JP2002181696A - Method and apparatus for evaluating kinetic property of water - Google Patents

Method and apparatus for evaluating kinetic property of water

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JP2002181696A
JP2002181696A JP2000382765A JP2000382765A JP2002181696A JP 2002181696 A JP2002181696 A JP 2002181696A JP 2000382765 A JP2000382765 A JP 2000382765A JP 2000382765 A JP2000382765 A JP 2000382765A JP 2002181696 A JP2002181696 A JP 2002181696A
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light
sample water
magnetic field
water
deflection angle
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JP2000382765A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomonori Kawakami
友則 川上
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for evaluating the kinetic property of water capable of simplifying evaluating operation and increasing the efficiency of evaluation. SOLUTION: The method for evaluating the kinetic property of water includes applying a monitor beam to sample water while applying a magnetic field to the sample water; receiving the monitor beam that has propagated through the sample water; measuring predetermined spectroscopic properties such as the absorbency or Faraday rotation angle of the sample water based on the received monitor beam; and evaluating the kinetic property of the sample water on the basis of the predetermined spectroscopic properties of the sample water measured with and without the application of the magnetic field.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生体内などにおけ
る水の運動性を評価するための評価方法、及び評価装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the motility of water in a living body or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】生体は、約30%の生体高分子と約70
%の水とから構成されている。水分子は電気的な極性を
持っているため、生体中の水分子は周りの水分子や生体
高分子等と水素結合する。水分子同士で結合した水は、
ごく短時間で結合と分離とを繰り返すため、運動性の高
い水(自由水)と呼ばれている。これに対し、膜やタン
パク質などの生体高分子に結合した水は、比較的長時間
に亘ってその場所に滞在するため、運動性の低い水(結
合水)と呼ばれている。
2. Description of the Related Art A living body is composed of about 30% of a biopolymer and about 70%.
% Of water. Since water molecules have electrical polarity, water molecules in a living body hydrogen bond with surrounding water molecules, biopolymers, and the like. Water bound by water molecules
It is called highly mobile water (free water) because it repeats binding and separation in a very short time. On the other hand, water bound to a biopolymer such as a membrane or a protein stays at the place for a relatively long time, and is therefore called water with low mobility (bound water).

【0003】このように、水には自由水や結合水といっ
た状態の異なる水が存在し、それぞれ運動性が異なるこ
とが分かっている。ここで、生体に関する知見を深めて
いく上では、生体活動と水の運動性との関係を解明する
ことは極めて重要であり、よって水の運動性を的確に評
価することが可能な手法が求められる。
As described above, it is known that there are different states of water, such as free water and combined water, and that the motility is different. Here, it is extremely important to elucidate the relationship between biological activity and water motility in order to deepen knowledge about living organisms. Therefore, a method that can accurately evaluate water motility is required. Can be

【0004】従来より、水の運動性はNMR(Nuclear
Magnetic Resonance:核磁気共鳴)緩和時間を解析して
評価することが可能であるが、特に細胞内などにおける
水の運動性を評価する場合は、顕微鏡のような細胞レベ
ルの空間分解能が必要であり、「顕微NMR」なる空間
分解能を改善したNMRをベースとする手法により行わ
れる。
[0004] Conventionally, the mobility of water has been measured by NMR (Nuclear
(Magnetic Resonance) It is possible to analyze and evaluate the relaxation time, but especially when evaluating the motility of water inside cells, a cell-level spatial resolution like a microscope is required. , And “microscopic NMR”, which is a method based on NMR with improved spatial resolution.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たNMRを用いた従来の方法は、複雑な解析作業を必要
とし、また空間分解能を得るためには長時間の計測が必
要で評価の効率が低いという問題があった。
However, the above-mentioned conventional method using NMR requires a complicated analysis operation, and requires a long time measurement in order to obtain a spatial resolution, and the evaluation efficiency is low. There was a problem.

【0006】本発明は、上記した従来の技術の問題点に
鑑みなされたものであり、評価作業の簡素化を図ると共
に、評価の効率化を図ることが可能な水の運動性評価方
法及び評価装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has been made in consideration of the above-described problems. It is intended to provide a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するために鋭意研究した結果、水に磁場を印加したと
き、吸光度やファラデー回転角など水の分光学的性質に
変化が生じることを見出した。また、発明者はゲルを用
いた実験から、かかる水の分光学的性質の変化と水の運
動性との間に相関関係があることを見出した。そして、
発明者は水に磁場を印加した状態と印加しない状態とに
おける分光学的性質の変化を測定することで、水の運動
性を評価することが可能であることを見出し、本発明を
完成するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and found that when a magnetic field is applied to water, the spectroscopic properties of water, such as absorbance and Faraday rotation angle, change. Was found. In addition, the inventor has found from an experiment using a gel that there is a correlation between such a change in the spectroscopic properties of water and the mobility of water. And
The inventors have found that it is possible to evaluate the motility of water by measuring the change in spectroscopic properties between a state where a magnetic field is applied to water and a state where no magnetic field is applied to the water. Reached.

【0008】すなわち、本発明に係る水の運動性評価方
法は、試料水に磁場を印加した状態において、試料水に
対してモニター光を照射すると共に試料水中を伝搬した
モニター光を受光し、受光したモニター光に基づいて試
料水の所定の分光学的性質を測定し、磁場を印加した状
態において測定した試料水の所定の分光学的性質と磁場
を印加しない状態における試料水の所定の分光学的性質
とに基づいて、試料水の運動性を評価することを特徴と
する。
That is, in the method for evaluating the mobility of water according to the present invention, in a state where a magnetic field is applied to the sample water, the sample water is irradiated with monitor light, and the monitor light transmitted through the sample water is received. The predetermined spectroscopic properties of the sample water are measured based on the monitored light, and the predetermined spectroscopic properties of the sample water measured with the magnetic field applied and the predetermined spectroscopy of the sample water without the magnetic field applied It is characterized in that the motility of the sample water is evaluated based on the characteristic properties.

【0009】この水の運動性評価方法では、試料水に磁
場を印加することで生じる所定の分光学的性質の変化に
基づいて、試料水の運動性を評価している。このよう
に、光を用いて試料水の分光学的性質を測定しているた
め、NMRによる場合と比べて解析作業が簡素化され、
また高い空間分解能の計測を短時間で行うことが可能と
なり、評価の効率化が図られる。
In this method for evaluating the mobility of water, the mobility of the sample water is evaluated based on a change in predetermined spectroscopic properties caused by applying a magnetic field to the sample water. As described above, since the spectroscopic properties of the sample water are measured using light, the analysis work is simplified as compared with the case of using NMR,
In addition, high spatial resolution can be measured in a short time, and the efficiency of evaluation can be improved.

【0010】本発明に係る水の運動性評価方法では、試
料水の所定の分光学的性質として所定波長における吸光
度を測定し、磁場を印加した状態において測定した吸光
度と磁場を印加しない状態における吸光度との差に基づ
いて、試料水の運動性を評価することを特徴としてもよ
い。このようにすれば、磁場を印加した状態において測
定した吸光度と磁場を印加しない状態における吸光度と
の差に基づいて、試料水の運動性の評価が行われる。
In the method for evaluating the mobility of water according to the present invention, the absorbance at a predetermined wavelength is measured as a predetermined spectroscopic property of the sample water, and the absorbance measured with a magnetic field applied and the absorbance with no magnetic field applied are measured. The method may be characterized in that the motility of the sample water is evaluated based on the difference between. In this way, the mobility of the sample water is evaluated based on the difference between the absorbance measured in the state where the magnetic field is applied and the absorbance measured in the state where the magnetic field is not applied.

【0011】また本発明に係る水の運動性評価方法で
は、モニター光として直線偏光の光を用い、試料水の所
定の分光学的性質として試料水中を伝搬したモニター光
の偏向角を測定し、磁場を印加した状態において測定し
た偏向角と磁場を印加しない状態における偏向角との差
に基づいて、試料水の運動性を評価することを特徴とし
てもよい。このようにすれば、磁場を印加した状態にお
いて測定したモニター光の偏向角と磁場を印加しない状
態におけるモニター光の偏向角との差に基づいて、試料
水の運動性の評価が行われる。
In the method for evaluating the mobility of water according to the present invention, linearly polarized light is used as the monitor light, and the deflection angle of the monitor light propagated through the sample water is measured as a predetermined spectroscopic property of the sample water. The motility of the sample water may be evaluated based on a difference between a deflection angle measured in a state where a magnetic field is applied and a deflection angle in a state where no magnetic field is applied. In this way, the motility of the sample water is evaluated based on the difference between the deflection angle of the monitor light measured with the magnetic field applied and the deflection angle of the monitor light without the magnetic field applied.

【0012】また本発明に係る水の運動性評価方法で
は、モニター光として直線偏光の光を用い、試料水に照
射する前のモニター光及び試料水中を伝搬した後のモニ
ター光のうちの少なくともいずれかを散乱させ、試料水
の所定の分光学的性質として散乱されたモニター光のう
ち所定の偏向角を有する光の強度を測定し、磁場を印加
した状態において測定した所定の偏向角を有する光の強
度と磁場を印加しない状態における所定の偏向角を有す
る光の強度との比に基づいて、試料水の運動性を評価す
ることを特徴としてもよい。このようにすれば、磁場を
印加した状態において測定した所定の偏向角を有する光
の強度と磁場を印加しない状態における所定の偏向角を
有する光の強度との比に基づいて、試料水の運動性の評
価が行われる。
Further, in the method for evaluating the mobility of water according to the present invention, linearly polarized light is used as monitor light, and at least one of monitor light before irradiating the sample water and monitor light after propagating through the sample water. The light having a predetermined deflection angle measured in a state where a magnetic field is applied is measured by measuring the intensity of light having a predetermined deflection angle among monitor light scattered as predetermined spectroscopic properties of sample water. The mobility of the sample water may be evaluated based on a ratio between the intensity of the sample water and the intensity of light having a predetermined deflection angle in a state where no magnetic field is applied. With this configuration, the motion of the sample water is determined based on the ratio between the intensity of the light having the predetermined deflection angle measured in the state where the magnetic field is applied and the intensity of the light having the predetermined deflection angle in the state where the magnetic field is not applied. Sex evaluation is performed.

【0013】本発明に係る水の運動性評価方法では、印
加する磁場の強度を200mT以上とすると好ましい。
印加する磁場の強度が200mTよりも小さいと、試料
水に磁場を印加した場合に生じる所定の分光学的性質の
変化の測定精度、ひいては試料水Wの運動性の評価の精
度が低下する傾向にある。
In the method for evaluating the mobility of water according to the present invention, it is preferable that the intensity of the applied magnetic field be 200 mT or more.
If the strength of the applied magnetic field is smaller than 200 mT, the measurement accuracy of a change in a predetermined spectroscopic property that occurs when a magnetic field is applied to the sample water, and consequently, the accuracy of the evaluation of the mobility of the sample water W tends to decrease. is there.

【0014】本発明にかかる水の運動性評価装置は、上
記した本発明に係る水の運動性評価方法を好適に実施す
るための装置であり、(1)試料水に対して磁場を印加
するための磁場印加装置と、(2)試料水に対してモニ
ター光を照射するための光源装置と、(3)試料水中を
伝搬したモニター光を受光するための受光装置と、
(4)受光装置により受光した前記モニター光に基づい
て、試料水に磁場を印加した状態と印加しない状態とに
おける試料水の所定波長における吸光度の差を演算する
ための演算装置と、を備えることを特徴とする。
The apparatus for evaluating the mobility of water according to the present invention is an apparatus for suitably implementing the above-described method for evaluating the mobility of water according to the present invention. (1) A magnetic field is applied to sample water. (2) a light source device for irradiating the sample water with monitor light, and (3) a light receiving device for receiving the monitor light propagated in the sample water.
(4) An arithmetic unit for calculating a difference in absorbance at a predetermined wavelength of the sample water between a state where a magnetic field is applied to the sample water and a state where no magnetic field is applied to the sample water based on the monitor light received by the light receiving device. It is characterized by.

【0015】本発明に係る水の運動性評価装置では、受
光装置は、所定波長の光を透過させるフィルターと、該
フィルターを透過した光を受光する受光素子と、を有す
ることを特徴としてもよいまた本発明に係る水の運動性
評価装置は、(1)試料水に対して磁場を印加するため
の磁場印加装置と、(2)試料水に対して直線偏光のモ
ニター光を照射するための光源装置と、(3)試料水中
を伝搬したモニター光を受光してその偏向角を検出する
ための偏向角検出装置と、(4)偏向角検出装置により
検出したモニター光の偏向角に基づいて、試料水に磁場
を印加した状態と印加しない状態とにおける試料水中を
伝搬したモニター光の偏向角の差を演算するための演算
装置と、を備えることを特徴とする。
In the water kinetic evaluation apparatus according to the present invention, the light receiving device may include a filter that transmits light of a predetermined wavelength, and a light receiving element that receives light transmitted through the filter. Further, the water motility evaluation device according to the present invention includes (1) a magnetic field applying device for applying a magnetic field to the sample water, and (2) a linearly polarized monitor light for irradiating the sample water with the monitor light. A light source device, (3) a deflection angle detection device for receiving the monitor light propagated in the sample water and detecting its deflection angle, and (4) a deflection angle of the monitor light detected by the deflection angle detection device. And a calculating device for calculating a difference in deflection angle of monitor light that has propagated in the sample water when a magnetic field is applied to the sample water and when no magnetic field is applied to the sample water.

