JP6760494B2 - 分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェア - Google Patents

分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェア Download PDF

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Description

本発明は、分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェアに関する。特に、異なる複数の波長の励起光を用いた測定を行う際に好適に用いることができる、分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェアに関する。
有機ＥＬ発光デバイス、光触媒、光反応を利用した分子センサーといった機能性物質は、特定の波長の光を吸収して目的の機能を達成するように分子構造が設計されている。具体的には、特定の波長の光を吸収して励起状態に遷移し、特定の波長の蛍光やりん光を放出して基底状態に戻る電子状態を有するように分子構造が設計される。機能性物質である試料に照射した光の光子数に対する、該試料から放出された光の光子数の比は外部量子効率と呼ばれる。また、試料が吸収した光の光子数に対する、該試料から放出された光の光子数の比は内部量子効率と呼ばれる。外部量子効率や内部量子効率は、機能性物質を評価する１つの指標として用いられる。
外部量子効率や内部量子効率は、分光蛍光光度計を用いて特定の波長の励起光を照射し、試料から発せられる蛍光やりん光の強度を測定することにより求められる。分光蛍光光度計は、光源及び分光部を有する励起光源部と、試料から発せられる蛍光やりん光を収集するための積分球と、分光部及び検出器を有する検出部とを備えている。分光蛍光光度計を用いた測定により外部量子効率や内部量子効率を求める際には、はじめにブランク測定を行う。ブランク測定では、例えば実試料を溶解させる溶媒のみ（ブランク試料）を封入したキュベットセルに励起光を照射してキュベットセルを通過した光（透過光）の強度（強度Ａ）を測定する。続いて、実試料を上記溶媒に溶解させた実試料溶液を封入したキュベットセルに励起光を照射してキュベットセルを通過した光（透過光）の強度（強度Ｂ）を測定する。また、実試料溶液から発せられた蛍光やりん光の強度（強度Ｃ）も測定する。測定後、強度Ａ〜Ｃからそれぞれ光子数Ａ〜Ｃを求める。光子数Ａに対する光子数Ｃの比から外部量子効率が、光子数Ａから光子数Ｂを差し引いた光子数Ａ−Ｂに対する光子数Ｃの比から内部量子効率が、それぞれ求められる（例えば特許文献１）。
分光蛍光光度計の多くは専用の制御ソフトウェアからの指示を受けて動作する。使用者が制御ソフトウェアを立ち上げ測定の開始を指示すると、測定条件を入力する画面が表示される。使用者が励起光の波長、透過光の測定波長範囲、及び蛍光（あるいはりん光）の測定波長範囲等の測定条件を入力すると、続いて分光蛍光光度計の所定位置にブランク試料を封入したキュベットセルをセットするよう、使用者に促す。使用者がキュベットセルをセットし、ブランク測定の開始を指示すると、制御ソフトウェアは分光光度計の励起光源部から使用者により指定された波長の励起光をキュベットセル内のブランク試料に照射し、検出部において該ブランク試料を通過した透過光の強度を使用者により入力された波長範囲で測定する。ブランク試料の測定を終えると、実試料溶液を封入したキュベットセルをセットするよう、使用者に促す。使用者がキュベットセルをセットし、測定の開始を指示すると、制御ソフトウェアは使用者により指定された波長の励起光をキュベットセル内の実試料溶液に照射し、実試料溶液を通過した透過光の強度及び該実試料溶液から発せられた蛍光やりん光の強度を、それぞれ使用者により入力された波長範囲で測定する。
特開２０１３−７２７２７号公報
近年、複数の機能を持たせた機能性物質の研究が進められている。つまり、異なる複数の波長の光に対して蛍光やりん光を発する物質の研究が進められている。こうした研究では、異なる複数の波長の励起光について上記のブランク測定及び実測定が行われる。また、単一機能の機能性物質についても、外部量子効率や内部量子効率が最も高くなる、最適な励起光波長を探索するために、複数の波長で上記のブランク測定及び実測定を行うことがある。
分光蛍光光度計において用いられる多くのキュベットセルはガラス製やプラスチック製であり、光吸収特性に僅かながら個体差がある。そのため、ブランク測定と実測定で異なるキュベットセルを用いると、ブランク測定時と実測定時のキュベットセルによる光吸収量に差が生じて測定精度が低下する。従って、高い精度で測定を行うためにはブランク測定と実測定で同じキュベットセルを用いる必要がある。
