JP2932228B2 - Densitometer - Google Patents

Densitometer

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JP2932228B2
JP2932228B2 JP5097056A JP9705693A JP2932228B2 JP 2932228 B2 JP2932228 B2 JP 2932228B2 JP 5097056 A JP5097056 A JP 5097056A JP 9705693 A JP9705693 A JP 9705693A JP 2932228 B2 JP2932228 B2 JP 2932228B2
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irradiation
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顕次 山本
仁 藤宮
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料の吸光度の分布を
計測するデンシトメータに関し、特に、反射光を測定す
るタイプのデンシトメータであって、測定感度が高く、
2次元に分布している測定対象物質の吸光度の測定も可
能なデンシトメータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a densitometer for measuring the distribution of absorbance of a sample, and more particularly to a method for measuring reflected light.
This type of densitometer has high measurement sensitivity,
The present invention relates to a densitometer capable of measuring the absorbance of a substance to be measured distributed two-dimensionally.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気泳動ゲルなどの支持体に展開される
試料スポットの濃度を計測するデンシトメータは、従
来、例えば、特開昭56−46448号公報に記載され
ているように、照射光を試料スポットの展開方向にスキ
ャンして、透過光を測定し、スキャンストローク毎に、
試料スポットがある部分と支持体だけの部分との吸光度
の違いによるピーク値の相対測定を行うことにより、当
該試料または当該物質の濃度を測定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a densitometer for measuring the concentration of a sample spot spread on a support such as an electrophoresis gel has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-46448. Scan in the spot development direction, measure the transmitted light, and at each scan stroke,
The concentration of the sample or the substance is measured by performing relative measurement of the peak value based on the difference in absorbance between the portion having the sample spot and the portion of the support alone.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような透
過光を測定する方法によるデンシトメータでは、ナイロ
ン膜やニトロセルロース膜などの反射が強い支持体に展
開されている当該試料または当該物質の吸光度(濃度)
は、正確な測定をすることができない。
However, in a densitometer based on such a method of measuring transmitted light, the absorbance of the sample or the substance spread on a highly reflective support such as a nylon film or a nitrocellulose film is used. concentration)
Cannot make accurate measurements.

【0004】また、反射光を利用して吸光度(濃度)を
測定するデンシトメータでは、受光側の光軸が試料面に
よる反射光の主軸となるため、背景ノイズが大きくな
る。このため、蛍光色素などで試料を標識して蛍光信号
を測定する蛍光物質の濃度分布パターンの読み取りの場
合には、ノイズが大きく、測定感度が上げにくいという
問題がある。このように測定感度が上げられないので、
微弱な蛍光が測定できないという問題も存在している。
In a densitometer for measuring absorbance (density) using reflected light, the background optical axis becomes large because the optical axis on the light receiving side is the main axis of the light reflected by the sample surface. Therefore, when reading a concentration distribution pattern of a fluorescent substance, which measures a fluorescence signal by labeling a sample with a fluorescent dye or the like, there is a problem that noise is large and measurement sensitivity is difficult to increase. Since the measurement sensitivity cannot be increased in this way,
There is also a problem that weak fluorescence cannot be measured.

【0005】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、本発明の目的は、試料の吸光
度の分布を計測するデンシトメータにおいて、測定感度
が高く、2次元に分布している測定対象物質の吸光度の
測定も可能なデンシトメータを提供することにある。
An object of the present invention is to solve such a problem. An object of the present invention is to provide a densitometer for measuring the distribution of absorbance of a sample, which has a high measurement sensitivity and a two-dimensional distribution. An object of the present invention is to provide a densitometer capable of measuring the absorbance of a substance to be measured.

【0006】また、本発明の他の目的は、2次元的に分
布している測定対象物質の吸光度を測定でき、蛍光物質
の分布パターンの読み取りにも利用できるデンシトメー
タを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a densitometer which can measure the absorbance of a substance to be measured distributed two-dimensionally and can be used for reading a distribution pattern of a fluorescent substance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の第1の特徴とするデンシトメータ
は、光散乱性を有する試料支持体に試料を吸着または付
着させ、当該試料をそのまま、あるいは試料に特定の物
質を用いて染色または標識し、照射光を前記試料支持体
に走査して照射し、前記試料支持体および試料からの反
射光を測定し、該試料または該物質の吸光度を測定する
デンシトメータであって、照射光を発光する光源と、照
射光の光軸を振って前記試料支持体の厚み方向に照射光
を走査する光走査機構と、照射光の光軸とは異なる方向
に受光面を設定し、かつ前記試料支持体に対して照射光
を照射する側に配置して、受光経路との空間的位置関係
により試料支持体および試料からの散乱光を選択的に受
光する受光部と、受光部で受光した光信号を光電変換
し、電気信号を出力する光電変換部と、光電変換部から
の電気信号に対して光走査機構による照射光の走査と対
応してデータを取得するデータ取得部と、取得したデー
タにより試料の吸光度を算出するデータ処理部を備える
ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a densitometer according to the first aspect of the present invention comprises a sample support adsorbing or attaching to a sample support having light scattering properties.
The sample is dyed or labeled as it is or using a specific substance on the sample, and the irradiation light is applied to the sample support.
And irradiate the sample with the sample support and the sample from the sample support.
Shako measured, a <br/> den citrate meter measuring the absorbance of the sample or substance, a light source for emitting the illumination light, the thickness direction of the waving optical axis of irradiation light the sample support Irradiation light
A light scanning mechanism that scans the light, sets a light receiving surface in a direction different from the optical axis of the irradiation light, and irradiates the sample support with irradiation light
Arranged on the side of irradiating a light receiving unit for selectively receiving scattered light from the sample support and sample by the spatial positional relationship between the light-receiving path, and photoelectrically converts an optical signal received by the light receiving portion, the electrical A photoelectric conversion unit that outputs a signal, a data acquisition unit that acquires data corresponding to scanning of irradiation light by an optical scanning mechanism with respect to the electric signal from the photoelectric conversion unit, and calculates the absorbance of the sample based on the acquired data. A data processing unit is provided.

【0008】また、本発明の第2の特徴とするデンシト
メータは、光散乱性を有する試料支持体に試料を吸着ま
たは付着させ、当該試料をそのまま、あるいは試料に特
定の物質を用いて染色または標識し、照射光を前記試料
支持体に走査して照射し、前記試料支持体からの反射光
を測定し、該試料または該物質の吸光度を測定するデン
シトメータであって、照射光を発光する光源と、照射光
の光軸を振って前記試料支持体の厚み方向に照射光を走
査する光走査機構と、照射光の光軸とは異なる方向に受
光面を設定し、かつ前記試料支持体に対して照射光を照
射する側に配置して、受光部の光軸は照射光の光軸に対
して試料面において交わり、受光経路との空間的位置関
係により試料支持体および試料からの散乱光を選択的に
受光する受光部と、受光部で受光した光信号を光電変換
し、電気信号を出力する光電変換部と、光電変換部から
の電気信号に対して照射光の走査と対応して増幅し、電
気信号からデータを取得するデータ取得部と、取得した
データにより試料の吸光度を算出するデータ処理部を備
えたことを特徴とする。
Further, a densitometer according to a second feature of the present invention is a method in which a sample is adsorbed on a sample support having light scattering properties.
Others deposited, staining or labeling the sample as such or with a specific substance in the sample, the illumination light sample
Scanning and irradiating the support, reflected light from the sample support
To measure the absorbance of the sample or the substance.
A citrate meter, a light source for emitting the illumination light, the irradiation light
Irradiating light in the thickness direction of the sample support by shaking the optical axis of
An optical scanning mechanism to be inspected, a light receiving surface set in a direction different from the optical axis of the irradiation light, and irradiation of the sample support with the irradiation light.
Arranged on the side of morphism, selectively receiving scattered light from the intersection optical axis of the light receiving portion in the sample surface with respect to the optical axis of the irradiation light, a sample support by the spatial positional relationship between the light receiving path and the sample a light receiving unit for photoelectrically converts the optical signal received by the light receiving unit, and a photoelectric conversion unit that outputs an electric signal, and amplified in correspondence with the scanning of the irradiation light to the electric signal from the photoelectric conversion unit, an electric A data acquisition unit for acquiring data from a signal and a data processing unit for calculating the absorbance of a sample based on the acquired data are provided.

