JP2003207453A - 蛍光，燐光測定装置 - Google Patents
蛍光，燐光測定装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】蛍光測定装置，燐光測定装置のノイズを低減さ
せ、装置あるいは試料容器に由来するバックグラウンド
を下げ、結果として、計測時のＳ／Ｎ比が増大し装置最
小検出感度を高めることができ、かつ高信頼性，低コス
トの蛍光，燐光測定装置を提供する。 【解決手段】蛍光測定装置あるいは燐光測定装置におい
て試料の分析測定を行う時、光源より発せられる励起光
の試料までの光路と試料より発せられる蛍光あるいは燐
光の検出部までの光路の両者を遮る。１個のチョッパー
によりこれを行う。
せ、装置あるいは試料容器に由来するバックグラウンド
を下げ、結果として、計測時のＳ／Ｎ比が増大し装置最
小検出感度を高めることができ、かつ高信頼性，低コス
トの蛍光，燐光測定装置を提供する。 【解決手段】蛍光測定装置あるいは燐光測定装置におい
て試料の分析測定を行う時、光源より発せられる励起光
の試料までの光路と試料より発せられる蛍光あるいは燐
光の検出部までの光路の両者を遮る。１個のチョッパー
によりこれを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は励起光を照射した測
定対象試料から発せられる蛍光あるいは燐光を測定する
装置に係り、特に簡単な構成で、高い検出感度，Ｓ／Ｎ
比が得られる蛍光，燐光測定装置に関する。
定対象試料から発せられる蛍光あるいは燐光を測定する
装置に係り、特に簡単な構成で、高い検出感度，Ｓ／Ｎ
比が得られる蛍光，燐光測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍光，燐光測定装置は、励起ランプある
いはレーザー光等の励起光を測定対象試料に照射する
と、試料の成分，構造に応じた、照射した励起光の波長
とは異なる波長の発光が観察される現象を利用して、測
定対象物中の目的成分を検出する装置である。
いはレーザー光等の励起光を測定対象試料に照射する
と、試料の成分，構造に応じた、照射した励起光の波長
とは異なる波長の発光が観察される現象を利用して、測
定対象物中の目的成分を検出する装置である。
【０００３】実際の測定装置においては、試料に由来す
る目的の発光の測定時に、励起光が試料容器、介在する
レンズ，フィルター等に照射されることにより、目的以
外の発光、蛍光あるいは燐光が測定され、測定値のＳ／
Ｎ比が低下することがある。また、照射光の対峙側で測
光を行った場合、励起光の残光が測光器に入射され、同
様にＳ／Ｎ比が低下することがある。すなわち、試料に
由来しない蛍光あるいは燐光（以下測定干渉光と称す
る）は、生来、試料中に測定対象物が含まれていないに
もかかわらず、あたかも試料中に測定対象物があるかの
ように分析測定が為され、誤った判断が為される可能性
がある。また、散乱光あるいは測定干渉光の強度にバラ
ツキがあることから、結果として、適用した分析測定法
あるいは測定装置の最小検出限界を著しく低下させるこ
とにもなる。
る目的の発光の測定時に、励起光が試料容器、介在する
レンズ，フィルター等に照射されることにより、目的以
外の発光、蛍光あるいは燐光が測定され、測定値のＳ／
Ｎ比が低下することがある。また、照射光の対峙側で測
光を行った場合、励起光の残光が測光器に入射され、同
様にＳ／Ｎ比が低下することがある。すなわち、試料に
由来しない蛍光あるいは燐光（以下測定干渉光と称す
る）は、生来、試料中に測定対象物が含まれていないに
もかかわらず、あたかも試料中に測定対象物があるかの
ように分析測定が為され、誤った判断が為される可能性
がある。また、散乱光あるいは測定干渉光の強度にバラ
ツキがあることから、結果として、適用した分析測定法
あるいは測定装置の最小検出限界を著しく低下させるこ
とにもなる。
【０００４】従来、このランプ，レーザー，介在するレ
ンズ，フィルターあるいは試料容器由来の散乱光あるい
は測定を妨げる干渉光を低減させる目的で、あらかじめ
蛍光分析等を行い、より測定干渉光の小さい原料を選択
してその材料とする、材料を薄くする等により材料の使
用量を減らす、あるいは、材料表面のコーティングを行
なってきた。また、ランプ，レーザーは照射終了後、な
るべく残光の残らないよう、電圧，形状，ガス圧等を検
討し、改良が加えられた。測光手法に関して、励起光照
射の方向が測光の方向に一致する透過面蛍光測定方式の
他に、方向が一致せずランプ，レーザー由来の光を直接
検出部に取り入れない側面蛍光測定方式、照射面蛍光測
定方式等が適時選択され用いられる。さらには、蛍光
体、発光体の開発により、励起光波長と蛍光あるいは燐
光波長の差、いわゆるストークスシフトを大きくし、波
長選択フィルターを介在させ励起光波長と隣接する波長
の光の検出を回避する試みも為された。また、蛍光発
光、燐光発光持続時間の長い発光体を用い、励起光照射
時間とは異なった時間に蛍光あるいは燐光測定を行う時
間分解測定手法も開発された。近年、特にストークスシ
フトが大きく、発光持続時間の長いユーロピウム等希土
類の元素を用いた発光体の開発が進展し、それを測定対
象物に標識し分析測定を行う手法も開発改良がなされ
た。
ンズ，フィルターあるいは試料容器由来の散乱光あるい
は測定を妨げる干渉光を低減させる目的で、あらかじめ
蛍光分析等を行い、より測定干渉光の小さい原料を選択
してその材料とする、材料を薄くする等により材料の使
