JP2018040641A - 光学測定システム及び光学セル - Google Patents
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Abstract
【課題】 紫外線領域も測定でき、ＰＯＣＴに適したサンプルケース（光学セル）を提案する。【解決手段】 試料の光学測定を行う光学測定装置と光学セルからなる光学測定システムであって、前記光学測定装置は、前記試料に入射光を入射させる光源部と、前記試料からの出射光を測定する光検出部と、前記光源部から前記光学セルへの前記入射光を導光する第１導光路部と、前記光学セルから前記光検出部への前記出射光を導光する第２導光路部とを有し、前記光学セルは、光学測定対象の試料を保持するための中空部と、前記中空部を取り囲む周壁部の一部に、前記入射光が透過する入射部と、前記出射光が透過する出射部とを有し、前記入射部と前記出射部が、紫外線透過性樹脂からなる、光学測定システムである。これにより、紫外線領域でも測定可能な光学測定システムを提供することが可能になる。【選択図】図１
Description
本発明は、光学測定システム及び光学セルに関するものである。
発明者らは、ＰＯＣＴ（point of care testing）に対応した光学測定装置を提案した。その一例が、特許文献１記載のＰＯＣＴ対応のＬＩＦ（Laser‐induced fluorescence）装置である。これは、光路を含む光学系をシリコーン樹脂で構成するものである。導光路の一部に照射光（励起光）及び観測光に透明な樹脂を充填し、透明な樹脂を包囲するように、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有する樹脂を設ける。
上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、以下のような利点が得られる。まず、両樹脂の界面での反射・散乱が抑制される。次に、顔料含有樹脂に入射した迷光が当該樹脂で吸収され導光路に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。さらに、外部からの外光も導光路に到達しない。
よって、光学測定装置の光学系は、複雑な多重反射に対応する必要がない。よって、光学系は小型・簡便化される。結果として、光学測定装置も小型化される。上記したシリコーン樹脂で構築した光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称することにする。
ＳＯＴ技術を用いた光学系は、上記したようなＬＩＦ装置以外の光学測定装置に採用されうる。例えば、図１２に示すような吸光度計１０１にも採用可能である。
図１２（ａ）の吸光度計１０１は、遮光性の筐体１０３（顔料含有樹脂からなる筐体）内に、検体１０５を内包するＰＣＲ管１０７が設置される導光路１０９と、導光路１０９の一端に設定されるＬＥＤ等の光源１１１と、導光路１０９の他端に設置される受光センサ１１３からなる。導光路１０９は、光源１１１から放出されＰＣＲ管１０７に内包されている検体１０５に照射される照射光１１５と、照射光１１５が照射された検体１０５から放出される観測光１１７に対して透明な樹脂が充填された透明樹脂製導光路である。
導光路１０９が透明樹脂製である図１２（ａ）と比して、図１２（ｂ）の吸光度計１１９における導光路１２１は空洞である。図１２（ｂ）のように、導光路１２１に透明樹脂を充填せず、空洞のままにした場合は、導光路１２１と筐体１０３（顔料含有樹脂）との界面における迷光反射の抑制効果は得られないものの、顔料含有樹脂に入射した迷光が当該樹脂で吸収され導光路１２１に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がある程度「抑制」される。外部からの外光も導光路１２１に到達しないという効果は得られる。
