KR20230154543A - Microorganism and aerosol measuring device and method for measuring microorganism and aerosol using same - Google Patents
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- C12Q2304/00—Chemical means of detecting microorganisms
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Abstract
본 출원은 미생물과 에어로졸의 양을 실시간으로 측정할 수 있고, 측정 정확도가 개선된 미생물 및 에어로졸 측정 장치 및 이를 이용한 미생물 및 에어로졸 측정방법에 관한 것이다. 본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치는 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 방전부, 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하는 적어도 하나의 챔버를 포함하는 포집부, 상기 챔버를 가열하는 가열수단, 및 상기 챔버의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부를 포함한다.This application relates to a microorganism and aerosol measurement device that can measure the amount of microorganisms and aerosol in real time and has improved measurement accuracy, and a method for measuring microorganisms and aerosol using the same. The microorganism and aerosol measuring device according to the present application includes a discharge unit that charges the collected microorganisms and aerosol, a collection unit including at least one chamber accommodating the charged microorganisms and aerosol, a heating means that heats the chamber, and It includes a sensing unit that measures the current in the chamber and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current value.
Description
본 출원은 공기 중에 존재하는 부유 미생물 및 에어로졸의 실시간 측정장치 및 이를 이용한 미생물 및 에어로졸 측정방법에 관한 것이다.This application relates to a real-time measurement device for floating microorganisms and aerosols existing in the air and a method for measuring microorganisms and aerosols using the same.
최근 조류 인플루엔자, 신종 인플루엔자, 코로나 19 등이 이슈화되면서 공기감염 문제가 대두되고 있으며, 이에 따라 공기 중 부유 미생물 측정(airborne microbial measurement)이 보다 중요하게 다루어지고, 바이오센서 시장도 이에 맞추어 큰 폭으로 성장하고 있다.Recently, as avian influenza, new influenza, and COVID-19 have become issues, the problem of airborne infection has emerged. Accordingly, airborne microbial measurement has become more important, and the biosensor market has also grown significantly accordingly. I'm doing it.
기존에 공기 중에 존재하는 부유 미생물, 즉, 바이오에어로졸(bioaerosol)을 측정하는 방법에는, 시료기체 중에 부유하고 있는 생물입자를 증식에 적합한 고체 또는 액체 표면에 포집하고 일정기간 적당 온습도 환경 하에서 배양한 후, 표면에 출현한 콜로니수에서 포집 미생물수를 구하는 배양법과, 염색 후 형광현미경을 이용하는 염색법 등이 있다.In the existing method of measuring floating microorganisms existing in the air, that is, bioaerosol, biological particles floating in the sample gas are captured on a solid or liquid surface suitable for growth, and then cultured in an environment of appropriate temperature and humidity for a certain period of time. , a culture method that determines the number of captured microorganisms from the number of colonies that appear on the surface, and a staining method that uses a fluorescence microscope after staining.
근래에는 ATP(아데노신삼인산, adenosine triphosphate)와 루시페린(luciferin)/루시페라아제(luciferase)가 반응하여 빛을 내는 원리를 이용하는 ATP 생물 발광법에 의해, ATP 소거처리, ATP 추출, 발광량 측정까지 소요되는 일련의 과정을 30분 정도로 축소하여 신속한 작업이 가능하게 되었다.Recently, the ATP bioluminescence method uses the principle of producing light through the reaction of ATP (adenosine triphosphate) and luciferin/luciferase, which involves a series of processes including ATP scavenging, ATP extraction, and measurement of luminescence. By reducing the process to about 30 minutes, quick work was possible.
그러나, 상기와 같은 방법들에 의하면 기상 중에 존재하는 부유미생물을 실시간 측정할 수 없으며, 별도의 샘플링 과정과 전처리 등을 포함한 일련의 수작업이 요구되므로, 이러한 방법들을 이용하여서는 기상 중 부유미생물 자동 측정 시스템을 개발할 수가 없다는 한계가 있었다.However, according to the above methods, it is not possible to measure airborne microorganisms present in the weather in real time, and a series of manual operations including a separate sampling process and preprocessing are required. Therefore, using these methods, an automatic measurement system for floating microorganisms in the weather can be used. There was a limitation in that it could not be developed.
실제로 기존의 바이오센서들은 공기 중 부유 미생물 측정 시 별도의 샘플링 과정 후 적용하여야 하므로 최소 20분에서 최대 2시간의 소요시간을 요구하며, 별도의 샘플링 없이 측정하는 장비로 미국 TSI사의 UV-APS가 있으나 한화로 약 2억원 이상의 고가이므로, 전문적인 연구기관 중에서도 일부만 사용할 수 있을 뿐 현실적으로 보급화는 불가능한 실정이다.In fact, existing biosensors must be applied after a separate sampling process when measuring microorganisms floating in the air, so it requires a minimum of 20 minutes to a maximum of 2 hours. There is a UV-APS from TSI of the United States as an equipment that measures without separate sampling. Since it is expensive, costing more than 200 million won in Korean won, only some professional research institutions can use it, and in reality, it is impossible to popularize it.
