WO2013137525A1 - 소량 시료의 분석을 위한 시료 장착 장치와 이를 이용한 분석장치 및 분석방법 - Google Patents

소량 시료의 분석을 위한 시료 장착 장치와 이를 이용한 분석장치 및 분석방법 Download PDF

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WO2013137525A1
WO2013137525A1 PCT/KR2012/007249 KR2012007249W WO2013137525A1 WO 2013137525 A1 WO2013137525 A1 WO 2013137525A1 KR 2012007249 W KR2012007249 W KR 2012007249W WO 2013137525 A1 WO2013137525 A1 WO 2013137525A1
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WO
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sample
mounting
light
cradle
rotating
Prior art date
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PCT/KR2012/007249
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김진덕
강현옥
이종훈
옥기윤
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주식회사 메카시스
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/36—Embedding or analogous mounting of samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0267—Sample holders for colorimetry
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor

Definitions

  • a spectrophotometer is a measure of the degree to which the natural energy is selectively absorbed, emitted or scattered depending on the material by injecting light emitted from the light source into the sample.
  • the main purpose of the measurement is usually to determine the chemical composition of an unknown substance, or the molecular structure of a known substance, the state of motion of molecules, or environmental factors.
  • the present invention by adjusting the shape and size of the lower plate to increase the contact angle of the sample to the lower plate so that the sample has a shape of a certain droplet (droplet) on the lower plate, it does not flow down, the sample is stable between the upper plate and the lower plate It could be maintained as.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of an apparatus for mounting a sample.
  • FIG. 5 is a photograph showing a configuration diagram of an example of a sample mounting apparatus at the time of measurement and a state in which a sample of a mounting unit is stably maintained.
  • Figure 6 is a photograph showing an embodiment of the use and mounting method of the sample mounting device.
  • first holder 4 second holder
  • Front Support 12 Rear Support
  • the present invention relates to a device for mounting a sample used in the equipment for the analysis of the material, in particular, a sample in the case of using a liquid material having a volume or droplet shape of less than 10 micro-liUer required in the bio, pharmaceutical fields It relates to a device for mounting.
  • the coupling portion (7) for rotationally moving the second cradle (4) over the first cradle (3) and engaging them in close contact is further included.
  • the coupling part 7 serves to bring the two surfaces into close contact with each other by using a magnetic object such as a magnet or an elastic material such as a spring, and the formation of the coupling part at any part of the holder by selecting a part of the holder. It is possible.
  • a position adjusting device (8) consisting of a gap adjusting screw (9) for adjusting the gap and a gap support (10) for maintaining the gap is formed on the holder (3,4) so that the thickness of the measurement sample can be adjusted. .
  • Spacer support 10 can be produced in various ways, such as cylinder or plate shape.
  • the rotating part 2 for rotating the mounting part ⁇ of the sample includes a front support (ID and rear support 12, a rotating shaft 13, a rotary drive part 14 provided with an electronic motor and a sensor, a rotary knob 15, and the like.
  • both manual and automatic are possible, including means for facilitating rotation, and in addition, a damper, a bearing, and the like for stable rotation may also be included.
  • Rotation of the mounting portion 1 is possible to rotate 360 ° in the direction perpendicular to the rotation axis 13 penetrating the front support 11 and the rear support 12, the sensor of the rotary drive unit 14 and the electric motor Operation to allow for selective rotation to any desired angle, wherein the desired angle is determined by the sample 16 and the lower portion of the sample portion 5, the upper portion of the sample portion 6, the external light source 19 and the detector. 20 are all arranged horizontally It can be selected at any angle. [Mode for Carrying out the invention]
  • the sample 16 forms a contact angle 22 of 90 ° or more on the lower plate 5 so that the sample is stably maintained
  • the first cradle 3 and the first holder 2 cradle (4) is to form a window (17, 18) with a hole or a light-transmitting material in the light passing portion, respectively, so that the light is transmitted to the upper and lower plates. Therefore, the light source 19, the sample 16, and the detector 20 are all arranged in a horizontal direction while keeping the sample 16 stable, so that the light source 19 without the optical mechanism for changing the path of the light 21 is provided.
  • a device for mounting the sample of the present invention on a spectrophotometer used to reduce light loss and to reduce the light loss and to enter the detector 20 directly through the sample 16 through the sample 16 emitted from the light. By replacing only bays, small amounts of liquid samples can be measured and analyzed. Also, emitted from the light source 19
  • the light 21 may be transmitted in the order of the upper plate 6, the sample 16, and the lower plate 5, and the light 21 may be transmitted first, and then the sample 16 and the upper plate 6 in order. May be It can be freely selected according to the user's situation.
  • FIG. 3 when a small amount of the liquid sample 16 is dropped onto the lower plate 5, a photograph of a phenomenon in which the contact angle 22 of the small amount of the liquid sample 16 changes depending on the size of the lower plate 5 is photographed.
