CN112714863A - 温度测定装置、温度测定系统和温度测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供温度测定装置(10)，具备：第一照射部(11a)，向化学反应系统(20)所含物质照射脉冲状的激发光(L1)；第二照射部(11b)，向物质照射探测光(L2)；检测部(12)，检测由第二照射部(11b)向物质照射后的探测光(L2)；以及控制部(15)，根据检测部(12)检测的探测光(L2)的检测强度的相关信息，计算化学反应系统(20)所含物质的温度。
Description
相关申请的交叉参考
本申请主张2018年09月14日向日本特许厅提交的日本专利申请第2018-172421号的优先权，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及温度测定装置、温度测定系统和温度测定方法。
背景技术
以往公知利用光学性手法非接触地测定包括流体等的被测定对象物的温度的技术。
例如，专利文献1公开了一种温度测定装置，利用激光对流经微小通道内的流体内所含的荧光物质进行激发并通过测定产生的荧光的检测强度的衰减特性来计算流体的温度。例如，专利文献2公开了一种温度测定装置，对被测定流体照射激光并利用被激光诱发的荧光来测定被测定流体的温度。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-258537号
专利文献2：日本专利公开公报特开平08-110270号
可是，通常荧光的强度非常弱，因此荧光的检测并不容易。例如，在因系统中的温度少许变化而促进异构化和副反应等的化学反应系统中，需要更高精度地测定温度。采用荧光的现有技术不能满足这种化学反应系统所含物质的温度测定要求的精度。
发明内容
本发明的目的是提供能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度的温度测定装置、温度测定系统和温度测定方法。
几个实施方式的温度测定装置包括：第一照射部，向化学反应系统所含物质照射脉冲状的激发光；第二照射部，向所述物质照射探测光；检测部，检测由所述第二照射部向所述物质照射后的所述探测光；以及控制部，根据所述检测部检测的所述探测光的检测强度的相关信息，计算所述化学反应系统所含的所述物质的温度。这样，能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度。更具体地，通过采用基于激发光和探测光的光学性手法，能够在抑制对化学反应系统中物质的流动的影响的状态下，测定化学反应系统所含物质的温度。此外，相比荧光的检测强度，探测光的检测强度足够大，所以由检测部检测的探测光的检测强度相关的检测信号的S/N比增大。因此，能够高精度地执行基于探测光的检测强度的相关信息的、化学反应系统所含物质的温度的计算。
在一个实施方式中，可以是所述探测光的检测强度的相关信息，包括伴随由脉冲状的所述激发光产生的所述物质的吸光度的时间变化的、所述探测光的检测强度的时间变化。
在一个实施方式中，可以是温度测定装置还具备存储部，所述存储部存储与所述物质的吸光度的时间变化的时间常数对应的所述物质的激发状态的寿命与所述物质的温度的对应关系，所述控制部根据所述探测光的检测强度的时间变化计算所述激发状态的寿命，并根据从所述存储部取得的所述对应关系计算所述物质的温度。通常，物质的激发状态的寿命T具有从数毫秒至数秒范围的值。因此，通过根据物质的激发状态的寿命计算物质的温度，能以数毫秒至数秒范围的时间分辨率测定温度。这样，可实时测定温度。
在一个实施方式中，可以是温度测定装置还具备光路调节部，用于调节由所述第一照射部照射的所述激发光的照射位置。这样，温度测定装置可以按照任意的位置分解测定物质的温度。因此，温度测定装置可以将化学反应引起的温度变化在空间上分解测定。