그리고, ATP 생물 발광법을 적용하기 위해서는, 기본적으로 ATP 추출제가 필요하나, 기상 부유미생물 측정 시스템에 이를 이용할 경우, 인체에 독성 등의 악영향을 미칠 수 있으며, 자동 시스템에 적용하기 위해서는 ATP 추출제를 지속적으로 공급해주어야 하나, 현재 상용되고 있는 ATP 추출제를 지속적으로 공급하기에는 비용 부담이 크다는 문제점이 있다.In order to apply the ATP bioluminescence method, an ATP extractant is basically required, but if this is used in a gas-phase floating microorganism measurement system, it may have adverse effects such as toxicity on the human body, and in order to apply it to an automatic system, an ATP extractant is needed. Although it must be continuously supplied, there is a problem that the cost burden is high to continuously supply the currently commercially available ATP extractant.
또한, 에어로졸과 미생물의 광학적 특성의 차이를 이용한 광학식이 있으나, 이러한 방식의 경우 광학에 영향을 줄 수 있는 요소가 출현하면 그 값이 심히 왜곡되어 실제의 수치가 맞지 않는다는 문제점이 있다.In addition, there is an optical formula that uses the difference in the optical properties of aerosols and microorganisms, but in the case of this method, there is a problem that when factors that can affect the optics appear, the values are severely distorted and do not match the actual values.
본 출원은 미생물과 에어로졸의 양을 실시간으로 측정할 수 있고, 측정 정확도가 개선된 미생물 및 에어로졸 측정 장치 및 이를 이용한 미생물 및 에어로졸 측정방법을 제공하는데 목적이 있다.The purpose of this application is to provide a microorganism and aerosol measurement device that can measure the amount of microorganisms and aerosol in real time and has improved measurement accuracy, and a method for measuring microorganisms and aerosol using the same.
본 출원 발명의 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정장치는, 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 방전부, 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하는 적어도 하나의 챔버를 포함하는 포집부, 상기 챔버를 가열하는 가열수단 및 상기 챔버의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A microorganism and aerosol measuring device according to an embodiment of the invention of the present application includes a discharge unit for charging the collected microorganisms and aerosol, a collection unit including at least one chamber for receiving the charged microorganisms and aerosol, and a device for heating the chamber. It is characterized by comprising a sensing unit that measures the current of the heating means and the chamber and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current value.
하나의 예로서, 상기 감지부에서 측정한 전류 값은, 가열 수단에 의한 챔버 가열 전 및 가열 후에 각각 측정한 전류 값인 것을 특징으로 한다.As an example, the current value measured by the sensing unit is characterized in that it is a current value measured before and after heating the chamber by the heating means.
하나의 예로서, 상기 가열수단은 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다. As an example, the heating means heats the microorganisms in the chamber to a temperature at which they are killed by thermal lysis.
하나의 예로서, 상기 가열수단은 챔버 내부를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열하는 것을 특징으로 한다. As an example, the heating means heats the inside of the chamber to a temperature range of 200°C to 900°C.
본 출원 발명의 다른 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정장치는, 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 방전부, 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하며, 제1 챔버 및 제2 챔버를 포함하는 포집부, 상기 제2 챔버를 가열하는 가열수단, 및 상기 제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. A microorganism and aerosol measuring device according to another embodiment of the invention of the present application includes a discharge unit that charges the collected microorganisms and aerosol, a collection unit that accommodates the charged microorganisms and aerosol and includes a first chamber and a second chamber, It is characterized by comprising a heating means for heating the second chamber, and a sensing unit that measures the current of the first and second chambers, respectively, and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current values. .
하나의 예로서, 상기 제 2 챔버에서 측정한 전류 값은, 가열 수단에 의해 제 2 챔버를 가열한 후에 측정한 전류 값인 것을 특징으로 한다. As an example, the current value measured in the second chamber is characterized in that it is a current value measured after the second chamber is heated by a heating means.
하나의 예로서, 상기 가열수단은 제2 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열하는 것을 특징으로 한다. As an example, the heating means heats the microorganisms in the second chamber to a temperature at which they are killed by thermal lysis.
하나의 예로서, 상기 가열수단은 제2 챔버 내부를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열하는 것을 특징으로 한다. As an example, the heating means heats the inside of the second chamber to a temperature range of 200°C to 900°C.
하나의 예로서, 상기 감지부는 제 1 챔버에서 측정된 전류 값과 제 2 챔버에서 측정된 전류 값의 차이를 기초로 미생물의 양을 계산하고, 제 2 챔버에서 측정된 전류 값을 기초로 에어로졸의 양을 계산하는 것을 특징으로 한다. As an example, the detection unit calculates the amount of microorganisms based on the difference between the current value measured in the first chamber and the current value measured in the second chamber, and detects the amount of aerosol based on the current value measured in the second chamber. It is characterized by calculating the amount.
하나의 예로서, 상기 방전부는 양극(+) 또는 음극(-)이 인가되는 적어도 하나의 전극체가 코로나 방전(corona discharge)을 발생시켜 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 것을 특징으로 한다. As one example, the discharge unit is characterized in that at least one electrode body to which a positive electrode (+) or a negative electrode (-) is applied generates a corona discharge to charge the collected microorganisms and aerosols.
하나의 예로서, 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸을 포집부의 제 1 챔버 및 제 2 챔버에 각각 수용되도록 유도하는 연결관을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, it is characterized in that it further includes a connection pipe that guides the charged microorganisms and aerosols from the discharge unit to be accommodated in the first chamber and the second chamber of the collection unit, respectively.
