JPH03504043A - 電気化学ルミネセンス現象の複数の同時測定を行う装置 - 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】 電気化学ルミネセンス現象の 複数の同時測定全行う装置 発明の分野 本発明は、１１Ｌ−Ａ化学ルミネセンス現象に係わシ、特に電気化学ルミネセン ス現象の測定で行う装置の構造および作動に関するものでめる。

発明の背景 電気化学ルミネセンス選す足技法に、電気化学および化学ルミネセンス検出技法 に由来するものである。電気化学（ｇｃ）は一般に、電気の化学変化との関係、 ならびに化学および電気二不ルギの転換を論する。化学ルミネセンス（ＣＬ）に 基づく分析’！７’Ｃは検出技法には例えば、測定δｎるべぎ当該未知量の分析 物全包有する試料の、化学ルミネセンスの標識化用同位体に結合された既知量の 反応物との混合物を形成する段階を一般によむ結合分析技法が＠Ｌ含される。こ の混合物は、標識化反応物が分析物と結合し得るよりに温置される。温置後に混 合物は、二つの留分、即ち結−８−ヒよび未結合留分に分離される。結合留分は 分析物へ結合さｎた標識化反応物であジ、未結合留分は残余の未結合反応物でめ る。次いでＣＬ測測定行われる。留分は、例えば留分への酸化体の付加によジ、 冷元−を発するようにされる。標識化反応物の結合訃よび未結合留分は、種々の 量の元を発出する。特定波長の化学ルミネセンスの測定レベルは、結合および／ ！ｆｃは未結合留分の量をそれぞれ示し、当業者は上記の諸測定から試料中の分 析物の量を定めることができる。

電気化学ルミネセンス（ＥＣＬ　）検出技法によれば、当該分析物の存在ンよび 蓋の、鋭敏且つ制御自在な測定が侍られる。ＢＣＬ技法に６つでは、温置される 試料がポルタンメトリ一方式の作動電極、即ちそこへ電圧が力■えられ且つ七こ からレドックス反応用の電流を送シ得る電極、へ露出される。ＥＣＬの混合物は 、ＣＬの混合物の場合に行われるよりに化学的環境のみにも、ＥＣにおける如く 電界のみにも反応せず、特定の時に特定の方法で作動電極へ印加された電圧によ り触発されて、制御自在に、電気化学ルミネセンスの当該波長のｊｔｋＥＣＬの 半量が発出するようにさせる。作動電極へ印加された電圧が本来の場所に酸化体 【生成させるが、これにＣＬ方法論の場合、外部から付加される。

この感度の農園は、一般に反応性混合物の特定の試料が、時には結果が同一と考 えるに光分なほど近くても、２回測定して敢密に同じ結果をもたらすことはめり 得ない、ということである。本願出願人に対する譲渡の義務全員う本出願の譲受 人の使用人の提案に従えば、次のＥＣＬ測定のため、精確に制御された面が侍ら ｎるように作動電極全調節できる。これにより、連続して個々の各試料に対する 制御自在の初期条件が得られるが、諸条件が測定後に変化Ｔる。

矢張ジ本願出願人に対する磯波の義務金員う本願出願人の別の使用人により、校 正信号全付与し、それに対して当該分析物のｔ気化学ルミネセンス全測定すべく 、既知量の標識化反応物が反応性混合物内に存在するようにした、内部の懐準Ｊ ＥｉＣＬ測定法を設定することが更に原案されている。従ってこの内部標準は、 第二の異なる波長の尤全発出し得る第二の当該分析物で必る。都合よく、この内 部標準は、第一の当該分析物と同僚な、電気化学ルミネセンスに対する化学的完 全性え、七〇発出され１と元の波長のみが異なるはずである。

わるいはｌた、内部標準ではない第二の当該分析物が反応性混合物内に存在する ことも１す９侍る。作動電極へ印カロされた電圧によジ触発されると第二の分析 物も元金発出するため、七の電気化学ルミ坏センスもｌた、Ｊ１００Ｌ測定プロ セス中の不可逆化学変化によシ影＃される。第一の当該分析物の電気化学ルミネ センスと内部標準（Ｉたは第二の当該分析物）とのレベルを、何れか一方の応答 が他方のＥ、ＣＬＬ定中に消滅ｌたは低減される前に同時に測定することは、極 めて有利でるる。

積度の本質的な向上合図るため２種の異なる波長における九度全同じ分析物につ いて測定することは、信号の若干の変動が消えるので、（反応と触発さぜるため に電極全使用しな＾）若干のＣＬ元測測定おいては周知されている。この目的の ために、２組の光電管全容々のための適切なフィルタと共に使用でき、あるいは 回転フィルタを備えた単一の元亀管金代シに使用することもできる。２組の充電 管を用いる場合には、ＣＬ爵体のかた１り内に元が生成され、七れが全ての方向 へ均等に発出される結果になるので、これらの充電管の空間的布置には全く制約 がなｈ０ ＥＣＬ技法において遭遇する問題点は、後段で更に充分論議するが、電極へ付カ ロされ′ｆｃ電位によジ、″ｆｌＬ極面を直接に取シ囲む試料の層内に生ずる化 学変化の結果として元が生成されるという事実に関連する、全く異なる問題であ る。この２Ｉ＃ｉの測定について、この層の化学的完全性を保持する技法により 、二つの分析物の濃度の一ノー正確な測定が得られる。

２糧の電気化学ルミネセンス波長の尤の測定における舅の障害は、電極が、その 特質により、元が全ての方向へ均等に発出ざｎることを妨げると−う事実から生 ずる。これによｐ１第一の分析物から生起する元と内部標準から生起する元との 同時測定に用いられる方法に幾何学的な制約が課せられる。

発明の目的および要約 従って本発明の目的は、上述の従来技術の諸国Ｊｌｉ回避する、電気化学ルミネ センス現象の測定全行う装置および方法？提供することにある。

本発明の七の上の目的は、同じ試料流体内に存在する二つ以上Ｏ当該分析物の更 に正確な測定かなされる、電気化学ルミネセンス現象の測定全行う装置および方 法全提供することにある。

