KR20180104920A - Continuous real-time monitor for airborne microbes - Google Patents

Abstract

The present invention provides a device and a method, which can continuously measure airborne microbes in real time, can predict a concentration trend of the airborne microbes according to a time and can selectively sort and measure virus, bacteria and fungi of different size ranges floating in air. The continuous type real time airborne microbe measuring device comprises: a reactor having a reaction space; an air supply part including a tube inserted inside the reactor so as to spray the air from the inside the reactor; a liquid supply part for supplying a liquid including an ATP extraction solution and a fluorescence reaction solution to the inside of the reactor; a vibration unit having a probe inserted inside the reactor so as to be separate from the tube at a predetermined interval and face the tube; and an optical measuring part for measuring a concentration of the airborne microbes from the solution reacted inside the reactor. The vibration unit is arranged to increase or reduce a bubble size of the air sprayed into the liquid.

Description

연속식 실시간 기상 부유균 측정장치. {CONTINUOUS REAL-TIME MONITOR FOR AIRBORNE MICROBES}Continuous real - time aerobic bacteria measuring device. {CONTINUOUS REAL-TIME MONITOR FOR AIRBORNE MICROBES}

본 출원은 공기 중 부유미생물의 연속식 실시간 측정을 위한 측정장치 및 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a measurement apparatus and a measurement method for continuous real-time measurement of airborne floating microorganisms.

일반적으로, 공기 중에 부유하는 미생물을 측정하는 방법으로 부유균 측정법이 있으며, 부유균 측정법은 강제적으로 일정량의 공기를 흡입시켜 배지를 통과시키고 배지에 흡착된 미생물을 배양하여 측정하는 방법으로서, 부유 미생물 균수와 상당히 근접한 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있으나 배양 조건 또는 측정 위치에 따라 결과가 달라진다는 문제점과 결과를 얻기 위한 시간이 매우 길다는 문제점이 있다.In general, there is a method for measuring microorganisms floating in the air, and a method for measuring a microorganism by forcibly passing a predetermined amount of air through a medium and culturing the microorganisms adsorbed on the medium, There is an advantage in that the result is very close to the number of bacteria, but there is a problem that the result is different depending on the culture condition or the measurement position, and the time for obtaining the result is very long.

종래의 미생물 포집 기술 중 국내등록특허 제10-0549222호에서는, 노즐에 의하여 회전하는 포집판에 공기를 분사하게 함으로써 공기 중에 부유하는 입자들 속의 미생물을 관성 충돌에 의해 용이하게 포집되도록 하는 기술을 개시하고 있다.Among the conventional microorganism trapping techniques, Korean Patent Registration No. 10-0549222 discloses a technique in which microorganisms in particles suspended in air are easily trapped by inertial collision by causing air to be sprayed to a collecting plate rotated by a nozzle .

그러나, 상기 선행기술은 포집판에 미생물을 포집하여 이를 배양 장비로 옮겨야 하며, 포집판을 회전시키기 위한 구동장치 등이 포함되어 있어 장비 부피가 커서 휴대 및 이동이 불편하다는 문제점이 있다.However, the prior art is disadvantageous in that the microorganisms must be collected on the collecting plate and transferred to the culturing equipment, and the driving device for rotating the collecting plate, etc., and thus the equipment is bulky and inconvenient to carry and move.

특히, 현재는 24시간 이상의 배양(Incubation)과정을 거쳐 CFU(Colony Forming Unit) 값을 산출 하거나, 수십 분에서 수 시간 동안의 공기 중 입자를 샘플링 후, 콜렉터(Collector) 또는 필터(Filter)등의 포집부를 스왑(Swab)으로 문질러 RLU(Relative Luminescence Unit) 값을 측정하는 비 연속식 측정이 가장 발전된 기술이며, 보다 효율적인 환경 보건 등의 관리를 위해 자동 연속 실시간으로 기상 부유균(Airborne Microbes)을 계측하는 시스템이 요구되는 실정이다. Particularly, at present, the CFU (Colony Forming Unit) value is calculated through the incubation process of 24 hours or more, or the particles in air are sampled from several tens of minutes to several hours, Non-continuous measurement, which measures RLU (Relative Luminescence Unit) value by swabbing the collection part with swab, is the most advanced technology. Airborne Microbes are measured in automatic continuous real time for more efficient management of environmental health. A system is required.

KR 등록 제10-0549222호(2006.01.26)KR Registration No. 10-0549222 (2006.01.26)

본 발명은 연속식 실시간 기상 부유균을 측정 가능하여 시간에 따른 기상 부유균의 농도 추이를 측정할 수 있으며, 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이를 선택적으로 선별하여 측정가능 한 측정장치 및 측정방법을 제공한다.The present invention is capable of measuring the continuous concentration of airborne floating bacteria by time, measuring the concentration profile of airborne floating bacteria over time, and measuring the ability to selectively measure viruses, bacteria and fungi floating in air in different size ranges Devices and measurement methods.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 공간을 갖는 반응기; 상기 반응기 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기 내부에 삽입된 튜브를 포함하는 공기 공급부; 상기 반응기 내부로 ATP 추출 용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급부; 상기 튜브와 소정 간격으로 이격되어 마주하도록 반응기 내부로 삽입된 프로브를 갖는 진동유닛; 상기 반응기 내부에서 반응한 용액으로부터 부유균 농도를 측정하기 위한 광계측부; 를 포함하며, 상기 진동유닛은, 상기 액체 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키도록 마련된, 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a reactor comprising: a reactor having a reaction space; An air supply unit including a tube inserted into the reactor to inject air into the reactor; A liquid supply unit for supplying a liquid containing the ATP extraction solution and the fluorescent reaction solution into the reactor; A vibration unit having a probe inserted into the reactor so as to face the tube at a predetermined distance; An optical measuring unit for measuring the concentration of floating bacteria from the solution reacted in the reactor; Wherein the vibration unit is provided to increase or decrease the bubble size of the air injected into the liquid.

