KR20090044148A - 마이크로 플레이트용 광원 장치 - Google Patents

마이크로 플레이트용 광원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090044148A
KR20090044148A KR1020070110098A KR20070110098A KR20090044148A KR 20090044148 A KR20090044148 A KR 20090044148A KR 1020070110098 A KR1020070110098 A KR 1020070110098A KR 20070110098 A KR20070110098 A KR 20070110098A KR 20090044148 A KR20090044148 A KR 20090044148A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light source
light
plate
microplate
source device
Prior art date
Application number
KR1020070110098A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100942438B1 (ko
Inventor
홍혁기
최연식
조영창
훈 김
박효덕
김범준
Original Assignee
전자부품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전자부품연구원 filed Critical 전자부품연구원
Priority to KR1020070110098A priority Critical patent/KR100942438B1/ko
Publication of KR20090044148A publication Critical patent/KR20090044148A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100942438B1 publication Critical patent/KR100942438B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/04—Batch operation; multisample devices
    • G01N2201/0407—Batch operation; multisample devices with multiple optical units, e.g. one per sample
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/061—Sources
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/063—Illuminating optical parts
    • G01N2201/0631—Homogeneising elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로 플레이트의 시료들에 대해 한번에 촬영된 이미지로 각각의 pH, O2 농도, CO2 농도 등의 정보를 얻을 수 있도록 마이크로 플레이트의 각각의 웰에 대해 균일한 광을 동시에 조사하는 광원 장치에 대한 것으로서, 내부에 공동이 형성되고, 마이크로 플레이트의 각 웰에 대응되는 영역에 형성된 복수의 통공을 포함하는 광원 플레이트, 상기 통공의 내부로 연장되고, 상기 광원 플레이트의 내부 방향으로 벌어지는 형상의 캡 및 상기 광원 플레이트의 적어도 하나의 일측변에 부착된 측부 광원을 포함하고, 상기 복수의 통공 각각을 통해 발산되는 각각의 광은 균일한 것을 특징으로 한다.
마이크로 플레이트, 균일광, 광효율, 광산란

