JP2007155620A

JP2007155620A - 多チャンネル同時測定装置

Info

Publication number: JP2007155620A
Application number: JP2005354027A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Sekine; 悠超関根; Toshiaki Kuroba; 敏明黒羽; Yoshitaka Kimura; 吉孝木村
Original assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Current assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】多数の溶液などの対象物をまとめて１度に測定することのできる多チャンネル同時測定装置を提供する。
【解決手段】多チャンネル同時測定装置は、多数の対象物から個別に得られる光信号を、個々に対応する光ファイバを通して共通のラインセンサに入射することで同時に測定する。そのため、各光ファイバの端部を前記ラインセンサに対して、各光ファイバからラインセンサに入射する隣り合う光信号どうしが互いに干渉しない間隔で配置した。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えば、各種溶液などの多数の対象物から個別に得られる光信号を同時に測定する多チャンネル同時測定装置に関するものである。

一般に、バイオ業界などの分野で、さまざまな溶液の濃度などを、光の吸収や反射の特性を利用して測定することが行われている。

これに関連した先行技術文献として、例えば、特許文献１、特許文献２に示すものがある。
特開２００３−１３９６８９号公報特開２０００−３３８０４１号公報

しかしながら、従来の溶液などの測定装置には、つぎのような課題があった。

すなわち、溶液にプローブを浸漬して測定するものは、相当量の溶液が必要である。また、複数の溶液を測定対象とする場合は、それらの溶液を順番に測定しなければならず、しかも、測定と測定の間でプローブを洗浄することも必要になる。

そのため、例えば多数の溶液を測定する場合には、手間がかかるうえ長時間を要することが避けられず、効率がきわめて悪い。

この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、多数の溶液などの対象物をまとめて１度に測定することのできる多チャンネル同時測定装置を提供することを目的とする。

この発明の請求項１に係る多チャンネル同時測定装置は、多数の対象物から個別に得られる光信号を、個々に対応する光ファイバを通して共通のラインセンサに入射することで同時に測定する多チャンネル同時測定装置であって、前記各光ファイバの端部を前記ラインセンサに対して、各光ファイバからラインセンサに入射する隣り合う光信号どうしが互いに干渉しない間隔で配置したことを特徴とするものである。

この発明の請求項２に係る多チャンネル同時測定装置は、請求項１記載の多チャンネル同時測定装置において、前記多数の対象物には、同時測定の基準となるリファレンスが含まれることを特徴とするものである。

この発明の請求項３に係る多チャンネル同時測定装置は、請求項１または請求項２記載の多チャンネル同時測定装置において、前記各対象物は、おのおのセルに収容された液体であることを特徴とするものである。

この発明の請求項４に係る多チャンネル同時測定装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の多チャンネル同時測定装置において、前記各対象物から個別に得られる光信号は、対象物による光の吸収を示す当該対象物を透過した光信号であることを特徴とするものである。

この発明の請求項５に係る多チャンネル同時測定装置は、請求項１〜４のいずれか１項記載の多チャンネル同時測定装置において、前記各対象物から個別に得られる光信号は、対象物に所定の光信号を照射して当該対象物に反射した光信号であることを特徴とするものである。

この発明は以上のように、多数の対象物から個別に得られる光信号を、個々に対応する光ファイバを通して共通のラインセンサに入射することで同時に測定する多チャンネル同時測定装置であって、前記各光ファイバの端部を前記ラインセンサに対して、各光ファイバからラインセンサに入射する隣り合う光信号どうしが互いに干渉しない間隔で配置した構成としたので、例えば、多数の対象物をまとめて１度に測定することができる。

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、この発明による多チャンネル同時測定装置の一実施形態を示す概略的説明図であり、この多チャンネル同時測定装置１は、装置本体１０と、測定部２０とを備えている。

測定部２０は、多数の対象物として、例えば８個のセルに収容された８種類の液体による光の吸収を測定するため、各セルに収容された液体を透過した光信号を検出するものである。

そのため、測定部２０は、８個のセル２５ａ〜２５ｈを一体にした一体化セル２５が挿抜可能に構成されたホルダ２１を備えている。

ホルダ２１には、一体化セル２５の一側面（入射側）において各セル２５ａ〜２５ｈに対応して配置された８個のフェルール２４ａ〜２４ｈと、一体化セル２５の他側面（出射側）において各セル２５ａ〜２５ｈに対応して配置された８個のフェルール２６ａ〜２６ｈとが取り付けられている。