또한, 상기 튜브와 프로브는, 동축 상에 배치될 수 있다.Further, the tube and the probe may be arranged coaxially.

또한, 상기 튜브와 프로브는, 0.5mm 내지 30mm 의 간격을 갖는 것을 포함한다.Further, the tube and the probe include those having an interval of 0.5 mm to 30 mm.

또한, 상기 액체 공급부는, 상기 반응기 내부에 마련된 튜브와 프로브가 상기 액체에 잠기도록 공급하는 것을 포함한다.The liquid supply unit may include a tube and a probe provided inside the reactor so as to be immersed in the liquid.

또한, 상기 진동유닛은, 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 것을 포함한다.In addition, the vibration unit includes generating waves by applying energy with a predetermined frequency.

또한, 상기 진동유닛은, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능한 것을 포함한다.In addition, the vibration unit may include a frequency adjustable unit for adjusting the size of the bubbles.

또한, 상기 기포의 크기에 따라, 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능 한 것을 포함한다.Further, it includes those capable of selectively collecting viruses, bacteria and fungi depending on the size of the bubbles.

또한, 상기 진동유닛은, 초음파 프로브, 압전소자, 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함한다.In addition, the vibration unit includes one selected from the group consisting of an ultrasonic probe, a piezoelectric element, a vibrating mesh / perforated plate, and a plasma.

또한, 상기 초음파 프로브의 운전 주파수는 0.8 내지 800kHz 이고, 상기 압전소자 운전 주파수는 0.2 내지 20MHz 인 것을 포함한다.Also, the operation frequency of the ultrasonic probe is 0.8 to 800 kHz, and the operation frequency of the piezoelectric element is 0.2 to 20 MHz.

또한, 상기 공기 공급부는, 상기 반응기로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 유량제어기를 더 포함한다.The air supply unit may further include a flow controller for continuously supplying air to the reactor at a constant flow rate.

또한, 상기 액체 공급부는, 상기 ATP 추출 용액의 pH를 중화하기 위한 완충용액을 더 포함한다.The liquid supply unit further includes a buffer solution for neutralizing the pH of the ATP extraction solution.

또한, 상기 액체 공급부는, 상기 반응기의 세척을 위한 초순수 또는 아코올을 더 포함한다.The liquid supply unit may further include ultrapure water or an alcohol for washing the reactor.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계; 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계; 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 상기 부유균을 포집하는 단계; 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계; 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계; 를 포함하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing a microorganism, comprising: supplying air containing airborne bacteria from an air supply unit into a reactor; The air introduced into the reactor forms bubbles in the liquid supplied to the inside of the reactor by the liquid supply unit; The bubbles are increased or decreased in size by the vibration unit to hydrosolize the particles in the bubbles to cause the floating bacterium to chemically react with the liquid to collect the floating bacterium; And supplying the suspended bacteria collected from the reactor to the optical metering section; Measuring an airborne bacteria concentration in the light measuring unit; The method comprising the steps of:

또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능한 것을 포함한다.In addition, the step of collecting the floating bacteria includes that the frequency of the vibration unit can be adjusted to adjust the size of the bubbles.

또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능한 것을 포함한다.In addition, the step of collecting the floating bacteria includes those capable of selectively collecting viruses, bacteria and fungi depending on the size of the bubbles.

또한, 상기 부유균 농도를 측정하는 단계는, 상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정하는 것을 포함한다.The step of measuring the concentration of the floating bacteria may include measuring the fluorescence intensity value by passing the collected floating bacteria through the optical measuring part.

예시적인 본 발명의 측정장치에 의하면 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이에 대해 선택적으로 선별하여 형광강도를 광학적으로 실시간 측정함으로써, 시간에 따른 기상 부유균의 농도 추이를 측정할 수 있다.According to the exemplary measuring apparatus of the present invention, it is possible to selectively measure the viruses, bacteria, and molds floating in the air in different sizes in the air, and measure the fluorescence intensity in an optically real-time manner. have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로졸 화를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기상 부유균 농도 측정을 위한 형광반응을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a continuous type real-time aerobic bacteria measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the hydrosolization according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a view for explaining a fluorescence reaction for measuring the concentration of gaseous aerosol in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding reference numerals are given to the same or corresponding reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown in the drawings are exaggerated or reduced .

