KR20160141119A

KR20160141119A - 생물실험용 항온 무균작업대

Info

Publication number: KR20160141119A
Application number: KR1020150074847A
Authority: KR
Inventors: 장정회; 최난희
Original assignee: 유레카트리(주)
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-08
Also published as: WO2016190586A1

Abstract

본 발명은 생물실험용 항온 무균 작업대(100)에 관한 것으로, 특히 개방된 전면(11), 좌/우측벽(13,14), 상부 측벽(15), 하부 측벽(16) 및 후방 측벽(12)에 의해 구획된 작업공간(S)을 구비하고, 하부 지지대(1)로 지면에서 일정한 높이로 지지되어 있는 상부 본체(10); 상기 작업공간(S) 외부의 공기를 흡입하여 무균처리한 후 작업공간(S) 내부로 공급하는 무균 급기장치; 상기 작업공간(S) 내부에서 시료를 얹어 지지하도록 상기 작업공간(S)의 하부 측벽(16)에 수평으로 설치된 베이스판(20); 및 상기 베이스판(20)의 온도를 일정한 온도범위로 유지시키는 항온 유지기구;를 포함한다.

Description

생물실험용 항온 무균작업대{CLEAN BENCH}

본 발명은 생물실험용 작업대에 관한 것으로, 특히 작업공간 내부를 무균상태로 유지하면서 동시에 여러 가지 일정한 설정온도로 유지하여 생물실험용 시료를 외부 조건의 영향을 받지 않고 정해진 조건에서 사용자가 편리하게 처리할 수 있도록 설치된 생물실험용 항온 무균작업대에 관한 것이다.

바이오 의약 산업분야 및 생물학 실험실, 병원에서 임상시료의 처리, 식품 및 화장품 생산 공정 등 다양한 분야에서 시료를 취급할 때 무균작업대가 사용되고 있다. 예컨대, 바이오 의약 산업분야에서 핵심적인 기술로 취급되는 세포배양은 통상 무균작업대에서 이루어진다. 무균작업대는 시료가 외부 조건(세균)에 영향을 받지 않도록 무균상태를 유지하여야 하고, 실험 온도가 목표 온도범위에 맞도록 일정하게 유지되어야 한다. 특히 세포 실험의 경우, 세포는 온도변화에 매우 민감하여 온도 변화에 따른 다른 생리학적 특성을 발현하게 되므로, 이러한 세포 실험의 경우에 사용되는 무균작업대는 항온장치가 필수적으로 요구된다.

이러한 무균작업대는 아래 특허문헌에 개시되어 알려진 것이 있다.

그런데 아래 특허문헌 1에 개시된 종래 오픈형 무균작업대는 이러한 항온유지장치를 구비하고 있지 않아서 시료(세포)를 취급할 때 외부 온도의 영향을 받아서 정확한 실험결과를 얻지 못하는 결과가 발생한다.

예컨대, 37℃로 항온유지된 배양기에서 배양된 시료 세포를 배양기에서 꺼내어 통상 상온상태(배양온도보다 낮다)의 무균작업대에서 처리하는 과정에서 시료 세포에 온도차이에 따른 저온충격이 가해져 실험결과에 큰 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 게다가 작업 도중에 세포에 처리하는 배양액이나 시료들이 세포가 요구하는 통상의 온도와 차이가 발생하여 실제 생물학적 조건에서의 수행에서 벗어날 가능성이 높아질 수 있다.

반대로, 밀폐형 무균작업대에서 시료를 처리하는 경우, 시료 세포에 고온충격이 가해져 시료에 변형을 일으키는 문제점이 있었다.

KR

10-2012-0001060

A

이에 본 발명은 종래의 무균작업대가 가진 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 시료를 목표하는 일정한 항온 온도조건에서 처리할 수 있도록 시료의 온도조건을 일정하게 항온유지하고, 아울러 시료의 다양한 실험조건에 따라 온도범위를 조절하고 그 조절된 온도범위를 일정하게 유지함으로써 정확한 실험결과를 얻을 수 있는 생물실험용 항온 무균작업대를 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 무균작업대에서 복수의 시료를 각각 서로 다른 온도 조건으로 실험할 수 있는 항온 무균작업대를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 항온유지장치의 구조를 간단하게 하여 장치 전체의 사이즈를 컴팩트하게 하여 실험실 내부의 제한된 공간에서 설치 자유도를 높여주는 생물실험용 항온 무균작업대를 제공함에 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 생물실험용 항온 무균작업대는,

전면은 개방되고 좌/우측벽, 상측면, 바닥면 및 후면에 의해 구획된 작업공간을 구비하고, 하부 지지대로 지면에서 일정한 높이로 지지되어 있는 상부 본체;

