JP2002286602A - 溶液攪拌方法、溶液攪拌装置、これを用いたサンプルセル及びこれらを用いた溶液濃度計測装置 - Google Patents
溶液攪拌方法、溶液攪拌装置、これを用いたサンプルセル及びこれらを用いた溶液濃度計測装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/38—Diluting, dispersing or mixing samples
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検溶液と試薬液を混合する際に、攪拌棒等
を用いることなく、攪拌することを目的とする。 【解決手段】 被検溶液に気体を注入することで攪拌す
る攪拌方法、および気体を被検試料に注入する注入口を
設けたサンプルセルと、これを用いた溶液濃度計測装
置。
を用いることなく、攪拌することを目的とする。 【解決手段】 被検溶液に気体を注入することで攪拌す
る攪拌方法、および気体を被検試料に注入する注入口を
設けたサンプルセルと、これを用いた溶液濃度計測装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶液の攪拌方法に
関する。特に、本発明は、被検溶液と試薬液を混合し
て、被検溶液中の特定成分の濃度を計測する場合におけ
る攪拌方法に関する。本発明に係る攪拌方法は、被検溶
液の光学特性を計測する際に使用するサンプルセルに適
用する場合に、サンプルセルの簡易性、高信頼性、小型
化および低価格などを実現できるという観点から実用性
が高い。
関する。特に、本発明は、被検溶液と試薬液を混合し
て、被検溶液中の特定成分の濃度を計測する場合におけ
る攪拌方法に関する。本発明に係る攪拌方法は、被検溶
液の光学特性を計測する際に使用するサンプルセルに適
用する場合に、サンプルセルの簡易性、高信頼性、小型
化および低価格などを実現できるという観点から実用性
が高い。
【０００２】
【従来の技術】被検溶液の光学特性を計測して濃度を算
出する場合は、保持される被検溶液中を光が伝搬するよ
うな構成を有するサンプルセルを用いる。このサンプル
セルは、ガラスなどからなり、その形状が直方体で、透
過面は透明である。このため、被検試料中を光が伝搬す
ることができる。通常、このサンプルセルの上部は開放
されており、ここから、スポイト、ピペッタまたはシリ
ンジなどで所定量の被検溶液を導入する。つぎに、所定
量の試薬液を注入し、攪拌棒による攪拌、またはサンプ
ルセルの振動により、被検溶液と試薬液を均一に混ぜて
いる。そして、光学特性を計測して特定成分の濃度を決
定する。
出する場合は、保持される被検溶液中を光が伝搬するよ
うな構成を有するサンプルセルを用いる。このサンプル
セルは、ガラスなどからなり、その形状が直方体で、透
過面は透明である。このため、被検試料中を光が伝搬す
ることができる。通常、このサンプルセルの上部は開放
されており、ここから、スポイト、ピペッタまたはシリ
ンジなどで所定量の被検溶液を導入する。つぎに、所定
量の試薬液を注入し、攪拌棒による攪拌、またはサンプ
ルセルの振動により、被検溶液と試薬液を均一に混ぜて
いる。そして、光学特性を計測して特定成分の濃度を決
定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
方法においては、被検溶液と試薬液を混合した後に攪拌
するため、攪拌棒などを操作する必要がある。このよう
な場合、攪拌棒が透過光や散乱光の観測を妨害したり、
サンプルセルを光学系から取り外す必要があるため、混
合後から観測を開始するまでの時間が長くなるという問
題がある。これにより、被検溶液と試薬液との混合直後
からの過渡現象を観測する場合、観測の空白時間が増加
してしまう。これは、特に被検溶液と試薬液との反応速
度が大きい場合、大きな問題となる。
方法においては、被検溶液と試薬液を混合した後に攪拌
するため、攪拌棒などを操作する必要がある。このよう
な場合、攪拌棒が透過光や散乱光の観測を妨害したり、
サンプルセルを光学系から取り外す必要があるため、混
合後から観測を開始するまでの時間が長くなるという問
題がある。これにより、被検溶液と試薬液との混合直後
からの過渡現象を観測する場合、観測の空白時間が増加
してしまう。これは、特に被検溶液と試薬液との反応速
度が大きい場合、大きな問題となる。
【０００４】また、サンプルセルを計測光学系から取り
外すと、光学系の配置の変化などが発生するため、試薬
液との混合前後の被検溶液の光学特性の変化を計測する
場合、精度が低下してしまう。以上のような問題点を考
慮して、本発明は、攪拌棒の使用およびサンプルセルの
取り外しの必要なく、被検溶液と試薬液を容易に均一に
混ぜることができる攪拌方法、サンプルセルおよび溶液
濃度計測装置を提供することを目的とする。
外すと、光学系の配置の変化などが発生するため、試薬
液との混合前後の被検溶液の光学特性の変化を計測する
場合、精度が低下してしまう。以上のような問題点を考
慮して、本発明は、攪拌棒の使用およびサンプルセルの
取り外しの必要なく、被検溶液と試薬液を容易に均一に
混ぜることができる攪拌方法、サンプルセルおよび溶液
濃度計測装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、溶液中に気体
を注入して、前記溶液を攪拌することを特徴とする溶液
攪拌方法に関する。前記方法においては、前記溶液に注
入する気体の体積が、前記溶液の体積の１／２０以上で
あるのが有効である。
を注入して、前記溶液を攪拌することを特徴とする溶液
攪拌方法に関する。前記方法においては、前記溶液に注
入する気体の体積が、前記溶液の体積の１／２０以上で
あるのが有効である。
【０００６】また、前記気体を注入する時間が、１０秒
間以内であるのが有効である。また、前記気体が二酸化
炭素および／または酸素を含まないのが有効である。前
記気体は、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群か
ら選択される少なくとも１種であるのが有効である。
間以内であるのが有効である。また、前記気体が二酸化
炭素および／または酸素を含まないのが有効である。前
記気体は、窒素、アルゴンおよびヘリウムよりなる群か
ら選択される少なくとも１種であるのが有効である。
【０００７】さらに本発明は、光学特性を計測する被検
溶液を保持し、光を前記被検溶液に照射できる構成を有
するサンプルセルであって、前記被検溶液を攪拌するた
めの気体を注入する気体注入口を具備することを特徴と
するサンプルセルに関する。前記サンプルセルにおいて
は、前記気体注入口が最下部に配置されているのが有効
である。
溶液を保持し、光を前記被検溶液に照射できる構成を有
するサンプルセルであって、前記被検溶液を攪拌するた
めの気体を注入する気体注入口を具備することを特徴と
するサンプルセルに関する。前記サンプルセルにおいて
は、前記気体注入口が最下部に配置されているのが有効
である。
【０００８】また、前記サンプルセルは、前記被検溶液
および／または前記被検溶液に混合する試薬液を導入す
るための開口部を上部に具備するのが有効である。さら
に、前記サンプルセルは、前記気体注入口より、前記気
体だけでなく前記被検溶液に混合する試薬液も注入でき
るように、切り替え弁を具備するのが有効である。
および／または前記被検溶液に混合する試薬液を導入す
るための開口部を上部に具備するのが有効である。さら
に、前記サンプルセルは、前記気体注入口より、前記気
体だけでなく前記被検溶液に混合する試薬液も注入でき
るように、切り替え弁を具備するのが有効である。
【０００９】さらに、前記サンプルセルは、前記被検溶
液に混合する試薬液を注入するための試薬注入口を別途
具備するのが有効である。また、前記サンプルセルにお
いては、前記試薬注入口が前記気体注入口よりも上に配
置されているのが有効である。また、前記サンプルセル
においては、前記被検溶液において前記光が伝搬する領
域よりも上に、前記気体注入口が配置されているのが有
効である。
液に混合する試薬液を注入するための試薬注入口を別途
具備するのが有効である。また、前記サンプルセルにお
