JPH0115811B2 - - Google Patents
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- JPH0115811B2 JPH0115811B2 JP59070166A JP7016684A JPH0115811B2 JP H0115811 B2 JPH0115811 B2 JP H0115811B2 JP 59070166 A JP59070166 A JP 59070166A JP 7016684 A JP7016684 A JP 7016684A JP H0115811 B2 JPH0115811 B2 JP H0115811B2
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、物質の特性をその螢光により監視す
る装置およびその使用方法に関する。
る装置およびその使用方法に関する。
本発明は多種多様な物質と共に使用することが
できるが、原則的には、直接プロセスにかかわる
生きている生成体の特性をその螢光によりリアル
タイムで測定することを目的としている。該生物
体の特性としては、主として代謝活性水準
（metabolic activity level）が対象とされる。生
物系の螢光測定の応用は先行技術において良く知
られている。（Sidney Undenfriendの
「Fluorescense Assay in Biology and
Medicine」第１巻、1962年、第−XII頁参照）。
たとえば、生きている細胞は、340nｍの紫外線
で照射されたときに460nｍの可視螢光線を発す
る。この螢光の多くは、ニコチンアミド・アデニ
ン・ジヌクレオチド、リン酸ニコチンアミド・ア
デニン・ジヌクレオチド（NAD（Ｐ）Ｈ）などの
生体に共通する重要なエネルギー蓄積分子の還元
形態の細胞内蓄積により発生される。この原理
は、脳、肝臓、腎臓を含む無傷の組織と、精巣組
織における代謝を研究するために採用された。
（Britton Chance及びVictor A.Legallaisの米国
特許第3313290号、並びにScience第217巻、1982
年８月６日発行、Avraham Mayevskey及び
Britton Chanceの「Intracellular
OxidationReduction State Measured in Situ
by ａ Multichannel Fiber−Cptic
Fluorometer」第537〜540頁参照）。酵素、バク
テリア及び菌類の懸濁液も螢光を利用して研究さ
れている。（D.W.Zabriskie及びA.E.Humphrey
の「Applied and Enviromental Microbiology、
Estimation of Fermentation Biomass
Concentration by Measuring Culture
Fluorescence」、1978年２月発行、第337〜343頁
参照）。
できるが、原則的には、直接プロセスにかかわる
生きている生成体の特性をその螢光によりリアル
タイムで測定することを目的としている。該生物
体の特性としては、主として代謝活性水準
（metabolic activity level）が対象とされる。生
物系の螢光測定の応用は先行技術において良く知
られている。（Sidney Undenfriendの
「Fluorescense Assay in Biology and
Medicine」第１巻、1962年、第−XII頁参照）。
たとえば、生きている細胞は、340nｍの紫外線
で照射されたときに460nｍの可視螢光線を発す
る。この螢光の多くは、ニコチンアミド・アデニ
ン・ジヌクレオチド、リン酸ニコチンアミド・ア
デニン・ジヌクレオチド（NAD（Ｐ）Ｈ）などの
生体に共通する重要なエネルギー蓄積分子の還元
形態の細胞内蓄積により発生される。この原理
は、脳、肝臓、腎臓を含む無傷の組織と、精巣組
織における代謝を研究するために採用された。
（Britton Chance及びVictor A.Legallaisの米国
特許第3313290号、並びにScience第217巻、1982
年８月６日発行、Avraham Mayevskey及び
Britton Chanceの「Intracellular
OxidationReduction State Measured in Situ
by ａ Multichannel Fiber−Cptic
Fluorometer」第537〜540頁参照）。酵素、バク
テリア及び菌類の懸濁液も螢光を利用して研究さ
れている。（D.W.Zabriskie及びA.E.Humphrey
の「Applied and Enviromental Microbiology、
Estimation of Fermentation Biomass
Concentration by Measuring Culture
Fluorescence」、1978年２月発行、第337〜343頁
参照）。
光学検出器について本明細書中で使用される用
語「観察のフイールド（field of view）」は、検
出器により観察できるサンプル内部の領域を指
す。照明光の「照射のフイールド（field of
illumination）」はサンプル内部の励起光により
照射される領域として定義される。
語「観察のフイールド（field of view）」は、検
出器により観察できるサンプル内部の領域を指
す。照明光の「照射のフイールド（field of
illumination）」はサンプル内部の励起光により
照射される領域として定義される。
先行技術においては物質の螢光を測定するため
に様々な装置を使用している。螢光計は選択され
た波長の光で物質を照射し、物質を照射するため
に使用される波長より長い特定の波長で発せられ
る螢光を測定する。従来の実験用分光螢光計は方
形の石英サンプルチエンバを使用する。励起源は
チエンバの一方の側からサンプルを照射し、発せ
られる螢光はチエンバの別の側を介して測定され
る。発せられる螢光は、サンプルを照射するため
に使用される窓に関して90゜又は180゜の位置にあ
る窓を介して測定される。この構成の計器は、一
般に個のサンプルをプロセスに関してオフライン
で分析するために使用される。限られた数のオン
ライン分析にはフロースルーチエンバも利用する
ことができる。
に様々な装置を使用している。螢光計は選択され
た波長の光で物質を照射し、物質を照射するため
に使用される波長より長い特定の波長で発せられ
る螢光を測定する。従来の実験用分光螢光計は方
形の石英サンプルチエンバを使用する。励起源は
チエンバの一方の側からサンプルを照射し、発せ
られる螢光はチエンバの別の側を介して測定され
る。発せられる螢光は、サンプルを照射するため
に使用される窓に関して90゜又は180゜の位置にあ
る窓を介して測定される。この構成の計器は、一
般に個のサンプルをプロセスに関してオフライン
で分析するために使用される。限られた数のオン
ライン分析にはフロースルーチエンバも利用する
ことができる。
サンプルチエンバを有する計器は多くのオンラ
イン測定には適していない。実際には、大きい容
器の内容を代表するようにフローセルにサンプル
を供給するには多くの難点がある。吸光度の高い
サンプルの場合、照明光が通過する窓にすぐ隣接
するサンプルの層のみが螢光を発する。発せられ
る螢光は、検出器における焦点の位置にある窓に
到達することができない。照射光の一部のみがサ
ンプルにより吸収される希釈されたサンプルの場
合には、サンプルチエンバを大きくして、検出器
の観察のフイールドの中により多くの螢光体が存
在するようにすれば、高い感度が得られるものと
考えられる。すなわち、サンプルチエンバの大き
さを最高の感度が得られるようにサンプルの特性
に従つて変化させれば良い。あるいは、サンプル
を特定の螢光値まで希釈することもできる。２つ
の手順がオンライン測定に実用できないことは明
らかである。しかしながら、多くの場合、このよ
うな計器は吸光度の高いサンプルに対する感度が
低く、大きい反応容器の内容物を表わすフローセ
ルにサンプルを供給するのが困難であるのでオン
ライン測定には適していない。
イン測定には適していない。実際には、大きい容
器の内容を代表するようにフローセルにサンプル
を供給するには多くの難点がある。吸光度の高い
サンプルの場合、照明光が通過する窓にすぐ隣接
するサンプルの層のみが螢光を発する。発せられ
る螢光は、検出器における焦点の位置にある窓に
到達することができない。照射光の一部のみがサ
ンプルにより吸収される希釈されたサンプルの場
合には、サンプルチエンバを大きくして、検出器
の観察のフイールドの中により多くの螢光体が存
在するようにすれば、高い感度が得られるものと
考えられる。すなわち、サンプルチエンバの大き
さを最高の感度が得られるようにサンプルの特性
に従つて変化させれば良い。あるいは、サンプル
を特定の螢光値まで希釈することもできる。２つ
の手順がオンライン測定に実用できないことは明
らかである。しかしながら、多くの場合、このよ
うな計器は吸光度の高いサンプルに対する感度が
低く、大きい反応容器の内容物を表わすフローセ
ルにサンプルを供給するのが困難であるのでオン
ライン測定には適していない。
その他の螢光計は、物質を照射し且つ発せられ
る螢光を観察するために単一の透明窓を使用する
表面検出器を利用する。表面検出器の原理は、吸
光度の高いサンプルに対して方形のサンプルチエ
ンバを使用する計器より高い感度を有することで
あると報告されている。（C.A.Parker著
「Photoluminescence of Solutions、With
Applications to Photochemistry and
Analytical Chemistry」1968年発行、第226〜
229頁参照）。表面検出器ではオンラインプロセス
性能を改善することもできる。たとえば、ある螢
