JP3137044U - 蛍光分光光度計 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度の薄い試料や、微量測定をする場合など、検出される蛍光の強度が弱くても、測定が可能となる。
【解決手段】光源からの光を試料設置部に照射し、その後段Ｍ１、上方Ｍ３、および下方Ｍ４に鏡を備える。これらのミラーの配置により、光源からの光が水平方向に試料設置部に照射された後、Ｍ１、Ｍ３を経由し、試料設置部に鉛直方向に照射され、その後Ｍ４で反射されて再度試料設置部に鉛直方向に照射され、再びＭ３、Ｍ１を経由し、試料設置部に水平方向に照射される。この構成により、試料設置部に設置される試料に対し、水平方向だけでなく、鉛直方向にも励起光が照射されるようにする。同じ試料であっても、励起光の光路長が長くなり、より強い蛍光が発光されるので、従来は検出できなかった蛍光の弱い試料も測定ができる。
【選択図】図２

Description

本考案は、蛍光分光光度計に関する。

一般に蛍光分光光度計は、光源が発する光を分光し励起光とする励起光分光系、試料を設置する試料設置部、励起光を受けたときに試料が発する蛍光を分光する蛍光分光系、及び、蛍光分光系により分離された光を検出する蛍光検出器を備えている。どの波長で最も強く蛍光が発せられるかを示す蛍光励起スペクトルの測定の際には、励起光分光系で波長走査を行いながら蛍光強度を測定する。また特定波長の励起光による蛍光スペクトルを測定する際には、試料に励起光分光器で分光した単色光を照射して、蛍光分光系を用い蛍光を分光して波長走査をしながら蛍光の強度を検出する。
このような蛍光分光光度計は、試料が発する蛍光の強度は、試料の濃度に比例することを利用して、試料の濃度を測定することや、スペクトルの形状により、試料に含まれる成分を特定することなどに利用されている。

たとえば、特許文献１には、蛍光分光光度計に関する発明で、特に、最適励起波長と最適蛍光波長とを適切に求めることができ、しかもスペクトル走査範囲を自動的に設定することのできる蛍光分光光度計が記載されている。
特開平６−１０９５４２号公報

蛍光分光光度計での測定を行った際、従来の装置では、検出される蛍光の強度が弱く、ノイズと蛍光のピークの区別ができず測定できないことがあった。例えば、蛍光の強度は同一成分の場合、濃度や光路長に比例するので、試料として、蛍光を発する成分の濃度が低い場合や、測定成分の発する蛍光が弱い場合や、微量測定をする場合などにこのようなことが起こる。また、蛍光の強度は、励起光の強度にも比例するので、光源の光量が波長に応じて変化することにより、特定の波長又は波長領域で励起光量が極めて小さくなり、感度が足りなくなることもあった。

本考案は、光源からの光を励起光として試料設置部に配置される試料に照射し、前記励起光を受けたときに前記試料が発する蛍光を検出する蛍光分光光度計において、試料設置部の上部及び下部に垂直光路用ミラーを設け、励起光を前記垂直光路用ミラーへと反射するミラーを試料設置部よりも後段に設けた蛍光分光光度計を提供するものである。

本考案の構成によれば、試料設置部に対し、励起光を水平方向に照射するだけではなく、鉛直方向にも照射することで、照射回数を増やし、試料を透過する光路長を長くすることができ、試料から発する蛍光の強度を強くすることができる。

本考案の別の実施例は、前記水平光路用ミラーの上方にさらに追加ミラーを備え、前記水平光路用ミラーは、前記試料設置部に水平方向に照射された前記光源からの光を反射して前記追加ミラーに導くように配置され、前記追加ミラーは、前記水平光路用ミラーからの光を上部の前記垂直光路用ミラーに導くように配置され、上部の前記垂直光路用ミラーは、前記追加ミラーからの光を反射して前記試料設置部を透過して下部の前記垂直光路用ミラーに導くように配置される蛍光分光光度計を提供するものである。

