JP2013205275A - アライメント機構を備えた円偏光二色性分光光度計 - Google Patents

Abstract

【課題】自動で各機器の位置を正確に調整するためのアライメント機構を備えた円二色分散計を提供する。
【解決手段】ＰＥＭ２０は偏光子１８からの直線偏光を交互に周期的に左回り、右回りの円偏光としており、それを試料に照射した後、検出器２４で検出し、ロックインアンプ３８からＡＣ信号を得、コントロールＰＣ３０でＶＣＤスペクトルを測定している。Ｄ体の試験用標準試料を試料配置部２１に配置し、ＶＣＤスペクトルをモニタリングしながら、集光レンズ位置・向き調整機構５４は集光レンズ２２の位置及び向きを調整し、同時に検出器回転機構５６は検出器の向きをアライメントし、参照スペクトルに一致させる。さらにＬ体のＶＣＤスペクトルをモニタリングしながら、集光レンズ２２の位置及び向きと検出器の向きをアライメントし、Ｄ体のＶＣＤスペクトルと対称となるように調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は円偏光二色性分光光度計、特に円偏光二色性光度計内の各機器の光学的位置の調整に関する。

ある２つの分子を構成する原子は同じで、同一の化学式で示されるが、その立体構造は異なり、鏡に映したような関係となる場合がある。この関係を鏡像異性体（キラリティー）といい、その立体構造には左掌体（Ｌ体）と右掌体（Ｄ体）がある。Ｌ体とＤ体の分子量や結合エネルギーは同一であり、密度、融点、沸点、屈折率、熱伝導度などの物理的性質に差異はないため、立体構造を容易に判別できない。

しかし、Ｌ体とＤ体で生化学的性質が全く異なる場合があるので、薬学的・生化学的観点では分子の絶対配置を決定することが必要となる。一般的に多くのキラル分子がもつ旋光性から立体構造が分析されている。
旋光性を分析する際は左円偏光と右円偏光を試料に照射してそれぞれの吸光度の差を測定する。この吸光度の差は極めて小さいことが多く、試料の吸収ピーク付近でのみ大きくなる。そのため、一般的に試料の吸光ピーク付近で試料の旋光性が分析される。

また、従来は紫外・可視光を用いてＣＤスペクトルを測定する円偏光二色性分光光度計が主流であったが、現在は技術の進展により赤外域を用いてＶＣＤスペクトルを測定する振動円偏光二色性分光光度計（以下、ＶＣＤ分光器）が多く普及している。ＣＤスペクトルに比べてＶＣＤスペクトルの方が、分子振動状態の遷移に基づく吸収体が多く観測され、ＣＤスペクトルよりも多くの情報が得られる。

ＶＣＤスペクトルの測定方法について説明する。Ｌ体の吸光度（Ａ_Ｌとする）を測定し、Ｄ体の吸光度（Ａ_Ｒとする）を測定して吸光度の差（ΔＡ）を求める。（ΔＡ＝Ａ_Ｌ−Ａ_Ｒ）次いで、楕円性θを次の式で求める。
ｔａｎθ＝ΔＡ／（Ａ_Ｌ＋Ａ_Ｒ）
次いで、次の式より分子吸光係数（ε_Ｒ、ε_Ｌ）を求める。
θ・１８０／π・１０・Ｍ／ｃ＝３３００（ε_Ｌ−ε_Ｒ） （Ｍは分子量、ｃは濃度）
ここで、ε_Ｌ−ε_Ｒが正であれば右楕円偏光、負であれば左楕円偏光となる。
また、Ｘ−Ｙ座標系で、Ｌ体のΔＡもしくは（ε_Ｌ−ε_Ｒ）を縦軸にとり、波長λを横軸にとり、プロットすると円偏光二色性スペクトル（ＣＤスペクトル）が得られる。Ｌ体とＤ体のＣＤスペクトルをそれぞれ同じグラフにプロットすると、両者は絶対値が異なる対称型のスペクトルとなる。