  • FIG. 3 (a) shows that when a very small amount of liquid sample is dropped onto the lower plate 5 having an infinitely larger plane than the sample 16, the liquid sample 16 wets the lower plate 5, and the contact angle 22 is It can be seen that the value is much smaller than 90 °.
  • 3 (b) is a case where the diameter of the circle on the upper surface of the lower plate 5 is 2 mm or more, and even in this case, the change of the contact angle 22 does not occur significantly.
  • FIG. 3 (b) is a case where the diameter of the circle on the upper surface of the lower plate 5 is 2 mm or more, and even in this case, the change of the contact angle 22 does not occur significantly.
  • FIG. 3 (b) is a case where the diameter of the circle on the upper surface of the lower plate 5 is 2
  • 3 (c) shows a case where the diameter of the circle on the upper surface of the lower plate 5 is 2 mm or less.
  • the contact angle since the contact angle has a value larger than 90 ° , the liquid sample 16 in a drop shape on the lower plate 5 is formed. Can be maintained. Therefore, it can be seen that the contact angle 22 tends to increase as the area of the upper surface of the lower plate 5 decreases.
  • the reference area of the upper surface of the lower plate 5, in which the contact angle 22 is larger than 90 ° and the sample 16 is stably maintained depends on the material properties of the sample 16 and the lower plate 5 and the characteristics of these interfaces. It should be possible to select a suitable lower plate 5 size accordingly.
  • the diameter of the upper surface of the lower board 5 it is preferable to select the diameter of the upper surface of the lower board 5 to 0.1 mm or more and 2 mm or less.
  • Figure 4 shows the shape of the lower plate 5 and the upper surface of the lower plate, the lower plate
  • the shape of the cylinder lamp or the height as shown in (b) has a certain slope and the area is Various shapes are possible, such as a cylindrical shape which becomes smaller and smaller toward the upper part, and the slope of the height part selects an appropriate inclination by considering not only the contact angle 22 but the washing
  • the upper surface of the lower plate 5 also has the concave shape as shown in (c), the convex shape as shown in (d), or the characteristics of the sample 16 and the lower plate 5 among the shapes having irregularities as shown in (e); In consideration of the contact angle 22 and the like, it is also possible to select and form variously. In addition, in consideration of the characteristics of the sample 16 and the lower plate 5, it is of course possible to coat the upper surface of the lower plate 5 with a hydrophobic substance or the like.
  • FIG. 5 (a) The structure of the mounting apparatus and (b) The mounting part (1) was imaged.
  • the connecting frame 23 under the sample mounting device is intended to replace only the sample mounting device in an analytical device such as a spectrophotometer, and is simply manufactured according to the shape of the connection part with an existing spectrophotometer. It is possible.
  • 5 (b) shows that the liquid sample 16 is held in close contact with the lower plate 5 and the upper plate 6 to be stably maintained, wherein the contact angle 22 of the lower plate 5 and the sample 16 is 90 ° or more. You can see that.
  • Figure 6 shows a method of mounting a sample using a device for mounting a sample according to one embodiment of the present invention secretly manufactured in a private state to the outside.
  • a spectrophotometer composed of a light source 19, a detector 20, and the like, and the light 21 emitted from the light source 19 is seen.
  • a spectrophotometer that is directly incident on and passes through a small amount of sample 16 that is stably maintained in the sample mounting apparatus of the inventors, and then enters the detector 20 also corresponds to one embodiment of the present invention.
  • spectrophotometers are for large-capacity samples, in which the light source, the sample, and the detector are arranged in parallel.
  • most of the spectrophotometers use a new spectrophotometer in which the light source, the sample, and the detector are arranged vertically. Should be.
  • the actual measurement Since the structure is vertical, the path of the light is inevitable, and the optical loss such as optical fiber, prism, etc., causes a large loss of light, which makes it difficult to perform fine analysis.
  • the present invention is required to be immediately applied in the industry by developing a device for mounting a very small amount of liquid sample that can be arranged in parallel with the light source, the sample, and the detector without using an optical device, the industrial applicability This is very big.

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Abstract

현재 대부분의 분광광도계는 대용량의 시료에 대한 것으로 광원과 시료，검출기가 모두 평행하게 배열되어 있다. 이에 반해 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 액체 시료를 측정하기 위해서는 소량의 액체시료를 안정하게 유지하기 어려워，광원과 시료, 검출기가 모두 수직하게 배열된 새로운 분광광도계를 사용해야만 하였다. 또한 평행하게 배열된 장착장치로 대체하는 경우， 실제 측정은 수직구조로 이루어지므로， 광의 경로 변환이 불가피하여， optical fiber, prism 등의 광학기구를 사용함으로써 광손실이 크게 발생하여， 미세한 분석이 어려운 단점이 있다. 이에 본 발명은 광학기구를 사용하지 않고， 광원과 시료， 검출기가 모두 평행하게 배열될 수 있는 극소량의 액체시료의 장착장치 및 이를 포함한 분석장치를 개발함으로써, 기존의 대용량의 시료를 위한 측정장치에 본 발명인 소량 액체 시료용 장착장치만을 대체함으로써， 손쉽게 대용량과 소용량 시료에 대한 측정 및 분석이 가능하고， 광손실이 없어 미세한 측정과 분석이 가능하여, 효율성과 경제성을 모두 높일 수 있도록 하였다.

