JP2936931B2 - 生体成分の発光測光装置 - Google Patents

生体成分の発光測光装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生物発光,化学発光な
どによる試料中の生体成分などが発する微弱な発光を高
精度に測定できる生体成分の発光測光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医学,薬学,生化学などの分野におい
て、生体成分の測定や特定物質の検出を光学的に行なう
方法として発光法が広く利用されている。例えば、発光
法による生体成分の分析においては、血液,尿,喀た
ん,便等に含まれる微量な物質が発する非常に微弱な発
光を測定するので、測光においては外光が装置内へ侵入
すると測光精度が低下するので、外光の侵入を極力抑止
させる必要がある。
【0003】従来の測光においては、例えば図5の模式
断面図に示すように、光検出手段Sと試料容器2を遮光
ケースBで覆い、即ち測光装置全体を遮光体で覆い外光
を遮蔽して測光することが知られている。
【0004】一方、測光装置を局部的に遮光することも
知られている。例えば図6の模式断面図に示すように、
光検出手段Sの受光部8に容器2を収納する遮光ケース
Bを一体に形成し、上記光検出手段Sの受光部8と容器
2とを遮光体で覆って測光することが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記測光装
置全体を遮光体で覆って測光する場合、遮光領域が広い
ため外光の遮光が比較的困難であり、また、遮光体構造
が大がかりとなって遮光に要する設備費用が高くつくと
いう問題があった。また、上記光検出手段の受光部と容
器とを局部的に遮光体で覆って測光する場合、一回の測
定毎に遮光ケース内へ容器を出し入れせねばならず、容
器の開口部を受光部の相対位置に正確にセットすること
が困難で、セットに非常に手間がかかり非効率的であっ
た。また、マイクロプレートのような複数の測定試料を
収容する容器を用いた場合、測定対象外の試料からの迷
光が受光部内へ浸入して測定ノイズとなり、測定精度が
低下する問題があった。さらに、この容器のセットを自
動化しようとすると装置が複雑となりコスト高になると
いう問題があった。
【0006】本発明の目的は、上記従来の測光装置が有
する問題を解決し、簡単な構造で測光時に外光を効果的
に遮光できる遮光構造を具備する測光装置を提供するこ
とである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の測
光装置では光検出手段の受光部と試料を収納する容器と
に間隙が形成されることに着目し検討した結果、試料測
光時にこの間隙を遮光する構成とすることによって、上
記目的を達成できることを見出し本発明を完成した。
【0008】即ち、本発明の生体成分の発光測光装置
は、先端に受光部を有する発光検出手段と、この受光部
の外周面に沿って移動自在な中空状遮光部材と、測定試
料を収容し上記受光部先端面に開口部を対向させて載置
される容器とよりなり、測光時に上記中空状遮光部材の
移動によって、上記受光部先端面と容器上端部とで形成
される間隙を覆うことが自在である構成としたことを特
徴とする。
【0009】以下、本発明をより詳細に説明する。本発
明の測光装置は、標識物質としてそれ自体で発光する物
質、他の物質が作用することにより発光する物質あるい
は発光基質を発光物質へ変換する反応に作用する物質を
使用し、生体成分などの測定試料に、該標識物質を結合
した該生体成分に対する特異的結合物質を特異的結合反
応により結合させ、該特異的結合物質の標識物質あるい
は標識物質が作用した結果生じる発光物質の発光量を測
定するための装置である。
【0010】上記生体成分などの測定試料とこれに対す
る特異的結合物質との関係は、一般にリガンド−レセプ
タ系と呼ばれ、これには抗原と抗体、種々の生体物質と
これに対するレセプタ、ビオチン−アビジン系等の特異
結合蛋白質による系、DNAまたはRNAと相補DNA
または相補RNA等の核酸−核酸系等が含まれる。
【0011】発光法としては、生物発光、化学発光を利
用する方法が例示される。上記生物発光とは、生物によ
る可視光の放射をいい、発光する生物としては、発光性
細菌、ツキヨタケ等の菌類、ヤコウチュウ等の原生動
物、蛍等の昆虫などが挙げられる。化学発光とは、原子
ないし分子が、化学的反応により生じるエネルギーによ
って励起され光を発する現象をいい、化学発光性物質
(基質)としては、ルミノール、アクリジニウムエステ
ル、安定化ジオキセタン、過シュウ酸エステル等が挙げ
られる。
【0012】本発明の測光装置は、図1の模式部分断面
図に示すように、先端に受光部8を有する発光検出手段
Sと、この受光部8の外周面に沿って移動自在に取着さ
れる中空状遮光部材14と、測定試料6を収容し上記受
光部先端面8aに開口部4を対向させて載置される容器
