KR20230010321A - System for measuring organic matter caused by micro-organisms using fluorescence spectroscopy of continuous type, and method for the same - Google Patents

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KR20230010321A KR1020210090729A KR20210090729A KR20230010321A KR 20230010321 A KR20230010321 A KR 20230010321A KR 1020210090729 A KR1020210090729 A KR 1020210090729A KR 20210090729 A KR20210090729 A KR 20210090729A KR 20230010321 A KR20230010321 A KR 20230010321A
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Abstract

The present invention provides a measuring system for an organic matter caused by microorganisms using continuous fluorescence spectroscopy and a method thereof, which can characterize and quantify an organic matter caused by microorganisms which can be used as a biological index and monitor water quality by using and measuring the inherent fluorescence of tryptophan which is an amino acid associated with a microorganism activity which is an organic matter caused by underwater microorganisms by using continuous fluorescence spectroscopy to correspond to continuously supplied samples. Also, the population of colon bacillus can be calculated by using the fluorescent intensity of samples by using an excitation wavelength in a range of 270-290nm and an emission wavelength of 300nm or 350nm for tryptophan measurement. Also, the fluorescent intensity of tryptophan can be measured to calculate BOD5. The contamination of microorganisms can be indirectly monitored. Alarm information in accordance with a microorganism warning range can be generated and transmitted.

Description

연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법 {SYSTEM FOR MEASURING ORGANIC MATTER CAUSED BY MICRO-ORGANISMS USING FLUORESCENCE SPECTROSCOPY OF CONTINUOUS TYPE, AND METHOD FOR THE SAME}Microorganism-derived organic matter measurement system and method using a continuous fluorescence spectrometer

본 발명은 미생물 기인 유기물 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 연속형 형광분석장치(Fluorescence Spectroscopy)를 이용하여 수중의 미생물 기인 유기물을 측정함으로써, 미생물 기인 유기물을 특성화하여 정량화하는, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for measuring organic matter originating from microorganisms, and more particularly, to measure organic matter originating from microorganisms in water using a continuous fluorescence spectroscopy device, thereby characterizing and quantifying organic matter originating from microorganisms, continuous fluorescence analysis. It relates to a system for measuring organic matter caused by microorganisms using a device and a method therefor.

일반적으로, 수중에 존재하는 자연 유기물을 실시간으로 분석하는 방법으로는 UV254 흡광도 측정법과 총유기탄소(Total organic carbon: TOC) 측정법 등이 있으며, 이러한 UV254 흡광도 측정법과 총유기탄소(TOC) 측정법은 수중에 유기탄소원자의 존재를 정량화하는데 사용되는 가장 포괄적이고 광범위하게 채택된 방법이다.In general, methods for real-time analysis of natural organic matter present in water include a UV254 absorbance measurement method and a total organic carbon (TOC) measurement method. These UV254 absorbance measurement methods and TOC measurement methods are It is the most comprehensive and widely adopted method used to quantify the presence of organic carbon atoms in

구체적으로, 수중에 존재하는 자연수(Natural Water)에는 미생물 기인 단백질 및 유기물 기인 용존성 유기물이 존재하는데, UV254 흡광도 측정법과 총유기탄소 측정법은 용존성 기인 유기물의 측정에 적합하지만, 미생물 기인 유기물(Tryptophan-like; 트립토판)의 측정에는 적합하지 않다는 한계가 있다. 미생물 기인 유기물(트립토판)은 단백질 화합물의 형광 특성을 반영하는 값으로, 물에서 생물학적 활동의 지표로 사용된다. Specifically, in natural water that exists in water, there are proteins derived from microorganisms and dissolved organic matter caused by organic matter. The UV254 absorbance measurement method and the total organic carbon measurement method are suitable for measuring dissolved organic matter caused by microorganisms (tryptophan). -like; There is a limitation that it is not suitable for measuring tryptophan). Microorganism-derived organic matter (tryptophan) is a value that reflects the fluorescence properties of protein compounds and is used as an indicator of biological activity in water.

또한, 수중에 존재하는 미생물은 그 종류가 광범위하고 다양한 병원체로 이루어지며, 이러한 병원체는 환경에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라, 수중에 존재하는 각각의 특정 병원체를 정기적으로 격리하거나 식별하는 것은 실질적으로 가능하지 않다. 이에 따라, 종래의 기술에 따른 미생물 측정법은 단지 개체수 측정에 의존해 왔으며, 예를 들면, 오염에 대한 일반세균과 대장균의 개체수 검출에 의존하고 있다.In addition, microorganisms present in water are composed of a wide variety of pathogens, and these pathogens may vary depending on the environment. Accordingly, it is practically not possible to regularly isolate or identify each specific pathogen present in the water. Accordingly, microbiological measurement methods according to the prior art have only relied on population counts, for example, relying on detection of populations of general bacteria and Escherichia coli for contamination.

한편, 수중에 존재하는 미생물 오염의 평가는 궁극적으로 병원균의 존재와 관련이 있는데, 일반세균과 대장균을 이용한 방법은 성공적인 접근법으로 널리 알려져 있지만, 이러한 미생물의 측정은 통상적으로 1~2일의 시간이 소요되고, 측정 과정이 번거롭다는 한계가 있다. 특히, 소정 시간 이후 측정 결과를 획득한다고 해도 이미 미생물의 오염이 상당히 진행된 이후이기 때문에 잠재적 오염사고에 대해 신속한 대응이 어렵다는 문제점이 있다.On the other hand, the evaluation of microbial contamination present in water is ultimately related to the presence of pathogens. Methods using general bacteria and E. It is time-consuming and the measurement process is cumbersome. In particular, even if the measurement results are obtained after a predetermined time, it is difficult to quickly respond to potential contamination accidents because the contamination of microorganisms has already progressed significantly.

종래의 기술에 따른 미생물 수질 모니터링 방법으로서, 아데노신삼인산(Adenosine Tri-Phosphate: ATP)을 사용하는 방법이 있지만, 이를 위한 미생물 수질 모니터링 장비가 대부분 고가이며, 또한, 사용하는 시약이 비싸고 이러한 시약은 냉장 보관이 필수적이므로 시약 변질의 위험이 있다는 문제점이 있다.As a method for monitoring microbial water quality according to the prior art, there is a method using Adenosine Tri-Phosphate (ATP), but most of the microbial water quality monitoring equipment for this is expensive, and the reagents used are expensive, and these reagents are refrigerated. Since storage is essential, there is a problem in that there is a risk of reagent deterioration.

또한, 생화학적 산소요구량(Biochemical Oxygen Demand: BOD) 측정법은 미생물이 물에 존재하는 유기물을 분해하는 과정에서 사용되는 용존산소량 변화를 유기물의 양으로 간접적으로 측정하는 방법이다. 그러나, 이러한 BOD 측정법은 분석시간이 5일 이상 소요되며, 특히, 실험실 기반의 측정법이기 때문에 잠재적 오염사고에 대하여 신속한 대응이 적합하지 않다는 문제점이 있다.In addition, the biochemical oxygen demand (BOD) measurement method is a method of indirectly measuring the amount of dissolved oxygen used in the process of decomposing microorganisms present in water as the amount of organic matter. However, this BOD measurement method takes 5 days or more of analysis time, and in particular, since it is a laboratory-based measurement method, there is a problem in that a rapid response to potential contamination accidents is not suitable.

한편, 전술한 생화학적 산소요구량(BOD)과 관련된 선행 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1305993호에는 "유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명한다.On the other hand, as a prior art related to the biochemical oxygen demand (BOD) described above, Korean Patent Registration No. 10-1305993 discloses an invention entitled "Method for Measuring BOD Using Qualitative and Quantitative Analysis of Organic Matter", which is shown in FIG. Refer to and explain.

도 1은 종래의 기술에 따른 유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법을 나타내는 동작흐름도이다.1 is an operational flow chart showing a BOD measurement method using qualitative and quantitative analysis of organic matter according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법은, 먼저, 수질에 포함된 유기물의 통계분석을 수행한다(S10). 여기서, 유기물의 통계분석은 용존 유기탄소량(Biochemical Oxygen Demand: DOC), 전도도(Conductivity), 형광특성, 자외선 흡광도에 대한 통계분석일 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the BOD measurement method using qualitative and quantitative analysis of organic matter according to the prior art, first, a statistical analysis of organic matter contained in water quality is performed (S10). Here, the statistical analysis of organic matter may be statistical analysis of dissolved organic carbon (Biochemical Oxygen Demand: DOC), conductivity, fluorescence characteristics, and ultraviolet absorbance.

다음으로, 정성분석 및 정량분석을 기초로 상관식을 추출하고(S20), 다음으로, 추출된 상관식을 저장한다(S30).Next, a correlation equation is extracted based on qualitative analysis and quantitative analysis (S20), and then the extracted correlation equation is stored (S30).

다음으로, 측정하고자 하는 수질의 용존 유기탄소량(DOC), 전도도, 형광특성, 자외선 흡광도를 포함하는 변수를 측정한다(S40).Next, parameters including dissolved organic carbon (DOC), conductivity, fluorescence characteristics, and ultraviolet absorbance of the water quality to be measured are measured (S40).

다음으로, 측정된 변수를 상관식에 대입하여 BOD를 결정한다(S50). 여기서, 생화학적 산소 요구량(BOD)은 산소를 호흡하는 미생물이 5일 동안 유기물을 섭취할 때 필요한 산소량을 의미한다.Next, BOD is determined by substituting the measured variables into the correlation equation (S50). Here, the biochemical oxygen demand (BOD) means the amount of oxygen required when microorganisms that breathe oxygen ingest organic matter for 5 days.

종래의 기술에 따른 유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법에 따르면, 유기 물질의 정량분석 및 정성분석을 통해 수질의 BOD를 측정할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 분석시간이 5일 이상 소요된다는 문제점이 있다.According to the BOD measurement method using qualitative and quantitative analysis of organic substances according to the prior art, BOD of water quality can be measured through quantitative and qualitative analysis of organic substances, but as described above, it takes more than 5 days for analysis. There is a problem.

한편, 관련 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1735464호에는 "유기물의 존재 또는 생물의 생사 측정 장치 및 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2를 참조하여 설명한다.On the other hand, as a related technology, Korean Patent Registration No. 10-1735464 discloses an invention titled "Apparatus and method for measuring the existence of organic matter or life and death of living things", which will be described with reference to FIG. 2 .

도 2는 종래의 기술에 따른 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 생사 측정 장치의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a life and death measuring device for measuring the existence of organic matter or the life and death of living things according to the prior art.

도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 생사 측정 장치(10)는, 적외선 흡수흡광 분석을 통해 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 장치로서, 적외선 광원(11), 시료 용기(12), 단색화 장치(13), 적외선 검출부(14), 판정부(15), 기록부(16), 판정부(17) 및 주사모터(18)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , a life and death measuring device 10 for measuring the existence of organic matter or the life and death of living things according to the prior art is a device for measuring the existence of organic matter or the life and death of living things through infrared absorption and absorption analysis, and is an infrared light source. (11), a sample container 12, a monochromator 13, an infrared detection unit 14, a determination unit 15, a recording unit 16, a determination unit 17, and a scanning motor 18.

적외선 광원(11)은 시료용기(12)에 담긴 시료에 분광분석용 적외선(19)을 조사하고, 적외선 검출부(14)는 시료에서 투과 또는 반사된 적외선을 검출한다.The infrared light source 11 irradiates the sample contained in the sample container 12 with infrared rays 19 for spectroscopic analysis, and the infrared detector 14 detects infrared rays transmitted or reflected from the sample.

판정부(15)는 검출된 적외선을 이용하여 시료의 아미드(Amid) 적외선 흡수 피크를 식별하고, 상기 식별된 아미드 적외선 흡수 피크로부터 시료 내 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 판단한다. 즉, 아미드 적외선 흡수 피크의 존재 여부로 시료 내 유기물의 존재를 판단하고, 아미드 적외선 흡수 피크의 파수값의 이동으로 시료 내 생물의 생사를 판단할 수 있다. 이때, 아미드 적외선 흡수 피크는 단백질의 아미드 Ⅰ, 아미드 Ⅱ 및 아미드 Ⅲ의 적외선 흡수 피크 중 적어도 하나일 수 있다.The determination unit 15 identifies an amide infrared absorption peak of the sample using the detected infrared rays, and determines the existence of an organic substance in the sample or the life or death of an organism from the identified amide infrared absorption peak. That is, the presence or absence of an amide infrared absorption peak determines the existence of an organic substance in a sample, and the life or death of an organism in a sample can be determined by a shift in the wave number of the amide infrared absorption peak. In this case, the amide infrared absorption peak may be at least one of the infrared absorption peaks of amide I, amide II, and amide III of the protein.