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명은 공기 중 부유미생물의 농도를 실시간 연속적으로 측정 할 수 있는 측정장치에 관한 것이다. 예시적인 본 발명의 측정장치에 의하면, 공기 중에 부유하는 크기 범위가 상이한 바이러스, 세균 및 곰팡이에 대해 선택적으로 선별하여 농도를 측정할 수 있다.The present invention relates to a measuring device capable of continuously measuring the concentration of suspended microorganisms in air in real time. According to the exemplary measurement apparatus of the present invention, concentration can be selectively measured for viruses, bacteria, and fungi of different size ranges floating in the air.

본 출원에서 사용되는 용어 「미생물」, 「부유미생물」, 「기상 부유균」은 공기 중에 부유하고 있는 박테리아, 바이러스, 세균, 곰팡이 등을 의미할 수 있다.As used in this application, the terms "microorganism", "floating microorganism", "airborne microorganism" may mean bacteria, viruses, bacteria, fungi, etc. floating in the air.

도 1은 본 발명의 예시적인 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치(10)를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view showing an exemplary continuous real-time aerosol aerosol measuring apparatus 10 of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 기상 부유균 측정장치(10)는 액체 공급부(300)에 의해 반응기(100) 내부로 액체(330)가 공급되고, 공기 공급부(200)로부터 공급된 공기가 반응기(100) 내부에서 기포(1)를 형성하고, 기포(1)가 진동유닛(400)에 의해 하이드로졸 화 되어, 기포(1) 내의 기상 부유균 입자(2)가 액체(330)와 반응하면 이를 광계측부(500)로 공급하여 기상 부유균 농도를 실시간으로 측정 할 수 있다. 1, the apparatus for measuring gaseous aerosols according to the present invention 10 is characterized in that the liquid 330 is supplied into the reactor 100 by the liquid supply unit 300 and the air supplied from the air supply unit 200 The bubbles 1 are formed in the reactor 100 and the bubbles 1 are hydrolyzed by the vibration unit 400 so that the gaseous floating particles 2 in the bubbles 1 react with the liquid 330 The concentration of the airborne bacteria can be measured in real time by supplying it to the optical measuring unit 500.

보다 구체적으로, 도 1을 참조하면, 본원 발명의 측정장치(10)는 반응 공간을 갖는 반응기(100)를 포함한다.More specifically, referring to FIG. 1, the measuring apparatus 10 of the present invention includes a reactor 100 having a reaction space.

상기 반응기(100)는 후술할 액체 공급부(300)에서 공급되는 액체를 공급받기 위한 제1 유입구(101), 제2 유입구(102)가 구비될 수 있으며, 상기 반응기(100) 내에 포집된 부유균을 광계측부(500)로 공급할 수 있도록 제1 배출구(103)를 포함할 수 있다.The reactor 100 may include a first inlet 101 and a second inlet 102 for receiving a liquid supplied from a liquid supply unit 300 to be described later. And a first outlet 103 for supplying the light to the light measuring unit 500.

또한, 상기 반응기(100)로 유입된 공기 중 일부가 액체(330)를 통과하여 상기 반응기(100)의 소정공간(S)으로 빠져 나와 대기 중으로 배출되도록 제2 배출구(104)를 더 포함할 수 있다.The second outlet 104 may further include a second outlet 104 through which a part of the air introduced into the reactor 100 passes through the liquid 330 and is discharged into the predetermined space S of the reactor 100, have.

여기서, 상기 제2 배출구(104)를 통과한 공기는 제습기(Dehumidifier) 및 필터(Filter) 등을 이용하여 습기를 제거한 후 대기 중으로 방출시킬 수 있다.Here, the air passing through the second outlet 104 may be discharged to the atmosphere after removing moisture using a dehumidifier, a filter, or the like.

한편, 본원 발명의 공기 공급부(200)는, 반응기(100) 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기(100) 내부에 삽입된 튜브(201)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the air supply unit 200 of the present invention may include a tube 201 inserted into the reactor 100 to inject air inside the reactor 100.

이에 더하여, 상기 반응기(100)로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 제1 유량제어기(210)를 더 포함할 수 있다.In addition, the apparatus may further include a first flow controller 210 for continuously supplying air to the reactor 100 at a constant flow rate.

또한, 공기가 소정 유량 값으로 기 설정된 제1 유량제어기(210)를 통과하여 일정 유량의 공기가 상기 반응기(100)로 연속 공급될 수 있도록 제1 펌프(220)를 추가적으로 구비할 수 있다. 여기서, 일 예로, 상기 소정 유량 값은 0.01 내지 10 L/min으로 일정 유량 공급될 수 있다. The first pump 220 may further include a first pump 220 for continuously supplying air having a predetermined flow rate to the reactor 100 through the first flow controller 210, which is preset to a predetermined flow rate. Here, for example, the predetermined flow rate value may be supplied at a constant flow rate of 0.01 to 10 L / min.

본원 발명의 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100) 내부로 ATP 추출용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급할 수 있다.The liquid supply part 300 of the present invention can supply the liquid containing the ATP extraction solution and the fluorescent reaction solution into the reactor 100.

보다 구체적으로, 상기 반응기(100) 내부로 상기 액체를 정량적으로 공급하기 위해 제2 유량 제어기(310) 및 제2 펌프(320)를 더 포함할 수 있다.More specifically, it may further include a second flow controller 310 and a second pump 320 to quantitatively supply the liquid into the reactor 100.

