JP2002365252A - マイクロ化学システム - Google Patents
マイクロ化学システムInfo
- Publication number
- JP2002365252A JP2002365252A JP2001177294A JP2001177294A JP2002365252A JP 2002365252 A JP2002365252 A JP 2002365252A JP 2001177294 A JP2001177294 A JP 2001177294A JP 2001177294 A JP2001177294 A JP 2001177294A JP 2002365252 A JP2002365252 A JP 2002365252A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- optical fiber
- light
- microchemical system
- detection light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/171—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with calorimetric detection, e.g. with thermal lens detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの作業効率を向上できるとともに、小
型化できるマイクロ化学システムを提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システムは、先端に屈折率
分布型ロッドレンズ１０２を取り付けた光ファイバー１
０を備え、励起光及び検出光をシングルモードで伝搬す
る光ファイバー１０１、光ファイバー１０１の外径を屈
折率分布型ロッドレンズ１０２の外径と同一にするため
のフェルール１０３を有している。屈折率分布型ロッド
レンズ１０２と光ファイバー１０１とはスリーブ１０４
によって固定されている。
型化できるマイクロ化学システムを提供する。 【解決手段】 マイクロ化学システムは、先端に屈折率
分布型ロッドレンズ１０２を取り付けた光ファイバー１
０を備え、励起光及び検出光をシングルモードで伝搬す
る光ファイバー１０１、光ファイバー１０１の外径を屈
折率分布型ロッドレンズ１０２の外径と同一にするため
のフェルール１０３を有している。屈折率分布型ロッド
レンズ１０２と光ファイバー１０１とはスリーブ１０４
によって固定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料に励起光を集
光照射して熱レンズを形成し、該熱レンズを透過した後
の検出光を測定する光熱変換分光分析方法を実施するマ
イクロ化学システムに関し、特に微小空間において精度
の高い超微量分析が可能であるとともに、卓上型熱レン
ズ顕微鏡に好適に用いることができるマイクロ化学シス
テムに関する。
光照射して熱レンズを形成し、該熱レンズを透過した後
の検出光を測定する光熱変換分光分析方法を実施するマ
イクロ化学システムに関し、特に微小空間において精度
の高い超微量分析が可能であるとともに、卓上型熱レン
ズ顕微鏡に好適に用いることができるマイクロ化学シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、化学反応を微小空間で行うた
めの集積化技術が、化学反応の高速性や微小量での反
応、オンサイト分析等の観点から注目されており、世界
的に精力的に研究が進められている。
めの集積化技術が、化学反応の高速性や微小量での反
応、オンサイト分析等の観点から注目されており、世界
的に精力的に研究が進められている。
【０００３】化学反応の集積化技術の１つとして小さな
ガラス基板等に形成した微細な流路内で液中試料の混
合、反応、分離、抽出、検出等を行う、所謂マイクロ化
学システムがある。このマイクロ化学システムで行われ
るものとしてはジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体
反応などがあり、抽出、分離の例には溶媒抽出、電気泳
動分離、カラム分離、化学分析などがある。
ガラス基板等に形成した微細な流路内で液中試料の混
合、反応、分離、抽出、検出等を行う、所謂マイクロ化
学システムがある。このマイクロ化学システムで行われ
るものとしてはジアゾ化反応、ニトロ化反応、抗原抗体
反応などがあり、抽出、分離の例には溶媒抽出、電気泳
動分離、カラム分離、化学分析などがある。
【０００４】分離のみを目的としたものとして、極微量
のタンパクや核酸等を分析する電気泳動装置が提案され
ている。これは互いに接合された２枚のガラス基板から
なる流路付き板状部材を備えている（例えば、特開平８
−１７８８９７号公報）。この部材は板状であるので、
断面が円形又は角形のガラスキャピラリーチューブに比
べて破損しにくく、取扱いが容易である。
のタンパクや核酸等を分析する電気泳動装置が提案され
ている。これは互いに接合された２枚のガラス基板から
なる流路付き板状部材を備えている（例えば、特開平８
−１７８８９７号公報）。この部材は板状であるので、
断面が円形又は角形のガラスキャピラリーチューブに比
べて破損しにくく、取扱いが容易である。
【０００５】これらのマイクロ化学システムでは試料の
量が微量なので、高感度な検出方法が必須である。この
ような方法として、微細な流路内の液中試料の光吸収に
より発生する熱レンズ効果を利用した光熱変換分光分析
法が確立されている。これにより、マイクロ化学システ
ムの実用化の道が開かれている。
量が微量なので、高感度な検出方法が必須である。この
ような方法として、微細な流路内の液中試料の光吸収に
より発生する熱レンズ効果を利用した光熱変換分光分析
法が確立されている。これにより、マイクロ化学システ
ムの実用化の道が開かれている。
【０００６】光熱変換分光分析法は、試料に光を集光照
射したときに試料中の溶質の光吸収に起因してその後放
出される熱エネルギーによって溶媒が局所的に温度上昇
して屈折率が変化し、その結果、熱レンズが形成される
という光熱変換効果を利用するものである。
射したときに試料中の溶質の光吸収に起因してその後放
出される熱エネルギーによって溶媒が局所的に温度上昇
して屈折率が変化し、その結果、熱レンズが形成される
という光熱変換効果を利用するものである。
【０００７】図７は、熱レンズの原理の説明図である。
【０００８】図７において、対物レンズを介して励起光
を極微小試料に集光照射すると光熱変換効果が誘起され
る。多くの物質では温度上昇に伴って屈折率が小さくな
る。励起光が集光照射された試料は、集光中心ほど温度
上昇の度合いが大きいので集光中心に近付くほど屈折率
が低下する。一方、熱拡散によって周辺に近付くにつれ
て温度上昇の度合いは小さくなるので屈折率の低下が少
ない。光学的にはこの屈折率の分布はちょうど凹レンズ
と同じ効果を持つので、この効果を熱レンズ効果と呼
ぶ。この熱レンズ効果の大きさ、即ち凹レンズの度数は
試料の光吸収度に比例する。なお、屈折率が温度に比例
して大きくなる場合は凸レンズと同じ熱レンズ効果が生
じる。
を極微小試料に集光照射すると光熱変換効果が誘起され
る。多くの物質では温度上昇に伴って屈折率が小さくな
る。励起光が集光照射された試料は、集光中心ほど温度
上昇の度合いが大きいので集光中心に近付くほど屈折率
が低下する。一方、熱拡散によって周辺に近付くにつれ
て温度上昇の度合いは小さくなるので屈折率の低下が少
ない。光学的にはこの屈折率の分布はちょうど凹レンズ
と同じ効果を持つので、この効果を熱レンズ効果と呼
ぶ。この熱レンズ効果の大きさ、即ち凹レンズの度数は
試料の光吸収度に比例する。なお、屈折率が温度に比例
して大きくなる場合は凸レンズと同じ熱レンズ効果が生
じる。
【０００９】このように、光熱変換分光分析法は、熱の
拡散、即ち屈折率変化を観察するものであるので、極微
小試料の濃度を検出するのに適している。
拡散、即ち屈折率変化を観察するものであるので、極微
小試料の濃度を検出するのに適している。
【００１０】上記光熱変換分光分析法を実行する光熱変
換分光分析装置としては、例えば特開平１０−２３２２
１０号公報に記載されたものが提案されている。
換分光分析装置としては、例えば特開平１０−２３２２
１０号公報に記載されたものが提案されている。
【００１１】従来の光熱変換分光分析装置においては、
流路付き板状部材は、顕微鏡の対物レンズの下方に配置
され、励起光源から出力された所定波長の励起光は、顕
微鏡に入射し、この顕微鏡の対物レンズにより流路付き
板状部材の流路内の試料に集光照射される。その集光照
射位置を中心として熱レンズが形成される。
流路付き板状部材は、顕微鏡の対物レンズの下方に配置
され、励起光源から出力された所定波長の励起光は、顕
微鏡に入射し、この顕微鏡の対物レンズにより流路付き
板状部材の流路内の試料に集光照射される。その集光照
射位置を中心として熱レンズが形成される。
【００１２】一方、検出光源から出力され、波長が励起
光と異なる検出光は、顕微鏡に入射し、顕微鏡から出射
される検出光は、励起光により試料に形成された熱レン
ズに集光照射され、試料を透過して発散又は集光する。
