JP4853420B2

JP4853420B2 - 光学測定装置

Info

Publication number: JP4853420B2
Application number: JP2007194116A
Authority: JP
Inventors: 隆志井上
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP2009031074A

Description

本発明は、試料載置台に載置された微量液体試料に光を照射してその透過光を測定する光学測定装置に関し、特にそれに用いられる液体試料拭き取り装置のウエス保持機構に関する。

紫外可視分光光度計等の分光光度計において、液体試料の透過率や吸光度などの透過特性を測定する際には、液体試料を収容する角形状或いは円筒形状のキュベットセルを用いるのが一般的である。しかし、蛋白質やＤＮＡの定量などの生化学分野では、分析対象である液体試料の量が極めて少量であることが多く、上記のようなキュベットセルを用いることはできない。

微量液体試料の分光測定を行う第一の装置として、従来より、米国ナノドロップテクノロジーズ社が販売している分光光度計ND-1000が知られている（非特許文献１参照）。この分光光度計では、図１２に示すように、上下に対向させ、所定距離離間して設けた上部側基部８０と下部側基部８２との間の空間に表面張力により液体試料８４を上下方向に架橋して保持する。この状態で上部側基部８０内に設けた投光側光ファイバー８１から出射した測定光を液体試料８４中に通過させ、下部側基部８２内に設けた受光側光ファイバー８３で受け、分光測定等を行う。

また、微量液体試料の分光測定を行う第二の装置として、本件出願人は、図１３に示すように、回転可能な円盤状の試料プレート９１上の外周近傍に試料保持部９２を複数設けた微量液体試料用光学測定装置を国際特許出願した（国際出願番号：ＰＣＴ／ＪＰ０６／３０７０３２）。この装置では、まず試料供給位置Ｕ１で試料保持部９２に液体試料を滴下する。次に試料プレート９１を回転し、試料保持部９２を測定位置Ｕ２まで移動させる。この状態でその上面に透明な窓板２２を降下させ、光路長を定めた後に透過光の測定を実行する。測定終了後、窓板２２を上昇させ、試料保持部９２を測定位置Ｕ２から拭取位置Ｕ３まで移動し、そこに設けられたクリーニングパッド９３により液体試料を吸収して除去する。また、窓板２２の下面に付着した液体試料は、上述のように窓板２２が上昇した状態で、クリーニングパッド９３とは別の清掃用ウエス（図示省略）により拭き取る。
「ナノドロップＮＤ−１０００オーバービュー (NanoDrop ND-1000 Overview)」、米国ナノドロップ・テクノロジーズ社 (NanoDrop Technologies)、インターネット<http://www.nanodrop.com/nd-1000-overview.html>、[平成１９年７月２４日検索]

上述した第一の装置によれば、１つの試料の測定を終了した後に次の試料の測定を行う際に投光側・受光側の両方の光ファイバー端面を紙ウエス等の清掃用ウエス（以下、単にウエスと呼ぶ）等で拭う必要がある。こうした作業は１つの試料測定が終了する毎に手作業で行う必要があるため、清掃作業に時間がかかるという問題がある。

第二の装置によれば、液体試料の拭取作業の一部は自動化されるが、ウエスの交換作業は手作業になる。この作業は必ずしも１つの測定が終了する毎に行う必要はないが、煩雑であるため、手間がかかるという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、微量液体試料用光学測定装置であって、液体試料を拭き取るためのウエスを簡単にかつ手早く交換することができる光学測定装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る光学測定装置は、試料載置台に載置した液体試料に測定光を照射し、前記液体試料を透過する光を測定する光学測定装置であって、
前記試料載置台上の液体試料を拭き取るための筒状の清掃用ウエスと、
前記清掃用ウエスの内部に装入される、少なくとも一面に拭き取り平面を有する、ゴムブロックから成るサポート部と、
前記サポート部を水平方向に旋回させることにより、前記試料載置台上の液体試料を拭き取るための拭取位置と該拭取位置から退避した退避位置との間で移動させる移動手段と、
前記清掃用ウエスを前記サポート部に保持するための弾性手段と、
を備え、
前記弾性手段が、前記ゴムブロックの側面のうち前記移動手段による旋回方向両側の側面に設けられた一対のアーチ形のバネである
ことを特徴とする。

本発明に係る光学測定装置では、前記サポート部の側面に備えられた弾性手段を指等で押さえることにより、筒状の清掃用ウエスを前記サポート部に簡単に着脱することができる。

