JPH02162242A

JPH02162242A - 光学系調整用の標準物質およびその製造方法

Info

Publication number: JPH02162242A
Application number: JP63317219A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yonemura; 米村　勝
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1988-12-15
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-06-21
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: EP0374034A3; DE68923940T2; DE68923940D1; US5123738A; EP0374034A2; EP0374034B1; JP2958353B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、試料分析装置等において、光学系を調整する
ための光学系調整用物質、詳しくは、試料の入った透明
容器に光を照射し、その試料および透明容器からの光を
検知することにより、試料中の成分の量を測定する装置
に用いられる光学系調整用の標準物質、およびその製造
方法に関するもので、光の散乱度や透過度を測定する光
学系の調整に有効なものである。

〔従来の技術〕

試料の分析をするに際し、光の吸光や散乱を利用した装
置や方法がある。これら装置や方法を利用する機器の品
質、精度を確認するためには、利用者が機器を使用する
時と同じ形態、条件で確認することが必要である。その
ために測光部の形状に応じた形状の標準物質を使用する
ことが必要となる。

例えば、血漿と試薬の混合液に光を照射し、フィブリノ
ーゲンがフィブリンに転化する時の濁度変化を散乱光の
変化として検知し、凝固時間を求める血液凝固測定装置
がある。

標準物質としては、測定しようとする物質を使ってその
まま測定すればよいが、標準となる物質が長期安定性が
ない、調整するのが難しい等の問題がある。

凝固した血漿とよく偵た標準物質として、使用可能な物
質として、寒天、ゼラチン、アクリルアミドゲル、キチ
ン、ところ天等がある。これらは成分の濃度（寒天の場
合、主成分はアガロース）を変えることにより、濁度を
変えることができるが、水分を多量に含むため、蒸発し
ないように厳重な密栓が必要である。また、ゲルの格子
構造が不安定であるので、震動等の負荷に弱く、長期的
に安定な状態を保つのは難しい、さらに、アガロース等
は有機物であるので、細菌等の栄養源となり生物汚染の
恐れもある。

一方、無機物質は、生物の栄養源とならないため、生物
汚染の心配はない、標準物質としてガラスを用いたもの
がある０例えば、特公昭５７−４１６８８号公報に記載
された、散乱光度計較正用標準散乱体（以下、第１の標
準散乱体という）がある、この標準散乱体は、酸化硅素
中に少量の不純物を添加し、溶融後適当な温度で焼鈍し
て、不純物を核とした微結晶を成長させ、硼酸分相を作
ったガラスを用いるものである。そして、このガラス散
乱体を、さらに透明容器に収納し、その間隙を液体で充
たして一体としている。

また、他に、中空のガラス管を標準散乱体（以下、第２
の標準散乱体という）として用いることもできる。ガラ
ス管の内径を細くすることによって散乱光量は増し、内
径を太くすることによって散乱光量は減少するので、ガ
ラス管内径を適当に選定すれば、必要な散乱光量が得ら
れることになる。

〔発明が解決しようとするｔｉｌり前記第１の必要散乱体には次のような問題がある。

（１）　　ガラスを溶融し、濁り物質を添加し所定の濁
度を得るためには、試行を繰り返す必要があり、時間や
経費等の損失は大きい、また、ガラスを溶融させ測光部
の形状に合うように成形することも必要で、大がかりな
設備が必要である。

つまり、コスト高となる。

Ｃ）　ガラス散乱体をさらに容器に収納しているため、
容器内でのガラス散乱体の保持が不安定となり、光学的
にも不安定さがある。

また、前記第２の標準散乱体の場合には、ガラス管の外
周またはは内周に歪みがあれば、散乱光量が鋭敏に変化
してしまう、また、ガラス管は時間経過とともに縮む傾
向がある。このため、光学的に不安定である。