この試料から発散又は集光して出射された光は信号光と
なり、その信号光は、集光レンズ及びフィルタ又はフィ
ルタを経て検出器により検出される。この検出器により
検出された信号光の強度は、試料において形成された熱
レンズに応じたものである。検出光は励起光と同一の波
長でもよく、励起光が検出光を兼ねることもできる。
光と異なる検出光は、顕微鏡に入射し、顕微鏡から出射
される検出光は、励起光により試料に形成された熱レン
ズに集光照射され、試料を透過して発散又は集光する。
この試料から発散又は集光して出射された光は信号光と
なり、その信号光は、集光レンズ及びフィルタ又はフィ
ルタを経て検出器により検出される。この検出器により
検出された信号光の強度は、試料において形成された熱
レンズに応じたものである。検出光は励起光と同一の波
長でもよく、励起光が検出光を兼ねることもできる。
【００１３】このように、上記光熱変換分光分析装置に
おいては、熱レンズは励起光の焦点位置に形成され、且
つ形成された熱レンズの屈折率の変化は検出光によって
検出される。
おいては、熱レンズは励起光の焦点位置に形成され、且
つ形成された熱レンズの屈折率の変化は検出光によって
検出される。
【００１４】熱レンズを用いた光熱変換分光分析法を用
いる多くの場合は、励起光の焦点位置が検出光の焦点位
置と異なっていることが必要である。図８は、励起光の
光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズの形成位置と検出
光の焦点位置の説明図であり、（ａ）は、対物レンズが
色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、対物レンズが色収
差をもたない場合を示す。
いる多くの場合は、励起光の焦点位置が検出光の焦点位
置と異なっていることが必要である。図８は、励起光の
光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズの形成位置と検出
光の焦点位置の説明図であり、（ａ）は、対物レンズが
色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、対物レンズが色収
差をもたない場合を示す。
【００１５】対物レンズ１３０が色収差をもつ場合は、
図８（ａ）に示すように、励起光の焦点位置１３２に熱
レンズ１３１が形成されると共に、検出光の焦点位置１
３３はΔＬだけ励起光の焦点位置１３２からずれるの
で、この検出光によって熱レンズ１３１の屈折率の変化
を検出光の焦点距離の変化として検出できる。一方、対
物レンズ１３０が色収差をもたない場合は、図８（ｂ）
に示すように、検出光の焦点位置１３３は、励起光の焦
点位置１３２に形成される熱レンズ１３１の位置とほぼ
一致する。その結果、検出光には熱レンズ１３１による
偏向がなく、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出でき
ない。
図８（ａ）に示すように、励起光の焦点位置１３２に熱
レンズ１３１が形成されると共に、検出光の焦点位置１
３３はΔＬだけ励起光の焦点位置１３２からずれるの
で、この検出光によって熱レンズ１３１の屈折率の変化
を検出光の焦点距離の変化として検出できる。一方、対
物レンズ１３０が色収差をもたない場合は、図８（ｂ）
に示すように、検出光の焦点位置１３３は、励起光の焦
点位置１３２に形成される熱レンズ１３１の位置とほぼ
一致する。その結果、検出光には熱レンズ１３１による
偏向がなく、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出でき
ない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、顕微鏡
等の対物レンズは、通常、色収差をもたないように製造
されているので、上記の理由により、検出光の焦点位置
１３３は、励起光の焦点位置１３２に形成される熱レン
ズ１３１の位置とほぼ一致する（図８（ｂ））。このた
め、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出できない。こ
のため、測定の度に、熱レンズ１３１が形成される試料
の位置を、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、検
出光の焦点位置１３３からずらしたり、図１０に示すよ
うに、図示しないレンズを用いて検出光を若干発散また
は集光させて対物レンズ１３０に入射させることにより
検出光の焦点位置１３３を熱レンズ１３１からずらした
りしなければならず、ユーザの作業効率が悪いという問
題がある。
等の対物レンズは、通常、色収差をもたないように製造
されているので、上記の理由により、検出光の焦点位置
１３３は、励起光の焦点位置１３２に形成される熱レン
ズ１３１の位置とほぼ一致する（図８（ｂ））。このた
め、熱レンズ１３１の屈折率の変化は検出できない。こ
のため、測定の度に、熱レンズ１３１が形成される試料
の位置を、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、検
出光の焦点位置１３３からずらしたり、図１０に示すよ
うに、図示しないレンズを用いて検出光を若干発散また
は集光させて対物レンズ１３０に入射させることにより
検出光の焦点位置１３３を熱レンズ１３１からずらした
りしなければならず、ユーザの作業効率が悪いという問
題がある。
【００１７】本発明の目的は、測定を行うたびに励起光
及び検出光の光軸を調整する必要をなくしてユーザの作
業効率を向上できるとともに、小型化できるマイクロ化
学システムを提供することにある。
及び検出光の光軸を調整する必要をなくしてユーザの作
業効率を向上できるとともに、小型化できるマイクロ化
学システムを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のマイクロ化学システムは、試料に励
起光と検出光とを集光レンズで集光照射し、前記励起光
の集光照射によって生成された熱レンズを透過した後の
前記検出光を測定するマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光と前記検出光とを前記集光レンズに導くため
の光ファイバーを備えることを特徴とする。
に、請求項１記載のマイクロ化学システムは、試料に励
起光と検出光とを集光レンズで集光照射し、前記励起光
の集光照射によって生成された熱レンズを透過した後の
前記検出光を測定するマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光と前記検出光とを前記集光レンズに導くため
の光ファイバーを備えることを特徴とする。
【００１９】請求項２記載のマイクロ化学システムは、
請求項１記載のマイクロ化学システムにおいて、前記光
ファイバーの両端のうち試料側の先端に前記集光レンズ
が固定されたことを特徴とする。
請求項１記載のマイクロ化学システムにおいて、前記光
ファイバーの両端のうち試料側の先端に前記集光レンズ
が固定されたことを特徴とする。
【００２０】請求項３記載のマイクロ化学システムは、
請求項２記載のマイクロ化学システムにおいて、前記光
ファイバーは１本であることを特徴とする。
請求項２記載のマイクロ化学システムにおいて、前記光
ファイバーは１本であることを特徴とする。
【００２１】請求項４記載のマイクロ化学システムは、
請求項２又は３記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光と前記検出光の周波数は異なり、前記集光レ
ンズは色収差を有し、該集光レンズを透過した後の前記
励起光と前記検出光の焦点位置が異なることを特徴とす
る。
請求項２又は３記載のマイクロ化学システムにおいて、
前記励起光と前記検出光の周波数は異なり、前記集光レ
ンズは色収差を有し、該集光レンズを透過した後の前記
励起光と前記検出光の焦点位置が異なることを特徴とす
る。
【００２２】請求項５記載のマイクロ化学システムは、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記集光レンズは、屈折率分布型レン
ズであることを特徴とする。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記集光レンズは、屈折率分布型レン
ズであることを特徴とする。
【００２３】請求項６記載のマイクロ化学システムは、
請求項５記載のマイクロ化学システムにおいて、前記屈
折率分布型レンズは、ロッドレンズであることを特徴と
する。
請求項５記載のマイクロ化学システムにおいて、前記屈
折率分布型レンズは、ロッドレンズであることを特徴と
する。
【００２４】請求項７記載のマイクロ化学システムは、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記光ファイバーは、励起光及び検出
光の周波数においてシングルモードであることを特徴と
する。
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ化学シ
ステムにおいて、前記光ファイバーは、励起光及び検出
光の周波数においてシングルモードであることを特徴と
する。
【００２５】請求項８項記載のマイクロ化学システム