光計は、ガラス製発酵槽の内部の培養物質のオン
ライン螢光測定を実施するために発酵槽の側面に
取付けられる。（D.E.F.Harrison及びBritton
Chanceの「Fluorimetric Technique for
Monitoring Changes in the Lovel of Reduced
Nicotinamide Nucleotides in Continuous
Cultures of Microorganisms」1970年発行、第
446〜450頁参照）。この構成はランプ光源と、サ
ンプルに隣接する表面上にあつてランプ光源に対
して60゜を成す共通点に集束される検出器とを使
用する。この螢光計に対する実用上の制限は多
い。螢光計は透明容器又は窓を有する容器に依存
して利用される。それらの間の角度が一定である
とき、サンプルの界面と計器との間の距離を最適
値に固定しなければならない。この距離は１つに
は容器の窓組立体の構成によつて決まるので、ど
のような種類の容器にも合うように計器を設計し
なければならない。容器の表面は混合が少ないの
で、螢光計に最も近い物質は容器の内容物を表わ
すとはいいがたい。この螢光計の長時間安定性は
低い。（D.W.Zabriskie及びA.E.Humphreyの
「Applied and Environmental Microbiology、
Estimation of Fermentation Biomass
Concentration by Measuring Culture
Fluorescence」1978年発行、第337〜343頁参
照）。また、螢光体の濃度が低いときに照射光を
使用するのも効率が良くない。この場合、励起光
はタンク内へ数フイート（150〜180cm）程度侵入
する。検出器は照射光路から60゜の方向を見てい
るので、観察できる螢光の量は少ない。
る螢光を観察するために単一の透明窓を使用する
表面検出器を利用する。表面検出器の原理は、吸
光度の高いサンプルに対して方形のサンプルチエ
ンバを使用する計器より高い感度を有することで
あると報告されている。（C.A.Parker著
「Photoluminescence of Solutions、With
Applications to Photochemistry and
Analytical Chemistry」1968年発行、第226〜
229頁参照）。表面検出器ではオンラインプロセス
性能を改善することもできる。たとえば、ある螢
光計は、ガラス製発酵槽の内部の培養物質のオン
ライン螢光測定を実施するために発酵槽の側面に
取付けられる。（D.E.F.Harrison及びBritton
Chanceの「Fluorimetric Technique for
Monitoring Changes in the Lovel of Reduced
Nicotinamide Nucleotides in Continuous
Cultures of Microorganisms」1970年発行、第
446〜450頁参照）。この構成はランプ光源と、サ
ンプルに隣接する表面上にあつてランプ光源に対
して60゜を成す共通点に集束される検出器とを使
用する。この螢光計に対する実用上の制限は多
い。螢光計は透明容器又は窓を有する容器に依存
して利用される。それらの間の角度が一定である
とき、サンプルの界面と計器との間の距離を最適
値に固定しなければならない。この距離は１つに
は容器の窓組立体の構成によつて決まるので、ど
のような種類の容器にも合うように計器を設計し
なければならない。容器の表面は混合が少ないの
で、螢光計に最も近い物質は容器の内容物を表わ
すとはいいがたい。この螢光計の長時間安定性は
低い。（D.W.Zabriskie及びA.E.Humphreyの
「Applied and Environmental Microbiology、
Estimation of Fermentation Biomass
Concentration by Measuring Culture
Fluorescence」1978年発行、第337〜343頁参
照）。また、螢光体の濃度が低いときに照射光を
使用するのも効率が良くない。この場合、励起光
はタンク内へ数フイート（150〜180cm）程度侵入
する。検出器は照射光路から60゜の方向を見てい
るので、観察できる螢光の量は少ない。
上記のD.E.F.HarrisonおよびBritton Chance
の文献に示される装置におけるさらなる制限事項
は、たいていの産業環境において典型的である光
学的に高濃度な材料についての測定において生ず
る。このような場合においては、照射ビームがサ
ンプルの中へ充分に長い距離にわたり侵入するこ
とがないという事実のために、検出器の視野によ
つて照射のフイールドが観測されることができな
い。その結果、この装置では材料の吸収性の種を
包含するサンプルからの観測される螢光の強度
は、螢光発光物質の濃度が増大するにつれて増大
し、この増大は、吸収性物質の濃度が、観測され
る螢光強度の信号が照射ビームが検出器の視野へ
侵入しないために零へ低下する吸収性物質の臨界
濃度に到達するまで続けられる。
の文献に示される装置におけるさらなる制限事項
は、たいていの産業環境において典型的である光
学的に高濃度な材料についての測定において生ず
る。このような場合においては、照射ビームがサ
ンプルの中へ充分に長い距離にわたり侵入するこ
とがないという事実のために、検出器の視野によ
つて照射のフイールドが観測されることができな
い。その結果、この装置では材料の吸収性の種を
包含するサンプルからの観測される螢光の強度
は、螢光発光物質の濃度が増大するにつれて増大
し、この増大は、吸収性物質の濃度が、観測され
る螢光強度の信号が照射ビームが検出器の視野へ
侵入しないために零へ低下する吸収性物質の臨界
濃度に到達するまで続けられる。
照射光及び発せられる螢光を集束するための複
雑なレンズ系と、照射光と発せられる螢光とを互
いに90゜を成すように分離するダイクロイツクミ
ラーとを使用するプローブが下記文献に記載され
ている。（European Journal or Applied
Microbiology and Biotechnology、1981年発
行、W.Beyeler、A.Einsele及びA.Fiechterの
「On−Line Measurements of Culture
Fluorescence：Method and Application」第10
〜14頁参照）。このシステムにおいては、ダイク
ロイツクミラーが比較的効率の低い装置であり、
レンズ、フイールド及びダイクロイツクミラーに
関連する面の数が多いために屈折による光の損失
が大きいので、光を有効に利用できない。そのた
め、検出器の性能が温度に反比例する関係から計
器の感度を高めるために、外部冷却水源を使用し
てプローブを冷却しなければならない。しかしな
がら、実際には温度の下限値は15℃に設定され、
温度がこれより低くなると、プローブ内部の大気
からの結露が生じる。このプローブは工業用とし
ては適していない。照射光と発せられる螢光とに
ついて光路を分離しなければならないために、計
器は非対称の大形のものとならざるをえず、測定
環境からの密封は困難である。レンズはこわれや
すく、レンズを適正にアライメントするのは難し
い。レンズは螢光を発しない物質から製造されな
ければならず、特に紫外線用として石英から製造
される場合には高価である。照射光の波長を発せ
られる螢光の波長の特定の組合せに対してダイク
ロイツクミラー及びレンズ系の性能を最適化しな
ければならないので、波長の組合せを変えたいと
きにはプローブを変形しなければならない。さら
に、レンズの固有屈折特性は一定であり、照射光
は発せられる螢光の波長とは異なる波長を有する
ために、装置の照射光の照射のフイールドは発せ
られる螢光を測定する検出器の観察のフイールド
とは異なる。後述するように、これは重大な欠点
である。
雑なレンズ系と、照射光と発せられる螢光とを互
いに90゜を成すように分離するダイクロイツクミ
ラーとを使用するプローブが下記文献に記載され
ている。（European Journal or Applied
Microbiology and Biotechnology、1981年発
行、W.Beyeler、A.Einsele及びA.Fiechterの
「On−Line Measurements of Culture
Fluorescence：Method and Application」第10
〜14頁参照）。このシステムにおいては、ダイク
ロイツクミラーが比較的効率の低い装置であり、
レンズ、フイールド及びダイクロイツクミラーに
関連する面の数が多いために屈折による光の損失
が大きいので、光を有効に利用できない。そのた
め、検出器の性能が温度に反比例する関係から計
器の感度を高めるために、外部冷却水源を使用し
てプローブを冷却しなければならない。しかしな
がら、実際には温度の下限値は15℃に設定され、
温度がこれより低くなると、プローブ内部の大気
からの結露が生じる。このプローブは工業用とし
ては適していない。照射光と発せられる螢光とに
ついて光路を分離しなければならないために、計
器は非対称の大形のものとならざるをえず、測定
環境からの密封は困難である。レンズはこわれや
すく、レンズを適正にアライメントするのは難し
い。レンズは螢光を発しない物質から製造されな
ければならず、特に紫外線用として石英から製造
される場合には高価である。照射光の波長を発せ
られる螢光の波長の特定の組合せに対してダイク
ロイツクミラー及びレンズ系の性能を最適化しな
ければならないので、波長の組合せを変えたいと
きにはプローブを変形しなければならない。さら
に、レンズの固有屈折特性は一定であり、照射光
は発せられる螢光の波長とは異なる波長を有する
ために、装置の照射光の照射のフイールドは発せ
られる螢光を測定する検出器の観察のフイールド