특히, 상기 제2 펌프(320)는 상기 제1 유입구(101), 제2 유입구(102) 및 제1 배출구(103)와 연결 설치되도록 3채널 펌프(Three Channel Pump)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In particular, the second pump 320 may use a three channel pump to be connected to the first inlet 101, the second inlet 102, and the first outlet 103, It is not.

여기서, 상기 액체는, ATP 추출용액, 형광반응 용액, 초순수, 알코올, 완충용액 등이 포함될 수 있다.Here, the liquid may include ATP extraction solution, fluorescence reaction solution, ultrapure water, alcohol, buffer solution and the like.

보다 구체적으로, 상기 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100)로 공급되는 액체를 각각 저장할 수 있도록 제1 저장부(301), 제2 저장부(302) 및 제3 저장부(303)을 포함할 수 있다.More specifically, the liquid supply unit 300 includes a first storage unit 301, a second storage unit 302, and a third storage unit 303 so as to respectively store liquid supplied to the reactor 100 can do.

상기 제1 저장부(301)에는 세포 내에 존재하는 ATP(Adenosine Triphosphate)를 추출하기 위한 ATP 추출용액(ATP Release Solution)이 저장될 수 있으며, 일 예로, Cell Lysis Buffer 일 수 있다.The ATP release solution for extracting ATP (Adenosine Triphosphate) present in the cell may be stored in the first storage unit 301, and may be, for example, a Cell Lysis Buffer.

또한, 상기 제2 저장부(302)에는 형광반응(Bioluminescence Reaction) 용액이 저장될 수 있으며, 일 예로, 루시페린(D-Luciferin) 및 루시페라아제(Firefly Luciferase)일 수 있다.In addition, the second storage 302 may store a Bioluminescence Reaction solution. For example, the second storage 302 may be a D-Luciferin or a Firefly Luciferase.

또한, 제3 저장부(303)는 상기 반응기(100)의 내부 세척(Flusghin), 희석(Dilution) 또는 세포 배양액(Cell Culture Solution) 제조를 위한 초순수 또는 알코올 또는 완충식염수(Buffered Saline)가 저장 될 수 있다.The third storage unit 303 stores ultrapure water or alcohol or buffered saline for internal flushing, dilution or cell culture solution in the reactor 100 .

특히, 상기 제1 내지 제3 저장부 외에 상기 ATP 추출용액(ATP Release Solution)의 pH를 중화(Neutralization)하기 위한 완충용액(Buffer Solution)을 상기 반응기(100)로 공급하기 위한 제4 저장부(미도시)가 더 마련될 수 있다.Particularly, in addition to the first to third storage units, a fourth storage unit (not shown) for supplying a buffer solution for neutralizing the pH of the ATP Release Solution to the reactor 100 Not shown) may be further provided.

한편, 본원 발명은, 상기 튜브(201)와 소정간격 이격되어 마주하도록 반응기(100) 내부로 삽입된 프로브(401)를 갖는 진동유닛(400)을 포함한다.The present invention includes a vibration unit 400 having a probe 401 inserted into the reactor 100 so as to face the tube 201 at a predetermined distance.

보다 구체적으로, 상기 진동유닛(400)은 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 장치 일 수 있다.More specifically, the vibration unit 400 may be a device having a predetermined frequency and generating energy by applying energy.

일 예로, 상기 진동유닛(400)은 초음파 프로브(Ultrasonic Probe or Horn), 압전소자(Piezoelectric Array), 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마(Plasma) 등 상기 액체 내로 에너지를 인가할 수 있는 것이라면 어떤 것이든 가능하다.For example, the vibrating unit 400 may be configured to apply energy to the liquid, such as an ultrasonic probe or a horn, a piezoelectric array, a vibrating mesh / perforated plate, or a plasma, Anything that can be done is possible.

또한, 상기 진동유닛은(400)은, 상기 반응기(100) 내부로 공급된 액체(330) 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키기 위해 마련될 수 있다.In addition, the vibration unit 400 may be provided to increase or decrease the bubble size of the air injected into the liquid 330 supplied into the reactor 100.

보다 구체적으로, 상기 진동유닛(400)은 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능할 수 있다. 즉, 주파수에 따라 상기 기포의 크기를 조절할 수 있다,More specifically, the vibration unit 400 may be frequency-adjustable to adjust the size of the bubble. That is, the size of the bubbles can be adjusted according to the frequency.

여기서, 상기 기포는 상기 반응기(100)로 흡인되는 공기 중의 기상 부유균 입자를 포함할 수 있으며, 일 예로, 바이러스, 세균, 곰팡이 등 일 수 있다.Here, the bubbles may include gaseous airborne germ particles in the air sucked into the reactor 100, for example, viruses, bacteria, fungi, and the like.

또한, 상기 기포의 크기에 따라, 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능하다.In addition, depending on the size of the bubbles, it is possible to selectively collect viruses, bacteria, and fungi.

보다 구체적으로 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 기포(1)의 크기는 상기 진동유닛(400)의 운전주파수에 영향을 받게 되며, 상기 운전주파수가 증가하면, 상기 기포의 반경(Bubble Radius)의 크기는 증가하게 되고, 이에 따라 기포 균열(Implosion)이 발생하여 기포(1) 내 기상 부유균 입자(2)가 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.More specifically, as shown in FIG. 2, the size of the bubble 1 is affected by the operation frequency of the vibration unit 400, and when the operation frequency increases, the size of the bubble radius Thereby causing bubble cracking to occur, and the gaseous airborne germ particle 2 in the bubble 1 is hydrolyzed.

