JP2001004318A - 光路長測定装置 - Google Patents

光路長測定装置

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JP2001004318A JP17657699A JP17657699A JP2001004318A JP 2001004318 A JP2001004318 A JP 2001004318A JP 17657699 A JP17657699 A JP 17657699A JP 17657699 A JP17657699 A JP 17657699A JP 2001004318 A JP2001004318 A JP 2001004318A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器に収容された試料の深さ方向の光路長を
求める。 【解決手段】 レーザ光源11によりレーザ光9を照射
しつつ、光源駆動機構13によりレーザ光源11を移動
させて、ウエル1aへのレーザ光9の照射位置を垂直方
向に移動させる。ウエル1a内にレーザ光9が照射され
ると、試料3が存在する位置ではレーザ光9に直交する
方向に散乱光23が生じる。試料3が存在しない位置で
はレーザ光9に直交する方向に光が生じない。光検出セ
ンサ7aにより、ピンホールスリット8を介して、その
散乱光23を検出する。光検出センサ7aの検出信号及
びレーザ光源11のX座標に基づいて各ウエル1aに収
容された試料3の液面位置及び液底位置を検出し、さら
に試料3の深さ方向の光路長を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明容器に収容さ
れた液体試料(以下、単に試料という)の液面位置又は
液面位置及び液底位置を検出することにより試料の深さ
方向の光路長を測定する装置に関するものである。この
光路長測定装置は、マイクロプレートリーダ(MTPリ
ーダ)など、試料に光を照射してその光と試料中の測定
対象との相互作用を検出する測光器に適用することがで
きる。
【0002】
【従来の技術】従来、生体試料などの試料と光との相互
作用を通じて測定対象を測定する際、各試料を個別に試
料セルに収容し、その試料セルを吸光光度計などの測光
器に設置して測定を行なっていた。しかし、多数の試料
について測定を行なう際、試料セルの交換及び洗浄など
煩雑な作業を伴っていた。そこで、例えば96穴や38
4穴のウエルをもつマイクロプレート(MTP)に収容
された複数の試料について、吸光度や蛍光又は発光など
の測定を同時に行なうべく、試料をMTPごと設置し、
特定波長の光を1つのウエルに、又は複数のウエルに同
時に照射して、複数の試料について測定が可能なMTP
リーダが使用されている。MTPにはウエルが数多く並
んでいるので、MTPリーダでは、測定用の光の照射を
垂直方向(ウエルの深さ方向)に行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】MTPリーダでは、M
TPの各ウエルに収容された試料の深さ方向に光を照射
し、光と試料中の測定成分との相互作用を検出し、試料
の分注量が各ウエルについて一定である、すなわち試料
を透過する光の光路長が一定であることを前提として、
試料中の測定成分の濃度を算出している。しかし、MT
Pの各ウエルへの試料の分注はピペットなどにより行な
われるため、その分注量に誤差が生じることがあった。
試料の分注量に誤差がある場合、試料を透過する光の光
路長が異なるので、光と試料中の測定成分との相互作用
の検出値も異なり、誤った濃度を算出することがあっ
た。そのため、従来のMTPリーダは定量性が悪く、例
えば10%前後の誤差を含む場合があった。そこで本発
明は、容器に収容された試料の深さ方向の液長さ(光路
長)を求めることができる光路長測定装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明容器の側
面に水平方向から平行光束を照射する光学系と、透明容
器に対して光学系を相対的に垂直方向に移動させて、透
明容器への平行光束の照射位置を相対的に垂直方向に移
動させる照射位置移動機構と、透明容器の上方又は下方
に配置され、透明容器に収容された液体試料に平行光束
が入射されて生じる散乱光を検出する検出器と、照射位
置移動機構により透明容器に対して光学系を相対的に垂
直方向に移動させたときの検出器による散乱光検出信号
から試料の液面位置及び液底位置を検知し、その液面位
置と液底位置の間の距離から光路長を算出する算出手段
とを備える垂直方向の光路長測定装置である。
【0005】光学系により、試料を収容した透明容器に
平行光束を横方向から照射しつつ、照射位置移動機構に
より、透明容器もしくは光学系又はその両方を移動させ
て、透明容器の側面への平行光束の照射位置を相対的に
垂直方向に移動させる。平行光束が透明容器内を通過す
る際、試料が存在する位置、特に界面では散乱が生じ、
試料が存在しない位置では散乱は生じない。その散乱光
を検出器によって検出することにより、試料の液面位置
及び液底位置を知ることができる。光路長は、その液面
位置と液底位置の間の距離として算出することができ
る。
【0006】
【実施例】図1は、本発明をMTPリーダに適用した一
実施例を表す概略構成図であり、(A)は上面図、
(B)は側面図、(C)はウエル周辺を詳細に示す側面
図である。透明部材により形成され、その透明部材の一
表面に複数のウエル1a(透明容器)が形成されたMT
P1が配置されている。各ウエル1aにはそれぞれ試料
3が収容されている。吸光度を測定するための検出光5
を照射する光学系(図示は省略)がMPT1の上側(ウ
エル1aの開口側)に配置されている。MTP1を挾ん
でその光学系とは反対側(下側)に、ウエル1aに対応
する位置に複数の光検出センサ7aを備える検出器7が
設けられている。各光検出センサ7aの検出信号は図示
しないCPUにそれぞれ送られ、検出信号強度に基づい
て各ウエル1aの試料成分の濃度の算出がなされる。
【0007】ウエル1aに側方から水平方向に平行光束
としてレーザ光9を照射するレーザ光源11がMTP1
の側方に配置されている。レーザ光源11は、レーザ光
源11をウエル1aの深さ方向(図中Z軸方向)に移動
させてウエル1aへのレーザ光9の照射位置を移動する
光源駆動機構13に取り付けられている。MTP1と検
出器7との間には、各光検出センサ7aに対応する位置
にピンホールがそれぞれ形成されたピンホールスリット
8が配置されている。ウエル1a内から検出器7側に向
かう光は、ピンホールを介して、対応する光検出センサ
7aのみに照射される。このような光学系はピンホール
スリットに限定されるものではなく、例えば共焦点光学
系など他の光学系でもよい。
【0008】MTP1表面を含む平面と平行な平面内
(水平面内)で、MTP1、ピンホールスリット8及び
検出器7をレーザ光9に直交する方向(図中Y軸方向)
に移動するMTP駆動機構(図示は省略)が備えられて
いる。光源駆動機構13及びMTP駆動機構は上記のC
PUにより制御される。また、光源駆動機構13により
ウエル1aへのレーザ光9の照射位置を垂直方向に移動
させたときの検出器7による散乱光検出信号から試料の
液面位置及び液底位置を検知し、その液面位置と液底位
置の間の距離から光路長を算出する算出手段も上記のC
PUにより実現される。本発明の照射位置移動機構は、
光源駆動機構13とMTP駆動機構により構成される。
【0009】図2は、MTPリーダの外観を表す斜視図
である。筐体15の内部に、MTP1、検出光5を照射
する光学系、検出器7、ピンホールスリット8、レーザ
光源11、光源駆動機構13、MTP駆動機構及びCP
Uが収容されている。筐体15の前面に表示部17及び
入力部19が配置されており、CPUに接続されてい
る。筐体15の上面には開閉窓21が開閉可能に設けら
れており、MTP1は開閉窓21を介して所定の位置に
配置される。
【0010】次に、光路長測定時の動作を説明する。各
ウエル1aに試料3が収容されたMTP1が所定の位置
に配置された後、光源駆動機構13によりレーザ光源1
1をウエル1aの開口に対応する位置に移動し、MTP
駆動機構によりMTP1をレーザ光9の光軸方向に配列
された複数のウエル1aにレーザ光9が照射される位置
に移動する。レーザ光源11によりMTP1へのレーザ
光9の照射を開始する。レーザ光9は、レーザ光9の光
軸方向に配列された複数のウエル1aを透過する。MT
P1にレーザ光9を照射しつつ、光源駆動機構13によ
りレーザ光源11を移動させて、レーザ光9をウエル1
aの底側に移動する。(C)に示すように、ウエル1a
内にレーザ光9が照射されると、試料3が存在する位置
ではレーリー散乱が生じ、レーザ光9に直交する方向に
強い散乱光成分23が生じる。試料3が存在しない位置
では散乱は生じないため、レーザ光9に直交する方向に
光がでない。光検出センサ7aにより、スリット8のピ
ンホールを介して、その散乱光23を検出する。
【0011】CPUにより、光検出センサ7aの検出信
号及びレーザ光源11のX座標に基づいて各ウエル1a
に収容された試料3の液面位置及び液底位置を検出し、
さらに試料3の深さ方向の液長さを算出する。試料3の
深さ方向の液長さは、検出光5照射時の光路長と同じで
あるので、各ウエル1aに収容された試料3における検
出光5の光路長をそれぞれ算出することができる。次
に、MTP駆動機構によりMTP1をY軸方向に移動さ
せて、レーザ光9の光軸方向に配列された次の列の複数
のウエル1aについて試料3の液面位置及び液底位置の
検出を行なう。この実施例では、レーザ光9の光軸方向
に配列された複数のウエル1aについて同時に検出光5
の光路長を求めることができる。このように、すべての
ウエル1aについて、検出光5の光路長を算出するの
で、ウエル1aへの試料3の分注量に誤差が生じていて
も、算出した光路長及び検出光5照射時の検出信号に基
づいて試料成分の濃度を正確に求めることができる。
【0012】この実施例では、検出光及び散乱光の検出
を同じ光検出センサにより行なっているが、それぞれ別
の光検出センサを設けてもよい。また、この実施例では
MTPに検出光を上方から照射しているが下方から照射
してもよく、その場合には検出光及び散乱光を検出する
光検出センサを上方に設けてもよい。また、照射位置移
動機構は光源駆動機構とMTP駆動機構により構成され
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例
えばレーザ光源を固定してMTPをウエルの深さ方向に
移動させるなど、ウエルへのレーザ光の照射位置を垂直
方向に移動させる機能を備える機構であればどのような
ものでもよい。また、MTPの各ウエルへのレーザ光の
照射は、レーザ光源をY軸方向に移動させたり、複数の
レーザ光源をY軸方向に並べて設けることにより行なっ
てもよい。また、本発明の透明容器はMTPに限定され
るものではなく、1つの透明容器又は複数の透明容器を
並べたものでもよい。また、レーザ光の代わりに、ラン
プからの光を光学系により平行光束としたものを照射し
てもよい。
【0013】
【発明の効果】本発明の光路長測定装置では、透明容器
の側面に水平方向から平行光束を照射する光学系と、透
明容器に対して光学系を相対的に垂直方向に移動させ
て、透明容器への平行光束の照射位置を相対的に垂直方
向に移動させる照射位置移動機構と、透明容器の上方又
は下方に配置され、透明容器に収容された液体試料に平
行光束が入射されて生じる散乱光を検出する検出器とを
備え、試料を収容した透明容器に平行光束を横方向から
照射しつつ、透明容器の側面への平行光束の照射位置を
垂直方向に移動させ、レーザ光が試料を通過するときに
生じる散乱光を検出するようにしたので、散乱の有無に
より試料の液面位置又は液面位置及び液底位置を知るこ
とができ、容器に収容された試料の深さ方向の光路長を
求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 MTPリーダに適用した一実施例を表す概略
構成図であり、(A)は上面図、(B)は側面図、
(C)はウエル周辺を詳細に示す側面図である。
【図2】 MTPリーダの外観を表す斜視図である。
【符号の説明】
1 マイクロプレート(MTP) 1a ウエル 3 試料 5 検出光 7 検出器 7a 光検出センサ 8 ピンホールスリット 9 レーザ光 11 レーザ光源 13 光源駆動機構 15 筐体 17 表示部 19 入力部 21 開閉窓 23 散乱光

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明容器の側面に水平方向から平行光束
    を照射する光学系と、 前記透明容器に対して前記光学系を相対的に垂直方向に
    移動させて、前記透明容器への前記平行光束の照射位置
    を相対的に垂直方向に移動させる照射位置移動機構と、 前記透明容器の上方又は下方に配置され、前記透明容器
    に収容された液体試料に前記平行光束が入射されて生じ
    る散乱光を検出する検出器と、 前記照射位置移動機構により前記透明容器に対して前記
    光学系を相対的に垂直方向に移動させたときの前記検出
    器による散乱光検出信号から前記液体試料の液面位置及
    び液底位置を検知し、その液面位置と液底位置の間の距
    離から光路長を算出する算出手段と、を備えたことを特
    徴とする垂直方向の光路長測定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100458444C (zh) * 2007-03-28 2009-02-04 山东轻工业学院 可作为超微孔分析板的微池阵列芯片加工方法
JP2010261749A (ja) * 2009-04-30 2010-11-18 Toppan Printing Co Ltd 包装容器内容物の凝固検査装置及び方法
JP2011252804A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Hitachi High-Technologies Corp 生体試料の分析方法および分析装置
JP2014066592A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置

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JP2014066592A (ja) * 2012-09-26 2014-04-17 Hitachi High-Technologies Corp 自動分析装置

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