このようなＰＯＣＴに対応したポータブルの吸光度計としては、ウシオ電機製Picoscope（登録商標）などがある。
上記のＳＯＴ技術を採用した光学測定装置では、光路内に測定試料を内部に保持したままの汎用チューブ（ＰＣＲ管）を設置することで、試料の測定を実施可能とすることができる。よって、大型の光学測定装置を用いる場合に発生する、試料を測定セルに打移し替えるためのピペットなどを用いる作業が不要となる。
しかしながら、一般にＰＣＲ管はポリプロピレンで構成される。ポリプロピレンは、照射される光の波長４００ｎｍより短くなるにつれ、光吸収のため光透過率が減少する。そのため、一般のＰＣＲ管を用いる場合、波長３００ｎｍ以下の光を用いた光学測定は、実質、不可能となる。
ライフサイエンス分野において、紫外線を用いた吸光度測定の要請は大きい。例えば、ＤＮＡを構成する４種類の各塩基（アデニン、グアニン、シトシン、チミン）の最大吸収波長は、２５０〜２７０ｎｍの波長域内にある。よって、この波長域の光（紫外線）を用いた吸光度測定を行うことにより、ＤＮＡの定量を実施することが可能となる。また、タンパク質は、波長２８０ｎｍ付近の紫外線をよく吸収する。これは、トリプトファン・チロシン・フェニルアラニンの芳香族のベンゼン環がこの付近に吸収ピークをもつことに由来する。そのため、波長２８０ｎｍの光を用いた吸光度測定を行うことにより、タンパク質の定量を実施することが可能となる。
紫外線を用いた光学測定用のサンプルケースは、例えば、紫外線透過性が良好な石英ガラスから構成される。但し、石英ガラスからなるサンプルケースは比較的高価であり、また衝撃に対して脆い。よって、ＰＯＣＴ用の光学測定装置に使用されるサンプルケースとしては、測定現場でのハンドリング性がよくない。
また、特許文献２には、紫外線透過性のサンプルケースとして、紫外線透過性プラスチックからなるキュベットが開示されている。このキュベットは、石英ガラスからなるサンプルケースと比較すると、耐衝撃性が良好である。しかしながら、このサンプルケースは、特定の光学測定装置に対応したものである。他の光学測定装置に対応させるには、アダプターが必要となる。
さらに、特許文献３、４には、体積マイクロリットルオーダーの測定試料（液体）を、表面張力を利用して円筒状に保持し、当該試料を光学測定する方法・装置が開示されている。このような装置を用いることにより、試料をサンプルケースに保持することなく、紫外線を用いた光学測定を行うことが可能となる。しかしながら、マイクロリットルオーダーの測定試料は、蒸発しやすく、光学測定中に試料を通過する通過光の光路が絶えず変化し、安定した光学測定が非常に困難となる。
このように従来技術では、測定現場において、ＤＮＡやタンパク質を高精度で測定することは出来なかった。
そこで、本発明は、紫外線領域も測定可能で、測定現場でも取扱やすくＰＯＣＴに適した光学システム及び光学セルを新たに提供することを目的とする。
本発明の第１の観点は、試料の光学測定を行う光学測定装置と光学セルからなる光学測定システムであって、前記光学測定装置は、前記試料に入射光を入射させる光源部と、前記試料からの出射光を測定する光検出部と、前記光源部から前記光学セルへの前記入射光を導光する第１導光路部と、前記光学セルから前記光検出部への前記出射光を導光する第２導光路部とを有し、前記光学セルは、光学測定対象の試料を保持するための中空部と、前記中空部を取り囲む周壁部の一部に、前記入射光が透過する入射部と、前記出射光が透過する出射部とを有し、前記入射部と前記出射部が、紫外線透過性樹脂からなる、光学測定システムである。
本発明の第２の観点は、第１の観点の光学測定システムであって、前記第１導光路部と前記入射部は、それぞれの一部が接する接触面を有し、屈折率が同一の紫外線透過性樹脂からなり、前記出射部と前記第２導光路部は、それぞれの一部が接する接触面を有し、屈折率が同一の紫外線透過性樹脂からなる、光学測定システムである。
