JPH02203252A - 吸光光度計 - 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］ 本発明は吸光光度計、特に検体検査等において試薬等の
吸光度を測定し、これによって生体内物質や薬品の濃度
などを求める吸光光度計に関するものである。

［従来の技術］ 試料容器内に被検体液である所定の液体、例えば生体内
物質である血清などを注入し、この被検出体液へ光源か
らの光束を入射させ、透過した特定波長の測光を行なう
ことによって被検体液の吸光度を測定し、分析する吸光
光度計が周知である。

この種の吸光光度計は、被検体液などを吸引して測定す
る吸引（ジッパ−）式吸光光度計と比較し、被検体液を
吸引する時間や測定方法に手間がかからないこと、また
吸光光度計の測定装置内に不要な検体液が残留しないこ
となどの特徴を有している。

このような吸光光度計は、被検体液中に含まれた物質に
よる特定波長光の吸収または減衰に基づいて吸光度を測
定し、被検体液の分析を行なっている。すなわち、吸光
光度計によるこのような分析法は、光を吸収する被検体
液中の物質を透過した光の強度（サンプル測定）と、光
路中にその物質のないときの光の強度（エアブランク測
定）とを比較することによって吸光度を測定しており、
通常は一つの特定波長光を選択し、所望の吸光度測定が
行なわれている。

しかし、一般にこの種の吸光光度計において、被検体液
が注入される試料容器は、その内壁又は外壁面の汚れや
キズなどの影響によって、吸光度１１１ｊ定値に変動を
生じさせていた。

このため、測定値の変化を避け、かつ吸光度ｉｌＮ定精
度を維持するために前述した１つの光の波長による測定
ではなく、２つの異なる所定の波長による測定（２波長
ｉｌｌ定）が行なわれている。

すなわち、この２波長測定によれば、前述したように被
検体液が光を吸収する波長λ１と、被検体液が光を吸収
しない波長λ２との２つの異なる波長を同一被検体液に
照射することにより、吸光度（あるいは波長λ２とλ１
の比）を求め、試料容器の汚れ、及びキズ等によって生
ずる吸光度測定値の変動を除去していた。

以上のことを公式で示せば、吸光度は ＝１ｏｇ　　λ　−１ｏｇ　１０λ１ このように、前述したサンプル測定において、２波長測
定により補正された吸光度ａＰＪ定値が得られる。

ここで、従来のエアブランク測定において、吸光度測定
をするために、１波長測定のみが行なわれており、温度
補償を行なうためにエアブランク測定は行なわれておら
ず、かつ２波長Ｕｊ定を採用していなかった。

次に、２波長測定による吸光光度計の従来例を第２図に
示し、以下構成を説明する。

第２図において、光源１０は被検体液へ光束を光軸１０
ａ上に照射するための、例えばランプが設けられ、レン
ズ１２は光１１０からの光束を被検体液へ集光させるた
めに設けられている。更に、光軸１０ａ上に試料容器で
あるチューブ１４が設けられ、例えば、光学的に透明な
材質で形成されている。そして、このチューブ１４内に
は被検体液、例えば生体内物質である血液が注入されて
いる。

次にレンズ１６は、チューブ１４内の被検体液に透過さ
れた透過光を次のフィルタへ導くために設けられている
。フィルタ装置１８は２つのフィルタ１８ａλ　と、１
８ｂλ２とを設けており、該フィルタ１８ａλ　または
フィルター８ｂλ２のどちらかを手動操作によって切換
えることかできる（矢印Ａ）。

