JP3487242B2 - マイクロチップ電気泳動装置 - Google Patents
マイクロチップ電気泳動装置Info
- Publication number
- JP3487242B2 JP3487242B2 JP31472599A JP31472599A JP3487242B2 JP 3487242 B2 JP3487242 B2 JP 3487242B2 JP 31472599 A JP31472599 A JP 31472599A JP 31472599 A JP31472599 A JP 31472599A JP 3487242 B2 JP3487242 B2 JP 3487242B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- light
- groove
- diffraction grating
- spectroscope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004226 microchip electrophoresis Methods 0.000 title description 15
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 15
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 15
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 14
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 101700004678 SLIT3 Proteins 0.000 description 3
- 102100027339 Slit homolog 3 protein Human genes 0.000 description 3
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003256 environmental substance Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000005372 isotope separation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/1804—Plane gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0208—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using focussing or collimating elements, e.g. lenses or mirrors; performing aberration correction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ツェルニ・ターナ
型分光器を含む紫外可視光分光光度計等の分光光度計を
利用したマイクロチップ電気泳動装置に関し、更に詳し
くは、該分光器における光学系の構成に関する。 【０００２】 【従来の技術】キャピラリ電気泳動法（ＣＥ）は、ペプ
チド、タンパク質、核酸、糖等の生体成分の分析の他、
光学分割、同位体の分離等、極めて近い成分を高速で分
離するに適した方法であり、臨床診断や医薬品、環境物
質のモニタリング等に広く利用される。 【０００３】このようなキャピラリ電気泳動法による分
析を安定して再現性良く行うために、マイクロチップ電
気泳動装置が開発されている。図５は、マイクロチップ
電気泳動装置に用いられる電気泳動チップの斜視図であ
る。電気泳動チップ１０は、重ねて貼り合わされた一対
の透明平板１１、１２（ガラス板、石英板等）から成
り、下側の透明平板１１の上表面に試料延伸溝１３と泳
動溝１４とを交差するように形成し、上側の透明平板１
２にはその両溝１３、１４の各端部に対応する位置にそ
れぞれリザーバＲ１〜Ｒ４を設けたものである。溝１
３、１４はエッチング等の方法により形成されており、
溝部分の幅は１０〜１００μｍ程度、深さは５〜５０μ
ｍ程度が一般的である。 【０００４】その使用法は次の通りである。まず、何れ
かのリザーバＲ１〜Ｒ４から泳動液を溝１３、１４の中
に注入する。そして、試料延伸溝１３の一方の端のリザ
ーバＲ１（Ｒ２でもよい）に試料液を注入し、その溝１
３の両端のリザーバＲ１、Ｒ２に電極を差し込んで所定
時間だけ高電圧を印加する。これにより、試料液は溝１
３の延伸方向に沿って長く分散される。次に、泳動溝１
４の両端のリザーバＲ３、Ｒ４に電極を差し込み、泳動
電圧を印加する。これにより、両溝１３、１４の交差部
分に存在する試料液が泳動溝１４内を電気泳動する。 【０００５】図６は、このマイクロチップ電気泳動装置
を図５中の泳動溝１４の延伸方向に沿って切断した断面
図である。検出器として、紫外可視光分光光度計を構成
