CN110892249A - 光测定装置、导光部件以及光测定方法 - Google Patents

光测定装置、导光部件以及光测定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110892249A
CN110892249A CN201880043908.7A CN201880043908A CN110892249A CN 110892249 A CN110892249 A CN 110892249A CN 201880043908 A CN201880043908 A CN 201880043908A CN 110892249 A CN110892249 A CN 110892249A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
light guide
guide path
sample
incident end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880043908.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110892249B (zh
Inventor
兴雄司
森田金市
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu University NUC
Ushio Denki KK
Original Assignee
Kyushu University NUC
Ushio Denki KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyushu University NUC, Ushio Denki KK filed Critical Kyushu University NUC
Priority claimed from PCT/JP2018/024869 external-priority patent/WO2019009209A1/ja
Publication of CN110892249A publication Critical patent/CN110892249A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110892249B publication Critical patent/CN110892249B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59Transmissivity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6402Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0005Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type
    • G02B6/0008Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being of the fibre type the light being emitted at the end of the fibre
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/064Stray light conditioning
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/08Optical fibres; light guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/262Optical details of coupling light into, or out of, or between fibre ends, e.g. special fibre end shapes or associated optical elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种光测定装置等,即使在试料未被壳体完全覆盖的状态下,也能够增大测定的S/N比。本发明的解决手段为一种对来自试料的光进行测定的光测定装置,具备:容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;光检测部,对来自上述试料的光进行检测;导光路,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及吸光部,吸收所入射的光,上述导光路的入射端面向上述容器用空洞,上述导光路的出射端面向所述光检测部,上述吸光部覆盖上述入射端以及上述出射端以外的上述导光路周围,上述入射端的面积(A)的平方根相对于从上述入射端到上述出射端的距离(L)之比为0.2以下。

Description

光测定装置、导光部件以及光测定方法
技术领域
本发明涉及光测定装置、导光部件以及光测定方法。
背景技术
在光测定装置中,S/N比是对测定精度产生影响的重要要素之一。在通过光检测器检测到的检测光(S)中,除了来自测定对象的试料的光以外,还含有噪声光(N)。例如,未通过试料而从光测定装置的外部向光检测器入射的外部光以及其散射光为噪声光(N)的一个例子。
因此,以往的光测定装置的构造一般为,在光测定时,至少试料容器以及光检测器被遮光性的壳体完全覆盖。在该情况下,壳体存在必须是至少能够收容试料容器的大小这样的制约。
在光测定所使用的试料容器中,存在全长为一百数十mm那么大的容器(专利文献1),在上述制约下难以实现光测定装置的小型化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3765518号公报