また、フィルタ装置１８は手動切換に応じて、光軸１０
ａ上にフィルタ１８ｇ、１８ｂをそれぞれ配置すること
が可能な構造になっている。

更に、検出器２０は、フィルタ１８ａ１またはフィルタ
１８ｂに透過された透過光を検出するために設けられ、
所定波長を検出し、測光を行っている。

以上のようにして、従来の吸光光度計が構成されており
、以下その作用について説明する。

第２図において、光源１０から照射される光は、光軸１
０ａに沿ってレンズ１４へ入射され、レンズ１４内を通
過し、チューブ１４内の被検体液を光束照射するため集
光される。そして、チューブ１４内の被検体液は、特定
波長の光束を吸収する物質を含有しているので、入射さ
れた光束は、被検体液を透過し、この透過光は被検体液
により特定波長の光のみが吸収され、レンズ１６を介し
てフィルタ装置１８へ入射される。このフィルタ装置１
８は、透過光を特定の２つの異なる波長λ１及びλ２の
フィルタ１８ａ、１８ｂをどちらか、必要に応じて選択
することができる。

すなわち、サンプル測定において、異なる２つの波長λ
１、λ２を例えば被検体液が光を吸収する波長をλ１、
吸収しない波長をλ２とすれば、このフィルタ１８ａλ
　　１８ｂλ２の交換を手１　。

動操作で行なうことにより、必要に応じてフィルタ１８
ａ、１８ｂを選択することができる。そして、透過光か
らの２つの異なる波長λ１６　λ２をそれぞれ取り出す
ことができ、検出器２０により検出、測光される。

この結果から、波長λ　とλ　との比（λ２／λ　）が
求められ、吸光度測定ｌｏｇｔｏ　（λ２／λ１）、あ
るいは濃度測定が行なわれる。

このように、従来、サンプル測定において、２つの異な
る波長λ１、λ２を透過するフィルタλ　１８ａ１λ２
１８ｂの手動切換により、吸光度を測定していたのでチ
ューブ１４の汚れやキズ等による影響を除去し、吸光度
測定値の変動を防止することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来の吸光光度計においては、チューブ
１４等の汚れ、又はキズによる吸光度測定値の影響をサ
ンプル測定における２波長測定によって除去していた。

ところが、従来では、温度変化に対する吸光度ＩＴＩＪ
定値の影響を考慮していなかったので、吸光光度計内、
及び外部周囲において温度変化があると、例えばフィル
タの透過率、ランプ光源の波長分布、及び検出器の検出
感度などの変動を来たしていた。

このために、２波長測定によって検出された２つの異な
る波長λ１、λ２及びその比λ２／λ１が温度変化とと
もに変化し、結果として吸光度測定値が変動してしまう
問題点があった。

また、従来において、フィルタ装置１８を使って２波長
測定を行なう場合は、２つの異なる波長ス　及びλ２を
それぞれ測光するため、フィルタ１８ａ、１８ｂ手動で
切換操作を行なわなければならず、手間がかかり、かつ
、吸光度測定に時間がかかっていた。

発明の詳細 な説明したように、本発明は従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、吸光光度計内あるいは外周部
の温度変化に対して吸光度測定値の変動を補正すると共
に、自動的かつ迅速に高精度な吸光度測定を行うことが
できる吸光光度計を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係る吸光光度計は、
被検体液が注入されている試料容器と、前記試料容器へ
光束を照射する光源と、被検体液からの透過光を特定の
波長に選択するフィルタと、前記フィルタで選択された
透過光を測光するｎ１光部と、を含み、 前記試料容器の有無を検出し、検出信号を出力する試料
容器検出手段と、前記検出信号に基づいて、２つの異な
る所定波長を測光し、吸光度を演算算出する制御手段と
、を有している。

これによって、試料容器の有無に応じてサンプル測定及
びエアブランク測定のそれぞれに対して、２つの異なる
所定波長を測光し、該サンプル測定及びエアブランク測
定のそれぞれの２波長吸光度を演算算出することによっ
て補正された、吸光度測定値を求め、自動的に８−１定
することを特徴とする。