する分光器３０と光検出器３１とを泳動溝１４を挟んで
配置する。図示しない光源から発した光を分光器３０に
導入し、特定の波長のみを含む単色光を取り出して、こ
の光を泳動溝１４内を電気泳動する試料に照射する。そ
して、その透過光（又は反射光）を光検出器３１で検出
し、その光強度を測定することにより吸光度を求め、そ
れにより成分を検出する。 【０００６】分光器３０としては、ツェルニ・ターナ型
として知られる構成の分光器が利用されることが多い。
ツェルニ・ターナ型分光器は、平面回折格子と、入口ス
リットを通して導入された光を平面回折格子に送る第１
の凹面鏡（コリメータ鏡）と、平面回折格子で波長分散
された光を出口スリットに送る第２の凹面鏡（テレメー
タ鏡）とを含んで構成される。平面回折格子の表面中心
を通る軸を中心にして平面回折格子を回転させると、出
口スリットを通過する光の波長が変化するから、これに
より波長走査を行うことができる。なお、上述したよう
なマイクロチップ電気泳動装置に用いられる場合には、
実質的に泳動溝１４自体が出口スリットとして作用する
ので、分光器３０には出口スリットを備える必要はな
い。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従来のツェルニ・ター
ナ型分光器では、コリメータ鏡及びテレメータ鏡に球面
鏡を利用している。ところが、このような光学系の構成
をとると、分光器から取り出された単色光のスペクトル
は直線状にならず、大きく湾曲した形状となる。する
と、図７に示すように、直線状に延びた泳動溝１４と単
色光のスペクトルＰとが部分的にしか重ならず、泳動溝
１４上の位置によっては所望の波長からのズレが大きく
なり、測定の精度を損なうという問題があった。 【０００８】 本発明はこのような課題を解決するため
に成されたものであり、その目的とするところは、分光
器における単色光のスペクトルの曲がりを改善すること
により、波長ズレを軽減することができるようなマイク
ロチップ電気泳動装置を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における分光器では、コリメータ鏡とテレメ
ータ鏡とに非球面鏡を用いている。本発明者は、種々の
非球面鏡の組合せを含む光学系部品の空間的配置につい
て実験と解析とを繰り返し、その結果、分光器の出口に
おいてスペクトルの曲がりが改善されるような光学系の
構成を見い出した。即ち、本発明は、試料を成分分離す
る泳動溝を有する電気泳動チップと、ツェルニ・ターナ
型分光器を含む分光光度計である検出器と、を具備する
マイクロチップ電気泳動装置において、前記ツェルニ・
ターナ型分光器は、入口スリットと、平面回折格子と、
前記入口スリットを通して導入された光を該平面回折格
子に送るコリメータ鏡と、該平面回折格子で波長分散さ
れた光を集光するテレメータ鏡とを含み、該テレメータ
鏡で集光した光を前記泳動溝に照射するように構成さ
れ、前記コリメータ鏡をトロイダル鏡とすると共に、前
記テレメータ鏡を、軸（母線）が前記泳動溝の延伸方向
と略平行となるように配置されたシリンドリカル鏡とし
たことを特徴とするものである。 【００１０】 【００１１】なお、ここでいうツェルニ・ターナ型分光
器とは広義のツェルニ・ターナ型であって、平面回折格
子への入射光と出射光とが交差するクロスド・ツェルニ
・ターナ型と、交差しない狭義のツェルニ・ターナ型と
の両方を含むものとする。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
マイクロチップ電気泳動装置に使用されるクロスド・ツ
ェルニ・ターナ型分光器を、図面を参照して説明する。
図１はこの分光器の光学系部品の空間的配置を示す略斜
視図である。 【００１３】光源１から発した光は凹面鏡２で集光され
て入口スリット３に投影され、入口スリット３を通過し
た光はコリメータ鏡４で平行光にされて平面回折格子５
に送られる。平面回折格子５で波長分散された光はテレ
メータ鏡６で集光され、投影面７に照射される。この投
影面７上での垂直方向をｘ軸、水平方向をｙ軸とする
と、入口スリット３のスリット開口はｘ軸と平行な方向
に延伸している。 【００１４】ここで、凹面鏡２及びコリメータ鏡４はト
ロイダル鏡であり、テレメータ鏡６はシリンドリカル鏡
である。トロイダル鏡は垂直方向（つまりｘ軸に平行な
方向）、水平方向（ｘ軸に直交する方向）にそれぞれ異
なる曲率半径を有する凹面鏡であり、シリンドリカル鏡
は水平面内で所定の曲率半径を有する曲線が垂直方向に
平行移動して形成される曲面を有する凹面鏡である。 【００１５】 上記分光器を含む紫外可視光分光光度計
を検出器としたマイクロチップ電気泳動装置では、ｘ軸
に平行な方向に泳動溝１４が延伸するように分光器と電
気泳動チップとの位置関係を決める。この場合、投影面
７は光検出器３１の検出面である。 【００１６】図２はこの分光器の光学系配置の具体例で
あり、図１を上面から見たときの配置を示している。各
光学部品は図２に示すような離間間隔及び角度を持って
配置される。また、各光学部品の仕様は次の通りであ