本発明の第３の観点は、光学測定対象の試料を保持するための中空部を有する光学セルであって、前記中空部を取り囲む周壁部の一部に、外部光源から前記中空部に入射させる入射光が透過する入射部と、前記中空部から外部光検出器へ出射させる出射光が透過する出射部とを備え、前記入射部と前記出射部が、紫外線透過性樹脂からなる、光学セルである。
本発明の第４の観点は、第３の観点の光学セルであって、前記入射部又は出射部が、特定の波長又は波長域の光を吸収する色素を含有する色素含有紫外線透過性樹脂からなる、光学セルである。
本発明の第５の観点は、第４の観点の光学セルであって、前記色素含有紫外線透過性樹脂が色素拡散防止部材で囲まれている、光学セルである。
本発明の第６の観点は、第３から５のいずれかの観点の光学セルであって、前記入射部と前記出射部は、対向する面の少なくとも一部が平行である、光学セルである。
本発明の第７の観点は、第３から６のいずれかの観点の光学セルであって、前記中空部は、外部に開放された開口部と、前記入射部及び前記出射部に隣接する試料溜まり部と、前記開口部から前記試料溜まり部までをつなぐ流路を有し、少なくとも前記開口部及び前記試料溜まり部が、中心軸の周りにｎ回（ｎは自然数）軸対称の形状であり、前記中心軸に沿って一端に前記開口部を備えると共に他端に前記試料溜まり部を備えるものであり、前記試料溜まり部の一部における前記中心軸に垂直な断面積が、前記流路の一部における前記中心軸に垂直な断面積よりも大きい、光学セルである。
本発明の第８の観点は、第７の観点の光学セルであって、前記開口部が漏斗状になっており、前記開口部の一部における前記中心軸に垂直な断面積が、前記流路の一部における前記中心軸に垂直な断面積よりも大きい、光学セルである。
本発明の第９の観点は、第７又は８の観点の光学セルであって、前記試料溜まり部の容積が１０μｌ以下であり、前記流路における前記中心軸に垂直な断面積が１ｍｍ２以下である、光学セルである。
本発明の第１０の観点は、第３から９のいずれかの観点の光学セルであって、前記中空部から外部へつながる空気孔部をさらに備える、光学セルである。
本発明の第１１の観点は、第３から１０のいずれかの観点の光学セルであって、前記紫外線透過性樹脂が、ジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）である、光学セルである。
本発明の第１２の観点は、第３から６のいずれかの観点の光学セルであって、前記中空部は、試料を入れる試料導入口と、試料を出す試料導出口を有し、前記入射部及び前記出射部を除く前記周壁部は、迷光を吸収する色素を含有する迷光吸収色素含有樹脂からなる、光学セルである。
本発明の各観点によれば、屋外等の測定現場でも取扱いやすく、入射光が紫外線領域でも測定可能な光学測定システム等を提供することが可能になる。
本願発明の第２の観点によれば、第１導光路及び入射部、並びに、第２導光路及び出射部は、それぞれ屈折率が同一の紫外線透過性樹脂からなるため、両樹脂が接触する接触面での反射・散乱が抑制される。
本発明の第３の観点によれば、屋外等の測定現場でも取扱いやすく、入射光が紫外線領域でも測定可能な光学セルを提供することが可能になる。
本発明の第４の観点によれば、光学フィルタとしても機能する光学セルを提供することが可能となる。さらに、副次的な効果として、試料や観測光等に応じて、性能の異なる光学フィルタに変更することが容易になる。ＳＯＴ技術を用いた光学測定装置では、導光路は樹脂で充填され、さらに周囲を顔料含有樹脂で覆われているため、光学素子を固定ではなく取り替え可能にするためには複雑な構造を要する。通常の光学測定装置で出し入れ可能な構造になっている光学セルに光学フィルタの機能を併せ持たせることで、光学測定装置の構造を変えることなく、光学フィルタの変更が可能になる。
本発明の第５の観点によれば、色素含有紫外線透過性樹脂から、隣接する第１導光路や第２導光路への色素の拡散を防止することができる。