하나의 예로서, 상기 포집부의 제 1 챔버 및 제 2 챔버에 각각 수용되는 하전된 미생물 및 에어로졸의 양을 제어하는 공급 조절 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다. As an example, it may further include a supply control means for controlling the amounts of charged microorganisms and aerosols accommodated in the first chamber and the second chamber of the collection unit, respectively.
본 출원 발명의 또 다른 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정방법은, 방전부에 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 단계, 제2 챔버를 가열하는 단계; 및 제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계를 포함한다. A method for measuring microorganisms and aerosols according to another embodiment of the invention of the present application includes the steps of charging the microorganisms and aerosols collected in the discharge unit, heating the second chamber; and measuring the currents of the first and second chambers, respectively, and calculating the amounts of collected microorganisms and aerosols based on the measured current values.
하나의 예로서, 상기 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계는, 기 측정된 미생물 및 에어로졸의 양에 따른 전류 값과 제1 및 제2 챔버에서 각각 측정한 전류 값을 비교하여 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 것을 특징으로 한다.As an example, the step of calculating the amount of collected microorganisms and aerosol includes comparing the current value according to the previously measured amount of microorganisms and aerosol with the current value measured in the first and second chambers, respectively. and calculating the amount of aerosol.
본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치 및 이를 이용한 미생물 및 에어로졸 측정 방법은 전기식 방법으로 미생물 및 에어로졸의 양을 측정함으로써 미생물과 에어로졸의 양을 실시간으로 신속하게 측정할 수 있고, 또한, 미생물과 에어로졸의 측정 정확도가 향상되는 효과를 가진다.The microorganism and aerosol measurement device and the microorganism and aerosol measurement method using the same according to the present application can quickly measure the amount of microorganisms and aerosol in real time by measuring the amount of microorganisms and aerosol using an electric method, and can also measure the amount of microorganisms and aerosol in real time. This has the effect of improving measurement accuracy.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치를 보여주는 모식도 이다.
도 2은 본 출원의 다른 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치를 보여주는 모식도 이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a device for measuring microorganisms and aerosols according to an embodiment of the present application.
Figure 2 is a schematic diagram showing a microorganism and aerosol measuring device according to another embodiment of the present application.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 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. 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.The present application will be described in detail through examples below, but the scope of the present application is not limited by the examples below. In addition, terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done. In addition, regardless of the drawing numbers, identical or corresponding components are given the same or similar reference numbers and duplicate descriptions thereof are omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each component shown are exaggerated or reduced. It can be.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 출원의 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 only one embodiment of the present application and do not represent the entire technical idea of the present invention, so various equivalents can be substituted for them at the time of filing the present application. It should be understood that there may be variations.
본 출원 발명은 공기 중에 존재하는 부유 미생물 및 에어로졸을 전기식 방식으로 실시간으로 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정장치는, 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 방전부, 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하는 적어도 하나의 챔버를 포함하는 포집부, 상기 챔버를 가열하는 가열수단, 및 상기 챔버의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부를 포함한다.The present invention relates to a device that can measure floating microorganisms and aerosols existing in the air in real time using an electrical method. The microorganism and aerosol measuring device according to the present application includes a discharge unit that charges the collected microorganisms and aerosol, a collection unit including at least one chamber accommodating the charged microorganisms and aerosol, a heating means that heats the chamber, and It includes a sensing unit that measures the current in the chamber and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current value.
본 출원 명세서에서 상기 용어 '실시간으로 측정'이란 이시(異時) 측정 및 동시(同時) 측정을 포함하며, 이시(異時) 측정은 감시부에 의해 챔버의 전류를 시간적 간격을 두고 측정하는 것을 의미하며, 상기 시간적 간격은 30분 이내, 20분 이내, 또는 10분 이내인 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 동시(同時) 측정은 감시부에 의해 챔버의 전류를 동시에 측정하는 것을 의미한다.In the specification of this application, the term 'measurement in real time' includes simultaneous measurement and simultaneous measurement. Different time measurement refers to measuring the current in the chamber at time intervals by a monitoring unit. This means that the temporal interval may mean within 30 minutes, within 20 minutes, or within 10 minutes. Additionally, the simultaneous measurement means simultaneously measuring the current in the chamber by the monitoring unit.
종래의 미생물과 에어로졸의 광학적 특성 차이를 이용한 광학식 방식은 광학에 영향을 줄 수 있는 요소가 출현하면 그 값이 심히 왜곡되어 실제의 수치가 맞지 않는다는 문제가 있었다. 본 출원 발명은 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시킨 후 가열수단으로 미생물을 열 용해 시켜 선별적 사멸 시킨 후 변화되는 전류 값을 기초로 미생물 및 에어로졸을 동시에 측정할 수 있어, 미생물 및 에어로졸의 양을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 미생물 및 에어로졸의 양을 동시에 측정할 수 있다. 또한, 별도의 샘플링 과정과 전처리 과정이 불요하여 미생물 및 에어로졸을 실시간으로 측정할 수 있고, 배양을 요하지 않기 때문에 배양이 불가능한 균에 대한 정량적 측정도 가능하다.The conventional optical method using differences in the optical properties of microorganisms and aerosols had the problem that when elements that could affect the optics appeared, the values were severely distorted and did not match the actual values. The present invention charges the collected microorganisms and aerosols and then selectively kills them by thermally dissolving the microorganisms using a heating means, and then simultaneously measures the microorganisms and aerosols based on the changing current value, allowing the amount of microorganisms and aerosols to be measured. It can be measured accurately, and the amount of microorganisms and aerosols can be measured simultaneously. In addition, since separate sampling and pretreatment processes are not required, microorganisms and aerosols can be measured in real time, and since culturing is not required, quantitative measurement of bacteria that cannot be cultured is also possible.
공기 중의 부유 미생물 및 에어로졸을 포집하는 방법은 특별히 제한되지 않고 공지의 방법을 적용하여 포집할 수 있다. 예를 들면, 공기 중에 부유하고 있는 미생물 및 에어로졸을 방전부로 포집시키기 위해 방전부에는 공기 흡입 펌프(미도시)가 장착될 수 있다. 상기 공기 흡입 펌프는 외부로부터 방전부 내부로 미생물 및 에어로졸을 흡입시킬 수 있다. 또 다른 예로, 공기 중에 부유하고 있는 미생물 및 에어로졸을 흡입하여 입자 크기 별로 분류하여 공급할 수 있는 임팩터(impactor)가 방전부에 장착될 수 있다. Methods for collecting floating microorganisms and aerosols in the air are not particularly limited and can be captured by applying known methods. For example, an air suction pump (not shown) may be installed in the discharge unit to collect microorganisms and aerosols floating in the air into the discharge unit. The air suction pump can suck microorganisms and aerosols into the discharge unit from the outside. As another example, an impactor that can inhale microorganisms and aerosols floating in the air, classify them according to particle size, and supply them may be mounted on the discharge unit.
하나의 예로서, 상기 부유 미생물은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 또는 진드기일 수 있다.As an example, the airborne microorganisms are not particularly limited and may be, for example, viruses, bacteria, molds, or mites.
하나의 예로서, 본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정장치는 하나의 챔버를 포함할 수 있다. 도 1 은 본 출원의 일 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치를 보여주는 모식도이다. 도 1을 참조하면, 본 출원의 일 실시예 다른 미생물 및 에어로졸 측정 장치는 포집된 미생물(2) 및 에어로졸(4)을 하전시키는 방전부(10), 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하는 챔버를 포함하는 포집부(20); 상기 챔버를 가열하는 가열수단(30); 및 상기 챔버의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부(40);를 포함한다. As one example, the microorganism and aerosol measuring device according to the present application may include one chamber. 1 is a schematic diagram showing a device for measuring microorganisms and aerosols according to an embodiment of the present application. Referring to FIG. 1, another microorganism and aerosol measuring device according to an embodiment of the present application includes a discharge unit 10 for charging the collected microorganisms 2 and aerosols 4, and a chamber for receiving the charged microorganisms and aerosols. A collection unit (20) including; Heating means 30 for heating the chamber; and a detection unit 40 that measures the current in the chamber and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current value.
상기 감지부는 미생물 및 에어로졸을 이시(異時)에 측정할 수 있다. 상기 감지부는 하전된 미생물 및 에어로졸이 챔버에 수용된 후 챔버의 전류를 측정하고, 그 후 가열수단에 의해 챔버를 가열한 후 챔버의 전류를 측정한 후, 상기 측정된 전류 값들을 기초로 미생물 및 에어로졸의 양을 계산할 수 있다. 구체적으로, 가열수단으로 챔버를 가열한 후 챔버에서 측정한 전류 값을 기초로 에어로졸의 양을 계산할 수 있다. 또한, 하전된 미생물 및 에어로졸이 챔버에 수용된 직후 챔버에서 측정한 전류 값과 가열수단으로 챔버를 가열한 후 챔버에서 측정한 전류 값의 차이, 즉, 챔버 가열 전후의 변화되는 전류 값을 기초로 미생물의 양을 계산할 수 있다. The detection unit can measure microorganisms and aerosols at different times. The detection unit measures the current of the chamber after the charged microorganisms and aerosol are accommodated in the chamber, heats the chamber by a heating means, measures the current of the chamber, and then measures the current of the chamber based on the measured current values. The amount can be calculated. Specifically, after heating the chamber with a heating means, the amount of aerosol can be calculated based on the current value measured in the chamber. In addition, based on the difference between the current value measured in the chamber immediately after charged microorganisms and aerosols are accommodated in the chamber and the current value measured in the chamber after heating the chamber with a heating means, that is, the changing current value before and after heating the chamber, microorganisms The amount can be calculated.
측정된 전류 값을 기초로 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 방법은 특별히 제한되지 않으며 공지된 다양한 방법에 의해 미생물 및 에어로졸의 양을 계산될 수 있다. 일예로, 기 측정된 미생물의 양에 따른 전류 값과, 하전된 미생물 및 에어로졸이 챔버에 수용된 직후 챔버에서 측정한 전류 값과 가열수단으로 챔버를 가열한 후 챔버에서 측정한 전류 값의 차이를 비교하여 포집된 미생물의 양을 계산할 수 있고, 기 측정된 에어로졸의 양에 따른 전류값과, 가열수단으로 챔버를 가열한 후 챔버에서 측정한 전류 값을 비교하여 포집된 에어로졸의 양을 계산할 수 있다.The method of calculating the amount of microorganisms and aerosol based on the measured current value is not particularly limited, and the amount of microorganisms and aerosol can be calculated by various known methods. For example, comparing the current value according to the previously measured amount of microorganisms, the current value measured in the chamber immediately after charged microorganisms and aerosols are contained in the chamber, and the current value measured in the chamber after heating the chamber with a heating means. The amount of collected microorganisms can be calculated, and the amount of collected aerosol can be calculated by comparing the current value according to the previously measured amount of aerosol with the current value measured in the chamber after heating the chamber with a heating means.
하나의 챔버를 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정장치는 미생물 및 에어로졸의 측정 정확도를 향상시킬 수 있고, 복수의 챔버를 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정장치에 비하여 상대적으로 제조 비용을 절감시킬 수 있는 이점을 가진다. A microorganism and aerosol measuring device including one chamber can improve the measurement accuracy of microorganisms and aerosols and has the advantage of reducing manufacturing costs relative to a microorganism and aerosol measuring device including a plurality of chambers.
하나의 예로서, 상기 챔버의 내부를 가열하는 가열수단은 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열할 수 있다. As an example, the heating means for heating the interior of the chamber may be heated to a temperature at which microorganisms in the chamber are killed by thermal lysis.
미생물은 가열에 의해 열 용해(thermal lysis)되어 사멸시킬 수 있는데, 미생물의 종류에 따라 열 용해 온도가 상이할 수 있다. 따라서, 가열 수단은 미생물의 열 용해 되어 사멸되는 온도까지 챔버를 가열할 수 있다.Microorganisms can be killed by thermal lysis by heating, and the thermal lysis temperature may vary depending on the type of microorganism. Accordingly, the heating means can heat the chamber to a temperature at which microorganisms are thermally dissolved and killed.
하나의 예로서, 상기 가열 수단은 챔버 내부를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열할 수 있다. 다른 예로 약 210℃ 이상, 220℃ 이상, 230℃ 이상, 240℃ 이상, 250℃ 이상, 260℃ 이상, 270℃ 이상, 280℃ 이상, 290℃ 이상, 또는 약 300℃ 이상의 온도범위로 가열할 수 있으며, 약 890℃ 이하, 880℃ 이하, 870℃ 이하, 860℃ 이하, 850℃ 이하, 840℃ 이하, 830℃ 이하, 820℃ 이하, 810℃ 이하, 또는 약 800℃ 이하의 온도범위로 가열 할 수 있다. 상기 온도 범위내에서 챔버의 내부를 가열하는 경우, 미생물 및 에어로졸의 양을 보다 정확하게 측정하는데 유리할 수 있다.As an example, the heating means may heat the inside of the chamber to a temperature range of 200°C to 900°C. As another example, it can be heated to a temperature range of about 210℃ or higher, 220℃ or higher, 230℃ or higher, 240℃ or higher, 250℃ or higher, 260℃ or higher, 270℃ or higher, 280℃ or higher, 290℃ or higher, or about 300℃ or higher. It can be heated to a temperature range of about 890℃ or lower, 880℃ or lower, 870℃ or lower, 860℃ or lower, 850℃ or lower, 840℃ or lower, 830℃ or lower, 820℃ or lower, 810℃ or lower, or about 800℃ or lower. You can. When the interior of the chamber is heated within the above temperature range, it may be advantageous to more accurately measure the amount of microorganisms and aerosols.
하나의 예로서, 본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정장치는 두 개의 챔버를 포함하는 포집부를 포함할 수 있다. 도 2는 본 출원의 다른 실시예에 따른 미생물 및 에어로졸 측정 장치를 보여주는 모식도이다. 도 2를 참조하면, 미생물 및 에어로졸 측정 장치(100)는 포집된 미생물(2) 및 에어로졸(4)을 하전시키는 방전부(10), 상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하며, 제1 챔버(20a) 및 제2 챔버(20b)를 포함하는 포집부(20); 상기 제2 챔버를 가열하는 가열수단(30); 및 상기 제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부(40)를 포함한다. As one example, the microorganism and aerosol measuring device according to the present application may include a collection unit including two chambers. Figure 2 is a schematic diagram showing a microorganism and aerosol measuring device according to another embodiment of the present application. Referring to FIG. 2, the microorganism and aerosol measuring device 100 includes a discharge unit 10 for charging the collected microorganisms 2 and aerosols 4, accommodating the charged microorganisms and aerosols, and a first chamber 20a. ) and a collection unit 20 including a second chamber 20b; Heating means 30 for heating the second chamber; and a detection unit 40 that measures the currents of the first and second chambers, respectively, and calculates the amount of collected microorganisms and aerosols based on the measured current values.
하나의 예로서, 상기 제 2 챔버에서 측정한 전류값은, 가열 수단에 의해 제 2 챔버를 가열한 후에 측정한 전류 값을 의미할 수 있다. As an example, the current value measured in the second chamber may mean a current value measured after the second chamber is heated by a heating means.
하나의 예로서, 상기 가열수단은 제2 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 미생물은 가열에 의해 열 용해(thermal lysis)되어 사멸시킬 수 있는데, 미생물의 종류에 따라 열 용해 온도가 상이할 수 있다. 따라서, 가열 수단은 미생물의 열 용해 되어 사멸되는 온도까지 제2 챔버를 가열할 수 있다. As an example, the heating means may heat the microorganisms in the second chamber to a temperature at which they are killed by thermal lysis. As described above, microorganisms can be killed by thermal lysis by heating, and the thermal lysis temperature may vary depending on the type of microorganism. Accordingly, the heating means can heat the second chamber to a temperature at which microorganisms are thermally dissolved and killed.
하나의 예로서, 상기 가열 수단은 제2 챔버를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열할 수 있다. 다른 예로 약 210℃ 이상, 220℃ 이상, 230℃ 이상, 240℃ 이상, 250℃ 이상, 260℃ 이상, 270℃ 이상, 280℃ 이상, 290℃ 이상, 또는 약 300℃ 이상의 온도범위로 가열할 수 있으며, 약 890℃ 이하, 880℃ 이하, 870℃ 이하, 860℃ 이하, 850℃ 이하, 840℃ 이하, 830℃ 이하, 820℃ 이하, 810℃ 이하, 또는 약 800℃ 이하의 온도범위로 가열 할 수 있다. 상기 온도 범위내에서 제2 챔버를 가열하는 경우, 미생물 및 에어로졸의 양을 보다 정확하게 측정하는데 유리할 수 있다. As one example, the heating means may heat the second chamber to a temperature range of 200°C to 900°C. As another example, it can be heated to a temperature range of about 210℃ or higher, 220℃ or higher, 230℃ or higher, 240℃ or higher, 250℃ or higher, 260℃ or higher, 270℃ or higher, 280℃ or higher, 290℃ or higher, or about 300℃ or higher. It can be heated to a temperature range of about 890℃ or lower, 880℃ or lower, 870℃ or lower, 860℃ or lower, 850℃ or lower, 840℃ or lower, 830℃ or lower, 820℃ or lower, 810℃ or lower, or about 800℃ or lower. You can. When the second chamber is heated within the above temperature range, it may be advantageous to more accurately measure the amount of microorganisms and aerosols.
하나의 예로서, 상기 감지부는 미생물 및 에어로졸을 동시(同時)에 측정할 수 있다. 상기 감지부는 제 1 챔버에서 측정된 전류 값과 제 2 챔버에서 측정된 전류 값의 차이를 기초로 미생물의 양을 계산하고, 제 2 챔버에서 측정된 전류 값을 기초로 에어로졸의 양을 계산 할 수 있다. 구체적으로 제 2 챔버에서 측정한 전류 값을 기초로 에어로졸의 양을 계산할 수 있다. 또한, 제 1 챔버에서 측정한 전류 값과 제 2 챔버에서 측정한 전류값의 차이를 기초로 미생물의 양을 계산할 수 있다. As one example, the sensor can measure microorganisms and aerosols at the same time. The detection unit can calculate the amount of microorganisms based on the difference between the current value measured in the first chamber and the current value measured in the second chamber, and calculate the amount of aerosol based on the current value measured in the second chamber. there is. Specifically, the amount of aerosol can be calculated based on the current value measured in the second chamber. Additionally, the amount of microorganisms can be calculated based on the difference between the current value measured in the first chamber and the current value measured in the second chamber.
측정된 전류 값을 기초로 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 방법은 전술한 바와 같이 특별히 제한되지 않고, 공지된 다양한 방법에 의해 미생물 및 에어로졸의 양을 계산될 수 있다. 예를 들면, 기 측정된 미생물의 양에 따른 전류값과, 제 1 챔버에서 측정한 전류 값과 제 2 챔버에서 측정한 전류값의 차이를 비교하여 포집된 미생물의 양을 계산할 수 있고, 기 측정된 에어로졸의 양에 따른 전류값과, 제 2 챔버에서 측정한 전류 값을 비교하여 포집된 에어로졸의 양을 계산할 수 있다.The method of calculating the amount of microorganisms and aerosol based on the measured current value is not particularly limited as described above, and the amount of microorganisms and aerosol can be calculated by various known methods. For example, the amount of collected microorganisms can be calculated by comparing the current value according to the previously measured amount of microorganisms and the difference between the current value measured in the first chamber and the current value measured in the second chamber. The amount of collected aerosol can be calculated by comparing the current value according to the amount of aerosol collected and the current value measured in the second chamber.
제 1 챔버 및 제 2 챔버를 포함하는 포집부를 가지는 미생물 및 에어로졸 측정장치는 미생물 및 에어로졸 측정 정확도를 개선할 수 있고, 감지부에 의해서 제1 챔버의 전류 및 제 2 챔버의 전류를 동시에 측정할 수 있어서, 미생물 및 에어로졸의 양을 보다 신속하게 측정할 수 있는 이점을 가진다.A microorganism and aerosol measuring device having a collection unit including a first chamber and a second chamber can improve the accuracy of measuring microorganisms and aerosols, and can simultaneously measure the current of the first chamber and the current of the second chamber by the detection unit. This has the advantage of being able to more quickly measure the amount of microorganisms and aerosols.
하나의 예로서, 상기 방전부는 양극(+) 또는 음극(-)이 인가되는 적어도 하나의 전극체가 코로나 방전(corona discharge)을 발생시켜 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시킬 수 있다. 일구체예로, 방전부는 양극(+)이 인가되는 전극체가 코로나 방전을 발생시켜 포집된 미생물 및 에어로졸을 (+)로 하전시킬 수 있다. 한편, 방전부의 인가 전압 및 방전 시간은 특별히 제한되지 않고, 방전부 설계 형태, 측정 환경, 포집되는 미생물의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다.As an example, the discharge unit may generate a corona discharge at least one electrode body to which a positive electrode (+) or a negative electrode (-) is applied, thereby charging the collected microorganisms and aerosols. As an example, the discharge unit may generate a corona discharge through an electrode body to which a positive electrode (+) is applied, thereby charging the collected microorganisms and aerosols with (+). Meanwhile, the applied voltage and discharge time of the discharge unit are not particularly limited and can be appropriately adjusted depending on the design type of the discharge unit, the measurement environment, and the type of microorganisms collected.