は、請求項２乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記先端に集光レンズが固定され
た光ファイバーを移動させる移動手段を備えることを特
徴とする。
は、請求項２乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記先端に集光レンズが固定され
た光ファイバーを移動させる移動手段を備えることを特
徴とする。
【００２６】請求項９項記載のマイクロ化学システム
は、請求項２乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記光ファイバーと該光ファイバ
ーの先端に固定された前記集光レンズとの組を少なくと
も２組以上備えることを特徴とする。
は、請求項２乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化
学システムにおいて、前記光ファイバーと該光ファイバ
ーの先端に固定された前記集光レンズとの組を少なくと
も２組以上備えることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
マイクロ化学システムを図面を参照しながら説明する。
マイクロ化学システムを図面を参照しながら説明する。
【００２８】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
るマイクロ化学システムの概略構成を示す模式図であ
る。
るマイクロ化学システムの概略構成を示す模式図であ
る。
【００２９】図１において、先端にレンズを取り付けた
光ファイバー１０（以下、レンズ付光ファイバー１０）
は、励起光及び検出光をシングルモードで伝搬する光フ
ァイバー１０１、屈折率分布型ロッドレンズ１０２、光
ファイバー１０１の外径を屈折率分布型ロッドレンズ１
０２の外径と同一にするためのフェルール１０３を有し
ている。屈折率分布型ロッドレンズ１０２と光ファイバ
ー１０１とはスリーブ１０４によって固定されている。
光ファイバー１０１と屈折率分布型ロッドレンズ１０２
とは密着していてもよいし、間隙があってもよい。
光ファイバー１０（以下、レンズ付光ファイバー１０）
は、励起光及び検出光をシングルモードで伝搬する光フ
ァイバー１０１、屈折率分布型ロッドレンズ１０２、光
ファイバー１０１の外径を屈折率分布型ロッドレンズ１
０２の外径と同一にするためのフェルール１０３を有し
ている。屈折率分布型ロッドレンズ１０２と光ファイバ
ー１０１とはスリーブ１０４によって固定されている。
光ファイバー１０１と屈折率分布型ロッドレンズ１０２
とは密着していてもよいし、間隙があってもよい。
【００３０】光ファイバー１０１の他方端には励起光用
光源１０５、検出光用光源１０６、励起光用光源１０５
を変調するために用いるモジュレーター１０７、光ファ
イバー内に入射された励起光と検出光とを合わせる光合
波器１０８が配設されている。なお、光合波器１０８を
用いる代わりに、ダイクロイックミラー等を用いて励起
光と検出光とを同軸にしてから光ファイバー１０１に入
射させてもよい。
光源１０５、検出光用光源１０６、励起光用光源１０５
を変調するために用いるモジュレーター１０７、光ファ
イバー内に入射された励起光と検出光とを合わせる光合
波器１０８が配設されている。なお、光合波器１０８を
用いる代わりに、ダイクロイックミラー等を用いて励起
光と検出光とを同軸にしてから光ファイバー１０１に入
射させてもよい。
【００３１】検出するための試料を流す流路付き板状部
材２０は、３層に重ねられるとともに互いに接着された
ガラス基板２０１，２０２，２０３から成り、ガラス基
板２０２には、混合、攪拌、合成、分離、抽出、検出等
に用いられる流路２０４が形成されている。
材２０は、３層に重ねられるとともに互いに接着された
ガラス基板２０１，２０２，２０３から成り、ガラス基
板２０２には、混合、攪拌、合成、分離、抽出、検出等
に用いられる流路２０４が形成されている。
【００３２】この流路付き板状部材２０の材料は耐久
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、細胞等の生体
試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮すると、
耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的には、硼珪
酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪酸ガラ
ス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限定する
ことによってプラスチック等の有機物を用いることがで
きる。
性、耐薬品性の面からガラスが望ましく、細胞等の生体
試料、例えばＤＮＡ解析用としての用途を考慮すると、
耐酸性、耐アルカリ性の高いガラス、具体的には、硼珪
酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ硼珪酸ガラ
ス、石英ガラス等が好ましい。しかし、用途を限定する
ことによってプラスチック等の有機物を用いることがで
きる。
【００３３】レンズ付光ファイバー１０は、流路付き板
状部材２０の流路２０４に面して位置するように冶具３
０によって固定されている。
状部材２０の流路２０４に面して位置するように冶具３
０によって固定されている。
【００３４】流路２０４に面する位置であって、レンズ
付光ファイバー１０に対向する位置には、検出光を検出
をするための光電変換器４０１、励起光と検出光とを分
離して検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ４
０２が配設されている。光電変換器４０１よりも検出光
の光路の上流位置に、検出光の一部のみを選択的に透過
させるためのピンホールを配置してもよい。光電変換器
４０１から得られた信号は、モジュレーター１０７と同
期させるためにロックインアンプ４０４に送られ、その
後コンピュータ４０５で解析される。
付光ファイバー１０に対向する位置には、検出光を検出
をするための光電変換器４０１、励起光と検出光とを分
離して検出光のみを選択的に透過させる波長フィルタ４
０２が配設されている。光電変換器４０１よりも検出光
の光路の上流位置に、検出光の一部のみを選択的に透過
させるためのピンホールを配置してもよい。光電変換器
４０１から得られた信号は、モジュレーター１０７と同
期させるためにロックインアンプ４０４に送られ、その
後コンピュータ４０５で解析される。
【００３５】ガラス基板２０１，２０２，２０３同士を
接着させる接着剤には、例えば、紫外線硬化型、熱硬化
型、２液硬化型のアクリル系、エポキシ系の有機接着
剤、及び無機接着剤等がある。また、熱融着によってガ
ラス基板２０１〜２０３同士を融着させてもよい。
接着させる接着剤には、例えば、紫外線硬化型、熱硬化
型、２液硬化型のアクリル系、エポキシ系の有機接着
剤、及び無機接着剤等がある。また、熱融着によってガ
ラス基板２０１〜２０３同士を融着させてもよい。
【００３６】屈折率分布型のロッドレンズ１０２は、中
心から周辺に向かって屈折率が連続的に変化する円柱状
透明体であり、中心軸から半径方向でｒの距離の位置に
おける屈折率ｎ（ｒ）が、軸上屈折率をｎ0、２乗分布
定数をｇとして、近似的にｒに関する２次方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表される集束性光伝送体として知られている。
心から周辺に向かって屈折率が連続的に変化する円柱状
透明体であり、中心軸から半径方向でｒの距離の位置に
おける屈折率ｎ（ｒ）が、軸上屈折率をｎ0、２乗分布
定数をｇとして、近似的にｒに関する２次方程式 ｎ（ｒ）＝ｎ0｛１−（ｇ2／２）・ｒ2｝ で表される集束性光伝送体として知られている。
【００３７】ロッドレンズ１０２は、その長さｚ0を０
＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選ぶとき、その結像特性
は、両端面が平坦でありながら通常の凸レンズと同じで
あり、平行入射光線によって出射端より、 ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
＜ｚ0＜π／２ｇの範囲内で選ぶとき、その結像特性
は、両端面が平坦でありながら通常の凸レンズと同じで
あり、平行入射光線によって出射端より、 ｓ0＝ｃｏｔ（ｇｚ0）／ｎ0ｇ の位置に焦点が作られる。
【００３８】また、ロッドレンズ１０２は、例えば、以
下の方法で製造される。
下の方法で製造される。
【００３９】即ち、モル百分率でＳｉＯ2：５７〜６３
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスでロッドを成
形した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩浴等のイ
オン交換媒体中で処理してガラス中のタリウムイオン及
びナトリウムイオンと媒体中のカリウムイオンとのイオ
ン交換を行ってガラスロッド内に中心から周辺に向けて
連続的に低減する屈折率分布を与える。
％、Ｂ2Ｏ3：１７〜２３％、Ｎａ2Ｏ：５〜１７％、Ｔ
