JPH022097B2 - - Google Patents

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JPH022097B2
JPH022097B2 JP53054018A JP5401878A JPH022097B2 JP H022097 B2 JPH022097 B2 JP H022097B2 JP 53054018 A JP53054018 A JP 53054018A JP 5401878 A JP5401878 A JP 5401878A JP H022097 B2 JPH022097 B2 JP H022097B2
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JP
Japan
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indicating means
indicator
light
concentration
measured
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JP53054018A
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JPS5417064A (en
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Berunaa Ryubaasu Deiitoritsuhi
Oopitsutsu Noruberuto
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MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
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MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
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Publication date
Application filed by MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU filed Critical MATSUKUSU PURANKU G TSUA FUERUDERUNKU DERU UITSUSENSHAFUTEN EE FUAU
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Publication of JPH022097B2 publication Critical patent/JPH022097B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、少なくとも1つのモノクロメータ手
段、フオトメータ手段、及びオプトメトリツク手
段を含む物質濃度の光学測定装置、特に蛍光分析
に用いる光学測定装置に関する。 〔従来の技術〕 このようなオプトメトリツク手段を用いた光学
測定装置は、従来より知られており、例えばドイ
ツ連邦共和国の公告公報第25 08 637号に開示さ
れている。ここで、「オプトメトリツク手段」と
は、ある指示手段室を意味しており、その中に
は、指示薬からなる指示手段が収納されていて、
これは、測定される物質の濃度によるスペクトル
の変化、又は変位という形で反応し、そして、こ
の指示手段は、測定される物質に面する側は測定
物質の通過を許す隔膜で、そして、モノクロメー
ターに面する側は光線の通過を許す隔膜から構成
されている。このような「オプトメトリツク手
段」は、また、一般に「オプトーデ(Optode)」
としても知られている。 この種のオプトメトリツク手段を用いる装置で
は、その指示手段のスペクトルの分布関数が、測
定物質の濃度によつてはつきりと一義的に変化す
るような場合に、適切に較正された定量的な濃度
測定を行うことができる状態となる。 ところが、入手可能な指示手段の多くは、測定
対象物の影響のもとに、スペクトル分布の強度だ
けが変動するにすぎないものである。したがつ
て、そのような指示手段では、指示手段の濃度、
他の光学上の原因によるその強度変動及び電気的
変化、例えば増幅が、たがいに分別不能状態で測
定結果値にはいり込んでくると、その定量的な濃
度測定は不可能となる。それ故、多くの螢光式、
吸収式、反射式及びルミネセンス式の指示手段
は、そうした測定に利用することができない欠点
があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の主たる目的は、上記の従来欠点を克服
し、入手可能な指示手段を用いて定量的な濃度測
定を行い得る光学測定装置の改良された構造を提
供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的を達成するため、本発明による光学測
定装置は、オプトメトリツク手段の第1の蛍光指
示手段に付加して、測定光を変化させるが被測定
物質の濃度の影響は受けずかつ第1の指示手段と
重複する発光波長を有しない第2の対比用蛍光指
示手段を含むことを特徴とする。 〔作用及び効果〕 このように、測定対象物質の濃度によつてスペ
クトル分布が変化する本来の指示手段とは別に、
濃度の影響をうけない対比用指示手段を備えてい
るから、両指示手段からのスペクトル分布を検出
して比較することにより、外乱成分を除いた測定
値を得ることができる。このことは、すでに述べ
たようにただスペクトル分布の強度だけが変化す
るような指示手段でも、適切に較正された定量測
定用の測定指示手段として使うことができること
であり、純吸収スペクトル式指示手段及び螢光と
かルミネセンスとか反射とかの単に強度変化だけ
の方式の指示手段も使用することができる。 特に、前記本来の指示手段として蛍光試薬等第
1の蛍光指示手段、対比用指示手段として第2の
蛍光指示手段を用いた蛍光分析用光学測定装置に
おいて、さらに該第2の蛍光指示手段の発光波長
が第1の蛍光指示手段の波長と異なるものが選ば
れるとき、両指示手段が同じ測定条件にさらされ
ので広範囲の外乱が相殺されて測定精度が大きく
向上するばかりでなく、光束路の分割が不要であ
るから構造の単純化が図れ、また、測光器もひと
つでよいから調整も容易になるなど、多くの効果
がもたらされるのである。 〔実施例〕 次に、本発明の一実施例を説明すると、オプト
メトリツク手段とは、前述したように、測定対象
物質に面した側には該物質を通す隔膜が設けら
れ、少なくとも一つのモノクロメーターに面する
側には光線を通す隔膜が設けられた小さな室であ
る。この室の中には、従来、測定物質の濃度によ
つてスペクトルの変化、又は変位という形で反応
する指示薬、例を挙げれば、血中ガスのPH測定に
用いる場合のβ−メチルウンベリフエロン、同じ
くpO2測定に用いる酪酸ピレンなどの蛍光指示
薬、からなる本来の指示手段のみが収容されてい
たのであるが、本発明のものは、この本来の指示