专利文献2:日本专利第5665811号公报
发明内容
发明要解决的课题
因此,本发明的目的在于提供一种光测定装置等,即使在试料未被壳体完全覆盖的状态下,也能够增大测定的S/N比。
用于解决课题的手段
本发明的第一观点为一种对来自试料的光进行测定的光测定装置,具备:容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;光检测部,对来自上述试料的光进行检测;导光路,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及吸光部,吸收所入射的光,上述导光路的入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,上述导光路的出射端与上述光检测部光学地连接,上述吸光部覆盖上述入射端以及上述出射端以外的上述导光路周围的至少一部分,上述入射端的面积(A)的平方根相对于从上述入射端到上述出射端的距离(L)之比为0.2以下。
本发明的第二观点为,在第一观点的光测定装置中,上述入射端的面积(A)的平方根为80μm以上。
本发明的第三观点为,在第一或者第二观点的光测定装置中,具备由多个上述导光路构成的导光路组。
本发明的第四观点为,在第一至第三观点的任一个观点的光测定装置中,上述导光路以及上述吸光部由相同的树脂构成。
本发明的第五观点为一种对来自试料的光进行导光的导光部件,具备:容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;导光路,对来自上述试料的光进行导光;以及吸光部,吸收所入射的光,上述导光路的入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,上述吸光部覆盖上述导光路的上述入射端以及出射端以外的上述导光路的周围的至少一部分,上述入射端的面积(A)的平方根相对于从上述入射端到上述出射端的距离(L)之比为0.2以下。
本发明的第六观点为一种对来自试料的光进行测定的光测定装置,具备:容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;光检测部,对来自上述试料的光进行检测;导光路组,具有多个导光路,该多个导光路具有面向上述容器用空洞的入射端以及面向上述光检测部的出射端,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及吸光部,吸收所入射的光,上述吸光部覆盖上述导光路的上述入射端以及出射端以外的上述导光路的周围的至少一部分,上述入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接。
本发明的第七观点为,在第六观点的光测定装置中,还具备:光源,向上述试料照射光;以及光学多层膜滤波器,位于上述导光路组的上述入射端至上述出射端之间。
本发明的第八观点为,在第七观点的光测定装置中,还具备彩色玻璃滤波器,该彩色玻璃滤波器在上述导光路组内的上述光学多层膜滤波器至上述出射端之间,吸收特定波长的光。
本发明的第九观点为,在第八观点的光测定装置中,上述导光路具有使来自试料的光透射的硅树脂部、以及向上述硅树脂部中分散的光学材料粒子,上述硅树脂部与上述光学材料粒子的折射率在第一波长中一致,在与上述第一波长不同的第二波长中不一致。
本发明的第十观点为一种对来自试料的光进行测定的光测定方法,包括:照射步骤,对由多个导光路构成的导光路组照射光;以及检测步骤,对来自上述导光路组的多个上述导光路的光一并进行检测,吸收光的吸光部覆盖上述导光路的入射端以及出射端以外的周围。
发明的效果
根据本发明的各观点,即使未通过壳体完全覆盖试料容器,也能够进行检测光(S)相对于噪声光之比足够高的光测定。作为其结果,即使试料容器较大,也能够使光测定装置小型化。
此外,在以往的光测定装置中,需要在将试料向光测定装置插入之后,为了遮挡外部光而关闭盖。与此相对,在本发明的光测定装置中,不需要盖的开闭动作,因此作业负担较少、操作性良好。
根据本发明的第三观点,能够得到所需要的检测光强度,并且进行足够高的S/N比的光测定。
根据本发明的第四观点,能够抑制导光路与吸光部的界面上的光的散射。
根据本发明的第七观点,即使具有光学多层膜滤波器也能够提供小型的光测定装置。以往,具备光学多层膜滤波器的光测定装置,为了使向光学多层膜滤波器的入射角成为0度而需要光学透镜。然而,根据第七观点,能够通过导光路组使向光学多层膜滤波器入射的光的入射角成为0度,因此不需要用于成为入射角成为0的光学透镜,能够使光测定装置进一步小型化。
根据本发明的第八或者第九观点,能够使噪声光进一步降低。
附图说明
图1是表示SOT构造的吸光度计的图。
图2是本发明的实施例的光测定装置的导光路和发光源的概略图。
图3是表示本发明的实施例的与导光路的直径相对的直进光以及外部光的强度的图。
图4是表示使用了5条直径0.5mm的导光路的情况下的与导光路的直径相对的直进光以及外部光的强度的图。
图5是表示本发明的实施例的导光路的截面的示意图。
图6是表示本发明的实施例的光测定装置的构造的图。
图7是表示本发明的实施例的吸光度计的构造的图。
图8是表示本发明的实施例3的LIF装置的构造的图。
图9是表示本发明的实施例4的LIF装置的构造的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施例进行说明。此外,本发明的实施方式不限定于以下的实施例。
实施例1
在本实施例中,对使用SOT技术而制作的光测定装置进行说明。近年来,如生命科学领域中的护理点(POCT)检查那样,要求使用了吸光度法、激光感应荧光法等光分析技术的光测定装置的小型化。
发明人提出了应对这种要求的光学测定装置。其一个例子为专利文献1中记载的POCT所对应的LIF(Laser-induced fluorescence)装置。该装置为,由硅树脂构成包括光路的光学系统。向导光路的一部分填充对于照射光(激励光)以及观测光为透明的树脂。然后,以包围透明的树脂的方式,设置含有颜料的树脂,该颜料具有吸收杂光的特性。
