[go: up one dir, main page]

KR101306930B1 - 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계 - Google Patents

형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계 Download PDF

Info

Publication number
KR101306930B1
KR101306930B1 KR1020120057636A KR20120057636A KR101306930B1 KR 101306930 B1 KR101306930 B1 KR 101306930B1 KR 1020120057636 A KR1020120057636 A KR 1020120057636A KR 20120057636 A KR20120057636 A KR 20120057636A KR 101306930 B1 KR101306930 B1 KR 101306930B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical fiber
spectrophotometer
transfer unit
simultaneous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020120057636A
Other languages
English (en)
Inventor
최헌
박영동
노경원
조성인
강인성
김설중
정병도
Original Assignee
주식회사 신코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 신코 filed Critical 주식회사 신코
Priority to KR1020120057636A priority Critical patent/KR101306930B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101306930B1 publication Critical patent/KR101306930B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28Investigating the spectrum
    • G01J3/2803Investigating the spectrum using photoelectric array detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 광도계 본체 상기 본체 내에 장착되는 광원 상기 광원에서 생성된 광의 진행 경로를 제어하는 광 이송부 상기 광 이송부의 상측에 놓이는 시료 위에 배치되는 전반사 윈도우 상기 전반사 윈도우에서 반사된 후 상기 광 이송부를 통과하여 출광된 광을 검출하는 멀티 채널 검출부를 구비하며, 상기 광 이송부는 진행 경로의 길이가 서로 다른 복수개의 광의 진행 경로를 형성하며, 상기 멀티 채널 검출부는 상기 광 이송부에서 서로 길이가 다른 진행 경로를 통과한 후에 유입되는 광을 서로 다른 독립된 광 경로로 동시에 분광한다.

