JPH021803A - 濃度測定装置 - Google Patents

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） 本発明は通過する光の波長を選択しうる光ファイバーコ
ネクタおよび、該コネクタを用いた濃度測定装置に関す
るものである。

（従来の技術） 被検査液の中の特定の化学成分を定性的もしくは定量的
に分析することは様々な産業分野において一般的に行な
われている操作である。特に血液や尿等、生物体液中の
化学成分または有形成分を定量分析することは臨床生化
学分野において極めて重要である。

近年、被検査液の小滴を点着供給するだけでこの被検査
液中に含まれている特定の化学成分または有形成分を定
量分析することのできるドライタイプの化学分析スライ
ドが開発され（特公昭５３−２１６７７号、特開昭５５
−１６４３５６号等）実用化されている。これらの化学
分析スライドを用いると従来の湿式分析法に比して簡単
且つ迅速に被検査液の分析を行なうことができるため、
その使用は特に数多くの被検査液を分析する必要のある
医療機関、研究所等において好ましいものである。

このような化学分析スライドを用いて被検査液中の化学
成分等の分析を行なうには、被検査液を化学分析スライ
ドに計量点着させた後、これをインキュベータ（恒温機
）内で所定時間恒温保持（インキュベーション）して呈
色反応（色素生成反応）させ、次いで被検査液中の成分
と化学分析スライドの試薬層に含まれる試薬との組み合
わせにより予め選定された波長を含む測定用照射光をこ
の化学分析スライドに照射してその反射光学濃度を測定
するもので、これにより、上記化学成分等の定量的な分
析を行なう。

また、上述の医療機関、研究所等における分析では、数
多くの被検査液の分析を行なう必要があり、この分析を
自動的に且つ連続的に行なえるようにするのが望ましい
。このようなことから、上記化学分析スライドを用いて
自動的に且つ連続的に被検査液の分析を行なえるように
した化学分析装置について種々の提案がなされている（
たとえば特開昭５６−７７７４６号）。さらに自動的か
つ連続的に被検査液の分析を行なうひとつの手段として
、上記スライドのかわりに試薬を含有させた長尺テープ
状のテストフィルムを収容しておき、このテストフィル
ムを順次引き出して順に点着、インキュベーション、測
定を行なう装置も提案されている（たとえば米国特許明
細書３．５２８．４８０　）。このように長尺テープ状
のテストフィルムを用いた装置は、化学分析スライドを
用いた装置に比べてランニングコストを低減させること
ができ、また簡単な機構により多数の被検査液の測定を
連続して行なうことができる。

上述した生化学分析装置において、上記化学分析スライ
ドや長尺テストフィルムといった被検査体の濃度の測定
は、濃度測定装置により行なわれる。濃度測定装置は、
被検査体に濃度測定用の光を照射する光照射手段と、被
検査体からの反射光等を検出する光検出手段とからなり
、光照射手段としては、光源と、光源から発せられる光
を被検査体まで伝える光ファイバーとからなるものが知
られている（特開昭８２−２４５１４１号等）。このよ
うに光ファイバーを介して光の照射を行なえば、複数の
被検査体に対して１つの光源に接続された複数の光ファ
イバーをそれぞれ近接させて、光照射を同時に行なうこ
とができる、光源や被検査体を任意の位置に配すること
ができるという効果がある。

