KR20190043945A - 고감도 유해 미생물 검출 장치 - Google Patents

고감도 유해 미생물 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미생물을 배양하여 유해 미생물을 존재 여부를 검사하는 장치에 에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 내부 공간을 가지는 케이스와 미생물을 포함하는 시료가 담기는 시료 용기가 내측에 위치하며, 상기 미생물을 배양하는 공간을 제공하는 검사 용기와 상기 검사 용기에 미생물을 배양하기 위해 상기 내부 공간 또는 상기 검사 용기의 내부의 온도를 조절하는 온도 조절 부재와 그리고 상기 검사 용기에서 배양된 미생물 중 유해 미생물의 존재 여부를 검사하는 검사 부재를 포함하되, 상기 검사 부재는 상기 검사 용기에 광을 조사하는 광원부와 상기 검사 용기를 통과한 광을 수광하여 상기 시료 용기의 상기 유해 미생물의 존재 여부를 확인하는 검사부를 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치를 포함한다.

Description

고감도 유해 미생물 검출 장치{High sensitive apparatus for detecting hazardous microbe}
본 발명은 효소 발색법 및 효소 발광법을 광학측정 시스템과 IoT 기술을 이용하여 유해 미생물을 용이하게 배양하고 검출 할 수 있는 고감도 유해 미생물 검출 장치에 관한 것이다.
미생물 (Microorganism)은 가시적으로 확인할 수 없는 작은 생물을 말하며, 일반적으로 진균 (Fungi), 원생동물 (Protozoa), 세균 (Bacteria), 바이러스 (Virus), 조류 (Algae)를 포함한다. 지구상에 존재하는 미생물은 인간 및 동식물, 곤충, 어패류 등과 공생하며 진화해왔으며, 인간에게 유익한 미생물을 "유용미생물"인간에게 해로운 미생물을"유해미생물"이라고 칭한다. 유용미생물에는 효모, 유산균, 누룩균, 광합성 세균, 방선균 등의 유익한 발효 및 생리활성 이차대사를 일으키는 미생물이 있으며, 유해 미생물에는 병원성세균을 비롯하여 부패 및 감염을 일으키는 식중독균과 고 위험성 감염균등이 있다. 이러한 미생물에 의한 감염은 인간 및 동물 질병을 발생시킬 수 있는 주요한 경로로써 이로 인해 임상적 및 경제적으로 심각한 악영향을 초래한다. 특히, 이러한 미생물 중 음식물, 식수 또는 음식물 등에 포함된 대장균은 사람에게 식중독 등의 병을 유발하여 많은 경제적 손실을 발생시킨다.
그 중 대장균군/대장균은 위생지표세균으로 특히 분변오염의 지표로 알려져 있다. 병원성 미생물을 개별적으로 검사하는 것은 현실적으로 어려우므로, 위생지표세균을 조사하면 전반적인 위상상태를 확인할 수 있다. 대장균의 10%는 병원성 대장균이며 국내에서 이에 의한 식중독 사례가 2015년도 39건, 2123명으로 식중독의 원인 중 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 종래의 대장균을 검사하는 방법은 증균, 선택배지에서 분리 및 동정하는 과정으로 이루어지며, 약 4일 정도 소요된다. 이러한 생화학적 방법에 기초한 종래의 대장균 분석법은 시간이 오래 걸리며 전문성이 요구된다.
최근 대장균 검사에 효소발색법의 원리를 이용한 분석법이 증가하고 있는 추세이다. 효소발색법은 대장균이 β-D-galactosidase 및 β-D-glucuronidase를 분비하여 효소발색법에 이용되는 시약 중 발색기질을 분해하여 색깔의 변화를 일으키고 형광을 나타내는 원리를 이용한 기술이다. 이러한 효소발색법은 환경부, 미환경청(EPA) 및 AOAC의 수질검사법에도 등재된 공인된 시험법이며, 18시간 내에 대장균 유무를 신속하게 검사할 수 있다. 그러나 효소발색법은 배양용기 및 장치, UV 조사 장치 및 고압멸균기 등의 특수한 장비를 요구하는 방법으로, 가정, 급식소 또는 농식품 산업현장에 적용하는데 한계가 있다. 따라서, 상기와 같은 생활환경에서 보다 간편하고 효과적으로 식중독균을 검출할 수 있는 방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 가정, 급식소 또는 농식품 산업 현장 등의 일상적인 환경에서 손쉽게 유해 미생물을 검출 할 수 있는 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 간단한 배양 용기를 제공하여 유해 미생물을 검출 할 수 있는 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 유해 미생물 검출 시 시각적으로 유해 미생물의 존재 여부를 확인할 수 있는 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 유해 미생물 검출 시 유해 미생물의 농도를 확인할 수 있는 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 휴대하기 간편하고 사용하기 쉬운 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 유해 미생물 검출 시 검출된 데이터를 보관하며, 실시간 전송이 가능한 고감도 유해 미생물 검출 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 미생물을 배양하여 유해 미생물을 존재 여부를 검사하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고감도 유해 미생물 검출 장치는 내부 공간을 가지는 케이스와 미생물을 포함하는 시료가 담기는 시료 용기가 내측에 위치하며, 상기 미생물을 배양하는 공간을 제공하는 검사 용기와 상기 검사 용기에 미생물을 배양하기 위해 상기 내부 공간 또는 상기 검사 용기의 내부의 온도를 조절하는 온도 조절 부재와 그리고 상기 검사 용기에서 배양된 미생물 중 유해 미생물의 존재 여부를 검사하는 검사 부재를 포함하되 상기 검사 부재는 상기 검사 용기에 광을 조사하는 광원부와 상기 검사 용기를 통과한 광을 수광하여 상기 시료 용기의 상기 유해 미생물의 존재 여부를 확인하는 검사부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사 용기의 내측면에는 거울층이 위치하며 상기 거울층은 상기 광원부에서 조사된 상기 광을 반사시켜 상기 시료 용기 내부를 통과한 뒤 외부로 이동시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사 용기의 일면에는 상기 광원부에서 조사된 광이 상기 검사 용기의 내부로 유입되거나, 상기 검사 용기 내부의 상기 시료 용기를 통과한 상기 광이 외부로 유출되도록 관측홀이 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광원부의 광원은 LED 또는 LD 로 제공되며 상기 광원부에서 