用量を減らす、あるいは、材料表面のコーティングを行
なってきた。また、ランプ，レーザーは照射終了後、な
るべく残光の残らないよう、電圧，形状，ガス圧等を検
討し、改良が加えられた。測光手法に関して、励起光照
射の方向が測光の方向に一致する透過面蛍光測定方式の
他に、方向が一致せずランプ，レーザー由来の光を直接
検出部に取り入れない側面蛍光測定方式、照射面蛍光測
定方式等が適時選択され用いられる。さらには、蛍光
体、発光体の開発により、励起光波長と蛍光あるいは燐
光波長の差、いわゆるストークスシフトを大きくし、波
長選択フィルターを介在させ励起光波長と隣接する波長
の光の検出を回避する試みも為された。また、蛍光発
光、燐光発光持続時間の長い発光体を用い、励起光照射
時間とは異なった時間に蛍光あるいは燐光測定を行う時
間分解測定手法も開発された。近年、特にストークスシ
フトが大きく、発光持続時間の長いユーロピウム等希土
類の元素を用いた発光体の開発が進展し、それを測定対
象物に標識し分析測定を行う手法も開発改良がなされ
た。
【０００５】しかしながら、いずれの方法においても散
乱光あるいは測定を妨げる干渉光等を十分に低減、ある
いは無くすることに至ってはおらず、試料以外の物に由
来する干渉光の発生は回避されないものであった。
乱光あるいは測定を妨げる干渉光等を十分に低減、ある
いは無くすることに至ってはおらず、試料以外の物に由
来する干渉光の発生は回避されないものであった。
【０００６】時間分解蛍光測定法においては、励起光を
測光器に取り入れないがために、励起光の消灯している
時間に蛍光測光時間を設定するのが常法であった。例え
ば１０００Ｈｚでフラッシュランプを０.０１ｍ（ミ
リ）秒間点灯させ、ランプの点灯後の０.４ｍ秒から０.
８ｍ 秒までの間を計測し、１ｍ秒サイクルで測光を行
い、１秒間分の光量を積算しデータ表示することが一般
的手法である。
測光器に取り入れないがために、励起光の消灯している
時間に蛍光測光時間を設定するのが常法であった。例え
ば１０００Ｈｚでフラッシュランプを０.０１ｍ（ミ
リ）秒間点灯させ、ランプの点灯後の０.４ｍ秒から０.
８ｍ 秒までの間を計測し、１ｍ秒サイクルで測光を行
い、１秒間分の光量を積算しデータ表示することが一般
的手法である。
【０００７】蛍光測定装置あるいは燐光測定装置におい
ては、光源としてタングステンランプ，水銀ランプ，ア
ルゴンガスランプ，キセノンフラッシュランプ、窒素ガ
スレーザーあるいはアルゴンガスレーザーなどが用いら
れている。目的以外の光が試料に照射されるのを防ぐ方
法として、遮光板あるいは光路遮断板（以下、チョッパ
ー）を用いることがある。円盤状の黒板のある円周上に
一定の大きさの間隙を作り黒板を回転させ、この間隙を
通してのみ光源から発せられる励起光を通過させること
により、一定の時間間隔の励起光を試料に照射させるも
のである。
ては、光源としてタングステンランプ，水銀ランプ，ア
ルゴンガスランプ，キセノンフラッシュランプ、窒素ガ
スレーザーあるいはアルゴンガスレーザーなどが用いら
れている。目的以外の光が試料に照射されるのを防ぐ方
法として、遮光板あるいは光路遮断板（以下、チョッパ
ー）を用いることがある。円盤状の黒板のある円周上に
一定の大きさの間隙を作り黒板を回転させ、この間隙を
通してのみ光源から発せられる励起光を通過させること
により、一定の時間間隔の励起光を試料に照射させるも
のである。
【０００８】ランプ光源は、消灯時、光が瞬時になくな
ることは無く、光源芯は暫時明かりを小さくしていき、
そのため電圧を絶って後も光源は明かりを発しているこ
とが一般的である。この電圧を絶った後の残光は、時
に、光源側あるいは検出部側のレンズ，フィルター，試
料、あるいは試料容器を発光させ、計測時のノイズある
いはバックグラウンドを上げる要因となっている。さら
には、この残光は、光源から発せられる光の本来の波長
とは異なるものであることから、励起光と蛍光あるいは
燐光とをその波長をもって分離しようとする場合、この
残光は、時に蛍光あるいは燐光と同じか隣接した波長を
持つことがあり、計測時のノイズを上げる要因となって
いる。この光源の残光を取り除く目的で、チョッパーの
間隙の終了が、光源の電源の遮断と同時かそれに先立っ
てなされるように設定することもできる。
ることは無く、光源芯は暫時明かりを小さくしていき、
そのため電圧を絶って後も光源は明かりを発しているこ
とが一般的である。この電圧を絶った後の残光は、時
に、光源側あるいは検出部側のレンズ，フィルター，試
料、あるいは試料容器を発光させ、計測時のノイズある
いはバックグラウンドを上げる要因となっている。さら
には、この残光は、光源から発せられる光の本来の波長
とは異なるものであることから、励起光と蛍光あるいは
燐光とをその波長をもって分離しようとする場合、この
残光は、時に蛍光あるいは燐光と同じか隣接した波長を
持つことがあり、計測時のノイズを上げる要因となって
いる。この光源の残光を取り除く目的で、チョッパーの
間隙の終了が、光源の電源の遮断と同時かそれに先立っ
てなされるように設定することもできる。
【０００９】時間分解蛍光測定手法においては、試料へ
の励起光照射時間と、試料より発せられる蛍光あるいは
燐光の計測時間が異ならせ、これにより、励起光に由来
するノイズの計測を減少させ、計測を感度よく行おうと
するものである。これらノイズあるいはバックグラウン
ドを低減する目的で、試料あるいは光源側のレンズ，フ