Description

형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계 {Simultaneous Spectrophotometer for Fluorescence and Absorption measurement}
본 발명은 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계에 대한 것으로서 보다 상세하게는 미량의 바이오 시료를 분석하기 위한 멀티 채널 검출식 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계에 대한 것이다.
시료 내에 포함된 단백질의 함량을 측정하는 것을 단백질 정량이라고 하며, 단백질 정량에는 분광학적 방법, 뷰렛 방법, Lowry 방법, Bradford 방법 등이 있다. 최근 단백질 시료를 비롯한 바이오 시료의 경우 변성을 막기 위한 빠른 측정 시간 및 미량 측정 감소는 매우 중요한 사항이다.
그런데, 일반적인 장비의 경우 미량의 바이오 시료를 측정하기 위해서 사용하는 마이크로 셀은 매우 고가이며 주입 및 세척 단계가 필요하여 샘플링이 번거로우며, 셀 내부에서 기포가 발생할 가능성이 있고 세척 후에는 셀을 건조시켜야 하는 문제점이 있다.
또다른 일반적인 기술에 따르면, 바이오 시료를 압축한 후 이완시켜 물의 표면 장력을 이용하여 시료를 상하 파이버에 밀착시킨 후 광을 조사하여 그 광학적 특징을 측정하여 시료를 분석하게 된다. 일반적으로 람베르-비어의 법칙(Lambert-Beer Law)에 의하면, 같은 농도의 시료의 경우 흡광도(absorbance)는 광 경로에 비례한다.
그런데, 표면 장력을 이용하는 방식의 경우 확보할 수 있는 광 경로가 제한되고 이에 따라 광 경로가 짧아서 흡광도가 낮아 결국 측정 감도가 낮아지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하여 수 마이크로 리터 수준의 미량 바이오 시료를 별도의 전처리 없이 분석이 가능한 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 필요에 따라 길게 된 광 경로와 상대적으로 짧게 된 광 경로를 통과한 광을 분리 검출하여 동시에 분광 분석하여 측정 감도를 향상시킨 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 채널 별, 즉 광 경로별로 별도의 회전격자 광경로를 구현할 수 있는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계를 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 광도계 본체 상기 본체 내에 장착되는 광원 상기 광원에서 생성된 광의 진행 경로를 제어하는 광 이송부 상기 광 이송부의 상측에 놓이는 시료 위에 배치되는 전반사 윈도우 상기 전반사 윈도우에서 반사된 후 상기 광 이송부를 통과하여 출광된 광을 검출하는 멀티 채널 검출부를 구비하며, 상기 광 이송부는 진행 경로의 길이가 서로 다른 복수개의 광의 진행 경로를 형성하며, 상기 멀티 채널 검출부는 상기 광 이송부에서 서로 길이가 다른 진행 경로를 통과한 후에 유입되는 광을 서로 다른 독립된 광 경로로 동시에 분광한다.
여기서, 상기 멀티 채널 검출부는, 복수개의 광이 각각 유입되는 복수개의 슬릿 상기 슬릿을 통과한 복수개의 광을 평행광이 되도록 반사하는 복수개의 평행광용 오목 거울 상기 평행광용 오목 거울에서 반사된 복수개의 광을 분광시키도록 회절 격자가 형성된 격자부 상기 격자부에서 분광된 복수개의 광을 집광하는 복수개의 집광용 오목 거울 상기 집광 거울에서 집광된 광을 각각 검출하는 복수개의 검출기를 포함한다.
한편, 상기 광 이송부는 2개의 사각뿔대가 바닥면을 서로 마주하여 결합된 외형을 구비하여, 나란하며 평평한 상면과 하면을 구비하고, 경사진 측면에 형성된 입광면과 상기 입광면을 마주보게 배치된 경사진 측면에 형성된 출광면을 구비한다.
상기 광원은 상기 입광면을 향하여 광을 조사하도록 배향된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 상기 광 이송부에서 서로 다른 길이의 진행 경로를 거쳐 출사된 광을 상기 멀티 채널 검출부로 유도하는 광 파이버 세트를 추가로 구비한다.
상기 광 파이버 세트는 제1 광 파이버 및 제2 광 파이버를 구비하여, 제1 광 파이버는 상기 광 이송부의 하면에 대응하여 배치되며, 상기 제2 광 파이버는 상기 광 이송부의 출광면에 대응하여 배치된다.