조사되는 광의 파장은 가시광선 영역 또는 자외선 영역의 파장을 포함하는 광일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가시광선 영역의 파장은 520 nm 내지 620 nm 을 포함하며, 상기 자외선 영역의 파장은 300 nm 내지 400 nm 을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사 용기는 투명한 재질로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 조절 부재는 상기 검사 용기의 거울층의 외측에 위치하며, 상기 시료 용기를 가열하는 열전도부와 상기 열전도부 및 상기 검사 용기의 외측벽 사이에 위치하며, 상기 열전부를 항온 조절하는 항온부와 상기 검사 용기의 내부에 설치되며, 상기 검사 용기 내부의 온도를 조절하는 온도 감지부와 그리고 상기 온도 감지부에서 감지된 상기 검사 용기의 내부 온도 정보를 전달 받아 상기 검사 용기 내부의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전도부는 상기 검사 용기를 감싸며 배치되는 실리콘 히터로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 조절 부재는 상기 케이스의 측벽을 감싸며 제공되는 케이스 가열부를 더 포함하며, 상기 케이스 가열부는 실리콘 히터로 제공될 수 있다.
일 실시 예예 따르면, 상기 온도 조절 부재는 상기 외부 용기의 하부에 위치하며, 상기 외부 용기 내에 가열 또는 냉각된 유체인 열전달 유체를 공급하는 열전달 유체 공급부와 상기 외부 용기의 내부에 설치되어 온도를 감지하는 내부 온도 감지부와 그리고 상기 내부 온도 감지부에서 감지된 상기 내부 용기의 내부 온도 정보를 전달 받아 상기 내부 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전달 유체 공급부는 열전달 유체를 가열 또는 냉각하도록 열전소자를 구비할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 열전달 유체 공급부에서 과가열 또는 과냉각된 상기 열전달 유체를 상기 내부 용기의 수용 부재 외부로 방출하는 송풍부를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 온도 제어부는 상기 내부 온도 감지부에서 전달받은 내부 온도 정보를 기초로 상기 열전달 유체의 온도를 기설정된 온도로 유지하도록 상기 열전달 유체를 가열 또는 냉각시키기 위채 상기 열유체 공급부를 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 고감도 미생물 검출 장치는 상기 검사 부재의 상기 검사 결과를 저장하고 전송하며, 상기 케이스의 내측에 위치하는 컨트롤러 부재를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러 부재는 데이터 수집부, 분석부, 저장부 및 송신부로 구성되는 IoT 모듈 형태로 제공될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광원부에서 조사되는 광의 경로와 상기 검사부로 입사되는 광의 경로가 이루는 각은 30 도 내지 60도 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검사 용기 내부에 거울층을 제공하여, 미생물을 통과한 광의 반사율을 높여 유해 미생물을 검출 감도를 높이고 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광원부와 검사부의 광의 각도를 조절하여 미생물을 통과한 광의 반사율을 높일 수 있으며, 이에 따라 유해 미생물 검출 감도를 높이고 정확하게 검사할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 다양한 장소에서 채취한 시료를 통해서 유해 미생물을 배양하여 검출할 수 있어 유해 미생물을 신속 용이하게 검출 할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 유해 미생물의 배양과 검출을 동시에 할 수 있어, 유해 미생물 검출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 고감도 유해 미생물 검출 장치는 차량의 운반 중 차량의 전원 장치와 연결하여 미생물을 배양할 수 있어, 실험 시간을 단축 할 수 있다.
또한, 본 발명에 일 실시 예에 의하면, 유해 미생물 검시 장치는 유ㆍ무선장치 및 모바일 연결이 가능한 장소에서 데이터 송신이 가능하며, 원격으로 상시 모니터링 할 수 있어 유해 미생물 검역에 대한 중앙통제를 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고감도 유해 미생물 검출 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 검사 용기 및 검사 부재를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 1의 검사 용기의 내부을 측벽을 보여주는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 고감도 유해 미생물 검출 장치를 사용하여 유해 미생물을 검사하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 도 1의 검사 용기의 내부 중 일부를 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 1의 케이스를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 조절 부재를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고감도 유해 미생물 검출 장치의 거울층이 존재하지 않는 않는 경우(가)와 거울층이 존재하는 경우(나)에 있어서 동일한 검사 부재에서 가시광선 (600 nm)영역에서 흡광도를 갖는 물질과 자외선 (365 nm)에서 형광을 나타내는 물질에 대한 반사율을 비교 측정한 결과를 보여주는 데이터이다. 또한, 각각 파장의 광학적 성질을 갖는 물질에 있어 광원부와 검사부가 이루는 각도에 따른 반사율 측정값의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 거울층이 존재하지 않는 경우와 거울층이 존재하는 경우의 반사율 분해능 및 신호증폭 효과를 비교하는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치를 이용한 유해 미생물 검출 방법의 원리를 설명하기 위한 거울층이 설치된 검사 용기에 조사된 광으로부터 검출된 광의 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Coli형 대장균의 생장곡선 및 생균수를 나타내는 그래프이다.