本構成によれば、ミラーの反射角度がほぼ９０度とすることができ、配置が設計しやすい。

またさらに別の一例は、前記試料設置部の上部の前記垂直光用ミラーは、ミラー保持部に保持されており、前記ミラー保持部は、試料を着脱する際には上部の前記垂直光用ミラーを前記試料設置部の上部を外れた領域に動かすことができる蛍光分光光度計を提供するものである。

本構成によれば、試料を取りはずす際には上部の垂直光用ミラーが作業の邪魔にならず、試料の脱着をスムーズに行なうことができる。

本考案によれば、励起光が試料を透過する回数を増やし、光路長を長くすることができるので、試料から発せられる蛍光を強くすることができる。

図１は本考案の一実施例である蛍光分光光度計の概略的構成を示す平面図である。図１の蛍光分光光度計１は、光源部１０、励起分光部２０、試料室３０及び蛍光分光部４０から主として成る。光源部１０は、光源１２（例えば、キセノンランプ）の発する光を集めるための集光鏡１１を備えている。集光鏡１１により集められた光は、第一のスリット１３を通って励起分光部２０に入る。励起分光部２０に入った光は反射鏡２１により第一の回折格子２２へ向けて反射され、該回折格子２２により波長方向に分散される。回折格子２２により分散された光のうち、ある波長を有する一部の光は第二のスリット２３を通って試料室３０へむかう。こうして試料室３０へ入った光が本発明にいう励起光に相当する。更に、励起分光部２０には、回転軸２２ａを中心として回折格子２２を回転駆動するための格子駆動機構２４が備えられている。励起光の波長は、格子駆動機構２４で回折格子２２の向きを適宜変えることにより、所定波長範囲内で任意に設定することができる。

励起光は、第一のレンズ２５により集められ、試料室３０内の試料設置部に配置された試料セル３５に到達する。

試料セル３５に励起光が照射されると、その中の試料が蛍光を発する。この蛍光の一部は、第三のレンズ３４により集められ、蛍光分光部４０へ入る。蛍光分光部４０へ入った蛍光の一部は、第三のスリット４１を通って第二の回折格子４２に到達し、該回折格子４２により波長方向に分散される。こうして分散された光のうち、ある波長を有する一部の光は第四のスリット４３を通じて蛍光検出器４４（例えば、光電子増倍管）により検出される。更に、蛍光分光部４０には、回転軸４２ａを中心として回折格子４２を回転駆動するための格子駆動機構４５が備えられている。蛍光検出器４４により検出される光の波長は、格子駆動機構４５で回折格子４２の向きを適宜変えることにより、所定波長範囲内で任意に設定することができる。

図２は蛍光分光光度計１の試料室３０内に設置される試料設置部付近の励起光光軸を含む面で切断して水平方向に見た断面図である。図２の右側の光源（図示せず）から入射する励起光が透過する位置に、試料設置部３２が設けられている。本考案においては、光源からの光が試料設置部を透過した後段にミラーＭ１を備え、試料設置部の上部にミラーＭ３、下部にミラーＭ４を備えていることを特徴としている。本実施例においては、ミラーＭ１の上方に追加のミラーＭ２が備えられている。ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３は箱状のミラー保持部３１の内部に保持されている。

光源からの励起光は試料設置部３２へほぼ水平方向に照射（１回目の照射）されてミラーＭ１に達し、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３で順次反射されて１回目の照射方向に対し垂直方向に向かう。Ｍ３からの光は、試料設置部３２へ照射（２回目の照射）されて試料設置部３２の下部に備えられたＭ４へ到達している。ミラーＭ４は、ミラーＭ３から導かれた光を、さらに試料設置部３２へ照射（３回目の照射）し、再びＭ３へ導くように配置されている。３回目の照射の後、Ｍ３、Ｍ２、Ｍ１で順次反射されて、再び試料設置部３２へ水平方向に照射（４回目の照射）される。試料設置部３２に配置されるセル３５に液体試料が保持されている場合、液面に垂直に光が入射することが好ましいため２回目、３回目の照射方向は鉛直方向となるようにするのが好ましい。
このように本実施例では、励起光は試料設置部を水平方向に２回（往復）、鉛直方向に２回（往復）照射され、試料を４回透過することになる。