상기 작업공간 외부의 공기를 흡입하여 무균처리한 후 작업공간 내부로 공급하는 무균 급기장치;

상기 작업공간 내부에서 시료를 얹어 지지하도록 상기 작업공간의 바닥면에 수평으로 설치된 베이스판; 및

상기 베이스판의 온도를 일정한 온도범위로 유지시키는 베이스판 항온 유지기구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 바람직하게 상기 베이스판 항온 유지기구가, 상기 베이스판 상에 설치되고 전원이 인가되는 경우에만 발열하여 베이스판을 가열하는 면상발열체; 및

상기 베이스판의 온도를 검출하여 검출온도가 설정온도 이상으로 상승하는 경우 면상발열체에 공급되는 전원을 차단하는 서모스탯 또는 온도파워센서(Temperature Power Sensor:TPS);으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 항온 유지기구는,

상기 베이스판 가열수단; 상기 베이스판 가열수단에 의해 가열된 베이스판의 온도가 일정한 설정온도범위 이내로 유지되게 제어하는 온도제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스판 가열수단은 베이스판 내부에 설치된 면상발열체로 이루어지고, 상기 온도제어수단은 베이스판에 설치되고 상기 면상발열체와 전원을 연결한 서모스텟 또는 파워온도센서(PTS)인 것을 특징으로 한다.

상기 무균 급기장치는, 외기의 공기를 1차여과하면서 흡입하는 1차여과 흡기부와, 1차여과 흡기부에서 흡입한 1차여과 흡기를 1차살균처리하여 안내하는 흡기안내부와, 흡기안내부를 따라 제공되는 1차여과 흡기를 2차로 여과하면서 살균처리한 후 작업공간의 상측에서 하측으로 배출함으로써 작업공간내에 무균처리된 공기를 공급하는 상부 급기부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 1차여과 흡기부는 하부 지지대에 마련되고, 외기 유입구, 배출구, 외기 유입구를 가로막게 설치되어 외기 유입구를 통하여 유입되는 외기를 1차 여과하는 흡기필터를 구비한 하부 챔버와, 상기 하부 챔버안으로 외기를 흡입하여 배출구를 통하여 강제 배출하는 송풍기로 이루어지고,

상기 흡기안내부는 상기 하부 챔버의 배출구를 통하여 배출되는 여과된 외기를 상측으로 안내하여 상측에 배치된 유출구를 통하여 배출하는 급기 안내통로와, 상기 급기 안내통로의 하측에 마련되어 상기 급기 안내통로안으로 유입되는 급기에 자외선을 조사하여 살균처리하는 자외선 살균램프를 포함하며,

상기 상부 급기부는, 상기 작업공간의 상측에 상기 급기 안내통로의 유출구에 연통되게 구비된 상부 챔버와, 상기 상부 챔버에 유입되는 공기를 2차로 여과시켜 작업공간으로 분배하는 2차여과필터를 구비한 상부 챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 무균 작업대에 의하면, 시료를 무균처리되고 작업공간내에서 항온유지된 베이스판위에 시료를 얹어 놓고 시료의 처리작업을 하므로, 시료에 온도변화에 따른 영향을 미치지 않고 정확한 실험결과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 베이스판이 분리된 다수개의 분할 베이스판으로 구성되고, 이들 각 분할 베이스판마다 별도의 면상발열체를 구비하여, 각 면상발열체마다 구비된 항온유지기구로써 각 면상발열체의 온도를 개별적으로 제어함으로써 하나의 무균 작업대에서 다양한 온도조건에서 복수개의 시료를 실험할 수 있으므로, 실험시간의 단축 및 간편화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무균작업대의 사시도이고,
도 2는 도 1의 무균작업대의 정면도이고,
도 3은 도 1의 무균작업대의 측단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 무균작업대의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 무균작업대(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 지지대(1)에 의해 지면에서 일정한 높이로 지지된 상부 본체(10)를 구비한다. 상기 상부 본체(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 작업공간(S)을 구비한다.

상기 상부 본체(10)에 마련된 작업공간(S)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 개방된 전면(11), 후방 측벽(12), 좌측벽(13), 우측벽(14), 상부 측벽(15), 하부(16)로 구획되어 이루어진다. 상기 개방된 전면(11)을 통하여 작업공간(S) 내부와 접근이 가능하다.

상기 작업공간(S)의 하부(16)에는 시료를 얹어 처리 조작하기 위한 베이스판(20)이 수평으로 설치된다. 상기 베이스판(20)위에 시료(도시생략)을 얹은 상태에서 작업자가 그 시료를 실험, 조작 등의 처리를 한다.