る。 （１）光源１ ０．５φ （２）凹面鏡２ トロイダル ３０×６０ｍｍ 水平方向曲率半径：７０．８ｍｍ 垂直方向曲率半径：６６．１ｍｍ （３）コリメータ鏡４ トロイダル ２０×４０ｍｍ 水平方向曲率半径：１０７．０ｍｍ 垂直方向曲率半径：５４．９ｍｍ （４）テレメータ鏡６ シリンドリカル ２０×２０ｍｍ 水平方向曲率半径：１１１．７３９ｍｍ 垂直方向曲率半径：∞ （５）平面回折格子５ 水平：２０ｍｍ×垂直：３０ｍｍ Ｎ＝９００本／ｍｍ ブレーズ波長：２５０ｎｍ 【００１７】図２に示した光学系構成で、投影面７上で
のスポットダイヤグラムを計算機シミュレーションによ
り算出した結果を図３に示す。また、比較対象として、
コリメータ鏡及びテレメータ鏡に球面鏡を用いた従来の
分光器についての同様の計算によるスポットダイヤグラ
ムを図４に示す。図３及び図４の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ波長１９０ｎｍ、２５０ｎｍ、３７０
ｎｍの単色光を得るように平面回折格子５の角度を調整
したときの結果である。また、図３、図４では縦がｘ
軸、横がｙ軸である。 【００１８】図４でわかるように、従来の分光器では、
全ての波長範囲においてスペクトルは大きく湾曲してい
る。例えば、取り出す波長を１９０ｎｍからずらしてゆ
くと、図４（ａ）に示した湾曲したスペクトルはほぼそ
のままの形状でｙ軸方向に移動することになる。従っ
て、上述したように電気泳動チップ１０の泳動溝１４が
ｘ軸に平行に延伸している場合、その泳動溝１４の或る
位置では波長は１９０ｎｍとなるものの、その溝１４の
他の位置では波長は１９０ｎｍからずれることになる。
この従来の分光器の場合、このような流路方向の波長ズ
レは１０ｎｍ以上になる。 【００１９】これに対し、図３に示すように本実施例に
よる分光器ではスペクトルの湾曲が大幅に改善されてお
り、ｘ軸方向に直線に近い形状になっていることがわか
る。この場合、先の波長ズレと同一範囲でみた流路方向
の波長ズレは最大でも２ｎｍ以下になり、少なく見積も
っても従来の分光器よりも１／５以下のズレに抑えるこ
とができる。 【００２０】 なお、上記実施例では凹面鏡２もトロイ
ダル鏡としたが、他の形状の凹面鏡とすることもでき
る。また、上記実施例はクロスド・ツェルニ・ターナ型
分光器について説明したが、本発明は、回折格子への入
射光と出射光とが交差しないツェルニ・ターナ型分光器
にも適用できることは明らかである。更に、上述したよ
うな分光器は、マイクロチップ電気泳動装置の検出器と
して使用される紫外可視光分光光度計において有用であ
るのみならず、一般に波長精度を要求される分光光度計
において有用であることは当然である。 【００２１】 【発明の効果】以上のように、本発明に係るマイクロチ
ップ電気泳動装置によれば、検出器の分光光度計に含ま
れるツェルニ・ターナ型分光器において所望の波長を有
する単色光のスペクトルの湾曲が従来よりも大幅に改善
されるので、高い波長精度（分解能）をもって分析が行
える。
型分光器を含む紫外可視光分光光度計等の分光光度計を
利用したマイクロチップ電気泳動装置に関し、更に詳し
くは、該分光器における光学系の構成に関する。 【０００２】 【従来の技術】キャピラリ電気泳動法（ＣＥ）は、ペプ
チド、タンパク質、核酸、糖等の生体成分の分析の他、
光学分割、同位体の分離等、極めて近い成分を高速で分
離するに適した方法であり、臨床診断や医薬品、環境物
質のモニタリング等に広く利用される。 【０００３】このようなキャピラリ電気泳動法による分
析を安定して再現性良く行うために、マイクロチップ電
気泳動装置が開発されている。図５は、マイクロチップ
電気泳動装置に用いられる電気泳動チップの斜視図であ
る。電気泳動チップ１０は、重ねて貼り合わされた一対
の透明平板１１、１２（ガラス板、石英板等）から成
り、下側の透明平板１１の上表面に試料延伸溝１３と泳
動溝１４とを交差するように形成し、上側の透明平板１
２にはその両溝１３、１４の各端部に対応する位置にそ
れぞれリザーバＲ１〜Ｒ４を設けたものである。溝１
３、１４はエッチング等の方法により形成されており、
溝部分の幅は１０〜１００μｍ程度、深さは５〜５０μ
ｍ程度が一般的である。 【０００４】その使用法は次の通りである。まず、何れ
かのリザーバＲ１〜Ｒ４から泳動液を溝１３、１４の中
に注入する。そして、試料延伸溝１３の一方の端のリザ
ーバＲ１（Ｒ２でもよい）に試料液を注入し、その溝１
３の両端のリザーバＲ１、Ｒ２に電極を差し込んで所定
時間だけ高電圧を印加する。これにより、試料液は溝１
３の延伸方向に沿って長く分散される。次に、泳動溝１
４の両端のリザーバＲ３、Ｒ４に電極を差し込み、泳動
電圧を印加する。これにより、両溝１３、１４の交差部
分に存在する試料液が泳動溝１４内を電気泳動する。 【０００５】図６は、このマイクロチップ電気泳動装置
を図５中の泳動溝１４の延伸方向に沿って切断した断面
図である。検出器として、紫外可視光分光光度計を構成
する分光器３０と光検出器３１とを泳動溝１４を挟んで
