KR20110115433A

KR20110115433A - 미생물 균질기

Info

Publication number: KR20110115433A
Application number: KR1020100034930A
Authority: KR
Inventors: 유상렬; 강동현; 사공헌구
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2011-10-21
Also published as: KR101170496B1

Abstract

본 발명은 미생물 균질기에 관한 것으로, 구동원이 수용된 지지테이블과; 시료가 수용된 시료백이 적재되는 트레이와; 상기 지지테이블로부터 일정 높이 이격되게 설치되어 상기 시료백이 상기 트레이에 적재된 상태를 유지하도록 상기 시료백의 상단부를 고정하는 시료백고정부와; 상기 지지테이블의 상면과 상기 트레이 사이에 배치되어 상기 트레이를 지지하고, 상기 구동원의 구동축과 연결되어 상기 구동부의 회전운동을 상기 트레이의 회전진동운동으로 변환하는 운동변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해 시료를 파괴하지 않고 시료에 존재하는 미생물을 균질화시킬 수 있는 미생물 균질기를 제공할 수 있다.

Description

미생물 균질기{MICROORGANISM HOMOGENIZER}

본 발명은 시료로부터 미생물을 샘플링하기 위해 사용되는 미생물 균질기에 관한 것이다.

미생물 균질기는 시료가 수용된 시료백에 운동에너지를 인가하여 시료의 표면에 오염된 미생물을 샘플링(채취)하기 위해 사용된다.

종래 미생물 균질기는 시료가 수용된 시료백에 2개의 패달이 왕복이동하면서 충격을 가하여 시료를 분쇄한 후 균질화하여 미생물을 샘플링하는 방식이다. 그런데, 패달 방식의 종래 미생물 균질기는 패달의 왕복이동에 의해 균질화하고, 그로부터 샘플 속에 있는 미생물을 샘플링할 수는 있으나, 패달의 이동시 발생하는 충격에 의해 몇 가지 문제점이 발생될 수 있다. 패달의 이동시 발생되는 충격에 의해 시료 자체가 파괴되고 시료를 수용하는 시료백도 손상이 될 수 있고, 시료 자체의 파괴에 의해 시료백 내부에 부유물이 많이 발생되어 피펫팅(pipetting)이 곤란하며, PCR과 같은 실험결과에 간섭을 발생할 수 있는 문제가 발생하는 것이다.

또한, 종래 미생물 균질기는 한 개의 시료만을 균질화할 수 있어 복수개의 시료를 처리해야할 경우 소요시간이 증가되는 단점이 있었고, 패달이 가하는 충격에 의해 시료가 분쇄되므로 패달의 충격에 의해서도 분쇄되지 않는 비교적 부피가 큰 시료는 크기를 작게 잘라서 사용해야만 하는 불편함이 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 시료를 파괴하지 않고 시료에 포함된 미생물을 균질화할 수 있는 미생물 균질기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 복수개의 시료를 동시에 균질화하여 처리효율을 높일 수 있는 미생물 균질기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 크기가 큰 시료를 절단하지 않고도 미생물을 균질화할 수 있는 미생물 균질기를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 미생물 균질기에 관한 것이다. 본 발명의 미생물 균질기는, 구동원이 수용된 지지테이블과; 시료가 수용된 시료백이 적재되는 트레이와; 상기 지지테이블로부터 일정 높이 이격되게 설치되어 상기 시료백이 상기 트레이에 적재된 상태를 유지하도록 상기 시료백의 상단부를 고정하는 시료백고정부와; 상기 지지테이블의 상면과 상기 트레이 사이에 배치되어 상기 트레이를 지지하고, 상기 구동원의 구동축과 연결되어 상기 구동부의 회전운동을 상기 트레이의 회전진동운동으로 변환하는 운동변환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 운동변환부는, 상기 구동부의 구동축과 동축상에 배치되어 회전하는 전동축과; 상기 전동축의 상부영역에 상기 구동축에 대해 일정길이 편심되어 배치되어 회전하는 변환축과; 상기 변환축의 상부영역에 배치되어 상기 트레이를 지지하는 지지판과; 일단부는 상기 지지테이블에 결합되고 타단부는 상기 트레이에 결합되어 상기 트레이가 회전진동하도록 탄성적으로 지지하는 연결고리를 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 지지판의 상부영역에는 상기 연결고리의 일단부가 결합되는 복수개의 결합돌기가 구비되고, 상기 트레이의 하부영역에는 상기 연결고리의 타단부가 결합되는 고리결합돌기가 복수개 구비된다.