ィルターの前にチョッパーを置き、目的外の光が試料に
照射されるのを妨げている。チョッパーの間隙と電源の
入り切りは同調させる。
の励起光照射時間と、試料より発せられる蛍光あるいは
燐光の計測時間が異ならせ、これにより、励起光に由来
するノイズの計測を減少させ、計測を感度よく行おうと
するものである。これらノイズあるいはバックグラウン
ドを低減する目的で、試料あるいは光源側のレンズ，フ
ィルターの前にチョッパーを置き、目的外の光が試料に
照射されるのを妨げている。チョッパーの間隙と電源の
入り切りは同調させる。
【００１０】さらには、光源から発せられた光の照射を
受けたレンズ，フィルターあるいはミラーは光散乱を起
こすことがある。散乱光は、これを試料に照射されない
ようにすることが良い。あるいは電流を断った後のラン
プ残光が試料に照射されるのを防ぐ目的でランプと試料
とを結ぶ光路に、チョッパーを置き、物理的に光源から
発せられる必要以外の光の遮断を行っている。これによ
り、ランプ消灯時あるいは余分な光の試料への進入が妨
げられ、試料は目的のエネルギーを得てのみ蛍光あるい
は燐光を発する。
受けたレンズ，フィルターあるいはミラーは光散乱を起
こすことがある。散乱光は、これを試料に照射されない
ようにすることが良い。あるいは電流を断った後のラン
プ残光が試料に照射されるのを防ぐ目的でランプと試料
とを結ぶ光路に、チョッパーを置き、物理的に光源から
発せられる必要以外の光の遮断を行っている。これによ
り、ランプ消灯時あるいは余分な光の試料への進入が妨
げられ、試料は目的のエネルギーを得てのみ蛍光あるい
は燐光を発する。
【００１１】同様に物理的シャッター設置あるいは電気
回路的シャッター設定により、励起光の光量検出器への
照射を防いでいる。これらにより、励起光に由来するノ
イズの低減および励起光照射に引き継いで発生される光
源の残光，レンズ，フィルター，ミラーあるいは試料ホ
ルダーに由来する残光あるいは散乱光を取り除くことが
できる。
回路的シャッター設定により、励起光の光量検出器への
照射を防いでいる。これらにより、励起光に由来するノ
イズの低減および励起光照射に引き継いで発生される光
源の残光，レンズ，フィルター，ミラーあるいは試料ホ
ルダーに由来する残光あるいは散乱光を取り除くことが
できる。
【００１２】このようなチョッパーを用いた時間分解蛍
光検出方法として特開平１０−２６７８４４号公報記載
の技術が知られている。この技術は、励起光の光源を連
続光源として、試料に入射させる光をパルス光にするた
めに第１のチョッパーを用い、試料から透過してきた光
のうち目的の蛍光，燐光のみを検出するために第２のチ
ョッパーを用いるというものである。この方法により、
光源の残光、レンズ，フィルター，ミラーあるいは試料
ホルダーに由来する残光あるいは散乱光を効率良く取り
除くことができる。
光検出方法として特開平１０−２６７８４４号公報記載
の技術が知られている。この技術は、励起光の光源を連
続光源として、試料に入射させる光をパルス光にするた
めに第１のチョッパーを用い、試料から透過してきた光
のうち目的の蛍光，燐光のみを検出するために第２のチ
ョッパーを用いるというものである。この方法により、
光源の残光、レンズ，フィルター，ミラーあるいは試料
ホルダーに由来する残光あるいは散乱光を効率良く取り
除くことができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記特開平１０−２６
７８４４号公報記載の技術では、２つのチョッパーを独
立して設け、それらをＰＬＬ回路等により、同期して制
御する必要があり、装置の複雑化，高コスト化を招いて
いた。
７８４４号公報記載の技術では、２つのチョッパーを独
立して設け、それらをＰＬＬ回路等により、同期して制
御する必要があり、装置の複雑化，高コスト化を招いて
いた。
【００１４】本発明の目的は、チョッパーを光源から検
出部にいたる光路の複数箇所に挿入し、効果的に試料の
みから発する蛍光あるいは燐光を計測可能であり、かつ
これに係るチョッパーを１枚とすることにより、構造が
簡単であるため故障が少なく、低コストであり、かつ高
感度，高Ｓ／Ｎ比での測定が可能な蛍光，燐光測定装置
を提供することにある。
出部にいたる光路の複数箇所に挿入し、効果的に試料の
みから発する蛍光あるいは燐光を計測可能であり、かつ
これに係るチョッパーを１枚とすることにより、構造が
簡単であるため故障が少なく、低コストであり、かつ高
感度，高Ｓ／Ｎ比での測定が可能な蛍光，燐光測定装置
を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の蛍光測定装置あ
るいは燐光測定装置においては、試料の分析測定を行う
時、光源より発せられる励起光の試料までの光路と試料
より発せられる蛍光あるいは燐光の光量検出部までの光
路を一枚の遮光板を用いてそれぞれ遮ることを行う。
るいは燐光測定装置においては、試料の分析測定を行う
時、光源より発せられる励起光の試料までの光路と試料
より発せられる蛍光あるいは燐光の光量検出部までの光
路を一枚の遮光板を用いてそれぞれ遮ることを行う。
【００１６】光路が励起光と検出側の両方で遮られる場
合、励起光光源が必ずしも光源のフラッシング（点灯消
灯の繰り返し）あるいはパルス発生を行う必要がなく、
連続した点灯が可能となる。これにより、試料に照射さ
れる光量の増減は円盤状のチョッパーであれば、光を通
過させる間隙の大小と円盤回転速度により制御可能とな