几个实施方式的温度测定系统包括：上述的任意一个温度测定装置；以及流通型单元，构成所述物质流经流路的内部的流动式的所述化学反应系统的一部分。这样，能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度。更具体地，通过采用基于激发光和探测光的光学性手法，可以在化学反应系统中，例如在抑制对流通型单元中物质的流动的影响的状态下，测定流通型单元所含物质的温度。此外，相比荧光的检测强度，探测光的检测强度足够大，所以由检测部检测的探测光的检测强度相关的检测信号的S/N比增大。因此，能够高精度执行基于探测光的检测强度的相关信息的、流通型单元所含物质的温度的计算。
在一个实施方式中，流动式的所述化学反应系统包括通过将第一原料与第二原料合成而得到生成物的合成反应系统，所述第一原料与所述第二原料在所述流通型单元中合成。
在一个实施方式中，所述第一原料和所述第二原料分别包含氨基酸，所述生成物包含由肽键形成的化合物。这样，可以将由多个氨基酸构成的肽作为测定对象。
几个实施方式的温度测定方法，包括：第一照射步骤，向化学反应系统所含物质照射脉冲状的激发光；第二照射步骤，向所述物质照射探测光；检测步骤，检测在所述第二照射步骤中向所述物质照射后的所述探测光；以及计算步骤，根据在所述检测步骤中检测的所述探测光的检测强度的相关信息，计算所述化学反应系统所含的所述物质的温度。这样，能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度。更具体地，通过采用基于激发光和探测光的光学性手法，可以在抑制对化学反应系统中物质的流动的影响的状态下，测定化学反应系统所含物质的温度。此外，相比荧光的检测强度，探测光的检测强度足够大，所以在检测步骤中检测的探测光的检测强度相关的检测信号的S/N比增大。因此，能够高精度执行基于探测光的检测强度的相关信息的、化学反应系统所含物质的温度的计算。
在一个实施方式中，所述探测光的检测强度的相关信息，包括伴随由脉冲状的所述激发光产生的所述物质的吸光度的时间变化的、所述探测光的检测强度的时间变化。
在一个实施方式中，温度测定方法还包括存储步骤，存储与所述物质的吸光度的时间变化的时间常数对应的所述物质的激发状态的寿命与所述物质的温度的对应关系，在所述计算步骤中，根据所述探测光的检测强度的时间变化计算所述激发状态的寿命，并根据在所述存储步骤中存储的所述对应关系计算所述物质的温度。通常，物质的激发状态的寿命T具有数毫秒至数秒范围的值。因此，根据物质的激发状态的寿命计算物质的温度，能以数毫秒至数秒范围的时间分辨率测定温度。这样，可实时测定温度。
在一个实施方式中，温度测定方法还包括用于调节在所述第一照射步骤中照射的所述激发光的照射位置的光路调节步骤。这样，能够以按照任意的位置分解的状态测定物质的温度。因此，能够以在空间上分解的状态测定化学反应引起的温度变化。
按照本发明，能够提供能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度的温度测定装置、温度测定系统和温度测定方法。
附图说明
图1是表示一个实施方式的温度测定系统的结构的一例的示意图。
图2是包含图1的温度测定系统和化学反应系统的框图。
图3是表示激发光和探测光的照射时机的一例的时序图。
图4是简要表示流经流通型单元的流路的物质的能级的示意图。
图5是表示物质的激发状态的寿命与物质的温度的对应关系的示意图。
图6是表示图1的温度测定装置的动作的一例的流程图。
图7是表示图1的化学反应系统的流通型单元的变形例的示意图。
图8是表示采用流动合成法的合成反应系统的一例的示意图。
图9是在微混合器的位置将图8的合成反应系统的内部状态放大的示意图。
具体实施方式
具体说明现有技术背景和问题点。
例如，采用流动法的化学反应系统和批处理法不同，从管柱的一端连续投入原料，从管柱的另一端连续得到生成物。在流动法中，通过将第一原料与第二原料合成而得到生成物的方法，被称为流动合成法。在采用流动合成法的合成反应系统中，各物质边流经微小流路边进行化学合成。此外，在化学合成中，还公知例如合成具有复杂结构的化合物并需要精密控制的流动精密合成法。
