JPH0310149A - 微弱光測定装置 - 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］ 本発明は微弱光測定装置、特に試料容器に生物発光、化
学発光などの発光試料を注入し、発せられた微弱光の光
量をｎ１定して発光試料の分析を行う、例えば集光光学
系の微弱光測定装置に関する。

Ｃ従来の技術］ ・光電子放出現象を利用した測光装置において、光検出
器として光電子増倍管（ＰＭＴ）等が微弱光の検出、測
定用に用いられている。

そして、この種のＰＭＴを用いた測光装置により発光試
料などの分析が行われている。

特に、医療分野において、試料容器内に発光試料として
の物質や液体などを注入し、該発光試料から出射された
微弱光を前記ＰＭＴなどで受光し、７ｊＦＪ光すること
によって発光試料の分析を行う微弱光測定装置が広範囲
に利用されている。

そして、従来におけるこの種の微弱光測定装置の一例が
第３図に示されている。第３図は微弱光測定装置の構成
を示した側面断面図であり、前記光検出器の受光面上に
試料容器の底面を対向するように配置させている状態が
示されている。

以下、従来の微弱光測定装置の構成及びその測定動作を
説明する。

図において、発光試料１０は、例えば液体の生物発光試
料あるいは化学発光試料であり、該試料特有の微弱光１
０ａを発する。

試料容器１２は、前記発光試料１０が所定量注入される
透明な円筒型のガラス又はプラスチック製容器である。

ホルダ１４は、前記試料容器１２を図に示すように垂直
状態に固定、保持する部材であり、樹脂などにより凹型
に形成されている。そして、その底面には、微弱光を通
過させるための透明窓１４ａが設けられている。

ベアリング１８は、前記ホルダ１４により保持されてい
る試料容器１２をスムーズに回動させるための機構であ
り、基台１６と前記ホルダ１４との間隙に設けられてい
る。これにより、例えばスターラブーリ２０を介して図
示しないモータ駆動源の回動力がホルダ１４へ伝達され
る。

光検出器２２は、例えばフォトマルチプライヤ（Ｐ　Ｍ
　Ｔ、）であり、発光試料１０から出射される微弱光１
０ａを受光面２２ａで受け、入射される光量に応じた所
定パルスを出力する。

以上のような構成としたので、第３図に示された従来の
測光装置によれば、まず、測定者は発光試料１０が所定
量注入された試料容器１２をホルダ１４へ挿入する。こ
こで、図示しないモータ駆動源などによりスターラブー
リ２０を介してホルダ１４へ回動力を伝え、図示されて
いる矢印の方向へ試料容器１２を例えば、間欠的に回動
させる。

もちろん、このホルダ１４の回動は、ベアリング１８の
機構によって極めてスムーズに行われる。

これにより、必要に応じて発光試料１０を撹拌すること
ができる。

そして、該発光試料１０からの特有の微弱光１０ａが矢
印のように試料容器１２の底面から透明窓１４ａを介し
て出射され、この微弱光１０ａが光検出器２２の受光面
２２ａに入射される。

この結果、光検出器２２では、入射された微弱光１０ａ
の光量に応じた所定のパルスが出力され、図示しない分
析回路などにより、計数・演算処理され、所定の測光値
を得ることができる。このようにして、発光試料１０の
所望の分析を行うことができる。

なお、光検知器２２の受光面２２ａは、必要以上に大き
くすると受光素子の暗電流が増加し、Ｓ／Ｎ比が悪化す
るので、受光面２２ａの大きさを試料容器１２の直径よ
りわずかに大きい程度に設定することが望ましい。

以上のような従来の微弱光測定装置においては、前記試
料容器１２内の発光試料１０を前述のように撹拌するな
どの必要があるため、−船釣には容器の一部分である底
面から該微弱光を出射させている。

また、場合によっては、測定装置の構造上の理由から試
料容器１２の一部分の側面一方向から微弱光を出射させ
ることも行われている。

そして、このような従来の微弱光測定装置の構造におい
ては、微弱光を試料容器の一部分から出射させているこ
とが一般的に常である。

ところが、従来の微弱光δｐ１定装置においては、微弱
光を取り扱うため、光検出器２２による検出、測定では
発光試料から受光面２２ａへ入射される受光量の集光効
率を上げることが要求されており、二のことは、高精度
測定にはＳ／Ｎ比の向上におい・・でも最も重要である
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、第３図に示されている従来の微弱光測定
装置では、試料容器１２の一部分である底面（透明窓１
４ａ）のみから下方へ出射される微弱光１０ｇを受光面
２２ａで受光しているので、このために、受光面２２ａ
で受ける集光量に限界があり、十分な光量が得られず、
どうしても集光効率が低くなってしまうという問題があ
った。