【0016】また本発明に係る水の運動性評価装置は、
(1)試料水に対して磁場を印加するための磁場印加装
置と、(2)試料水に対して直線偏光のモニター光を照
射するための光源装置と、(3)試料水に照射する前の
モニター光及び試料水中を伝搬した後のモニター光のう
ち少なくともいずれかを散乱させるための散乱体と、
(4)散乱体により散乱された試料水中を伝搬したモニ
ター光のうち所定の偏向角を有する光のみを通過させる
偏光素子と、(5)偏光素子を通過した光を受光するた
めの受光素子と、(6)受光素子により受光した光に基
づいて、試料水に磁場を印加した状態と印加しない状態
とにおける所定の偏向角を有する光の強度の比を演算す
るための演算装置と、を備えることを特徴とする。
[0016] The water motility evaluation apparatus according to the present invention comprises:
(1) a magnetic field applying device for applying a magnetic field to the sample water; (2) a light source device for irradiating the sample water with linearly polarized monitor light; and (3) before irradiating the sample water. A scatterer for scattering at least one of the monitor light and the monitor light after propagating in the sample water,
(4) a polarizing element for passing only light having a predetermined deflection angle out of monitor light propagated in the sample water scattered by the scatterer, and (5) a light receiving element for receiving light passing through the polarizing element. And (6) an arithmetic unit for calculating a ratio of the intensity of light having a predetermined deflection angle between a state where a magnetic field is applied to the sample water and a state where no magnetic field is applied to the sample water, based on the light received by the light receiving element. It is characterized by the following.

【0017】また本発明に係る水の運動性評価装置で
は、試料水を位置決めするための位置決め手段を備える
ことを特徴としてもよい。
Further, the water motility evaluation apparatus according to the present invention may be characterized in that it is provided with a positioning means for positioning the sample water.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明に係る水の運動性評価方法、及び評価装置の好適な
実施形態について説明する。なお、図面において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the method and apparatus for evaluating water motility according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0019】(第1実施形態)まず、第1実施形態に係
る水の運動性評価方法(以下、「評価方法」ともい
う)、及び水の運動性評価装置(以下、「評価装置」と
もいう)について説明する前に、図1及び図2を参照し
て本実施形態において水の運動性を評価する原理につい
て説明する。
(First Embodiment) First, the water motility evaluation method according to the first embodiment (hereinafter also referred to as "evaluation method") and a water motility evaluation device (hereinafter also referred to as "evaluation device"). Before describing (), the principle of evaluating the motility of water in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0020】水は中心波長λ0=960、1450、1
960、3000nm付近で大きな吸光度を有する。図
1において実線L1は、中心波長λ0付近における水の
吸光スペクトルを示している。かかる吸光スペクトルを
有する水に磁場を印加すると、破線L2に示すように、
水の吸光スペクトルは短波長側に僅かにシフトすること
を発明者は見出した。そして、磁場を印加する前後にお
いて吸光度の差である差分吸光度を測定すると、図2に
示すように、波長λ1において最大値A1を、波長λ2
おいて最小値A2を有する差分吸光スペクトルとなる。
そして、差分吸光度の最大振幅ΔAはA1+|A2|と表
される。なお、図1において実線L1の中心波長λ0
1450nmとするときは、図2において差分吸光度の
最大値A1及び最小値A2をとる波長λ1及びλ2のそれぞ
れは、例えば1420nm及び1480nmとなる。
Water has a center wavelength λ 0 = 960, 1450, 1
It has a large absorbance near 960 and 3000 nm. In FIG. 1, a solid line L1 indicates an absorption spectrum of water near the center wavelength λ 0 . When a magnetic field is applied to water having such an absorption spectrum, as shown by a broken line L2,
The inventor has found that the absorption spectrum of water slightly shifts to the shorter wavelength side. When measuring the differential absorbance is the difference in absorbance before and after the application of a magnetic field, as shown in FIG. 2, the maximum value A 1 at the wavelength lambda 1, and the differential absorption spectrum having the minimum value A 2 at the wavelength lambda 2 Become.
Then, the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance is represented as A 1 + | A 2 |. When the center wavelength λ 0 of the solid line L1 in FIG. 1 is 1450 nm, the wavelengths λ 1 and λ 2 at which the maximum value A 1 and the minimum value A 2 of the differential absorbance take, for example, are 1420 nm and 1480 nm, respectively. Becomes

【0021】ここで、ゲルは濃度が高くなるほど運動性
の高い水(自由水)が少なくなり、逆に運動性の低い水
(結合水)が多くなる性質がある。よって、発明者はゲ
ル濃度の異なるサンプルを複数用意し、ゲル濃度と差分
吸光度の最大振幅ΔAとの関係について調べた。する
と、図3に示すように、ゲル濃度を増加させるほど磁場
印加前後の吸光度変化(差分吸光度の最大振幅ΔA)が
小さくなる傾向にあった。このように、ゲル濃度と差分
吸光度の最大振幅ΔAとの間には相関があり、差分吸光
度の最大振幅ΔAを測定することで、水の運動性を評価
することが可能であることが分かった。例えば、ΔAが
大きいときはゲル濃度が低いときに相当し、水の運動性
が高い(自由水が多い)と評価することができる。一
方、ΔAが小さいときはゲル濃度が高いときに相当し、
水の運動性が低い(結合水が多い)と評価することがで
きる。
Here, the gel has the property that the higher the concentration, the less water (free water) with high mobility and the more water with low mobility (bound water). Therefore, the inventors prepared a plurality of samples having different gel concentrations and examined the relationship between the gel concentration and the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance. Then, as shown in FIG. 3, as the gel concentration increased, the change in absorbance before and after the application of the magnetic field (the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance) tended to decrease. As described above, there is a correlation between the gel concentration and the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance, and it has been found that by measuring the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance, it is possible to evaluate the motility of water. . For example, when ΔA is large, it corresponds to the case where the gel concentration is low, and it can be evaluated that the mobility of water is high (there is a lot of free water). On the other hand, a small ΔA corresponds to a high gel concentration,
It can be evaluated that the mobility of water is low (the amount of bound water is large).

【0022】以下に説明する本実施形態にかかる評価方
法及び評価装置は、上記した原理に基づくものである。
An evaluation method and an evaluation device according to the present embodiment described below are based on the above-described principle.

【0023】図4は、本実施形態に係る評価装置の構成
を模式的に示す図である。図示の通り、評価装置10は
サンプル水(試料水)Wを収容する恒温チャンバー12
と、サンプル水Wにモニター光を照射するための光源装
置14と、サンプル水W中を伝搬したモニター光を受光
するための第1及び第2受光装置16,18と、細胞レ
ベルの空間分解能を得るための顕微鏡装置20とを備え
ている。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation device according to the present embodiment. As shown in the figure, the evaluation device 10 includes a constant temperature chamber 12 containing sample water (sample water) W.
A light source device 14 for irradiating the sample water W with monitor light, first and second light receiving devices 16 and 18 for receiving monitor light propagated in the sample water W, and a spatial resolution at a cell level. And a microscope device 20 for obtaining the same.

【0024】恒温チャンバ12は、電気的に接続された
恒温制御回路56により内部の温度を略一定に維持する
ことが可能である密閉容器であり、その内部にはサンプ
ル水Wが充填されたサンプル容器11が収容される。サ
ンプル容器11は、底部に光を反射する反射板22を有
し、その上面は開閉可能に設けられたカバーガラス24
により覆われている。また恒温チャンバ12は、かかる
サンプル容器11を位置決めするための電動ステージ
(位置決め手段)26を有している。この電動ステージ
26はステージ制御回路60と電気的に接続されてお
り、ステージ制御回路60からの電気信号により電動ス
テージ26が駆動制御されてサンプル容器11の位置決
めがなされる。さらに恒温チャンバ12は、サンプル水
Wに磁場を印加するための磁場印加装置28を有してい
る。この磁場印加装置28は磁場印加制御回路58と電
気的に接続されており、磁場印加制御回路58からの電
気信号により磁場印加装置28が駆動制御されてサンプ
ル容器11内のサンプル水Wに磁場が印加される。
The constant temperature chamber 12 is a hermetically sealed container capable of maintaining the internal temperature substantially constant by a constant temperature control circuit 56 which is electrically connected thereto. The container 11 is accommodated. The sample container 11 has a reflecting plate 22 for reflecting light at the bottom, and a cover glass 24 provided on the upper surface thereof so as to be opened and closed.
Covered by Further, the constant temperature chamber 12 has an electric stage (positioning means) 26 for positioning the sample container 11. The electric stage 26 is electrically connected to the stage control circuit 60, and the electric stage 26 is driven and controlled by an electric signal from the stage control circuit 60 to position the sample container 11. Further, the constant temperature chamber 12 has a magnetic field application device 28 for applying a magnetic field to the sample water W. The magnetic field application device 28 is electrically connected to a magnetic field application control circuit 58, and the magnetic field application device 28 is driven and controlled by an electric signal from the magnetic field application control circuit 58 so that a magnetic field is applied to the sample water W in the sample container 11. Applied.

【0025】光源装置14は、サンプル水Wに照射する
モニター光を発する光源30と、光源30から発せられ
たモニター光を平行光に調整するためのレンズ32とを
有している。光源30としては、水が大きな吸光度を有
する中心波長λ0=960、1450、1960、30
00nmのいずれか付近を含む光を発する光源であると
好ましい。例えば、中心波長λ0=1450nmの光を
含ませる場合は、光源30として波長1300nm〜1
600nm付近の光を発する光源を使用すると好まし
い。かかる光源30としては、ハロゲンランプや複数個
の赤外線LED(発光ダイオード)、LD(レーザダイ
オード)などが挙げられる。
The light source device 14 has a light source 30 for emitting monitor light for irradiating the sample water W, and a lens 32 for adjusting the monitor light emitted from the light source 30 to parallel light. As the light source 30, the center wavelength λ 0 = 960, 1450, 1960, 30 at which water has a large absorbance is used.
It is preferable that the light source emits light including any part near 00 nm. For example, when light having a center wavelength λ 0 = 1450 nm is included, the light source 30 has a wavelength of 1300 nm to 1300 nm.
It is preferable to use a light source that emits light near 600 nm. Examples of the light source 30 include a halogen lamp, a plurality of infrared LEDs (light emitting diodes), and LDs (laser diodes).

【0026】第1受光装置16は、サンプル水W中を伝
搬して反射板22により反射されて戻ってくるモニター
光を収束させるためのレンズ34と、上記した原理のと
ころで説明したとおり、サンプル水Wの差分吸光度が最
大となる波長λ1の光のみを透過させるバンドパスフィ
ルタ36と、バンドパスフィルタ36を透過した光を受
光して光強度をアナログの電気信号に変換するフォトダ
イオード等の受光素子38とを有している。本実施形態
では、バンドパスフィルタ36は所定の波長λ 1、例え
ば1420nmの光のみを透過させる機能を有する。
The first light receiving device 16 propagates through the sample water W.
A monitor that is carried and reflected back by the reflector 22
The lens 34 for converging light and the above-described principle
As described at the time, the differential absorbance of the sample water W is the highest.
Large wavelength λ1Bandpass filter that transmits only
Filter 36 and the light transmitted through the bandpass filter 36.
A photoda that illuminates and converts the light intensity into an analog electrical signal
And a light receiving element 38 such as an ion. This embodiment
Then, the band-pass filter 36 has a predetermined wavelength λ. 1,example
For example, it has a function of transmitting only light having a wavelength of 1420 nm.

【0027】第2受光装置18は、サンプル水W中を伝
搬して反射板22により反射されて戻ってくるモニター
光を収束させるためのレンズ40と、上記した原理のと
ころで説明したとおり、サンプル水Wの差分吸光度が最
小となる波長λ2の光のみを透過させるバンドパスフィ
ルタ42と、バンドパスフィルタ42を透過した光を受
光して光強度をアナログの電気信号に変換するフォトダ
イオード等の受光素子44とを有している。本実施形態
では、バンドパスフィルタ42は所定の波長λ 2、例え
ば1480nmの光のみを透過させる機能を有する。
The second light receiving device 18 propagates through the sample water W.
A monitor that is carried and reflected back by the reflector 22
The lens 40 for converging light and the above-described principle
As described at the time, the differential absorbance of the sample water W is the highest.
Small wavelength λTwoBandpass filter that transmits only
Filter 42 and the light transmitted through the bandpass filter 42.
A photoda that illuminates and converts the light intensity into an analog electrical signal
And a light receiving element 44 such as an ion. This embodiment
Then, the band-pass filter 42 has a predetermined wavelength λ. Two,example
For example, it has a function of transmitting only light of 1480 nm.