る。
合、励起光光源が必ずしも光源のフラッシング（点灯消
灯の繰り返し）あるいはパルス発生を行う必要がなく、
連続した点灯が可能となる。これにより、試料に照射さ
れる光量の増減は円盤状のチョッパーであれば、光を通
過させる間隙の大小と円盤回転速度により制御可能とな
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】今日、レーザー装置の進展、ＣＣ
Ｄカメラ，フォトダイオードアレー，光電子増倍管等の
映像処理技術の進歩は著しいものがある。また、マイク
ロチップあるいはマイクロデバイスを用い遺伝子，タン
パク質など生物由来の物質の超微量分析技術が大きくな
されようとしている。試料分析測定をマイクロデバイス
で行う場合、管状あるいは窪み状の容器にある試料はレ
ーザーにより励起光の照射を受けた後、発せられた燐光
あるいは蛍光は測光器により測光計測を受け、あるい
は、ＣＣＤカメラの画像に捕らえられ、データ処理の
後、計測値を表示するかこれをもって試料の分析を行
う。
Ｄカメラ，フォトダイオードアレー，光電子増倍管等の
映像処理技術の進歩は著しいものがある。また、マイク
ロチップあるいはマイクロデバイスを用い遺伝子，タン
パク質など生物由来の物質の超微量分析技術が大きくな
されようとしている。試料分析測定をマイクロデバイス
で行う場合、管状あるいは窪み状の容器にある試料はレ
ーザーにより励起光の照射を受けた後、発せられた燐光
あるいは蛍光は測光器により測光計測を受け、あるい
は、ＣＣＤカメラの画像に捕らえられ、データ処理の
後、計測値を表示するかこれをもって試料の分析を行
う。
【００１８】レンズあるいはフィルターは、光の照射に
より蛍光あるいは燐光を発することがあることが知られ
ている。検出部側にあるレンズあるいはフィルターには
励起光が届かないようにするのが望ましい。光の反射
（光路変更）あるいは集束、拡散が必要な場合、ミラー
により、これを行う。反射鏡のアルミ金属材は蛍光ある
いは燐光を発しないことが確認されている。
より蛍光あるいは燐光を発することがあることが知られ
ている。検出部側にあるレンズあるいはフィルターには
励起光が届かないようにするのが望ましい。光の反射
（光路変更）あるいは集束、拡散が必要な場合、ミラー
により、これを行う。反射鏡のアルミ金属材は蛍光ある
いは燐光を発しないことが確認されている。
【００１９】以下、本発明の蛍光あるいは燐光測定装置
の実施例を図１から図７を用いて詳細に説明する。
の実施例を図１から図７を用いて詳細に説明する。
【００２０】（実施例１）図１に本発明実施例のシステ
ムレイアウト図を示す。パルス発生光源などの光源１か
らの光は、レンズ系２により集光され、励起用の波長成
分のみを取り出す選択フィルター３を通過した後、集光
ミラー４で集光され、マイクロプレートなどの試料容器
５に分注された試料６に照射する。この試料６からの蛍
光あるいは燐光は、反対側の集光ミラー７により集光さ
れ、励起光である短波長光を除去し、必要な波長帯の光
を取り出す選択幅フィルター８を通過した後、レンズ系
９を通り光検出器１０で光量変換される。
ムレイアウト図を示す。パルス発生光源などの光源１か
らの光は、レンズ系２により集光され、励起用の波長成
分のみを取り出す選択フィルター３を通過した後、集光
ミラー４で集光され、マイクロプレートなどの試料容器
５に分注された試料６に照射する。この試料６からの蛍
光あるいは燐光は、反対側の集光ミラー７により集光さ
れ、励起光である短波長光を除去し、必要な波長帯の光
を取り出す選択幅フィルター８を通過した後、レンズ系
９を通り光検出器１０で光量変換される。
【００２１】モーター１１，チョッパーブレード１２に
ついては後で解説する。
ついては後で解説する。
【００２２】ここで試料をユーロピウムとその錯体、お
よび標識されたタンパク質などとするとき、励起波長は
約３４０ｎｍ（ナノメートル）前後、検出する蛍光ある
いは燐光の波長は６１５ｎｍ前後に設定される。
よび標識されたタンパク質などとするとき、励起波長は
約３４０ｎｍ（ナノメートル）前後、検出する蛍光ある
いは燐光の波長は６１５ｎｍ前後に設定される。
【００２３】反射鏡のアルミ金属材は蛍光，燐光を発し
ないことが確認されている。
ないことが確認されている。
【００２４】図２に本システムのタイミングチャートの
一例を示す。
一例を示す。
【００２５】光源からのパルス発光励起光は、約０.０
１ｍ(ミリ）秒前後と非常に短期間のみである。この光
で励起された試料からの蛍光あるいは燐光は、光源の励
起光発生停止後０.２から０.６ｍ秒遅れた時点から光検
出器のゲートを開け、その後約０.４から０.８ｍ秒の間
計測を行い、信号検出器のゲートを閉じ、次の励起光発
光のタイミングに移るよう設定されている。
１ｍ(ミリ）秒前後と非常に短期間のみである。この光
で励起された試料からの蛍光あるいは燐光は、光源の励
起光発生停止後０.２から０.６ｍ秒遅れた時点から光検
出器のゲートを開け、その後約０.４から０.８ｍ秒の間
計測を行い、信号検出器のゲートを閉じ、次の励起光発
光のタイミングに移るよう設定されている。
【００２６】ここで蛍光および燐光測定を高感度で行お
うとすると、レンズ系やフィルターから発する蛍光，燐
光成分や光源のパルス励起終了後の残光が無視できなく
なり計測ノイズとなり検出されてしまう。
うとすると、レンズ系やフィルターから発する蛍光，燐
光成分や光源のパルス励起終了後の残光が無視できなく
なり計測ノイズとなり検出されてしまう。