단색화 장치(13)는 적외선 광원(11)에서 방출된 빛을 한정된 영역의 파장으로 분산시키고, 특정한 파장의 복사선만을 선택적으로 적외선 검출부(14)에 도달하게 한다.The monochromator 13 disperses light emitted from the infrared light source 11 into a limited range of wavelengths, and selectively allows only radiation of a specific wavelength to reach the infrared detector 14 .

기록부(16)는 적외선 검출부(14)로부터 얻은 투과율(Transmittance)을 측정하여 기록하고, 표시부(17)는 적외선 검출 스펙트럼을 표시한다.The recording unit 16 measures and records the transmittance obtained from the infrared detection unit 14, and the display unit 17 displays the infrared detection spectrum.

주사모터(18)는 단색화 장치(13) 및 기록부(16)와 연결된 상태로 파장의 변화에 맞게 일치시킨다.The scan motor 18 is connected to the monochromator 13 and the recording unit 16 and matches them according to the change in wavelength.

종래의 기술에 따른 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 생사 측정 장치에 따르면, 적외선흡수 분광분석을 이용하여 간단한 측정 과정을 통해 시약을 사용하지 않고, 측정이 간단하며, 정량화가 가능하고, 동일 시료의 세포 또는 조직의 존재 여부 및 생사 변화 과정을 연속적으로 측정할 수 있다.According to the prior art life and death measuring device for measuring the existence of organic matter or the life and death of living things, the measurement is simple and quantifiable without the use of reagents through a simple measurement process using infrared absorption spectroscopy, and the same The presence or absence of cells or tissues in the sample and the process of life and death change can be continuously measured.

하지만, 종래의 기술에 따른 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 생사 측정 장치의 경우, 아미드 적외선 흡수 피크의 존재 여부로 생물 시료 내 유기물의 존재를 판단하는 방법이므로, 수중의 유기물 측정에 적합하지 않다는 한계가 있다.However, in the case of a life and death measuring device for measuring the presence or death of organic matter according to the prior art, it is a method of determining the presence of organic matter in a biological sample by the presence or absence of an amide infrared absorption peak, so it is not suitable for measuring organic matter in water There is a limit that no

한편, 다른 관련 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1865587호에는 "수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치 및 방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, as another related technology, Korean Patent Registration No. 10-1865587 discloses an invention titled "apparatus and method for monitoring microbial harmfulness in real time in water quality", which will be described with reference to FIG. 3 .

도 3은 종래의 기술에 따른 수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치의 구성도이다.Figure 3 is a block diagram of a real-time monitoring device for microbial harmfulness in water quality according to the prior art.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치는, 제1 측정모듈(20), 제2 측정모듈(30) 및 분석모듈(40)을 포함하며, 상기 분석모듈(40)은 다중회귀식 저장 DB(41), 연산 프로세스부(42), 기준치 초과 판단부(43) 및 송신부 (44)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , a real-time monitoring device for microbial harmfulness in water quality according to the prior art includes a first measurement module 20, a second measurement module 30, and an analysis module 40, and the analysis module 40 ) includes a multiple regression storage DB 41, a calculation processing unit 42, a reference value excess determination unit 43, and a transmission unit 44.

제1 측정모듈(20)은 질내의 특정 미생물을 배지에서 배양한 후, 형성된 특정 미생물 콜로니수를 측정한다.The first measurement module 20 measures the number of specific microbial colonies formed after culturing specific microorganisms in the vagina in a culture medium.

제2 측정모듈(30)은 유동세포계수법(Flow Cytometry: FCM)으로 수질내 전체 미생물의 군집 분포 특성치를 측정한다.The second measurement module 30 measures the community distribution characteristics of all microorganisms in the water quality by flow cytometry (FCM).

분석모듈(40)은 제1 측정모듈(20) 및 제2 측정모듈(30)로부터 측정값을 수신하여 통계적 분석기법을 이용하여 수질내 특정 미생물의 정량적인 양을 실시간으로 추정한다. 구체적으로, 분석모듈(40)의 연산프로세스부(42)는 다중회귀식 저장 데이터베이스(41)에 저장된 다중 회귀식을 이용하여 수질내 특정 미생물의 정량적인 양을 연산하고, 또한, 분석모듈(40)의 기준치초과 판단부(43)는 추정된 특정 미생물의 정량적인 양이 기설정된 유해성 기준치의 초과 여부를 판단하고, 또한, 분석모듈(40)의 송신부(44)는 유해성 기준치를 초과하면, 무선통신으로 음성, 이미지, 텍스트 중 적어도 하나의 정보를 기지정된 단말에 송신하는 기능을 수행한다.The analysis module 40 receives measurement values from the first measurement module 20 and the second measurement module 30 and estimates the quantitative amount of a specific microorganism in the water quality in real time using a statistical analysis technique. Specifically, the calculation process unit 42 of the analysis module 40 calculates the quantitative amount of a specific microorganism in the water quality using a multiple regression equation stored in the multiple regression equation storage database 41, and furthermore, the analysis module 40 ) of the standard value determination unit 43 determines whether the quantitative amount of the estimated specific microorganism exceeds a predetermined harmfulness standard value, and also, the transmitter 44 of the analysis module 40 exceeds the harmfulness standard value, wireless It performs a function of transmitting at least one of voice, image, and text information to a predetermined terminal through communication.

종래의 기술에 따른 수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치에 따르면, 수질내 미생물의 유해성을 신속하게, 실시간으로 모니터링하고, 실시간 모니터링을 위해 수분 이내에 미생물 군집분포 특성을 파악할 수 있는 유동세포계수법(FCM)을 활용하며, 유동세포계수법의 측정값과 배양방법에 의한 측정값의 상관성을 도출하여 특정 미생물의 정량적인 양을 추정할 수 있다.According to the real-time monitoring device for microbial hazards in water quality according to the prior art, flow cytometry (FCM) is used to quickly and in real time monitor the harmfulness of microorganisms in water quality, and to determine the characteristics of microbial community distribution within minutes for real-time monitoring. It is possible to estimate the quantitative amount of a specific microorganism by deriving the correlation between the measured value of flow cytometry and the measured value by the culture method.

하지만, 종래의 기술에 따른 수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치의 경우, 제1 측정모듈(20)의 배양방법에 의한 측정값의 제2 측정모듈(30)의 유동세포계수법(FCM)의 측정값의 상관성을 도출해야 하는 번거로움이 존재한다.However, in the case of a real-time monitoring device for microbial harmfulness in water quality according to the prior art, the measurement value by the culture method of the first measurement module 20 is the value of the flow cytometry (FCM) measurement value of the second measurement module 30. There is a hassle of deriving the correlation.

한편, 또 다른 관련 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-2150025호에는 "수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 센서 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 4를 참조하여 설명한다.On the other hand, as another related technology, Korean Patent Registration No. 10-2150025 discloses an invention titled "Real-time detection sensor device for target microorganisms in tap water", which will be described with reference to FIG. 4 .

도 4는 종래의 기술에 따른 센서 장치를 포함하는 수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 시스템의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a system for detecting target microorganisms in real time in tap water including a sensor device according to the prior art.

도 4를 참조하면, 종래의 기술에 따른 센서 장치를 포함하는 수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 시스템은, 미생물 검출부(50), 통신부(60), 데이터 저장부(70) 및 판단부(80)를 포함한다.Referring to FIG. 4 , a system for detecting target microorganisms in real time in tap water including a sensor device according to the prior art includes a microorganism detection unit 50, a communication unit 60, a data storage unit 70, and a determination unit 80. do.

목표 미생물을 검출하는 미생물 검출부(50) 상에 미생물 안착부(51) 및 신호 인식부가 구비되고, 상기 신호 인식부 상에 수열합성부 및 신호 교란 차단부(52)가 구비되어, 상기 미생물 안착부(51)에서 발생하는 전기화학적 반응을 임피던스 신호 값으로 검지하여 목표 미생물을 측정 또는 검출한다. 이때, 상기 미생물은 박테리아, 대장균 등을 포함하며, 이에 제한되지 않는다.A microorganism loading unit 51 and a signal recognition unit are provided on the microorganism detection unit 50 that detects target microorganisms, and a hydrothermal synthesis unit and a signal disturbance blocking unit 52 are provided on the signal recognition unit, so that the microorganism seating unit The electrochemical reaction occurring in (51) is detected as an impedance signal value to measure or detect the target microorganism. At this time, the microorganisms include bacteria, Escherichia coli, etc., but are not limited thereto.

또한, 기판 상에 구비되는 미생물 검출부(50)는 이산화규소 웨이퍼(SiO2 Wafer)로 구성되며, 상기 미생물 검출부(50)의 중앙부에 미생물 안착부(51)가 형성되고, 미생물 안착부(51)의 둘레를 따라 신호 인식부가 형성된다.In addition, the microorganism detection unit 50 provided on the substrate is composed of a silicon dioxide wafer (SiO 2 Wafer), and a microorganism seating unit 51 is formed at the center of the microorganism detection unit 50, and the microorganism seating unit 51 A signal recognition unit is formed along the circumference of.

종래의 기술에 따른 센서 장치를 포함하는 수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 시스템에 따르면, 수돗물 내 기준치 이하로 검측되거나 또는 검측이 되지 않더라도 활성이 있는 세균 또는 미생물을 실시간으로 검지 및 검출할 수 있다.According to the system for detecting target microorganisms in real time in tap water including a sensor device according to the prior art, bacteria or microorganisms that are detected below a standard value or are not detected in tap water can be detected and detected in real time.

하지만, 종래의 기술에 따른 센서 장치를 포함하는 수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 시스템의 경우, 미생물 안착부에서 발생하는 전기화학적 반응을 임피던스 신호값으로 검지하여 목표 미생물을 측정 또는 검출해야 한다는 한계가 있다.However, in the case of a real-time detection system for target microorganisms in tap water including a sensor device according to the prior art, there is a limitation in that the target microorganisms must be measured or detected by detecting the electrochemical reaction occurring in the microorganism accommodation unit with an impedance signal value.

한편, 수중의 유기물 및 미생물 매트릭스를 특징짓는 것은 안전한 용수 공급의 핵심 문제이므로, 특히, 급수 시스템에서 용수 품질의 지속적인 분석을 가능하게 하는 미생물 수질 변화의 편리한 측정지표를 제공할 수 있는 기술의 개발이 시급한 실정이다.On the other hand, characterizing the organic and microbial matrices in water is a key issue for safe water supply, so the development of technologies that can provide convenient metrics of microbial water quality changes that enable continuous analysis of water quality, especially in water supply systems, is essential. It is an urgent situation.