2とより構成されるものである。この測光装置において
は、受光部先端面8aと容器上端部2aとの間に間隙1
2が形成される。
【0013】上記構成の測光装置によれば、測光時に中
空状遮光部材14を矢印方向(下方)へ移動させて、少
なくとも上記間隙12を覆うようにできるので、外光が
間隙12へ侵入することが防止でき、測定試料6中の生
体成分からの発光Lを高精度に測定できるようになる。
【0014】本発明の測光装置に用いる発光検出手段S
としては、微弱光を高感度に検出できるものであればよ
く、例えば光電子増倍管等の発光検出デバイスが好適に
使用される。この発光検出手段Sは、先端の受光部8を
筒状に突出させることが望ましい。
【0015】遮光部材14は、遮光性材料を用いて上記
筒状受光部8に沿って移動自在なように中空状に成形さ
れ、上記受光部8の外周面に長手方向へ移動自在、好ま
しくは摺動自在に嵌合される。この遮光部材14の内面
は、光を吸収できる黒色とすることが好ましい。
【0016】上記遮光部材14を移動させる手段として
は、作業者の手による方法や外部の駆動源を利用した機
械的方法等が使用できる。なお、この移動においては、
発光検出手段Sに振動を与えないようにすることが望ま
しい。
【0017】容器2としては、測定試料を収容できる穴
状開口部4を有するものであればよく、少なくとも1箇
所に上記開口部4を有する例えばマイクロプレートのよ
うなものが好適に使用できる。上記容器2は、測定ラッ
クに少なくとも1個を保持させて使用してもよい。上記
容器2および測定ラックは、透明や色付きのものが使用
できるが、複数の開口部を近接して有する場合、他の試
料からの迷光を抑制するために色付き、特に黒色とする
ことが好ましい。
【0018】上記容器2の穴状開口部4には、測定対象
の試料および生体成分測定用試薬等が収容される。試料
中の生体成分は、試薬等と反応して発光し、上記開口部
4を通して容器2の外部へ放射されるようになる。本発
明では、該発光を受光部8を介して発光検出手段Sで検
出し測定する。このとき、上記受光部8と容器上端部2
aとの間隙12を中空状遮光部材14で覆う構成とした
ので、外光や迷光を遮断できて発光を高精度に測定でき
るようになる。
【0019】なお、上記外光を高度に遮光するために、
本発明の測光装置においては、次に示す構成とすること
が好ましい。即ち、上記遮光部材を筒状受光部の外側に
摺動可能に嵌合させることである。しかしながら、この
摺動可能な嵌合においても、未だ微小な隙間が存在する
ので、より高精度の測光を要する場合には、この隙間か
ら浸入する光を遮光する必要がある。図2は、そのよう
な遮光構造の一例を示す模式断面図であり、図2(a)
は、受光部8の側面に遮光性材料で作製したOリング3
2を装着する構成とした遮光構造を示し、図2(b)
は、受光部8の下端部外周に柔軟な遮光性環状合成樹脂
部材34を装着する構成とした遮光構造を示している。
【0020】また、容器と遮光部材との間に存在する微
小な隙間に対する遮光も考慮する必要がある。図3は、
そのような遮光構造の一例を示す模式断面図であり、図
3(a)は、遮光部材14の下端部に柔軟な遮光性環状
合成樹脂部材36を取着する構成とした遮光構造を示
し、図3(b)は、試料容器2の開口部4の外周に環状
溝38を形成し、この環状溝38に遮光部材14をゆる
やかに嵌合させる構成とした遮光構造を示している。特
に、後者の遮光構造であれば、光検出手段と試料容器と
の位置決めがより確実なものとなり、測定精度がさらに
向上するので好ましい。なお、上記環状溝は、試料容器
を保持する測定ラック上面の試料容器外周に形成しても
よい。
【0021】さらに、本発明の装置では、前記容器また
は容器を保持する測定ラックを、例えばコンベア等の移
動する台上に載置させる構成とすると、連続的に試料の
測光ができるようになり、作業効率を向上させることが
できて好ましい。
【0022】
【作用】本発明の測光装置の構成によれば、簡単な遮光
構造で高度な遮光がなされるようになり、遮光に係るコ
ストを低下できるようになる。また、遮光部材を移動で
きる構成としたので、測光時以外は、容器の入替えが容
易になり、また、容器の載置位置が定まるので、容器を
受光部の相対位置に容易かつ正確にセットできるように
なる。したがって、自動的に容器を順次所定位置に移動
させるようにすると、連続的に複数の試料を高精度に測
光できるようになる。
【0023】
【実施例】以下に本発明の実施例を示し、より具体的に
説明する。なお、本発明がこれに限定されるものでない
ことは言うまでもない。 実施例1 アルカリフォスファターゼを触媒とする安定化ジオキセ
タンを測定試料とし、この化学発光を、光電子増倍管を
発光検出手段として用いてフォトンカウンティング法に
よって測定した。なお、この実施例では、図4に示す構
成の測光装置を用いた。同図において、Aは測光装置で
あって、先端に外径φ14mmの円筒形の受光部8を有す
る光電子増倍管Sと、この受光部8の外周面に移動可能