Description

명세서
소량 시료의 분석을 위한 시료 장착 장치와 이를 이용한 분석장치 및 분석방법
【기술분야】
본 발명은 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 액체 시료를 분석하기 위한 장착장치와 이를 포함하는 분석장치 및 방법에 관한 것으로， 시료부 하판과 소량의 액체 시료에 대한 접촉각 (contact angle)을 증가시켜， 소량의 액체 시료를 안정적으로 유지하게 하여 광원과 시료와 검출기를 수평적으로 배열함으로써， 광 경로의 변환이 없을 뿐만 아니라， 광 파이버， 프리즘 등의 광학적인 기구를 제거하여， 광원에서 나온 광을 시료에 직접 투과시켜 광손실을 최소화하도록 하여， 측정의 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
【배경기술】
일반적으로 분광광도계는 광원으로부터 방출된 빛을 시료에 입사하여 재료에 따라 고유 에너지가 선택적으로 흡수， 방출 또는 산란되는 정도를 측정하는 것이다. 측정의 주요목적은 대개 미지 물질의 화학조성， 또는 이미 알고있는 물질의 분자 구조， 분자의 운동상태， 환경적요인 등을 알아내는 것이다.
기본적으로， 입사된 빛의 시료에 의한 흡수율에 따라 특정 성분의 양을 측정할 수 있는데， 흡수율은 투과된 빛의 양에 반비례하며, 이는 시료 내에서의 광의 경로에 비례하며， 충분한 광경로를 확보하기 위해서는 일정 체적 이상의 시료가 필요하다. 근래에 들어， 바이오, 의약 분야의 연구가 활발해 짐에 따라， 10 micro- litter 이하의 매우 작은 체적의 소량의 시료에 존재하는 효소, 미생물， 특정 단백질의 검출과 이들의 존재량에 대한 측정이 요구되었다. 또한 기존의 대용량 범용 분광광도계는 광원과 시료， 검출기가 모두 수평적으로 배열되어 있어， 소량의 시료 분석을 위해서는 새로운 분광광도계로 다시 측정해야만 하기 때문에 경제적이나， 시간적으로 비효율적이었다.
미국 특허 7,688,429 호에서 Sahari 등은 수 micr으 litter 의 체적을 갖는 소량의 액체 시료를 오목한 홈과 상부 표면 사이에 위치시키고， 광원에서 방출되는 빛을 프리즘 등의 광 기구 등을 통해 광경로를 변경하고， 이를 다시 광 파이버등으로 수직에 위치한 시료에 입사하고， 이를 상부표면에 위치한 미러 등으로 반사시켜， 반사된 빛을 다시 광파이버와 광기구 등을 통해 검출기에서 측정하는 구조의 분광광도계를 발표한 바 있다.
그러나， 이러한 분광광도계는， 프리즘， 광파이버 등을 사용함으로써 빛이 이러한 기구를 통과하는 과정에서 광손실이 크게 일어나, 결과적으로 검출기에서 검출되는 광의 강도는 매우 약해져， 미세량의 측정이 어렵고， 그 정확도가 낮아진다.
따라서， 현재 광원과 시료， 검출기가 모두 수평적으로 배열된 구조에서 소량의 액체 시료를 일정 형태로 유지시키면서， 프리즘， 광파이버 등에서의 손실을 최소화할 수 있는 시료의 장착구조 및 이를 이용한 분광광도계와 그 측정방법이 요구되고 있는 상황이다.
【발명의 상세한 설명】 【기술적 과제】
본 발명은 현재 요구되고 있는 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 액체 시료를 측정이 가능한 일정 형태로 유지하면서， 소량의 시료 측정을 위해 사용되는 일반 분광광도계와는 달리 광의 경로를 변경하지 않고， 광의 경로가 그대로 유지되는 상태에서 빛을 직접적으로 시료에 입사하여, 기존의 범용적인 분광광도계에 도입되어 사용될 수 있는 시료 장착구조를 개발하고， 이를 이용한 분광광도계 및 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
【기술적 해결방법】
첫번째로 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 시료를 측정이 가능한 형태로 유지하기 위해 하판의 형상과 크기 등을 변화시켜， 시료와 하판간의 접촉각을 증가시켜 이러한 접촉각에 의해 중력의 영향을 극복할 수 있도록 하였다. 시료의 체적이 작은 경우， 시료가 하판에 완전히 젖은 wetting 상태의 경우 접촉각은 0° 로， 이러한 경우， 시료는 하판을 타고 홀러내려 안정적으로 시료를 유지할 수가 없다. 이에 대해 본 발명에서는 하판의 형상과 크기를 조절하여 하판에 대한 시료의 접촉각올 증가시켜 시료가 하판 위에 일정한 방울 (액적)의 형상을 띠도록 함으로써， 흘러내리지 않고， 상판과 하판 사이에 시료를 안정적으로 유지할 수 있도록 하였다.
