CN115524298A - 分光光度计、分光测定方法以及程序 - Google Patents

分光光度计、分光测定方法以及程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供分光光度计、分光测定方法以及程序。在对吸光度因波长区域而大幅变化的测定试样进行测定的情况下，能够高效地短时间实施S/N比和精度较高的测定。分光光度计(100)针对测定试样的波长扫描测定中的多个波长区域，根据包含在各波长区域中应配置的多个减光板(16a～16e)中的1个和在各波长区域中应设定的波长的扫描速度在内的测定条件，在执行一次扫描包含多个波长区域的全部的全部测定波长区域的波长扫描测定时，针对每个波长区域，按照测定条件变更多个减光板(16a～16e)中的1个和扫描速度。

Description

分光光度计、分光测定方法以及程序
技术领域
本发明涉及分光光度计、分光测定方法以及程序。
背景技术
在现有的分光光度计中，在对吸光度较高、即透射率非常小的试样进行测定时，由于检测器的灵敏度、A/D(模拟/数字)转换器的转换位数的限制、在内部的计算中使用的存储变量的位数的限制等理由，有时无法求出正确的信号值。设想这样的情况，有时使用双光束分光光度计，其中，将从分光器射出的光分为两个光束而向原本希望测定吸光度的测定试样和作为参考的对照试样照射光。
在双光束分光光度计中，在对照试样的对照光路中插入减光板，使对照光的光量减少。而且，在使用该减少后的光量进行测光之后，通过对减光量进行校正而求出精度更高的信号值。
专利文献1公开了如下的技术：在利用分光器对来自光源的光进行分光之后，分支为样品光和对照光并由光检测器来进行检测的双光束方式的分光光度计中，在根据由光检测器检测出的采样信号和对照信号对样品的透射率进行求解时，针对插入到对照光路的减光板的规定的波长求出衰减率并存储起来，使用该存储的衰减率对样品的测定结果进行校正。
专利文献2公开了一种双光束方式的分光光度计，该分光光度计测定通过了试样单元和对照单元的光束的光量的比，在光量比成为预先规定的阈值以下时，使通过了对照单元的光束的光量降低，将光量比设定为阈值以上。
专利文献1：日本特开2001-208679号公报
专利文献2：日本特开2007-93410号公报
以往，在双光束方式的分光光度计中，在对在测定波长区域中具有较高的吸光度、即具有较低的透射率的测定试样进行测定时，通过作为测定对象的测定试样的试样光与不通过该测定试样(即，通过对照试样)的对照光的光量差变大，产生精度的降低。在这样的情况下，通过使用减光板等使对照光的光量降低来改善精度。此时，由于试样光和对照光的光量都较小，因此一般通过以较慢的波长扫描速度进行测定等来增加测定信号的累计次数，从而进行噪声的降低。
在测定试样中，存在有如下试样：在这样的试样中，在测定波长区域中较高的吸光度(即，较低的透射率)和较低的吸光度(即，较高的透射率)是共存的，吸光度会因波长而大幅变化。对于这样的试样，在通过一次扫描(scan)进行测定的情况下，为了准确地测定吸光度较高的波长区域，依然需要在全部测定波长区域中使对照光减光并且以较慢的波长扫描速度进行测定。
在该情况下，存在测定时间必然变长的问题。另外，通过在全部测定波长区域中使对照光减少，即使在较低的吸光度的波长区域中，不通过测定试样的对照光也会减少，因此试样光与对照光的光量差变大，难以在全部测定波长区域中进行较高精度的测定。为了在全部测定波长区域中取得良好的光谱，需要在较高的吸光度的波长区域和较低的吸光度的波长区域中改变波长扫描速度和对照光的减少等测定条件并进行多次测定，操作者的负担有可能增加。
专利文献1所公开的双光束方式的分光光度计需要在试样测定之前求出减光板的衰减率。因此，测定时间会增加，并且难以通过一次扫描高精度地测定上述那样的吸光度因波长而大幅变化的试样。
专利文献2所公开的双光束方式的分光光度计判断在试样测定中是否需要减少对照光。但是，由于要在全部测定波长区域中减少对照光，因此难以通过一次扫描高精度地测定上述那样的吸光度因波长而大幅变化的试样。
发明内容
鉴于上述课题，本发明的目的在于提供适于通过更少的扫描且高精度地测定吸光度因波长区域而大幅变化的测定试样的分光光度计、分光测定方法以及程序。
为了解决上述课题，本申请发明具有以下的结构。即，一种分光光度计，其具有：光源；分光器，其对来自所述光源的光进行分光；光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；减光板切换部，其能够对所述多个减光板进行切换而设置于所述对照光路上；存储部，其存储测定条件，该测定条件是与多个波长区域中的各个波长区域对应的测定条件，该测定条件包含所述多个减光板中的任意减光板和扫描速度；以及控制部，其在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
另外，本申请发明的另一方式具有以下的结构。即，一种分光测定方法，其是分光光度计的分光测定方法，该分光光度计具有：光源；分光器，其对来自所述光源的光进行分光；光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；减光板切换部，其能够对所述多个减光板进行切换而设置于所述对照光路上；存储部，其存储测定条件，该测定条件是与多个波长区域中的各个波长区域对应的测定条件，该测定条件包含所述多个减光板中的任意减光板和扫描速度，其中，该分光测定方法包含如下的步骤：在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
