KR20130000583A - 광학 분석용 셀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 분석용 셀에 관한 것으로, 액체 시료가 통과하는 미세 유로에 대한 특별한 가공 작업 없이 단순한 양면 테이프 접착을 통해 미세 두께의 유동 공간이 형성되도록 함으로써, 매우 손쉬운 방법으로 제작이 가능하고, 이에 따라 제작 비용이 절감되어 더욱 널리 사용될 수 있고, 액체 시료가 유동하는 유동 공간에 대한 빛의 통과 거리(path-length)를 짧게 유지할 수 있어 높은 흡광도를 갖는 시료를 희석하지 않고 정확한 광학 분석 작업이 가능하며, 빛이 통과하는 방향에 대한 수직한 면을 따라 유동 공간 영역을 확장할 수 있도록 함으로써, 광학 분석 작업을 더욱 원활하게 수행할 수 있도록 할 뿐만 아니라 광학 분석 작업에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 광학 분석용 셀을 제공한다.

Description

광학 분석용 셀{Cell for Optical Analyzing Test}
본 발명은 광학 분석용 셀에 관한 것이다. 보다 상세하게는 액체 시료가 통과하는 미세 유로에 대한 특별한 가공 작업 없이 단순한 양면 테이프 접착을 통해 미세 두께의 유동 공간이 형성되도록 함으로써, 매우 손쉬운 방법으로 제작이 가능하고, 이에 따라 제작 비용이 절감되어 더욱 널리 사용될 수 있고, 액체 시료가 유동하는 유동 공간에 대한 빛의 통과 거리(path-length)를 짧게 유지할 수 있어 흡광도가 높은 시료를 희석하지 않고 정확한 광학 분석 작업이 가능하며, 빛이 통과하는 방향에 대한 수직한 면을 따라 유동 공간 영역을 확장 또는 변경할 수 있도록 함으로써, 광학 분석 작업을 더욱 원활하게 수행할 수 있도록 할 뿐만 아니라 광학 분석 작업에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 광학 분석용 셀에 관한 것이다.
일반적으로 각종 연구소, 학교 실험실, 병원 등에서는 다양한 실험 또는 분석이 진행되고 있는데, 특히 생화학적인 실험 또는 분석에서는 각종 연구 자료 또는 시료에 대한 성분 분석 등을 위해 다양한 용액을 사용하여 실험 또는 분석을 수행한다.
이러한 실험 및 분석 방법 중의 하나로서, 액체 시료에 빛을 조사하는 방식의 광학 분석 방법이 널리 사용되고 있는데, 이러한 광학 분석 방법은 별도의 광원을 이용하여 액체 시료에 빛을 조사하고, 액체 시료를 통과한 빛을 별도의 검출기를 통해 수광 검출하며, 검출된 빛에 대한 분석 작업을 통해 액체 시료의 성분이나 특성을 산출해내는 방법이다.
이때, 액체 시료는 일반적으로 별도의 투명한 큐벳(cuvette)에 공급되어 유동하도록 제공되고, 이와 같이 큐벳 내부에서 일정한 흐름으로 유동하는 액체 시료에 빛을 조사함으로써, 액체 시료에 대한 정확한 분석 작업이 가능하다. 이 경우 큐벳은 분석 작업 또는 액체 시료의 종류 등에 따라 매우 다양한 형태로 제작되는데, 간편한 분석 작업을 위해서는 하나의 셀(cell)을 이루는 형태로 형성되어 내부 세척 작업의 불편함없이 1회용으로 사용되도록 구성되고 있다.
이러한 큐벳은 유리 또는 아크릴과 같은 투명한 재질로 제작되며, 내부에는 유로가 형성되어 유로를 통해 액체 시료가 유동할 수 있도록 형성된다. 액체 시료에 대한 광학 분석 작업에서는 이러한 큐벳의 내부 유로를 관통하도록 빛을 조사하는 방식으로 내부 유로를 유동하는 액체 시료에 대한 특성을 분석하는데, 이때, 큐벳의 내부 유로는 빛이 관통하는 방향을 따라 그 거리가 마이크로 단위 정도로 매우 짧게 형성되어야만 액체 시료를 통과하는 빛의 통과 거리가 짧아져서 흡광도가 높은 시료에 대해 정확한 광학 분석 작업이 가능하다.
