KR20110043888A - 항산화 능력 측정장치 및 이의 측정방법 - Google Patents

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Abstract

항산화 능력 측정장치 및 이를 이용한 측정방법이 개시된다. 항산화 능력 측정장치는, 피측정 물질이 수용되는 수용공간이 형성된 반응용기; 상기 수용공간에 활성산소를 발생시키는 활성산소 발생장치; 상기 수용공간에 일단이 연결되어, 외부로 연장된 광섬유; 및 상기 광섬유의 타단에 연결되어, 빛의 세기를 전기신호로 변환하는 광센싱장치;를 포함하며, 상기 반응용기의 내부에는 빛이 새어나가지 않도록 암실로 형성된 것을 특징으로 한다. 이를 이용한 측정방법은, 상기 수용공간에 상기 피측정물질과, 활성산소와 반응하여 발광하는 발광물질을 혼합하는 단계; 상기 활성산소 발생장치를 이용하여 활성산소를 발생시키는 단계; 상기 광센싱장치의 전기신호를 측정하는 단계; 및 상기 광센싱장치의 전기신호로부터 상기 피측정물질의 항산화능력을 산정하는 단계;를 포함한다. 따라서, 단순한 구성으로 피측정물의 항산화능력을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 그러므로, 측정장치의 소형화 및 저렴한 가격으로 보급할 수 있으므로, 식품을 비롯한 활성산소 및 항산화에 관련된 모든 분야에서 여러가지 형태로 손쉽게 항산화능력을 평가할 수 있다는 장점이 있다.
항산화, 측정