入射側のフェルール２４ａ〜２４ｈに一端が装着された光ファイバ２３ａ〜２３ｈの他端は、光源２２に接続される。このような光ファイバ２３には、例えば、８心のバンドルファイバを使用することができる。

出射側のフェルール２６ａ〜２６ｈに一端が装着された光ファイバ２７ａ〜２７ｈの他端は、装置本体１０の多心コネクタ１１に接続される。このような光ファイバ２７には、例えば、８心のテープファイバを使用することができる。

図２に示すように、装置本体１０は、ＣＣＤラインセンサ１５と、ＣＣＤラインセンサ１５の出力を処理する適宜の電子回路１６とを備えている。

ＣＣＤラインセンサ１５の前面には光ファイバアレイ１４が、各光ファイバ１４ａ〜１４ｈからラインセンサ１５に入射する隣り合う光信号どうしが互いに干渉しない間隔で配置され、光ファイバアレイ１４に連なる各光ファイバ１４ａ〜１４ｈの他端は、多心コネクタ１１に接続される。

つぎに、上記のように構成された多チャンネル同時測定装置１の作用について説明する。

まず、測定部２０から取り外した一体化セル２５の各セル２５ａ〜２５ｈに、測定する対象物として、それぞれ異なる溶液を入れる。

このとき、８個のセル２５ａ〜２５ｈすべてに測定溶液を入れることもできるが、１個のセル２５ｈには、同時測定の基準となるリファレンスを入れることが好ましい。

そして、各セル２５ａ〜２５ｈに測定溶液およびリファレンスを入れた一体化セル２５をホルダ２１に位置決めすると、光源２２から光ファイバ２３ａ〜２３ｈを通ってフェルール２４ａ〜２４ｈの先端から各セル２５ａ〜２５ｈ内の測定溶液およびリファレンスを透過した光信号が、フェルール２６ａ〜２６ｈの先端から光ファイバ２７ａ〜２７ｈを通り、多心コネクタ１１を経て、光ファイバアレイ１４ａ〜１４ｈの先端からＣＣＤラインセンサ１５に入射する。

そして、ＣＣＤラインセンサ１５に入射したこれら８個の光信号が、電子回路１６によって処理されることで、各セル２５ａ〜２５ｈの測定溶液およびリファレンスは同時に測定されることとなる。

この多チャンネル同時測定装置１によれば、１回のセッティングで多数の測定溶液を同時に測定することができる。

また、多数の測定溶液を同時に測定することで、効率的に測定することが可能である。

また、小さなセルを用いることで、必要な測定溶液の量を少量に抑えることができる。

このため、測定溶液の吸光（吸収）度の測定だけでなく、発光、反射、励起・蛍光などの測定に用いることができる。

そして、例えば、バイオ業界などに適用して、タンパク質を含む液体などを測定対象物とするのに適し、また、医療業界などに適用して、血液などを測定対象物とするのに適している。

上記の多チャンネル同時測定装置１において、ＣＣＤラインセンサ１５としては、例えば、２０１４ピクセル、長さ約３０ｍｍのものを用いる。この場合、隣り合うピクセル間のピッチは、１４μｍである。

このようなピクセル間ピッチを有するＣＣＤラインセンサ１５による光信号の検出の様子を、つぎのようにして調べた。

［使用光ファイバ：５０／１２５ＧＩ単心］
先端の被覆が１０ｍｍの長さで除去されクリーブカットされたＧＩ型マルチモードファイバ（コア径５０μｍ／クラッド径１２５μｍ）を、ＣＣＤラインセンサの受光面のガラス面に近接固定し、波長４００ｎｍの光を照射したところ、７００μｍの幅（５０ピクセル）にわたってＣＣＤラインセンサが受光した。（図３参照）

［使用光ファイバ：５０／１２５ＧＩ６心］
実施例１と同様のファイバ（被覆除去およびクリーブカットされたＧＩファイバ）をクリーブカット面が同一平面状にくるように１ｍｍ間隔で６本整列させて、ＣＣＤラインセンサの受光面のガラス面に近接固定し波長４００ｎｍの光を照射したところ、互いに干渉し合わない６つのシグナルが得られた。（図４参照）
図４に示すように、ファイバへの入射部分の加工精度およびＣＣＤラインセンサの受光感度精度の関係で、６つのシグナル強度は揃っていないが、このことはリファレンスをベースにする測定においてほとんど問題にならない。