通过使上述透明的树脂与含有颜料树脂的材质相同,由此能够得到以下那样的优点。首先,能够抑制两种树脂的界面的反射、散射。接下来,向含有颜料树脂入射的杂光被该树脂吸收而几乎不返回导光路,几乎不产生杂光的复杂的多重反射。
因此,光学测定装置的光学系统无需对应复杂的多重反射。因此,光学系统被小型化、简便化。结果,光学测定装置也小型化。上述的由硅树脂构建的光学系统的技术被称为SOT(Silicone Optical Technologies)。
使用了SOT技术的光学系统,能够采用于上述那样的LIF装置以外的光学测定装置。例如,还能够采用于图1所示那样的吸光度计1。
图1的吸光度计1包括:导光路9,在遮光性的壳体3(由含有颜料树脂构成的壳体)内,设置内包检体5的PCR管7;LED等光源11,设置在导光路9的一端;以及受光传感器13,设置于导光路9的另一端。导光路9是填充有树脂的透明树脂制导光路,该树脂相对于从光源11发出并向PCR管7所内包的检体5照射的照射光15、以及从被照射光15照射的检体5发出的观测光17透明。
此外,也可以不对导光路9填充透明树脂,而保持为空洞状态。在该情况下,虽然能够得到导光路9与将其包围的由含有颜料树脂构成的壳体3之间的界面的杂光反射的抑制效果,但向含有颜料树脂入射的杂光被该树脂吸收,因此几乎不返回由空洞构成的导光路9,杂光的复杂的多重反射在一定程度上被“抑制”。
SOT构造还是由含有颜料树脂包围导光路的构造,来自外部的外部光不会到达导光路。例如,在专利文献1的LIF装置中,在图1所示的吸光度计1中,来自外部的外部光都不会到达导光路。
图2是本发明的实施例的光测定装置的导光路21以及发光源23的概略图。发光源23发出成为测定对象的测定光25。导光路21由使测定光25透射的透明树脂构成。导光路21的周围被未图示的含有颜料树脂覆盖。发光源23配置在与导光路21的入射端27对置的位置,因此图2所示那样,可以认为向导光路21入射的测定光25含有较多直进光成分。
另外,虽然为少许,但通过导光路21的入射端27而向出射端29前进的光中,还存在不接受含有颜料树脂的吸收、而到达出射端29的光。该光即使不是直进光也到达导光部的出射端29。
另一方面,光测定不需要的外部光31,几乎不会从入射端27的法线方向33向该入射端27入射。因此,在外部光31中还存在未到达出射端29而成为外部光35的光,但外部光31的一部分在导光路21的入射端27散射,并作为散射光37而到达导光路21的出射端29。
如根据图2能够明确的那样,当导光路21的入射端27的面积(A)变大时,向导光路21入射的光量变大。因此,当入射端27的面积(A)变大时,在导光路21中前进的直进光的强度,比在导光路21的入射端27散射而作为散射光到达出射端29的外部光31的强度大。
在此,调查了相对于入射端27的面积(A)的直进光的强度依存性、以及外部光31的强度依存性。首先,如图2所示,将导光路21假设为圆柱构造,求出外部光31的强度依存性。具体地说,将圆柱构造的导光路21的长度设为L,直径设为d,并设定圆坐标
Figure BDA0002344255080000065
使用以下的式(1)来求出外部光31的量。
[数1]
Figure BDA0002344255080000061
使用上述式进行近似,当将在入射端27散射而到达出射端29的外部光的强度设为R时,R由以下的式(2)以及式(3)表示。在此,β为常量。
[数2]
Figure BDA0002344255080000062
Figure BDA0002344255080000063
另一方面,直进光的强度P与导光路21的面积π(d/2)2成比例,因此由式(4)表示。在此,α为常量。
[数3]
Figure BDA0002344255080000064
图3表示使用式(3)以及式(4)对与导光路的直径相对的直进光以及外部光的强度进行了模拟的结果。如图3所示,可知,与导光路的直径的增加相对的外部光的强度的增加量,大于测定光的强度的增加量。
即,能够明确,入射端的面积(A)越小,则S/N之比越提高。
具体地说,当导光路的入射端的面积(A)的平方根、与入射端至出射端的距离(L)满足下述式(5)时,即使在试料容器未被壳体完全覆盖的状态下,也能够容易地进行S/N比足够高的光测定。
[数4]
Figure BDA0002344255080000071
在SOT构造中,例如在硅树脂的情况下,能够容易地进行加工的导光路的入射端的面积为0.01mm2程度。在发明人将导光路的入射端的面积设为0.01mm2而改变了导光路的长度的情况下,在满足上述式(5)的条件时,即使在试料容器未被壳体完全覆盖的状态下,也能够实现S/N比足够高的光测定。此外,在将导光路的入射端的面积设为1mm2时,也得到了同样的结果。
此外,为了将衍射损失抑制得较小,在导光路为正四棱柱构造的情况下,当将正方形状的入射端的一边的宽度设为ds时,优选满足式(6)。此外,在导光路为圆柱构造的导光路的情况下,当如上述那样将d设为入射端的直径时,预选满足式(6’)。
[数5]
Figure BDA0002344255080000072
Figure BDA0002344255080000073
在此,式(6)的分子、式(6’)的分子均为入射端的面积A,因此式(6)以及式(6’)最终如下述式(6”)那样表示。
[数6]
Figure BDA0002344255080000074
并且,当假定作为光源而使用具有紫外光之红外光的波长的光源、以及足够小型的光测定装置的导光路为1cm以下时,为了得到对于光测定来说足够的光强度,而优选满足式(7)。在该情况下,能够进行S/N比足够高的光测定。
[数7]
Figure BDA0002344255080000081
实施例2
本实施例的光测定装置具备多个导光路。例如,可以考虑使用5条直径0.5mm的导光路。图4的点A1表示使用5条直径0.5mm的导光路时的外部光强度,为使用1条直径0.5mm的导光路时的外部光强度的5倍的值。然后,图4的点B1表示使用5条直径0.5mm的导光路时的测定光强度,为使用1条直径0.5mm的导光路时的测定光强度的5倍的值。