配置する。図示しない光源から発した光を分光器３０に
導入し、特定の波長のみを含む単色光を取り出して、こ
の光を泳動溝１４内を電気泳動する試料に照射する。そ
して、その透過光（又は反射光）を光検出器３１で検出
し、その光強度を測定することにより吸光度を求め、そ
れにより成分を検出する。 【０００６】分光器３０としては、ツェルニ・ターナ型
として知られる構成の分光器が利用されることが多い。
ツェルニ・ターナ型分光器は、平面回折格子と、入口ス
リットを通して導入された光を平面回折格子に送る第１
の凹面鏡（コリメータ鏡）と、平面回折格子で波長分散
された光を出口スリットに送る第２の凹面鏡（テレメー
タ鏡）とを含んで構成される。平面回折格子の表面中心
を通る軸を中心にして平面回折格子を回転させると、出
口スリットを通過する光の波長が変化するから、これに
より波長走査を行うことができる。なお、上述したよう
なマイクロチップ電気泳動装置に用いられる場合には、
実質的に泳動溝１４自体が出口スリットとして作用する
ので、分光器３０には出口スリットを備える必要はな
い。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】従来のツェルニ・ター
ナ型分光器では、コリメータ鏡及びテレメータ鏡に球面
鏡を利用している。ところが、このような光学系の構成
をとると、分光器から取り出された単色光のスペクトル
は直線状にならず、大きく湾曲した形状となる。する
と、図７に示すように、直線状に延びた泳動溝１４と単
色光のスペクトルＰとが部分的にしか重ならず、泳動溝
１４上の位置によっては所望の波長からのズレが大きく
なり、測定の精度を損なうという問題があった。 【０００８】 本発明はこのような課題を解決するため
に成されたものであり、その目的とするところは、分光
器における単色光のスペクトルの曲がりを改善すること
により、波長ズレを軽減することができるようなマイク
ロチップ電気泳動装置を提供することにある。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における分光器では、コリメータ鏡とテレメ
ータ鏡とに非球面鏡を用いている。本発明者は、種々の
非球面鏡の組合せを含む光学系部品の空間的配置につい
て実験と解析とを繰り返し、その結果、分光器の出口に
おいてスペクトルの曲がりが改善されるような光学系の
構成を見い出した。即ち、本発明は、試料を成分分離す
る泳動溝を有する電気泳動チップと、ツェルニ・ターナ
型分光器を含む分光光度計である検出器と、を具備する
マイクロチップ電気泳動装置において、前記ツェルニ・
ターナ型分光器は、入口スリットと、平面回折格子と、
前記入口スリットを通して導入された光を該平面回折格
子に送るコリメータ鏡と、該平面回折格子で波長分散さ
れた光を集光するテレメータ鏡とを含み、該テレメータ
鏡で集光した光を前記泳動溝に照射するように構成さ
れ、前記コリメータ鏡をトロイダル鏡とすると共に、前
記テレメータ鏡を、軸（母線）が前記泳動溝の延伸方向
と略平行となるように配置されたシリンドリカル鏡とし
たことを特徴とするものである。 【００１０】 【００１１】なお、ここでいうツェルニ・ターナ型分光
器とは広義のツェルニ・ターナ型であって、平面回折格
子への入射光と出射光とが交差するクロスド・ツェルニ
・ターナ型と、交差しない狭義のツェルニ・ターナ型と
の両方を含むものとする。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
マイクロチップ電気泳動装置に使用されるクロスド・ツ
ェルニ・ターナ型分光器を、図面を参照して説明する。
図１はこの分光器の光学系部品の空間的配置を示す略斜
視図である。 【００１３】光源１から発した光は凹面鏡２で集光され
て入口スリット３に投影され、入口スリット３を通過し
た光はコリメータ鏡４で平行光にされて平面回折格子５
に送られる。平面回折格子５で波長分散された光はテレ
メータ鏡６で集光され、投影面７に照射される。この投
影面７上での垂直方向をｘ軸、水平方向をｙ軸とする
と、入口スリット３のスリット開口はｘ軸と平行な方向
に延伸している。 【００１４】ここで、凹面鏡２及びコリメータ鏡４はト
ロイダル鏡であり、テレメータ鏡６はシリンドリカル鏡
である。トロイダル鏡は垂直方向（つまりｘ軸に平行な
方向）、水平方向（ｘ軸に直交する方向）にそれぞれ異
なる曲率半径を有する凹面鏡であり、シリンドリカル鏡
は水平面内で所定の曲率半径を有する曲線が垂直方向に
平行移動して形成される曲面を有する凹面鏡である。 【００１５】 上記分光器を含む紫外可視光分光光度計
を検出器としたマイクロチップ電気泳動装置では、ｘ軸
に平行な方向に泳動溝１４が延伸するように分光器と電
気泳動チップとの位置関係を決める。この場合、投影面
７は光検出器３１の検出面である。 【００１６】図２はこの分光器の光学系配置の具体例で
あり、図１を上面から見たときの配置を示している。各
光学部品は図２に示すような離間間隔及び角度を持って
配置される。また、各光学部品の仕様は次の通りであ
