KR101532586B1 - 고체상 추출 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 복수의 시료를 대상으로 동시에 타겟 고체상을 추출할 수 있고, 시료와 시료 간 또는 시료와 용매 간의 교차 오염을 감소시킬 수 있으며, 보다 정밀한 시료 분석 및 낭비되는 시료의 감소를 가능케 하며, 시료 주입기와 카트리지 사이의 용이한 결합 분리가 가능하나 동작 중에는 기계적 안정성을 제공할 수 있는 특징을 가진다.
Description
본 발명은 고체상 추출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수의 시료로부터 동시에 타겟 고체상을 추출할 수 있는 고체상 추출 장치에 관한 것이다.
액체 시료에 포함된 특정 고체상을 추출하는 방법으로는 고체상 추출법(Solid Phase Extraction, SPE, 고체상 극미량 추출법(Solid Phase Micro Extraction, SPME), 고체상 포집 용매 추출법(Solid Phase Trapping Micro Solvent Extraction, SPTE) 등이 있다.
본 발명과 관련된 고체상 추출법은 흡착제가 들어 있는 고체상 추출 매체를 사용하는 것으로, 추출하고자 하는 타겟 고체상을 흡착제에 흡착시켜 분리한 다음 용매를 이용하여 흡착제로부터 타겟 고체상을 추출하는 방법이다. 그리고 용매를 이용하여 추출된 타겟 고체상의 분석을 위해서는 농축 과정이 추가적으로 더 필요한 경우가 대부분이다.
고체상 추출법에 있어서는, 고체상 추출 장치의 구조 또는 고체상 추출 과정에 따라서, 복수의 시료로부터의 동시 추출의 제한, 시료와 용매 간의 교차 오염 가능성, 고체상 추출 과정에서의 정밀도의 한계, 고체상 추출 장치의 동작의 용이성 및 안정성 등이 문제될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 시료를 대상으로 동시에 타겟 고체상을 추출할 수 있는 고체상 추출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 시료 공급 경로와 용매 공급 경로를 분리하여 시료와 용매간의 교차 오염을 방지하고 시료 및 용매 공급의 제어가 용이한 고체상 추출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 복수의 시료 각각에 대하여 독립적으로 구동되는 펌프를 포함하고 클리닝 모드를 수행하여 시료간의 교차 오염을 방지할 수 있는 고체상 추출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 정밀한 스트로크(stroke) 제어를 통한 용매를 공급을 통하여 보다 정밀한 고체상 추출 동작을 수행할 수 있고 용매의 낭비를 감소시킬 수 있는 고체상 추출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 주입기 카트리지에 용이하게 결합 분리되나 동작 중에는 안정된 결합 상태를 유지할 수 있는 시료 주입기를 포함하는 고체상 추출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 적어도 하나의 활성화 용매, 적어도 하나의 불순물 제거 용매, 및 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매에 대응되는 복수의 유입 포트 및 방출 포트를 포함하는 멀티-포트 밸브(multi-port valve); 복수의 분사 노즐을 포함하는 용매 분사 모듈; 복수의 카트리지가 장착된 카트리지 모듈; 각각이, 제1 파이프 라인을 통하여 상기 멀티 포트 밸브의 방출 포트에 연결되는 제1 포트, 정량 펌핑 수단(syringe Pump)에 연결되는 제2 포트, 및 제2 파이프 라인을 통하여 상기 복수의 분사 노즐 증 대응되는 분사 노즐에 연결되는 제3 포트를 포함하는 복수의 제1 멀티-웨이 밸브(multi-way valve); 활성화 모드에서는 상기 적어도 하나의 활성화 용매가 선택되어 초기 상태의 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 불순물 제거 모드에서는 상기 적어도 하나의 불순물 제거 용매가 선택되어 시료 필터링 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 고체상 추출 모드에서는 상기 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매가 선택되어 불순물 제거 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 상기 멀티-포트 밸브, 상기 복수의 멀티-웨이 밸브, 및 상기 정량 펌핑 수단을 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 카트리지로 분사되는 용매가 제1 용매에서 제2 용매로 변경되는 경우, 상기 제1 및 제2 파이프 라인 내에 잔류된 상기 제1 용매에 대한 배출 동작을 수행한 다음, 상기 제2 용매의 상기 카트리지로의 정량적 분사 동작을 수행할 수 있다.
상기 제1 용매에 대한 배출 동작은, 상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트를 개방하며, 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서, 상기 제1 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후, 상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제1 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제1 덤핑 동작; 및 상기 제1 덤핑 동작에 이어, 상기 제3 포트를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후, 상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제2 덤핑 동작을 포함할 수 있다.
상기 제1 용매에 대한 배출 동작은, 상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트를 개방하며, 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서, 상기 제1 및 제2 파이프 라인의 용량과 상기 제2 용매의 저장 수단과 상기 제2 용매의 유입 포트를 연결하는 제3 파이프 라인 용량의 합산 용량에 대응되는 유입 펌핑 후, 상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 합산 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제3 덤핑 동작; 및 상기 제3 덤핑 동작에 이어, 상기 제3 포트를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후, 상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제4 덤핑 동작을 포함할 수 있다.
상기 제1 용매에 대한 배출 동작은, 상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 멀티-포트 밸브에 마련된 공기 유입 포트를 개방한 상태에서 수행되는 상기 정량 펌핑 수단의 유입 펌핑 및 방출 펌핑 동작에 기초하여 상기 제1 및 제2 파이프 라인 내에 잔류된 상기 제1 용매를 배출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 불순물 제거 모드는, 상기 타겟 고체상이 극성이면, 적어도 하나의 비극성 용매를 시료 필터링 모드가 수행된 카트리지로 정량적으로 분사하는 모드이며, 상기 타겟 고체상이 비극성이면, 적어도 하나의 극성 용매를 시료 필터링이 수행된 카트리지로 정량적으로 분사하는 모드일 수 있다.
