(57)【要約】      （修正有）【課題】過酸化水素の分解の時に発生する自由ラジカルによって形成される磁気場を検出することによって、過酸化水素の分解反応をモニターするモニター装置及びモニター方法を提供する。【解決手段】過酸化水素モニター装置１００は試料が提供される試料領域１５０に磁気場を印加する磁気場発生器１２０、試料領域１５０の磁気場を感知する磁気場感知器１１０、磁気場感知器１１０の感知結果を出力する信号処理器１３０、及び磁気場発生器１２０、磁気場感知器１１０及び信号処理器１３０を制御する制御器１４０で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が提供される試料領域に磁気場を印加する磁気場発生器と、
前記試料領域の磁気場を感知する磁気場感知器と、
前記磁気場感知器の感知結果を出力する信号処理器と、
前記磁気場発生器、前記磁気場感知器、及び前記信号処理器を制御する制御器と、を含む過酸化水素モニター装置。
【請求項２】
前記磁気場発生器が前記試料領域に磁気場を印加した後に、前記磁気場感知器が前記試料が提供される領域の磁気場を感知する請求項１に記載の過酸化水素モニター装置。
【請求項３】
前記磁気場発生器は１０ミリテスラ以下の磁気場を発生する請求項１に記載の過酸化水素モニター装置。
【請求項４】
前記試料領域で、試料を前記磁気場感知器を通過するように運搬する運搬器をさらに含む請求項１に記載の過酸化水素モニター装置。
【請求項５】
前記磁気場感知器によって感知される磁気場の強さの変化が基準値以上である時、過酸化水素の分解が発生することと判別される請求項１に記載の過酸化水素モニター装置。
【請求項６】
試料に磁気場を印加する段階と、
前記試料の磁気場を測定する段階と、
前記測定された磁気場の強さにしたがって過酸化水素の分解をモニターする段階と、を含む過酸化水素モニター方法。
【請求項７】
前記測定された磁気場の強さの変化が基準値の以上である時、前記過酸化水素の分解が発生することと判別される請求項６に記載の過酸化水素モニター方法。
【請求項８】
前記測定された磁気場の強さの変化にしたがって前記過酸化水素の初期濃度が判別される請求項６に記載の過酸化水素モニター方法。
【請求項９】
前記測定された磁気場の強さの変化にしたがって前記過酸化水素の分解比率が判別される請求項６に記載の過酸化水素モニター方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は過酸化水素モニター装置及び過酸化水素モニター方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学、生物、医学、環境工学、半導体等で過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｅｒｏｘｉｄｅ）が使用されている。過酸化水素が分解されながら、発生する多様な種類のイオンと自由ラジカル（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ）とは高分子物質の合成又は環境有害物質の分解に使用されている。
【０００３】
過酸化水素の分解反応を研究したり、産業で応用したり、又は生体内の毒性メカニズムを明らかにするために、過酸化水素が自由ラジカル及びその他のイオンとしてどう分解されるのかに対する情報が要求される。現在、過酸化水素の初期濃度と終止点（ｅｎｄ  ｐｏｉｎｔ）の濃度を測定して中間産物を類推する方法が使用されている。
【０００４】
過水濃度測定は発色試薬又は蛍光試薬を利用する方法とＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）又はＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｐｉｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）とを利用する方法が最も広く使用されている。
【０００５】
発色試薬又は蛍光試薬を利用する方法は終止点の過酸化水素の濃度を測定できるが、過酸化水素の分解反応が進行されるか否かを分かることができない短所がある。即ち、発色試薬又は蛍光試薬を利用する方法は過水が分解されながら、発生される様々なイオンと自由ラジカルの濃度とを測定できない。
【０００６】
ＭＲＩ又はＥＳＲを利用する方法は過酸化水素の分解反応の過程を分かるが、高価であり、大型である装備が要求され、また過酸化水素の分解反応の時に存在する時間がマイクロ秒以下である分解産物の分析が難しい。
【０００７】
また、発色試薬又は蛍光試薬を利用する方法とＭＲＩ又はＥＳＲを利用する方法は生体内で発生する過酸化水素の分解反応を測定するのが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２０１０−０１０７９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は過酸化水素の分解反応をモニターするモニター装置及びモニター方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、生体試料のように試料の採取が不可能であり、過酸化水素の分解反応が発生する位置の確認が必要である試料の過酸化水素の分解反応をモニターするモニター装置及びモニター方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態による過酸化水素モニター装置は、試料が提供される試料領域に磁気場を印加する磁気場発生器と、前記試料領域の磁気場を感知する磁気場感知器と、前記磁気場感知器の感知結果を出力する信号処理器と、前記磁気場発生器、前記磁気場感知器、及び前記信号処理器を制御する制御器と、を含む。
【００１２】
実施形態として、前記磁気場発生器が前記試料領域に磁気場を印加した後に、前記磁気場感知器が前記試料が提供される領域の磁気場を感知する。
【００１３】
実施形態として、前記磁気場発生器は１０ミリテスラ以下の磁気場を発生する。
【００１４】
実施形態として、前記試料領域で、試料を前記磁気場感知器を通過するように運搬する運搬器をさらに含む。
【００１５】
実施形態として、前記磁気場感知器によって、感知される磁気場の強さの変化が基準値の以上である時、過酸化水素の分解が発生することと判別される。
【００１６】
本発明の実施形態による過酸化水素モニター方法は、試料へ磁気場を印加する段階と、前記試料の磁気場を測定する段階と、前記測定された磁気場の強さにしたがって、過酸化水素の分解をモニターする段階と、を含む。
【００１７】
実施形態として、前記測定された磁気場の強さの変化が基準値の以上である時、前記過酸化水素の分解が発生することと判別される。
【００１８】
実施形態として、前記測定された磁気場の強さの変化にしたがって前記過酸化水素の初期濃度が判別される。
【００１９】
実施形態として、前記測定された磁気場の強さの変化にしたがって前記過酸化水素の分解比率が判別される。
【００２０】
実施形態として、前記過酸化水素の分解をモニターする段階は、自由ラジカルの生成にしたがう磁界強度の変化をモニターする段階を含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、過酸化水素の分解の時に発生する自由ラジカルによって形成される磁気場を検出することによって、過酸化水素の分解反応をモニターするモニター装置及びモニター方法が提供される。
【００２２】
本発明によれば、生体試料のように試料の採取が不可能であり、過酸化水素の分解反応が発生する位置の確認が必要である試料の過酸化水素の分解反応をモニターするモニター装置及びモニター方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による過酸化水素モニター装置を示すブロック図である。
【図２】過酸化水素測定方法を示す順序図である。
【図３】過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ａ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ｂ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ｃ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ｄ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ｅ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図４Ｆ】多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図５】図４の線の磁界強度の変化を示すグラフである。
【図６】過酸化水素モニター装置１００で試料が移動される例を示すブロック図である。
【図７】図６で運搬器が磁気場感知器を通過する時に発生する磁界強度の変化を示すグラフである。
【図８】図１の過酸化水素検出装置の応用例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下で、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施できる程度に詳細に説明するために、本発明の実施形態を添付された図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施形態による過酸化水素モニター装置１００を示すブロック図である。図１を参照すれば、過酸化水素モニター装置１００は試料領域１５０の磁気場を感知する磁気場感知器１１０、試料領域１５０に磁気場を印加する磁気場発生器１２０、磁気場感知器１１０の感知結果を出力する信号処理器１３０、及び磁気場感知器１１０、磁気場発生器１２０及び信号処理器１３０を制御する制御器１４０を含む。
【００２６】
磁気場感知器１１０は試料領域１５０の磁気場、さらに詳細には磁気場の変化を感知できる。感知結果は信号処理器１３０へ出力される。
【００２７】
磁気場発生器１２０は試料領域１５０に磁気場を印加できる。例えば、磁気場発生器１２０は試料領域１５０に磁気場を印加して試料領域１５０の磁気場を安定化できる。磁気場発生器１１０は１０ミリテスラ以下の磁気場を試料領域１５０に印加できる。
【００２８】
信号処理器１３０は磁気場感知器１１０の感知結果を出力できる。信号処理器１３０は磁気場感知器１１０の感知結果を増幅し、増幅された信号をディスプレイ装置のようなインターフェイスを通じて出力できる。
【００２９】
制御器１４０は磁気場感知器１１０、磁気場発生器１２０、及び信号処理器１３０を制御できる。制御器１４０は磁気場発生器１２０が特定時間の間に試料領域１５０に磁気場を印加した後、磁気場感知器１１０が試料領域１５０の磁気場を感知するように制御できる。制御器１４０は磁気場感知器１１０の感知結果を出力するように信号処理器１３０を制御できる。
【００３０】
試料領域１５０に過酸化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ｐｅｒｏｘｉｄｅ）の分解反応を測定しようとする試料が提供され得る。
【００３１】
過酸化水素の分解反応（例えば、フェントン反応:Ｆｅｎｔｏｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）が発生する時、自由ラジカル（ｆｒｅｅ  ｒａｄｉｃａｌ）が生成される。自由ラジカルの最外殻電子（ｏｕｔｅｒｍｏｓｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｈｅｌｌ）の電子の数は奇数である。したがって、自由ラジカルは常磁性（ｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ）である。したがって、過酸化水素の分解反応の時に自由ラジカルが生成されれば、試料領域１５０の磁気場が変化できる。
【００３２】
同様に、過酸化水素の分解反応が発生する時、多様な常磁性イオンが生成され得る。常磁性イオンが生成されれば、試料領域１５０の磁気場が変化できる。
【００３３】
したがって、試料領域１５０の磁気場の変化を検出することによって、過酸化水素の分解反応がモニターされ得る。
【００３４】
図２は過酸化水素測定方法を示す順序図である。図１及び図２を参照すれば、Ｓ１１０段階で試料が提供される。例えば、過酸化水素を含む液体、固体、ゲル（ｇｅｌ）形態の試料が提供され得る。例えば、過酸化水素の分解が発生する有機体が試料として提供され得る。
【００３５】
Ｓ１２０段階で、磁気場が印加される。磁気場発生器１２０は試料領域１５０に磁気場を印加できる。磁気場が印加されることによって、試料領域１５０の磁気場が安定化され得る。例えば、提供された試料の常磁性物質が印加された磁気場にしたがって特定な方向に磁化され得る。
【００３６】
Ｓ１３０段階で、磁気場が測定される。磁気場感知器１１０は試料領域１５０の磁気場の変化を測定できる。試料領域１５０の磁気場は安定化された状態から変化できる。例えば、提供された試料の固有特性にしたがって試料領域１５０の磁気場が変化できる。提供された試料で過酸化水素の分解反応が発生して常磁性物質が生成されることによって、試料領域１５０の磁気場が変化できる。磁気場感知器１１０は提供された試料の磁気場の変化を検出することによって、提供された試料の固有特性にしたがう磁気場又は過酸化水素の分解反応をモニターできる。
【００３７】
例示的に、試料領域１５０に試料が提供されない状態にＳ１２０段階及びＳ１３０段階が遂行され得る。これによって、試料が提供されない時の磁気場が検出され得る。検出された磁気場は他の条件にしたがって検出された磁気場と比較するための基準値であり得る。
【００３８】
試料領域１５０に多様な濃度の過酸化水素水（ｏｘｙｇｅｎａｔｅｄ  ｗａｔｅｒ）が提供された状態にＳ１２０段階及びＳ１３０段階が遂行され得る。これによって、多様な濃度の過酸化水素水の固有な磁気場が検出され得る。検出された磁気場は他の条件にしたがって検出された磁気場と比較するための基準値であり得る。
【００３９】
試料領域１５０に過酸化水素の分解を促進する触媒（例えば、ＦｅＳＯ４又はＡｇ）が提供された状態に、Ｓ１２０段階及びＳ１３０段階が遂行され得る。これによって、触媒の固有な磁気場が検出され得る。検出された磁気場は他の条件にしたがって検出された磁気場と比較するための基準値であり得る。
【００４０】
図３は過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。図３で、横軸は時間を示し、縦軸は磁界強度（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を示す。
【００４１】
第１時間Ｔ１に、試料が提供されない時の磁気場が検出される。
【００４２】
第２時間Ｔ２に、過酸化水素水が試料として提供された時の磁気場が検出される。例えば、３０％濃度の過酸化水素水が試料として提供され得る。過酸化水素水の固有な特性でよって、過酸化水素水が提供されれば、磁界強度は減少する。
【００４３】
第３時間Ｔ３に、過酸化水素水の分解反応を促進する触媒が提供される。例示的に、硫酸鉄（ＦｅＳＯ４）が触媒として提供され得る。触媒が提供されれば、磁界強度は急激に変化できる。自由ラジカル及び常磁性イオンのような常磁性物質の発生が磁界強度の変化を発生させ得る。即ち、磁界強度の変化をモニターすることによって、過酸化水素の分解反応がモニターされ得る。
【００４４】
図４Ａ乃至図４Ｆは多様な濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示すグラフである。図４Ａ乃至図４Ｆで、横軸は時間を示し、縦軸は磁界強度を示す。
【００４５】
図４Ａ乃至図４Ｆを参照すれば、第１線Ｌ１は３０％濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示す。第２線Ｌ２は３％濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示す。第３線Ｌ３は０．３％濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示す。第４線Ｌ４は０．０３％濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示す。第５線Ｌ５は０．００３％濃度の過酸化水素水の磁界強度の変化を示す。第６線Ｌ６は０．０００３％濃度の磁界強度の変化を示す。
【００４６】
図３を参照して説明されたように、第１時間Ｔ１に試料が提供されなく、第２時間Ｔ２に過酸化水素水が提供され、第３時間Ｔ３に触媒が提供され得る。
【００４７】
図５は図４Ａ乃至図４Ｆの線Ｌ１〜Ｌ６の磁界強度の変化を示すグラフである。図５で、横軸は線Ｌ１〜Ｌ６を示し、縦軸は磁界強度の変化を示す。
【００４８】
図４Ａ乃至図４Ｆ及び図５を参照すれば、過酸化水素水の濃度が減少するほど、過酸化水素水の分解反応が発生する時の磁界強度の変化が減少する。即ち、磁界強度の変化量を検出することによって、分解反応でよる過酸化水素水の濃度の変化がモニターされ得る。また、過酸化水素水の初期濃度が検出され得る。
【００４９】
図４Ａ乃至図４Ｆに示したように、分解反応が進行されるほど、磁界強度の変化量は減少する。磁界強度の変化量の変化を検出することによって、分解比率（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｒａｔｉｏ）が検出され得る。分解比率は過酸化水素水の分解反応が進行される速度を示し得る。
【００５０】
図６は過酸化水素モニター装置１００で試料が移動される例を示すブロック図である。図１の過酸化水素モニター装置１００と比較すれば、運搬器１６０がさらに提供される。
【００５１】
運搬器１６０に複数の試料１７０が提供される。複数の試料１７０は特定間隔に互に離隔されるように配置できる。複数の試料１７０は３０％濃度の過酸化水素水及び銀Ａｇを包含できる。運搬器１６０は過酸化水素モニター装置１００の磁気場感知器１１０間に移動できる。運搬器が移動されれば、４つの試料１７０が順次的に磁気場感知器１１０を通過できる。
【００５２】
図７は図６で運搬器１６０が磁気場感知器１１０を通過する時に発生する磁界強度の変化を示すグラフである。図７で、横軸は時間を示し、縦軸は磁界強度を示す。
【００５３】
図７を参照すれば、安定状態の磁界は第１区間Ｉ１、第２区間Ｉ２、第３区間Ｉ３、及び第４区間Ｉ４で変化する。４つの試料１７０が磁気場感知器１１０を順次的に通過することによって、磁気場感知器１１０が感知する磁気場の強さが第１乃至第４区間Ｉ１〜Ｉ４で順次的に変化できる。即ち、本発明の実施形態による過酸化水素モニター装置１００はモニターされる対象で過酸化水素の分解反応が発生する位置を検出できる。
【００５４】
図８は図１の過酸化水素モニター装置１００の応用例を示す。図８を参照すれば、過酸化水素モニター装置１００に身体が試料として提供され得る。身体内の活性酸素は常磁性を有する自由ラジカルである。したがって、図７を参照して説明されたように、身体が過酸化水素モニター装置１００を通じて移動されれば、身体内で活性酸素が存在する位置が検出され得る。
【００５５】
活性酸素はアルツハイマー（Ａｌｚｈｅｍｉｅｒ）性痴呆及び脳卒中の原因物質である。活性酸素の検出は、アルツハイマー性痴呆及び脳卒中の原因糾明及び診断に利用され得る。
【００５６】
本発明の詳細な説明では具体的な実施形態に関して説明したが、本発明の範囲と技術的な思想から逸脱しない限度内で様々な変形が可能である。したがって、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されて決まってはならないし、後述する特許請求の範囲のみでなく、この発明の特許請求の範囲と均等物によって決まらなければならない。
【符号の説明】
【００５７】
１００・・・過酸化水素モニター装置
１１０・・・磁気場感知器
１２０・・・磁気場発生器
１３０・・・信号処理器
１４０・・・制御器
１５０・・・試料領域
１６０・・・運搬器
１７０・・・複数の試料
【図１】
2013011593.tif 000003
【図２】
2013011593.tif 000004
【図３】
2013011593.tif 000005
【図４Ａ】
2013011593.tif 000006
【図４Ｂ】
2013011593.tif 000007
【図４Ｃ】
2013011593.tif 000008
【図４Ｄ】
2013011593.tif 000009
【図４Ｅ】
2013011593.tif 000010
【図４Ｆ】
2013011593.tif 000011
【図５】
2013011593.tif 000012
【図６】
2013011593.tif 000013
【図７】
2013011593.tif 000014
【図８】
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