KR20160139820A

KR20160139820A - 광 분석장치

Info

Publication number: KR20160139820A
Application number: KR1020150075378A
Authority: KR
Inventors: 최헌; 노경원; 강인성; 김현남; 주성식; 이태규; 이균배; 박소연; 이명수
Original assignee: 주식회사 신코
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-07

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 광분석장치는 램프, 상기 램프에서 생성된 광을 여기시키는 여기 모노크로메이터, 시료에 광조사되어 수광된 광을 분석하는 수광 모노크로메이터, 다수의 시료공을 상면에 구비한 웰플레이트(well plate) 상측에 배치되는 발광 수광 공통 헤드부 조립체, 상기 여기 모노크로메이터로부터 발광된 광을 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체에 전달하는 발광 도파관 및 상기 발광된 광을 상기 웰플레이트의 시료에 조사후 수광된 광을 상기 수광 모노크로메이터에 전달하는 수광 도파관을 포함한다.

Description

광 분석장치 {Optical Measuring Apparatus}

본 발명은 광분석장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광/수광 공통 헤드부를 구비한 광분석장치에 관한 것이다.

웰 플레이트의 시료공에 주입된 시료의 흡광 상태를 이미지 센서를 이용하여 감지하는 광분석장치는 의료 등 분야에서 널리 사용되고 있다.

특히, 임상 의학에서 면역 분석 기술 등에서 광분석장치를 사용하게 된다.

종래의 광분석장치는 RGB 발광다이오드, 상기 RGB 발광 다이오드 하부에 배치되어 시료가 주입될 수 있는 시료공이 형성된 웰플레이트, 상기 웰플레이트의 하부에 위치하여 시료공에 주입된 시료의 흡광 상태를 감지하는 CMOS 이미지 센서를 포함한다.

따라서, 웰플레이트의 상면에서 광이 조사된 후에, 조사된 광은 웰플레이트에 담겨있는 시료를 통과하여, 시료를 담고있는 웰플레이트 본체를 투과하여 웰플레이트의 하면에 배치된 수광부인 센서에 도달하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 광분석장치의 경우, 웰플레이트의 상면에 발광부를 배치하고, 웰플레이트의 하면에 수광부를 배치함으로써, 웰플레이트가 반드시 광투과성 재질로 형성되어야 하는 재질 선택의 제한성이 있었다.

또한, 종래의 광분석장치의 경우, 발광부에 대응되는 수광부의 위치를 정확히 정렬하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 종래의 광분석장치의 경우, 발광 및 수광이 웰플레이트의 시료공에 대하여 수직하게만 고정되어 있고 거리 역시 고정된 상태로 이루어지는 관계로 스캐터링에 따른 형광 세기 저하의 문제가 있었다.

한국공개특허공보 제2013-0113072호

본 발명의 실시예들은 전술한 종래기술의 문제점을 극복한 발광 수광 공통 헤드부를 구비한 광분석장치를 제공하고자 한다.

여기서, 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 윌플레이트의 상면에 대한 높이와 상기 웰플레이트의 상면에 수직한 방향에 대한 경사각 중 적어도 하나를 조절하도록 구성된다.

상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는, 상기 발광 도파관에 연결되고 상기 수광 도파관에도 연결되는 공통 헤드 및 상기 공통 헤드에서 상기 웰플레이트의 상면으로 연장되는 주도파관을 포함한다.

상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 주도파관의 측면을 지지하는 측면지지부와 상기 측면 지지대가 회전가능하게 지지되는 프레임 및 상기 주도파관의 높이를 조절하는 높이조절레버를 추가로 구비한다.

상기 웰플레이트 상면과 상기 주도파관의 웰플레이트에 인접한 단부간의 높이차이가 존재한다.

상기 경사각은 0도 초과 20도 미만이다.

상기 경사각은 실질적으로 10도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치는 상기 여기 모노크로메이터와 상기 발광 도파관 사이에 하나 이상의 광경로 제어부를 추가로 구비한다.