상기 고체상 추출 장치는, 복수의 시료 주입기를 포함하는 시료 주입 모듈; 시료 공급 수단 및 기체 공급 수단; 각각이, 상기 시료 공급 수단에 연결되는 시료 유입 포트, 상기 복수의 시료 주입기 중 대응되는 시료 주입기에 연결되는 배출 포트, 및 상기 기체 공급 수단에 연결되는 기체 유입 포트를 포함하는 복수의 제2 멀티-웨이 밸브(multi-way valve)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 고체상 추출 장치는, 상기 시료 필터링 모드에서는 상기 시료 유입 포트 및 상기 배출 포트를 개방하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브를 경유하여, 복수의 시료를 상기 복수의 시료 주입기를 통하여 상기 활성화 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 공급할 수 있다.
그리고, 상기 고체상 추출 장치는, 건조 모드에서는 상기 기체 유입 포트 및 상기 배출 포트를 개방하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브를 경유하여, 미리 정해진 건조용 기체를 상기 복수의 카트리지에서 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 분사할 수 있다.
상기 고체상 추출 장치는, 클리닝 모드에서는 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브에서 상기 시료 유입 포트 또는 추가적인 유입 포트를 통하여 유입되는 세척액을, 상기 복수의 카트리지에서 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 분사할 수 있다.
상기 시료 주입기는, 상기 카트리지를 외통(外筒)으로 하여 상기 카트리지 내부에 삽입되는 내통(內筒)이며, 상기 카트리지 삽입 시 발생하는 압력에 반응하여 상기 카트리지와의 밀착도를 증가시키는 구조를 가질 수 있다.
상기 고체상 추출 장치는, 제1 모터의 회전력에 기초한 제1 물리력을 동시에 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브에 적용하여, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브의 밸빙 동작(valving operations)을 동기시키며, 제2 모터의 회전력에 기초한 제2 물리력을 동시에 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브에 적용하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브의 밸빙 동작을 동기시킬 수 있다.
본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 복수의 시료를 대상으로 동시에 타겟 고체상을 추출할 수 있는 장점을 가진다.
그리고, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 시료 공급 경로와 용매 공급 경로를 분리하여 시료와 용매간의 교차 오염을 방지하고 시료 및 용매 공급의 제어가 용이한 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 복수의 시료 각각에 대하여 독립적으로 구동되는 펌프를 포함하고 클리닝 모드를 수행하므로 시료간의 교차 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 정밀한 스트로크 제어를 통한 시료 및 용매를 공급함으로써 보다 정밀한 고체상 추출 동작을 수행할 수 있고, 낭비되는 용매의 양을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치는, 시료 주입기가 카트리지에 용이하게 결합 분리되나 동작 중에는 안정된 결합 상태를 유지할 수 있는 시료 주입기를 포함하므로 동작 중 기계적 안정성이 우수한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 블락도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구동 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 공급 경로의 일예를 나타내는 블락도이다.
도 5 내지 도 9는 도 4에 도시된 용매 공급 경로의 구성 요소의 실제 사진을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 공급 경로 및 기체 공급 수단의 일예를 나타내는 블락도이다.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구성 요소들의 실제 사진을 나타낸다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 일예를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 다른 예를 나타낸다.
도 17은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 또 다른 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 주입기의 동작상의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 주입기와 카트리지 사이의 밀착도가 증가하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구동 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 공급 경로의 일예를 나타내는 블락도이다.
도 5 내지 도 9는 도 4에 도시된 용매 공급 경로의 구성 요소의 실제 사진을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 공급 경로 및 기체 공급 수단의 일예를 나타내는 블락도이다.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 본 발명에 따른 고체상 추출 장치의 구성 요소들의 실제 사진을 나타낸다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 일예를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 다른 예를 나타낸다.
도 17은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 또 다른 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 주입기의 동작상의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치에서 시료 주입기와 카트리지 사이의 밀착도가 증가하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명과 관련된 조명 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)의 블락도이다. 도 1을 참조하면, 상기 고체상 추출 장치(100)는 멀티-포트 밸브(nulti-port valve, 110), 제1 멀티-웨이 밸브들(first multi-way valves, 120), 정량 펌핑 수단(130), 용매 분사 모듈(140), 카트리지 모듈(150), 위치 제어 모듈(160), 시료 공급 수단(170), 제2 멀티-웨이 밸브들(190), 시료 주입 모듈(200), 및 컨트롤러(210)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 고체상 추출 장치(100)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
상기 멀티-포트 밸브(110), 제1 멀티-웨이 밸브들(120), 정량 펌핑 수단(130), 및 용매 분사 모듈(140)은 상기 카트리지 모듈(150)에 대한 용매 공급 경로(220)를 형성한다. 그리고, 상기 시료 공급 수단(170), 제2 멀티-웨이 밸브들(190), 및 시료 주입 모듈(200)은 상기 카트리지 모듈(150)에 대한 시료 공급 경로(230)를 형성한다.
즉, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 용매 공급 경로(220)와 시료 공급 경로(230)는 서로 독립적으로 분리되어 있다. 그러므로, 상기 고체상 추출 장치(100)에서는 시료와 용매가 서로 섞이는 것이 방지될 수 있어 보다 정밀한 고체상 추출이 가능하다.
상기 멀티-포트 밸브(110)는 복수의 용매를 유입하기 위한 복수의 유입 포트 및 방출 포트를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 용매는 적어도 하나의 활성화 용매, 적어도 하나의 불순물 제거 용매, 및 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매일 수 있다.