［使用光ファイバ：φ１０５／１２５ＳＩ単心］
先端の被覆が１０ｍｍの長さで除去されクリーブカットされたＳＩ型マルチモードファイバ（コア径１０５μｍ／クラッド径１２５μｍ）ファイバを、ＣＣＤラインセンサの受光面のガラス面に近接固定し、波長４００ｎｍの光を照射したところ、８４０μｍの幅（６０ピクセル）にわたってＣＣＤが受光した。（図５参照）

［使用光ファイバ：φ１０５／１２５ＳＩ７心］
実施例３と同様のファイバ（被覆除去およびクリーブカットされたＳＩファイバ）を１ｍｍ間隔で７本整列させて、ＣＣＤラインセンサの受光面のガラス面に近接固定し波長４００ｎｍの光を照射したところ、互いに干渉し合わない７つのシグナルが得られた。（図６参照）

［使用光ファイバ：φ２００／２４０ＳＩ単心］
先端の被覆が１０ｍｍの長さで除去されクリーブカットされたＳＩ型マルチモードファイバ（コア径２００μｍ／クラッド径２４０μｍ）を、ＣＣＤラインセンサの受光面のガラス面に近接固定し、波長４００ｎｍの光を照射したところ、１２６０μｍの幅（９０ピクセル）に亘ってＣＣＤが受光した。（図７参照）
以上の実施例１〜５から、使用する光ファイバの種類により、１本のファイバから受光するＣＣＤのピクセル数は異なるが、適当な間隔でファイバを整列することで互いに干渉しないシグナルを得ることができることを確認した。

［ローダミンＢの吸収測定］
センサヘッドに６心のファイバアレイ対を使用しそれぞれに対応した６連の光路長１０ｍｍのセルをセンサヘッド間に挿入した。

それぞれのセルに精製水を充填して緑色ＬＥＤ（５５０ｎｍ）を用いて測定した値をリファレンスとする。続いてそれぞれのセルにローダミンＢ溶液の０．００２５、０．００５、０．０１、０．０２、０．０４ｍｍｏｌ／ｌ濃度の試験液を充填したのち、緑色ＬＥＤ（５５０ｎｍ）を用いて測定したところ、各濃度の吸光度を同時に測定できることが確認できた。（図８参照）

［ＲＧＢのＬＥＤを用いた反射測定］
それぞれのユニットを並列３心のファイバとし、両側の２心で照射し中心の１心で反射光を受光する構成とした３対のセンサヘッドに、各々ＲＧＢのＬＥＤを接続し色の異なった３種類の表面から反射光を測定したところ、ＬＥＤと被測定物の色の組み合わせにより受光感度に差が出た。これによりＲＧＢてのカラー測定ができることを確認した。（図９参照）

この発明による多チャンネル同時測定装置の一実施形態を示す概略的説明図である。装置本体の概略的説明図である。実施例１の測定結果を示すグラフである。実施例２の測定結果を示すグラフである。実施例３の測定結果を示すグラフである。実施例４の測定結果を示すグラフである。実施例５の測定結果を示すグラフである。実施例６の測定結果を示すグラフである。実施例７の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

１多チャンネル同時測定装置
１０装置本体
１１多心コネクタ
１４光ファイバアレイ
１４ａ〜１４ｈ光ファイバ
１５ＣＣＤラインセンサ
１６電子回路
２０測定部
２１ホルダ
２２光源
２３ａ〜２３ｈ光ファイバ
２４ａ〜２４ｈフェルール
２５一体化セル
２５ａ〜２５ｈセル
２６ａ〜２６ｈフェルール
２７ａ〜２７ｈ光ファイバ

Claims

多数の対象物から個別に得られる光信号を、個々に対応する光ファイバを通して共通のラインセンサに入射することで同時に測定する多チャンネル同時測定装置であって、
前記各光ファイバの端部を前記ラインセンサに対して、各光ファイバからラインセンサに入射する隣り合う光信号どうしが互いに干渉しない間隔で配置したことを特徴とする多チャンネル同時測定装置。
前記多数の対象物には、同時測定の基準となるリファレンスが含まれることを特徴とする請求項１記載の多チャンネル同時測定装置。
前記各対象物は、おのおのセルに収容された液体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の多チャンネル同時測定装置。
前記各対象物から個別に得られる光信号は、対象物による光の吸収を示す当該対象物を透過した光信号であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の多チャンネル同時測定装置。
前記各対象物から個別に得られる光信号は、対象物に所定の光信号を照射して当該対象物に反射した光信号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の多チャンネル同時測定装置。