る。 （１）光源１ ０．５φ （２）凹面鏡２ トロイダル ３０×６０ｍｍ 水平方向曲率半径：７０．８ｍｍ 垂直方向曲率半径：６６．１ｍｍ （３）コリメータ鏡４ トロイダル ２０×４０ｍｍ 水平方向曲率半径：１０７．０ｍｍ 垂直方向曲率半径：５４．９ｍｍ （４）テレメータ鏡６ シリンドリカル ２０×２０ｍｍ 水平方向曲率半径：１１１．７３９ｍｍ 垂直方向曲率半径：∞ （５）平面回折格子５ 水平：２０ｍｍ×垂直：３０ｍｍ Ｎ＝９００本／ｍｍ ブレーズ波長：２５０ｎｍ 【００１７】図２に示した光学系構成で、投影面７上で
のスポットダイヤグラムを計算機シミュレーションによ
り算出した結果を図３に示す。また、比較対象として、
コリメータ鏡及びテレメータ鏡に球面鏡を用いた従来の
分光器についての同様の計算によるスポットダイヤグラ
ムを図４に示す。図３及び図４の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）はそれぞれ波長１９０ｎｍ、２５０ｎｍ、３７０
ｎｍの単色光を得るように平面回折格子５の角度を調整
したときの結果である。また、図３、図４では縦がｘ
軸、横がｙ軸である。 【００１８】図４でわかるように、従来の分光器では、
全ての波長範囲においてスペクトルは大きく湾曲してい
る。例えば、取り出す波長を１９０ｎｍからずらしてゆ
くと、図４（ａ）に示した湾曲したスペクトルはほぼそ
のままの形状でｙ軸方向に移動することになる。従っ
て、上述したように電気泳動チップ１０の泳動溝１４が
ｘ軸に平行に延伸している場合、その泳動溝１４の或る
位置では波長は１９０ｎｍとなるものの、その溝１４の
他の位置では波長は１９０ｎｍからずれることになる。
この従来の分光器の場合、このような流路方向の波長ズ
レは１０ｎｍ以上になる。 【００１９】これに対し、図３に示すように本実施例に
よる分光器ではスペクトルの湾曲が大幅に改善されてお
り、ｘ軸方向に直線に近い形状になっていることがわか
る。この場合、先の波長ズレと同一範囲でみた流路方向
の波長ズレは最大でも２ｎｍ以下になり、少なく見積も
っても従来の分光器よりも１／５以下のズレに抑えるこ
とができる。 【００２０】 なお、上記実施例では凹面鏡２もトロイ
ダル鏡としたが、他の形状の凹面鏡とすることもでき
る。また、上記実施例はクロスド・ツェルニ・ターナ型
分光器について説明したが、本発明は、回折格子への入
射光と出射光とが交差しないツェルニ・ターナ型分光器
にも適用できることは明らかである。更に、上述したよ
うな分光器は、マイクロチップ電気泳動装置の検出器と
して使用される紫外可視光分光光度計において有用であ
るのみならず、一般に波長精度を要求される分光光度計
において有用であることは当然である。 【００２１】 【発明の効果】以上のように、本発明に係るマイクロチ
ップ電気泳動装置によれば、検出器の分光光度計に含ま
れるツェルニ・ターナ型分光器において所望の波長を有
する単色光のスペクトルの湾曲が従来よりも大幅に改善
されるので、高い波長精度（分解能）をもって分析が行
える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるマイクロチップ電
気泳動装置に利用されるクロスド・ツェルニ・ターナ型
分光器における光学系部品の空間的配置を示す略斜視
図。 【図２】 この分光器の光学系配置の具体例を示す図。 【図３】 この分光器によるスポットダイヤグラム。 【図４】 従来のツェルニ・ターナ型分光器によるスポ
ットダイヤグラム。 【図５】 一般的なマイクロチップ電気泳動装置の電気
泳動チップの斜視図。 【図６】 マイクロチップ電気泳動装置を図５中の泳動
溝に沿って切断した断面図。 【図７】 スペクトル曲がりと泳動溝との関係を示す
図。 【符号の説明】 １…光源 ２…凹面鏡（トロイダル鏡） ３…入口スリット ４…コリメータ鏡（トロイダル鏡） ５…平面回折格子 ６…テレメータ鏡（シリンドリカル鏡） ７…投影面
気泳動装置に利用されるクロスド・ツェルニ・ターナ型
分光器における光学系部品の空間的配置を示す略斜視
図。 【図２】 この分光器の光学系配置の具体例を示す図。 【図３】 この分光器によるスポットダイヤグラム。 【図４】 従来のツェルニ・ターナ型分光器によるスポ
ットダイヤグラム。 【図５】 一般的なマイクロチップ電気泳動装置の電気
泳動チップの斜視図。 【図６】 マイクロチップ電気泳動装置を図５中の泳動
溝に沿って切断した断面図。 【図７】 スペクトル曲がりと泳動溝との関係を示す
図。 【符号の説明】 １…光源 ２…凹面鏡（トロイダル鏡） ３…入口スリット ４…コリメータ鏡（トロイダル鏡） ５…平面回折格子 ６…テレメータ鏡（シリンドリカル鏡） ７…投影面
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭57−54826（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−54824（ＪＰ，Ａ)
特公 昭44−14037（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 3/00 - 3/51