두번째로는 시료의 장착부를 시료부 하판을 포함하는 제 1 거치대와 시료부 상판을 포함하는 제 2 거치대로 이루어지게 하여， 하판에 소량의 시료를 장착한 후, 제 2 거치대를 제 1 거치대에 밀착하여 결합시킬 수 있도록 구성하고， 회전부를 이용하여 결합된 장착부를 광원과 검출기에 수평이 되도록 회전시켜 배열함으로써， 광의 경로 변환 없이 광원에서 방출된 빛올 직접 시료에 입사시킬 수 있도록 하였다.
【유리한 효과】
10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 시료를 측정이 가능하도록 안정적으로 유지하고, 시료를 투과한 빛이 프리즘이나 광파이버 등의 기구 없이 검출기에서 검출될 수 있도록， 광원과 시료와 검출기를 모두 수평방향으로 배열함으로쎄 광손실을 최소화하고， 따라서 더 미세항 양의 미지의 물질의 검출과 측정의 정확도를 높일 수 있다는 효과가 있다. 또한 시료의 장착부를 두개의 거치대로 분리하여 구성함으로써， 시료를 장착하는 하판과 시료에 밀착되는 상판의 표면에 대한 세정이 수월하고， 이에 대한 보수를 용이하게 하여， 전체적인 작업능률의 향상과， 유지 및 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 소량의 시료의 경우에도， 광원， 검출기와 수평방향의 배열을 이루도록 하여， 기존의 대용량 시료의 분광 광도계의 시료 장착부에 본 발명의 시료 장착부만을 대체함으로써， 이전의 대용량 시료용 분광광도계에서도 소량의 시료에 대한 분석이 가능하다. 따라서， 전체 분광광도계를 구입하지 않고도 시료 장착부만을 교환하여 대용량과 소량의 시료분석을 모두 가능하게 하여， 더 효율적이고， 경제적인 분석이 가능할 수 있도록 하는 효과가 있다.
【도면의 간단한 설명】
도면 1은 시료를 장착하는 장치에 대한 일 실시예의 구성도이다.
도면 2는 시료를 장착하는 장치의 시료의 장착부에 대한 구성도이다. 도면 3 은 하판의 상부 표면 크기에 따라 시료의 접촉각이 변화하는 현상에 대한 시료 장착부의 사진이다.
도면 4는 다양한 하판의 형상에 대한 개략도이다.
도면 5 는 측정시의 시료 장착 장치의 일 실시예에 대한 구성도 및 장착부의 시료가 안정하게 유지되는 모습을 촬영한사진이다.
도면 6 은 시료의 장착 장치의 사용 및 장착 방법에 대한 일 실시예를 나타내는 사진이다.
1: 시료의 장착부 2: 희전부
3: 제 1 거치대 4: 제 2 거치대
5： 시료부 하판 6: 시료부 상판
7： 결합부 8: 위치조절장치
9： 간격조절스크류 10: 간격지지대
11： 전면지지대 12: 후면지지대
13： 회전축 14: 회전 구동부
15： 회전 손잡이 16: 시료
17： 원도우 18: 원도우
19: 광원 20: 검출기
21: 빛 22: 접촉각
23: 연결 프레임
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】 본 발명은 물질의 분석을 위한 장비에 사용되는 시료를 장착하는 장치에 대한 것으로， 특히 바이오， 의약분야에서 요구되는 10 micro-liUer 이하의 체적 또는 방울 형상을 갖는 액체 물질을 시료로 하는 경우의 시료를 장착하기 위한 장치에 관한 것이다.
