JP2007003362A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 面ぶれによる影響のない正確な測定値を得るために、面ぶれ情報を取得し電圧補正あるいは測定値補正する機能を組み込んだ分析装置を提供する。
【解決手段】 回転しているディスクに光源から出力される光を照射し、受光素子にて得られる透過光あるいは反射光あるいは拡散光のいずれか１つあるいは２つ以上からディスク上の検体情報を取得し、光学的に分析する分析装置において、ディスクの面ぶれ量あるいはそれに追従した信号を取得し、取得した面ぶれ量あるいはそれに追従した信号を基に受光素子での受光光量から変換される電位レベルを補正する面ぶれに影響のない測定値が得られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分析装置に関し、より詳細には、ディスクの面ぶれ量あるいはそれに追従する信号をあらかじめ取得して電位補正あるいは測定値補正を行う分析装置に関する。

従来、回転しているディスクに光源から出力される光を照射し、受光素子にて得られる透過光あるいは反射光あるいは拡散光からディスク上の検体情報を取得し、光学的に分析する装置として、例えば、特許文献１に記載の装置がある。この分析装置について、以下、図面を用いて説明する。

図６はこの分析ディスクの平面図であり、図７はこの分析ディスクの断面図である。また、図８はこの分析装置の構成図である。

図６及び図７において、分析ディスク１には少なくとも１つ以上の流路２及びチャンバー３及び測定領域４が形成されており、検体を分析ディスク１内に流し込み、回転させると遠心力により流路２を通過して、チャンバー３内に塗布されている試薬や抗体と反応させるようになっている。反応した後の検体は遠心力により測定領域４内に移送され、この部分で測定が行われる。

また、図８において、光照射部７及び受光素子８は共に分析ディスク１の半径方向に移動可能であり、回転駆動部５による分析ディスク１の回転と組み合わせることで分析ディスク１上の任意の位置をトレースすることができる。光照射部７によって測定領域４内へ照射された光は分析ディスク１を透過あるいは反射あるいは拡散し（図８では例として透過）、受光素子８により検体情報として取得される。得られた光信号は変換部９で電気信号に変換され、分析部１０で解析が行われる。
特開平０５−００５７４１号公報

しかしながら、前記従来の構成では受光素子として分割型の受光素子を用いた場合、面ぶれが起こると光が屈折し、分割受光素子で得られる光量の割合に差が生じたり、分割受光素子全体で得られる光量も一定でなくなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、面ぶれ量による影響のない正確な測定値が得られる分析装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の分析装置は、回転するディスクに照射される光をもとに前記ディスクから発せられる光を受光して得られた受光量に基づいて検体を光学的に分析する分析装置において、前記ディスクから発せられる光を受光する受光手段と、前記受光手段における受光量をもとに前記ディスクの回転中心を含み前記ディスクの回転軸と垂直に交わる面と前記ディスク上の点との乖離に基づく量により前記受光量を補正する補正手段と、を備えてなる。

さらに、本発明の分析装置は、前記補正手段が前記受光手段における受光量を電気信号に変換する変換手段を備え、前記変換手段が前記電気信号の電位レベルを変化させることにより前記補正手段が前記受光量を補正してなる。

さらに、本発明の分析装置は、前記受光手段が、独立して動作する複数の部分に分割された受光素子でなり、前記分割された受光素子の各部分が前記ディスクの中心から外周に向かう直線に並行な境界線で仕切られてなる。

さらに、本発明の分析装置は、前記受光手段が受光する光をもとに前記ディスク上の発光位置を検出する検出手段を備え、前記検出手段により検出された前記ディスク上の発光位置に基づいて前記補正手段が前記受光量を補正してなる。

さらに、本発明の分析装置は、前記複数の部分の各部分における受光量の変化に基づいて前記補正手段の前記受光量に対する補正量を算出する算出手段を備え、前記複数の部分の受光量が一致してなる基準受光量と前記複数の部分の各部分における受光量とに基づいて前記算出手段が前記補正量を算出してなる。

さらに、本発明の分析装置は、前記受光手段における受光量が既知である第１点と前記受光手段における受光量が既知である第２点とが前記ディスクの同一円周上に配され、前記第１点と前記第２点とから発せられる光を前記受光手段が受光して前記第１点における受光量と前記第２点における受光量とに基づいて前記補正手段が前記同一円周上の点から発せられる光の受光量を補正してなる。

本発明の分析装置によれば、面ぶれ量による影響のない正確な測定値を求めることができる。

以下に、本発明の分析装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１における分析装置の構成図であり、図２は面ぶれによる分割受光素子上での光の受光位置の変化を示す図であり、図３は面ぶれ量から得られる電気信号の変動を示すグラフである。

図１において、光照射部１０４及び分割受光素子１０５は共に分析ディスク１０１の半径方向に移動可能であり、回転駆動部１０２による分析ディスク１０１の回転と組み合わせることで分析ディスク１０１上の任意の位置をトレースすることができる。