ところで上記光照射手段の光源は通常タングステンラン
プ等が用いられ、比較的広い波長領域に亘る光を発する
ものとなっている。これに対して測定に有効な波長は、
被検査液中の測定が行なわれる成分によって異なったも
のとなる。すなわち、ある測定成分の濃度が変化した場
合に上記被検査体からの反射光等の光量が最も顕著に変
化する波長の光は測定成分毎に異なっている。例えばグ
ルコースの測定に対しては５１０ｒ＋ｍ前後の光が最も
有効である。従って光照射手段が被検査体に上記特定波
長の光のみを選択的に照射すれば、測定成分の濃度を最
も効果的に測定することができる。被検査体に特定の波
長の光のみを選択的に照射するためには、光源近傍、ま
たは光照射位置近傍に、干渉フィルタ等上記特定の波長
の光のみを選択的に通過させる光学フィルタを配するこ
とが考えられる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、測定を行なう項目は複数種類あり、濃度
ｎｊ定を常に効果的に行なうためにはΔ１り定項目が変
化するたびに上記フィルタを特性の異なるものに交換す
ることが必要となる。ところが上記光源近傍や光照射位
置近傍は通常密封状態となっており、装置の使用者等が
内部の部品を交換することは極めて困難であるという問
題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、被
検査体に照射される光の波長を簡単に変化させることの
できる濃度測定装置、およびかかるｌ４度測定装置等に
おいて、上記波長を変化させるために有効に用いられる
光ファイバーコネクタ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） 本発明の光ファイバーコネクタは、 一端面から光が入射せしめられる第１の光ファイバーの
他端部を保持する第１のファイバープラグと、第２の光
ファイバーの一端部を保持する第２のファイバープラグ
と、前記第１のファイバープラグと第２のファイバープ
ラグをそれぞれ挿入させ、該第１のファイバープラグと
該第２のファイバープラグを互いに対向して近接した位
置に着脱自在に保持するプラグホルダとからなる光ファ
イバーコネクタにおいて、前記プラグホルダの、前記第
１のファイバープラグと前記第２のファイバープラグの
保持位置の間に、所定の波長の光のみを選択的に透過さ
せる光学フィルターが設けられていることを特徴とする
ものである。

また、本発明の濃度測定装置は、光照射手段が、光源と
、該光源から発せられた光を被検査体に導く光ファイバ
ーとからなり、この光ファイバーが、上記光ファイバー
コネクタにより接続された第１の光ファイバーと第２の
光ファイバーとからなることを特徴とするものである。

（作　　用） 上記光ファイバーコネクタは、第１のファイバープラグ
と第２のファイバープラグをブラグホル゛ダから外し、
該プラグホルダを任意の特性を有する光学フィルタを収
容しているプラグホルダと簡単に交換することができる
。従ってこの光ファイバーコネクタを有する上記濃度測
定装置によれば、ＤＩ定項目に応じてコネクタのプラグ
ホルダを交換して、ホルダ内部の光学フィルタを任意の
特性のものにすれば、光源や光照射位置近傍には手をふ
れることなく、極めて簡単に所望の波長領域の光のみを
選択して被検査体に照射することができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の光ファイバーコネクタを有する濃度測
定装置を濃度測定部として備えてなる生化学分析装置の
斜視図である。

図示の生化学分析装置１には、透明な蓋２が備えられて
おり、このＭ２を開けて以下に述べる被検査液、長尺テ
ープ状の長尺テストフィルム３等をこの装置１内に収容
しおよび取り出すようになっている。この装置１には、
たとえば血清、尿等の被検査液を円状に配列して収容す
る披検査液収容手段４が備えられており、ここに収容さ
れた被検査液は、後述するように点着手段５により取り
出され点着される。長尺テストフィルム３は、被検査液
中の測定したい特定の化学成分または有形成分毎にその
成分のみと呈色反応を示す試薬を含有させる等、測定項
目に対応して複数種類の長尺テストフィルム３が用意さ
れている。この長尺テストフィルム３の未使用の部分は
、フィルム供給カセット１８内に巻かれており、上記測
定に使用した部分は、フィルム巻取カセット１９内に巻
かれている。またフィルム巻取カセット１９内のり−ル
２゜の中央部には、後述するように長尺テストフィルム
３を装置１内に収容した後、このフィルム３をフィ／Ｌ
４供給カセットＩ８から引き出すためのモータの回転軸
と係合する孔２１が設けられている。長尺テストフィル
ム３はカセット１８．１９に巻かれたまま、装置１内に
収容される。フィルム供給カセット１８とフィルム巻取
カセット１９とは、この図に示すように分離されている
。この装置１を用いて同時に複数項目の測定が行なえる
ようにテストフィルム収容手段６には複数個の長尺テス
トフィルム３の未使用の部分を並列させて収容できるよ
う構成されている。