［作用］ 以上のような構成としたので、試料容器の有無に応じて
、サンプル測定及びエアブランク測定のそれぞれに対し
て２つの異なる所定波長を測光し、該サンプル測定及び
エアブランク測定のぞれぞれの２波長吸光度を求め、該
サンプル測定による吸光度から、該エアブランク測定に
よる吸光度を減算することによって、補正された吸光度
測定値を得ることが可能となる。従って、温度変化の影
響による吸光度測定値の変動を防止するとともに、かつ
高精度な吸光度測定ができる。

更に、本発明の吸光光度計によれば、従来の不具合点で
あった手動操作に対し、自動的にかつ迅速に吸光度を測
定することができる。

［実施例］ 本発明に係る吸光光度計の好適な実施例が第１図に配置
図として示されている。以下、第１図を用いてその構成
を説明するが、前述した第２図と同一部材には同一符号
を付し、その構成及び作用の説明を省略する。

第１図に示された本発明に係る吸光光度計の特徴的なこ
とは、試料容器の有無に応じて、サンプル測定及びエア
ブランク測定のそれぞれに対して２つの異なる所定波長
で測光し、該サンプル測定による２波長吸光度から、該
エアブランクシ１定による２波長吸光度を減算すること
であり、これにより、温度変化の影響が防止された、高
精度な吸光光度計測定値を得ることができる。

そして更に、本発明の吸光光度計では、前記試料容器の
有無を検出し、検出信号を力する試料容器検出手段と、
該検出信号に基づき、２つの異なる所定波長を」１光し
、吸光度を算出する制御手段とを設けたことにより、吸
光度１１１１定値を自動的かつ迅速に算出することが可
能という特徴を有する。

第１図に示されているように、本実施例の吸光光度計は
、Ａ／Ｄ変換器２６、チューブ検出器２２、チューブ交
換装置３０．自動制御回路２８、吸光度表示装置３２か
ら構成されている。

すなわち、Ａ／Ｄ変換器２６は、前述したように第２図
に示された検出器２０の測光出力を入力するために設け
られ、該測光出力に応じて変換されたデジタル信号２６
ａを出力する。

一方、試料容器検出手段としてのチューブ検出器２２は
、チューブ１４の存在を検出するために、該チューブ１
４の外周付近に設けられており、チューブ検出信号２２
ａを出力する。

次に制御手段である自動制御回路２８は、入力信号とし
ての前記デジタル信号２６ａと前記チューブ検出信号２
２ａに基づいて、出力信号としてチューブ交換制御信号
２８ａ１フイルタ切換信号２８ｂ１及び吸光度表示信号
２８ｃを出力する。

そして、チューブ交換装置３０はチューブ１４を固定保
持し、チューブ交換制御信号２８ａに基づいてチューブ
１４を所定位置に移動、あるいは光軸１０ａの所定位置
に配置するために設けられている。

また、フィルタ装置２４に一体化して設けられたフィル
タ切換器３２は、入力信号としての前記フィルタ切換信
号２８ｂに応じて、フィルタ装置２４内に設けられてい
る２つのフィルタ１８ａ。

１８ｂを自動的に切換えている。

すなわち、前記フィルタ装置２４内には、異なるフィル
タ波長λ１．λ２を有する２つのフィルタ１８ａ、１８
ｂが並列に設けられ、該両フィルタを切換えるためにフ
ィルタ切換器３２が設けられている。

そして、例えば、フィルタ切換器３２には、モータを採
用し、前記フィルタ装置２４には円板状の基板を形成し
２つのフィルタ１８ａと１８ｂとを設けたとすれば、該
モータの回転軸には円板状に形成された該フィルタ装置
２４が、回動自在に軸支される。従って、該モータは前
記フィルタ切換信号２８ｂに基づいて駆動され、これに
より、フィルタ装置１２４内の２つのフィルタ１８ａ。