【0009】また、本発明の第3の特徴とするデンシト
メータにおいて、光源はレーザであり、前記試料を染色
または標識する物質は、クマシーブリリアントブルーま
たはその類似体、アミドブラックまたは銀染色、または
金コロイド染色の少なくとも1つを用いることを特徴と
する。
In the densitometer according to a third aspect of the present invention, the light source is a laser, and the substance for staining or labeling the sample is Coomassie brilliant blue or an analog thereof, amide black or silver stain, or gold colloid. It is characterized in that at least one of the dyeings is used.

【0010】[0010]

【0011】また、本発明の第4の特徴とするデンシト
メータにおいては、光散乱性を有する試料支持体に吸着
または付着させた試料に標識した蛍光物質を照射光によ
り励起し、蛍光を発光させて、試料および試料支持体か
らの散乱光を測定し、その吸光度の分布を測定して試料
の発光する蛍光パターンの読み取りを行うことを特徴と
する。
Further, in a densitometer according to a fourth aspect of the present invention, the densitometer adsorbs to a sample support having light scattering properties.
Alternatively, the fluorescent substance labeled on the attached sample
Excitation and emission of fluorescent light
These scattered lights are measured, and the absorbance distribution is measured.
And reading a fluorescent pattern that emits light .

【0012】[0012]

【作用】このような特徴を有するデンシトメータにおい
ては、光源が照射光を発光すると、光走査機構が、光源
からの照射光の光軸を振って試料を付着させた試料支持
体の厚み方向に照射光を走査する。受光部は、試料およ
び試料支持体からの反射光を測定するため、照射光の光
軸とは異なる方向に受光面を設定し、かつ前記試料支持
体に対して照射光を照射する側に配置しており、受光経
路との空間的位置関係により試料および試料支持体から
の散乱光を選択的に受光する。光電変換部は、受光部で
受光した光信号を光電変換して、電気信号を出力する。
電気信号が出力されると、データ取得部が、光電変換部
からの電気信号に対して照射光の走査と対応してデータ
を取得する。そして、データ処理部が、取得したデータ
により試料の吸光度を算出する。このようにして、光散
乱性を有する試料支持体に試料を吸着または付着させ、
当該試料をそのまま、あるいは試料に特定の物質を用い
て染色または標識し、照射光を前記試料支持体に走査し
て照射し、前記試料支持体からの反射光(散乱光)を測
定し、該試料または該物質の吸光度を測定する。
In the densitometer having such a feature, when the light source emits irradiation light, the light scanning mechanism swings the optical axis of the irradiation light from the light source to attach the sample to the sample support.
The irradiation light is scanned in the thickness direction of the body . The light-receiving unit, sample Hoyo
In order to measure the reflected light from the sample support and the sample support, set the light receiving surface in a direction different from the optical axis of the irradiation light , and
It is arranged on the side that irradiates the body with irradiation light, and selectively receives scattered light from the sample and the sample support according to the spatial positional relationship with the light receiving path. The photoelectric conversion unit photoelectrically converts an optical signal received by the light receiving unit and outputs an electric signal.
When the electric signal is output, the data acquisition unit acquires data corresponding to the scanning of the irradiation light with respect to the electric signal from the photoelectric conversion unit. Then, the data processing unit calculates the absorbance of the sample based on the acquired data. In this way, the light scattering
Adsorbing or adhering the sample to a sample support having disturbance,
The sample is stained or labeled as it is or with a specific substance, and the irradiated light is scanned on the sample support.
And irradiate the sample to measure the reflected light (scattered light) from the sample support.
And the absorbance of the sample or the substance is measured.

【0013】また、更に測定感度を上げるため、ここで
の受光部は、照射光の光軸とは異なる方向に受光面を設
定して、かつ試料面よりも光源側に配置し、受光部の光
軸は照射光の光軸に対して試料面において交わり、受光
経路の空間的位置関係により試料および試料支持体から
の散乱光を選択的に受光するように構成する。また、こ
こでのデータ取得部は、光電変換部からの電気信号に対
して照射光の走査と対応して増幅し、順次に電気信号か
らデータを取得するように構成される。
Further, in order to further increase the measurement sensitivity, the light receiving portion here is set with a light receiving surface in a direction different from the optical axis of the irradiation light, and is arranged closer to the light source than the sample surface. The optical axis intersects the optical axis of the irradiation light on the sample surface, and is configured to selectively receive scattered light from the sample and the sample support according to the spatial positional relationship of the light receiving path. Further, the data acquisition unit here is configured to amplify the electric signal from the photoelectric conversion unit in correspondence with the scanning of the irradiation light, and sequentially acquire data from the electric signal.

【0014】このデンシトメータにおいて、光源として
レーザを用い、試料を染色または標識する物質は、クマ
シーブリリアントブルー(Coomassie Bri
lliant Blue)またはその類似体、アミドブ
ラック(Amido Black 10B)または銀染
色、または金コロイド染色の少なくとも1つを用いる。
これにより、高い感度で試料の吸光度を測定できる。
In this densitometer, as a light source
The substance that stains or labels the sample using a laser is Coomassie Britain.
liant Blue) or an analog thereof, Amido Black 10B or silver staining, or colloidal gold staining.
Thus, the absorbance of the sample can be measured with high sensitivity.

【0015】[0015]

【0016】更に、このデンシトメータを用いて、蛍光
パターンを測定する場合には、試料を蛍光物質で標識し
その蛍光物質を励起して蛍光を発光させて、発光する蛍
光パターンを、試料の吸光度の分布を測定することによ
り読み取る。
Further, when a fluorescence pattern is measured using this densitometer, the sample is labeled with a fluorescent substance, the fluorescent substance is excited to emit fluorescence, and the emitted fluorescent pattern is compared with the absorbance of the sample. Read by measuring the distribution.

【0017】このように、本発明のデンシトメータにお
いては、試料を照射するための照射光が光源から発光さ
れ、光源からの発光は光走査機構により、測定試料の幅
方向に対して走査される。更に、試料台を照射光の走査
方向と垂直の方向に駆動することにより、吸光度分布の
2次元測定が可能となる。この場合の試料台の駆動に関
しては、照射光のスポット径よりも狭いステップで制御
することにより、試料の分布に対して漏れなく測定する
ことができる。
As described above, in the densitometer of the present invention, irradiation light for irradiating the sample is emitted from the light source, and the light emitted from the light source is scanned in the width direction of the measurement sample by the optical scanning mechanism. Further, by driving the sample stage in a direction perpendicular to the scanning direction of the irradiation light, two-dimensional measurement of the absorbance distribution becomes possible. In this case, by controlling the driving of the sample stage in steps smaller than the spot diameter of the irradiation light, it is possible to measure the distribution of the sample without omission.

【0018】照射光による試料面からの散乱光の受光
は、光軸方向とは異なる方向に試料の幅分の受光面を1
次元上に設定することにより、選択的に受光される。受
光した光は集光されて光電変換部へと取り込まれ、電気
信号に変換され、変換された電気信号は、照射光の走査
と対応して積分動作を行う増幅器により感度よく効率的
に増幅される。
Receiving the scattered light from the sample surface due to the irradiation light is performed by setting the light receiving surface corresponding to the width of the sample in one direction different from the optical axis direction.
By setting on the dimension, light is selectively received. The received light is condensed and taken into the photoelectric conversion unit, converted into an electric signal, and the converted electric signal is efficiently and efficiently amplified by an amplifier that performs an integrating operation corresponding to the scanning of the irradiation light. You.