본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치는 상기 광경로 제어부와 상기 발광 도파관 사이에 발광측 콜리메이터를 추가로 포함하고, 상기 수광 도파관과 상기 수광 모노크로메이터 사이에 수광측 콜리메이터를 추가로 구비한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치는 상기 광경로 제어부와 상기 발광측 콜리메이터 사이에 빔스플리터를 추가로 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 광분석장치에 의하면 다음과 같은 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 웰플레이트의 상면에서 발광 뿐만 아니라 수광까지 모두 처리되므로 웰플레이트를 광투과성 재질로 형성할 필요가 없으므로 웰플레이트 재질에 다양성을 확보할 수 있고, 광분석장치의 전체적인 높이를 감소시킬 수 있어서 공간 활용면에서 우수하다.

둘째, 웰플레이트에 대한 발광 조사 거리와 각도면에서 최적의 값을 도출함으로써 수광된 광의 형광 세기가 최대값이되어 측정 정밀도가 형상되게 된다.

셋째, 발광과 수광을 모두 수행하는 주도파관을 웰플레이트의 상면에 대하여 최적 각도 경사지게 함으로써 광측정시 스캐터링을 최소화할 수 있게 되어 측정 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.

넷째, 본 발명의 실시예에 따른 광분석장치에 의하면 웰플레이트에 발광 수광되는 광의 진행거리와 각도를 간편하게 조절할 수 있게 되어 염료에 따른 최적 거리와 경사각을 쉽게 찾아낼 수 있다.

다섯째, 발광과 수광이 하나의 주도파관을 통하여 가능하게 됨으로써, 시료에 대한 발광시와 수광시의 정렬 오차 문제를 해소할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치의 내부 사시도이다.
도 2는 도 1의 광분석장치를 정면 상측에서 본 도면이다.
도 3은 도 1의 헤드부와 웰플레이트간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 0 도 일 경우 염료별 형광세기를 나타내는 그래프이다.
도 4c 내지 도 4d는 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 10 도 일 경우 염료별 형광세기를 나타내는 그래프이다.
도 4e 내지 도 4f는 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 20 도 일 경우 염료별 형광세기를 나타내는 그래프이다.
도 4g 내지 도 4h는 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 28 도 일 경우 염료별 형광세기를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 수광 공통 헤드부를 구비한 광분석장치의 전체적 형상에 대한 사시도이며, 도 2는 도 1의 광분석장치를 정면 상측에서 본 도면이다.

본 발명의 일 측면에 따른 광분석장치(100)는 베이스부(102) 상에 배치되어 광을 생성하는 램프(130), 상기 램프에 대하여 광학적으로 연계되어 있어서 램프(130)에서 생성된 광을 여기(excitation)시키는 여기 모노크로메이터(120 : excitation monochromator), 여기된 광을 시료에 조사하고 다시 수광하여 광계측하는 광계측부(140) 및 광계측부에서 수광된 광을 분석하는 수광 모노크로메이터(emission monochromator)를 구비한다.

상기 광계측부(140)는 다수의 시료공을 상면에 구비한 웰플레이트(well plate) 상측에 배치되는 발광 수광 공통 헤드부 조립체(143a, 143b, 143c)를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 광분석장치(100)는 상기 여기 모노크로메이터(120)로부터 발광된 광을 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체에 전달하는 발광 도파관(144a) 및 상기 발광된 광을 상기 웰플레이트의 시료에 조사후 수광된 광을 상기 수광 모노크로메이터에 전달하는 수광 도파관(144b)을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 광분석장치(100)에서, 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 시료에 대하여 여기된 광을 조사하여, 시료로부터 다시 광을 수광하는 역할을 함께 수행한다.

상기 램프(130)와 상기 여기 모노크로메이터(120)는 서로 광학적으로 연결되어 있다. 구체적으로, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 램프(130)에서 생성된 광은 베이스부(102) 의 표면을 따라 연장되어 상기 여기 모노크로메이터(120)까지 연장되어 광학적으로 연결된 광도파관(미도시)을 따라 상기 여기 모노크로메이터(120)에 도달하게 된다.

상기 여기 모노크로메이터(120)는 상기 램프(130)에서 생성되어 전달된 광을 필요한 수준, 예를 들어 소정의 파장의 광이 되도록 여기시키게 된다.

상기 여기 모노크로메이터(120)에서 여기된 광은 발광부(122)를 통하여 광경로를 진행하게 된다.

또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치(100)는 상기 여기 모노크로메이터(120)와 상기 발광 도파관(144a) 사이에 하나 이상의 광경로 제어부(160, 150)를 추가로 구비한다.