즉, 시료의 흡광도가 높은 경우, 액체 시료를 통과하는 빛의 통과 거리(path-length)가 짧아질수록 더욱 정확한 광학 분석이 가능하며, 이에 따라 액체 시료가 유동하는 큐벳의 내부 유로는 빛이 통과하는 방향으로의 두께가 얼마나 얇게 형성되었는지에 따라 액체 시료에 대한 광학 분석 작업의 정확성과 신뢰도에 크게 영향을 미치게 된다.
따라서, 액체 시료가 유동하도록 형성되는 큐벳의 내부 유로는 필요에 따라 마이크로 단위 정도의 두께로 매우 얇게 형성되어야 하는데, 이와 같이 내부 유로를 매우 얇게 가공하는 작업은 그 공정이 매우 어렵기 때문에, 조건에 따라서는 고가의 첨단 가공 장비 등이 필요하기도 하며, 이에 따라 제작 비용 및 시간이 증가하게 될 뿐만 아니라 그 가격이 매우 고가로 형성되어 소규모 연구실 등에서는 널리 사용되지 못하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 액체 시료가 통과하는 미세 유로에 대한 특별한 가공 작업 없이 단순한 양면 테이프 접착을 통해 미세 두께의 유동 공간이 형성되도록 함으로써, 매우 손쉬운 방법으로 제작이 가능하고, 이에 따라 제작 비용이 절감되어 더욱 널리 사용될 수 있는 광학 분석용 셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 흡광도가 높은 액체 시료가 유동하는 유동 공간에 대한 빛의 통과 거리(path-length)를 짧게 유지할 수 있어 정확한 광학 분석 작업이 가능하며, 이와 동시에 빛이 통과하는 방향에 대한 수직한 면을 따라 유동 공간 영역을 확장 또는 변경할 수 있어 광학 분석 작업을 더욱 원활하게 수행할 수 있도록 하는 광학 분석용 셀을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 액체 시료가 유동하는 유동 공간에서 액체 시료의 유동 상태를 더욱 안정적인 상태로 유도함과 동시에 더욱 균일한 상태로 유도함으로써, 광학 분석 작업에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 광학 분석용 셀을 제공하는 것이다.
본 발명은, 액체 시료에 빛을 조사하여 액체 시료를 분석하기 위해 사용되는 광학 분석용 셀에 있어서, 중심부에 액체 시료가 유동할 수 있도록 유동 공간이 관통 형성되는 양면 테이프; 상기 양면 테이프의 일면에 부착되고, 상기 양면 테이프의 유동 공간으로 액체 시료가 유입 및 유출될 수 있도록 상기 유동 공간에 각각 연통되는 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로가 내부에 형성되는 투명 큐벳; 및 상기 양면 테이프의 타면에 부착되는 투명 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀을 제공한다.
이때, 상기 투명 큐벳에는 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로에 각각 연통되도록 유입 포트 및 유출 포트가 각각 외부로 돌출되게 형성될 수 있다.
또한, 상기 유동 공간은 가장자리 양단부가 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로에 각각 연통되도록 형성되고, 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로와 각각 연통되는 양단부로부터 중심부를 향할수록 확장되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명 큐벳의 상기 양면 테이프에 대한 접촉면 상에는 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로보다 직경이 작은 미세 유입 유로 및 미세 유출 유로가 상기 유동 공간과 연통되게 형성되며, 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로는 각각 상기 미세 유입 유로 및 미세 유출 유로를 통해 상기 유동 공간과 연통되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 투명 큐벳의 외측면과 상기 투명 커버의 외측면에는 각각 열전도 플레이트가 결합되고, 상기 열전도 플레이트의 중심부에는 빛이 통과할 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀은 상기 유동 공간 상에 위치하도록 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 단순히 얇은 미세 두께의 양면 테이프에 유동 공간을 관통 형성하고, 양면 테이프의 양면에 투명 큐벳과 투명 커버를 부착하는 방식으로 내부 공간에 액체 시료가 통과할 수 있는 미세 두께의 유동 공간을 형성함으로써, 유동 공간에 대한 특별한 가공 작업 없이 단순한 양면 테이프 접착을 통해 매우 손쉽게 제작할 수 있는 효과가 있다.