图8是表示采用流动合成法的合成反应系统的一例的示意图。图9是在微混合器的位置将图8的合成反应系统的内部状态放大的示意图。参照图8和图9，采用流动合成法的合成反应系统，例如使用微混合器以及包括特氟龙(注册商标)性管等的任意的管。在流动合成法中，例如由泵以预定的流量输送的两个第一原料A和第二原料B，通过在微混合器内高速碰撞而产生混合，从而生成生成物C。若在有限的空间内流量变大则扩散长度变短，由此可实现高速混合。
在现有的批处理法中，混合速度受到旋转翼的速度的限制。因此，容器的体积较大时，相对于以秒单位进行的化学反应，混合速度可能比化学反应速度慢。这样化学反应在混合结束之前结束，因此存在不能控制高速的化学反应的问题。另一方面，在流动合成法中，通过调节微混合器的直径、管径和流量等，可以将混合速度调节成相比化学反应速度足够快。因此，在流动合成法中可控制高速的化学反应。此外，由于微混合器的表面积与体积的比较大，热扩散性优异。因此，如果使用热传导率高的材料则散热加快。这样，在伴随发热的化学反应中，也抑制了热量在微混合器和管内蓄积。
在具有这种特征的流动合成法中，虽然也与化学反应有关，但很多情况是最终生成物的收获率很大程度上依赖于温度。因此，需要以使微混合器内和管内的温度始终保持恒定的方式，测定并控制微混合器内和管内的温度。
在肽合成中利用流动合成法的事例以往众所周知。其中一个理由是因为肽合成是氨基酸的顺序多段合成。肽合成以两个氨基酸的偶联反应为基础。全部氨基酸具有大量官能团。酰胺键是通过一方的氨基酸的羧基与另一方的氨基酸的酰胺基反应并发生脱水缩合而形成。因此，需要将一方的氨基酸的羧基以外的官能团全部保护起来且将另一方的氨基酸的酰胺基以外的官能团全部保护起来。
对一方的氨基酸的不参与酰胺键的酰胺基进行保护的基团以及对另一方的氨基酸的不参与酰胺键的羧基进行保护的基团分别被称为末端保护基。在肽合成中，在对氨基酸赋予末端保护基的状态下顺序进行偶联反应。在肽合成中也需要化学反应系统中的温度管理。例如考虑如下情况：化学反应系统中的温度略微变化会促进异构化和副反应等，从而导致最终生成物的收获率发生变化。在仅仅相差1℃就会使异构化和副反应等加速、而大幅影响最终生成物的收获率的情况下，需要严格的温度管理。例如，温度测定中要求0.1℃的精度。
期望以高精度直接测定在以上的情况下使两个氨基酸混合而引起成酰胺键反应的微混合器内和管内物质的温度。例如，现有的铂测温电阻元件和热敏电阻有时具有高精度，但是为了用这些温度传感器准确测定物质的温度，需要将温度接点固定在管内部的矢径方向的中心。在流动合成法中为了实现高速混合，通常微混合器的内径和管的内径处于数十μm至数mm的范围。因此，原本就不存在温度接点可收纳在数十μm至数mm范围的微小的温度传感器，或者即使可收纳，也会因固定在矢径方向的中心而影响物质的流动。这样，存在影响化学反应、影响最终生成物的收获率的问题。
为了避免这种问题，还考虑了如下方法：将微小铂测温电阻元件和微小热敏电阻等高精度的微小温度传感器设置固定在不影响化学反应系统中的物质的流动的管表面的规定部位而间接预测物质的温度。可是，由于不是直接测定物质的温度，所以得到的温度数据的可靠性较低。例如，考虑到有如下情况：根据从与传感器所设置固定的管表面的规定部位不同部位向管内的热量的流入和向管外的热量的流出，相对真值会产生误差。
此外，如专利文献1所述，为了测定流路中的物质的温度，想到了通过向流体中导入荧光物质并测定来自荧光物质的荧光强度来进行温度测定的方法。可是，存在如下问题：导入的荧光物质在化学反应系统中成为异物而产生副生成物以及根据导入量会在微混合器内或管内引起堵塞等。
本发明为了解决以上的问题，目的是提供能够非接触且高精度地测定化学反应系统所含物质的温度的温度测定装置10、温度测定系统1和温度测定方法。以下，参照附图主要说明本发明的一个实施方式。