另外，本申请发明的另一方式具有以下的结构。即，一种程序，其用于使分光光度计执行分光测定方法，该分光光度计具有：光源；分光器，其对来自所述光源的光进行分光；光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；减光板切换部，其能够将所述多个减光板以切换的方式设置于所述对照光路上；存储部，其存储测定条件，该测定条件是与多个波长区域中的各个波长区域对应的测定条件，该测定条件包含所述多个减光板中的任意一个和扫描速度在内，其中，该程序用于执行如下步骤：在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
根据本发明，即使在对吸光度因波长区域而大幅变化的测定试样进行测定的情况下，也能够在全部测定波长范围内高效地以更少的扫描执行S/N比和精度较高的测定。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式的分光光度计的结构概要的框图。
图2是示出包含多个减光板的减光板保持部的结构例的俯视图。
图3是示出关于规定的物质的吸光度谱的曲线图。
图4A是示出关于规定的物质的吸光度谱的曲线图。
图4B是将图4A的一部分区域放大后的曲线图。
图5A是示出关于规定的物质的透射率光谱的曲线图。
图5B是将图5A的一部分区域放大后的曲线图。
图6是示出通过对第2实施方式的测定试样的预扫描而得到的吸光度谱的例子的曲线图。
图7是示出第2实施方式的测定条件设定方法的概略步骤的流程图。
标号说明
10：光度计部；11：光源；12：分光器；13：缝部件；14：光路切换器；15：测定试样保持部；16：减光板保持部；16a：第1减光板；16b：第2减光板；16c：第3减光板；16d：第4减光板；16e：第5减光板；17：减光板切换部；18：对照试样保持部；19：检测器；20：控制装置；21：控制部；22：存储部；23：操作部；24：显示部；25：数据处理部；100：分光光度计。
具体实施方式
以下，参照附图等对用于实施本发明的方式进行说明。另外，以下说明的实施方式是用于说明本发明的一个实施方式，并不意图限定地解释本申请发明，另外，在各实施方式中说明中，并不是全部结构都是为了解决本申请发明的课题而必须的结构。另外，在各附图中，对于相同的结构要素，通过标注相同的参照编号来表示对应关系。
＜第1实施方式＞
以下，对本申请发明的第1实施方式进行说明。
[装置结构]
图1是示出本发明的第1实施方式的分光光度计100的概要的框图。分光光度计100主要具有承担分光测定的光度计部10和对光度计部10进行电、机械控制的控制装置20。另外，在分光光度计100中，光度计部10和控制装置20可以构成为一体型，也可以由以能够通信的方式被连接在一起的独立的壳体构成。
光度计部10构成为包含光源11、分光器12、缝部件13、光路切换器14、测定试样保持部15、减光板保持部16、减光板切换部17、对照试样保持部18以及检测器19。
光源11射出测定所需的光，例如由紫外·可见光用的氚放电管、可见·近红外等卤素灯、氙气闪光灯等构成，但其种类和个数等没有限定。分光器12使从光源11射出的光按照在测定中使用的波长区域进行波长分散、分光。缝部件13也是分光器12的一部分，具有使从分光器12射出的光通过的缝(未图示)，将具有特定的波长区域的光整形为光束。除此以外，分光器12还具有衍射光栅、反射镜等分光所需的元件和结构，但也可以使用一般的分光器，其构造和种类没有特别限定。
光路切换器14是用于根据测定的场景将从分光器12和缝部件13射出的光向规定的光路(包括光的遮蔽)进行切换的装置。光路切换器14例如由SRZ扇区等构成。这样的SRZ扇区例如具有遮挡光的区域(Zero区域)、将光向配置有作为测定对象的测定试样的试样光路切换的区域(Sample区域)、将光向配置有对照试样的对照光路切换的区域(Reference区域)这三个区域，遮断光或者切换光的前进路径。但是，光路切换器14的构造和种类没有特别限定。所分割的区域的数量能够任意设定。
测定试样保持部15是对被分光光度计100测定吸光度(或者，透射率)的对象即测定试样(以下，也称为本试样)进行保持的部分。测定试样保持部15例如由对液体试样进行保持的单元构成，但其构造和种类没有特别限定。当光路切换器14设定了通向测定试样保持部15的试样光路作为试样光的光路时，试样光会通过被测定试样保持部15保持的测定试样。
减光板保持部16配置于配置有对照试样的对照光路，是用于调整来自光路切换器14的光的光量的装置。减光板保持部16具有供来自光路切换器14的光通过的多个减光板。减光板保持部16的详细情况在后面使用图2进行说明。减光板切换部17由后述的控制部21控制，是用于切换减光板保持部16的多个减光板的部位。减光板切换部17由步进马达等构成，但其构造和种类没有特别限定。