Description

항산화 능력 측정장치 및 이의 측정방법{Device for measuring ability of anti-oxidation and method of the same}
본 발명은 항산화 능력 측정장치 및 이의 측정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 식품 등의 항산화 능력을 측정할 수 있는 항산화 능력 측정장치 및 이의 측정방법에 관한 것이다.
활성 산소는 백혈구의 살균 작용과 같은 생물학적 보호 인자로서 중요하나, 생체내의 활성 산소의 과도한 생성은 다양한 조직 질병을 일으킨다고 알려져 있다.
활성 산소를 발생시키는 통상의 인자로서, 스트레스, 알콜, 과산화물, 약물 및 운동 등이 공지되어 있다. 이러한 인자에 의해 발생되는 활성 산소 및 리포퍼 옥사이드는 뇌신경 질환, 순환기 질환, 암, 소화관 질환, 간 질환, 동맥경화, 신장 질환, 당뇨병 및 노화 등의 원인이 되기도 한다.
생체는 산소 독성으로부터 스스로를 보호하기 위해 일련의 산화 보호 시스템을 갖는다. 한편, 이러한 시스템을 정상적으로 작용시키기 위해 항산화 영양 성분을 충분히 섭취하는 것이 중요하다. 천연 항산화 영양성분으로서, 비타민 E, 비타민 C, β-카로텐, 폴리페놀 및 미량원소(예: 셀레늄, 구리 , 아연 등)가 공지되어 있다. 항산화 작용을 제공하기 위해, 이러한 영양 성분을 함유하는 식품을 가능한 많이 섭취하여야 하며, 이에 따라 각각의 개별 식품이 어느 정도의 항산화 능력을 보유하고 있는지 쉽게 확인할 수 있는 항산화 능력을 측정할 수 있는 장치의 필요성이 대두되고 있다. 그러나, 종래의 항산화 능력(활성산소)측정 방법들은 모두 고가의 프로브 시약을 사용하고 있음은 물론 측정방법이 복잡하고, 측정에 시간이 많이 소요된다는 단점이 있다.
본 발명은 식품 등의 피측정물의 항산화 능력을 쉽게 측정할 수 있는 항산화 능력 측정장치 및 항산화 능력 평가방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 피측정 물질이 수용되는 수용공간이 형성된 반응용기; 상기 수용공간에 활성산소를 발생시키는 활성산소 발생장치; 상기 수용공간에 일단이 연결되어, 외부로 연장된 광섬유; 및 상기 광섬유의 타단에 연결되어, 빛의 세기를 전기신호로 변환하는 광센싱장치;를 포함하며, 상기 반응용기의 내부에는 빛이 새어나가지 않도록 암실로 형성된 것을 특징으로 하는 항산화 능력 측정장치를 제공한다.
상기 광센싱장치는, 상기 광섬유에서 전송되는 빛의 세기를 증폭시켜 센싱하는 광증배기;를 포함한다.
상기 활성산소 발생장치는, 상기 수용공간에 상기 피측정 물질과 함께 혼합되는 활성산소 발생물질을 전기 분해하기 위한 전극;을 포함한다.
여기서, 상기 활성산소 발생물질은, 과산화 수소인 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 항산화 능력 측정장치를 이용한 항산화 능력 평가방법으로서, 상기 수용공간에 상기 피측정물질과, 활성산소와 반응하여 발광하는 발광물질을 혼합하는 단계; 상기 활성산소 발생장치를 이용하여 활성산소를 발생시키는 단계; 상기 광센싱장치의 전기신호를 측정하는 단계; 및 상기 광센싱장치의 전기신호 로부터 상기 피측정물질의 항산화능력을 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법을 제공한다.
여기서, 다양한 농도의 기준물질을 상기 피측정물질로 투입하여, 상기 기준물질의 농도와, 상기 전기신호의 상관관계를 구하는 검량선 작성단계;를 더 포함하며, 상기 항산화능력을 산정하는 단계는, 상기 검량선과 비교하여, 피측정물질의 항산화 능력을 산정한다.
또한, 상기 기준물질은 비타민 씨인 것이 바람직하다.
또한, 상기 활성산소 발생물질은, 과산화 수소인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 발광물질은 루미놀인 것이 효과적이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 항산화 능력 측정장치는 단순한 구성으로 피측정물의 항산화능력을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 측정장치의 소형화 및 저렴한 가격으로 보급할 수 있으므로, 식품을 비롯한 활성산소 및 항산화에 관련된 모든 분야에서 여러가지 형태로 손쉽게 항산화능력을 평가할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발발명의 일실시예에 따른 항산화 능력 측정장치의 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 항산화 능력 측정장치는, 피측정 물질이 수용되는 수용공간(110)이 형성된 반응용기(100)와, 상기 수용공간(110)에 활성산소를 발생시키는 활성산소 발생장치(200)와, 상기 수용공간(110)에 일단이 연결되어 외부로 연장된 광섬유(300)와, 상기 광섬유(300)의 타단에 연결되어, 빛의 세기를 전기신호로 변환하는 광센싱장치(400)를 포함한다.
도 2는 도 1의 반응용기의 단면도이다.
반응용기(100)는 내부인 수용공간(110)에 빛이 스며들거나, 새어나가지 않도록 암실로 형성되며, 일단에는 광섬유가 수용공간(110)에 인입되어 형성되며, 타단에는 활성산소 발생장치(200)가 형성된다.
활성산소 발생장치(200)는, 상기 수용공간(110)에 상기 피측정 물질과 함께 혼합되는 활성산소 발생물질을 전기 분해하기 위한 전극(210)과, 상기 전극(210)에 공급되는 전기양을 제어하는 제어부(220)를 포함한다. 즉, 수용공간(110)을 일측면을 밀폐하는 뚜껑(213)을 포함하며, 상기 뚜껑(213)에는 전극(210)이 삽입 결합될 수 있는 전극삽입공이 다수(3개) 형성된다.
전극(210)은 작업전극(211), 기준전극(212) 및 상대전극(213)으로 형성되며, 수용공간에 존재하는 활성산소 발생물질을 전기분해하는 용도로 사용된다. 활성산소 발생물질은 과산화수소(H2O2), 오존(O3), 차아염소산(HOCl) 등이 사용될 수 있다.
광섬유는, 하나의 광섬유로 사용되거나, 여러 광섬유 다발로 형성될 수 있다. 광섬유는, 수용공간(110)에서 화학발광 반응에 의해 일어나는 빛을 광센싱장치(400)로 도파하는 용도로 사용된다.
광센싱장치(400)는, 상기 광섬유(300)에서 전송되는 빛의 세기를 증폭시키는 광증배기로 구현된다. 광증배기(Photomultiplier tube)는 약한 빛을 수백만배 증폭하여 센싱하는 것으로서, 본 발명과 같이, 약한 광을 측정하는 데 적합하다.
위와 같은 본 발명의 항산화 측정장치를 이용하여 식품의 항산화 능력을 평가하는 방법은 아래와 같다.
즉, 항산화 능력 평가방법은, 상기 수용공간(110)에 상기 피측정물질과, 활성산소와 반응하여 발광하는 발광물질을 혼합하는 단계와, 상기 활성산소 발생장치(200)를 이용하여 활성산소를 발생시키는 단계와, 상기 광센싱장치(400)의 전기신호를 측정하는 단계와, 상기 광센싱장치(400)의 전기신호로부터 상기 피측정물질의 항산화능력을 산정하는 단계를 포함한다.
발광물질은 화학발광물질로서, 활성산소와 반응하여 발광작용을 하는 것은 모두 사용될 수 있다. 본 발명에서는 루미놀(Luminol)을 사용하였다.
여기서, 활성산소 발생장치(200)는 전기분해에 의해서, 활성산소를 발생시킬 수 있는 과산화수소(H2O2), 오존(O3), 차아염소산(HOCl)등을 사용하여 활성산소를 발생시킨다. 여기서, 강한 산화력을 가지고 있으며, 생성물이 무해한 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하다.
활성산소 발생물질과, 피측정물질을 반응시켜, 피측정물질이 활성산소를 억제하는 양이 적을 수록 활성산소의 농도가 증대되게 된다. 그 결과, 활성산소와 루미놀이 반응하여 발생하는 발광량이 활성산소의 농도에 따라서, 증감되게 된다. 이 발광량을 광센서가 센싱하여, 전기신호로 측정할 수 있다.
항산화능력을 산정하는 단계는, 측정된 전기신호로 부터, 억제된 활성산소의 양을 추정함으로써, 피측정물질의 항산화 능력을 산정하는 것이다.
보다 객관적인 항산화능력을 산정하기 위해서, 기준물질을 이용한 검량선을 작성하여 이용하는 것이 바람직하다.
검량선 작성단계는, 다양한 농도의 기준물질을 상기 피측정물질로 투입하여, 상기 기준물질의 농도와, 상기 전기신호의 상관관계를 구하는 것을 특징으로 한다. 기준물질으로는 항산화 능력이 뛰어난 비타민 씨, β-케로텐(β-Carotene), α-토코페롤(α-Tocopherol)등이 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 쉽게 구할 수 있는 비타민 씨를 사용하였다.
검량선 작성단계는 다양한 농도의 비타민 씨를 각각 피측정물질로 투입한 후, 전기신호를 측정하여, 이를 검량선으로 미리 작성한다. 이와 같은 검량선은 장비 내에 테이블 형식으로 입력되어 있을 수 있으며, 측정자가 별도로 휴대할 수 있다.
따라서, 상기 항산화능력을 산정하는 단계에서, 피측정물질을 투입한 후의 전기신호와 상기 검량선과 비교하여, 피측정물질의 항산화 능력을 산정할 수 있다.(즉, 동일한 비타민 씨의 농도만큼 항산화 능력이 있는 것으로 추정할 수 있음)
상기와 같이, 본 발명의 항산화 능력 측정장치는 단순한 구성으로 피측정물의 항산화능력을 측정할 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 측정장치의 소형화 및 저렴한 가격으로 보급할 수 있으므로, 식품을 비롯한 활성산소 및 항산화에 관련된 모든 분야에서 여러가지 형태로 손쉽게 항산화능력을 평가할 수 있다는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 본 발발명의 일실시예에 따른 항산화 능력 측정장치의 개념도
도 2는 도 1의 반응용기의 단면도
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
110: 수용공간 100: 반응용기
200: 활성산소 발생장치 300: 광섬유
400: 광센싱장치 210: 전극