参照图1和图2，主要说明一个实施方式的温度测定装置10和温度测定系统1的结构及功能。
图1是表示一个实施方式的温度测定系统1的结构的一例的示意图。参照图1，温度测定系统1具有温度测定装置10以及构成化学反应系统20的一部分的流通型单元22。温度测定装置10针对化学反应系统20设置，根据激发光L1和探测光L2测定化学反应系统20所含物质的温度。
作为测定对象的“物质”，例如包含构成溶液的任意的分子。溶液所含的溶质，例如包含吸收激发光L1、电子从基态跃迁而成为激发状态的分子。溶液所含的溶质例如是具有π电子共轭的分子，包含构成氨基酸和肽等的分子。溶液所含的溶媒，包含在基态和激发状态中的吸收波长区域对激发光L1和探测光L2不具有强吸收的任意的分子。
化学反应系统20包括任意的化学反应系统。化学反应系统20例如包括物质流经流路内部的流动式的化学反应系统。更具体地，化学反应系统20包括通过将第一原料A与第二原料B合成而得到生成物C的合成反应系统。
化学反应系统20中的第一原料A和第二原料B分别包含任意的化合物。第一原料A和第二原料B分别包含例如氨基酸。同样，化学反应系统20中的生成物C包含聚合物或低聚物等任意的化合物。生成物C例如可以包含由酰胺键形成的化合物，也可以包含由基于多个氨基酸的肽键形成的化合物。
化学反应系统20具有：以预定的流量输送第一原料A的第一泵21a；以及以预定的流量输送第二原料B的第二泵21b。化学反应系统20具有流通型单元22，所述流通型单元22将分别由第一泵21a和第二泵21b输送来的第一原料A和第二原料B合成。图1中流通型单元22的流路形成Y状。分别由第一泵21a和第二泵21b输送来的第一原料A和第二原料B在独立的流路内流动后，通过流通型单元22内的Y状的流路合成，并通过一个流路排出。构成化学反应系统20的各流路的管径，例如具有数十μm至数mm范围的值。
图2是包含图1的温度测定系统1和化学反应系统20的框图。参照图2，温度测定装置10具有第一照射部11a、第二照射部11b、检测部12、光路调节部13、存储部14和控制部15。
第一照射部11a例如包括半导体激光器等任意的光源。第一照射部11a借助温度测定装置10所含的任意的光学系统，向化学反应系统20所含物质照射脉冲状的激发光L1。更具体地，第一照射部11a向流经化学反应系统20的流通型单元22的流路的物质照射脉冲状的激发光L1。由第一照射部11a照射的激发光L1的波长包含于第一波长区域。第一波长区域例如包含紫外区域和可见区域等。
第二照射部11b例如包括半导体激光器等任意的光源。第二照射部11b借助温度测定装置10所含的任意的光学系统，向化学反应系统20所含物质照射探测光L2。更具体地，第二照射部11b向流经化学反应系统20的流通型单元22的流路的物质照射探测光L2。第二照射部11b可以照射作为连续光的探测光L2，也可以照射作为脉冲光的探测光L2。由第二照射部11b照射的探测光L2的波长包含于第二波长区域。第二波长区域例如包含可见区域和红外区域等任意的波长区域。
检测部12例如包含光电二极管等任意的光检测器。检测部12检测由第二照射部11b照射并透过流经化学反应系统20的物质的探测光L2。更具体地，检测部12检测透过流经化学反应系统20的流通型单元22的流路的物质的探测光L2。
光路调节部13例如包括镜子等任意的光学元件。光路调节部13任意调节由第一照射部11a照射的激发光L1在化学反应系统20中的照射位置。更具体地，光路调节部13任意调节化学反应系统20的流通型单元22的流路中的照射位置。光路调节部13例如根据来自控制部15的控制信号对镜子上安装的压电元件等任意的被动元件进行控制，改变镜子的角度等，从而任意调节激发光L1的照射位置。