上記点着手段５はその先端に点着用ノズル７を有し、レ
ール８上に乗せられた移動手段９によりレール８が延び
る方向に移動され、被検査液収容手段４から被検査液を
取り出し、テストフィルム収容手段６内から後述するよ
うに引き出された長尺テストフィルム３上に点着する。

また、移動手段９は、点着手段５を上下方向にも移動す
るよう構成されており、この移動手段９により点着手段
５がレール８の延びる左右方向に移動されるときは、こ
の点着手段は上昇した位置にあり、上記被検査液の取り
出し、点着、および後述する洗浄の際には、下降される
。

点着用ノズル７は、テストフィルム上に点着したあとテ
ストフィルム収容手段６と被検査液収容手段４の間に、
この両者に近接して配置されたノズル洗浄部１０で洗浄
され、次の点着に再使用される。

点着されたテストフィルムは、後述するようにインキュ
ベータにより恒温保持され、濃度測定部により濃度を測
定される。

装置１全体の作動の制御、７１ＩＩＪ定データの処理等
は、回路部１１とこの回路部１１に接続されたコンピュ
ータ１２により行なわれる。回路部１１の前面に設けら
れた操作・表示部１３には、装置１の電源スィッチや装
置１での消費電流をモニタするための電流計等が備えら
れている。コンピュータ１２には装置１に指示を与える
キーボード１４、指示のための補助情報や測定結果等を
表示するＣＲＴデイスプレィ１５、測定結果を印字出力
するプリンタ１６、および装置１に各種の指示を与える
ための命令や測定結果のデータ等を記憶保存しておくた
めのフロッピィディスクを収容するフロッピィディスク
装置１７が備えられている。

第２図は、第１図に斜視図を示した生化学分析装置１の
主要部の平面図である。

テストフィルム収容手段６は、この中から引き出された
全てのテストフィルムの点着位置２２が直線上に並ぶよ
うに構成されており、さらにこの直線上にノズル洗浄部
１０、および被検査液収容手段４内の被検査液取出し位
置４ｂが配列されるように構成されている。

被検査液収容手段４は、複数個の被検査液をほぼ円状に
配された収容部４ａに収容する構成となっている。また
、この被検査液収容手段４は、はぼ円状に配された収容
部４ａが回転される構成となっており、この収容部４ａ
に収容された被検査液のうち、次の測定に用いる被検査
液が取出し位置４ｂに位置するように図示しない回転手
段により自動的に回転される。収容部４ａに収容された
被検査液の蒸発による変質を防ぐために、取出し位置４
ｂ以外の収容部４ａの上には図示しない蓋がかぶせられ
る。

点着手段５は、レール８上に乗った移動手段９によりレ
ールの延びる方向に移動され、取出し位置４ｂから被検
査液を取り出し長尺テストフィルム上の点着位置２２に
点着する。

第３図は第２図のｘ−ｘ’線に沿った断面の要部を示す
ものである。

前記長尺テストフィルム３は、フィルム供給カセット１
８およびフィルム巻取カセット１９に収容されたまま、
装置内に装　される。フィルム供給カセット１８は、内
部が一例として４℃に温調された保冷庫５０に収容され
、フィルム巻取カセット１９は巻取室５１に収容される
。このように長尺テストフィルム３の未使用部分をフィ
ルム供給カセット１８・に収容すれば、未使用の長尺テ
ストフィルム３に手を触れることなく保冷庫５０に収容
できる。保冷庫５０は、断熱材を使用した保冷庫壁５０
ａで囲まれ、この保冷庫壁５０ａの一面には、保冷庫５
０内を所定の低温低湿に保つための冷却除湿装置５８が
取りつけられファン６０により保冷庫５０内の空気が循
環されている。

上記のようにフィルム巻取カセット１９が巻取室５１に
収容されると、このフィルム巻取カセット１９内のり−
ル２０の中央部に設けられた孔２１に、この巻取室５１
に設けられた長尺テストフィルム３の搬送手段である巻
取用モータ５３の回転軸が係合し、このモータ５３の回
転に従って長尺テストフィルム３がフィルム供給カセッ
ト１８から保冷庫５０の引出口５０ｂを経由して引き出
され、フィルム巻取カセット１９に巻き取られる。

