 10 mm so as to pass an optical cable for transferring light from the external light source to the inside of the box. ) Is formed. In addition, by forming a plurality of preliminary holes (29) in the box outer wall and the partition wall, it is possible to mount and detach additional devices as needed.

도 3은 상기 이중챔버형 차광상자를 포함하는 광검출 시스템의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 상기 광검출 시스템은 상기 이중챔버형 차광상자(30)에 광검출기(31, 31')로서 광전자증배관과 고체촬상소자 카메라를 장착하고, 시료(36)에 빛을 조사(照射)하기 위한 외부광원(38)을 구비함으로써 구성된다. 시료는 차광상자 내의 시료 받침대(37) 위에 올려놓는다. 상기 광검출기들(31, 31')의 전면(시료방향)에는 시료(36)의 특정부위에서 방출되는 빛을 검출하기 위한 렌즈(33, 33')와 셔터(32, 32')가 부착되어 있고, 상기 렌즈 전면에는 특정 주파수의 빛만 통과시키도록 유전체 코팅된 필터(34, 34')가 놓여 있다. 차광상자(30) 내의 격벽에 형성된 홀에는 시료로부터 방출되는 빛을 차단하기 위한 셔터(35, 35')가 부착되어 있으며, 외부 광원과 외부 광원에서 방출되는 빛을 차광상자 내부로 이송하기 위한 광섬유케이블(42) 사이에도 빛을 차단하기 위한 셔터(41)가 부착되어 있는데, 상기 셔터들은 셔터 동기화 장치(43)에 의해서 동시에 열리고 닫히도록 조작된다. 광원에서 나오는 빛을 적절히 조절하기 위해 렌즈(39)와 단속기(40)를 사용할 수 있다.3 is a configuration diagram of a light detection system including the double chamber light shielding box. Referring to FIG. 3, the photodetection system is equipped with a photomultiplier tube and a solid state image pickup device camera as photodetectors 31 and 31 ′ in the double chamber light shielding box 30, and irradiates light onto a sample 36. It is comprised by providing the external light source 38 for illuminating. The sample is placed on the sample holder 37 in the shading box. Lenses 33 and 33 'and shutters 32 and 32' for detecting light emitted from a specific portion of the sample 36 are attached to the front (sample direction) of the photodetectors 31 and 31 '. In front of the lens, dielectric-coated filters 34 and 34 'are placed so that only light of a certain frequency passes. Shutters 35 and 35 'are attached to the hole formed in the partition wall in the light shielding box 30, and an optical fiber for transferring the light emitted from the external light source and the external light source into the light shielding box. Also attached to the cable 42 is a shutter 41 for blocking light, which is operated by the shutter synchronization device 43 to open and close at the same time. The lens 39 and the interrupter 40 may be used to appropriately adjust the light emitted from the light source.

본 발명에 따른 광검출 시스템의 동작은 다음과 같이 이루어진다. 먼저 차광상자 내에 시료를 위치시킨다. 시료 위쪽 셔터(35, 35')를 닫힌 상태로 놓고 광원 쪽 셔터(41)를 열린 상태로 놓아 일정시간 광원으로부터 나오는 빛을 시료(36)에 조사(照射)하여 지연발광(delayed light)을 유도한다. 그리고 나서 시료 위쪽 셔터를 열고 동시에 광원 쪽 셔터(41)를 닫는다. 다음으로 일정시간 동안 시료에서 나오는 빛을 광검출기(31, 31')를 이용해 측정하게 된다.The operation of the light detection system according to the present invention is as follows. First place the sample in the shading box. The shutters 35 and 35 'above the specimen are closed and the light source side shutter 41 is opened to induce delayed light by irradiating the sample 36 with light from the light source for a predetermined time. do. Then, the shutter above the sample is opened and the light source side shutter 41 is closed at the same time. Next, the light emitted from the sample for a predetermined time is measured using the photodetectors 31 and 31 '.

본 발명의 이중챔버형 차광상자와 상기 이중챔버형 차광상자를 포함하는 광검출 시스템에 의하면 고체촬상소자 카메라와 광전자증배관을 함께 장착하고 실험을 하게 되므로 보다 안정적이고 다양한 실험을 할 수 있고, 두 개의 광검출기가 합쳐져 있으므로 분리되어 있을 경우 이송시 발생하는 오염이나 외부의 빛에 대한 노출의 가능성을 배제할 수 있으며, 실험기기 전체의 부피가 작아져서 설치면적이 줄어들어 설치비용 및 유지비를 절감할 수 있다. 또한 시료와 광검출기를 각각 분리하여 배치함으로써 시료에 의한 광검출기의 오염을 방지할 수 있고, 내외부에 다수의 예비홀을 형성함으로써 부가 장치의 장탈착을 용이하게 한다.According to the light detecting system including the double-chamber shading box and the double-chamber shading box of the present invention, the solid-state imaging device camera and the photomultiplier tube are mounted together and tested, so that more stable and various experiments can be performed. Since the two photodetectors are combined, it is possible to exclude the possibility of contamination during transportation or exposure to external light when separated, and the installation area is reduced due to the small volume of the entire experimental equipment, which reduces installation and maintenance costs. have. In addition, by separately disposing the sample and the photodetector, contamination of the photodetector by the sample can be prevented, and a plurality of preliminary holes are formed in the inside and the outside, so that the attachment and detachment of the additional device is facilitated.

도 1은 종래의 차광상자를 포함한 광검출 장치의 개략적 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a light detection apparatus including a conventional light shielding box.

도 2은 본 발명의 실시예에 따른 이중챔버형 차광상자의 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view of a double chamber light blocking box according to an embodiment of the present invention.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 이중챔버형 차광상자를 이용한 광검출 장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a light detection apparatus using a double chamber light shielding box according to an embodiment of the present invention.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

30 : 차광 상자 31, 31' : 광검출기30: shading box 31, 31 ': photodetector

32, 32' : 셔터 33, 33' : 렌즈32, 32 ': Shutter 33, 33': Lens

34, 34' : 필터 35, 35' : 셔터34, 34 ': filter 35, 35': shutter

36 : 시료 37 : 시료 받침대36: Sample 37: Sample Support

38 : 광원 39 : 렌즈38: light source 39: lens

40 : 단속기 41 : 셔터40: chopper 41: shutter

42 : 광케이블 43 : 동기화 장치42: optical cable 43: synchronization device

Claims

A housing made of a material through which light does not pass and has at least one inlet through which a sample can be placed;

Opening and closing means for opening or closing the at least one inlet; And

Located in the housing, the partition is divided into an upper block and a lower block, the outer wall of the upper block is formed with a plurality of holes for mounting a plurality of photodetectors, the partition is a plurality of A double chamber shading box with a plurality of holes formed so that the photodetector can detect the light emitted from the sample.

The double-chamber type shading box according to claim 1, wherein a plurality of holes are formed in the outer wall and the inner partition of the housing for mounting and dismounting the additional device.

The dual chamber light shielding box of claim 1;

A plurality of photodetectors mounted on the double chamber light shielding box;

An external light source for irradiating light onto the sample;

An optical cable for transferring the light emitted from the light source into the dual chamber light shielding box;

Two shutters for opening and closing a hole formed in the partition wall of the double chamber light shielding box;

A shutter for blocking light emitted from the light source; And

And a synchronization device for simultaneously operating a shutter for opening and closing a hole formed in the partition wall and a shutter for blocking light emitted from the light source.

The photodetecting system of claim 3, wherein the plurality of photodetectors is a photomultiplier tube and a solid state image pickup camera.