대한민국 등록특허번호 제10-1305993호(등록일: 2013년 9월 3일), 발명의 명칭: "유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법"Republic of Korea Patent Registration No. 10-1305993 (registration date: September 3, 2013), title of invention: "Method for measuring BOD using qualitative and quantitative analysis of organic matter" 대한민국 등록특허번호 제10-1735464호(등록일: 2017년 5월 8일), 발명의 명칭: "유기물의 존재 또는 생물의 생사 측정 장치 및 방법"Republic of Korea Patent Registration No. 10-1735464 (registration date: May 8, 2017), title of invention: "Apparatus and method for measuring the existence of organic matter or life and death of organisms" 대한민국 등록특허번호 제10-1865587호(등록일: 2018년 6월 1일), 발명의 명칭: "수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치 및 방법"Republic of Korea Patent Registration No. 10-1865587 (registration date: June 1, 2018), title of invention: "Apparatus and method for real-time monitoring of microbial hazards in water quality" 대한민국 등록특허번호 제10-2150025호(등록일: 2020년 8월 25일), 발명의 명칭: "수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 센서 장치"Republic of Korea Patent Registration No. 10-2150025 (registration date: August 25, 2020), title of invention: "Sensor device for real-time detection of target microorganisms in tap water" 대한민국 등록특허번호 제10-972454호(등록일: 2010년 7월 20일), 발명의 명칭: "미생물 형광특성을 이용한 수질 내 미생물 측정용 프로브"Republic of Korea Patent Registration No. 10-972454 (registration date: July 20, 2010), title of invention: "Probe for measuring microorganisms in water quality using microbial fluorescence"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 연속적으로 공급되는 시료에 대응하도록 연속형 형광분석장치(Fluorescence Spectroscopy)를 이용하여 수중의 미생물 기인 유기물을 측정함으로써, 미생물 기인 유기물을 특성화하여 정량화하고 수질을 실시간 모니터링할 수 있는, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention for solving the above problems is to characterize the organic matter caused by microorganisms by measuring the organic matter caused by microorganisms in water using a continuous fluorescence spectroscopy to correspond to the continuously supplied sample. It is to provide a system and method for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer capable of quantifying and monitoring water quality in real time.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산 유기물인 트립토판 측정을 위해서 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 시료의 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있는, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to measure the fluorescence intensity of a sample using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm to measure tryptophan, an amino acid organic substance related to microbial activity. It is to provide a microorganism-derived organic matter measuring system and method using a continuous fluorescence spectrometer capable of calculating the population of Escherichia coli by doing so.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 생물학적 지표로 사용하고 있는 BOD5를 산출할 수 있는, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 아미노산 유기물인 트립토판 측정하여, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to measure tryptophan, an organic amino acid, using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm, which can calculate BOD5 used as a biological indicator. Thus, it is to provide a system and method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 연속적으로 트립토판 형광강도를 측정하여 미생물의 오염을 간접적으로 모니터링할 수 있으며, 미생물 경고 범위에 따른 알람정보를 생성하여 전송할 수 있는, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a continuous fluorescence analysis device capable of indirectly monitoring microbial contamination by continuously measuring tryptophan fluorescence intensity and generating and transmitting alarm information according to the microbial warning range. It is to provide a system and method for measuring organic matters caused by microorganisms.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템은, 형광분석에 영향이 없는 유속으로 공급될 수 있도록 시료를 연속 공급하는 시료 공급부; 상기 시료 공급부로부터 연속 공급되는 시료를 측정하여 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 또는 BOD5 농도를 산출하고, 알람정보를 생성하는 연속형 형광분석 장치; 및 상기 연속형 형광분석장치의 무선통신모듈을 통해 전송되는 상기 알람정보를 수신하는 관리자 단말을 포함하되, 상기 연속형 형광분석 장치는 미생물 기인 유기물을 트립토판(Tryptophan) 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 소정 범위의 여기파장과 특정 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정하고, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출하며, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출하는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above-described technical problem, the system for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to the present invention includes a sample supply unit for continuously supplying samples so that they can be supplied at a flow rate that does not affect fluorescence analysis; a continuous type fluorescence analyzer for measuring samples continuously supplied from the sample supplier, calculating tryptophan concentration, E. coli population, or BOD5 concentration according to fluorescence intensity, and generating alarm information; And a manager terminal for receiving the alarm information transmitted through a wireless communication module of the continuous fluorescence analyzer, wherein the continuous fluorescence analyzer measures organic matter derived from microorganisms by fluorescence intensity representing tryptophan concentration, , Measure tryptophan fluorescence intensity according to a predetermined range of excitation wavelength and specific emission wavelength, calculate tryptophan concentration according to the tryptophan fluorescence intensity, and calculate E. coli population and BOD5 concentration from the calculated tryptophan concentration.

여기서, 상기 시료 공급부는 시료공급펌프의 자동 제어에 의해 상기 연속형 형광분석장치에 의한 형광 분석에 영향이 없는 유속으로 시료를 연속 주입할 수 있다.Here, the sample supply unit can continuously inject the sample at a flow rate that does not affect the fluorescence analysis by the continuous fluorescence analyzer by automatically controlling the sample supply pump.

여기서, 상기 연속형 형광분석 장치는, 상기 시료 공급부로부터 연속 공급되는 시료에 대해 형광강도를 측정하는 연속형 시료 측정부; 상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도로 산출하는 형광강도 분석부; 대장균 개체수 범위에 따라 알람 여부를 결정하여 알람정보를 생성하는 알람정보 생성부; 및 상기 알람정보를 관리자 단말에게 무선으로 전송하는 무선통신모듈를 포함할 수 있다.Here, the continuous fluorescence analysis device includes: a continuous sample measurement unit for measuring fluorescence intensity of samples continuously supplied from the sample supply unit; a fluorescence intensity analysis unit that calculates tryptophan concentration, E. coli population, and BOD5 concentration according to the fluorescence intensity; an alarm information generation unit that determines whether or not to alarm according to the range of E. coli populations and generates alarm information; and a wireless communication module wirelessly transmitting the alarm information to a manager terminal.

여기서, 상기 연속형 시료 측정부는, 광원 및 여기 단색화장치를 포함하고, 광원인 자외선 발광다이오드를 사용하여 광을 조사하고, 상기 여기 단색화장치를 통해, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장을 발생시키며, 상기 시료 공급부를 통해 공급되는 시료 상에 광원을 입사하는 여기파장 발생기; 방출 단색화장치 및 검출기를 포함하고, 상기 시료로부터 반사되는 광으로부터 특정 방출파장을 연속적으로 검출하되, 상기 방출 단색화장치인 밴드패스 필터가 300㎚ 또는 350㎚의 특정 방출파장을 통과시키면, 소형 분광기나 광다이오드와 같은 검출기를 사용하여 상기 특정 방출파장의 광을 검출하는 방출파장 검출기; 및 상기 방출파장 검출기의 검출기를 통해 검출된 방출파장을 형광강도로 변환하는 형광강도 변환부를 포함할 수 있다.Here, the continuous sample measurement unit includes a light source and an excitation monochromator, irradiates light using an ultraviolet light emitting diode as a light source, generates an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm through the excitation monochromator, , an excitation wavelength generator for incident light on the sample supplied through the sample supply unit; It includes an emission monochromator and a detector, and continuously detects a specific emission wavelength from light reflected from the sample, but when the emission monochromator, a band pass filter, passes a specific emission wavelength of 300 nm or 350 nm, a small spectrometer or an emission wavelength detector for detecting light of the specific emission wavelength using a detector such as a photodiode; And it may include a fluorescence intensity conversion unit for converting the emission wavelength detected through the detector of the emission wavelength detector into fluorescence intensity.

여기서, 상기 여기파장 발생기 및 상기 방출파장 검출기는 90도 각도로 설치되고, 광섬유로 연결될 수 있다.Here, the excitation wavelength generator and the emission wavelength detector may be installed at an angle of 90 degrees and connected through an optical fiber.

여기서, 상기 형광강도 분석부는, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 측정된 형광강도로부터 트립토판 농도를 산출하는 트립토판 농도 산출부; 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출하는 대장균 개체수 산출부; 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 BOD5 농도를 산출하는 BOD5 결정부; 및 트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크 위험 범위인 기준값과 비교하여 수질 리스크를 판정하는 수질 리스크 판정부를 포함할 수 있다.Here, the fluorescence intensity analysis unit, a tryptophan concentration calculator for calculating the tryptophan concentration from the fluorescence intensity measured according to the excitation wavelength in the range of 270 nm ~ 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm; E. coli population calculation unit for calculating the E. coli population by measuring the fluorescence intensity representing the tryptophan concentration according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm; a BOD5 determining unit for calculating a BOD5 concentration by measuring fluorescence intensity indicating a tryptophan concentration according to an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm; and a water quality risk determiner configured to determine a water quality risk by comparing values calculated based on the tryptophan concentration and the number of E. coli populations with a reference value, which is an E. coli risk risk range.

여기서, 상기 트립토판 농도 산출부에서 산출되는 트립토판 농도는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)

Figure pat00001
a]로 주어지며, a는 비례계수로서, 상기 a값은 UVLED 광원의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.Here, the tryptophan concentration calculated by the tryptophan concentration calculation unit is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00001
a], where a is a proportionality coefficient, and the a value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source.

여기서, 상기 연속형 형광분석장치는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출하되, 상기 대장균 개체수는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]

Figure pat00002
b]로 주어지며, b는 비례계수로서, 상기 b값은 UVLED 광원의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.Here, the continuous fluorescence analyzer measures and calculates the E. coli population by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm, but the E. coli population is [(270 nm to 290 nm). fluorescence intensity at an excitation wavelength of nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00002
b], b is a proportionality coefficient, and the b value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source.

여기서, 상기 대장균 개체수 산출부에서 산출되는 대장균 개체수는 [(트립토판 농도)

Figure pat00003
c]로 주어지며, c는 비례계수로서, 상기 c값은 UVLED 광원의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.Here, the E. coli population calculated by the E. coli population calculation unit is [(tryptophan concentration)
Figure pat00003
c], c is a proportionality coefficient, and the c value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source.

여기서, 상기 BOD5 결정부에서 산출되는 BOD5 농도는 [(트립토판 농도)

Figure pat00004
d + e]로 주어지며, 이때, d 및 e는 비례게수로서, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.Here, the BOD5 concentration calculated in the BOD5 determination unit is [(tryptophan concentration)
Figure pat00004
d + e], where d and e are proportional coefficients, and the d and e values may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source.

여기서, 상기 알람정보 생성부에서 대장균 리스크 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖는 "안전함", 0~1 개체수/100㎖ 범위는 "약간 안전함", 1~10 개체수/100㎖ 범위는 "약간 위험함", 10~100 개체수/100㎖ 범위는 "위험함", 100 이상의 개체수/100㎖는 "매우 위험함"으로 알람정보를 생성할 수 있다.Here, the E. coli risk range in the alarm information generating unit is "safe" for 0 objects/100ml, "slightly safe" for 0 to 1 object/100ml, and "slightly safe" for 1 to 10 objects/100ml according to the number of objects. Alarm information may be generated as "slightly dangerous", 10 to 100 objects/100ml as "dangerous", and 100 or more objects/100ml as "very dangerous".

여기서, 상기 알람정보 생성부는 상기 트립토판 농도가 10㎍/L 이상이면 미생물에 의한 오염을 간접적으로 표시할 수 있도록 대장균 개체수를 산출하여 알람정보를 생성할 수 있다.Here, the alarm information generating unit may generate alarm information by calculating the number of Escherichia coli populations to indirectly indicate contamination by microorganisms when the tryptophan concentration is 10 μg/L or more.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법은, 연속형 시료 측정부, 형광강도 분석부, 알람정보 생성부 및 무선통신모듈를 구비한 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에 있어서, a) 연속 공급되는 시료의 유량 및 연속형 시료 측정부의 광원 세기가 고정되도록 설정하는 단계; b) 상기 연속형 시료 측정부의 여기파장 발생기가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 방출파장 검출기가 특정 방출파장을 검출하도록 설정하는 단계; c) 시료 공급부가 상기 연속형 시료 측정부로 시료를 연속 공급하는 단계; d) 상기 연속형 시료 측정부가 상기 연속적으로 공급되는 시료를 측정하여, 검출된 방출파장으로부터 형광강도로 변환하는 단계; e) 상기 형광강도분석부가 상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 각각 산출하는 단계; f) 상기 형광강도분석부가 기설정된 트립토판 기준값, 대장균 개체수 기준값과 각각 비교하여 수질 리스크를 판정하는 단계; g) 상기 알람정보 생성부가 수질 리스크 판정결과에 따른 알람정보를 생성하는 단계; 및 h) 상기 무선통신모듈을 통해 관리자 단말에게 알람정보를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 연속형 형광분석 장치는 미생물 기인 유기물을 트립토판(Tryptophan) 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 소정 범위의 여기파장과 특정 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정하고, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출하며, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출할 수 있는 것을 특징으로 한다.On the other hand, as another means for achieving the above-described technical problem, the method for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to the present invention includes a continuous sample measuring unit, a fluorescence intensity analysis unit, an alarm information generating unit and wireless communication A method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer having a module, the method comprising the steps of: a) setting the flow rate of a continuously supplied sample and the intensity of a light source of a continuous sample measuring unit to be fixed; b) setting the excitation wavelength generator of the continuous sample measurement unit to generate an excitation wavelength within a predetermined range and the emission wavelength detector to detect a specific emission wavelength; c) continuously supplying a sample to the continuous sample measurement unit by a sample supply unit; d) measuring the continuously supplied sample by the continuous sample measuring unit and converting the detected emission wavelength into fluorescence intensity; e) calculating a tryptophan concentration, an E. coli population, and a BOD5 concentration according to the fluorescence intensity by the fluorescence intensity analyzer; f) determining a water quality risk by comparing the fluorescence intensity analysis unit with a preset tryptophan reference value and an E. coli population reference value; g) generating alarm information according to a water quality risk determination result by the alarm information generation unit; and h) transmitting alarm information to an administrator terminal through the wireless communication module, wherein the continuous fluorescence analysis device measures the organic matter derived from microorganisms by fluorescence intensity representing a tryptophan concentration, and excitation within a predetermined range is performed. It is characterized in that the tryptophan fluorescence intensity is measured according to the wavelength and the specific emission wavelength, the tryptophan concentration is calculated according to the tryptophan fluorescence intensity, and the E. coli population and BOD5 concentration can be calculated from the calculated tryptophan concentration.