Description

마이크로 플레이트용 광원 장치{A light source device for micro-plate}
본 발명은 마이크로 플레이트에 사용되는 광원 장치에 대한 것으로서, 특히 마이크로 플레이트의 시료들에 대해 한번에 촬영된 이미지로 각각의 pH, O2 농도, CO2 농도 등의 정보를 얻을 수 있도록 마이크로 플레이트의 각각의 웰에 대해 균일한 광을 동시에 조사하는 광원 장치에 대한 것이다.
세포 대사에서 가장 중요한 광합성, 호흡과 밀접한 관련이 있는 수소 이온과 산소 농도는 그 변화량을 측정함으로써 세포의 대사 정보를 알 수 있다. 현재 사용되는 산소 농도와 pH 측정 센서에는 ISFET 등의 접촉식 센서와 시험관을 밀폐시킨 상태에서 가스를 공급하면서 시험관 밖으로 배출되는 가스의 양을 측정하여 그 변화량을 측정하는 방식이 있다.
이러한 종래기술은 pH, 산소와 이산화탄소 등 각각에 대한 변화, 소모, 배출량을 동시에 측정할 수는 있으나, pH, 산소와 이산화탄소 등을 개별적으로 측정하 기 위한 센서와 그 시스템을 필요로 하고 있으며, 다수 개의 시료에 대한 정보를 얻기 위해서는 각각에 대해 측정을 수행해야 하므로 측정 과정이 번거롭다는 문제점이 있다.
이에 본 발명자는 마이크로 플레이트의 웰에 담긴 시료에 지시약을 첨가하고, 그 영상신호를 분석하는 장치에 대해 비공개된 한국특허출원 제2007-0005058호"세포 대사 정보의 광학적 측정 장치"에 기재한 바 있다. 일반적으로 램프의 광원은 중심과 가장자리 사이의 밝기에서 차이가 나는 가우시안 분포를 갖게 되어, 가우시안 분포를 갖는 광원을 다시 집광렌즈 및 다른 광학계에 사용하더라도 중심부와 가장자리의 밝기 차이는 항상 존재하게 된다. 이러한 중심부와 가장자리의 밝기 차이는 마이크로 플레이트의 중심에 위치한 시료의 정보와 가장자리에 위치한 시료의 정보가 균일하지 아니하여 동일한 pH 농도의 시료에 대해서도 균일한 데이터를 확보하기 어려워질 수 있다.
또한, 일반적인 마이크로 플레이트는 사각형 형태이나, 램프와 렌즈로 구성된 종래의 광조사계는 원형 단면의 평면광속을 방사하므로 원형 단면의 평면광속은 다시 사각형의 반응 튜브 플레이트에 맞도록 사각형 단면의 광속으로 변화시키면서 원형 단면의 일부 가장자리 부분이 제거되어야 한다. 이때 제거되는 광속은 램프에서 나오는 광속의 일부를 제거하는 결과이므로 광원의 사용 효율을 떨어뜨리게 된다.
본 발명의 목적은 마이크로 플레이트의 시료들에 대해 한번에 촬영된 이미지로 각각의 pH, O2 농도, CO2 농도 등의 정보를 얻을 수 있도록 마이크로 플레이트의 각각의 웰에 대해 균일한 광을 동시에 조사할 수 있는 광원 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 마이크로 플레이트에 사용되기에 적합한 광원을 제공함으로써 광원으로서의 사용효율을 높일 수 있는 광원 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적은 내부에 공동이 형성되고, 마이크로 플레이트의 각 웰에 대응되는 영역에 형성된 복수의 통공을 포함하는 광원 플레이트, 상기 통공의 내부로 연장되고, 상기 광원 플레이트의 내부 방향으로 벌어지는 형상의 캡 및 상기 광원 플레이트의 적어도 하나의 일측변에 부착된 측부 광원을 포함하고, 상기 복수의 통공 각각을 통해 발산되는 각각의 광은 균일한 것을 특징으로 하는 마이크로 플레이트용 광원 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치에서 광원 플레이트의 내부 및 캡의 내외부는 반사막으로 코팅되는 것이 바람직하며, 측부 광원은 냉음극관 램프, 열음극관 램프 또는 복수의 발광 다이오드 어레이를 이용하는 것이 바람직하 다. 특히 측부 광원의 광 조사 방향은 복수의 통공 각각을 통해 발산되는 각각의 광이 균일하게 되도록 플레이트의 바닥면 방향 또는 측부 광원의 반대면의 아래부분으로 광을 조사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원장치는 동일한 pH 농도의 시료에 대해 균일한 데이터를 확보할 수 있도록 마이크로 플레이트의 중심에 위치한 시료와 가장자리에 위치한 시료에 균일한 광을 조사할 수 있는 장점이 있으며, 마이크로 플레이트의 각 웰에만 광을 조사하게 되므로 광원의 사용 효율이 높다는 장점이 있다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치의 사시도이다.
본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치는 에지방식으로 광다이오드 어레이와 같은 선형 광원을 배치하되 별도의 확산 필름을 사용할 필요가 없으며, 플레이트 면 전체에서 광을 발산하지 않고 마이크로 플레이트의 웰 영역과 같이 필요한 영역에만 균일한 광을 조사할 수 있다는 특징이 있다.
도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치는 광원 플레이트(101), 캡(102) 및 측부 광원으로 구성된다.
광원 플레이트(101)는 내부에 공동(201, 도 2a, 2b 참조)을 가지며, 그 공동 내부에서 측부 광원으로부터의 광을 확산 및 산란시켜 광원 플레이트(101)의 상부면에 형성된 통공(202, 도 2a, 2b 참조)을 통해 외부로 광을 발산시킨다. 광원 플레이트(101)의 통공(202, 도 2a, 2b 참조)은 사용되는 마이크로 플레이트의 각 웰에 대응되는 위치에 각 웰의 크기에 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