ＶＣＤ分光器にはＰＥＭ（光弾性変調器）が用いられる。ＰＥＭは透明な石英板に圧電素子を取り付けた機器であり、圧電素子が石英板に電圧を印加することにより、石英板に複屈折が生させる。そして、印加する電圧を所定の周波数で変化させれば、左回り・右回りの円偏光を交互に発生できるのである。
ＰＥＭは容易に所望の波長域の光を円偏光に変換することができるが、波長範囲を変更すると、円偏光の光学特性も変化するので、それに合わせてアライメントを変更する必要がある。このとき従来は光学特性の変化に合わせてあらかじめ決められたアライメントが適用され、各機器が同じ位置に調整されていた。
しかし、長年にわたって使用され続けると、ＶＣＤ分光器を構成する各機器に経年変化が生じ、出荷時点と同様に調整したのでは偏光状態に狂いが生じ、好適なＣＤスペクトルが得られない場合がある。例えば、同じセルを購入しても使用し続けることにより、それぞれのセルに個体差が生じることがあり、ＶＣＤスペクトルのベースラインに起伏が生じる原因となる。また、各機器の個体差は疑似スペクトルの発生の原因にもなり、対称性の良いＶＣＤスペクトルの測定をも妨げるのである。

そこで、各機器の経年変化等により生じる個体差を勘案して、各機器の位置を自動調整するアライメント機構を備えた円偏光二色性分光光度計が求められている。

特開２００４−０２０５３９

本発明は、適切にアライメントすることによって装置の個体差を吸収し、対称性の良いＬ体・Ｄ体の円偏光二色性スペクトルを測定すること、及びベースライン補正以外の前処理を行うことにより、起伏のあるベースラインの発生の影響を解消すること、という課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、自動で各機器の位置を適切に調整するためのアライメント機構を備えた円偏光二色性分光光度計を提供することにある。

そこで、ＶＣＤ分光器に本発明に係るアライメント機構を設置し、試料からの測定光を検出器に照射する検出器側集光レンズや検出器等を自動で調整することにした。
アライメント手順について説明する。まず、検出器側集光レンズの焦点の調整（検出器と検出器側集光レンズ間の距離の調整、以下、距離方向の調整という）し、干渉光をモニタリングして干渉計の固定鏡の位置及び向きを調整した後、干渉光強度を測定して干渉光が正常であることを確認する。次いで、Ｄ体（右掌体）・Ｌ体（左掌体）それぞれの試験用標準試料を試料配置部に配置し、測定波長範囲ごとに距離方向の調整をして焦点を合わせ、左円偏光・右円偏光の分子吸光係数（ε_Ｒ、ε_Ｌ）を求めていき、ＶＣＤスペクトルを取得する。次いで、Ｄ体・Ｌ体のスペクトルの形状を順番に比較し、それぞれのスペクトルが対象となるように検出器側集光レンズを、試料を透過した測定光に垂直な方向に動かして位置調整（以下、面方向の調整という）し、向きを調整する。
つまり、Ｄ体・Ｌ体のスペクトルが対象となるというＶＣＤスペクトル特有の原理を利用して、検出器側集光レンズの位置や向きを調整することにしたのである。
ところで、ラマンスペクトルを測定する場合、ピーク検出の前にベースライン補正すれば、蛍光等の外的要因による影響を低減できる。ところが、ＶＣＤスペクトルのベースラインはラマンスペクトルと比べて不安定であり、ベースラインに起伏が生じてＶＣＤスペクトルがベースラインよりも低い値となる場合がある。そのため、ＶＣＤスペクトルをベースライン補正すると、ピークが＋方向にも−方向にも出ることになり、正確にピーク検出できない。そこで、本発明においてはＶＣＤスペクトル取得後、ＶＣＤスペクトルを一次微分することにし、ベースラインの影響を受けないようにＶＣＤスペクトルを最適化することにしたのである。

すなわち、本発明に係る円偏光二色性分光光度計は、試料に照射するための測定光を放射する光源と、該光源からの測定光を直線偏光に変換する偏光子と、該直線偏光を右円偏光及び左円偏光に、交互に周期的に変換する光弾性変調器と、該右円偏光又は左円偏光の照射位置に試料を載置するための試料配置部と、該試料配置部上の試料を透過した測定光を集光する検出器側集光レンズと、該検出器側集光レンズにより集光された測定光を検出する検出器と、前記光弾性変調器の電圧周波数と同一周波数の参照信号に同期し、ＡＣ信号を取り出すロックインアンプと、該ロックインアンプから得られるＡＣ信号をもとに円偏光二色性スペクトルを得るスペクトル処理機構と、を備えた円偏光二色性分光光度計において、
前記試料配置部に各試験用標準試料を配置する試験用標準試料配置機構と、
試料への距離方向及び試料を透過した測定光に垂直な面方向の前記検出器側集光レンズの位置と、前記検出器側集光レンズの向きと、を調整する集光レンズ位置・向き制御機構と、
前記検出器から取得される円偏光二色性スペクトルを一次微分し、形状を分析するスペクトル形状分析機構と、をさらに備え、
前記試験用標準試料配置機構は、試験用標準試料であるＤ体とＬ体の鏡像異性体のうち、一方を前記試料配置部に載置し、
前記スペクトル処理機構は、円偏光二色性スペクトルを取得しており、
前記スペクトル形状分析機構は、前記円偏光二色性スペクトルを一次微分し、その形状を参照スペクトルと比較しており、
前記集光レンズ位置・向き制御機構は、一次微分された前記円偏光二色性スペクトルが該参照スペクトルに一致するように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整した後、
前記試験用標準試料配置機構は、前記試料配置部に他方の鏡像異性体を載置し、
前記スペクトル処理機構は、円偏光二色性スペクトルを取得し、
前記スペクトル形状分析機構は、該円偏光二色性スペクトルを一次微分した後、Ｄ体とＬ体の円偏光二色性スペクトルの形状を比較しており、
前記集光レンズ位置・向き調整機構は、Ｄ体とＬ体の円偏光二色性スペクトルが波数軸又は波長軸を介して対称となるように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整することを特徴としている。