또한, 미세 두께를 갖는 양면 테이프를 적용함으로써, 액체 시료가 유동하는 유동 공간에 대한 빛의 통과 거리(path-length)를 짧게 유지할 수 있어 흡광도가 높은 시료에 대한 정확한 광학 분석 작업을 가능하게 하며, 이와 동시에 빛이 통과하는 방향에 대한 수직한 면을 따라 유동 공간 영역을 확장할 수 있어 광학 분석 작업을 더욱 원활하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 빛의 통과 거리(path-length)를 동일하게 유지한 상태로 유동 공간 영역을 자유롭게 확장 또는 변경할 수 있어 유동 공간에서 액체 시료의 유동 상태를 더욱 안정적이고 균일한 상태로 유도함으로써, 광학 분석 작업에 대한 정확도를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 조립 형상을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 투명 큐벳과 양면 테이프의 결합에 의한 내부 유로의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 양면 테이프에 형성된 유동 공간에서의 액체 시료의 흐름을 개념적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 조립 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 투명 큐벳과 양면 테이프의 결합에 의한 내부 유로의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀은 액체 시료에 빛을 조사하여 액체 시료에 대한 성분 또는 특성을 분석하는 광학 분석 방법에 사용되는 것으로, 양면 테이프를 이용하여 상대적으로 매우 간편하고 용이하게 제작할 수 있으며, 양면 테이프(100)와, 투명 큐벳(200)과, 투명 커버(300)를 포함하여 구성된다.
양면 테이프(100)는 양면에 접착제가 도포되어 양면을 모두 대상물에 접착할 수 있는 일반적인 테이프로서, 투명 재질 또는 불투명 재질 모두 사용 가능하다. 이러한 양면 테이프(100)의 중심부에는 액체 시료가 유동할 수 있도록 유동 공간(110)이 관통 형성되며, 이와 같이 관통 형성된 유동 공간(110)을 통해 양면 테이프(100)의 두께 방향으로 빛이 통과할 수 있다.
투명 큐벳(200)은 빛이 통과할 수 있도록 유리 또는 아크릴과 같은 투명 재질로 형성되며, 양면 테이프(100)의 일면에 부착된다. 투명 큐벳(200)의 내부에는 양면 테이프(100)의 유동 공간(110)으로 액체 시료가 유입되거나 또는 유동 공간(110)으로부터 액체 시료가 유출될 수 있도록 유동 공간(110)에 각각 연통되는 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 형성된다. 이러한 투명 큐벳(200)은 양면 테이프(100)와 부착되는 큐벳 본체부(210)와, 큐벳 본체부(210)의 일측에 연장 형성되며 큐벳 본체부(210)보다 더 두꺼운 두께를 갖는 큐벳 연결부(220)을 포함하는 형태로 형성될 수 있다.
이때, 큐벳 본체부(210)는 빛이 통과하도록 투명 재질로 형성되지만, 큐벳 연결부(220)는 불투명한 재질로 형성되어 손잡이 또는 지지부 역할을 하도록 구성될 수도 있다. 또한, 큐벳 본체부(210)는 큐벳 연결부(220)에 끼워맞춤 방식으로 탈착 가능하게 결합되도록 구성될 수도 있으며, 이를 통해 큐벳 본체부(210)만 새롭게 교체하는 방식으로 새로운 투명 큐벳(200)을 형성할 수 있기 때문에, 사용 후 폐기되는 부품을 줄일 수 있어 유지 관리 비용을 절감할 수 있고 더욱 효율적인 사용이 가능하다.
한편, 이러한 투명 큐벳(200)은 빛이 통과할 수 있도록 투명 재질로 형성되는데, 이때, 투명 큐벳(200)은 제조 과정에서 색소가 첨가된 형태로 제작될 수 있고, 이에 따라 특정 파장의 빛을 선택적으로 줄일 수 있는 광학 필터 역할을 수행할 수 있다.
투명 커버(300)는 투명 큐벳(200)과 마찬가지로 빛이 통과할 수 있도록 유리 또는 아크릴과 같은 투명 재질로 형성되며, 양면 테이프(100)의 타면에 부착된다.
이러한 구조에 따라 양면 테이프(100)의 양면에는 각각 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300)가 부착되므로, 양면 테이프(100)에 관통 형성된 유동 공간(110)은 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300)에 의해 양측면이 외부와 차단되어 밀폐된 구조를 이룬다. 즉, 유동 공간(110)은 양면 테이프(100)의 두께에 해당하는 만큼의 미세 두께를 갖는 공간을 이루게 된다. 이때, 투명 큐벳(200)의 내부에는 유동 공간(110)과 연통되도록 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 형성되므로, 유동 공간(110)에는 메인 유입 유로(231)로부터 액체 시료가 유입된 후 메인 유출 유로(241)를 통해 액체 시료가 유출되는 방식으로 액체 시료가 공급될 수 있다.