この結果、微弱光測定装置自体のＳ／Ｎ比に悪化を来た
し、高精度な測定値を得ることが困難であった。

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は微弱光を光検出器の受光面に入射させる光量の
集光効率の向上と、測光におけるＳ／Ｎ比の改善を可能
とする微弱光測定装置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に、本発明によれば、前記試料
容器の周囲に配置され、該試料容器周囲を通して発せら
れる発光試料の微弱光を反射させて前記受光面に集光入
射させる反射体を有し、前記試料容器周囲を通して発せ
られる発光試料の微弱光を測光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、本発明によれば、透明な
試料容器を保持部に挿入し、保持させる。

そして、保持されている該試料容器に発光試料を注入し
、その発光試料特有の微弱光が該試料容器の周囲を通し
て発せられ、該試料容器の周囲に配置されている反射体
でその微弱光を反射させる。

これにより、反射された微弱光は、光検出器の受光面に
集光入射される。この結果、前記試料容器の周囲及び底
面を通して出射された微弱光を測定することができ、集
光効率を向上させて微弱光のａｌｌＪ定を行うことがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明に係る微弱光Ｄ１定装置の好適な実施例を
図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の微弱光測定装置の構成を示した側面
断面図である。図に示されている試料容器１２及び光検
出器２２は、基本的構成及びその配置状態は従来と同一
である。

なお、前述した第３図に示されている従来例との同一部
材には同一符号を付し、以下構成とその作用動作の説明
を省略する。

本発明において特徴的なことは、前記試料容器周囲から
発せられる発光試料の微弱光を反射体で反射させ、受光
面に集光入射させることにあり、これにより、該試料容
器周囲から出射される微弱光を測光することが可能とな
る。

以下、第１図を用いて本実施例の構成を説明する。

図において、ホルダ３０は、挿入される試料容器１２を
所定位置に設定、保持するために設けられ、微弱光を有
効に通過させるために側面及び底面を透明なガラス又は
プラスチックなどで形成した保持部材である。すなわち
、このホルダ３０により、試料容器１２の底面部を受光
面２２ａに対向させるようにして配置させることができ
る。

凹面反射鏡３２は、発光試料の試料容器周囲における出
射された微弱光を反射させ、受光面２２ａに集光入射さ
せる反射体として設けられ、試料容器１２の周囲に配置
されている。

すなわち、この凹面反射鏡３２は、ホルダ３０に保持さ
れた試料容器内の発光試料１０を一方の焦点ｆ１とし、
前記ホルダ３０に対向して配置された受光面２２ａに他
方の焦点ｆ２を持つように配置されている。

もちろん、この凹面反射鏡３２は、図示のごとく外光の
入射を防ぐ遮光構造で形成されており、該反射鏡の反射
面は、集光のための面仕上げを高精度にする必要はなく
、例えばアルミ材を使って鏡面を形成してもよい。

微弱光１０ｂ及び１０ｃは、発光試料１０から出射され
る微弱光１０ａと同様であるが、１０ａが下方への出射
方向であるのに対し、例えば微弱光１０ｂは試料容器周
囲の側面下方、微弱光１０Ｃは側面上方への出射方向を
示す微弱光である。

ヒータ３４は、前記凹面反射鏡３２の外周に巻かれてお
り、試料容器中の発光試料１０を保温するために設けら
れている。もちろん、このヒータ３４には、図示しない
電源部から所定の保温に必要な電源が供給されている。

温度センサ３６は、前記ヒータ３４の使用時における温
度管理用に前記凹面反射鏡３２の外周部の一部分に設け
られており、例えば図示しない温度計などに接続されて
いる。これにより、測定者は、ヒータの温度をモニタす
ることができる。

透明仕切り窓３８は、板状に形成された透明なアクリル
又はガラス等の窓であり、図に示すように前記ホルダ３
０の底面と光検出器２２の受光面２２ａとの間に設けら
れ、前述したヒータ３４により発生する熱から該光検出
器２２を保護するための断熱用仕切り板である。