여기서, 상기 a) 단계에서 연속형 형광분석장치의 연속형 시료 측정부가 시료를 연속적으로 측정하기 위해서 광원 세기를 조절하고 시료공급펌프에서 유량을 제어할 수 있다.Here, in step a), the continuous sample measurement unit of the continuous fluorescence spectrometer may adjust the intensity of the light source and control the flow rate in the sample supply pump in order to continuously measure the sample.

여기서, 상기 a) 단계에서 연속형 형광분석장치는 광원 및 유량을 고정하고 트립토판 10㎍/L를 기준으로 측정했을 때 형광강도가 기준치 이하이면, 광원을 증가시키고, 유량을 조절하여 최적 광원 및 유량을 찾아 측정할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.Here, in step a), the continuous fluorescence analyzer fixes the light source and flow rate, and if the fluorescence intensity is below the reference value when measured based on 10 μg/L of tryptophan, the light source is increased and the flow rate is adjusted to optimize the light source and flow rate. Microorganism-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analyzer, characterized in that for controlling to find and measure.

여기서, 상기 a) 단계는, a-1) 상기 여기파장 발생기가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 상기 방출 파장 검출기가 특정 방출파장을 검출하도록 광원 세기를 조절하는 단계; a-2) 시료공급펌프의 제어에 따라 상기 시료 공급부로부터 연속 공급되는 시료의 유량을 조절하는 단계; a-3) 상기 시료 측정부가 10㎍/L의 트립토판의 형광강도를 측정하는 단계; a-4) 상기 측정된 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰지 비교하는 단계; 및 a-5) 상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰 경우, 연속 공급되는 시료의 유량과 및 광원 세기를 고정하는 단계를 포함하되, 상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 작은 경우, 상기 a-1) 내지 a-4) 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 한다.Here, step a) may include: a-1) adjusting the intensity of a light source so that the excitation wavelength generator generates an excitation wavelength within a predetermined range and the emission wavelength detector detects a specific emission wavelength; a-2) adjusting the flow rate of the sample continuously supplied from the sample supply unit according to the control of the sample supply pump; a-3) measuring the fluorescence intensity of 10 μg/L tryptophan by the sample measuring unit; a-4) comparing whether the measured tryptophan fluorescence intensity is greater than a set value; and a-5) fixing the flow rate of the continuously supplied sample and the intensity of the light source when the tryptophan fluorescence intensity is greater than the set value, but when the tryptophan fluorescence intensity is less than the set value, the above a-1) to a-4) are repeated.

여기서, 상기 g) 단계는, g-1) 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보를 생성하는 단계; g-2) 상기 트립토판 농도가 기준값인 10㎍/L보다 큰지 비교하는 단계; 및 g-3) 상기 트립토판 농도가 기준값보다 큰 경우, 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 대장균 개체수에 따른 알람정보는 안전함, 약간 안전함, 약간 위험함, 위험함 및 매우 위험함중 어느 하나일 수 있다.Here, the step g) may include g-1) generating alarm information according to the calculated number of E. coli populations; g-2) comparing whether the tryptophan concentration is greater than the reference value of 10 μg/L; and g-3) generating alarm information according to the tryptophan concentration when the tryptophan concentration is greater than the reference value, wherein the alarm information according to the E. coli population is safe, slightly safe, slightly dangerous, dangerous, and very It can be any one of the dangers.

본 발명에 따르면, 연속적으로 공급되는 시료에 대응하도록 연속형 형광분석장치(Fluorescence Spectroscopy)를 이용하여 수중의 미생물 기인 유기물인 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산인 트립토판의 고유 형광을 이용하여 측정함으로써, 미생물 기인 유기물을 특성화하여 정량화하고 수질을 실시간 모니터링할 수 있다.According to the present invention, by measuring using the intrinsic fluorescence of tryptophan, an amino acid related to microbial activity, which is an organic matter originating from microorganisms in water, using a continuous fluorescence spectroscopy to correspond to continuously supplied samples, microorganisms Characterize and quantify causative organisms and monitor water quality in real time.

본 발명에 따르면, 유기물인 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산인 트립토판 측정을 위해서 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 시료의 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다.According to the present invention, in order to measure tryptophan, an amino acid related to microbial activity, the fluorescence intensity of the sample is measured using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm to measure the E. coli population. can be calculated

본 발명에 따르면, 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산 유기물인 트립토판 측정을 위해서 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 시료의 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다.According to the present invention, in order to measure tryptophan, an amino acid organic substance related to microbial activity, the fluorescence intensity of the sample is measured using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm to calculate the population of Escherichia coli. can do.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 생물학적 지표로 사용하고 있는 BOD5를 산출할 수 있는, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 아미노산 유기물인 트립토판 측정하여, 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to measure tryptophan, an organic amino acid, using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm, which can calculate BOD5 used as a biological indicator. Thus, it is to provide a system and method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer.

본 발명에 따르면, 연속적으로 트립토판 형광강도를 측정하여 미생물의 오염을 간접적으로 모니터링할 수 있으며, 미생물 경고 범위에 따른 알람정보를 생성하여 전송할 수 있다.According to the present invention, microbial contamination can be indirectly monitored by continuously measuring tryptophan fluorescence intensity, and alarm information according to a microbial warning range can be generated and transmitted.

도 1은 종래의 기술에 따른 유기물 정성, 정량분석을 이용한 BOD 측정방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 유기물의 존재 또는 생물의 생사를 측정하는 생사 측정 장치의 구성도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 수질내 미생물 유해성 실시간 모니터링 장치의 구성도이다.
도 4는 종래의 기술에 따른 센서 장치를 포함하는 수돗물 내 목표 미생물 실시간 검출 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템의 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 연속형 형광분석장치의 연속형 시료 측정부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 연속형 형광분석장치의 형광강도분석부의 구체적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템에서 연속형 형광분석장치에 의해 검출되는 형광강도에 대응하는 트립토판 농도 및 형광강도에 대응하는 대장균 개체수를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템에서 트립토판 농도에 대응하는 BOD5 농도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법을 나타내는 동작흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서 연속형 형광분석장치가 연속적으로 안정적인 형광강도를 측정할 수 있도록 시료 공급을 제어하고 광원을 조절하는 것을 나타내는 동작흐름도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서 대장균 검출에 따른 알람정보 생성을 나타내는 동작흐름도이다.
1 is an operational flow chart showing a BOD measurement method using qualitative and quantitative analysis of organic matter according to the prior art.
2 is a configuration diagram of a life and death measuring device for measuring the existence of organic matter or the life and death of living things according to the prior art.
Figure 3 is a block diagram of a real-time monitoring device for microbial harmfulness in water quality according to the prior art.
4 is a configuration diagram of a system for detecting target microorganisms in real time in tap water including a sensor device according to the prior art.
5 is a block diagram of a system for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining in detail a continuous type sample measurement unit of the continuous type fluorescence spectrometer shown in FIG. 5 .
FIG. 7 is a detailed configuration diagram of a fluorescence intensity analysis unit of the continuous fluorescence analysis device shown in FIG. 5 .
8 is a view showing the tryptophan concentration corresponding to the fluorescence intensity detected by the continuous fluorescence analysis device and the E. coli population corresponding to the fluorescence intensity in the microorganism-derived organic matter measurement system using the continuous fluorescence analysis device according to an embodiment of the present invention. to be.
9 is a view showing the BOD5 concentration corresponding to the tryptophan concentration in the microorganism-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention.
10 is an operation flow chart showing a method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention.
11 shows that the continuous fluorescence analyzer controls the supply of samples and adjusts the light source so that the continuous fluorescence analyzer can continuously and stably measure the fluorescence intensity in the method for measuring organic matter originating from microorganisms using the continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention. It is an operation flow.
12 is an operation flow chart showing the generation of alarm information according to the detection of E. coli in the method for measuring organic matters caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. Also, terms such as “… unit” described in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

[연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템][Microorganism-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence spectrometer]

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템의 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 연속형 형광분석장치의 연속형 시료 측정부를 구체적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 5에 도시된 연속형 형광분석장치의 형광강도분석부의 구체적인 구성도이다.Figure 5 is a configuration diagram of a microorganism-derived organic matter measuring system using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a detailed description of the continuous sample measuring unit of the continuous fluorescence analyzer shown in FIG. FIG. 7 is a detailed configuration diagram of the fluorescence intensity analysis unit of the continuous fluorescence analysis device shown in FIG. 5 .

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템은, 시료 공급부(100), 연속형 형광분석 장치(200) 및 관리자 단말(300)을 포함하며, 상기 연속형 형광분석 장치(200)는 연속형 시료 측정부(210), 형광강도 분석부(220), 알람정보 생성부(230) 및 무선통신모듈(240)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 5 , the system for measuring organic matters caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention includes a sample supply unit 100, a continuous fluorescence analyzer 200, and a manager terminal 300, The continuous fluorescence analysis device 200 includes a continuous sample measurement unit 210, a fluorescence intensity analysis unit 220, an alarm information generation unit 230, and a wireless communication module 240.

시료 공급부(100)는 시료가 형광분석에 영향이 없는 유속으로 공급될 수 있도록 연속형 형광분석장치(200)에 시료를 연속 공급한다. 이때, 시료공급펌프(110)의 동작을 제어함으로써 시료의 유량 공급을 제어할 수 있다. 즉, 상기 시료 공급부(100)는 시료공급펌프(110)의 자동 제어에 의해 연속형 형광분석장치(200)에 의한 형광 분석에 영향이 없는 유속으로 시료를 연속 주입한다.The sample supply unit 100 continuously supplies samples to the continuous fluorescence analyzer 200 so that the samples can be supplied at a flow rate that does not affect fluorescence analysis. At this time, the flow rate of the sample may be controlled by controlling the operation of the sample supply pump 110 . That is, the sample supply unit 100 continuously injects the sample at a flow rate that does not affect the fluorescence analysis by the continuous fluorescence analyzer 200 by the automatic control of the sample supply pump 110 .

연속형 형광분석 장치(200)는 상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료를 측정하여 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 또는 BOD5 농도를 산출하고, 알람정보를 생성한다. 이때, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 미생물 기인 유기물을 트립토판 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정할 수 있고, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출할 수 있으며, 이때, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출할 수도 있다. 또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 직접 측정할 수도 있다.The continuous fluorescence analysis device 200 measures samples continuously supplied from the sample supply unit 100, calculates tryptophan concentration, E. coli population, or BOD5 concentration according to fluorescence intensity, and generates alarm information. At this time, the continuous fluorescence analyzer 200 measures the fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan in organic substances derived from microorganisms, and measures the tryptophan fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. The tryptophan concentration may be calculated according to the tryptophan fluorescence intensity, and at this time, the number of E. coli populations and the BOD5 concentration may be calculated from the calculated tryptophan concentration. In addition, the continuous fluorescence analyzer 200 may directly measure the E. coli population according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 상기 연속형 형광분석장치(200)의 연속형 시료 측정부(210)는, 상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료에 대해 형광강도를 측정한다.Specifically, referring to FIG. 5 , the continuous sample measurement unit 210 of the continuous fluorescence analyzer 200 measures fluorescence intensity of a sample continuously supplied from the sample supply unit 100 .

보다 구체적으로, 도 6을 참조하면, 상기 연속형 시료 측정부(210)는 여기파장 발생기(211), 방출파장 검출기(212) 및 형광강도 변환부(213)를 포함하며, 상기 여기파장 발생기(211)는 광원(211a) 및 여기 단색화장치(211b)를 포함하고, 상기 방출파장 검출기(212)는 방출 단색화장치(212a) 및 검출기(212b)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.More specifically, referring to FIG. 6, the continuous sample measuring unit 210 includes an excitation wavelength generator 211, an emission wavelength detector 212, and a fluorescence intensity conversion unit 213, and the excitation wavelength generator ( 211) includes a light source 211a and an excitation monochromator 211b, and the emission wavelength detector 212 may include an emission monochromator 212a and a detector 212b, but is not limited thereto.

상기 여기파장 발생기(211)는 광원(211a), 예를 들면, 자외선 발광다이오드(UVLED)를 사용하여 광을 조사하고, 이후, 상기 여기 단색화장치(211b)를 통해, 예를 들면, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장을 발생시키며, 상기 시료 공급부(100)를 통해 공급되는 시료 상에 광원을 입사한다.The excitation wavelength generator 211 emits light using a light source 211a, for example, an ultraviolet light emitting diode (UVLED), and then, through the excitation monochromator 211b, for example, 270 nm to 270 nm. An excitation wavelength in the range of 290 nm is generated, and a light source is incident on the sample supplied through the sample supply unit 100.