このように長尺テストフィルム３の使用済みの部分をフ
ィルム巻取カセット１９内に収容するようにすれば、被
検査液が点着され汚れた使用済みフィルムに手をふれる
ことな（装置１から取り出して廃却等を行なうことがで
きる。なお、この廃却に関しては、フィルム巻取カセッ
ト１９に使用済フィルムを巻取るかわりにフィルム巻取
カセット１９をなくし、巻取室５１の部分にフィルムを
収容する装置１への装着、取外しの自在な箱を設けてお
き、巻取室５■の入口付近に使用済フィルムを切断する
カッターを配置し、使用済フィルムを切断して箱内に収
容するようにし、この箱内に収容された使用済のフィル
ムに手をふれずにこの箱ごと装置１から取り出し、この
使用済フィルムの廃却等を行なうことができるようにし
てもよい。尚この場合には、テストフィルムの搬送は、
テストフィルムを挾持して搬送する搬送ローラを設けて
行なうようにすればよい。

フィルム供給カセット１８とフィルム巻取カセット１９
の間の長尺テストフィルム３が露出した部分には、この
フィルムを内部に保持し、順次通過させうるインキュベ
ータ５５が配されており、このインキュベータ５５の内
部および下方には長尺テストフィルム３と被検査液との
呈色反応による光学濃度を測定するための濃度測定部７
０が配置されている。

長尺テストフィルム３は、上記モータ５３の回転により
保冷庫５０から間欠的に引き出され、図中左方向に間欠
的に送られ、フィルム３が送られる際にはインキュベー
タ５５の上蓋５５ａが矢印Ａ方向に上昇する。長尺テス
トフィルム３が移動されると、上蓋５５ａが矢印Ｂ方向
に下降して長尺テストフィルム３を押す。次いで上蓋５
５ａのノズル挿入孔５５ｂを塞いでいたシャッタ５４が
図中右方向に移動し、続いてノズル７が図示のように下
降して上記ノズル挿入孔５５ｂを通じて長尺テストフィ
ルム３上に被検査液が点着される。さらにその後シャッ
タ５４が左方向に移動してノズル挿入孔５５ｂをふさぎ
、インキュベータ５５内の外部との空気の出入りを防い
でインキュベータ内部を所定の温度（例えば３７℃）に
保つ。被検査液が点着され展開されたフィルム部分（第
３図において斜線で示す部分）は、このインキュベータ
５５内において所定時間（−例として４分間）恒温保持
される。このインキュベーション終了後、またはその途
中に前記濃度測定部７０により、長尺テストフィルム３
上の上記点着を行なった部分の光学濃度が測定される。

この濃度測定手段７０は、光源７１から発せられた光を
、光ファイバーコネクタ７８により接続された第１の光
ファイバー７２と第２の光ファイバー７３により長尺テ
ストフィルム３の点着位置に伝えて該点着位置を照射し
、フィルム３からの反射光を光検出器７９により検出す
るものである。なお、第２の光ファイバー７３の射出端
面に設けられているレンズ７３Ａは、光ファイバー７３
から拡がった状態で射出される光をフィルム３上で所定
のビーム径に集束させるものである。

上記濃度検出部７０の上記光ファイバー’／２．７３と
光検出手段７９は、インキュベータ５５内にある複数の
長尺テストフィルム３にそれぞれ対応して１つずつ設け
られており、また各節１の光ファイバー７２は、第４図
に示すように１つの光源７１に接続している。光源７１
は、タングステンランプ等を内蔵して比較的広い波長領
域の光を発するものであり、一端面からこの光が入射せ
しめられた第１の光ファイバー７２は、光ファイバーコ
ネクタ７８を介して光を第２の光ファイバー７３に伝え
る。この光ファイバーコネクタ７８は、第１の光ファイ
バー７２の他端部を保持する第１のファイバープラグ７
５と、第２の光ファイバー７３の一端部を保持する第２
のファイバープラグ７６と、両プラグを挿入させて保持
するプラグホルダ７４とからなるものである。