それ以外の方法としては、Ｄ体とＬ体のそれぞれに対応する参照スペクトルを用意し、それぞれのＶＣＤスペクトルと、それに対応する参照スペクトルの形状とが一致するように検出器側集光レンズの位置及び向きを調整してもよい。

すなわち、本発明に係る円偏光二色性分光光度計は、試料に照射するための測定光を放射する光源と、該光源からの測定光を直線偏光に変換する偏光子と、該直線偏光を右円偏光及び左円偏光に、交互に周期的に変換する光弾性変調器と、該右円偏光又は左円偏光の照射位置に試料を載置するための試料配置部と、該試料配置部上の試料を透過した測定光を集光する検出器側集光レンズと、該検出器側集光レンズにより集光された測定光を検出する検出器と、前記光弾性変調器の電圧周波数と同一周波数の参照信号に同期し、ＡＣ信号を取り出すロックインアンプと、該ロックインアンプから得られるＡＣ信号をもとに円偏光二色性スペクトルを得るスペクトル処理機構と、を備えた円偏光二色性分光光度計において、
前記試料配置部に各試験用標準試料を配置する試験用標準試料配置機構と、
試料への距離方向及び試料を透過した測定光に垂直な面方向の前記検出器側集光レンズの位置と、前記検出器側集光レンズの向きと、を調整する集光レンズ位置・向き制御機構と、
前記検出器から取得される円偏光二色性スペクトルを一次微分し、形状を分析するスペクトル形状分析機構と、をさらに備え、
前記試験用標準試料配置機構は、試験用標準試料であるＤ体とＬ体の鏡像異性体を一方ずつ前記試料配置部に載置しており、
前記スペクトル処理機構は、Ｄ体とＬ体それぞれの円偏光二色性スペクトルを取得しており、
前記スペクトル形状分析機構は、Ｄ体とＬ体それぞれを一次微分し、それぞれの形状を対応する参照スペクトルと比較しており、
前記集光レンズ位置・向き制御機構は、それぞれの一次微分された前記円偏光二色性スペクトルが、対応する前記参照スペクトルに一致するように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整してもよい。

また、検出器側集光レンズ位置や向きが調整されると、光路も変化するので検出器側集光レンズの位置や向きを調整したときは、同時に検出器の向きを調整するのが好ましい。そこで、検出器側集光レンズの位置や向きを調整した後に、検出器信号の強度が最も強くなるように検出器の向きを調整するのが好適である。

すなわち、本発明に係る円偏光二色性分光光度計は、さらに前記検出器を回転させて検出器の向きを調整する検出器回転機構を備え、
前記検出器側集光レンズの位置及び向きが調整された後、前記検出器回転機構は前記検出器を回転して前記検出器からの検出器信号の強度が最も強くなる方向に前記検出器の向きを調整するのが好適である。

上記操作が行われ、検出器側集光レンズを適切な位置・向きに、検出器を適切な向きに調整することにより、各機器の光学的位置が変更される。そのため、アライメント開始前に偏光子の透過軸角度（回転角）を調整していても、アライメント終了後には偏光状態が狂うことがある。偏光子の回転角を再び調整し直すことが必要である。