【0019】また、データ処理部により取得したデータ
から試料の吸光度を算出する場合、試料または物質の濃
度を測定するにあたっては、濃度が既知である試料また
は物質の散乱光による測定結果に対して、相対的な測定
として試料、物質の濃度を測定する。吸光度測定に関し
ては、光散乱性を有する試料支持体として用いるニトロ
セルロース膜や、ナイロン膜などの薄膜の支持体に試料
スポットがある場合、支持体だけでの散乱光に対して試
料スポットを含む場合の散乱光は、試料の吸収により散
乱光が異なるので、物質固有の吸光係数によって相対的
な吸収度を測定する。なお、該試料あるいは該物質を特
定の物質を用いて染色した場合でも同様に、該試料ある
いは該物質の吸収度を測定する。
When the absorbance of a sample is calculated from the data obtained by the data processing unit, when measuring the concentration of the sample or the substance, the measurement result of the scattered light of the sample or the substance whose concentration is known is As a relative measurement, the concentration of a sample or substance is measured. Regarding absorbance measurement, when the sample spot is on a thin film support such as a nitrocellulose membrane or nylon membrane used as a sample support having light scattering properties, when the sample spot is included for scattered light from the support alone Since the scattered light varies depending on the absorption of the sample, the relative absorbance is measured by the extinction coefficient specific to the substance. Even when the sample or the substance is stained with a specific substance, the absorbance of the sample or the substance is measured in the same manner.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図1は本発明の一実施例にかかるデンシ
トメータの計測部本体の要部の構成を示すブロック図で
ある。図1において、5は試料部ユニット、8はデータ
処理装置、13は散乱光、21は光源、22は振動ミラ
ー、23は集光器、24は光電変換部、25は増幅器、
26はアナログ・ディジタル変換回路、27は制御回
路、28は記憶回路、29はインタフェース、30はミ
ラードライバ、31はレーザビームなどの照射光、32
は透過光を除去するための光トラップ、44は折り返し
ミラーである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a measuring unit main body of a densitometer according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 5 is a sample unit, 8 is a data processing device, 13 is scattered light, 21 is a light source, 22 is a vibrating mirror, 23 is a condenser, 24 is a photoelectric converter, 25 is an amplifier,
26 is an analog / digital conversion circuit, 27 is a control circuit, 28 is a storage circuit, 29 is an interface, 30 is a mirror driver, 31 is irradiation light such as a laser beam, 32
Is an optical trap for removing transmitted light, and 44 is a folding mirror.

【0021】まず、図1を参照して全体の動作の流れを
説明する。計測する試料を照射するための照射光31
は、光源21から発光され、ミラードライバ30で駆動
される振動ミラー22により、図の右左方向にスキャン
されながら折り返しミラー44に照射される。これによ
り、振動ミラー22でスキャンされた照射光31は、折
り返しミラー44によって反射された後、試料部5にお
いて図の左右方向にスキャンされながら厚み方向に照射
される。
First, an overall operation flow will be described with reference to FIG. Irradiation light 31 for irradiating the sample to be measured
Is emitted from the light source 21 and is irradiated on the turning mirror 44 while being scanned in the right and left directions in the figure by the vibrating mirror 22 driven by the mirror driver 30. Thus, the irradiation light 31 scanned by the vibration mirror 22 is reflected by the folding mirror 44 and then irradiated in the thickness direction while being scanned in the left and right directions in the drawing at the sample unit 5.

【0022】振動ミラー22によりスキャンされた照射
光31のスポット光の照射により、試料部5から発光す
る散乱光13は、集光器23を通して受光する。集光器
23においては、散乱光13を受光するため受光経路の
光軸が、試料部5を照射するスポット光の光軸とは異な
るように、光学レンズ系により受光経路の光学経路の空
間的位置関係を定めた光学経路が形成される。
The scattered light 13 emitted from the sample section 5 by the irradiation of the spot light of the irradiation light 31 scanned by the vibration mirror 22 is received through the condenser 23. In the condenser 23, the optical axis of the light receiving path is spatially changed by the optical lens system so that the optical axis of the light receiving path for receiving the scattered light 13 is different from the optical axis of the spot light irradiating the sample unit 5. An optical path defining a positional relationship is formed.

【0023】これにより、集光器23は試料部5の照射
面から発する散乱光13に対する感度を高めて、散乱光
13を集光する。集光器23で集光された散乱光13
は、更に集光レンズ,光学フィルタ,光電子増倍管によ
って構成される光電変換部24により光電変換されて、
電気信号が出力される。出力された電気信号は、増幅器
25に入力される。
As a result, the condenser 23 increases the sensitivity to the scattered light 13 emitted from the irradiation surface of the sample section 5 and collects the scattered light 13. Scattered light 13 condensed by condenser 23
Is further photoelectrically converted by a photoelectric conversion unit 24 including a condenser lens, an optical filter, and a photomultiplier,
An electric signal is output. The output electric signal is input to the amplifier 25.

【0024】増幅器25に入力された電気信号は、さら
に、増幅器25によって増幅され、アナログ・ディジタ
ル変換器(以下、A/D変換器と略称する)26に入力
される。A/D変換器26は、入力された電気信号をデ
ィジタルデータに変換する。ディジタルデータに変換さ
れた散乱光13に対応する検出信号のデータは、メモリ
28に記憶され、メモリ28に記憶されたデータがイン
タフェース29を通してデータ処理装置8に送られる。
そして、データ処理装置8において、信号処理のデータ
処理が行なわれる。このような一連の信号処理の全体の
制御は、制御回路27によって行われる。
The electric signal input to the amplifier 25 is further amplified by the amplifier 25 and input to an analog / digital converter (hereinafter, abbreviated as A / D converter) 26. The A / D converter 26 converts the input electric signal into digital data. The data of the detection signal corresponding to the scattered light 13 converted into digital data is stored in the memory 28, and the data stored in the memory 28 is sent to the data processing device 8 through the interface 29.
Then, data processing of signal processing is performed in the data processing device 8. The entire control of such a series of signal processing is performed by the control circuit 27.

【0025】ここでは、試料の吸光度(濃度)を測定す
るため、支持体に支持された計測対象の試料(物質)に
対して、照射光を照射し、試料部分の散乱光と支持体部
分の散乱光との測定を行い、支持体上での試料間の散乱
光の違いによる相対測定により試料の濃度を測定する。
このため、計測する試料を支持する支持体としては、様
々な支持体を用いた測定が可能となる。支持体上での試
料間の散乱光の違いによる相対測定により、試料の濃度
を測定するので、支持体の選択は重要である。例えば、
試料の支持体として、ナイロン膜やニトロセルロース膜
などの白色の薄膜フィルタを用いる場合、その透過率
(%)が10-4程度であり、ほとんどの光が散乱される
ので、これを考慮した測定が行なわれる。
Here, in order to measure the absorbance (concentration) of the sample, the sample (substance) to be measured supported by the support is irradiated with irradiation light, and the scattered light of the sample portion and the light of the support portion are irradiated. The scattered light is measured, and the concentration of the sample is measured by relative measurement based on the difference in scattered light between the samples on the support.
For this reason, measurement using various supports can be performed as a support for supporting the sample to be measured. The choice of the support is important because the concentration of the sample is measured by relative measurement based on the difference in scattered light between the samples on the support. For example,
When a white thin film filter such as a nylon membrane or a nitrocellulose membrane is used as a sample support, the transmittance (%) is about 10 -4 , and most of the light is scattered. Is performed.