存储部14包括HDD(Hard Disk Drive硬盘)、SSD(Solid State Drive固态硬盘)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory电可擦除可编程只读存储器)、ROM(Read-Only Memory只读存储器)和RAM(Random Access Memory随机存取存储器)等任意的存储装置，存储用于实现温度测定装置10的动作所需的信息。存储部14也可以作为主存储装置、辅助存储装置或高速缓存器发挥功能。存储部14不限于内置在温度测定装置10中，可以是由USB等数字输入输出口等连接的外置型的存储装置。存储部14存储后述的与物质的吸光度的时间变化的时间常数对应的物质的激发状态的寿命T和物质的温度的对应关系。
控制部15包括一个以上的处理器。例如，控制部15包括可进行有关温度测定装置10的处理的处理器。控制部15与构成温度测定装置10的各结构部连接，控制和管理以各结构部为首的温度测定装置10整体。控制部15根据由检测部12检测的探测光L2的检测强度的相关信息，计算化学反应系统20所含物质的温度。“探测光L2的检测强度的相关信息”包括伴随由脉冲状的激发光L1产生的物质的吸光度的时间变化的、探测光L2的检测强度的时间变化。控制部15根据探测光L2的检测强度的时间变化计算物质的激发状态的寿命T，并根据从存储部14取得的物质的激发状态的寿命T与物质的温度的对应关系计算物质的温度。
控制部15例如可以判定计算的温度的时间变化量是否超过规定的阈值。当判定计算的温度的时间变化量超过规定的阈值时，控制部15可以以任意的方法通知用户。例如，控制部15可以使用能通知用户的任意的输出接口来通知用户计算的温度的时间变化量超过了规定的阈值。这种输出接口例如可以包括构成任意的显示画面的输出接口，也可以包括扬声器等声音输出接口。控制部15例如可以采用图像、文字、色彩的显示或者发光等视觉性方法，警告音或者声音引导的声音等听觉性方法，或上述的组合进行通知。控制部15进行的通知不限于视觉性或听觉性方法，可以包含用户可识别的任意方法。例如，控制部15可以通过振动模式等通知用户。
再次参照图1，主要说明构成温度测定系统1的光学系统的结构和功能。
从第一照射部11a照射的激发光L1被由透镜等任意的光学元件构成的第一光束调节部16a调节为，在流通型单元22的流路的位置，激发光L1的光束径小于探测光L2的光束径。通过了第一光束调节部16a的激发光L1，光路被光路调节部13调节。这样，激发光L1入射用户希望进行温度测定的流通型单元22的流路上的任意位置。因此，在化学反应系统20内的温度测定中，设定空间分辨率。透过了流通型单元22的流路的激发光L1，被激光收集器(laser dump)17吸收。这样，抑制了激发光L1的不必要的散射和反射。
从第二照射部11b照射的探测光L2被由透镜等任意的光学元件构成的第二光束调节部16b调节为，入射流通型单元22的流路整体。入射流通型单元22的流路整体且透过后的探测光L2，由集光透镜18集中到检测部12。
图3是表示激发光L1和探测光L2的照射时机的一例的时序图。图3的纵轴表示激发光L1和探测光L2各自的光强度。图3的横轴表示时间。参照图3，主要说明由控制部15执行的激发光L1和探测光L2的照射时机的控制的一例。
控制部15例如控制第一照射部11a，使其照射作为具有规定周期的脉冲光的激发光L1。另一方面，控制部15例如控制第二照射部11b，使其照射作为连续光的探测光L2。
流经流通型单元22的流路的物质的吸光度，由于照射脉冲状的激发光L1而变化。例如，流经流通型单元22的流路的物质的吸光度，由于脉冲状的激发光L1而增大。此时，探测光L2的检测强度减小。若脉冲状的激发光L1的照射停止，则流经流通型单元22的流路的物质的吸光度，例如按照将由激发光L1激发的物质的激发状态的寿命T作为时间常数的指数函数而减小，并恢复照射激发光L1前的值。此时，探测光L2的检测强度按照将激发状态的寿命T作为时间常数的指数函数而增大，并恢复照射激发光L1前的值。