여기서, 상기 복수개의 슬릿의 개수는 2개이며, 상기 제1 광 파이버는 2개의 슬릿 중 하나에 광을 전달하며, 상기 제2 광 파이버는 나머지 슬릿에 광을 전달한다.
또한, 상기 2개의 슬릿은 상하로 배치되되 각각의 슬릿을 통과하여 상기 멀티 채널 검출부 내부를 진행하는 2개의 광에 대응되는 2개의 평행광용 오목 거울 및 2개의 집광용 오목 거울도 대응하여 상하로 배치되어, 상기 멀티 채널 검출부 내부를 진행하는 2개의 광은 서로 교차하지 않고 독립적 경로를 따라 진행하여 2개의 검출기에 각각 도달한다.
본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 상기 광원과 상기 광 이송부 사이에 시준기(collimator)를 추가로 구비한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 상기 시준기와 상기 광 이송부 사이에 여기 필터를 추가로 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계에 의하면,
첫째, 적은 량의 시료라도 광 경로의 길이를 서로 달리하여 제어한 후에 측정할 수 있으므로 측정 감도 및 정확도를 향상시킬 수 있으며,
둘째, 적은 량의 시료의 흡광/형광 분석을 1대의 장비로써 가능하게 되며,
셋째, 별도의 시료 용기 없이 분광 스펙트럼을 획득할 수 있으며,
넷째, 셀의 세척, 건조 시간을 단축시킬 수 있으며,
다섯째, 흡광/형광 분석을 동시에 수행할 수 있으며,
여섯째 광 경로를 제어하는 광 이송부를 출사하는 복수개의 광을 광 파이버를 통하여 멀티 채널 검출부에 연결함으로써 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계의 내부 공간의 활용성이 향상되어 컴팩트한 크기로 구현할 수 있게 되며,
일곱째, 흡수율이 다른 2이상의 파장역에서의 흡수 스펙트럽을 각각의 파장역에 적절한 경로 길이로 측정하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있으며,
여덟째, 흡광 분석과 형광 분석이 서로 간섭을 받지 않게 되므로 정확한 측정이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계의 커버의 작동 상태를 도시하며 내부의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 광 이송부에서의 광의 진행 경로를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1의 멀티 채널 검출부 내부의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 1의 멀티 채널 검출부 내부의 개략적인 평면도이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다.
본 발명에 있어서 단백질 시료 등의 바이오 시료를 측정하는 데에는 분광 광도법이 사용되었다. 분광 광도법은 빛의 세기를 측정하는 방법 중 하나인데, 빛의 스펙트럼을 이용하여 각 파장에 대한 빛 에너지의 분포를 조사하기 위해 빛을 분광기를 이용하여 단색광으로 나누고 그 세기를 측정하여 시료의 다양한 물리 화학적 실험값을 얻어낼 수 있다.
여기서, 분광기는 물질이 방출 또는 흡수하는 빛의 스펙트럼을 계측하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계의 커버의 작동 상태를 도시하며 내부의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계(100)는 광도계 본체(102)와 상기 광도계 본체(102) 내에 장착되는 광원(106), 상기 광원(106)에서 생성된 광의 진행 경로를 제어하는 광 이송부(112), 상기 렌즈의 상측에 놓이는 시료 위에 배치되는 전반사 윈도우(104a), 상기 전반사 윈도우에서 반사된 후 상기 광 이송부를 통과하여 출사된 광을 검출하는 멀티 채널 검출부(120)를 구비한다.
여기서, 광 이송부(112)는 진행 경로의 길이가 서로 다른 복수개의 광 진행 경로를 형성하며, 상기 멀티 채널 검출부(120)는 상기 광 이송부(112)에서 서로 길이가 다른 진행 경로를 통과한 후에 각각 유입되는 광을 서로 다른 독립된 광 경로로 동시에 분광하게 된다.