광원 플레이트(101)의 내부 공동(201, 도 2a, 2b 참조)은 통공을 통해 발산되는 광이 균일하게 되도록 광산란이 반복될 수 있게 표면에 반사막을 형성하는 것이 바람직하다. 반사막은 바륨-포스페이트(Ba phosphate, BPO) 층으로 형성하여 적절한 산란과 반사가 일어날 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
캡(102)은 관의 형태로서 광원 플레이트(101)의 통공(202, 도 2a, 2b 참조)에 결합된다. 간단하게는 도 2a에서와 같이 광원 플레이트(101) 내부 방향으로 넓어지는 구조로 구성될 수 있으나(203), 도 2b 및 도 1에 도시된 바와 같이 광원 플 레이트(101) 내부 방향으로 넓어지는 구조(203)에 통공(202)의 크기 그대로 광원 플레이트(101)의 외부로 확장되는 구조(204)가 부가되도록 구성될 수도 있다.
통공(202) 내부 방향으로 형성된 캡의 구조(203)는 측부 광원에서 직접 또는 충분히 산란 및 반사가 이루어지지 않은 광선이 통공(202)을 통해 입사되는 것을 방지하여 광 균일성을 높이는 역할을 한다.
도 2b 및 도 1에 도시된 통공(202) 외부 방향으로 연장된 캡의 구조(204)는 광이 충분히 산란되도록 하는 한편 통공(202)을 통해 발산되는 광을 마이크로 플레이트의 웰로 가이드하는 역할을 한다. 이는 웰 이외의 다른 부분으로 발산되는 광을 줄여 웰 내부의 시료에 대한 정보의 육안 판독은 물론 이미지 센서에 의한 이미지 판독 또는 자동적인 판독의 정확성을 높일 수 있다.
캡(102)의 내부면와 광원 플레이트(101) 내부에 위치하는 캡(203)의 외부면은 앞서 광원 플레이트(101)의 내부에 코팅한 반사막을 형성하는 것이 바람직하다.
측부 광원(103)은 냉음극관 램프, 열음극관 램프 또는 발광 다이오드 어레이가 사용될 수 있으나, 본 발명은 소형의 장치이므로 발광 다이오드 어레이를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 특히 측부 광원(103)의 광 조사 방향은 광원 플레이트(101)의 바닥면 방향 또는 측부 광원(103)의 반대면의 아래부분으로 광을 조사하는 것(도 2a, 2b 참조)이 광균일성을 높일 수 있어 바람직하다.
<사용예>
본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치는 시료의 육안 확인을 위해 사용될 수 있으나, 특히 마이크로 플레이트에 대한 전체 이미지를 촬영하고 그 이미지를 분석하여 각 웰에 담긴 시료의 pH, 산소 농도, 이산화탄소 농도 등을 산출하는 장치에 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 균일성이 높은 넓은 광원을 제공하여 각 웰에 대해 각각 이미지를 처리할 필요가 없이 전체 웰에 대한 한 장의 이미지로 시료를 분석할 수 있도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치을 사용한 시료분석 장치의 사시도이다.
마이크로 플레이트(310)의 각 웰(311)에는 측정 대상인 시료가 담겨지고 그 시료에서 측정하고자 하는 pH, 산소 농도나 이산화탄소 농도와 같은 정보를 색상으로 얻을 수 있는 지시약이 첨가된다.
마이크로 플레이트(310)의 하부에는 본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치(300)이 위치하며, 마이크로 플레이트(310)의 상부에는 이미지 센서(320)가 위치한다. 사용예에 따라서는 마이크로 플레이트용 광원 장치(300)과 이미지 센서(320)의 위치는 서로 바뀌도록 설계될 수 있다.
이미지 센서(320)는 통상의 CCD 또는 CMOS 이미지 센서가 사용될 수 있으며, 마이크로 플레이트용 광원 장치(300)에서 조사되어 마이크로 플레이트(310)의 웰(311)을 통과한 광을 수광한다. 즉, 본 사용예의 시료분석 장치는 균일한 광을 조사하는 본 발명에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치(300)을 사용하므로 마이크로 플레이트(310) 전체의 이미지를 한번에 얻더라도 각 웰(311)에서 서로 간의 광 불균일에 기인한 명암변화나 색상변화는 발생되지 않는다.
이미지 센서(320)에서 얻은 이미지 신호는 제어부(330)로 보내진다. 제어부(330)는 각 웰(311) 영역의 RGB값을 산출한 후 입력받은 지시약의 종류와 그 지시약에 대해 저장된 pH, 산소 농도, 이산화탄소 농도 등에 따른 RGB값 변화표와 비교하여 각 웰에 담긴 시료의 해당 pH, 산소 농도 또는 이산화탄소 농도를 산출한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치의 사시도,
도 2a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치의 단면도,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 플레이트용 광원 장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 광원 플레이트 102 : 캡
103 : 측부 광원 201 : 공동
202 : 통공 203 : 캡의 내측 구조
204 : 캡의 외측 구조 300 : 마이크로 플레이트용 광원 장치
310 : 마이크로 플레이트 311 : 웰
320 : 이미지 센서 330 : 제어부