이러한 광학 분석용 셀을 이용하여 광학 분석 작업을 수행하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 광원부(500)를 통해 발생된 빛이 미세 두께를 갖는 유동 공간(110)을 유동하는 액체 시료에 조사되도록 함으로써, 액체 시료를 통과하는 빛의 통과 거리(path-length)가 짧아지고, 이에 따라 높은 흡광도의 시료에 대한 정확한 광학 분석 작업을 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀은 종래 기술과 달리 큐벳의 내부에 미세 유로를 형성하지 않고, 단순히 얇은 미세 두께의 양면 테이프(100)에 유동 공간(110)을 관통 형성하고, 이러한 양면 테이프(100)의 양면에 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300)를 부착하는 방식으로 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300) 사이의 내부 공간에 액체 시료가 통과할 수 있는 미세 두께의 유동 공간(110)을 형성함으로써, 특별한 가공 작업 없이도 간편하게 광학 분석용 셀을 제작할 수 있다. 이러한 광학 분석용 셀을 이용하여 액체 시료에 대한 광학 분석 작업을 수행하는 경우에는 광원부(500)를 통해 조사되는 빛(L)이 유동 공간(110) 영역 내의 어느 지점(L1)을 통과하도록 배치되는 것이 바람직하다.
좀 더 자세히 살펴보면, 액체 시료에 대한 광학 분석을 위해서는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 액체 시료를 통과하는 빛의 통과 거리(Path-length)가 짧아지도록 투명한 큐벳의 내부에 미세 두께의 유로를 형성하고, 이러한 내부 유로를 통과하는 액체 시료에 빛을 조사하여 액체 시료에 대한 광학 분석 작업을 수행하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀은 전술한 바와 같이 유동 공간(110)이 형성된 양면 테이프(100)의 양면에 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300)를 부착함으로써, 별다른 가공 공정 없이 간단한 방법으로 투명 큐벳(200)과 투명 커버(300) 사이의 내부 공간에 액체 시료가 통과할 수 있는 유동 공간(110)을 형성할 수 있다. 이때, 유동 공간(110)은 양면 테이프(100)의 두께와 동일한 두께를 가지므로, 양면 테이프(100)를 필요에 따라 마이크로 단위의 매우 얇은 종류를 사용함으로써, 마이크로 단위 수준의 미세 두께를 갖는 유동 공간(110)을 간단한 방법으로 형성할 수 있다.
이러한 광학 분석용 셀을 이용하여 광학 분석 작업을 수행하는 경우, 양면 테이프(100)에 형성된 미세 두께를 갖는 유동 공간(110) 영역 내의 어느 지점(L1)에서 두께 방향을 따라 빛이 조사되도록 함으로써, 액체 시료를 통과하는 빛의 통과 거리(path-length)를 매우 짧게 형성할 수 있으므로, 높은 흡광도의 시료에 대한 정확한 광학 분석 작업을 수행할 수 있다.
한편, 투명 큐벳(200)에는 이러한 유동 공간(110)으로 액체 시료가 유입 및 유출될 수 있도록 내부에 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 형성되는데, 이러한 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)는 단순히 액체 시료를 유동 공간(110)으로 공급하기 위한 것으로, 실제 광학 분석을 위한 빛이 조사되는 부분이 아니므로, 미세 두께를 가질 필요가 없고, 충분한 액체 시료의 공급 및 가공의 용이성을 위해 상대적으로 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)는 미세 가공 공정을 통해 제작할 필요가 없으므로, 드릴과 같은 일반적인 공구를 이용하여 투명 큐벳(200)의 내부 공간에 홈을 가공하는 방식으로 형성하거나 또는 투명 큐벳(200)을 사출 형성하는 과정에서 일체로 형성되도록 할 수도 있는 등 일반적인 간단한 제작 공정을 통해 형성할 수 있다.
또한, 이러한 투명 큐벳(200)에는 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)에 각각 연통되도록 유입 포트(230) 및 유출 포트(240)가 각각 외부로 돌출되게 형성될 수 있다. 이는 외부로부터 유동 공간(110)으로 액체 시료를 공급하기 위한 구성으로, 예를 들면, 별도의 액체 시료 공급부(미도시)로부터 유입 포트(230)를 통해 액체 시료를 공급하고, 유출 포트(240)를 통해 별도의 배출구(미도시)로 액체 시료를 배출시킬 수 있다.