이러한, 복수의 용매는 상기 고체상 추출 장치(100)의 모드에 따라서 서로 다를 수 있다. 활성화 용매라 함은, 상기 카트리지 모듈(150)에 장착된 카트리지들을 적셔주는 용매로 향후 카트리지들에 공급될 시료가 잘 흡수되도록 하기 위한 용매일 수 있다. 이러한 용매에는 알콜이나 벤젠 등이 포함될 수 있다. 불순물 제거 용매는, 카트리지에 필터링된 타겟 고체상 이외의 불순물을 제거하기 위한 용매로, 타겟 고체상이 극성이면 비극성 용매임이 바람직하고, 반대로 타겟 고체상이 비극성이면 극성 용매임이 바람직하다. 그리고, 타겟 고체상 추출 용매라 함은, 카트리지에 흡착된 타겟 고체상을 추출하기 위한 용매일 수 있다.
상기 제1 멀티-웨이 밸브들(120)는 상기 멀티-포트 밸브(110)와 정량 펌핑 수단(130) 그리고 용매 분사 모듈(140) 사이의 경로를 제어할 수 있다. 상기 고체상 추출 장치(100)는 하나의 모터의 회전력에 기초한 물리력을 동시에 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브(120)에 적용하여, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브(120)의 밸빙 동작(valving operations)을 동기시킬 수 있다. 본 발명의 다른 구현 예에서는, 상기 제1 멀티-웨이 밸브들(120)의 밸빙 동작의 동기는 전기적 신호에 의해서 이루어질 수도 있다. 이러한, 밸빙 동작의 동기화 특성은 제2 멀티-웨이 밸브들(190)에도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 정량 펌핑 수단(130)은 상기 제1 멀티-웨이 밸브들(120)에 의하여 형성되는 경로를 통하여 이동되는 용매의 양을 정량적으로 제어할 수 있다. 이러한 정량 펌핑 수단(130)의 대표적인 예로 실린지 펌프가 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 용매 분사 모듈(140)은 상기 제1 멀티-웨이 밸브들(120)로부터 공급되는 용매를 상기 카트리지 모듈(150)에 장착된 카트리지 모듈(150)로 분사하기 위한 복수의 분사 노즐을 포함할 수 있다. 상기 카트리지 모듈(150)은 상기 위치 제어 모듈(160)에 의하여 위치가 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작 모드에 따라서 가변될 수 있고, 복수의 카트리지가 장착될 수 있다. 한편, 상기 위치 제어 모듈(160)은 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작 모드에 따라서 상기 시료 주입 모듈(200)의 위치를 제어할 수도 있다.
상기 시료 공급 수단(170)은 제2 멀티-웨이 밸브들(190)로 시료를 공급할 수 있다. 상기 시료 공급 수단(170)은 복수의 시료를 대응되는 제2 멀티-웨이 밸브들(190)로 공급하기 위한 복수의 펌프들로 구성될 수 있다. 상기 복수의 펌프는 정량적으로 시료를 펌핑할 수 있는 정량 펌프일 수 있다. 이러한 정량 펌프는 메트릭 펌프(metric)일 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기체 공급 수단(180)은 상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)로 특정 기체를 공급할 수 있다. 이러한 기체는 상기 카트리지 모듈(150)에 장착된 카트리지들을 건조시키기 위한 것일 수 있다. 상기 기체 공급 수단(180)은 일정 압력으로 기체를 공급하기 위한 레귤레이터(regulator)로 구현될 수 있다.
상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)은 상기 시료 공급 수단(170), 상기 기체 공급 수단(180), 및 상기 시료 주입 모듈(200) 사이의 경로를 제어할 수 있다. 상기 시료 주입 모듈(200)은 상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)를 통하여 공급되는 시료 또는 공기를 상기 카트리지 모듈(150)에 장착된 카트리지 모듈(150)로 공급하기 위한 복수의 시료 주입기를 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러(210)는 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어한다. 상기 컨트롤러(210)는 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작 모드에 따라서 상술한 구성 요소들의 동작을 제어하기 위한 제어 신호들을 발생할 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았으나, 상기 고체상 추출 장치(100)는 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작에 필요한 프로그램이나 데이터를 저장하기 위한 저장 수단을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 고체상 추출 장치(100)는 외부 장치와의 유선 및/또는 무선 통신을 위한 통신 수단을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 상기 외부 장치는 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작을 외부에서 제어하기 위한 PC나 노트북일 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)의 구동 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 참고로, 상기 구동 방법은 수질 검사를 위한 고체상 추출 과정일 수 있다. 한편, 상기 구동 방법은 수질 검사 뿐만 아니라, 액체 상태의 각종 시료의 분석에도 이용될 수 있다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 구동 방법을 설명한다.
먼저, 상기 고체상 추출 장치(100)는 활성화 모드를 수행한다(S100). 활성화 모드에서는 적어도 하나의 활성화 용매가 선택되어 용매 공급 경로(220)를 통하여 카트리지들로 분사된다. 그런 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는 시료 주입 및 필터링 모드를 수행한다(S110). 이때, 복수의 시료들은 시료 공급 경로(230)를 통하여 카트리지들로 분사된다.
필터링 모드가 수행된 다음, 상기 고체상 추출 장치(100) 동작은 카트리지에 대한 동작 모드와 시료 주입기에 대한 동작 모드로 구분되어 수행될 수 있다. 카트리지에 대해서는 불순물 제거 모드(S120) 및 고체상 추출 모드(S130)가 수행되고, 시료 주입기에 대해서는 건조 모드(S140) 및 클리닝 모드(S150)이 수행될 수 있다.
상기 불순물 제거 모드(S120)는 상기 적어도 하나의 불순물 제거 용매가 선택되어 시료 필터링 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로, 상기 용매 공급 경로(220)를 경유하여, 정량적으로 분사될 수 있다. 상기 고체상 추출 모드(S130)에서는 상기 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매가 선택되어 불순물 제거 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로, 용매 공급 경로(220)를 경유하여, 상기 정량적으로 분사될 수 있다.