도 13은 Coli형 대장균의 생장에 따른 도 9에서 설명된 가)와 나)에서 측정된 반사율 데이터를 비교한 그래프이다.
도 14는 Coli형 대장균의 생균수와 도 9에서 설명된 가)와 나) 에서 측정된 반사율간의 상관성을 나타낸 표준곡선이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고감도 유해 미생물 검출 장치의 검사 용기의 배치와 검사 부재의 배치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 데이터 저장 및 무선 전송을 위한 IoT 모듈의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되게 도시된 부분도 있다. 또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)를 제공한다. 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)는 가정 급식소, 식당 또는 농식품 산업 현장 등의 일상적인 생활 환경에서 미생물을 검사 할 수 있는 장치이다. 본 발명의 검사 대상인 유해 미생물은 대장균뿐만 아니라 인간에게 병을 유발할 수 있는 미생물을 포함한다.
본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)는 작업자, 작업도구, 작업자의 장갑, 농산물, 종자, 농업 용수 및 식수 등 다양한 환경에서 시료를 채취할 수 있다. 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)는 채취된 시료를 시료 용기(20)에 넣어 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)로 배양할 수 있다. 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)는 배양된 유해 미생물을 광을 이용하여 검사하고자 하는 대상 미생물을 검출 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고감도 유해 미생물 검출 장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 검사 용기 및 검사 부재를 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 1의 검사 용기의 내부을 측벽을 보여주는 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 1의 고감도 유해 미생물 검출 장치를 사용하여 유해 미생물을 검사하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 6은 도 1의 검사 용기의 내부 중 일부를 보여주는 단면도이고, 도 7은 도 1의 케이스를 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 조절 부재를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)는 케이스(10), 시료 용기(20), 검사 용기(30), 온도 조절 부재(40), 검사 부재(60), 컨트롤러 부재(70), 배터리부(80) 그리고 전원 연결부(90)를 포함한다.
케이스(10)는 내부 공간을 가진다. 케이스(10)의 내부 공간에는 시료 용기(20), 검사 용기(30), 온도 조절 부재(40)의 일부 구성, 검사 부재(60), 컨트롤러 부재(70)그리고 배터리부(80)가 위치할 수 있다.
케이스(10)는 대체로 직육면체 형상을 제공될 수 있다. 케이스(10)는 상부가 개방된 형태로 제공될 수 있다. 케이스(10)의 상부는 개폐가 가능한 형태로 제공될 수 있다. 일 예로, 케이스(10)의 상부는 커버가 결합되어, 내부 공간을 개폐 할 수 있도록 제공될 수 있다.
케이스(10)에는 손잡이부(11)가 결합될 수 있다. 손잡이부(11)는 케이스(10)의 일측면 및 타측면에 결합되며, 회전 가능하도록 제공될 수 있다. 손잡이부(11)는 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)를 이동 시 사용자가 손으로 파지 할 수 있도록 제공될 수 있다.
시료 용기(20)는 내부에 공간을 가질 수 있다. 시료 용기(20)는 외부에서 채취된 시료를 보관 할 수 있다. 일 예로, 시료 용기(20)는 상부에 뚜껑을 가지는 병 형태로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 시료 용기(20)는 시료를 보관할 수 있는 공지의 용기 형태를 가지는 것이라면 제한없이 사용될 수 있다.
여기서, 시료는 전술한 바와 같이, 다양한 환경에서 채취한 시료일 수 있다.
시료 용기(20)는 후술하는 검사 용기(30)의 위치할 수 있다.
검사 용기(30)는 내부에 공간을 가질 수 있다. 검사 용기(30)의 내부 공간에는 시료 용기(20)가 위치할 수 있다. 시료 용기(20)에 보관된 시료는 검사 용기(30)의 내부에서 배양될 수 있다.
검사 용기(30)는 시료 용기(20)를 보관할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 도면에는 검사 용기(30)는 직육면체 형상으로 표현되었으나, 검사 용기(30)의 형상은 이에 한정되지 않는다.
검사 용기(30)는 투명한 재질로 제공될 수 있다. 검사 용기(30)의 일면에는 관측홀(31)이 형성될 수 있다. 관측홀(31)은 후술하는 검사 부재(60)에서 조사된 광이 유입되거나, 내부에서 반사된 광이 외부로 유출되는 통로로서 기능할 수 있다.
일 예로, 관측홀(31)은 원형의 형태로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 관측홀(31)은 빛이 통과할 수 있도록 다양한 형태로 제공될 수 있다.
검사 용기(30)의 내측면에는 거울층(33)이 제공될 수 있다. 거울층(33)은 후술하는 광원부(61)에서 공급된 광을 반사시켜 내부 용기의 시료를 통과할 수 있도록 할 수 있다.