本発明の七の上の目的は、同じ試料流体内に存在するそれぞれの当該分析物につ いて電気化学ルミネセンス現象の少なくとも二つの同時測定７行う装置および方 法を提供することにある。

本発明の更に七の上の目的は、いかなる当該分析物も他の当該分析物の測定に先 立って消滅させることなく、二つ以上の当該分析物の電気化学ルミネセンス現象 の測定全行うよりに作動できる装置を提供することにある。

本発明のそれ以上の目的は、全てのこれらの同時測定に利用可能な元の童全最大 限にさせる、電気化学ルミネセンス現象の二つ以上の同時測定ｔ？１′う装置お よび方法を提供することにある。

本Ｓ＠門の更にでの上の目的は、試料保持セルの二つ以上の側面へ九が向けられ 、ＪＣれによジ、それぞれの電気化学ルミ坏センス波長の元の検出のため、別々 の側面に別々の元検出器金配設し得るようにした、電気化学ルミネセンス現象の 二つの同時測定全行う装置および方法を提供することにある。

本発明のそれ以上の目的は、最小限度の試料容積金偏えた、電気化学ルミイセン ス現象の二つ以上の同時測定を行う装置および方法全提供することにある。

本発明の以上上の他の鎖目的と諸態様と諸特徴とは、全体を通じて類似の構成諸 要素および諸部分を同様な参照数字で表示するようにした添付図面に関連してな される、次の好適な実施例の詳細な説明によシ明らかとなろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による装置の第−実施例の分解側面斜視図、 第２図は第１図の装置の分解平面図、 第３図は第１図の装置に用いられる二つの電極ストリップの側面斜視図、 第４Ａ図は第１図の装置用の代替電極構造体の平面図、 第４Ｂ図は第１図の実施例に使用可能な代替セルの分解側面ｆ＋視図、 第５図は流過セルの構造の略図、 第６図は本発明による装置の第二実施例に利用可能なセルの分解側面斜視図、 第７図は流過セルの側面斜視図、 第８図は便＾捨て式セルの側面斜視図、第９図は本発明による装置の第二実施例 の側平面図、第１０図は第８図の装置ならびに第５図のセルの分解平面図、 第１１図は本発明による装置の第二実施例の分解側面斜視図、 第１２図は第１１図の装置ならびにそれと共に組み立てられた光電子増倍管の組 立部分断面立面図、第１６図は第１２図の線Ｂ−Ｂについての拡大期図、第１４ 図は第１６図のＭｅ−ｃについての断面図、第１５図は第１１図による本発明の 一部分の図である。

好適な実施例の詳細な説明 本発明は、ＥＣＬ現象の測定上行う装置および上記装置の作動に係わり、荷に２ 種以上の電気化学ルミネセンス波長での九の同時創足を可能にする装置に志向さ れるものである。本発明を理解するための予備知識としては、とのＥＣＬ現象七 ｔＬ自体の簡単な説明が適切と考えられる。

本願出願人の、同人に対する譲渡の義務を負う使用人によシ開発されたＥＣＬ技 法は、るる童の多成分液体試料の甲で、比較的少ないｒｓ度の試料内に存在する 当該分析換金検出する方法にして、ａ）Ｋ科’ｔ　（ｉＪ反復的に放射線を発出 すべくｇ薬を誘引するのに有効な適宜の源泉からのめる蛍の電気化学エネルギへ の露出の際に電磁放射線全反復的に発出子べく誘引することができ且つ（１１２ 当該分析物と化合することができる試薬と接触させ、分析物と試薬とが化合する ような適切な条件の下で接触が行われるようにする段階と、ｂ）反復的に放射線 を発出すべく試薬を誘引するのに有効な適宜の＃泉からのめる量の電気化学二手 ルギヘ、結果として得られた試料を露出させ、電磁放射線を反復的に発出すべく 試薬全誘引するのに適した条件下で露出が行われるようにする段階と、Ｃ）この ように発出された電磁放射線ｔ−慣出し、七れによシ試料申の尚該分析物の存在 を検出する段階とｔ含む方法である。

とのＥＣＬ技法に定められた諸方法は、不均質分析、即ち結合または未結合標識 試薬の電気化学エネルギへの露出に先立って結合標識化試薬がら未結合標識化試 薬が分離されるようにした分析と、均質分析、即ち未結合標識化試薬と結合標識 化試薬とが一緒に電気化学エネルギへ露出されるようにした分析とにおいて遂行 することかできる。均質分析の場合、結合標識化ｇ薬により発出される電磁ＪＲ ’Ｒｍ（九ンの強ざは、未結合標識化に系によシ発出される電磁放射線（元）の 強てよｐ大か小かの何れかでるる。七れぞれの結合および未結合鎖成分の存在ｌ たは不在は、強さの差を測定して定めることができる。− 一つのこの様ＥＣＬ技法においては、当該分析物と化合しないいたなる試薬も、 電気化学エネルギへの試料の露出に先立って試薬と接触されられた試薬から分離 される。別の技法の場合には、試料を試薬と接触させる前に、当該分析物を固定 化するように試料が処理される。当該分析物を固定化する方法は技術上周知され ており、試料を特定の面と接触δぜる段階を包含している。

ＥＣＬ技法は、技術上周知の如く、様々な検出および定量分析形式に利用できる 。定量分析においては既知量のｊｌｉｃＬ試薬が用いられ、存在する分析物の量 を算出するために、測定された電気化学ルミネセンスの量が既知の標準と相関さ れる。当業者には周知の方法により、正、逆、競合およびサンドインチ分析を遂 行することができる。列えば競合分析においてに、るる量の多成分液体試料内の 当該分析物のｔ’を定量的に定める方法が次のように遂行される。試料は、試料 内に通常存在しない相補的な材料上の部位全結合するために尚該分析物と競合し 侍る既知量の電気化学ルミネセンスに粟と、ｌた既知量の相補的な材料と接触す るが、この接触は、当該分析物と試薬とが相補的な材料へ競合的に結合するよプ に、適切な条件の下に行われる。結果として得られた試料が電気化学エネルギへ 露出され、発出された放射線の量が定量的に定められ、それにより試料内に存在 する当該分析物のＪｔ’ｅ定蓋的に定める。