在通过1条导光路得到与使用5条直径0.5mm的导光路时相同的测定光强度的情况下,成为图4的点B2,导光路的直径为1.18mm。使用1条直径1.18mm的导光路的情况下的外部光强度为图4的点A2。即,在1条导光路(直径1.18mm)的情况和5条导光路(直径各为0.5mm)的情况下,关于测定光强度,如点B2以及点B1所示那样相同,但关于外部光强度,如点A2以及点A1所示那样后者变小。
在此,当将向导光路入射的测定光假设为直进光时,从直径d的导光路的出射端取出的直进光的强度P由式(4)表示,外部光的强度R由式(3)表示。由此,从直径d的1条导光路取出的光的强度I(d)由下述式(8)表示。
[数8]
I(d)=P+R···(8)
此外,从直径d/5的导光路的出射端取出的直进光的强度P’由式(9)表示,外部光的强度R’由式(10)表示,从直径d/5的1条导光路取出的光的强度I(d/5)由式(11)表示。
[数9]
Figure BDA0002344255080000091
Figure BDA0002344255080000092
Figure BDA0002344255080000093
如根据上述能够明确的那样,当要使从导光路的出射端取出的直进光的强度与直径d的导光路时的强度相同时,直径d/5的导光路需要25条。此外,当使用25条直径d/5的导光路时,外部光的强度成为直径d的导光路时的1/5。
并且,考虑将与1条相比使用了多条导光路的情况下的S/N比变大这样的上述见解应用于SOT构造的情况。图5是表示SOT构造中的导光路的截面的示意图。图5(a)的导光路45成为圆筒型,入射端41至出射端43的距离为L,直径为d。图5(b)的导光路46成为圆筒型,入射端42至出射端44的距离为L,直径为d/5。此外,导光路45、46为,除了入射端41、42、出射端43、44以外,被含有颜料树脂47、48包围。
在图5所示的SOT构造的情况下,如果导光路45、46是由与含有颜料树脂47、48相同的材质构成的透明的硅树脂(即,不含有颜料的树脂),则如上述那样,不产生导光路45、46与含有颜料树脂47、48的界面处的反射。此外,向颜料入射的外部光、其散射光49、50几乎都被吸收,但少许被颜料表面散射,与直进光51、52一起被从出射端取出。
然后,根据发明人的实验,当将L设为4mm时,从出射端43、44取出的散射光49、50的强度,为入射端41、42的散射光49、50的强度的0.01%。
因此,在采用SOT构造,且导光路45、46为透明的硅树脂的情况下,从直径d的导光路45取出的光的强度由式(12)表示,从直径d/5的导光路46取出的光的强度由式(13)表示。
[数10]
I(d,SOT透明硅树脂)=P+R-(1-0.0001)R
=P+0.0001R···(12)
Figure BDA0002344255080000101
另一方面,在导光路45为空洞(空气)的情况下,从由含有颜料树脂47包围的导光路45的出射端43取出的散射光49的强度,在导光路45与含有颜料树脂47的界面处产生反射,因此为导光路45的入射端41的散射光49的强度的10%。
因此,在采用SOT构造,且导光路45为空洞的情况下,从直径d的导光路45取出的光的强度由式(14)表示,从直径d/5的导光路45取出的光的强度由式(15)表示。
[数11]
I(d,SOT空洞)=P+R-(1-01)R
=P+0.1R···(14)
Figure BDA0002344255080000102
在此,当将导光路45的直径为d时的直进光51的强度P设为3(au),将散射光49的强度设为2(au)(即,将向导光路45入射的光的全部强度设为5(au))时,从导光路45取出的光的强度、散射光49(外部光)的强度如以下的表所示。
[表1]
取出光的强度
Figure BDA0002344255080000111
散射光(外部光)的强度
Figure BDA0002344255080000112
如根据2个表能够明确的那样,即使在未采用SOT构造的情况下,例如当将导光路45的直径设为d/5,使其导光路成为25条导光路组而使用时,与使用直径d的1条导光路时相比,能够使从导光路组的出射端取出的散射光(外部光)的强度减少80%,而成为20%。与此相对,在导光路组为空洞的SOT构造的情况下,能够使散射光的强度减少98%,而成为2%。并且,在导光路组为与含有颜料树脂相同材质的透明的硅树脂的SOT构造的情况下,能够使散射光的强度减少99.998%,而成为0.002%。
此外,在SOT构造中,当将导光路由空洞(空气)构成的直径d的1条导光路置换为透明的硅树脂制且直径d/5的25条导光路组时,能够将散射光强度成为0.02%。在此,当使透明的硅树脂制的直径d/5的导光路组为10条时,从导光路组取出的光的强度减少到大约40%,能够将散射光(外部光)强度抑制到空洞导光路时的0.008%,因此能够进行精度较高的测定。
在SOT构造中,关于直径d的圆筒形状的导光路,即使不使用n2条直径d/n的圆筒形状的导光路,而使用m条(<n2),也能够相应地进行SN比良好、精度较高的测定。即,在SOT构造中,能够使导光路的条数成为能够得到所需要的测定光强度、并且测定光强度与外部光的强度的SN比变得足够小那样的条数。
图6表示本发明的光测定装置61的构造例。光测定装置61例如具有内包专利文献2公开那样的发光体的检体支架65能够拆装的构造,如图6(a)所示那样,在由含有颜料树脂构成的壳体67上设置有能够收容检体支架65的检体支架收容部69。
图6(b)表示在检体支架收容部69收容有检体支架65的情况。在该图中,检体支架65的长度成为在收容于检体支架收容部69时从光测定装置61的上面突出的长度。因此,外部光71从检体支架65的突出部分向检体支架65内入射。