또한, 상기 운전주파수가 감소하면, 상기 기포의 반경(Bubble Radius)의 크기는 감소(Bubble Size Decrease)하게 되고, 이에 따라 기포(1) 내 기상 부유균 입자(2)와 기포계면 간 거리의 감소로 상기 입자가 계면에 충돌됨으로써 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.When the operating frequency is decreased, the size of the bubble radius is reduced (Bubble Size Decrease), so that the decrease of the distance between the gas-phase airborne germ particle 2 and the bubble interface in the bubble 1 And the particles collide with each other at the interface to hydrosolize.

여기서, 상기에서 서술한 바와 같이, 하이드로졸화(Hydrosolization)란 상기 기포(1)의 크기가 증가함에 따라 균열(Bubble Implosion)이 생겨 상기 액체 내에서 기포(1)가 터뜨려지는 현상 또는 상기 기포(1)의 크기가 감소(Bubble Size Decrease)하는 현상을 의미한다.Here, as described above, the hydrosolization is a phenomenon in which bubbles 1 are broken in the liquid due to bubble implantation as the size of the bubbles 1 increases, or a phenomenon that the bubbles 1 (Bubble Size Decrease).

이에 더하여, 상기와 같이 운전주파수의 조절을 통해 상기 기포(1)의 크기를 조절함으로써 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 측정이 가능하다.In addition, it is possible to selectively measure viruses, bacteria and fungi by adjusting the size of the bubbles 1 by controlling the operation frequency as described above.

보다 구체적으로, 상기 기포(1)의 크기가 100nm 이내 일 때는 바이러스를 포함할 수 있으며, 0.8 내지 5μm 일 때는 세균, 5 내지 15μm 일 때는 곰팡이가 포집 될 수 있다.More specifically, when the size of the bubble 1 is less than 100 nm, the virus may be contained. When the size of the bubble 1 is 0.8 to 5 μm, bacteria may be collected, and when the size of the bubble 1 is 5 to 15 μm, mold may be collected.

또한, 기상 부유균의 효율적 하이드로졸화(Hydrosolization)를 위해 상기 초음파 프로브(Ultrasonic Probe or Horn)의 운전주파수는 0.8 내지 800kHz 범위에서 운전 될 수 있으며, 상기 압전소자(Piezoelectric Array)의 운전주파수는 0.2 내지 20MHz 범위에서 운전될 수 있다.The ultrasonic probe or the horn may be operated at an operating frequency in the range of 0.8 to 800 kHz for efficiently hydrousolating gaseous aerobic bacteria and the operating frequency of the piezoelectric array may be in the range of 0.2 - 20MHz. ≪ / RTI >

한편, 상기 튜브(201)와 프로브(401)는 동축 상에 배치될 수 있다.Meanwhile, the tube 201 and the probe 401 may be disposed coaxially.

상기와 같이 동축 상에 배치됨에 따라, 상기 튜브(201)로부터 분사된 공기가 기포를 형성하며, 상기 프로브(401)를 포함한 진동유닛(400)에 의해 상기 기포의 크기를 보다 효율적으로 조절 할 수 있게 된다.The air injected from the tube 201 forms air bubbles and the size of the air bubbles can be more efficiently controlled by the vibration unit 400 including the probe 401. [ .

특히, 상기 튜브(201)와 프로브(401)의 간격은 0.5mm 내지 30mm 이며, 간격이 0.5mm 미만일 경우 공기가 분사될 수 있는 공간이 충분하지 않게 되며, 30mm 초과 일 경우, 진동 유닛(400)의 영향 범위를 넘게 되어 기포 크기 조절이 원활하게 이루어 지지 않을 수 있다. Particularly, the interval between the tube 201 and the probe 401 is 0.5 mm to 30 mm. When the interval is less than 0.5 mm, the space for air to be injected is insufficient. When the distance is more than 30 mm, The bubble size adjustment may not be smoothly performed.

여기서, 상기 반응기(100) 내부의 튜브(201)와 프로브(401)를 이용하여 기포를 형성하기 위해, 상기 액체 공급부(300)는 상기 반응기(100) 내부에 마련된 튜브(201) 및 프로브(401)가 액체에 잠기도록 공급할 수 있다.In order to form bubbles by using the tube 201 and the probe 401 in the reactor 100, the liquid supply unit 300 includes a tube 201 and a probe 401 ) To be immersed in the liquid.

상기에서 서술한 바와 같이, 본 발명의 반응기(100)로 연속 흡인되는 공기는 상기 액체 내로 유입되며 기포를 형성하게 되고, 상기 기상 부유균 입자를 포함하는 기포는 상기 진동유닛(400)의 작동에 의해 하이드로졸화(Hydrosolization) 된다.As described above, the air continuously sucked into the reactor 100 of the present invention flows into the liquid to form bubbles, and the air bubbles containing the gaseous airborne bacterium particles are prevented from entering the operation of the vibration unit 400 (Hydrosolization).