とは異なる。後述するように、これは重大な欠点
である。
別のシステムは、この目的のために分岐オプチ
カルフアイバー束を使用する。（Avraham
Mayevsky及びBritton Chanceの「Intracellular
Oxidation−Reduction State Measured in
Situ by ａ Multichannel Fiber−Optic
Surface Fluorometer」Science217巻、1982年８
月６日発行、第537〜540頁参照）。この場合も、
フアイバーオプテイクスの効率が悪いために、実
用的な大きさのプローブには内蔵できないような
光源と検出器を使用しなければならない。この効
率の悪さは、フアイバーを通過することによる紫
外線及び可視光の損失と、照射光を伝送するフア
イバーにより設定される照射のフイールドと発せ
られる螢光を伝送するフアイバーにより設定され
る検出器の観察のフイールドとの間の不利なずれ
とに関連する。この欠点は、特に、サンプル内へ
の光の入射が非常に短い距離に制限される吸光度
の高いサンプルについては重大である。
カルフアイバー束を使用する。（Avraham
Mayevsky及びBritton Chanceの「Intracellular
Oxidation−Reduction State Measured in
Situ by ａ Multichannel Fiber−Optic
Surface Fluorometer」Science217巻、1982年８
月６日発行、第537〜540頁参照）。この場合も、
フアイバーオプテイクスの効率が悪いために、実
用的な大きさのプローブには内蔵できないような
光源と検出器を使用しなければならない。この効
率の悪さは、フアイバーを通過することによる紫
外線及び可視光の損失と、照射光を伝送するフア
イバーにより設定される照射のフイールドと発せ
られる螢光を伝送するフアイバーにより設定され
る検出器の観察のフイールドとの間の不利なずれ
とに関連する。この欠点は、特に、サンプル内へ
の光の入射が非常に短い距離に制限される吸光度
の高いサンプルについては重大である。
本発明の主な目的は、適用される螢光によつ
て、生きている生物学的物質の代謝しつつある活
動を測定する装置について、測定が生物学的反応
に関しオンラインかつリアルタイムでなされる装
置を提供し、それにより、プロセス制御または他
の生物学的反応の決定がタイムリーに行われるよ
うに充分迅速な測定応答時間を実現することにあ
る。
て、生きている生物学的物質の代謝しつつある活
動を測定する装置について、測定が生物学的反応
に関しオンラインかつリアルタイムでなされる装
置を提供し、それにより、プロセス制御または他
の生物学的反応の決定がタイムリーに行われるよ
うに充分迅速な測定応答時間を実現することにあ
る。
また、本発明の他の目的は、螢光の低レベルの
計量または光学的に緻密な物質の中における螢光
を計量するための高い測定感度を実現することに
ある。
計量または光学的に緻密な物質の中における螢光
を計量するための高い測定感度を実現することに
ある。
また、本発明の他の目的は、実際に産業上の生
物学的プロセスに用いられ、長時間の計器安定度
が高く、周期的な計器の再較正を不必要にするこ
とにある。
物学的プロセスに用いられ、長時間の計器安定度
が高く、周期的な計器の再較正を不必要にするこ
とにある。
また、本発明に他の目的は、その場における測
定において、サンプルの方法、反応の均一性、生
物学的プロセスの妨害または汚染の危険、または
測定に先立つ安定のようなサンプルに関連する問
題を避けるようにすることにある。
定において、サンプルの方法、反応の均一性、生
物学的プロセスの妨害または汚染の危険、または
測定に先立つ安定のようなサンプルに関連する問
題を避けるようにすることにある。
また、本発明の他の目的はプローブが撹拌プロ
セス容器における適当な混合レベルを保証するた
め充分な深さに挿入されることができるようにす
ることにある。
セス容器における適当な混合レベルを保証するた
め充分な深さに挿入されることができるようにす
ることにある。
生物学的物質の例は、溶液中の細胞、固体の表
面上の生物学的細胞、気体と少なくとも１つの成
分が螢光性のもの（すなわち、螢光発光物質）で
ある固体の懸濁液との混合において浮遊状態の細
胞の懸濁液を含む。代りに、本発明は、もし混合
物が螢光染料と選択的に結合できるならば、生物
学的物質において興味のある非螢光性混合物を用
いることもできる。興味のある混合物は、システ
ム内の化学的反応体、反応中間生成物、生成物、
副産物、不純物、または不活性物質であつてよ
い。この計器は特に、プローブが滅菌または無菌
の環境内で動作することを要求する発酵槽のよう
な生物学的反応槽において使用されるのに適して
いる。
面上の生物学的細胞、気体と少なくとも１つの成
分が螢光性のもの（すなわち、螢光発光物質）で
ある固体の懸濁液との混合において浮遊状態の細
胞の懸濁液を含む。代りに、本発明は、もし混合
物が螢光染料と選択的に結合できるならば、生物
学的物質において興味のある非螢光性混合物を用
いることもできる。興味のある混合物は、システ
ム内の化学的反応体、反応中間生成物、生成物、
副産物、不純物、または不活性物質であつてよ
い。この計器は特に、プローブが滅菌または無菌
の環境内で動作することを要求する発酵槽のよう
な生物学的反応槽において使用されるのに適して
いる。
本発明においては、物質の特性を螢光により測
定する光学的装置であつて、該装置が、撹拌機構
を有する生物学的反応槽、および該生物学的反応
槽内の反応部へ向つて突出状に挿入されるプロー
ブであつて、紫外線照射ビーム照射手段と螢光検
出用感光手段を有し、該紫外線照射ビーム照射手
段は該反応部へ対称発散性の紫外線の照射ビーム
を照射し、該螢光検出用感光手段は該照射によつ
て生起させられる該反応槽内の物質から放射され
る螢光を検出し、該紫外線照射ビームの経路と該
検出される螢光の経路とは同軸であり、該紫外線
照射ビームの照射のフイールドは該感光手段の観
察のフイールド内に包含され、該プローブは該生
物学的反応槽の所定のレベルの撹拌混合状態にあ
る生物学的媒体の測定を行うことができるよう該
反応槽に挿入されており、それにより、生きてい
る細胞を含む液状の生物学的媒体の代謝活性水準
が、該生物学的反応槽内の反応を妨害することな
く、その場において、かつリアルタイムで測定さ
れるようになつている、ことを特徴とする物質の
特性を螢光により測定する光学的装置、が提供さ
れる。
定する光学的装置であつて、該装置が、撹拌機構
を有する生物学的反応槽、および該生物学的反応
槽内の反応部へ向つて突出状に挿入されるプロー
ブであつて、紫外線照射ビーム照射手段と螢光検
出用感光手段を有し、該紫外線照射ビーム照射手
段は該反応部へ対称発散性の紫外線の照射ビーム
を照射し、該螢光検出用感光手段は該照射によつ
て生起させられる該反応槽内の物質から放射され
る螢光を検出し、該紫外線照射ビームの経路と該
検出される螢光の経路とは同軸であり、該紫外線
照射ビームの照射のフイールドは該感光手段の観
察のフイールド内に包含され、該プローブは該生
物学的反応槽の所定のレベルの撹拌混合状態にあ
る生物学的媒体の測定を行うことができるよう該
反応槽に挿入されており、それにより、生きてい
る細胞を含む液状の生物学的媒体の代謝活性水準
が、該生物学的反応槽内の反応を妨害することな
く、その場において、かつリアルタイムで測定さ
れるようになつている、ことを特徴とする物質の
特性を螢光により測定する光学的装置、が提供さ
れる。
また、本発明においては、撹拌機構を有する生
物学的反応槽、および該生物学的反応槽内の反応
部へ向つて突出状に挿入されるプローブを具備
し、該プローブは紫外線照射ビーム照射手段と螢
光検出用感光手段を有する、物質の特性を螢光に
より測定する光学的装置を用い、リアルタイムで
生物学的反応槽内に含まれる生きている細胞を含
む液状の生物学的媒体の代謝活性水準を、細胞か
ら放射される螢光を測定することによつて測定す
るにあたり、該方法が、照射のフイールド内の通
路に沿つて試験されるべき該細胞群内へ対称発散
性の紫外線照射ビームを照射する過程、および、
該照射によつて生起させられる該細胞から放射さ
れる螢光を該感光手段の観察のフイールドにおい
て検出する過程を具備し、該照射のフイールドは
該観察のフイールドに包含され、該照射ビームと
該細胞からの螢光の経路は同軸であり、それによ
り、生きている細胞を含む液状の生物学的媒体の
代謝活性水準が、該生物学的反応槽内の反応を妨
害することなく、その場において、かつリアルタ
イムで測定される、ことを特徴とする物質の特性
を螢光により測定する光学的装置を使用する方
法、が提供される。
物学的反応槽、および該生物学的反応槽内の反応
部へ向つて突出状に挿入されるプローブを具備
し、該プローブは紫外線照射ビーム照射手段と螢
光検出用感光手段を有する、物質の特性を螢光に
より測定する光学的装置を用い、リアルタイムで
生物学的反応槽内に含まれる生きている細胞を含
む液状の生物学的媒体の代謝活性水準を、細胞か
ら放射される螢光を測定することによつて測定す
るにあたり、該方法が、照射のフイールド内の通
路に沿つて試験されるべき該細胞群内へ対称発散
性の紫外線照射ビームを照射する過程、および、
該照射によつて生起させられる該細胞から放射さ
れる螢光を該感光手段の観察のフイールドにおい
て検出する過程を具備し、該照射のフイールドは
該観察のフイールドに包含され、該照射ビームと
該細胞からの螢光の経路は同軸であり、それによ
り、生きている細胞を含む液状の生物学的媒体の
代謝活性水準が、該生物学的反応槽内の反応を妨
害することなく、その場において、かつリアルタ
イムで測定される、ことを特徴とする物質の特性
を螢光により測定する光学的装置を使用する方
法、が提供される。
本発明によれば、物質の特性をその螢光により
測定する装置は、励起ビームを集め、再び方向を