いては、前記試薬注入口が前記気体注入口よりも上に配
置されているのが有効である。また、前記サンプルセル
においては、前記被検溶液において前記光が伝搬する領
域よりも上に、前記気体注入口が配置されているのが有
効である。
【００１０】また、前記サンプルセルは、所定量の前記
被検溶液を保持するときの前記被検溶液の液面からサン
プルセルの底面までの距離ｈと、サンプルセルの底面積
Ｓとが、同一単位系において、関係式（１）： ｈ＞Ｓ／１０ （１） を満足するのが有効である。
被検溶液を保持するときの前記被検溶液の液面からサン
プルセルの底面までの距離ｈと、サンプルセルの底面積
Ｓとが、同一単位系において、関係式（１）： ｈ＞Ｓ／１０ （１） を満足するのが有効である。
【００１１】本発明は、また、光を被検溶液に投射する
光源と、前記被検溶液を保持する請求項６〜１３のいず
れかに記載のサンプルセルと、前記被検溶液を透過した
光および／または前記被検溶液中を伝搬する際に発生し
た散乱光を検知する光センサーと、前記サンプルセルに
前記被検溶液を導入する導入手段と、前記サンプルセル
中の前記被検溶液に試薬液を注入する試薬液注入手段
と、前記サンプルセル中の前記被検溶液に前記気体を注
入する気体注入手段とを具備し、さらに、前記被検溶液
導入手段、前記試薬注入手段および前記気体注入手段を
制御し、前記光センサーの出力信号に基づいて前記被検
溶液の光学特性を分析するコンピューターを具備するこ
とを特徴とする溶液濃度計測装置にも関する。
光源と、前記被検溶液を保持する請求項６〜１３のいず
れかに記載のサンプルセルと、前記被検溶液を透過した
光および／または前記被検溶液中を伝搬する際に発生し
た散乱光を検知する光センサーと、前記サンプルセルに
前記被検溶液を導入する導入手段と、前記サンプルセル
中の前記被検溶液に試薬液を注入する試薬液注入手段
と、前記サンプルセル中の前記被検溶液に前記気体を注
入する気体注入手段とを具備し、さらに、前記被検溶液
導入手段、前記試薬注入手段および前記気体注入手段を
制御し、前記光センサーの出力信号に基づいて前記被検
溶液の光学特性を分析するコンピューターを具備するこ
とを特徴とする溶液濃度計測装置にも関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら本発
明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらの
みに限定されるものではない。
明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明はこれらの
みに限定されるものではない。
【００１３】実施の形態１ 本発明の実施の形態について、図１を用いて以下に詳細
に説明する。図１において、本発明のサンプルセルの骨
格部分１は、上部に開放された開口部を有する直方体状
のアルミニウム製容器からなる。そして、光路の両端に
光学窓としてガラス板がはめ込んであり（図示せ
ず。）、被検溶液を保持した状態で、光が被検溶液中を
透過することができる。図１は、本発明のサンプルセル
の構成を示す図である。
に説明する。図１において、本発明のサンプルセルの骨
格部分１は、上部に開放された開口部を有する直方体状
のアルミニウム製容器からなる。そして、光路の両端に
光学窓としてガラス板がはめ込んであり（図示せ
ず。）、被検溶液を保持した状態で、光が被検溶液中を
透過することができる。図１は、本発明のサンプルセル
の構成を示す図である。
【００１４】この容器の長軸方向の距離、すなわち光学
窓間の距離は５ｃｍとする。また、短軸方向の距離は１
ｃｍとする。サンプルセルの骨格部分１の最下部には、
図２に示したように、光学窓がない側面に注入口２が配
置されている。なお、図２は、図１に示すサンプルセル
の骨格部分１の上面図である。実質的にはこの骨格部分
１がサンプルセルに相当する。
窓間の距離は５ｃｍとする。また、短軸方向の距離は１
ｃｍとする。サンプルセルの骨格部分１の最下部には、
図２に示したように、光学窓がない側面に注入口２が配
置されている。なお、図２は、図１に示すサンプルセル
の骨格部分１の上面図である。実質的にはこの骨格部分
１がサンプルセルに相当する。
【００１５】また、本発明のサンプルセルは、被検溶液
を一時捕獲するロート３、ロート３に捕獲された被検溶
液をサンプルセル１への滴下を制御する電磁バルブ４、
所定量の試薬液を被検溶液に滴下するピペッタ５、光源
である半導体レーザモジュール６を具備する。半導体レ
ーザモジュール６は、波長７８０ｎｍ、強度３．０ｍ
Ｗ、ビーム直径２．０ｍｍの略平行光７を投射する。こ
の略平行光７の光軸は、サンプルセルの骨格部分１の底
面に平行で、底面から距離４ｍｍに位置している。注入
口２の内径（直径）は２．０ｍｍで、図１に示すよう
に、略平行光７より下部に配置されている。
を一時捕獲するロート３、ロート３に捕獲された被検溶
液をサンプルセル１への滴下を制御する電磁バルブ４、
所定量の試薬液を被検溶液に滴下するピペッタ５、光源
である半導体レーザモジュール６を具備する。半導体レ
ーザモジュール６は、波長７８０ｎｍ、強度３．０ｍ
Ｗ、ビーム直径２．０ｍｍの略平行光７を投射する。こ
の略平行光７の光軸は、サンプルセルの骨格部分１の底
面に平行で、底面から距離４ｍｍに位置している。注入
口２の内径（直径）は２．０ｍｍで、図１に示すよう
に、略平行光７より下部に配置されている。
【００１６】さらに、本発明のサンプルセルは、被検溶
液を透過した光を検知する光センサー８、光センサー８
の出力信号を解析し、電磁バルブ４、ピペッタ５および
光源６を制御するコンピューター９を具備する。また、
ポンプ１０は、チューブ１１を経て注入口２より、空気
を被検溶液に注入する。このポンプ１０はコンピュータ
ー９によって制御される。なお、図１は、注入口２より
空気が注入された際に発生する泡１２を模式的に示して
いる。被検溶液の液面１３の最下部が、サンプルセルの
骨格部分１の底面より高さｈに位置する。このサンプル
セルの骨格部分１は、内壁の角にｒを有する。すなわ
ち、角が厳密には直角でないため、５ｍｌの被検溶液を
保持したときにｈが１ｃｍとなる。
液を透過した光を検知する光センサー８、光センサー８
の出力信号を解析し、電磁バルブ４、ピペッタ５および
光源６を制御するコンピューター９を具備する。また、
ポンプ１０は、チューブ１１を経て注入口２より、空気
を被検溶液に注入する。このポンプ１０はコンピュータ
ー９によって制御される。なお、図１は、注入口２より
空気が注入された際に発生する泡１２を模式的に示して
いる。被検溶液の液面１３の最下部が、サンプルセルの
骨格部分１の底面より高さｈに位置する。このサンプル
セルの骨格部分１は、内壁の角にｒを有する。すなわ
ち、角が厳密には直角でないため、５ｍｌの被検溶液を
保持したときにｈが１ｃｍとなる。
【００１７】以下に、被検溶液として純水を用い、試薬
液として平均直径が２０ｎｍのポリスチレン粒子を純水
中に均一に分散させた分散液を用いた実施例を示す。こ
のポリスチレン粒子は、純水に近い比重を有し、粒径も
小さい。そのため、本発明で示す時間においては、沈殿
などの現象は見られない。この試薬液を被検溶液（純
水）に滴下すると、被検溶液中を粒子が拡散して被検溶
液全体が混濁する。この混濁度合い、すなわち濁度を透
過光強度として光センサー８の出力信号で計測する。
液として平均直径が２０ｎｍのポリスチレン粒子を純水
中に均一に分散させた分散液を用いた実施例を示す。こ
のポリスチレン粒子は、純水に近い比重を有し、粒径も
小さい。そのため、本発明で示す時間においては、沈殿
などの現象は見られない。この試薬液を被検溶液（純
水）に滴下すると、被検溶液中を粒子が拡散して被検溶
液全体が混濁する。この混濁度合い、すなわち濁度を透
過光強度として光センサー８の出力信号で計測する。
【００１８】このように、微粒子を含んだ溶液の拡散に
よる混濁には、化学反応が伴わない。したがって、被検
溶液全体の濁度は、試薬液の拡散度合いのみに依存して
おり、反応速度を勘案する必要がない。すなわち、濁度
がある値で安定したことは、微粒子が溶液全体に十分広
がり、均一に分散されたこと意味する。これらのことか
ら、微粒子を含んだ分散液を試薬液として被検溶液に混