상기 하이드로졸화 된 기포 내 입자는, 상기 액체 내에서 ATP 방출(Adenosine Triphosphate Release) 및 형광반응(Bioluminescence Reaction)을 일으키게 된다.The hydrosoluble particles in the bubbles cause ATP release (Adenosine Triphosphate Release) and fluorescence reaction (Bioluminescence Reaction) in the liquid.

본 발명의, 공기 공급부(200)로부터 흡인되는 공기의 하이드로졸화를 가속시키기 위해 작동되는 진동유닛(400)은 물질 간 강한 혼합(Sonic Agitation)을 유도하기 때문에, 실시간 측정에 적합한 고속 형광반응을 유도할 수 있다.The vibration unit 400, which is operated to accelerate the hydrosolating of the air sucked from the air supply unit 200 of the present invention, induces a strong fluorescence reaction suitable for real-time measurement because it induces strong mixing (Sonic Agitation) can do.

보다 구체적으로, 도3 를 참조하면, 상기 기포(1) 내 입자(2) 중 생물학적 기원을 갖는 균이 상기 액체 내에 포함된 ATP 추출 용액에 의해 세포 내 ATP가 추출되고, 이어서 형광반응 용액과 반응을 일으켜 형광을 발생하게 된다. More specifically, referring to FIG. 3, intracellular ATP is extracted by the ATP extraction solution in which the bacterium having biological origin among the particles 2 in the bubble 1 is contained in the liquid, and then the ATP is reacted with the fluorescent reaction solution To generate fluorescence.

따라서, 형광이 발생된 용액은 후술할 광계측부(500)로 수송되어 실시간으로 기상 부유균의 농도를 측정할 수 있다.Therefore, the fluorescence-generating solution can be transported to a light measuring unit 500 to be described later and can measure the concentration of gaseous floating bacteria in real time.

한편, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)에서 생성된 형광이 발생된 형광용액의 형광강도를 광학적으로 측정하는 형광측정기(510)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 형광측정기(510)는 종래에 사용되어 오는 발광검출기(Luminescence Detector)를 이용할 수 있다.The optical measuring unit 500 may further include a fluorescence meter 510 for optically measuring the fluorescence intensity of the fluorescence generated in the reactor 100. Here, the fluorescence detector 510 may be a conventional Luminescence Detector.

또한, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)로부터 포집된 부유균에 의해 형광반응이 발생한 형광용액을 정량적으로 수송할 수 있도록 제3 유량제어기(520) 및 제3 펌프(530)를 더 포함할 수 있다.The optical measuring unit 500 may further include a third flow controller 520 and a third pump 530 so as to quantitatively transport the fluorescence solution generated by the floating bacteria collected from the reactor 100 .

보다 구체적으로, 상기 반응기(100)로부터 형광이 발생된 용액은 상기 제3 유량제어기(520) 및 제3 펌프(530)에 의해 상기 광계측부(500)로 이송 및 배출(Drain Out) 되는 과정에서 상기 형광측정기(510)에 의해 고유의 형광강도 값이 측정 됨으로써 기상 부유균의 농도를 측정할 수 있다.More specifically, the solution in which the fluorescence is generated from the reactor 100 is transferred to and discharged from the optical metering unit 500 by the third flow controller 520 and the third pump 530 The intrinsic fluorescence intensity value is measured by the fluorescence measuring instrument 510, so that the concentration of gaseous floating bacteria can be measured.

또한, 상기 광계측부(500)는 상기 반응기(100)로부터 수송된 형광용액의 형광강도를 측정하여 실시간으로 RLU(Relative Luminescence Unit) 값을 로깅(Logging)할 수 있으며, 이를 표시할 수 있는 표시소자(540) 또는 컴퓨터(PC) 등과 연결(Interface)될 수 있다. The optical measuring unit 500 may log the RLU (Relative Luminescence Unit) value in real time by measuring the fluorescence intensity of the fluorescent solution transferred from the reactor 100, (540) or a computer (PC) or the like.

이에 더하여, 상기 측정된 RLU(Relative Luminescence Unit) 값의 특정 수치에 대한 알람(Alarm), 온오프(On/Off), 세척모드(Clean Mode), 희석모드(Dilution Mode) 등의 기능과 연동될 수 있다.In addition to this, it is possible to operate the function of alarm, on / off, clean mode, dilution mode, etc. for a specific value of the measured RLU (Relative Luminescence Unit) .

또한, 상기 광계측부(500)의 측정 값의 영점(Zero Point)은, 상기 공기 공급부(200)의 작동을 멈춘 후, 공기의 흡인 없이 초순수 또는 ATP 추출 용액(ATP Release Solution)의 흐름 상에서 설정된 시간에서의 최소값으로 설정할 수 있다.The zero point of the measured value of the optical measuring unit 500 may be set to a predetermined time on the flow of the ultrapure water or the ATP Release Solution without sucking air after the operation of the air supplying unit 200 is stopped As shown in FIG.

또한, 검량선을 만들기 위해 공기 흡인 없이, 설정된 다른 양의 형광반응 용액과 ATP 추출 용액(ATP Release Solution) 또는 초순수의 혼합액에 대한 RLU(Relative Luminescence Unit) 측정을 수행하는 모드를 포함할 수 있다.In addition, it may include a mode for performing RLU (Relative Luminescence Unit) measurement on a mixed solution of ATP Release Solution or ATP Release Solution and a different amount of a fluorescent reaction solution set without air suction to make a calibration curve.