ｌ2Ｏ：３〜１５％を主成分とするガラスでロッドを成
形した後、このガラスロッドを硝酸カリウム塩浴等のイ
オン交換媒体中で処理してガラス中のタリウムイオン及
びナトリウムイオンと媒体中のカリウムイオンとのイオ
ン交換を行ってガラスロッド内に中心から周辺に向けて
連続的に低減する屈折率分布を与える。
【００４０】本発明の第１の実施の形態にかかるマイク
ロ化学システムによれば、ロッドレンズ１０２は、励起
光及び検出光を伝搬する光ファイバー１０１の先端に取
り付けられるので、測定毎に励起光と検出光との光軸及
びロッドレンズ１０２の光軸を調整する必要が無い上に
光軸を合わせるための冶具及び堅固な定盤が不要であ
り、もって、マイクロ化学システムを小型化できる。
ロ化学システムによれば、ロッドレンズ１０２は、励起
光及び検出光を伝搬する光ファイバー１０１の先端に取
り付けられるので、測定毎に励起光と検出光との光軸及
びロッドレンズ１０２の光軸を調整する必要が無い上に
光軸を合わせるための冶具及び堅固な定盤が不要であ
り、もって、マイクロ化学システムを小型化できる。
【００４１】ロッドレンズ１０２の励起光の焦点位置
は、流路付き板状部材２０の流路２０４の中に位置する
必要がある。ロッドレンズ１０２は流路付き板状部材２
０に接触している必要はないが、接触する場合は板状部
材２０の上部ガラス板２０１の厚みでロッドレンズ１０
２の焦点距離を調整できる。上部ガラス板２０１の厚み
が足りない場合は、ロッドレンズ１０２と上部ガラス板
２０１との間に焦点距離を調整するためのスペーサーを
入れてもよい。これらの場合は、焦点距離の調整も不要
になるので、装置をさらに小型化できる。
は、流路付き板状部材２０の流路２０４の中に位置する
必要がある。ロッドレンズ１０２は流路付き板状部材２
０に接触している必要はないが、接触する場合は板状部
材２０の上部ガラス板２０１の厚みでロッドレンズ１０
２の焦点距離を調整できる。上部ガラス板２０１の厚み
が足りない場合は、ロッドレンズ１０２と上部ガラス板
２０１との間に焦点距離を調整するためのスペーサーを
入れてもよい。これらの場合は、焦点距離の調整も不要
になるので、装置をさらに小型化できる。
【００４２】ロッドレンズ１０２は、励起光の焦点位置
に対して検出光の焦点位置がわずかにΔＬだけずれるよ
うに設定される（図８（ａ））。
に対して検出光の焦点位置がわずかにΔＬだけずれるよ
うに設定される（図８（ａ））。
【００４３】Ｉｃは、共焦点長（ｎｍ）として、Ｉｃ＝
π・（ｄ／２）2／λ１で計算される。ここで、ｄは、
ｄ＝１．２２×λ１／ＮＡで計算されるエアリーディス
クであり、λ１は、励起光の波長（ｎｍ）、ＮＡは、ロ
ッドレンズ１０２の開口数である。光ファイバーを用い
る場合は、光ファイバーの出射光の開口数が小さいた
め、大きな開口数を有するロッドレンズを用いた場合は
光ファイバーの開口数を用いて計算する必要がある。
π・（ｄ／２）2／λ１で計算される。ここで、ｄは、
ｄ＝１．２２×λ１／ＮＡで計算されるエアリーディス
クであり、λ１は、励起光の波長（ｎｍ）、ＮＡは、ロ
ッドレンズ１０２の開口数である。光ファイバーを用い
る場合は、光ファイバーの出射光の開口数が小さいた
め、大きな開口数を有するロッドレンズを用いた場合は
光ファイバーの開口数を用いて計算する必要がある。
【００４４】上記ΔＬ値は測定する試料の厚みによって
変化する。共焦点長よりも薄い試料を測定する場合は、
ΔＬ値は、ΔＬ＝√３・Ｉｃであるのが最も好ましい。
変化する。共焦点長よりも薄い試料を測定する場合は、
ΔＬ値は、ΔＬ＝√３・Ｉｃであるのが最も好ましい。
【００４５】例えば、ＮＡ＝０．４６、λ１＝４８８ｎ
ｍ、λ２＝６３２．８ｎｍにおけるずれΔＬの値と信号
強度の関係は、ΔＬ＝４．６７μｍのときの信号強度を
１００とした場合の相対比係数値で表すと、図２に示す
ようになり、ΔＬ＝４．６７μｍのときに信号強度が最
大となる。これにより、ロッドレンズ１０２は、この場
合、その２波長での焦点位置のずれΔＬが４．６７μｍ
になるように設計するのが好ましいことが分かる。この
ΔＬの値は、検出光の焦点位置と励起光の焦点位置との
差を表わしているので、検出光の焦点距離が励起光の焦
点距離よりも長い場合であっても、短い場合であっても
同じ結果になる。
ｍ、λ２＝６３２．８ｎｍにおけるずれΔＬの値と信号
強度の関係は、ΔＬ＝４．６７μｍのときの信号強度を
１００とした場合の相対比係数値で表すと、図２に示す
ようになり、ΔＬ＝４．６７μｍのときに信号強度が最
大となる。これにより、ロッドレンズ１０２は、この場
合、その２波長での焦点位置のずれΔＬが４．６７μｍ
になるように設計するのが好ましいことが分かる。この
ΔＬの値は、検出光の焦点位置と励起光の焦点位置との
差を表わしているので、検出光の焦点距離が励起光の焦
点距離よりも長い場合であっても、短い場合であっても
同じ結果になる。
【００４６】光ファイバー１０１をシングルモードのも
のとしたのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中
の微量な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さ
く絞り、高熱変換に利用されるエネルギーを高くすると
ともに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少な
いレンズになることが望ましいからである。熱レンズを
生成させるために用いる励起光はガウス分布を有してい
ることが望ましい。シングルモードの光ファイバーから
出射される光は常にガウス分布になるので、励起光の焦
点を小さくするのに適している。また、励起光によって
生成された熱レンズが小さい場合、この熱レンズを通過
する検出光をできるだけ多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。このためにも、励
起光及び検出光がシングルモードで伝搬する光ファイバ
ーを使用することが好ましい。
のとしたのは、光熱変換分光分析方法を利用して試料中
の微量な溶質を検出する場合、励起光をできるだけ小さ
く絞り、高熱変換に利用されるエネルギーを高くすると
ともに、励起光によって生成する熱レンズが収差の少な
いレンズになることが望ましいからである。熱レンズを
生成させるために用いる励起光はガウス分布を有してい
ることが望ましい。シングルモードの光ファイバーから
出射される光は常にガウス分布になるので、励起光の焦
点を小さくするのに適している。また、励起光によって
生成された熱レンズが小さい場合、この熱レンズを通過
する検出光をできるだけ多くするためには、検出光もで
きる限り小さく絞ることが望ましい。このためにも、励
起光及び検出光がシングルモードで伝搬する光ファイバ
ーを使用することが好ましい。
【００４７】なお、光ファイバーは励起光及び検出光を
透過させるものであればどのようなものでもよいが、マ
ルチモード光ファイバーを使用した場合は、出射光がガ
ウス分布にならない上に、光ファイバーの曲り具合等の
種々の条件によって出射パターンが変化するので必ずし
も安定した出射光が得られない。このため、微量な溶質
の測定が困難になるとともに測定値が安定しない場合が
ある。従って、上述のように光ファイバーはシングルモ
ードのものが好ましい。
透過させるものであればどのようなものでもよいが、マ
ルチモード光ファイバーを使用した場合は、出射光がガ
ウス分布にならない上に、光ファイバーの曲り具合等の
種々の条件によって出射パターンが変化するので必ずし
も安定した出射光が得られない。このため、微量な溶質
の測定が困難になるとともに測定値が安定しない場合が
ある。従って、上述のように光ファイバーはシングルモ
ードのものが好ましい。
【００４８】光ファイバーの先端を球形等に加工してレ
ンズとすれば、光ファイバーの先端にレンズを取り付け
なくても励起光及び検出光を絞ることが可能であるが、
この場合、色収差がほとんどないために励起光及び検出
光双方の焦点位置が略同じになる。このため、熱レンズ
の信号は殆ど検出されないという問題がある。また、光
ファイバー先端を加工したレンズは収差が大きいので、
励起光及び検出光の焦点が大きいという問題もある。し
たがって、本実施の形態では光ファイバー１０１の先端
にレンズ１０２が取り付けられている。
ンズとすれば、光ファイバーの先端にレンズを取り付け
なくても励起光及び検出光を絞ることが可能であるが、
この場合、色収差がほとんどないために励起光及び検出
光双方の焦点位置が略同じになる。このため、熱レンズ
の信号は殆ど検出されないという問題がある。また、光
ファイバー先端を加工したレンズは収差が大きいので、
励起光及び検出光の焦点が大きいという問題もある。し
たがって、本実施の形態では光ファイバー１０１の先端
にレンズ１０２が取り付けられている。
【００４９】図３は、本発明の第２の実施形態にかかる
マイクロ化学システムの概略構成を示す模式図である。
マイクロ化学システムの概略構成を示す模式図である。
【００５０】光ファイバー４０は、光ファイバー１０１
と屈折率分布型ロッドレンズ１０２とを接着又は熱融着
したものである。これらの接着には、上述した流路付き
板状部材２０の接着剤と同じものが使用できる。
と屈折率分布型ロッドレンズ１０２とを接着又は熱融着