定めて収束ビームとする円形の凹面鏡に埋設され
る励起ビーム源を使用する。所定の照射のフイー
ルドを有するビームはプロセスサンプルを照射す
る。ビームは、完全に吸収されるまであらゆる方
向にサンプルの中に投射されるのが好ましい。こ
の照射のフイールドにおいて発生される反応物質
の螢光は、励起ビームが通過したのと同じ窓を通
つて戻り、螢光検出器により測定される。
測定する装置は、励起ビームを集め、再び方向を
定めて収束ビームとする円形の凹面鏡に埋設され
る励起ビーム源を使用する。所定の照射のフイー
ルドを有するビームはプロセスサンプルを照射す
る。ビームは、完全に吸収されるまであらゆる方
向にサンプルの中に投射されるのが好ましい。こ
の照射のフイールドにおいて発生される反応物質
の螢光は、励起ビームが通過したのと同じ窓を通
つて戻り、螢光検出器により測定される。
本発明の実施例においては、螢光検出器の観察
のフイールドが励起ビームの照射のフイールドを
実質的に包囲し、照射ビームの経路と検出される
螢光の経路とが同軸に配置され、それにより、照
射のフイールドにおいて発せられる螢光が検出器
の観察のフイールドに実質的に含まれるようにす
ることが重要である。このようにすれば、検出器
の観察のフイールドが照射のフイールド内で発せ
られる螢光を完全に包囲し、低濃度の螢光体に対
して高感度の測定が可能である。また吸光度の高
いサンプルに対しては照射に使用される表面と同
じ表面を介して螢光を測定するから測定感度が高
くなる。
のフイールドが励起ビームの照射のフイールドを
実質的に包囲し、照射ビームの経路と検出される
螢光の経路とが同軸に配置され、それにより、照
射のフイールドにおいて発せられる螢光が検出器
の観察のフイールドに実質的に含まれるようにす
ることが重要である。このようにすれば、検出器
の観察のフイールドが照射のフイールド内で発せ
られる螢光を完全に包囲し、低濃度の螢光体に対
して高感度の測定が可能である。また吸光度の高
いサンプルに対しては照射に使用される表面と同
じ表面を介して螢光を測定するから測定感度が高
くなる。
本発明の好ましい実施例においては、光源は安
定した紫外線ランプであり、ビームはビーム焦点
にある帯域フイルタを通過し、その後は発散し
て、プローブ端に配置される石英の窓を介してプ
ロセス物質を照射する。また、反応物質からの螢
光は多要素高域フイルタを通過し、同軸光学系を
形成する励起ビームの焦点に隣接し且つそれを取
囲む螢光検出器に入射するのが好ましい。螢光検
出器において発生される電気信号は、プローブの
後端部にある密閉チエンバの内部に配置される低
ノイズ増幅器に結合され、増幅器の螢光信号はケ
ーブルを介して装置の電源、表示、及び制御部へ
送られる。
定した紫外線ランプであり、ビームはビーム焦点
にある帯域フイルタを通過し、その後は発散し
て、プローブ端に配置される石英の窓を介してプ
ロセス物質を照射する。また、反応物質からの螢
光は多要素高域フイルタを通過し、同軸光学系を
形成する励起ビームの焦点に隣接し且つそれを取
囲む螢光検出器に入射するのが好ましい。螢光検
出器において発生される電気信号は、プローブの
後端部にある密閉チエンバの内部に配置される低
ノイズ増幅器に結合され、増幅器の螢光信号はケ
ーブルを介して装置の電源、表示、及び制御部へ
送られる。
装置の好ましい実施例の電源、表示、及び制御
部においては、螢光信号はさらに利得、トリミン
グ及びオフセツトに関して処理される。トリミン
グされた螢光信号はデジタル電圧計に印加されて
表示に利用されると共に、プロセスサンプルの螢
光を永久的に記録して傾向を指示するためにスト
リツプチヤート式記録計に印加される。自動プロ
セス制御のために、継電器接点を有する警報比較
器も設けられる。
部においては、螢光信号はさらに利得、トリミン
グ及びオフセツトに関して処理される。トリミン
グされた螢光信号はデジタル電圧計に印加されて
表示に利用されると共に、プロセスサンプルの螢
光を永久的に記録して傾向を指示するためにスト
リツプチヤート式記録計に印加される。自動プロ
セス制御のために、継電器接点を有する警報比較
器も設けられる。
同様に、装置の好ましい実施例においては、紫
外線用帯域フイルタの出力側に紫外線励起ビーム
に隣接して付加的な光検出器が配置される。この
光検出器は、フイルタを通過した励起ビームの軸
からずれた部分により照射される。励起光用光検
出器において発生される電気信号は、プローブの
後端部にある密閉チエンバの中に配置される低ノ
イズ前置増幅器に結合される。増幅された励起信
号はケーブルを介して装置の電源、表示及び制御
部へ送られる。装置の電源、表示及び制御部にお
いて、増幅された励起信号は一定の基準電圧と比
較される。比較器において発生される誤り信号は
ランプ調整器の出力を制御するために使用され
る。ランプ調整器の出力は装置のプローブ部へ送
られる。装置のプローブ部において、紫外線ラン
プ調整器の出力は信号線を介して、集光ミラーに
埋設されるランプへ送られる。前述の帰環ループ
は光出力に基づいて紫外線ランプを安定化する。
同様に、ランプ帰還システムはプロセス物質を照
射する励起ビームを安定化する。さらに詳細に
は、ランプ帰環ループは、ランプにおいて発生さ
れる励起ビームの変化及びドリフトと関連する変
化及びドリフトからプロセス物質において発生さ
れる特性螢光を安定化する。その結果、再現性に
すぐれ、線間電圧の変動、室温の変化又は紫外線
ランプのエージングなどの外部の影響を受けにく
い非常に安定した装置が得られる。
外線用帯域フイルタの出力側に紫外線励起ビーム
に隣接して付加的な光検出器が配置される。この
光検出器は、フイルタを通過した励起ビームの軸
からずれた部分により照射される。励起光用光検
出器において発生される電気信号は、プローブの
後端部にある密閉チエンバの中に配置される低ノ
イズ前置増幅器に結合される。増幅された励起信
号はケーブルを介して装置の電源、表示及び制御
部へ送られる。装置の電源、表示及び制御部にお
いて、増幅された励起信号は一定の基準電圧と比
較される。比較器において発生される誤り信号は
ランプ調整器の出力を制御するために使用され
る。ランプ調整器の出力は装置のプローブ部へ送
られる。装置のプローブ部において、紫外線ラン
プ調整器の出力は信号線を介して、集光ミラーに
埋設されるランプへ送られる。前述の帰環ループ
は光出力に基づいて紫外線ランプを安定化する。
同様に、ランプ帰還システムはプロセス物質を照
射する励起ビームを安定化する。さらに詳細に
は、ランプ帰環ループは、ランプにおいて発生さ
れる励起ビームの変化及びドリフトと関連する変
化及びドリフトからプロセス物質において発生さ
れる特性螢光を安定化する。その結果、再現性に
すぐれ、線間電圧の変動、室温の変化又は紫外線
ランプのエージングなどの外部の影響を受けにく
い非常に安定した装置が得られる。
ここで使用する用語「螢光検出器」は、広い意
味で、電気的出力が与えられた入射光に従つて変
化する装置を含むものと解釈される。これには、
フオトダイオード、フオトレジスタ、光学熱電対
などが含まれる。同様に、「ランプ」は光出力が
印加される電気的入力と共に変化する装置を含む
印加される電気的入力と共に変化する装置を含む
広い意味を有し、水銀アークランプ、螢光灯、ネ
ルンストランプ、レーザーなどを含む。同様に、
用語「シール」は漏れを防ぐための装置を含む広
い意味を有し、シールにはＯリング、圧縮シー
ル、線路接触シール、フリツトシールなどが含ま
れる。同様に、用語「フイルタ」は、広い意味
で、所定の波長の光を屈折することなく、ある波
長を選択し、他の波長は排除する装置を含み、着
色フイルタガラス、有機染料フイルタ、薄膜多重
反射干渉フイルタなどを含む。同様に、用語「ミ
ラー」は、光を集め、収束又は発散させる装置を
含む広い意味を有し、レンズ、プリズム、ブルー
スター角反射鏡、オプチカルフアイバー束などを
含む。同様に、用語「窓」は、発散螢光を集める
のを補助する平面又は湾曲面を含む広い意味を有
する。同様に、用語「容器」は、広い意味で、キ
ユベツト、ビーカー、フラスコ、ペトリ皿、タン
ク、パイプなどを含めてサンプルを入れるために
使用されるあらゆる装置を含む。
味で、電気的出力が与えられた入射光に従つて変
化する装置を含むものと解釈される。これには、
フオトダイオード、フオトレジスタ、光学熱電対
などが含まれる。同様に、「ランプ」は光出力が
印加される電気的入力と共に変化する装置を含む
印加される電気的入力と共に変化する装置を含む
広い意味を有し、水銀アークランプ、螢光灯、ネ
ルンストランプ、レーザーなどを含む。同様に、
用語「シール」は漏れを防ぐための装置を含む広
い意味を有し、シールにはＯリング、圧縮シー
ル、線路接触シール、フリツトシールなどが含ま
れる。同様に、用語「フイルタ」は、広い意味
で、所定の波長の光を屈折することなく、ある波
長を選択し、他の波長は排除する装置を含み、着
色フイルタガラス、有機染料フイルタ、薄膜多重
反射干渉フイルタなどを含む。同様に、用語「ミ
ラー」は、光を集め、収束又は発散させる装置を
含む広い意味を有し、レンズ、プリズム、ブルー
スター角反射鏡、オプチカルフアイバー束などを
含む。同様に、用語「窓」は、発散螢光を集める
のを補助する平面又は湾曲面を含む広い意味を有
する。同様に、用語「容器」は、広い意味で、キ
ユベツト、ビーカー、フラスコ、ペトリ皿、タン
ク、パイプなどを含めてサンプルを入れるために
使用されるあらゆる装置を含む。
本発明の実施例においては、リアルタイムで生
きている生物学的物質の螢光を測定する改良され
た光学装置およびその使用方法を提供すること
が、一つの目的とされる。設計に当たつては、照
射光の照射のフイールドが発せられる螢光を測定
する検出器の観察のフイールドの中に実質的に含
まれるという原理が用いられる。好ましい実施例
においては、サンプルに至る照射光の経路と、検
出器に至る螢光の経路とは同軸である。この原理