对照试样保持部18是在对测定试样保持部15的测定试样进行测定时为了取得作为参照的数据而保持对照试样(以下，也称为参照试样)的部分。与测定试样保持部15相同，对照试样保持部18例如由对液体试样进行保持的单元构成，但其构造和种类没有特别限定。当光路切换器14设定了通向对照试样保持部18的对照光路作为对照光的光路时，对照光会通过减光板保持部16的减光板和对照试样保持部18所保持的对照试样。
检测器19对通过了测定试样保持部15所保持的测定试样的试样光、或者通过了对照试样保持部18所保持的对照试样的对照光进行检测。检测器19对通过了测定试样保持部15所保持的测定试样的试样光进行检测，生成与其光量对应的测定试样信号并输出到后述的数据处理部25。检测器19还对通过了对照试样保持部18的对照试样的对照光进行检测，生成与其光量对应的对照试样信号并输出到数据处理部25。检测器19由光电倍增管等构成，但其构造和种类没有特别限定。
这样，本实施方式的分光光度计100是使用通过了测定试样的试样光和通过了对照试样的对照光这两个光束的所谓的双光束方式的分光光度计(以下，也称为双光束分光光度计)。有时，作为测定对象的测定试样在全部测定波长区域的至少一部分具有较高的吸光度(即，较低的透射率)的波长区域。在测定这样的测定试样时，在较高的吸光度的波长区域中，在试样光路的试样光的光量与对照光路的对照光的光量相同的情况下，通过两者的光量的差变大，其结果为，有可能产生测定精度的降低。因此，分光光度计100使用减光板保持部16的减光板而使对照光路上的对照光的光量降低，从而改善精度。这样，本实施方式的双光束方式的分光光度计抑制试样光与对照光的光量的差。由此，即使在对吸光度较高、即透射率非常小的测定试样进行测定的情况下，也能够期待精度较高的测定。
控制装置20构成为包含控制部21、存储部22、操作部23、显示部24以及数据处理部25。控制部21是主要对分光光度计100的动作进行控制的装置。控制部21例如按照输入到操作部23的测定条件，进行光源11的光的射出的有无、基于分光器12的波长扫描、基于光路切换器14的光路的切换、基于减光板切换部17的减光板的切换等的控制。控制部21由一般的计算机、控制电路、处理器等构成，但其构造和种类没有特别限定。
存储部22是对控制部21为了控制分光光度计100的动作而读入的程序、例如用于实施本实施方式的分光测定方法的分光测定程序、其他程序、通过测定而得到的测定数据、其他数据等进行存储的存储装置。存储部22由易失性或非易失性的存储器、硬盘等构成，但其构造和种类没有特别限定。另外，存储部22也能够配置于经由网络而物理上与分光光度计100连接的外部的服务器、云计算机等，不是一定要设置于分光光度计100的内部。另外，控制装置20还可以具有用于通过有线、无线而与外部装置连接的连接部。
操作部23是供分光光度计100的操作者对分光光度计100输入操作，并向控制部21发送输入信号的装置。另外，这里的操作者不仅包括实际操作分光光度计100的人，还可以广泛地包括对测定进行管理的人、利用结果的人等相关人员。操作部23由键盘、鼠标、触摸面板等构成，但其构造和种类没有特别限定。显示部24显示由控制部21等进行处理后的结果(吸光度谱等)，作为向分光光度计100的操作者进行显示的用户界面而发挥功能。显示部24由液晶显示器等构成，但其构造和种类没有特别限定。数据处理部25能够根据检测器19输出的信号，导出试样的透射率、吸光度Abs(absorbance)等，并且还生成吸光度谱。数据处理部25主要由运算专用的计算机、处理电路、处理器等构成，但其构造和种类没有特别限定。
(减光板)
图2是示出本实施方式的减光板保持部16的概念结构的俯视图。减光板保持部16是用于调整来自光路切换器14的光的光量的装置。在本实施方式中，减光板保持部16具有圆形的平板构造，具有供来自光路切换器14的光通过的多个减光板16a～16e。在控制部21的控制下，减光板切换部17使减光板保持部16进行旋转，对供对照光通过的多个减光板16a～16e进行切换，将减光板16a～16e中的任意一个设置在对照光路上。多个减光板16a～16e分别具有用于调整对照光(使光量降低)的以下那样的不同的减光性能、即不同的减光率。这里，是以5个减光板为例进行说明的，但减光板保持部16的构造、种类、以及减光板的构造、种类、数量或者减光率等没有特别限定。另外，也可以代替图2所示的减光板保持部16而单独地准备多个减光板16a～16e，并设置成由减光板切换部17将这些减光板在对照光路上更换。另外，也可以通过组合多个减光板并配置在对照光路上来调整光量的结构。
第1减光板16a：无减光(吸光度：0Abs)
第2减光板16b：减少到1/10(吸光度：1Abs)
第3减光板16c：减少到1/100(吸光度：2Abs)
第4减光板16d：减少到1/1000(吸光度：3Abs)
第5减光板16e：减少到1/10000(吸光度：4Abs)
如后所述，分光光度计100在对吸光度根据测定对象的波长而变更的测定试样进行测定的情况下，根据每个波长区域的吸光度，切换成减光板保持部16的第1减光板16a、第2减光板16b、第3减光板16c、第4减光板16d、第5减光板16e中的任意一个而配置于对照光路。由此，能够与测定试样的按照波长而不同的吸光度相匹配地变更通过对照试样的光量。