시료의 장착은 크게 시료의 장착부 (1)와 장착부를 회전시키는 회전부 (2)로 이루어지며, 도면 1 은 본 발명인 시료장착장치의 여러 실시예 중의 하나로， 시료의 장착부는 두개의 거치대 (3，4)로 이루어지며， 제 1 거치대 (3)는 소량의 시료를 표면 위에 적재할 수 있도록 구성된 시료부 하판 (5)을 포함하며， 제 2 거치대 (4)는 시료와 밀착하여 접촉되는 시료부 상판 (6)을 포함하여 이루어진다. 이때 상기 시료부 하판 (5)과 상판 (6)은 모두 빛이 투과될 수 있는 물질로 이루어진다. 또한 시료를 하판 (5) 위에 적재한 후， 제 2 거치대 (4)를 제 1 거치대 (3) 위로 회전 이동시키고 이를 밀착된 상태로 결합시키기 위한 결합부 (7)가 더욱 포함된다. 결합부 (7)는 자석 등의 자성을 갖는 물체나 스프링 등의 탄성을 갖는 물체 등을 이용하여 두 면이 밀착되도록 하는 역할을 하며， 거치대의 일부분을 선택하여 거치대의 어느 부위에나 결합부의 형성은 가능하다. 이에 더해 거치대 (3,4)에 간격 조절을 위한 간격조절스크류 (9)와 간격 유지를 위한 간격지지대 (10)로 구성되는 위치조절장치 (8)를 형성하여 측정 시료의 두께를 조절할 수 있도록 한다. 이때 상기 위치조절장치 (8)에 의한 상판 (6)과 하관 (5) 간의 거리는 0.1讓 이상 2画 이하의 거리 사이에서 시료 (16)의 체적과 특성에 따라 간격조절스크류 (9)에 의해 조절이 가능하다. 간격지지대 (10)는 원기둥 또는 판 형상 등으로 다양하게 제조할 수 있다. 시료의 장착부 α)를 회전시키는 회전부 (2)는 전면지지대 (ID와 후면지지대 (12), 회전축 (13)， 전자 모터와 센서 등을 구비한 회전구동부 (14), 및 회전 손잡이 (15) 등과 같이 수동으로 조작하는 경우에 회전을 용이하도록 하는 수단 등을 포함하여 수동과 자동이 모두 가능하도록 구성되고， 이에 더해 안정적 회전을 위한 댐퍼， 베어링 등의 구성도 함께 포함될 수 있다. 회전부 (2)에 의한 장착부 (1)의 회전은 전면지지지대 (11)와 후면 지지대 (12)를 관통하는 회전축 (13)에 수직하는 방향으로 360° 회전이 가능하며， 회전 구동부 (14)의 센서와 전자모터의 동작에 의해 임의의 원하는 각도로의 선택적 회전이 가능하도록 한다. 이때의 임의의 원하는 각도는 시료 (16)와 시료부 하판 (5)， 시료부 상판 (6)， 외부의 광원 (19)과 검출기 (20)가모두 수평하게 배열되는 임의의 각도로 선택할 수 있다. 【발명의 실시를 위한 형태】
장착부 (1)의 구성을 자세히 살펴보면， 도면 2 와 같이 시료 (16)는 하판 (5) 위에서 90° 이상의 접촉각 (22)을 형성하여 시료가 안정적으로 유지되도록 하고, 제 1 거치대 (3)와 제 2 거치대 (4)는 각각 빛이 통과되는 부분에 홀이나 투광성 물질로 원도우 (17， 18)를 형성하여 상판과 하판으로 빛이 투과되도록 구성한다. 따라서， 시료 (16)를 안정적으로 유지하면서도 광원 (19)과 시료 (16)， 검출기 (20)가 모두 수평방향으로 배열되어 빛 (21)의 경로를 변화시키기 위한 광학적인 기구 없이 직접 광원 (19)으로부터 방출된 빛 (21)이 시료 (16)를 투과하여 직접 검출 (20)기에 입력되어， 광손실을 줄이고， 기존의 대용량 액체 시료용으로 사용되던 분광광도계에 본발명의 시료를 장착하는 장치만을 교체함으로써 소량의 액체 시료의 측정 및 분석이 가능해질 수 있다. 또한, 광원 (19)으로부터 방출된 빛 (21)은 상판 (6)과 시료 (16)， 하판 (5)의 순으로 투과될 수도 있고， 하판 (5)을 먼저 투과한 후， 시료 (16)， 상판 (6)의 순으로 투과될 수도 있다. 이는 사용자의 상황에 따라 자유롭게 선택할 수 있다.
도면 3 에서는 하판 (5)에 소량의 액체 시료 (16)를 적하한 경우, 하판 (5)의 크기에 따라 소량의 액체 시료 (16)의 접촉각 (22)이 변화하는 현상을 사진으로 촬영한 것이다. 도 3(a)는 시료 (16)에 비해 무한히 큰 평면을 갖는 하판 (5)위에 극소량의 액체 시료를 적하한 경우, 액체시료 (16)가 하판 (5)을 적시면서， 접촉각 (22)은 90° 보다 훨씬 작은 값을 가짐을 볼 수 있다. 도 3(b)는 하판 (5) 상부표면의 원의 지름이 2mm 이상인 경우로， 이 경우에도 접촉각 (22)의 변화는 크게 일어나지 않는다. 그러나， 도 3(c)는 하판 (5) 상부표면의 원의 지름이 2mm 이하인 경우로， 이 경우에는 접촉각아 90° 보다 큰 값을 가지므로 하판 (5)에 방울 형상으로 액체 시료 (16)가 유지될 수 있다. 따라서， 하판 (5) 상부표면의 면적이 작아질수록 접촉각 (22)은 증가하는 경향을 보임올 알 수 있다. 이때 접촉각 (22)이 90° 보다 커져 시료 (16)가 안정하게 유지되는 하판 (5) 상부표면의 기준 면적은 시 (16)료와 하판 (5)의 물질 특성과 이들 계면의 특성에 따라 달라질 수 있고， 이에 따라 적절한 하판 (5)의 크기를 선택하여 실시하여야 한다. 대부분의 액체 시료가 안정적으로 유지되기 위해서는 하판 (5) 상부표면의 지름이 0.1mm 이상 2mm 이하로 선택하는 것이 바람직하다. 또한 하판 (5)의 높이는 세정의 용이성을 위해 1mm 이상 5mm 이하로 하는 것이 표면의 잔류물을 세척하는데 용이하다.