상기 클리닝 모드(S140)에서는 상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)을 통하여 공급되는 세척액이 상기 카트리지들로부터 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 공급될 수 있다. 이러한 세척액은 증류수일 수 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 증류수는 상기 시료 공급 수단(170)을 통하여 공급될 수도 있고, 별도의 공급 수단을 통하여 상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)의 추가적인 유입 포트를 통하여 공급될 수도 있고, 경우에 따라서는 멀티-포트 밸브(110)를 통하여 유입되어 용매 공급 경로(220)를 통하여 공급될 수도 있다.
상기 건조 모드(S150)에서는 기체 공급 수단(180)에 의하여 공급되어 상기 제2 멀티-웨이 밸브들(190)를 통하여 공급되는 기체가 복수의 시료 주입기로 분사될 수 있다. 이때, 상기 복수의 시료 주입기는 상기 카트리지들로부터 분리된 상태일 수 있고, 기체는 상기 복수의 시료 주입기를 건조시키기 위한 공기일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)의 구동 방법의 다른 예를 나타내는 흐름도이다. 참고로, 상기 구동 방법은 즙 상태의 농산물 분석을 위한 고체상 고체상 추출 과정일 수 있다. 한편, 상기 구동 방법은 농산물 뿐만 아니라, 점성이 있는 반 액체 상태의 각종 시료를 분석하기 위하여 이용될 수도 있다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 구동 방법을 설명한다.
상기 구동 방법은 활성화 모드(S200), 시료 주입(S210), 불순물 제거 모드(S220), 및 고체상 추출 모드(S230) 과정을 수행함으로써 완료될 수 있다. 상기 활성화 모드(S200), 불순물 제거 모드(S220), 및 고체상 추출 모드(S230)는 도 2에서 살펴본 바와 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
도 2의 구동 방법에서는 카트리지로의 시료 주입이 사람에 의하여 직접 이루어지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 즙 상태의 농산물 시료를 상기 고체상 추출 장치(100)의 파이프 라인을 통하여 공급할 경우, 시료의 잔류할 가능성이 높아 정확한 분석을 저해할 수 있고 나아가 이를 제거하기 위한 별도의 모드를 수행하여야 하는 불편함이 발생할 수 있기 때문이다.
다만, 경우에 따라서는, 상기 고체상 추출 장치(100)는 즙 상태의 농산물 시료의 주입을 위한 별도의 구성 요소를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 별도의 구성 요소는 농산물 시료의 잔류 가능성이 낮고 잔류 시료의 제거가 용이한 구성이나 재질 등을 가진 것일 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 용매 공급 경로(220)의 일예를 나타내는 블락도이다. 상기 용매 공급 경로(220)는 6-포트 밸브(110), 3-웨이 밸브들(120), 실린지 펌프(syringe pump, 130), 및 용매 분사 모듈(140)을 포함한다. 도 4에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 용매 공급 경로(220)는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
상기 6-포트 밸브(110)는 상기 고체상 추출 장치(100)의 동작 모드에 따른 용매 유입 포트(IN1 내지 IN 6) 및 선택된 용매가 방출되는 방출 포트(OUT)를 포함한다. 상기 3-웨이 밸브들(120) 각각은, 제1 파이프 라인(PL1)을 통하여 상기 6-포트 밸브(110)의 방출 포트(OUT)에 연결되는 제1 포트(P1), 실린지 펌프(130)에 연결되는 제2 포트(P2), 및 제2 파이프 라인(PL2)을 통하여 용매 분사 모듈(140)에 연결되는 제3 포트(P3)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 6-포트 밸브(110)의 유입 포트들(IN1 내지 IN6)와 용매들 사이의 경로는 제3 파이프 라인들(PL3)로 연결될 수 있다.
상기 고체상 추출 장치(100)의 동작 모드에 따른, 상기 6-포트 밸브(110)의 밸빙 동작, 상기 3-웨이 밸브들(120)의 밸빙 동작 및 상기 실린지 펌프(130)의 유입/방출 펌핑 동작은 컨트롤러(210)에 의하여 제어될 수 있다.
도 5 내지 도 9는 도 4에 도시된 용매 공급 경로(220)의 구성 요소의 실제 사진을 나타낸다.
도 5는 6-포트 밸브(110)을 나타낸다. 도 5의 (a)는 상기 6-포트 밸브(110)에 포함되는 6개의 용매 유입 포트와 1개의 방출 포트를 나타낸다. 그리고 도 5의 (b) 및 (c)는 각 포트에 대응되는 시료 저장 용기 및 3-웨이 밸브들(120)에 연결되는 파이프 라인들이 연결된 것을 나타낸다.
도 6은 3개의 3-웨이 밸브들(121 내지 123)에 3개의 실린지 펌프들(131) 내지 133)이 연결된 것을 나타낸다. 각 3-웨이 밸브에서 제1 포트(P1)은 상기 6-포트 밸브(110)의 방출 포트에 연결되며, 제2 포트(P2)는 실린지 펌프에 연결되며, 제3 포트(P3)는 분사 노즐에 연결된다. 즉, 이러한 구성은 3개의 카트리지에 대한 동시 용매 공급이 가능한 구조이다.
도 7은 3개의 분사 노즐을 포함하는 용매 분사 모듈(140)을 나타낸다. 도 7의 (a)는 3개의 분사 노즐이 포함된 용매 분사 모듈(140)이 카트리지 모듈(150)의 상단에 위치한 것을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)의 카트리지 모듈(150)에 장착되는 카트리지(151)의 일예를 나타낸다. 상기 카트리지(151)는 카트리지 모듈(150)에 장착용 걸림 수단(151-1), 몸통(151-2), 고체상 흡착용 맴브레인(151-3), 및 배출구(151-4)로 구성될 수 있다. 상기 카트리지(151)는 내통(內筒) 역할을 하는 시료 주입기가 상부 개구로부터 삽입되는 외통(外筒) 역할을 할 수 있다.