【0026】また、電気泳動ゲルに関しては、例えば、
ポリアクリルアミドゲルでは、厚み0.35mmの面内に
おいて散乱されるのみであり、照射光に対して80〜9
0%が透過する。アガロースゲルでは、厚み5mm程度の
面内にて面方向に散乱されるので、50%程度の透過率
となる。このように、透過率が90%以下という広範囲
にわたる支持体に対しては、後述するような受光系の構
成とすることにより、測定感度よく試料の濃度測定を行
うことができる。
As for the electrophoresis gel, for example,
In the polyacrylamide gel, the light is scattered only in the plane having a thickness of 0.35 mm, and the irradiation light is 80 to 9%.
0% is transmitted. The agarose gel is scattered in a plane direction within a plane having a thickness of about 5 mm, and thus has a transmittance of about 50%. As described above, for a support having a wide range of transmittance of 90% or less, the concentration of a sample can be measured with high measurement sensitivity by using a light-receiving system as described below.

【0027】また、更に、複数の異なる試料に対して、
ニトロセルロース膜,ナイロン膜,電気泳動ゲルなどの
同一支持体を用いる場合においても、測定対象の試料に
対して、支持体と試料間の散乱光の違いにより試料の吸
光度を測定する。支持体を照射したときと、試料を照射
したときとでは、試料の物資固有の吸光係数による吸収
により散乱光が異なるので、物質の吸光係数に比例した
吸光度を異なる物質毎に支持体の相対値として測定する
ことができる。
Further, for a plurality of different samples,
Even when the same support such as a nitrocellulose membrane, a nylon membrane, and an electrophoresis gel is used, the absorbance of the sample to be measured is measured based on the difference in scattered light between the support and the sample. When the support is illuminated and when the sample is illuminated, the scattered light differs due to the absorption due to the specific extinction coefficient of the sample material. Can be measured as

【0028】さらに、試料を染色または標識した場合に
おいても、試料の吸光度、染色または標識した物質の吸
光度を測定することができる。試料の染色または標識す
る物質としては、銀染色、または金コロイド染色、また
はアミドブラック(Amido Black)、さらには、次の化学
式(化1)に示されるクマシーブリリンアントブルー
(Coomassie Brilliant Blue)またはその類似体の少な
くとも1つを用いる。
Further, even when the sample is stained or labeled, the absorbance of the sample and the absorbance of the stained or labeled substance can be measured. As a substance to be stained or labeled with a sample, silver stain, colloidal gold stain, or amido black (Amido Black), and Coomassie Brilliant Blue (Coomassie Brilliant Blue) represented by the following chemical formula 1 At least one of the analogs is used.

【化1】 Embedded image

【0029】更に、また、後述するような受光部と光電
変換部の構成とすることにより、試料を蛍光物質で標識
したものに対して、光電変換部での波長分離性を利用
し、蛍光物質の分布を測定することができる。これによ
り、蛍光強度を指標として試料の濃度を相対的に測定す
ることができる。なお、これらの測定においては、散乱
光の強度をディジタル値としてデータを取り込むことが
できるので、データ処理装置8により、必要に応じて画
像結果として得ることもでき、試料分布における散乱光
強度のピーク値などを表示したりと、様々なデータ処
理、データ表示を行うことができる。
Further, by adopting a configuration of a light receiving section and a photoelectric conversion section as described later, a fluorescent substance can be used for a sample labeled with a fluorescent substance by utilizing the wavelength separation property of the photoelectric conversion section. Can be measured. Thereby, the concentration of the sample can be relatively measured using the fluorescence intensity as an index. In these measurements, since the intensity of the scattered light can be taken in as a digital value, the data can be obtained as an image result by the data processor 8 if necessary, and the peak of the scattered light intensity in the sample distribution can be obtained. Various data processing and data display can be performed, such as displaying a value.

【0030】次に、照射光を試料部5の照射面に照射す
る光走査機構について説明する。図2は振動ミラーを用
いて照射光でスキャンする光走査機構を説明する図であ
り、図3は振動ミラーの回転角と照射光のスポット光の
移動距離の関係を説明する図である。ここでの光走査機
構では、試料部5と、光源21,振動ミラー22との配
置位置が、図2に示すような位置関係にあるため、例え
ば、振動ミラー22がミラードライバ30により等角速
度で振動するように駆動された場合、試料部5において
は、両端部での光スポットの移動速度が中央部(X=
0)の付近よりも速くなる。そのため、試料部5から検
出される感度は、中央部と端部とでは差が生ずることに
なる。これに対して、ここでの実施例では、試料部5の
照射面のスポット光の移動速度が等速となるように、振
動ミラーを駆動する速度を補正制御する。すなわち、ス
ポット光の位置Xに対するミラーの角度θの関係は、図
2に示すような関係となっており、振動ミラーの回転中
心と試料部5の中央部との距離Zを用いると、ミラー角
度θは次式で表される。 θ=arctan(X/Z) ここで、Zは振動ミラー22の回転中心から試料部5ま
での距離であり、Xは振動ミラー22の回転中心から試
料部5の照射面に垂線を下ろした点を原点とするゲルの
面方向の距離である。
Next, an optical scanning mechanism for irradiating the irradiation surface of the sample section 5 with irradiation light will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an optical scanning mechanism that scans with irradiation light using a vibration mirror, and FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the rotation angle of the vibration mirror and the moving distance of the spot light of irradiation light. In the optical scanning mechanism here, the arrangement positions of the sample unit 5, the light source 21, and the vibrating mirror 22 are in a positional relationship as shown in FIG. When the sample portion 5 is driven to vibrate, the moving speed of the light spot at both ends of the sample portion 5 is changed to the central portion (X =
It becomes faster than near 0). For this reason, the sensitivity detected from the sample part 5 is different between the center part and the end part. On the other hand, in this embodiment, the speed at which the vibrating mirror is driven is corrected and controlled so that the moving speed of the spot light on the irradiation surface of the sample unit 5 becomes constant. That is, the relationship between the position X of the spot light and the angle θ of the mirror is as shown in FIG. 2, and when the distance Z between the center of rotation of the vibrating mirror and the center of the sample unit 5 is used, the mirror angle θ θ is expressed by the following equation. θ = arctan (X / Z) where Z is the distance from the center of rotation of the vibrating mirror 22 to the sample unit 5, and X is the point at which a perpendicular is drawn from the center of rotation of the vibrating mirror 22 to the irradiation surface of the sample unit 5. Is the distance in the surface direction of the gel with respect to the origin.

【0031】なお、この種の光走査機構における回転角
と移動距離との間の関係を補正する方法としては、fθ
レンズを用いる方法があるが、fθレンズは高価であ
り、また、fθレンズを装着するため装置が重くなるの
で、ここでは、ミラードライバ30に振動ミラー22の
回転角速度を可変制御する制御回路を備え、光走査機構
の振動ミラー回転角と移動距離との間の補正を、振動ミ
ラー22の回転駆動速度の補正制御により行う。
As a method of correcting the relationship between the rotation angle and the moving distance in this type of optical scanning mechanism, fθ
Although there is a method using a lens, the fθ lens is expensive, and the apparatus for mounting the fθ lens becomes heavy, so here, the mirror driver 30 is provided with a control circuit for variably controlling the rotational angular velocity of the vibrating mirror 22. The correction between the rotation angle of the vibration mirror and the moving distance of the optical scanning mechanism is performed by the correction control of the rotational drive speed of the vibration mirror 22.