도면 4 는 하판 (5)과 하판의 상부 표면의 형상을 나타내는 것으로， 하판은 도
4(a)와 같이 원기등 형상, 또는 (b)와 같이 높이부가 일정 기울기를 갖고 면적이 상부로 갈수록 점점 작아지는 원기둥 형상 등으로 다양한 형상이 가능하며， 높이부의 기을기는 접촉각 (22) 뿐만 아니라， 하판 (5)의 세정 등을 고려하여 적정한 기울기를 선택한다. 또한 하판 (5)의 상부표면도 (c)와 같이 오목한 형상， (d)와 같이 볼록한 형상， 또는 (e)와 같이 요철을 구비한 형상 들 중에서 시료 (16)와 하판 (5)의 특성， 접촉각 (22) 등을 고려하여 다양하게 선택하여 형성시키는 것도 가능하다. 또한 시료 (16)와 하판 (5)의 특성을 감안하여， 하판 (5)의 상부 표면에 소수성 물질로 코팅 등을 하는 것도 당연히 가능하다.
도면 5 는 광원 (19)에서 나은 빛 (21)이 실제 시료 (16)를 통과하는 시점에서의
(a)장착장치의 구성과 (b)장착부 (1)를 이미지 촬영한 것이다. 도 5(a)에서 시료의 장착장치 하부의 연결프레임 (23)은 분광광도계 등의 분석장치에 시료장착장치만을 교체하기 위한 것으로 기존의 분광광도계와의 연결부분의 형태에 따라 그에 맞추어 간단히 제작이 가능하다. 도 5(b)는 하판 (5)과 상판 (6)에 액체시료 (16)가 밀착되어 안정적으로 유지됨을 보여주고， 이때 하판 (5)과 시료 (16)의 접촉각 (22)은 90° 이상임을 볼 수 있다.
도면 6 은 외부에 비공개 상태로 비밀리에 제작된 본 발명의 일 실시예로써의 시료의 장착장치를 이용한 시료의 장착방법을 나타내고 있다. 먼저 )희전손잡이 (15)를 이용하여 제 1 거치대 (3)와 제 2(4) 거치대를 분리시킨 후，
(b)시료부 하판 (5)에 시료 (6)를 적하하고， (c)회전손잡이 (15)와 결합부 (7)를 이용하여 제 1 거치대 (3)와 제 2(4) 거치대를 밀착 결합시킨 후， (d)밀착 결합된 시료의 장착부 (1)를 회전시켜， 광원 (19)과 시료 (16)， 검출기 (20)가 모두 평행하게 배열되도록 한다. 이렇게 수평으로 배열된 상태에서 시료에 빛 (21)을 입사시켜， 투과된 빛을 측정하여 분석한다. 측정이 끝난 후에는 세정액과 세정도구 등을 이용하여 (e)시료부 하판 (5)과 (f)시료부 상판 (6)을 간편하게 세정할 수 있다.
본 발명인 소량의 액체 시료 (16)의 장착장치를 이용하여， 광원 (19)， 검출기 (20) 등으로 구성된 분광광도계의 제작이 역시 가능하며， 광원 (19)으로부터 방출된 빛 (21)이 본 발명인 시료의 장착장치에서 안정적으로 유지되는 소량의 시료 (16)에 직접 입사되어 통과한 후， 검출기 (20)로 입력되는 분광광도계 또한 본 발명의 일 실시예에 해당된다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나， 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 증의 하나의 실시예에 불과하며， 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로， 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서， 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서의 변경， 치환， 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한， 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.
【산업상 이용가능성】
현재 대부분의 분광광도계는 대용량의 시료에 대한 것으로 광원과 시료, 검출기가 모두 평행하게 배열된 것으로， 소용량의 액체 시료를 측정하기 위해서는 대부분 광원과 시료， 검출기가 모두 수직하게 배열된 새로운 분광광도계를 사용해야만 한다. 또한 평행하게 배열된 장착장치로 대체하는 경우， 실제 측정은 수직구조로 이루어지므로， 광의 경로 변환이 불가피하여， optical fiber, prism 등의 광학기구를 사용함으로써 광손실이 크게 발생하여， 미세한 분석이 어려운 단점이 있다.
이에 본 발명은 광학기구를 사용하지 않고， 광원과 시료， 검출기가 모두 평행하게 배열될 수 있는 극소량의 액체시료의 장착장치를 개발함으로써， 해당 업계에서 즉시 적용이 요구되는 것으로， 그 산업상 이용가능성이 매우 크다.

Claims

청구의 범위
【청구항 1】
물질의 분석을 위한 장비에 사용되는 시료를 장착하는 장치에 있어서， 상기 시료 장착장치는 시료의 장착부와 시료를 회전하는 회전부로 이루어지며，
상기 장착부는 시료를 적재하는 시료부 하판과 빛이 투과되는 부분에 형성된 원도우를 포함하는 제 1 거치대와 시료를 밀착하여 홀딩하는 시료부 상판과 빛이 투과되는부분에 형성된 원도우를 포함하는 제 2 거치대와， 상기 제 1 거치대와 제 2 거치대가 시료에 밀착되어 서로 결합시킬 수 있는 결합부를 포함하여 구성되고, 상기 회전부는 후면지지대와 전면지지대， 회전축을 포함하며， 상기 장착부는 사용자가 원하는 각도로 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 【청구항 2】
제 1 항의 장치에 있어서， 상기 시료는 10 micn>-liUer 이하의 체적을 갖는 액체 물질인 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 3】
제 2 항의 장치에 있어서， 상기 결합부는 제 1 거치대와 제 2 거치대의 밀착 결합이 가능하도록 자성을 갖는 물체의 인력이나 탄성을 갖는 물체의 탄성력 등을 이용하여 두 면이 밀착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치. 【청구항 4] 제 3 항의 장치에 있어서， 상기 회전부는 댐퍼, 베어링， 회전구동부， 및 회전을 용이하도록 하는 회전 손잡이를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 5]
제 4 항의 장치에 있어서， 상기 회전부를 이용한 장착부의 회전은 전면지지지대와 후면 지지대를 관통하는 회전축에 수직하는 방향으로 360° 회전이 가능하도특 하는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 6]
제 5 항의 장치에 있어서， 상기 회전부를 이용한 장착부의 회전은 전면지지지대와 후면 지지대를 관통하는 회전축에 수직하는 방향으로 회전하고ᅳ 시료와 시료부 하판， 시료부 상판， 외부의 광원과 검출기가 모두 수평하게 배열되는 임의의 각도를 선택하여 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 7】
제 6 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 하판은 원기둥 형상인 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 8】
제 7 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 하판의 원기등 형상의 높이부는 일정 기울기를 가지고 상부로 갈수록 점점 좁아지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치 .
【청구항 9] 제 8 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 하판의 높이는 수직한 방향으로 1画 이상 5醒 이하이며, 시료의 접촉각 (contact angle)을 증가시키기 위해 시료와 접촉하는 하판 표면의 원의 지름은 0.1mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 10】
제 8 항의 장치에 있어서， 상기 제 1 거치대의 측면에 위치 조절장치를 더 포함하고， 상기 시료부 상판과 하판사이의 거리를 상기 위치조절장치로 조절하여， 측정 시료의 두께를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치. 【청구항 111
제 10 항의 장치에 있어서， 상기 위치 조절장치는 간격 유지를 위한 간격지지대와 간격 조절을 위한 간격조절스크류로 구성되는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 12]
제 11 항의 장치에 있어서， 상기 위치조절장치로 조절된 시료부 상판과 하판 사이의 거리는 0.1麵 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치. 【청구항 13】
제 12 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 하판의 표면은 평평하거나， 볼록하거나， 오목하거나 또는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 14】 제 13 항의 장치에 있어서， 시료의 접촉각 (contact angle)을 증가시키기 위해 상기 시료부 하판의 표면을 소수성 물질로 코팅하는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 15】
제 13 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 하판은 투광성을 갖는 유리， 석영, silica, fused silica, 플라스틱 중에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치.
【청구항 16】
제 15 항의 장치에 있어서， 상기 시료부 상판은 평평하거나， 볼록하거나， 오목하거나， 또는 요철이 형성된 형상의 표면을 가지며, 투광성을 갖는 유리， 석영， silica, fused silica, 플라스틱 중의 하나에서 선택되는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치 .
【청구항 17】
물질의 분석을 위한 장비에 사용되는 시료를 장착하는 장치에 있어서， 상기 시료는 10 micro- litter 이하의 체적을 갖는 액체 물질이고，
상기 시료 장착장치는 시료의 장착부와 시료를 회전하는 회전부로 이루어지며，
상기 장착부는 시료를 적재하는 시료부 하판을 포함하는 제 1 거치대와 시료를 밀착하여 홀딩하는 시료부 상판을 포함하는 제 2 거치대를 포함하고， 상기 제 1 거치대와 제 2 거치대가 시료에 밀착되어 서로 결합시킬 수 있는 결합부를 포함하여 구성되고， 상기 시료부 하판은 원기등 형상으로 두께부는 일정 기울기를 가지고 점점 좁아지는 형상이며, 간격지지대 또는 간격조절스크류로 구성되는 위치조절장치에 의해 상판과 하판사이의 거리가 조절되며， 투광성 물질로 이루어지며， 결합부는 제 1 거치대와 제 2 거치대의 밀착 결합이 가능하도록 자성을 갖는 물체나 탄성을 갖는 물체 등을 포함하여 이루어지며，
상기 회전부는 회전축， 댐퍼， 베어링， 회전구동부를 포함하며， 상기 회전부를 이용한 장착부의 회전은 전면지지지대와 후면 지지대를 관통하는 회전축에 수직하는 방향으로 회전하고， 시료와 시료부 하판， 시료부 상판， 외부의 광원과 검출기가 모두 수평하게 배열되도록， 상기 장착부는 원하는 각도로 선택되어 회전될 수 있는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치.
【청구항 18】
제 1항 내지 제 17항 중의 어느 하나의 장치에 있어서， 회전부와 결합부， 및 위치조절부 등의 동작은 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료를 장착하는 장치.
【청구항 19】
시료에 빛을 투과시켜 시료를 분석하는 장치에 있어서,
제 1 항 내지 제 17 항 중의 어느 하나의 시료를 장착하는 장치와 빛을 방출하는 광원, 시료를 통과한 빛을 검출하는 검출기를 포함하고, 상기 시료는 시료부 상판과 하판 사이에서 유지되고， 시료부 하판， 시료， 시료부 상판， 광원과 검출기가 모두 수평하게 배열되어， 광원에서 방출된 빛이 광 기구의 도움 없이 시료에 직접 입사되고， 시료를 후과한 빛도 광 기구의 도움 없이 직접 검출기로 입력되는 것을 특징으로 하는， 시료에 빛을 투과시켜 시료를 분석하는 장치.
【청구항 20】
제 19 항의 장치에 있어서， 광원은 텅스텐 램프, 중수소방전관 제논램프， 수은등램프 중의 하나이고， 검줄기는 phot odi ode, ccd, phot odi ode-array, cmos 센서 중의 하나임을 특징으로 하는 시료를 분석하는 장치 .
【청구항 21]
시료에 빛을 입사하고 투과한 빛을 측정하는 시료의 분석 방법에 있어서， (i)제 1 거치대 내에 포함된 시료부 하판에 시료를 장입하는 단계，
(ii)제 2 거치대에는 시료와 밀착되는 시료부 상판을 준비하는 단계，
(Hi)시료부 상판을 포함하는 제 2 거치대를 시료부 하판을 포함하는 제 1 거치대에 밀착하고， 결합부를 이용하여， 하나의 시료장착부로 결합시키는 단계，
(iv)결합된 시료장착부를 회전부를 이용하여 거치대를 관통하는 회전축에 수직하는 방향으로 회전시키는 단계，
(V)시료장착부의 회전으로 광원， 시료부 하판， 시료, 시료부 상판, 광 검출기를 모두 수평으로 배열하는 단계，
(vi)광원으로부터 빛을 방출하여 광학적 기구의 도움없이 시료에 직접 입사시키는 단계，
(vii)시료를 투과한 빛을 광학적 기구의 도움없이 직접 검출기에 입력하는 단계，
(viii)투과된 빛을 검출기에서 검출하여， 이를 분석하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법.
【청구항 22】
제 21 항의 방법에 있어서， 상기 시료는 10 micro-litter 이하의 체적을 갖는 액체 물질인 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법.
【청구항 23】
제 22 항의 방법에 있어서， 상기 회전은 전면지지지대와 후면 지지대를 관통하는 회전축에 수직하는 방향으로 회전하고， 시료와 시료부 하판， 시료부 상판， 외부의 광원과 검출기가 모두 수평하게 배열되는 각도로 선택되어 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법.
【청구항 24】
제 23 항의 방법에 있어서， 상기 결합부를 이용한 거치대간의 결합은 제 1 거치대와 제 2 거치대의 밀착 결합이 가능하도록 자석의 인력이나 스프링의 압축력 등으로 두 면이 밀착하도록 결합하는 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법.
【청구항 25]
게 24 항의 방법에 있어서， 상기 시료부 하판은 원기둥 형상이며, 원기둥의 높이부는 일정 기울기를 가지고 상부로 갈수록 점점 좁아지는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법.
【청구항 26】
제 25 항의 방법에 있어서， 상기 제 1 거치대는 측면에 위치 조절장치를 더 포함하며， 상기 위치 조절장치는 간격 유지를 위한 간격지지대와 간격 조절을 위한 간격조절스크류로 구성되고， 상기 시료부 하판과 상판 간의 거리를 상기 위치조절장치로 조절하여 측정 시료의 두께를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법 .
【청구항 27]
제 26 항의 방법에 있어서， 상기 시료부 하판의 표면은 시료의 접촉각을 증가시키기 위해 소수성 코팅을 하는 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법 .
【청구항 28】
제 27 항의 방법에 있어서， 상기 시료부 하판의 높이는 수직한 방향으로 1mm 이상 5mm 이하이며， 시료의 접촉각 (contact angle)을 증가시키기 위해 시료와 접촉하는 시료부 하판의 표면에서의 원의 지름은 0.1mm 이상 2mm 이하인 것을 특징으로 하는 시료의 분석 방법 .
【청구항 29】
제 21 항 내지 제 28 항 중의 어느 하나의 방법에 있어서， 상기 (i)~( ii)단계는 자동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료의 분석방법.
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