そこで、製造が安易で、光学的に安定な光学系―整用の
標準物質を求めるために、固化物質をスクリーニングし
た結果、シリコーン樹脂が好適であることがわかった。

そして、次の条件を満たすシリコーン樹脂の選定に成功
した。

（１）　　濁り物質の含有量調整が簡単に行えること。

このためには、調整時に粘度の低い液体であることが必
要である。

（２）　　シリコーンに不純物を含有していないこと。

すなわち透明であること。

そして、このシリコーンに濁り物質を添加し、濁度を調
整することが可能となった。

さて、次にシリコーンに添加する濁り物質であるが、珪
藻土や白土等がある。しかし、これらのものは不純物が
多く、粒子径が大きく不均一であるため、散乱体として
不適当であった。また、種々の色素は化学物質が多く、
光の照射を受けると変色してしまうものが多い、これら
の点から濁り物質としては、顔料が最適であることがわ
かった。

凝固測定では、例えば波長６６０ｎ−の赤色領域におい
て測定を行うが、粒子の均一性、長期安定性の点におい
て二酸化チタン↑Ｌｏｇが最適であることがわかった。

これらの経緯から、血漿に近い標準物質を調整すること
が可能となり、本発明に到達した。

本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、簡単な工
程で製造することができ、液漏れがなく、震動にも強く
耐腐食性に優れている光学系調整用の標準物質およびそ
の製造方法を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明の光学系調整用の
標準物質は、図面に示すように、有底筒状の透明容器１
０と、この透明容器に注入されたゲル状で透明のシリコ
ーン１２と、このシリコーン中に均一に分散された微粒
子１３とからなるように形成されたものである。

シリコーンは、第１液と第２液とを混合させることによ
って、ゲル状に硬化し生成される。付加反応硬化型のも
のが用いられる。

付加反応硬化型のシリコーンとしては、下記のように第
１液と第２液とを混合することによって、Ｐ・を触媒に
よる、ビニヘル基と５ｉ１基の付加反応が発生しゲル化
するものを用いることができる。

であればよい、その逆でもよい。ｐｉ触媒は第１液、第
２液のいずれか、あるいは、両方に含有されている。

また、本発明の光学系調整用の標準物質の製造方法は、
つぎの（ａ）〜（（至）の工程、すなわち、（ａ）　　
第１液に微粒子を添加して撹拌・分散させる工程、 Φ）（ａ）の液を低圧力下に置いて脱気する工程、（ｃ
）　　（ｂｌの液を有底筒状の透明容器に分注し、透明
容器および液の光学的特性を測定する工程、（ｄ）　　
［Ｃ）が所定の光学的特性を存するように、所定量の０
））の液に所定量の第１液を加える工程、（ｅｌ　　（
ロ）の液に所定量の第２液を加え撹拌する工程、（ｆ）　　（ｅ）の混合液を低圧力下に置いて脱気する
工程、（ｇ）　　（ｆ）の混合液を透明容器に注入しゲル状に
硬化させる工程、を包含することを特徴としている。

〔作　　　用〕

透明容器１０の中に透明のシリコーン１２が入れられ、
そのシリコーン中に微粒子１３が分散されているので、
容器に照射された光は容器を透過し、シリコーン中の微
粒子によって散乱される。

散乱された光は容器から各方向に向かって発せられる。

微粒子はシリコーン中に均一に分散されているので、光
の照射方向に対する受光方向が決まれば、一定の散乱光
や透過光が得られる。

また、本発明の方法によれば、（ａ）工程により微粒子
が第１液中に分散される。Φ）工程により第１液中の気
泡を排除することができる。これにより、微粒子のみが
分散した第１液を作製することができる。（ｃ）および
（ロ）工程により、所定の光学的特性を有する第１液が
調整、作製される。（ｅ）工程により硬化反応が開始さ
れ、（ｆ）工程により第１液、第２液の混合液中の気泡
が排除される。そして、（２）工程により容器内にシリ
コーンゲルが生成される。

シリコーンゲルは所定の光学的特性を有する所定量の第
１液と、第２液とが混合されて生成されるので、生成さ
れたシリコーンゲルも所定の光学的特性を有することに
なる。

〔実−施　例〕

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する
。第１図は本発明の光学系調整用の標準物質の一実施例
の縦断面図である。１０は有底筒状のガラス製の試験管
容器であり、無色透明である（以下、透明容器１０また
は容器１０という）。