일 실시예에 따르면, 상기 트레이는 복수개의 시료백이 수용될 수 있도록 복수개의 수용공간으로 구획가능하다.

본 발명의 미생물 균질기에 의하면, 구동모터의 구동에 의해 시료백이 회전 진동운동되면서 시료가 파괴되지 않고 시료에 존재하는 미생물이 희석액으로 빠져나와 균질화될 수 있다.

또한, 시료가 파괴되지 않으므로 희석액 내에 부유물이 적어 피펫팅이 용이하고, 부유물을 걸러내는 필터 백의 사용도 감소될 수 있다.

또한, PCR과 같이 실험의 결과에 영향을 미치는 인자를 최소화할 수 있다.

그리고, 트레이 내에 시료백이 수용된 상태로 회전진동되므로 부피가 큰 사과, 배와 같은 시료도 자르지 않고 처리할 수 있다.

그리고, 트레이를 처리해야 하는 시료백의 개수에 따라 공간을 구획하여 사용할 수 있으므로, 한 번에 여러 개의 시료를 동시에 처리할 수 있다.

또한, 구동모터의 회전속도와 처리시간을 조절할 수 있어 작업자의 작업편의를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 미생물 균질기의 시료백이 장착된 상태의 구성을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 미생물 균질기의 측면 구성을 도시한 측면도이고,
도 3은 본 발명의 미생물 균질기의 운동변환부의 결합과정을 도시한 분해사시도이고,
도 4는 본 발명의 미생물 균질기의 트레이의 구성을 도시한 예시도이고,
도 5는 본 발명의 미생물 균질기의 시료 균질화 동작 과정을 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도1은 본 발명에 따른 미생물 균질기(100)에 시료백(B)이 장착된 상태의 구성을 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 미생물 균질기(100)에 시료백(B)이 장착되지 않은 상태의 측면 구성을 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 미생물 균질기(100)는 시료백(B) 내부의 시료(T)를 파괴하지 않고 시료백(B) 전체의 왕복진동운동을 통해 시료(T)에 존재하는 미생물을 희석액 속으로 빠져나오게 하여 미생물을 균질화한다.

이를 위해 본 발명에 따른 미생물 균질기(100)는 도시된 바와 같이 구동원(미도시)이 수용되는 지지테이블(110)과, 지지테이블(110)의 상측에 배치되어 구동원(미도시)의 회전운동을 트레이(140)의 회전진동운동으로 변환하는 운동변환부(130)와, 시료백(B)이 적재되며 운동변환부(130)에 의해 회전진동운동하여 시료를 파괴하지 않고 균질화시키는 트레이(140)와, 시료백(B)을 고정하는 시료백고정부(150)를 포함한다.

지지테이블(110)은 일정 체적을 갖도록 구비되어 트레이(140)가 회전진동운동 되도록 지지한다. 지지테이블(110)은 내부에 모터와 같은 구동원(미도시)이 수용되며, 작동패널(160)과 구동원(미도시)을 연결하는 작동기판(미도시) 및 전원공급라인이 수용된다.

지지테이블(110)의 상면에는 내부에 수용된 구동원(미도시)의 구동축(121)이 운동변환부(130)와 결합되도록 외부로 노출시키는 구동축수용공(113)이 관통 형성된다. 구동축수용공(113)을 통해 구동축(121)은 도3에 도시된 바와 같이 지지테이블(110)의 상측으로 돌출되고, 돌출된 구동축(121)에 운동변환부(130)의 각 구성이 결합된다.

지지테이블(110)의 상측면의 네 모서리 영역에는 연결고리(137)가 결합되는 결합돌기(111)가 구비된다. 결합돌기(111)는 지지테이블(110)의 상측 판면으로부터 일정 높이 돌출되게 구비되어 연결고리(137)의 일단부가 결합된다. 결합돌기(111)는 연결고리(137)의 일단부와 결합되며 위치를 고정시켜 트레이(140)가 회전진동운동 될 수 있도록 한다.