Claims (9)

  1. 피측정 물질이 수용되는 수용공간이 형성된 반응용기;
    상기 수용공간에 활성산소를 발생시키는 활성산소 발생장치;
    상기 수용공간에 일단이 연결되어, 외부로 연장된 광섬유; 및
    상기 광섬유의 타단에 연결되어, 빛의 세기를 전기신호로 변환하는 광센싱장치;
    를 포함하며,
    상기 반응용기의 내부에는 빛이 새어나가지 않도록 암실로 형성된 것을 특징으로 하는 항산화 능력 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센싱장치는,
    상기 광섬유에서 전송되는 빛의 세기를 증폭시켜 센싱하는 광증배기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화 능력 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성산소 발생장치는,
    상기 수용공간에 상기 피측정 물질과 함께 혼합되는 활성산소 발생물질을 전기 분해하기 위한 전극;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화 능력 측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 활성산소 발생물질은, 과산화 수소인 것을 특징으로하는 항산화 능력 측정장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 항산화 능력 측정장치를 이용한 항산화 능력 평가방법으로서,
    상기 수용공간에 상기 피측정물질과, 활성산소와 반응하여 발광하는 발광물질을 혼합하는 단계;
    상기 활성산소 발생장치를 이용하여 활성산소를 발생시키는 단계;
    상기 광센싱장치의 전기신호를 측정하는 단계; 및
    상기 광센싱장치의 전기신호로부터 상기 피측정물질의 항산화능력을 산정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    다양한 농도의 기준물질을 상기 피측정물질로 투입하여, 상기 기준물질의 농도와, 상기 전기신호의 상관관계를 구하는 검량선 작성단계;
    를 더 포함하며,
    상기 항산화능력을 산정하는 단계는, 상기 검량선과 비교하여, 피측정물질의 항산화 능력을 산정하는 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기준물질은 비타민 씨인 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 활성산소 발생물질은, 과산화 수소인 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광물질은 루미놀인 것을 특징으로 하는 항산화 능력 평가방법.
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