【００２７】図３に測定タイミング時の模式図を示す。
【００２８】光源１の励起光でレンズ系２９，フィルタ
ー３８などからは物質特有の蛍光，燐光が必ず発生す
る。また、光源の残光からの励起があり、この光からの
蛍光，燐光が重なる。
ー３８などからは物質特有の蛍光，燐光が必ず発生す
る。また、光源の残光からの励起があり、この光からの
蛍光，燐光が重なる。
【００２９】したがって本発明の実施例に拠れば、上記
問題の解決のために、図１のシステムレイアウトにモー
ター１１とこのモーター軸に直結のチョッパー１２を設
けるものである。
問題の解決のために、図１のシステムレイアウトにモー
ター１１とこのモーター軸に直結のチョッパー１２を設
けるものである。
【００３０】このチョッパーは図４のような構成となっ
ている。すなわち、光源と被測定試料の間の光路に光を
通すためのスリット部１３と、被測定試料と検出器の間
の光路の光を遮断するための遮光部１４が一対となった
ものが複数個、前記遮光板に設けられているおり、一対
のスリット部１３と遮光部１４は、円板状の遮光板のほ
ぼ半径方向上であって、半径方向で異なる位置に設けら
れている。スリット部と遮光部の半径方向の位置関係
は、光学系の配置の仕方で自由に設定可能である。ま
た、ほぼ半径方向上とはほぼ同一の半径上にあるという
ことであるが、ほぼとは、厳密に同じ半径位置にある必
要はないことを意味している。光源と被測定試料の間の
光路に光を通すためのスリット部１３が光を通している
タイミングと、被測定試料と検出器の間の光路の光を遮
断するための遮光部１４が光を遮断しているタイミング
が少しでも重なっていれば本実施例の効果は達成でき
る。
ている。すなわち、光源と被測定試料の間の光路に光を
通すためのスリット部１３と、被測定試料と検出器の間
の光路の光を遮断するための遮光部１４が一対となった
ものが複数個、前記遮光板に設けられているおり、一対
のスリット部１３と遮光部１４は、円板状の遮光板のほ
ぼ半径方向上であって、半径方向で異なる位置に設けら
れている。スリット部と遮光部の半径方向の位置関係
は、光学系の配置の仕方で自由に設定可能である。ま
た、ほぼ半径方向上とはほぼ同一の半径上にあるという
ことであるが、ほぼとは、厳密に同じ半径位置にある必
要はないことを意味している。光源と被測定試料の間の
光路に光を通すためのスリット部１３が光を通している
タイミングと、被測定試料と検出器の間の光路の光を遮
断するための遮光部１４が光を遮断しているタイミング
が少しでも重なっていれば本実施例の効果は達成でき
る。
【００３１】この図で内側のスリット１３を光源側の集
光光路に挿入し、外側の遮光部１４を試料から検出器間
の光路に図のように挿入する（図８参照）。図３に測定
タイミング時の模式図を示す。光源のパルス発生とタイ
ミングを取ることにより図３のようなタイミングチャー
トが描ける。
光光路に挿入し、外側の遮光部１４を試料から検出器間
の光路に図のように挿入する（図８参照）。図３に測定
タイミング時の模式図を示す。光源のパルス発生とタイ
ミングを取ることにより図３のようなタイミングチャー
トが描ける。
【００３２】このチョッパーは、光源１が試料６を照射
している間、試料６からの光検出器１０への光路は遮断
し、光検出器１０へは光を導かない。また、試料６から
の光を検出器１０側に導入している間は光源１の光は試
料６へは照射しないような構成とすることができる。ま
た、チョッパーを高速で回転することにより繰り返し測
定の時間を短くすることができる。また、スリットの励
起光に対する開口時間を充分短くすることができ、光源
として連続光を使ってもパルス励起することが可能であ
る。なお、光源としてフラッシュランプ等のパルス光源
を使う場合は、スリットが励起光光路を通過するタイミ
ングでパルス光源に対しトリガをかけることで同様に実
施可能である。この場合、スリット通過のモニタが必要
で図示していないがホトカプラなどを使えば良い。
している間、試料６からの光検出器１０への光路は遮断
し、光検出器１０へは光を導かない。また、試料６から
の光を検出器１０側に導入している間は光源１の光は試
料６へは照射しないような構成とすることができる。ま
た、チョッパーを高速で回転することにより繰り返し測
定の時間を短くすることができる。また、スリットの励
起光に対する開口時間を充分短くすることができ、光源
として連続光を使ってもパルス励起することが可能であ
る。なお、光源としてフラッシュランプ等のパルス光源
を使う場合は、スリットが励起光光路を通過するタイミ
ングでパルス光源に対しトリガをかけることで同様に実
施可能である。この場合、スリット通過のモニタが必要
で図示していないがホトカプラなどを使えば良い。
【００３３】（実施例２）図５に励起光の光源から試料
までの光路の開放時、試料から検出部までの蛍光あるい
は燐光光路遮断時の光源より発せられた光の光路を示
す。検出部にあるレンズ，フィルターに光が届かず、こ
れらの部位で、無用な散乱光あるいは蛍光あるいは燐光
を発生させていないことがわかる。
までの光路の開放時、試料から検出部までの蛍光あるい
は燐光光路遮断時の光源より発せられた光の光路を示
す。検出部にあるレンズ，フィルターに光が届かず、こ
れらの部位で、無用な散乱光あるいは蛍光あるいは燐光
を発生させていないことがわかる。
【００３４】図６に励起光の光源から試料までの光路の
遮断時、試料から検出部までの蛍光あるいは燐光光路開
放時の試料より発せられた光の光路を示す。試料からの