导光路73以将从检体支架65的发光部63发光的光向光学传感器75进行导光的方式,例如与检体支架65接触或者邻接等而光学地连接。由此,从检体支架65的发光部63发光的光经由导光路73向光学传感器75导光。如上述那样,外部光71从检体支架65的突出部分入射,因此所入射的外部光71的一部分向导光路73的光入射端入射而散射,散射光的一部分向导光路入射,而与测定光77一起向光学传感器75导光。为了减小该外部光71的影响,根据上述见解,而设置多条将发光部63与光学传感器65相连的导光路。导光路73的条数在本实施例中如图示那样为4条,但能够成为能够得到所需要的测定光强度、测定光强度与外部光71的强度的S/N比变得足够小那样的条数。
此外,如图7所示那样,还假定本发明的光测定装置为吸光度计81。吸光度计81包括:导光路89,在遮光性的壳体83(由含有颜料树脂构成的壳体)内设置有内包检体85的PCR管87;LED等光源91,设定于导光路89的一端;以及受光传感器93,设置于导光路89的另一端。导光路89为如下的透明树脂制导光路:填充有对于从光源91发出并向PCR管87中内包的检体85照射的照射光95、以及从照射光95所照射的检体85发出的观测光97为透明的树脂。
实施例3
图8表示具备本发明的导光路组的LIF装置101的构成例。LIF装置101除了专利文献2公开的LIF装置所具备的发出激励光的光源103(例如,激光源等固体光源)、保持被测定试料的试料箱105、陷波滤波器107(本申请权利要求记载的“光学多层膜滤波器”的一个例子)、彩色玻璃滤波器109、光传感器111(例如,光电子增倍管等荧光测定器)以及含有颜料树脂部113以外,还具备由多个导光路构成的导光路组115。
试料箱105在测定时被保持在LIF装置101内的光照射空间117。光照射空间117由对于包含来自光源103的照射光(激励光)、从试料箱105所保持的试料发出的荧光在内的光为透明的PDMS等透明硅树脂构成。从光源103发出的照射光(激励光),经由该光照射空间117向试料箱105所保持的试料照射。
构成导光路组115的导光路,例如由与构成光照射空间117的透明硅树脂为同材料构成的圆筒形状的导光路,在光照射空间117内与上述照射光朝向试料箱前进的方向不同的方向(例如与上述前进方向正交的方向)侧,以与光照射空间117例如接触或者邻接等而光学地连接的方式设置。此外,上述导光部件也可以不是透明硅树脂而是空洞。
导光路组115的光出射侧与光传感器111光学地连接。光照射空间117以及导光路组115的导光路由大致均匀地含有颜料的硅树脂(以后,称为“含有颜料硅树脂113”)包围,该颜料具有对激励光、试料箱105被照射激励光时产生的自家荧光、以及激励光在树脂内前进时从树脂产生的拉曼光进行吸收的波长特性。即,光照射空间117与含有颜料硅树脂113、导光路组115与含有颜料硅树脂113构成SOT构造。
此外,光源103、光传感器111、省略图示的向光源103·光传感器111供给电力的供电部件,也可以适当地埋设于含有颜料硅树脂113。在此,光源103的光发出面、光传感器111的光受光面也可以不夹着含有颜料硅树脂113而与光照射空间117、导光路组115的导光路光学地连接。
导光路组115的导光路为,将从试料箱105所保持的试料发出的观测光(荧光)向光传感器111进行导光。在此,从试料发出的观测光(荧光)向经由光照射空间117与该光照射空间117光学地连接的导光路组115的导光路入射。但是,向导光路组115的导光路入射的光不仅是观测光(荧光),还入射激励光的杂光、来自试料箱105的自家荧光、以及在激励光通过透明硅树脂时发出的拉曼光等噪声光。因此,在从光照射空间117到光传感器111的导光路内,插入有用于降低上述噪声光的陷波滤波器107。
陷波滤波器107为,在噪声光向该陷波滤波器107的入射角为0°时,使上述噪声光最有效地衰减。在专利文献2公开的LIF装置中,使用光学透镜使光向陷波滤波器的入射角成为0°。
在此,导光路组115的导光路例如构成为圆筒状,并且适当地设定直径d,由此由导光路组115导光的光几乎都成为直进光,不是直进光的光被包围导光路组115的导光路的含有颜料硅树脂113吸收。因此,通过在导光路组115的中途位置、且以与导光路组115的延伸方向正交的方式插入陷波滤波器107,由此噪声光向该陷波滤波器107的入射角成为大致0°。因此,在本发明的LIF装置101中,与专利文献2公开的LIF装置不同,不需要光学透镜。
如此,通过使用本发明的导光路组115,不需要透镜等光学部件,能够将LIF装置构成为更小型。此外,陷波滤波器等光学元件、试料箱、光源、光传感器等各构成部件,埋设于含有颜料硅树脂,因此即使对LIF装置施加了振动、冲击,光学元件等的位置也难以产生变动。
此外,上述噪声光有的还稍微通过陷波滤波器107,因此也可以在陷波滤波器107的光出射侧设置对上述噪声光进行吸收、使观测光(荧光)透射的彩色玻璃滤波器109。
实施例4
图9表示代替图8的LIF装置101的彩色玻璃滤波器109,而使吸收噪声光的色素(染料)分散在导光路组121的导光路中的LIF装置125的构成例。在图9的LIF装置125中,导光路组121的导光路本身与彩色玻璃滤波器同样地发挥功能,能够使噪声光有效地衰减。
此外,在导光路组121的导光路为硅树脂制的情况下,在该导光路内分散的色素(染料),有可能在与邻接的含有颜料硅树脂127之间的界面通过,而渗出到含有颜料硅树脂127中。
在需要避免这样的不良情况的情况下,优选在将分散有色素(染料)的硅树脂(以后,也称为“色素分散硅树脂”)制的导光路埋设到含有颜料硅树脂127之前,对色素分散硅树脂照射例如波长172nm的真空紫外光,并在该色素分散硅树脂表面设置氧化硅(SiO2)的薄膜。由此,在色素分散硅树脂制的导光路与含有颜料硅树脂127的界面夹有氧化硅薄膜,因此构成导光路的色素分散硅树脂的色素(染料)不会渗出到含有颜料硅树脂127的内部。
符号的说明