手段に付加して、さらに対比用の指示手段が収容
されているのである。そして、この対比用指示手
段は、測定光を変化させるが、測定物質の濃度の
影響をうけないものから構成されている。前記室
には一つの光源からモノクロメーターを通つてき
た光線が照射される。この光線は、該室内の本来
の指示手段と対比用指示手段を照射し、該光線の
スペクトル分布が変化させられる。 そして、このように変化したスペクトル分布は
フオトメーター手段によつて検出され、その分布
の中には対比用指示手段に起因する部分と測定対
象物質の影響を受けた本来の指示手段に起因する
部分とが存在するから、前者部分と後者部分との
比較により外乱成分を除いた測定値が一挙に得ら
れるのである。 特にマイクロ・オプトメトリツク手段(マイク
ロ・オプトーデ)とかナノ・オプトメトリツク手
段(ナノ・オプトーデ)とか呼ばれる直径10μ以
下の微小オプトメトリツク手段を、担体物質と一
緒に前記室内に収納した構成のオプトメトリツク
手段を使う場合には、測定条件に対して該マイク
ロもしくはナノ・オプトメトリツク手段の濃度や
混入割合の最適な値を決定することが極めて困難
である。 ところが、さらに対比用指示手段が付け加えら
れたオプトメトリツク手段であれば、両指示手段
が被測定対象物質に同時に接触し影響を受けるこ
とになるので、上記決定は比較的容易である。 上記対比用指示手段は、本来の指示手段を含有
するマイクロ又はナノ・オプトメトリツク手段に
組込むのであつてもよいし、或は、指示手段同士
に相互作用が無い場合には、その対比用指示手段
を本来の指示手段と一緒に混合するのであつても
よい。 対比用指示手段の特に有利な選択は、その対比
用指示手段が本来の指示手段と共通の波長をもた
ないということである。次の等式が考慮されると
き (1)M1=S1〔J1(λ1)、P〕・V(t) M2=S2〔J2(λ2)〕・V(t) M1、M2は測定信号値で、S1、S2は波長λ1、λ2
での真の信号値であり、J1は本来の測定指示手段
特性関数で、J2は対比用指示手段特性関数であ
り、V(t)は、時間の関数でもあり得る強度外
乱要因であり、そして、Pは測定される物質の濃
度であり、次式をあてはめることができる。 (2) M1/M2=S1〔J1(λ1)、P〕・V(t)/S2〔J2
(λ2)〕・V(t)=S1/S2 従つて、商を出すと、外乱V(t)は消去され
る。その商は、外乱の影響を受けないものとな
る。 しかし乍ら、本来の測定指示手段の波長にかさ
なり合う波長をもつ対比用指示手段を用いること
も可能である。 すなわち、そうした場合の測定信号値が、 (3)M1=S1〔J1(λ1)、P〕・V(t)+S′1〔J2(λ
1)〕・V(t) (3)M1=S1〔J1(λ1)、P〕・V(t)+S′1〔J2(λ
1)〕・V(t) M2=S′2〔J1(λ2)、P〕・V(t)+S1〔J2(λ2
〕・V(t) として、かさなり合いのために生じる信号の追加
真実値、すなわち対比用指示手段で作り出される
S′1〔J2(λ1)〕と本来の測定指示手段で作り出され
るS′2〔J1(λ2),P〕と、を含む形に表わせるもの
とするとき、その外乱V(t)がほかの実験条件
のいずれからも独立な、従つて、式(1)〜(3)で仮定
したように変数分離可能な数学形式のものである
とできるならば、この場合にもそうしたV(t)
を次式のように消去できる。 (4) M1/M2=S1〔J1(λ1)、P〕+S′1〔J2(λ1
〕/S′2〔J1(λ2)、P〕+S2〔J2(λ2)〕 今、測定物質の濃度Pの影響f(p)が変数分
離できる数学形式とすると、次のようになる。 (5) M1/M2=S1×f(p)+S′1/S′2×f
(p)+S2 等式(5)は、f(p)そのものを独立変数と考え
るとその変数についてふたつの線形関係の比であ
り、それら関数の定数項と考えてよい数値S1
S′1、S′2、S2は、周知の濃度Pでの、各指示手段
の各個別実測値から決定できる。 この方法で、等式(5)に基づき、容易に変換ノモ
グラフを作成することができる。しかし乍ら、実
用的には、与えられた指示手段組合せによつて実
験的に得られた較正曲線群M1/M2F(P)の利用が 非常に有用である。 本発明のもう一つの実施例においては、対比用
指示手段のスペクトルが、外部に配置された第三
の手段によつて変位できるように構成されてい
る。 その利点は、対比用指示手段のスペクトルが温
度やイルミネーシヨンのような外的手段によつて
変位でき、変位された信号値と変位されない信号
値との差を作り出すことができる場合、付加的外
乱成分を除去できる、ということである。 物質の濃度と前記外的手段に起因する変位との
間の総合関連も、較正曲線によつて適切に明らか
にされるであろう。 付加的外乱成分は、しかし乍ら、ウーデイクと
リユーバース(WODICK and LUEBBERS)
(Natwiss.59/362/1972)にもとづく成分解析
によつても消去できる。 本発明のもう一つの実施例によれば、対比用指
示手段の濃度が、種々の較正範囲に段階的に設け
られるべく構成されている。 それによれば、種々の較正範囲を有するオプト
メトリツク手段を得ることができる。 これは、それらの指示手段が箔に封入されると
いつたような場合に特に利点がある。何故なら、
そうした箔は、光と気体とに対して封密状にパッ
クされていて、その結果、オプトメトリツク測定
用測定器具の較正用として使うべき較正基準対照
値を得ることができるからである。 さらに、その測定の最適の範囲も明確にするこ
とができる。 もう一つの利点は、異なる濃度のいくつかの空
間的に分けられた領域が箔上に配置される場合に
達成される。というのは、そうした場合に、最適
な較正範囲の迅速な見出が可能なためである。 以上、本発明の好適実施例の開示説明をした
が、本発明は、その実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲内において種々の具体化及
び実際化が可能である。
【特許請求の範囲】
1 透光性を有するシート状物を走行させながら
該シート状物に飛点走査方式によつて光スポツト
を照射する投光手段、該シート状物を透過した透
過光と散乱光とを部分的に遮蔽する遮蔽手段、散
乱光を受光する受光手段、光電変換手段とシート
状物表面欠点の演算、表示、記録のための検知手
段、及びシート状物を走行させる走行手段とから
なるシート状物の欠点検出装置の改良において、
前記投光手段の光スポツト径を調整する光量調整
手段、前記遮蔽手段に設けた遮蔽光量調整手段お
よび走行シート状物と受光手段との距離を変化さ
せる手段からなる改良手段の少くとも1手段を備
えてなるシート状物の欠点検出装置。 2 投光手段の光源がガスレーザであつて、振動
ミラーまたは回転多面鏡により飛点査走せしめる
ものであつて、集光レンズの切換によつて光スポ
ツト径を変化し得る光量調整手段を備えてなる特
許請求の範囲第1項記載のシート状物の欠点検出
装置。 3 受光手段として光電子増倍管を用い、受光面
に複数の遮蔽板を配置して散乱光遮蔽手段とし、
遮蔽板の巾と間隔とを変化し得る手段を附して散
乱光量の調整手段となした特許請求の範囲第1項
記載のシート状物の欠点検出装置。 4 光源とシート状物との間に、焦点を結ばせ該