以下、添付図面に基づき、本発明の一実施例である、液体試料の拭き取り用ウエス保持機構を備えた微量液体試料用光学測定装置を説明する。

図１は本実施例に係る微量液体試料用光学測定装置の概略構成図であり、図２は測定時の液体試料の状態を示す図である。

図１において、ベース１３上に支持柱１５が垂直に立設され、その中間箇所から略水平に延びる試料台１０が設置されている。試料台１０には測定光を通過させるための孔が設けられ、その上面には液体試料を保持するための透明な試料滴下台１１が設けられている。試料滴下台１１の上部には、支持柱１５に沿って上下に移動可能な窓板ホルダ２３が設けられている。窓板ホルダ２３の前記試料台１０の通過孔に対応する位置には、同様の通過孔が設けられ、その下面には、試料滴下台１１と共に液体試料を保持する透明な窓板２２が固定されている。

支持柱１５の上部には略水平方向に測定光を出射する光源１６が取り付けられ、その正面には測定光を下方向に、窓板ホルダ２３及び試料台１０の通過孔に向けて反射する平面鏡１７が設けられている。

試料台１０の通過孔の下方にはスリット１９が固定され、その更に下方には回折格子２０が設けられている。回折格子２０の回折光出射位置にはマルチチャンネル型の検出器２１が設けられている。

試料台１０には、本発明に係るウエス保持機構を備えた液体試料拭き取り機構が設けられている。液体試料拭き取り機構は、試料台１０に固定された回転軸３４、回転軸３４から略水平方向に延出された回転可能なアーム３１、そしてアーム３１の先端に固定されたヘッド１４から成る。ヘッド１４の高さは、試料滴下台１１の直上となるようにセットされている。

液体試料拭き取り機構の詳細を図３〜図５に示す。図３に示すように、ヘッド１４は、液体試料を拭き取るための筒状のウエス４０と、ウエス４０に内包され、芯となるゴムブロック３３と、ゴムブロック３３を支えるサポータ３２と、サポータ３２の左右にそれぞれ設けられたアーチバネ３５から成る。本実施例では、ヘッド１４のサポータ３２、その左右のアーチバネ３５及びアーム３１は１枚の薄い金属板で一体に成形されている。

図５に示すように、ゴムブロック３３の中心には長手方向に延びる貫通穴が設けられ、サポータ３２はこの貫通穴に挿通されることによりゴムブロック３３を保持する。ゴムブロック３３の上下面には、ウエス４０による試料滴下台１１及び窓板２２の拭き取りを確実にするための長手方向の筋が多数設けられている。この筋は、図３及び図５に示すような直線状のＶ溝に限らず、うねりながら延伸する波線の溝や、断面が矩形の溝でもよい。

図４に示すように、前記金属板は途中に屈曲部３９を有し、屈曲部３９よりも固定側（回転軸３４側）がアーム３１となり、自由側がサポータ３２となる。この屈曲部３９により、ゴムブロック３３は常に一定の位置に固定される。なお、1個のゴムブロック３３の代わりに、2個のゴムブロックをサポータ３２の上下面に貼り合わせる構成にしてもよい。

図３に示すように、左右のアーチバネ３５は、アーム３１の左右から少し延出し、上方に折り曲げられ、そこから前方に延出している。その前方に延出する部分でアーチ形とされており、このアーチ形部分がバネ作用を有する。

図６に示すように、回転軸３４は直下に設けたバネ３６により上下に弾性的に移動可能となっている。これによりヘッド１４は、窓板２２に押さえられた場合、窓板２２及び試料滴下台１１に平行な状態を保ったまま、窓板２２に従動する。なお、図７に示すように、アーム３１の剛性を低くすることにより、同様にヘッド１４を窓板２２に従動させるようにしてもよい。

筒状のウエス４０は、吸水性のある厚手の紙ウエス（紙タオル）の１枚もの又はそれを複数枚重ねたものを筒状に巻き、端を接着剤等で固定することで製作することができる。紙ウエスの素材によっては、熱圧を加えることにより接合することも可能である。

このような構成を有する本実施例の光学測定装置による微量液体試料の測定方法は次の通りである。まず、窓板ホルダ２３を上に引き上げた状態で試料台１０の試料滴下台１１上に微量の液体試料を滴下し、窓板ホルダ２３を下ろして液体試料を試料滴下台１１と窓板ホルダ２３の窓板２２の間に挟む。この状態で光源１６を点灯し、測定光を出射する。測定光は集光レンズ１８により集光され、試料滴下台１１と窓板２２の間に保持された液体試料を透過し、その下方に設けられたスリット１９で光域が制限される。光域が制限された試料透過光は回折格子２０により波長分散され、マルチチャンネル型検出器２１により全測定波長の強度が一斉に検出される。これにより、液体試料の分析等が行われる。