透明容器１ｕの中にゲル状のシリコーン１２が入れられ
、開口部は、例えばエポキシ系の接着剤からなる栓１４
で封じられている。無色透明のシリコーンゲル１２中に
は微粒子１３が均一に分散されている。微粒子として、
例えば、表面をアルミナ等でコーティングした平均粒子
径０．２５ｕｍの二酸化チタンＴｉ１ｔが用いられる。

これは白色の顔料である、　Ｔｉ０１は光に当たり励起
されると、電子を外軌道に放出するため、長期安定性に
欠ける。そこで、粒子を安定化させるために、上記のコ
ーティングを行う、第３図にその吸光特性を示す、縦軸
は透過しなかった光の量を示している。広い波長におい
て吸光が認められるので、特定の波長に限らず、任意の
波長において標準物質として用いることができる。コー
ティング剤として、他のシリカ、亜鉛等も用いられる。

もちろん、微粒子としては、目的に応じて各種の顔料を
選んで用いればよい、また、シリコーン１２は液体であ
る第１液と第２液を混合させて容器１０に入れた後、ゲ
ル状に硬化させられ生成されるので、シリコーン１２は
容器１０内に密着して生成される。このため、液漏れ等
の恐れがなく、震動にも強く耐腐食性に優れ、長期的に
安定して光学系調整用の標準物質として用いることがで
きる。シリコーンの代わりに、寒天を用いた場合、寒天
には栄養物が含まれているので、生物汚染が発生しやす
い。

第２図は第１図におけるＡ−Ａ線断面図であり、容器１
０と直交する平面上に、発光素子１８である、例えば赤
色のＬＥＤと受光素子２２である、例えばフォトダイオ
ードが直交して配置される。受光素子２２の前には、例
えば赤色のガラスフィルタ２０が配置される。このよう
にして、赤色光の９０度方向の散乱光が検出され、その
光量に相当する信号が受光素子２２に接続された光電変
換部（図示せず）で電気的信号に変換されて出力される
。

この出力信号が所定の値になるように、光電変換部のボ
リュームを操作することにより、光学系の調整がなされ
る。

次に、標準物質１６の製造方法について説明する。

（＋）　　ビー力に所定量、例えば３０ｍ１の第１ｗｉ
、を入れ、さらに微粒子を薬さじｌさじ程度入れ、撹拌
子により微粒子が分散するまで充分撹拌する０例えば、
数分から一晩撹拌する。微粒子としては、例えば前述の
二酸化チタンが用いられる。

（２）微粒子を混合した第１液を、例えば−晩装置させ
ることにより比較的大きな粒子の凝集塊を沈澱させるこ
とができる。あるいは、遠心分離を行ってもよい０条件
としては１５００　Ｇで１５５分程である。この処理を
行うことにより、大きさの揃った微粒子を選び出すこと
ができるので、より良好な標準散乱体を製造することが
できる。

（３）　　（２）の混合液の中、上部の微粒子の均一に
分散した画分を採集し、５ＱＴｏｒｒの低圧力下に５分
程度置くことにより、脱気処理をする。これにより、シ
リコーン第１液中に混入した微細な空気粒子を排除する
ことができ、微粒子のみが均一に分散した第１液を得る
ことができる。圧力は３００Ｔｏｒｒ以下でよいが、小
さければ小さい程効果的である。

（４）　　（３）で得られた第１液を一部試験管容器に
採り、散乱光度針、あるいはそれに代わる測定器で測定
することにより、第１液の散乱光量を知り、所定の散乱
光量が得られるように、微粒子の分散した第１　＠　ｘ
　ｍ　ｌと微粒子の分散していない第１液ｙｍｌと混合
し調整する。第４図に微粒子の分散量と散乱光量との関
係を示す、ある範囲においては、単位体積当りの分散量
と散乱光量とはリニアな関係を有している。今、微粒子
の分散した第１液の散乱光量がＡ、後述の第２液の量を
ｚｍｌ、最終的に標準物質として得たい散乱光量をＢと
し、前述のリニアな領域においては、次の式が成り立つ
。

Ａ：Ｂ冨ｘ十ｙ＋ｚ　：　ｘただし、微粒子の分散していない第１液、第２液は透明
とする。

ところで、シリコーンゲルを生成する際に、第１１と第
２液をａｍＩ！、ずつ混合するとすると、上式はＡ−ｘ
＝Ｂ・２ａとなりＸが求められ、ｙ＝ａ−ｘによりｙも
求められる。