Claims (1)

  1. ていることを特徴とする光学測定装置。 3 特許請求の範囲1に記載の光学測定装置であ
    つて、前記第2の蛍光指示手段のスペクトルが、
    第3の手段の作用によつて変位可能であることを
    特徴とする光学測定装置。 4 特許請求の範囲1に記載の光学測定装置であ
    つて、1個の上の共通箔の空間的に分けられた領
    域が各々異なる濃度の前記第2の蛍光指示手段を
    含んでいることを特徴とする光学測定装置。
JP5401878A 1977-05-06 1978-05-06 Optical measuring device Granted JPS5417064A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772720370 DE2720370A1 (de) 1977-05-06 1977-05-06 Optode mit hilfsindikator

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JPS5417064A JPS5417064A (en) 1979-02-08
JPH022097B2 true JPH022097B2 (ja) 1990-01-16

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ID=6008231

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JP5401878A Granted JPS5417064A (en) 1977-05-06 1978-05-06 Optical measuring device
JP63186697A Pending JPS6457148A (en) 1977-05-06 1988-07-26 Optically measuring apparatus

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JP63186697A Pending JPS6457148A (en) 1977-05-06 1988-07-26 Optically measuring apparatus

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CH (1) CH637767A5 (ja)
DE (1) DE2720370A1 (ja)
DK (1) DK155028C (ja)
FR (1) FR2389887B1 (ja)
GB (1) GB1602245A (ja)

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