試料を測定する際には、試料設置部３２に試料を入れたセル３５を配置する。セル内で発した蛍光が、紙面に垂直な方向に設置されるレンズ３４により集光され、蛍光分光系へ導入されて検出される。このとき、試料設置部３２には、水平方向に２回、鉛直方向に２回、励起光が照射されているので、光が試料を透過する長さは、従来の構成よりも長くなる。一般的なセルの形状を考慮すれば、水平方向よりも鉛直方向のほうが長いので、４回透過した際の光路長は水平方向に１回のものと比較すると４倍以上長くなる。光路長が長くなることにより、同じ試料から得られる蛍光の強度は強くなるので、従来は蛍光の強度が弱く検出できなかった試料であっても、より強い蛍光を発し、検出することができるようになる。

試料設置部３２にセル３５を設置する際には、試料設置部の上部にあるミラーＭ３が邪魔になる。図３に記載されるように、ミラー保持機構３１は、上部３１ａと下部３１ｂに分割されて、Ｍ３を保持している上部３１ａはヒンジ３３を中心に回動できるようになっている。このように、ミラー保持機構３１を動かして、Ｍ３を試料設置部の上方の領域から取り除いてからセルの着脱を行うようにすればさらに好ましい。

本発明に係る蛍光分光光度計の実施例は上記に限られるものではない。例えば、図２の蛍光分光光度計では、光源から試料設置部へ入射した励起光は、Ｍ１からＭ２を介して試料設置部上部に設けられたＭ３の方へ向けて反射されているが、ミラーＭ１、Ｍ３の角度を変えることで、Ｍ２を介さずにＭ１から、Ｍ３へ光を導くことができる。また、図２ではＭ１から試料設置部上部に設けられたＭ３の方へ向けて反射され、試料設置部への２回目の照射方向が上から下へとなっているが、ミラーの角度を変えることで、Ｍ１から、試料設置部下部に設けられたＭ４の方へ向けて反射され、試料設置部に下から上へと導かれるように配置することもできる。

本発明の一実施例である蛍光分光光度計の概略的構成を示す図。 本発明の一実施例である蛍光分光光度計の試料設置部付近の断面図。 本発明の一実施例である蛍光分光光度計の試料設置部付近の概略構成図。

符号の説明

１０...光源部
１１...回折格子
１２...光源
２０...励起分光部
２１...平面鏡
２２...回折格子
２３...スリット
２４...回転機構
２５...レンズ
３０...試料室
３１...ミラー保持部
３２...試料設置部
３３...ヒンジ部
３４...レンズ
３５...セル
４０...蛍光分光部
４２...回折格子
４３...スリット
４４...蛍光検出器
４５...回転機構
Ｍ１，２，３，４...ミラー

Claims (3)

1. 光源からの光を励起光として試料設置部に配置される試料に照射し、前記励起光を受けたときに前記試料が発する蛍光を検出する蛍光分光光度計において、前記試料設置部の上部及び下部に垂直光路用ミラーを設け、前記光源から試料に照射された光を前記垂直光路用ミラーへと反射する水平光路用ミラーを、前記試料設置部よりも後段に設けたことを特徴とする蛍光分光光度計。
2. 前記水平光路用ミラーの上方に追加ミラーを備え、前記水平光路用ミラーは、前記試料設置部に水平方向に照射された前記光源からの光を反射して前記追加ミラーに導くように配置され、前記追加ミラーは、前記水平光路用ミラーからの光を上部の前記垂直光路用ミラーに導くように配置され、上部の前記垂直光路用ミラーは、前記追加ミラーからの光を反射して前記試料設置部を透過して下部の前記垂直光路用ミラーに導くように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光分光光度計
3. 前記試料設置部の上部の前記垂直光用ミラーは、ミラー保持部に保持されており、前記ミラー保持部は、試料を着脱する際には上部の前記垂直光用ミラーを前記試料設置部の上部を外れた領域に動かすことができるものであることを特徴とする、請求項１または２に記載の蛍光分光光度計

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