従来用いられている上述の制御ソフトウェアにより複数の波長の励起光についての測定を行う場合、１つ目の波長の光についてブランク測定と実測定をそれぞれ実行し、続いて２つ目の波長の光についてブランク測定と実測定をそれぞれ実行する。このとき、１つ目の波長におけるブランク測定の終了後にキュベットセルを洗浄し、実試料溶液を封入して実測定を行い、実測定の終了後に再びキュベットセルを洗浄し、ブランク試料を封入して２つ目の波長におけるブランク測定を行うといった処理を繰り返さなければならず、キュベットセルの洗浄及びブランク試料又は試料溶液の封入並びにキュベットセルのセットに手間がかかるという問題があった。また、多くの制御ソフトウェアでは各波長の励起光についての測定を個別に実行するため、１つの波長の励起光の測定毎に、励起光の波長、透過光の測定波長範囲、及び蛍光（あるいはりん光）の測定波長範囲を都度入力する必要があり、手間がかかるという問題があった。
ここでは液体であるブランク試料及び実試料を測定する場合を例に挙げて説明したが、気体試料や固体試料を試料容器に封入して測定を行う場合にも上記同様の問題があった。また、例えば基板に光機能性物質を蒸着してなる固体試料の場合には、該固体試料を試料容器に封入することなく測定を行うことが可能であるが、そうした場合であっても、測定毎にブランク試料（基板のみ）と実試料（光機能性物質を蒸着した基板）を繰り返しセットしなければならず手間がかかっていた。
本発明が解決しようとする課題は、複数の波長の励起光について簡便にブランク測定と実測定を行うことができる、分光蛍光光度計、分光蛍光光度計を用いた測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェア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の第１の態様に係る分光蛍光光度計は、
a) 試料が配置される試料配置部と、
b) 前記試料配置部に向けて、複数の波長の光を発することが可能な光源部と、
c) 前記試料配置部からの光のうち、所定波長範囲内の光の強度を測定する検出部と、
d) 使用者による、前記複数の波長のうちの一部又は全部である複数の励起波長の入力を受け付ける励起波長入力部と、
e) 前記入力された複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定する測定波長範囲決定部と、
f) 使用者によるブランク測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御するブランク測定実行部と、
g) 使用者による実測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御する実測定実行部と
を備えることを特徴とする。
前記光源部には、前記複数の励起波長を含む波長範囲の連続光を発するランプ等の連続光源と分光器を組み合わせたもの、それぞれが前記複数の励起波長のうちの１つの波長の光を発する単色光源を複数有するもの、前記複数の励起波長の光を含む不連続光を発する不連続光源と分光器を組み合わせたもの等、適宜のものを用いることもできる。
前記所定の波長範囲内の光の強度を測定する検出部は、外部からの制御に基づき指定された波長範囲の光の強度を測定するものである。
本発明に係る分光蛍光光度計を用いた測定の手順を説明する。
まず、使用者による複数の励起波長の入力を受け付ける。これは、使用者に励起波長そのものを入力させるほか、複数の励起波長を一覧表示してその中から使用者に複数の励起波長を選択させる、あるいは測定対象の試料の名称や種類を、複数の励起波長や透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲に対応付けたテーブル等を予め用意しておき、使用者に試料の名称や種類を入力させて該名称や種類に対応付けられた複数の励起波長等を読み出すなど、様々な方法により行うことができる。
続いて、測定波長範囲決定部が、使用者に入力された複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により各励起波長に対応する、試料配置部（に使用者が配置するブランク試料及び実試料）を通過した光（透過光）と試料配置部（に使用者が配置する実試料）から発せられる蛍光やりん光（発光）の測定波長範囲を決定する。ここでいう予め定められた規則は、例えば各励起波長よりも予め決められた波長だけ短い波長を下限波長、各励起波長よりも予め決められた波長だけ長い波長を上限波長として透過光測定波長範囲を決定し、該透過光測定波長範囲の上限波長を下限波長とする所定の波長幅の範囲を発光の測定波長範囲に決定する、等とすることができる。上述のように、使用者に試料の名称や種類を入力させて該名称や種類に対応付けられた、透過光及び発光の測定波長範囲を読み出すようにしても良い。また、発光の測定波長範囲の上限波長や下限波長を使用者に入力させるようにしてもよい。
次に、使用者が試料配置部にブランク試料をセットし、ブランク測定の実行を指示すると、ブランク測定実行部は光源部及び検出部を動作させ、該光源部から複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について、試料配置部（に配置されたブランク試料）を通過した透過光測定波長範囲内の光の強度を測定する。