により励起光を効率良く使用することができ、検
出器の観察のフイールドがランプの照射のフイー
ルドの内部で発せられる螢光を完全に包含するた
め、すなわち、発せられる螢光すべてを検出の観
察のフイールドの中へ含めるから低濃度の螢光体
に対して高感度の測定が可能である。これは、ラ
ンプの光路と検出器の光路との間にかなり大きな
角度がある従来の計器のいくつかにおいては不可
能であつた。この原理は表面検出器の特殊な場合
のものであるので、吸光度の高いサンプルに対す
る測定感度は、照射に使用される表面とは異なる
表面を介して螢光を測定する手順に比べて高い。
きている生物学的物質の螢光を測定する改良され
た光学装置およびその使用方法を提供すること
が、一つの目的とされる。設計に当たつては、照
射光の照射のフイールドが発せられる螢光を測定
する検出器の観察のフイールドの中に実質的に含
まれるという原理が用いられる。好ましい実施例
においては、サンプルに至る照射光の経路と、検
出器に至る螢光の経路とは同軸である。この原理
により励起光を効率良く使用することができ、検
出器の観察のフイールドがランプの照射のフイー
ルドの内部で発せられる螢光を完全に包含するた
め、すなわち、発せられる螢光すべてを検出の観
察のフイールドの中へ含めるから低濃度の螢光体
に対して高感度の測定が可能である。これは、ラ
ンプの光路と検出器の光路との間にかなり大きな
角度がある従来の計器のいくつかにおいては不可
能であつた。この原理は表面検出器の特殊な場合
のものであるので、吸光度の高いサンプルに対す
る測定感度は、照射に使用される表面とは異なる
表面を介して螢光を測定する手順に比べて高い。
この原理によれば、多様な標準形ノズルを介し
て生物学的プロセス容器に直接挿入することがで
きるコンパクトな円筒形のプローブとしてセンサ
を組立てることができる。プローブが円筒形であ
るため、プローブを外部の水（たとえばタンパク
洗浄水、発泡剤、偶発的な水のあふれなど）から
保護するため又はプローブに乾燥ガスを入れるた
め（たとえばプローブの内部での結露を避けるた
め）のプローブの密封が容易になる。この構成に
より、サンプルチエンバを使用する従来の計器に
おいて安定した代表サンプルをリアルタイムで提
供することに通常関連する問題の多くが回避され
る。サンプルチエンバがないため、光路の長さを
全吸収により規定されるサンプル中の吸光種類の
関数として変化させることもできる。その結果、
光路が単一の一定のものである場合に比べてプロ
ーブの測定範囲は広くなり且つ感度も高くなる。
プローブの窓からの反射による光の損失は、窓に
より設定される測定平面をあらゆる方向について
光路に対して垂直に配置することにより最小限に
抑えられる。プローブは生物学的プロセス容器の
壁から適切な距離まで生物学的プロセス容器内へ
挿入することができ、撹拌後の容器内で十分な混
合レベルが達成される。照射用ランプの表面を安
定化させるために、ランプに供給される電力を調
節するために使用される励起波長の強さを測定す
るセンサは、プローブに内蔵される。このセンサ
はランプの故障を検出するためにも使用される。
プローブは、プロセス容器に挿入されるプローブ
の部分がその場で蒸気により滅菌可能であり且つ
滅菌後はプロセスの中で無菌状態で動作するよう
に設計される。プローブは、プローブに内蔵され
るフイルタを選択することにより、励起波長と螢
光の波長のいかなる組合せに対しても動作するよ
うに構成される。プローブは監視又はプロセス制
御に適している。プローブは、表面、無傷の組
織、器官又はむき出しの液体の螢光を測定する場
合などの容器を必要としない場合にも使用するこ
とができる。
て生物学的プロセス容器に直接挿入することがで
きるコンパクトな円筒形のプローブとしてセンサ
を組立てることができる。プローブが円筒形であ
るため、プローブを外部の水（たとえばタンパク
洗浄水、発泡剤、偶発的な水のあふれなど）から
保護するため又はプローブに乾燥ガスを入れるた
め（たとえばプローブの内部での結露を避けるた
め）のプローブの密封が容易になる。この構成に
より、サンプルチエンバを使用する従来の計器に
おいて安定した代表サンプルをリアルタイムで提
供することに通常関連する問題の多くが回避され
る。サンプルチエンバがないため、光路の長さを
全吸収により規定されるサンプル中の吸光種類の
関数として変化させることもできる。その結果、
光路が単一の一定のものである場合に比べてプロ
ーブの測定範囲は広くなり且つ感度も高くなる。
プローブの窓からの反射による光の損失は、窓に
より設定される測定平面をあらゆる方向について
光路に対して垂直に配置することにより最小限に
抑えられる。プローブは生物学的プロセス容器の
壁から適切な距離まで生物学的プロセス容器内へ
挿入することができ、撹拌後の容器内で十分な混
合レベルが達成される。照射用ランプの表面を安
定化させるために、ランプに供給される電力を調
節するために使用される励起波長の強さを測定す
るセンサは、プローブに内蔵される。このセンサ
はランプの故障を検出するためにも使用される。
プローブは、プロセス容器に挿入されるプローブ
の部分がその場で蒸気により滅菌可能であり且つ
滅菌後はプロセスの中で無菌状態で動作するよう
に設計される。プローブは、プローブに内蔵され
るフイルタを選択することにより、励起波長と螢
光の波長のいかなる組合せに対しても動作するよ
うに構成される。プローブは監視又はプロセス制
御に適している。プローブは、表面、無傷の組
織、器官又はむき出しの液体の螢光を測定する場
合などの容器を必要としない場合にも使用するこ
とができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
図面において同じ図中符号は同様の構成要素を
示す。第１図は、微生物がプローブ端を励起する
ビームにより照射されたときに生物の螢光特性を
測定することにより微生物の特性を測定する光学
プローブ装置１０を示し、光学プローブ装置は円
形の横断面形状を有する。この実施例では、光学
プローブ装置１０は、様々な生物学的成長段階に
ある多数の微生物１４の懸濁液が入つている発酵
槽１２の中へ突出するように取付けられる。励起
ビーム１６は、生物学的吸収こう配１８に沿つて
励起ビームが完全に吸収される全吸収面２０まで
微生物の中に入射する。この全吸収面までの距離
は、所定の時間における微生物懸濁液の濃度によ
つて異なる。プローブは、発酵槽１２に溶接され
る25mm取付け部品２２に取付けられ、この取付け
部品にＯリング２４により密封される。リングナ
ツト２６はプローブを25mm取付け部品２２内に堅
固に保持する。発酵槽１２は撹拌機構２７と、空
気、栄養及びPHの調節を行なうための管２５とを
具備する。
示す。第１図は、微生物がプローブ端を励起する
ビームにより照射されたときに生物の螢光特性を
測定することにより微生物の特性を測定する光学
プローブ装置１０を示し、光学プローブ装置は円
形の横断面形状を有する。この実施例では、光学
プローブ装置１０は、様々な生物学的成長段階に
ある多数の微生物１４の懸濁液が入つている発酵
槽１２の中へ突出するように取付けられる。励起
ビーム１６は、生物学的吸収こう配１８に沿つて
励起ビームが完全に吸収される全吸収面２０まで
微生物の中に入射する。この全吸収面までの距離
は、所定の時間における微生物懸濁液の濃度によ
つて異なる。プローブは、発酵槽１２に溶接され
る25mm取付け部品２２に取付けられ、この取付け
部品にＯリング２４により密封される。リングナ
ツト２６はプローブを25mm取付け部品２２内に堅
固に保持する。発酵槽１２は撹拌機構２７と、空
気、栄養及びPHの調節を行なうための管２５とを
具備する。
発酵槽１２内部における微生物１４の成長は光
学プローブ（オプトローブ）装置１０により監視
される。このような装置は、以下に詳述するよう
に、円形の集光ミラー３０の中に埋設されるラン
プ２８を使用する。光は集光ミラーから反射され
て、フイルタ３２の位置にある焦点で集束される
収束ビームを形成する。フイルタ３２はレンズで
はなく、ビームを目に見えるほど屈折させたり、
ビームの経路を変えたりすることはない。フイル
タは、所定の波長のビームを通過させるために設
けられる。フイルタを通過した光の発散ビーム
は、石英から形成されるのが好ましいプローブの
窓３４を通過し、励起ビーム１６の経路に入つて
いる微生物１４を生物学的吸収こう配１８に沿つ
て照射する。照射される励起ビームは対称発散性
の形態を有する。このような対称発散性の形態を
とることにより、対称発散性の照射光は反応槽内
の対象物質の可能な限り大なる容積を照射するこ
とになり、検出器（プローブ）により対象物セル
のより大なる集団からの螢光を検出することが可
能になる。検出器は個々の対象物セルではなく対
象物セルの代表的な集団の代謝活性を測定すべき
であるから、このような可能な限りの大なる容積
を照射することは重要なことである。
学プローブ（オプトローブ）装置１０により監視
される。このような装置は、以下に詳述するよう
に、円形の集光ミラー３０の中に埋設されるラン
プ２８を使用する。光は集光ミラーから反射され
て、フイルタ３２の位置にある焦点で集束される
収束ビームを形成する。フイルタ３２はレンズで
はなく、ビームを目に見えるほど屈折させたり、
ビームの経路を変えたりすることはない。フイル
タは、所定の波長のビームを通過させるために設
けられる。フイルタを通過した光の発散ビーム
は、石英から形成されるのが好ましいプローブの
窓３４を通過し、励起ビーム１６の経路に入つて
いる微生物１４を生物学的吸収こう配１８に沿つ
て照射する。照射される励起ビームは対称発散性
の形態を有する。このような対称発散性の形態を
とることにより、対称発散性の照射光は反応槽内
の対象物質の可能な限り大なる容積を照射するこ
とになり、検出器（プローブ）により対象物セル
のより大なる集団からの螢光を検出することが可
能になる。検出器は個々の対象物セルではなく対