合して濁度を観測すると、攪拌効果を検証する場合に便
利である。
よる混濁には、化学反応が伴わない。したがって、被検
溶液全体の濁度は、試薬液の拡散度合いのみに依存して
おり、反応速度を勘案する必要がない。すなわち、濁度
がある値で安定したことは、微粒子が溶液全体に十分広
がり、均一に分散されたこと意味する。これらのことか
ら、微粒子を含んだ分散液を試薬液として被検溶液に混
合して濁度を観測すると、攪拌効果を検証する場合に便
利である。
【００１９】本実施の形態の動作はつぎのとおりであ
る。まず、ほこりなどの微粒子を含まない純水を被検溶
液として捕獲用ロート３へ投入し、コンピューター９が
電磁バルブ４を制御して、ロート３に捕獲された被検溶
液をサンプルセル１へ導入した。このとき、導入する被
検溶液の所定量は４．５ｍｌであり、ｈは１０ｍｍ未満
であった。そして、コンピューター９がピペッタ５を制
御して、上記試薬液０．５ｍｌをサンプルセルの骨格部
分１へ滴下して被検溶液と混合した。これにより、サン
プルセルは５ｍｌの液体を保持し、ｈは１０ｍｍとなっ
た。
る。まず、ほこりなどの微粒子を含まない純水を被検溶
液として捕獲用ロート３へ投入し、コンピューター９が
電磁バルブ４を制御して、ロート３に捕獲された被検溶
液をサンプルセル１へ導入した。このとき、導入する被
検溶液の所定量は４．５ｍｌであり、ｈは１０ｍｍ未満
であった。そして、コンピューター９がピペッタ５を制
御して、上記試薬液０．５ｍｌをサンプルセルの骨格部
分１へ滴下して被検溶液と混合した。これにより、サン
プルセルは５ｍｌの液体を保持し、ｈは１０ｍｍとなっ
た。
【００２０】同時に、コンピューター９は、光センサー
８の出力信号の記録を開始した。この光センサー８の出
力信号の時間変化を図３に示した。図３は、試薬液混合
後の経過時間と、光センサー８の出力信号（透過光の強
度）の関係を示すグラフである。試薬液混合後１０秒経
過した時点で、コンピューター９がポンプ１０を制御し
て、空気を５ｍｌ、注入口２より２秒で注入した。この
ように空気を注入した場合の光センサー８の出力信号を
図３の実線ａで示した。そして、被検溶液中の特定成分
の濃度を計測する場合は、コンピューター９が、この実
線で示す試薬液混合後の光センサー８の出力信号を解析
して、被検溶液の濃度を算出した。この実線は、空気注
入時点付近、すなわち試薬液混合後１０秒経過時点で、
大きく変化した。これは、注入された空気が、略平行光
７の光路中に侵入して、光路が妨害されたためであっ
た。
８の出力信号の記録を開始した。この光センサー８の出
力信号の時間変化を図３に示した。図３は、試薬液混合
後の経過時間と、光センサー８の出力信号（透過光の強
度）の関係を示すグラフである。試薬液混合後１０秒経
過した時点で、コンピューター９がポンプ１０を制御し
て、空気を５ｍｌ、注入口２より２秒で注入した。この
ように空気を注入した場合の光センサー８の出力信号を
図３の実線ａで示した。そして、被検溶液中の特定成分
の濃度を計測する場合は、コンピューター９が、この実
線で示す試薬液混合後の光センサー８の出力信号を解析
して、被検溶液の濃度を算出した。この実線は、空気注
入時点付近、すなわち試薬液混合後１０秒経過時点で、
大きく変化した。これは、注入された空気が、略平行光
７の光路中に侵入して、光路が妨害されたためであっ
た。
【００２１】また、図３に、このように空気を注入しな
かった場合の、光センサー８の出力信号を点線ｂで示し
た。この点線は、試薬液混合後から１０秒までは、実線
と重なっているが、１０秒を経過した後は、実線と比較
して光センサー８の出力信号の低下速度が小さかった。
これは、空気注入による攪拌作用がなく、拡散作用のみ
によって微粒子が広がったからであった。したがって、
図３で示したように、試薬液混合後６０秒経過時点で光
センサー８の出力信号は約０．５５Ｖを示し、信号はさ
らに低下し続け、安定しなかった。
かった場合の、光センサー８の出力信号を点線ｂで示し
た。この点線は、試薬液混合後から１０秒までは、実線
と重なっているが、１０秒を経過した後は、実線と比較
して光センサー８の出力信号の低下速度が小さかった。
これは、空気注入による攪拌作用がなく、拡散作用のみ
によって微粒子が広がったからであった。したがって、
図３で示したように、試薬液混合後６０秒経過時点で光
センサー８の出力信号は約０．５５Ｖを示し、信号はさ
らに低下し続け、安定しなかった。
【００２２】一方、実線で示す空気を注入した場合は、
６０秒経過時点で光センサー８の出力信号は約０．１１
Ｖを示し、信号低下が飽和しており、被検溶液が十分に
安定したことを意味した。攪拌棒などで十分に攪拌した
場合でも、光センサー８の出力信号は約０．１１Ｖで安
定した。すなわち、本実施の形態のように、空気を注入
して攪拌することで、攪拌棒などで十分に攪拌した時と
同等の攪拌効果が得られた。
６０秒経過時点で光センサー８の出力信号は約０．１１
Ｖを示し、信号低下が飽和しており、被検溶液が十分に
安定したことを意味した。攪拌棒などで十分に攪拌した
場合でも、光センサー８の出力信号は約０．１１Ｖで安
定した。すなわち、本実施の形態のように、空気を注入
して攪拌することで、攪拌棒などで十分に攪拌した時と
同等の攪拌効果が得られた。
【００２３】なお、以上では、空気５ｍｌを２秒間で注
入した場合を示したが、被検溶液の体積の１／２０以
上、すなわち０．２５ｍｌ以上の空気を１０秒以内で注
入すれば、同様に攪拌効果が得られ、より短時間により
多くの空気を注入するほど大きな攪拌効果が得られた。
ここで、注入空気量が溶液量の１／２０よりも小さい場
合は、十分な攪拌効果が得られなかった。また、１０秒
以上かけて注入すると、たとえ注入する空気の量が溶液
の量の１／２０以上の場合でも、十分な攪拌効果が得ら
れなかった。なお、注入する気体の容量は、被検溶液が
気化することによる被検溶液の量の低下が実用上問題に
ならない程度であれば、大きいほど攪拌効果は得られ
た。
入した場合を示したが、被検溶液の体積の１／２０以
上、すなわち０．２５ｍｌ以上の空気を１０秒以内で注
入すれば、同様に攪拌効果が得られ、より短時間により
多くの空気を注入するほど大きな攪拌効果が得られた。
ここで、注入空気量が溶液量の１／２０よりも小さい場
合は、十分な攪拌効果が得られなかった。また、１０秒
以上かけて注入すると、たとえ注入する空気の量が溶液
の量の１／２０以上の場合でも、十分な攪拌効果が得ら
れなかった。なお、注入する気体の容量は、被検溶液が
気化することによる被検溶液の量の低下が実用上問題に
ならない程度であれば、大きいほど攪拌効果は得られ
た。
【００２４】また、前記サンプルセルの骨格部分１の底
面積Ｓは５ｃｍ2（１ｃｍ×５ｃｍ）とし、この底面と
被検溶液の液面の最下部までの距離ｈは１ｃｍであっ
た。この底面積Ｓと距離ｈを同一単位系、すなわちｃｍ
系で比較すると、関係式（１）：
ｈ＝１＞Ｓ／１０＝０．５ （１） ここで、底面積Ｓが距離ｈに比べて上記より大きく、
（式１）を満たさない場合は、十分な攪拌効果が得られ
なかった。
面積Ｓは５ｃｍ2（１ｃｍ×５ｃｍ）とし、この底面と
被検溶液の液面の最下部までの距離ｈは１ｃｍであっ
た。この底面積Ｓと距離ｈを同一単位系、すなわちｃｍ
系で比較すると、関係式（１）：
ｈ＝１＞Ｓ／１０＝０．５ （１） ここで、底面積Ｓが距離ｈに比べて上記より大きく、
（式１）を満たさない場合は、十分な攪拌効果が得られ
なかった。
【００２５】さらに、本実施の形態では、図１に示した
ように注入口２がサンプルセルの骨格部分１の底面と接
する位置に配置した。これによって、泡が上方へ移動す
る性質も利用でき、攪拌効率を向上させることができ
た。上述した不充分な攪拌効果とは、微粒子が均一に混
ざらず、単に滴下した場合に比べて、実質的な攪拌効果
が得られなかったことを意味する。例えば、本実施の形
態で示したように、微粒子が均一に混ざらず光センサー
８の出力信号が、試薬液混合後６０秒経過時点で、所定
の値で安定しないことを意味する。
ように注入口２がサンプルセルの骨格部分１の底面と接
する位置に配置した。これによって、泡が上方へ移動す
る性質も利用でき、攪拌効率を向上させることができ
た。上述した不充分な攪拌効果とは、微粒子が均一に混