すなわち、本発明に係る円偏光二色性分光光度計は、さらに前記偏光子の回転角を調整する偏光子回転機構を備え、
前記検出器の向きを調整した後、さらに前記偏光子回転機構は偏光子の回転角θを変更し、前記試験用標準試料の円偏光二色性スペクトルの形状を調整してもよい。
なお、偏光子の回転角については、本発明に係る方法を使用してＣＤスペクトルで調整する必要はなく、λ／４波長板と検光子を配置し、調整してもよい。
具体的には以下の手順で調整される。まず、前記検出器側集光レンズと前記検出器との間にλ／４波長板と検光子を配置する。測定光をＰＥＭで偏光し、該λ／４波長板を通過させる。次いで、前記検光子を回転させ、前記検光器からのＡＣ信号強度が最大となる角度に前記検光子の回転角を設定する。そして、前記偏光子を回転させ、前記検光器からのＡＣ信号強度が最大となる角度に、前記偏光子の回転角θを設定する。
つまり、検出器側集光レンズ、検出器を本発明に係るアライメントで調整し、その後に従来の方法で偏光子の回転角を設定する場合も、本発明に含まれる。

また、ＦＴ−ＩＲ分析する場合は光源の後段に干渉計を設置し、光源からの光を干渉計により干渉光として試料に照射してもよい。あらかじめ干渉計の固定鏡をアライメントしておき、試料に干渉光を照射して透過光を検出し、検出器信号をロックインアンプに入力すると、ロックインアンプからＡＣ信号が出力されるので、ＡＣ信号からＶＣＤスペクトルを求めてもよい。
さらに、干渉計の後段に光学フィルタを設置することにより、測定対象外の波長域の光を除去され、測定光同士での干渉が減り、インターフェログラムの減衰が緩やかになる。ロックインアンプにて時定数を大きく設定することができるので、好適である。
すなわち、本発明に係る円偏光二色性分光光度計は、さらに前記光源と前記偏光子との間に、干渉光を生じさせる干渉計と、該干渉計と前記偏光子との間に所望の波長域の円偏光を通過させる光学フィルタと、を備えてもよい。

各機器は出荷時点で個体差がなかったとしても長期間使用されると、経年変化することがある。これはスペクトルに起伏のあるベースラインや疑似ピークを起こさせる原因となる。
そこで、本発明においては、各機器の位置を調整するときに試験用標準試料であるＤ体及びＬ体それぞれの鏡像異性体のスペクトルを実際に測定し、そのスペクトル形状をモニタリングしながら各機器をアライメントすることにした。測定された試験用標準試料の実際のスペクトルを用いてアライメントすることにしたので、各機器の個体差を勘案したアライメントを可能としたのである。

ＦＴ−ＩＲでＶＣＤスペクトルを測定する場合、広い波長範囲の測定光がＰＥＭに入射するため、所望の波長域で円偏光が生じるようにＰＥＭを調整する。
ところが、試料からの光を集光する検出器側集光レンズには色収差があり、測定波長範囲ごとの光学特性に合わせて焦点距離を調整することが必要となる。
また、Ｓ／Ｎ比を改善するため、波長領域毎に適した検出器が用いられる。検出器を取り換えた場合、最適化が必要となる。例えば、２０００〜８００ｃｍ^−１でＭＣＴ検出器、４０００〜２０００ｃｍ^−１でＩｎＳｂ検出器が用いられており、２０００ｃｍ^−１を境界に検出器を使い分けられる。
本発明のアライメント機構を用いれば、波長域ごと、検出器ごとに自動で最適化でき、大変利便性に優れる。

実際の測定で得られるＶＣＤスペクトルにはベースラインに歪みがあり、ベースライン補正すると、ピークが＋方向だけでなく−方向にも発生する。そのため、本発明においてはＶＣＤスペクトルを一次微分してからモニタリングすることにしたので、ベースラインの影響を受けずピーク部分が最適化されるのである。
これによりＶＣＤスペクトルが歪みにくくなり、Ｄ体とＬ体のスペクトルを対称性よく取得することが可能となる。

また、既存の干渉計のオートアライメント機能と組み合わせて用いることも可能である。 最初に既存の装置で干渉計の固定鏡の位置を調整しておき、その後、本発明のアライメント機構で偏光子の回転角θや、検出器側集光レンズの位置と向き、及び検出器の向きを調整する。測定開始時に必要な各機器のアライメントをすべて自動で行うことができ、アライメントを統一することができる。

本発明に係るアライメント機構を備えた赤外円偏光二色性分光光度計の構成を示した図である。 本発明に係るアライメント機構を備えた赤外円偏光二色性分光光度計の動作順序を示したフロー図である。