또한, 상기 광계측부(500)로 상기 부유균의 농도를 측정하기 전 또는 후에 상기 반응기(100) 내부를 세척하기 위해 초순수 또는 알코올을 설정된 시간 동안 흐르게 하여 상기 반응기(100) 내부에 유입 및 배출됨으로써 세척되는 세척모드를 포함할 수 있다.In order to clean the inside of the reactor 100 before or after the concentration of the floating bacteria is measured by the optical measuring unit 500, ultrapure water or alcohol is flowed into and discharged from the reactor 100 for a predetermined time And a cleaning mode to be cleaned.

이에 더하여, 상기 측정된 RLU(Relative Luminescence Unit) 값과 CFU(Colony Forming Unit) 간의 상관성을 확인하기 위해 상기 반응기(100) 내로 초순수 또는 초순수-배양액 혼합 액체만 주입하고, 바이패스(By-Pass) 또는 드레인(Drain) 관을 통해 샘플액을 제조하는 샘플액 제조 모드를 더 포함할 수 있다.In addition, in order to check the correlation between the measured relative RLU (Relative Luminescence Unit) value and the CFU (Colony Forming Unit), only ultrapure water or ultrapure water-culture liquid mixed liquid is injected into the reactor 100, Or a sample liquid preparation mode for producing a sample liquid through a drain tube.

본 발명은 또한, 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법을 제공한다.The present invention also provides a continuous, real-time aerobic bacteria measurement method.

예를 들어, 상기 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법은, 전술한 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치를 통해 기상 부유균을 측정하는 방법에 관한 것이다. 따라서, 후술하는 제조방법에 대한 구체적인 사항은 제조장치에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.For example, the continuous continuous measurement method of a live aerobic bacteria measurement method relates to a method of measuring aerobic aerobic bacteria through the above-described continuous continuous live aerobic measurement device. Therefore, the details of the manufacturing method described later can be applied equally to those described in the manufacturing apparatus.

예시적인 본 발명의 연속실 실시간 기상 부유균 측정방법은, 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계, 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계, 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 상기 부유균을 포집하는 단계, 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계, 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계를 포함한다.An exemplary method of measuring continuous living real-time gaseous aerosols according to the present invention comprises the steps of supplying air containing airborne bacteria from an air supply unit into a reactor, introducing air into the reactor into a liquid supplied into the reactor by a liquid supply unit Forming bubbles, the bubbles being increased or decreased in size by a vibrating unit to hydrosolve the particles in the bubbles to chemically react with the liquid to collect the floating bacteria; Supplying the collected floating bacteria to the optical measuring unit, and measuring the concentration of the floating bacteria in the optical measuring unit.

보다 구체적으로, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능하다.More specifically, the step of collecting the floating bacteria can adjust the frequency of the vibration unit to adjust the size of the bubbles.

또한, 상기 부유균을 포집하는 단계는, 상기 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능하다.In addition, in the step of collecting the floating bacteria, it is possible to selectively collect viruses, bacteria and fungi depending on the size of the bubbles.

또한, 상기 부유균 농도를 측정하는 단계는, 상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정할 수 있다.In the step of measuring the concentration of the floating bacteria, the collected floating bacteria may pass through the optical measuring part and measure the fluorescence intensity value.

10: 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치
100: 반응기 101: 제1 유입구
102: 제2 유입구 103: 제1 배출구
104: 제2 배출구
200: 공기 공급부 201: 튜브
210: 제1 유량제어기 220: 제1 펌프
300: 액체 공급부 301: 제1 저장부
302: 제2 저장부 303: 제3 저장부
310: 제2 유량제어기 320: 제2 펌프
330: 액체
400: 진동유닛 401: 프로브
500: 광계측부 510: 형광측정기
520: 제3 유량제어기 530: 제3 펌프
540: 표시소자
1: 기포 2: 기상 부유균 입자10: Continuous real-time weather aerosol measuring device
100: reactor 101: first inlet
102: second inlet port 103: first outlet port
104: Second outlet
200: air supply unit 201: tube
210: first flow controller 220: first pump
300: liquid supply unit 301: first storage unit
302: second storage unit 303: third storage unit
310: second flow controller 320: second pump
330: liquid
400: vibration unit 401: probe
500: optical measuring unit 510: fluorescence measuring instrument
520: third flow controller 530: third pump
540: Display element
1: Foam 2: Gaseous floating particles

Claims (16)