상기 방출파장 검출기(212)는 상기 시료로부터 반사되는 광으로부터 특정 방출파장을 연속적으로 검출한다. 구체적으로, 상기 방출파장 검출기(212)는 방출 단색화장치(212a) 및 검출기(212b)로 이루어지며, 상기 방출 단색화장치(212a), 예를 들면, 밴드패스 필터(Bandpass Filter)가 300㎚ 또는 350㎚의 특정 방출파장을 통과시키면, 소형 분광기(spectrometer) 또는 광다이오드(photodiode)와 같은 검출기(212b)를 사용하여 상기 특정 방출파장의 광을 검출한다.The emission wavelength detector 212 continuously detects a specific emission wavelength from light reflected from the sample. Specifically, the emission wavelength detector 212 is composed of an emission monochromator 212a and a detector 212b, and the emission monochromator 212a, for example, a bandpass filter is 300 nm or 350 nm. When a specific emission wavelength of nm is passed, light of the specific emission wavelength is detected using a detector 212b such as a small spectrometer or a photodiode.

형광강도 변환부(213)는 상기 상기 방출파장 검출기(212)의 검출기(212b)를 통해 검출된 방출파장을 형광강도로 변환한다.The fluorescence intensity conversion unit 213 converts the emission wavelength detected through the detector 212b of the emission wavelength detector 212 into fluorescence intensity.

여기서, 상기 여기파장 발생기(211)와 상기 방출파장 검출기(212)는 90도 각도로 설치되는 것이 바람직하며, 또한, 상기 여기파장 발생기(211) 및 상기 방출파장 검출기(212)는 광섬유로 연결되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the excitation wavelength generator 211 and the emission wavelength detector 212 are installed at an angle of 90 degrees, and the excitation wavelength generator 211 and the emission wavelength detector 212 are connected by an optical fiber. it is desirable

도 5를 다시 참조하면, 상기 연속형 형광분석장치(200)의 형광강도분석부(220)는 상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도로 산출한다. 구체적으로, 상기 형광강도 분석부(220)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 트립토판 농도 산출부(221), 대장균 개체수 산출부(222), BOD5 결정부(223) 및 수질 리스크 판정부(224)를 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 5 , the fluorescence intensity analyzer 220 of the continuous fluorescence analyzer 200 calculates tryptophan concentration, E. coli population, and BOD5 concentration according to the fluorescence intensity. Specifically, as shown in FIG. 6, the fluorescence intensity analyzer 220 includes a tryptophan concentration calculator 221, an E. coli population calculator 222, a BOD5 determiner 223, and a water quality risk determiner 224. ) may be included.

상기 형광강도분석부(220)의 트립토판 농도 산출부(221)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 측정된 형광강도로부터 트립토판 농도를 산출한다. 이때, 상기 트립토판 농도[단위: ㎍/L)는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)

Figure pat00005
a]로 주어지며, 이때, a는 비례계수로서, 예를 들면, 0.2787로 산출될 수 있지만, 상기 a값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.The tryptophan concentration calculation unit 221 of the fluorescence intensity analyzer 220 calculates the tryptophan concentration from the fluorescence intensity measured according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. At this time, the tryptophan concentration [unit: μg / L] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00005
a], where a is a proportionality coefficient, for example, can be calculated as 0.2787, but the a value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출할 수도 있다. 이때, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]

Figure pat00006
b]로 주어지며, 이때, b는 비례계수로서, 예를 들면, b는 72.074로 주어질 수 있지만, 상기 b값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the continuous fluorescence analyzer 200 may measure and calculate the E. coli population by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. At this time, the E. coli population [unit: population / ml] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00006
b], where b is a proportionality coefficient, for example, b may be given as 72.074, but the b value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 형광강도분석부(220)의대장균 개체수 산출부(222)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다. 이때, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(트립토판 농도)

Figure pat00007
c]로 주어지며, 이때, c = 258.61로 주어지되, 상기 c값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the E. coli population calculation unit 222 of the fluorescence intensity analysis unit 220 measures the fluorescence intensity representing the tryptophan concentration according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm, thereby counting the E. coli population. can be calculated. At this time, the E. coli population [unit: population / ml] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00007
c], where c = 258.61, but the c value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 형광강도분석부(220)의 BOD5 결정부(223)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 BOD5 농도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 BOD5 농도[mg/L]는 [(트립토판 농도)

Figure pat00008
d + e]로 주어지며, 이때, d = 0.0839, e = -5.7534로 주어지되, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the BOD5 determination unit 223 of the fluorescence intensity analysis unit 220 measures the fluorescence intensity representing the tryptophan concentration according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm to determine the BOD5 concentration. can be calculated At this time, the BOD5 concentration [mg / L] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00008
d + e], where d = 0.0839 and e = -5.7534, but the d and e values may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

상기 형광강도분석부(220)의 수질 리스크 판정부(224)는 트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크(Risk) 위험 범위인 기준값과 비교하여 수질 리스크를 판정한다. 예를 들면, 대장균 리스크(Risk) 위험 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖, 0~1 개체수/100㎖ 범위, 1~10 개체수/100㎖ 범위, 10~100 개체수/100㎖ 범위, 및 100 이상의 개체수/100㎖로 구분될 수 있다.The water quality risk determination unit 224 of the fluorescence intensity analysis unit 220 determines the water quality risk by comparing the values calculated from the tryptophan concentration and the E. coli population with a reference value that is within the E. coli risk range. For example, the risk range of Escherichia coli risk (Risk) is 0 population / 100 ml, 0 to 1 population / 100 ml range, 1 to 10 population / 100 ml range, 10 to 100 population / 100 ml range, and It can be divided into a population of 100 or more / 100 ml.

또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)의 알람정보 생성부(230)는 대장균 개체수 범위에 따라 알람 여부를 결정하여 알람정보를 생성한다. 여기서, 상기 알람정보 생성부(230)는 연속적으로 측정되는 형광강도를 형광강도 분석부(220)에서 트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크(Risk) 위험 범위인 기준값과의 비교 결과에 따라 알람정보를 생성하며, 이후, 무선통신모듈(240)을 통해 관리자 단말(300)에게 무선으로 실시간 전송한다. 예를 들면, 상기 알람정보 생성부(230)에서 대장균 리스크 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖는 "안전함", 0~1 개체수/100㎖ 범위는 "약간 안전함", 1~10 개체수/100㎖ 범위는 "약간 위험함", 10~100 개체수/100㎖ 범위는 "위험함", 100 이상의 개체수/100㎖는 "매우 위험함"으로 알람정보를 생성할 수 있다.In addition, the alarm information generation unit 230 of the continuous fluorescence analyzer 200 determines whether or not to alarm according to the E. coli population range and generates alarm information. Here, the alarm information generating unit 230 compares the continuously measured fluorescence intensity with the value calculated as the tryptophan concentration and the E. coli population in the fluorescence intensity analysis unit 220 with the reference value, which is the risk range of E. coli risk. Alarm information is generated according to the method, and then transmitted wirelessly to the manager terminal 300 through the wireless communication module 240 in real time. For example, in the alarm information generating unit 230, the E. coli risk range is "safe" for 0 object/100 ml, "slightly safe" for 0 to 1 object/100 ml, and 1 to 10 object/100 ml according to the number of objects. Alarm information can be generated as “slightly dangerous” in the range of 100 ml, “dangerous” in the range of 10 to 100 objects/100 ml, and “very dangerous” in the range of 100 or more objects/100 ml.

또한, 상기 알람정보 생성부(230)는 상기 트립토판 농도가 10㎍/L 이상이면 미생물에 의한 오염을 간접적으로 표시할 수 있도록 대장균 개체수를 산출하여 알람정보를 생성할 수도 있다.In addition, when the concentration of tryptophan is 10 μg/L or more, the alarm information generation unit 230 may calculate the number of E. coli populations and generate alarm information so as to indirectly indicate contamination by microorganisms.

상기 연속형 형광분석장치(200)의 무선통신모듈(240)은 상기 알람정보를 무선으로 관리자 단말(300)에게 실시간 전송한다.The wireless communication module 240 of the continuous fluorescence analyzer 200 wirelessly transmits the alarm information to the manager terminal 300 in real time.

관리자 단말(300)은 상기 연속형 형광분석장치(200)의 무선통신모듈(240)을 통해 전송되는 상기 알람정보를 수신한다.The manager terminal 300 receives the alarm information transmitted through the wireless communication module 240 of the continuous fluorescence analyzer 200 .

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템에서 연속형 형광분석장치에 의해 검출되는 형광강도에 대응하는 트립토판 농도 및 형광강도에 대응하는 대장균 개체수를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템에서 트립토판 농도에 대응하는 BOD5 농도를 나타낸 도면이다.On the other hand, Figure 8 shows the tryptophan concentration corresponding to the fluorescence intensity detected by the continuous fluorescence analysis device and the E. coli population corresponding to the fluorescence intensity in the microorganism-derived organic matter measurement system using the continuous fluorescence analysis device according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the BOD5 concentration corresponding to the tryptophan concentration in the microorganism-derived organic matter measuring system using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템의 경우, 수중에 존재하는 미생물의 편리한 측정지표로서 미생물 기인 유기물인 트립토판 농도를 사용하며, 소정 범위의 여기파장 및 특정 방출파장으로 시료를 실시간 측정하는 연속형 형광분석장치를 사용함으로써 미생물 기인 유기물 농도 및 대장균 개체수(E.coli)를 정량화할 수 있다. In the case of the system for measuring organic matter derived from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention, the concentration of tryptophan, an organic matter derived from microorganisms, is used as a convenient measurement index of microorganisms present in water, and a predetermined range of excitation wavelength and specific emission are used. By using a continuous-type fluorescence spectrometer that measures samples in real time by wavelength, the concentration of organic matter caused by microorganisms and the number of E.coli (E.coli) can be quantified.

특히, 물과 관련하여 미생물이 발생할 수 있는 급수 시스템을 대상으로 미생물 기인 유기물인 트립토판을 측정지표로 사용함으로써 미생물 기인 유기물 농도, 대장균 개체수 및 BOD5의 지표로 모니터링하기 위한 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 연속형 형광분석장치(200)는, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 측정된 형광강도로부터 트립토판 농도를 산출한다. 이때, 상기 트립토판 농도[단위: ㎍/L)는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)

Figure pat00009
a]로 주어지며, 이때, a는 비례계수로서, 예를 들면, 0.2787로 산출될 수 있지만, 상기 a값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In particular, by using tryptophan, an organic substance derived from microorganisms, as a measurement index for a water supply system in which microorganisms may occur in relation to water, it is used to monitor the concentration of organic substances caused by microorganisms, the number of Escherichia coli and BOD5 as indicators, as shown in FIG. Similarly, the continuous fluorescence analyzer 200 calculates the tryptophan concentration from the fluorescence intensity measured according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. At this time, the tryptophan concentration [unit: μg / L] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00009
a], where a is a proportionality coefficient, for example, can be calculated as 0.2787, but the a value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출할 수도 있다. 이때, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]

Figure pat00010
b]로 주어지며, 이때, b는 비례계수로서, 예를 들면, b는 72.074로 주어질 수 있지만, 상기 b값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the continuous fluorescence analyzer 200 may measure and calculate the E. coli population by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. At this time, the E. coli population [unit: population / ml] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00010
b], where b is a proportionality coefficient, for example, b may be given as 72.074, but the b value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

이에 따라, 연속적으로 공급되는 시료에 대응하도록 연속형 형광분석장치를 이용하여 미생물 기인 유기물을 측정함으로써, 미생물 기인 유기물을 특성화하고 정량화하여 수질을 실시간 모니터링할 수 있다. 또한, 수중의 미생물 기인 유기물로서 트립토판을 측정지표로 사용함으로써 어떤 병원균에 특정되지 않으면서도 비병원성으로 안전하게 측정할 수 있고, 수질 모니터링의 도구로 사용할 수 있으며, 수중의 트립토판 농도를 산출하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다. Accordingly, the quality of water can be monitored in real time by characterizing and quantifying the organic matter originating from microorganisms by measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer to correspond to samples continuously supplied. In addition, by using tryptophan as an organic matter derived from microorganisms in water as a measurement index, it can be safely measured as non-pathogenic without being specific to any pathogen, and can be used as a tool for water quality monitoring, and the number of E. coli populations can be calculated by calculating the tryptophan concentration in water. can do.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 BOD5 농도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 BOD5 농도[mg/L]는 [(트립토판 농도)

Figure pat00011
d + e]로 주어지며, 이때, d = 0.0839, e = -5.7534로 주어지되, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, the continuous fluorescence analyzer 200 measures the fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm to measure the BOD5 concentration can be calculated. At this time, the BOD5 concentration [mg / L] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00011
d + e], where d = 0.0839 and e = -5.7534, but the d and e values may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

즉, 수중의 트립토판 농도를 산출하여 BOD5의 지표(Indicator)로 사용할 수 있으며, 수질 모니터링의 도구로 사용할 수 있다. That is, the concentration of tryptophan in water can be calculated and used as an indicator of BOD5, and can be used as a tool for monitoring water quality.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 연속적으로 공급되는 시료에 대응하도록 연속형 형광분석장치(Fluorescence Spectroscopy)를 이용하여 수중의 미생물 기인 유기물인 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산인 트립토판의 고유 형광을 이용하여 측정함으로써, 미생물 기인 유기물을 특성화하여 정량화하고 수질을 실시간 모니터링할 수 있다. 또한, 유기물인 미생물 활동과 관련이 있는 아미노산인 트립토판 측정을 위해서 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장 및 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장을 이용하여 시료의 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다.After all, according to an embodiment of the present invention, the intrinsic fluorescence of tryptophan, an amino acid related to microbial activity, which is an organic matter caused by microorganisms in water, is used by using a continuous fluorescence spectroscopy to correspond to continuously supplied samples. By measuring it, it is possible to characterize and quantify organic matter caused by microorganisms and monitor water quality in real time. In addition, in order to measure tryptophan, an amino acid related to the activity of microorganisms, which is an organic substance, the fluorescence intensity of the sample can be measured using an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm to calculate the E. coli population. there is.