本発明に係る円偏光二色性分光光度計の一例として、その構成を図１に示した。
赤外円偏光二色性分光光度計は、赤外光を放射する赤外光源１０と、該赤外光を干渉光とするマイケルソン干渉計１２と、該干渉光を試料が配置されている位置に集光する干渉計側集光レンズ１４と、所定の波長域の光を透過させる光学フィルタ１６と、干渉光を直線偏光にする偏光子１８と、該直線偏光を左円偏光及び右円偏光に、交互に周期的に変換するＰＥＭ（光弾性変調器）２０と、試料を配置するための試料配置部２１と、試料を透過した光を集光する検出器側集光レンズ２２と、透過光を検出する検出器２４と、を備える。
なお、偏光子１８の回転角θを調整する時は集光レンズ２２と検出器２４の間にλ／４波長板、検光子（図示せず）を設ける。

また、赤外円偏光二色性分光光度計の各機器の位置や向きを調整するための機構として、マイケルソン干渉計１２の固定鏡の位置を調整する干渉計アライメントＸＹ調整機構５０と、偏光子１８の透過軸角度θ（回転角θ）を調整するための赤外偏光子θ調整機構５２と、検出器２４との距離方向の集光レンズ２２の位置、透過光に垂直な面方向の集光レンズ２２の位置、及び集光レンズ２２の向き調整を行う集光レンズ位置・向き調整機構５４と、集光レンズの焦点の位置に検出器２４の向きを合わせるための検出器回転機構５６と、を備える。
なお、試料は手動で載置しても、オートサンプラー機構５８を用いて載置してもよい。また、偏光子１８の回転角θを調整する時は、集光レンズ２２と検出器２４の間にλ／４波長板、検光子を設置し、偏光子を回転させてＣＤ信号強度が最大となる位置に調整すればよい。

円偏光二色性分光光度計の光学機器とその調整機構との関係は以下のとおりである。
（１） 集光レンズ位置・向き調整機構５４が検出器側集光レンズ２２と検出器２４の間の距離を調整し、試料からの透過光を検出するためにレンズ２２の焦点を検出器２４の位置に調整する。
（２） 干渉計アライメントＸＹ調整機構５０は干渉光のセンターバーストの位置が適切となるように、マイケルソン干渉計１２の固定鏡の位置を調整する。
（３） 集光レンズ２２と検出器２４との間にλ／４波長板と検光子（図示なし）を設置し、赤外偏光子θ調整機構５２は偏光子１８を回転させて、ＣＤ信号が最大となる位置に偏光子１８の回転角θを設定する。これによりＰＥＭ２０からの偏光が調整される。
（４） 本発明ではＤ体及びＬ体それぞれの標準試料を用いて集光レンズ２２の位置及び向きや、検出器２４の向きを調整し、Ｄ体とＬ体のＶＣＤスペクトルが対象となるようにしている。
まず、Ｄ体及びＬ体の標準試料を一つずつ試料配置部２１に配置し、試料に左円偏光と右円偏光をそれぞれ照射する。集光レンズ位置・向き調整機構５４が集光レンズ２２の位置や向きを調整した後、検出器回転機構５６が検出器の向きを調整し、Ｄ体及びＬ体それぞれのＶＣＤスペクトルの形状が対称となるようにしている。
（５） すでに（３）で偏光子１８の回転角θが調整したが、集光レンズ２２の位置や向き、検出器２４の向きをアライメントすると、ＰＥＭ２０からの偏光が狂うことがある。
そこで、一方の鏡像異性体のＶＣＤスペクトルと、他方のＶＣＤスペクトルとの対称性が向上するように、さらに偏光子１８の回転角θを調整する。
また、λ／４波長板と検光子を用いて、偏光子の回転角を設定してもよい。集光レンズ２２と検出器２４との間にλ／４波長板、検光子（図示なし）を設置し、再び偏光子１８の回転角θを調整する。まず、ＣＤ信号強度をモニタリングし、検光子の回転角をＣＤ信号強度が最大となるように調整する。次いで、赤外偏光子θ調整機構５２が偏光子１８を回転させながら、検出器２４はＣＤ信号強度をモニタリングし、赤外偏光子θ調整機構５２が偏光子１８の回転角θをＣＤ信号強度が最大となるように微調整する。