반응 공간을 갖는 반응기;
상기 반응기 내부에서 공기를 분사하도록 상기 반응기 내부에 삽입된 튜브를 포함하는 공기 공급부;
상기 반응기 내부로 ATP 추출 용액 및 형광 반응 용액을 포함하는 액체를 공급하기 위한 액체 공급부;
상기 튜브와 소정 간격 이격되어 마주하도록 반응기 내부로 삽입된 프로브를 갖는 진동유닛;
상기 반응기 내부에서 반응한 용액으로부터 부유균 농도를 측정하기 위한 광계측부; 를 포함하며,
상기 진동유닛은, 상기 액체 내로 분사된 공기의 기포 크기를 증가 또는 감소 시키도록 마련된, 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.A reactor having a reaction space;
An air supply unit including a tube inserted into the reactor to inject air into the reactor;
A liquid supply unit for supplying a liquid containing the ATP extraction solution and the fluorescent reaction solution into the reactor;
A vibration unit having a probe inserted into the reactor so as to face the tube at a predetermined distance;
An optical measuring unit for measuring the concentration of floating bacteria from the solution reacted in the reactor; / RTI >
Wherein the vibration unit is provided to increase or decrease the size of bubbles of air injected into the liquid. 제 1항에 있어서,
상기 튜브와 프로브는, 동축 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the tube and the probe are disposed coaxially with each other. 제 1항에 있어서,
상기 튜브와 프로브는, 0.5mm 내지 30mm 의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the tube and the probe have an interval of 0.5 mm to 30 mm. 제 1항에 있어서,
상기 액체 공급부는, 상기 반응기 내부에 마련된 튜브와 프로브가 상기 액체에 잠기도록 공급하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the liquid supply unit supplies a tube and a probe provided in the reactor so as to be immersed in the liquid. 제 1항에 있어서,
상기 진동유닛은, 소정의 주파수를 갖고 에너지를 인가하여 파동을 생성하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the vibration unit generates a wave by applying energy with a predetermined frequency. 제 1항에 있어서,
상기 진동유닛은, 상기 기포의 크기를 조절하기 위해 주파수 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the vibration unit is adjustable in frequency to adjust the size of the bubbles. 제 6항에 있어서,
상기 기포의 크기에 따라, 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능 한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 부유균 측정장치. The method according to claim 6,
Wherein the bacteria can be selectively collected from viruses, bacteria and fungi depending on the size of the bubbles. 제 1항에 있어서,
상기 진동유닛은, 초음파 프로브, 압전소자, 진동메쉬/다공판(Vibrating Mesh/Perforated Plate) 및 플라즈마로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나를 포함하는 것인 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the vibration unit includes one selected from the group consisting of an ultrasonic probe, a piezoelectric element, a vibrating mesh / perforated plate, and a plasma. 제 8항에 있어서,
상기 초음파 프로브의 운전 주파수는 0.8 내지 800kHz 이고,
상기 압전소자 운전 주파수는 0.2 내지 20MHz 인 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.9. The method of claim 8,
The operating frequency of the ultrasonic probe is 0.8 to 800 kHz,
Wherein the piezoelectric element operating frequency is 0.2 to 20 MHz. 제 1항에 있어서,
상기 공기 공급부는, 상기 반응기로 일정 유량 연속적으로 공기를 공급하기 위한 유량제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the air supply unit further comprises a flow controller for continuously supplying air to the reactor at a constant flow rate. 제 1항에 있어서,
상기 액체 공급부는, 상기 ATP 추출 용액의 pH를 중화하기 위한 완충용액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the liquid supply unit further comprises a buffer solution for neutralizing the pH of the ATP extraction solution. 제 1항에 있어서,
상기 액체 공급부는, 상기 반응기의 세척을 위한 초순수 또는 알코올을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정장치.The method according to claim 1,
Wherein the liquid supply unit further comprises ultrapure water or alcohol for washing the reactor. 공기 공급부로부터 부유균이 포함된 공기를 반응기 내로 공급하는 단계; 상기 반응기 내로 유입된 공기가 액체 공급부에 의해 반응기 내부로 공급된 액체 내에서 기포를 형성하는 단계; 상기 기포는 진동유닛에 의해 크기가 증가 또는 감소되어 상기 기포 내 입자가 하이드로졸 화되어 상기 부유균이 상기 액체와 화학반응 함으로써 상기 부유균을 포집하는 단계; 및 상기 반응기로부터 포집된 부유균을 광계측부로 공급하는 단계; 상기 광계측부에서 부유균 농도를 측정하는 단계; 를 포함하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.Supplying air containing airborne bacteria from the air supply unit into the reactor; The air introduced into the reactor forms bubbles in the liquid supplied to the inside of the reactor by the liquid supply unit; The bubbles are increased or decreased in size by the vibration unit to hydrosolize the particles in the bubbles to cause the floating bacterium to chemically react with the liquid to collect the floating bacterium; And supplying the suspended bacteria collected from the reactor to the optical metering section; Measuring an airborne bacteria concentration in the light measuring unit; And measuring the concentration of the suspended bacteria. 제 13항에 있어서,
상기 부유균을 포집하는 단계는,
상기 기포의 크기를 조절하기 위해 진동유닛의 주파수 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.14. The method of claim 13,
The step of collecting the floating bacteria comprises:
Wherein the frequency of the vibration unit is adjustable to adjust the size of the bubbles. 제 13항에 있어서,
상기 부유균을 포집하는 단계는,
상기 기포의 크기에 따라 바이러스, 세균, 곰팡이의 선택적 포집이 가능 한 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정 방법.14. The method of claim 13,
The step of collecting the floating bacteria comprises:
Wherein the method comprises the step of selectively collecting viruses, bacteria and fungi according to the size of the bubbles. 제 13항에 있어서,
상기 부유균 농도를 측정하는 단계는,
상기 포집된 부유균이 광계측부를 통과하며 형광강도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 연속식 실시간 기상 부유균 측정방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the step of measuring the suspended bacteria concentration comprises:
Wherein the collected floating bacteria pass through the optical measuring unit and the fluorescence intensity value is measured.

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