상기 멀티 채널 검출부(120)는 내부에 배치되는 광학 요소가 외부 광에 의해 영향을 받지 않도록 광학적 차폐구조로 작용하는 검출부 케이스(121)를 구비하고, 상기 검출부 케이스(121) 내부에 광학 요소를 구비한다.
한편, 상기 광원(106)과 상기 광 이송부(112) 사이에는 평행광선을 형성시키기 위하여 시준기(108: collimator)가 설치된다.
또한, 시준기(108)와 광 이송부(112) 사이에는 형광을 측정하기 위한 목적으로 여기 필터(110)가 설치된다. 상기 여기 필터(110)는 다수의 필터가 장착되어 로터리식으로 회전하는 여기 필터 조립체를 형성할 수도 있다.
도 2는 도 1의 광 이송부에서의 광의 진행 경로를 도시하는 사시도이다.
상기 광 이송부(112)는 전체적으로 2개의 사각뿔대가 바닥면을 서로 마주하여 결합된 기하학적 외형을 구비하되, 전체 구조에서 상면과 하면은 나란하게 평평한 구조이다.
즉, 광 이송부(112)의 상측은 4개의 경사진 측면을 가지며 광 이송부(112)의 하측에도 역경사진 4개의 측면이 형성된다.
도면에는 광 이송부(112)의 상측과 하측에 각각 4개의 경사진 면이 형성된 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기본적으로 광 이송부(112)의 하측에서 마주보는 위치에 경사진 2개의 면이 형성된 후에 광 이송부(112)의 하측의 나머지 2개의 면은 경사지게 형성될 수도 있고 경사지지 않고 수직하게 형성될 수도 있다.
마찬가지로 광 이송부(112)의 상측에도 4개의 경사진 면이 반드시 형성되어야 하는 것은 아니며, 2개의 마주하는 면만 경사지게 형성되고 나머지 2개의 면은 수직하게 형성될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 광 이송부(112)의 하측 경사진 측면에 형성된 입광면으로 광원(106)에서 생성된 광이 입사하게 된다(도 2에서 우측 굵은 화살표로 표시됨). 그리고, 광 이송부(112)의 하측에서 상기 입광면을 마주보게 배치되어 경사진 측면에 출광면이 형성된다(도2에서 좌측 굵은 화살표로 표시됨).
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광원(106)은 상기 입광면을 향하여 광을 조사하도록 배향된다. 상기 광원(106)은 광원 제어 장치(미도시)에 의해 온/오프 제어된다. 또한, 상기 광원(106)의 광의 성질도 광원 제어 장치에 의해 제어될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계는 상기 광 이송부(112)에서 출광된 광을 검출부(120)로 유도하는 광 파이버 세트(118, 119)를 구비한다.
상기 광 파이버 세트(118, 119)는 제1 광 파이버(119) 및 제2 광 파이버(118)를 구비하여, 상기 제 1 광 파이버(119)의 일측 단부는 상기 광 이송부(112)의 출광면에 대응하여 배치되고 상기 제 1 광 파이버(119)의 타측 단부는 상기 멀티 채널 검출부(120)의 예를 들어 측면에 형성된 제 1 슬릿(122a)에 연결된다.
제 2 광 파이버(118)의 일측 단부는 상기 광 이송부(112)의 하면에 대응하여 배치되고 상기 제 2 광 파이버(118)의 타측 단부는 상기 멀티 채널 검출부(120)의 예를 들어 측면에 배치된 제 2 슬릿(122b)에 연결된다.
상기 제1 광 파이버(119)과 상기 제2 광 파이버(118)는 상기 멀티 채널 검출부(120)의 검출부 본체(121)의 측면에 서로 소정의 간격으로 이격되어 연결된다.
상기 제 1 광 파이버(119)의 일측 단부와 상기 광 이송부(112)의 출광면 사이에는 시준기(114)가 배치된다. 한편, 상기 제 2 광 파이버(118)의 일측 단부와 상기 광 이송부(112)의 하면 사이에도 시준기(116)가 배치된다.
도 1을 참조하면, 광도계 본체(102)의 일부분, 예를 들어 광도계 본체(102)의 상측에 커버(104)가 회전가능하게 배치된다. 상기 커버(104)가 광도계 본체(102)를 폐쇄하게 될 경우 커버(104)의 내측에 장착된 잡빛 제거 트랩(104b)에는 상기 전반사 윈도우(104a)가 설치된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전반사 윈도우(104a)는 상기 광 이송부(112)의 상면에 정렬되어 배치된다.
한편, 상기 광 이송부(112)는 예를 들어 이산화규소를 포함한다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 취한 단면도이다.