따라서, 외부로부터 유입 포트(230)를 통해 공급된 액체 시료는 메인 유입 유로(231)를 통해 유동하며 미세 두께를 갖는 유동 공간(110)으로 유입되고, 이후 유동 공간(110)을 따라 유동한 후 메인 유출 유로(241)로 유출되며, 메인 유출 유로(241)로부터 유출 포트(240)를 통해 외부로 배출된다. 이러한 과정을 통해 액체 시료가 연속적으로 유동 공간(110)을 유동하며 흘러가게 된다.
이와 같이 투명 큐벳(200)의 내부에는 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 형성되고, 이러한 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 직접 양면 테이프(100)의 유동 공간(110)과 연통되도록 형성될 수도 있으나, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 투명 큐벳(200)의 양면 테이프(100)에 대한 접촉면 상에 별도의 미세 유입 유로(232) 및 미세 유출 유로(242)가 형성되어 이를 통해 양면 테이프(100)의 유동 공간(110)과 연통되도록 형성될 수도 있다.
즉, 투명 큐벳(200)의 표면에 형성된 미세 유입 유로(232) 및 미세 유출 유로(242)는 일단부가 투명 큐벳(200)의 내부에 형성된 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)에 각각 연통되게 형성되며, 타단부는 양면 테이프(100)의 유동 공간(110)과 연통되도록 형성될 수 있고, 이러한 미세 유입 유로(232) 및 미세 유출 유로(242)를 통해 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)가 유동 공간(110)과 연통되도록 구성될 수 있다. 이때, 미세 유입 유로(232) 및 미세 유출 유로(242)는 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241) 보다 그 직경이 더 작게 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 유입 포트(230)를 통해 유입된 액체 시료는 메인 유입 유로(231)를 따라 유동하며 미세 유입 유로(232)로 유입되고, 이후 미세 유입 유로(232)로부터 유동 공간(110)으로 유입된다. 또한, 유동 공간(110)으로 유입된 액체 시료는 유동 공간(110)으로부터 미세 유출 유로(242)를 통해 유출되며, 이후 메인 유출 유로(241) 및 유출 포트(240)를 통해 외부로 배출된다.
이와 같이 메인 유입 유로(231)와 유동 공간(110) 사이에 미세 유입 유로(232)가 형성됨에 따라 상대적으로 내부 직경이 큰 메인 유입 유로(231)로부터 상대적으로 미세 두께를 갖는 유동 공간(110)으로 유입되는 액체 시료의 유동 상태가 더욱 안정적인 상태로 유지될 수 있다.
즉, 메인 유입 유로(231)의 직경은 전술한 바와 같이 상대적으로 크게 형성되는데, 유동 공간(110)의 두께는 이에 비해 상대적으로 훨씬 작게 형성되므로, 메인 유입 유로(231)로부터 직접 유동 공간(110)으로 액체 시료가 흘러가게 되면, 이러한 직경 및 두께 차이로 인해 유동 압력의 차이가 발생하여 유동 공간(110)으로 유입되는 액체 시료의 유동 상태가 불안정해질 수 있다. 빛이 조사되는 영역인 유동 공간(110)에서 액체 시료의 유동 상태는 안정적으로 유지되어야만 더욱 정확한 광학 분석 작업이 가능하므로, 본 발명의 일 실시예에 따라 투명 큐벳(200)의 표면에 메인 유입 유로(231)보다 상대적으로 직경이 작은 미세 유입 유로(232)를 형성하고, 미세 유입 유로(232)로부터 유동 공간(110)으로 액체 시료가 유입되도록 함으로써, 액체 시료의 불안정한 유동 상태를 완화시킬 수 있다.
다시 말하면, 메인 유입 유로(231)와 유동 공간(110)의 직경 및 두께 차이로 인해 발생하는 액체 시료의 불안정한 유동 상태를 미세 유입 유로(232)를 통해 완화함으로써, 유동 공간(110)으로 유입되는 액체 시료의 유동 상태를 더욱 안정화시킬 수 있다. 따라서, 상대적으로 더욱 정확한 광학 분석 작업이 가능하다.