ざらず、単に滴下した場合に比べて、実質的な攪拌効果
が得られなかったことを意味する。例えば、本実施の形
態で示したように、微粒子が均一に混ざらず光センサー
８の出力信号が、試薬液混合後６０秒経過時点で、所定
の値で安定しないことを意味する。
【００２６】以上のように、本実施の形態によれば、攪
拌棒を使用することなくかつサンプルセルを光学系から
取り外すことなく、溶液を攪拌できた。これにより、工
程を簡略化することができ、さらに誤動作が発生しにく
くなり、その実用的効果は極めて大きく、計測および検
査の効率化と省力化が可能になった。
拌棒を使用することなくかつサンプルセルを光学系から
取り外すことなく、溶液を攪拌できた。これにより、工
程を簡略化することができ、さらに誤動作が発生しにく
くなり、その実用的効果は極めて大きく、計測および検
査の効率化と省力化が可能になった。
【００２７】実施の形態２ 本実施の形態では、実施の形態１の図１で示した構成を
有するサンプルセルを用い、試薬液としてスルホサリチ
ル酸試薬液（硫酸ナトリウムを２−ヒドロキシ−５−ス
ルホ安息香酸水溶液に溶解した試薬）を用いて、被検溶
液中のタンパク質濃度を計測する例を示す。この場合、
被検溶液とスルホサリチル酸試薬液が混合されると、被
検溶液中のタンパク質成分が凝集して、被検溶液全体が
混濁するため、この混濁度合い、すなわ濁度を計測する
ことで、タンパク質濃度を決定する。ここでは、濁度を
透過光強度、すなわち光センサー８の出力信号として計
測する。タンパク質濃度が高いほど濁度が高いため、光
センサー８の出力信号は小さくなる。本実施の形態で
は、実施の形態１と異なり、濁度の生成速度、すなわち
光センサー８の出力信号の変化速度には、試薬液の拡散
状況だけでなく凝集速度も影響を与えている。
有するサンプルセルを用い、試薬液としてスルホサリチ
ル酸試薬液（硫酸ナトリウムを２−ヒドロキシ−５−ス
ルホ安息香酸水溶液に溶解した試薬）を用いて、被検溶
液中のタンパク質濃度を計測する例を示す。この場合、
被検溶液とスルホサリチル酸試薬液が混合されると、被
検溶液中のタンパク質成分が凝集して、被検溶液全体が
混濁するため、この混濁度合い、すなわ濁度を計測する
ことで、タンパク質濃度を決定する。ここでは、濁度を
透過光強度、すなわち光センサー８の出力信号として計
測する。タンパク質濃度が高いほど濁度が高いため、光
センサー８の出力信号は小さくなる。本実施の形態で
は、実施の形態１と異なり、濁度の生成速度、すなわち
光センサー８の出力信号の変化速度には、試薬液の拡散
状況だけでなく凝集速度も影響を与えている。
【００２８】本実施の形態の動作はつぎのとおりであ
る。まず、タンパク質濃度が１００ｍｇ／ｄｌの水溶液
を被検溶液として捕獲用ロート３へ投入し、コンピュー
ター９により電磁バルブ４を制御して、ロート３に捕獲
された被検溶液をサンプルセルの骨格部分１へ導入し
た。この時、導入する被検溶液の量は４．５ｍｌとし、
ｈは１０ｍｍ未満であった。そして、コンピューター９
によりピペッタ５を制御して、スルホサリチル酸試薬液
０．５ｍｌをサンプルセルの骨格部分１へ滴下して被検
溶液と混合させた。これにより、サンプルセルは５ｍｌ
の液を保持し、ｈが１０ｍｍとなった。
る。まず、タンパク質濃度が１００ｍｇ／ｄｌの水溶液
を被検溶液として捕獲用ロート３へ投入し、コンピュー
ター９により電磁バルブ４を制御して、ロート３に捕獲
された被検溶液をサンプルセルの骨格部分１へ導入し
た。この時、導入する被検溶液の量は４．５ｍｌとし、
ｈは１０ｍｍ未満であった。そして、コンピューター９
によりピペッタ５を制御して、スルホサリチル酸試薬液
０．５ｍｌをサンプルセルの骨格部分１へ滴下して被検
溶液と混合させた。これにより、サンプルセルは５ｍｌ
の液を保持し、ｈが１０ｍｍとなった。
【００２９】同時に、コンピューター９により、光セン
サー８の出力信号の記録を開始した。この光センサー８
の出力信号の時間変化を図４に示す。図４は、試薬液混
合後の経過時間と、光センサー８の出力信号（透過光の
強度）の関係を示すグラフである。試薬液混合後６０秒
経過した時点で、コンピューター９がポンプ１０を制御
し、空気を５ｍｌ、注入口２より２秒で注入した。この
ように空気を注入した場合の光センサー８の出力信号を
図４の実線ｃで示した。そして、被検溶液中の特定成分
の濃度を計測する場合は、コンピューター９により、こ
の実線で示す試薬液混合後の光センサー８の出力信号を
解析して、被検溶液の濃度を算出した。この実線は、空
気注入時点付近、すなわち試薬液混合後６０秒経過時点
で大きく変化するが、これは、注入された空気が、略平
行光７の光路中に侵入して、光路が妨害されたためであ
った。
サー８の出力信号の記録を開始した。この光センサー８
の出力信号の時間変化を図４に示す。図４は、試薬液混
合後の経過時間と、光センサー８の出力信号（透過光の
強度）の関係を示すグラフである。試薬液混合後６０秒
経過した時点で、コンピューター９がポンプ１０を制御
し、空気を５ｍｌ、注入口２より２秒で注入した。この
ように空気を注入した場合の光センサー８の出力信号を
図４の実線ｃで示した。そして、被検溶液中の特定成分
の濃度を計測する場合は、コンピューター９により、こ
の実線で示す試薬液混合後の光センサー８の出力信号を
解析して、被検溶液の濃度を算出した。この実線は、空
気注入時点付近、すなわち試薬液混合後６０秒経過時点
で大きく変化するが、これは、注入された空気が、略平
行光７の光路中に侵入して、光路が妨害されたためであ
った。
【００３０】また、図４に、このように空気を注入しな
かった場合の光センサー８の出力信号を点線ｄで示し
た。この点線は、試薬液混合後から６０秒までは実線と
重なっているが、６０秒経過後は、実線と比較して光セ
ンサー８の出力信号の低下速度が小さかった。これは、
空気注入による攪拌作用がなかったためであった。した
がって、図４に示したように、試薬液混合後３６０秒経
過時点で光センサー８の出力信号は約０．４Ｖを示し、
信号はさらに低下し続け、安定しなかった。一方、実線
で示す空気を注入した場合は、３６０秒経過時点で光セ
ンサー８の出力信号は約０．１Ｖを示し、信号低下が飽
和しており、十分安定した。このタンパク質濃度が１０
０ｍｇ／ｄｌの被検溶液を用いた場合は、攪拌棒などで
十分に攪拌しても、光センサー８の出力信号は約０．１
Ｖで安定した。
かった場合の光センサー８の出力信号を点線ｄで示し
た。この点線は、試薬液混合後から６０秒までは実線と
重なっているが、６０秒経過後は、実線と比較して光セ
ンサー８の出力信号の低下速度が小さかった。これは、
空気注入による攪拌作用がなかったためであった。した
がって、図４に示したように、試薬液混合後３６０秒経
過時点で光センサー８の出力信号は約０．４Ｖを示し、
信号はさらに低下し続け、安定しなかった。一方、実線
で示す空気を注入した場合は、３６０秒経過時点で光セ
ンサー８の出力信号は約０．１Ｖを示し、信号低下が飽
和しており、十分安定した。このタンパク質濃度が１０
０ｍｇ／ｄｌの被検溶液を用いた場合は、攪拌棒などで
十分に攪拌しても、光センサー８の出力信号は約０．１
Ｖで安定した。
【００３１】また、タンパク質濃度が０ｍｇ／ｄｌ、
２．５ｍｇ／ｄｌ、５ｍｇ／ｄｌ、１５ｍｇ／ｄｌ、３
０ｍｇ／ｄｌ、および６０ｍｇ／ｄｌの水溶液を被検溶
液として同様に計測した。図５に、これらの各被検溶液
について、試薬液混合後３６０秒経過した時点の光セン
サー８の出力信号と、各被検溶液のタンパク質濃度との
関係を示した。図５の実線に示したように、各点を結ん
で直線を得ることができ、この直線を検量線として用い
ることで、高精度にタンパク質濃度を計測できた。この
計測精度は、攪拌棒などで十分攪拌した場合と同程度で
あった。空気を注入しなかった場合は、各点は直線に乗
らず、かつ再現性および精度が低かった。本実施の形態
のように、空気を注入して攪拌することで、攪拌棒など
で十分攪拌した場合と同等の攪拌効果が得られ、高精度
な計測を実現できた。
２．５ｍｇ／ｄｌ、５ｍｇ／ｄｌ、１５ｍｇ／ｄｌ、３
０ｍｇ／ｄｌ、および６０ｍｇ／ｄｌの水溶液を被検溶
液として同様に計測した。図５に、これらの各被検溶液
について、試薬液混合後３６０秒経過した時点の光セン