도 2 내지 도 3를 참조하면, 분석하고자 하는 시료(S)는 상기 광 이송부(112)의 상면과 전반사 윈도우(104a) 사이에 배치된다.
상기 광 이송부(112)의 입광면으로 소정의 각으로 경사지게 입사한 광은 광 이송부(112)의 상면과 시료(S)의 경계면을 지나고 이어서 시료(S)를 통과하여 전반사 윈도우(104a)에 입사한다.
도 3은 광 이송부와 시료, 전반사 윈도우에서의 광의 진행 경로를 도시하고 있다.
광원에서 생성된 빛이 광 이송부(112), 시료(S), 전반사 윈도우(104a)을 통과하여 진행하는 과정에서 스넬의 법칙에 의해 광 이송부(112), 시료(S), 및 전반사 윈도우(104a)의 굴절률의 차이에 의해 광의 진행 경로는 꺾이게 되고, 광 입사각이 내부 전반사가 일어나는 각도 이상일 경우 전반사 윈도우(104a)에서 전반사가 일어나게 되어 입사각과 동일한 각도로 대각을 이루어 광이 반사후 출사하게 된다. 광이 출사하는 과정에서도 매질의 굴절률의 차이에 의해 광의 진행 경로는 꺾이게 된다.
광 이송부(112)의 입광면으로 유입되고 전반사후 출사면을 통하여 출사되는 광은 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 광 파이버(119)에 의해 멀티 채널 검출부(120)로 유도된다.
광이 광 이송부(112), 시료(S), 전반사 윈도우(104a)를 통과하면서 전반사되는 과정에서 시료(S)를 통과하는 광의 진행 경로는 시료(S) 자체의 두께보다는 길어지게 된다.
이 경우, 람베르-비어의 법칙(Lambert-Beer Law)에 의하면, 같은 농도의 시료의 경우 흡광도(absorbance)는 광 경로에 비례하게 되므로 광 경로가 길어진 만큼 흡광도가 상승하게 되고 결국 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계의 감도가 상승하게 된다.
이와는 별도로, 광 이송부(112)의 상면에서 수직하게 하측으로 진행하는 광은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 광 이송부(112)의 하면을 통하여 출사하게 되고, 상기 광 이송부(112)의 하면을 통하여 출사된 광은 시준기(116)를 거쳐서 제 2 광 파이버(118)에 의해 멀티 채널 검출기(120)로 유도된다.
도 2 및 도 3에서, 광 이송부(112)에 경사지게 유입되어 경사지게 출광면을 통하여 출사되는 광의 진행 경로는 광 이송부(112)의 하측으로 출사되는 광의 진행 경로보다 길게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 멀티 채널 검출부(120)는, 검출부 케이스(121) 내에 복수개의 광이 각각 유입되는 복수개의 슬릿(122a, 112b)과, 상기 슬릿(122a, 122b)을 각각 통과한 2개의 광을 평행광이 되도록 반사하는 2개의 평행광용 오목거울(124a, 124b)이 설치된 평행광용 오목거울부(124)와, 상기 평행광용 오목 거울(124a, 124b)에서 반사된 2개의 광을 분광시키도록 회절 격자 패턴 형성된 회절 격자부(126)와, 상기 회절 격자부(126)에서 분광된 2개의 광을 집광하는 2개의 집광용 오목 거울(128a, 128b)이 설치된 집광용 오목거울부(128)와, 상기 집광용 오목 거울(128a, 128b)에서 집광된 광을 각각 검출하는 2개의 검출기(129a, 129b)를 포함한다.
상기 슬릿은 투과광의 초점 위치 근방에 당해 초점 위치에서 집광하는 투과광만을 통과시키도록 마련된다.
상기 회절 격자부(126)에서 회절 격자 패턴이 형성된 표면(127)은 평면 형태로 구성될 수 있다. 상기 회절 격자 패턴이 형성된 표면은 멀티 채널 검출부(120) 내부를 진행하는 2 개의 광을 하나의 회절 격자 패턴이 형성된 표면에서 분광하게 된다.
다시, 도 1을 참조하면, 상기 제 1 광 파이버(119)는 2개의 슬릿 중 하나의 슬릿인 제 1 슬릿(122a)에 광을 유도하며, 상기 제 2 광 파이버(118)는 나머지 슬릿인 제 2 슬릿(122b)에 광을 유도한다.