本発明の第６の観点によれば、光学セルの設置による測定誤差を小さくすることが容易となる。
本発明の第７の観点によれば、貴重な試料の必要最小限の量で光学測定を行うことが容易になる。また、試料溜まり部では十分な光路長を確保しつつ、試料が空気に接する面積を抑えることが容易になる。
本発明の第８の観点によれば、開口部が漏斗状になっているため、試料の注入が容易となる。
本発明の第９の観点によれば、少量の試料でも蒸発を抑制して安定した測定を可能としつつ、試料の流入がスムーズな光学セルを提供することが容易となる。
本発明の第１０の観点によれば、中空部の容積が小さくても試料を試料溜まり部に流入させることが容易となる。
本発明の第１１の観点によれば、ＤＮＡやタンパク質などの生体関連物質の測定に適した生体親和性の高い光学セルを提供することが可能となる。
本発明の第１２の観点によれば、屋外等の測定現場でも取扱いやすく、入射光が紫外線領域でも測定可能なフローセルを提供することが可能になる。
図１は、本発明のサンプルケース１（本願請求項記載の「光学セル」の一例）と吸光度計３（本願請求項記載の「光学測定装置」の一例）からなる光学測定システム５（本願請求項記載の「光学測定システム」の一例）の断面図である。
サンプルケース１は、紫外線透過特性を有する汎用の樹脂（エラストマー）（本願請求項記載の「紫外線透過性樹脂」の一例）を用いて構成した。樹脂には、例えば、ジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）を用いる。サンプルケース１が紫外線透過性樹脂であるため、紫外線（例えば、２６０ｎｍ、２８０ｎｍ）で試料（ＤＮＡ、タンパク質）の定量を行うことができる。また、ＰＤＭＳは生体親和性が高いため、ＤＮＡやタンパク質等の生体試料のサンプルケースに適している。
さらに、エラストマーを用いてサンプルケース１を構成したので、製造上の自由度が高く、容易に所望の形に成形できる。そのため、光学測定装置に応じて、それにフィットする形状のサンプルケースを形成できる。また、弾性特性があるので、耐衝撃性が良好である。よって、ＰＯＣＴにおける測定現場でのハンドリングが容易である。
しかも、大量生産により、製造コストを安価にすることができる見込みがある。
吸光度計３は、光源７（本願請求項記載の「光源部」の一例）と、光検出器９（本願請求項記載の「光検出部」の一例）と、光源７から試料１１へ入射光１３を導光する第１透明樹脂製導光路１５（本願請求項記載の「第１導光路部」の一例）と、試料１１から光検出器９へ出射光１７を導光する第２透明樹脂製導光路１９（本願請求項記載の「第２導光路部」の一例）と、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂製筐体２１で構成される。さらに、第１透明樹脂製導光路１５、第２透明樹脂製導光路１９及びサンプルケース１（本願請求項記載の「光学セル」の一例）は、同一の材料、例えばＰＤＭＳからなるため、接触面（本願請求項記載の「接触面」の一例）において反射・散乱が抑制され、高精度な光学測定が実施できる。
図２は、本発明のサンプルケース３１（本願請求項記載の「光学セル」の一例）の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ方向から見たときの側面図である。
例えば、ＤＮＡ、タンパク質の定量を行う場合、試料（ＤＮＡやタンパク質）の量は、数μｌしかない。よって、図２に示すように、ＵＶ透過性樹脂３３からなる本体に、数μｌ分の試料溜まり部３５（本願請求項記載の「試料溜まり部」の一例）を設けてもよい。特に、測定試料として１０μｌ以下の液体試料を対象とし、試料溜まり部３５の水平方向（図２（ｂ）における横方向）の断面積よりも、試料が通る流路３７（本願請求項記載の「流路」の一例）の水平方向の断面積を小さくすることで、当該液体試料が空気と接する面積が１ｍｍ２以下となるように構成した。このように構成することで、１０μｌ以下という微量な測定試料の蒸発が抑制され、安定した光学測定が可能となる。