全ての励起波長のブランク測定を終えた後、使用者が試料配置部に実試料をセットし、実測定の実行を指示すると、実測定実行部は光源部及び検出部を動作させ、光源部から複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について、試料配置部（に配置された実試料）を通過した透過光測定波長範囲内の光の強度及び試料配置部から発せられた発光測定波長範囲内の光の強度を測定する。
本発明に係る分光光度計では、複数の励起波長についてブランク測定を順に行い、次いで複数の励起波長について実測定を順に行うため、全ての励起波長に関するブランク試料の測定終了後にブランク試料を実試料に交換するのみでよく、簡便に測定を行うことができる。また、分析者は測定開始前に複数の励起波長を入力するのみでよいため、従来の装置を用いた測定に比べて分析者の手間が軽減される。
また、上記課題を解決するために成された本発明の第２の態様は、光源部、試料配置部、及び検出部を有する分光蛍光光度計を用いた分光測定方法であって、
a) 使用者による複数の励起波長の入力を受け付け、
b) 前記複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定し、
c) 前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発して、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行し、
d) 前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発して、各励起波長の光について、前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行する
ことを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために成された本発明の第３の態様は、光源部、試料配置部、及び検出部を有する分光蛍光光度計用の制御ソフトウェアであって、該分光蛍光光度計と通信可能に接続されたコンピュータを、
a) 使用者による複数の励起波長の入力を受け付ける励起波長入力部と、
b) 前記複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定する測定波長範囲決定部と、
c) 使用者によるブランク測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御するブランク測定実行部と、
d) 使用者による実測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御する実測定実行部と
として動作させることを特徴とする。
本発明に係る分光蛍光光度計、分光測定方法、あるいは分光蛍光光度計用制御ソフトウェアを用いることにより、複数の波長の励起光について簡便にブランク測定と実測定を行うことができる。
本発明に係る分光蛍光光度計の一実施例の概略構成図。 本実施例の分光蛍光光度計における測定系の配置を説明する図。 本発明に係る分光測定方法の一実施例のフローチャート。 本実施例の分光蛍光光度計及び分光測定方法により複数の励起波長のそれぞれについて得られるスペクトルの一例。 図４のスペクトルを１つにまとめて表示した例。 複数の励起波長のそれぞれを用いたブランク測定及び実測定における透過光及び蛍光の光子数の一覧。 複数の励起波長についての外部量子効率及び内部量子効率を求める計算式の一覧。 量子効率の励起波長依存性を示すグラフの一例。 本実施例の分光蛍光光度計及び分光測定方法における、複数の試料の測定結果の一表示例。
本発明に係る分光蛍光光度計、分光測定方法、及び分光蛍光光度計用制御ソフトウェアの一実施例について、以下、図面を参照して説明する。
図１に本実施例の分光蛍光光度計１の要部構成を示す。この分光蛍光光度計は、大別して測定部１０と制御部２０から構成される。測定部１０は、光源部１１、試料配置部１２、及び検出部１３で構成されている。光源部１１は、後述する複数の励起波長の光を含む連続光を発する光源１１１と分光器１１２を備えている。試料配置部１２には試料（ブランク試料及び実試料）が載置される。検出部１３は分光器１３１と検出器１３２を備えている。本実施例の分光器１１２、１３１はいずれも回折格子であり、検出器１３２はフォトダイオードアレイ検出器である。光源１１１から発せられた連続光は分光器１１２により単色化されて試料１２１に照射される。また、試料１２１を通過した光、及び試料１２１から発せられた光のうち、分光器１３１で選択された波長範囲の光が検出器１３２に入射し、その強度が測定される。検出器１３２からの出力信号は順次、記憶部２１に送られ保存される。
