JP2001208689A - 細胞内カルシウム濃度測定装置 - Google Patents
細胞内カルシウム濃度測定装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は従来からの顧客要求である装置
自身が測定前に必ず重要機能を自己診断し、信頼性の高
い条件で実測定をしたいという強い要望があった。これ
を満足するために考えたものどある。 【解決手段】複数の基準電圧を備えることで、ダイナミ
ックレンジの広い信号処理機能を自動で確認できること
と、標準安定発光試薬を測定することで定量測定に基ず
いた光学系統の劣化及び光路の変動を監視できることで
信頼性の高い装置を提供している。
自身が測定前に必ず重要機能を自己診断し、信頼性の高
い条件で実測定をしたいという強い要望があった。これ
を満足するために考えたものどある。 【解決手段】複数の基準電圧を備えることで、ダイナミ
ックレンジの広い信号処理機能を自動で確認できること
と、標準安定発光試薬を測定することで定量測定に基ず
いた光学系統の劣化及び光路の変動を監視できることで
信頼性の高い装置を提供している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は細胞内に含まれる
カルシウムを測定する装置において、試料と蛍光試薬の
結合物へ励起スペクトルを照射し、その時、試料から発
する蛍光強度を測定することで、カルシウム濃度の動態
変化を求めることのできる蛍光分光器を備えた細胞内カ
ルシウム濃度測定装置に関する。
カルシウムを測定する装置において、試料と蛍光試薬の
結合物へ励起スペクトルを照射し、その時、試料から発
する蛍光強度を測定することで、カルシウム濃度の動態
変化を求めることのできる蛍光分光器を備えた細胞内カ
ルシウム濃度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は細胞内に含まれるカルシウムの測
定法として分光蛍光光度計の測定応用を利用して行って
いた。この従来法を図１に示し説明する。この方式はキ
セノン電源１とキセノンランプ２から発する光を励起分
光器３で特定波長に分光し、ビームスプリッタ４でその
光量を二つの方向に分けた後一方を励起光の監視用とし
てとりだし、もう一方を測定試料セル２７に照射して、
その中の試料から発光する蛍光量を蛍光分光器６に入
れ、その中に装着の回析格子により蛍光波長を取り出
し、光電子増倍管８に入力し、電流に変換した後に前置
増幅器１０自動利得増幅器１２に通して、その出力をＡ
／Ｄ変換器１３でデジタル量として制御用マイクロコン
ピュータ１５に取り込んでいた。
定法として分光蛍光光度計の測定応用を利用して行って
いた。この従来法を図１に示し説明する。この方式はキ
セノン電源１とキセノンランプ２から発する光を励起分
光器３で特定波長に分光し、ビームスプリッタ４でその
光量を二つの方向に分けた後一方を励起光の監視用とし
てとりだし、もう一方を測定試料セル２７に照射して、
その中の試料から発光する蛍光量を蛍光分光器６に入
れ、その中に装着の回析格子により蛍光波長を取り出
し、光電子増倍管８に入力し、電流に変換した後に前置
増幅器１０自動利得増幅器１２に通して、その出力をＡ
／Ｄ変換器１３でデジタル量として制御用マイクロコン
ピュータ１５に取り込んでいた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来方式は信号処
理系の主体である自動利得増幅器１２の増幅度機能を自
動的に確認する手段がないため、信号系あるいは光学系
の不具合を判断するのに非常に困難であった。
理系の主体である自動利得増幅器１２の増幅度機能を自
動的に確認する手段がないため、信号系あるいは光学系
の不具合を判断するのに非常に困難であった。
【０００４】又従来は、一個の測定試料セル２７をセル
ホルダーに設定する方式を採用しているため、測定準備
として予め測定試料を入れ、次に発光試薬を手を用いて
専用スポットから測定試料セル２７に注入していた。こ
のためセル内外の容器の汚れ、外側の試料の付着等で励
起光がセル入力付近で吸収されてしまい、セルの中心ま
で十分に励起光が到達しないことや、励起光が入る入力
近くの蛍光放射により蛍光分光器６に取り込まれない不
利があった。
ホルダーに設定する方式を採用しているため、測定準備
として予め測定試料を入れ、次に発光試薬を手を用いて
