KR20050051782A - 용매기울기 용리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용매기울기 용리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용매용기로부터 유입된 하나 이상의 용매를 혼합하는 솔레노이드밸브와, 상기 솔레노이드밸브에서 혼합된 용매를 가압하여 이송하는 용매이송펌프, 및 상기 솔레노이드밸브와 용매이송펌프의 구동을 제어하여 이송되는 용매의 조성을 조절하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 용매기울기 용리장치에 의하면 수없이 많은 용매기울기 조건을 독립적으로 또는 순차적으로 자동 실행함으로써 수작업을 통한 반복실험의 번거로움을 해결할 수 있는 효과가 있음과 아울러 실험의 질을 향상시키고 실험시간 및 용매의 사용을 절감하여 비용을 대폭 줄일 수 있는 효과도 있다.

Description

용매기울기 용리장치 {Solvent Gradient Delivery Device}

본 발명은 용매기울기 용리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용매용기에 연결된 튜빙(Tubing)을 통해 흡입되는 용매중의 용존가스를 제거하는 용매탈기장치의 후단부에 구비되어 저장된 전자파일의 제어신호에 따라 자동으로 여러가지 용매를 다양한 조성비로 혼합하여 이송할 수 있는 용매기울기 용리장치에 관한 것이다.

일반적으로 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)란 고성능 액체크로마토그래피 시스템으로서, 화합물의 구조에 따라 이동상(용매)과 고정상(column충진제)과의 화학적 결합에 차이가 있고 흡착, 분배, 이온교환, 크기배제 등에 따라 분리되는 정도가 다르므로 이러한 성질을 이용하여 혼합물 중의 목적성분을 분리하여 정성확인 및 정량분석을 할 수 있는 기기를 말한다.

이러한 HPLC시스템은 도1에 도시한 바와 같이 용매를 담고 있는 용매용기와 상기 용매용기에 담겨있는 용매를 이송시키는 이송펌프, 정성/정량분석을 하고자 하는 목적성분을 포함하고 있는 일정량의 시료를 취하여 주는 시료주입기, 상기 시료주입기에서 취해진 시료를 통과시켜 목적성분과 다양한 혼합물질을 각각의 특성에 따라서 분리시키는 컬럼(Column), 상기 컬럼의 후단에 연결되어 상기 컬럼으로부터 분리된 각각의 물질들이 내부의 셀을 통과하면서 분리된 각 성분물질의 통과시간과 면적값(Peak)을 인식하여 이를 전기적 신호로 출력하는 검출기(Detector), 및 상기 검출기와 연결되어 상기 검출기로부터 출력되는 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 각 목적성분에 대한 크로마토그램 데이터를 만들어내는 데이터처리기로 구성되어 있다.

상기한 구성에 의한 HPLC 시스템은 오늘날 복잡한 혼합물의 시료를 분석하는데 가장 효과적인 기기이지만, 분석이 어려운 복잡한 혼합물의 경우에는 유사성분을 분리, 단리하고 방해성분을 제거하는 분리과정이 선행되어야 하며 이러한 과정은 한 번의 실험으로 이루어지지 않고 반복적인 실험을 해야만 하는 것이 일반적이고, 또한 복잡한 혼합물의 경우에는 단일 용매로는 그 분리가 어려워 여러가지 용매를 사용해서 다양한 실험방법을 해야만 한다.