또한, 상기 광계측부(140) 공간을 형성하는 벽(146)에서 상기 광경로 제어부(150)에 대하여 광경로에 대응되는 공간에는 여기된 광이 통과할 수 있는 관통공(145)가 형성된다. 또한, 상기 광경로 제어부(150)와 상기 관통공(145) 사이에는 광을 분리할 수 있는 빔스플리터(147)가 배치되고, 상기 빔스플리터(147)의 하측에는 광 정렬 목적의 이미지 센서(미도시), 예를 들어 이미지 센서가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치(100)는 상기 광경로 제어부(150)와 상기 발광 도파관(144a) 사이에 발광측 콜리메이터(147a)를 추가로 포함하고, 상기 수광 도파관(144b)과 상기 수광 모노크로메이터(110) 사이에 수광측 콜리메이터(147b)를 추가로 구비한다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치(100)는 소정의 깊이로 형성되고 매트릭스 형태로 배열된 다수의 시료공(141c)을 상면에 구비한 웰플레이트(141b)를 상기 광계측부(140) 내에서 지지하도록 웰플레이트 지지대(141a)를 구비한다.

상기 웰플레이트(141b)는 상기 웰플레이트 지지대(141a) 상에 안착되어 놓이게 되며, 도면에 상세히 도시되지는 않았지만, 상기 웰플레이트(141b)가 상기 웰플레이트 지지대(141a)상에서 안정적으로 안착되어 지지될 수 있는 형상의 구조를 가진다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광분석장치(100)는 발광 수광 공통 헤드부 조립체가 웰플레이트(141b)상의 다수의 시료공(141c) 에 담겨진 시료를 스캔할 수 있도록 공통 헤드(143b)는 웰플레이트(141b)상에서 일측 방향으로 이동할 수 있는 액튜에이터 조립체를 구비한다. 또한, 상기 웰플레이트(141b) 는 상기 공통 헤드(143b)하측에서 상기 공통 헤드(143b)의 움직임에 수직한 방향으로 움직일 수 있도록 하는 액튜에이터 조립체를 구비한다.

상기 웰플레이트(141b)를 움직일 수 있도록 하기 위하여, 상기 웰플레이트 조립체 지지대(141a)는 홀더(142a)에 연결되어 있고, 상기 홀더(142a)는 일측방향으로 연장되는 레일 형상을 가진 가이드(142b) 상에서 액튜에이터(142c)의 구동력에 의해 길이방향으로 이동할 수 있게 된다.

도 3은 도 1의 헤드부와 웰플레이트간의 관계를 도시하는 도면이다.

도 3을 참고하면, 광계측부(140)에 설치되는 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 윌플레이트(141b)의 상면에 대한 높이차(h)와 상기 웰플레이트의 상면에 수직한 방향에 대한 경사각(θ) 중 적어도 하나를 조절하도록 구성된다.

구체적으로, 발광 수광 공통 헤드부 조립체는, 상기 발광 도파관(144a)에 연결되고 상기 수광 도파관(144b)에도 연결되는 공통 헤드(143a) 및 상기 공통 헤드(143a)에서 상기 웰플레이트(141b)의 상면으로 연장되는 주도파관(143b)을 포함한다.

또한, 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 주도파관(143b)의 측면을 지지하는 측면지지부(143c)와 상기 측면 지지대(143c)가 회전가능하게 지지되는 프레임(143d) 및 상기 주도파관(143b)의 높이를 조절하는 높이조절레버(143e)를 추가로 구비한다.

또한, 상기 측면지지부(143)는 상기 프레임(143d)에 대하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있도록 된다. 또한 상기 높이조절레버(143e)는 상기 프레임(143d) 자체의 수직 위치를 이동시킬 수 있거나 아니면 선택적으로 상기 프레임(143d)는 고정되어 있되, 프레임(143d)에 회전가능하게 고정되어 있는 측면지지부(143c)의 수직 위치를 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 높이 조절레버(143e) 에 인접하게 높이에 대한 눈금 표시가 된 플레이트가 구비될 수 있다. 또한, 상기 측면 지지부(143c)가 상기 프레임(143d)에 대하여 수직 방향(V)으로부터 경사진 경사각을 작업자가 읽을 수 있도록 경사각에 대한 눈금 표시가 된 플레이트가 구비될 수도 있다.