当該分析物とは、例えば、試料中に存在するホールセル、サブセルラー粒子、ウ ィルス、グライオン、ピロイド、核酸、たんばく質、リボたんばく質、リボ多糖 、糖たんばく質、ペプチド、ホルモン、薬理作用物質、非生物学的重合体、合成 有機分子、有機金属分子ｌたは黒磯分子でろろう。更にｌｆｃ当該分析物とは、 試料中に存在するホールセル、サブセルラー粒子、ウィルス、プライオン、ピロ イドｌたは核酸でろろう。

試ＮＩｒ１、例工ｔｒｉｔｉＡ体、エマル７ヨン、サスペン７ヨン、液体ｌたは 気体から得られる。更にまた試料は、例えば水、食物、血液、血清、血しよう、 尿、便、組織、だ敦、油、有機溶媒Ｉたは空気からも得られる。

！ｆｃ試料には例えば、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホル ムアミド、ｎ−メチル・ピロリジノン、ｌたは第三ブチルアルコールが８１れる こともめる。試料には、還元剤や酸化剤が含ｌれることもある。

試料に接触させられた試薬には例えば、ホールセル、サブセルラー粒子、ウィル ス、プライオン、ピロイド、脂質、ｍｕ酸、核酸、多糖、次んばく質、リボたん ばく質、リボ多糖、糖たんばく質、ペプチド、セルラー代謝物質、ホルモン、薬 理作用物質、トランキライブ、催眠剤、アルカロイド、ステロイド、ビタミン、 アミノ酸、砂糖、非生物学的１合体、合成有機分子、有機金属分子、黒磯分子、 ビオテ／、アとジン電たはストレプトアビジンが含ｌれる。一つの例の場合、作 用物質は、抗体抗原、核酸、ノ・ブテン、リガンドもしくは＃素、ｌたはビオチ ン、アとンンもしくはストレプトアビジンへ結合された電気化学ルミネセンスの 半量でろる。試薬は、電気化学ルミネセンスの化学的生産へ結合された当該分析 物、ｌたは電気化学ルミネセンスの半量へ結合された当該分析物の類似体でめっ ても良い。

電気化学ルミネセンスの化学的半量には、例えば、ルテニウム、オスミウム、レ ニウム、イリジウム、ロジウム、白金、パラジウム、モリブデン、テクネチウム およびタングステン〃・ら成る群から金属が選定されるよりにした言金属有機化 合物が宮フれることもある。

上記の論議には、数多くの当該分析物と、多成分液体試料中のそれらの存在を定 性的且つ定量的に検出する種々の方法および分析とに河するＥＣＬ測定技法の広 範な適用可能性が示されている。これらのｇｃＬ技法の史に光分な説明につ贋て は、不出順と共通に譲渡されたＰＣＴ　！％庁出顛第Ｕ　Ｓ　８７　／　００９ ８７号が参照されるべきである。

上記に言及した如く、これらのＥＣＬ技法には、同−試料中の多数、即ち二つ以 上の当該分析物の検出を包含できる。ＫＣＬ測定全定量的に行′：）場合、測定 は極力精密且つ正確であるべきである。この測定の精度はその反復可能性、即ち 同叫初期栄件と、同じ試料化学組成とを以てする測定によシ同じ結果が得られる 限界、に関連全方する。この正確ざは、測定された濃度の実際の濃度に対する近 さに関連ｆＷする。上記のＥＣＬ測定の精度金高めるため、電気化学エネルギ全 供給′Ｔる電極を、電極上に特定の面を生成すべく極めて反復可能な方法で調整 することが、本線受入の同人に対する譲渡の義務全方する使用人により提案され ている。これは、ある特定の試料が測定のために提供された場合、七の結果が、 例えば相対的な標準偏差のある百分率以内で反復可能となること全意味している 。

本発明は、ＥＣＬ測定測定金製置の別の態様、測定の正確さ、へ志向されている 。各ＥＣＬ測定は、試料を装置の電極システム、％に七のポルタンメトリ一方式 の作動電極へ試料を露出させ、且つ電気化学ルミネセンス全触兄させるため既知 の可変電圧を作動電極へ印加することＩＣよシ行われる。この既知の電圧はしば しば第−電圧から第三電圧への′１圧掃引の彫金なし、第一電圧ｔ−経て第三電 圧へ戻ジ、久＾で再び第一電圧へ戻る。ＥＣＬ反応の本質は、ＦｌｉＣＬ測定プ ロセス中に試料が化学的に変化する、ということである。試料は電圧掃引かＬ： ）電圧掃引へと化学的に変化するの与ならず、それはｌた、単一の電圧掃引中に 可成シ変化する可能性かめる。従って、第−ＫＣＬ掃引の開始の際の試料の化学 構造がユニークで、上記第−ＢＣＬ掃引によって破壊される。谷続行ＥＣＬ掃弓 １１たは七の一部分の間中、試料の化学構造は、七の当初の化学構造と同じでは ない。

試料内の化学変化の定性的な特質は、次の如くであると考えられる。上記に参考 として引用δれ且つ共通に譲渡された出願に２いてＴＡＧと称される電気化学ル ミネセンスの半量は分析物へ結合されてもされなくても良＾が、何れの場合にお いてもそれは、作動電極から受は疋電気エネルギに触発された一連の化学反応の 結果として励起された状態に助長することができる。

例えばＴＡＧは、作動電極に生ずる次の反応で、２＋から６＋の酸化状態へ酸化 させることができる。

ＴＡＧ２”　　ＴＡＧ”　　＋　　ｅ−（１）この反応は、電極面へ直接に触れ る試料流体の薄い層（拡散層）にのみ生起することが周知されている。

酸化ざＡたＴＡＧ　（ＴＡＧ’つは、それが、ＴＡＧ”＋を元のＴＡＧ”＋へ戻 し得る強い還元体Ｐ０と反応でされば冷元金発するが、それは電気的に励起され た状態においてでろる。米国待針出願第０６／８５８，３５４号に記載された好 適な実兄例においては、この分子が、好都合なことにしゆう酸でも良い高＃度の 前駆物質Ｐ全包含する＊＊浴液内でＴＡＧ金混合することによって得られる。電 極からのエネルギは、先ず次のように前駆物質Ｐの酸化金生じさせる。