결합돌기(111)의 상단부에는 결합된 연결고리(137)가 진동에 의해 외부로 이탈되지 않도록 연결고리(137)의 위치를 잡아주는 이탈방지돌기(111a)가 결합된다. 이탈방지돌기(111a)는 결합돌기(111)의 반경방향 외측으로 일정길이 연장형성되어 연결고리(137)가 외부의 충격으로 인해 상방향으로 이탈되려고 할 때 연결고리(137)를 접촉 지지하여 이탈을 방지한다. 이탈방지돌기(111a)에는 연결고리(137)의 미끄러짐을 방지하기 위해 고무커버(미도시)가 결합될 수 있다.

운동변환부(130)는 구동축(121)과 연결되어 구동원(미도시)의 회전운동을 트레이(140)의 회전진동운동으로 변환하여, 트레이(140)에 적재된 시료가 파괴되지 않고 미생물을 균질화할 수 있도록 한다.

운동변환부(130)는 도3에 확대도시된 바와 같이 구동축(121)의 축선과 일치되게 결합되는 전동축(131)과, 전동축(131)의 상부영역에 배치되며 구동축(121)의 축선에 대해 일정길이 편심되게 배치되는 변환축(133)과, 변환축(133)의 상부영역에 배치되며 트레이(140)를 지지하는 지지판(135)과, 결합돌기(111)와 트레이(140)를 연결시키는 연결고리(137)를 포함한다.

전동축(131)은 구동축(121)의 동축상에 결합되어 구동축(121)의 구동에 연동하여 회전한다. 전동축(131)은 지지테이블(110)의 외측으로 돌출형성된 구동축(121)을 축수용공(131a) 내부에 수용한다. 전동축(131)은 전원이 인가되지 않은 경우 구동축(121) 상을 아이들하게 회전하게 결합되고, 전원이 인가되어 구동축(121)이 구동되면 함께 회전하며 회전력을 트레이(140)로 전달한다.

변환축(133)은 전동축(131)과 지지판(135) 사이에 배치되며 구동축(121)의 축선방향에 대해 일정길이 편심되도록 구동축(121)과 결합된다. 이에 의해 변환축(133)은 구동축(121)의 회전시 편심되게 회전하여 정축방향으로 회전할 때와 비교하여 보다 큰 원심력이 트레이(140)에 작용하도록 한다. 트레이(140)에 작용하는 원심력은 시료백(B)에 담긴 시료(T)에 작용하여 미생물이 희석액으로 분리될 수 있도록 한다.

지지판(135)은 트레이(140)를 지지하여 전동축(131)과 변환축(133)을 통핸 회전력과 원심력이 트레이(140)로 전달되도록 한다. 지지판(135)은 구동축(121)에 회전가능하게 결합되고 트레이(140)와 고정결합된다. 여기서, 트레이(140)가 지지판(135)에 적재될 때 둘의 결합상태를 고정시키기 위한 고정부재(미도시)가 사용될 수 있다.

연결고리(137)는 도1에 도시된 바와 같이 트레이(140)와 지지테이블(110)을 상호 연결하여 트레이(140)가 지지판(135)과 함께 헛돌지 않고 제자리에서 좌우로 진동하며 회전되도록 한다. 연결고리(137)는 일단부는 지지테이블(110)의 결합돌기(111)에 결합되고 타단부는 트레이(140)의 고리결합돌기(147)에 결합된다. 연결고리(137)는 탄성력을 갖는 부재로 구비되어 탄성적으로 트레이(140)와 지지테이블(110) 사이 간격이 조절되어 트레이(140)가 좌우로 진동될 수 있도록 한다.

트레이(140)는 내부에 시료백(B)을 수용하며, 지지판(135) 상에 적재되어 지지판(135)을 통해 회전력과 원심력을 전달받고, 연결고리(137)에 의해 위치가 지지되어 제자리에서 회전진동한다. 이에 의해 내부에 수용된 시료백(B)의 시료(T)가 파괴되지 않고 미생물이 균질화 될 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 트레이(140)는 도1에 도시된 바와 같이 한 개의 시료백(B)이 수용되도록 수용공간이 한 개 형성되거나, 도4에 도시된 바와 같이 복수개의 수용공간을 갖도록 형성될 수 있다. 트레이(140)는 상부영역이 개방된 박스 형태의 트레이본체(141)와, 트레이본체(141)를 복수개의 수용공간으로 구획하는 격벽(143)과, 격벽(143) 사이에 착탈가능하게 결합되는 칸막이(145)를 포함할 수 있다.