그런데 이러한 복잡한 혼합물질들을 포함하고 있는 시료의 최적의 분리조건을 찾아내는 것은 매우 어려운 일이며 수없이 많은 용매기울기 조건에 따라 실행하여야 하는데, 종래에는 이러한 과정을 일일이 수작업을 통해 반복적으로 실험을 행함으로써 실험에 매우 장시간이 소요되고 실험의 정밀성을 확보하기가 매우 곤란한 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 솔레노이드밸브와 용매이송펌프를 제어하는 제어수단을 마련하여 사용자에 의해 입력된 다양한 실험조건에 따른 전자파일을 형성하고 이를 실행하여 수없이 많은 용매기울기 조건을 독립적으로 또는 순차적으로 자동 실행함으로써 수작업을 통한 반복실험의 번거로움을 해결함과 아울러 기존의 단일용매를 사용하는 HPLC 시스템, Prep-LC 등의 기기들과 연동하여 데이터를 교환할 수 있도록 함으로써 종래 액체크로마토그래피 시스템에 있어 실험의 질을 향상시키고 실험시간 및 용매의 사용을 절감하여 비용을 대폭 줄일 수 있는 용매기울기 용리장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치는 용매용기로부터 유입된 하나 이상의 용매를 혼합하는 솔레노이드밸브와, 상기 솔레노이드밸브에서 혼합된 용매를 가압하여 이송하는 용매이송펌프, 및 상기 솔레노이드밸브와 용매이송펌프의 구동을 제어하여 이송되는 용매의 조성을 조절하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 솔레노이드밸브는 용매가 유입되는 네개의 Inlet과 일정비율로 혼합된 용매가 유출되는 한개의 Outlet을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 제어수단은 사용자로부터 제어명령을 입력받는 입력부와, 상기 입력된 제어명령에 따른 전자파일을 형성하여 저장하고 상기 전자파일에 따른 제어신호를 생성하는 주제어부와, 상기 주제어부의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드밸브의 구동을 제어하는 밸브구동부와, 상기 주제어부의 제어신호에 따라 상기 용매이송펌프의 구동을 제어하는 펌프구동부, 및 상기 주제어부의 제어상태와 용매의 조성상태를 포함하는 모니터링 정보를 디스플레이하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 제어수단은 외부 HPLC시스템의 소정 데이터처리 장치들과 상기 주제어부 사이에 소정 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 상기 제어수단은 하나 이상의 전자파일을 저장하며 상기 저장된 전자파일에 따라 순차적으로 상기 솔레노이드밸브와 용매이송펌프의 구동을 반복 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

이하의 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도2는 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치의 개략적 구성을 나타내는 블록도로서, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치는 하나 이상의 용매를 혼합하는 솔레노이드밸브(10)와, 상기 솔레노이드밸브(10)에서 혼합된 용매를 가압하여 이송하는 용매이송펌프(20), 및 상기 솔레노이드밸브(10)와 용매이송펌프(20)의 구동을 제어하여 이송되는 용매의 조성을 조절하는 제어수단(30)으로 이루어진다.

상기 솔레노이드밸브(10)는 도면에 도시된 바와 같이 하나 이상의 용매용기(40)와 튜빙을 통하여 연결된 용매탈기장치(50)의 후단부에 연결되어 설치된다.

상기 용매용기(40)는 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치의 사용목적에 따라 여러가지의 용매를 이용할 수 있도록 최대 4개까지가 구비되며, 상기 용매탈기장치(50)는 용매용기(40)로부터 흡입되는 용매 중에 용존되어 있는 용존가스를 탈기하는 장치이다.

상기 솔레노이드밸브(10)는 최대 4개의 Inlet이 구비되어 상기 용매탈기장치(50)와 연결되며, 상기 용매탈기장치(50)에서 용존가스가 제거된 최대 4개의 다른 용매가 솔레노이드밸브(10)의 Inlet으로 유입되며, 1개의 Outlet을 통해 상기 유입된 용매가 일정한 조성비로 혼합되어 유출되게 된다.

상기 용매이송펌프(20)는 상기 솔레노이드밸브(10)의 후단부에 구비되어 상기 솔레노이드밸브(10)에서 유출된 혼합용매를 가압하여 HPLC시스템의 시료주입기로 이송하는 장치이다.

상기 용매이송펌프(20)는 상기 제어수단(30)의 제어신호에 따라 그 구동이 제어되는 것으로, 상기 제어수단(30)에서 세팅된 Pump Head값, Pump Limit값 등에 따라 구동압력, 유량등이 결정된다.

도3은 본 발명에 따른 상기 제어수단(30)의 개략적인 구성을 나타내는 블록도로서, 도면에 도시된 바와 같이 상기 제어수단(30)은 사용자로부터 소정 제어명령을 입력받는 입력부(31)와 상기 입력된 제어명령에 따라 전자파일을 형성하여 저장하고 상기 전자파일에 따른 제어신호를 생성하는 주제어부(32)와 상기 주제어부(32)의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드밸브(10)의 구동을 제어하는 밸브구동부(33)와 상기 주제어부(32)의 제어신호에 따라 상기 용매이송펌프(20)의 구동을 제어하는 펌프구동부(34) 및 상기 주제어부(32)의 제어상태와 용매의 조성상태를 포함하는 모니터링 정보를 디스플레이하는 표시부(35), 그리고 외부 HPLC시스템의 소정 데이터처리 장치들과 상기 주제어부(32) 사이에 소정 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터통신부(36)로 이루어진다.