試料注入部３９（本願請求項記載の「開口部」の一例）は、漏斗状であってもよい。数μｌの試料の注入だと、試料溜まり部３５などの空気の影響で当該試料溜まり部３５に試料が注入できない場合もある。それに対応するために、空気抜き用孔部４１（本願請求項記載の「空気孔部」の一例）を設けてもよい。
試料注入部３９（本願請求項記載の「開口部」の一例）は、漏斗状であってもよい。数μｌの試料の注入だと、試料溜まり部３５などの空気の影響で当該試料溜まり部３５に試料が注入できない場合もある。それに対応するために、空気抜き用孔部４１（本願請求項記載の「空気孔部」の一例）を設けてもよい。
また、図２に示すように、流路３７、試料溜まり部３５は、中心軸e（本願請求項記載の「中心軸」の一例）周りにｎ回（ｎは自然数）軸対称の形状に構成してもよい。
本実施例において、試料注入部３９、流路３７、試料溜まり部３５により、サンプルケース３１の中空部（本願請求項記載の「中空部」の一例）が形成される。すなわち、この中空部はＵＶ透過性樹脂３３（本願請求項記載の「周壁部」の一例）により取り囲まれる。
図３は、図２のサンプルケース３１と吸光度計３からなる光学測定システム４３（本願請求項記載の「光学測定システム」の一例）の断面図である。吸光度計３は、図１の実施例１と同様の構成である。
図３においては、図２に示すサンプルケース３１の試料溜まり部３５に光源７からの入射光１３が導光される位置に、第１透明樹脂製導光路１５が設けられている。この配置において、図２に示すサンプルケース３１のＵＶ透過性樹脂３３の一方の面が第１透明樹脂製導光路１５の光出射端と接触し、他方の面が試料１１と接触している部分が入射部１４（本願請求項記載の「入射部」の一例）となる。
また、図３においては、図２に示すサンプルケース３１の試料溜まり部３５が保持する試料１１からの出射光１９が光検出器９に導光されている位置に、第２透明樹脂製導光路１９が設けられている。この配置において、図２に示すサンプルケース３１のＵＶ透過性樹脂３３の一方の面が第２透明樹脂製導光路１９の光入射端と接触し、他方の面が試料１１と接触している部分が出射部１６（本願請求項記載の「出射部」の一例）となる。
図２に戻り、試料溜まり部３５の形状は任意である。しかしながら、図３に示すように、試料溜まり部３５の一部が入射部１４、出射部１６を構成する場合は、互いに対向する入射部１４の試料１１と接触する面と出射部１６の試料１１と接触する面の少なくとも一部は平行であることが好ましい。このような構成を取ることにより、光源７と光検出器９とのアライメントを精密に行わずとも、高精度の光学測定が可能となる。
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、試料溜まり部３５は直方体形状に構成してもよい。このように構成することにより、２組の互いに対向する面はそれぞれ平行となる。
また、図３に示すように、この直方体形状の試料溜まり部３５が保持する試料１１に光照射して光学測定を行う場合は、図２（ｂ）に示す直方体の長手方向（面間距離f）に光が通過するように構成することが好ましい。このように構成することにより、図２（ｃ）に示す直方体の短手方向（面間距離g）に光が通過する場合と比べて、試料１１を通過する光の距離（光路長）が長くなるので、高精度の光学測定が可能となる。
図２（ｂ）（ｃ）に示すように、試料溜まり部３５は直方体形状に構成してもよい。このように構成することにより、２組の互いに対向する面はそれぞれ平行となる。
また、図３に示すように、この直方体形状の試料溜まり部３５が保持する試料１１に光照射して光学測定を行う場合は、図２（ｂ）に示す直方体の長手方向（面間距離f）に光が通過するように構成することが好ましい。このように構成することにより、図２（ｃ）に示す直方体の短手方向（面間距離g）に光が通過する場合と比べて、試料１１を通過する光の距離（光路長）が長くなるので、高精度の光学測定が可能となる。
図３のように、光学系がＳＯＴ構造の光学系を有する吸光度計３に、図２のサンプルケース３１を配置することにより、迷光が少なく小型の光学測定システム４３を構成できるため、臨床現場において、少量のＤＮＡやタンパク質等の試料１１を採取してすぐに測定を行うことが可能である。
図４は、本発明のサンプルケース５１（本願請求項記載の「光学セル」の一例）の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ方向から見たときの側面図である。図５は、図４のサンプルケース５１と吸光度計５３からなる光学測定システム５５（本願請求項記載の「光学測定システム」の一例）の断面図である。サンプルケース５１は、ＵＶ透過性樹脂５７からなるので、任意の形に成形することができるため、図４に示すように、外形を汎用のＰＣＲ管形状に構成することが可能である。サンプルケース５１は、ＵＶ透過性樹脂５７の外形以外の３５〜４１の構成は、実施例２の図２と同様である。
これにより、図５に示すように、サンプルケースとしてＰＣＲ管を用いる吸光度計５３等の光学測定装置に対して、装置自体のサンプル保持構造を変更することなく、本発明のサンプルケース５１を設置することができる。吸光度計５３は、サンプル保持構造以外の７〜２１の構成は、実施例２の図３と同様である。
図６は、本発明のサンプルケース（本願請求項記載の「光学セル」の一例）の断面図であり、（ａ）はキュベット形状のサンプルケース６１、（ｂ）はＰＣＲ管形状のサンプルケース６３である。図７は、図６（ａ）のキュベット形状のサンプルケース６１と吸光度計３からなる光学測定システム６５（本願請求項記載の「光学測定システム」の一例）の断面図である。サンプルケースはＵＶ透過性樹脂からなるので、成形時に色素（染料）を分散させることが可能である。図６において、３５〜４１の構成は図２又は図４と同様であるが、ＵＶ透過性樹脂３３・５７を、ＵＶを透過してＵＶ以外の光の少なくとも一部を吸収する色素を分散させた色素分散ＵＶ透過性樹脂６７・６９（本願請求項記載の「色素含有紫外線透過性樹脂」の一例）にすることにより、図６のサンプルケース６３は一種の光学フィルタとして機能する。つまり、サンプルケースに光学的なフィルタ性能を付与することができる。
図８は、本発明のサンプルケース（本願請求項記載の「光学セル」の一例）の断面図であり、（ａ）はキュベット形状のサンプルケース７１、（ｂ）はＰＣＲ管形状のサンプルケース７３である。図９は、図８（ａ）のキュベット形状のサンプルケース７１と吸光度計３からなる光学測定システム７５（本願請求項記載の「光学測定システム」の一例）の断面図である。図８において、３５〜４１、６７及び６９の構成は図６と同様であるが、色素分散ＵＶ透過性樹脂６７・６９の周囲に色素拡散防止部材７７・７９（本願請求項記載の「色素拡散防止部材」の一例）をさらに備えている。色素拡散防止部材７７・７９により、顔料含有樹脂製筐体２１、第１透明樹脂製導光路１５又は第２透明樹脂製導光路１９への色素分散ＵＶ透過性樹脂６７・６９中の色素の拡散を抑制できる。
図１０は、本発明のサンプルケース８１（本願請求項記載の「光学セル」の一例）の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ方向から見たときの側面図である。図１０のサンプルケース８１には、試料８３が流れる試料保持流路８５がある。
例えば、試料保持流路８５につながる試料流入路８７、流出路８９は、試料が流れる方向に垂直な断面の形状が半円形のカマボコ状流路であり、断面の半円の半径は０．５ｍｍである。試料保持流路８５は、円筒形であり、直径８８は１ｍｍ（φ１）、光路長９０は５ｍｍである。よって、試料保持流路８５の体積は、０．５×０．５×π×５≒３．９２５≒４ｍｍ３（＝４μｌ）である。空気との接触面積は、試料導入口９１（φ１の半円）＋試料導出口９３（φ１の半円）＝φ１の円の面積（０．５×０．５×π≒０．７８５ｍｍ２）である。図中の矢印は、光の進行方向を示している。このような構成であれば、十分な光路を確保しながら、空気との接触面積を小さくすることが可能である。
また、試料保持流路８５の体積が５ｍｍ３（＝５μｌ）となる構成としては、下記の構成例１又は２が一例として考えられる。
（構成例１）
試料保持流路の半径：０．５６ｍｍ
試料保持流路のＢ方向から見たときの断面積：０．５６×０．５６×π≒１ｍｍ３
光路長：５ｍｍ
（構成例２）
試料保持流路の半径：０．９ｍｍ
試料保持流路のＢ方向から見たときの断面積：０．９×０．９×π≒２．５ｍｍ３
光路長：２ｍｍ
（構成例１）
試料保持流路の半径：０．５６ｍｍ
試料保持流路のＢ方向から見たときの断面積：０．５６×０．５６×π≒１ｍｍ３
光路長：５ｍｍ
（構成例２）
試料保持流路の半径：０．９ｍｍ
試料保持流路のＢ方向から見たときの断面積：０．９×０．９×π≒２．５ｍｍ３
光路長：２ｍｍ
上記の構成例２では、試料導入口９１と試料導出口９３は、半径が０．９ｍｍの半円からなるため、試料導入口９１と試料導出口９３を隔てる部分９４は０．２ｍｍであり、これ以上は隔てる部分９４を薄くすることは困難である。よって、試料保持流路８５の体積を５ｍｍ３とする場合、導光路は２ｍｍ以上とすることが望ましい。
また、光源からの入射光が通る入射面と、光検出器への出射光が通る出射面の２面はＵＶ透過性透明樹脂９５からなる。その２面に接する部分を除いて、試料保持流路８５は、入射した光を吸収する黒色顔料を含有する顔料含有樹脂９７（本願請求項記載の「迷光吸収色素含有樹脂」の一例）で包囲する。このように、試料保持流路８５を紫外線透過性のシリコーン樹脂９５で挟んだＳＯＴ構造であるため、ＳＯＴ技術を用いた光学測定装置と用いれば、接触面において反射・散乱が抑制され、高精度な光学測定が実施できる。
なお、試料溜まり部の形状は、上記したように直方体形状が好ましいが、これに限るものではなく、例えば球状に構成することも可能である。
更には、図２、図４、図６、図８に示すサンプルケース３１、５１、７１、８１においては、空気抜き用孔部４１は流路３７に接続されるように設けられているが、これに限るものではなく、例えば図１１に示すように、流路３７を介さずに試料溜まり部３５に接続されるように設けてもよい。
更には、図２、図４、図６、図８に示すサンプルケース３１、５１、７１、８１においては、空気抜き用孔部４１は流路３７に接続されるように設けられているが、これに限るものではなく、例えば図１１に示すように、流路３７を介さずに試料溜まり部３５に接続されるように設けてもよい。
１・・・サンプルケース、３・・・吸光度計、５・・・光学測定システム、７・・・光源、９・・・光検出器、１１・・・試料、１３・・・入射光、１４・・・入射部、１５・・・第１透明樹脂製導光路、１６・・・出射部、１７・・・出射光、１９・・・第２透明樹脂製導光路、２１・・・顔料含有樹脂製筐体、３１・・・サンプルケース、３３・・・ＵＶ透過性樹脂、３５・・・試料溜まり部、３７・・・流路、３９・・・試料注入部、４１・・・空気抜き用孔部、４３・・・光学測定システム、５１・・・サンプルケース、５３・・・吸光度計、５５・・・光学測定システム、５７・・・ＵＶ透過性樹脂、６１・・・キュベット形状のサンプルケース、６３・・・ＰＣＲ管形状のサンプルケース、６５・・・光学測定システム、６７・・・色素分散ＵＶ透過性樹脂、６９・・・色素分散ＵＶ透過性樹脂、７１・・・キュベット形状のサンプルケース、７３・・・ＰＣＲ管形状のサンプルケース、７５・・・光学測定システム、７７・・・色素拡散防止部材、７９・・・色素拡散防止部材、８１・・・サンプルケース、８３・・・試料、８５・・・試料保持流路、８７・・・試料流入路、８８・・・直径、８９・・・流出路、９０・・・光路長、９１・・・試料導入口、９３・・・試料導出口、９４・・・隔てる部分、９５・・・ＵＶ透過性透明樹脂、９７・・・顔料含有樹脂、１０１・・・吸光度計、１０３・・・筐体、１０５・・・検体、１０７・・・ＰＣＲ管、１０９・・・導光路、１１１・・・光源、１１３・・・受光センサ、１１５・・・照射光、１１７・・・観測光、１１９・・・吸光度計、１２１・・・導光路
Claims (12)
- 試料の光学測定を行う光学測定装置と光学セルからなる光学測定システムであって、
前記光学測定装置は、
前記試料に入射光を入射させる光源部と、
前記試料からの出射光を測定する光検出部と、
前記光源部から前記光学セルへの前記入射光を導光する第１導光路部と、
前記光学セルから前記光検出部への前記出射光を導光する第２導光路部とを有し、
前記光学セルは、
光学測定対象の試料を保持するための中空部と、
前記中空部を取り囲む周壁部の一部に、
前記入射光が透過する入射部と、
前記出射光が透過する出射部とを有し、
前記入射部と前記出射部が、紫外線透過性樹脂からなる、光学測定システム。 - 前記第１導光路部と前記入射部は、
それぞれの一部が接する接触面を有し、
屈折率が同一の紫外線透過性樹脂からなり、
前記出射部と前記第２導光路部は、
それぞれの一部が接する接触面を有し、
屈折率が同一の紫外線透過性樹脂からなる、請求項１記載の光学測定システム。 - 光学測定対象の試料を保持するための中空部を有する光学セルであって、
前記中空部を取り囲む周壁部の一部に、
外部光源から前記中空部に入射させる入射光が透過する入射部と、
前記中空部から外部光検出器へ出射させる出射光が透過する出射部とを備え、
前記入射部と前記出射部が、紫外線透過性樹脂からなる、光学セル。 - 前記入射部又は出射部が、特定の波長又は波長域の光を吸収する色素を含有する色素含有紫外線透過性樹脂からなる、請求項３に記載の光学セル。
- 前記色素含有紫外線透過性樹脂が色素拡散防止部材で囲まれている、請求項４記載の光学セル。
- 前記入射部と前記出射部は、対向する面の少なくとも一部が平行である、請求項３から５のいずれかに記載の光学セル。
- 前記中空部は、
外部に開放された開口部と、
前記入射部及び前記出射部に隣接する試料溜まり部と、
前記開口部から前記試料溜まり部までをつなぐ流路を有し、
少なくとも前記開口部及び前記試料溜まり部が、中心軸の周りにｎ回（ｎは自然数）軸対称の形状であり、
前記中心軸に沿って一端に前記開口部を備えると共に他端に前記試料溜まり部を備えるものであり、
前記試料溜まり部の一部における前記中心軸に垂直な断面積が、前記流路の一部における前記中心軸に垂直な断面積よりも大きい、請求項３から６のいずれかに記載の光学セル。 - 前記開口部が漏斗状になっており、
前記開口部の一部における前記中心軸に垂直な断面積が、前記流路の一部における前記中心軸に垂直な断面積よりも大きい、請求項７記載の光学セル。 - 前記試料溜まり部の容積が１０μｌ以下であり、前記流路における前記中心軸に垂直な断面積が１ｍｍ２以下である、請求項７又は８のいずれかに記載の光学セル。
- 前記中空部から外部へつながる空気孔部をさらに備える、請求項３から９のいずれかに記載の光学セル。
- 前記紫外線透過性樹脂が、ジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）である、請求項３から１０のいずれかに記載の光学セル。
- 前記中空部は、
試料を入れる試料導入口と、
試料を出す試料導出口を有し、
前記入射部及び前記出射部を除く前記周壁部は、迷光を吸収する色素を含有する迷光吸収色素含有樹脂からなる、請求項３から６のいずれかに記載の光学セル。
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