また、検出器からの信号からＣＤ信号を取り出す構成としては、ＰＥＭ２０に与える電圧の周波数以外の信号を取り除く電気フィルタ４０と、ＰＥＭ２０に与えられる電圧周波数と同一の周波数を持つ参照信号を生成するＰＥＭコントローラ３６と、ＰＥＭ２０の電圧周波数に対応する信号のみをＡＣ信号（インターフェログラム）として取り出すロックインアンプ３８と、前記ＡＣ信号を取得し、また赤外吸収スペクトルをＤＣ信号として取得するデータ処理回路３４と、検出器からの信号を増幅するプリアンプ４２と、がある。
また、各機器を制御する機器としては、各機器の自動アライメントを実行するコントロールＰＣ３０と、マイケルソン干渉計１２の固定鏡の位置、集光レンズ２２の位置及び向き、検出器の向きの制御を行う制御用Ｉ／Ｏ３２と、がある。
検出器２４からの検出器信号はプリアンプ４２で増幅され、電気フィルタ４０でＰＥＭ２０の電圧周波数に対応する信号のみが取り出され、それ以外の信号は除去される。このように電気フィルタ４０を設置したのは、事前に不要な信号を除去してロックインアンプで信号が飽和するのを防止するためである。

一方、ＰＥＭコントローラ３６はＰＥＭ２０の電圧周波数と同一の参照用信号を生成する。検出器信号と参照用信号がロックインアンプに入力されると、コントロールＰＣ３０はロックインアンプからのＡＣ信号をモニタリングしながら、参照信号の位相を検出器信号に合わせる。そして、ロックインアンプ３８からはＡＣ信号が得られる。スペクトル処理機構６０はＡＣ信号及びＤＣ信号からＶＣＤスペクトルを求め、コントロールＰＣ３０のモニタにＶＣＤスペクトルを表示する。
また、集光レンズ２２の位置や向き、検出器２４の向き、及び偏光子１８の回転角θを調整する時は、コントロールＰＣ３０からの命令が制御用Ｉ／Ｏ３２を介して、各機器の調整機構まで伝達される。

また、コントロールＰＣ３０は、スペクトル処理機構６０と、試料配置待ち機構６２と、スペクトル形状分析機構６４とを備える。
（１） スペクトル処理機構６０は、検出器２４で得られたＡＣ信号及びＤＣ信号を取得し、ＶＣＤスペクトルを作成する。
（２） 試料配置待ち機構６２は測定が終了した後に装置の動作を一時停止し、次の試験用標準試料の配置されるまで待ち状態とする。Ｄ体とＬ体の鏡像異性体の試験用標準試料は一方ずつ配置され、ＶＣＤスペクトルを測定するときに使用される。
（３） スペクトル形状分析機構６４は、Ｄ体とＬ体の一方を試験用標準試料として配置した後に、各ＶＣＤスペクトルを測定する。試験用標準試料のＶＣＤスペクトルと、それに対応する参照スペクトルの形状とを比較し、両者のスペクトルの形状が一致しない場合は、コントロールＰＣ３０が制御用Ｉ／Ｏ３２を介して各機器を位置調整するよう命令する。具体的には、制御用Ｉ／Ｏ３２から、集光レンズ位置・向き調整機構５４へ命令伝達すると、集光レンズ２２の位置・向きが調整され、検出器回転機構５６へ命令伝達すると、検出器２４の向きが調整される。

本発明に係る分光光度計内の各機器についての光学的位置を調整する処理フローを図２に示した。
最初に集光レンズ２２の焦点を調整する。試料配置部２１にブランク試料を配置し、検出器側集光レンズ２２と検出器２４との間の距離を変えながらエネルギー値をモニタリングする。検出器エネルギー値が適切となる距離に合わせ、集光レンズ２２の焦点を調整する（Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４）。

次に、マイケルソン干渉計１２の固定鏡をアライメントし、干渉光を調整する。まず、マイケルソン干渉計１２を動作させてブランク試料に干渉光を照射し、その透過光をモニタリングしながら、干渉光のセンターバーストの位置が適切となるように、干渉計アライメントＸＹ調整機構５０が自動で固定鏡の位置を調整する（Ｓ１６、Ｓ１８）。
Ｓ１２とＳ１８のエネルギー値判定のいずれも条件を満たすまで、集光レンズ２２の焦点の位置及びマイケルソン干渉計１２の固定鏡の位置を繰り返し調整する。

次に、集光レンズ２２と検出器２４の間にλ／４波長板と検光子（図示せず）を配置する（Ｓ２０）。試料配置部２１に試料を配置しない状態で、ＰＥＭ２０を動作させ、偏光子を回転させつつ透過光強度をモニタリングする（Ｓ２４）。そして、透過光強度が最大となるように偏光子１８の回転角θを調整する（Ｓ２６）。これにより偏光子１８の回転角が４５°に調整される。