象物セルの代表的な集団の代謝活性を測定すべき
であるから、このような可能な限りの大なる容積
を照射することは重要なことである。
また、紫外線照射光が対称発散性であると、該
紫外線照射光のエネルギーが集中的すなわち焦点
形成的になることがなく、エネルギー集中的な照
射光の場合におけるように細胞殺傷または細胞変
異を生ずることなく、有利である。
紫外線照射光のエネルギーが集中的すなわち焦点
形成的になることがなく、エネルギー集中的な照
射光の場合におけるように細胞殺傷または細胞変
異を生ずることなく、有利である。
また、非発散性または集束性の照射光ではな
く、対称発散性の照射光により対象物質のより多
くの容積を照射することは、螢光発光物質、例え
ばNAD（Ｐ）Ｈの濃度が低い場合においても検出
器の大なる感度を可能にする。
く、対称発散性の照射光により対象物質のより多
くの容積を照射することは、螢光発光物質、例え
ばNAD（Ｐ）Ｈの濃度が低い場合においても検出
器の大なる感度を可能にする。
また、反応槽の壁部における小なる孔部を通し
て挿入された検出器から対称発散性の照射光が照
射されることにより、検出器の口径が小であるに
もかかわらず、反応槽内の可能な限りの大なる容
積の対象物質の照射および螢光検出が可能にな
り、有利である。
て挿入された検出器から対称発散性の照射光が照
射されることにより、検出器の口径が小であるに
もかかわらず、反応槽内の可能な限りの大なる容
積の対象物質の照射および螢光検出が可能にな
り、有利である。
なお、照射光が対称発散性であることは、後述
の説明におけるような、観察のフイールドが照射
のフイールドをほぼ包含するという特性にとつて
も好適なことである。ビームは、全吸収面２０に
おいて概略的に示されるような全吸収が起こるま
で、微生物１４の中へ投射されるのが好ましい。
全吸収面２０は幾何学的な面ではなく、全吸収が
起こる面である。微生物１４の数が増すにつれ
て、励起ビーム１６中に発生される螢光は多くな
る。この螢光はプローブの窓３４及びフイルタ３
６を介して戻り、戻り螢光検出用螢光検出器３７
により検出される。フイルタ３６はレンズではな
く、ビームを目に見えるほど屈折させたり、ビー
ムの経路を変えたりすることはない。螢光信号は
螢光増幅器３８により増幅され、信号ケーブル４
０を介して光学プローブ装置の電源PS、表示及
び制御部４２へ送られる。螢光信号はデジタル電
圧計（DVM）４４に表示され、螢光記録器４６
に記録される。螢光信号は、さらに設定値６７と
比較され、自動プロセス制御に利用される。ラン
プ光検出器前置増幅器４８はランプ出力制御帰還
ループの一部として使用され、信号ケーブル４０
を介して光学プローブ装置のPS、表示及び制御
部４２に接続される。このサーボループについて
は、特に第５図を参照してさらに詳細に説明す
る。ランプ２８を動作させるための電力はPS、
表示及び制御部４２において発生し、ケーブル５
０を介して光学プローブ装置１０及びランプ２８
に供給される。
の説明におけるような、観察のフイールドが照射
のフイールドをほぼ包含するという特性にとつて
も好適なことである。ビームは、全吸収面２０に
おいて概略的に示されるような全吸収が起こるま
で、微生物１４の中へ投射されるのが好ましい。
全吸収面２０は幾何学的な面ではなく、全吸収が
起こる面である。微生物１４の数が増すにつれ
て、励起ビーム１６中に発生される螢光は多くな
る。この螢光はプローブの窓３４及びフイルタ３
６を介して戻り、戻り螢光検出用螢光検出器３７
により検出される。フイルタ３６はレンズではな
く、ビームを目に見えるほど屈折させたり、ビー
ムの経路を変えたりすることはない。螢光信号は
螢光増幅器３８により増幅され、信号ケーブル４
０を介して光学プローブ装置の電源PS、表示及
び制御部４２へ送られる。螢光信号はデジタル電
圧計（DVM）４４に表示され、螢光記録器４６
に記録される。螢光信号は、さらに設定値６７と
比較され、自動プロセス制御に利用される。ラン
プ光検出器前置増幅器４８はランプ出力制御帰還
ループの一部として使用され、信号ケーブル４０
を介して光学プローブ装置のPS、表示及び制御
部４２に接続される。このサーボループについて
は、特に第５図を参照してさらに詳細に説明す
る。ランプ２８を動作させるための電力はPS、
表示及び制御部４２において発生し、ケーブル５
０を介して光学プローブ装置１０及びランプ２８
に供給される。
第２図は、光学プローブ装置１０の光学系と全
体的な構成をさらに詳細に示す横断面図である。
ランプ２８において発生される光は円形の凹面鏡
である集光ミラー３０により集光され、反射によ
り再び経路を定められて、帯域フイルタ３２
（NAD（Ｐ）Ｈの場合には、たとえば300〜400n
ｍ）の中心の位置にある焦点Ｘに向かつて収束す
る。ビームは帯域フイルタ３２を通過し（第１１
図も参照）、フイルタ３６及び螢光検出器３７の
内部の開口を介して発散し（第９図及び第１０図
も参照）、プローブの窓３４とその外側にある微
生物１４を照明する。光線２９は、１９で示され
るようなある点で吸収されるまで生物学的吸収こ
う配１８の中の経路に沿つて進む。全ての光線は
全吸収面２０により規定される距離の中で完全に
吸収される。また、全反射面２０の位置は測定時
における微生物１４の細胞濃度により決定され
る。細胞濃度が高くなるにつれて、第３図に全反
射面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄにより示
すように、全反射面２０は光学プローブ装置１０
及び窓３４に近づく。細胞又は他の成分の濃度が
高くなると全吸収限界はプローブの窓に近づく
が、ランプの照射のフイールドFIと螢光検出器
３７の観察のフイールドFVの限界を決定する立
体角は変化しない。螢光の光子２１は窓３４を通
つて戻り、集光ミラー３５から反射され、反射に
より再び経路を定められて、高域フイルタ３６
（NAD（Ｐ）Ｈの場合には、たとえば400〜600n
ｍ）と螢光検出器３７とに入射する。
体的な構成をさらに詳細に示す横断面図である。
ランプ２８において発生される光は円形の凹面鏡
である集光ミラー３０により集光され、反射によ
り再び経路を定められて、帯域フイルタ３２
（NAD（Ｐ）Ｈの場合には、たとえば300〜400n
ｍ）の中心の位置にある焦点Ｘに向かつて収束す
る。ビームは帯域フイルタ３２を通過し（第１１
図も参照）、フイルタ３６及び螢光検出器３７の
内部の開口を介して発散し（第９図及び第１０図
も参照）、プローブの窓３４とその外側にある微
生物１４を照明する。光線２９は、１９で示され
るようなある点で吸収されるまで生物学的吸収こ
う配１８の中の経路に沿つて進む。全ての光線は
全吸収面２０により規定される距離の中で完全に
吸収される。また、全反射面２０の位置は測定時
における微生物１４の細胞濃度により決定され
る。細胞濃度が高くなるにつれて、第３図に全反
射面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び２０ｄにより示
すように、全反射面２０は光学プローブ装置１０
及び窓３４に近づく。細胞又は他の成分の濃度が
高くなると全吸収限界はプローブの窓に近づく
が、ランプの照射のフイールドFIと螢光検出器
３７の観察のフイールドFVの限界を決定する立
体角は変化しない。螢光の光子２１は窓３４を通
つて戻り、集光ミラー３５から反射され、反射に
より再び経路を定められて、高域フイルタ３６
（NAD（Ｐ）Ｈの場合には、たとえば400〜600n
ｍ）と螢光検出器３７とに入射する。
螢光検出器３７は光子を電気信号に変換し、そ
の信号は信号線を介して螢光増幅器３８（第１
図）に送られ、増幅される。明瞭を期するため、
数本の光線２９，２１しか図示されていないが、
他にも光路は存在する。第９図から第１１図は、
帯域フイルタ３２、戻り螢光用高域フイルタ３６
及び螢光検出器３７を明瞭に図示するために90゜
回転させ、詳細に示す正面図である、図示される
ように、帯域フイルタ３２は円形であり、高域フ
イルタ３６と螢光検出器３７は環状である。第２
図に光線２９として示されるような励起ビームは
帯域フイルタ３２を通過し、次に、戻り螢光用高
域フイルタ３６及び螢光検出器３７の開口を通過
する。
の信号は信号線を介して螢光増幅器３８（第１
図）に送られ、増幅される。明瞭を期するため、
数本の光線２９，２１しか図示されていないが、
他にも光路は存在する。第９図から第１１図は、
帯域フイルタ３２、戻り螢光用高域フイルタ３６
及び螢光検出器３７を明瞭に図示するために90゜
回転させ、詳細に示す正面図である、図示される
ように、帯域フイルタ３２は円形であり、高域フ
イルタ３６と螢光検出器３７は環状である。第２
図に光線２９として示されるような励起ビームは
帯域フイルタ３２を通過し、次に、戻り螢光用高
域フイルタ３６及び螢光検出器３７の開口を通過
する。
第２図に詳細に示されるように、光学プローブ
装置は、微生物１４の懸濁液がプローブの内部へ
侵入するのを防ぐ窓密封用Ｏリング３３をさらに
含む。Ｏリング保持部材３１はプローブの分解の
ために設けられる。Ｏリング２４は、微生物１４
の懸濁液がこの位置を越えて漏れるのを防ぐため
に25mm取付け部品２２と共にシールを形成するよ
うに設けられる。ナツト２６は光学プローブ装置
１０を取付け部品２２に固着するために使用され
る。
装置は、微生物１４の懸濁液がプローブの内部へ
侵入するのを防ぐ窓密封用Ｏリング３３をさらに
含む。Ｏリング保持部材３１はプローブの分解の
ために設けられる。Ｏリング２４は、微生物１４
の懸濁液がこの位置を越えて漏れるのを防ぐため
に25mm取付け部品２２と共にシールを形成するよ
うに設けられる。ナツト２６は光学プローブ装置
１０を取付け部品２２に固着するために使用され
る。
ランプ２８の出力を制御するために使用される
付加的な光検出器４５は、螢光検出器３７と組合
わされ、それと一体に形成される（第１０図）。
この光検出器はランプ制御用サーボループに含ま
れるセンサであり、第５図に関してさらに詳細に
説明する。ランプ制御用光検出器の出力は信号線
を介してランプ光検出器前置増幅器４８に送ら
れ、増幅される。
付加的な光検出器４５は、螢光検出器３７と組合
わされ、それと一体に形成される（第１０図）。
この光検出器はランプ制御用サーボループに含ま
れるセンサであり、第５図に関してさらに詳細に
説明する。ランプ制御用光検出器の出力は信号線
を介してランプ光検出器前置増幅器４８に送ら
れ、増幅される。
第４図は光学プローブ装置１０の端部を示す。
ランプの照射のフイールドFIと、螢光検出器３
７の観察のフイールドFVとが示されている。ま
た、螢光検出器３７の直接の観察のフイールド
FV1と、反射の観察のフイールドFV2とが示され
ている。螢光検出器３７の観察のフイールド
（FV1またはFV2、以後両方を簡略化してFVで示
す）はランプの照射のフイールドFIより広く、
それを完全に包含する。これは、螢光検出器３７
と窓３４との間の距離を窓３４とランプとの間の
距離より短くすることにより達成される。正確な
螢光測定を実施するためには、観察のフイールド
FVが照射のフイールドFIをほぼ包含し、好まし
くは完全に包含することが重要である。そうでな
いと、多くの従来の装置について見られたよう
に、螢光の一部が螢光検出器により検出されず、
感度が低くなる。
ランプの照射のフイールドFIと、螢光検出器３
７の観察のフイールドFVとが示されている。ま
た、螢光検出器３７の直接の観察のフイールド
FV1と、反射の観察のフイールドFV2とが示され
ている。螢光検出器３７の観察のフイールド
（FV1またはFV2、以後両方を簡略化してFVで示
す）はランプの照射のフイールドFIより広く、
それを完全に包含する。これは、螢光検出器３７
と窓３４との間の距離を窓３４とランプとの間の
距離より短くすることにより達成される。正確な
螢光測定を実施するためには、観察のフイールド
FVが照射のフイールドFIをほぼ包含し、好まし
くは完全に包含することが重要である。そうでな
いと、多くの従来の装置について見られたよう
に、螢光の一部が螢光検出器により検出されず、
感度が低くなる。
第５図は、螢光測定用システムエレクトロニク
ス及びランプ強度制御用サーボシステムエレクト
ロニクスの一実施例を示すブロツク回路図であ
る。まず、110ボルトの電力７２が印加され、ス
イツチ７４はその電力を低圧電源７０と、変圧器
６０の制御素子であるランプ制御用オプトカプラ
５８とに供給する。電力はケーブル５０を介して
ランプ２８に供給される。ランプ出力制御用の光
検出器４５はランプの強さを検出し、検出信号を
ランプ出力検出器前置増幅器４８及び信号ケーブ
ル４０を介して誤り増幅器５４に送る。誤り増幅
器５４は、ケーブル４０を介して得られるランプ
強度信号をランプ強度調節用電位差計５５で発生
される基準信号と比較する。誤り増幅器５４にお
いて発生される強度変化誤り信号はランプ制御用
オプトカプラ５８を直接制御し、安定したランプ
２８の出力を発生する。ランプ故障識別回路／指
示器５２は誤り増幅器５４からの誤り信号を監視
し、適正なランプ動作を決定する。パルスモード
シーケンス発生器５６はスイツチ５７を介してラ
ンプの出力を制御し、ランプ２８を点滅動作させ
る。連続動作又はパルス動作はスイツチ６９を使
用して選択される。
ス及びランプ強度制御用サーボシステムエレクト
ロニクスの一実施例を示すブロツク回路図であ
る。まず、110ボルトの電力７２が印加され、ス
イツチ７４はその電力を低圧電源７０と、変圧器
６０の制御素子であるランプ制御用オプトカプラ
５８とに供給する。電力はケーブル５０を介して
ランプ２８に供給される。ランプ出力制御用の光
検出器４５はランプの強さを検出し、検出信号を
ランプ出力検出器前置増幅器４８及び信号ケーブ
ル４０を介して誤り増幅器５４に送る。誤り増幅
器５４は、ケーブル４０を介して得られるランプ
強度信号をランプ強度調節用電位差計５５で発生
される基準信号と比較する。誤り増幅器５４にお
いて発生される強度変化誤り信号はランプ制御用
オプトカプラ５８を直接制御し、安定したランプ
２８の出力を発生する。ランプ故障識別回路／指
示器５２は誤り増幅器５４からの誤り信号を監視
し、適正なランプ動作を決定する。パルスモード
シーケンス発生器５６はスイツチ５７を介してラ
ンプの出力を制御し、ランプ２８を点滅動作させ
る。連続動作又はパルス動作はスイツチ６９を使
用して選択される。
試験すべき微生物懸濁液のある位置１９におい
て発生される螢光の光子２１は、戻り螢光用螢光
検出器３７で電気信号に変換される。この信号
は、螢光増幅器３８及び信号ケーブル４０を介し
て螢光緩衝増幅器６２へ送られる。螢光緩衝増幅
器６２は、スパン調節用電位差計６４及びオフセ
ツト調節用電位差計６３を介して、スパン及びオ
フセツトの調節のために螢光信号をトリミングす
る。螢光信号はデジタル電圧計４４に表示され、
螢光記録器４６に記録される。制御比較器６６は
螢光緩衝増幅器６２からのトリミングされた螢光
信号をプロセス制御用設定値用ポテンシヨメータ
６７で発生される設定値電圧と比較する。制御比
較器の出力は継電器６８を動作させる。継電器６
８は自動プロセス制御に使用される制御素子であ
る。
て発生される螢光の光子２１は、戻り螢光用螢光
検出器３７で電気信号に変換される。この信号
は、螢光増幅器３８及び信号ケーブル４０を介し
て螢光緩衝増幅器６２へ送られる。螢光緩衝増幅
器６２は、スパン調節用電位差計６４及びオフセ
ツト調節用電位差計６３を介して、スパン及びオ
フセツトの調節のために螢光信号をトリミングす
る。螢光信号はデジタル電圧計４４に表示され、
螢光記録器４６に記録される。制御比較器６６は
螢光緩衝増幅器６２からのトリミングされた螢光
信号をプロセス制御用設定値用ポテンシヨメータ
６７で発生される設定値電圧と比較する。制御比
較器の出力は継電器６８を動作させる。継電器６
８は自動プロセス制御に使用される制御素子であ
る。
フイルタ３２及び３６は螢光測定に常に必要と
されるわけではない。照射源により発生される固
有波長を励起のための波長に制限すべきであれ
ば、フイルタ３２を省略することもできる。これ
は、たとえば光源がレーザーである場合である。
検出器の固有感度を発せられる螢光の波長に制限
すべきであれば、フイルタ３６を省略することが
できる。
されるわけではない。照射源により発生される固
有波長を励起のための波長に制限すべきであれ
ば、フイルタ３２を省略することもできる。これ
は、たとえば光源がレーザーである場合である。
検出器の固有感度を発せられる螢光の波長に制限
すべきであれば、フイルタ３６を省略することが
できる。
場合によつては、プローブをパルスモードで動
作させると有利であろう。これは、さらに、装置
の電源、表示及び制御部の変形も含む。この変形
により、励起用ランプを制御された速度と持続時
間をもつて点滅させることができ、その結果とし
て得られる戻り生物学的螢光は、ランプのオフ時
間に戻り螢光検出用螢光検出器及び光学系により
測定される。この変形においては、螢光を発しな
い物質の後方散乱が減少し、紫外線を感じる生物
に対する光による損傷が減少し、ランプの有効寿
命が長くなるという利点が得られる。
作させると有利であろう。これは、さらに、装置
の電源、表示及び制御部の変形も含む。この変形
により、励起用ランプを制御された速度と持続時
間をもつて点滅させることができ、その結果とし
て得られる戻り生物学的螢光は、ランプのオフ時
間に戻り螢光検出用螢光検出器及び光学系により
測定される。この変形においては、螢光を発しな
い物質の後方散乱が減少し、紫外線を感じる生物
に対する光による損傷が減少し、ランプの有効寿
命が長くなるという利点が得られる。
上述の本発明の装置はパルスモードでの動作が
可能である。また、プローブの光学系は、フイル
タ３２及び戻り螢光測定用フイルタ３６に隣接し
て偏光子（図示せず）を含むことができる。光を
偏光することにより、物質の測定特性が改善され
る場合がある。
可能である。また、プローブの光学系は、フイル
タ３２及び戻り螢光測定用フイルタ３６に隣接し
て偏光子（図示せず）を含むことができる。光を
偏光することにより、物質の測定特性が改善され
る場合がある。
戸外で使用する場合のようにプローブが極端な
温度にさらされる状況では、プローブの温度を許
容限度内に調整するためにプローブの内部にヒー
タを設けると有利である。
温度にさらされる状況では、プローブの温度を許
容限度内に調整するためにプローブの内部にヒー
タを設けると有利である。
プローブを特定の分析機能を実行するための他
の付属品と組合わせて使用することもできる。た
とえば、螢光ガスの入つたチエンバをプローブに
装着する。この場合、ガスにより発せられる螢光
の強さは温度により左右されることが多いので、
螢光の強さによりチエンバの周囲環境の温度を測
定する。場合により付属品として有用であるその
他のチエンバは、分析すべき化合物は透過するが
チエンバに供給される他の物質は透過しない半透
膜を含む。チエンバ内の物質は、O2、H+などの
螢光を発しない拡散化合物の濃度に応じて弱い螢
光体の螢光を発するまで高める機能を有している
場合がある。
の付属品と組合わせて使用することもできる。た
とえば、螢光ガスの入つたチエンバをプローブに
装着する。この場合、ガスにより発せられる螢光
の強さは温度により左右されることが多いので、
螢光の強さによりチエンバの周囲環境の温度を測
定する。場合により付属品として有用であるその
他のチエンバは、分析すべき化合物は透過するが
チエンバに供給される他の物質は透過しない半透
膜を含む。チエンバ内の物質は、O2、H+などの
螢光を発しない拡散化合物の濃度に応じて弱い螢
光体の螢光を発するまで高める機能を有している
場合がある。
さらに、フイルタ３２及び３６なしでプローブ
を使用することもできるし、あるいは同一のフイ
