JPH028730A - 蛍光測定装置 - 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〕 この発明は、励起光の照射によって蛍光性サンプルから
発光する蛍光を検出し、血中の薬物濃度や免疫グロブリ
ン濃度等の測定を行なう蛍光測定装置に関する。

（従来の技術） 従来、蛍光測定装置としては、例えば、第３図（ａ）　
（ｂ）に示すようなものが知られている。これは、励起
光学系１と蛍光検出光学系２とを備えている。そして、
励起光学系１において、光源３からの放射光を集光レン
ズ４．励起光用干渉フィルタ５及び集光レンズ６を介し
て所定の波長の励起光にし、この励起光を蛍光性サンプ
ル７に照射するとともに、蛍光検出光学系２において、
励起光の照射によって蛍光性サンプル７から発光する蛍
光を集光レンズ８．蛍光用干渉フィルタ９及び集光レン
ズ１０を介して所定の波長の蛍光にし、光検出素子を有
した検出部１１に集光して、蛍光サンプル７の所要成分
の測定をするようになっている。

また、励起光学系光軸１２と蛍光検出光学系光軸１３と
は、鋭角（第３図（ａ））あるいは直角（第３図（ｂ）
）等の所要の角度位置に配置されている。これは、励起
光学系光軸１２と蛍光検出光学系光軸１３とを同軸上に
配置すると、蛍光検出光学系２の蛍光に、蛍光サンプル
７を通過した通過励起光１４が混入しあるいは重畳して
しまい、検出部１１での検出が不正確になってしまうか
らである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、この従来の装置にありては、励起光学系光軸
１２と蛍光検出光学系光軸１３との最適な角度設定力１
酎しく精度を出しにくい。また、励起光学系光軸１２と
蛍光検出光学系光軸１３とが所要のｉ変位置に配置され
て゛いるので、それだけ、該装置の構造が屈曲すること
になって複雑になりでしまうし、該装置を他の装置と組
合せて配置する場合に屈曲している分、無用な空間を生
じてしまうという問題があった。

そのため、励起光学系光軸１２と蛍光検出光学系光軸１
３とを同軸上に配置して装置が屈曲しないようにしたい
という要請がある。

そこで、本発明の技術的課題は、蛍光検出光学系上の蛍
光に、蛍光サンプルを通過した励起光が混入しあるいは
重畳してしまうことなく、励起光学系光軸と蛍光検出光
学系光軸とを同軸上に配置する点にある。

（問題点を解決するための手段） このような課題を解決するための本発明の手段は、励起
光学系光軸と蛍光検出光学系光軸とを同軸上に配置する
とともに、励起光学系には、励起光を光軸な中心とした
環形光束に形成する環形光束形成部と、この環形光束に
形成された励起光を蛍光性サンプルに集光させる集光部
とを備えたものである。

（作用） この手段によれば、蛍光性サンプルに励起光が集光する
と、励起光は環形光束に形成されているので、蛍光性サ
ンプルを通過した励起光は環状になって拡散し、蛍光検
出光学系光軸から離間する。そのため、蛍光性サンプル
において発光した蛍光検出光学系上の蛍光に、蛍光サン
プルを通過した上記の励起光が混入しあるいは重畳して
しまう事態が防止される。

（実施例） 以下添付図面に従って、本発明の実施例に係る蛍光測定
装置を詳細に説明する。

第１図には第一の実施例に係る蛍光測定装置が示されて
いる。

この装置は、蛍光性サンプルＳを収納する反応管１９、
該反応管１９の前後に位置する励起光学系２０及び蛍光
検出光学系４０を備えている。また、励起光学系光軸２
０ａと蛍光検出光学系光軸４０ａとは同軸上に配置され
ている。

励起光学系２０は、光源部２１．熱線遮断フィルタ２２
．集光レンズ２３．励起光干渉フィルタ２４、光束スプ
リッタ２５．偏光部２６．環形光束形成部３０及び集光
部としての励起光集光レンズ３５を励起光学系光軸２０
ａ上に順に列設しである。

光源部２１は、励起光を発光するハロゲンランプ等の低
電力（例えば１００Ｗ以下）のランプ２１ａを有してい
る。ランプ２１ａの後方には凹面鏡２１ｂが配置されて
おり、ランプ２１ａから後方に放射された光を反射させ
、前方の放射光に重畳させてランプ２１ａからの光の利
用率を上げるものである。

熱線遮断フィルタ２２は、光源部２１からの熱線を吸収
し、下記の蛍光性サンプルＳの温度上昇を防ぐものであ
る。これにより、蛍光性サンプルＳの性状に与える影響
が抑制される。尚、該装置は、この熱線遮断フィルタ２
２によって熱線を吸収し、後記の励起光フィルタ２４．
蛍光干渉フィルタ４３の夫々の透過率を変え、あるいは
、各フィルタの組合せを変えることによって、サンプル
の比濁、光散乱、偏光等の測定にも供される。