次に、集光レンズ２２の位置・向き、及び検出器２４の向きを調整する。Ｄ体試験用標準試料を試料配置部２１に配置して（Ｓ２８）、ＶＣＤスペクトルを測定する（Ｓ３０）。ＶＣＤスペクトルを測定する際は、測定波長範囲ごとに集光レンズ２２をアライメントし、最適化する。
次いで、ＶＣＤスペクトルを一次微分し、これと参照スペクトルを比較し、形状判定する（Ｓ３２）。事前にＶＣＤスペクトルを一次微分しておけば（図示せず）、ベースラインの起伏によりピークが−方向に出るという不具合が解消され好適に最適化できるのである。もちろん参照スペクトルもそれに対応したものとなっている。
参照スペクトルと一致しない場合は、集光レンズ２２の面方向の位置調整、集光レンズ２２の向き調整、及び検出器を回転させ検出器２４の向き調整（Ｓ３４）をした後、再度ＶＣＤスペクトルを一次微分し、参照スペクトルと比較して形状判定する（Ｓ３２）。この操作はＳ３２の条件を満たすまで繰り返す。

Ｓ３２の条件を満たしたら、Ｌ体試験用標準試料を試料配置部２１に配置し（Ｓ３６）、同様にＬ体のＶＣＤスペクトルを測定する（Ｓ３８）。Ｌ体及びＤ体のスペクトルを比較し、両スペクトルが対称となっているかを判定する（Ｓ４０）。対称となっていない場合は、集光レンズ２２の面方向の位置調整及び集光レンズ２２の向きの調整、検出器２４を回転させ検出器２４の向きの調整（Ｓ４２）し、再度ＶＣＤスペクトルを測定する。この操作はＳ４０の条件を満たすまで繰り返す。
なお、ＶＣＤスペクトルの対称性判定に代えて、Ｄ体及びＬ体それぞれの参照スペクトルを用意して集光レンズ２２及び検出器２４をアライメントし、それぞれと形状が一致するように調整してもよい。

上記操作により集光レンズ２２の位置や向きと、検出器２４の向きが変更されたので、Ｓ２４終了時とは光学配置が異なるものとなっている。このまま使用すると、ＰＥＭ２０から楕円偏光が生じることがあるので偏光子１８の回転角θを再調整する必要がある。
偏光子１８の回転角θを再調整手順について説明する。偏光子１８を回転させながらＬ体のＶＣＤスペクトルをモニタリング（Ｓ４４）し、Ｄ体のＶＣＤスペクトルと対称性を判断し（Ｓ４６）、対称性が改善されるように偏光子１８の回転角θを調節する（Ｓ４８）。
そして、Ｓ４６の条件を満たしたら、各機器の位置設定を終了する。

干渉計オートアライメントを本発明のアライメント機構と組み合わせて用いることにより、円偏光二色性分光光度計の各機器のアライメントを一括して行うことができる。
以上のように、本発明のアライメント機構は鏡像異性体のＶＣＤスペクトルが対称となる原理を利用して集光レンズ、検出器等をアライメントするので、各機器の経年劣化による個体差を勘案したオートアライメントを可能としたのである。

１０・・・光源
１２・・・マイケルソン干渉計
１４・・・（干渉計側）集光レンズ
１６・・・光学フィルタ
１８・・・偏光子
２０・・・ＰＥＭ
２１・・・試料配置部
２２・・・（検出器側）集光レンズ
２４・・・検出器
３０・・・コントロールＰＣ
３２・・・制御用Ｉ／Ｏ
３４・・・データ処理回路
３６・・・ＰＥＭコントローラ
３８・・・ロックインアンプ
４０・・・電気フィルタ（ハイパスフィルタ等）
４２・・・プリアンプ
５０・・・干渉計アライメントＸＹ調整機構
５２・・・赤外偏光子θ調整機構
５４・・・（検出器側）集光レンズ位置・角度調整機構
５６・・・検出子回転機構

Claims (5)