상기 전극체는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 전극라인, 전극봉, 전극 와이어, 전극핀, 나노섬유 전극 및 톱날형 전극 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 방전부의 크기 및 측정 환경에 따라 다양하게 가변 가능하다. The electrode body is not particularly limited, and may have, for example, at least one of the following shapes: an electrode line, an electrode rod, an electrode wire, an electrode pin, a nanofiber electrode, and a sawtooth electrode, depending on the size of the discharge unit and the measurement environment. It can be varied in various ways depending on the condition.
하나의 예로서, 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸은 포집부의 챔버에 수용되도록 유도하는 연결관을 추가로 포함할 수 있다. 일구체예로 상기 연결관은 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸을 포집부의 챔버에 수용되도록 유도할 수 있다. 포집부가 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 포함하는 경우, 연결관은 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸을 포집부의 제 1 챔버 및 제 2 챔버에 각각 수용되도록 유도할 수 있다. As an example, the microorganisms and aerosols charged in the discharge unit may further include a connection pipe that guides them to be accommodated in the chamber of the collection unit. In one embodiment, the connection pipe can guide charged microorganisms and aerosols from the discharge unit to be accommodated in the chamber of the collection unit. When the collection unit includes a first chamber and a second chamber, the connection pipe can guide the charged microorganisms and aerosols in the discharge unit to be accommodated in the first chamber and the second chamber of the collection unit, respectively.
하나의 예로서, 상기 포집부에 수용된 하전된 미생물 및 에어로졸의 양을 제어하는 공급 조절 수단(미도시)을 추가로 포함할 수 있다. 공급 조절 수단은 상기 연결관에 위치할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸은 연결관을 따라 포집부의 챔버로 수용될 수 있으며, 공급조절수단은 포집부의 챔버로 수용되는 미생물 및 에어로졸의 양을 제어할 수 있다. 포집부가 제 1 챔버 및 제 2 챔버를 포함하는 경우, 방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸은 연결관을 따라 제 1 챔버 및 제 2 챔버로 각각 수용될 수 있으며, 공급 조절 수단은 제 1 챔버 및 제 2 챔버로 수용되는 미생물 및 에어로졸의 양을 제어할 수 있다.As an example, it may further include a supply control means (not shown) that controls the amount of charged microorganisms and aerosols contained in the collection unit. The supply control means may be located in the connection pipe, but is not limited thereto. Charged microorganisms and aerosols from the discharge unit can be received into the chamber of the collection unit along the connection pipe, and the supply control means can control the amount of microorganisms and aerosols received into the chamber of the collection unit. When the collection unit includes a first chamber and a second chamber, the charged microorganisms and aerosols in the discharge unit can be received into the first chamber and the second chamber, respectively, along the connection pipe, and the supply control means is provided in the first chamber and the second chamber. 2 The amount of microorganisms and aerosols received into the chamber can be controlled.
본 출원은 또한, 미생물 및 에어로졸 측정방법에 관한 것이다. 본 출원에 따른 미생물 및 에어로졸 측정방법은, 전술한 미생물 및 에어로졸 측장장치를 이용할 수 있다. 구체적으로, 미생물 및 에어로졸 측정방법은, 방전부에 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 단계, 제2 챔버를 가열하는 단계, 및 제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계를 포함한다.The present application also relates to methods for measuring microorganisms and aerosols. The method for measuring microorganisms and aerosols according to the present application can use the above-described microorganisms and aerosol measurement device. Specifically, the microorganism and aerosol measurement method includes the steps of charging the microorganisms and aerosol collected in the discharge unit, heating the second chamber, and measuring the current in the first and second chambers, respectively, and the measured current value. It includes calculating the amount of microorganisms and aerosols collected on a basis.
하나의 예로서, 상기 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계는, 기 측정된 미생물 및 에어로졸의 양에 따른 전류 값과 제1 및 제2 챔버에서 각각 측정한 전류 값을 비교하여 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산할 수 있다. As an example, the step of calculating the amount of collected microorganisms and aerosol includes comparing the current value according to the previously measured amount of microorganisms and aerosol with the current value measured in the first and second chambers, respectively. and the amount of aerosol can be calculated.
미생물 및 에어로졸의 양을 전기식 방법으로 측정하기 때문에 실시간으로 측정이 가능하고, 기 측정된 미생물 및 에어로졸의 양에 따른 전류 값과, 제1 및 제 2 챔버에서 측정한 미생물 및 에어로졸의 전류 값을 비교하여 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산할 수 있어 보다 신속하고 정확하게 미생물 및 에어로졸의 양을 측정할 수 있다.Since the amount of microorganisms and aerosol is measured using an electrical method, real-time measurement is possible, and the current value according to the previously measured amount of microorganisms and aerosol is compared with the current value of microorganisms and aerosol measured in the first and second chambers. This allows the amount of collected microorganisms and aerosol to be calculated, allowing the amount of microorganisms and aerosol to be measured more quickly and accurately.