サー８の出力信号と、各被検溶液のタンパク質濃度との
関係を示した。図５の実線に示したように、各点を結ん
で直線を得ることができ、この直線を検量線として用い
ることで、高精度にタンパク質濃度を計測できた。この
計測精度は、攪拌棒などで十分攪拌した場合と同程度で
あった。空気を注入しなかった場合は、各点は直線に乗
らず、かつ再現性および精度が低かった。本実施の形態
のように、空気を注入して攪拌することで、攪拌棒など
で十分攪拌した場合と同等の攪拌効果が得られ、高精度
な計測を実現できた。
【００３２】実施の形態３ 実施の形態３においては、図６に示すサンプルセルを用
いた場合を詳細に説明する。なお、図７は、図６に示す
サンプルセルの骨格部分１４の概略上面図である。図６
において、符号２、６、７、８、９、１０、１２および
１３は、第１の実施の形態における図１の符号２、６、
７、８、９、１０、１２および１３と同じ構成要素を示
している。図６に示す本発明のサンプルセルの骨格部分
１４は、上部にロート状に開放された開口部１５を有す
る直方体状のアルミニウム製の容器であり、光路の両端
に光学窓としてガラス板がはめ込んであり（図示せ
ず。）、被検溶液を保持した状態で、光が被検溶液中を
透過することができる。
いた場合を詳細に説明する。なお、図７は、図６に示す
サンプルセルの骨格部分１４の概略上面図である。図６
において、符号２、６、７、８、９、１０、１２および
１３は、第１の実施の形態における図１の符号２、６、
７、８、９、１０、１２および１３と同じ構成要素を示
している。図６に示す本発明のサンプルセルの骨格部分
１４は、上部にロート状に開放された開口部１５を有す
る直方体状のアルミニウム製の容器であり、光路の両端
に光学窓としてガラス板がはめ込んであり（図示せ
ず。）、被検溶液を保持した状態で、光が被検溶液中を
透過することができる。
【００３３】この容器の光の伝搬方向の距離、すなわち
光学窓間の距離は１０ｍｍとし、この伝搬方向と垂直方
向の距離は１０ｍｍとした。気体注入口２は、図１と同
じくサンプルセルの骨格部分１４の底面に接して配置さ
れている。また、図６に示すサンプルセルにおいては、
サンプルセルの骨格部分１４内に注入口１７を通じて所
定量の試薬液を注入するピペッタ１６が、コンピュータ
ー９に制御される。注入口１７の内径（直径）は２ｍｍ
であり、図に示すようにピペッタ１６は、注入口２より
は上部に配置され、略平行光７よりは下部に位置してい
る。なお、図７は図６に示すサンプルセルの骨格部分１
４の上面図である。
光学窓間の距離は１０ｍｍとし、この伝搬方向と垂直方
向の距離は１０ｍｍとした。気体注入口２は、図１と同
じくサンプルセルの骨格部分１４の底面に接して配置さ
れている。また、図６に示すサンプルセルにおいては、
サンプルセルの骨格部分１４内に注入口１７を通じて所
定量の試薬液を注入するピペッタ１６が、コンピュータ
ー９に制御される。注入口１７の内径（直径）は２ｍｍ
であり、図に示すようにピペッタ１６は、注入口２より
は上部に配置され、略平行光７よりは下部に位置してい
る。なお、図７は図６に示すサンプルセルの骨格部分１
４の上面図である。
【００３４】本実施の形態の動作はつぎのとおりであ
る。本実施の形態では、被検溶液としてアルブミン水溶
液を用い、試薬液としてはこのアルブミンと結合するポ
リクローナル抗体を含む水溶液を用いた。このような被
検溶液と試薬液を混合すると、アルブミン分子は抗体を
介して凝集するため、溶液全体が混濁した。この混濁度
合いを透過光より計測することで、アルブミン濃度を決
定することができた。図６に示すサンプルセルでは、光
センサー８の出力信号より、アルブミン濃度を計測する
ことができた。すなわち、アルブミン濃度が高いほど、
光センサー８の出力信号は小さくなった。
る。本実施の形態では、被検溶液としてアルブミン水溶
液を用い、試薬液としてはこのアルブミンと結合するポ
リクローナル抗体を含む水溶液を用いた。このような被
検溶液と試薬液を混合すると、アルブミン分子は抗体を
介して凝集するため、溶液全体が混濁した。この混濁度
合いを透過光より計測することで、アルブミン濃度を決
定することができた。図６に示すサンプルセルでは、光
センサー８の出力信号より、アルブミン濃度を計測する
ことができた。すなわち、アルブミン濃度が高いほど、
光センサー８の出力信号は小さくなった。
【００３５】まず、アルブミン濃度が１．０ｍｇ／ｄｌ
の被検溶液１．５ｍｌを、開口部１５を経てサンプルセ
ル１４へ投入した。つぎにコンピューター９によりピペ
ッタ１６を制御して、試薬液１．５ｍｌをサンプルセル
の骨格部分１４へ注入した。ここで、サンプルセルの骨
格部分１４は３ｍｌの溶液を保持することになり、この
時、このサンプルセルの骨格部分１４では、底面から液
面の最下部までの距離ｈが３ｃｍとなった。
の被検溶液１．５ｍｌを、開口部１５を経てサンプルセ
ル１４へ投入した。つぎにコンピューター９によりピペ
ッタ１６を制御して、試薬液１．５ｍｌをサンプルセル
の骨格部分１４へ注入した。ここで、サンプルセルの骨
格部分１４は３ｍｌの溶液を保持することになり、この
時、このサンプルセルの骨格部分１４では、底面から液
面の最下部までの距離ｈが３ｃｍとなった。
【００３６】試薬液注入と同時に、コンピューター９
は、光センサー８の出力信号の記録を開始した。試薬液
混合後６０秒経過した時点で、コンピューター９がポン
プ１０を制御して、窒素を０．１５ｍｌ、注入口２より
５秒で注入した。このように窒素を注入した場合の光セ
ンサー８の出力信号は、図４の実線と同じように、試薬
液注入後３６０秒経過した時点では十分安定し、攪拌効
果を確認できた。この安定した光センサー８の出力信号
よりアルブミン濃度を決定することができた。
は、光センサー８の出力信号の記録を開始した。試薬液
混合後６０秒経過した時点で、コンピューター９がポン
プ１０を制御して、窒素を０．１５ｍｌ、注入口２より
５秒で注入した。このように窒素を注入した場合の光セ
ンサー８の出力信号は、図４の実線と同じように、試薬
液注入後３６０秒経過した時点では十分安定し、攪拌効
果を確認できた。この安定した光センサー８の出力信号
よりアルブミン濃度を決定することができた。
【００３７】一方、窒素を注入しなかった場合は、図３
の点線と同じように、試薬液注入後３６０秒経過した時
点でも安定せず、出力信号は低下し続けていた。これら
のことから、窒素を注入することで、明確な攪拌効果を
得ることができた。なお、本実施の形態では、試薬液の
注入口１７を窒素注入口２より上部に配置したが、この
ように配置することで、以下の効果が得られた。窒素の
泡は注入された溶液よりも比重が十分小さいので、注入
された地点から浮力により上方へ移動した。また、注入
された試薬液は注入口１７付近に滞留するが、窒素注入
口が注入口１７よりも下方に設けられていると、浮力に
より上昇している窒素泡が、試薬液が滞留している領域
が通過することになり、攪拌効果が大きくなった。
の点線と同じように、試薬液注入後３６０秒経過した時
点でも安定せず、出力信号は低下し続けていた。これら
のことから、窒素を注入することで、明確な攪拌効果を
得ることができた。なお、本実施の形態では、試薬液の
注入口１７を窒素注入口２より上部に配置したが、この
ように配置することで、以下の効果が得られた。窒素の
泡は注入された溶液よりも比重が十分小さいので、注入
された地点から浮力により上方へ移動した。また、注入
された試薬液は注入口１７付近に滞留するが、窒素注入
口が注入口１７よりも下方に設けられていると、浮力に
より上昇している窒素泡が、試薬液が滞留している領域
が通過することになり、攪拌効果が大きくなった。
【００３８】また、本実施の形態では、実施の形態１お
よび２のように気体として空気ではなく、窒素を注入し
た。このように窒素を注入することで、空気を注入した
場合のように、二酸化炭素が溶液に溶解して溶液全体の
ｐＨが変化し、抗原抗体反応の特性が変化することがな
く、濃度を算出する際の精度低下が発生しなかった。ま
た、二酸化炭素が溶液に溶解して炭酸塩が生成され、こ
れが析出することで溶液全体が混濁して、濁度の計測精
度を低下させることもない。さらに、空気を注入した場
合のように、酸素が溶液に溶解して、溶存酸素濃度の上