거울층(33)은 검사 용기(30)의 4개의 내측면에 모두 제공될 수 있다. 일 예로, 거울층(33)은 산화 티타늄(Titanium oxide) 또는 금속성 반사체를 포함할 수 있다.
본 발명의 경우, 검사 용기(30)의 내측면에 거울층(33)을 제공하여 시료 용기(20) 내의 시료에서 발광되는 형광 또는 발색된 반사광이 30% 이상 검사부(63)로 제공되도록 할 수 있다. 이와는 달리, 내측면에 거울층(33)을 제공하지 않는 경우, 시료 용기(20) 내의 시료에서 발광되는 형광 또는 발색된 반사광이 5% 미만 검사부(63)로 제공된다. 즉, 본 발명은 거울층(33)을 제공하여 시료 내의 형광 또는 발색된 반사광을 검사부(63)로 보다 많이 제공하여 유해 미생물의 존재 여부를 더욱 정확하게 확인할 수 있다.
온도 조절 부재(40)는 검사 용기(30)의 내부 또는 케이스(10)의 내부 온도를 조절 할 수 있다.
온도 조절 부재(40)는 열전도부(41), 항온부(42), 온도 감지부(43), 온도 제어부(44) 그리고 케이스 가열부(45)를 포함한다.
열전도부(41)는 검사 용기(30)의 내측벽 중 거울층(33)과 외측벽(37)의 사이에 위치할 수 있다. 열전도부(41)는 시료 용기(20)를 가열 할 수 있다. 일 예로, 열전도부(41)는 실리콘 히터로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 열전도부(41)는 공지의 가열 장치로 제공될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
열전도부(41)는 후술하는 온도 감지부(43) 및 온도 제어부(44)를 통해서 기설정된 온도로 검사 용기(30) 내부의 온도를 유지하도록 작동할 수 있다.
항온부(42)는 열전도부(41)와 검사 용기(30)의 외측벽(37)의 사이에 위치할 수 있다. 검사 용기(30)의 측벽 중 내측에서 외측을 향하는 방향으로 거울층(33), 열전도부(41), 항온부(42) 그리고 외측벽(37)이 순차적으로 배치될 수 있다. 항온부(42)는 열전도부(41)에서 제공된 열이 외부로 빠져 나가지 않도록 단열재로 제공될 수 있다.
온도 감지부(43)는 검사 용기(30)의 내부에 위치할 수 있다. 온도 감지부(43)는 검사 용기(30) 내부의 온도를 감지하여 온도 제어부(44)로 온도 정보를 전달할 수 있다. 일 예로, 온도 감지부(43)는 온도 센서로 제공될 수 있다.
온도 제어부(44)는 케이스(10)에 배치될 수 있다. 온도 제어부(44)는 온도 감지부(43)에서 전달된 온도 정보를 기초로, 열전도부(41)의 가열 온도를 조절 할 수 있다. 일 예로, 온도 제어부(44)는 케이스(10)의 외부에 배치되는 표시부 및 조절 버튼으로 제공될 수 있다. 표시부에서는 검사 용기(30)의 내부 온도 또는 케이스(10)의 내부 온도를 표시해 주며, 설정 온도를 표시해 줄 수 있다. 조절 버튼은 가열 온도, 가열 시간, 가열 영역 등을 조절하도록 제공될 수 있다. 상술한 예와는 달리, 온도 제어부(44)는 검사 용기(30) 및 케이스(10) 내부 온도를 조절할 수 있는 공지의 장치로 제공될 수 있으며, 상술한 예로 한정되지 않는다.
케이스 가열부(45)는 케이스(10)를 가열 할 수 있다. 케이스 가열부(45)는 케이스(10)의 외측벽(37)을 감싸며 제공될 수 있다. 일 예로, 케이스 가열부(45)는 실리콘 히터로 제공될 수 있다. 케이스 가열부(45)는 온도 제어부(44)와 연결되어, 케이스(10) 내부 온도를 기설정된 온도로 유지하도록 가열 할 수 있다.
케이스(10) 내부에는 케이스(10) 내부 온도를 감지는 케이스 온도 감지부(43)(미도시)가 설치될 수 있다.
케이스 가열부(45)는 선택적으로 제공될 수 있다.
상술한 예와는 달리, 온도 조절 부재(50)는 열전달 유체 공급부(51), 하부 플레이트(55), 송풍부(54), 내부 온도 감지부(52) 그리고 온도 제어부(53)를 포함한다.
열전달 유체 공급부(51)는 열전달 유체를 검사 용기(30)의 내부로 공급할 수 있다. 일 예로 열유체는 공기로 제공될 수 있다. 일 예로 열전달 유체는 기설정된 온도로 가열 또는 냉각된 유체일 수 있다. 여기서, 기설정된 온도는 미생물의 종류에 따라서 설정된 적정 배양온도와 내부 온도 감지부(52)에서 감지된 검사 용기(30)의 내부 온도를 기준으로 정해진 온도 일 수 있다.
일 예로 미생물의 적정 배양 온도보다 검사 용기(30)의 내부 온도가 높은 경우, 기설정된 온도는 적정 배양 온도보다 낮게 설정될 수 있다. 이와는 달리, 미생물의 적정 배양 온도보다 검사 용기(30)의 내부 온도가 낮은 경우, 기설정된 온도는 적정 배양 온도보다 높게 설정될 수 있다. 선택적으로, 기설정된 온도는 적정 배양온도와 검사 용기(30)의 내부 온도가 동일한 경우 적정 배양온도와 동일한 온도 일 수 있다.