接着，对由数据处理部25进行的试样的吸光度Abs(absorbance)的计算进行说明。吸光度Abs能够在取得透射率T的基础上通过以下的式(1)来计算。
吸光度Abs＝-log(1/T)···(1)
在双光束方式的分光光度计中，透射率T根据通过了测定试样的试样光的测定试样信号与通过了对照试样的对照光的对照试样信号之比而求出。如上所述，由检测器19输出这些信号。
理想的是，在光量为零的情况下(光源11不照射光的情况、光路切换器14被设定为遮挡光的区域的情况等)，检测器19应该输出零信号。但是，在实际的测定场景中，即使想要的光量为零，检测器19也会不可避免地检测到微量的周围的光。其结果为，检测器19会输出非零的规定的值。因此，考虑在光量为零时检测器19输出的值(以下，称为“光量零时信号”)，数据处理部25通过以下的式(2)计算透射率T。
透射率T＝(测定试样信号-光量零时信号)/(对照试样信号-光量零时信号)···(2)
另外，分光光度计100进行基线校正。在测定试样未被设置于测定试样保持部15的情况下，理想的是，透射率T为1(100％)。但是，在实际的测定场景中，由于组装于分光器12的反射镜的反射率等的影响，即使测定试样未被设置于测定试样保持部15，透射率T也不为1(100％)。
因此，分光光度计100为了使未设置测定试样时的透射率T为1(100％)，要进行基线校正。在基线校正中，在未设置测定试样的状态下进行分光测定，取得此时得到的透射率的值作为基线数据。然后，数据处理部25通过将在设置了测定试样的状态下测定到的吸光度除以该基线数据，对从作为基准的透射率T＝1(100％)偏离的透射率进行校正。在测定基线数据时，通过预先设定在实际的测定中使用的减光板16a～16e，能够进行考虑了减光板16a～16e的透射率的校正。
例如，在使用第3减光板16c、即将减光板的透射率(减光率)设置为1/100(＝2Abs)的情况下，数据处理部25在不存在测定试样的状态下得到1/(1/100)＝100(10000％T)的基线数据。另一方面，在设置了透射率为1/10(＝1Abs)的测定试样并进行测定的情况下，在对照试样侧设置1/100的透射率的第3减光板16c。因此，数据处理部25将测定试样的透射率T计算为T＝(1/10)/(1/100)＝10(1000％T)。进而，数据处理部25将测定试样的透射率T除以作为基线数据的100(10000％T)，因此能够计算出正确的Abs值为10/100＝1/10(＝1Abs)。
本实施方式的分光光度计100能够自动地切换减光板保持部16的多个减光板16a～16e，即，分光光度计100能够自动地切换减光板的透射率。此外，分光光度计100能够在遍及全部测定波长区域的一次波长扫描测定中划分成多个波长区域来切换减光板和扫描速度(scan speed)。由此，即使测定试样具有吸光度较高的波长区域和较低的波长区域，也能够在对于各个波长区域而言为最佳的测定条件下测定吸光度。以下，对使用了本实施方式的分光光度计100的分光测定方法的例子进行说明。
[测定动作]
作为吸光度测定的对象的测定试样在要试着进行测定的全部测定波长区域中具有较高的吸光度(即，较低的透射率)的波长区域和较低的吸光度(即，较高的透射率)的波长区域。本实施方式的分光光度计100在测定这样的测定试样的情况下，参照预先设定的测定试样的吸光度谱，根据吸光度(透射率)的变化来选择、设定恰当的减光板和波长的扫描速度。
在吸光度较小(即，透射率较高)的波长区域中，分光光度计100选择减光率较小的减光板(或者无减光板)和较快的扫描速度来进行测定。另一方面，在吸光度较大(即，透射率较低)的波长区域中，分光光度计100选择减光率较大的减光板和较慢的扫描速度来进行测定。分光光度计100保持至少包含减光板和扫描速度在内的测定条件，根据该测定条件进行减光板和扫描速度的选择、设定，计算吸光度而得到吸光度谱。
图3是示出关于规定的物质的吸光度谱的例子的曲线图。在图3中，纵轴表示吸光度，横轴表示波长。该吸光度谱是预先通过事先的实验等获得的已知的光谱。在本例中，要扫描的全部测定波长区域被设定为1200nm(开始波长)-300nm(结束波长)。此时，像700nm-400nm那样吸光度较小的波长区域和像1100nm-870nm那样吸光度较大的波长区域是共存的，吸光度(透射率)根据波长而大幅变化。另外，在本实施方式中，操作者根据作为测定对象的物质，决定应测定的全部测定波长区域的大小、开始波长、结束波长等各条件。
在操作者希望对与图3的物质为同类的测定试样进行测定的情况下，操作者一边参照显示于显示部24的吸光度谱，一边选择、设定与减光板和扫描速度相关的测定条件，并通过操作部23进行输入。操作者例如能够像图3的(1)～(5)所示那样针对每个波长区域设定测定条件。这里，操作者根据针对与图3所示的测定试样同类的物质预先得到的吸光度谱中的吸光度的值来决定划分各波长区域的边界波长。图3中的边界波长为1100nm、900nm、700nm、350nm。通过设定4个边界波长，设定5个波长区域。
另外，边界波长可以由操作者通过观察图3的吸光度谱中的吸光度的值来决定。操作者能够根据吸光度的绝对值的值、吸光度的变化率(光谱的斜率)等来决定要改变测定条件的波长区域的边界波长。同样地，能够决定测定条件中的扫描速度。但是，决定边界波长和扫描速度并不限定于这样的方法，例如也可以为，控制部21根据规定的法则来决定边界波长及其数量、以及扫描速度。
在控制部21的控制下，存储部22存储所设定的测定条件。下述的表1表示大致的吸光度和对应着该吸光度所选择的测定条件(减光板和扫描速度)，例如以表的形式存储在存储部22中。表1与图3所示的各波长区域对应。
【表1】
Figure BDA0003532046020000101
针对测定试样的波长扫描测定中的多个波长区域，设定、存储包括在各波长区域中应配置的多个减光板16a～16e中的一个和在各波长区域中应设定的波长的扫描速度在内的测定条件。关于测定条件的设定，也可以采用如下的结构：存储部22预先存储与测定试样为同类的物质的测定条件，通过由操作者指定物质，从多个测定条件中提示与测定试样对应的测定条件。另外，同类的物质例如可以是主要组分相同的物质等，也可以是光谱的特性被推测为一致或者类似的试样，并没有狭隘地限定。
分光光度计100在存储于存储部22的测定条件下自动地进行动作，对测定试样的吸光度谱进行测定。另外，用于实施本实施方式的分光测定方法的基本的分光测定程序也可以预先存储于存储部22，通过由控制部21调整该分光测定程序中的与上述测定条件有关的部分的设定值来实现。
控制部21在执行波长扫描测定(一次扫描包含上述那样的多个波长区域的全部的全部测定波长区域)时，根据测定条件切换成所设置的多个减光板16a～16e中的一个，并变更扫描速度。
分光光度计100在进行测定时，在求出测定试样的吸光度之前，根据测定条件，在未设置测定试样的状态下进行基线测定。通过控制部21的控制而起动的减光板切换部17切换成在各波长区域中选择的减光板16a～16e中的任意一个，与此同时，使用所设定的扫描速度进行基线数据测定。数据处理部25取得所获得的基线数据，控制部21将基线数据存储于存储部22。
之后，由操作者设置要测定的测定试样，分光光度计100进行测定试样的吸光度测定。在吸光度测定中，减光板切换部17切换成在各波长区域中选择的减光板16a～16e中的任意一个，与此同时，使用所设定的扫描速度来对测定试样的透射率和吸光度进行测定。数据处理部25通过利用事先测定的基线数据对所得到的吸光度进行基线校正，从而取得最终的吸光度和吸光度谱。
通过这样的步骤，在测定试样的吸光度较小的波长区域中，即使是较快的扫描速度，透射率也较大，光量较多，因此能够得到S/N比(信号/噪声比)良好的数据。另一方面，在测定试样的吸光度较大的波长区域中，由于本来光量就较少，因此成为S/N比较差的数据，但能够通过在较慢的扫描速度下增加A/D数据的累计次数而取得S/N比较好的数据。分光光度计100能够一边变更测定条件，一边通过一次扫描以与全部测定波长区域对应的1个连续的吸光度谱的形式测定吸光度。本实施方式的方法特别适合于多次测定同类的、即能够一定程度上掌握吸光度谱的特性的测定试样的情况。
[测定结果例]
图4A是示出与图3相同的吸光度谱的测定结果的例子的曲线图。在图4A中，纵轴表示吸光度，横轴表示波长。在图3和图4A中，以重叠的状态表示通过以往的方法得到的吸光度谱和通过本实施方式的测定方法得到的吸光度谱。
在以往的方法中，操作者通过在每个波长区域使分光光度计100停止，设定测定条件并重新开始测定的多次扫描，针对全部测定波长区域取得吸光度谱。因此，操作者的负担和劳力必然增加。另一方面，在本实施方式的方法中，如上所述，操作者预先根据与测定试样类似的物质的吸光度谱来设定测定条件，仅通过一次扫描来取得吸光度谱。因此，基于本实施方式的方法的操作者的负担比以往的方法小。
在图3和图4A的标尺中，在两个吸光度谱之间没有看到明确的差异。图4B是将图4A的区域401、即吸光度比较高的1100nm～900nm的波长区域的吸光度谱放大后的曲线图。在图4B中，纵轴表示吸光度，横轴表示波长。在这样的吸光度较高的波长区域中，在两个光谱之间没有看到明确的差异。也就是说，即使通过一次扫描，也能够实现以往那样的通过多次扫描得到的精度。
图5A是示出透射率光谱的测定结果的曲线图。图5B是将图5A所示的区域501、即透射率比较高的600nm～400nm的波长区域的透射率光谱放大后的曲线图。在图5A和图5B中，纵轴表示透射率，横轴表示波长。如图3和图4A所示，在600nm～400nm的波长区域中，吸光度极小、即透射率较高。
即使在这样的透射率较高、即吸光度较低的区域中，如图5B所示，不认为在两个光谱之间有较大的差异。即，根据使用了本实施方式的分光光度计100的方法，能够仅通过一次扫描就能够取得可以与以往的方法相提评论的精度的吸光度，能够在抑制精度的降低的同时大幅减少操作者的负担。即，根据本实施方式，即使在对吸光度因波长区域而大幅变化的测定试样进行测定的情况下，也能够在全部测定波长范围内高效地以更少的扫描执行S/N比和精度较高的测定。
＜第2实施方式＞
在第1实施方式中，示出了如下的结构：操作者通过操作部23，如图3那样根据与测定试样类似的物质的吸光度谱，将全部测定波长区域划分为多个波长区域，针对每个波长区域设定测定条件。在第1实施方式中，由于是一次扫描全部测定波长区域，因此与以往的方法相比，能够减少操作者的负担。但是，操作者每次对与已经得到了吸光度谱的物质不同种类的测定试样进行测定时，都至少需要按照每个波长区域进行测定条件的设定操作。例如，在将吸光度谱未知的测定试样作为测定对象的情况下，需要单独对测定试样的光谱进行测定，根据该测定结果通过人工来设定边界波长并设定测定条件，操作者的负担可能增大。在这样的状况下，期望通过使操作者的一系列处理自动化而进一步削减操作者的劳力和时间。