【0032】図4は、振動ミラーを回転駆動制御するミ
ラードライバの制御回路の要部の構成を示すブロック図
である。振動ミラーのアクチュエータとしてはガルバノ
メータスキャナを用いており、振動ミラーの回転角制御
は、回転角対応に比例した電圧を印加することによって
制御する。試料の照射面において照射光のスポット光が
等速で移動するためには、照射面の距離Xと時間tが比
例関係となるように制御すればよい。振動ミラーの回転
角θとスポット光の移動距離Xとの関係は、図3に示す
ような関係となっているので、図3のグラフの横軸を時
間軸、縦軸を電圧軸に対応させた電圧波形の信号を発生
させ、これを振動ミラーを駆動する駆動制御信号とす
る。このような駆動制御信号の発生は、ミラードライバ
30における制御回路(30a,30b,30c,30
d,30e)により行い、発生した駆動制御信号を振動
ミラー22のアクチュエータに供給して、振動ミラー2
2の駆動制御を行う。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part of a control circuit of a mirror driver for controlling the rotational driving of the oscillating mirror. A galvanometer scanner is used as an actuator of the oscillating mirror, and the rotation angle of the oscillating mirror is controlled by applying a voltage proportional to the rotation angle. In order for the spot light of the irradiation light to move at a constant speed on the irradiation surface of the sample, the distance X of the irradiation surface and the time t may be controlled so as to be in a proportional relationship. Since the relationship between the rotation angle θ of the vibrating mirror and the moving distance X of the spot light is as shown in FIG. 3, the horizontal axis of the graph of FIG. 3 corresponds to the time axis, and the vertical axis corresponds to the voltage axis. A signal having the generated voltage waveform is generated, and is used as a drive control signal for driving the vibrating mirror. Generation of such a drive control signal is performed by a control circuit (30a, 30b, 30c, 30) in the mirror driver 30.
d, 30e), the generated drive control signal is supplied to the actuator of the vibrating mirror 22,
2 is performed.

【0033】ミラードライバ30は、図4に示すよう
に、関数波形を記憶した読み出し専用メモリ30aと、
読み出した関数波形のデータを電圧信号に変換するデジ
タル・アナログ変換回路30bと、変換された電圧信号
を増幅して駆動制御信号として出力するドライバ30c
と、メモリに対し時系列的に読み出しアドレスを与える
カウンタ30dと、カウンタにクロック信号を与える発
振回路30eとから構成される。
As shown in FIG. 4, the mirror driver 30 includes a read-only memory 30a storing function waveforms,
A digital / analog conversion circuit 30b for converting the read data of the function waveform into a voltage signal, and a driver 30c for amplifying the converted voltage signal and outputting it as a drive control signal
And a counter 30d for providing a read address to the memory in time series, and an oscillation circuit 30e for providing a clock signal to the counter.

【0034】計測部本体の制御回路27からの指示によ
り、発振回路30eが動作し、発振回路30eからのク
ロック信号がカウンタ30dに入力され、カウンタ30
dはクロック信号をカウントし、読み出し専用メモリ3
0aに供給する読み出しアドレスを時系列的に発生す
る。カウンタ30dから順次に発生される読み出しアド
レスが時系列的に読み出し専用メモリ30aに供給され
ると、読み出し専用メモリ30aからは予め記憶されて
いる関数波形のデータが順次に読み出される。この例で
は関数データのビット数は、12ビットとしている。読
み出された関数データは、ディジタル・アナログ変換回
路30bにおいて振動ミラーの回転角を制御するアナロ
グ信号の電圧信号に変換される。この電圧信号は、ドラ
イバ30cにおいてステップ状のノイズをフィルタリン
グで除去し、更に電力増幅して、駆動制御信号として、
振動ミラー22に供給される。これにより、試料面の照
射光のスポット光の移動速度(スキャン速度)が一定と
なるような所望の回転角速度で振動ミラーを振動させる
ことができる。
The oscillating circuit 30e operates according to an instruction from the control circuit 27 of the measuring section main body, and a clock signal from the oscillating circuit 30e is input to the counter 30d.
d counts the clock signal, and the read only memory 3
A read address to be supplied to 0a is generated in time series. When the read addresses sequentially generated from the counter 30d are supplied in time series to the read-only memory 30a, the data of the function waveform stored in advance is sequentially read from the read-only memory 30a. In this example, the number of bits of the function data is 12 bits. The read function data is converted into a voltage signal of an analog signal for controlling the rotation angle of the oscillating mirror in the digital / analog conversion circuit 30b. This voltage signal removes the step-like noise by filtering in the driver 30c, further amplifies the power, and as a drive control signal,
It is supplied to the vibrating mirror 22. Thereby, the vibrating mirror can be vibrated at a desired rotation angular velocity such that the moving speed (scan speed) of the spot light of the irradiation light on the sample surface is constant.

【0035】なお、ここでのスキャン速度は、対数的に
ほぼ等分となるように0.5Hz,1Hz,2Hz,5Hz,10Hz,20
Hz,50Hz,100Hz,および200Hzの各速度で可変できる構
成とされている。制御回路27からミラードライバ30
に対し、スキャン速度の指示データが送られると、カウ
ンタ30dおよび発振回路30eを制御して、所望のス
キャン速度で振動ミラー22を駆動させる。
The scan speed here is 0.5 Hz, 1 Hz, 2 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz so as to be approximately logarithmically equal.
It is configured to be able to change at each speed of Hz, 50 Hz, 100 Hz, and 200 Hz. From the control circuit 27 to the mirror driver 30
On the other hand, when the instruction data of the scan speed is sent, the counter 30d and the oscillation circuit 30e are controlled to drive the vibration mirror 22 at a desired scan speed.

【0036】図5は集光器および光電変換部の光学系の
構成を示す図である。試料部5においてサンプルを蛍光
標識して電気泳動した電気泳動ゲル中の試料の散乱光を
受光する場合を例にして説明する。ここでの計測部本体
は、試料を注入したゲルをガラス板で挾んで電気泳動し
た後、ガラス板ごと測定することができるように構成さ
れている。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the optical system of the condenser and the photoelectric conversion unit. An example will be described in which the sample section 5 receives a scattered light of the sample in the electrophoresis gel in which the sample is fluorescently labeled and electrophoresed. The main body of the measuring section here is configured so that the gel in which the sample has been injected is sandwiched between glass plates and subjected to electrophoresis, and then the measurement can be performed for the entire glass plate.

【0037】泳動部分のゲル5aは、ゲル支持体である
ガラス板5b,5cに挾まれて支持されている。照射光
31が照射されると、この照射光31は、ゲル支持体5
c,ゲル5aおよびゲル支持体5bを厚み方向に透過
し、ゲル5aに到達する。ゲル5aにおいては、その厚
み方向に照射光31が進行する。ゲル支持体5b,5c
およびゲル5aの厚みは、それぞれ約5mmおよび約
0.35mmとなっており、ゲル支持板5b,5cおよ
びゲル5aの厚み方向に照射される照射光31は、試料
部5のどの位置においてもゲルに到達する光の強度は概
ね等しい。また、ゲル5aおよびゲル支持体5b,5c
の光入射面において、発生する光散乱による照射光31
の広がり,強度減少も、厚み方向に面に対し垂直に励起
光を入射しているため、大幅に少なくなる。なお、ゲル
5aを透過した照射光31は、迷光として悪影響を与え
ないように光トラップ32に入り減衰させられる。
The gel 5a of the electrophoresis portion is supported by being sandwiched between glass plates 5b and 5c serving as gel supports. When the irradiation light 31 is irradiated, the irradiation light 31
c, penetrates the gel 5a and the gel support 5b in the thickness direction and reaches the gel 5a. In the gel 5a, the irradiation light 31 travels in the thickness direction. Gel support 5b, 5c
The thickness of the gel 5a is about 5 mm and the thickness of the gel 5a is about 0.35 mm, respectively. Are approximately equal in intensity. Also, the gel 5a and the gel supports 5b, 5c
Irradiation light 31 due to generated light scattering on the light incident surface of
The spread and the decrease in intensity are greatly reduced because the excitation light is incident perpendicularly to the plane in the thickness direction. The irradiation light 31 that has passed through the gel 5a enters the optical trap 32 and is attenuated so as not to have any adverse effect as stray light.