ｐ　　　　ｐ十　十　。−（２） 次いで酸化された前駆物質（Ｐりが単分子に転位して強い還元体Ｐ０全付与する ことができる。

ｐ十　　　　ｐＯ（５）　　。

人（１）、（２）、（６）の反応は全て、作動電極が触発値に到達した際、測定 掃引の一部分の間に生起される。

ここでＴＡＧ’＋が還元体Ｐ０と化学的に反応してＴＡＧ　２＋に、次の如く星 標（りで表示した電子的に励起された状態金もたらす。

ＴＡＧ”　＋　ＰｏＴＡＧ”＋＋　　ＰＤ（４）ここにＰＤは、式（２）におけ る如く反応性でｌｒ前駆物質の修正された形態でめる。励起され７ｔＴＡＧ２＋ 　がここで冷光奮発し、換言丁れば、七れが次の如く元金発出する。

ＴＡＧ２”　　ＴＡＧ２”　　＋　　ｈｃ／　　　　　　　　（５）ここにｈは ブランク定数、Ｃは元の速度、は発出された尤の波長である。

かくして測定掃引中にＴＡＧ”＋は、酸化されもしくは還元体分子と接触するこ とのできない七の何れの部分音も除いて酸化され、次＾で化学的に変化して励起 された状態に到達し、最後に冷′Ｍ：′Ｔ、発し、その当初の状態に戻る。しか じ、前駆物質Ｐはその反応性の状態へは戻らずに、七の非反応性の状態ＰＤへ化 学的に変化する。上記の如く、作動電極を囲む薄い層内のＴＡＧ分子のみが電位 の掃引中に反応し、掃引波谷ＴＡＧ分子はほとんど、不活性の前駆ｖｌＪｌ分質 Ｐ。でらる。若干の活性前駆物質Ｐが層内に残存するが、次の測定掃引中は、酸 化されて結局Ｐ０を生ずるＰ＋を付与することにわずかなＰしか利用できず、若 干のＴＡＧは共に反応すべき還元体Ｐ０を見いたすことがなく、従って冷光を発 するＴＡＧ分子の数に比例する元の強さが減少する、という明白な可能性がある 。しかし、分析物の濃度の尺度として用いられるのは元の強ざなので、測定の正 確さは損われる。

しかし、この化学変化の定量的な特質は未知であ広従って二つの異なる掃引で得 られたデータ金比較するために、化学構造が同じであることが一般に仮定されて いる。一定の化学ｍ造という間違った仮定に、誤って解釈された結果に反訳され る。即ち、二つの異なる掃引による結果は、掃引が不正確なためではなく、測定 に関連する化学薬品の組成と濃度とが変化したためである。しかじ、でれらがい かにして変化したかを知りなくては、結果のりｆ７Ｊ）な差違も測定された濃度 の要因とされ、従ってそれは不正確となる。

この問題は、内部の標準を便用する時に克服される必要かめる。このよりな状況 においては、当初の当該分析物で包有する同じ試料内で検出され且つ当初の当該 分析物のそれに可能な眼ジ近り反応機構を備えるように選定された第二の当該分 析物が内部の標準に設定される。内部標準の更に充分な説明につ＾ては、１９８ ７年１１月４日に提出され且つ本出願と共通に譲渡された米国特計出顧第１１７ ，０１７号の第１００〜１０３ページが参照されるべきである。出願第１１７， ０１７号の開示七参考業でにここに組み入れである。当初の当該分析物が第−掃 引で測定され且つ内部標準が第二掃引で測定されるか、ｌたはその逆の場合、上 記の問題点は、内部標準を囲む化学構造が第一測定掃引により変化しているので 、内部標準を用いる当初の当該分析物の適正な測定の困ＳさにＮ１層することに なろ９゜Ｉた一方では、化学組成と尤の強さとが、全く同じ線形電位掃引中に非 線形の様態で菱化するとい９事実によシ、たとえ当初の当該分析物が測定掃引の 第一部分で測距され且つ内部標準が上記第−測定掃引の第二部分で測定され、ｌ たたとえ七れらがめる種の交番的な試料採取、貯蔵および平均化機構で以て父査 的且つ反復的に測距されても、これらのＫＣＬ　６１１１定の極めて鋭敏且つ精 確な％質は、同じ電位掃引中の化学組成の変化による誤差が微々たるものではめ 多得ないことｔ意味している。本発明の目的は、ｉＣＬ現象の二つの測定全同時 に行い得るようにした装置全提供してこの誤差金除去することにある。

従って、本発明は、七の広い態様において、電気化学ルミネセンス現象の二つの 同時測定を行う装置を行う装置全包含する。この装置は、（〜試料を中に保持す る電気化学セル装置を甘み、セル装置が試料保持容積を包含し且つ第一および第 二透明プレートがそれらの間に試料保持容積を少なくともめる程度画定し、（匈 試料保持容積内に保持され次試料中の電気化学ルミネセンス全触発させる作動電 極と対向電極とを少なくとも包含す、る′ＲＬ億装置ｔ−甘みせ作動電極が、試 料に対し露出し得るように第一および第二透明プレートの少なくとも一方へ取シ 付けられ、更に複数の電気化学ルミネセンス波長において可成シ透明であり、Ｉ た試料を触発して第一および第二透明プレートに同か＾電気化学ルミネセンスの 放射＃’に発出させるように形成され、（Ｃ）″ＲＬ気化学ルミネセンス彼長の 第一の七几での放射線を検出するため第一透明プレートに直面する受光面を万す る第−光検出装置と、電気化学ルミネセンス波長の第二のそれでの放射源ｔ−慣 出するため第二透明プレートに直面する受光面を汀する第二光検出装置と金言み 、第一および第二元検出装置が独立に作動可能であシ且つそれぞれ第一および第 二波長での光検出のための同時作動に適応するようＫされている。

第一および第二透明プレートは平たんであれば良く、且つ対向してそれらの間（ （試験保持容積を画定していれば良い。都合よくは、電極装置が、試料を触発し て電気化学ルミネセンス放射線を第一および第ニブレートに向けてほぼ同号に発 出する如く形ＪＲされている。