G01N 21/00 - 21/01
G01N 21/17 - 21/74
G02B 5/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 試料を成分分離する泳動溝を有する電気
泳動チップと、ツェルニ・ターナ型分光器を含む分光光
度計である検出器と、を具備するマイクロチップ電気泳
動装置において、 前記ツェルニ・ターナ型分光器は、入口スリットと、平
面回折格子と、前記入口スリットを通して導入された光
を該平面回折格子に送るコリメータ鏡と、該平面回折格
子で波長分散された光を集光するテレメータ鏡とを含
み、該テレメータ鏡で集光した光を前記泳動溝に照射す
るように構成され、 前記コリメータ鏡をトロイダル鏡とすると共に、前記テ
レメータ鏡を、軸（母線）が前記泳動溝の延伸方向と略
平行となるように配置されたシリンドリカル鏡としたこ
とを特徴とするマイクロチップ電気泳動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31472599A JP3487242B2 (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | マイクロチップ電気泳動装置 |
| US09/703,795 US6507398B1 (en) | 1999-11-05 | 2000-11-02 | Czerny-turner spectroscope |
| EP00123929A EP1099942A1 (en) | 1999-11-05 | 2000-11-03 | Czerny-Turner spectroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31472599A JP3487242B2 (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | マイクロチップ電気泳動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001133327A JP2001133327A (ja) | 2001-05-18 |
| JP3487242B2 true JP3487242B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=18056828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31472599A Expired - Lifetime JP3487242B2 (ja) | 1999-11-05 | 1999-11-05 | マイクロチップ電気泳動装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6507398B1 (ja) |
| EP (1) | EP1099942A1 (ja) |
| JP (1) | JP3487242B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3487242B2 (ja) * | 1999-11-05 | 2004-01-13 | 株式会社島津製作所 | マイクロチップ電気泳動装置 |
| CN100434884C (zh) * | 2005-04-27 | 2008-11-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种微小型光纤光谱仪 |
| JP2007121087A (ja) * | 2005-10-27 | 2007-05-17 | Bunkoh-Keiki Co Ltd | 分光器、および回折格子切換え装置 |
| US7345760B2 (en) * | 2006-01-13 | 2008-03-18 | Thermo Electron Scientific Instruments Llc | Grating monochromator/spectrograph |
| JP2008008852A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Osaka Electro-Communication Univ | 仕事関数顕微鏡及び光電子顕微鏡 |
| US7817274B2 (en) * | 2007-10-05 | 2010-10-19 | Jingyun Zhang | Compact spectrometer |
| WO2009070459A1 (en) | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Jingyun Zhang | Miniature spectrometers working with cellular phones and other portable electronic devices |
| CN101231383B (zh) * | 2008-02-26 | 2011-03-16 | 上海激光等离子体研究所 | 用于啁啾脉冲放大的自准直凹面调制光谱调制整形装置 |