（５）　　１Ｍ整が済んだ第１液ａｍｌと同量の第２液
を混合・撹拌して均一化させる。

（６）第１液、第２液の混合液を、５０Ｔｏｒｒの低圧
力下に５分程度置くことにより脱気する。なお、第１１
と第２液とを混合すると、硬化が始まるので（５）、（
６）の工程は速やかに行う必要がある。硬化反応を遅ら
せるためには冷却するとよい。

（７）　　（６）の混合液を注射器で採り試験管容器に
分注する。このとき、気泡が入らないように注意する。

（８）　　混合液が注入された試験管容器を加熱処理す
ることにより、硬化反応を促進させ、短時間にシリコー
ンゲルを生成させることができる。例えば、７０°Ｃで
１時間程静置し熱処理する。なお、求められる熱処理の
条件は、用いるシリコーンの種類により異なる。温度を
高く設定すれば、より短時間で硬化が完了する。ただし
、温度を高く設定しすぎるとシリコーンが高温下で膨張
し、室温状態に戻ったときに大きく収縮するので、シリ
コーンゲルに亀裂が入る等の不具合いを生じることがあ
る。

時間をかければ熱処理も不要である。

（９）試験管容器の上部をエポキシ系の接着剤等で密封
し、容器内部のシリコーンゲルを保護する。

つぎに、本発明の光学系調整用の標準物質を実際に作成
した実施例を挙げる。

シリコーンは、トーレ・シリコーン（株）　製の品番５
Ｅ１８９０、顔料は帝国化工（株）製の品番ＪＲ６００
Ａを用いた。このシリコーンは第１液であるＡ液と第２
液であるＢ液とをｌ対ｌの割合いで混合し硬化させるタ
イプのものである。１１１料はルチル形酸化チタンであ
る。

（＋）　　ビー力に１００ｍＡのＡ液と３０ｔｔｌの顔
料を入れ、テフロンチップ撹拌子で一晩撹拌した。

（２）微粒子を混合した（１１の液を１５００Ｇで１５
分間遠心分離した。

（３）遠心分離した（２）の液の中上部の液を別のビー
力に移し、５０Ｔｏｒｒで５分間脱気処理を行った。

（４）脱気処理を行った（３）の液を試験管容器に採り
、血液凝固測定装置ＣＡ−４０００（東亜医用電子（株
）製）で測定した。このとき散乱光量をＡ／Ｄ変換した
値が３５０であった。一方、最終目標とするＡ／Ｄ変換
値は９０である。そして、今回Ａ液、Ｂ液を１００ｍ！
！、ずつ混合して硬化反応を行わせるので、次の式によ
り（３）の′ａ、ｘ　ｍ　ｌ　、　（３）の液に加える
Ａ液ｙｍｌがそれぞれ５１．４ｍ　ｌ、４８．６ｍｌで
あることがわかり、Ａ液の調整を行った。

（５）　　調整が済んだ１００ｍｆｆ１のＡ液に、１０
０ｍｊ！のＢ液を混合し、撹拌した。

（６）Ａ液、Ｂ＠壱混合・撹拌した（５）の液を、５０
Ｔｏｒｒで５分間脱気処理を行った。

（７）脱気処理を行った（６）の液を注射器で採り、気
泡が混入しないように注意しながら試験管容器に分注し
た。

（８）　　（７）の試験管容器を７０°Ｃで１時間加熱
処理を行うことにより、シリコーンをゲル化させた。

３０分間でもゲル化させることは可能である。余裕をみ
て１時間とした。１００℃を越える加熱を行った場合に
は、シリコーンゲルに亀裂が入る可能性がある。加熱は
１００°Ｃ以下が好ましく、９０°Ｃ〜５０’Ｃが良好
であり、７０’Ｃが最適であった。