蛍光あるいは燐光が光検出器に捕獲され、光源からの励
起光あるいは散乱光が検出部に届いていないことがわか
る。
遮断時、試料から検出部までの蛍光あるいは燐光光路開
放時の試料より発せられた光の光路を示す。試料からの
蛍光あるいは燐光が光検出器に捕獲され、光源からの励
起光あるいは散乱光が検出部に届いていないことがわか
る。
【００３５】本発明によるバックグラウンド低減の効果
を図７に模式図で示す。Ａは、タンパク質にユーロピウ
ムに適した錯体を介してユーロピウム標識がなされた試
料を用いたとき、キセノンフラッシュランプにより励起
された試料は燐光を放出する。燐光は時間と共に減衰す
るが、この燐光の半減期は比較的長い。Ｂは、本発明を
用いず、チョッパーを用いない時のバックグラウンドノ
イズの減衰を示す。キセノンフラッシュランプのフラッ
シング後、計測される光量は急速に減衰するが、光源の
消灯後の残光あるいは励起光の照射による試料以外のレ
ンズ，フィルターの発光等の迷光により、バックグラウ
ンドは低いながら検出される。Ｃは、本発明を使用した
場合のバックグラウンドノイズの減衰を示す。光検出器
側のレンズ，フィルターに無用な光が照射されず、また
励起光側のレンズ，フィルターの残光，散乱光あるいは
迷光は光検出器にとらえられず、これらに由来する蛍光
あるいは燐光の検出がない。
を図７に模式図で示す。Ａは、タンパク質にユーロピウ
ムに適した錯体を介してユーロピウム標識がなされた試
料を用いたとき、キセノンフラッシュランプにより励起
された試料は燐光を放出する。燐光は時間と共に減衰す
るが、この燐光の半減期は比較的長い。Ｂは、本発明を
用いず、チョッパーを用いない時のバックグラウンドノ
イズの減衰を示す。キセノンフラッシュランプのフラッ
シング後、計測される光量は急速に減衰するが、光源の
消灯後の残光あるいは励起光の照射による試料以外のレ
ンズ，フィルターの発光等の迷光により、バックグラウ
ンドは低いながら検出される。Ｃは、本発明を使用した
場合のバックグラウンドノイズの減衰を示す。光検出器
側のレンズ，フィルターに無用な光が照射されず、また
励起光側のレンズ，フィルターの残光，散乱光あるいは
迷光は光検出器にとらえられず、これらに由来する蛍光
あるいは燐光の検出がない。
【００３６】０.４ｍ秒から０.８ｍ秒の計測される光量
を採るとき、（Ａにより得られる光量）／（Ｃにより得
られる光量）は、（Ａにより得られる光量）／（Ｂによ
り得られる光量）に比し、大きくなり、Ｓ／Ｎ比が大き
く改善されることがわかる。
を採るとき、（Ａにより得られる光量）／（Ｃにより得
られる光量）は、（Ａにより得られる光量）／（Ｂによ
り得られる光量）に比し、大きくなり、Ｓ／Ｎ比が大き
く改善されることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】（１）本発明によれば、蛍光測定装置，
燐光測定装置のノイズを低減させ、装置あるいは試料容
器に由来するバックグラウンドを下げ、結果として、計
測時のＳ／Ｎ比が増大し最小検出感度あるいは計測感度
を高めることができる （２）本発明によれば、蛍光測定装置、燐光測定装置の
１個のチョッパーにより光源から試料まで及び試料から
光検出器までの光路の両方を遮断することが可能であ
る。その結果、低コスト，高信頼性の装置を提供するこ
とができる。 （３）本発明によれば、時間分解蛍光測定法あるいは蛍
光ないし燐光測定法において、励起光光源はランプある
いはレーザーをパルス点滅させることがなく連続光によ
る計測を可能とする。 （４）本発明によれば、蛍光測定装置，燐光測定装置の
光遮断機構間に挟まれた光路においてレンズあるいはフ
ィルターを使用せず、これに由来する蛍光あるいは燐光
をなくすことができる。その結果、装置あるいは試料容
器に由来するバックグラウンドを下げ、ノイズを低減さ
せ、さらには装置最小検出感度あるいは計測感度を高め
ることができる。
燐光測定装置のノイズを低減させ、装置あるいは試料容
器に由来するバックグラウンドを下げ、結果として、計
測時のＳ／Ｎ比が増大し最小検出感度あるいは計測感度
を高めることができる （２）本発明によれば、蛍光測定装置、燐光測定装置の
１個のチョッパーにより光源から試料まで及び試料から
光検出器までの光路の両方を遮断することが可能であ
る。その結果、低コスト，高信頼性の装置を提供するこ
とができる。 （３）本発明によれば、時間分解蛍光測定法あるいは蛍
光ないし燐光測定法において、励起光光源はランプある
いはレーザーをパルス点滅させることがなく連続光によ
る計測を可能とする。 （４）本発明によれば、蛍光測定装置，燐光測定装置の
光遮断機構間に挟まれた光路においてレンズあるいはフ
ィルターを使用せず、これに由来する蛍光あるいは燐光
をなくすことができる。その結果、装置あるいは試料容
器に由来するバックグラウンドを下げ、ノイズを低減さ
せ、さらには装置最小検出感度あるいは計測感度を高め
ることができる。
【図１】本発明による蛍光，燐光計測装置光学系模式
図。
図。
【図２】本発明によらない装置タイミングチャート例。
【図３】本発明によるタイミングチャート例。
【図４】本発明によるチョッパー模式図。
【図５】本発明による光源から発せられる励起光光路を
示す。
示す。
【図６】本発明による試料から発せられる蛍光あるいは
燐光の光路を示す。
燐光の光路を示す。
【図７】本発明による試料より発せられるユーロピウム
燐光の経時減衰、計測の際のバックグラウンドノイズ経