【0028】顕微鏡装置20は、光源装置14から発せ
られたモニター光をサンプル水Wに向けて反射すると共
に、サンプル水W中を伝搬して反射板22により反射さ
れて戻ってくるモニター光を透過させるためのハーフミ
ラー46と、ハーフミラー46を透過したモニター光の
一部を反射して第2受光装置18に受光させると共に、
残りを透過して第1受光装置16に受光させるためのハ
ーフミラー50と、空間分解能を得るための対物レンズ
48とを有している。
The microscope device 20 reflects the monitor light emitted from the light source device 14 toward the sample water W, and transmits the monitor light that propagates in the sample water W, is reflected by the reflection plate 22, and returns. And a part of the monitor light transmitted through the half mirror 46 is reflected and received by the second light receiving device 18.
It has a half mirror 50 for transmitting the remaining light to the first light receiving device 16 to receive light, and an objective lens 48 for obtaining spatial resolution.

【0029】また評価装置10は、A/Dコンバータ5
2と、演算制御装置54と、演算制御装置54により算
出された結果を表示するための表示装置55を備えてい
る。A/Dコンバータ52は、第1及び第2受光装置1
6,18と電気的に接続されており、第1及び第2受光
装置16,18から送られてくるアナログの電気信号を
デジタルの電気信号に変換する機能を有する。
The evaluation device 10 includes an A / D converter 5
2, an arithmetic and control unit 54, and a display unit 55 for displaying the result calculated by the arithmetic and control unit 54. The A / D converter 52 includes the first and second light receiving devices 1
6 and 18, and has a function of converting analog electric signals sent from the first and second light receiving devices 16 and 18 into digital electric signals.

【0030】演算制御装置54は、A/Dコンバータ5
2と電気的に接続されており、A/Dコンバータ52か
ら送られてくるデジタルの電気信号に基づいて、サンプ
ル水Wに磁場を印加した状態と印加しない状態とにおけ
る波長λ1における差分吸光度と、波長λ2における差分
吸光度とを算出し、さらに差分吸光度の最大振幅ΔA=
1+|A2|を算出する。なお、演算制御装置54は前
述した恒温制御回路56、磁場印加制御回路58、およ
びステージ制御回路60とも電気的に接続されており、
これらを制御する機能も有している。
The arithmetic and control unit 54 includes an A / D converter 5
2, and based on a digital electric signal sent from the A / D converter 52, the difference absorbance at the wavelength λ 1 between the state where the magnetic field is applied to the sample water W and the state where the magnetic field is not applied to the sample water W. , The difference absorbance at the wavelength λ 2 , and further, the maximum amplitude ΔA of the difference absorbance =
A 1 + | A 2 | is calculated. The arithmetic and control unit 54 is also electrically connected to the constant temperature control circuit 56, the magnetic field application control circuit 58, and the stage control circuit 60 described above.
It also has a function to control these.

【0031】表示装置55は、例えばCRTや印刷装置
であって演算制御装置54と電気的に接続されおり、演
算制御装置54により算出された測定場所ごとの差分吸
光度の最大振幅ΔAの値を、例えば色の濃淡を使って2
次元的に表示する。
The display device 55 is, for example, a CRT or a printing device, and is electrically connected to the arithmetic and control unit 54. The display unit 55 displays the value of the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance for each measurement location calculated by the arithmetic and control unit 54. For example, using shades of color 2
Display dimensionally.

【0032】次に、上記した構成の評価装置10を用い
た本実施形態に係る水の運動性評価方法の一例につい
て、図5のフローチャートを参照して説明する。
Next, an example of the water motility evaluation method according to the present embodiment using the evaluation apparatus 10 having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0033】まず、サンプル容器11内にサンプル水W
を充填し、恒温チャンバ12内に収容した後、恒温制御
回路56によりサンプル水Wの温度を所定の温度に維持
する(ステップS101)。サンプル水Wとしては、サ
ンプル容器11内に単なる自然水を充填してその運動性
を評価してもよく、また化粧水などを充填してエマルジ
ョンの評価を行うこともできる。さらに、サンプル容器
11内に食品を入れて食品中の水の運動性を評価した
り、生体の皮膚を入れて皮膚中の水の運動性を評価した
りすることもできる。
First, the sample water W is placed in the sample container 11.
After being filled in the constant temperature chamber 12, the temperature of the sample water W is maintained at a predetermined temperature by the constant temperature control circuit 56 (step S101). As the sample water W, the sample container 11 may be simply filled with natural water to evaluate its motility, or a lotion or the like may be filled to evaluate the emulsion. Furthermore, it is also possible to put the food in the sample container 11 and evaluate the motility of water in the food, or put the skin of a living body and evaluate the motility of water in the skin.

【0034】次に、サンプル水Wについて測定する範囲
を指定して演算制御手段54に入力する(ステップS1
02)。
Next, a range to be measured for the sample water W is designated and input to the arithmetic and control means 54 (step S1).
02).

【0035】次に、磁場印加制御回路58により磁場印
加装置28を停止して、サンプル水Wに磁場が印加され
ていない状態にする(ステップS103)。その後、光
源装置14からモニター光を発する。光源装置14から
発せられたモニター光は、ハーフミラー46により反射
され、対物レンズ48を介してサンプル容器11内のサ
ンプル水Wに照射される。
Next, the magnetic field application device 28 is stopped by the magnetic field application control circuit 58, so that no magnetic field is applied to the sample water W (step S103). Thereafter, the light source device 14 emits monitor light. The monitor light emitted from the light source device 14 is reflected by the half mirror 46 and irradiates the sample water W in the sample container 11 via the objective lens 48.

【0036】サンプル水W中を伝搬したモニター光は、
反射板22により反射され、対物レンズ48、ハーフミ
ラー46を通ってハーフミラー50に至る。ハーフミラ
ー50に至ったモニター光の一部は、ハーフミラー50
を透過して第1受光装置16に受光される。一方、ハー
フミラー50に至ったモニター光の他の一部は、ハーフ
ミラー50により反射され第2受光装置18に受光され
る。
The monitor light propagating in the sample water W is
The light is reflected by the reflection plate 22 and reaches the half mirror 50 through the objective lens 48 and the half mirror 46. A part of the monitor light reaching the half mirror 50 is
And is received by the first light receiving device 16. On the other hand, another part of the monitor light reaching the half mirror 50 is reflected by the half mirror 50 and received by the second light receiving device 18.

【0037】第1受光装置16に受光されたモニター光
は、バンドパスフィルタ36により所定の波長λ1、例
えば1420nmの光のみが透過され、受光素子38に
より受光されてその光強度がアナログの電気信号に変換
される。一方、第2受光装置18に受光されたモニター
光は、バンドパスフィルタ42により所定の波長λ2
例えば1480nmの光のみが透過され、受光素子44
により受光されてその光強度がアナログの電気信号に変
換される。これら受光素子38,44からのアナログの
電気信号はA/Dコンバータ52に送られ、ここでデジ
タルの電気信号に変換される。そして、A/Dコンバー
タ52により変換されたデジタルの電気信号は、演算制
御装置54に送られて測定位置と関連付けられてデータ
保存される(ステップS104)。
In the monitor light received by the first light receiving device 16, only light having a predetermined wavelength λ 1 , for example, 1420 nm, is transmitted by the band-pass filter 36, received by the light receiving element 38, and the light intensity is converted into analog electric light. Converted to a signal. On the other hand, the monitor light received by the second light receiving device 18 has a predetermined wavelength λ 2 ,
For example, only light of 1480 nm is transmitted and the light receiving element 44
And the light intensity is converted into an analog electric signal. The analog electric signals from the light receiving elements 38 and 44 are sent to the A / D converter 52, where they are converted into digital electric signals. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored in association with the measurement position (step S104).

【0038】次に、磁場印加制御回路58により磁場印
加装置28を駆動して、サンプル水Wに磁場を印加する
(ステップS105)。このとき、サンプル水Wに印加
する磁場の強度は200mT(2000ガウス)以上、
好ましくは400mT〜2000mTとすると好まし
い。印加する磁場の強度が200mTよりも小さいと、
測定される差分吸光度の最大振幅ΔAの測定精度、ひい
てはサンプル水Wの運動性の評価の精度が低下する傾向
にある。また、印加する磁場の方向はモニター光の光軸
上とすると好ましい。
Next, the magnetic field application device 28 is driven by the magnetic field application control circuit 58 to apply a magnetic field to the sample water W (step S105). At this time, the intensity of the magnetic field applied to the sample water W is 200 mT (2000 gauss) or more,
Preferably, it is 400 mT to 2000 mT. When the intensity of the applied magnetic field is smaller than 200 mT,
There is a tendency that the measurement accuracy of the maximum amplitude ΔA of the measured differential absorbance, and consequently, the accuracy of evaluating the motility of the sample water W is reduced. The direction of the applied magnetic field is preferably on the optical axis of the monitor light.

【0039】サンプル水Wに磁場を印加した状態で、第
1受光装置16に受光されたモニター光は、バンドパス
フィルタ36により所定の波長λ1、例えば1420n
mの光のみが透過され、受光素子38により受光されて
その光強度がアナログの電気信号に変換される。一方、
第2受光装置18に受光されたモニター光は、バンドパ
スフィルタ42により所定の波長λ2、例えば1480
nmの光のみが透過され、受光素子44により受光され
てその光強度がアナログの電気信号に変換される。これ
ら受光素子38,44からのアナログの電気信号はA/
Dコンバータ52に送られ、ここでデジタルの電気信号
に変換される。そして、A/Dコンバータ52により変
換されたデジタルの電気信号は、演算制御装置54に送
られて測定位置と関連付けられてデータ保存される(ス
テップS106)。
In a state where a magnetic field is applied to the sample water W, the monitor light received by the first light receiving device 16 has a predetermined wavelength λ 1 , for example, 1420 n, by the band-pass filter 36.
Only the light of m is transmitted, received by the light receiving element 38, and its light intensity is converted into an analog electric signal. on the other hand,
The monitor light received by the second light receiving device 18 has a predetermined wavelength λ 2 , for example, 1480, by the bandpass filter 42.
Only the light of nm is transmitted, received by the light receiving element 44, and the light intensity is converted into an analog electric signal. Analog electric signals from the light receiving elements 38 and 44 are A /
The signal is sent to a D converter 52, where it is converted into a digital electric signal. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored in association with the measurement position (step S106).

【0040】次に、サンプル水Wに磁場を印加した状態
で測定され、演算制御装置54に保存されている波長λ
1及びλ2の光強度のデータと、磁場を印加しない状態で
測定され、演算制御装置54に保存されている波長λ1
及びλ2の光強度のデータとに基づいて、演算制御装置
54において波長λ1及びλ2におけるサンプル水Wの差
分吸光度A1及びA2を算出し、さらに差分吸光度の最大
振幅ΔA=A1+|A2|を算出する。そして、算出した
差分吸光度の最大振幅ΔAの値を、測定した位置と関連
づけてデータ保存する(ステップS107)。
Next, the wavelength λ is measured with the magnetic field applied to the sample water W and stored in the arithmetic and control unit 54.
The data of the light intensity of 1 and λ 2 and the wavelength λ 1 measured without applying a magnetic field and stored in the arithmetic and control unit 54
And the light intensity data of λ 2 , the arithmetic and control unit 54 calculates the differential absorbances A 1 and A 2 of the sample water W at the wavelengths λ 1 and λ 2 , and furthermore, the maximum amplitude ΔA = A 1 of the differential absorbance. + | A 2 | is calculated. Then, the value of the calculated maximum amplitude ΔA of the differential absorbance is stored in association with the measured position (step S107).

【0041】次に、ステージ制御回路60により電動ス
テージ26を駆動して、視野の変更を行う(ステップS
108)。そして、変更された位置が測定範囲内にある
か否かを判断し(ステップS109)、測定範囲内にあ
るときはステップS103に戻って上記した測定を繰り
返す。
Next, the electric stage 26 is driven by the stage control circuit 60 to change the field of view (step S).
108). Then, it is determined whether or not the changed position is within the measurement range (step S109). If the changed position is within the measurement range, the process returns to step S103 to repeat the above measurement.

【0042】すべての測定範囲について差分吸光度の最
大振幅ΔAの算出が終了し、ステップS108において
電動ステージ26により視野を変更し、ステップS10
9においてその位置が測定範囲外と判断されたときはス
テップS110に移る。
The calculation of the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance is completed for all the measurement ranges, and the field of view is changed by the electric stage 26 in step S108, and step S10 is performed.
If it is determined in step 9 that the position is out of the measurement range, the process proceeds to step S110.

【0043】ステップS110では、演算制御手段54
に保存されているデータに基づいて、測定位置ごとの差
分吸光度の最大振幅ΔAの値を、例えば色の濃淡を使っ
て表示装置55に2次元的に表示する。これにより、サ
ンプル水Wの測定範囲内のそれぞれの位置での水の運動
性を評価することが可能となる。
In step S110, the arithmetic control means 54
The value of the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance at each measurement position is two-dimensionally displayed on the display device 55 using, for example, the density of the color based on the data stored in the display device 55. This makes it possible to evaluate the motility of the water at each position within the measurement range of the sample water W.