1:吸光度计,3:壳体,5:检体,7:PCR管,9:导光路,11:光源,13:受光传感器,15:照射光,17:观测光,21:导光路,23:发光源,25:测定光,27:入射端,29:出射端,31:外部光,33:法线方向,35:未到达出射端的外部光,37:散射光,41:入射端,43:出射端,45:导光路,47:含有颜料树脂,49:散射光,51:直进光,61:光测定装置,63:发光部,65:检体支架,67:壳体,69:检体支架收容部,71:外部光,73:导光路,75:光学传感器,77:测定光,81:吸光度计,83:壳体,85:,87:PCR管,89:导光路,91:光源,93:受光传感器,95:照射光,97:观测光,101:LIF装置,103:光源,105:试料箱,107:陷波滤波器,109:彩色玻璃滤波器,111:光传感器,113:含有颜料树脂部,115:导光路组,117:光照射空间,121:导光路组,125:LIF装置,127:含有颜料硅树脂
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)、一种光测定装置,对来自试料的光进行测定,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
光检测部,对来自上述试料的光进行检测;
导光路组,具有将来自上述试料的光向上述光检测部导光的多个导光路;以及
吸光部,吸收所入射的光,
多个上述导光路的各自分别具有一个入射端和一个出射端,
上述入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述出射端与上述光检测部光学地连接,
上述吸光部覆盖多个上述导光路的各自的上述入射端以及上述出射端以外的周围的至少一部分。
2.(修改后)、如权利要求1所述的光测定装置,其中,
多个上述导光路分别具有从上述试料至上述光检测部为止相同的光路长度。
3.(删除)
4.(修改后)、如权利要求1或2所述的光测定装置,其中,
上述导光路以及上述吸光部由相同的树脂构成。
5.(修改后)、一种导光部件,对来自试料的光进行导光,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
导光路组,具有对来自上述试料的光进行导光的多个导光路;以及
吸光部,吸收所入射的光,
多个上述导光路的各自分别具有一个入射端和一个出射端,
上述导光路的入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述吸光部覆盖多个上述导光路各自的上述入射端以及出射端以外的周围的至少一部分。
6.(修改后)、一种光测定装置,对来自试料的光进行测定,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
光检测部,对来自上述试料的光进行检测;
导光路组,具有多个导光路,该多个导光路具有面向上述容器用空洞的入射端以及面向上述光检测部的出射端,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及
吸光部,吸收所入射的光,
多个上述导光路的各自分别具有一个入射端和一个出射端,
上述入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述吸光部覆盖多个上述导光路的各自的上述入射端以及上述出射端以外的上述导光路的周围的至少一部分。
7.如权利要求6所述的光测定装置,还具备:
光源,向上述试料照射光;以及
光学多层膜滤波器,位于上述导光路组的上述入射端至上述出射端之间。
8.如权利要求7所述的光测定装置,其中,
还具备彩色玻璃滤波器,该彩色玻璃滤波器在上述导光路组内的上述光学多层膜滤波器至上述出射端之间,吸收特定波长的光。
9.(修改后)、如权利要求6所述的光测定装置,其中,
上述导光路具有:
硅树脂部,使来自试料的光透射;以及
光学材料粒子,分散在上述硅树脂部中,
上述硅树脂部与上述光学材料粒子的折射率为,
在第一波长中一致,
在与上述第一波长不同的第二波长中不一致。
10.(修改后)、一种光测定方法,使用了对来自试料的光进行测定的光测定装置,
上述光测定装置具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
光检测部,对来自上述试料的光进行检测;
导光路组,具有多个导光路,该多个导光路具有面向上述容器用空洞的入射端以及面向上述光检测部的出射端,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及
吸光部,吸收所入射的光,
多个上述导光路的各自分别具有一个入射端和一个出射端,
上述入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述吸光部覆盖多个上述导光路的各自的上述入射端以及上述出射端以外的周围的至少一部分,
上述光测定方法包括:
照射步骤,对具有多个导光路的导光路组照射光;以及
检测步骤,对来自上述导光路组的多个上述导光路的光一并进行检测。

Claims (10)

1.一种光测定装置,对来自试料的光进行测定,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
光检测部,对来自上述试料的光进行检测;
导光路,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及
吸光部,吸收所入射的光,
上述导光路的入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述导光路的出射端与上述光检测部光学地连接,
上述吸光部覆盖上述入射端以及上述出射端以外的周围的至少一部分,
上述入射端的面积(A)的平方根相对于从上述入射端到上述出射端的距离(L)之比为0.2以下。
2.如权利要求1所述的光测定装置,其中,
上述入射端的面积(A)的平方根为80μm以上。
3.如权利要求1或者2所述的光测定装置,其中,
具有由多个上述导光路构成的导光路组。
4.如权利要求1至3任一项所述的光测定装置,其中,
上述导光路以及上述吸光部由相同的树脂构成。
