JP2016109564A - 光測定装置及び光測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
固体光源3として採用されるレーザ光源としては、例えば、半導体励起固体レーザ(Diode−pumped solid−state(DPSS)lasers)装置が使用され、より具体的には、半導体励起のNd:YVO4レーザ(波長1064nm)の第2高調波である波長532nmのレーザビームを放出するグリーンレーザ装置が用いられる。
試料ケース5としては、例えば、ポリスチレン製PCRチューブが使用される。このPCRチューブは先端がテーパ状になっており、液体状の試料を投入しても、上記PCRチューブの先端側で気泡が出来にくい。この先端側が上記DPSSレーザ装置から放出されるレーザビームが照射される位置となるように、PCRチューブは位置決めされる。
光出射面9と受光面11との間の光路は、第1の色素含有シリコーン樹脂19と、第1のシリコーン樹脂25と、第2のシリコーン樹脂31と、第2の色素含有シリコーン樹脂35とを有する。なお、本願において「光路」とは、LIF測定装置1内に光出射面9から受光面11までの間に光が進行しうるように形成された空間を指す。一般に、「光路」は光が光学系中を進行した経路自体を指すこともあるが、本願においてはこれを光の「進路」として区別する。第1のシリコーン樹脂25は、第2の空気室17と第3の空気室21と第4の空気室23に接触する。第2のシリコーン樹脂31は、第4の空気室23と第5の空気室27と第6の空気室29に接触する。第2の色素含有シリコーン樹脂35は、第6の空気室29と第7の空気室33と光電子増倍管(蛍光測定器7)の受光面11に接触する。本実施例において光学系は、筐体13に埋設されている。そのため、励起光、試料ケースに蛍光が照射される際に発生する自家蛍光、及び、励起光が樹脂内を進行する際に樹脂から発生するラマン光といった測定対象外の光が筐体13に入射すると、筐体13に吸収される。
第1の色素含有シリコーン樹脂19(本願請求項における「光学フィルタ部」の一例)は、シリコーン樹脂(本願請求項における「第2樹脂」の一例)により構成されており、試料ケース5を内包し、固体光源3の光出射面9、第1の空気室15の斜面37、及び、第2の空気室17と接している。
第1の空気室15は、第1の色素含有シリコーン樹脂19と斜面37で接している。第1の空気室15では、シリコーン樹脂と大気の屈折率差により、第1の空気室中の大気に対するPDMS樹脂の臨界角以上の入射角で試料から放出される蛍光が、第1の空気室15の斜面37に入射すると、蛍光は斜面37において全反射される。そのため、第1の空気室15の斜面37の角度を適切に設定することにより、蛍光は任意の方向(図1では上方向)に折り返される。
第2の空気室17は、第1の色素含有シリコーン樹脂19と第1のシリコーン樹脂25との間に設けられている。また、第2の空気室17は、第1の色素含有シリコーン樹脂19と境界面39において、かつ、第1のシリコーン樹脂25と境界面41において、それぞれ接している。境界面39が空気室17側に凸の球面であり、境界面41が平面であり、空気室17は全体として平凹レンズの形状となっている。境界面39の曲率を適宜設定することにより、第2の空気室は、試料から放出される拡散光を平行光に調整する。
第1のシリコーン樹脂25は、第2の空気室17と境界面41において、第3の空気室21と斜面43において、かつ、第4の空気室23と境界面45において接している。
第3の空気室21は、第1のシリコーン樹脂25と斜面43で接している。第1の空気室15と同様に、空気室中の大気とシリコーン樹脂との屈折率の差があるため、第3の空気室21の斜面43の角度を適切に設定することにより、第2の空気室17から入射してくる蛍光は任意の方向(図1では右方向)に折り返される。
第4の空気室23は、第1のシリコーン樹脂25と第2のシリコーン樹脂31との間に設けられている。第1のシリコーン樹脂25と境界面45において、かつ、第2のシリコーン樹脂31と境界面47(本願請求項における「回折格子状面」の一例)において接している。
第2のシリコーン樹脂31は、第4の空気室23と格子形状面47において、第5の空気室27と斜面49において、第6の空気室と境界面53において、それぞれ接している。
第5の空気室27は、第2のシリコーン樹脂31と斜面49で接している。