図２に示すように、試料配置部１２は積分球１００内の中央に設けられている。積分球１００には光源部１１からの光を入射するための光入射窓１０１と、試料配置部１２に載置された試料１２１を通過した光を出射するための第１光出射窓１０２が、図中のX-Y平面内の試料配置部１２（積分球１００の中心）を挟んで対向する位置に形成されている。また、積分球の極点（試料配置部の直上。積分球１００とZ軸の交点のうちの一方）には第２出射窓１０３が形成されている。試料１２１から発せれた蛍光やりん光は積分球内部で繰り返し反射され第２出射窓１０３から出射する。第１光出射窓１０２から出射した透過光、及び第２出射窓１０３から出射した蛍光やりん光は、図示しない光学系により検出部１３に導かれる。
制御部２０は、記憶部２１のほか、分光光度計用制御ソフトウェア２２を実行することにより具現化される機能ブロックである、波長範囲決定部２２１、ブランク測定実行部２２２、実測定実行部２２３、スペクトル作成部２２４、量子効率算出部２２５、及び分析結果表示部２２６を備えている。制御部２０の実体はパーソナルコンピュータであり、キーボードやマウスからなる入力部３０と、液晶ディスプレイ等の表示部４０が接続されている。記憶部２１には、複数の実試料について、それぞれ試料名が測定条件に関する情報（複数の励起波長λA, λB, …、第１波長λ1、第２波長λ2、及び第３波長λ3）に対応付けられた化合物データベース２１１が保存されている。また、記憶部２１には、検出器１３２における光の検出強度から光子数を求めるための光子数算出情報（数式や対応テーブル）が保存されている。
化合物データベース２１１に保存されている第１波長λ1は、ブランク試料及び実試料を通過した光（透過光）を測定する際の測定波長範囲（透過光測定波長範囲）を決定するために用いられる値であり、これにより透過光測定波長範囲が励起波長±λ1に決定される。また、第２波長λ2及び第３波長λ3は、実試料から発せられる蛍光やりん光を測定する際の測定波長範囲（発光測定波長範囲）を決定するために用いられる値であり、これらにより発光測定波長範囲の下限波長が励起波長＋λ2、上限波長がλ3に決定される。
以下、本実施例の分光蛍光光度計１を用いた分光測定について説明する。図３は本実施例の分光測定方法の手順を説明するフローチャートである。ここでは、類似の化合物である６種類の試料を同一の溶媒に溶解させて試料溶液を作成し、それぞれについて、3種類の励起波長λA〜λCにおける外部量子効率及び内部量子効率を求める場合を例に説明する。
使用者が分光光度計用制御ソフトウェア２２を起動する等の所定の動作により分光測定開始を指示すると、表示部４０に測定試料（実試料）の情報（試料名、種類、又は測定種別など）及び数を入力する画面を表示し、使用者に入力を促す。
使用者が実試料の情報及び数を入力すると（ステップＳ１）、波長範囲決定部２２１は、使用者に入力された実試料の情報に対応する情報が、記憶部２１に保存されている化合物データベース２１１にあるか否かを検索する。使用者に入力された実試料の情報に対応する情報が化合物データベースにない場合には、表示部４０に励起波長λA〜λC、第１波長λ1、第２波長λ2、及び第３波長λ3をそれぞれ入力する欄を表示し使用者に入力させる（ステップＳ２）。使用者が入力を終えると、複数の励起波長λA〜λCのそれぞれについて、透過光測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1等と発光測定波長範囲λA+λ2〜λ3等が設定される（ステップＳ３）。一方、使用者に入力された実試料の情報に対応する情報が化合物データベース２１１にある場合には、その実試料の情報と対応付けられた複数の励起波長λA〜λC、第１波長λ1、第２波長λ2、及び第３波長λ3を読み出し、複数の励起波長のそれぞれについて、透過光測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1等と発光測定波長範囲λA+λ2〜λ3等をそれぞれ求め、表示部４０に表示する。使用者は表示された各波長、及び測定波長範囲を確認し、必要な場合にはそれらを適宜に変更する。
次に、使用者はブランク試料（溶媒のみ）をキュベットセルに封入し、試料配置部１２にセットし（ステップＳ４）、ブランク測定の実行を指示する。ブランク測定実行部２２２は、この指示を受けて光源部１１の光源１１１から連続光を発生させ分光器１１２により最初の励起波長λAの光を取り出してブランク試料に照射する。また、検出部１３の分光器１３１を回転させ、透過光測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1においてブランク試料からの透過光を波長分離し、各波長の光の強度を測定する。さらに、分光器１３１を回転させ、発光測定波長範囲λA+λ2〜λ3においてブランク試料から発せられた蛍光を波長分離し、各波長の光の強度を測定する（ステップＳ５）。本実施例では透過光測定波長範囲の光と発光測定波長範囲の光を、分光器１３１を順次回転させて測定しているが、これらの波長範囲で波長分離された光を同時に検出器１３２に入射させることが可能な場合にはこれらを一度に測定してもよい。