[연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법][Method for measuring organic substances caused by microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer]

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법을 나타내는 동작흐름도이다.10 is an operation flow chart showing a method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법은, 연속형 시료 측정부(210), 형광강도 분석부(220), 알람정보 생성부(230) 및 무선통신모듈(240)를 구비한 연속형 형광분석장치(200)를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법으로서, 먼저, 연속 공급되는 시료의 유량 및 연속형 시료 측정부(210)의 광원 세기가 고정되도록 설정한다(S110).Referring to FIG. 10 , the method for measuring organic matters caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention includes a continuous sample measurement unit 210, a fluorescence intensity analysis unit 220, and an alarm information generation unit 230. ) and a wireless communication module 240 as a method for measuring organisms originating from microorganisms using a continuous fluorescence analyzer 200, first, the flow rate of continuously supplied samples and the intensity of the light source of the continuous sample measuring unit 210 are fixed. It is set to be (S110).

다음으로, 상기 연속형 시료 측정부(210)의 여기파장 발생기(211)가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 방출파장 검출기(212)가 특정 방출파장을 검출하도록 설정한다(S120).Next, the excitation wavelength generator 211 of the continuous sample measuring unit 210 generates an excitation wavelength within a predetermined range, and the emission wavelength detector 212 is set to detect a specific emission wavelength (S120).

다음으로, 시료 공급부(100)가 상기 연속형 시료 측정부(210)로 시료를 연속 공급한다(S130). 즉, 상기 시료 공급부(100)는 시료공급펌프(110)의 자동 제어에 의해 연속형 형광분석장치(200)에 의한 형광 분석에 영향이 없는 유속으로 시료를 연속 주입한다.Next, the sample supply unit 100 continuously supplies samples to the continuous sample measurement unit 210 (S130). That is, the sample supply unit 100 continuously injects the sample at a flow rate that does not affect the fluorescence analysis by the continuous fluorescence analyzer 200 by the automatic control of the sample supply pump 110 .

다음으로, 상기 연속형 시료 측정부(210)가 상기 연속적으로 공급되는 시료를 측정하여, 검출된 방출파장을 형광강도로 변환한다(S140). 이때, 상기 연속형 시료 측정부(210)는 미생물 기인 유기물을 트립토판 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정할 수 있고, 또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 직접 측정할 수도 있다.Next, the continuous sample measuring unit 210 measures the continuously supplied sample and converts the detected emission wavelength into fluorescence intensity (S140). At this time, the continuous sample measuring unit 210 measures the fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan in the microbial-derived organic material, and measures the tryptophan fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. In addition, the continuous fluorescence analyzer 200 may directly measure the E. coli population according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm.

다음으로, 상기 형광강도분석부(220)가 상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 각각 산출한다(S150). 즉, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출할 수 있으며, 이때, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출할 수도 있다. Next, the fluorescence intensity analyzer 220 calculates tryptophan concentration, E. coli population, and BOD5 concentration according to the fluorescence intensity (S150). That is, the tryptophan concentration can be calculated according to the tryptophan fluorescence intensity, and at this time, the number of E. coli populations and the BOD5 concentration can be calculated from the calculated tryptophan concentration.

구체적으로, 상기 형광강도분석부(220)의 트립토판 농도 산출부(221)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 측정된 형광강도로부터 트립토판 농도를 산출한다. 이때, 상기 트립토판 농도[단위: ㎍/L)는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)

Figure pat00012
a]로 주어지며, 이때, a는 비례계수로서, 예를 들면, 0.2787로 산출될 수 있지만, 상기 a값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.Specifically, the tryptophan concentration calculation unit 221 of the fluorescence intensity analysis unit 220 calculates the tryptophan concentration from the fluorescence intensity measured according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. . At this time, the tryptophan concentration [unit: μg / L] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00012
a], where a is a proportionality coefficient, for example, can be calculated as 0.2787, but the a value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출할 수도 있다. 이때, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]

Figure pat00013
b]로 주어지며, 이때, b는 비례계수로서, 예를 들면, b는 72.074로 주어질 수 있지만, 상기 b값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the continuous fluorescence analyzer 200 may measure and calculate the E. coli population by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm. At this time, the E. coli population [unit: population / ml] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00013
b], where b is a proportionality coefficient, for example, b may be given as 72.074, but the b value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 형광강도분석부(220)의대장균 개체수 산출부(222)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출할 수 있다. 이때, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(트립토판 농도)

Figure pat00014
c]로 주어지며, 이때, c = 258.61로 주어지되, 상기 c값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the E. coli population calculation unit 222 of the fluorescence intensity analysis unit 220 measures the fluorescence intensity representing the tryptophan concentration according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm, thereby counting the E. coli population. can be calculated. At this time, the E. coli population [unit: population / ml] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00014
c], where c = 258.61, but the c value may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

또한, 상기 형광강도분석부(220)의 BOD5 결정부(223)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 BOD5 농도를 산출할 수 있다. 이때, 상기 BOD5 농도[mg/L]는 [(트립토판 농도)

Figure pat00015
d + e]로 주어지며, 이때, d = 0.0839, e = -5.7534로 주어지되, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라질 수 있다.In addition, the BOD5 determination unit 223 of the fluorescence intensity analysis unit 220 measures the fluorescence intensity representing the tryptophan concentration according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm to determine the BOD5 concentration. can be calculated At this time, the BOD5 concentration [mg / L] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00015
d + e], where d = 0.0839 and e = -5.7534, but the d and e values may vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.

다음으로, 상기 형광강도분석부(220)가 기설정된 트립토판 기준값, 대장균 개체수 기준값과 각각 비교하여 수질 리스크를 판정한다(S160). 즉, 트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크(Risk) 위험 범위인 기준값과 비교하여 수질 리스크를 판정한다. 예를 들면, 대장균 리스크(Risk) 위험 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖, 0~1 개체수/100㎖ 범위, 1~10 개체수/100㎖ 범위, 10~100 개체수/100㎖ 범위, 및 100 이상의 개체수/100㎖로 구분될 수 있다.Next, the fluorescence intensity analyzer 220 compares the preset tryptophan reference value and E. coli population reference value, respectively, to determine the water quality risk (S160). That is, the water quality risk is determined by comparing the values calculated from the tryptophan concentration and the E. coli population with a reference value that is within the E. coli risk range. For example, the risk range of Escherichia coli risk (Risk) is 0 population / 100 ml, 0 to 1 population / 100 ml range, 1 to 10 population / 100 ml range, 10 to 100 population / 100 ml range, and It can be divided into a population of 100 or more / 100 ml.

다음으로, 상기 알람정보 생성부(230)가 수질 리스크 판정결과에 따른 알람정보를 생성한다(S170). 여기서, 상기 알람정보 생성부(230)는 연속적으로 측정되는 형광강도를 형광강도 분석부(220)에서 트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크(Risk) 위험 범위인 기준값과의 비교 결과에 따라 알람정보를 생성하며, 이후, 무선통신모듈(240)을 통해 관리자 단말(300)에게 무선으로 실시간 전송한다. 예를 들면, 상기 알람정보 생성부(230)에서 대장균 리스크 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖는 "안전함", 0~1 개체수/100㎖ 범위는 "약간 안전함", 1~10 개체수/100㎖ 범위는 "약간 위험함", 10~100 개체수/100㎖ 범위는 "위험함", 100 이상의 개체수/100㎖는 "매우 위험함"으로 알람정보를 생성할 수 있다. 또한, 상기 알람정보 생성부(230)는 상기 트립토판 농도가 10㎍/L 이상이면 미생물에 의한 오염을 간접적으로 표시할 수 있도록 대장균 개체수를 산출하여 알람정보를 생성할 수도 있다.Next, the alarm information generation unit 230 generates alarm information according to the water quality risk determination result (S170). Here, the alarm information generating unit 230 compares the continuously measured fluorescence intensity with the value calculated as the tryptophan concentration and the E. coli population in the fluorescence intensity analysis unit 220 with the reference value, which is the risk range of E. coli risk. Alarm information is generated according to the method, and then transmitted wirelessly to the manager terminal 300 through the wireless communication module 240 in real time. For example, in the alarm information generating unit 230, the E. coli risk range is "safe" for 0 object/100 ml, "slightly safe" for 0 to 1 object/100 ml, and 1 to 10 object/100 ml according to the number of objects. Alarm information can be generated as “slightly dangerous” in the range of 100 ml, “dangerous” in the range of 10 to 100 objects/100 ml, and “very dangerous” in the range of 100 or more objects/100 ml. In addition, when the concentration of tryptophan is 10 μg/L or more, the alarm information generation unit 230 may calculate the number of E. coli populations and generate alarm information so as to indirectly indicate contamination by microorganisms.

다음으로, 상기 무선통신모듈(240)을 통해 관리자 단말(300)에게 알람정보를 전송한다(S180).Next, alarm information is transmitted to the manager terminal 300 through the wireless communication module 240 (S180).

한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서 연속형 형광분석장치가 연속적으로 안정적인 형광강도를 측정할 수 있도록 시료 공급을 제어하고 광원을 조절하는 것을 나타내는 동작흐름도이다.On the other hand, Figure 11 is a method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention, wherein the continuous fluorescence analyzer controls sample supply and adjusts the light source so that the fluorescence intensity can be continuously and stably measured. It is a flow chart showing the operation.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서, 연속 공급되는 시료의 유량 및 연속형 시료 측정부(210)의 광원 세기가 고정되도록 설정하는데, 구체적으로, 상기 여기파장 발생기(211)가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 상기 방출 파장 검출기(212)가 특정 방출파장을 검출하도록 광원 세기를 조절한다(S111).Referring to FIG. 11, in the method for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer according to an embodiment of the present invention, the flow rate of the continuously supplied sample and the intensity of the light source of the continuous sample measuring unit 210 are set to be fixed. Specifically, the excitation wavelength generator 211 generates an excitation wavelength within a predetermined range, and the emission wavelength detector 212 adjusts the intensity of the light source to detect a specific emission wavelength (S111).

다음으로, 시료공급펌프(110)의 제어에 따라 상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료의 유량을 조절한다(S112).Next, the flow rate of the sample continuously supplied from the sample supply unit 100 is adjusted according to the control of the sample supply pump 110 (S112).

다음으로, 상기 시료 측정부(210)가 10㎍/L의 트립토판의 형광강도를 측정한다(S113).Next, the sample measuring unit 210 measures the fluorescence intensity of 10 μg/L tryptophan (S113).

다음으로, 상기 측정된 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰지 비교한다(S114). 이때, 상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 작은 경우, 상기 S111 내지 S114 단계를 반복하여 수행한다.Next, it is compared whether the measured tryptophan fluorescence intensity is greater than the set value (S114). At this time, when the tryptophan fluorescence intensity is less than the set value, steps S111 to S114 are repeated.