【0044】ここで、本実施形態において水の運動性の
評価は、以下のようにして行ってもよい。本実施形態に
係る評価方法の他の例について、図6のフローチャート
を参照して説明する。
Here, in this embodiment, the evaluation of water motility may be performed as follows. Another example of the evaluation method according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.

【0045】まず、サンプル容器11内にサンプル水W
を充填し、恒温チャンバ12内に収容した後、恒温制御
回路56によりサンプル水Wの温度を所定の温度に維持
する(ステップS201)。次に、サンプル水Wについ
て測定する範囲を指定して演算制御手段54に入力する
(ステップS202)。
First, the sample water W is placed in the sample container 11.
After being filled in the constant temperature chamber 12, the temperature of the sample water W is maintained at a predetermined temperature by the constant temperature control circuit 56 (step S201). Next, a range to be measured for the sample water W is specified and input to the arithmetic and control unit 54 (step S202).

【0046】次に、磁場印加制御回路58により磁場印
加装置28を停止して、サンプル水Wに磁場が印加され
ていない状態にする(ステップS203)。その後、光
源装置14からモニター光を発する。光源装置14から
発せられたモニター光は、ハーフミラー46により反射
され、対物レンズ48を介してサンプル容器11内のサ
ンプル水Wに照射される。
Next, the magnetic field application device 28 is stopped by the magnetic field application control circuit 58, so that no magnetic field is applied to the sample water W (step S203). Thereafter, the light source device 14 emits monitor light. The monitor light emitted from the light source device 14 is reflected by the half mirror 46 and irradiates the sample water W in the sample container 11 via the objective lens 48.

【0047】サンプル水W中を伝搬したモニター光は、
反射板22により反射され、対物レンズ48、ハーフミ
ラー46を通ってハーフミラー50に至る。ハーフミラ
ー50に至ったモニター光の一部は、ハーフミラー50
を透過して第1受光装置16に受光される。一方、ハー
フミラー50に至ったモニター光の他の一部は、ハーフ
ミラー50により反射され第2受光装置18に受光され
る。
The monitor light propagating in the sample water W is
The light is reflected by the reflection plate 22 and reaches the half mirror 50 through the objective lens 48 and the half mirror 46. A part of the monitor light reaching the half mirror 50 is
And is received by the first light receiving device 16. On the other hand, another part of the monitor light reaching the half mirror 50 is reflected by the half mirror 50 and received by the second light receiving device 18.

【0048】第1受光装置16に受光されたモニター光
は、バンドパスフィルタ36により所定の波長λ1、例
えば1420nmの光のみが透過され、受光素子38に
より受光されてその光強度がアナログの電気信号に変換
される。一方、第2受光装置18に受光されたモニター
光は、バンドパスフィルタ42により所定の波長λ2
例えば1480nmの光のみが透過され、受光素子44
により受光されてその光強度がアナログの電気信号に変
換される。これら受光素子38,44からのアナログの
電気信号はA/Dコンバータ52に送られ、ここでデジ
タルの電気信号に変換される。そして、A/Dコンバー
タ52により変換されたデジタルの電気信号は、演算制
御装置54に送られて測定位置と関連付けられてデータ
保存される(ステップS204)。
In the monitor light received by the first light receiving device 16, only light having a predetermined wavelength λ 1 , for example, 1420 nm, is transmitted by the band-pass filter 36, and is received by the light receiving element 38, and the light intensity is analog. Converted to a signal. On the other hand, the monitor light received by the second light receiving device 18 has a predetermined wavelength λ 2 ,
For example, only light of 1480 nm is transmitted and the light receiving element 44
And the light intensity is converted into an analog electric signal. The analog electric signals from the light receiving elements 38 and 44 are sent to the A / D converter 52, where they are converted into digital electric signals. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored in association with the measurement position (step S204).

【0049】次に、ステージ制御回路60により電動ス
テージ26を駆動して、視野の変更を行う(ステップS
205)。そして、変更された位置が測定範囲内にある
か否かを判断し(ステップS206)、測定範囲内にあ
るときはステップS203に戻って上記した測定を繰り
返す。
Next, the electric stage 26 is driven by the stage control circuit 60 to change the field of view (step S).
205). Then, it is determined whether or not the changed position is within the measurement range (step S206). If the changed position is within the measurement range, the process returns to step S203 to repeat the above-described measurement.

【0050】サンプル水Wに磁場を印加しない状態にお
いて、すべての測定範囲について波長λ1及びλ2の光強
度を測定し、データの保存が終了した後、ステップS2
05において電動ステージ26により視野を変更し、ス
テップS206においてその位置が測定範囲外と判断さ
れたときはステップS207に移る。
In the state where no magnetic field is applied to the sample water W, the light intensities of the wavelengths λ 1 and λ 2 are measured for all the measurement ranges, and after the data storage is completed, the step S 2
In step 05, the visual field is changed by the electric stage 26, and when it is determined in step S206 that the position is outside the measurement range, the process proceeds to step S207.

【0051】ステップS207では、磁場印加制御回路
58により磁場印加装置28を駆動して、サンプル水W
に磁場が印加された状態にする。このとき、サンプル水
Wに印加する磁場の強度は200mT(2000ガウ
ス)以上、好ましくは400mT〜2000mTとする
と好ましい。印加する磁場の強度が200mTよりも小
さいと、測定される差分吸光度の最大振幅ΔAの測定精
度、ひいてはサンプル水Wの運動性の評価の精度が低下
する傾向にある。また、印加する磁場の方向はモニター
光の光軸上とすると好ましい。
In step S207, the magnetic field application device 28 is driven by the magnetic field application control circuit 58, and the sample water W
To a state where a magnetic field is applied. At this time, the intensity of the magnetic field applied to the sample water W is preferably 200 mT (2000 gauss) or more, preferably 400 mT to 2000 mT. If the intensity of the applied magnetic field is smaller than 200 mT, the measurement accuracy of the maximum amplitude ΔA of the measured differential absorbance, and thus the accuracy of the evaluation of the motility of the sample water W, tend to decrease. The direction of the applied magnetic field is preferably on the optical axis of the monitor light.

【0052】サンプル水Wに磁場を印加した状態で、第
1受光装置16に受光されたモニター光は、バンドパス
フィルタ36により所定の波長λ1、例えば1420n
mの光のみが透過され、受光素子38により受光されて
その光強度がアナログの電気信号に変換される。一方、
第2受光装置18に受光されたモニター光は、バンドパ
スフィルタ42により所定の波長λ2、例えば1480
nmの光のみが透過され、受光素子44により受光され
てその光強度がアナログの電気信号に変換される。これ
ら受光素子38,44からのアナログの電気信号はA/
Dコンバータ52に送られ、ここでデジタルの電気信号
に変換される。そして、A/Dコンバータ52により変
換されたデジタルの電気信号は、演算制御装置54に送
られて測定位置と関連付けられてデータ保存される(ス
テップS208)。
In a state where a magnetic field is applied to the sample water W, the monitor light received by the first light receiving device 16 is subjected to a predetermined wavelength λ 1 , for example, 1420 n by the band-pass filter 36.
Only the light of m is transmitted, received by the light receiving element 38, and its light intensity is converted into an analog electric signal. on the other hand,
The monitor light received by the second light receiving device 18 has a predetermined wavelength λ 2 , for example, 1480, by the bandpass filter 42.
Only the light of nm is transmitted, received by the light receiving element 44, and the light intensity is converted into an analog electric signal. Analog electric signals from the light receiving elements 38 and 44 are A /
The signal is sent to a D converter 52, where it is converted into a digital electric signal. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored in association with the measurement position (step S208).

【0053】次に、ステージ制御回路60により電動ス
テージ26を駆動して、視野の変更を行う(ステップS
209)。そして、変更された位置が測定範囲内にある
か否かを判断し(ステップS210)、測定範囲内にあ
るときはステップS208に戻って上記した測定を繰り
返す。
Next, the electric stage 26 is driven by the stage control circuit 60 to change the field of view (step S).
209). Then, it is determined whether or not the changed position is within the measurement range (step S210), and if it is within the measurement range, the process returns to step S208 to repeat the above measurement.

【0054】サンプル水Wに磁場を印加した状態におい
て、すべての測定範囲について波長λ1及びλ2の光強度
を測定し、データの保存が終了した後、ステップS20
9において電動ステージ26により視野を変更し、ステ
ップS210においてその位置が測定範囲外と判断され
たときはステップS211に移る。
In a state where a magnetic field is applied to the sample water W, the light intensities of the wavelengths λ 1 and λ 2 are measured in all the measurement ranges, and after the data storage is completed, the process proceeds to step S 20.
In step 9, the field of view is changed by the motorized stage 26. If it is determined in step S210 that the position is outside the measurement range, the process proceeds to step S211.

【0055】ステップS211では、サンプル水Wに磁
場を印加した状態で測定され、演算制御装置54に保存
されている波長λ1及びλ2の光強度のデータと、磁場を
印加しない状態で測定され、演算制御装置54に保存さ
れている波長λ1及びλ2の光強度のデータとに基づい
て、演算制御装置54において波長λ1及びλ2における
サンプル水Wの差分吸光度A1及びA2を算出し、これか
らすべての測定位置について差分吸光度の最大振幅ΔA
=A1+|A2|を算出する。
In step S211, the measurement is performed with the magnetic field applied to the sample water W, the data of the light intensity of the wavelengths λ 1 and λ 2 stored in the arithmetic and control unit 54 and the measurement without the magnetic field applied. Based on the light intensity data of the wavelengths λ 1 and λ 2 stored in the arithmetic and control unit 54, the arithmetic and control unit 54 calculates the differential absorbances A 1 and A 2 of the sample water W at the wavelengths λ 1 and λ 2 . Calculated from this, the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance for all measurement positions
= A 1 + | A 2 |

【0056】そして、演算制御手段54により算出され
た測定位置ごとの差分吸光度の最大振幅ΔAの値を、例
えば色の濃淡を使って表示装置55に2次元的に表示す
る(ステップS212)。これにより、サンプル水Wの
測定範囲内のそれぞれの位置での水の運動性を評価する
ことが可能となる。
Then, the value of the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance for each measurement position calculated by the arithmetic and control means 54 is displayed two-dimensionally on the display device 55 using, for example, the density of the color (step S212). This makes it possible to evaluate the motility of the water at each position within the measurement range of the sample water W.

【0057】以上、図5及び図6のフローチャートを参
照して2通りの評価方法について説明した。図5のフロ
ーチャートを参照して説明した評価方法は、1つの測定
位置に対して毎回磁場のON・OFF動作を行い、差分
吸光度を測定する手法を用いていた。この方法では、あ
る測定点について測定位置を動かすことなく差分吸光度
を測定することが可能であるため、測定の精度が高いも
のの、測定位置ごとに磁場をON・OFF動作する必要
があるため、その分だけ測定時間が長くなる。
The two evaluation methods have been described above with reference to the flowcharts of FIGS. The evaluation method described with reference to the flowchart of FIG. 5 uses a technique of performing a magnetic field ON / OFF operation each time for one measurement position and measuring a differential absorbance. In this method, it is possible to measure the differential absorbance without moving the measurement position at a certain measurement point. Therefore, although the measurement accuracy is high, it is necessary to turn on / off the magnetic field for each measurement position. The measurement time becomes longer by the minute.

【0058】一方、図6のフローチャートを参照して説
明した評価方法は、磁場のON・OFF動作の回数が2
回で済むため、測定時間を短くすることができるもの
の、電動ステージ26の位置再現性の問題から測定位置
がズレ、測定される差分吸光度の最大振幅ΔAに誤差が
生じ得る。
On the other hand, the evaluation method described with reference to the flowchart of FIG.
Although the measurement time can be shortened, the measurement time can be shortened, but the measurement position shifts due to the problem of the position reproducibility of the electric stage 26, and an error may occur in the maximum amplitude ΔA of the measured differential absorbance.

【0059】よって、サンプル水Wの状態や要求される
評価精度を考慮し、上記した2通りの評価方法を使い分
けると好ましい。
Therefore, it is preferable to use the above-described two evaluation methods in consideration of the state of the sample water W and the required evaluation accuracy.

【0060】以上、本実施形態では、サンプル水Wに磁
場を印加することで生じる吸光度の差に基づいて、サン
プル水Wの運動性を評価している。このように、光を用
いてサンプル水Wの吸光度を測定しているため、NMR
による場合と比べて解析作業が簡素化され、また高い空
間分解能の計測を短時間で行うことが可能となり、評価
の効率化が図られる。
As described above, in the present embodiment, the mobility of the sample water W is evaluated based on the difference in absorbance caused by applying a magnetic field to the sample water W. As described above, since the absorbance of the sample water W is measured using light, NMR
As a result, the analysis work is simplified as compared with the case described above, and a measurement with a high spatial resolution can be performed in a short time, so that the efficiency of evaluation is improved.

【0061】また光を測定プローブとして用いているた
め、他のサンプル情報も光で同時計測が可能となる。こ
れに対し、NMRを用いた評価方法では、装置構成など
の問題から他のサンプル情報を同時に光計測することは
難しく、この点においても本実施形態に係る評価方法、
及び評価装置は優れている。
Since light is used as a measurement probe, other sample information can be simultaneously measured with light. On the other hand, in the evaluation method using NMR, it is difficult to optically measure other sample information at the same time due to a problem such as an apparatus configuration.
And the evaluation device is excellent.