対向電極は可成シ透明でるり、それと作動電極とｔ何れも第一透明プレート上へ 取ジ付は且つ、隔置され接続された電極のセットとして形成することができ、二 つの電極のセットが相互に差し込ｌれて可成り透明な相互差込み配列を第一透明 プレート上に形成している。

都合よくは、電極のセントの各々が超小形電極のセットである。

更にｌた、第一および第二光検出装置の各々はそれぞれの透明プレートに−ｆ： Ａそれのフィルタ装置を包含することができ、それぞれのフィルタ装置は七れぞ れの第一および第二波長の元金透過するようにされ、それぞれのフィルタ装置に よって送られる尤を検出する検出装置で包含することができる。それぞれのフィ ルタ装置は本装置ｊｔ、かう取外し自在とすることができ、光検出装置は充電予 増倍管装置τ包含することかできる。

作動？！極は第一透明プレートへ取り付けることができ、対向電極は可成り透明 で６９．且つ第二透明プレートへ取シ付けることができる。

セル装置上れ自体は本装置から取外し自在であれば良く、本装置は更に、セル装 置を本装置内の作動位置へ取外し自在に保持するセル保持装置と、作動位置にり るセル装置の円外への流体の流れｔ付与する流体輸送装置とで言み、セル装置は 、流体＠送装置の内外へ流体全移送するよりにでれた流過セルの選ばれた一つで あり、試料ｔ　ｃＰＶＣ包有する便い捨て式セルを含む。

上述の装置は、更に一般的には、電気化学ルミネセンス現象の複数の同時測定τ 行シ装置でめれば良い。

上記の場合には、電気化学ルミネセンス波長のそれぞれの一つでの光と検出する ために第一および第二透明プレートの一つに直面するそれぞれの受光面を有する 複数の光検出装置が独立に作動可能でめシ且つそれぞれの波長での光検出のため の同時作動に適応するようにされて＾る。

更に１だ、本発明の更に広い態様によれば、電気化学ルミネセンス現象の複数の 測定を行う装置が、に）試料ｔｃｐに保持する電気化学セル装置金言み、セル装 置が試料保持容積を包含し、（搬試料保持容積内に保持された試料中の電気化学 ルミネセンスを触発させる作動′ｇＬ極と対向電極とを少なくとも包含する電極 装置金倉み、作動電極が、試料に対し露出し得るよりに試料保持容積内へ取シ付 けられ、（Ｃ）それぞれ少なくとも第一および第二電気化学ルミネセンス波長で の元金検出する第一および第二元検出装置と、（ｄ）第一および第二電気化学ル ミネセンス波長での一７’［Ｌ−試料から光検出装置へ透過させるため第一およ び第二元検出装置とセル装置との間へ挿入された装置と′！ｉ−言んでいる。

都合よくは、第一および第二元検出装置がそれぞれの受光面を包貧し、ｊｔ全透 過ざぜる装置が、電気化学ルミネセンス波長のそれぞれ第一および第二のそれで の光を通過させるための、第一および第二元検出装置のそれぞれの受光面に直面 する第一および第二フィルタ装置勿包含している。セル装置は少なくともある程 度透明なプレートを包含してもよく、フィルタ装置の少なくとも一つはグレート に直面してそこを透過された元金受けるようにしても良＾。

電ｆｉ（ｔ、学ルミネセンス現象の二つの同時測定全行う特定の有利な装置が、 （〜試料を中に保持する電気化学セル装置金倉み、間に試料保持容積茫画定する 、対向する第一および第二透明プレートがセル装置に包含され、（ｂ）セル装置 内に取シ付けられ且つ、試料保持容積内に保持された試料中の電気化学ルミネセ ンス全触発させる作動電憔と対向電極とを少なくとも包含する電極装置金言み、 作動電極が、試料に対して露出し得るように第一および第二透明プレートの少な くとも一方へ取り付けられ、更に複数の電気化学ルミネセンス波長において可成 シ透明でろ夕、また試料を触発して第一および第二透明プレートに向かい電気化 学ルミネセンスの放射線を発出するよりに形成され、ＣＱ）本装置内の作動位置 にセル装置を取外し自在に保持するセル保持装置と、（中電極装置へ電圧信号全 作動させる作動位置にセル装ｆ’ｒ保持する際に電［装置へ電気的に接続するよ りにされた電圧調整装置とを含んでいる。本装置は更に、（句電気化学ルミネセ ／ス彼長の第一のそれでの元金検出する第−光検出装Ｒ金片み、第−光検出装置 が、第二透明プレートへ直接に直面し且つ！気化学ルミネセンス波長の第一のモ ルでの元金透過Ｔるようにされたフィルタ装置と、Ｎ−フィルタ装置により透過 される元金検出するため第一フィルタ装置へ直接に直面する受充面全方する元電 子増倍管装置と全包含し、（ｆ）！気化学ルミネセンス波長の第二のそれでの元 を検出する第二元検出装置を含み、第二元検出装置力へ電気化学ルミネセンス波 長の第二の−ｆ：ｆ′Ｌでの光を透過する第二透明プレートへ直接に直面するそ れぞれの受光面を有する第二フィルタ装置と、第二フィルタ装置により透過され る光を受けるため第二フィルタ装置へ直接に直面する第二元電子増倍管装置とを 包含し、第一および第二元検出装置が独立に作動可能であジ、それによ９本装置 が、それぞれ第一および第二元検出装置による第一および第二波長での光検出の ために、電気化学ルミネセンス現象の二つ全同時に行うよシにされている。

不兄例の広い態様によれば、電気化学ルミネセンス現象の複数の同時測定を行う 方法が、（ａＪそれぞれ第一および第二当該分析ｖｌを包含する少なくとも第一 および第二の電気化学ルミネセンス半量全包含するｇ科を選定する段階を含み、 第一当該分析物が第一電気化学ルミネセンス波長での充を発出するよう電気化学 的にｄす１可能でΦり且つ前記第二当該分析物が第二電気化学ルミネセンス波長 での″Ａ′ｔ−発出するよう電気化学的に誘引可能でり夛、（すに科における元 の発出全誘発するよりにされた作動電極へ試料を露出させる段階と、（Ｃ）作動 電極へ電圧信号τ付加して第一および第二電気化学ルミネセンス波長での尤の発 出全誘発する段階と、（ロ））第−光検出装置を用いて第一電気化学ルミ不セン ス波長での元金検出する段階と、（ｅ）第二元検出装置を用いて第二電気化学ル ミネセンス波長での光を同時に検出する段階とを含んでいる。