専用スポットから測定試料セル２７に注入していた。こ
のためセル内外の容器の汚れ、外側の試料の付着等で励
起光がセル入力付近で吸収されてしまい、セルの中心ま
で十分に励起光が到達しないことや、励起光が入る入力
近くの蛍光放射により蛍光分光器６に取り込まれない不
利があった。
【０００５】更に蛍光分光器６の劣化を確認するにあた
っては別の専用試料セルに標準安定発光試薬を準備する
煩わしさもあった。本発明はこれらの欠点を解決してい
る。
っては別の専用試料セルに標準安定発光試薬を準備する
煩わしさもあった。本発明はこれらの欠点を解決してい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】マイクロプレートの試料
容器の特定位置に標準安定発光試薬をセットすること
で、蛍光分光器及び光電子増倍管の劣化、機能の不具合
を検出し、その結果後に実測定を行うことにより常に安
定性の高い装置を提供するようにした。更に基準電圧を
擬似信号源として主増幅器に入力することで自動利得増
幅器の増幅度の不具合を測定前又は任意の時に確認し検
出できることで、更に安定性の高い装置を提供するため
に本発明は解決している。
容器の特定位置に標準安定発光試薬をセットすること
で、蛍光分光器及び光電子増倍管の劣化、機能の不具合
を検出し、その結果後に実測定を行うことにより常に安
定性の高い装置を提供するようにした。更に基準電圧を
擬似信号源として主増幅器に入力することで自動利得増
幅器の増幅度の不具合を測定前又は任意の時に確認し検
出できることで、更に安定性の高い装置を提供するため
に本発明は解決している。
【０００７】マイクロプレートのセルの最初あるいは最
後の位置に標準安定発光試薬をセットすることと、励起
波長に依存しない安定な蛍光の発光強度を測定する手段
で蛍光分光器の安定性を保ち、更には光電子増倍管の出
力信号に変わる複数の基準電圧を擬似信号として測定す
ることで増幅回路系の監視を常に行うことで装置の安定
性を確保した。
後の位置に標準安定発光試薬をセットすることと、励起
波長に依存しない安定な蛍光の発光強度を測定する手段
で蛍光分光器の安定性を保ち、更には光電子増倍管の出
力信号に変わる複数の基準電圧を擬似信号として測定す
ることで増幅回路系の監視を常に行うことで装置の安定
性を確保した。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図２、図３、図
４に示す。図２は本発明のブロック構成図で、図３は試
料の測定法の設定順序を示している。又図４は図３で説
明している自動利得増幅器１２の詳細構成図である。図
２において動作の説明をする。キセノン電源１によって
キセノンランプ２に起動用の高電圧を発生しランプを点
灯する。キセノンランプ２からの光は励起分光器３に入
り励起分光器３の内部に装着の回析格子によって、二波
長の３４０、３８０ｎｍが選択される。
４に示す。図２は本発明のブロック構成図で、図３は試
料の測定法の設定順序を示している。又図４は図３で説
明している自動利得増幅器１２の詳細構成図である。図
２において動作の説明をする。キセノン電源１によって
キセノンランプ２に起動用の高電圧を発生しランプを点
灯する。キセノンランプ２からの光は励起分光器３に入
り励起分光器３の内部に装着の回析格子によって、二波
長の３４０、３８０ｎｍが選択される。
【０００９】それぞれ選択された光はビームスプリッタ
４に入る。ここに入った光の約７０％はコールドミラー
５へ入射し、残りの光の約３０％は別光路側のフォトダ
イオード検知器７に入る。その光はそこで電流変換され
増幅器９に入って、その出力は電圧増幅される。
４に入る。ここに入った光の約７０％はコールドミラー
５へ入射し、残りの光の約３０％は別光路側のフォトダ
イオード検知器７に入る。その光はそこで電流変換され
増幅器９に入って、その出力は電圧増幅される。
【００１０】一方コールドミラー５へ入射した励起光
は、そのままコールドミラー５を通過し試料容器（マイ
クロプレート）２５のセルの中に入射する。このとき、
前もって標準安定発光試薬２３を図３の試料容器（マイ
クロプレート）２５の測定開始点最初の位置（１、Ａ）
と最後の位置（１２、Ｈ）に注入して置く。このように
して本発明はセルの最初あるいは最後位置に標準安定発
光試薬２３を設定して測定を始めるようにする。
は、そのままコールドミラー５を通過し試料容器（マイ