光照射部１０４によって分析ディスク１０１へ照射された光１０３は分析ディスク１０１を透過あるいは反射あるいは拡散し（図１では例として透過）、分割受光素子１０５により取得される。ここで、分割受光素子１０５は少なくとも１つ以上の分割ライン１０６を持っており、その分割ライン１０６の方向はディスクの半径方向と一致している。分割受光素子１０５において、分割ライン１０６により分けられた部分をそれぞれ領域Ａ１０５ａ及び領域Ｂとし、常に領域Ａ１０５ａ及び領域Ｂ１０５ｂでの受光光量が等しくなるように光照射部１０４と分割受光素子１０５の位置関係は固定されている。

しかしながら、図２に示すように、分析ディスク１０１の面ぶれ１１１により分析ディスク１０１が分割ライン１０６を軸に傾いた場合、光１０３の屈折等が影響し、分析ディスク１０１上の光照射位置に対して領域Ａ１０５ａでの光量と領域Ｂ１０５ｂでの光量の差が生じてしまい、その後の分析結果に影響を及ぼしてしまう。

その光量差を補正するには、分割受光素子１０５での光量の変化から、面ぶれ１１１に相当する信号を見つける必要がある。まず、分析ディスク１０１を回転させながら透過光あるいは反射光あるいは拡散光の光量を分割受光素子１０５にて１周期１１７分取得し、変換部１０７にて電気信号に変換する。変換された領域Ａ１０５ａでの電気信号あるいは領域Ｂ１０５ｂでの電気信号から、面ぶれ量に追従した信号は、図３に示すようなタンジェンシャル方向の位置に対する電気信号レベルの変化として得ることができる。また、面ぶれ量に追従した信号として、フォーカスの誤差信号の積分成分から成るフォーカス駆動信号を用いることもできる。

ここで、領域Ａ１０５ａでの電気信号を信号Ａ１１４、領域Ｂ１０５ｂでの電気信号を信号Ｂ１１５と呼ぶことにする。

次に、取得した信号変化量を基に、面ぶれ１１１に対する補正量を求める。図３に示すように、補正基準電圧１１６としては領域Ａ１０５ａでの光量と領域Ｂ１０５ｂでの光量が等しくなる部分、つまり信号Ａ１１４と信号Ｂ１１５の交わる部分での電圧とする。

そして、信号Ａ１１４及び信号Ｂ１１５の補正量は数１及び数２のようになる。

（数１）
（信号Ａの補正量）＝（信号Ａの電圧）−（補正基準電圧）

（数２）
（信号Ｂの補正量）＝（信号Ｂの電圧）−（補正基準電圧）
以上の補正法を用いて、測定毎に信号Ａ１１４及び信号Ｂ１１５の分析ディスク１０１上の位置に対する電圧補正をオフセット調整部１０８にて行い、演算部１０９にて演算処理し、分析部１１０にて解析を行う。

以上のように、本実施例１においては分割受光素子１０５の領域Ａ１０５ａ及び領域Ｂ１０５ｂそれぞれの光量変化から補正量を求め電圧補正を行うことによって、面ぶれ量に影響のない測定値を求めることができる。

本実施例２において、分析装置の構成は実施例１と同じで、異なるところは測定領域の円周方向の位置に相当する暗部基準領域及び明部基準領域の値を算出して測定領域での吸光度算出に適用するところである。

図４は本実施例２における分析ディスクの構成図であり、図５は測定値の算出法を示したものである。ここでは例として透過光を用いた場合を示す。
図４に示すように、分析ディスク１０１には少なくとも１つ以上の暗部基準領域１１８及び明部基準領域１１９及び測定領域１２０を備えており、全ての領域は同一円周上に存在している。暗部基準領域１１８は吸光度１の基準を決め、かつ光１０３を通さないあるいは反射しないものである。また、明部基準領域１１９は吸光度０の基準を決め、かつ検体の存在しない領域で、入射光に対して透過するあるいは反射するものである。また、測定領域１２０は実際の測定値を取得するものである。

また、分析装置の構成は実施例１における図１と同じであるが、測定対象物の濃淡を分析する際には分割受光素子１０５の和信号を用いるか、あるいは分割していない受光素子の信号をそのまま用いることも可能である。
吸光度は数３で表わされる。

（数３）
（吸光度）＝ｌｏｇ｛（入射光量）／（透過光量あるいは反射光量）｝
数３における入射光量及び透過光量あるいは反射光量を求めるに当たり、数４及び数５で示すように暗部基準領域１１８での測定値を引くことによって光１０３の回り込みや外部ノイズ等の影響をキャンセルした値を算出することができる。

（数４）
（入射光量）＝｛（明部基準領域の測定値）−（暗部基準領域の測定値）｝

（数５）
（透過あるいは反射光量）＝｛（測定領域の測定値）−（暗部基準領域の測定値）｝
以上示すように、吸光度を算出するために必要な明部基準領域の測定値、暗部基準領域の測定値、測定領域の測定値を求める方法を以下に記載する。