（９）試験管容器の上部を、エポキシ系の接着剤で密封
した。

００）　　以上のようにして作製された標準物質は、試
験管容器ごとにばらつきが発生することなく、同一の光
学的特性を有していた。

このようにして作成された標準物質は、光学系調整用と
して極めて有用である。この標準物質を用いて、血液凝
固測定装置の光学系の感度調整を行うことができた。

ところで、シリコーンとしては、品番５Ｅ１８９０の代
りに５Ｅ１８８５Ａ／Ｂ５５Ｅ１８８６．５Ｅ１８８７
も使用できる。これらはいずれも二液型のシリコーンで
あり、硬化条件等が少しずつ異なっている。上記の５Ｅ
１８８５Ａ／Ｂ、　５Ｅ１８８６．５Ｅ１８８７はそれ
ぞれ７０’Ｃｔ’３０分、１２０°Ｃで３０分（または
１００°Ｃで６０分）　、７０’Ｃで３０分（または５
０℃で１２０分）を目安に熱処理を行えばよいなお、この標準物質は、発明の経緯で述べたように、当
初血漿に近い光散乱物質を得るために作られたものであ
るが、利用価値の点からは極めて範囲の広いものである
１例えば、光学フィルタの代わりに用いることができる
。つまり、光学系において、従来はガラスフィルタを用
いて光屈折や波長選択を行っていたが、顔料の添加量や
顔料の種類を変えることにより、本発明の標準散乱体に
おいても、所定の光学的特性を持たせることができる。

また、生物・化学分野においては、複数の波長領域の測
定を行い、成分の含有量や純度を求めようとすることが
あるが、本発明の標準物質においては、その光学的特性
を広い波長領域で長期的に安定化させることができるの
で、複数の波長領域の光学調整を１つの標準物質で行う
ことが可能となる。

以上のように本発明の光学系調整用の標準物質およびそ
の製造方法は極めて有用である。

〔発明の効果〕

本発明の光学系調整用の標準物質は、散乱用の微粒子を
分散させた液状のシリコーンを、透明容器に注入し硬化
させてゲル状にしたものであるので、シリコーンを容器
に密着させることができる。

このため、液漏れがな（、震動にも強く、耐腐食性に優
れているので、光学系調整用の標準物質として長期的に
安心して使用できる。

また、その製造方法も第１液に微粒子を分散させ、第２
液を混合し容器に注入するだけであり、製造が簡単であ
る。

また、散乱光用の標準物質としてだけでなく、透過光用
の標準物質としても使用することができる。そして、特
定の波長における標準物質としてだけでなく、異なる複
数の波長における標準物質としても使用することができ
る。

また、ゲルとしてシリコーンを用いており、寒天等のよ
うに生物汚染の原因となる栄養物を含まないため、製造
・取り扱いが簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光学系調整用の標準物質の一実施例
の側面の断面図、第２図は、第１図におけるＡ−Ａ線断
面図、第３図は、白色顔料の吸光特性図、第４図は、微
粒子の分散量と散乱光量との関係を示す図である。１０・・・透明容器、１２・・・シリコーン、１３・・
・微粒子、１４・・・栓、１６・・・標準物質、１８・
・・発光素子、２０・・・フィルタ、２２・・・受光素
子図第２図謄１１Ｏ８゜手続補正書平成１年　４月事件の表示昭和６３年　特許側　第３１７２１、発明の名称光学系調整用の標準物質およびその製造方法補正をする
者事件との関係　特許出願人

Claims

【特許請求の範囲】１　有底筒状の透明容器（１０）と、この透明容器に注
入されたゲル状で透明のシリコーン（１２）と、このシ
リコーン中に均一に分散された微粒子（１３）とからな
ることを特徴とする光学系調整用の標準物質。２　つぎの（ａ）〜（ｇ）の工程、すなわち、（ａ）第
１液に微粒子を添加して撹拌・分散させる工程、（ｂ）（ａ）の液を低圧力下に置いて脱気する工程、（
ｃ）（ｂ）の液を有底筒状の透明容器に分注し、透明容
器および液の光学的特性を測定する工程、（ｄ）（ｃ）が所定の光学的特性を有するように、所定
量の（ｂ）の液に所定量の第１液を加える工程、（ｅ）（ｄ）の液に所定量の第２液を加え撹拌する工程
、（ｆ）（ｅ）の混合液を低圧力下に置いて脱気する工程
、（ｇ）（ｆ）の混合液を透明容器に注入しゲル状に硬化
させる工程、を包含することを特徴とする光学系調整用の標準物質の
製造方法。