상기 입력부(31)는 상기 제어수단(30)의 사용자인터페이스 기능을 수행하는 부분으로서 종래의 HPLC 시스템에 있어서 실험자가 직접 일일이 수작업으로 수행하던 다양한 실험방법에 대한 여러가지 조건을 상기 입력부(31)라는 사용자인터페이스를 통해 입력할 수 있도록 하는 것이다.

상기 주제어부(32)는 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치를 총괄 제어하는 메인컨트롤러로서, 상기 입력부(31)를 통해 입력된 사용자의 제어명령에 따라 전자파일을 형성시키고 저장하며 상기 전자파일에 따른 제어신호를 상기 밸브구동부(33)와 펌프구동부(34)로 전달하여 각각 솔레노이드밸브(10)와 용매이송펌프(20)의 구동을 제어할 수 있도록 한다.

상기 주제어부(32)에서는 전자파일을 형성함에 있어 사용자로부터 새로운 파일을 작성할 것인지 기존의 파일을 찾아 실행할 것인지 선택할 수 있도록 하며, 또한 여러가지의 전자파일을 사용자의 요구에 따라서 순차적 또는 비순차적인 실행을 할 수 있도록 구현된다.

상기 주제어부(32)에서 형성되어 저장되는 전자파일은 GMF(Gradient Method File)파일이라고 하며 GMF-1에서부터 GMF-00까지 각각 다양한 실험조건에 따라 형성 저장되는데, 사용자로부터 각각의 GMF의 독립적인 반복횟수의 지정과 실행의 시작 및 종료의 지정이 가능하며, 또한 GMF-1으로부터 GMF-00까지의 순차적인 실행이 연속적으로 이루어지도록 지정할 수 있다. 다만, 상기 GMF의 순차적인 실행이 이루어지는 경우 GMF-1에서부터 GMF-00으로 진행시 항상 하나의 GMF가 실행된 후 다음 GMF가 실행되기 전에 분석의 정확성을 갖도록 하기 위해 반드시 안정화시간을 갖도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 데이터통신부(36)는 상기 주제어부(32)와 외부 기기사이에 데이터를 상호 주고받을 수 있도록 하여 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치가 일반적인 크로마토그래피 시스템인 HPLC, 또는 Prep-LC 등과 연동할 수 있도록 하여 기울기용리를 자동 실행하는 기능을 수행한다.

즉, 상기 데이터통신부(36)는 시료를 통과시켜 목적성분과 다양한 혼합물질을 각각의 특성에 따라 분리시키는 컬럼과 상기 컬럼 후단부에 연결되어 상기 컬럼으로부터 분리된 각 성분물질의 통과시간과 면적값을 인식하여 이를 전기적 신호로 출력하는 검출기와 연결되어 상기 출력된 전기적 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 주제어부(32)로 전달하며, 상기 주제어부(32)는 상기 전달된 디지털 신호에 따라 GMF의 실행과 종료를 제어함으로써 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치가 외부 기기들과 연동할 수 있도록 하는 것이다.

상기 주제어부(32)에서 실행되는 GMF는 상기 밸브구동부(33)와 펌프구동부(34)로 각각 제어신호를 전달하며, 상기 밸브구동부(33)는 상기 솔레노이드밸브(10)와 전기적으로 연결되어 상기 솔레노이드밸브(10)의 각 Inlet의 개폐를 제어하여 다양한 용매의 혼합조성비를 조절할 수 있고, 상기 펌프구동부(34)는 상기 용매이송펌프(20)와 전기적으로 연결되어 상기 용매이송펌프(20)의 구동압력, 이송용매의 유량등을 조절할 수 있다.

상기 표시부(35)는 상기 주제어부(32)와 연결되어 상기 주제어부(32)에서 실행되는 제어상태와 상기 제어상태에 따른 솔레노이브밸브(10)의 구동상태 및 용매이송펌프(20)의 구동상태에 대한 정보를 디스플레이하여 사용자로 하여금 모니터링이 가능하도록 하는 기능을 수행한다.

상기와 같은 구성에 의한 용매기울기 용리장치의 작동을 간단하게 이하에서 설명하기로 한다.

상기 제어수단(30)에 전원이 인가되어 시스템이 작동하게 되면, 사용자는 상기 입력부(31)를 통해 새로운 실험조건을 입력하여 새로운 전자파일을 작성할 것인지 아니면 이미 작성되어 저장되어 있는 기존의 전자파일을 Load할 것인지를 선택한다.