다음으로, 상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰 경우, 연속 공급되는 시료의 유량과 및 광원 세기를 고정한다.Next, when the tryptophan fluorescence intensity is greater than the set value, the flow rate of the continuously supplied sample and the intensity of the light source are fixed.

이에 따라, 상기 연속형 형광분석장치(200)가 연속적으로 안정적인 형광강도를 측정할 수 있도록 사전에 시료 공급을 제어하고 광원을 조절할 수 있다. 즉, 연속적으로 시료를 측정하기 위해서는 광원을 조절하고, 시료공급펌프(110)의 유량 제어가 필요하며, 예를 들면, 광원 및 유량을 고정하고 트립토판 10㎍/L를 기준으로 측정했을 때, 형광강도가 기준치 이하이면, 광원을 증가시키고, 유량을 조절하여 최적 광원 및 유량을 찾아 측정할 수 있다.Accordingly, the sample supply can be controlled in advance and the light source can be adjusted so that the continuous fluorescence analyzer 200 can continuously and stably measure the fluorescence intensity. That is, in order to continuously measure the sample, it is necessary to adjust the light source and control the flow rate of the sample supply pump 110. For example, when the light source and flow rate are fixed and measured based on 10 μg/L of tryptophan, fluorescence If the intensity is less than the standard value, the light source may be increased and the flow rate may be adjusted to find and measure the optimal light source and flow rate.

한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서 대장균 검출에 따른 알람정보 생성을 나타내는 동작흐름도이다.Meanwhile, FIG. 12 is an operation flow chart illustrating generation of alarm information according to detection of E. coli in the method for measuring organic matters caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에서, 전술한 바와 같이, 시료의 트립토판 형광강도를 측정한 후(S140), 트립토판 농도 및 대장균 개체수를 산출하면(S150), 이후, 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보를 생성하거나 또는 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 12, in the method for measuring organic substances derived from microorganisms using a continuous fluorescence analyzer according to an embodiment of the present invention, as described above, after measuring the tryptophan fluorescence intensity of the sample (S140), the tryptophan concentration and the number of E. coli populations After calculating (S150), it is possible to generate alarm information according to the calculated E. coli population or generate alarm information according to the tryptophan concentration.

구체적으로, 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보를 생성한다(S161). 예를 들면, 상기 대장균 개체수에 따른 알람정보는 안전함, 약간 안전함, 약간 위험함, 위험함 및 매우 위험함중 어느 하나일 수 있다.Specifically, alarm information according to the calculated E. coli population is generated (S161). For example, the alarm information according to the population of Escherichia coli may be any one of safe, slightly safe, slightly dangerous, dangerous, and very dangerous.

다음으로, 상기 트립토판 농도가 기준값, 예를 들면, 10㎍/L보다 큰지 비교한다(S162).Next, whether the tryptophan concentration is greater than a reference value, for example, 10 μg/L is compared (S162).

다음으로, 상기 트립토판 농도가 기준값보다 큰 경우, 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 생성한다(S163). 후속적으로, 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보 또는 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 상기 관리자 단말(300)에게 전송한다(S170).Next, when the tryptophan concentration is greater than the reference value, alarm information according to the tryptophan concentration is generated (S163). Subsequently, alarm information according to the calculated E. coli population or alarm information according to the tryptophan concentration is transmitted to the manager terminal 300 (S170).

다시 말하면, 상기 트립토판 농도가 10㎍/L 이상이면 미생물에 의한 오염을 간접적으로 표시하며, 대장균 개체수를 산출하여 알람정보를 전송한다.In other words, if the tryptophan concentration is 10 μg/L or more, contamination by microorganisms is indirectly indicated, and the number of E. coli populations is calculated and alarm information is transmitted.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 연속적으로 트립토판 형광강도를 측정하여 미생물의 오염을 간접적으로 모니터링할 수 있으며, 미생물 경고 범위에 따른 알람정보를 생성하여 전송할 수 있다.After all, according to an embodiment of the present invention, contamination of microorganisms can be indirectly monitored by continuously measuring tryptophan fluorescence intensity, and alarm information according to the warning range of microorganisms can be generated and transmitted.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

100: 시료 공급부 200: 연속형 형광분석 장치
300: 관리자 단말 110: 시료공급펌프
210: 연속형 시료 측정부 220: 형광강도 분석부
230: 알람정보 생성부 240: 무선통신모듈
211: 여기파장 발생기 212: 방출파장 검출기
213: 형광강도 변환부
221: 트립토판 농도 산출부 222: 대장균 개체수 산출부
223: BOD5 결정부 224: 수질 리스크 판정부
211a: UVLED 광원 211b: 여기 단색화 장치
212a: 방출 단색화 장치 212b: 검출기
100: sample supply unit 200: continuous fluorescence analysis device
300: manager terminal 110: sample supply pump
210: continuous sample measurement unit 220: fluorescence intensity analysis unit
230: alarm information generating unit 240: wireless communication module
211: excitation wavelength generator 212: emission wavelength detector
213: fluorescence intensity conversion unit
221: tryptophan concentration calculation unit 222: E. coli population calculation unit
223: BOD5 determination unit 224: water quality risk determination unit
211a UVLED light source 211b excitation monochromator
212a: emission monochromator 212b: detector

Claims (23)

형광분석에 영향이 없는 유속으로 공급될 수 있도록 시료를 연속 공급하는 시료 공급부(100);
상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료를 측정하여 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 또는 BOD5 농도를 산출하고, 알람정보를 생성하는 연속형 형광분석 장치(200); 및
상기 연속형 형광분석장치(200)의 무선통신모듈(240)을 통해 전송되는 상기 알람정보를 수신하는 관리자 단말(300)을 포함하되,
상기 연속형 형광분석 장치(200)는 미생물 기인 유기물을 트립토판(Tryptophan) 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 소정 범위의 여기파장과 특정 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정하고, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출하며, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
A sample supply unit 100 for continuously supplying a sample so that it can be supplied at a flow rate that does not affect fluorescence analysis;
A continuous type fluorescence analysis device 200 for measuring samples continuously supplied from the sample supply unit 100, calculating tryptophan concentration, E. coli population, or BOD5 concentration according to fluorescence intensity, and generating alarm information; and
Including a manager terminal 300 for receiving the alarm information transmitted through the wireless communication module 240 of the continuous fluorescence analyzer 200,
The continuous fluorescence analyzer 200 measures the fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan in organic matter derived from microorganisms, measures the tryptophan fluorescence intensity according to a predetermined range of excitation wavelength and a specific emission wavelength, and calculates the tryptophan fluorescence intensity. Microbial-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analyzer, characterized in that the tryptophan concentration is calculated according to the calculated tryptophan concentration, and the E. coli population and the BOD5 concentration are calculated.
제1항에 있어서,
상기 시료 공급부(100)는 시료공급펌프(110)의 자동 제어에 의해 상기 연속형 형광분석장치(200)에 의한 형광 분석에 영향이 없는 유속으로 시료를 연속 주입하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 1,
Continuous-type fluorescence analysis, characterized in that the sample supply unit 100 continuously injects the sample at a flow rate that does not affect the fluorescence analysis by the continuous-type fluorescence analyzer 200 by automatic control of the sample supply pump 110 A system for measuring organic matter caused by microorganisms using a device.
제1항에 있어서, 상기 연속형 형광분석 장치(200)는,
상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료에 대해 형광강도를 측정하는 연속형 시료 측정부(210);
상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도로 산출하는 형광강도 분석부(220);
대장균 개체수 범위에 따라 알람 여부를 결정하여 알람정보를 생성하는 알람정보 생성부(230); 및
상기 알람정보를 관리자 단말(300)에게 무선으로 전송하는 무선통신모듈(240)를 포함하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
The method of claim 1, wherein the continuous fluorescence analysis device 200,
a continuous sample measurement unit 210 for measuring fluorescence intensity of samples continuously supplied from the sample supply unit 100;
Fluorescence intensity analyzer 220 for calculating tryptophan concentration, E. coli population and BOD5 concentration according to the fluorescence intensity;
an alarm information generation unit 230 for generating alarm information by determining whether or not to alarm according to the range of E. coli population; and
Microbial-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analysis device including a wireless communication module 240 for wirelessly transmitting the alarm information to the manager terminal 300.
제3항에 있어서, 상기 연속형 시료 측정부(210)는,
광원(211a) 및 여기 단색화장치(211b)를 포함하고, 광원(211a)인 자외선 발광다이오드(UVLED)를 사용하여 광을 조사하고, 상기 여기 단색화장치(211b)를 통해, 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장을 발생시키며, 상기 시료 공급부(100)를 통해 공급되는 시료 상에 광원을 입사하는 여기파장 발생기(211);
방출 단색화장치(212a) 및 검출기(212b)를 포함하고, 상기 시료로부터 반사되는 광으로부터 특정 방출파장을 연속적으로 검출하되, 상기 방출 단색화장치(212a)인 밴드패스 필터(Bandpass Filter)가 300㎚ 또는 350㎚의 특정 방출파장을 통과시키면, 소형 분광기(spectrometer)나 광다이오드(photodiode)와 같은 검출기(212b)를 사용하여 상기 특정 방출파장의 광을 검출하는 방출파장 검출기(212); 및
상기 방출파장 검출기(212)의 검출기(212b)를 통해 검출된 방출파장을 형광강도로 변환하는 형광강도 변환부(213)를 포함하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
The method of claim 3, wherein the continuous sample measuring unit 210,
It includes a light source 211a and an excitation monochromator 211b, and irradiates light using an ultraviolet light emitting diode (UVLED) as the light source 211a, and through the excitation monochromator 211b, a range of 270 nm to 290 nm an excitation wavelength generator 211 generating an excitation wavelength of and incident a light source on the sample supplied through the sample supply unit 100;
It includes an emission monochromator 212a and a detector 212b, and continuously detects a specific emission wavelength from the light reflected from the sample, and the bandpass filter of the emission monochromator 212a is 300 nm or an emission wavelength detector 212 for detecting light of the specific emission wavelength using a detector 212b such as a small spectrometer or a photodiode when a specific emission wavelength of 350 nm is passed; and
Microbial-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analysis device including a fluorescence intensity conversion unit 213 for converting the emission wavelength detected through the detector 212b of the emission wavelength detector 212 into fluorescence intensity.
제4항에 있어서,
상기 여기파장 발생기(211) 및 상기 방출파장 검출기(212)는 90도 각도로 설치되고, 광섬유로 연결되는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 4,
The excitation wavelength generator 211 and the emission wavelength detector 212 are installed at an angle of 90 degrees and connected by an optical fiber.
제3항에 있어서, 상기 형광강도 분석부(220)는,
270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 측정된 형광강도로부터 트립토판 농도를 산출하는 트립토판 농도 산출부(221);
270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 대장균 개체수를 산출하는 대장균 개체수 산출부(222);
270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 트립토판 농도를 나타내는 형광강도를 측정하여 BOD5 농도를 산출하는 BOD5 결정부(223); 및
트립토판 농도 및 대장균 개체수로 산출된 값을 대장균 리스크(Risk) 위험 범위인 기준값과 비교하여 수질 리스크를 판정하는 수질 리스크 판정부(224)를 포함하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
The method of claim 3, wherein the fluorescence intensity analyzer 220,
Tryptophan concentration calculator 221 for calculating the tryptophan concentration from the fluorescence intensity measured according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm;
E. coli population calculation unit 222 for calculating the E. coli population by measuring fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan according to an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm;
a BOD5 determination unit 223 for calculating a BOD5 concentration by measuring fluorescence intensity indicating a tryptophan concentration according to an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm; and
Microbial-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence spectrometer including a water quality risk determination unit 224 for determining a water quality risk by comparing the value calculated from the tryptophan concentration and the E. coli population with a reference value, which is an E. coli risk range. System.
제6항에 있어서,
상기 트립토판 농도 산출부(221)에서 산출되는 트립토판 농도[단위: ㎍/L)는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)
Figure pat00016
a]로 주어지며, a는 비례계수로서, 상기 a값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
The tryptophan concentration [unit: μg/L] calculated by the tryptophan concentration calculation unit 221 is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00016
a], where a is a proportionality coefficient, and the a value varies depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제6항에 있어서,
상기 연속형 형광분석장치(200)는 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출하되, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]
Figure pat00017
b]로 주어지며, b는 비례계수로서, 상기 b값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
The continuous fluorescence analyzer 200 measures and calculates the E. coli population by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm, and the E. coli population [Unit: population / ml ] is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00017
b], b is a proportionality coefficient, and the b value varies according to the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제6항에 있어서,
상기 대장균 개체수 산출부(222)에서 산출되는 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(트립토판 농도)
Figure pat00018
c]로 주어지며, c는 비례계수로서, 상기 c값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
The E. coli population calculated by the E. coli population calculation unit 222 [unit: population/ml] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00018
c], c is a proportionality coefficient, and the c value varies according to the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제6항에 있어서,
상기 BOD5 결정부(223)에서 산출되는 BOD5 농도[mg/L]는 [(트립토판 농도)
Figure pat00019
d + e]로 주어지며, d 및 e는 비례게수로서, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
The BOD5 concentration [mg/L] calculated by the BOD5 determination unit 223 is [(tryptophan concentration)
Figure pat00019
d + e], d and e are proportional coefficients, and the d and e values vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a. Causal organic matter measurement system.
제6항에 있어서,
상기 알람정보 생성부(230)에서 대장균 리스크 범위는 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖는 "안전함", 0~1 개체수/100㎖ 범위는 "약간 안전함", 1~10 개체수/100㎖ 범위는 "약간 위험함", 10~100 개체수/100㎖ 범위는 "위험함", 100 이상의 개체수/100㎖는 "매우 위험함"으로 알람정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
In the alarm information generation unit 230, the E. coli risk range is "safe" for 0 objects/100ml, "slightly safe" for 0 to 1 object/100ml, and "slightly safe" for 1 to 10 objects/100ml. "Slightly dangerous", 10 to 100 objects / 100㎖ is "dangerous", 100 or more objects / 100㎖ is "very dangerous" Microorganisms using a continuous fluorescence analyzer characterized in that it generates alarm information Causal organic matter measurement system.
제6항에 있어서,
상기 알람정보 생성부(230)는 상기 트립토판 농도가 10㎍/L 이상이면 미생물에 의한 오염을 간접적으로 표시할 수 있도록 대장균 개체수를 산출하여 알람정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 6,
The alarm information generator 230 calculates the number of Escherichia coli populations and generates alarm information so that contamination by microorganisms can be indirectly indicated when the tryptophan concentration is 10 μg/L or more. A system for measuring organic matter originating from microorganisms used.
연속형 시료 측정부(210), 형광강도 분석부(220), 알람정보 생성부(230) 및 무선통신모듈(240)를 구비한 연속형 형광분석장치(200)를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법에 있어서,
a) 연속 공급되는 시료의 유량 및 연속형 시료 측정부(210)의 광원 세기가 고정되도록 설정하는 단계;
b) 상기 연속형 시료 측정부(210)의 여기파장 발생기(211)가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 방출파장 검출기(212)가 특정 방출파장을 검출하도록 설정하는 단계;
c) 시료 공급부(100)가 상기 연속형 시료 측정부(210)로 시료를 연속 공급하는 단계;
d) 상기 연속형 시료 측정부(210)가 상기 연속적으로 공급되는 시료를 측정하여, 검출된 방출파장으로부터 형광강도로 변환하는 단계;
e) 상기 형광강도분석부(220)가 상기 형광강도에 따라 트립토판 농도, 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 각각 산출하는 단계;
f) 상기 형광강도분석부(220)가 기설정된 트립토판 기준값, 대장균 개체수 기준값과 각각 비교하여 수질 리스크를 판정하는 단계;
g) 상기 알람정보 생성부(230)가 수질 리스크 판정결과에 따른 알람정보를 생성하는 단계; 및
h) 상기 무선통신모듈(240)을 통해 관리자 단말(300)에게 알람정보를 전송하는 단계를 포함하되,
상기 연속형 형광분석 장치(200)는 미생물 기인 유기물을 트립토판(Tryptophan) 농도를 나타내는 형광강도로 측정하되, 소정 범위의 여기파장과 특정 방출파장에 따라 트립토판 형광강도를 측정하고, 상기 트립토판 형광강도에 따라 트립토판 농도를 산출하며, 상기 산출된 트립토판 농도로부터 대장균 개체수 및 BOD5 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
A method for measuring organic substances caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer 200 equipped with a continuous sample measuring unit 210, a fluorescence intensity analysis unit 220, an alarm information generating unit 230, and a wireless communication module 240 in
a) setting the flow rate of the continuously supplied sample and the intensity of the light source of the continuous sample measuring unit 210 to be fixed;
b) setting the excitation wavelength generator 211 of the continuous sample measuring unit 210 to generate an excitation wavelength within a predetermined range and the emission wavelength detector 212 to detect a specific emission wavelength;
c) continuously supplying, by the sample supply unit 100, samples to the continuous sample measurement unit 210;
d) the continuous sample measuring unit 210 measures the continuously supplied sample and converts the detected emission wavelength into fluorescence intensity;
e) calculating, by the fluorescence intensity analyzer 220, tryptophan concentration, E. coli population, and BOD5 concentration according to the fluorescence intensity;
f) determining, by the fluorescence intensity analyzer 220, a water quality risk by comparing a preset tryptophan reference value and an E. coli population reference value;
g) generating, by the alarm information generation unit 230, alarm information according to a water quality risk determination result; and
h) transmitting alarm information to the manager terminal 300 through the wireless communication module 240,
The continuous fluorescence analyzer 200 measures the fluorescence intensity representing the concentration of tryptophan in organic matter derived from microorganisms, measures the tryptophan fluorescence intensity according to a predetermined range of excitation wavelength and a specific emission wavelength, and calculates the tryptophan fluorescence intensity. A method for measuring organic substances caused by microorganisms using a continuous fluorescence analyzer, characterized in that the tryptophan concentration is calculated according to the calculated tryptophan concentration, and the E. coli population and BOD5 concentration are calculated.
제13항에 있어서,
상기 a) 단계에서 연속형 형광분석장치(200)의 연속형 시료 측정부(210)가 시료를 연속적으로 측정하기 위해서 광원 세기를 조절하고 시료공급펌프(110)에서 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
In step a), the continuous sample measurement unit 210 of the continuous fluorescence spectrometer 200 adjusts the light source intensity and controls the flow rate in the sample supply pump 110 to continuously measure the sample. A method for measuring organic matter originating from microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer.
제13항에 있어서,
상기 a) 단계에서 연속형 형광분석장치(200)는 광원 및 유량을 고정하고 트립토판 10㎍/L를 기준으로 측정했을 때 형광강도가 기준치 이하이면, 광원을 증가시키고, 유량을 조절하여 최적 광원 및 유량을 찾아 측정할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 시스템.
According to claim 13,
In the step a), the continuous fluorescence analyzer 200 fixes the light source and the flow rate, and if the fluorescence intensity is below the reference value when measured based on 10 μg/L of tryptophan, the light source is increased and the flow rate is adjusted to obtain an optimal light source and Microbial-derived organic matter measurement system using a continuous fluorescence analyzer, characterized in that for controlling to find and measure the flow rate.
제13항에 있어서, 상기 a) 단계는,
a-1) 상기 여기파장 발생기(211)가 소정 범위의 여기파장을 발생하고, 상기 방출 파장 검출기(212)가 특정 방출파장을 검출하도록 광원 세기를 조절하는 단계;
a-2) 시료공급펌프(110)의 제어에 따라 상기 시료 공급부(100)로부터 연속 공급되는 시료의 유량을 조절하는 단계;
a-3) 상기 시료 측정부(210)가 10㎍/L의 트립토판의 형광강도를 측정하는 단계;
a-4) 상기 측정된 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰지 비교하는 단계; 및
a-5) 상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 큰 경우, 연속 공급되는 시료의 유량과 및 광원 세기를 고정하는 단계를 포함하되,
상기 트립토판 형광강도가 설정값보다 작은 경우, 상기 a-1) 내지 a-4) 단계를 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
The method of claim 13, wherein step a),
a-1) adjusting the intensity of a light source so that the excitation wavelength generator 211 generates an excitation wavelength within a predetermined range and the emission wavelength detector 212 detects a specific emission wavelength;
a-2) adjusting the flow rate of the sample continuously supplied from the sample supply unit 100 according to the control of the sample supply pump 110;
a-3) measuring the fluorescence intensity of 10 μg/L tryptophan by the sample measuring unit 210;
a-4) comparing whether the measured tryptophan fluorescence intensity is greater than a set value; and
a-5) when the tryptophan fluorescence intensity is greater than the set value, fixing the flow rate of the continuously supplied sample and the intensity of the light source,
When the tryptophan fluorescence intensity is less than the set value, the step a-1) to a-4) is repeatedly performed.
제13항에 있어서,
상기 e) 단계에서 산출되는 트립토판 농도[단위: ㎍/L)는 [(270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)
Figure pat00020
a]로 주어지며, a는 비례계수로서, 상기 a값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
The tryptophan concentration [unit: μg/L] calculated in step e) is [(fluorescence intensity at an excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)
Figure pat00020
a], where a is a proportionality coefficient, and the a value varies depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제13항에 있어서,
상기 e) 단계에서 270㎚~290㎚ 범위의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에 따라 대장균 개체수를 형광강도로 측정하여 산출하되, 상기 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(270㎚~290㎚의 여기파장과 300㎚ 또는 350㎚의 방출파장에서의 형광강도)]
Figure pat00021
b]로 주어지며, b는 비례계수로서, 상기 b값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
In step e), the E. coli population is measured by fluorescence intensity according to the excitation wavelength in the range of 270 nm to 290 nm and the emission wavelength of 300 nm or 350 nm, and the E. coli population [unit: population / ml] is [(270 Fluorescence intensity at an excitation wavelength of ∼290 nm and an emission wavelength of 300 nm or 350 nm)]
Figure pat00021
b], b is a proportionality coefficient, and the b value varies according to the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제13항에 있어서,
상기 e) 단계에서 산출되는 대장균 개체수[단위: 개체수/㎖]는 [(트립토판 농도)
Figure pat00022
c]로 주어지며, c는 비례계수로서, 상기 c값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
The number of E. coli populations calculated in step e) [unit: population/ml] is [(tryptophan concentration)
Figure pat00022
c], c is a proportionality coefficient, and the c value varies depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a.
제13항에 있어서,
상기 e) 단계에서 산출되는 BOD5 농도[mg/L]는 [(트립토판 농도)
Figure pat00023
d + e]로 주어지며, d 및 e는 비례게수로서, 상기 d값 및 e값은 UVLED 광원(211a)의 세기에 대응하는 형광강도에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
The BOD5 concentration [mg/L] calculated in step e) is [(tryptophan concentration)
Figure pat00023
d + e], d and e are proportional coefficients, and the d and e values vary depending on the fluorescence intensity corresponding to the intensity of the UVLED light source 211a. Methods for measuring causal organic matter.
제13항에 있어서,
상기 g) 단계에서, 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보를 생성하거나 또는 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
According to claim 13,
In step g), alarm information according to the calculated E. coli population or alarm information according to the tryptophan concentration is generated.
제13항에 있어서, 상기 g) 단계는,
g-1) 상기 산출된 대장균 개체수에 따른 알람정보를 생성하는 단계;
g-2) 상기 트립토판 농도가 기준값인 10㎍/L보다 큰지 비교하는 단계; 및
g-3) 상기 트립토판 농도가 기준값보다 큰 경우, 상기 트립토판 농도에 따른 알람정보를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 대장균 개체수에 따른 알람정보는 안전함, 약간 안전함, 약간 위험함, 위험함 및 매우 위험함중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
The method of claim 13, wherein step g),
g-1) generating alarm information according to the calculated E. coli population;
g-2) comparing whether the tryptophan concentration is greater than the reference value of 10 μg/L; and
g-3) generating alarm information according to the tryptophan concentration when the tryptophan concentration is greater than a reference value;
The alarm information according to the number of Escherichia coli is safe, slightly safe, slightly dangerous, dangerous, and very dangerous.
제22항에 있어서,
상기 g-1) 단계에서 대장균 개체수 범위에 따라 0 개체수/100㎖는 "안전함", 0~1 개체수/100㎖ 범위는 "약간 안전함", 1~10 개체수/100㎖ 범위는 "약간 위험함", 10~100 개체수/100㎖ 범위는 "위험함", 100 이상의 개체수/100㎖는 "매우 위험함"으로 알람정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 연속형 형광분석장치를 이용한 미생물 기인 유기물 측정 방법.
The method of claim 22,
According to the E. coli population range in step g-1), 0 population/100 ml is "safe", 0 to 1 population/100 ml is "slightly safe", and 1 to 10 population/100 ml is "slightly dangerous". , 10 ~ 100 population / 100㎖ range is "dangerous", 100 or more population / 100㎖ generates alarm information as "very dangerous" Method for measuring organic matter caused by microorganisms using a continuous fluorescence spectrometer.
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