したものである。これらの接着には、上述した流路付き
板状部材２０の接着剤と同じものが使用できる。
【００５１】本発明の第１の実施形態にかかるマイクロ
化学システムの場合とは異なって、フェルール１０３と
スリーブ１０４とは備えられていない。このため、図１
に示したマイクロ化学システムよりもコストが低くなる
とともに一層の小型化ができる。
化学システムの場合とは異なって、フェルール１０３と
スリーブ１０４とは備えられていない。このため、図１
に示したマイクロ化学システムよりもコストが低くなる
とともに一層の小型化ができる。
【００５２】なお、屈折率分布型ロッドレンズ１０２を
取り付けた光ファイバー１０１側（入射光学系）を冶具
を用いて移動できるようにすることによって、試料中の
任意の場所の測定ができる。流路付き板状部材２０を移
動させて測定場所を変えた場合、流路２０４中の試料の
流れが乱れて反応等に影響する。また、乱れが収まるま
で待ってから測定等を行うので作業効率が悪い。このよ
うな不都合は、光ファイバー１０１側を移動させる場合
には一切生じない。
取り付けた光ファイバー１０１側（入射光学系）を冶具
を用いて移動できるようにすることによって、試料中の
任意の場所の測定ができる。流路付き板状部材２０を移
動させて測定場所を変えた場合、流路２０４中の試料の
流れが乱れて反応等に影響する。また、乱れが収まるま
で待ってから測定等を行うので作業効率が悪い。このよ
うな不都合は、光ファイバー１０１側を移動させる場合
には一切生じない。
【００５３】図４は、本発明の第３の実施の形態にかか
るマイクロ化学システムの概略構成を示す模式図であ
る。
るマイクロ化学システムの概略構成を示す模式図であ
る。
【００５４】先端にレンズ１０２を取り付けた光ファイ
バー１０（レンズ付光ファイバー１０）の構成は、本発
明の第１の実施の形態にかかるマイクロ化学システムの
ものと同じである。レンズ付光ファイバー１０が固定さ
れている冶具３０は支柱５０１ａによって保持されてい
る。支柱５０１ａは、流路付き板状部材２０の上方に配
置され、流路付き板状部材２０の板面が広がる方向に平
行に延びている。流路付き板状部材２０の下方には支柱
５０１ａに平行に延びる支柱５０１ｂが配置されてい
る。支柱５０１ｂは光電変換器４０１及び波長フィルタ
４０２を保持している、支柱５０１ａ，５０１ｂはステ
ージ５０２によって保持されている。このステージ５０
２は支柱５０１ａ，５０１ｂの送り長さを制御して、レ
ンズ付光ファイバー１０及び光電変換器４０１のＹ軸方
向の位置を制御する。ステージ５０２はＸ軸方向に移動
可能なステージ５０３によって保持されている。この結
果、支柱５０１ａ，５０１ｂ及びステージ５０２を制御
してレンズ付光ファイバー１０及び光電変換器４０１の
位置をＸＹ方向に任意に移動できる。なお、単に支柱５
０１ａ，５０１ｂを市販されているようなＸＹステージ
に固定してもよい。
バー１０（レンズ付光ファイバー１０）の構成は、本発
明の第１の実施の形態にかかるマイクロ化学システムの
ものと同じである。レンズ付光ファイバー１０が固定さ
れている冶具３０は支柱５０１ａによって保持されてい
る。支柱５０１ａは、流路付き板状部材２０の上方に配
置され、流路付き板状部材２０の板面が広がる方向に平
行に延びている。流路付き板状部材２０の下方には支柱
５０１ａに平行に延びる支柱５０１ｂが配置されてい
る。支柱５０１ｂは光電変換器４０１及び波長フィルタ
４０２を保持している、支柱５０１ａ，５０１ｂはステ
ージ５０２によって保持されている。このステージ５０
２は支柱５０１ａ，５０１ｂの送り長さを制御して、レ
ンズ付光ファイバー１０及び光電変換器４０１のＹ軸方
向の位置を制御する。ステージ５０２はＸ軸方向に移動
可能なステージ５０３によって保持されている。この結
果、支柱５０１ａ，５０１ｂ及びステージ５０２を制御
してレンズ付光ファイバー１０及び光電変換器４０１の
位置をＸＹ方向に任意に移動できる。なお、単に支柱５
０１ａ，５０１ｂを市販されているようなＸＹステージ
に固定してもよい。
【００５５】試料に照射された励起光によって形成され
た熱レンズの評価をするためには、試料を透過した検出
光の偏向にともなう強度の変化を測定する必要がある。
このため、励起光及び検出光の照射位置を移動させて測
定位置を移動させた場合には、それにともなって光電変
換器４０１及び波長フィルタ４０２を移動させなければ
ならない。この移動は上述した機構によって実行されて
いる。
た熱レンズの評価をするためには、試料を透過した検出
光の偏向にともなう強度の変化を測定する必要がある。
このため、励起光及び検出光の照射位置を移動させて測
定位置を移動させた場合には、それにともなって光電変
換器４０１及び波長フィルタ４０２を移動させなければ
ならない。この移動は上述した機構によって実行されて
いる。
【００５６】図５は、本発明の第４の実施の形態にかか
るマイクロ化学システムの主要部を示す部分斜視図であ
る。
るマイクロ化学システムの主要部を示す部分斜視図であ
る。
【００５７】図５において、レンズ付光ファイバー１０
は図１のものと同じ構成である。レンズ付光ファイバー
１０それぞれに対応する位置に光電変換器４０１及び波
長フィルタ（図示せず）が配設されている。光電変換器
４０１はレンズ付光ファイバー１０ごと別々なものを配
設してもよいし、アレイ状のものを配設してもよい。
は図１のものと同じ構成である。レンズ付光ファイバー
１０それぞれに対応する位置に光電変換器４０１及び波
長フィルタ（図示せず）が配設されている。光電変換器
４０１はレンズ付光ファイバー１０ごと別々なものを配
設してもよいし、アレイ状のものを配設してもよい。
【００５８】多数のレンズ付光ファイバー１０を配設し
たマイクロ化学システムにおいて、励起光用光源及び検
出光用光源は、レンズ付光ファイバー１０ごと個別に有
するようにしてもよいし、１つの励起光用光源及び検出
光用光源をスイッチ（図示せず）を用いて切り替えてレ
ンズ付光ファイバー１０に使用できるようにしてもよ
い。
たマイクロ化学システムにおいて、励起光用光源及び検
出光用光源は、レンズ付光ファイバー１０ごと個別に有
するようにしてもよいし、１つの励起光用光源及び検出
光用光源をスイッチ（図示せず）を用いて切り替えてレ
ンズ付光ファイバー１０に使用できるようにしてもよ
い。
【００５９】このようにレンズ付光ファイバー１０を試
料上に多数配置することによって多くの測定点で測定で
きる。この場合、レンズ付光ファイバー１０を移動させ
る機構が不要なのでそれだけ小型化できるとともに、レ
ンズ付光ファイバー１０を移動させることなく他の測定
点での測定ができるので、迅速な測定ができ、もって、
ユーザの作業効率が向上する。
料上に多数配置することによって多くの測定点で測定で
きる。この場合、レンズ付光ファイバー１０を移動させ
る機構が不要なのでそれだけ小型化できるとともに、レ
ンズ付光ファイバー１０を移動させることなく他の測定
点での測定ができるので、迅速な測定ができ、もって、
ユーザの作業効率が向上する。
【００６０】図６は、本発明の第５の実施の形態にかか
るマイクロ化学システムの概略構成を示すブロック図で
ある。
るマイクロ化学システムの概略構成を示すブロック図で
ある。
【００６１】本実施の形態にかかるマイクロ化学システ
ムが第１の実施の形態にかかるマイクロ化学システムと
は異なる特徴は、レンズ付き光ファイバー１０が流路付
き板状部材２０に固定されていること、及び流路付き板
状部材２０を透過した検出光を誘導する出射光学系にも
光ファイバー１１１を配したことである。
ムが第１の実施の形態にかかるマイクロ化学システムと
は異なる特徴は、レンズ付き光ファイバー１０が流路付
き板状部材２０に固定されていること、及び流路付き板
状部材２０を透過した検出光を誘導する出射光学系にも
光ファイバー１１１を配したことである。
【００６２】本実施の形態にかかるマイクロ化学システ
ムによれば、レンズ付き光ファイバー１０が流路付き板
状部材２０に固定されているので、測定毎に焦点位置及
び測定位置を調整する必要がない。このため、焦点位置
及び測定位置を調整するための機構が全く不要なのでマ
イクロ化学システムを小型化できる。
ムによれば、レンズ付き光ファイバー１０が流路付き板
状部材２０に固定されているので、測定毎に焦点位置及
び測定位置を調整する必要がない。このため、焦点位置
及び測定位置を調整するための機構が全く不要なのでマ
イクロ化学システムを小型化できる。
【００６３】また、出射光学系に光ファイバー１１１を
用いたので、検出器を流路付き板状部材２０から離して
設置することが可能になってマイクロ化学システムを小
型化できる。なお、出射光学系の光ファイバーには、検
出光が透過するものであればどのような種類の光ファイ
バーでも使用できる。
用いたので、検出器を流路付き板状部材２０から離して
設置することが可能になってマイクロ化学システムを小
型化できる。なお、出射光学系の光ファイバーには、検
出光が透過するものであればどのような種類の光ファイ
バーでも使用できる。
【００６４】上記の各実施の形態にかかるマイクロ化学
システムによれば、励起光及び検出光の光路とレンズの
光軸とを合わせる必要がない。また、流路付き板状部材
を動かすことなく流路付き板状部材の多点において測定
できるので流路中の試料の乱れが安定するまで待つとい