因此，在本发明的第2实施方式中，对自动地设定测定条件并根据该测定条件进行测定动作的方式进行说明。另外，省略与第1实施方式重复的结构的说明，着眼于不同点来进行说明。
在本实施方式中，首先，在分光光度计100中设置测定试样，针对全部测定波长区域不设置减光板而进行吸光度的测定，掌握全部测定波长区域中的大致的吸光度和吸光度谱。分光光度计100在实施了这样的作为前提的扫描测定、即预扫描之后，根据该扫描结果自动地设定包含减光板和扫描速度在内的测定条件，最后进行用于得到测定试样的吸光度的本测定。在本实施方式中，使扫描速度为预先规定的速度来进行预扫描，这里设为恒定速度。
控制部21根据通过预扫描得到的吸光度谱，针对每个波长区域导出测定条件，存储部22存储该测定条件。例如，假定通过预扫描得到的吸光度谱包含吸光度小于3Abs的波长区域、吸光度为3Abs以上且5Abs以下的波长区域、吸光度大于5Abs的波长区域。在该情况下，控制部21根据3Abs和5Abs这样的吸光度的值决定划分波长区域的边界波长。同样地，控制部21根据吸光度的值来决定扫描速度。这里，在决定边界波长和扫描速度时，可以使用预先规定的表等。然后，控制部21生成记录有与通过该边界波长而划分出的每个波长区域对应的测定条件的测定条件表。该测定条件表可以由存储部22适时存储。下述的表2示出测定条件表的例子。分光光度计100通过基于记录在测定条件表中的测定条件的分光测定程序，进行之后的测定动作。
【表2】
Figure BDA0003532046020000131
图6是示出通过针对测定试样的预扫描而得到的吸光度谱的例子的曲线图。在图6中，纵轴表示吸光度，横轴表示波长。在预扫描中，不设置减光板，扫描速度也是任意的值。因此，在本曲线图的虚线601所示的区域即波长300nm～350nm处，吸光度的值饱和，无法检测出正确的值。另外，像虚线602所示的区域即波长800nm～1100nm那样的吸光度为4.9Abs～6.0Abs的范围那样，有可能在测定条件被切换的吸光度的范围内产生噪声，会频繁地产生测定条件的切换而妨碍顺畅的测定。
因此，在本测定之前，优选对通过预扫描得到的吸光度谱充分地进行平滑处理。通过实施平滑处理，能够抑制噪声，能够抑制测定条件的切换而期待顺畅的测定实施。
平滑处理能够针对全部测定波长区域进行。平滑处理能够利用一般的数据的平滑化处理等，其种类没有特别限定。控制部21可以进行平滑处理，也可以在控制装置20中设置平滑化电路等专用的电路而由该电路进行平滑处理。
另外，即使在应用了平滑处理的情况下，也可能产生由于吸光度在规定的波长范围(例如，极窄的波长范围)剧烈变化而导致测定条件在该波长范围内变化多次(例如，规定的次数以上)的现象。在这样的情况下，控制部21可以对减光板切换部17进行控制，使得在这样的规定的波长范围内，无论吸光度的变动如何，都将减光率比规定的值小的减光板(例如，减光率小于1/100的减光板等)设置在对照光路上。由此，能够减少测定条件的切换点，从而能够进行顺畅的测定。预先规定此处所使用的波长范围的设定值、吸光度的变化的次数的阈值、与作为低减光率的减光板而使用的减光板的指定有关的信息，并将它们保存于存储部22。
另外，可以按照针对饱和的波长区域的范围而设置更高的吸光度的减光板的方式来决定测定条件。
在预扫描结束之后，操作者再次将测定试样设置于分光光度计100，针对全部测定波长区域，通过一次波长扫描测定来进行吸光度的测定。通过以上的动作，能够在不由操作者单独地设定最佳的测定条件的情况下，由分光光度计100按照分光测定程序，在针对每个波长区域自动地最优化过的测定条件下对测定试样的吸光度进行测定。
(测定条件设定处理)
图7是本实施方式的测定条件设定处理的流程图。测定条件设定处理是在对测定试样进行测定之前执行的处理，是替代在第1实施方式中由操作者进行的设定作业的处理。本处理流程可以通过由控制部21根据操作者的各种指示读出并执行存储于存储部22的对应的程序来实现。
在初始状态下，在分光光度计100中不设置测定试样。在该状态下，操作者对操作部23进行操作，使分光光度计100起动。首先，分光光度计100在上述预扫描之前，在没有减光板的状态下进行预扫描用的基线测定(步骤S1)。这里，生成用于对之后通过预扫描得到的吸光度谱进行校正的预扫描用基线数据。
在基线测定结束之后，操作者在分光光度计100的测定试样保持部15上设置测定试样，再次使分光光度计100起动(步骤S2)。
分光光度计100在没有减光板的状态下进行预扫描，取得与在步骤S2中设置的测定试样有关的大致的吸光度谱(步骤S3)。这里取得的吸光度谱相当于图6所示的曲线图。控制部21将所取得的吸光度谱存储于存储部22。
然后，控制部21针对在步骤S3的预扫描中取得的吸光度谱应用平滑处理，然后利用在步骤S1中得到的预扫描用基线数据进行基线校正。然后，控制部21生成用于设定测定条件的测定条件表(步骤S4)，该测定条件是应该针对由边界波长划分出的每个波长区域而设定的测定条件。测定条件表是对应着在步骤S3中取得的吸光度谱中的吸光度Abs的值而记录有应该设定的测定条件的编号的表。控制部21例如通过存储部22对所生成的测定条件表进行保存、管理。