昇による蛍光収率の低下のような光学特性の変化が発生
しなかった。なお、窒素以外にも、アルゴン、ヘリウム
でも同様の効果が得られた。また、これらの混合気体で
も同様の効果が得られた。
よび２のように気体として空気ではなく、窒素を注入し
た。このように窒素を注入することで、空気を注入した
場合のように、二酸化炭素が溶液に溶解して溶液全体の
ｐＨが変化し、抗原抗体反応の特性が変化することがな
く、濃度を算出する際の精度低下が発生しなかった。ま
た、二酸化炭素が溶液に溶解して炭酸塩が生成され、こ
れが析出することで溶液全体が混濁して、濁度の計測精
度を低下させることもない。さらに、空気を注入した場
合のように、酸素が溶液に溶解して、溶存酸素濃度の上
昇による蛍光収率の低下のような光学特性の変化が発生
しなかった。なお、窒素以外にも、アルゴン、ヘリウム
でも同様の効果が得られた。また、これらの混合気体で
も同様の効果が得られた。
【００３９】以上のように、本実施の形態によれば、攪
拌棒の使用およびサンプルセルの光学系からの取り外し
の必要なく、被検溶液を攪拌することができた。さら
に、被検溶液のｐＨや溶存酸素濃度などに変化させるこ
とがなく、かつ計測しようとしている特定物質に起因し
ない混濁を発生させることがないので、高精度化な計測
を実現でき、その実用的効果は極めて大きく、計測およ
び検査の効率化と省力化が可能になった。
拌棒の使用およびサンプルセルの光学系からの取り外し
の必要なく、被検溶液を攪拌することができた。さら
に、被検溶液のｐＨや溶存酸素濃度などに変化させるこ
とがなく、かつ計測しようとしている特定物質に起因し
ない混濁を発生させることがないので、高精度化な計測
を実現でき、その実用的効果は極めて大きく、計測およ
び検査の効率化と省力化が可能になった。
【００４０】実施の形態４ 本発明の実施の形態４について、図８を用いて以下に詳
細に説明する。図８において、符号６、７、９、１０、
１２、１３、１４、１５および１６は、実施の形態３に
おける図６の符号６、７、９、１０、１２、１３、１
４、１５および１６と同じ構成要素を示す。図８に示す
サンプルセルにおいては、気体および試薬液の注入口１
８が、略平行光７より上部に位置し、その内径（直径）
は２ｍｍである。切り替え弁１９が、気体を注入する場
合はポンプ１０と注入口１８を連結し、試薬液を注入す
る場合はピペッタ１６と注入口１８を連結するよう、コ
ンピューター９により制御される。光センサー２０は略
平行光７が被検溶液中を伝搬する際に発生した散乱光２
１を検出する。光センサー２０は、図９に示すように、
略平行光７の伝搬方向に対して垂直方向に伝搬する散乱
光２１を主に検出する。なお、図９は、図８に示すサン
プルセルの骨格部分１４の上面図である。
細に説明する。図８において、符号６、７、９、１０、
１２、１３、１４、１５および１６は、実施の形態３に
おける図６の符号６、７、９、１０、１２、１３、１
４、１５および１６と同じ構成要素を示す。図８に示す
サンプルセルにおいては、気体および試薬液の注入口１
８が、略平行光７より上部に位置し、その内径（直径）
は２ｍｍである。切り替え弁１９が、気体を注入する場
合はポンプ１０と注入口１８を連結し、試薬液を注入す
る場合はピペッタ１６と注入口１８を連結するよう、コ
ンピューター９により制御される。光センサー２０は略
平行光７が被検溶液中を伝搬する際に発生した散乱光２
１を検出する。光センサー２０は、図９に示すように、
略平行光７の伝搬方向に対して垂直方向に伝搬する散乱
光２１を主に検出する。なお、図９は、図８に示すサン
プルセルの骨格部分１４の上面図である。
【００４１】本実施の形態の動作はつぎのとおりであ
る。本実施の形態では、実施の形態３と同様に、被検溶
液としてアルブミン水溶液を用い、試薬液としてはこの
アルブミンと結合するポリクローナル抗体を含む水溶液
を用いた。このような被検溶液と試薬液を混合すると、
アルブミン分子は抗体を介して凝集するため、溶液全体
が混濁した。この混濁度合いを散乱光強度より計測する
ことで、アルブミン濃度を決定することができた。図８
に示すアンプルセルにおいては、光センサー２０の出力
信号より、アルブミン濃度を計測することができた。す
なわち、アルブミン濃度が高いほど、光センサー２０の
出力信号は大きくなった。
る。本実施の形態では、実施の形態３と同様に、被検溶
液としてアルブミン水溶液を用い、試薬液としてはこの
アルブミンと結合するポリクローナル抗体を含む水溶液
を用いた。このような被検溶液と試薬液を混合すると、
アルブミン分子は抗体を介して凝集するため、溶液全体
が混濁した。この混濁度合いを散乱光強度より計測する
ことで、アルブミン濃度を決定することができた。図８
に示すアンプルセルにおいては、光センサー２０の出力
信号より、アルブミン濃度を計測することができた。す
なわち、アルブミン濃度が高いほど、光センサー２０の
出力信号は大きくなった。
【００４２】まず、アルブミン濃度が１．０ｍｇ／ｄｌ
の被検溶液１．０ｍｌを、開口部１５を経てサンプルセ
ル１４へ投入した。つぎにコンピューター９によりピペ
ッタ１６と切り替え弁１９を制御し、試薬液１．０ｍｌ
を注入口１８よりサンプルセルの骨格部分１４へ注入し
た。ここで、サンプルセルは２ｍｌの溶液を保持したこ
とになり、この時、このサンプルセルの骨格部分１４で
は、底面から液面の最下部までの距離ｈが２ｃｍとなっ
た。試薬液注入と同時に、コンピューター９は、光セン
サー２０の出力信号の記録を開始した。
の被検溶液１．０ｍｌを、開口部１５を経てサンプルセ
ル１４へ投入した。つぎにコンピューター９によりピペ
ッタ１６と切り替え弁１９を制御し、試薬液１．０ｍｌ
を注入口１８よりサンプルセルの骨格部分１４へ注入し
た。ここで、サンプルセルは２ｍｌの溶液を保持したこ
とになり、この時、このサンプルセルの骨格部分１４で
は、底面から液面の最下部までの距離ｈが２ｃｍとなっ
た。試薬液注入と同時に、コンピューター９は、光セン
サー２０の出力信号の記録を開始した。
【００４３】光センサー２０の出力信号を図１０に示
す。図１０は、試薬液混合後の経過時間と、光センサー
２０の出力信号（散乱光強度）の関係を示す図である。
試薬液混合後６０秒経過した時点で、コンピューター９
がポンプ１０と切り替え弁１９を制御し、窒素を０．１
５ｍｌ、注入口１８より５秒で注入した。このように窒
素を注入した場合の光センサー２０の出力信号は、図１
０の実線（ｅ）で示した。図４の実線（ｃ）と同様に、
試薬液注入後３６０秒経過した時点では十分安定し、攪
拌効果を確認できた。この安定した光センサー２０の出
力信号よりアルブミン濃度を決定した。
す。図１０は、試薬液混合後の経過時間と、光センサー
２０の出力信号（散乱光強度）の関係を示す図である。
試薬液混合後６０秒経過した時点で、コンピューター９
がポンプ１０と切り替え弁１９を制御し、窒素を０．１
５ｍｌ、注入口１８より５秒で注入した。このように窒
素を注入した場合の光センサー２０の出力信号は、図１
０の実線（ｅ）で示した。図４の実線（ｃ）と同様に、
試薬液注入後３６０秒経過した時点では十分安定し、攪
拌効果を確認できた。この安定した光センサー２０の出
力信号よりアルブミン濃度を決定した。
【００４４】一方、窒素を注入しなかった場合の結果を
図１０の点線（ｆ）で示す。図４の点線（ｄ）と同様
に、試薬液注入後３６０秒経過した時点でも安定せず、
出力信号は低下し続けた。ここで、この点線は試薬液混
合後から６０秒は、実線と重なっている。このように、
窒素で注入することで、被検溶液と試薬液を均一に混合
することができ、抗原抗体を促進することができた。こ
れらのことから、窒素を注入することで、明確な攪拌効
果を得ることができた。
図１０の点線（ｆ）で示す。図４の点線（ｄ）と同様
に、試薬液注入後３６０秒経過した時点でも安定せず、
出力信号は低下し続けた。ここで、この点線は試薬液混
合後から６０秒は、実線と重なっている。このように、
窒素で注入することで、被検溶液と試薬液を均一に混合
することができ、抗原抗体を促進することができた。こ
れらのことから、窒素を注入することで、明確な攪拌効
果を得ることができた。
【００４５】なお、本実施の形態では、試薬液の注入口