集光レンズ２３は球面レンズまたは非球面レンズが用い
られ、光源部２１からの励起光を平行光束とする。

励起光干渉フィルタ２４は、蛍光性サンプルＳの吸収ス
ペクトルにおける所定の吸収帯に対応した一定領域の波
長及び波長巾の励起光を選択するものであり、コンピュ
ータと連動させて異なる数種の波長の励起光を選択しう
るものである。

光束スプリッタ２５は、励起光の強度を設定値に維持す
るものであり、図示外の光検知器で該励起光の強度をモ
ニターし、光源部２１の出力を調整することにより実行
される。

偏光部２６は、偏光板２６ａと電気光学セラミックス２
６ｂとを組合せたものである。偏光板２６ａは、光束ス
プリッタ２５から入射する励起光から一定方向の直線偏
光のみを通過させ、例えば、励起光から垂直方向に振動
する直線偏光を形成する。電気光学セラミックス２６ｂ
としては、例えば、鉛−ランタン−ジルコン酸−チタン
酸固溶体で形成された強誘電性物質からなる所謂ＰＬＺ
Ｔセラミックスが用いられ、電圧を印加することにより
強誘電性物質の複屈折を変化させ、一定方向に振動する
直線偏光が光軸方向に通過すると、偏光面を回転させて
、入射光の偏光面角度と異なる方向に振動する直線偏光
を形成する。

この場合、半波長電圧を印加することにより、偏光板２
６ａを通過した垂直方向の直線偏光をその垂直に偏光す
る偏光面を９０度回転させ、水平方向に振動する直線偏
光に形成する。更に、印加電圧を零にすると、透過光の
直線偏光の振動面は垂直に戻る。

環形光束形成部３０は、鏡面同士が相対向する円錐性面
鏡３１と円錐内面鏡３２とで構成されている。円錐性面
鏡３１は、上記直線偏光の励起光を光軸２０ａに垂直な
方向に反射させる鏡面を有し、円錐内面鏡３２は、該反
射光を光軸２０ａに平行な方向に反射させて環形光束を
形成する鏡面を有している。

集光部としての励起光集光レンズ３５は、凸球面レンズ
または非球面レンズからなり、上記環形光束を反応管１
９内の蛍光性サンプルＳに集光させるものである。この
励起光集光レンズ３５は、その内環光の開口数が後述す
る蛍光集光レンズ４２の開口数よりも大きくなるように
形成されている。

一方、蛍光検出光学系４０は、反射鏡４１．蛍光集光レ
ンズ４２．蛍光干渉フィルタ４３．偏光板４４．集光レ
ンズ４５及び蛍光検知器４６を蛍光検出光学系光軸４０
ａ上に順に列設しである。

反射鏡４１は、蛍光性サンプルＳを通過した励起光の環
形光束状拡散光を、再び蛍光性サンプルＳに集光させて
該拡散光を蛍光性サンプルＳの励起に供する鏡面を有し
た凹球面鏡または非球面鏡からなり、その中央には蛍光
性サンプルＳで発光した蛍光が通過する通孔４１ａが開
設されている。

蛍光集光レンズ４２は、蛍光性サンプルＳから発光した
蛍光を集光して平行光束とするものであり、その開口数
は、上記励起光集光レンズ３５の内環光の開口数よりも
小さいものになっている。

蛍光干渉フィルタ４３は、蛍光性サンプルＳから発光し
た蛍光のスペクトル分布のうち、特定の波長及び波長巾
の蛍光を透過させるものであり、コンピュータと連動し
て数種の波長の蛍光を選択しうるようになっている。蛍
光の波長は吸収した励起光の波長よりもエネルギの小さ
い長波長域に移行することから、該フィルタの選択はこ
の移行に基づいて行なわれる。

偏光板４４は、蛍光のうち特定偏光面を持つ蛍光のみ、
例えば、垂直方向に振動する偏光成分の蛍光のみ透過す
るものである。

集光レンズ４５は、球面レンズまたは非球面レンズで、
上記の蛍光を光検知器を有した蛍光検知器４６に集光す
るものである。

従って、この実施例に係る蛍光測定装置によれば、光源
部２１から発せられ熱線遮断フィルタ２２、集光レンズ
、２３．励起光干渉フィルタ２４、光束スプリッタ２５
及び偏光部２６を透過した円形平行光束状の励起光は環
形光束形成部３０の円錐性面鏡３１に入射する。これに
より該円形平行光束状の励起光は光軸２０ａに対して垂
直な方向に反射させられる。次に、この反射光は、環形
光束形成部３０の円錐内面鏡３２に入射する。これによ
り、該反射光は光軸２０ａに平行な方向に反射させられ
、環形光束に形成される。