상기 제 1 광 파이버(119) 및 상기 제 2 광 파이버(118)는 가요성을 가지기 때문에 광 파이버가 배치되는 설치 공간의 형상과 무관하게 광을 유도할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 슬릿(122a) 및 제 2 슬릿(122b)은 상하로 배치되되 각각의 슬릿을 통과하여 상기 멀티 채널 검출부(120) 내부를 진행하는 2개의 광에 대응되는 제 1 평행광용 오목 거울(124a) 및 제 2 평행광용 오목 거울(124b), 및 제 1 집광용 오목 거울(128a)과 제 2 집광용 오목 거울(128b)도 대응하여 상하로 배치되어, 상기 멀티 채널 검출부(120) 내부를 진행하는 2개의 광은 서로 교차하지 않고 독립적 경로를 따라 진행하여 각각 제 1 검출기(129a) 와 제 2 검출기(129b)에 도달하게 된다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 제 1 검출기(129a) 및 제 2 검출기(129b)에는 당해 검출기에 의한 광 강도 신호가 증폭기(미도시), AD 컨버터(미도시),를 통해 입력되는 연산부(미도시)가 접속되어 있다.
이러한 연산부는 광강도 신호를 흡수 스펙트럼 또는 형광 스펙트럼으로 변환함과 아울러, 그 스펙트럼에 근거하여 시료의 다성분의 농도값을 연산한다. 연산부에는 당해 연산부에 의해 구해진 성분의 농도값을 표시하는 표시부(미도시)가 접속되어 있다.
여기서, 슬릿, 평행광용 오목 거울, 집광용 오목거울의 개수는 예시적으로 2개일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광 이송부(112)에서 출사되는 광의 개수만큼 광 파이버, 슬릿, 평행광용 오목 거울, 집광용 오목 거울의 개수가 고려될 수 있다.
상기 슬릿, 평행광용 오목 거울, 회절 격자부, 집광용 오목 거울, 검출기는 광이 반사되어 진행되는 경로를 형성하도록 상호 각을 이루어 소정의 간격으로 배치된다.
한편, 연속 광원에서 나오는 백색광을 분석하고자 하는 물질의 희석 용액이나 증기 속에 통과시켜 분광기로 관찰하면 백색광의 연속 스펙트럼 사이에 몇 개의 검은 선이 나타나게 된다.
이 검은 흡수선은 그 물질을 이루는 원소의 파장에 해당하는 빛이 저온의 기체 원자에 흡수되어 나타나는 것이다.
이러한 스펙트럼이 흡광 스펙트럼이며, 기체방전에서 관찰되는 불연속적인 선스펙트럼(line spectrum)의 방출선 파장과 동일한 위치에 검은 흡수선이 나타난다.
원소의 흡수선과 방출선은 거의 일치하지만 방출선이 모두 흡광 스펙트럼에 나타나지는 않는다. 흡광 스펙트럼과 방출 스펙트럼의 차이는 일반적으로 복잡하며, 흡수 증기의 온도에 의존한다.
한편, 형광 스펙트럼은 원자나 분자 또는 그 집합체가 높은 에너지 준위로부터 낮은 에너지 준위로 전이할 때, 방출하는 전자기파 스펙트럼으로 흡수 스펙트럼과 구별하기 위하여 이렇게 지칭되며, 발광 스펙트럼 또는 복사 스펙트럼이라고도 한다.
원자마다 양자화된 일정한 에너지 값을 가지므로 에너지 차이로 생기는 전자기파의 값이 원자마다 다르게 나타난다.
도 1에서 제 1 광 파이버(119)를 통하여 유도된 후 멀티 채널 검출부(120)에서 검출되는 광은 흡수 스펙트럼으로 검출되며, 제 2 광 파이버(118)를 통하여 유도된 후 멀티 채널 검출부(120)에서 검출되는 광은 형광 스펙트럼으로 검출된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 구조의 일실시예의 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계에 따르면, 미량의 시료의 흡수 스펙트럼 및 형광 스펙트럼을 동시에 측정할 수 있게 된다.
전술한 사항은 본 발명의 실시예를 예시적으로 설명하는 것이며, 한정적으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 사상을 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형례가 가능하다.
100: 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계
102: 광도계 본체
104: 커버 104a: 전반사 윈도우
106: 광원 S: 시료
108: 시준기 110: 여기 필터
112: 광 이송부 114: 시준기
116: 시준기 118: 제 2 광 파이버
119: 제 1 광 파이버 120: 멀티 채널 검출부
122a: 제1 슬릿 122b: 제2 슬릿
121: 검출부 케이스 124: 평행광용 오목거울부
124a: 제1 평행광용 오목거울 124b: 제2 평행광용 오목거울
126: 회절 격자부 128: 집광용 오목거울부
128a: 제1 집광용 오목거울 128b: 제2 집광용 오목거울
129a: 제1 검출기 129b: 제2 검출기