控制部15可以针对检测部12检测到的、与图3所示的探测光L2的检测强度的时间变化相关的检测信号，执行任意的处理。例如，控制部15可以针对图3所示的检测信号按照每个周期进行平均处理。这样，检测信号的S/N比提高。
图4是简要表示流经流通型单元22的流路的物质的能级的示意图。通常，流经流通型单元22的流路的物质的能级结构，具有包含电子能级、振动能级和转动能级的复杂结构。可是，图4中为了便于说明，仅表示了代表性的3个能级。参照图4，主要对根据激发光L1得到图3所示的探测光L2的检测强度的变化的原理进行说明。
探测光L2的波长例如被调节为，与图4中的第一状态和第二状态之间的能量跃迁的吸收波长大体一致。激发光L1的波长例如被调节为，与图4中的第二状态和激发状态之间的能量跃迁的吸收波长大体一致。若激发光L1被吸收，则处于第二状态的布局(Population)的一部分跃迁到激发状态。这样，处于第二状态的布局与处于第一状态的布局的差变大，第一状态与第二状态之间的能量跃迁中的物质的吸光度增大。因此，探测光L2的检测强度减小。
处于激发状态的布局因在能量上不稳定而具有想要返回基态的性质。在这种状态下，若激发光L1的照射停止，则处于激发状态的布局以寿命T缓和到第二状态。随着处于激发状态的布局以寿命T缓和到第二状态，第二状态的布局恢复照射激发光L1前的值。这样，第二状态的布局与第一状态的布局的差随着寿命T而变小。因此，第一状态与第二状态之间的能量跃迁中的物质的吸光度随着寿命T而减小。结果，探测光L2的检测强度随着寿命T而增大，恢复到照射激发光L1前的值。
图5是表示物质的激发状态的寿命T与物质的温度的对应关系的示意图。图5的图表表示了根据图3的图表所示的探测光L2的检测强度的时间变化导出的探测光L2的吸光度的时间变化。
控制部15根据图3这样的探测光L2的检测强度的时间变化来计算物质的激发状态的寿命T。激发状态的寿命T依赖于处于激发状态的物质的温度。因此，例如图5所示，物质的温度不相同时，一个温度下激发状态的寿命T的值为T1，而另一个温度下激发状态的寿命T的值为T2。例如，用户等预先实验性地取得物质的激发状态的寿命T与物质的温度的对应关系，并存储在存储部14中。这样，控制部15通过将根据新测定的探测光L2的检测强度的时间变化而计算的激发状态的寿命T和上述的对应关系进行比较，可计算物质的温度。
图6是表示图1的温度测定装置10的动作的一例的流程图。参照图6，说明采用温度测定装置10的温度测定方法的主要流程。
在步骤S101中控制部15将物质的激发状态的寿命T与物质的温度的对应关系存储在存储部14中。
在步骤S102中控制部15使光路调节部13调节由第一照射部11a照射的激发光L1的照射位置。
在步骤S103中控制部15控制第一照射部11a，使其对化学反应系统20所含物质照射脉冲状的激发光L1。
在步骤S104中控制部15控制第二照射部11b，使其对化学反应系统20所含物质照射探测光L2。
在步骤S105中控制部15使检测部12检测在步骤S104中照射的探测光L2。
在步骤S106中控制部15根据在步骤S105中检测的探测光L2的检测强度的相关信息，计算化学反应系统20所含物质的温度。
按照上述一个实施方式的温度测定装置10、温度测定系统1和温度测定方法，能够非接触且高精度地测定化学反应系统20所含物质的温度。更具体地，通过采用基于激发光L1和探测光L2的光学性手法，可以在抑制对化学反应系统20中物质的流动的影响的状态下，测定化学反应系统20所含物质的温度。此外，相比荧光的检测强度，探测光L2的检测强度足够大，所以由检测部12检测的探测光L2的检测强度相关的检测信号的S/N比增大。因此，能高精度执行基于探测光L2的检测强度的相关信息的、化学反应系统20所含物质的温度的计算。
通常，物质的激发状态的寿命T具有从数毫秒至数秒范围的值。因此，能以数毫秒至数秒范围的时间分辨率测定温度。这样，可以实时测定温度，提高了测定效率。其结果，可实时检测化学反应系统20的温度变化并通知用户。根据这种通知，用户等通过调节有关化学反应系统20的任意参数，能够抑制异构化和副反应等，从而能够抑制最终生成物的收获率的变化。