| CN101231382B (zh) * | 2008-02-26 | 2010-09-01 | 上海激光等离子体研究所 | 用于啁啾脉冲放大的光谱调制整形装置 |
| CN101231384B (zh) * | 2008-02-26 | 2010-09-01 | 上海激光等离子体研究所 | 用于啁啾脉冲放大的自准直平面调制光谱调制整形装置 |
| CN101231385B (zh) * | 2008-02-26 | 2010-04-21 | 四川大学 | 用于啁啾脉冲放大的光谱整形调制方法 |
| WO2010076806A1 (en) * | 2009-01-01 | 2010-07-08 | Metal Power Analytical (India) P. Ltd | High resolution optical spectrograph |
| JP5169897B2 (ja) * | 2009-02-16 | 2013-03-27 | 株式会社島津製作所 | 回折効率測定器及び回折効率測定方法 |
| US8786855B2 (en) * | 2011-01-25 | 2014-07-22 | Ocean Optics, Inc. | Shaped input apertures to improve resolution in grating spectrometers |
| US8797529B2 (en) * | 2011-01-25 | 2014-08-05 | Ocean Optics, Inc. | Spectrometer design for aberration correction, simplified manufacture, and compact footprint |
| GB2498512B (en) * | 2011-12-14 | 2014-03-05 | Thermo Fisher Scient Ecublens Sarl | Spark optical emission spectrometer and method of spectroscopy |
| CN103575230B (zh) * | 2012-08-09 | 2017-10-31 | 北京智朗芯光科技有限公司 | 光学无色差聚焦系统 |
| EP3574293A4 (en) | 2017-01-25 | 2020-10-14 | Testright Nanosystems PVT. LTD. | SPECTROMETER AND METHOD FOR MEASURING SPECTRAL CHARACTERISTICS THEREOF |
| US11067441B2 (en) * | 2017-02-08 | 2021-07-20 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | Correction of curved projection of a spectrometer slit line |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2657487B2 (ja) * | 1987-03-19 | 1997-09-24 | 株式会社小松製作所 | レーザの波長制御装置および方法 |
| US5192981A (en) * | 1990-04-30 | 1993-03-09 | Spex Industries, Inc. | Czerny-Turner monochromator |
| US5452085A (en) * | 1993-01-27 | 1995-09-19 | Acton Research Corporation | Spectrographic astigmatism correction system |
| JPH07128144A (ja) * | 1993-11-04 | 1995-05-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分光測定装置 |
| US5579106A (en) * | 1995-02-21 | 1996-11-26 | Oriel Corporation | Method and apparatus for providing astigmatism-reduced images with spectroscopic instruments |
| JP3487242B2 (ja) * | 1999-11-05 | 2004-01-13 | 株式会社島津製作所 | マイクロチップ電気泳動装置 |
-
1999
- 1999-11-05 JP JP31472599A patent/JP3487242B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-11-02 US US09/703,795 patent/US6507398B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-11-03 EP EP00123929A patent/EP1099942A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6507398B1 (en) | 2003-01-14 |