ところで各長尺テストフィルム３に照射される光は、各
フィルムの測定項目に対応した特定の波長領域の光のみ
からなることが望ましく、上記光ファイバーコネクタ７
８のプラグホルダ７４は、それぞれ上方の長尺テストフ
ィルム３のａｌｌＪ定項目に対応して予め選択された波
長の光のみを透過させる干渉フィルタを内部に保持可能
となっている。以下、第５図を参照して光ファイバーコ
ネクタ７８の構造についてさらに説明する。

前記第１のファイバープラグ７５は、第１の光ファイバ
ー７２を保持する第１のプラグ本体７５ａと、第１の光
ファイバー７２の他端面に取り付けられ、光ファイバー
７２から射出される光を一旦平行光にするレンズ７５ｂ
からなり、第２のファイバープラグ７６は、第２の光フ
ァイバー７３を保持する第２のプラグ本体７８ａと、第
２の光ファイバー７３の一端面に取り付けられ、上記第
１のファイバープラグから平行光として射出される光を
光ファイバー７３に入射させるのに先立って集束させる
レンズ７６ｂからなっている。また上記プラグホルダ７
４は、下方から第１のファイバープラグ７５を進入させ
るとともに上端に形成された凹部７４ｃに干渉フィルタ
７７を載置させる第１のホルダ部７４ａと、上方から第
２のファイバープラグ７６を進入させるとともに下端面
で上記四部７４ｃ内に配された干渉フィルタ７７を押え
る第２のホルダ部７４ｂとからなっている。

また第１のホルダ部７４ａと第２のホルダ部７４ｂの周
面は図示のようにねじ切りされており、両ホルダ部は互
いに螺合されて一体化される。プラグホルダ７４は上記
第１のファイバープラグ７５および第２のファイバープ
ラグ７６を、干渉フィルタ７７を介して互いに対向して
近接した状態に着脱自在に保持し、図示のように両ファ
イバープラグがプラグホルダ内に挿入されると、両ファ
イバープラグの挿入方向後端は、−例として支詩板８１
にネジ８２により固定された、仮バネ等の押え手段８０
により押圧され、両ファイバープラグはプラグホルダ内
の所定の位置に固定される。

このように光ファイバーコネクタ７８内に干渉フィルタ
７７を配し、干渉フィルタを介して第１の光ファイハー
フ２の他端面と第２の光ファイバー７３の一端面を対向
させれば、第１の光ファイバー７２がら射出された広い
波長領域の光は、所定の波長領域の光のみが干渉フィル
タ７７を通過して選択的に第２の光ファイバーに入射せ
しめられる。従って前述した長尺テストフィルム３の濃
度測定を行なう際に、予め測定項目に応じた特性を有す
る干渉フィルタを備えたプラグホルダを配設しておけば
、第２の光ファイバーの他端面から射出される、所望の
波長成分のみからなる光を用いて所定の項目の測定を精
度よく行なうことができる。なお、プラグホルダ７４内
に干渉フィルタ７７を配すると、第１の光ファイバー７
２の他端面と第２の光ファイバー７３の一端面は必然的
に離れてしまうので、必要な波長の光の伝達効率が低下
しないように、第１および第２のファイバープラグには
、上記のようにそれぞれレンズ７５ｂ　、　７６ｂを取
り付けておくことが望ましい。

上記のように第１のファイバープラグと第２のファイバ
ープラグが係脱自在であるプラグホルダ内に干渉フィル
タを収納しておけば、必要に応じてプラグホルダからフ
ァイバープラグを外し、該プラグホルダを所望の干渉フ
ィルタを収納したプラグホルダと交換することができ、
干渉フィルタを容易に変換することができる。従って各
濃度測定部内に配される長尺テストフィルム３の種類が
変る等、所望の照射光の波長がかわっても、コネクタ内
の干渉フィルタを交換することにより、直ちに効率のよ
い濃度測定が行なえるようになる。

なお本実施例のようにプラグホルダ内から干渉フィルタ
のみを取り出すことが簡単に行なえる場合には、プラグ
ホルダ全体を交換する代りに干渉フィルタのみを交換し
てもよい。また、コネクタ内に配設されるフィルタは所
定の波長の光のみを選択的に透過させる光学フィルタで
あればよく、上述した干渉フィルタの他、色ガラス等で
あってもよい。