도 3을 참고하면, 상기 웰플레이트(141b)의 상면(141d)과 상기 주도파관(143b)의 웰플레이트에 인접한 단부간에는 높이차(h)가 존재한다.

상기 높이차(h) 는 상기 주도파관(143b)과 상기 웰플레이트(141b)의 상면(141d)간에 물리적 간섭이 생기지 않는 범위에서 수광된 광의 형광 세기가 커지도록 결정되는 것이 바람직하다.

다시 도 1을 참고하여 이 사건의 일실시예의 광분석장치에서 광 분석이 진행되기 위한 광진행 경로를 설명한다.

램프(130)에서 생성된 광은 여기 모노크로메이터(120)에서 여기되어 여기 모노크로메이터(120)의 발광부(122)를 통하여 제 1 광경로제어부(160)으로 진행되고 제1광경로제어부(160)에서 반사되어 다시 제2광경로제어부(150)로 진행되어 반사된 후 빔스플리터(147)로 진행하게 된다. 빔스플리터에서 여기된 광의 일부는 관통공(145)을 통하여 발광측 콜레메이터(147a)를 지나 발광 도파관(144a)에 진입하게 된다.

발광도파관(144a)에 도입된 여기된 광은 공통헤드부(143a)를 경유하여 주도파관(143b)을 통하여 웰플레이트(141b)의 시료에 도달하게 되고 광이 시료와 반응하여 생성된 광은 다시 주도파관(143b)을 거쳐서 공통헤드부(143a)를 지나 수광도파관(144b)으로 도입되게 된다. 이후, 수광도파관(144b)에 도입된 수광된 광은 수광측 콜리메이터(147b)를 지나 수광 모노크로메이터(110)에 도달하게 되고 분석되게 된다.

한편, 도 3을 참조하여 전술한 바와 같이, 출원인은 수광 모노크로메이터에서 수광되는 광의 스펙트럼의 형광세기를 최적화하기 위한 높이차(h)와 경사각(θ)를 찾기 위한 실험을 수행하였다.

실험에서는 Cy3 3μM 인 염료 용액과 플루오레세인 10 μM인 염료 용액을 사용한 시료를 각각의 높이차(0mm, 1mm, 2mm, 3mm)와 경사각(0도, 10도, 20도, 28도)의 조건에서 본 발명의 광분석장치를 이용하여 분석하여 형광세기를 측정하였다.

도 4a 및 도 4b는 각각 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 0 도 일 경우 Cy3 3μM 인 염료 용액과 플루오레세인 10 μM인 염료 용액별 형광세기를 나타내는 그래프이다.

도 4a의 측정은 아래 표 1의 실험 조건에서 수행되었다.

조건
PMT	700V
여기 슬릿	10nm
수광 슬릿	10nm
필터	공기
Int. time	50ms
Res. time	1s
여기 파장	548nm

도 4a의 높이차에 따른 형광세기(573nm 파장에서)는 표 2와 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(573nm)
0mm	11567
1mm	9653
2mm	7678
3mm	5517

도 4b의 측정은 아래 표 1의 실험 조건에서 수행되었다.

조건
PMT	700V
여기 슬릿	10nm
수광 슬릿	10nm
필터	공기
Int. time	50ms
Res. time	1s
여기 파장	470nm

도 4b의 높이차에 따른 형광세기(515nm 파장에서)는 표 4와 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(153nm)
0mm	26898
1mm	23476
2mm	20295
3mm	17545

즉, 경사각이 0도 일 경우, Cy3 에서는 높이차 0mm 에서 최대 11567 cnt 의 형광 세기가 측정되었고, 플루오레세인에서는 높이차 0mm 에서 최대 26898 cnt의 형광 세기가 측정되었다.

도 4c 및 도 4d는 각각 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 10 도 일 경우 Cy3 3μM 인 염료 용액과 플루오레세인 10 μM인 염료 용액별 수광된 스펙트럼의 형광세기를 나타내는 그래프이다.

도 4c의 측정은 전술한 표 1의 실험 조건과 동일한 조건에서 수행되었다.

도 4c의 높이차에 따른 형광세기(파장 573nm 에서)는 표 5와 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(573nm)
0mm	7697
1mm	6409
2mm	5417
3mm	4797

도 4d의 측정은 전술한 표 3의 실험 조건과 동일한 조건하에서 수행되었다.