ここで図面に戻ると、先ず七の第１図では、本発明による、を気化学ルミ不セノ ス現象の二つの同時測定全遂行するようにされた装置１０の第−実施例が電気化 学セル１２と第一および第二元検出器１４．１６’ｅ包含し、七の各々が都合よ くは光電子増倍’ｆｆ　（ＰＭＴ　）である。他の形式の光検出器、例えばホト ダイオードｌｆＣはＣＯＤ装置、を代ジに用＾ても良い。更に、元を検出するた めに、写真フィルムやエマルション＋６用イて良＾。ＰＭＴ　ｊ　４は、第一フ ィルタ２２の背面２０へ直接に直面するよシにされた受光面１８金有する。第一 フィルタ２２は、都合よくハ、セル１２の第一透明サイド・プレート２６へ直接 に直面し且つ当接する前面２４’を有する。対応的に、第二ＰＭＴ　１６は、第 二フィルタ３２の背面３０へ直接に直面する受光面２８を有している。第二フィ ルタ３２は、セル１２の第二透明サイド・プレート３６へ直接に直面し且つ、都 合よくは当接する前面３４を有する。第一および第二透明プレー）２６．３６は 対向して、セル１２内に試料保持容積５０ｆｆｉ画定し、七〇中ｉｃ＄ｃＬ試験 用の試料が包有されている。都合よくはテフロンで作られ且つ４部分３γａ＋３ γｂ、　　３γｃ、３γｄに形成されたスペーサ３７がプレー）２６．３６間に 置かれ、試料保持容積の側壁全形成する中央開口部金備えている。スペーサ３７ は、都合よくは、各測定のためにそれを満たすに必要な試料の体積を最小化する ように、比較的薄い。例えばセル１２は、何れか１回に約１０〜２０μｌの試料 を保持することもある。

この第一実施例の場合、セル１２は、Ｋ科が入口管３８全経て導入され、出口管 ４０ｆ経て取シ出されるよりにした、いわゆる流過セルである。入口および出口 管３８．４０は何れも、都合よくは、ステンレス鋼で形成される。

第一フィルタ２２は、第一電気化学ルミイセンス波長１での元金透過するよりに されて＾る。従って第一透明プレート２６は全ての元の波長Ｖこおいて必ずしも 透明でめる必要はないが、第−波長１においては可成ジ透明でめるべぎでめる。

同様に、第二フィルタ３２は第二電気化学ルミネセント波長２での元を透過し、 第二グレー１・３６は少なくとも第二波長２において透明でりるべきでめる。Ｍ −および第二波長１．２は、多成分試料内に保持された二つの当該分析物によシ 生成されると予想される波長に対応するように選定される。二つの予め定められ た当該分析物からの特疋の波長１，２〒常に追求する単一形式の分析に装置１０ が提供される場合には、フィルタ２２．２３金装置１Ｑ内へ恒久的に取り付けれ ば良い。わるいはｌた、そして都合よくは、種々の当該分析物に対する種々の波 長でのＥＣＬ測定に適用できるように装置１０が意図δれる場合、フィルタ２２ ．２３は、取外し自在であシ従って、他の波長全選択すべく他のフィルタと交換 自在であれば良い。適正な識別のため、フィルタ２２は第二波長２での元金透過 せず、第二フィルタ３２は第一波長１での元を透過しない。

電極システム４２は、ＦｌｉＣＬ反応金触反応上触発めに用匹られる電気化学エ ネルギの電気的要素を提供するために設けられる。本発明によれば、２種のＨＣ Ｌ波長１．２での元が、それぞれ第一プレート２６および第ニブレート３６の双 方で受けられる。セル１２および電極システム４２は双方共、触発された試料が 第一および第ニゲレート２ｂ、３６の双方に回かつて元を発出するように形成さ れる。このためにセル１２は上記の形状τｌし、換言丁れば、送元された波長で の″Ｉｔ、全ＰＭＴｉ　４．　　ｉ　５へそれぞれが送っているフィルタ２２゜ ３２に直接に直面されている、対向する第一および第ニブレート２６．３６によ り狭くなっている。電極システ４４２のＱｆ通な実施例においては、作動電極４ ケと対向電極４６とが各々、隔置され接続ざ九た電極ストリップ４８０セットで アク、二つの電極ストリップのセットが相互に差し込ｌれて、第一プレート２６ の内面に相互差込み配列を形成している。第２図に示す如く、作動電極４４およ び対向電極４６のこの相互差込み配列は、試料保持容積５０内に保持された何れ の試料へも露出でれるように、第−Ｉｆｃに第ニブレート２６．３６の一方の内 面上に設ければ良い。セル１２はまた、都合よくは、セル１２の頂部スベーＶ部 分３ｒｄを経て試料保持容積５０内へ延びる参照電極５２ｉ１含する。あるいは ｌた、参照′ａ極５２を、入口管３８の前の上流側、もしくは出口管４０の後の 下流側へ取り付けても良贋。

更に電極７ステム４２には、底部スペーサ部分３７Ｃへ取っ付けられ、装置１０ がＭみ立てられた時にそれぞれ作動電極４４および対向電極４６と電気的接触上 行うようにされた、第一および第二接続電極５６゜５８が包含されている。接続 電極５６．５８は、作動および対向電極４４．４６へ電圧信号全供給し且つそれ ぞれの電極全流過する電流金測尾するボテンシオスタントの様態で有利に作動す る電圧調整装置６０から、選矩された電圧信号全供給する。２電極作動モードの 場合、参照電極５２は別々の電圧信号上受けない。しかし３電極作動の場合には 、電圧調整装置６０が別の接続電極（図示せず）を経て参照電極５２へ接続され る。