도 9는 복수의 카트리지들이 카트리지 모듈(150)에 장착된 것을 상기 카트리지 모듈(150) 하부에서 촬영한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 시료 공급 경로(220) 및 기체 공급 수단(180)의 일예를 나타내는 블락도이다.
상기 시료 공급 경로(230)에서 시료 공급 수단(170)은 복수의 시료를 펌핑하여 공급하는 복수의 시료 유입 펌프로, 제2 멀티-웨이 밸브들(190)은 3-웨이 밸브들로 구현되었다. 그리고, 기체 공급 수단은 가스 유입 레귤레이터로 구현되었다.
상기 3-웨이 밸브들(190)은 상기 시료 공급 수단에 연결되는 시료 유입 포트(P4), 시료 주입 모듈(200)의 복수의 시료 주입기 중 대응되는 시료 주입기에 연결되는 배출 포트(P5), 및 상기 기체 공급 수단에 연결되는 기체 유입 포트(P6)를 포함할 수 있다.
상기 고체상 추출 장치(100)는, 시료 필터링 모드에서는 상기 시료 유입 포트(P4) 및 상기 배출 포트(P5)를 개방하여, 상기 3-웨이 밸브들(190)을 경유하여, 복수의 시료를 상기 복수의 시료 주입기를 통하여 활성화 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 공급할 수 있다.
상기 고체상 추출 장치(100)는, 건조 모드에서는 상기 기체 유입 포트(P4) 및 상기 배출 포트(P5)를 개방하여, 상기 3-웨이 밸브들(190)을 경유하여, 미리 정해진 건조용 기체를 상기 복수의 카트리지에서 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 분사할 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 10에 도시된 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)의 구성 요소들의 실제 사진을 나타낸다.
도 11의 (a)는 6개의 3-웨이 포트(190)로 대응되는 시료를 펌핑하기 위한 복수의 시료 유입 펌프들(170)를 나타낸다. 도 11의 (b)는 6개의 3-웨이 포트(190)로 시료 주입기 건조용 기체를 포함한 기체를 공급하기 위한 레귤레이터(180)를 나타낸다.
도 11의 (c)는 시료 유입 펌프들(170) 또는 레귤레이터(180)를 통하여 유입되는 시료 또는 기체를 시료 주입 모듈에 장착된 6개의 시료 주입기로 공급하기 위한 6개의 3-웨이 밸브들(190)을 나타낸다. 도 11의 (d)는 6개의 시료 주입기가 장착된 6-포트 시료 주입 모듈(200)을 나타낸다.
도 12의 (a)는 시료 주입 모듈(200)의 하강 이동에 따라서 6개의 시료 주입기가 카트리지 모듈(150)에 장착된 6개의 카트리지들로 삽입되기 위하여 하강되는 것을 나타낸다. 도 12의 (b)는 6개의 시료 주입기가 6개의 카트리지에 삽입되어 결합된 상태를 나타낸다. 이 상태에서 시료 주입 및 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)는 복수의 시료 주입기를 통하여 복수의 시료를 대상으로 동시에 타겟 고체상을 추출할 수 있으며, 나아가 시료 주입 경로 분리 및 클리닝 모드 수행으로 시료간의 교차 오염이 방지될 수 있는 장점이 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 일예를 나타낸다. 상기 과정은 카트리지 모듈(150)로 분사되는 용매가 제1 용매에서 제2 용매로 변경되는 것을 가정한 것이다.
도 13의 (a)는 용매 변경 시점에 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)에 제1 용매가 잔류되어 있는 것을 나타낸다.
도 13의 (a) 상태에서, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 13의 (b)와 같이, 6-포트 밸브(110)에서 상기 제1 용매의 유입 포트(IN1)를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트(IN2)를 개방하며, 3-웨이 밸브(121)에서 제1 및 제2 포트(P1 및 P2)를 개방한 상태에서, 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량에 대응되는 유입 펌핑을 수행한다.
도 13에서는 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량에 대응되는 용량은 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량인 2ml이다. 그러나, 본 발명의 다른 구현 형태에 따라서는, 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량에 대응되는 용량은 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량보다 많을 수도 있다. 예컨대, 동작 상의 오차 및 잔류 용매 등을 고려하여, 유입 용량은 3ml가 될 수도 있다.
한편, 상기 고체상 추출 장치(100)는 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량의 상기 실린지 펌프(131)의 용량에 대한 비율로 상기 유입 펌핑을 수행할 수도 있다. 예컨대, 상수한 예에서, 상기 실린지 펌프(131)의 용량이 10ml인 경우, 상기 고체상 추출 장치(100)는 상기 실린지 펌프(131)의 용량의 20% 또는 30%의 용량으로 유입 펌핑 동작을 수행할 수 있다.
이러한 파이프 라인과 실린지 펌프의 용량의 비율에 따른 고려한 유입 펌핑은 향후 살펴볼 다른 유입 펌핑에서도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)는 파이프 라인과 실린지 펌프의 용량 비율을 고려한 방출 펌핑을 수행할 수도 있다. 이러한 방출 펌핑의 메커니즘은 상술한 유입 펌핑으로부터 용이하게 도출될 수 있을 것인바, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
유입 펌핑이 수행된 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 13의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포트(P1)를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트(P2 및 P3)를 개방한 상태에서 상기 제1 파이프 라인(PL1)의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제1 덤핑 동작을 수행한다. 본 명세서에서 덤핑 동작이라 함은 공급되는 용매나 시료를 카트리지로 공급하지 않고 버리는 동작을 의미할 수 있다.