本装置において、このように１つの被検査液についての
点着、インキュベーション、濃度測定が終了すると、次
の被検査液の点着が可能となる。

長尺テストフィルム３は上述した濃度測定終了後もイン
キュベータ内の位置に留まり、次の分析のだめの点着が
行なわれる直前に、次の分析に用いられるフィルム部分
が点着位置に配されるように移送される。

なお、本発明の濃度測定装置は、前述したように複数の
光ファイバー、光検出器により、複数の長尺テストフィ
ルムの濃度測定を行なうものに限られるものではなく、
１つの長尺テストフィルムの濃度７１１１ｊ定を行なう
ものであってもよい。また、被検査体は長尺テストフィ
ルムの他、前述した化学分析スライドであってもよい。

さらに、本濃度測定装置は被検査体を透過する光を検出
するものであってもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の光ファイバーコネ
クタによれば、プラグホルダ内に干渉フィルタを設けた
ことにより、２つのファイバープラグを外してプラグホ
ルダを交換するだけで所定の波長の光のみを透過させる
光学フィルタの交換を容易に行なうことができるので、
光ファイバーから射出される光の波長を簡単に変えるこ
とができる。また上記光ファイバーコネクタを用いた本
発明の濃度測定装置によれば、測定項目に応じて照射光
の波長の変更を簡単な作業により行なうことができるの
で、常に精度の高い濃度測定を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバーコネクタおよび濃度測定
装置を備えた化学分析装置の斜視図、第２図は上記化学
分析装置の要部の平面図、第３図は第２図のｘ−ｘ’線
断面図、 第４図は濃度測定部の正面概略図、 第５図は光ファイバーコネクタの断面図である。 ３・・・長尺テストフィルム　７０・・・濃度測定部７
１・・・光源 ７２・・・第１の光ファイバー ７３・・・第２の光ファイバー ７４・・・プラグホルダ ７５・・・第１のファイバープラグ ７６・・・第２のファイバープラグ ７７・・・干渉フィルタ ７８・・・光ファイバーコネクタ ７９・・・光検出器 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一端面から光が入射せしめられる第１の光ファイバ
   ーの他端部を保持する第１のファイバープラグと、第２
   の光ファイバーの一端部を保持する第２のファイバープ
   ラグと、前記第１のファイバープラグと第２のファイバ
   ープラグをそれぞれ挿入させ、前記第１のファイバープ
   ラグと前記第２のファイバープラグを互いに対向して近
   接した位置に着脱自在に保持するプラグホルダとからな
   る光ファイバーコネクタにおいて、前記プラグホルダの
   、前記第１のファイバープラグと前記第２のファイバー
   プラグの保持位置の間に、所定の波長の光のみを選択的
   に透過させる光学フィルターが設けられていることを特
   徴とする光ファイバーコネクタ。 ２）被検査液を有する被検査体に光を照射する光照射手
   段と、前記光の照射により前記被検査体から発せられる
   反射光または透過光を検出して前記被検査体の光学濃度
   を測定する光検出手段とからなり、前記光照射手段が、
   光源と、該光源から発せられた光を前記被検査体に導く
   光ファイバーとからなる濃度測定装置において、 前記光ファイバーが、一端から前記光を入射させる第１
   の光ファイバーと、一端が前記第１の光ファイバーの他
   端に光学的に接続する第２の光ファイバーとからなり、
   該第１の光ファイバーと第２の光ファイバーが、該第１
   の光ファイバーの他端部を保持する第１のファイバープ
   ラグと、前記第２の光ファイバーの一端部を保持する第
   ２のファイバープラグと、第１および第２のファイバー
   プラグを挿入させて互いに対向して近接した位置に着脱
   自在に保持し、両ファイバープラグの保持位置の間に所
   定の波長の光のみを選択的に透過させる光学フィルター
   を有するプラグホルダとからなる光ファイバーコネクタ
   により接続されていることを特徴とする濃度測定装置。