按照一个实施方式的温度测定装置10、温度测定系统1和温度测定方法，相比采用荧光的现有的方法，可作为化学反应系统20的测定对象的种类增加。通常，处于激发状态的物质通过发出荧光而缓和为基态，但是也存在不发出这种荧光的例如边改变分子结构而缓和至基态的物质。即使是包含这种物质的化学反应系统20，也能通过测定探测光L2的检测强度的时间变化，计算物质的温度，而不依赖于从激发状态的缓和过程。
在流通型单元22的流路的位置上调节为使激发光L1的光束径小于探测光L2的光束径，且由光路调节部13任意调节激发光L1的照射位置，能够按照流通型单元22的流路的任意位置分解测定物质的温度。例如，温度测定装置10还可以在流通型单元22的位置，以沿着彼此垂直的两个轴的任意坐标测定物质的温度。此外，通过照射脉冲光的激发光L1，能够按照任意的时间分解测定物质的温度。因此，温度测定装置10可以将化学反应引起的温度变化在时间上和空间上分解测定。
化学反应系统20包括合成反应系统，因此还可以测定由流通型单元22内的第一原料A和第二原料B的混合产生的化学反应引起的反应热，以及第一原料A和第二原料B彼此的混合引起的混合热等。
本领域技术人员清楚，本发明在不脱离其发明思想或其本质特征的基础上，可以通过上述实施方式以外的其他规定的方式实现。因此，上述仅为例示，不限于上述实施方式。本发明的范围不限于上述，而是由附加的权利要求定义。所有变更中属于实质相同范围内的变更也包含在本发明中。
例如，上述的各结构部的形状、配置、朝向和个数等，不限于上述的说明和附图中的图示内容。只要可实现其功能，各结构部的形状、配置、朝向和个数等能任意设置。
例如，上述的温度测定方法的各步骤所含的功能等，可以以逻辑上不矛盾的方式重新配置，也可以将多个步骤组合为一个或将其分割。
上述主要说明了温度测定装置10、温度测定系统1和温度测定方法，本发明也可以实现为由控制部15所具有的处理器执行的程序或记录程序的存储介质。本发明的范围应理解为包含这些。
上述说明了激发光L1和探测光L2照射到化学反应系统20所具有的流通型单元22的流路上，但是照射位置不限于此。激发光L1和探测光L2也可以照射到能入射化学反应系统20所含物质的、化学反应系统20中的任意的位置。例如，激发光L1和探测光L2可以照射配置在各泵和流通型单元22之间的独立的两个流路的至少一方，也可以照射流通型单元22的排出侧上连接的一个流路。
上述如图3所示，说明了控制部15控制第二照射部11b，使其将探测光L2以连续光来照射，但是控制方法不限于此。控制部15也可以控制第二照射部11b，使其接着脉冲状的激发光L1将探测光L2以具有规定的幅度和周期的脉冲光来照射。这样，使温度测定装置10的耗电降低。
上述如图3和图5所示，说明了因激发光L1而使物质的吸光度增加，从而使探测光L2的检测强度降低，但是物质的吸光度的时间变化和探测光L2的检测强度的时间变化不限于此。例如在图4中，当激发光L1的波长被调节为不是与第二状态和激发状态之间而是与第一状态和激发状态之间的能量跃迁间的吸收波长大体一致时，若激发光L1被吸收，则处于第一状态的布局的一部分跃迁为激发状态。这样，处于第一状态的布局减少，物质对探测光L2的吸光度减小。因此，探测光L2的检测强度增大。这样，物质的吸光度因激发光L1而减小，从而使探测光L2的检测强度增大。
图7是表示图1的化学反应系统20的流通型单元22的变形例的示意图。上述如图1所示，说明了流通型单元22的流路形成Y状，化学反应系统20为流动式的合成反应系统，但是不限于此。如图7的左侧所示，流通型单元22的流路除了Y状以外，也可以形成为一个流路多次直角折曲的形状。此时，化学反应系统20也可以不是合成反应系统，而是其他的流动式的化学反应系统。而且，如图7的右侧所示，流通型单元22的流路还可以形成两个流路分别直角折曲后汇合成一个流路的形状。在这种情况下，化学反应系统20可以是流动式的合成反应系统。