열전달 유체 공급부(51)는 검사 용기(30) 내에 위치할 수 있다. 일 예로, 열전달 유체 공급부(51)는 하부 플레이트(55)의 하부에 위치할 수 있다. 일 예로, 열전달 유체 공급부(51)는 열전소자를 가지어, 열유체를 가열 또는 냉각 할 수 있다. 일 예로, 열전소자는 펠티어 소자로 제공될 수 있다. 이와는 달리, 열전달 유체 공급부(51)는 열유체를 가열 또는 냉각 할 수 있는 공지의 장치로 제공될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
하부 플레이트(55)는 검사 용기(30)의 내부에 배치 될 수 있다. 하부 플레이트(55)의 상면에는 시료 용기가 위치할 수 있다. 하부 플레이트(55)는 열전달 유체 공급부(51)의 상부에 위치할 수 있다. 하부 플레이트(55)에는 유체홀(56)이 형성될 수 있다.
유체홀(56)은 열전달 유체 공급부(51)에서 가열 또는 냉각된 열유체가 통과하여 검사 용기(30)의 내부로 공급될 수 있다. 유체홀(56)은 하부 플레이트(55)에 복수개가 제공될 수 있다. 유체홀(56)은 검사 용기(30)와 검사 용기(30)의 내측 벽 사이에 위치하도록 제공될 수 있다.
송풍부(54)는 검사 용기(30)의 내부에 위치한다. 송풍부(54)는 하부 플레이트(55)의 하부에 배치될 수 있다. 송풍부(54)는 열전달 유체 공급부(51)에서 기설정된 온도로 유지된 열유체를 검사 용기(30)의 내부로 공급 할 수 있다. 일 예로, 송풍부(54)는 복수개의 팬을 가지는 장치로 제공될 수 있다. 일 예로, 복수개의 팬의 동작으로 하부 플레이트(55)의 유체홀(56)을 통해서 열유체를 공급할 수 있다. 열유체는 열전달 유체 공급부(51)를 통해서 가열 또는 냉각되며, 열 유체는 기설정된 온도 상태로 검사 용기(30)의 내부로 유입될 수 있다.
내부 온도 감지부(52)는 검사 용기(30)의 내부에 설치되어, 미생물의 배양 온도를 실시간으로 체크할 수 있다. 내부 온도 감지부(52)는 검사 용기(30)의 내측벽과 이격되어 설치될 수 있다. 일 예로, 내부 온도 감지부(52)는 하부 플레이트(55) 상에 설치될 수 있다. 일 예로, 내부 온도 감지부(52)는 온도 센서로 제공되어, 검사 용기(30)의 내부 온도를 측정할 수 있다.
온도 제어부(53)는 내부 온도 감지부(52)에서 전달된 내부 온도 정보를 정해서 검사 용기(30)의 내부 온도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 온도 제어부(53)는 미생물 배양에 필요한 설정 온도를 기준으로, 검사 용기(30)의 내부 온도가 하강 시 열전달 유체 공급부(51)를 동작시켜 열유체를 가열할 수 있다.
구체적으로, 온도 제어부(53)는 검사 용기(30)의 내부 온도가 적정 배양 온도 이하 일 경우, 열전달 유체 공급부(51)를 통해서 열유체를 가열하여 검사 용기(30)의 내부로 공급할 수 있다.
이와는 달리, 검사 용기(30)의 내부 온도가 상승 시 열전달 유체 공급부(51)를 동작시켜 열유체를 냉각 시킬 수 있다.
구체적으로, 온도 제어부(53)는 검사 용기(30)의 내부 온도가 적정 배양 온도 이상일 경우, 열전달 유체 공급부(51)를 통해서 열유체를 냉각하여 검사 용기(30)의 내부로 공급할 수 있다.
온도 제어부(53)는 케이스(10)의 일측면에 설치될 수 있다. 일 예로, 온도 제어부(53)는 표시부와 작동부를 가질 수 있다. 표시부는 내부 온도 감지부(52)에서 감지된 내부 온도를 표시할 수 있다. 작동부는 내부 온도의 설정 온도 값을 결정할 수 있다.
상술한 실시 예에서는 검사 용기(30)의 내부 온도를 실시간으로 감지하며, 가열 또는 냉각된 열유체를 공급할 수 있어, 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)의 내부 온도를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 내부의 온도가 과열 또는 과 냉각 되는 경우를 방지하여, 미생물의 안정적인 배양을 유도할 수 있다.
상술한 예와는 달리, 상술한 온도 제어 부재는 케이스의 내측 하부에 설치되어, 케이스(10)의 내부 공간의 온도를 제어할 수 있다.
상술한 예와는 달리, 온도 조절 부재는 검사 용기(30)의 내측벽, 케이스(10)의 외측벽, 또는 검사 용기(30)의 하부 또는 케이스(10)의 하부에 선택적으로 복수개 설치하여 검사 용기(30)의 내부 온도 또는 케이스(10)의 내부 온도를 조절할 수 있다.
검사 부재(60)는 광원부(61)와 검사부(63)를 포함한다.
광원부(61)는 검사 용기(30)의 외측에 위치할 수 있다. 광원부(61)는 검사 용기(30)의 관측홀(31)을 향하여 광을 조사할 수 있다. 광원부(61)는 기설정된 각도로 광을 조사할 수 있다. 일 예로, 광원부(61)에서 조사되는 광의 경로와 검사부(63)로 향하는 광의 경로가 이루는 각은 30도 내지 60도 일 수 있다.
일 예로, 광원부(61)의 광원은 LED 또는 LD 로 제공될 수 있다. 일 예로, 광원부(61)에서 조사되는 광의 파장은 가시광선 영역 및 자외선 영역의 파장을 포함하는 광일 수 있다. 일 예로, 가시광선 영역의 파장은 520 nm 내지 620 nm을 포함할 수 있다. 일 예로, 자외선 영역의 파장은 300 nm 내지 400nm 을 포함할 수 있다.
광원부(61)는 광원과 렌즈의 구성을 포함하여, 광을 검사 용기(30)의 내부로 조사할 수 있다.
검사부(63)는 관측홀(31)을 통해서 나오는 광을 수광할 수 있다. 광원부(61)에서 조사된 광은 검사 용기(30) 내부에서 거울 층을 통하여 반사될 수 있다. 반사되는 광은 시료 용기(20)의 시료를 관통할 수 있다. 이 후 반사된 광 중 일부는 관측홀(31)을 통하여 검사부(63)로 수광될 수 있다.
일 예로, 검사부(63)는 필터(64), 렌즈(65), 그리고 검사 센서(66)로 구성될 수 있다. 수광되는 광은 렌즈(65), 필터(64)를 순차적으로 통과한 뒤 검사 센서(66)로 유입될 수 있다.
검사부(63)는 유입되는 광을 분석하여 시료 내의 유해 미생물이 존재하는 지 여부를 검사할 수 있다. 일 예로, 시료 용기(20)에 시료를 넣을 때, 유해 미생물을 검출 할 수 있는 시약을 같이 넣을 수 있다. 시약은 유해 미생물이 있는 경우, 형광 또는 발광시키거나 발색시킬 수 있다. 광원부(61)에서 조사된 광은 유해 미생물을 통과하는 경우, 시료 용기(20)의 형광 또는 발색된 광이 반사된 후 검사부(63)로 유입되어 유해 미생물의 존재 여부를 확인할 수 있다.
검사부(63)는 PD(Photodiode) 또는 CCD(Charge-Coupled Device) 및 CMOS(Complementary metal-oxide semiconductor) 카메라를 포함할 수 있다. 검사부(63)의 검사 센서는 LED PD 또는CMOS sensor 로 제공될 수 있다.
컨트롤러 부재(70)는 검사 부재(60)의 검사 결과를 저장하고 전송할 수 있다. 컨트롤러 부재(70)는 케이스(10)의 내측에 위치할 수 있다. 컨트롤러 부재(70)는 데이터 수집부, 분석부, 저장부 및 송신부로 구성되는 IoT 모듈 형태로 제공될 수 있다.
도 16은 본 발명의 데이터 저장 및 무선 전송을 위한 IoT 모듈의 구성도이다.
도 16을 참고하면, 데이터 저장부는 데이터를 임시로 저장해 놓을 수 있다. 검사 부재(60)에서 측정된 데이터는 실시간을 데이터 저장부에 저장될 수 있다. 여기서 측정된 데이터라 함은 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)에서 측정된 측정치를 수치화한 데이터를 포함한다. 또한, 측정된 데이터는 실험 환경 신뢰성을 위한 실험 배양 환경의 온도, 경과시간, 배양진행중인 사진데이터, 장비ID, 현재 시간, 실험 장비 상태(정상, 비정상)등 제반 사항을 모두 포함할 수 있다.
일 예로, 데이터 저장부는 측정된 균체의 농도값은 특정 임계값으로 기준으로 측정 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 온도 및 습도, 위치 및 사용자 정보 등을 저장할 수 있다.
데이터 저장부의 데이터 저장 한계치가 있을 경우 주기를 설정하여 주기적으로 데이터를 저장 할 수 있다. 또한, 경고 또는 임계값 (Threshold)를 설정하여 중요한 정보의 데이터는 유실되지 않도록 저장 및 관리 할 수 있다.
데이터 저장부가 가득차 있으면 가장 오래된 것부터 삭제하여 저장하도록 할 수 있다. 본 실시 ?의 IoT 모듈의 전송부에서는 저장부로부터 데이터를 가져올 수 있다. 이 후, 미리 정해진 전송 규격으로 무선 또는 유선 상으로 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 전송이 완료된 저장부의 데이터는 삭제하여 저장 공간을 확보할 수 있다.
데이터 수신부에서는 정해진 패킷 데이터를 분석 하여 결과를 디스플레이부에 전송하거나 중앙 관제 센터의 빅데이터 저장소에 전송할 수 있다. 데이터 수신부에서 패킷데이터를 분석하여 실험 상태, 실험결과, 진행 상태, 미생물 검출 데이터를 실시간으로 모니터링을 진행 및 관리하며, 미생물 검사 데이터의 신뢰성을 높일 있다.
여기서 측정된 미생물 농도 데이터는 유ㆍ무선으로 전송할 수 있도록 변환하는 데이터 저장소 및 유ㆍ무선 출력(Out put) 컨트롤러를 포함 할 수 있다.
배터리부(80)는 외부의 전력을 공급 받아 저장할 수 있다. 배터리부(80)는 외부의 전력이 공급되지 않을 때, 저장된 전력을 이용하여 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)를 사용하도록 할 수 있다. 배터리부(80)는 케이스(10)의 내부에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예의 경우, 배터리부(80)가 제공되어, 외부의 전원이 없을 때에도 자체 저장 전력을 사용하여 유해 미생물을 검사할 수 있다. 이를 통해서, 다양한 환경에서 본 장치를 휴대하여 사용이 가능하여 사용하기 편리하다.
전원 연결부(90)는 외부의 전원과 연결될 수 있다. 전원 연결부(90)가 외부와 연결시 배터리부(80)를 충전 할 수 있으며, 동시에 고감도 유해 미생물 검출 장치(1)를 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 고감도 유해 미생물 검출 장치의 거울층이 존재하지 않는 않는 경우(가)와 거울층이 존재하는 경우(나)에 있어서 동일한 검사 부재에서 가시광선 (600 nm)영역에서 흡광도를 갖는 물질과 자외선 (365 nm)에서 형광을 나타내는 물질에 대한 반사율을 비교 측정한 결과를 보여주는 데이터이다. 또한, 각각 파장의 광학적 성질을 갖는 물질에 있어 광원부와 검사부가 이루는 각도에 따른 반사율 측정값의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 10은 거울층이 존재하지 않는 경우와 거울층이 존재하는 경우의 반사율 분해능 및 신호증폭 효과를 비교하는 그래프이고, 도 11은 본 발명의 고감도 유해 미생물 검출 장치를 이용한 유해 미생물 검출 방법의 원리를 설명하기 위한 거울층이 설치된 검사 용기에 조사된 광으로부터 검출된 광의 스펙트럼을 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Coli형 대장균의 생장곡선 및 생균수를 나타내는 그래프 이고, 도 13은 Coli형 대장균의 생장에 따른 도 9에서 설명된 가)와 나)에서 측정된 반사율 데이터를 비교한 그래프 이고, 도 14는 Coli형 대장균의 생균수와 도 9에서 설명된 가)와 나) 에서 측정된 반사율간의 상관성을 나타낸 표준곡선 이다.
도 9 내지 도 14를 참고하며, 본 발명의 실시 예의 경우, 검사 용기(30)의 내부에 거울층(33)을 제공하여, 검사부(63)에서 수광되는 반사광의 비율을 높여서 유해 미생물의 존재의 검사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 9와 같이, 광원부(61)와 검사부(63)의 각도 중 최적의 각도를 통해서 검사부(63)로 수광되는 광의 증폭 반사율을 높일 수 있다.
도 10의 경우, 거울층이 존재하지 않는 경우와 거울층이 존재하는 경우의 흡광도와 분해능 그리고 이에 따른 비반사 대비 반사율 개선 효과를 보여주는 그래프이다. 도 10을 참고하면, 거울층이 존재하는 경우, 거울층이 존재하지 않는 경우보다 흡광도 및 분해능의 수치가 낮게 나와 더 좋은 효과를 나타낸다. 또한. 이에 따른 반사율 개선 효과도 거울층이 존재하는 경우에 더 좋은 것으로 나타나고 있다.
또한, 도 11과 같이, 자외석 영역 및 가시광선 영역 중 초기 반사율이 높은 파장을 사용하여 유해 미생물 존재의 검사 효율을 최적화할 수 있다.
또한, 도 12 내지 도 14와 같이, 거울층(33)의 제공되는 경우 증폭 반사율이 높아 유해 미생물 검사 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 검사 용기 내부에 거울층을 제공하여, 미생물을 통과한 광의 반사율을 높여 유해 미생물을 검출 감도를 높이고 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 광원부와 검사부의 광의 각도를 조절하여 미생물을 통과한 광의 반사율을 높일 수 있으며, 이에 따라 유해 미생물 검출 감도를 높이고 정확하게 검사할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 다양한 장소에서 채취한 시료를 통해서 유해 미생물을 배양하여 검출할 수 있어 미생물을 신속 용이하게 검출 할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 유해 미생물의 배양과 검출을 동시에 할 수 있어, 유해 미생물 검출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 고감도 유해 미생물 검출 장치는 차량의 운반 중 차량의 전원 장치와 연결하여 미생물을 배양할 수 있어, 실험 시간을 단축 할 수 있다.