その後、環形光束状の励起光は、励起光集光レンズ３５
に入射し、これにより、反応管１９内の蛍光性サンプル
Ｓに集光させられる。

蛍光性サンプルＳにおいては、該励起光が吸収されて励
起され、これにより、下位のエネルギ状態への光放射が
行なわれて蛍光が発生する。また、蛍光に変換しなかっ
た励起光は、蛍光性サンプルＳを通過すると、集光した
ときと同様に、環形光束状に拡散する。この拡散した励
起光は、反射鏡４１に反射し、再び蛍光性サンプルＳに
集光させられて蛍光性サンプルＳの励起に供される。

そして、上記の蛍光は、反射鏡４１の通孔４１ａを通っ
て蛍光集光レンズ４２によって集光され、平行光束に形
成される。この場合、蛍光性サンプルＳを通過した励起
光は蛍光検出光学系光軸４０ａから拡散するとともに、
蛍光集光レンズ４２の開口数は上記励起光集光レンズ３
５の内環光の開口数よりも小さいものになっているので
、該励起光が上記集光される蛍光内に混入したり重畳す
ることがない。

反射鏡４１の通孔４１ａを通って蛍光集光レンズ４２に
よって集光された蛍光は、蛍光干渉フィルタ４３．偏光
板４４及び集光レンズ４５を介して、励起光の直線偏光
の偏光面を損なわず保存しながら、蛍光検知器４６に入
射する。この蛍光検知器４６においては、蛍光は、励起
光の振動方向と平行に振動する偏光成分と、直角に振動
する成分とを有しているので、例えば、これらの成分の
強度、即ち、偏光部での印加電圧が零電圧のとき得られ
る蛍光強度（Ｉｎ）、半波長電圧のとき得られる蛍光強
度（エエ）を測定して蛍光偏光度Ｐ＝　（Ｉｎ　　−Ｉ
工）／（Ｉ＋＋＋Ｉ土）を得る。

第２図は、第二の実施例に係る蛍光測定装置を示しであ
る。これは、上記第一の実施例と略同様に構成されてい
るが、環形光束形成部と集光部との構成が異なっている
。

環形光束形成部５０は、鏡面同士が相対向する円錐性面
鏡５１と円錐内面鏡５２とで構成されている。円錐性面
鏡５１は、上記直線偏光の励起光を光軸２０ａに垂直な
方向に反射させる鏡面を有し、円錐内面鏡５２は、凹球
面鏡または凹非球面鏡からなり、該反射光を環形光束に
形成するとともに、この環形光束を直接に反応管１９内
の蛍光性サンプルＳに集光させる鏡面を有している。

この円錐内面鏡５２は、その内環光の開口数が蛍光集光
レンズ４２の開口数よりも大きくなるように形成されて
いる。即ち、円錐内面鏡５２は環形光束を蛍光性サンプ
ルＳに集光させる集光部としても構成されている。そし
て、この第二の実施例においても第一の実施例と同様に
励起光が蛍光に混入しあるいは重畳する事態が防止され
る。

尚、環形光束形成部及び集光部の構成は上述したものに
限られるものではなく、適宜に変更して差支えない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の蛍光測定装置によれば、
励起光が蛍光検出光学系の蛍光に混入しあるいは重畳し
てしまうことなく、励起光学系光軸と蛍光検出光学系光
軸とを同軸上に配置することができる。即ち、励起光は
環形光束に形成されることから、蛍光性サンプルを通過
した励起光は環状になって拡散し、蛍光検出光学系光軸
から離間するので、蛍光性サンプルを通過した上記の励
起光が蛍光検出光学系の蛍光に混入しあるいは重畳して
しまうことを抑止することができる。そのため、励起光
学系光軸と蛍光検出光学系光軸との位置合せが容易にな
り、精度を出しやすくなる。

また、該装置を屈曲することなく直状に形成することが
でき、それだけ、構造を簡易化することができるととも
に、該装置を他の装置と組合せて配置する場合等に、無
用な空間を生じにくくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例に係る蛍光測定装置を模
式的に示す図、第２図は本発明の第二の実施例に係る蛍
光測定装置を模式的に示す図、第３図（ａ）（ｂ）は従
来の蛍光測定装置の一例を模式的に示す図である。 Ｓ・・・蛍光性サンプル ２０・・・励起光学系 ２０ａ・・・励起光学系光軸 ３０・・・環形光束形成部 ５・・・励起光集光レンズ（集光部） ０・・・蛍光検出光学系 ａ・・・蛍光検出光学系光軸 ０・・・環形光束形成部 ２・・・円錐内面鏡（集光部）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蛍光性サンプルに励起光を照射する励起光学系と、励起
   光の照射によって蛍光性サンプルから発光する蛍光を検
   出する蛍光検出光学系とを備えた蛍光測定装置において
   、 励起光学系光軸と蛍光検出光学系光軸とを同軸上に配置
   するとともに、励起光学系には、励起光を光軸を中心と
   した環形光束に形成する環形光束形成部と、この環形光
   束に形成された励起光を蛍光性サンプルに集光させる集
   光部とを備えたことを特徴とする蛍光測定装置。