트레이본체(141)는 플라스틱 재질로 회전진동운동에도 손상되지 않는 내구성을 갖도록 구비된다. 격벽(143)은 트레이본체(141)의 내부공간을 복수개의 공간으로 구획한다. 격벽(143)은 도4에 도시된 바와 같이 내부공간이 4개의 시료백(B)을 수용할 수 있는 수용공간으로 구획되도록 십자가 형태로 구비되거나 2개의 시료백(B)을 수용할 수 있는 일자 형태로 구비될 수 있다.

또한, 격벽(143)과 트레이본체(141)의 상측면에는 칸막이(145)가 착탈가능하게 결합될 수 있는 결합홈(144)이 일정간격으로 복수개가 구비될 수 있다. 이에 의해 작업자는 시료백(B)에 수용되는 시료(T)의 크기에 따라 칸막이(145)의 결합위치를 조절하여 수용공간의 크기를 능동적으로 조절할 수 있다.

트레이(140)는 수용공간이 상이하게 구비되도록 복수개가 구비되어, 시료의 개수에 따라 지지판(135)에 교환하여 사용될 수 있다. 즉, 한 개의 시료(T)만을 균질화 해야할 때는 도1에 도시된 바와 같이 한 개의 수용공간이 형성된 트레이(140)를 사용하고, 4개의 시료(T)를 함께 균질화해야할 때는 도4에 도시된 바와 같이 네 개의 수용공간이 형성된 트레이(140)로 교체하여 사용할 수 있다.

한편, 트레이본체(141)의 하부영역에는 연결고리(137)가 결합되는 고리결합돌기(147)가 구비된다. 고리결합돌기(147)는 연결고리(137)와 결합되어 트레이(140)가 지지판(135)과 함께 회전하지 않고 좌우로 진동하며 제자리에서 회전하도록 한다. 고리결합돌기(147)는 트레이본체(141)의 하부영역으로 일정길이 연장형성되어 연결고리(137)가 결합된다. 고리결합돌기(147)의 하단부에는 연결고리(137)의 이탈을 방지하는 이탈방지돌기(147a)가 구비된다.

시료백고정부(150)는 도1에 도시된 바와 같이 시료백(B)의 상부영역을 고정하여 시료백(B)의 하부영역이 트레이(140)에 수용된 상태로 운동변환부(130)에 의해 회전진동되도록 한다. 시료백고정부(150)는 시료백(B)의 상부영역을 가압하여 트레이(140)의 회전진동에 의해서도 이탈되지 않도록 한다. 시료백고정부(150)는 도2에 도시된 바와 같이 지지테이블(110)에 수직하게 결합된 지지프레임(151)과, 지지프레임(151)에 결합되어 시료백(B)을 가압하는 고정클립(155)과, 고정클립(155)의 위치를 조절하는 클립가압레버(153)를 포함한다.

지지프레임(151)은 시료백(B)의 상단이 지지되는 높이를 조절한다. 지지프레임(151)은 경우에 따라 높이가 조절가능하도록 구비될 수도 있다. 고정클립(155)은 클립가압레버(153)의 가압여부에 따라 회동되며 시료백(B)의 상부영역을 가압한다.

작동패널(160)은 도2에 도시된 바와 같이 지지테이블(110)의 측면에 구비되어 구동원(미도시)의 전원공급여부와 처리시간 및 구동원(미도시)의 회전속도를 조절한다.

작동패널(160)은 전원공급을 입력받는 전원버튼(161)과, 처리시간을 입력받는 타이머(163)와, 구동원(미도시)의 구동속도를 조절받는 속도조절버튼(165)을 포함한다. 타이머(163)를 통해 작업자는 구동원(미도시)의 구동시간을 설정하고, 처리 잔여시간을 확인할 수 있다. 또한, 속도조절버튼(165)을 통해 구동원(미도시)의 회전속도를 조절할 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나 지지테이블(110)의 일측에는 전원공급선(미도시)이 연결되어 구동원(미도시)으로 전원을 공급할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 미생물 균질기(100)의 동작과정을 도5를 참조로 설명한다.