도 4d의 높이차에 따른 형광세기(파장 515nm 에서)는 표 6과 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(515nm)
0mm	28349
1mm	23892
2mm	20837
3mm	17817

즉, 경사각이 10도 일 경우, Cy3 에서는 파장이 573nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 7697 cnt 의 형광 세기가 측정되었고, 플루오레세인에서는 파장이 515nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 28349 cnt의 형광 세기가 측정되었다.

도 4e 및 도 4f는 각각 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 20 도 일 경우 Cy3 3μM 인 염료 용액과 플루오레세인 10 μM인 염료 용액별 형광세기를 나타내는 그래프이다.

도 4e의 측정은 역시 전술한 표 1의 실험 조건과 동일한 조건에서 수행되었다.

도 4e의 높이차에 따른 형광세기(파장 573nm 에서)는 표 7과 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(573nm)
0mm	6387
1mm	5678
2mm	4973
3mm	4077

도 4f의 측정은 전술한 표 3의 실험 조건과 동일한 조건하에서 수행되었다.

도 4f의 높이차에 따른 형광세기(파장 515nm 에서)는 표8과 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(515nm)
0mm	25084
1mm	21862
2mm	19423
3mm	16383

즉, 경사각이 20도 일 경우, Cy3 에서는 파장이 573nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 6387 cnt 의 형광 세기가 측정되었고, 플루오레세인에서는파장이 515nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 25084 cnt의 형광 세기가 측정되었다.

도 4g 내지 도 4h는 헤드부의 수직방향 기준 경사각도가 28 도 일 경우 Cy3 3μM 인 염료 용액과 플루오레세인 10 μM인 염료 용액별 형광세기를 나타내는 그래프이다.

도 4g의 측정은 역시 전술한 표 1의 실험 조건과 동일한 조건에서 수행되었다.

도 4g의 높이차에 따른 형광세기(파장 573nm 에서)는 표 9과 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(573nm)
0mm	2172
1mm	1612
2mm	705
3mm	-

도 4h의 측정은 역시 전술한 표 3의 실험 조건과 동일한 조건하에서 수행되었다.

도 4h의 높이차에 따른 형광세기(파장 515nm 에서)는 표10과 같이 확인되었다.

높이차	형광세기(515nm)
0mm	14418
1mm	10094
2mm	6895
3mm	4567

즉, 경사각이 28도 일 경우, Cy3 에서는 파장이 573nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 2172 cnt 의 형광 세기가 측정되었고, 플루오레세인에서는 파장이 515nm 의 조건하에서 높이차 0mm 에서 최대 14418 cnt의 형광 세기가 측정되었다.

표 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 정리하여 Cy3 염료에 있어서 573nm 파장의 조건에서 높이차와 각도별 형광 세기를 정리하면 아래 표 11과 같다.

높이	Cy3(경사각 0도)	Cy3(경사각 10도)	Cy3(경사각 20도)	Cy3(경사각 28도)
0mm	11567	7697	6387	2172
1mm	9653	6409	5678	1612
2mm	7678	5417	4973	705
3mm	5517	4797	4077	-

다음으로 표 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 정리하여 플루오레세인 염료에 있어서 515nm 파장의 조건에서 높이차와 각도별 형광 세기를 정리하면 아래 표 12와 같다.

높이	플루오레세인(경사각 0도)	플루오레세인(경사각 10도)	플루오레세인(경사각 20도)	플로우레세인(경사각 28도)
0mm	26898	28349	25084	14418
1mm	23476	23892	21862	10094
2mm	20295	20837	19423	6895
3mm	17545	17817	16383	4567

표 2, 4, 5, 내지 12를 참고하면 Cy 3 염료에서는 높이차가 작을수록 형광세기가 증가하고, 경사각이 커질수록 형광세기가 작아지는 것을 확인하였고, 플루오레세인 염료에서는 높이차가 작을수록 형광세기가 증가하고, 경사각이 커질수록 형광세기가 증가하여 최대치에 도달한 후 다시 작아지는 것을 확인하였다.