ルタを設けることもできる。この場合、装置はサ
ンプル内の粒子により反射される光の量を測定す
る。このモードにおいては、装置は反射率計又は
比濁計となる。
を使用することもできるし、あるいは同一のフイ
ルタを設けることもできる。この場合、装置はサ
ンプル内の粒子により反射される光の量を測定す
る。このモードにおいては、装置は反射率計又は
比濁計となる。
下記の例は本発明の応用例を示す。これらの例
は添付の特許請求の範囲に限定される本発明の範
囲を限定するものではない。
は添付の特許請求の範囲に限定される本発明の範
囲を限定するものではない。
例 １
発酵槽を50ｍmol／のH2SO4を含む水で満た
した。溶液を静かに撹拌し、温度は30℃に調整し
た。この発酵槽に、50ｍmol／のH2SO4にキニ
ーネの1000ppm溶液のアリコートを加えた。キニ
ーネは、このような条件下で、340nｍの最大励
起波長及び460nｍの最大螢光発光波長を有する
螢光物質である。第６図は、100のゲインにおけ
る螢光計単位での装置の応答と０〜10ppmの範囲
のキニーネの濃度との関数を示す。
した。溶液を静かに撹拌し、温度は30℃に調整し
た。この発酵槽に、50ｍmol／のH2SO4にキニ
ーネの1000ppm溶液のアリコートを加えた。キニ
ーネは、このような条件下で、340nｍの最大励
起波長及び460nｍの最大螢光発光波長を有する
螢光物質である。第６図は、100のゲインにおけ
る螢光計単位での装置の応答と０〜10ppmの範囲
のキニーネの濃度との関数を示す。
例 ２
キニーネの濃度が０〜34ppmとなるように例１
の手順を繰返した。その結果を第７図に示す。
の手順を繰返した。その結果を第７図に示す。
例 ３
先行技術において一般に知られている手順を採
用して、発酵槽を使用し、コリネバクテリウムカ
ルネ（Corynebacterium callunae）を発生させ
た。当初、発酵素には0.1ｇ／のバクテリアが
入つていた。プロセスの終了時には、発酵素には
6.3ｇ／のバクテリアが入つていたプロセス中
における培養物の螢光を記録した。第８図は、培
溶物の螢光とバクテリアの濃度（ｇ／）との関
数を示す。
用して、発酵槽を使用し、コリネバクテリウムカ
ルネ（Corynebacterium callunae）を発生させ
た。当初、発酵素には0.1ｇ／のバクテリアが
入つていた。プロセスの終了時には、発酵素には
6.3ｇ／のバクテリアが入つていたプロセス中
における培養物の螢光を記録した。第８図は、培
溶物の螢光とバクテリアの濃度（ｇ／）との関
数を示す。
第１図は、本発明の一実施例の装置の縦方向部
分断面図、第２図は、実施例におけるプローブの
光学系と、全体的な構成を示す部分横断面図、第
３図は、本発明の実施例による全吸収を示すプロ
ーブ及び被測定媒体の略図、第４図は、本発明の
実施例による照射のフイールド及び観察のフイー
ルドを示すプローブの概略図、第５図は、螢光測
定用システムエレクトロニクス及びランプ強度制
御用サーボシステムエレクトロニクスのブロツク
回路図、第６図、第７図及び第８図は、例１、例
２及び例３にそれぞれ記載される実際の手順に従
つた装置の応答を示す特性図、及び第９図、第１
０図及び第１１図は、第２図に示される高域フイ
ルタ３６、螢光検出器３７及び帯域フイルタ３２
の正面図である。 １０……光学プローブ装置、１２……発酵槽、
１６……励起ビーム、１８……生物学的吸収こう
配、２０……全吸収面、２１……光子、２４……
Ｏリング、２８……ランプ、２９……光線、３０
……集光ミラー、３２……帯域フイルタ、３３…
…Ｏリング、３４……窓、３５……集光ミラー、
３６……高域フイルタ、３７……螢光検出器、３
８……螢光増幅器、４５……光検出器、４８……
前置増幅器、５２……ランプ故障識別回路／指示
器、５４……誤り増幅器、５６……パルスモード
シーケンス発生器、５８……ランプ制御用オプト
カプラ、６２……螢光緩衝増幅器、６６……制御
比較器、６８……継電器、FI……照射のフイー
ルド、FV……観察のフイールド。
分断面図、第２図は、実施例におけるプローブの
光学系と、全体的な構成を示す部分横断面図、第
３図は、本発明の実施例による全吸収を示すプロ
ーブ及び被測定媒体の略図、第４図は、本発明の
実施例による照射のフイールド及び観察のフイー
ルドを示すプローブの概略図、第５図は、螢光測
定用システムエレクトロニクス及びランプ強度制
御用サーボシステムエレクトロニクスのブロツク
回路図、第６図、第７図及び第８図は、例１、例
２及び例３にそれぞれ記載される実際の手順に従
つた装置の応答を示す特性図、及び第９図、第１
０図及び第１１図は、第２図に示される高域フイ
ルタ３６、螢光検出器３７及び帯域フイルタ３２
の正面図である。 １０……光学プローブ装置、１２……発酵槽、
１６……励起ビーム、１８……生物学的吸収こう
配、２０……全吸収面、２１……光子、２４……
Ｏリング、２８……ランプ、２９……光線、３０
……集光ミラー、３２……帯域フイルタ、３３…
…Ｏリング、３４……窓、３５……集光ミラー、
３６……高域フイルタ、３７……螢光検出器、３
８……螢光増幅器、４５……光検出器、４８……
前置増幅器、５２……ランプ故障識別回路／指示
器、５４……誤り増幅器、５６……パルスモード
シーケンス発生器、５８……ランプ制御用オプト
カプラ、６２……螢光緩衝増幅器、６６……制御
比較器、６８……継電器、FI……照射のフイー
ルド、FV……観察のフイールド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 物質の特性を螢光により測定する光学的装置
であつて、該装置が、 撹拌機構を有する生物学的反応槽、および 該生物学的反応槽内の反応部へ向つて突出状に
挿入されるプローブであつて、紫外線照射ビーム
照射手段と螢光検出用感光手段を有し、 該紫外線照射ビーム照射手段は該反応部へ対称
発散性の紫外線の照射ビームを照射し、 該螢光検出用感光手段は該照射によつて生起さ
せられる該反応槽内の物質から放射される螢光を
検出し、 該紫外線照射ビームの経路と該検出される螢光
の経路とは同軸であり、該紫外線照射ビームの照
射のフイールドは該感光手段の観察のフイールド
内に包含され、 該プローブは該生物学的反応槽の所定のレベル
の撹拌混合状態にある生物学的媒体の測定を行う
ことができるよう該反応槽に挿入されており、 それにより、生きている細胞を含む液状の生物
学的媒体の代謝活性水準が、該生物学的反応槽内
の反応を妨害することなく、その場において、か
つリアルタイムで測定されるようになつている、
ことを特徴とする物質の特性を螢光により測定す
る光学的装置。 ２ 撹拌機構を有する生物学的反応槽、および該
生物学的反応槽内の反応部へ向つて突出状に挿入
されるプローブを具備し、該プローブは紫外線照
射ビーム照射手段と螢光検出用感光手段を有す
る、物質の特性を螢光により測定する光学的装置
を用い、 リアルタイムで生物学的反応槽内に含まれる生
きている細胞を含む液状の生物学的媒体の代謝活
性水準を、細胞から放射される螢光を測定するこ
とによつて測定するにあたり、該方法が、 照射のフイールド内の通路に沿つて試験される
べき該細胞群内へ対称発散性の紫外線照射ビーム
を照射する過程、および、 該照射によつて生起させられる該細胞から放射
される螢光を該感光手段の観察のフイールドにお
いて検出する過程を具備し、該照射のフイールド
は該観察のフイールドに包含され、該照射ビーム
と該細胞からの螢光の経路は同軸であり、 それにより、生きている細胞を含む液状の生物
学的媒体の代謝活性水準が、該生物学的反応槽内
の反応を妨害することなく、その場において、か
つリアルタイムで測定される、 ことを特徴とする物質の特性を螢光により測定す
る光学的装置を使用する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/483,559 US4577110A (en) | 1983-04-11 | 1983-04-11 | Optical apparatus and method for measuring the characteristics of materials by their fluorescence |
| US483559 | 1983-04-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6022649A JPS6022649A (ja) | 1985-02-05 |
| JPH0115811B2 true JPH0115811B2 (ja) | 1989-03-20 |
Family
ID=23920561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59070166A Granted JPS6022649A (ja) | 1983-04-11 | 1984-04-10 | 物質の特性を螢光により測定する光学的装置およびその使用方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4577110A (ja) |
| EP (1) | EP0122741B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6022649A (ja) |
| DE (1) | DE3478760D1 (ja) |
Families Citing this family (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288942A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Matsushita Graphic Commun Syst Inc | 液体現像剤濃度制御装置 |
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