作動電極４４、’ｚｆｃはよシ詳細には作動電極４４に接触する試料の薄層、は 当該電気化学反応が発生する場所でめる。ＥＣＬの通用の場合、作＃電億４４は 、都合よくはこの目的に対して有効な白金、金、炭素Ｉたは七の他の材料で構成 された、硬質のポルタンメトリ一方式の電極である。対向電極４６もｌた、都合 よくは白金、金、ステンレス鋼’Ｅ７’Ｃにその他の材料で構成された硬質電極 で必シ、電気化学セル全完結している。

ＥＣＬ測定プロセスの間に、別の電気化学反応が対向電極４６に生起するが、そ れらは電気化学ルミネセンスの発出全刺激する種類のものではなく、従ってここ で考慮する必要にない。参照電極５２によれば参照電圧が得られ、それに対し、 作動電極４６によって付加される電圧が、例えば基準と対比して＋１．２ｖと示 される。参照を極５２が既知の、平衡し且つ安定した電圧を付与する場合、それ は、銀／塩化ｆｌｉ　（Ａｇ／ＡｇＣＪ　）で有礼に構成されるか、Ｉたは飽和 カロメル電極（ｓａｇ　）である。ある＾（は互た参照電極５２は、白金、金、 ステンレス鋼ｌたはその他の材料で構成された、いわゆる「準参照」電極でめっ でも良く、七の電位は未知でも一定でちゃ、それと対照して、作動電極４４へ付 加された電圧が測距される。２電極作動モードの場合、参照電極５２は対同電極 ４６と別個に機能せずに、そこへ電気的に接続されても良い。この場合、電圧調 整装置６０は本質的に電池として作用する。６′電極作動電圧調整装置６０は、 そのポテンシオスタット作動において、参照電極５２に関連して作動電極４４へ 既知の電圧を付与することによシ、作動電極４４と対向電極４６との間に流れる 電流を測定しながら電極システムヲ制御する。この目的のためのポテンシオスタ ットは周知されており、従って電圧調整装置６０の内部構造は、上記に詳述した 諸機能を生成する在来のポテンシオスタットの何れにも対応しているので、本発 明それ自体の一部分を構成するものではない。実際、装置１０を、内部電圧調整 装置６０なしで選択的に構成しても良いが、むしろ、電極４４．４６．５２へ所 要の電圧信号を付与すべく別個に制御される在来のポテンシオスタットへ接続さ れるようにされている。しかし、都合よくは、予め定められた順序で自動的に、 適切な信号を付加するように、例えばマイクロセッサ制御により電圧制御装置６ ０ｔ−プログラミングすれば良従って、二つの当該分析物を包有する試料が入口 管３８を経てセル１２内の試料保持容積５０へ導入され、電圧調整装置６０が作 動電極４４と対向電極４６（および随意選択的に参照電極５２）へ接続されると 、２種の波長１．２での光が、作動電極４４を囲む試料の部分で触発され、また セル１２の構成と、都合よくは、後段で論する如き作動電極４４の構成とにより 、第一プレート２６と第ニブレート３６との双方へ向かって透過される。第一フ ィルタ２２は第一波長２での光のみを第−ＰＭＴ　ｉ　４へ透過し、それが、生 成された光の強さと、従って試料中の第一当該分析物の濃度とを検出する。同様 に、第二フィルタ３２は第二波長２での光の一２Ａを第二ＰＭＴ１６へ透過し、 それが、波長２での光の強さと、従って試料中の第二当該分析物の濃度とを検出 する。

組み立てられた装置１にあっては、第−ＰＭＴ　１４と第一フィルタ２２とが、 直面する面を接触させ且つ第一プレート２６を第一取付はブロック６２に直接に 直面させて取り付けられる。同様に、第二ＰＭＴ　１５と第二フィルタ３２とが 、直面する面を接触させ且つ第ニブレート３６を第二取付はブロック６４に直接 に直面させて取り付けられる。これにより、光をセル１２からフィルタ２２へ透 過させるための光学エレメントのいかなる必要性も除去され、従って検出に利用 し得る光は最大化される。装置１０におけるこの構成はまた、ＰＭＴ　１４が、 フィルタ２２を経由する波長１のみでの光を受け、第ニブレート３６を経て透過 され且つ何等かの方法でＰＭＴ　１４へ反射し返された波長２でのいかなる光も 受けないことを保証するものである。対応的に、ＰＭＴ　１６も同様に、フィル タ３２を経由する第二波長２のみでの光を受け、第一プレート２６を経て発出さ れ且つ何れにせよ反射し返された第一波長でのいウジング（図示せず）内に包有 され、従ってＰＭＴ　ｊ　４または１６の何れかに受けられる外部の光は全くな い。

但し、その代りに、セル１２から、そこから隔置されたフィルタ／　ＰＭＴ装置 まで光を透過させるために、光ファイバのような光学エレメントを利用すること はできる。

だが、２組のＰＭＴ１４．１６の頭〜頭構成の利点の一つは、２組のＰＭＴ　１ ４．１６およびセル１２の受光面１８．２８間にいかなる「死んだ」空間もなし に、各ＰＭＴ１４．１６ならびにそのそれぞれのフィルタ２２．３２をそれぞれ のプレート２６．３６上へ直接に取ジ付は得る、ということである。これによシ 先ず、いかなる散乱光もＰＭＴ１４．１６へ入ることを防止され且つ、上記に指 摘した如く、光の集収や指向に対するいかなる光学の必要性も除去される。この 種の光学は、セル・プレート２６．３６が透明でない場合に必要である。この特 定の実施例の別の利点は、ライト・チョッパまたはフィルタ・ホイールのような 、いかなる運動部分もそれに使用されていな込ことである。この種の運動部分は 破損する傾向があり、望ましくは保全不要であるいかなる装置においても回避さ れるべきものである。この種の部分は、しかし、他の実施例では使用できる。更 に別の利点は、スペーサを極力薄く作ることによジ、二つの対面するプレート２ ６．３６をスペーサ３７で暫く近くに隔置し得ることで、試料保持容積５０か小 さく且つ分析のために少量の試料しか必要としない、という結果を得ている。