下述的表3是设定在测定条件表中的测定条件的编号和测定条件的设定值的一例。该表3本质是在表2中针对每个吸光度的值而赋予了测定条件的编号的表。这里，作为决定测定条件的吸光度的基准，使用3Abs和5Abs。但是，并不限定于此，也可以使用其他值。另外，吸光度的基准的数量也并不限定于此，例如可以根据吸光度谱的变动而增减。
【表3】
Figure BDA0003532046020000151
控制部21参照吸光度谱中的吸光度Abs的值，并且按照表3所示的条件，设定与开始扫描的开始波长对应的测定条件(步骤S5)。例如，在图6的例子的情况下，开始波长被设定为1200nm。另外，在图6的例子的情况下，作为开始波长的1200nm的吸光度为大约2.5Abs，因此根据表3，作为测定条件的编号被设定为“1”。然后，与该测定条件“1”对应地，针对开始波长设定减光板“无”、扫描速度“750nm/min”，并保持在测定条件表中。在设定了测定条件之后，控制部21着眼于下一波长。另外，下一波长是指由预先规定的粒度确定的波长，例如可以是每次1nm，也可以由其他间隔确定。
控制部21判定所关注的波长是否为结束扫描的结束波长，与该波长对应的测定条件的设定是否结束(步骤S6)。在图6的例子的情况下，结束波长为300nm。在测定条件的设定未结束的情况下(步骤S6；否)，控制部21参照吸光度谱中的吸光度Abs的值，判定关注波长的测定条件的编号是否与前一波长的测定条件的编号为相同的值(步骤S7)。在是不同的编号的情况下(步骤S7；否)，控制部21将关注波长设定为边界波长，进而根据表3进行测定条件的设定(步骤S8)。之后，控制部21的处理返回步骤S6。
在重复进行了步骤S6～步骤S8之后，在针对所有波长完成了处理的情况下(步骤S6；是)，控制部21确定测定条件(步骤S9)。通过以上的步骤，分光光度计100能够在不通过人工进行操作者对边界波长的设定和针对各波长区域的测定条件的设定的情况下，针对全部测定波长区域生成用于得到吸光度、进而得到吸光度谱的测定条件。另外，图7所示的处理流程在测定同类的试样时只要在开始仅执行一次即可。
在确定了测定条件(步骤S9)之后，操作者再次对操作部23进行操作，使分光光度计100进行动作。分光光度计100在各波长区域中针对测定试样进行用于最终的测定的基线测定。这里的基线测定相当于在第1实施方式中叙述的基线测定。此时，也可以采用转用在图7的步骤S1中进行的基线测定的结果的结构。然后，分光光度计100针对测定试样进行吸光度的测定。数据处理部25利用通过基线测定得到的基线数据对由此而得到的吸光度谱进行基线校正，从而能够取得最终的吸光度谱。
根据本实施方式，通过预扫描的实施而自动地进行测定条件的设定。因此，根据本实施方式的结构，除了第1实施方式的效果以外，还能够进一步减少操作者测定时的负担。
＜第3实施方式＞
在测定试样中，存在在任意的波长区域中表现出急剧的吸光度的变化的试样。对于这样的测定试样，优选在该波长区域中提高波长分辨率来进行测定，在这样的情况下，需要使缝部件13的缝变窄来进行测定。
但是，当使缝变窄而提高波长分辨率时，光量会减少。为了应对这样的课题，为了取得S/N比良好的数据，需要使扫描速度变慢并增加A/D数据的累计次数来提高S/N比。
另一方面，在未产生急剧的吸光度的变化的波长区域中，不需要提高波长分辨率，因此能够扩大缝而增多光量来提高S/N比，能够以较快的扫描速度进行测定。因此，在本发明的第3实施方式中，采用了如下结构：作为测定条件，按照每个波长区域，除了包含减光板和扫描速度以外，还包含缝的缝宽度。而且，控制部21针对每个波长区域，按照包含缝宽度的控制值在内的测定条件，还使缝宽度进行变更。其他结构与第1、第2实施方式相同。本实施方式的缝宽度的设定可以像第1实施方式那样由操作者设定，也可以采用像第2实施方式那样在装置侧自动地设定那样的结构。
根据本实施方式的结构，除了第1、第2实施方式的效果以外，还能够精密地设定最佳的测定条件，能够在提高精度的同时缩短整体的测定时间。另外，在缝宽度的设定中，可以准备多个具有不同缝宽度的缝部件13并对这些缝部件13进行切换，也可以设定成能够机械地调整一个缝部件13的缝的缝宽度。
＜其他实施方式＞
在本申请发明中，也可以通过如下的处理来实现：使用网络或存储介质等向系统或装置提供用于实现上述1个以上的实施方式的功能的程序或应用，该系统或装置的计算机中的1个以上的处理器读出并执行程序。
另外，也可以通过实现1个以上的功能的电路来实现。另外，作为实现1个以上的功能的电路，例如能够举出ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够适当地进行变形、改良等。此外，关于上述实施方式中的各结构要素的材质、形状、尺寸、数值、形态、数量、配置部位等，只要能够实现本发明，则是任意的，没有限定。

Claims (12)

1.一种分光光度计，其具有：
光源；
分光器，其对来自所述光源的光进行分光；
光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；
检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；
数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；
多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；
减光板切换部，其能够对所述多个减光板进行切换而设置到所述对照光路上；
存储部，其存储测定条件，该测定条件与多个波长区域中的各个波长区域对应，包含所述多个减光板中的任意减光板和扫描速度；以及
控制部，其在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
2.根据权利要求1所述的分光光度计，其中，
所述测定条件是在导出所述测定试样的吸光度之前根据与所述测定试样同类的物质的测定条件而预先设定的。
3.根据权利要求2所述的分光光度计，其中，
对所述多个波长区域中的各个波长区域进行划分的边界波长是根据针对所述同类的物质预先得到的吸光度谱中的吸光度的值而设定的。
4.根据权利要求1所述的分光光度计，其中，
所述分光光度计在不设置所述减光板的情况下进行预扫描，
所述控制部进一步根据通过所述预扫描得到的吸光度谱导出与所述多个波长区域分别对应的所述测定条件。
5.根据权利要求4所述的分光光度计，其中，
所述控制部根据通过所述预扫描得到的吸光度谱中的吸光度的值来决定对所述多个波长区域中的各个波长区域进行划分的边界波长。
6.根据权利要求4或5所述的分光光度计，其中，
对所述多个波长区域中的各个波长区域进行划分的边界波长是根据对通过所述预扫描得到的吸光度谱进行平滑处理而得到的值导出的。
7.根据权利要求6所述的分光光度计，其中，
在所述平滑处理之后的所述吸光度谱的规定的波长范围内所述测定条件变化了规定的次数以上的情况下，所述控制部在所述规定的波长范围内对所述减光板切换部进行控制，使得将所述多个减光板中的减光率比规定的值小的减光板设置在所述对照光路上。
8.根据权利要求4至7中的任意一项所述的分光光度计，其中，
所述控制部在所述预扫描之前，在没有设置所述测定试样的状态下进行预扫描用的基线测定，生成用于对通过所述预扫描得到的吸光度谱进行校正的预扫描用基线数据。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的分光光度计，其中，
该分光光度计还具有缝部件，该缝部件具有供从所述分光器射出的光通过的缝，
所述测定条件还包含与所述多个波长区域中的各个波长区域对应的、所述缝的缝宽度，
所述控制部按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更所述缝宽度。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的分光光度计，其中，
所述分光光度计在导出所述测定试样的吸光度之前，在没有设置所述测定试样的状态下按照所述测定条件进行基线测定，生成用于对所述测定试样的吸光度进行校正的基线数据。
11.一种分光测定方法，其是分光光度计的分光测定方法，该分光光度计具有：
光源；
分光器，其对来自所述光源的光进行分光；
光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；
检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；
数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；
多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；
减光板切换部，其能够对所述多个减光板进行切换而设置到所述对照光路上；
存储部，其存储测定条件，该测定条件与多个波长区域中的各个波长区域对应，包含所述多个减光板中的任意减光板和扫描速度，
其中，
该分光测定方法包含如下的步骤：在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
12.一种程序，其用于执行基于分光光度计的分光测定方法，该分光光度计具有：
光源；
分光器，其对来自所述光源的光进行分光；
光路切换器，其将从所述分光器射出的光的光路切换为到达测定试样的试样光路或者到达对照试样的对照光路；
检测器，其对通过了所述测定试样的试样光和通过了所述对照试样的对照光进行检测；
数据处理部，其根据由所述检测器检测出的所述试样光的测定试样信号和所述对照光的对照试样信号，导出所述测定试样的吸光度；
多个减光板，所述多个减光板的减光率不同；
减光板切换部，其能够对所述多个减光板进行切换而设置到所述对照光路上；
存储部，其存储测定条件，该测定条件与多个波长区域中的各个波长区域对应，包含所述多个减光板中的任意减光板和扫描速度，
其中，
该程序用于执行如下步骤：在一次扫描包含所述多个波长区域的全部测定波长区域时，按照所述测定条件，对应着所述多个波长区域中的各个波长区域变更减光板和扫描速度。
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