測定終了後、次の測定のために窓板ホルダ２３を引き上げ、試料滴下台１１及び窓板２２の表面に付着する液体試料を拭き取り除去する。

この拭き取り作業を図１、図６、及び図８を用いて説明する。窓板ホルダ２３が、図１に示すように試料滴下台１１から十分離れた位置で停止すると、図８(a)の位置に退避していたヘッド１４は、回転軸３４を中心に試料台１０に平行に旋回し、窓板２２と試料滴下台１１の間に移動する（図８(b)）。その後、窓板ホルダ２３を下降させ、窓板２２をヘッド１４に押し付ける。このとき、図６に示すように回転軸３４が下方に移動するため、ヘッド１４はその下の試料滴下台１１にも接触する。この状態でヘッド１４を旋回させて図８(a)の位置に戻すことにより、ヘッド１４に被せたウエス４０が窓板２２の下面と試料滴下台１１の上面に付着した液体試料を同時に拭き取る。ここで、ヘッド１４の旋回は手動で行ってもよいし、モータ等を用いて自動的に行ってもよい。自動的に行う場合、窓板ホルダ２３及びヘッド１４の動きを試料測定シーケンスに組み込み、全てを自動化することが望ましい。

必要な場合には１回の測定毎、そうでない場合には複数回の測定毎に、ウエス４０を交換する。ウエス４０の取り外し及び装着は、ヘッド１４の左右のアーチバネ３５を指で押さえることにより簡単に行うことができる。

上記説明においてはヘッド１４を試料台１０に平行に旋回させ、窓板２２及び試料滴下台１１の接液面に平行に移動させることとしたが、図９(a)(b)に示すようにヘッド１４をレール３７に沿って平行移動させてもよく、また、図１０(a)(b)に示すように試料滴下台１１の表面に平行なアーム４１を軸としてヘッド４４を回転させてもよい。なお、図９及び図１０には窓板２２又は試料滴下台１１のいずれかしか描かれていないが、上記ヘッド１４の旋回の場合と同様、窓板２２及び試料滴下台１１を同時に拭き取ることができる。

ウエス４０を保持するための弾性手段としては、図１１に示すように、ゴムブロック３３の側面にゴムブロック３３と一体に設けた凸起部３８を用いてもよい。なお、いずれの弾性手段もゴムブロック３３の両側面ではなく片面のみに設けてもよい。

本発明の一実施例である微量液体試料用光学測定装置の概略構成図。測定時の液体試料１２の状態を示す図。液体試料拭き取り機構の構成を示す斜視図。液体試料拭き取り機構の断面図。ヘッド１４の端面図。回転軸３４の移動を示す概念側面図。アーム３１の変形を示す概念側面図。ヘッド１４の旋回を示す概略平面図。ヘッド１４の平行移動を示す概念平面図。ヘッド１４の回転を示す概念斜視図。ゴムブロック３３の側面に凸起部３８を設けた液体試料拭き取り機構の平面図。従来の微量液体試料の分光測定を行う第一の装置における液体試料の保持方法の説明図。従来の微量液体試料の分光測定を行う第二の装置における試料プレート上面を示す図。

符号の説明

１０…試料台
１１…試料滴下台
１２…液体試料
１３…ベース
１４、４４…ヘッド
１５…支持柱
１６…光源
１７…平面鏡
１８…集光レンズ
１９…スリット
２０…回折格子
２１…検出器
２２…窓板
２３…窓板ホルダ
３１、４１…アーム
３２…サポータ
３３…ゴムブロック
３４…回転軸
３５…アーチバネ
３６…バネ
３７…レール
３８…凸起部
３９…屈曲部
４０…ウエス

Claims

試料載置台に載置した液体試料に測定光を照射し、前記液体試料を透過する光を測定する光学測定装置において、
前記試料載置台上の液体試料を拭き取るための筒状の清掃用ウエスと、
前記清掃用ウエスの内部に装入される、少なくとも一面に拭き取り平面を有する、ゴムブロックから成るサポート部と、
前記サポート部を水平方向に旋回させることにより、前記試料載置台上の液体試料を拭き取るための拭取位置と該拭取位置から退避した退避位置との間で移動させる移動手段と、
前記清掃用ウエスを前記サポート部に保持するための弾性手段と、
を備え、
前記弾性手段が、前記ゴムブロックの側面のうち前記移動手段による旋回方向両側の側面に設けられた一対のアーチ形のバネである
ことを特徴とする光学測定装置。
前記アーチ形のバネが、該ゴムブロックを保持するゴムブロック保持部と一体に作製された板金加工品である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学測定装置。