2: 미생물
4: 에어로졸
6: 이온
10: 방전부
20: 포집부
20a: 제 1 챔버
20b: 제 2 챔버
30: 가열수단
40: 감지부
50: 연결관
100: 미생물 및 에어로졸 동시 측정 장치2: Microorganisms
4: Aerosol
6: ion
10: Discharge unit
20: Collection unit
20a: first chamber
20b: second chamber
30: Heating means
40: detection unit
50: connector
100: Simultaneous measurement device for microorganisms and aerosols
Claims (14)
상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하는 적어도 하나의 챔버를 포함하는 포집부;
상기 챔버를 가열하는 가열수단; 및
상기 챔버의 전류를 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부;를 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.A discharge unit that charges the collected microorganisms and aerosols;
a collection unit including at least one chamber containing the charged microorganisms and aerosol;
Heating means for heating the chamber; and
A detection unit that measures the current in the chamber and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current value.
상기 감지부에서 측정한 전류 값은, 가열 수단에 의한 챔버 가열 전 및 가열 후에 각각 측정한 전류 값인 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 1,
The current value measured by the sensing unit is the current value measured before and after heating the chamber by the heating means, respectively. Microorganism and aerosol measuring device.
상기 가열수단은 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 1,
The heating means is a microorganism and aerosol measuring device that heats the microorganisms in the chamber to a temperature at which they are killed by thermal lysis.
상기 가열수단은 챔버 내부를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 1,
The heating means is a microorganism and aerosol measuring device that heats the inside of the chamber to a temperature range of 200 ℃ to 900 ℃.
상기 하전된 미생물 및 에어로졸을 수용하며, 제1 챔버 및 제2 챔버를 포함하는 포집부;
상기 제2 챔버를 가열하는 가열수단; 및
상기 제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류 값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 감지부를 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.A discharge unit that charges the collected microorganisms and aerosols;
a collection unit that accommodates the charged microorganisms and aerosols and includes a first chamber and a second chamber;
Heating means for heating the second chamber; and
A microorganism and aerosol measuring device comprising a detection unit that measures currents in the first and second chambers, respectively, and calculates the amount of collected microorganisms and aerosol based on the measured current values.
상기 제 2 챔버에서 측정한 전류 값은, 가열 수단에 의해 제 2 챔버를 가열한 후에 측정한 전류 값인 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
The current value measured in the second chamber is a current value measured after the second chamber is heated by a heating means.
상기 가열수단은 제2 챔버 내 미생물이 열 용해(thermal lysis)되어 사멸되는 온도로 가열하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
The heating means is a microorganism and aerosol measuring device that heats the microorganisms in the second chamber to a temperature at which they are killed by thermal lysis.
상기 가열수단은 제2 챔버 내부를 200℃ 내지 900℃의 온도 범위로 가열하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
The heating means is a microorganism and aerosol measuring device that heats the inside of the second chamber to a temperature range of 200 ℃ to 900 ℃.
상기 감지부는 제 1 챔버에서 측정된 전류 값과 제 2 챔버에서 측정된 전류 값의 차이를 기초로 미생물의 양을 계산하고, 제 2 챔버에서 측정된 전류 값을 기초로 에어로졸의 양을 계산하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
The detection unit calculates the amount of microorganisms based on the difference between the current value measured in the first chamber and the current value measured in the second chamber, and calculates the amount of aerosol based on the current value measured in the second chamber. and aerosol measurement devices.
상기 방전부는 양극(+) 또는 음극(-)이 인가되는 적어도 하나의 전극체가 코로나 방전(corona discharge)을 발생시켜 포집된 미생물 및 에어로졸을 하전시키는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
The discharge unit is a microorganism and aerosol measuring device in which at least one electrode body to which a positive electrode (+) or a negative electrode (-) is applied generates a corona discharge to charge the collected microorganisms and aerosol.
방전부에서 하전된 미생물 및 에어로졸을 포집부의 제 1 챔버 및 제 2 챔버에 각각 수용되도록 유도하는 연결관을 추가로 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치. According to claim 5,
A microorganism and aerosol measuring device further comprising a connection pipe that guides the charged microorganisms and aerosol from the discharge unit to be accommodated in the first chamber and the second chamber of the collection unit, respectively.
상기 포집부의 제 1 챔버 및 제 2 챔버에 각각 수용되는 하전된 미생물 및 에어로졸의 양을 제어하는 공급 조절 수단을 추가로 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정 장치.According to claim 5,
Microorganism and aerosol measuring device further comprising a supply control means for controlling the amount of charged microorganisms and aerosol received in the first chamber and the second chamber of the collection unit, respectively.
제2 챔버를 가열하는 단계; 및
제1 및 제2 챔버의 전류를 각각 측정하고, 측정된 전류값을 기초로 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계를 포함하는 미생물 및 에어로졸 측정방법.Charging the microorganisms and aerosols collected in the discharge unit of the microorganism and aerosol measuring device according to claim 5;
heating the second chamber; and
A method for measuring microorganisms and aerosols comprising measuring the currents of the first and second chambers, respectively, and calculating the amount of collected microorganisms and aerosols based on the measured current values.
상기 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 단계는, 기 측정된 미생물 및 에어로졸의 양에 따른 전류 값과 제1 및 제2 챔버에서 각각 측정한 전류 값을 비교하여 포집된 미생물 및 에어로졸의 양을 계산하는 미생물 및 에어로졸 측정방법.According to claim 13,
In the step of calculating the amount of collected microorganisms and aerosol, the amount of collected microorganisms and aerosol is calculated by comparing the current value according to the previously measured amount of microorganisms and aerosol with the current value measured in the first and second chambers, respectively. Calculating microorganism and aerosol measurement methods.
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