먼저, 작업자는 지지판(135) 위에 처리할 시료(T)의 개수에 대응하는 수용공간을 갖는 트레이(140)를 결합시킨다. 트레이(140)가 고정되면 트레이(140) 위에 시료백(B)을 적재하고, 시료백(B)의 상부영역을 고정클립(155)을 이용하여 고정한다. 그리고, 트레이(140)의 고리결합돌기(147)와 지지테이블(110)의 결합돌기(111)에 연결고리(137)를 결합시킨다.

전원버튼(161)을 통해 전원을 인가하면 구동원(미도시)이 구동되면서 구동축(121)이 회전한다. 구동축(121)의 회전과 함께 전동축(131)과 변환축(133)이 함께 회전한다. 이 때, 변환축(133)은 구동축(121)으로부터 편심되게 위치하여 회전되므로 트레이(140)로 보다 큰 원심력이 작용하게 된다.

트레이(140)는 지지판(135)에 의해 변환축(133)과 함께 회전하려고 하나, 연결고리(137)에 의해 지지테이블(110)의 결합돌기(111)와 연결되어 있어 회전하지 못하고 제자리에서 진동하며 이동하게 된다. 이 때, 트레이(140)의 진동폭은 변환축(133)의 편심폭과 연결고리(137)의 탄성력에 의해 조절될 수 있다.

구동원(미도시)의 구동속도에 따라 트레이(140)의 진동속도와 회전속도가 빨라지게 되고 이러한 운동에너지는 시료백(B) 속의 시료(T)로 전달된다. 트레이의 진동과 회전에 의해 시료(T)는 직접적인 충격을 받지 않으므로 파괴되지 않고 시료(T) 내부의 미생물은 분리되어 희석액으로 빠져나와 균질화 된다.

또한, 시료가 파괴되지 않으므로 희석액 내에 부유물이 적어 피펫팅이 용이하고 부유물을 걸러내는 필터 백의 사용도 감소될 수 있다.

그리고, 트레이를 처리해야 하는 시료백의 개수에 따라 공간을 구획하여 사용할 수 있으므로 한 번에 여러 개의 시료를 동시에 처리할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 미생물 균질기의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 미생물균질기 110 : 지지테이블
111 : 결합돌기 111a : 이탈방지부재
113 : 구동축수용공 121 : 구동축
130 : 운동변환부 131 : 전동축
131a : 축수용공 133 : 변환축
133a : 축수용공 135 : 지지판
137 : 연결고리 140 : 트레이
141 : 트레이본체 143 : 격벽
144 : 결합홈 145 : 칸막이
147 : 고리결합돌기 147a : 이탈방지돌기
150 : 시료백고정부 151 : 지지프레임
153 : 클립가압레버 155 : 고정클립
160 : 작동패널 161 : 전원버튼
163 : 타이머 165 : 속도조절버튼

Claims

미생물 균질기에 있어서,
구동원이 수용된 지지테이블과;
시료가 수용된 시료백이 적재되는 트레이와;
상기 지지테이블로부터 일정 높이 이격되게 설치되어 상기 시료백이 상기 트레이에 적재된 상태를 유지하도록 상기 시료백의 상단부를 고정하는 시료백고정부와;
상기 지지테이블의 상면과 상기 트레이 사이에 배치되어 상기 트레이를 지지하고, 상기 구동원의 구동축과 연결되어 상기 구동부의 회전운동을 상기 트레이의 회전진동운동으로 변환하는 운동변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 균질기.
제1항에 있어서,
상기 운동변환부는,
상기 구동부의 구동축과 동축상에 배치되어 회전하는 전동축과;
상기 전동축의 상부영역에 상기 구동축에 대해 일정길이 편심되어 배치되어 회전하는 변환축과;
상기 변환축의 상부영역에 배치되어 상기 트레이를 지지하는 지지판과;
일단부는 상기 지지테이블에 결합되고 타단부는 상기 트레이에 결합되어 상기 트레이가 회전진동하도록 탄성적으로 지지하는 연결고리를 포함하는 것을 특징으로 하는 미생물 균질기.
제2항에 있어서,
상기 지지판의 상부영역에는 상기 연결고리의 일단부가 결합되는 복수개의 결합돌기가 구비되고,
상기 트레이의 하부영역에는 상기 연결고리의 타단부가 결합되는 고리결합돌기가 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 미생물 균질기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 트레이는 복수개의 시료백이 수용될 수 있도록 복수개의 수용공간으로 구획가능한 것을 특징으로 하는 미생물 균질기.