第6の空気室29は、第2のシリコーン樹脂31と第2の色素含有シリコーン樹脂35との間に設けられており、第2のシリコーン樹脂31と境界面53において、第2の色素含有シリコーン樹脂35と境界面55において、それぞれ接している。境界面53は平面、境界面55は第6の空気室29側に凸の球面であり、第6の空気室29は平凹レンズの形状となっている。そのため、第5の空気室27の斜面49から折り返された蛍光は、そのまま平行光として境界面53を通過し、その平行光は、境界面55の曲率を適宜設定することにより、第2の色素含有シリコーン樹脂35に面する第7の空気室の斜面57に収束され、最終的に光電子倍増管(蛍光測定器7)の受光面11に集光される。集光された光は、蛍光測定器7が光強度を測定する(本願請求項に記載の「測定ステップ」の一例)。
第2の色素含有シリコーン樹脂35(本願請求項の「光学フィルタ部」の一例)は、シリコーン樹脂(本願請求項における「第2樹脂」の一例)により構成されており、第6の空気室29と境界面55において、第7の空気室33と斜面57において、光電子倍増管(蛍光測定器7)と受光面11において、それぞれ接している。
第7の空気室33は、第2の色素含有シリコーン樹脂35と斜面57で接している。第7の空気室33の位置及び斜面57の角度を適切に設定することにより、斜面57に収束した光が光電子倍増管(蛍光測定器7)の受光面11に集光される。
筐体13は、請求の範囲に記載の「吸光部材」にあたり、光路を形成する第1の色素含有シリコーン樹脂19、第1のシリコーン樹脂25、第2のシリコーン樹脂31、第2の色素含有シリコーン樹脂35と同じシリコーン樹脂であり、例えば、PDMS樹脂などを用いる。また、このPDMSへ含有させる顔料としては、上記励起光による迷光、自家蛍光による迷光、ラマン光を吸収する、例えば、炭素からなる黒色顔料が使用されている。
Claims (9)
- 測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置であって、
前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、
前記光路を覆う吸光部と、
前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面とを備え、
前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲している、光測定装置。 - 前記光路は、n次の回折光(nは自然数のうちいずれか1つの数)が前記測定部に到達するように前記回折格子状面の前後で屈曲している、請求項1記載の光測定装置。
- 前記光路のうち、前記回折格子状面から前記測定部までの光路は、前記n次の回折光とは異なる光が前記吸光部に入射するように形成されたn次光光路である、請求項2記載の光測定装置。
- 前記光路の一部に、色素を有する第2樹脂からなる光学フィルタ部をさらに備える請求項1から3のいずれかに記載の光測定装置。
- 前記光学フィルタ部の周囲に、色素拡散抑制部をさらに備える請求項4記載の光測定装置。
- 前記光学フィルタ部と前記色素拡散抑制部との間に、前記測定対象光とは異なる波長の光を吸収する第2吸光部をさらに備える、請求項5記載の光測定装置。
- 前記第2吸光部は、前記第2樹脂と同一の樹脂で構成されており、前記色素とは異なる第2色素を含むものである、請求項6記載の光測定装置。
- 前記光学フィルタ部の一部に、前記測定対象光の進路とは異なる進路を進行する光を遮蔽するスリット部をさらに備え、
前記スリット部は、
前記第2樹脂と同一の樹脂で構成されており、
前記色素とは異なる第3色素を含むものである、請求項4から7のいずれかに記載の光測定装置。 - 測定対象からの特定の波長の光である測定対象光の光強度を測定する測定部を備える光測定装置を用いた光測定方法であって、
前記光測定装置は、
前記測定対象光に対して透明な樹脂で構成される光路と、
前記光路を覆う吸光部と、
前記光路内に、樹脂により形成される回折格子状面とを備え、
前記光路は、前記回折格子状面の前後で屈曲しており、
前記測定部が、前記回折格子状面において屈折した光を測定する測定ステップを含む、光測定方法。
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