クロプレート）２５のセルの中に入射する。このとき、
前もって標準安定発光試薬２３を図３の試料容器（マイ
クロプレート）２５の測定開始点最初の位置（１、Ａ）
と最後の位置（１２、Ｈ）に注入して置く。このように
して本発明はセルの最初あるいは最後位置に標準安定発
光試薬２３を設定して測定を始めるようにする。
【００１１】入射された励起光によって標準安定発光試
薬２３からは励起波長に依存しない常に一定の蛍光量を
コールドミラー５へ返す。その光は反射されて、蛍光分
光器６の中に装着の回析格子によって特定波長の蛍光が
選択される。その蛍光は光電子増倍管８に入って、受光
強度に応じた電流に変換され、更に電流増幅機能を持っ
た前置増幅器１０で出力される。この時パーソナルコン
ピュータ２６から測定条件に基づいた高電圧設定入力が
高圧電源１４に入り、それに対応する高電圧が光電子増
倍管８に供給される。又この時はマルチプレクサ１１は
ＳＷ１のみが選択されている。ＳＷ１からの信号はその
信号の大きさに応じ、制御用マイクロコンピュータ１５
から増幅度を決定するディジタル値を自動利得増幅器１
２に入れる。自動利得増幅器１２の出力はＡ／Ｄ変換器
１３でディジタル値に変換される。
薬２３からは励起波長に依存しない常に一定の蛍光量を
コールドミラー５へ返す。その光は反射されて、蛍光分
光器６の中に装着の回析格子によって特定波長の蛍光が
選択される。その蛍光は光電子増倍管８に入って、受光
強度に応じた電流に変換され、更に電流増幅機能を持っ
た前置増幅器１０で出力される。この時パーソナルコン
ピュータ２６から測定条件に基づいた高電圧設定入力が
高圧電源１４に入り、それに対応する高電圧が光電子増
倍管８に供給される。又この時はマルチプレクサ１１は
ＳＷ１のみが選択されている。ＳＷ１からの信号はその
信号の大きさに応じ、制御用マイクロコンピュータ１５
から増幅度を決定するディジタル値を自動利得増幅器１
２に入れる。自動利得増幅器１２の出力はＡ／Ｄ変換器
１３でディジタル値に変換される。
【００１２】一方その時、増幅器９からの出力は同一の
Ａ／Ｄ変換器１３にも入る。この二つディジタル値は各
々制御用マイクロコンピュータ１５の中の信号処理部に
取り込まれる。この取り込まれた値を制御用マイクロコ
ンピュータ１５の記憶回路に保存し、その値を予め記憶
していた標準安定発光試薬２３の理想値と比較演算を行
う。フォトダイオード検知器７から増幅器９を通過した
信号はキセノンランプの光量変動を監視するのと同時に
その信号を変動補正係数として利用している。
Ａ／Ｄ変換器１３にも入る。この二つディジタル値は各
々制御用マイクロコンピュータ１５の中の信号処理部に
取り込まれる。この取り込まれた値を制御用マイクロコ
ンピュータ１５の記憶回路に保存し、その値を予め記憶
していた標準安定発光試薬２３の理想値と比較演算を行
う。フォトダイオード検知器７から増幅器９を通過した
信号はキセノンランプの光量変動を監視するのと同時に
その信号を変動補正係数として利用している。
【００１３】次に試料容器（マイクロプレート）２５の
二番目以降の測定試料２４のセル位置の中には生体試料
（細胞）を入れて置く。ステッピングモータ１６の駆動
によってシリンジ１７に測定用の発光試薬１９から発光
試薬を注入する。二方向切換バルブ２１を切換えた後に
先に注入したシリンジ１７の発光試薬１９を測定試料２
４側に一定量吐出する。その後測定位置に移動し、励起
光の照射を受け試料中のカルシウム濃度に比例した微弱
な蛍光を発生する。発光試薬１９をセル内に吐出した時
を測定開始点として、時間経過に対する試料（細胞）の
動態変化を測定することを目的としている。この動作は
連続して各セルについて測定し、マイクロコンピュータ
１５に設定した終了セル番号位置で停止する。
二番目以降の測定試料２４のセル位置の中には生体試料
（細胞）を入れて置く。ステッピングモータ１６の駆動
によってシリンジ１７に測定用の発光試薬１９から発光
試薬を注入する。二方向切換バルブ２１を切換えた後に
先に注入したシリンジ１７の発光試薬１９を測定試料２
４側に一定量吐出する。その後測定位置に移動し、励起
光の照射を受け試料中のカルシウム濃度に比例した微弱
な蛍光を発生する。発光試薬１９をセル内に吐出した時
を測定開始点として、時間経過に対する試料（細胞）の
動態変化を測定することを目的としている。この動作は
連続して各セルについて測定し、マイクロコンピュータ