【0038】このように、照射光31がスキャンされる
ことによって、照射光31がゲル5aに照射され、この
照射光(蛍光の励起光)の光照射によりゲル5a内から
発生する蛍光は、励起光自体による散乱光などと共に集
光器23で集光される。ゲル支持体5b,5cにおいて
発生する散乱光は、図5に示すように光学経路を構成す
ることにより、受光経路の空間的位置関係により幾何光
学的に分離され、ゲルからの蛍光のみが取り出されて光
電変換部24に送られる。
As described above, the scanning of the irradiation light 31 irradiates the gel 5a with the irradiation light 31, and the fluorescence generated from inside the gel 5a by the irradiation of the irradiation light (fluorescence excitation light) is excited. The light is collected by the light collector 23 together with the light scattered by the light itself. The scattered light generated in the gel supports 5b and 5c is geometrically and optically separated by forming an optical path as shown in FIG. 5 by the spatial positional relationship of the light receiving path, and only the fluorescence from the gel is extracted. And sent to the photoelectric conversion unit 24.

【0039】光電変換部24においては、ゲル内におい
て発生する散乱光と蛍光とが光学フィルタを用いて分離
され、光電子増倍管により微弱な蛍光が電気信号に変換
される。集光器23の光学経路の構成は、光入射口を1
つにまとめた光ファイバアレイ23bにより、光電変換
器24に導入される。
In the photoelectric conversion unit 24, scattered light and fluorescence generated in the gel are separated using an optical filter, and weak fluorescence is converted into an electric signal by the photomultiplier. The configuration of the optical path of the condenser 23 is such that the light entrance is one.
The combined optical fiber array 23b is introduced into the photoelectric converter 24.

【0040】集光器23および光電変換部24における
光学系の構成を図5により説明すると、集光器23は、
図5に示すように、試料部5のゲル5aからの蛍光およ
びゲル支持体5b,5cから発生する励起光の散乱光
を、シリンドリカルレンズ23aで受けて集光するよう
に光学経路が構成されている。
The configuration of the optical system in the condenser 23 and the photoelectric conversion unit 24 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, an optical path is configured so that the fluorescence from the gel 5a of the sample section 5 and the scattered light of the excitation light generated from the gel supports 5b and 5c are received by the cylindrical lens 23a and collected. I have.

【0041】図5を参照すると、試料部5からの蛍光お
よびゲル支持体5b,5cから発生する励起光の散乱光
は、シリンドリカルレンズ23aに到達して、散乱光お
よび蛍光が、図示するように、シリンドリカルレンズ2
3aによりその反対側において結像する。図中のA点
は、ゲル5aからの蛍光およびゲル5aから発生する励
起光の散乱光に対する焦点である。また、ゲル支持体5
b,5cの光入射面の表面において発生する励起光の散
乱光の場合、例えば、ゲル支持体5cの表面からの散乱
光の場合、図中のA′点に結像する。ここで光ファイバ
アレイ23bは、光の入射口をゲル5aからの蛍光のみ
を受光するように、その結像点Aの位置に配設すること
で、受光経路の空間的位置関係により幾何光学的に、蛍
光をゲル支持体からの散乱光と分離する。
Referring to FIG. 5, the fluorescent light from the sample section 5 and the scattered light of the excitation light generated from the gel supports 5b and 5c reach the cylindrical lens 23a, and the scattered light and the fluorescent light are , Cylindrical lens 2
3a forms an image on the opposite side. Point A in the figure is the focus for the fluorescence from the gel 5a and the scattered light of the excitation light generated from the gel 5a. Also, the gel support 5
In the case of the scattered light of the excitation light generated on the surfaces of the light incident surfaces b and 5c, for example, in the case of the scattered light from the surface of the gel support 5c, an image is formed at point A 'in the figure. Here, the optical fiber array 23b is disposed at the position of the image forming point A so that only the fluorescence from the gel 5a is received at the entrance of the light, so that the optical fiber array 23b is geometrically optically formed by the spatial positional relationship of the light receiving path. Next, the fluorescence is separated from the scattered light from the gel support.

【0042】光ファイバアレイの入射口(A点)により
集光された蛍光は、ファィバアレイ23の光ファイバ内
に導かれて、各々に光ファイバが束ねられた光出射口か
ら光電変換部24に供給される。光電変換部24に入力
された蛍光は、第1のレンズ24a,絞り24b,第2
のレンズ24cを用いて平行成分のみを取り出し、光学
フィルタ24dに入射される。そして、光学フィルタ2
4dにより散乱光の成分を除き、更に、第3レンズ24
eで集光して、光電子増倍管24fに導き、検出された
蛍光を電気信号に変換する。
The fluorescent light collected by the entrance (point A) of the optical fiber array is guided into the optical fibers of the fiber array 23 and supplied to the photoelectric conversion unit 24 from the light exits where the optical fibers are bundled. Is done. The fluorescence input to the photoelectric conversion unit 24 is transmitted to the first lens 24a, the aperture 24b, and the second lens 24a.
Only the parallel component is extracted using the lens 24c, and is incident on the optical filter 24d. And the optical filter 2
4d, the scattered light component is removed, and the third lens 24
The light is condensed by e, guided to the photomultiplier tube 24f, and the detected fluorescence is converted into an electric signal.

【0043】光電変換部24では、光学フィルタ24d
の波長分離性を向上させるために入射する光を、第2の
レンズにより平行光成分のみとし、光学フィルタ24d
に直角に入射させる。そして、光学フィルタ24dによ
りゲル内において発生する励起光の散乱光を分離して、
信号対雑音比を向上させて、第3のレンズ24eで集光
して光電子増倍管24fに導く。
In the photoelectric conversion unit 24, an optical filter 24d
The incident light for improving the wavelength separation property of the optical filter 24d is converted into only a parallel light component by the second lens, and the optical filter 24d
At a right angle. Then, the scattered light of the excitation light generated in the gel is separated by the optical filter 24d,
The signal-to-noise ratio is improved, and the light is condensed by the third lens 24e and guided to the photomultiplier tube 24f.

【0044】このようにして、蛍光が受光されて集光さ
れ、光学フィルタにより散乱光が除去された後、光電子
増倍管24fに導かれた蛍光は、光電子増倍管24fに
より電気信号に変換されて出力される。光電子増倍管2
4fから出力された電気信号は、増幅器25に入力され
る。そして、増幅器25において、微弱な信号が積分回
路を含む増幅段で十分に増幅される。
After the fluorescent light is received and condensed as described above and the scattered light is removed by the optical filter, the fluorescent light guided to the photomultiplier tube 24f is converted into an electric signal by the photomultiplier tube 24f. Is output. Photomultiplier tube 2
The electric signal output from 4f is input to the amplifier 25. Then, in the amplifier 25, the weak signal is sufficiently amplified by the amplification stage including the integration circuit.

【0045】ところで、ナイロン膜やニトロセルロース
膜などの薄膜フィルタを支持体に用いた測定を行う場合
には、前述した電気泳動ゲルの測定の場合においてゲル
5aに替えて、試料を吸着させた支持体の薄膜フィルタ
を挟んでやればよい。この場合、照射光31の照射に対
して薄膜フィルタからの光は、ほとんど反射光となる
が、前述したような受光面(A)の設定により、受光面
の光軸が反射光の主軸とは異なるので、受光面では直接
的に反射光を受光することはなく、ノイズを抑えて十分
な検出感度が得られる。
When a measurement is performed using a thin film filter such as a nylon membrane or a nitrocellulose membrane as the support, the gel 5a is used instead of the gel 5a in the above-described measurement of the electrophoresis gel, and the support on which the sample is adsorbed is used. What is necessary is just to sandwich a body thin film filter. In this case, the light from the thin-film filter is almost reflected light with respect to the irradiation of the irradiation light 31. However, by setting the light receiving surface (A) as described above, the optical axis of the light receiving surface is different from the main axis of the reflected light. Since the light receiving surface is different, the light receiving surface does not directly receive the reflected light, and a sufficient detection sensitivity can be obtained by suppressing noise.