時減衰の例を示す。
燐光の経時減衰、計測の際のバックグラウンドノイズ経
時減衰の例を示す。
【図８】本発明のスリット，遮光部と光路の関係の詳細
図。
図。
１…光源、２，９…レンズ系、３，８…波長選択フィル
ター、４，７…集光ミラー、５…試料容器、６…試料、
１０…光検出器、１１…モーター、１２…チョッパーブ
レード、１３…スリット、１４…ブレード。
ター、４，７…集光ミラー、５…試料容器、６…試料、
１０…光検出器、１１…モーター、１２…チョッパーブ
レード、１３…スリット、１４…ブレード。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 智
茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株
式会社日立ハイテクノロジーズ設計・製造
統括本部那珂事業所内
(72)発明者 松本 孝一
茨城県ひたちなか市大字津田字関場1939番
地 那珂インスツルメンツ株式会社内
Ｆターム(参考） 2G043 AA01 BA16 EA01 EA02 GA02
GA08 GB19 GB21 HA01 HA03
HA12 JA03 KA03 LA01
Claims (7)
- 【請求項１】光源と、 該光源から発する光から測定に必要な波長を選択して取
り出し、集光させる光学系と、 集光された光を被測定試料に照射し、該試料から発生す
る蛍光あるいは燐光を検出する検出器と、を備えた蛍
光，燐光測定装置において、 前記光源と前記被測定試料の間の光路と、前記被測定試
料と前記検出器の間の光路に、それぞれ少なくとも１つ
の光路遮断機構を備え、かつ該複数の光路遮断機構は、
共通の遮光板により光路を遮断する機構を備えたことを
特徴とする蛍光，燐光測定装置。 - 【請求項２】請求項１記載の蛍光，燐光測定装置におい
て、 前記光源は連続点灯する光源であり、 前記光源からの光が前記被測定試料に入射する時間帯に
は、前記被測定試料と前記検出器との間の光路遮断機構
が光路を遮断するように動作し、 前記被測定試料から発生する蛍光，燐光が前記検出器に
入射する時間帯には、前記光源と被測定試料との間の光
路遮断機構が光路を遮断するように動作するように構成
されていることを特徴とする蛍光，燐光測定装置。 - 【請求項３】請求項１において、前記光源がパルス発生
する光源であることを特徴とする蛍光，燐光測定装置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光，燐
光測定装置において、 前記共通の遮光板は円板状であり、 前記光源と前記被測定試料の間の光路に光を通すための
スリット部と、前記被測定試料と前記検出器の間の光路
の光を遮断するための遮光部が一対となったものが前記
遮光板に設けられていることを特徴とする蛍光，燐光測
定装置。 - 【請求項５】請求項４記載の蛍光，燐光測定装置におい
て、 前記一対のスリット部と遮光部は、円板状の遮光板のほ
ぼ半径方向上であって、半径方向で異なる位置に設けら
れていることを特徴とする蛍光，燐光測定装置。 - 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光，燐
光測定装置において、 前記共通の遮光板の間に挟まれた光路においては励起光
照射により蛍光あるいは燐光発光があるレンズ，フィル
ターを使用せず光路の屈折あるいは光の集束あるいは拡
散はミラーを使用することを特徴とする蛍光，燐光測定
装置。 - 【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の蛍光，燐
光測定装置において、 蛍光あるいは燐光の計測を行うとき、ランプあるいはレ
ーザーから光量検出器までの光路の、光源から試料と試
料から検出器の光路の両方にチョッパーブレードを組み
入れ、チョッパーブレードに挟まれた光路においては、
レンズ，フィルターを使用せず、光路の屈折あるいは光
束の集束、拡散をミラーにより行うことを特徴とする蛍
光，燐光測定装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006866A JP2003207453A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 蛍光，燐光測定装置 |
| US10/255,623 US6839134B2 (en) | 2002-01-16 | 2002-09-27 | Light measuring device avoiding influence of fluorescence or phosphorescence of lenses and filters in optical path |
| CNB021440034A CN1210555C (zh) | 2002-01-16 | 2002-09-29 | 光测量装置 |
| DE60219883T DE60219883T2 (de) | 2002-01-16 | 2002-10-04 | Lichtmessvorrichtung |
| EP02022460A EP1340973B1 (en) | 2002-01-16 | 2002-10-04 | Light measuring device |