상기 제1 덤핑 동작에 이어, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제3 포트(P3)를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트(P1 및 P2)를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량에 대응되는 유입 펌핑을 수행한다. 그러나, 본 발명의 다른 구현 형태에 따라서는, 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량에 대응되는 용량은 상기 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량보다 많을 수도 있다. 예컨대, 동작 상의 오차 및 잔류 용매 등을 고려하여, 유입 용량은 4ml가 될 수도 있다.
그런 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포트(P1)를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트(P2 및 P3)를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제2 덤핑 동작을 수행한다.
상술한 과정들이 수행된 결과, 상기 제1 파이프 라인(PL1), 상기 제2 파이프 라인(PL2), 및 상기 제3 파이프 라인(PL3) 모두에 제2 용매가 저장되어 있다. 이후, 상기 고체상 추출 장치(100)는 상기 제2 용매에 대한 정량적 공급 동작을 수행할 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 다른 예를 나타낸다.
도 15의 (a)는 용매 변경 시점에 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)에 제1 용매가 잔류되어 있는 것을 나타낸다.
도 15의 (a) 상태에서, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 14의 (b)와 같이, 상기 제1 용매의 유입 포트(IN1)를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트(IN2)를 개방하며, 상기 제1 및 제2 포트(P1 및 P2)를 개방한 상태에서, 상기 제1 및 제2 파이프 라인(PL1 및 PL2)의 용량과 제2 용매의 저장 수단과 상기 제2 용매의 유입 포트(IN2)를 연결하는 제3 파이프 라인(PL3) 용량의 합산 용량에 대응되는 유입 펌핑을 수행한다. 이때, 실린지 펌프(131)에는 제1 용매와 제2 용매의 혼합 용매가 저장된다.
도 15에서는 상기 합산 용량에 대응되는 용량은 상기 제1 내지 제3 파이프 라인(PL1 내지 PL3)의 전체 용량인 6ml이다. 그러나, 본 발명의 다른 구현 형태에 따라서는, 상기 합산 용량에 대응되는 용량은 제1 내지 제3 파이프 라인(PL1 내지 PL3)의 전체 용량보다 많을 수도 있다. 예컨대, 동작 상의 오차 및 잔류 용매 등을 고려하여, 유입 용량은 8ml가 될 수도 있다.
그런 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 15의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포트(P1)를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트(P2 및 P3)를 개방한 상태에서 상기 합산 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제3 덤핑 동작을 수행한다.
그런 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제3 덤핑 동작에 이어, 상기 제3 포트(P3)를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트(P1 및 P2)를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량에 대응되는 유입 펌핑을 수행한다. 동작 상의 오차 및 잔류 용매 등을 고려하여, 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량에 대응되는 용량은 상기 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량보다 많을 수도 있다.
그런 다음, 상기 고체상 추출 장치(100)는, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1 포트(P1)를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트(P1 및 P3)를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인(PL2)의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제4 덤핑 동작을 수행한다.
상술한 과정들이 수행된 결과, 상기 제1 파이프 라인(PL1), 상기 제2 파이프 라인(PL2), 및 상기 제3 파이프 라인(PL3) 모두에 제2 용매가 저장되어 있다. 이후, 상기 고체상 추출 장치(100)는 상기 제2 용매에 대한 정량적 공급 동작을 수행할 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 용매 변경 시 잔류 용매를 배출하는 과정의 또 다른 예를 나타낸다.
도 17의 (a)는 용매 변경 시점에 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)에 제1 용매가 잔류되어 있는 것을 나타낸다.
도 17의 (b)는, 도 17의 (a) 상태에서, 상기 고체상 추출 장치(100)가 제1 파이프 라인(PL1)에 잔류된 제1 용매와 6-포트 밸브(110)의 한 유입 포트(IN6)를 통하여 유입되는 공기를 실린지 펌프(131)에 유입한 것을 나타낸다. 이때, 유입되는 공기의 양은 상기 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)의 합산 용량보다 큰 것이 바람직하다.
도 17의 (b) 상태에서, 상기 실리진 펌프(131)에 저장된 공기 및 용매 1에 대한 방출 동작이 수행되면, 도 17의 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2) 모두에는 공기가 차 있다. 이 상태에서, 상기 고체상 추출 장치(100)는 제2 용매에 대한 유입/ 방출 펌핑 동작을 통하여 상기 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)을 제2 용매로 채운 다음, 상기 제2 용매에 대한 정량적 공급을 수행할 수 있다.
도 17에 도시된 예와 달리, 상기 고체상 추출 장치(100)는 공기의 유입 및 방출 동작을 복수 회 수행하여 상기 제1 파이프 라인(PL1) 및 제2 파이프 라인(PL2)에 잔류된 제1 용매를 방출할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)는 상기 카트리지로 분사되는 용매가 제1 용매에서 제2 용매로 변경되는 경우, 멀티-포트 밸브(110)와 제1 멀티-웨이 밸브들(120) 사이와 상기 제1 멀티-웨이 밸브들(120)와 용매 분사 모듈(140) 사이를 연결하는, 제1 및 제2 파이프 라인 내에 잔류된 상기 제1 용매에 대한 배출 동작을 수행한 다음, 상기 제2 용매의 상기 카트리지로의 정량적 분사 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이러한 동작에 의하여 용매끼리 서로 섞이는 것이 방직될 수 있어 보아 정확성이 높은 시료 분석이 가능하다.
또한, 상기 고체상 추출 장치(100)에서는 잔류 용매의 배출 동작 역시 정량 펌핑 수단에 의하여 정밀하게 수행되므로, 용매의 불필요한 낭비를 감소시킬 수 있는 장점도 있다.