Claims (7)

  1. 내부에 공동이 형성되고, 마이크로 플레이트의 각 웰에 대응되는 영역에 형성된 복수의 통공을 포함하는 광원 플레이트;
    상기 통공의 내부로 연장되고, 상기 광원 플레이트의 내부 방향으로 벌어지는 형상의 캡; 및
    상기 광원 플레이트의 적어도 하나의 일측변에 부착된 측부 광원
    을 포함하고, 상기 복수의 통공 각각을 통해 발산되는 각각의 광은 균일한 것을 특징으로 하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 플레이트의 내부 및 상기 캡의 내외부는 반사막으로 코팅된 것을 특징으로 하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측부 광원은 냉음극관 램프 또는 열음극관 램프를 이용하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측부 광원은 복수의 발광 다이오드 어레이를 이용하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측부 광원은 상기 광원 플레이트의 바닥면 방향으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측부 광원은 상기 광원 플레이트에서 상기 측부 광원이 위치하는 면의 반대면 아래부분으로 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 마이크로 플레이트용 광원 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측부 광원은 상기 광원 플레이트의 서로 마주보는 양 측부 또는 서로 연결된 두 측부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
KR1020070110098A 2007-10-31 2007-10-31 마이크로 플레이트용 광원 장치 KR100942438B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070110098A KR100942438B1 (ko) 2007-10-31 2007-10-31 마이크로 플레이트용 광원 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070110098A KR100942438B1 (ko) 2007-10-31 2007-10-31 마이크로 플레이트용 광원 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090044148A true KR20090044148A (ko) 2009-05-07
KR100942438B1 KR100942438B1 (ko) 2010-02-17

Family

ID=40854755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070110098A KR100942438B1 (ko) 2007-10-31 2007-10-31 마이크로 플레이트용 광원 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100942438B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102545916B1 (ko) 2021-06-28 2023-06-21 주식회사 신코 마이크로플레이트 복합측정 장치
KR102566752B1 (ko) 2021-08-13 2023-08-17 주식회사 신코 광원이 개선된 마이크로플레이트 형광측정장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5759494A (en) 1995-10-05 1998-06-02 Corning Incorporated Microplates which prevent optical cross-talk between wells
JP3855517B2 (ja) 1999-01-27 2006-12-13 東ソー株式会社 多サンプル対応のスキャナー型蛍光検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR100942438B1 (ko) 2010-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11779919B2 (en) Microfluidic detection system and a microfluidic cartridge
ES2929039T3 (es) Análisis de datos ópticos con ayuda de histogramas
CN103308497B (zh) 用于研究生物细胞或细胞培养物的方法和酶标仪
US8017079B2 (en) Apparatus for and method of measuring bio-chips using uniform total internal reflection illumination
US20190226985A1 (en) Analytical test device
JP2008522160A (ja) 化学分析装置において使用する反射率計および関連の光源
KR100923461B1 (ko) 마이크로 플레이트 시료분석 장치
JP2006526778A (ja) 光学検査装置のための読み取りヘッド
CA2930802C (en) Optical alignment tool
JP2007285999A (ja) 光測定装置
US20130171028A1 (en) Analyte monitor
US11668647B2 (en) Illumination unit with multiple light sources for generating a uniform illumination spot
KR101077665B1 (ko) 검사 시험지용 조명 판독장치
KR100942438B1 (ko) 마이크로 플레이트용 광원 장치
KR100942440B1 (ko) 색상 참조부를 갖는 마이크로 플레이트를 사용한 시료분석장치
JP2012515897A (ja) 楔状支持体を通した生体試料アレイの空間的に制御された照明
JP4479539B2 (ja) 反射率測定装置
US20210148829A1 (en) Reading device for a lateral flow test strip
KR101627881B1 (ko) 분광측정장치 및 듀어병
EP3788330B1 (en) Spectral sample analyzer with an illumination unit having multiple light sources
KR20100075008A (ko) 세포 대사정보 측정 장치
CN115485542A (zh) 用于检测样本内分析物的器具
JP2010019564A (ja) 細菌検査装置および細菌検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130111

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150109

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151224

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161229

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171207

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200115

Year of fee payment: 11