【0062】(第2実施形態)以下、本発明に係る水の
運動性評価方法、及び評価装置の第2実施形態について
説明する。なお、上述した第1実施形態に関して説明し
た要素と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a second embodiment of the water motility evaluation method and evaluation apparatus according to the present invention will be described. The same elements as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0063】まず、第2実施形態に係る評価方法、及び
評価装置について説明する前に、図7及び図8を参照し
て本実施形態において水の運動性を評価する原理につい
て説明する。
First, before describing the evaluation method and the evaluation apparatus according to the second embodiment, the principle of evaluating the motility of water in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0064】ファラデー回転(磁器旋光効果)は、直線
偏波の電磁波が磁場に沿って誘電媒質中を伝搬すると、
その偏波面が回転する現象である。水もファラデー回転
する物質として知られている。光学的な現象では、図7
に示すように、磁場の印加されているサンプル水Wを直
線偏光の光が通過する際に、偏向角が変化することであ
る。この偏向角の変化(ファラデー回転角θ)は、磁場
を印加した状態における偏向角と磁場を印加しない状態
における偏向角との差として求めることができる。ただ
し、磁場を印加しない状態における偏向角を基準(偏向
角=0度)とすると、この偏向角の変化(ファラデー回
転角θ)は、磁場を印加した状態における偏向角により
表すことができる。本実施形態において説明する評価方
法では、磁場を印加した状態における偏向角をファラデ
ー回転角θとするが、これは磁場を印加しない状態にお
ける偏向角を基準(偏向角=0度)とするものであり、
この場合でもファラデー回転角θは、結果として磁場を
印加した状態における偏向角と磁場を印加しない状態に
おける偏向角との差として求められることとなる。よっ
て、磁場を印加した状態における偏向角に基づいてファ
ラデー回転角θを求める本実施形態に係る評価方法は、
「磁場を印加した状態において測定した偏向角と磁場を
印加しない状態における偏向角との差に基づいて、試料
水の運動性を評価する」という本発明の概念に含まれる
ものである。
The Faraday rotation (porcelain rotation effect) is based on the fact that a linearly polarized electromagnetic wave propagates through a dielectric medium along a magnetic field.
This is a phenomenon in which the plane of polarization rotates. Water is also known as a Faraday rotating substance. In the optical phenomenon, FIG.
As shown in (2), when linearly polarized light passes through the sample water W to which the magnetic field is applied, the deflection angle changes. This change in the deflection angle (Faraday rotation angle θ) can be obtained as the difference between the deflection angle when the magnetic field is applied and the deflection angle when the magnetic field is not applied. However, assuming that the deflection angle in a state where no magnetic field is applied is a reference (deflection angle = 0 degree), this change in the deflection angle (Faraday rotation angle θ) can be represented by the deflection angle in a state where a magnetic field is applied. In the evaluation method described in the present embodiment, the deflection angle in a state where a magnetic field is applied is referred to as a Faraday rotation angle θ, which is based on the deflection angle in a state where no magnetic field is applied (deflection angle = 0 degrees). Yes,
Even in this case, the Faraday rotation angle θ is obtained as the difference between the deflection angle when the magnetic field is applied and the deflection angle when the magnetic field is not applied. Therefore, the evaluation method according to the present embodiment for obtaining the Faraday rotation angle θ based on the deflection angle in a state where a magnetic field is applied,
This is included in the concept of the present invention of "evaluating the mobility of sample water based on a difference between a deflection angle measured in a state where a magnetic field is applied and a deflection angle in a state where no magnetic field is applied".

【0065】ここで、ゲルは濃度が高くなるほど運動性
の高い水(自由水)が少なくなり、逆に運動性の低い水
(結合水)が多くなる性質がある。よって、発明者はゲ
ル濃度の異なるサンプルを複数用意し、ゲル濃度とファ
ラデー回転角θとの関係について調べた。すると、図7
に示すように、ゲル濃度を増加させるほどファラデー回
転角θが小さくなる傾向にあった。このように、ゲル濃
度とファラデー回転角θとの間には相関があり、ファラ
デー回転角θを測定することで、水の運動性を評価する
ことが可能であることを発明者は見出した。例えば、θ
が大きいときはゲル濃度が低いときに相当し、水の運動
性が高い(自由水が多い)と評価することができる。一
方、θが小さいときはゲル濃度が高いときに相当し、水
の運動性が低い(結合水が多い)と評価することができ
る。
Here, the gel has the property that the higher the concentration, the less water (free water) with high mobility and the more water (bound water) with low mobility. Therefore, the inventor prepared a plurality of samples having different gel concentrations and examined the relationship between the gel concentration and the Faraday rotation angle θ. Then, FIG.
As shown in (2), the Faraday rotation angle θ tended to decrease as the gel concentration increased. As described above, the inventors have found that there is a correlation between the gel concentration and the Faraday rotation angle θ, and it is possible to evaluate the motility of water by measuring the Faraday rotation angle θ. For example, θ
Is large when the gel concentration is low, and it can be evaluated that the water motility is high (there is a lot of free water). On the other hand, when θ is small, it corresponds to a high gel concentration, and it can be evaluated that the mobility of water is low (the amount of bound water is large).

【0066】以下に説明する本実施形態にかかる評価方
法及び評価装置は、上記した原理に基づくものである。
An evaluation method and an evaluation apparatus according to the present embodiment described below are based on the above-described principle.

【0067】図9は、本実施形態に係る評価装置の構成
を模式的に示す図である。図示の通り、評価装置10は
サンプル水(試料水)Wを収容する恒温チャンバー12
と、サンプル水Wにモニター光を照射するための光源装
置14と、サンプル水W中を伝搬したモニター光を受光
してその偏向角を検出するための偏向角検出装置62
と、細胞レベルの空間分解能を得るための顕微鏡装置6
4とを備えている。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation device according to the present embodiment. As shown in the figure, the evaluation device 10 includes a constant temperature chamber 12 containing sample water (sample water) W.
A light source device 14 for irradiating the sample water W with monitor light, and a deflection angle detection device 62 for receiving the monitor light propagated in the sample water W and detecting its deflection angle.
And a microscope device 6 for obtaining a spatial resolution at a cell level
4 is provided.

【0068】恒温チャンバ12は、上記した第1実施形
態に係る評価装置が備える恒温チャンバと同様の構成を
有する。そして、第1実施形態に係る評価装置と同様
に、恒温チャンバ12は恒温制御回路56と電気的に接
続されており、また磁場印加装置28は磁場印加制御回
路58と電気的に接続されており、また電動ステージ2
6はステージ制御回路60と電気的に接続されている。
The constant temperature chamber 12 has the same configuration as the constant temperature chamber included in the evaluation device according to the first embodiment. Then, similarly to the evaluation device according to the first embodiment, the constant temperature chamber 12 is electrically connected to the constant temperature control circuit 56, and the magnetic field application device 28 is electrically connected to the magnetic field application control circuit 58. And electric stage 2
6 is electrically connected to the stage control circuit 60.

【0069】光源装置14は、上記した第1実施形態に
係る評価装置が備える光源装置と同様の構成を有する
が、本実施形態では光源30は直線偏光のモニター光を
発するレーザなどから構成されている。
The light source device 14 has the same configuration as the light source device included in the evaluation device according to the above-described first embodiment. However, in this embodiment, the light source 30 is composed of a laser that emits linearly-polarized monitor light. I have.

【0070】偏向角検出装置62は、サンプル水W中を
伝搬して反射板22により反射されて戻ってくるモニタ
ー光を収束させるためのレンズ34と、レンズ34によ
り収束されたモニター光を受光してその偏向角を検出す
るための偏向角検出器38とを有している。本実施形態
では、磁場を印加しない状態でのモニター光の偏向角を
基準として磁場を印加した状態で測定される偏向角をフ
ァラデー回転角θとしているため、偏向角検出装置62
は「偏向角検出装置により検出したモニター光の偏向角
に基づいて、試料水に磁場を印加した状態と印加しない
状態とにおける試料水中を伝搬した該モニター光の偏向
角の差を演算するための演算装置」を兼ねている。ただ
し、磁場を印加しない状態でのモニター光の偏向角を基
準としない場合は、後述する演算制御装置54により磁
場を印加した状態で測定される偏向角と磁場を印加しな
い状態における偏向角との差によりファラデー回転角θ
が求められ、この場合は演算制御装置54が上記「演算
装置」として機能する。
The deflection angle detecting device 62 receives the monitor light converged by the lens 34 for converging the monitor light propagating in the sample water W and reflected by the reflector 22 and returning. And a deflection angle detector 38 for detecting the deflection angle. In the present embodiment, the deflection angle measured with the magnetic field applied is set as the Faraday rotation angle θ based on the deflection angle of the monitor light with no magnetic field applied.
Is based on the deflection angle of the monitor light detected by the deflection angle detection device, for calculating the difference between the deflection angle of the monitor light propagating through the sample water in a state where a magnetic field is applied to the sample water and in a state where no magnetic field is applied to the sample water. Computing device ". However, when the deflection angle of the monitor light in a state where no magnetic field is applied is not used as a reference, the deflection angle measured in a state where a magnetic field is applied by the arithmetic and control unit 54 described later is different from the deflection angle in a state where no magnetic field is applied. Faraday rotation angle θ
In this case, the arithmetic and control unit 54 functions as the “arithmetic unit”.

【0071】顕微鏡装置64は、光源装置14から発せ
られたモニター光をサンプル水Wに向けて反射すると共
に、サンプル水W中を伝搬して反射板22により反射さ
れて戻ってくるモニター光を透過させるためのハーフミ
ラー46と、空間分解能を得るための対物レンズ48と
を有している。
The microscope device 64 reflects the monitor light emitted from the light source device 14 toward the sample water W, and transmits the monitor light that propagates in the sample water W, is reflected by the reflection plate 22, and returns. And an objective lens 48 for obtaining a spatial resolution.

【0072】また評価装置10は、演算制御装置54
と、演算制御装置54により算出された結果を表示する
ための表示装置55を備えている。
The evaluation device 10 includes an arithmetic control device 54
And a display device 55 for displaying the result calculated by the arithmetic and control unit 54.

【0073】演算制御装置54は、偏向角検出器66と
電気的に接続されており、種々の演算を行ったり、偏向
角検出器62から送られてくるファラデー回転角のデー
タを保存したりする。なお、演算制御装置54は前述し
た恒温制御回路56、磁場印加制御回路58、およびス
テージ制御回路60とも電気的に接続されており、これ
らを制御する機能も有している。
The arithmetic and control unit 54 is electrically connected to the deflection angle detector 66, performs various calculations, and stores the Faraday rotation angle data sent from the deflection angle detector 62. . The arithmetic and control unit 54 is also electrically connected to the constant temperature control circuit 56, the magnetic field application control circuit 58, and the stage control circuit 60, and has a function of controlling these.

【0074】表示装置55は、例えばCRTや印刷装置
であって演算制御装置54と電気的に接続されおり、演
算制御装置54に保存されている測定場所ごとのファラ
デー回転角θを、例えば色の濃淡を使って2次元的に表
示する。
The display device 55 is, for example, a CRT or a printing device, and is electrically connected to the arithmetic and control unit 54. The display unit 55 displays the Faraday rotation angle θ for each measurement location stored in the arithmetic and control unit 54, for example, for the color. Display two-dimensionally using shading.

【0075】次に、上記した構成の評価装置10を用い
た本実施形態に係る水の運動性評価方法の一例につい
て、図10のフローチャートを参照して説明する。
Next, an example of the water motility evaluation method according to the present embodiment using the evaluation apparatus 10 having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0076】最初に、対物レンズ48やサンプル容器1
1を構成するカバーガラス24などは若干のファラデー
回転を生じさせるため、サンプル水Wが無い状態でのフ
ァラデー回転角θ0を測定する。まず、サンプル水Wを
充填していないサンプル容器11を恒温チャンバ12内
に収容し、恒温制御回路56によりサンプル容器11の
温度を所定の温度に維持する。次に、磁場印加制御回路
58により磁場印加装置28を駆動して、サンプル容器
11に磁場を印加する(ステップS301)。このと
き、サンプル容器11に印加する磁場の強度は200m
T(2000ガウス)以上、好ましくは400mT〜2
000mTとすると好ましい。印加する磁場の強度が2
00mTよりも小さいと、測定されるファラデー回転角
θ0の測定精度、ひいてはサンプル水Wの運動性の評価
の精度が低下する傾向にある。また、印加する磁場の方
向はモニター光の光軸上とすると好ましい。
First, the objective lens 48 and the sample container 1
The Faraday rotation angle θ0 in a state where the sample water W is not present is measured in order to cause a slight Faraday rotation of the cover glass 24 and the like constituting 1. First, the sample container 11 not filled with the sample water W is accommodated in the constant temperature chamber 12, and the temperature of the sample container 11 is maintained at a predetermined temperature by the constant temperature control circuit 56. Next, the magnetic field application device 28 is driven by the magnetic field application control circuit 58 to apply a magnetic field to the sample container 11 (step S301). At this time, the intensity of the magnetic field applied to the sample container 11 is 200 m
T (2000 gauss) or more, preferably 400 mT to 2
000 mT is preferable. The strength of the applied magnetic field is 2
If it is smaller than 00 mT, the measurement accuracy of the measured Faraday rotation angle θ0 and, consequently, the accuracy of the evaluation of the mobility of the sample water W tend to decrease. The direction of the applied magnetic field is preferably on the optical axis of the monitor light.