그런데, 높이차가 0mm 인 경우 웰플레이트와 주도파관 사이에 이격 공간이 없어서 서로 물리적인 간섭이 발생하는 문제점이 있다. 그렇다면, 높이차가 작을수록 형광세기가 크게 되는 점을 고려한다면 높이차는 1mm 일때 형광세기를 큰 값으로 취할 수 있게 된다. 높이차가 2mm 이상일 때에는 형광세기가 감소하므로 최적 높이차는 1mm 로 정할 수 있다.

한편, 경사각도에 있어서, 염료별로 약간의 차이는 있지만 경사각이 증가할수록 형광세기는 감소하였다. 그러나 경사각이 0도에서는 실험 결과 레일라이 스캐터링(rayleigh scattering) 현상에 의한 스펙트럼의 변화가 측정되는 문제점이 있었다. 따라서, 경사각이 0 도 내지 20 사이에서 형광 세기가 우수하였고, 더욱 바람직하게는 경사각이 실질적으로 10도에서 래일라이 스캐터링 현상의 영향은 작으면서 높은 형광세기의 시료 스펙트럼을 측정할 수 있었다.

본 발명에서 수치를 언급함에 있어서 '실질적으로'의 의미를 실험상의 오차 내지 생산 공정상의 오차를 고려한 것으로 이해하여야 한다. 따라서 실질적으로 10도의 의미는 오차 범위상 9.5 도 또는 10.5 도의 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

100 : 광분석장치 102: 베이스부
110: 수광 모노크로메이터
120: 여기 모노크로메이터 122: 발광부
130: 램프
140: 광분석부
141a: 웰플레이트 지지대 141b: 웰플레이트
141c: 시료공 141d: 상면
142a: 홀더 142b: 가이드
142c: 액튜에이터
143a: 공통헤드 143b: 주도파관
143c: 측면지지부 143d: 프레임
143e: 높이조절레버
144a: 발광도파관 144b: 수광도파관
145: 관통공 146: 벽
147: 빔스플리터
147a: 발광측 콜리메이터 147b: 수광측 콜리메이터
150: 제2광경로 제어부 160: 제1광경로 제어부
S: 시료
h: 높이차 θ: 수직방향 기준 경사각

Claims

램프;
상기 램프에서 생성된 광을 여기시키는 여기 모노크로메이터;
시료에 광조사되어 수광된 광을 분석하는 수광 모노크로메이터;
다수의 시료공을 상면에 구비한 웰플레이트(well plate) 상측에 배치되는 발광 수광 공통 헤드부 조립체;
상기 여기 모노크로메이터로부터 발광된 광을 상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체에 전달하는 발광 도파관; 및
상기 발광된 광을 상기 웰플레이트의 시료에 조사후 수광된 광을 상기 수광 모노크로메이터에 전달하는 수광 도파관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 윌플레이트의 상면에 대한 높이와 상기 웰플레이트의 상면에 수직한 방향에 대한 경사각 중 적어도 하나를 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 2 항에 있어서,
상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는,
상기 발광 도파관에 연결되고 상기 수광 도파관에도 연결되는 공통 헤드; 및
상기 공통 헤드에서 상기 웰플레이트의 상면으로 연장되는 주도파관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 3 항에 있어서,
상기 발광 수광 공통 헤드부 조립체는 상기 주도파관의 측면을 지지하는 측면지지부와 상기 측면 지지대가 회전가능하게 지지되는 프레임; 및
상기 주도파관의 높이를 조절하는 높이조절레버;를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 1 항에 있어서,
상기 웰플레이트 상면과 상기 주도파관의 웰플레이트에 인접한 단부간의 높이차이가 존재하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 5 항에 있어서,
상기 높이차이는 1mm 인 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 1 항에 있어서,
상기 경사각은 0도 초과 20도 미만인 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 7 항에 있어서,
상기 경사각은 실질적으로 10도인 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 1 항에 있어서,
상기 여기 모노크로메이터와 상기 발광 도파관 사이에 하나 이상의 광경로 제어부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 9 항에 있어서,
상기 광경로 제어부와 상기 발광 도파관 사이에 발광측 콜리메이터를 추가로 포함하고, 상기 수광 도파관과 상기 수광 모노크로메이터 사이에 수광측 콜리메이터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.
제 10 항에 있어서,
상기 광경로 제어부와 상기 발광측 콜리메이터 사이에 빔스플리터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광분석장치.