１８を略平行光７より上部に配置したが、このような配
置を採用することにより、以下の効果が得られた。すな
わち、窒素の泡は注入された溶液よりも比重が十分小さ
いので、注入された地点から浮力により上方へ移動し
た。したがって、注入口１８を略平行光７よりも上部に
配置すると、この泡が略平行光７の光路内に侵入するこ
とがなくなり、これにより散乱光の計測が妨害されなか
った。
１８を略平行光７より上部に配置したが、このような配
置を採用することにより、以下の効果が得られた。すな
わち、窒素の泡は注入された溶液よりも比重が十分小さ
いので、注入された地点から浮力により上方へ移動し
た。したがって、注入口１８を略平行光７よりも上部に
配置すると、この泡が略平行光７の光路内に侵入するこ
とがなくなり、これにより散乱光の計測が妨害されなか
った。
【００４６】すなわち、図３および４で見られたように
気体を注入する時点（それぞれ、試薬液混合後１０秒経
過時点および６０秒経過時点）で、気体の泡が光路を妨
害することで発生する光センサの出力信号の大きな変化
が見られなかった。これにより、反応の過渡現象を連続
的に観測する際に、観測不能時間が小さく、有利である
ことがわかった。
気体を注入する時点（それぞれ、試薬液混合後１０秒経
過時点および６０秒経過時点）で、気体の泡が光路を妨
害することで発生する光センサの出力信号の大きな変化
が見られなかった。これにより、反応の過渡現象を連続
的に観測する際に、観測不能時間が小さく、有利である
ことがわかった。
【００４７】また、試薬液注入口を気体注入口としても
利用することで、以下のような攪拌効果も得られた。注
入された試薬液は注入口１８付近滞留するが、窒素がこ
の注入口１８より注入されるため、泡が試薬液が滞留し
ている領域が通過することになるので、攪拌効果が大き
くなった。なお、本実施の形態は、実施の形態３のよう
に、気体と試薬液の注入口を別に設ける場合より、被検
溶液の量やスペースを削減することができた。
利用することで、以下のような攪拌効果も得られた。注
入された試薬液は注入口１８付近滞留するが、窒素がこ
の注入口１８より注入されるため、泡が試薬液が滞留し
ている領域が通過することになるので、攪拌効果が大き
くなった。なお、本実施の形態は、実施の形態３のよう
に、気体と試薬液の注入口を別に設ける場合より、被検
溶液の量やスペースを削減することができた。
【００４８】以上のように、本実施の形態によれば、攪
拌棒の使用およびサンプルセルの光学系からの取り外し
の必要なく、被検溶液を攪拌することができる。特に、
特定物質と試薬液との反応を連続的に観測する場合に有
利である。さらに、サンプルの低容量化や小型化を実現
でき、その実用的効果は極めて大きい。
拌棒の使用およびサンプルセルの光学系からの取り外し
の必要なく、被検溶液を攪拌することができる。特に、
特定物質と試薬液との反応を連続的に観測する場合に有
利である。さらに、サンプルの低容量化や小型化を実現
でき、その実用的効果は極めて大きい。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、攪拌棒
当での攪拌が不要になり、その実用的効果は大きく、計
測及び検査の効率化と省力化が可能になる。また、被検
溶液中の特定成分と試薬液との反応を連続的に観測でき
るため、その実用的効果は極めて大きい。
当での攪拌が不要になり、その実用的効果は大きく、計
測及び検査の効率化と省力化が可能になる。また、被検
溶液中の特定成分と試薬液との反応を連続的に観測でき
るため、その実用的効果は極めて大きい。
【図１】本発明のサンプルセルの構成を示す図である。
【図２】図１に示すサンプルセルの骨格部分１の上面図
である。
である。
【図３】試薬液混合後の経過時間と透過光強度との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】試薬液混合後の経過時間と透過光強度との関係
を示す別のグラフである。
を示す別のグラフである。
【図５】試薬液混合後３６０秒経過した時点の光センサ
ー８の出力信号と、各被検溶液のタンパク質濃度との関
係を示すグラフである。
ー８の出力信号と、各被検溶液のタンパク質濃度との関
係を示すグラフである。
【図６】本発明の別のサンプルセルの構成を示す図であ
る。
る。
【図７】図６に示すサンプルセルの骨格部分１４の上面
図である。
図である。
【図８】本発明のさらに別のサンプルセルの構成を示す
図である。
図である。
【図９】図８に示すサンプルセルの骨格部分１４の上面
図である。
図である。
【図１０】試薬液混合後の経過時間と散乱光強度との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
１ サンプルセルの骨格部分 ２ 注入口 ３ ロート ４ 電磁バルブ ５ ピペッタ ６ 半導体レーザモジュール ７ 略平行光 ８ 光センサー ９ コンピューター １０ ポンプ １１ チューブ １２ 泡 １３ 液面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G052 AA06 AA28 AB16 AD26 AD49 CA04 CA19 CA35 DA21 FB02 FB09 GA11 HC27 JA11 JA15 2G057 AA10 AB02 AB07 AC01 AD01 BA01 BB01 BB08 GA06 2G059 AA01 BB06 DD05 DD12 DD13 FF04 FF12 GG01 GG02 HH01 KK01 MM09
Claims (14)
- 【請求項１】 溶液中に気体を注入して、前記溶液を攪
拌することを特徴とする溶液攪拌方法。 - 【請求項２】 前記溶液に注入する気体の体積が、前記
溶液の体積の１／２０以上であることを特徴とする請求
項１記載の溶液攪拌方法。 - 【請求項３】 前記気体を注入する時間が、１０秒間以
内であることを特徴とする請求項１または２記載の溶液
攪拌方法。 - 【請求項４】 前記気体が二酸化炭素および／または酸
素を含まないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の溶液攪拌方法。 - 【請求項５】 前記気体が窒素、アルゴンおよびヘリウ
ムよりなる群から選択される少なくとも１種であること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の溶液攪拌
方法。 - 【請求項６】 光学特性を計測する被検溶液を保持し、
光を前記被検溶液に照射できる構成を有するサンプルセ
ルであって、前記被検溶液を攪拌するための気体を注入
する気体注入口を具備することを特徴とするサンプルセ
ル。 - 【請求項７】 前記気体注入口を最下部に配置すること
を特徴とする請求項６記載のサンプルセル。 - 【請求項８】 前記被検溶液および／または前記被検溶
液に混合する試薬液を導入するための開口部を上部に具
備することを特徴とする請求項６または７記載のサンプ
ルセル。 - 【請求項９】 前記気体注入口より、前記気体だけでな
く前記被検溶液に混合する試薬液も注入できるように、
切り替え弁を具備することを特徴とする請求項６〜８の
いずれかに記載のサンプルセル。 - 【請求項１０】 前記被検溶液に混合する試薬液を注入
するための試薬注入口を別途具備することを特徴とする
請求項６〜８のいずれかに記載のサンプルセル。 - 【請求項１１】 前記試薬注入口が前記気体注入口より
も上に配置されていることを特徴とする請求項１０記載
のサンプルセル。 - 【請求項１２】 前記被検溶液において前記光が伝搬す
る領域よりも上に、前記気体注入口が配置されているこ
とを特徴とする請求項６および８〜１１のいずれかに記
載のサンプルセル。 - 【請求項１３】 所定量の前記被検溶液を保持するとき
の前記被検溶液の液面からサンプルセルの底面までの距
離ｈと、サンプルセルの底面積Ｓとが、同一単位系にお
いて、関係式（１）： ｈ＞Ｓ／１０ （１） を満足することを特徴とする請求項６〜１２のいずれか
に記載のサンプルセル。 - 【請求項１４】 光を被検溶液に投射する光源と、前記
被検溶液を保持する請求項６〜１３のいずれかに記載の
サンプルセルと、前記被検溶液を透過した光および／ま