流通型单元22的流路可以形成图7所示形状以外的任意形状。例如，流通型单元22的流路可以形成3个以上的独立的流路汇合成一个的形状。
上述说明了化学反应系统20包含流动式的化学反应系统，但是不限于此。化学反应系统20可以包含批处理式的化学反应系统。
上述说明了构成化学反应系统20的各流路的管径，例如具有数十μm至数mm范围的值，但是不限于此。构成化学反应系统20的各流路的管径例如可以具有数cm等较大的值。
附图标记说明
1 温度测定系统
10 温度测定装置
11a 第一照射部
11b 第二照射部
12 检测部
13 光路调节部
14 存储部
15 控制部
16a 第一光束调节部
16b 第二光束调节部
17 激光收集器
18 集光透镜
20 化学反应系统
21a 第一泵
21b 第二泵
22 流通型单元
A 第一原料
B 第二原料
C 生成物
L1 激发光
L2 探测光
T 寿命
Claims (10)
1.一种温度测定装置，其特征在于包括：
第一照射部，向化学反应系统所含物质照射脉冲状的激发光；
第二照射部，向所述物质照射探测光；
检测部，检测由所述第二照射部向所述物质照射后的所述探测光；以及
控制部，根据所述检测部检测的所述探测光的检测强度的相关信息，计算所述化学反应系统所含的所述物质的温度。
2.根据权利要求1所述的温度测定装置，其特征在于，所述探测光的检测强度的相关信息，包括伴随由脉冲状的所述激发光产生的所述物质的吸光度的时间变化的、所述探测光的检测强度的时间变化。
3.根据权利要求2所述的温度测定装置，其特征在于，
还具备存储部，所述存储部存储与所述物质的吸光度的时间变化的时间常数对应的所述物质的激发状态的寿命与所述物质的温度的对应关系，
所述控制部根据所述探测光的检测强度的时间变化计算所述激发状态的寿命，并根据从所述存储部取得的所述对应关系计算所述物质的温度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的温度测定装置，其特征在于，还具备光路调节部，用于调节由所述第一照射部照射的所述激发光的照射位置。
5.一种温度测定系统，其特征在于包括：
如权利要求1至4中任意一项所述的温度测定装置；以及
流通型单元，构成所述物质流经流路的内部的流动式的所述化学反应系统的一部分。
6.根据权利要求5所述的温度测定系统，其特征在于，
流动式的所述化学反应系统包括通过将第一原料与第二原料合成而得到生成物的合成反应系统，
所述第一原料与所述第二原料在所述流通型单元中合成。
7.根据权利要求6所述的温度测定系统，其特征在于，
所述第一原料和所述第二原料分别包含氨基酸，
所述生成物包含由肽键形成的化合物。
8.一种温度测定方法，其特征在于包括：
第一照射步骤，向化学反应系统所含物质照射脉冲状的激发光；
第二照射步骤，向所述物质照射探测光；
检测步骤，检测在所述第二照射步骤中向所述物质照射后的所述探测光；以及
计算步骤，根据在所述检测步骤中检测的所述探测光的检测强度的相关信息，计算所述化学反应系统所含的所述物质的温度。
9.根据权利要求8所述的温度测定方法，其特征在于，所述探测光的检测强度的相关信息，包括伴随由脉冲状的所述激发光产生的所述物质的吸光度的时间变化的、所述探测光的检测强度的时间变化。
10.根据权利要求9所述的温度测定方法，其特征在于，
还包括存储步骤，存储与所述物质的吸光度的时间变化的时间常数对应的所述物质的激发状态的寿命与所述物质的温度的对应关系，
在所述计算步骤中，根据所述探测光的检测强度的时间变化计算所述激发状态的寿命，并根据在所述存储步骤中存储的所述对应关系计算所述物质的温度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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