5.一种导光部件,对来自试料的光进行导光,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
导光路,对来自上述试料的光进行导光;以及
吸光部,吸收所入射的光,
上述导光路的入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接,
上述吸光部覆盖上述导光路的上述入射端以及出射端以外的上述导光路的周围的至少一部分,
上述入射端的面积(A)的平方根相对于从上述入射端到上述出射端的距离(L)之比为0.2以下。
6.一种光测定装置,对来自试料的光进行测定,具备:
容器用空洞,容纳用于内包上述试料的容器;
光检测部,对来自上述试料的光进行检测;
导光路组,具有多个导光路,该多个导光路具有面向上述容器用空洞的入射端以及面向上述光检测部的出射端,将来自上述试料的光向上述光检测部导光;以及
吸光部,吸收所入射的光,
上述吸光部覆盖上述导光路的上述入射端以及出射端以外的周围的至少一部分,
上述入射端与上述容器用空洞光学地连接,或者,经由供来自上述试料的光透射的透明树脂与上述容器用空洞光学地连接。
7.如权利要求6所述的光测定装置,还具备:
光源,向上述试料照射光;以及
光学多层膜滤波器,位于上述导光路组的上述入射端至上述出射端之间。
8.如权利要求7所述的光测定装置,其中,
还具备彩色玻璃滤波器,该彩色玻璃滤波器在上述导光路组内的上述光学多层膜滤波器至上述出射端之间,吸收特定波长的光。
9.如权利要求7所述的光测定装置,其中,
上述导光路具有:
硅树脂部,使来自试料的光透射;以及
光学材料粒子,分散在上述硅树脂部中,
上述硅树脂部与上述光学材料粒子的折射率为,
在第一波长中一致,
在与上述第一波长不同的第二波长中不一致。
10.一种光测定方法,对来自试料的光进行测定,包括:
照射步骤,对由多个导光路构成的导光路组照射光;以及
检测步骤,对来自上述导光路组的多个上述导光路的光一并进行检测,
吸收光的吸光部覆盖上述导光路的入射端以及出射端以外的周围。
CN201880043908.7A 2017-07-04 2018-06-29 光测定装置、导光部件以及光测定方法 Active CN110892249B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017131126 2017-07-04
JP2017-131126 2017-07-04
JP2017231195A JP6924439B2 (ja) 2017-07-04 2017-11-30 光測定装置、導光部材及び光測定方法
JP2017-231195 2017-11-30
PCT/JP2018/024869 WO2019009209A1 (ja) 2017-07-04 2018-06-29 光測定装置、導光部材及び光測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110892249A true CN110892249A (zh) 2020-03-17
CN110892249B CN110892249B (zh) 2024-01-02

Family

ID=65357850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880043908.7A Active CN110892249B (zh) 2017-07-04 2018-06-29 光测定装置、导光部件以及光测定方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6924439B2 (zh)
CN (1) CN110892249B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021054325A1 (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 ウシオ電機株式会社 光測定装置およびマイクロプレートリーダー

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0763607A (ja) * 1993-08-24 1995-03-10 Fujikura Ltd 異物検知センサ
JPH0854338A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 食品検査用分光装置
JP2000028526A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 屈折率測定方法及び屈折率測定器
JP2003515160A (ja) * 1999-11-26 2003-04-22 アソシエーツ オブ ケープ コッド,インコーポレーテッド 分析を行うためのパイロスキネティックス読取り装置
JP2006300564A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 分析デバイス及び分析装置
JP2006300741A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Rohm Co Ltd 光学測定用マイクロ流路及びマイクロ流体チップ
CN103250045A (zh) * 2010-11-29 2013-08-14 浜松光子学株式会社 量子产率测定装置
CN205229055U (zh) * 2015-12-15 2016-05-11 重庆理工大学 基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置
JP2017015629A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 国立大学法人九州大学 導光部材、光導出部材及び光導出方法