１５に設定した終了セル番号位置で停止する。
【００１４】次に本発明の動作は試料の測定前に制御用
マイクロコンピュータ１５からマルチプレクサ１１のＳ
Ｗ２で基準電圧Ｅ１（８ｍＶ）を、ＳＷ３で基準電圧Ｅ
２（６４ｍＶ）を、そしてＳＷ４で基準電圧Ｅ３（４０
９６ｍＶ）を選択するようにし、その組み合わせ測定に
より自動利得増幅器１２の増幅度（１〜１２８倍）を全
て連続で確認することで、装置の安定性を保つことがで
きる。
マイクロコンピュータ１５からマルチプレクサ１１のＳ
Ｗ２で基準電圧Ｅ１（８ｍＶ）を、ＳＷ３で基準電圧Ｅ
２（６４ｍＶ）を、そしてＳＷ４で基準電圧Ｅ３（４０
９６ｍＶ）を選択するようにし、その組み合わせ測定に
より自動利得増幅器１２の増幅度（１〜１２８倍）を全
て連続で確認することで、装置の安定性を保つことがで
きる。
【００１５】図４に自動利得増幅器１２の詳細を示す。
制御用マイクロコンピュータ１５から８ビットのデータ
を増幅度制御用データとして自動利得増幅器１２へ出力
する。
制御用マイクロコンピュータ１５から８ビットのデータ
を増幅度制御用データとして自動利得増幅器１２へ出力
する。
【００１６】自動利得増幅器１２では、まず、利得抵抗
設定回路２８内のラッチ回路に一時データを記憶し、抵
抗回路網のＳＷを選択することで、等価抵抗値を変え
る。この等価抵抗値を増幅器２９の帰還抵抗値として利
得の制御を行っている。
設定回路２８内のラッチ回路に一時データを記憶し、抵
抗回路網のＳＷを選択することで、等価抵抗値を変え
る。この等価抵抗値を増幅器２９の帰還抵抗値として利
得の制御を行っている。
【００１７】
【発明の効果】本発明は測定開始前に複数の擬似信号用
基準電圧を各々マルチプレクサで切換える選択手段を用
いて測定し、広範囲の信号レベルに対応する増幅器の利
得機能を計算値と比較し確認できること、試料容器（マ
イクロプレート）の最初又は最後の特定位置に標準安定
発光試薬を設定することで、その測定値と前もって記憶
した理想値比較から蛍光光学系の劣化又は光電子増倍管
の不具合を確認し、検出できる特徴を備えた信頼性の高
い細胞内カルシウム濃度測定装置を提供する。
基準電圧を各々マルチプレクサで切換える選択手段を用
いて測定し、広範囲の信号レベルに対応する増幅器の利
得機能を計算値と比較し確認できること、試料容器（マ
イクロプレート）の最初又は最後の特定位置に標準安定
発光試薬を設定することで、その測定値と前もって記憶
した理想値比較から蛍光光学系の劣化又は光電子増倍管
の不具合を確認し、検出できる特徴を備えた信頼性の高
い細胞内カルシウム濃度測定装置を提供する。
【図１】従来技術の細胞内カルシウム濃度測定装置のブ
ロック構成図。
ロック構成図。
【図２】本発明の一実施例を示すブロック構成図。
【図３】本発明に用いる試料容器と各測定試料の設定
図。
図。
【図４】本発明に用いる自動利得増幅器の詳細構成図。
１…キセノン電源、２…キセノンランプ、３…励起分光
器、４…ビームスプリツタ、５…コールドミラ、６…蛍
光分光器、７…フォトダイオード検知器、８…光電子増
倍管、９…増幅器、１０…前置増幅器、１１…マルチプ
レクサ、１２…自動利得増幅器、１３…Ａ／Ｄ変換器、
１４…高電圧電源、１５…制御用マイクロコンピュー
タ、１６…ステッピングモータ、１７…シリンジ、１８
・２１…二方向切換バルブ、１９…発光試薬、２０…洗
浄液、２２…廃液容器、２３…標準安定発光試薬、２４
…測定試料、２５…試料容器（マイクロプレート）、２
６…パーソナル コンピュータ、２７…測定試料セル、
２８…利得設定抵抗回路、２９…増幅器、ＳＷ１・ＳＷ
２・ＳＷ３…マルチプレクサ内切換スイッチ、Ｅ１・Ｅ
２・Ｅ３…基準電源、Ｒ１・Ｒ２…高抵抗器。
器、４…ビームスプリツタ、５…コールドミラ、６…蛍
光分光器、７…フォトダイオード検知器、８…光電子増
倍管、９…増幅器、１０…前置増幅器、１１…マルチプ
レクサ、１２…自動利得増幅器、１３…Ａ／Ｄ変換器、
１４…高電圧電源、１５…制御用マイクロコンピュー
タ、１６…ステッピングモータ、１７…シリンジ、１８
・２１…二方向切換バルブ、１９…発光試薬、２０…洗
浄液、２２…廃液容器、２３…標準安定発光試薬、２４
…測定試料、２５…試料容器（マイクロプレート）、２
６…パーソナル コンピュータ、２７…測定試料セル、
２８…利得設定抵抗回路、２９…増幅器、ＳＷ１・ＳＷ
２・ＳＷ３…マルチプレクサ内切換スイッチ、Ｅ１・Ｅ