Claims (10)

  1. 광도계 본체
    상기 본체 내에 장착되는 광원
    상기 광원에서 생성된 광의 진행 경로를 제어하는 광 이송부
    상기 광이송부의 상측에 놓이는 시료 위에 배치되는 전반사 윈도우
    상기 전반사 윈도우에서 반사된 후 상기 광 이송부를 통과하여 출사된 광을 검출하는 멀티 채널 검출부를 구비하며,
    상기 광 이송부는 진행 경로의 길이가 서로 다른 복수개의 광의 진행 경로를 형성하며,
    상기 멀티 채널 검출부는 상기 광 이송부에서 길이가 서로 다른 진행 경로를 통과한 후에 유입되는 광을 서로 다른 독립된 광 경로로 동시에 분광하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 채널 검출부는,
    복수개의 광이 각각 유입되는 복수개의 슬릿
    상기 슬릿을 통과한 복수개의 광을 평행광이 되도록 반사하는 복수개의 평행광용 오목거울
    상기 평행광용 오목 거울에서 반사된 복수개의 광을 분광시키도록 회절 격자 패턴이 형성된 회절 격자부
    상기 회절 격자부에서 분광된 복수개의 광을 집광하는 복수개의 집광용 오목 거울
    상기 집광용 오목 거울에서 집광된 광을 각각 검출하는 복수개의 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 이송부는 2개의 사각뿔대가 바닥면을 서로 마주하여 결합된 외형을 구비하여, 나란하며 평평한 상면과 하면을 구비하고, 경사진 측면에 형성된 입광면과 상기 입광면을 마주보게 배치된 경사진 측면에 형성된 출광면을 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원은 상기 입광면을 향하여 광을 조사하도록 배향되는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 이송부에서 서로 다른 길이의 진행 경로를 거쳐 출광된 광을 상기 멀티 채널 검출부로 유도하는 광 파이버 세트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광 파이버 세트는 제1 광 파이버 및 제2 광 파이버를 구비하여, 제1 광 파이버는 상기 광 이송부의 하면에 대응하여 배치되며, 상기 제2 광 파이버는 상기 광 이송부의 출광면에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수개의 슬릿의 개수는 2개이며,
    상기 제1 광 파이버는 2개의 슬릿 중 하나에 광을 전달하며, 상기 제2 광 파이버는 나머지 슬릿에 광을 전달하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2개의 슬릿은 상하로 배치되되 각각의 슬릿을 통과하여 상기 멀티 채널 검출부 내부를 진행하는 2개의 광에 대응되는 2개의 평행광용 오목 거울 및 2개의 집광용 오목 거울도 대응하여 상하로 배치되어, 상기 멀티 채널 검출부 내부를 진행하는 2개의 광은 서로 교차하지 않고 독립적 경로를 따라 진행하여 2개의 검출기에 각각 도달하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광 이송부 사이에 시준기(collimator)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시준기와 상기 광 이송부 사이에 여기 필터를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계.
KR1020120057636A 2012-05-30 2012-05-30 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계 Expired - Fee Related KR101306930B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057636A KR101306930B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057636A KR101306930B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101306930B1 true KR101306930B1 (ko) 2013-09-10