사용자가 새로운 전자파일의 작성을 선택한 경우에는 용매이송펌프(20)의 Pump Head크기를 설정하고 연결된 검출기의 사용여부를 선택한 후 기울기타입을 지정하며, 동작시키고자 하는 시간과 유량값을 지정한다.

또한 상기 솔레노이드밸브(10)의 각 채널에 대한 %값을 입력하면 상기 입력내용은 상기 주제어부(32)로 전달되어 전자파일로 작성되어 저장된다.

물론 사용자는 상기와 같이 새로운 파일을 작성하는 대신 기존에 저장되어 있는 파일을 주제어부(32)가 Load하도록 입력할 수 있다.

상기 입력부(31)를 통한 사용자인터페이스후에는 상기 주제어부(32)에서 전자파일에 따른 실험조건에 따라 제어신호를 생성하여 상기 밸브구동부(33)와 펌프구동부(34)로 전달하고 상기 밸브구동부(33)와 펌프구동부(34)는 각각 상기 솔레노이브밸브(10)와 용매이송펌프(20)를 상기 전자파일의 제어신호에 따라 구동시킴으로써 용매기울기를 실행하게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치를 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며 또한, 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 특허청구범위에서 기술된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것임에 유의해야 한다.

따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의한 수정 또는 변경된 등가의 구성은 특허청구범위에서 기술한 본 발명의 기술적 범위에 구속되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치는 솔레노이드밸브와 용매이송펌프를 제어하는 제어수단을 마련하여 사용자에 의해 입력된 다양한 실험조건에 따른 전자파일을 형성하고 이를 실행하여 수없이 많은 용매기울기 조건을 독립적으로 또는 순차적으로 자동 실행함으로써 수작업을 통한 반복실험의 번거로움을 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존의 단일용매를 사용하는 HPLC 시스템, Prep-LC 등의 기기들과 연동하여 데이터를 교환할 수 있도록 함으로써 종래 액체크로마토그래피 시스템에 있어 실험의 질을 향상시키고 실험시간 및 용매의 사용을 절감하여 비용을 대폭 줄일 수 있는 효과도 있다.

도1은 종래의 HPLC 시스템의 개략적 구성도.

도2는 본 발명에 따른 용매기울기 용리장치의 개략적 구성을 나타내는 구성도.

도3은 본 발명에 따른 제어수단의 개략적 구성을 나타내는 블록도.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

10 : 솔레노이드밸브 20 : 용매이송펌프

30 : 제어수단 40 : 용매용기

50 : 용매탈기장치 31 : 입력부

32 : 주제어부 33 : 밸브구동부

34 : 펌프구동부 35 : 표시부

36 : 데이터통신부

Claims (5)

1. 용매용기로부터 유입된 하나 이상의 용매를 혼합하는 솔레노이드밸브;

   상기 솔레노이드밸브에서 혼합된 용매를 가압하여 이송하는 용매이송펌프; 및

   상기 솔레노이드밸브와 용매이송펌프의 구동을 제어하여 이송되는 용매의 조성을 조절하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 용매기울기 용리장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 솔레노이드밸브는 용매가 유입되는 네개의 Inlet과 일정비율로 혼합된 용매가 유출되는 한개의 Outlet을 포함하는 것을 특징으로 하는 용매기울기 용리장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어수단은 사용자로부터 제어명령을 입력받는 입력부;

   상기 입력된 제어명령에 따른 전자파일을 형성하여 저장하고 상기 전자파일에 따른 제어신호를 생성하는 주제어부;

   상기 주제어부의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드밸브의 구동을 제어하는 밸브구동부;

   상기 주제어부의 제어신호에 따라 상기 용매이송펌프의 구동을 제어하는 펌프구동부; 및

   상기 주제어부의 제어상태와 용매의 조성상태를 포함하는 모니터링 정보를 디스플레이하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용매기울기 용리장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제어수단은 외부 HPLC시스템의 소정 데이터처리 장치들과 상기 주제어부 사이에 소정 데이터의 송수신을 가능하게 하는 데이터통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용매기울기 용리장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어수단은 하나 이상의 전자파일을 형성하여 저장하며 상기 저장된 전자파일에 따라 순차적으로 상기 솔레노이드밸브와 용매이송펌프의 구동을 반복 제어하는 것을 특징으로 하는 용매기울기 용리장치.