상기 베이스판(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 열전도성이 높은 재질, 예컨대 알루미늄판재로 구성된 상판과, 상판 아래쪽 또는 내부에 설치되는 가열수단과, 가열수단의 저면에 배치되는 단열층으로 이루어진다. 상기 베이스판(20)의 가열수단은 베이스판(20)과 하부(16)사이의 협소한 공간을 고려하여 면상발열체(21)로 구성되는 것이 바람직하다.

상기한 면상발열체(21)는 전원(도시안됨)이 인가되면 발열하여 베이스판(20)으로 전열함으로써 베이스판(20)을 가열하게 된다. 면상발열체(21)는 베이스판(20)의 전면적에 걸쳐 배치되어 있으므로 가열시 베이스판(20)의 전영역을 균일하게 가열하게 된다.

또한, 본 발명은 베이스판(20)의 온도를 설정된 온도범위 이내로 유지시키는 항온유지기구가 구비된다. 상기 항온유지기구는 베이스판(20)의 온도를 검출하여 베이스판(20)의 온도가 설정온도보다 낮은 경우는 면상발열체(21)에 전원(도시생략)을 인가하고, 베이스판(20)의 온도가 설정온도에 도달하거나 설정온도를 초과하는 경우에는 면상발열체(21)에 전원을 차단하는 서모스텟(23)으로 구성된다.

위에서는 베이스판의 발열장치로서 면상발열체를 설명하고, 베이스판의 항온유지기구로서 서모스텟(23)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 발열장치로서 전열히터나 항온유체가 순환이동하는 열유체파이프 등이 사용될 수 있고, 서모스텟에 대신에 파워온도센서(power temperature sensor)나 비례-적분-미분 제어기(PID 제어기)의 사용도 가능하다.

한편, 상기 베이스판은 분리된 다수개의 분할 베이스판으로 구성되고, 이들 각 분할 베이스판마다 별도의 면상발열체를 구비하고, 상기 항온유지기구가 각 면상발열체의 온도를 개별적으로 제어하도록 구성하는 것도 가능하다.

이 경우, 하나의 무균작업대에서 서로 온도조건이 다른 복수의 생물실험을 동시에 수행할 수 있고, 복수의 생물실험을 순차적으로 실시하는 종래의 경우에 비하여 실험기간을 대폭 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한 베이스판위에는 시료용기를 거치할 수 있는 다양한 형태의 거치대를 설치할 수도 있다.

생물실험에 사용되는 용기로서는 마이크로 원심분리기 튜브(microcentrifuge tube), 원추형 튜브, 세포배양 플레이트, 세포 배양 플라스크가 있고, 상기 거치대는 상기 각 용기의 형상과 크기에 맞는 웰을 복수개 형성한 웰플레이트가 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 무균작업대(100)는 작업공간(S)에 무균의 공기를 공급하는 무균 급기장치를 구비한다.

상기 무균 급기장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 외기의 공기를 1차여과하면서 흡입하는 1차여과 흡기부(A)와, 1차여과 흡기부(A)에서 흡입한 1차여과 흡기를 1차살균처리하여 안내하는 흡기안내부(B)와, 흡기안내부(B)를 따라 제공되는 1차여과 흡기를 2차로 여과하면서 살균처리한 후 작업공간(S)의 상측에서 하측으로 배출함으로써 작업공간(S)내에 무균처리된 공기를 공급하는 상부 급기부(C)로 이루어진다.

상기 1차여과 흡기부(A)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 지지대(1)에 마련되고, 외기 유입구(2), 배출구(5), 외기 유입구(2)를 가로막게 설치되어 외기 유입구(2)를 통하여 유입되는 외기를 1차 여과하는 흡기필터(3)를 구비한 하부 챔버(4)와, 상기 하부 챔버(4)안으로 외기를 흡입하여 배출구(5)를 통하여 강제 배출하는 송풍기(30)로 이루어진다.

상기 흡기안내부(B)는 상기 하부 챔버(4)의 배출구(5)를 통하여 배출되는 여과된 외기를 상측으로 안내하여 상측에 배치된 유출구(32)를 통하여 배출하는 급기 안내통로(31)와, 상기 급기 안내통로(31)의 하측에 마련되어 상기 급기 안내통로(31)안으로 유입되는 급기에 자외선을 조사하여 살균처리하는 자외선 살균램프(37)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 급기 안내통로(31)내부의 자외선 살균처리 효과를 높이기 위하여, 내측벽에 광촉매가 도포될 수 있다.

또한, 상기 상부 급기부(C)는, 상기 작업공간(S)의 상측에 상기 급기 안내통로(31)의 유출구(32)에 연통되게 구비된 상부 챔버(33)와, 상기 상부 챔버(33)에 유입되는 공기를 2차로 여과시켜 작업공간(S)으로 분배하는 2차여과필터(35)를 구비한 상부 챔버(33)를 포함하는 구성으로 된다. 상기 2차여과필터(35)는 통상 'HEPA'(high efficiency particulate air filter)가 사용된다.