図５に示すように、まず測定領域１２０及び暗部基準領域１１８及び明部基準領域１１９の存在する半径位置に光照射部１０４及び受光素子１０５を移動し、分析ディスク１０１を回転させながら測定領域１２０及び暗部基準領域１１８及び明部基準領域１１９の１周分全ての測定値を求める。

ここで、測定領域１２０及び暗部基準領域１１８及び明部基準領域１１９は同一円周上のタンジェンシャル方向に別々の位置に置かれており、それぞれの位置で面ぶれの影響量が異なるため、測定値を演算する際に測定領域１２０と同じ位置での暗部基準領域１１８の測定値及び明部基準領域１１９の測定値を近似してやらなければならない。その手段としては、取得した暗部基準領域１１８全ての測定値、及び明部基準領域１１９全ての測定値をそれぞれ曲線化し、所望の測定領域１２０に対応する位置を指定してやることで実現が可能となる。ここで、それぞれの近似曲線１２１は分析ディスク１０１の面ぶれに追従したものとなっている。

このようにして求めたタンジェンシャル方向の同じ位置での暗部基準領域１１８の測定値及び明部基準領域１１９の測定値及び測定領域１２０の測定値を数３、数４、数５に代入することで所望の測定領域１２０における吸光度が求まる。

以上のように、本実施例２においては同一円周上に存在する複数の暗部基準領域１１８の測定値及び明部基準領域１１９の測定値から近似曲線１２１を割り出し、所望の測定領域１２０に対応した位置でのそれぞれの測定値を得ることで、面ぶれに影響のない測定領域１２０でのび吸光度を求めることができる。

本発明にかかる分析装置は、光量あるいは屈折から面ぶれ量を検出できるため、回転しているディスクからの透過光あるいは反射光あるいは拡散光から情報を取り出すような装置等に有用である。

本発明の実施例１における分析装置の構成図 本発明の実施例１における分析ディスクの面ぶれによる分割受光素子上での光の受光位置の変化を示す図 本発明の実施例１における面ぶれ量から得られる電気信号の変動を示すグラフ 本発明の実施例２における分析ディスクの構成図 本発明の実施例２における測定値の算出法を示す図 従来の分析装置における分析ディスクの平面図 従来の分析装置における分析ディスクの断面図 従来の分析装置の構成図

符号の説明

１０１、１ 分析ディスク
１０２、５ 回転駆動部
１０３、６ 光
１０４、７ 光照射部
１０５ 分割受光素子
１０５ａ 分割受光素子の受光領域Ａ
１０５ｂ 分割受光素子の受光領域Ｂ
１０６ 分割受光素子の分割ライン
１０７、９ 変換部
１０８ オフセット調整部
１０９ 演算部
１１０、１０ 分析部
１１１ 面ぶれ
１１２ 入射光
１１３ 屈折光
１１４ 信号Ａ
１１５ 信号Ｂ
１１６ 補正基準電圧
１１７ １周期
１１８ 暗部基準領域
１１９ 明部基準領域
１２０、４ 測定領域
１２１ 近似曲線
２ 流路
３ チャンバー
８ 受光素子

Claims (6)

1. 回転するディスクに照射される光をもとに前記ディスクから発せられる光を受光して得られた受光量に基づいて検体を光学的に分析する分析装置において、
   前記ディスクから発せられる光を受光する受光手段と、前記受光手段における受光量をもとに前記ディスクの回転中心を含み前記ディスクの回転軸と垂直に交わる面と前記ディスク上の点との乖離に基づく量により前記受光量を補正する補正手段と、を備えてなる分析装置。
2. 前記補正手段が前記受光手段における受光量を電気信号に変換する変換手段を備え、前記変換手段が前記電気信号の電位レベルを変化させることにより前記補正手段が前記受光量を補正してなる、請求項１に記載の分析装置。
3. 前記受光手段が、独立して動作する複数の部分に分割された受光素子でなり、前記分割された受光素子の各部分が前記ディスクの中心から外周に向かう直線に並行な境界線で仕切られてなる、請求項１に記載の分析装置。
4. 前記受光手段が受光する光をもとに前記ディスク上の発光位置を検出する検出手段を備え、前記検出手段により検出された前記ディスク上の発光位置に基づいて前記補正手段が前記受光量を補正してなる、請求項１に記載の分析装置。
5. 前記複数の部分の各部分における受光量の変化に基づいて前記補正手段の前記受光量に対する補正量を算出する算出手段を備え、前記複数の部分の受光量が一致してなる基準受光量と前記複数の部分の各部分における受光量とに基づいて前記算出手段が前記補正量を算出してなる、請求項３に記載の分析装置。
6. 前記受光手段における受光量が既知である第１点と前記受光手段における受光量が既知である第２点とが前記ディスクの同一円周上に配され、前記第１点と前記第２点とから発せられる光を前記受光手段が受光して前記第１点における受光量と前記第２点における受光量とに基づいて前記補正手段が前記同一円周上の点から発せられる光の受光量を補正してなる、請求項１に記載の分析装置。
   

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