【0077】そして、光源装置14から直線偏光のモニ
ター光を発する。光源装置14から発せられたモニター
光は、ハーフミラー46により反射され、対物レンズ4
8を介してサンプル容器11に照射される。サンプル容
器11中を伝搬したモニター光は、反射板22により反
射され、対物レンズ48、ハーフミラー46を通って偏
向角検出装置62に至る。偏向角検出装置62に至った
モニター光は、レンズ34により収束され、偏向角検出
器66に受光されて偏向角θ0が検出される。検出され
た偏向角θ0は、演算制御手段54に送られてデータ保
存される(ステップS302)。
The light source device 14 emits linearly polarized monitor light. The monitor light emitted from the light source device 14 is reflected by the half mirror 46 and
The sample container 11 is irradiated with the sample through the sample container 8. The monitor light that has propagated in the sample container 11 is reflected by the reflection plate 22, and reaches the deflection angle detection device 62 through the objective lens 48 and the half mirror 46. The monitor light reaching the deflection angle detection device 62 is converged by the lens 34 and received by the deflection angle detector 66 to detect the deflection angle θ0. The detected deflection angle θ0 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored (step S302).

【0078】次に、サンプル容器11内にサンプル水W
を充填し、恒温チャンバ12内に収容した後、恒温制御
回路56によりサンプル水Wの温度を所定の温度に維持
する(ステップS303)。そして、演算制御手段54
にサンプル水Wのうち測定する範囲を指定して入力する
(ステップS304)。
Next, the sample water W is placed in the sample container 11.
After being filled in the constant temperature chamber 12, the temperature of the sample water W is maintained at a predetermined temperature by the constant temperature control circuit 56 (step S303). And the arithmetic control means 54
The user designates and inputs a measurement range of the sample water W (step S304).

【0079】そして、磁場印加装置28によりサンプル
水Wに磁場を印加した状態で、光源装置14から直線偏
光のモニター光を発する。光源装置14から発せられた
モニター光は、ハーフミラー46により反射され、対物
レンズ48を介してサンプル容器11内のサンプル水W
に照射される。
Then, in the state where a magnetic field is applied to the sample water W by the magnetic field applying device 28, linearly polarized monitor light is emitted from the light source device 14. The monitor light emitted from the light source device 14 is reflected by the half mirror 46 and passes through the objective lens 48 into the sample water W in the sample container 11.
Is irradiated.

【0080】サンプル水W中を伝搬したモニター光は、
反射板22により反射され、対物レンズ48、ハーフミ
ラー46を通って偏向角検出装置62に至る。偏向角検
出装置62に至ったモニター光は、レンズ34により収
束され、偏向角検出器66に受光されて偏向角θ1が検
出される(ステップS305)。検出された偏向角θ1
は演算制御手段54に送られ、先に保存されているサン
プル水Wが無い状態での偏向角θ0と偏向角θ1とに基
づいて、サンプル水Wのみによるファラデー回転角θ=
θ1−θ0が算出される。そして算出されたサンプル水
Wのみによるファラデー回転角θは、測定位置と関連付
けられてデータ保存される(ステップS306)。
The monitor light propagating in the sample water W is
The light is reflected by the reflection plate 22 and reaches the deflection angle detection device 62 through the objective lens 48 and the half mirror 46. The monitor light reaching the deflection angle detection device 62 is converged by the lens 34, received by the deflection angle detector 66, and the deflection angle θ1 is detected (step S305). Detected deflection angle θ1
Is sent to the arithmetic and control means 54, and based on the deflection angle θ0 and the deflection angle θ1 without the sample water W stored earlier, the Faraday rotation angle θ =
θ1−θ0 is calculated. Then, the calculated Faraday rotation angle θ based on only the sample water W is stored as data in association with the measurement position (step S306).

【0081】次に、ステージ制御回路60により電動ス
テージ26を駆動して、視野の変更を行う(ステップS
307)。そして、変更された位置が測定範囲内にある
か否かを判断し(ステップS308)、測定範囲内にあ
るときはステップS305に戻って上記した測定を繰り
返す。
Next, the electric stage 26 is driven by the stage control circuit 60 to change the field of view (step S).
307). Then, it is determined whether or not the changed position is within the measurement range (step S308). If the changed position is within the measurement range, the process returns to step S305 to repeat the above measurement.

【0082】すべての測定範囲についてファラデー回転
角θを算出し、ステップS307において電動ステージ
26により視野を変更し、ステップS308においてそ
の位置が測定範囲外と判断されたときはステップS30
9に移る。
The Faraday rotation angle θ is calculated for all the measurement ranges, the field of view is changed by the electric stage 26 in step S307, and if the position is determined to be out of the measurement range in step S308, the process proceeds to step S30.
Move to 9.

【0083】ステップS309では、演算制御手段54
に保存されているデータに基づいて、測定位置ごとのフ
ァラデー回転角θの値を、例えば色の濃淡を使って表示
装置55に2次元的に表示する。最後に、磁場印加制御
回路28によりサンプル水Wへの磁場の印加を停止する
(ステップS310)。
In step S309, the arithmetic control means 54
The two-dimensional display of the value of the Faraday rotation angle θ for each measurement position on the display device 55 using, for example, color shading based on the data stored in the display device 55. Finally, the application of the magnetic field to the sample water W is stopped by the magnetic field application control circuit 28 (step S310).

【0084】これにより、サンプル水Wの測定範囲内の
それぞれの位置での水の運動性を評価することが可能と
なる。
Thus, it is possible to evaluate the motility of water at each position within the measurement range of the sample water W.

【0085】以上、本実施形態では、サンプル水Wに磁
場を印加することで生じるファラデー回転角に基づい
て、サンプル水Wの運動性を評価している。このよう
に、光を用いてサンプル水Wのファラデー回転角を測定
しているため、NMRによる場合と比べて解析作業が簡
素化され、また高い空間分解能の計測を短時間で行うこ
とが可能となり、評価の効率化が図られる。
As described above, in the present embodiment, the mobility of the sample water W is evaluated based on the Faraday rotation angle generated by applying a magnetic field to the sample water W. As described above, since the Faraday rotation angle of the sample water W is measured using light, the analysis work is simplified as compared with the case using NMR, and the measurement with high spatial resolution can be performed in a short time. Thus, the efficiency of the evaluation is improved.

【0086】また、サンプル水Wの無い状態で偏向角θ
0を測定し、サンプル水Wを充填した状態で測定した偏
光角θ1からこの偏光角θ0を減算して、対物レンズ4
8やサンプル容器11を構成するカバーガラス24など
により生じ得るファラデー回転の影響を補正しているた
め、評価の精度の向上が図られる。
In the absence of the sample water W, the deflection angle θ
0, and the polarization angle θ0 is subtracted from the polarization angle θ1 measured in a state where the sample lens W is filled.
Since the influence of the Faraday rotation which may be caused by the cover glass 24 constituting the sample container 8 or the sample container 11 is corrected, the accuracy of the evaluation is improved.

【0087】また本実施形態においても、光を測定プロ
ーブとして用いているため、他のサンプル情報も光で同
時計測が可能となる。これに対し、NMRを用いた評価
方法では、装置構成などの問題から他のサンプル情報を
同時に光計測することは難しく、この点においても本実
施形態に係る評価方法、及び評価装置は優れている。
Also, in this embodiment, since light is used as a measurement probe, other sample information can be simultaneously measured with light. On the other hand, in the evaluation method using NMR, it is difficult to optically measure other sample information at the same time due to problems such as the device configuration, and the evaluation method and the evaluation device according to the present embodiment are also excellent in this regard. .

【0088】(第3実施形態)以下、本発明に係る水の
運動性評価方法、及び評価装置の第3実施形態について
説明する。なお、上述した第1及び第2実施形態に関し
て説明した要素と同一の要素には同一の符号を付し、重
複する説明を省略する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a third embodiment of the water motility evaluation method and evaluation apparatus according to the present invention will be described. The same elements as those described in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0089】まず、第3実施形態に係る評価方法、及び
評価装置について説明する前に、図11及び図12を参
照して本実施形態において水の運動性を評価する原理に
ついて説明する。
First, before describing the evaluation method and the evaluation apparatus according to the third embodiment, the principle of evaluating the motility of water in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0090】本実施形態において水の運動性を評価する
原理は、第2実施形態において水の運動性を評価する原
理と同様に、磁場の印加されているサンプル水Wを直線
偏光の光が通過する際に、偏向角が変化するというファ
ラデー回転の原理を用いる。しかし、ファラデー回転角
を短時間で測定することは難しいため、本実施形態では
簡易的な手法を用いてファラデー回転角を推定する。
The principle of evaluating the mobility of water in this embodiment is similar to the principle of evaluating the mobility of water in the second embodiment, in which linearly polarized light passes through sample water W to which a magnetic field is applied. In doing so, the principle of Faraday rotation in which the deflection angle changes is used. However, since it is difficult to measure the Faraday rotation angle in a short time, the present embodiment estimates the Faraday rotation angle by using a simple method.

【0091】サンプル水Wに照射する直線偏光のモニタ
ー光を散乱させると、図11において実線L1に示すよ
うに、モニター光は偏向角に対してブロードな光の特性
になる。このとき、光強度Pが最小となる光、すなわち
直線偏光の光に対して偏向角が90度の光を受光し、そ
の光強度P0を測定する。
When the linearly polarized monitor light irradiating the sample water W is scattered, the monitor light has broad light characteristics with respect to the deflection angle as shown by the solid line L1 in FIG. At this time, the light having the minimum light intensity P, that is, light having a deflection angle of 90 degrees with respect to the linearly polarized light is received, and the light intensity P0 is measured.

【0092】次に、サンプル水Wに対して磁場を印加す
ると、実線L2に示すように、ファラデー回転により偏
向角に対する光強度Pの分布がシフトする。ここでも、
偏向角が90度の光を受光し、その光強度P1を測定す
る。
Next, when a magnetic field is applied to the sample water W, the distribution of the light intensity P with respect to the deflection angle shifts due to the Faraday rotation as shown by the solid line L2. even here,
Light having a deflection angle of 90 degrees is received, and its light intensity P1 is measured.

【0093】そして、P1とP0とに基づいてその比を
算出し、図12に示すように、予め測定しておいたファ
ラデー回転角θと比P1/P0との関係に基づいて、フ
ァラデー回転角θの値を推定することができる。
Then, the ratio is calculated based on P1 and P0, and as shown in FIG. 12, the Faraday rotation angle is calculated based on the relationship between the previously measured Faraday rotation angle θ and the ratio P1 / P0. The value of θ can be estimated.

【0094】以下に説明する本実施形態にかかる評価方
法及び評価装置は、上記した原理に基づくものである。
An evaluation method and an evaluation device according to the present embodiment described below are based on the above principle.

【0095】図13は、本実施形態に係る評価装置の構
成を模式的に示す図である。図示の通り、評価装置10
はサンプル水(試料水)Wを収容する恒温チャンバー1
2と、サンプル水Wにモニター光を照射するための光源
装置14と、サンプル水W中を伝搬したモニター光を受
光して所定の偏向角を有する光のみを受光する受光装置
70と、細胞レベルの空間分解能を得るための顕微鏡装
置64とを備えている。
FIG. 13 is a diagram schematically showing the configuration of the evaluation device according to the present embodiment. As shown, the evaluation device 10
Is a constant temperature chamber 1 for storing sample water (sample water) W
2, a light source device 14 for irradiating the sample water W with monitor light, a light receiving device 70 for receiving monitor light propagated through the sample water W and receiving only light having a predetermined deflection angle, And a microscope device 64 for obtaining a spatial resolution of

【0096】恒温チャンバ12は、上記した第1及び第
2実施形態に係る評価装置が備える恒温チャンバと基本
的に同様の構成を有するが、本実施形態ではサンプル容
器11のカバーガラス24内にモニター光を散乱させる
ための微粒子などの散乱体25が添加されている。そし
て、第1及び第2実施形態に係る評価装置と同様に、恒
温チャンバ12は恒温制御回路56と電気的に接続され
ており、また磁場印加装置28は磁場印加制御回路58
と電気的に接続されており、また電動ステージ26はス
テージ制御回路60と電気的に接続されている。
The constant temperature chamber 12 has basically the same configuration as the constant temperature chamber provided in the evaluation apparatus according to the first and second embodiments. However, in this embodiment, a monitor is provided in the cover glass 24 of the sample container 11. A scatterer 25 such as fine particles for scattering light is added. Further, similarly to the evaluation devices according to the first and second embodiments, the constant temperature chamber 12 is electrically connected to the constant temperature control circuit 56, and the magnetic field application device 28 is connected to the magnetic field application control circuit 58.
The motorized stage 26 is electrically connected to the stage control circuit 60.

