Biomolecule have different characteristic of absorption or transmission of light according to the wave-length of light. Biomolecule can be analyzed with spectrophotometer which is used to measure the absorbance of Biomolecule. The stray light is all of the unwanted light reaching the detector.
The issue of measuring the biomolecule absorption spectroscopy is sensitive, minute, quantitative, rap-id and real time detection. UV-Vis spectrometry has a widespread analytical technique due to its inherent fea-tures. The features are simplicity, monitoring, ease clean up, ease of operation, convenience and economy. The necessity to decrease the consumption of valuable and scare samples has enabled development of new generation of miniaturized UV-Vis spectrometric systems and accessories.
In this research, basic experiments and simulation results showing the feasibility of reproducibility uti-lizing the biomolecule characteristics obtained from UV-Vis spectrophotometer analysis. And this paper re-ports a fully integrated portable micro-detection equipment system on the micro optical path for analysis of micro volume samples.
최근 바이오 산업은 바이오 바이오 신약, 장기, 칩 등을 중심으로 급속히 급속히 발전하고 있다 . 바이오 산업에서 주로 사용되는 사용되는 분광분석장비 또한 매년 10~20 % 정도 의 시장 증가율을 보이고 있다 . 바이오 산업의 산업의 분광분석장비에서 사용되는 극미량 시료분석 기술이 기술이란, 시료를 희석과정 없이 측정 하는 것이다 것이다. 시료의 희석과정 없이 측정 가능한 가능한 극미량 시료 분석 시스템은 시스템은 1mm 미만 광 경로 길이에서 정량측정을 가능하게 가능하게 한다. 생체 고분자 시료의 시료의 경우 10mm의 광 경로 길이를 길이를 가지는 일반 Cuvette을 통해 측정할 경우 매우 높은 흡광 계수 때문에 광의 대부분이 흡수되어 측정이 불가능 하다 . 따라서 일반적으로 희석 과정을 과정을 먼저 거친 후 측정이 이루어진다. 따라서 희석 없이 바로 측정하기 위해서는 광 경로를 최소 1mm 이하로 이하로 낮춰야 할 필요가 있다 . 광 경로가 짧아질 수록 설계 공차와 검출 오차에 의한 흡광도의 측정 오차 도 증폭된다 . (1mm 광 경로 길이에서 측 정된 흡광도에 Correction factor 10 을 곱해야 10mm 일반 Cuvette 에서 측정된 흡광도가 흡광도가 구해지므로 검출기의 오차가 10 배 증폭될 증폭될 수 있음) 따라서 광 경로 길이 공차를 최대한 엄격하게 제어하는 것이 무엇보다 중요하다 .
극미량 시료 측정이 측정이 가능한 시스템의 조건은 조건은 0.3μL 수준의 극미량 시료를 높은 정확도를 유지하면서도 광효율을 높여 측정하는 것이다. 극미량 시료의 광 경로 길이와 부피에 따라 실린 더 형태의 시료가 가지는 광 투과 면적을 면적을 고려해야 한다 . 시료가 실린더 형태를 가진다고 가정하고 0.5μl의 시료가 시료가 광경로 10mm 를 가질 때 광 투과 시료 직경은 직경은 4mm에 불과하다. 2mm의 광 경로를 가질 때는 광 투과 시료 직경이 9mm로 늘어나게 늘어나게 된다 . 따라서 광 효율을 높은 상태로 유지하면서 정확한 흡광도를 측정하기 위해서는 광 입구 직경을 직경을 적절히 큰 상태로 상태로 유지하며 광 경로 길이를 최적화하는 것이 중요하다.[26]
광효율 증대를 위한 LED 광원은 Beam shaping simulation tool을 이용하여 광원부 렌즈를 설계하였다. 높은 출력의 LED의 경우 넓은 칩 사이즈와 큰 발산각을 갖기 때문에 이를 효율적으로 집광시키기 위한 광학계 설계 관련 연구가 연구가 필요하다 . 넓게 퍼지는 광원을 집광 시키는 시키는 경우 광학 시스템의 Etendue라는 성질을 성질을 고려해야 한다 . Etendue란 Beam의 단면적과 퍼짐 정도에 관한 기 하학적 관계를 나타내는 수치로 광학시스템의 불변량으로 정의가 가능하다. 이를 고려하면 광원을 무한정 집광시킬 수 없다. 따라서 집광 효율을 최적화하기 위한 연구가 필요하며, 본 연구에서 는 LED(λ=260, 280 nm의 Chip size 배광 분포를 고려한 고려한 시뮬레이션 분석을 통해 시스템의 최적 파라미터 (NA, F/# 등)를 도출 하고 , 다양한 수차 문제를 해결하여 광효율을 증대시키고자 했다. 또한 제안된 Micro icro-volume cell에 적용 가능하도록 설계 및 소형화 소형화 개념을 적용했다.