【0046】また、この場合、電気泳動ゲルに標識され
た試料の蛍光パターンを読み取る場合と同様に、試料部
5の支持体5b,5cとしてはガラス板を用いている
が、支持体5b,5cによる反射の散乱光は、シリンド
ルカルレンズ23aにより取り除かれ、また、薄膜フィ
ルタ上での試料の散乱光の波長に合せて、光学フィルタ
24dを変えることにより、そのままサンプルの濃度ま
たは吸光度などの相対測定をすることができる。更に、
このような薄膜フィルタの支持体においても吸光度を測
定することができ、サンプルを蛍光標識したものに対し
ても、濃度または吸光度などを測定することができる。
In this case, as in the case of reading the fluorescence pattern of the sample labeled on the electrophoresis gel, glass plates are used as the supports 5b and 5c of the sample portion 5, but the supports 5b and 5c The scattered light reflected by the sample is removed by the cylindrical lens 23a, and by changing the optical filter 24d in accordance with the wavelength of the scattered light of the sample on the thin film filter, the relative light such as the concentration or absorbance of the sample is directly changed. You can make measurements. Furthermore,
The absorbance can be measured even on the support of such a thin film filter, and the concentration, the absorbance, and the like can be measured even on a sample obtained by fluorescently labeling a sample.

【0047】図6は、積分回路を含む増幅器の構成を示
す回路図である。この計測部本体の増幅器25には、図
6に示すように、前段に演算増幅器25aで構成される
積分回路が設けられ、次段に演算増幅器25bで構成さ
れる出力増幅回路が備えられて、積分増幅段を構成して
いる。光電子増倍管24fからの電気信号は、演算増幅
器25aに入力される。演算増幅器25aは、コンデン
サ25cおよび積分動作を制御するスイッチ25dと共
に積分回路を構成しており、積分回路の出力は、後続す
る演算増幅器25bに入力され、外付抵抗で決まるゲイ
ンでの増幅を行い、次に続くアナログデジタル変換回路
に送られる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an amplifier including an integrating circuit. As shown in FIG. 6, the amplifier 25 of the main body of the measuring section is provided with an integrating circuit composed of an operational amplifier 25a at the preceding stage, and an output amplifier circuit composed of the operational amplifier 25b at the next stage. It constitutes an integral amplification stage. The electric signal from the photomultiplier tube 24f is input to the operational amplifier 25a. The operational amplifier 25a constitutes an integrating circuit together with the capacitor 25c and the switch 25d for controlling the integrating operation. The output of the integrating circuit is input to the subsequent operational amplifier 25b and amplifies the output at a gain determined by an external resistor. Is sent to the next analog-to-digital conversion circuit.

【0048】次に、このように構成される積分回路を含
む増幅器25における動作を、図7のタイミングチャー
トを参照して説明する。光電変換部24の光電子増倍管
24fの出力は非常に大きな出力インピーダンスを有す
るため、ほぼ電流源と見なすことができる。また、演算
増幅器25aには、FET(電界効果トランジスタ)入
力型の高入力インピーダンスのものが用いられており、
スイッチ25dがオフ状態になっていると、光電子増倍
管24fの出力電流ipは、そのまま全部がコンデンサ
25cを流れる電流となる。この電流により、演算増幅
器25aの出力電圧は、図7に示すように、ランプ関数
状の出力となる。この増幅器25の積分動作では、1画
素に相当する時間だけ積分して、アナログ・ディジタル
変換回路26内にある標本化回路がS/Hクロックのタ
イミングに合せて、サンプリングし、そのままホールド
し、アナログ・デジタル変換回路26においてデジタル
信号に変換する。
Next, the operation of the amplifier 25 including the integrating circuit thus configured will be described with reference to the timing chart of FIG. Since the output of the photomultiplier tube 24f of the photoelectric conversion unit 24 has a very large output impedance, it can be almost regarded as a current source. The operational amplifier 25a has a high input impedance of FET (field effect transistor) input type.
When the switch 25d is turned off, the entire output current ip of the photomultiplier tube 24f becomes the current flowing through the capacitor 25c as it is. With this current, the output voltage of the operational amplifier 25a becomes a ramp function output as shown in FIG. In the integration operation of the amplifier 25, integration is performed for a time corresponding to one pixel, and a sampling circuit in the analog-to-digital conversion circuit 26 performs sampling in accordance with the timing of the S / H clock, holds it as it is, -The digital conversion circuit 26 converts the signal into a digital signal.

【0049】ホールドされた後は、スイッチ25dに加
えるC/D制御信号であるC/Dクロックをアクティブ
にすることにより、コンデンサ25cに蓄積した電荷を
放電する。以下、同様にして、このような1画素に相当
する時間だけの積分動作を繰り返す。このような演算増
幅器による積分回路を用いる増幅段は、抵抗とコンデン
サのみからなる疑似的な積分回路とは異なり、光電子増
倍管24fからの電荷は、ほぼ完全に積分することがで
きる。このため、高い信号対雑音比を得ることができ
る。また、積分時間についても、スイッチ25dに対す
るC/D制御信号のC/Dクロックを変えることで任意
に変えることができる。このため、総合的に微弱信号を
増幅する増幅度の調整が容易に行える。
After being held, the charge stored in the capacitor 25c is discharged by activating a C / D clock which is a C / D control signal applied to the switch 25d. Hereinafter, similarly, the integration operation for such a time corresponding to one pixel is repeated. An amplification stage using an integration circuit using such an operational amplifier differs from a pseudo integration circuit consisting only of a resistor and a capacitor, in that the charge from the photomultiplier tube 24f can be almost completely integrated. Therefore, a high signal-to-noise ratio can be obtained. Also, the integration time can be arbitrarily changed by changing the C / D clock of the C / D control signal for the switch 25d. Therefore, it is possible to easily adjust the degree of amplification for amplifying the weak signal comprehensively.

【0050】この例の場合には、図4に示したミラード
ライバ30のスキャン動作と同期させることにより、読
み取り試料の面積の大きさに合せて制御することが可能
であり、読み取りの無駄時間をなくすことができる。ま
た、試料からの蛍光の強度に合せて、照射光(励起光)
のスキャン速度と受光側の増幅器の積分時間を自由に設
定できるため、非常にフレキシブルな装置を構成するこ
とができる。
In the case of this example, by synchronizing with the scanning operation of the mirror driver 30 shown in FIG. 4, it is possible to control according to the size of the area of the sample to be read, and to reduce the dead time of reading. Can be eliminated. Irradiation light (excitation light) is adjusted according to the intensity of fluorescence from the sample.
Since the scan speed and the integration time of the light-receiving-side amplifier can be freely set, a very flexible device can be configured.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のデンシ
トメータによれば、試料スポットの状態に左右されるこ
となく、光走査機構により2次元測定が可能となり、受
光経路の空間的位置関係により試料および試料を付着さ
せた試料支持体からの散乱光を選択的に受光することに
より、試料の吸光度を測定することができる。また、本
発明のデンシトメータを用いることにより、吸光度の測
定の他にも試料を蛍光標識した蛍光物質の分布を測定す
ることができる。
As described above, according to the densitometer of the present invention, two-dimensional measurement can be performed by the optical scanning mechanism without depending on the state of the sample spot, and the spatial position of the light receiving path can be measured. Sample and sample adhered
By selectively receiving the scattered light from the sample support , the absorbance of the sample can be measured. In addition, by using the densitometer of the present invention, it is possible to measure the distribution of a fluorescent substance in which a sample is fluorescently labeled, in addition to the measurement of the absorbance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は本発明の一実施例にかかるデンシトメー
タの計測装置本体の主要部の構成を示すブロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a main part of a measuring apparatus main body of a densitometer according to one embodiment of the present invention;