最初の励起波長λAの光についてブランク測定を完了すると、ブランク測定実行部２２２は、全ての励起波長λA〜λCについてブランク測定を完了しているかを確認する（ステップＳ６）。未測定の励起波長が残っている場合には（ステップＳ６でＮＯ）、光源部１１の分光器１１２を動作させて次の励起波長λBの光を取り出し、ブランク試料に照射する。また、検出部１３の分光器１３１を回転させて、透過光測定波長範囲λB-λ1〜λB+λ1でブランク試料からの透過光の強度を、発光測定波長範囲λB+λ2〜λ3でブランク試料からの蛍光の強度を、それぞれ波長分離して測定する（ステップＳ５）。このように、ブランク測定実行部２２２は、光源部１１及び検出部１３を制御して複数の励起波長λA〜λCの光を順にブランク試料に照射し、各励起波長の光についてブランク試料を通過した光を波長分離し各波長の光の強度を測定する。全励起波長についてブランク測定を完了すると（ステップＳ６でＹＥＳ）、ブランク測定を終了した旨を表示部４０に表示し、使用者に実試料を試料配置部１２にセットするように促す。
次に、使用者はブランク試料を封入していたキュベットセルを洗浄し、最初の実試料（試料溶液）をキュベットセルに封入し、試料配置部１２にセットする（ステップＳ７）。そして、実測定の実行を指示する。実測定実行部２２３は、この指示を受けて光源部１１の光源１１１から連続光を発生させ分光器１１２により最初の励起波長λAの光を取り出して実試料に照射する。また、検出部１３の分光器１３１を回転させて、実試料からの透過光のうち透過光測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1の光を検出器１３２に入射させ、各波長の光の強度を測定する。さらに、分光器１３１を回転させ、発光測定波長範囲λA+λ2〜λ3で実試料から発せられた蛍光を波長分離し、各波長の光の強度を測定する（ステップＳ８）。
最初の励起波長λ A の光について実測定を完了すると、実測定実行部２２３は、全ての励起波長について実測定を完了しているかを確認する（ステップＳ９）。未測定の励起波長が残っている場合には（ステップＳ９でＮＯ）、光源部１１の分光器１１２を動作させて次の励起波長λBの光を取り出し、実試料に照射する。また、検出部１３の分光器１３１を回転させ、透過光測定波長範囲λ B -λ1〜λ B +λ1において実試料からの透過光を波長分離し、各波長の光の強度を測定する。また、発光測定波長範囲λB+λ2〜λ3で実試料からの蛍光を波長分離し、各波長の光の強度を測定する（ステップＳ８）。このように、実測定実行部２２３は、光源部１１及び検出部１３を制御して複数の励起波長λA〜λCの光を順に実試料に照射し、各励起波長の光について実試料を通過した透過光、及び実試料から発せられた蛍光を波長分離して測定する。
全励起波長について実測定を完了すると（ステップＳ９でＹＥＳ）、実測定実行部２２３は、全ての実試料の実測定が完了しているかを確認する（ステップＳ１０）。未測定の実試料が残っている場合には、次の実試料をセットするよう使用者に促すメッセージを表示部４０に表示する。次の実試料がセットされると、実測定実行部２２３は上記同様の手順で全ての励起波長の光を順に照射し、実試料からの透過光及び蛍光の強度を測定する。全試料について実測定を完了すると（ステップＳ１０でＹＥＳ）、実測定実行部２２３は全ての測定を完了した旨のメッセージを表示部４０に表示する。
全ての測定を終了すると、スペクトル作成部２２４は、記憶部２１に保存された測定データを読み出し、実試料毎にスペクトルデータを作成しスペクトルを表示部４０に表示する（ステップＳ１１）。図４は１つの試料について３つの励起波長を用いたブランク測定及び実測定により得られたスペクトルの一例である。図４(a)は励起波長λAに関するスペクトルであり、具体的には、ブランク測定における透過光強度（実試料に照射された励起光の強度）のスペクトルと、実測定における蛍光強度（試料及び溶媒からの蛍光の強度）からブランク測定における蛍光強度（溶媒からの蛍光の強度）を差し引いた強度のスペクトルである。図４(b)は励起波長λB、図４(c)は励起波長λCに関する同様のスペクトルである。また、図５は３つの励起波長λA, λB, λCに関するスペクトルを重畳表示したものである。図４(a)〜(c)と図５のスペクトルの表示は使用者からの指示に応じて適宜に切り替えることができる。また、図４及び図５は外部量子効率に対応するスペクトルであるが、試料に照射された励起光の強度のスペクトルに代えて、試料が吸収した励起光の強度（ブランク測定時の透過光の強度から実測定時の透過光の強度を差し引いたもの）を表示した、内部量子効率に対応するスペクトルを表示することもできる。これらのスペクトルデータは全ての試料について作成され記憶部２１に保存される。