Family

ID=49455737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120057636A Expired - Fee Related KR101306930B1 (ko) 2012-05-30 2012-05-30 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101306930B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150072811A (ko) 2013-12-20 2015-06-30 (주)럭스콤 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법 및 장치
KR101927664B1 (ko) 2018-06-30 2019-03-12 주식회사 신코 다소자 분광분석기
KR20190086104A (ko) 2018-01-12 2019-07-22 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 초소형 광학요소를 적용한 현장진단용 형광검출장치
KR102130418B1 (ko) 2019-05-29 2020-08-05 주식회사 신코 다소자 분광분석기
CN115046974A (zh) * 2014-11-25 2022-09-13 思拓凡瑞典有限公司 荧光性检测能力到光吸收率测量装置中的结合

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090086860A (ko) * 2008-02-11 2009-08-14 주식회사 엑스엘 표면 플라즈몬 공명 광센서
JP2010512534A (ja) 2006-12-12 2010-04-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ラベル粒子を検出するマイクロエレクトロニクスセンサデバイス
KR20110127122A (ko) * 2009-02-18 2011-11-24 가부시키가이샤 호리바 세이샤쿠쇼 시료분석장치
JP2012503769A (ja) 2008-09-25 2012-02-09 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 検出システム及び方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010512534A (ja) 2006-12-12 2010-04-22 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ラベル粒子を検出するマイクロエレクトロニクスセンサデバイス
KR20090086860A (ko) * 2008-02-11 2009-08-14 주식회사 엑스엘 표면 플라즈몬 공명 광센서
JP2012503769A (ja) 2008-09-25 2012-02-09 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 検出システム及び方法
KR20110127122A (ko) * 2009-02-18 2011-11-24 가부시키가이샤 호리바 세이샤쿠쇼 시료분석장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150072811A (ko) 2013-12-20 2015-06-30 (주)럭스콤 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법 및 장치
CN115046974A (zh) * 2014-11-25 2022-09-13 思拓凡瑞典有限公司 荧光性检测能力到光吸收率测量装置中的结合
KR20190086104A (ko) 2018-01-12 2019-07-22 재단법인 오송첨단의료산업진흥재단 초소형 광학요소를 적용한 현장진단용 형광검출장치
KR101927664B1 (ko) 2018-06-30 2019-03-12 주식회사 신코 다소자 분광분석기
KR102130418B1 (ko) 2019-05-29 2020-08-05 주식회사 신코 다소자 분광분석기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102066905B (zh) 基于空芯波导的拉曼系统和方法
US6995844B2 (en) Determination of light absorption pathlength in a vertical-beam photometer
KR101306930B1 (ko) 형광 흡광 동시 측정용 분광 광도계
RU2437719C2 (ru) Устройство и способ для спектрофотометрического анализа
JP2879141B2 (ja) 濃度測定装置およびその方法
US20090323068A1 (en) Gas Analyzer and Gas Analyzing Method
US9052232B2 (en) Spheroid sample cell for spectrometer
JP2011075513A (ja) ガス分光分析装置
KR20110127122A (ko) 시료분석장치
US9001331B2 (en) Arrangement adapted for spectral analysis of high concentrations of gas
KR20160099620A (ko) Atr 적외 분광기
EP2233898A2 (en) Infrared spectrophotometer and attachment therefor
KR101381618B1 (ko) 비분산 자외선 흡수법을 이용한 멀티가스 분석장치
US20150253296A1 (en) Method for detecting analytes
US20230296438A1 (en) Absorbance spectroscopy analyzer and method of use
KR20180096234A (ko) 블랙카본 측정 장치
CN115290587B (zh) 一种基于空芯光纤的多通道溶液浓度检测方法及检测装置
KR20120083703A (ko) 미량 바이오 시료 분석용 분광 분석기
KR20240130360A (ko) 광학식 다중 가스 검출 시스템
US20100302537A1 (en) Spectroscopy device and method for its implementation
KR100961138B1 (ko) 분광분석기
Sanda et al. Spectrophotometric measurements techniques for fermentation process
KR101779496B1 (ko) 블랙카본 측정 장치
KR20140084418A (ko) 적외선 분광분석기
RU2408908C1 (ru) Устройство для измерения концентрации светопоглощающих веществ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120530

PA0201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20130821

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20130904

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20130905

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160718

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160718

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170705

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20170705

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190724

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190724

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200723

Start annual number: 8

End annual number: 8

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20220615