１８ｂを回動し、所定のどちらか一方のフィルタが光軸
１０ａ上に設置され、切換制御が行われる。

このようにして、フィルタ切換２２３２は、被検体液に
透過された透過光を所定のフィルタに通過させ、特定波
長のみを選択することができる。

また、吸光度表示装置３４は、前記自動制御回路２８の
出力である吸光度測定データ信号２８ｃを入力し、算出
結果である吸光度測定値を表示するために設けられてい
る。

以上の構成から明らかなように、第１図の本発明と第２
図の従来例とを比較すれば、本発明は、チューブ１４の
有無を検出するチューブ検出器２２と、チューブ１４を
移動及び設置可能なチューブ交換装置３０と、２つのフ
ィルタ１８ａ。

１１１ｂを自動的に選択可能とするフィルタ切換器３２
と、これらの各構成部材を自動的に制御する自動制御回
路２８とを有している。

以下、本発明に係る吸光光度計の作用について、第３図
のフローチャートを参照しながら測定制御の一例として
以下説明する。

被検体液が注入されているチューブ１４が存在しない、
エアブランク？Ｊ１１定時において（ステップ１０２）
　、フィルタ装置２４内に有する２つの異なる波長λ１
．λ２のうち、被検体液の吸収する波長λ１にフィルタ
が選択されている場合を初期状態とする。

この状態で吸光度ａｌ定が行われると（ステップ１００
）、検出器２０は、光源１０の光束から波長λ１のみを
検出し、Ａ／Ｄ変換器２６を介し、デジタル信号２６ａ
として自動制御回路２８に入力する。

一方、チューブ検出器２２はチューブ１４が存在しない
ため、チューブ検出信号２２ａは、例えば“０“信号と
して自動制御回路２８に入力される。前記自動制御回路
２８は、あらかじめ吸光度測定手順がプログラム等によ
り設定されているので、それに従って測定の制御が行わ
れる。以上のようにしてエアブランクによる所定波長λ
１の測光が終了すると、次に被検体液に吸収されない波
長λ２の測光を行うため、自動制御回路２−８は、フィ
ルタ切換信号２８ｂをフィルタ切換器３２へ出力し、フ
ィルタ装置２４を作動させ、フィルタを自動的に被検体
液の吸収する波長λ１から、被検体液に吸収されない波
長λ２に切換える。すなわち、この切換は前述したモー
タなどにより第１図矢印Ｂのようにフィルタλ２を光軸
１０ａ上の所定位置まで回動して行われる。そして、波
長λ２の透過光が検出器２０によって検出、ＩＩ光され
、デジタル信号２６ａとして自動制御回路２８に入力さ
れる。

以上のことから、２つの異なる波長λ１、λ２の測光に
より、エアブランクの吸光度測定が行われ、自動制御回
路２８によって温度補正値が設定される（第３図ステッ
プ１０４）。

すなわち、第３図ステップ１０４に示されているように
、このエアブランク測定による測定値は、温度変化によ
る変動値ａとして、次の０式のように示される。

変動値ａ　”　ｌｏｇ　１０　（λ２Ａ／λＩＡ）−■
（Ａはエアブランク測定を示す） このエアブランク測定において２つの異なる波長λ１．
λ２の２波長ＪＦ１定は、本発明の特徴とする温度変化
に対するするために行われるものである。すなわち、こ
の２波長測定によるエアブランク測定によれば、波長の
依存性を有するフィルタの透過率、ランプ光の波長分布
、検出器検出感度が温度変化により変動した場合に、そ
の温度変化による変動値を求めることができる。

そして、この測定結果が、温度変化のみによる吸光度の
変動値そのものの値であり、これが従来の２波長測定に
よるサンプル測定において、被検体液の吸光度測定値の
変動を生じさせていた誤差を示す。

以上のように、エアブランク測定が終了すると、次に２
波長測定による被検体液の吸光度を測定するサンプル測
定が行われる。

従って、エアブランク測定ｊ定が終了すると自動制御回
路２８は、サンプル測定ｌ定を行うためチューブ交換制
御信号２８ａを出力し、チューブ交換装置３０を作動さ
せる。