상기한 바에 따르면, 시료를 무균처리되고 작업공간내에서 항온유지된 베이스판위에 시료를 얹어 놓고 시료의 처리작업을 하므로, 시료에 온도변화에 따른 영향을 미치지 않고 정확한 실험결과를 얻을 수 있게 된다.

100: 본 발명에 따른 생물실험용 항온 무균 작업대
1: 하부 지지대 2: 외기 유입구
3: 흡기필터 4: 하부 챔버
5: 배출구 10: 상부 본체
11: 전면 12: 후방 측벽
13, 14: 좌,우측벽 15: 상부 측벽
16: 하부 측벽 20: 베이스판
21: 면상발열체 23: 서모스텟
30: 송풍기 31: 급기 안내통로
32: 유출구 33: 상부 챔버
35: 2차 여과필터 37: 자외선 살균램프

Claims

생물실험용 항온 무균 작업대에 있어서,
상기 생물실험용 항온 무균 작업대(100)는,
개방된 전면(11), 좌/우측벽(13,14), 상부 측벽(15), 하부 측벽(16) 및 후방 측벽(12)에 의해 구획된 작업공간(S)을 구비하고, 하부 지지대(1)로 지면에서 일정한 높이로 지지되어 있는 상부 본체(10);
상기 작업공간(S) 외부의 공기를 흡입하여 무균처리한 후 작업공간(S) 내부로 공급하는 무균 급기장치;
상기 작업공간(S) 내부에서 시료를 얹어 지지하도록 상기 작업공간(S)의 하부 측벽(16)에 수평으로 설치된 베이스판(20); 및
상기 베이스판(20)의 온도를 일정한 온도범위로 유지시키는 항온 유지기구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균 작업대.
제1항에 있어서,
상기 항온 유지기구는,
상기 베이스판 가열수단;
상기 베이스판 가열수단에 의해 가열된 베이스판의 온도가 일정한 설정온도범위 이내로 유지되게 제어하는 온도제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균 작업대.
제2항에 있어서,
상기 베이스판 가열수단은 베이스판(20) 내부에 설치된 면상발열체(21)로 이루어지고,
상기 온도제어수단은 베이스판(20)에 설치되고 상기 면상발열체(21)와 전원을 연결한 서모스텟(23) 또는 파워온도센서(PTS)인 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균 작업대.
제1항에 있어서,
상기 무균 급기장치는,
외기의 공기를 1차여과하면서 흡입하는 1차여과 흡기부(A)와, 1차여과 흡기부(A)에서 흡입한 1차여과 흡기를 1차살균처리하여 안내하는 흡기안내부(B)와, 흡기안내부(B)를 따라 제공되는 1차여과 흡기를 2차로 여과하면서 살균처리한 후 작업공간(S)의 상측에서 하측으로 배출함으로써 작업공간(S)내에 무균처리된 공기를 공급하는 상부 급기부(C)로 이루어진 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균 작업대.
제4항에 있어서,
상기 1차여과 흡기부(A)는 하부 지지대(1)에 마련되고, 외기 유입구(2), 배출구(5), 외기 유입구(2)를 가로막게 설치되어 외기 유입구(2)를 통하여 유입되는 외기를 1차 여과하는 흡기필터(3)를 구비한 하부 챔버(4)와, 상기 하부 챔버(4)안으로 외기를 흡입하여 배출구(5)를 통하여 강제 배출하는 송풍기(30)로 이루어지고,
상기 흡기안내부(B)는 상기 하부 챔버(4)의 배출구(5)를 통하여 배출되는 여과된 외기를 상측으로 안내하여 상측에 배치된 유출구(32)를 통하여 배출하는 급기 안내통로(31)와, 상기 급기 안내통로(31)의 하측에 마련되어 상기 급기 안내통로(31)안으로 유입되는 급기에 자외선을 조사하여 살균처리하는 자외선 살균램프(37)를 포함하며,
상기 상부 급기부(C)는, 상기 작업공간(S)의 상측에 상기 급기 안내통로(31)의 유출구(32)에 연통되게 구비된 상부 챔버(33)와, 상기 상부 챔버(33)에 유입되는 공기를 2차로 여과시켜 작업공간(S)으로 분배하는 2차여과필터(35)를 구비한 상부 챔버(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균 작업대.
제3항에 있어서,
상기 베이스판은 복수개로 분할된 분할 베이스판으로 이루어지고,
상기 베이스판 가열수단은 상기 각 분할 베이스판을 각각 독립적으로 가열하는 복수개의 분할 면상발열체와,
상기 온도제어수단은 상기 분할 면상발열체의 온도를 각각 독립적으로 제어하게 구성된 것을 특징으로 하는 생물실험용 항온 무균작업대.