| KR10-2003-0002681A KR100495374B1 (ko) | 2002-01-16 | 2003-01-15 | 형광, 인광 측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006866A JP2003207453A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 蛍光，燐光測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207453A true JP2003207453A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=19191283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002006866A Pending JP2003207453A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 蛍光，燐光測定装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6839134B2 (ja) |
| EP (1) | EP1340973B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003207453A (ja) |
| KR (1) | KR100495374B1 (ja) |
| CN (1) | CN1210555C (ja) |
| DE (1) | DE60219883T2 (ja) |
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| JP2015515009A (ja) * | 2012-04-23 | 2015-05-21 | シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレーテッドＳｉｅｍｅｎｓ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ Ｉｎｃ． | 生物学的検定サンプル・アナライザ |
| JP2017223859A (ja) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | オリンパス株式会社 | 走査型顕微鏡 |
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|---|---|---|---|---|
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| US8275091B2 (en) | 2002-07-23 | 2012-09-25 | Rapiscan Systems, Inc. | Compact mobile cargo scanning system |
| US6928141B2 (en) | 2003-06-20 | 2005-08-09 | Rapiscan, Inc. | Relocatable X-ray imaging system and method for inspecting commercial vehicles and cargo containers |
| US7471764B2 (en) | 2005-04-15 | 2008-12-30 | Rapiscan Security Products, Inc. | X-ray imaging system having improved weather resistance |
| DE102005045906B4 (de) * | 2005-09-26 | 2007-11-29 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Aufnahme eines einen Fluoreszenzfarbstoff enthaltenden Gewebes |
| US8119066B2 (en) * | 2006-02-08 | 2012-02-21 | Molecular Devices, Llc | Multimode reader |
| US7526064B2 (en) | 2006-05-05 | 2009-04-28 | Rapiscan Security Products, Inc. | Multiple pass cargo inspection system |
| CN101201322B (zh) * | 2006-12-14 | 2011-05-18 | 上海通微分析技术有限公司 | 高灵敏度荧光检测装置 |
| US8779390B2 (en) * | 2008-05-13 | 2014-07-15 | Macquarie University | Auto-synchronous fluorescence detection method and apparatus |
| GB0809110D0 (en) | 2008-05-20 | 2008-06-25 | Rapiscan Security Products Inc | Gantry scanner systems |
| GB0810638D0 (en) | 2008-06-11 | 2008-07-16 | Rapiscan Security Products Inc | Photomultiplier and detection systems |
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