【0097】光源装置14は、上記した第2実施形態に
係る評価装置が備える光源装置と同様の構成を有し、光
源30は直線偏光のモニター光を発するレーザなどから
構成されている。
The light source device 14 has the same configuration as the light source device included in the evaluation device according to the above-described second embodiment, and the light source 30 is composed of a laser or the like that emits linearly polarized monitor light.

【0098】受光装置70は、サンプル水W中を伝搬し
て反射板22により反射されて戻ってくるモニター光を
収束させるためのレンズ34と、レンズ34により収束
されたモニター光のうち所定の偏向角(本実施形態では
90度)を有する光のみを透過させる偏光素子72と、
偏光素子72を透過した光を受光するための受光素子7
4とを有している。
The light receiving device 70 is provided with a lens 34 for converging the monitor light propagating in the sample water W, reflected by the reflector 22 and returning, and a predetermined deflection of the monitor light converged by the lens 34. A polarizing element 72 that transmits only light having an angle (90 degrees in the present embodiment);
Light receiving element 7 for receiving light transmitted through polarizing element 72
And 4.

【0099】顕微鏡装置64は、光源装置14から発せ
られたモニター光をサンプル水Wに向けて反射すると共
に、サンプル水W中を伝搬して反射板22により反射さ
れて戻ってくるモニター光を透過させるためのハーフミ
ラー46と、空間分解能を得るための対物レンズ48と
を有している。
The microscope device 64 reflects the monitor light emitted from the light source device 14 toward the sample water W, and transmits the monitor light that propagates in the sample water W, is reflected by the reflection plate 22, and returns. And an objective lens 48 for obtaining a spatial resolution.

【0100】また評価装置10は、A/Dコンバータ5
2と、演算制御装置54と、演算制御装置54により算
出された結果を表示するための表示装置55を備えてい
る。A/Dコンバータ52は、受光素子74と電気的に
接続されており、受光素子74から送られてくるアナロ
グの電気信号をデジタルの電気信号に変換する機能を有
する。
The evaluation device 10 includes an A / D converter 5
2, an arithmetic and control unit 54, and a display unit 55 for displaying the result calculated by the arithmetic and control unit 54. The A / D converter 52 is electrically connected to the light receiving element 74 and has a function of converting an analog electric signal sent from the light receiving element 74 into a digital electric signal.

【0101】演算制御装置54は、A/Dコンバータ5
2と電気的に接続されており、A/Dコンバータ52か
ら送られてくるデジタルの電気信号に基づいて、サンプ
ル水Wに磁場を印加した状態と印加しない状態とにおけ
る90度の偏向角を有する光の強度比P1/P0を算出
し、予め記憶されている光の強度比P1/P0とファラ
デー回転角θとの関係に基づいて、ファラデー回転角θ
を推定する。なお、演算制御装置54は前述した恒温制
御回路56、磁場印加制御回路58、およびステージ制
御回路60とも電気的に接続されており、これらを制御
する機能も有している。
The arithmetic and control unit 54 includes the A / D converter 5
2, and has a deflection angle of 90 degrees between a state in which a magnetic field is applied to the sample water W and a state in which no magnetic field is applied to the sample water W based on a digital electric signal sent from the A / D converter 52. The light intensity ratio P1 / P0 is calculated, and the Faraday rotation angle θ is calculated based on the relationship between the light intensity ratio P1 / P0 stored in advance and the Faraday rotation angle θ.
Is estimated. The arithmetic and control unit 54 is also electrically connected to the constant temperature control circuit 56, the magnetic field application control circuit 58, and the stage control circuit 60, and has a function of controlling these.

【0102】表示装置55は、例えばCRTや印刷装置
であって演算制御装置54と電気的に接続されおり、演
算制御装置54により推定された測定場所ごとのファラ
デー回転角θの値を、例えば色の濃淡を使って2次元的
に表示する。
The display device 55 is, for example, a CRT or a printing device, and is electrically connected to the arithmetic and control unit 54. The display unit 55 displays the value of the Faraday rotation angle θ for each measurement location estimated by the arithmetic and control unit 54, for example, in color. Is displayed two-dimensionally using the shading of.

【0103】次に、上記した構成の評価装置10を用い
た本実施形態に係る水の運動性評価方法の一例につい
て、図14のフローチャートを参照して説明する。
Next, an example of the water mobility evaluation method according to the present embodiment using the evaluation device 10 having the above-described configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0104】まず、偏向素子72の角度を調整する(ス
テップS401)。このとき、散乱されたモニター光を
受光素子74により受光したとき、その光強度が最小と
なる角度、すなわち光源30から発せられる直線偏光の
モニター光の偏光面となす角度が90度となるようにそ
の角度を調整する。
First, the angle of the deflection element 72 is adjusted (step S401). At this time, when the scattered monitor light is received by the light receiving element 74, the angle at which the light intensity becomes minimum, that is, the angle formed by the polarization plane of the linearly polarized monitor light emitted from the light source 30 becomes 90 degrees. Adjust that angle.

【0105】次に、サンプル容器11内にサンプル水W
を充填し、恒温チャンバ12内に収容した後、恒温制御
回路56によりサンプル水Wの温度を所定の温度に維持
する(ステップS402)。そして、演算制御手段54
にサンプル水Wのうち測定する範囲を指定して入力する
(ステップS403)。
Next, the sample water W is placed in the sample container 11.
Is filled and stored in the constant temperature chamber 12, and then the temperature of the sample water W is maintained at a predetermined temperature by the constant temperature control circuit 56 (step S402). And the arithmetic control means 54
The user designates and inputs a measurement range of the sample water W (step S403).

【0106】次に、磁場印加制御回路58により磁場印
加装置28を停止して、サンプル水Wに磁場が印加され
ていない状態にする(ステップS404)。その後、光
源装置14から直線偏光のモニター光を発する。光源装
置14から発せられたモニター光は、ハーフミラー46
により反射され、対物レンズ48を介してサンプル容器
11内のサンプル水Wに照射される。このとき、モニタ
ー光はサンプル容器11のカバーガラス24に添加され
た散乱体25により光散乱される。
Next, the magnetic field application device 28 is stopped by the magnetic field application control circuit 58, so that no magnetic field is applied to the sample water W (step S404). Thereafter, the light source device 14 emits linearly polarized monitor light. The monitor light emitted from the light source device 14 is supplied to the half mirror 46.
And irradiates the sample water W in the sample container 11 via the objective lens 48. At this time, the monitor light is scattered by the scatterer 25 added to the cover glass 24 of the sample container 11.

【0107】サンプル水W中を伝搬したモニター光は、
反射板22により反射され、再びサンプル水W中を伝搬
してカバーガラス24に添加された散乱体25により光
散乱される。そして、対物レンズ48、ハーフミラー4
6を通って受光装置70に至る。受光装置70に至った
モニター光は、レンズ34により収束され、偏光素子7
2により偏向角が90度の光のみが透過される。そして
偏光素子72を透過した光は受光素子74に受光され、
その光強度P0がアナログの電気信号に変換される。受
光素子74からのアナログの電気信号はA/Dコンバー
タ52に送られ、ここでデジタルの電気信号に変換され
る。そして、A/Dコンバータ52により変換されたデ
ジタルの電気信号は、演算制御装置54に送られてデー
タ保存される(ステップS405)。
The monitor light propagating in the sample water W is
The light is reflected by the reflection plate 22, propagates again in the sample water W, and is scattered by the scatterer 25 added to the cover glass 24. Then, the objective lens 48 and the half mirror 4
6 to the light receiving device 70. The monitor light reaching the light receiving device 70 is converged by the lens 34 and is
2, only light having a deflection angle of 90 degrees is transmitted. The light transmitted through the polarizing element 72 is received by the light receiving element 74,
The light intensity P0 is converted into an analog electric signal. The analog electric signal from the light receiving element 74 is sent to the A / D converter 52, where it is converted into a digital electric signal. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54, where the data is stored (step S405).

【0108】次に、磁場印加制御回路58により磁場印
加装置28を駆動して、サンプル水Wに磁場が印加され
た状態にする(ステップS406)。このとき、サンプ
ル水Wに印加する磁場の強度は200mT(2000ガ
ウス)以上、好ましくは400mT〜2000mTとす
ると好ましい。印加する磁場の強度が200mTよりも
小さいと、測定される光強度比P1/P0の測定精度、
ひいてはサンプル水Wの運動性の評価の精度が低下する
傾向にある。また、印加する磁場の方向はモニター光の
光軸上とすると好ましい。
Next, the magnetic field application device 28 is driven by the magnetic field application control circuit 58 so that a magnetic field is applied to the sample water W (step S406). At this time, the intensity of the magnetic field applied to the sample water W is preferably 200 mT (2000 gauss) or more, preferably 400 mT to 2000 mT. When the intensity of the applied magnetic field is smaller than 200 mT, the measurement accuracy of the measured light intensity ratio P1 / P0,
Eventually, the accuracy of the evaluation of the mobility of the sample water W tends to decrease. The direction of the applied magnetic field is preferably on the optical axis of the monitor light.

【0109】サンプル水Wに磁場を印加した状態で、受
光装置70に受光されたモニター光は、レンズ34によ
り収束され、偏光素子72により偏向角が90度の光の
みが透過される。そして偏光素子72を透過した光は受
光素子74に受光され、その光強度P1がアナログの電
気信号に変換される。受光素子74からのアナログの電
気信号はA/Dコンバータ52に送られ、ここでデジタ
ルの電気信号に変換される。そして、A/Dコンバータ
52により変換されたデジタルの電気信号は、演算制御
装置54に送られてデータ保存される(ステップS40
7)。
In the state where a magnetic field is applied to the sample water W, the monitor light received by the light receiving device 70 is converged by the lens 34, and only light having a deflection angle of 90 degrees is transmitted by the polarizing element 72. The light transmitted through the polarizing element 72 is received by the light receiving element 74, and the light intensity P1 is converted into an analog electric signal. The analog electric signal from the light receiving element 74 is sent to the A / D converter 52, where it is converted into a digital electric signal. Then, the digital electric signal converted by the A / D converter 52 is sent to the arithmetic and control unit 54 and stored therein (step S40).
7).

【0110】次に、演算制御装置54において、保存さ
れている光強度P0とP1とに基づいて光の強度比P1
/P0を算出し、予め記憶されている光の強度比P1/
P0とファラデー回転角θとの関係に基づいて、ファラ
デー回転角θを推定する。そして、推定されたファラデ
ー回転角θを測定位置と関連づけてデータ保存する(ス
テップS408)。
Next, in the arithmetic and control unit 54, based on the stored light intensities P0 and P1, the light intensity ratio P1
/ P0 is calculated, and the light intensity ratio P1 / stored in advance is calculated.
The Faraday rotation angle θ is estimated based on the relationship between P0 and the Faraday rotation angle θ. Then, the estimated Faraday rotation angle θ is stored in association with the measurement position (step S408).

【0111】次に、ステージ制御回路60により電動ス
テージ26を駆動して、視野の変更を行う(ステップS
409)。そして、変更された位置が測定範囲内にある
か否かを判断し(ステップS410)、測定範囲内にあ
るときはステップS404に戻って上記した測定を繰り
返す。
Next, the electric stage 26 is driven by the stage control circuit 60 to change the field of view (step S).
409). Then, it is determined whether or not the changed position is within the measurement range (step S410). If the changed position is within the measurement range, the process returns to step S404 to repeat the above-described measurement.

【0112】すべての測定範囲についてファラデー回転
角θを推定し、ステップS409において電動ステージ
26により視野を変更し、ステップS410においてそ
の位置が測定範囲外と判断されたときはステップS41
1に移る。
The Faraday rotation angle θ is estimated for all the measurement ranges, the visual field is changed by the electric stage 26 in step S409, and if the position is determined to be out of the measurement range in step S410, step S41 is performed.
Move to 1.

【0113】ステップS411では、演算制御手段54
に保存されているデータに基づいて、測定位置ごとのフ
ァラデー回転角θの推定値を、例えば色の濃淡を使って
表示装置55に2次元的に表示する。これにより、サン
プル水Wの測定範囲内のそれぞれの位置での水の運動性
を評価することが可能となる。
In step S411, the arithmetic control means 54
Is displayed two-dimensionally on the display device 55 using, for example, color shading based on the data stored in the Faraday rotation angle θ for each measurement position. This makes it possible to evaluate the motility of the water at each position within the measurement range of the sample water W.