う不都合がない。これらによって、ユーザの作業効率が
向上する。
システムによれば、励起光及び検出光の光路とレンズの
光軸とを合わせる必要がない。また、流路付き板状部材
を動かすことなく流路付き板状部材の多点において測定
できるので流路中の試料の乱れが安定するまで待つとい
う不都合がない。これらによって、ユーザの作業効率が
向上する。
【００６５】さらに、流路付き板状部材に集光するため
に顕微鏡等で用いられる対物レンズ及びコンデンサーレ
ンズが不要なのでシステムを小型化できる。
に顕微鏡等で用いられる対物レンズ及びコンデンサーレ
ンズが不要なのでシステムを小型化できる。
【００６６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載のマイクロ化学システムによれば、励起光と検出光と
を試料に導くための光ファイバーを備えるので、測定の
度に励起光及び検出光の光路を調整する必要がなく、も
ってユーザの作業効率が向上し、また、光路を調整する
ための冶具が不要なのでマイクロ化学システムを小型化
できる。
載のマイクロ化学システムによれば、励起光と検出光と
を試料に導くための光ファイバーを備えるので、測定の
度に励起光及び検出光の光路を調整する必要がなく、も
ってユーザの作業効率が向上し、また、光路を調整する
ための冶具が不要なのでマイクロ化学システムを小型化
できる。
【００６７】請求項２記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーの両端のうち試料側の先端に集光レ
ンズが固定されているので、測定の度に励起光及び検出
光を集光レンズの光軸に合わせる必要がなく、もって、
ユーザの作業効率をより向上できる。
れば、光ファイバーの両端のうち試料側の先端に集光レ
ンズが固定されているので、測定の度に励起光及び検出
光を集光レンズの光軸に合わせる必要がなく、もって、
ユーザの作業効率をより向上できる。
【００６８】請求項３記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーは１本であるので、光ファイバー内
を伝搬する励起光及び検出光は常に同軸となり、光軸を
調整するための冶具が不要であり、もって、マイクロ化
学システムをより小型化できる。
れば、光ファイバーは１本であるので、光ファイバー内
を伝搬する励起光及び検出光は常に同軸となり、光軸を
調整するための冶具が不要であり、もって、マイクロ化
学システムをより小型化できる。
【００６９】請求項４記載のマイクロ化学システムによ
れば、励起光と検出光の周波数は異なり、集光レンズは
色収差を有し、集光レンズを透過した後の励起光と検出
光の焦点位置が異なるので、前記熱レンズの変化が常に
検出光の焦点位置の変化となり、もって、常に試料の正
確な測定ができる。
れば、励起光と検出光の周波数は異なり、集光レンズは
色収差を有し、集光レンズを透過した後の励起光と検出
光の焦点位置が異なるので、前記熱レンズの変化が常に
検出光の焦点位置の変化となり、もって、常に試料の正
確な測定ができる。
【００７０】請求項５記載のマイクロ化学システムによ
れば、集光レンズが屈折率分布型レンズであるので、集
光レンズが極めて小型になり、もって、マイクロ化学シ
ステムを一層に小型化できる。
れば、集光レンズが屈折率分布型レンズであるので、集
光レンズが極めて小型になり、もって、マイクロ化学シ
ステムを一層に小型化できる。
【００７１】請求項６記載のマイクロ化学システムによ
れば、屈折率分布型レンズがロッドレンズであるので、
光ファイバーに容易に取りつけることができるととも
に、ロッドレンズの光軸を光ファイバーの光軸に合わせ
ることも容易である。
れば、屈折率分布型レンズがロッドレンズであるので、
光ファイバーに容易に取りつけることができるととも
に、ロッドレンズの光軸を光ファイバーの光軸に合わせ
ることも容易である。
【００７２】請求項７記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーは、励起光及び検出光の周波数にお
いてシングルモードであるので、励起光によって生成さ
れる熱レンズが収差の少ないレンズとなり、もって、よ
り正確な測定ができる。
れば、光ファイバーは、励起光及び検出光の周波数にお
いてシングルモードであるので、励起光によって生成さ
れる熱レンズが収差の少ないレンズとなり、もって、よ
り正確な測定ができる。
【００７３】請求項８記載のマイクロ化学システムによ
れば、先端に集光レンズが固定された光ファイバーを移
動させる移動手段を備えるので、集光レンズを光ファイ
バーとともに移動させることによって試料中の任意の場
所を測定できるとともに、試料側を移動させないので試
料の移動に伴う試料の乱れが収まるまで待つ必要がな
く、もって、ユーザの作業効率をより一層に向上でき
る。
れば、先端に集光レンズが固定された光ファイバーを移
動させる移動手段を備えるので、集光レンズを光ファイ
バーとともに移動させることによって試料中の任意の場
所を測定できるとともに、試料側を移動させないので試
料の移動に伴う試料の乱れが収まるまで待つ必要がな
く、もって、ユーザの作業効率をより一層に向上でき
る。
【００７４】請求項９記載のマイクロ化学システムによ
れば、光ファイバーと該光ファイバーの先端に固定され
た集光レンズとの組を少なくとも２組以上備えるので、
試料中の少なくとも２ヵ所以上の場所を迅速に測定で
き、もって、ユーザの作業効率をさらに向上できる。
れば、光ファイバーと該光ファイバーの先端に固定され
た集光レンズとの組を少なくとも２組以上備えるので、
試料中の少なくとも２ヵ所以上の場所を迅速に測定で
き、もって、ユーザの作業効率をさらに向上できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるマイクロ化
学システムの概略構成を示す模式図である。
学システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】ロッドレンズにおける最適焦点位置のずれΔＬ
に対する信号強度の変化の説明図である。
に対する信号強度の変化の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかるマイクロ化
学システムの概略構成を示す模式図である。
学システムの概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態にかかるマイクロ化
学システムの概略構成を示す模式図である。
学システムの概略構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態にかかるマイクロ化
学システムの主要部を示す部分斜視図である。
学システムの主要部を示す部分斜視図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態にかかるマイクロ化
学システムの概略構成を示すブロック図である。
学システムの概略構成を示すブロック図である。
【図７】 熱レンズの原理の説明図である。
【図８】検出光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズ
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズが色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズが色収差をもたない場合を示す。
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、対物レンズが色収差をもつ場合を示し、（ｂ）は、
対物レンズが色収差をもたない場合を示す。
【図９】励起光の光軸方向（Ｚ方向）に関する熱レンズ
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、熱レンズが検出光の焦点位置に関してレンズ側に形
成された場合、（ｂ）は、熱レンズが検出光の焦点位置
に関してレンズの反対側に形成された場合を示す。
の形成位置と検出光の焦点位置の説明図であり、（ａ）
は、熱レンズが検出光の焦点位置に関してレンズ側に形
成された場合、（ｂ）は、熱レンズが検出光の焦点位置
に関してレンズの反対側に形成された場合を示す。
【図１０】従来の光熱変換分光分析装置における熱レン
ズの屈折率の変化を検出する方法の説明図であり、検出
光をダイバージングレンズを用いて広げる場合を示す。
ズの屈折率の変化を検出する方法の説明図であり、検出
光をダイバージングレンズを用いて広げる場合を示す。
１０ レンズ付き光ファイバー ２０ 流路付き板状部材 １０２ ロッドレンズ １０１，１１１ 光ファイバー １０５ 励起用光源 １０６ 検出用光源 １０７ モジュレーター １０８ 光合波器 ２０１，２０２，２０３ ガラス基板 ２０４ 流路 ４０１ 検出器 ４０２ 波長カットフィルタ ４０４ ロックインアンプ ４０５ コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 明彦 大阪府大阪市中央区北浜４丁目７番28号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 北森 武彦 東京都文京区本郷２丁目32番地２−304 (72)発明者 渡慶次 学 神奈川県川崎市高津区坂戸３−２−１ Ｆターム(参考） 2G040 AA02 AB07 AB08 BA24 CA12 CA23 EA06 EA11 EB02 EC04