여기에서, 미세 유입 유로(232)에 대해서만 설명하였으나, 미세 유출 유로(242) 또한 마찬가지 원리로 작용하며, 유동 공간(110)과 메인 유출 유로(241) 사이에서 유동 공간(110)으로부터 유출되는 액체 시료의 불안정한 유동 상태를 완화시킬 수 있다.
한편, 투명 큐벳(200)의 외측면과 투명 커버(300)의 외측면에는 각각 별도의 열전도 플레이트(400)가 결합되고, 이러한 열전도 플레이트(400)의 중심부에는 빛이 통과하도록 관통홀(410)이 형성되고, 관통홀(410)은 양면 테이프(100)의 유동 공간(110) 상에 배치되도록 형성된다.
열전도 플레이트(400)는 열전도성이 우수하고 가벼운 알루미늄과 같은 재질로 형성될 수 있으며, 불투명한 재질로 형성되기 때문에 양면 테이프(100)의 유동 공간(110)으로 빛이 조사될 수 있도록 열전도 플레이트(400)의 중심부에는 관통홀(410)이 형성되고, 이러한 관통홀(410)은 유동 공간(110) 상에 위치하도록 배치된다.
이와 같이 열전도 플레이트(400)가 결합됨에 따라 광학 분석용 셀 내부로 열을 전달시킬 수 있어 내부 유로를 통해 유동하는 액체 시료에 대해 특정 온도 조건을 유지시켜줄 수 있다.
예를 들면, 액체 시료가 혈액이고, 이러한 혈액에 대한 광학 분석 작업을 수행하는 경우, 혈액의 유동 상태를 인체와 최대한 근접한 환경 조건으로 유지시켜야만 더욱 정확한 혈액 분석 결과를 얻을 수 있으므로, 혈액의 유동하는 유동 공간(110)에서의 온도가 인체 온도와 유사한 37.5℃ 를 유지하는 것이 바람직하다. 따라서, 별도의 열전도 플레이트(400)를 외측면에 장착함으로써, 광학 분석용 셀의 내부 온도를 일정 온도로 유지시켜줄 수 있다. 예를 들어, 열전도 플레이트(400)를 뜨거운 물이나 빛에 노출시키는 방식으로 가열시킬 수 있고, 이를 통해 내부 온도를 상승 유지시킬 수 있다.
즉, 열전도 플레이트(400)는 광학 분석용 셀 내부의 온도를 일정 온도로 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 외부 충격과 같은 물리적 손상에 대해서도 보호할 수 있는 기능을 수행한다.
다음으로, 양면 테이프(100)에 형성된 유동 공간(110)의 형상에 대해 도 4 및 도 5를 참조로 하여 살펴본다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 양면 테이프에 형성된 유동 공간에서의 액체 시료의 흐름을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
양면 테이프(100)의 유동 공간(110)은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 가장자리 양단부(111,112)가 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)와 각각 연통되도록 형성되는데, 이러한 유동 공간(110)은 단순히 동일 직경으로 길게 연장된 형태로 형성될 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동 공간(110)은 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 메인 유입 유로(231) 및 메인 유출 유로(241)와 각각 연통되는 양단부(111,112)로부터 중심부를 향할수록 그 직경이 확장되는 형태로 형성되며, 이를 통해 액체 시료의 유동 상태를 좀 더 균일한 상태로 유도할 수 있고, 또한 광원부(500)를 통한 빛의 조사 영역을 확장시킬 수 있다는 점에서 광학 분석 작업을 더욱 용이하게 수행하도록 한다.