| JP2001133327A (ja) | 2001-05-18 |
| EP1099942A1 (en) | 2001-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3487242B2 (ja) | マイクロチップ電気泳動装置 | |
| US7864317B2 (en) | Compact catadioptric spectrometer | |
| US7245374B2 (en) | Optical analysis system | |
| US6108083A (en) | Spectroscopic systems for the analysis of small and very small quantities of substance | |
| EP0717839B1 (en) | A high efficiency fluorescence flow cell | |
| US4022529A (en) | Feature extraction system for extracting a predetermined feature from a signal | |
| US7527977B1 (en) | Protein detection system | |
| EP1645864B1 (en) | Enhanced sensitivity differential refractometer incorporating a photodetector array | |
| JPH05240774A (ja) | 光学セル及び光学検出装置とこれを用いる試料分離検出装置 | |
| JPS591971B2 (ja) | ブンコウコウドケイ | |
| WO2001014858A1 (en) | Interferometric detection system and method | |
| WO1995010759A1 (en) | Spectral wavelength discrimination system and method for using | |
| US6361672B1 (en) | Multiple laser diode electromagnetic radiation source in multiple electrophoresis channel systems | |
| US6531044B1 (en) | Capillary array electrophoresis apparatus | |
| US3606547A (en) | Spectrophotometer | |
| USRE32598E (en) | Feature extraction system for extracting a predetermined feature from a signal | |
| JP2000283960A (ja) | マイクロチップ電気泳動装置 | |
| CN212059104U (zh) | 一种宽光谱高灵敏度拉曼光谱仪 | |
| JP4239869B2 (ja) | 分光光度計用分光器の光学系 | |
| US4035086A (en) | Multi-channel analyzer for liquid chromatographic separations | |
| JP2935287B2 (ja) | 示差屈折率分光スペクトル測定装置 | |
| Coelfen et al. | Ultrasensitive Schlieren optical system | |
| CN113272060B (zh) | 紧凑的基于成像的传感器 | |
| US20040026252A1 (en) | Extended pathlength detection in separations | |
| Kaltenbach | A high-sensitivity diode array detector for on-column detection in capillary electrophoresis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3487242 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081031 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091031 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101031 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |