질량 기준 시료 희석, 35초 안에 자동 처리

한국지질자원연구원 지질자원분석센터 박중헌 박사 연구팀이 시료 분주와 질량 측정, 희석액 주입, 희석비 계산을 하나의 공정으로 처리하는 자동 질량비 희석 장치를 개발했다. 이 장치는 부피가 아닌 질량을 기준으로 실제 희석비를 산출하고 자동 보정해 작업자 숙련도에 따른 결과 편차를 줄이도록 설계됐다.

신뢰성 시험에서 희석비 정확도는 99.7%로 측정됐고 변동률은 0.321%를 기록했다. 시료 질량 측정값의 변동률은 0.310%, 시료와 희석액을 합친 전체 질량의 변동률은 0.083%였다. 질량은 0.1㎎ 단위까지 측정하며, 시료 한 개를 희석하는 데 약 30∼35초가 걸린다. 60개 시료를 여러 차례 반복 처리한 시험에서도 별다른 이상은 나타나지 않았다.

장치에는 15㎖ 원심관을 최대 60개, 50㎖ 원심관을 최대 24개까지 한 번에 장착할 수 있다. 분석값 교정에 쓰는 기준물질도 최대 5종까지 자동 주입한다. 기존 수작업 방식은 실험실 온도와 용액의 특성, 작업자의 숙련도에 따라 결과가 달라질 가능성이 있었고, 같은 절차를 되풀이하는 과정에서 많은 시간과 노동력이 필요했다.

반도체와 이차전지, 고순도 소재 산업의 성장으로 원료와 제품 속 미량 성분을 정밀하게 측정하는 분석 기술의 중요성이 커지고 있다. 새 장치는 주변 환경과 용액 특성의 영향을 줄이면서 작업자가 바뀌어도 동일한 기준으로 시료를 처리하는 데 초점을 맞췄다. 연구팀은 수작업 희석의 표준화와 자동화를 기반으로 첨단산업의 초정밀 분석 수요에 맞춰 적용 범위를 확대할 계획이다.