【0114】以上、本実施形態では、サンプル水Wに磁
場を印加することで生じるファラデー回転角に基づい
て、サンプル水Wの運動性を評価している。このよう
に、光を用いてサンプル水Wのファラデー回転角を測定
しているため、NMRによる場合と比べて解析作業が簡
素化され、また高い空間分解能の計測を短時間で行うこ
とが可能となり、評価の効率化が図られる。特に、サン
プル水Wに磁場を印加した状態と印加しない状態とにお
いて、散乱体25によりモニター光を散乱させると共に
偏光素子72により所定の偏向角を有する光の強度を受
光し、その光の強度比に基づいてファラデー回転角を推
定しているため、第2実施形態と比べてファラデー回転
角の算出が容易になり、評価のより一層の効率化が図ら
れる。
As described above, in the present embodiment, the mobility of the sample water W is evaluated based on the Faraday rotation angle generated by applying a magnetic field to the sample water W. As described above, since the Faraday rotation angle of the sample water W is measured using light, the analysis work is simplified as compared with the case using NMR, and the measurement with high spatial resolution can be performed in a short time. Thus, the efficiency of the evaluation is improved. In particular, in a state where a magnetic field is applied to the sample water W and in a state where no magnetic field is applied, the monitor light is scattered by the scatterer 25, and the intensity of light having a predetermined deflection angle is received by the polarizing element 72. Since the Faraday rotation angle is estimated on the basis of the above, the calculation of the Faraday rotation angle is easier than in the second embodiment, and the efficiency of the evaluation is further improved.

【0115】また本実施形態においても、光を測定プロ
ーブとして用いているため、他のサンプル情報も光で同
時計測が可能となる。これに対し、NMRを用いた評価
方法では、装置構成などの問題から他のサンプル情報を
同時に光計測することは難しく、この点においても本実
施形態に係る評価方法、及び評価装置は優れている。
Also, in this embodiment, since light is used as a measurement probe, other sample information can be simultaneously measured with light. On the other hand, in the evaluation method using NMR, it is difficult to optically measure other sample information at the same time due to problems such as the device configuration, and the evaluation method and the evaluation device according to the present embodiment are also excellent in this regard. .

【0116】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れることなく、種々の変形が可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

【0117】例えば、上記した第3実施形態では1つの
測定位置に対して毎回磁場のON・OFF動作を行い、
これをすべての測定位置について行うことで光強度比P
1/P0を求める手法を用いたが、これに限らず、図6
のフローチャートを参照して説明したのと同様に、磁場
をOFFした状態ですべての測定位置について光強度P
0を測定し、その後磁場をONした状態ですべての測定
位置について光強度P1を測定し、これら光強度P0と
P1とに基づいてすべての測定位置について光強度比P
1/P0を求めるようにしてもよい。
For example, in the above-described third embodiment, the magnetic field is turned on / off every time at one measurement position.
By performing this for all measurement positions, the light intensity ratio P
Although the method of calculating 1 / P0 was used, the present invention is not limited to this.
In the same manner as described with reference to the flowchart of FIG.
0, then the light intensity P1 is measured at all the measurement positions while the magnetic field is turned on, and the light intensity ratio P is measured at all the measurement positions based on these light intensities P0 and P1.
1 / P0 may be obtained.

【0118】[0118]

【発明の効果】本発明によれば、水の運動性の評価につ
いて評価作業の簡素化を図ると共に、評価の効率化を図
ることが可能となる。
According to the present invention, it is possible to simplify the evaluation work and evaluate the efficiency of the evaluation of water motility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】サンプル水に磁場を印加することで吸光度スペ
クトルがシフトする様子を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing how an absorbance spectrum shifts when a magnetic field is applied to sample water.

【図2】サンプル水に磁場を印加した状態と印加しない
状態とにおける差分吸光度スペクトルを示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a differential absorbance spectrum when a magnetic field is applied to a sample water and when no magnetic field is applied.

【図3】ゲル濃度と差分吸光度の最大振幅ΔAとの関係
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the gel concentration and the maximum amplitude ΔA of the differential absorbance.

【図4】第1実施形態に係る水の運動性評価装置の構成
を模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a configuration of a water mobility evaluation apparatus according to the first embodiment.

【図5】第1実施形態に係る水の運動性評価方法の一例
を説明するためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of a water motility evaluation method according to the first embodiment.

【図6】第1実施形態に係る水の運動性評価方法の他の
例を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining another example of the water mobility evaluation method according to the first embodiment.

【図7】直線偏光の光がサンプル水を通過して偏向角が
変化する様子を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which linearly polarized light passes through sample water and changes the deflection angle.

【図8】ゲル濃度とファラデー回転角θとの関係を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between gel concentration and Faraday rotation angle θ.

【図9】第2実施形態に係る水の運動性評価装置の構成
を模式的に示す図である。
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a configuration of a water mobility evaluation apparatus according to a second embodiment.

【図10】第2実施形態に係る水の運動性評価方法の一
例を説明するためのフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a water motility evaluation method according to the second embodiment.

【図11】サンプル水に磁場を印加することで、光散乱
された直線偏光の光の偏向角に対する光強度の分布がシ
フトする様子を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing how the distribution of light intensity with respect to the deflection angle of light of linearly scattered light is shifted by applying a magnetic field to sample water.

【図12】ファラデー回転角θと光強度比P1/P0と
の関係を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between a Faraday rotation angle θ and a light intensity ratio P1 / P0.

【図13】第3実施形態に係る水の運動性評価装置の構
成を模式的に示す図である。
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration of a water mobility evaluation apparatus according to a third embodiment.

【図14】第3実施形態に係る水の運動性評価方法の一
例を説明するためのフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of a water motility evaluation method according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…水の運動性評価装置、11…サンプル容器、12
…恒温チャンバ、14…光源装置、16,18…受光装
置、20,64…顕微鏡装置、25…散乱体、26…電
動ステージ、28…磁場印加装置、36,42…バンド
パスフィルター、38,44…受光素子、54…演算制
御装置、62…偏向角検出装置、72…偏光素子、74
…受光素子、W…サンプル水。
10 ... water motility evaluation device, 11 ... sample container, 12
... constant temperature chamber, 14 ... light source device, 16, 18 ... light receiving device, 20, 64 ... microscope device, 25 ... scatterer, 26 ... electric stage, 28 ... magnetic field applying device, 36, 42 ... band pass filter, 38, 44 ... light receiving element, 54 ... arithmetic and control unit, 62 ... deflection angle detecting apparatus, 72 ... polarizing element, 74
... light receiving element, W ... sample water.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料水に磁場を印加した状態において、
該試料水に対してモニター光を照射すると共に該試料水
中を伝搬した該モニター光を受光し、受光した該モニタ
ー光に基づいて該試料水の所定の分光学的性質を測定
し、該磁場を印加した状態において測定した該試料水の
該所定の分光学的性質と該磁場を印加しない状態におけ
る該試料水の該所定の分光学的性質とに基づいて、該試
料水の運動性を評価することを特徴とする水の運動性評
価方法。
1. In a state where a magnetic field is applied to sample water,
Irradiating the sample water with monitor light and receiving the monitor light propagated through the sample water, measuring predetermined spectroscopic properties of the sample water based on the received monitor light, The mobility of the sample water is evaluated based on the predetermined spectroscopic properties of the sample water measured in a state where the magnetic field is applied and the predetermined spectroscopic properties of the sample water in a state where the magnetic field is not applied. A method for evaluating water motility, comprising:
【請求項2】 前記試料水の前記所定の分光学的性質と
して所定波長における吸光度を測定し、前記磁場を印加
した状態において測定した該吸光度と該磁場を印加しな
い状態における該吸光度との差に基づいて、該試料水の
運動性を評価することを特徴とする請求項1に記載の水
の運動性評価方法。
2. The absorbance at a predetermined wavelength as the predetermined spectroscopic property of the sample water is measured. The motility evaluation method for water according to claim 1, wherein the motility of the sample water is evaluated based on the motility.
【請求項3】 前記モニター光として直線偏光の光を用
い、前記試料水の前記所定の分光学的性質として該試料
水中を伝搬した該モニター光の偏向角を測定し、前記磁
場を印加した状態において測定した該偏向角と該磁場を
印加しない状態における該偏向角との差に基づいて、該
試料水の運動性を評価することを特徴とする請求項1に
記載の水の運動性評価方法。
3. A state in which linearly polarized light is used as the monitor light, a deflection angle of the monitor light propagating through the sample water as the predetermined spectroscopic property of the sample water is measured, and the magnetic field is applied. 2. The water mobility evaluation method according to claim 1, wherein the mobility of the sample water is evaluated based on a difference between the deflection angle measured in the step (a) and the deflection angle when the magnetic field is not applied. .
【請求項4】 前記モニター光として直線偏光の光を用
い、前記試料水に照射する前の該モニター光及び該試料
水中を伝搬した後の該モニター光のうちの少なくともい
ずれかを散乱させ、該試料水の前記所定の分光学的性質
として散乱された該モニター光のうち所定の偏向角を有
する光の強度を測定し、前記磁場を印加した状態におい
て測定した該所定の偏向角を有する光の強度と該磁場を
印加しない状態における該所定の偏向角を有する光の強
度との比に基づいて、該試料水の運動性を評価すること
を特徴とする請求項1に記載の水の運動性評価方法。
4. Using linearly-polarized light as the monitor light, and scattering at least one of the monitor light before irradiating the sample water and the monitor light after propagating through the sample water, The intensity of light having a predetermined deflection angle of the monitor light scattered as the predetermined spectroscopic property of the sample water is measured, and the intensity of light having the predetermined deflection angle measured in a state where the magnetic field is applied is measured. The motility of water according to claim 1, wherein the motility of the sample water is evaluated based on a ratio between the intensity and the intensity of the light having the predetermined deflection angle when the magnetic field is not applied. Evaluation method.
【請求項5】 印加する前記磁場の強度を200mT以
上とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の水の運動性評価方法。
5. The method according to claim 1, wherein the strength of the applied magnetic field is 200 mT or more.
【請求項6】 試料水に対して磁場を印加するための磁
場印加装置と、 前記試料水に対してモニター光を照射するための光源装
置と、 前記試料水中を伝搬した前記モニター光を受光するため
の受光装置と、 前記受光装置により受光した前記モニター光に基づい
て、前記試料水に磁場を印加した状態と印加しない状態
とにおける該試料水の所定波長における吸光度の差を演
算するための演算装置と、を備えることを特徴とする水
の運動性評価装置。
6. A magnetic field applying device for applying a magnetic field to the sample water, a light source device for irradiating the sample water with monitor light, and receiving the monitor light propagated in the sample water. A light receiving device for calculating, based on the monitor light received by the light receiving device, a difference in absorbance at a predetermined wavelength of the sample water between a state where a magnetic field is applied to the sample water and a state where no magnetic field is applied to the sample water And a device for evaluating water motility.
【請求項7】 前記受光装置は、前記所定波長の光を透
過させるフィルターと、該フィルターを透過した光を受
光する受光素子と、を有することを特徴とする請求項6
に記載の水の運動性評価装置。
7. The light receiving device according to claim 6, wherein the light receiving device includes a filter that transmits the light of the predetermined wavelength, and a light receiving element that receives the light transmitted through the filter.
Water motility evaluation apparatus according to item 1.
【請求項8】 試料水に対して磁場を印加するための磁
場印加装置と、 前記試料水に対して直線偏光のモニター光を照射するた
めの光源装置と、 前記試料水中を伝搬した該モニター光を受光してその偏
向角を検出するための偏向角検出装置と、 前記偏向角検出装置により検出した前記モニター光の偏
向角に基づいて、前記試料水に磁場を印加した状態と印
加しない状態とにおける該試料水中を伝搬した該モニタ
ー光の偏向角の差を演算するための演算装置と、を備え
ることを特徴とする水の運動性評価装置。
8. A magnetic field applying device for applying a magnetic field to the sample water, a light source device for irradiating the sample water with linearly polarized monitor light, and the monitor light propagating through the sample water. And a deflection angle detection device for detecting the deflection angle thereof, based on the deflection angle of the monitor light detected by the deflection angle detection device, a state where a magnetic field is applied to the sample water and a state where no magnetic field is applied. And a calculating device for calculating a difference in the deflection angle of the monitor light propagated in the sample water.
【請求項9】 試料水に対して磁場を印加するための磁
場印加装置と、 前記試料水に対して直線偏光のモニター光を照射するた
めの光源装置と、 前記試料水に照射する前の前記モニター光及び該試料水
中を伝搬した後の該モニター光のうち少なくともいずれ
かを散乱させるための散乱体と、 前記散乱体により散乱された前記試料水中を伝搬した前
記モニター光のうち所定の偏向角を有する光のみを通過
させる偏光素子と、 前記偏光素子を通過した光を受光するための受光素子
と、 前記受光素子により受光した光に基づいて、前記試料水
に磁場を印加した状態と印加しない状態とにおける該所
定の偏向角を有する光の強度の比を演算するための演算
装置と、を備えることを特徴とする水の運動性評価装
置。
9. A magnetic field applying device for applying a magnetic field to the sample water, a light source device for irradiating linearly polarized monitor light to the sample water, and the light source device before irradiating the sample water. A scatterer for scattering at least one of the monitor light and the monitor light after propagating in the sample water; and a predetermined deflection angle of the monitor light propagated in the sample water scattered by the scatterer. A polarizing element that transmits only light having a light-receiving element; a light-receiving element for receiving light that has passed through the polarizing element; And a calculating device for calculating a ratio of the intensity of the light having the predetermined deflection angle to the state.
【請求項10】 前記試料水を位置決めするための位置
決め手段を備えることを特徴とする請求項6〜9のいず
れかに記載の水の運動性評価装置。
10. The water motility evaluation device according to claim 6, further comprising a positioning unit for positioning the sample water.
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