に嵌合され、外部駆動装置Dによって軸方向へ摺動する
管状遮光部材14と、上記測定試料6を収容し上記受光
部8の先端面8aに口径φ7mmの穴状開口部4を対向さ
せるマイクロプレート2と、上記の複数のマイクロプレ
ート2を保持する測定ラック16より構成されるもので
ある。なお、該測定ラック16の上面には、保持される
マイクロプレート2の開口部4と同心の環状溝38が形
成されている。また、上記測定ラック16は、長手方向
へ移動するベルトコンベアB上に載置されている。
【0024】上記化学発光の測定は、マイクロプレート
2の穴状開口部4を光検出倍増管Sの受光部8と同軸上
に一致させるようにセットした後、外部駆動装置Dによ
って遮光部材14を矢印方向へ移動させ、上記受光部8
の先端面8aとマイクロプレート上端部2a間に形成さ
れる間隙12を覆うとともに、該遮光部材14の下端部
を上記環状溝38の底面に密着するようにゆるやかに嵌
合させた。ついで、この状態で光電子増倍管Sを作動さ
せ、マイクロプレート2の穴状開口部4に収容されてい
る測定試料6中の安定化ジオキセタンの化学発光Lを受
光部8へ導入して、フォトンカウンティング法によって
測定した。測定終了後、遮光部材14を外部駆動装置D
によって受光部8の元の位置に移動させた後、測定ラッ
ク16を載置したベルトコンベアBを矢印方向へ移動さ
せて、次の測定試料が収容されたマイクロプレートの穴
状開口部4aが受光部8と同軸上に一致するようにセッ
トした。ついで上記の操作を繰り返し、連続的に測定ラ
ック16に保持される複数のマイクロプレート中の測定
試料の化学発光を測光した。なお、比較例として、上記
間隙を遮光しない構成のもの(比較例1)、図6に示す
局部的に遮光する構造を形成したもの(比較例2)およ
び図5に示す測光装置全体を遮光体で覆う構造を形成し
たもの(比較例3)で、上記と同じ測定試料を測光し
た。この結果は、表1に示す通りであった。
【0025】
【表1】
【0026】上記表1から明らかなように、実施例の方
法によれば、間隙からの外光の浸入および測定対象外の
試料からの迷光が遮断でき、比較例2の測光装置と同
等、またはそれ以上の極めて高い測定精度を示した。ま
た、比較例3の測光装置以上に高効率な作業性を示し
た。
【0027】
【発明の効果】本発明は以上説明した構成としたので、
以下のような効果を奏する。本発明の測光装置の構成に
よれば、簡単な遮光構造で高度な遮光がなされるように
なるため、遮光に係る設備コストを低下できるようにな
る。また、遮光部材を移動できる構成としたので、容器
の移動が容易になり、また、容器の載置位置が定まり、
容器を受光部の相対位置に容易かつ正確にセットできる
ようになる。したがって、容器を自動的に所定位置に移
動させるようにすると、連続的に複数の試料を高精度に
測光できるようになり、作業効率を向上でき測定に係る
作業コストを低下できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、測光装置の基本構成を示す模式部分
断面図である。
【図2】受光部と遮光部材との隙間を遮光する構造を示
す模式断面図である。
【図3】容器と遮光部材との隙間を遮光する構造を示す
模式断面図である。
【図4】本発明の一実施例による測光装置の構成を示す
模式部分断面図である。
【図5】従来の測光装置の遮光構造を示す模式断面図で
ある。
【図6】従来の他の測光装置の遮光構造を示す模式断面
図である。
【符号の説明】
A 測光装置 S 発光検出手段 2 容器 2a 上端部 4 開口部 6 測定試料 8 受光部 8a 先端面 12 間隙 14 遮光部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−116647(JP,A) 特開 平5−157699(JP,A) 特開 平5−209830(JP,A) 特表 平7−506433(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 21/75 G01N 21/64

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に受光部を有する発光検出手段と、
    この受光部の外周面に沿って移動自在な中空状遮光部材
    と、測定試料を収容し上記受光部先端面に開口部を対向
    させて載置される容器とよりなり、測光時に上記中空状
    遮光部材の移動によって、上記受光部先端面と容器上端
    部とで形成される間隙を覆うことが自在である構成とし
    たことを特徴とする生体成分の発光測光装置。
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JP2018080980A (ja) * 2016-11-15 2018-05-24 東ソー株式会社 反応部と光学検出部を備えた測定機構
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