以下、本実施例の作用について詳細に説明する。

前記発光試料１０が注入されている試料容器１２を第１
図に示すようにホルダ３０に挿入すれば、発光試料から
出射される微弱光は、側面及び底面が透明なホルダ３０
を透過し、図示のように一方の焦点ｆｌから試料容器周
囲へ矢印１０ａ、１０ｂ、１θＣのように出射される。

更に、出射された微弱光は、光検知器２２の受光面２２
ａの他方の焦点ｆ２に集光入射される。

すなわち、従来においては一方の焦点ｆ１から他方の焦
点ｆ２に向かって出射される一方向の微弱光１０ａのみ
を受光していたが、これに対し、本実施例によれば微弱
光１０ａの受光と共に試料容器の側面から出射される微
弱光１０ｂ、１０ｃをも凹面反射鏡３２の反射により、
焦点ｆｌからｆ２へ向かって受光面２２ａの中心に集光
させることができる。

この結果、前記試料容器底面及び周囲の両方から出射さ
れる微弱光１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、光検出器２２の
受光面２２ａ中心に入射されるので、発光試料１０の量
に応じた光量を受光面２２ａで捉えることができる。

従って、本実施例における凹面反射鏡３２を用いること
により、集光効率を大幅に向上させることができる。そ
して、このことは従来に比して集光効率を約十倍程度改
善できることが実験的に確認されている。

次に、試料容器１２の周囲に配置される反射体の形状に
関し、他の実施例を第２図の概略断面図に基づいて説明
する。

第２図（ａ）には、前述した第１図の凹面反射鏡３２の
形状及びその配置状態が示されており、この反射体は、
例えば球面で近似した反射面を形成している。

また、第２図（ｂ）には、多面反射鏡４０が示されてお
り、この反射体は多面で反射面を形成しており、発光試
料から出射された微弱光を光検出器の受光面上で均一化
させる効果がある。すなわち、この多面反射鏡４０は、
それぞれの各面で反射させた微弱光を受光面上に集光さ
せるので、これによって、特に受光面が小さい場合、試
料容器内の試料中の位置に対する感度分布を均一化させ
るのに有効である。

第２図（ｃ）には、円錐面反射ｆｆ１４２が示されてお
り、この反射体は、円錐台で近似した反射面を形成して
いる。この反射面の形状は、加工が容易であり、かつ形
状が簡単なため測定装置自体の構造を簡単化することが
できる。

以上のように、本発明における反射体、具体的には、第
２図の実施例に示す凹面反射ｍ３２、多面反射ｖ１４０
、円錐面反射ｖ１４２を前記試料容器の周囲に設けるこ
とによって、発光試料の微弱光を効率的に光検知器で集
光し、測光することが可能となる。また、本実施例によ
れば、発光試料の撹拌のための回転機構や発光試料の保
温のためのヒータ加熱装置などもホルダ部３０や前記反
射体に装着することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明に係る微弱光測定装置によれば、
試料容器周囲を通して発せられる発光試料の微弱光を反
射体で反射させ、光検出器に集光入射させることができ
る。これにより、受光面に入射される光量の集光効率の
向上を得ることができると共に、微弱光の測定における
Ｓ／Ｎ比の大幅な改善を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る微弱光測定装置の側面断面図、 第２図は本発明の反射体に関する他の実施例を断面で示
した概略構成図であり、（ａ）は反射体として凹面反射
鏡を示した図、（ｂ）は反射体として多面反射鏡を示し
た図、（ｃ）は反射体として円錐面反射鏡を示した図、 第３図は従来の微弱光ρｊ定装置の側面断面図である。 １０　・・・　発光試料 １０ａ、１０ｂ、１０ｃ　　−・・　微弱光１２　・・
・　試料容器 ２２　・・・　光検出器 ２２ａ　　・・・　受光面 ３０　・・・　ホルダ ３２　・・・　凹面反射鏡 ４０　・・・　多面反射鏡 ４２ 円錐面反射鏡。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）保持部に挿入された透明な試料容器に発光試料が
   注入され、該発光試料から発せられる微弱光を光検出器
   の受光面で受け、該微弱光を測光する微弱光測定装置に
   おいて、 前記試料容器の周囲に配置され、該試料容器周囲を通し
   て発せられる発光試料の微弱光を反射させて前記受光面
   に集光入射させる反射体を有し、前記試料容器周囲を通
   して発せられる発光試料の微弱光を測光することを特徴
   とする微弱光測定装置。