좀 더 자세히 살펴보면, 액체 시료에 대한 광학 분석을 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 광원부(500)를 통해 빛(L)을 발생시켜 액체 시료로 조사한 후, 액체 시료를 통과한 빛을 별도의 검출부(600)를 통해 수광 검출하고, 이를 분석하여 액체 시료에 대한 특성 분석을 수행하게 된다. 이때, 광원부(500)를 통해 발생된 빛(L)은 전술한 바와 같이 유동 공간(110) 영역 내의 어느 지점(L1)을 통과하도록 구성되는데, 이 경우 유동 공간(110)은 중심부에서 그 폭이 확장되는 형태로 형성되므로, 광원부(500)를 통해 발생된 빛에 대해 유동 공간(110) 영역 내의 지점을 통과하도록 배치하는 것이 용이하고, 이에 따라 광학 분석 작업을 더욱 원활하고 정확하게 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동 공간(110)은 이와 같이 중심부에서 확장되더라도 그 구조상 유동 공간(110)의 두께가 변화하지 않으므로 빛이 통과하는 통과 거리(path-length)는 증가하지 않는다. 따라서, 이러한 형태의 유동 공간(110)을 통해 광학 분석 작업의 정확성에 대한 감소 없이 광학 분석 작업을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 이와 같은 형태의 유동 공간(110)은 가장자리 양단부(111,112)로부터 중심부를 향할수록 확장되기 때문에, 도 4에 도시된 바와 같이 메인 유입 유로(231)와 연통되는 일단부(111)로부터 중심부를 향할수록 액체 시료가 확산하며 유동하게 된다. 따라서, 액체 시료에 함유되어 있는 다양한 입자 성분들이 서로 뭉치거나 혼합되지 않고 넓은 면적에 걸쳐 균일하게 확산 분포될 수 있으므로, 즉, 액체 시료가 더욱 균일한 상태로 유동 분포하게 되므로, 더욱 정확한 광학 분석 작업을 가능하게 한다. 예를 들어, 액체 시료가 혈액인 경우, 혈액 내에 함유되는 혈소판, 전해질, 백혈구, 적혈구 등 다양한 성분들이 서로 뭉치거나 혼합되지 않고 넓은 유동 공간을 통해 균일하게 확산 분포될 수 있기 때문에, 혈액에 대한 더욱 정확한 광학 분석 작업이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분석용 셀은 양면 테이프(100)에 의해 유동 공간(110)이 빛이 통과하는 방향으로 미세 두께를 갖도록 형성됨으로써, 빛의 통과 거리(path-length)를 짧게 유지할 수 있어 높은 흡광도를 갖는 시료에 대해 정확한 광학 분석 작업이 가능하며, 이와 동시에 빛이 통과하는 방향에 대한 수직한 면을 따라 유동 공간(110) 영역을 확장할 수 있어 광학 분석 작업을 더욱 원활하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라 액체 시료를 더욱 균일한 유동 상태로 유도하여 광학 분석 작업에 대한 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 이상에서는 유동 공간(110)의 형상에 대해 가장자리 양단부(111,112)로부터 중심부를 향할수록 확장되는 형태에 대해서만 설명하였으나, 이와 달리 사용자의 필요에 따라 단순한 일자형이나 또는 절곡된 형태로 형성될 수도 있는 등 유동 공간(110)에서 시료의 흐름에 변화를 줄 수 있는 다양한 기하학적 형태로 변경 가능할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 양면 테이프 110: 유동 공간
200: 투명 큐벳 231: 메인 유입 유로
241: 메인 유출 유로 232: 미세 유입 유로
242: 미세 유출 유로 300: 투명 커버
400: 열전도 플레이트

Claims (5)

  1. 액체 시료에 빛을 조사하여 액체 시료를 분석하기 위해 사용되는 광학 분석용 셀에 있어서,
    중심부에 액체 시료가 유동할 수 있도록 유동 공간이 관통 형성되는 양면 테이프;
    상기 양면 테이프의 일면에 부착되고, 상기 양면 테이프의 유동 공간으로 액체 시료가 유입 및 유출될 수 있도록 상기 유동 공간에 각각 연통되는 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로가 내부에 형성되는 투명 큐벳; 및
    상기 양면 테이프의 타면에 부착되는 투명 커버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 큐벳에는 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로에 각각 연통되도록 유입 포트 및 유출 포트가 각각 외부로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 공간은 가장자리 양단부가 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로에 각각 연통되도록 형성되고, 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로와 각각 연통되는 양단부로부터 중심부를 향할수록 확장되는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 큐벳의 상기 양면 테이프에 대한 접촉면 상에는 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로보다 직경이 작은 미세 유입 유로 및 미세 유출 유로가 상기 유동 공간과 연통되게 형성되며, 상기 메인 유입 유로 및 메인 유출 유로는 각각 상기 미세 유입 유로 및 미세 유출 유로를 통해 상기 유동 공간과 연통되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 큐벳의 외측면과 상기 투명 커버의 외측면에는 각각 열전도 플레이트가 결합되고, 상기 열전도 플레이트의 중심부에는 빛이 통과할 수 있도록 관통홀이 형성되며, 상기 관통홀은 상기 유동 공간 상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 분석용 셀.
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