たは前記被検溶液中を伝搬する際に発生した散乱光を検
知する光センサーと、前記サンプルセルに前記被検溶液
を導入する導入手段と、前記サンプルセル中の前記被検
溶液に試薬液を注入する試薬液注入手段と、前記サンプ
ルセル中の前記被検溶液に前記気体を注入する気体注入
手段とを具備し、さらに、前記被検溶液導入手段、前記
試薬注入手段および前記気体注入手段を制御し、前記光
センサーの出力信号に基づいて前記被検溶液の光学特性
を分析するコンピューターを具備することを特徴とする
溶液濃度計測装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083410A JP2002286602A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 溶液攪拌方法、溶液攪拌装置、これを用いたサンプルセル及びこれらを用いた溶液濃度計測装置 |
| US10/311,167 US20030129766A1 (en) | 2001-03-22 | 2002-03-14 | Solution agitating method and sample cell using for the method |
| EP02705213A EP1355144A1 (en) | 2001-03-22 | 2002-03-14 | Solution agitating method and sample cell using for the method |
| PCT/JP2002/002450 WO2002077611A1 (fr) | 2001-03-22 | 2002-03-14 | Procede d'agitation d'une solution et cellule echantillon utilisee dans ce procede |
| CNB028008146A CN1268911C (zh) | 2001-03-22 | 2002-03-14 | 溶液搅拌方法以及用于该方法的样品池 |
| CNA2005101285911A CN1788833A (zh) | 2001-03-22 | 2002-03-14 | 溶液搅拌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001083410A JP2002286602A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 溶液攪拌方法、溶液攪拌装置、これを用いたサンプルセル及びこれらを用いた溶液濃度計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002286602A true JP2002286602A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18939223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001083410A Pending JP2002286602A (ja) | 2001-03-22 | 2001-03-22 | 溶液攪拌方法、溶液攪拌装置、これを用いたサンプルセル及びこれらを用いた溶液濃度計測装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1355144A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002286602A (ja) |
| CN (2) | CN1268911C (ja) |
| WO (1) | WO2002077611A1 (ja) |
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| JP2011102796A (ja) * | 2009-10-14 | 2011-05-26 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 粒子保存溶液および粒子の保存方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20050101025A1 (en) * | 2003-11-12 | 2005-05-12 | Ho Winston Z. | Apparatus for proteins and nucleic acids analysis |
| WO2005090998A1 (ja) | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置、測定方法 |
| US10058866B2 (en) | 2013-03-13 | 2018-08-28 | Abbott Laboratories | Methods and apparatus to mitigate bubble formation in a liquid |
| USD978375S1 (en) | 2013-03-13 | 2023-02-14 | Abbott Laboratories | Reagent container |
| USD962471S1 (en) | 2013-03-13 | 2022-08-30 | Abbott Laboratories | Reagent container |
| US9535082B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-01-03 | Abbott Laboratories | Methods and apparatus to agitate a liquid |
| JP2015000376A (ja) * | 2013-06-14 | 2015-01-05 | 東ソー株式会社 | 重金属処理剤の必要量決定装置 |
| CN103257102A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-21 | 深圳市开立科技有限公司 | 一种具有混匀功能的计数池及其混匀方法 |
| CN114062099A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-02-18 | 北京莱伯泰科仪器股份有限公司 | 液体样本混匀装置与方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2501722B1 (fr) * | 1981-03-11 | 1986-08-14 | Siderurgie Fse Inst Rech | Procede de brassage pneumatique d'un bain metallique |
| JP3408709B2 (ja) * | 1997-02-06 | 2003-05-19 | 日機装株式会社 | 希釈槽及びこれを用いた希釈装置 |
| US6214540B1 (en) * | 1997-03-26 | 2001-04-10 | University Of Maryland Biotechnology Institute | Chemokines that inhibit immunodeficiency virus infection and methods based thereon |
| JPH11190696A (ja) * | 1997-10-20 | 1999-07-13 | Dkk Corp | 吸光度測定装置 |
| JP3058876B1 (ja) * | 1999-05-14 | 2000-07-04 | 学 井口 | 攪拌装置および融雪装置 |
-
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- 2001-03-22 JP JP2001083410A patent/JP2002286602A/ja active Pending
-
2002
- 2002-03-14 EP EP02705213A patent/EP1355144A1/en not_active Withdrawn
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