全試料のスペクトルデータが作成されると、量子効率算出部２２５は、各試料について、各励起波長における外部量子効率、内部量子効率を求める（ステップＳ１２）。具体的には、記憶部２１に保存されたブランク測定における透過光強度及び蛍光強度、実測定における透過光強度及び蛍光強度から、記憶部２１に保存された光子数算出情報に基づき、各励起波長λA, λB, λCを用いたブランク測定における透過光の光子数FEXA, FEXB, FEXC及び蛍光の光子数FEMA, FEMB, FEMC、実測定における透過光の光子数FEXA', FEXB', FEXC'及び蛍光の光子数FEMA', FEMB', FEMC'を求める（図６参照）。そして、例えば励起波長λAについて（FEMA'-FEMA）／FEXAから外部量子効率を、（FEMA'-FEMA）／（FEXA-FEXA'）から内部量子効率を、それぞれ求める（図７参照）。外部量子効率及び内部量子効率は全ての試料、全ての励起波長について求められる。
量子効率算出部２２５による処理が完了すると、分析結果表示部２２６は、複数の励起波長λA, λB, λCにおける外部量子効率及び内部量子効率の値を用い、近似曲線を用いる等の方法により外部量子効率及び内部量子効率の励起波長依存性を求め、表示部４０に表示する（ステップＳ１３）。図８はその表示例である。また、分析結果表示部２２６は、各試料の量子効率を一覧表示する（ステップＳ１３）。この一覧表示は、例えば図９に示すように、横軸を波長として縦軸方向に試料を並べた二次元領域を複数に区分し、該区分における量子効率を色の濃淡で表現したものとすることができる（図９ではハッチングにより表示）。これにより、使用者が複数の試料の量子効率を容易に確認することができる。もちろん、この表示形式は適宜に変更することができ、色の濃淡の他、着色、ハッチング等により視覚的に識別可能に表示することもできる。
以上、説明したように、本実施例の分光蛍光光度計及び分光測定方法では、複数の励起波長についてブランク測定を順に行い、次いで複数の励起波長について実測定を順に行うため、全ての励起波長に関するブランク試料の測定終了後にブランク試料を実試料に交換するのみでよく、簡便に測定を行うことができる。また、分析者は測定開始前に複数の励起波長λA〜λCと第１波長λ1〜第３波長λ3を入力する（あるいは試料の情報を入力する）のみでよいため、従来の装置を用いた測定に比べて分析者の手間が軽減される。
上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜に変更することができる。
上記実施例では第１波長λ1及び第２波長λ2を励起波長に対する相対波長として入力し、第３波長λ3を絶対波長として入力する場合を説明したが、第２波長λ2を絶対波長として入力するように構成することもできる。ただし、この場合には第２波長λ2が透過光測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1等の中に入らないようにする必要がある。従って、使用者が入力した第２波長λ2が測定波長範囲λA-λ1〜λA+λ1等の中に位置する場合に使用者に再入力を促すように構成することが好ましい。また、同一種類の試料のみを繰り返し測定する場合には、予め分光蛍光光度計に初期値として第１波長λ1〜第３波長λ3をセットしておき、必要な場合にのみ使用者が値を変更するように構成することもできる。
また、上記実施例では試料溶液（ブランク試料及び実試料）をキュベットセルに封入して測定したが、別の容器に収容して測定してもよい。また、気体試料や固体試料を試料容器に収容して上記同様に測定することもできる。さらに、固体試料の場合には、ブランク試料（例えば基板）及び実試料（例えば前記基板に機能性物質を塗布したもの）をそのまま試料配置部に置き測定を行うこともできる。
さらに、液体試料に限らず気体試料を試料容器に封入して測定することもできる。さらに、固体試料をそのまま（あるいは試料容器に収容して）測定することもできる。
上記実施例ではブランク測定においてブランク試料（溶媒）からの蛍光やりん光の強度を測定したが、ブランク試料が複数の励起波長λA〜λCのいずれにおいても蛍光やりん光を発しないことが分かっている場合にはブランク測定時にはブランク試料からの透過光の強度のみを測定し、ブランク試料からの蛍光やりん光の強度値及び光子数を0とすることもできる。
１…分光蛍光光度計
１０…測定部
１１…光源部
１１１…光源
１１２…分光器
１２…試料配置部
１２１…試料
１３…検出部
１３１…分光器
１３２…検出器
２０…制御部
２１…記憶部
２１１…化合物データベース
２２…分光光度計用制御ソフトウェア
２２１…波長範囲決定部
２２２…ブランク測定実行部
２２３…実測定実行部
２２４…スペクトル作成部
２２５…量子効率算出部
２２６…分析結果表示部
３０…入力部
４０…表示部

Claims (9)

  1. a) 試料が配置される試料配置部と、
    b) 前記試料配置部に向けて、複数の波長の光を発することが可能な光源部と、
    c) 前記試料配置部からの光のうち、所定波長範囲内の光の強度を測定する検出部と、