Claims (9)
- 【請求項１】 試料に励起光と検出光とを集光レンズで
集光照射し、前記励起光の集光照射によって生成された
熱レンズを透過した後の前記検出光を測定するマイクロ
化学システムにおいて、 前記励起光と前記検出光とを前記集光レンズに導くため
の光ファイバーを備えることを特徴とするマイクロ化学
システム。 - 【請求項２】 前記光ファイバーの両端のうち試料側の
先端に前記集光レンズが固定されたことを特徴とする請
求項１記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項３】 前記光ファイバーは１本であることを特
徴とする請求項２記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項４】 前記励起光と前記検出光の周波数は異な
り、前記集光レンズは色収差を有し、該集光レンズを透
過した後の前記励起光と前記検出光の焦点位置が異なる
ことを特徴とする請求項２又は３記載のマイクロ化学シ
ステム。 - 【請求項５】 前記集光レンズは、屈折率分布型レンズ
であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
に記載のマイクロ化学システム。 - 【請求項６】 前記屈折率分布型レンズは、ロッドレン
ズであることを特徴とする請求項５記載のマイクロ化学
システム。 - 【請求項７】 前記光ファイバーは、励起光及び検出光
の周波数においてシングルモードであることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロ化学
システム。 - 【請求項８】 前記先端に集光レンズが固定された光フ
ァイバーを移動させる移動手段を備えることを特徴とす
る請求項２乃至７のいずれか１項に記載のマイクロ化学
システム。 - 【請求項９】 前記光ファイバーと該光ファイバーの先
端に固定された前記集光レンズとの組を少なくとも２組
以上備えることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか
１項に記載のマイクロ化学システム。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177294A JP2002365252A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | マイクロ化学システム |
| EP02733413A EP1400803A4 (en) | 2001-06-12 | 2002-06-07 | MICROCHEMICAL SYSTEM |
| CNA028117085A CN1514933A (zh) | 2001-06-12 | 2002-06-07 | 微量化学系统 |
| CA002450431A CA2450431A1 (en) | 2001-06-12 | 2002-06-07 | Microchemical system |
| KR10-2003-7016324A KR20040035603A (ko) | 2001-06-12 | 2002-06-07 | 마이크로화학 시스템 |
| PCT/JP2002/005693 WO2002101369A1 (en) | 2001-06-12 | 2002-06-07 | Mico-chemical system |
| US10/733,491 US6930778B2 (en) | 2001-06-12 | 2003-12-10 | Microchemical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177294A JP2002365252A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | マイクロ化学システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365252A true JP2002365252A (ja) | 2002-12-18 |
Family
ID=19018154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177294A Withdrawn JP2002365252A (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | マイクロ化学システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6930778B2 (ja) |
| EP (1) | EP1400803A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002365252A (ja) |
| KR (1) | KR20040035603A (ja) |
| CN (1) | CN1514933A (ja) |
| CA (1) | CA2450431A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002101369A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140756A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 微細流路用流速計とマイクロチップ並びにマイクロ流体操作機器 |
| JP2009526983A (ja) * | 2006-02-17 | 2009-07-23 | シーイーエー | 基板上に構成された薄層材料を、能動的高温測定を使用して特性化する方法および装置 |
| JP2009210323A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 多チャンネル熱レンズ分光分析システム及び多チャンネル熱レンズ分光分析方法 |
| JP2011503591A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-01-27 | ディグメザ アクチエンゲゼルシャフト | 流れている液体の流動量を決定する方法および装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010052741A (ko) * | 1998-06-12 | 2001-06-25 | 야마모토 카즈모토 | 분석 장치 |
| US7036979B2 (en) * | 2000-01-28 | 2006-05-02 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Photothermal transducing spectroscopic analyzer |
| JP3848125B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2006-11-22 | 日本板硝子株式会社 | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム |
| JP3824224B2 (ja) * | 2002-09-27 | 2006-09-20 | 日本板硝子株式会社 | マイクロ化学システム |
| US20040175297A1 (en) * | 2003-03-04 | 2004-09-09 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Microchemical system |
| CA2599569A1 (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-14 | Authentix, Inc. | Microfluidic device for identification, quantification, and authentication of latent markers |
| US8354069B2 (en) | 2005-03-08 | 2013-01-15 | Authentix, Inc. | Plug flow system for identification and authentication of markers |
| US7826696B2 (en) * | 2006-02-22 | 2010-11-02 | Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. | Optical deflection method and optical deflection apparatus |
| KR101470591B1 (ko) * | 2008-08-04 | 2014-12-11 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 어레이 테스트 장치 |
| CN107991250B (zh) * | 2011-05-20 | 2021-05-07 | 株式会社堀场制作所 | 测量单元及气体分析装置 |
| CN105510234A (zh) * | 2015-12-31 | 2016-04-20 | 合肥知常光电科技有限公司 | 一种基于光纤传感的激光激发热波信号检测装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255308A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| GB8621426D0 (en) * | 1986-09-05 | 1986-10-15 | Health Lab Service Board | Particle analysis |
| US4938593A (en) * | 1987-01-30 | 1990-07-03 | The Regents Of The University Of Michigan | Photothermal densitometer for reading electrophoresis gels |
| DE4231214C2 (de) * | 1992-09-18 | 1994-12-08 | Kernforschungsz Karlsruhe | Photothermischer Sensor |
| US6452710B1 (en) * | 1997-08-08 | 2002-09-17 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Optical element, optical control method and device using this optical element, and method of manufacturing optical element |
| JP2000002677A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 分析装置 |
| JP4086173B2 (ja) * | 1999-08-25 | 2008-05-14 | 学校法人大阪産業大学 | 光熱レンズ型試料分析装置 |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177294A patent/JP2002365252A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-06-07 CA CA002450431A patent/CA2450431A1/en not_active Abandoned
- 2002-06-07 EP EP02733413A patent/EP1400803A4/en not_active Withdrawn
- 2002-06-07 WO PCT/JP2002/005693 patent/WO2002101369A1/ja active Application Filing
- 2002-06-07 CN CNA028117085A patent/CN1514933A/zh active Pending
- 2002-06-07 KR KR10-2003-7016324A patent/KR20040035603A/ko not_active Application Discontinuation
-
2003
- 2003-12-10 US US10/733,491 patent/US6930778B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140756A (ja) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Kanagawa Acad Of Sci & Technol | 微細流路用流速計とマイクロチップ並びにマイクロ流体操作機器 |
| JP2009526983A (ja) * | 2006-02-17 | 2009-07-23 | シーイーエー | 基板上に構成された薄層材料を、能動的高温測定を使用して特性化する方法および装置 |
| JP2011503591A (ja) * | 2007-11-14 | 2011-01-27 | ディグメザ アクチエンゲゼルシャフト | 流れている液体の流動量を決定する方法および装置 |
| US8451436B2 (en) | 2007-11-14 | 2013-05-28 | Digmesa Ag | Method and apparatus to define the velocity of a flowing fluid |
| JP2009210323A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 多チャンネル熱レンズ分光分析システム及び多チャンネル熱レンズ分光分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6930778B2 (en) | 2005-08-16 |
| KR20040035603A (ko) | 2004-04-29 |
| CA2450431A1 (en) | 2002-12-19 |
| CN1514933A (zh) | 2004-07-21 |
| EP1400803A1 (en) | 2004-03-24 |
| WO2002101369A1 (en) | 2002-12-19 |
| US20040233449A1 (en) | 2004-11-25 |
| EP1400803A4 (en) | 2006-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6941041B2 (en) | Gradient index rod lens unit and microchemical system having the same | |
| US20050219539A1 (en) | Microchemical system | |
| JP2002365252A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP3969699B2 (ja) | マイクロ化学システム用チップ部材、及び該チップ部材を用いたマイクロ化学システム | |
| TWI305834B (en) | Chip element for microchemical systems , and microchemical system using the chip element | |
| JP3848125B2 (ja) | 光熱変換分光分析方法及びマイクロ化学システム | |
| US7012692B2 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method | |
| US7092099B2 (en) | Microchemical system and photothermal conversion spectroscopic analysis method implemented by the system | |
| US7057729B2 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method, and photothermal conversion spectroscopic analysis apparatus for carrying out the method | |
| US20050259259A1 (en) | Photothermal conversion spectroscopic analysis method and microchemical system for implementing the method | |
| JP2004020262A (ja) | 光熱変換分光分析方法及びその装置 | |
| US20040071597A1 (en) | Chip member for micro chemical system, and micro chemical system using the chip member | |
| JP2004309270A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2003194751A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2003270179A (ja) | マイクロ化学システム | |
| JP2002365251A (ja) | マイクロ化学システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060427 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080408 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080410 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20080509 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080410 |