２・Ｅ３…基準電源、Ｒ１・Ｒ２…高抵抗器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 孝一 茨城県ひたちなか市大字津田字関場1939番 地 那珂インスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 谷貝 功一 茨城県ひたちなか市大字津田字関場1939番 地 那珂インスツルメンツ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 EA01 FA07 GA07 GA08 GB11 GB18 GB19 HA02 HA09 JA04 KA03 LA02 LA03 NA06 NA13 NA14 2G045 AA40 CB01 DB10 FA14 FB07 GC15 JA02 JA04 JA08
Claims (2)
- 【請求項１】 キセノン光源を有し、その光源を励起分
光器を通して試料容器の中に励起光として照射し、更に
その励起光の一部を光源変動の監視用とする動作構成
で、試料容器中の細胞に特定な発光試薬を注入し、二つ
の結合した動態変化を蛍光量として取り出す機能を持っ
た装置において、予め標準安定発光試薬で測定した値を
制御用マイクロコンピュータの記憶回路に保存し、試料
の測定時には試料容器（マイクロプレート）の測定最初
又は最後のセル位置に同一標準安定発光試薬を注入して
置くことで、それを測定し、測定結果値と記憶値とを比
較することで、安定性の識別できる機能を備えたことを
特徴とする細胞内カルシウム濃度測定装置。 - 【請求項２】 請求項１において、異なった複数の基準
電圧を持ち、この電圧を各々に対応する選択スイッチで
切換え、擬似信号として増幅器に入力し、制御コンピュ
ータから利得設定抵抗器をディジタル設定し、増幅器の
増幅度を逐次変化しらがら、その出力値をＡ／Ｄ変換器
に入力し、Ａ／Ｄ変換器の出力を制御用マイクロコンピ
ュータに記憶し、その出力値を予め制御コンピュータに
記憶した理想値と比較判断することで、自動利得増幅器
の広範囲な増幅度機能を確認できることを特徴とする細
胞内カルシウム濃度測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000021726A JP2001208689A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 細胞内カルシウム濃度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000021726A JP2001208689A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 細胞内カルシウム濃度測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001208689A true JP2001208689A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18548098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000021726A Pending JP2001208689A (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 細胞内カルシウム濃度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001208689A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013161543A1 (ja) * | 2012-04-25 | 2013-10-31 | 三洋電機株式会社 | 試料保持担体およびそれを用いた蛍光検出装置 |
| CN109964066A (zh) * | 2016-11-24 | 2019-07-02 | 日产自动车株式会社 | 无级变速器的控制方法以及无级变速器系统 |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000021726A patent/JP2001208689A/ja active Pending
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