또한 본 발명에 일 실시 예에 의하면, 고감도 유해 미생물 검시 장치는 유ㆍ무선장치 및 모바일 연결이 가능한 장소에서 데이터 송신이 가능하며, 원격으로 상시 모니터링 할 수 있어 유해 미생물 검역에 대한 중앙통제를 가능하게 할 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 고감도 미생물 검출 장치 10: 케이스
11: 손잡이부 20: 시료 용기
30: 검사 용기 31: 관측홀
33: 거울층 37: 외측벽
40: 온도 조절 부재 41: 열전도부
42: 항온부 43: 온도 감지부
44: 온도 제어부 45: 케이스 가열부
60: 검사 부재 61: 광원부
63: 검사부 70: 컨트롤러 부재
80: 배터리부 90: 전원 연결부

Claims (16)

  1. 미생물을 배양하여 유해 미생물을 존재 여부를 검사하는 장치에 있어서,
    내부 공간을 가지는 케이스와;
    미생물을 포함하는 시료가 담기는 시료 용기가 내측에 위치하며, 상기 미생물을 배양하는 공간을 제공하는 검사 용기와;
    상기 검사 용기에 미생물을 배양하기 위해 상기 내부 공간 또는 상기 검사 용기의 내부의 온도를 조절하는 온도 조절 부재와; 그리고
    상기 검사 용기에서 배양된 미생물 중 유해 미생물의 존재 여부를 검사하는 검사 부재를 포함하되,
    상기 검사 부재는,
    상기 검사 용기에 광을 조사하는 광원부와;
    상기 검사 용기를 통과한 광을 수광하여 상기 시료 용기의 상기 유해 미생물의 존재 여부를 확인하는 검사부를 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사 용기의 내측면에는 거울층이 위치하며,
    상기 거울층은 상기 광원부에서 조사된 상기 광을 반사시켜 상기 시료 용기 내부를 통과한 뒤 외부로 이동시키는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검사 용기의 일면에는 상기 광원부에서 조사된 광이 상기 검사 용기의 내부로 유입되거나, 상기 검사 용기 내부의 상기 시료 용기를 통과한 상기 광이 외부로 유출되도록 관측홀이 형성되는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원부의 광원은 LED 또는 LD 로 제공되며,
    상기 광원부에서 조사되는 광의 파장은 가시광선 영역 또는 자외선 영역의 파장을 포함하는 광인 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가시광선 영역의 파장은 520 nm 내지 620 nm 을 포함하며,
    상기 자외선 영역의 파장은 300 nm 내지 400 nm 을 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검사 용기는 투명한 재질로 제공되는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절 부재는,
    상기 검사 용기의 거울층의 외측에 위치하며, 상기 시료 용기를 가열하는 열전도부와;
    상기 열전도부 및 상기 검사 용기의 외측벽 사이에 위치하며, 상기 열전부를 항온 조절하는 항온부와;
    상기 검사 용기의 내부에 설치되며, 상기 검사 용기 내부의 온도를 조절하는 온도 감지부와; 그리고
    상기 온도 감지부에서 감지된 상기 검사 용기의 내부 온도 정보를 전달 받아 상기 검사 용기 내부의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열전도부는 상기 검사 용기를 감싸며 배치되는 실리콘 히터로 제공되는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절 부재는 상기 케이스의 측벽을 감싸며 제공되는 케이스 가열부를 더 포함하며,
    상기 케이스 가열부는 실리콘 히터로 제공되는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 온도 조절 부재는,
    상기 외부 용기의 하부에 위치하며, 상기 외부 용기 내에 가열 또는 냉각된 유체인 열전달 유체를 공급하는 열전달 유체 공급부와;
    상기 외부 용기의 내부에 설치되어 온도를 감지하는 내부 온도 감지부와; 그리고
    상기 내부 온도 감지부에서 감지된 상기 내부 용기의 내부 온도 정보를 전달 받아 상기 내부 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열전달 유체 공급부는 열전달 유체를 가열 또는 냉각하도록 열전소자를 구비하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 열전달 유체 공급부에서 과가열 또는 과냉각된 상기 열전달 유체를 상기 내부 용기의 수용 부재 외부로 방출하는 송풍부를 더 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 내부 온도 감지부에서 전달받은 내부 온도 정보를 기초로 상기 열전달 유체의 온도를 기설정된 온도로 유지하도록 상기 열전달 유체를 가열 또는 냉각시키기 위채 상기 열유체 공급부를 제어하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고감도 미생물 유해 검출 장치는 상기 검사 부재의 상기 검사 결과를 저장하고 전송하며, 상기 케이스의 내측에 위치하는 컨트롤러 부재를 더 포함하는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러 부재는 데이터 수집부, 분석부, 저장부 및 송신부로 구성되는 IoT 모듈 형태로 제공되는 고감도 유해 미생물 검출 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광원부에서 조사되는 광의 경로와 상기 검사부로 입사되는 광의 경로가 이루는 각은 30 도 내지 60도 인 고감도 유해 미생물 검출 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102271188B1 (ko) 2019-12-13 2021-06-30 성균관대학교산학협력단 형광 이미징 기반 미생물 검출 장치 및 이의 제조방법
CN113403192B (zh) * 2021-06-16 2024-02-27 广东阳光生物科技有限公司 微生物检测装置、微生物检测系统以及微生物检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007046904A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Sanyo Electric Co Ltd 反応検出装置
KR100921917B1 (ko) * 2009-01-07 2009-10-15 대한민국 생물체의 인공광 효과 시험장치
KR20120116778A (ko) * 2011-04-13 2012-10-23 삼성테크윈 주식회사 바이오 진단장치
JP2017090576A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 オリンパス株式会社 観察装置、及び、観察方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4646716B2 (ja) * 2005-02-03 2011-03-09 三洋電機株式会社 微生物検出装置及び微生物検出用カセット

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007046904A (ja) * 2005-08-05 2007-02-22 Sanyo Electric Co Ltd 反応検出装置
KR100921917B1 (ko) * 2009-01-07 2009-10-15 대한민국 생물체의 인공광 효과 시험장치
KR20120116778A (ko) * 2011-04-13 2012-10-23 삼성테크윈 주식회사 바이오 진단장치
JP2017090576A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 オリンパス株式会社 観察装置、及び、観察方法

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