도 18은 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 시료 주입기(201)의 동작상의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 18의 (a)를 참조하면, 상기 시료 주입기(201)는 몸통(201), 몸통 하단에 마련된 탄성 소재(203), 및 압력 반응 이동부(204)를 포함한다. 도 18의 (b) 및 (c)를 참조하면, 상기 시료 주입기(201)는 카트리지(151)를 외통(外筒)으로 하여 상기 카트리지(151) 내부에 삽입되는 내통(內筒)을 이루는 것을 알 수 있다.
상기 시료 주입기(201)에 삽입되면(도 18의 (b)), 상기 시료 주입기(201)의 압력 반응 이동부(204)는 상기 카트리지 삽입에 따라 발생하는 압력에 반응하여 상기 탄성 소재(203)에 힘을 가한다. 그러면, 도 18의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 탄성 소재(203)의 직경 이 증가하여 상기 카트리지(151)와의 밀착도(또는 마찰력)를 증가시키게 된다. 이러한, 구조에 의하여 시료 주입기(201)가 카트리지(151)에 용이하게 결합되나 동작 중에는 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다.
만약, 가해지는 압력이 약해지면 압력 반응 이동부(204)에 의하여 상기 탄성 소재(203)에 가해지는 힘이 약해져 상기 탄성 소재(203)의 직경이 감소한다. 그러면, 상기 시료 주입기(201)와 상기 카트리지(151) 사이의 밀착도가 감소하고, 그에 따라 상기 시료 주입기(201)가 상기 카트리지(151)로부터 용이하게 분리될 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)에서 시료 주입기(201)와 카트리지(151) 사이의 밀착도가 증가하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 상기 시료 주입기(201)가 상기 카트리지(151)에 삽입된다. 그러면, 압력 감지 이동부(204)는 삽입에 따른 압력에 응답하여 이동하게 되고, 이로 인하여 탄성 소재의 일종인 고무소재의 오-링(o-ring, 203)의 직경이 증가하게 된다. 그러면, 상기 카트리지(151) 내벽과의 밀착도가 증가하게 되어, 기계적 안정성 및 내부 기밀도가 증가하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고체상 추출 장치(100)는 상기 카트리지 삽입 시 발생하는 압력에 반응하여 상기 카트리지와의 밀착도를 증감을 통하여, 시료 주입기가 카트리지에 용이하게 결합 분리되나 동작 중에는 안정된 결합 상태를 유지할 수 있다.
이상에서 살펴본 조명 장치 구동 방법의 적어도 일부는 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈에 의하여 구현될 수 있다. 이러한 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 고체상 추출 장치 110: 멀티-포트 밸브
120: 제1 멀티-웨이 밸브들 130: 정량 펌핑 수단
140: 용매 분사 모듈 150: 카트리지 모듈
160: 위치 제어 모듈 170: 시료 공급 수단
180: 기체 공급 수단 190: 제2멀티-웨이 밸브들
200: 시료 주입 모듈 210: 컨트롤러
220: 용매 공급 경로 230: 시료 공급 경로
120: 제1 멀티-웨이 밸브들 130: 정량 펌핑 수단
140: 용매 분사 모듈 150: 카트리지 모듈
160: 위치 제어 모듈 170: 시료 공급 수단
180: 기체 공급 수단 190: 제2멀티-웨이 밸브들
200: 시료 주입 모듈 210: 컨트롤러
220: 용매 공급 경로 230: 시료 공급 경로
Claims (9)
- 삭제
- 적어도 하나의 활성화 용매, 적어도 하나의 불순물 제거 용매, 및 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매에 대응되는 복수의 유입 포트 및 방출 포트를 포함하는 멀티-포트 밸브(multi-port valve);
복수의 분사 노즐을 포함하는 용매 분사 모듈;
복수의 카트리지가 장착된 카트리지 모듈;
각각이, 제1 파이프 라인을 통하여 상기 멀티 포트 밸브의 방출 포트에 연결되는 제1 포트, 정량 펌핑 수단(syringe pump)에 연결되는 제2 포트, 및 제2 파이프 라인을 통하여 상기 복수의 분사 노즐 증 대응되는 분사 노즐에 연결되는 제3 포트를 포함하는 복수의 제1 멀티-웨이 밸브(multi-way valve); 및
활성화 모드에서는 상기 적어도 하나의 활성화 용매가 선택되어 초기 상태의 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 불순물 제거 모드에서는 상기 적어도 하나의 불순물 제거 용매가 선택되어 시료 필터링 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 고체상 추출 모드에서는 상기 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매가 선택되어 불순물 제거 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 상기 카트리지로 분사되는 용매 변경 시에는 상기 제1 및 제2 파이프 라인 내에 잔류된 제1 용매에 대한 배출 동작을 수행한 다음 새로운 제2 용매의 상기 카트리지로의 정량적 분사 동작이 수행되도록,
상기 멀티-포트 밸브, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브, 및 상기 정량 펌핑 수단을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는, 고체상 추출 장치. - 제2 항에 있어서, 상기 제1 용매에 대한 배출 동작은,
상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트를 개방하며, 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서, 상기 제1 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후,
상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제1 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제1 덤핑 동작; 및
상기 제1 덤핑 동작에 이어, 상기 제3 포트를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후,
상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제2 덤핑 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체상 추출 장치. - 제2 항에 있어서, 상기 제1 용매에 대한 배출 동작은,
상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 제2 용매의 유입 포트를 개방하며, 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서, 상기 제1 및 제2 파이프 라인의 용량과 상기 제2 용매의 저장 수단과 상기 제2 용매의 유입 포트를 연결하는 제3 파이프 라인 용량의 합산 용량에 대응되는 유입 펌핑 후,
상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 합산 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제3 덤핑 동작; 및
상기 제3 펌핑 동작에 이어, 상기 제3 포트를 차단하고 상기 제1 및 제2 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 유입 펌핑 후,