    d) 使用者による、前記複数の波長のうちの一部又は全部である複数の励起波長の入力を受け付ける励起波長入力部と、
    e) 前記入力された複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定する測定波長範囲決定部と、
    f) 使用者によるブランク測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御するブランク測定実行部と、
    g) 使用者による実測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御する実測定実行部と
    を備えることを特徴とする分光蛍光光度計。
  2. 前記各励起波長よりも予め決められた波長だけ短い波長を下限波長、前記各励起波長よりも予め決められた波長だけ長い波長を上限波長として透過光測定波長範囲を決定し、該透過光測定波長範囲の上限波長を下限波長とする所定の波長幅の範囲を発光測定波長範囲に決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の分光蛍光光度計。
  3. 使用者に第１波長、第２波長、及び第３波長を入力させ、前記各励起波長よりも該第１波長だけ短い波長を下限波長、前記各励起波長よりも該第１波長だけ長い波長を上限波長として透過光測定波長範囲を決定し、前記各励起波長よりも前記第２波長だけ長い波長を下限波長、前記第３波長を上限波長として発光測定波長範囲を決定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の分光蛍光光度計。
  4. 前記ブランク測定実行部が、さらに、前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する
    ことを特徴とする請求項１に記載の分光蛍光光度計。
  5. さらに、
    h) 前記ブランク測定及び前記実測定により得られた透過光強度及び発光強度に基づき外部量子効率及び／又は内部量子効率を求める量子効率算出部
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の分光蛍光光度計。
  6. さらに、
    i) 前記複数の励起波長における外部量子効率及び／又は内部量子効率を、それらの値を視覚的に識別可能な形式で一方向に並べて表示する分析結果表示部
    を備えることを特徴とする請求項５に記載の分光蛍光光度計。
  7. さらに、
    j) 前記ブランク測定及び前記実測定により得られた透過光強度及び発光強度に基づきスペクトルを作成し表示するスペクトル作成部
    を備えることを特徴とする請求項１に記載の分光蛍光光度計。
  8. 光源部、試料配置部、及び検出部を有する分光蛍光光度計を用いた分光測定方法であって、
    a) 使用者による複数の励起波長の入力を受け付け、
    b) 前記複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定し、
    c) 前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発して、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行し、
    d) 前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発して、各励起波長の光について、前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行する
    ことを特徴とする分光測定方法。
  9. 光源部、試料配置部、及び検出部を有する分光蛍光光度計と通信可能に接続されたコンピュータを、
    a) 使用者による複数の励起波長の入力を受け付ける励起波長入力部と、
    b) 前記複数の励起波長に対応して、予め定められた規則により、各励起波長に対応する透過光測定波長範囲及び発光測定波長範囲を決定する測定波長範囲決定部と、
    c) 使用者によるブランク測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度を測定するブランク測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御するブランク測定実行部と、
    d) 使用者による実測定の実行指示を受けて、前記光源部から前記複数の励起波長の光を順に発し、各励起波長の光について前記試料配置部を通過した前記透過光測定波長範囲内の光の強度及び前記試料配置部から発せられた前記発光測定波長範囲内の光の強度を測定する実測定を実行するように、前記光源部及び前記検出部を制御する実測定実行部と
    として動作させることを特徴とする分光蛍光光度計用の制御ソフトウェア。
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