WO2017051638A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 ウシオ電機株式会社 光学測定器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI963388A (fi) * 1996-08-30 1998-03-01 Instrumentarium Oy Väliaineiden spektroskooppisessa analysoinnissa käytettävän mittausanturin lisärakenne
DE102011005432A1 (de) * 2011-03-11 2012-09-13 Hellma Gmbh & Co. Kg Vorrichtung für die Analyse einer kleinen Flüssigkeitsmenge

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0763607A (ja) * 1993-08-24 1995-03-10 Fujikura Ltd 異物検知センサ
JPH0854338A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 食品検査用分光装置
JP2000028526A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 屈折率測定方法及び屈折率測定器
JP2003515160A (ja) * 1999-11-26 2003-04-22 アソシエーツ オブ ケープ コッド,インコーポレーテッド 分析を行うためのパイロスキネティックス読取り装置
JP2006300564A (ja) * 2005-04-15 2006-11-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 分析デバイス及び分析装置
JP2006300741A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Rohm Co Ltd 光学測定用マイクロ流路及びマイクロ流体チップ
CN103250045A (zh) * 2010-11-29 2013-08-14 浜松光子学株式会社 量子产率测定装置
JP2017015629A (ja) * 2015-07-03 2017-01-19 国立大学法人九州大学 導光部材、光導出部材及び光導出方法
WO2017051638A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 ウシオ電機株式会社 光学測定器
CN205229055U (zh) * 2015-12-15 2016-05-11 重庆理工大学 基于多单色光和光纤的尿液干化分析装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6924439B2 (ja) 2021-08-25
JP2019015708A (ja) 2019-01-31
CN110892249B (zh) 2024-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019049538A5 (zh)
JP4782593B2 (ja) 光検出装置
JP6399520B2 (ja) 光測定装置及び光測定方法
JP5665811B2 (ja) 光誘起蛍光測定器
US8263945B2 (en) Optical wavelength demultiplexing detector for fluorescence analysis and fluorescence detection system
JP2007132792A (ja) 光計測装置と試料との光結合系
CN110892249B (zh) 光测定装置、导光部件以及光测定方法
JP2019179046A (ja) マイクロプレートリーダーユニット
TW201721126A (zh) 光學測量器
KR102302410B1 (ko) 형광 표지를 사용하는 분석 장치
US11313798B2 (en) Optical measuring device, light guide member, and optical measuring method
JP2007502997A (ja) 物質の連続決定のための装置
CN106990059B (zh) 一种液体样品测量装置和测量方法
JP7205190B2 (ja) 光学測定器
WO1998023945A1 (en) Perimeter light detection apparatus for enhanced collection of radiation
WO2016088760A1 (ja) 光測定装置及び光測定方法
KR102150577B1 (ko) 광학계 구조체, 광학 측정 장치 및 광학 측정 방법
JP7425428B2 (ja) 光学測定器用サンプルホルダおよび光学測定器
WO2015125735A1 (ja) 検出装置
JP6628184B2 (ja) 観測光導光システム、観測光導光部材及び導光方法
US11371931B2 (en) Methods and instruments for measuring samples in a well plate
JP2017096677A (ja) 導光路内蔵チップ、導光部材及び導光方法
WO2018159149A1 (ja) 光学測定システム、光学セル及び光学測定方法
WO2022071880A1 (en) Colorimetry device and method
JP2020204566A (ja) 光学測定装置および光学測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant