JP2689572B2 - クロマトスキャナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は薄層クロマトグラフィの薄層プレートや電気
泳動ゲルなどの試料プレート上で分離された試料スポッ
トを光学的に定量するデンシトメータで使用されるクロ
マトスキャナに関するものである。

特に、本発明は測定光束を試料面上で往復移動させる
フランイグスポット方式と称されるクロマトスキャナに
関するものである。

（従来の技術） フランイグスポット方式のクロマトスキャナでは、分
光器出口スリットに対し往復回転する回転スリット板を
組み合わせ、分光器出口スリットと回転スリット板のス
リットとの交差位置の孔を通過した測定光束を試料面上
で分光器出口スリットの長手方向に移動させる。

例えば、第６図（Ａ）に示されるように試料プレート
上で試料スポット20がＹ方向に展開されているとした場
合、デンシトメータで正確な定量を行なおうとすれば、
図に示されるようなシグザグ状の走査が必要である。こ
れにより、同図（Ｂ）に示されるような試料濃度に応じ
たクロマトグラムが得られる。フライングスポット方式
では、測定光束をＸ方向に往復移動させ、試料ステージ
をＹ方向に移動させる。

（発明が解決しようとする課題） フライングスポット方式では、検出器の受光面積、測
定光束の輝度などの問題でスイング幅を大きくすること
はできず、最大でも16mm程度である。通常のサンプルを
測定する場合は、試料スポットサイズは最大スイング幅
よりも小さく、問題にはならないが、微量なサンプルで
はS/Nを大きくするためにスポット面積を大きくして展
開させることがある。その場合、試料スポットサイズが
最大スイング幅を超えることがある。例えば、第９図
（Ａ）に示されるように、試料スポット20aのサイズが
最大スイング幅ａよりも大きくなった場合には、そのク
ロマトグラムは同図（Ｂ）に示されるようになって、試
料濃度を反映しなくなる。

本発明は試料スポットサイズが最大スイング幅を越え
た場合でも正確に定量することのできるクロマトスキャ
ナを提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 第１図により本発明を説明する。

１は試料スポットの大きさに応じたスイング幅を設定
する手段であり、例えばキーボードが使用される。２は
設定されたスイング幅と測定光束の最大スイング幅とを
比較する比較手段である。最大スイング幅はそのクロマ
トスキャナに固有の値であり、予め設定されている。４
は比較手段２の出力に基づいて走査レーンの幅すなわち
スイング幅を決定し、回転スリット板の駆動モータ３を
制御するスイング幅制御手段、６は比較手段２の出力に
基づいてスイング開始位置を決定し、試料ステージの駆
動モータ５を制御するステージ駆動制御手段である。７
は走査レーンごとのクロマトグラムデータを読み取るデ
ータ読み取り手段であり、A/D変換器11によりデジタル
信号に変換されたデータを、位置検出手段10により検出
された測定光束の位置に対応する記憶位置に記憶する。
８は各試料スポットに含まれる走査レーンのクロマトグ
ラムを足し合わせて試料スポットのクロマトグラムを作
成するクロマトグラム作成手段であり、９は作成された
クロマトグラムについてデータ処理を行なうクロマトグ
ラム処理手段である。

（作用） 試料スポットサイズに応じたスイング幅が最大スイン
グ幅より小さい場合は従来のクロマトスキャナと同様で
あり、スイング幅制御手段４によって通常のスイング幅
が設定され、ステージ駆動制御手段６によって通常のス
イング開始位置からスイングが開始される。その結果、
試料スポットのラインが１個の走査レーンによるジグザ
グ走査によって測定されてクロマトグラムが作成され、
クロマトグラム処理手段９でピーク処理その他のデータ
処理が行なわれる。

一方、試料スポットサイズに応じたスイング幅が最大
スイング幅より大きい場合には、試料スポットを測定す
る走査レーンが最大スイング幅より狭い幅の複数の走査
レーンに分割される。すなわち、スイング幅制御手段４
によって通常のスイング幅より狭いスイング幅が設定さ
れ、ステージ駆動制御手段６によって通常のスイング開
始位置からずれた位置からスイングが開始される。デー
タ読取り手段７により読み取られた、試料スポットに属
する複数の走査レーンのクロマトグラムは、クロマトグ
ラム作成手段８で足し合わせられて１本のクロマトグラ
ムとなり、クロマトグラム処理手段９でピーク処理その
他のデータ処理が行なわれる。

（実施例） 第２図は一実施例のクロマトスキャナの光学系を示
す。

22,24は光源であり、広い測定波長域をカバーするた
めに２種類の光源が用意されている。例えば光源22はキ
セノンランプ又はタングステンランプであり、光源24は
重水素ランプである。26は光源選択用の球面鏡であり、
光源22又は24からの光束を分光器28に入射させる。

30は分光器28の出口スリットであり、分光された光束
が出射する。分光器の出口スリット30上にはスリット円
板32が設置されている。スリット円板32には、第３図に
示されるように、中心からの距離の増分が回転角に比例
するようなスリット34が形成されている。スリット円板
32は中心がパルスモータ３の回転軸に固定されて直軸駆
動される。スリット円板32と出口スリット30との関係
は、第３図に示されるように、出口スリット30の長手方
向がスリット円板32の後半径方向になるようにスリット
円板32が位置決めされている。スリット34の原点を検出
するために、スリット円板32には孔38が開けられてお
り、孔38を検出するフォトカプラのような検出器40が設
けられている。

42は球面鏡、44は平面鏡であり、出口スリット30とス
ッリット34の交差位置の孔を通過した測定光束36を反射
させて試料プレート46上に導くように配置されている。

48は試料プレート46を支持し、試料プレート46の面内
方向であるＸ方向及びＹ方向に移動させる試料ステージ
である。試料ステージ48は、Ｘ方向に対してはパルスモ
ータ5xによってベルト52を介して駆動され、Ｙ方向に対
してはパルスモータ5yによってベルト56を介して駆動さ
れる。Ｙ方向移動用のパルスモータ5yは光束照射点の変
更時に使用され、Ｘ方向移動用のパルスモータ5xは試料
プレート46上での走査レーンの変更時に使用される。

測定光束36が試料プレート46に入射する光軸上にはビ
ームスプリッタ58が設けられており、ビームスプリッタ
58で分離された光束は光電子増倍管60によって受光され
る。光電子増倍管60は光源強度をモニタし、吸光度測定
と負高圧フィードバック用に使用される光電子増倍管で
ある。62は試料プレート46からの反射光を検出する反射
測定用光電子増倍管、64は試料プレート46を透過した光
束を拡散板66を経て検出する透過測定用光電子増倍管で
ある。

測定系の一例を第４図に示す。

68は光電子増倍管60の検出信号を増幅するプリアン
プ、70はプリアンプ68の出力に応じて光電子増倍管60,6
2,64に所定の負高圧を印加する負高圧フィードバック用
の負高圧印加手段であり、例えばDC−DCコンバータを含
んでいる。72,74はそれぞれ光電子増倍管62,64の検出信
号を増幅するプリアンプ、76,78,80はそれぞれプリアン
プ68,72,74の出力信号を対数値に変換するLOGアンプで
ある。82はLOGアンプ78の出力とLOGアンプ76の出力との
差を出す差アンプ、84はLOGアンプ80の出力とLOGアンプ
76の出力との差を出す差アンプである。86はこの装置が
透過測定に使用されるか吸収測定に使用されるかによ
り、いずれかの差アンプ82,84の出力を選択する選択回
路であり、選択回路86により選択された出力はA/D変換
器11でデジタル信号に変換された後、CPU88に取り込ま
れる。CPU88には、スイング幅設定手段１の機能を果た
す他に、この装置の操作を行なうためのキーボード90
や、表示のためのCRT92などが接続され、パルスモータ
3,5x,5yが接続されている。第１図に破線で囲まれた領
域内の各手段はCPU88により実現される。

次に、本実施例の動作について第５図から第８図を参
照して説明する。

測定に当たって試料スポットサイズ又はその試料スポ
ットサイズに必要なスイング幅がキーボードから入力さ
れて設定される。CPU88では設定スイング幅Ａと最大ス
イング幅との比較が行なわれる（ステップS1）。設定ス
イング幅が最大スイング幅より大きくなければ、スイン
グ幅が予め設定された幅にされて通常の測定が行なわ
れ、ファイルＺが作成され（ステップ２）、クロマトグ
ラムのピーク処理が行なわれる（ステップS3）。この場
合は、第６図（Ａ）に示されるように、１個の走査レー
ンによるシグザグ走査が試料スポット20を被うため、そ
れにより得られるクロマトグラムピークは同図（Ｂ）の
ように試料の濃度に比例したものとなる。

一方、第７図（Ａ）に示されるように、試料スポット
20aのサイズが大きくなって、その試料スポット20aの走
査のための設定スイング幅Ａが最大スイング幅より大き
く、しかも最大スイング幅の２倍を越えない場合は、走
査レーンがスイング幅A/2の２個の走査レーンに分割さ
れ、各走査レーンについてジグザク走査が行なわれる。
そのため、第８図に示されるように、スイング開始のＸ
座標がStartX−A/4に異動され（ステップS4）、スイン
グ幅がA/2にされてジグザク走査による測定が行なわれ
て、ファイルＸが作成される（ステップS5）。

次に、スイング開始のＸ座標がStartX＋A/4に移動さ
れ、Ｙ座標がStartYに移動され（ステップS6）、スイン
グ幅がA/2にされてジグザク走査による測定が行なわ
れ、ファイルＹが作成される（ステップS7）。その結
果、ファイルＸには第７図（Ｂ）に示されるようなクロ
マトグラムが記憶され、ファイルＹには第７図（Ｃ）に
示されるようなクロマトグラムが記憶される。

次に、ファイルＸとファイルＹが加算されてファイル
Ｚが作成され（ステップS8）、そのファイルＺについて
クロマトグラムのピーク処理が行なわれる（ステップS
3）。

設定スイング幅Ａが最大スイング幅の３倍よりも大き
くなった場合には、同様にして走査レーンを３以上に分
割し、それぞれの走査レーンについてジグザグ測定した
クロマトグラムを加算することにより１個のクロマトグ
ラムを得て、ピーク処理を行なう。

（発明の効果） 本発明では、試料スポットサイズに応じ必要なスイン
グ幅が最大スイング幅より大きい場合には、走査レーン
を複数に分割し、それらの複数の走査レーンのクロマト
グラムを足し合わせて１個のクロマトグラムを得るよう
にしたので、大きな試料スポットに対してもフライング
スポット方式でジグザグ走査を行なって定量性の高いク
ロマトグラムを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は一実施例の
光学系を示す概略斜視図、第３図は同実施例のスリット
円板を示す平面図、第４図は一実施例の信号処理系を示
すブロック図、第５図は一実施例の動作を示すフローチ
ャート図、第６図（Ａ）は通常動作におけるジグザグ走
査の一例を示す図、同図（Ｂ）はそのクロマトグラムを
示す図、第７図（Ａ）は一実施例による動作の一例を示
す図、同図（Ｂ）及び同図（Ｃ）は各走査レーンのクロ
マトグラムを示す図、同図（Ｄ）は足し合わされたクロ
マトグラムを示す図、第８図は分割された走査レーンの
走査を示す図、第９図（Ａ）は試料スポットが大きい場
合の問題点を示す図、同図（Ｂ）はそのクロマトグラム
である。 １……スイング幅設定手段、２……比較手段、３……駆
動モータ、４……スイング幅制御手段、５……駆動モー
タ、６……ステージ駆動制御手段、７……データ読取り
手段、８……クロマトグラム作成手段、９……クロマト
グラム処理手段、30……分光器出口スリット、32……回
転スリット板、36……測定光束、46……試料プレート。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分光器出口スリットに対し往復回転する回
   転スリット板を組み合わせ、分光器出口スリットと回転
   スリット板のスリットとの交差位置の孔を通過した測定
   光束を試料面上で分光器出口スリット方向に移動させる
   フライングスポット方式のクロマトスキャナにおいて、
   試料スポットの大きさに応じたスイング幅を設定する手
   段１と、設定されたスイング幅と測定光束の最大スイン
   グ幅とを比較する比較手段２と、比較手段２の出力に基
   づいて走査レーンの幅を決定し、回転スリット板の駆動
   モータ３を制御するスイング幅制御手段４と、比較手段
   ２の出力に基づいてスイング開始位置を決定し、試料ス
   テージの駆動モータ５を制御するステージ駆動制御手段
   ６と、走査レーンごとのクロマトグラムデータを読み取
   るデータ読み取り手段７と、各試料スポットに含まれる
   走査レーンのクロマトグラムから試料スポットのクロマ
   トグラムを作成するクロマトグラム作成手段８と、作成
   されたクロマトグラムについてデータ処理を行なうクロ
   マトグラム処理手段９を備えたことを特徴とするクロマ
   トスキャナ。