【図2】図2は振動ミラーを用いて照射光でスキャンす
る光走査機構を説明する図、
FIG. 2 is a diagram illustrating an optical scanning mechanism that scans with irradiation light using a vibrating mirror;

【図3】図3は振動ミラーの回転角とレーザビームのス
ポット光の移動距離の関係を説明する図、
FIG. 3 is a diagram for explaining a relationship between a rotation angle of a vibrating mirror and a moving distance of a spot light of a laser beam;

【図4】図4は振動ミラーを回転駆動制御するミラード
ライバの制御回路の要部の構成を示すブロック図、
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a main part of a control circuit of a mirror driver that controls rotational driving of a vibrating mirror;

【図5】図5は集光器および光電変換部の光学系の詳細
な構成を示す図、
FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of an optical system of a condenser and a photoelectric conversion unit;

【図6】図6は積分回路を含む増幅器の回路構成を示す
回路図、
FIG. 6 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an amplifier including an integration circuit;

【図7】図7は増幅器の読み取り動作のタイミングを示
すタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart showing the timing of a read operation of the amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5…試料部ユニット 8…データ処理装置 13…散乱光 21…光源 22…振動ミラー 23…集光器 24…光電変換部 25…増幅器 26…アナログ・ディジタル変換回路 27…制御回路 28…記憶回路 29…インタフェース 30…ミラードライバ 31…レーザビーム 32…光トラップ 44…折り返しミラー 5 Sample Unit 8 Data Processor 13 Scattered Light 21 Light Source 22 Vibrating Mirror 23 Concentrator 24 Photoelectric Converter 25 Amplifier 26 Analog-to-Digital Conversion Circuit 27 Control Circuit 28 Storage Circuit 29 ... Interface 30 ... Mirror driver 31 ... Laser beam 32 ... Optical trap 44 ... Folding mirror

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奈須 永典 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−23795(JP,A) 特開 平2−242144(JP,A) 特開 平1−140067(JP,A) 特開 平3−295463(JP,A) 特表 昭61−502352(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01N 27/447 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Naganori Nasu 6-81 Onoecho, Naka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Within Hitachi Software Engineering Co., Ltd. (56) References JP-A-51-23795 (JP, A) JP-A-2-242144 (JP, A) JP-A-1-140067 (JP, A) JP-A-3-295463 (JP, A) JP-T-61-502352 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61 G01N 27/447

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光散乱性を有する試料支持体に試料を吸
着または付着させ、当該試料をそのまま、あるいは試料
に特定の物質を用いて染色または標識し、照射光を前記
試料支持体に走査して照射し、前記試料支持体および試
料からの反射光を測定し、該試料または該物質の吸光度
を測定するデンシトメータであって、 照射光を発光する光源と、 照射光の光軸を振って前記試料支持体の厚み方向に照射
光を走査する光走査機構と、 照射光の光軸とは異なる方向に受光面を設定し、かつ前
記試料支持体に対して照射光を照射する側に配置して、
受光経路との空間的位置関係により試料支持体および試
料からの散乱光を選択的に受光する受光部と、 受光部で受光した光信号を光電変換し、電気信号を出力
する光電変換部と、 光電変換部からの電気信号に対して光走査機構による照
射光の走査と対応してデータを取得するデータ取得部
と、 取得したデータにより試料の吸光度を算出するデータ処
理部を備えることを特徴とするデンシトメータ。
A sample is adsorbed or adhered to a sample support having a light scattering property, and the sample is dyed or labeled as it is or by using a specific substance on the sample.
By scanning the sample support is irradiated, the measuring a reflected light from the sample support and sample, a densitometer for measuring the absorbance of the sample or substance, a light source for emitting the illumination light, the illumination light An optical scanning mechanism that scans the irradiation light in the thickness direction of the sample support by shaking the optical axis, and sets a light receiving surface in a direction different from the optical axis of the irradiation light, and applies the irradiation light to the sample support. Arrange on the side to irradiate,
A light receiving unit that selectively receives scattered light from the sample support and the sample based on a spatial positional relationship with the light receiving path; a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts an optical signal received by the light receiving unit and outputs an electric signal; It is characterized by comprising a data acquisition unit that acquires data corresponding to the scanning of irradiation light by the optical scanning mechanism with respect to the electric signal from the photoelectric conversion unit, and a data processing unit that calculates the absorbance of the sample based on the acquired data. Densitometer.
【請求項2】 光散乱性を有する試料支持体に試料を吸
着または付着させ、当該試料をそのまま、あるいは試料
に特定の物質を用いて染色または標識し、照射光を前記
試料支持体に走査して照射し、前記試料支持体からの反
射光を測定し、該試料または該物質の吸光度を測定する
デンシトメータであって、 照射光を発光する光源と、 照射光の光軸を振って前記試料支持体の厚み方向に照射
光を走査する光走査機構と、 照射光の光軸とは異なる方向に受光面を設定し、かつ前
記試料支持体に対して照射光を照射する側に配置して、
受光部の光軸は照射光の光軸に対して試料面において交
わり、受光経路との空間的位置関係により試料支持体お
よび試料からの散乱光を選択的に受光する受光部と、 受光部で受光した光信号を光電変換し、電気信号を出力
する光電変換部と、 光電変換部からの電気信号に対して照射光の走査と対応
して増幅し、電気信号からデータを取得するデータ取得
部と、 取得したデータにより試料の吸光度を算出するデータ処
理部を備えたことを特徴とするデンシトメータ。
2. A sample support is adsorbed or adhered to a sample support having light scattering properties, and the sample is stained or labeled as it is or by using a specific substance on the sample, and irradiation light is scanned on the sample support. A densitometer for measuring the reflected light from the sample support and measuring the absorbance of the sample or the substance, wherein the light source emits irradiation light, and the optical axis of the irradiation light is shaken to support the sample. A light scanning mechanism that scans the irradiation light in the thickness direction of the body , a light receiving surface is set in a direction different from the optical axis of the irradiation light, and the light receiving surface is arranged on the side that irradiates the sample support with the irradiation light,
The optical axis of the light receiving section intersects the optical axis of the irradiation light on the sample surface, and selectively receives scattered light from the sample support and the sample based on a spatial positional relationship with the light receiving path. A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts a received optical signal and outputs an electric signal; and a data acquisition unit that amplifies the electric signal from the photoelectric conversion unit in correspondence with scanning of irradiation light and acquires data from the electric signal. And a data processing unit for calculating the absorbance of the sample based on the acquired data.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載のデンシ
トメータにおいて、光源はレーザであり、 前記試料を染色または標識する物質は、クマシーブリリ
アントブルーまたはその類似体、アミドブラックまたは
銀染色、または金コロイド染色の少なくとも1つを用い
ることを特徴とするデンシトメータ。
3. The densitometer according to claim 1, wherein the light source is a laser, and the substance for staining or labeling the sample is Coomassie brilliant blue or an analog thereof, amide black or silver stain, or gold. A densitometer using at least one of colloidal staining.
【請求項4】 請求項1または請求項2に記載のデンシ
トメータにおいて、 光散乱性を有する試料支持体に吸着または付着させた試
料に標識した蛍光物質を照射光により励起し、蛍光を発
光させて、試料および試料支持体からの散乱光を測定
し、その吸光度の分布を測定して試料の発光する蛍光パ
ターンの読み取りを行うことを特徴とするデンシトメー
タ。
4. The densitometer according to claim 1, wherein a fluorescent substance labeled on a sample adsorbed or adhered to a sample support having light scattering properties is excited by irradiation light to emit fluorescence. A densitometer for measuring scattered light from a sample and a sample support, measuring the distribution of absorbance thereof, and reading a fluorescent pattern emitted from the sample.
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