상기 제1 포트를 차단하고 상기 제2 및 제3 포트를 개방한 상태에서 상기 제2 파이프 라인의 용량에 대응되는 방출 펌핑을 수행하는 제4 덤핑 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는,
고체상 추출 장치. - 제2 항에 있어서, 상기 제1 용매에 대한 배출 동작은,
상기 제1 용매의 유입 포트를 차단하고 상기 멀티-포트 밸브에 마련된 공기 유입 포트를 개방한 상태에서 수행되는 상기 정량 펌핑 수단의 유입 펌핑 및 방출 펌핑 동작에 기초하여 상기 제1 및 제2 파이프 라인 내에 잔류된 상기 제1 용매를 배출하는 것을 특징으로 하는,
고체상 추출 장치. - 적어도 하나의 활성화 용매, 적어도 하나의 불순물 제거 용매, 및 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매에 대응되는 복수의 유입 포트 및 방출 포트를 포함하는 멀티-포트 밸브;
복수의 분사 노즐을 포함하는 용매 분사 모듈;
복수의 카트리지가 장착된 카트리지 모듈;
각각이, 제1 파이프 라인을 통하여 상기 멀티 포트 밸브의 방출 포트에 연결되는 제1 포트, 정량 펌핑 수단에 연결되는 제2 포트, 및 제2 파이프 라인을 통하여 상기 복수의 분사 노즐 증 대응되는 분사 노즐에 연결되는 제3 포트를 포함하는 복수의 제1 멀티-웨이 밸브; 및
활성화 모드에서는 상기 적어도 하나의 활성화 용매가 선택되어 초기 상태의 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 불순물 제거 모드에서는 타겟 고체상이 극성이면 적어도 하나의 비극성 용매가 시료 필터링 모드가 수행된 복수의 카드리지로 정량적으로 분사되고 상기 타겟 고체상이 비극성이면 적어도 하나의 극성 불순물 제거 용매가 선택되어 상기 시료 필터링 모드가 수행된 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 고체상 추출 모드에서는 상기 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매가 선택되어 불순물 제거 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록,
상기 멀티-포트 밸브, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브, 및 상기 정량 펌핑 수단을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는, 고체상 추출 장치. - 적어도 하나의 활성화 용매, 적어도 하나의 불순물 제거 용매, 및 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매에 대응되는 복수의 유입 포트 및 방출 포트를 포함하는 멀티-포트 밸브;
복수의 분사 노즐을 포함하는 용매 분사 모듈; 복수의 카트리지가 장착된 카트리지 모듈; 복수의 시료 주입기를 포함하는 시료 주입 모듈; 시료 공급 수단 및 기체 공급 수단;
각각이, 제1 파이프 라인을 통하여 상기 멀티 포트 밸브의 방출 포트에 연결되는 제1 포트, 정량 펌핑 수단에 연결되는 제2 포트, 및 제2 파이프 라인을 통하여 상기 복수의 분사 노즐 증 대응되는 분사 노즐에 연결되는 제3 포트를 포함하는 복수의 제1 멀티-웨이 밸브;
각각이, 상기 시료 공급 수단에 연결되는 시료 유입 포트, 상기 복수의 시료 주입기 중 대응되는 시료 주입기에 연결되는 배출 포트, 및 상기 기체 공급 수단에 연결되는 기체 유입 포트를 포함하는 복수의 제2 멀티-웨이 밸브; 및
활성화 모드에서는 상기 적어도 하나의 활성화 용매가 선택되어 초기 상태의 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 불순물 제거 모드에서는 상기 적어도 하나의 불순물 제거 용매가 선택되어 시료 필터링 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 고체상 추출 모드에서는 상기 적어도 하나의 타겟 고체상 추출 용매가 선택되어 불순물 제거 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 정량적으로 분사되도록, 상기 시료 필터링 모드에서는 상기 시료 유입 포트 및 상기 배출 포트를 개방하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브를 경유하여, 복수의 시료가 상기 복수의 시료 주입기를 통하여 상기 활성화 모드가 수행된 상기 복수의 카트리지로 공급되도록, 클리닝 모드에서는 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브에서 상기 시료 유입 포트 또는 추가적인 유입 포트를 통하여 유입되는 세척액이, 상기 복수의 카트리지에서 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 분사되도록, 건조 모드에서는 상기 기체 유입 포트 및 상기 배출 포트를 개방하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브를 경유하여, 미리 정해진 건조용 기체가 상기 복수의 카트리지에서 분리된 상기 복수의 시료 주입기로 분사되도록,
상기 멀티-포트 밸브, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브, 상기 정량 펌핑 수단, 및 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는, 고체상 추출 장치. - 제7 항에 있어서, 상기 시료 주입기는,
상기 카트리지를 외통(外筒)으로 하여 상기 카트리지 내부에 삽입되는 내통(內筒)이며, 상기 카트리지 삽입시 발생하는 압력에 반응하여 상기 카트리지와의 밀착도를 증가시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는,
고체상 추출 장치. - 제7 항에 있어서, 상기 고체상 추출 장치는,
제1 모터의 회전력에 기초한 제1 물리력 또는 전기적 신호를 동시에 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브에 적용하여, 상기 복수의 제1 멀티-웨이 밸브의 밸빙 동작(valving operations)을 동기시키며,
제2 모터의 회전력에 기초한 제2 물리력 또는 전기적 신호를 동시에 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브에 적용하여, 상기 복수의 제2 멀티-웨이 밸브의 밸빙 동작을 동기시키는 것을 특징으로 하는,
고체상 추출 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020150008203A KR101532586B1 (ko) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 고체상 추출 장치 |
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| KR1020150008203A KR101532586B1 (ko) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 고체상 추출 장치 |
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| KR1020150008203A Active KR101532586B1 (ko) | 2015-01-16 | 2015-01-16 | 고체상 추출 장치 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114166680A (zh) * | 2020-09-11 | 2022-03-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种测定原油固相沉积量的装置及方法 |
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-
2015
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