このチューブ交換装置３０は、所定の被検体液が注入さ
れているチューブ１４を取り、第１図に示された矢印Ｃ
のように移動し、該チューブ１４を光軸１０ａ上の所定
位置に位置決め、挿入する（第３図ステップ１０６）。

ここで、チューブ検出器２２は、チューブ１４が所定位
置に設定されているので、チューブ検出信号２２ａを“
１”信号として出力し、前記自動制御回路２８へ入力す
る。

この時点において、フィルタ装置２４に設定されている
フィルタ１８ｂの被検体液に吸収されない波長λ２が検
出器２０で検出、測光され、デジタル信号２６ａとして
自動制御回路２８に入力される。（なお、ここでは−例
として波長λ２を先にΔ１１定したが、フィルタ１８ａ
に切換えて波長λ１を先に測定しても良い。） そして、波長λ２の測光が完了すると次に波長λ１を測
光するためいフィルタ切換信号２８ｂが自動制御回路２
８からフィルタ切換器３２へ出力され、フィルタ切換器
３２は、フィルタ装置２４内のフィルタ１８ｂλ２をフ
ィルタ１８ａλ１へ、すなわち被検体液に吸収される波
長λ１に切換える（矢印Ｂ）。

従って、検出器２０により波長λ１を検出し、測光が行
われ、前述したようにデジタル信号２６ａが自動制御回
路２８に入力され、吸光度ｎノ定が行われる（第３図ス
テップ１０Ｂ）。この結果、サンプル測定値は、被検体
液の吸光度測定値すとして、次の０式のように示される
。

吸光度ｂ　−１ｏｇ　ｔｏ　（λ２ｓ／λ１Ｓ）→■（
Ｓはサンプル測定を示す） 以上のようにして、サンプル測定における２つの異なる
波長λ１．λ２の２波長測定が行われたが、もちろん、
このサンプル測定値のみによる被検体の吸光度は、前述
した従来技術と同様にチューブ１４の汚れやキズ等によ
る影響は除去されているが、温度変化による影響を直接
受けた変動値を含む吸光度測定値となっている。

そこで、本発明によれば、前回（第３図ステップ１０４
）のエアブランク測定で求められた温度変化による変動
値を使用し、前記サンプル測定で求められた温度変化に
よる影響を受けた吸光度測定値を補正することができる
。

すなわち、本実施例によれば、サンプル測定による被検
体の吸光度測定値から、エアブランク測定ｌ定による温
度変化によってのみ生ずる変動値を自動制御回路２８が
減算することにより、温度変化による変動を補正し、こ
の結果から、高精度の吸光度測定値を求めることが可能
となる（第３図ステップ１１０）。

これは、従来のサンプル測定による２波長測定のみでは
達成でなかったことであり、サンプル測定に加えて、本
発明によって、エアブランク測定における２波長測定と
、前述したように自動制御とを組み合せ、同時に行える
ようにしたため、温度変化の影響を受けずに高精度な測
定が可能となったものである。

以上のような結果から、温度変化の影響を受けない、補
正された吸光度７１＄３定値を以下に示す。

すなわち、エアブランク４−１定による変動補正された
被検体液の吸光度として、温度補正された吸光測定値Ｃ
は、前記０式と０式との差から求められ、温度補正され
た吸光度Ｃとして、次の■−■式のように示される。

Ｃ−１０ｇ、ｏ（λ２８／λＩｓ）−１ｏｇ　１０　（
λ２Ａ／λＩＡ）→■−■ ”’　ｌｏｇ　１０　（λ２８／λ２Ａ／λｉｓ／λ１
Ａ）となる（第３図ステップ１１０）。

第３図に示された本実施例の自動制御は、チューブ切換
装置付吸光光度計を一例として説明したが、実際上、多
数のチューブ１４を次々に自動的に交換するため、測定
したチューブ１４を抜いてから、次のチューブを挿入す
るまでの間に繰り返し、エアブランク測定を行っている
（第３図ステップ１１２）。

そして、あらかじめ設定された測定回数が行われ、完了
すると、制御が終了する（第３図ステップ１１４）。

本実施例では、−例として以上のような測定順序で制御
が行われることを示したが、測定順序を逆にしても良い
、また、λ８／λＡの比を先に演算算出してから吸光度
を算出することもできる。

なお、本発明に係る吸光光度計によれば、第３図に示さ
れているフローチャートから明らかなように、数本のチ
ューブ１４を連続して測定する場合において、１本ごと
のａ？Ｊ定で温度変化による吸光度測定値に変動がない
ときには、１本ごとにエアブランク測定を行わず、初回
と最後、または途中の１回のみエアブランク測定を行う
ことも可能である。

また、チューブ手動交換式においては、チューブ１４を
装置から抜いたことを自動的に検出し、その直後にエア
ブランク測定を行い吸光度−−１定値を７ｉＤ正するこ
とも可能である。

更に、本実施例では、試料容器としてチューブ１４を使
用した場合を示したが、チューブ以外にも光学セルなど
、抜き差し可能な他の試料容器も応用することが可能で
ある。

［発明の効果］ 以上のようにして、本発明の吸光光度計によれば、試料
容器の有無に応じてサンプル測定及びエアブランク測定
のそれぞれに対して２つの異なる波長を測光し、該サン
プルδか１定による２波長測光値から該エアブランク測
定による２波長測光値を減算し、補正された吸光度測定
値を演算算出することができる。

また、本発明では、２波長ａｌｌ定のサンプル測定に加
えて、エアブランクｉｌ？Ｊ定を行っているので、温度
変化により、フィルタ透過率、ランプ光の波長分布、検
出感度が変化し、吸光度に影響を与えても、吸光度」ｊ
定値の変動を確実に補正できる。

このため、高精度に吸光度Ｊｌ定が可能となると共に、
従来、手動操作によって２波長ｎｊ定を行っていたのに
対し、自動的にかつ迅速に吸光度ａｌｌ定できるという
効果を有する。

更に、本発明によれば、ビームスプリッタ−などの調整
が微妙な光学部品の付加を必要としないという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る吸光光度計の好適な実施例を示し
た配置図、 第２図は従来の吸光光度計を示した配置図、第３図は本
発明に係る吸光光度計の好適な実施例の制御を示したフ
ローチャート図である。 １８Ｂ、１ ２２　　・・・ ２２ａ　　　・・・ ２４　　・・・ λｌ　°。 λ２　°°。 ２８　　・・・ ２８ａ　　　・・・ ２８ｂ　　　・・・ ３０　　・・・ ３２　　・・・ ８ｂ　・・・　フィルタ チューブ検出器 チューブ検出信号 フィルタ装置 被検体に吸収される波長 被検体に吸収されない波長 自動制御回路 チューブ交換信号 フィルタ切換信号 チューブ交換装置 フィルタ切換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体液が注入されている試料容器と、前記試料
   容器へ光束を照射する光源と、 被検体液からの透過光を特定の波長に選択するフィルタ
   と、 前記フィルタで選択された透過光を測光する測光部と、
   を含み、 所定波長の透過光を測光し、吸光度を測光する吸光光度
   計において、 前記試料容器の有無を検出し、検出信号を出力する試料
   容器検出手段と、 前記検出信号に基づいて、２つの異なる所定波長を測光
   し、吸光度を演算算出する制御手段と、試料容器の有無
   に応じて、サンプル測定及びエアブランク測定のそれぞ
   れに対して、２つの異なる所定波長を測光し、該サンプ
   ル測定及びエアブランク測定のそれれぞれの２波長吸光
   度を演算算出することによって補正された吸光度測定値
   を求め、自動的に測定することを特徴とする吸光光度計
   。