1. 試料に照射するための測定光を放射する光源と、該光源からの測定光を直線偏光に変換する偏光子と、該直線偏光を右円偏光及び左円偏光に、交互に周期的に変換する光弾性変調器と、該右円偏光又は左円偏光の照射位置に試料を載置するための試料配置部と、該試料配置部上の試料を透過した測定光を集光する検出器側集光レンズと、該検出器側集光レンズにより集光された測定光を検出する検出器と、前記光弾性変調器の電圧周波数と同一周波数の参照信号に同期し、ＡＣ信号を取り出すロックインアンプと、該ロックインアンプから得られるＡＣ信号をもとに円偏光二色性スペクトルを得るスペクトル処理機構と、を備えた円偏光二色性分光光度計において、
   前記試料配置部に各試験用標準試料を配置する試験用標準試料配置機構と、
   試料への距離方向及び試料を透過した測定光に垂直な面方向の前記検出器側集光レンズの位置と、前記検出器側集光レンズの向きと、を調整する集光レンズ位置・向き制御機構と、
   前記検出器から取得される円偏光二色性スペクトルを一次微分し、形状を分析するスペクトル形状分析機構と、をさらに備え、
   前記試験用標準試料配置機構は、試験用標準試料であるＤ体とＬ体の鏡像異性体のうち、一方を前記試料配置部に載置し、
   前記スペクトル処理機構は、円偏光二色性スペクトルを取得しており、
   前記スペクトル形状分析機構は、前記円偏光二色性スペクトルを一次微分し、その形状を参照スペクトルと比較しており、
   前記集光レンズ位置・向き制御機構は、一次微分された前記円偏光二色性スペクトルが該参照スペクトルに一致するように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整した後、
   前記試験用標準試料配置機構は、前記試料配置部に他方の鏡像異性体を載置し、
   前記スペクトル処理機構は、円偏光二色性スペクトルを取得し、
   前記スペクトル形状分析機構は、該円偏光二色性スペクトルを一次微分した後、Ｄ体とＬ体の円偏光二色性スペクトルの形状を比較しており、
   前記集光レンズ位置・向き調整機構は、Ｄ体とＬ体の円偏光二色性スペクトルが波数軸又は波長軸を介して対称となるように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整することを特徴とする円偏光二色性分光光度計。
2. 試料に照射するための測定光を放射する光源と、該光源からの測定光を直線偏光に変換する偏光子と、該直線偏光を右円偏光及び左円偏光に、交互に周期的に変換する光弾性変調器と、該右円偏光又は左円偏光の照射位置に試料を載置するための試料配置部と、該試料配置部上の試料を透過した測定光を集光する検出器側集光レンズと、該検出器側集光レンズにより集光された測定光を検出する検出器と、前記光弾性変調器の電圧周波数と同一周波数の参照信号に同期し、ＡＣ信号を取り出すロックインアンプと、該ロックインアンプから得られるＡＣ信号をもとに円偏光二色性スペクトルを得るスペクトル処理機構と、を備えた円偏光二色性分光光度計において、
   前記試料配置部に各試験用標準試料を配置する試験用標準試料配置機構と、
   試料への距離方向及び試料を透過した測定光に垂直な面方向の前記検出器側集光レンズの位置と、前記検出器側集光レンズの向きと、を調整する集光レンズ位置・向き制御機構と、
   前記検出器から取得される円偏光二色性スペクトルを一次微分し、形状を分析するスペクトル形状分析機構と、をさらに備え、
   前記試験用標準試料配置機構は、試験用標準試料であるＤ体とＬ体の鏡像異性体を一方ずつ前記試料配置部に載置しており、
   前記スペクトル処理機構は、Ｄ体とＬ体それぞれの円偏光二色性スペクトルを取得しており、
   前記スペクトル形状分析機構は、Ｄ体とＬ体それぞれを一次微分し、それぞれの形状を対応する参照スペクトルと比較しており、
   前記集光レンズ位置・向き制御機構は、それぞれの一次微分された前記円偏光二色性スペクトルが、対応する前記参照スペクトルに一致するように前記検出器側集光レンズの位置及び向きを調整することを特徴とする円偏光二色性分光光度計。
3. 請求項１又は２に記載の装置において、
   前記検出器の向きを調整した後、さらに前記試験用標準試料の円偏光二色性スペクトルの形状を調整し、前記偏光子回転機構は偏光子θの回転角を変更することを特徴とする円偏光二色性分光光度計。
4. 請求項１〜３に記載の装置において、
   さらに前記偏光子を回転し回転角を調整する偏光子回転機構を備え、
   前記検出器の向きを調整した後、さらに前記偏光子回転機構は偏光子の回転角θを変更し、前記試験用標準試料の円偏光二色性スペクトルの形状を調整することを特徴とする円偏光二色性分光光度計。
5. 請求項４に記載の装置において、
   さらに前記光源と前記偏光子との間に、干渉光を生じさせる干渉計と、該干渉計と前記偏光子との間に所望の波長域の円偏光を通過させる光学フィルタと、を備えることを特徴とする円偏光二色性分光光度計。

Images