作動電極４４と対向電極４６との相互差込み配列は、それにより、電気化学反応 で生成された可成の量の光を各透明プレート２６．３６ｉ経て透過させ得るとい う点で、電極システム４２にとっては有利な構成である。第６図に示す如く、作 動電極４４と対向電極４６とを構成している個々の電極４８の各々は、高さＨと 幅Ｗとを有する狭い長方形のストリップである。ＥＣＬ反応は、作動電極４４を 直接に囲み且つ被覆する試料流体の量に生起し、試料の残余の部分の可成りの量 には発生しな−。電極ストリップ４８は第一プレート２６の内面に取り付けられ 、従ってそれらは、それらのそれぞれの高さくＨ）の側面と、一方の頂面６６と に沿ってのみ試料へ露出され、各電極ストリップ４８の底面はプレート２６によ り露出から防護される。高さくＨ）が比較的小さく、幅（Ｗ）が比較的太きけれ ば、電気化学反応が生起する表面積の大部分は頂面６６にあり、そこで生成され る光は電極ストリップ４８を経て第一プレート２６へ、そしてそこからＰＭＴ　 １４へと通れずに、はとんどその全体にわたり、第一プレート２６から離れて第 ニブレート３６に向かい透過される。

しかし、幅（Ｗ）が比較的小さく作られれば、従って電極ストリップ４８が超小 形電極となる限界においては、大部分の光が電極ス）　ＩＪツブ４８の側面から 発出され、第−プレート２６と第ニブレート３６とを同等に通って透過される。

理想的には、両プレート２６．３６に向かって光がほとんど同等に指向されるべ きであるが、両プレート２６．３６上への作動電極４４の取付けの故に、上記作 動電極により触発された若干の光は必然的に閉そくする。言う筐でもなく、第ニ ブレート３６上へ第二作動電極を取り付けることは、適当な装置により適切な電 圧信号がそこへ送られる限シ可能である。

第１図に示す如き作動電極４４と対向電極４６との相互差込み配列は極めて有利 であるが、特定の用途に依っては、他の電極パターンを用いることもできる。

第４Ａ図は、金属または酸化物の薄い、透明な、導電性の層で作られた、一つの 代替的な作動電極４５の構成を示す。この形式の構成を備える電極が第一プレー ト２６に取ジ付けられる場合には、対向電極５１を、作動電極４５を理む上記プ レート２６へ取り付けるか、都合よくは、第ニブレート３６へ取り付ければ良い 。

第４Ｂ図は、作動電極４７がセル１２のサイド・プレート上に取り付けられず、 試料保持容積５０内に懸垂されるようにした別の構成を示す。作動電極４７は、 都合よくは、金、白金等のシートまたは網である。次いで対向電極４９がセル１ ２の上流または下流側で、その外側、例えば入口管３８内に置かれる。対向電極 ４９が試料保持容積５０内にある場合、それはプレート２６．３６の何れかの内 面上の線、網または薄い、透明な、導電性の酸化膜の形であっても良い。このよ うな場合、作動および対向電極４７．４９ば、それらが接触せぬように寸法、形 状を定められるべきである。

流過セル１２の構造は、都合よくは、低コストに適するよう、簡単にされている 。第５図に略図で示す如く、セル１２′は、都合よくはガラスで形成され且つ、 薄く、透明で、導電性のフィルム（本例の材料は金、すすの酸化物、インジウム と錫の酸化物、白金等）としてがラス板２６′の内面にデポジットされた作動電 極４４′ヲ支える第一プレート２６′により最も簡単に構成できる。セル１２′ は更に、酸化物、金、または白金で作られた対向電極４６′を支える、矢張り都 合よくはがラスの、第ニブレート３６′を包含している。試料保持容積５０′を 生成するためには、入口ポート６８と出口ボート７０とを有し、そこを通って試 料流体が導入され且つ取り出されるようにした二つのプレート２６′、３６′間 に、テフロンまたはガラスのスペーサ６７を挿入すれば良い。

本発明による装置１「の別の実施例を第６図〜第１０図に示す。先ず第６図につ いて説明する。ここでセル１γが、第一透明プレート７２の内面上に作動電極７ ４と対向電極７６との相互差込み配列を支える第一透明プレート７２から成って いることがわかる。作動電極７４は電気接点８０を備え、対向電極７６は電気接 点８２を備えている。第一プレート７２が第ニブレート８４と接触する際に、接 点８０．８２を露出したま１にするため、第二透明プレート８４は、第一プレー ト７２と同じ幅を有しながら、より短い長さを有する。組み立てられた第一およ び第ニブレート７２．８４間には、試料保持容積５０″を画定する開口部８８を 残す薄いがスケット８６が備えられ、そこで作動電極７４と対向電極７６とが試 料に露出できる。セル１γの組み立てられた流過態様を示す第６図および第７図 に示されているように、ガスケット８６は入口および出口孔９０．９２を備える ことができ、そこを介しそれぞれの管９４．９６が通過して試料のための入口と 出口とを設ける。孔９０．９２はがスケット８８の側部を通って、その中央にあ る開口部８８内へ延びる。あるいはまた、がスケット８６の側部は硬直であって も良く、第８図に示す如く、セル１２′はそこで、試料が先ず試料保持容積５０ ″内へ挿入され、次いでプレート７２（または８４）がセル１γの完全の組立体 へ取り付けられるようにした「使い捨て」式セルとなる。用語「使い捨て」は、 第８図のセルが毎使用後に棄却されることを必ずしも意味せず、むしろ、毎使用 後に装置１σ′からセルを取り外し、その中の試料保持容積５σ′内へ新しい試 断を導入しなければならないことを意味するものである。

第９図および第１０図は、この実施例による組み立てられた装置１σ′の図であ る。第１図および第２図の実施例における如く、装置１［ｌｒ′は第−ＰＭＴ　 １４“と、対向する第二ＰＭＴ　１６“とを包含し、ＰＭＴ　ｌ　４′、１「′ と第一および第二プレー）７２．８４との間にそれぞれのフィルタ２γ、３γを 挿入させている。フィルタ２２′は第一フィルタ保持器９８内に保持され、第二 フィルタ３γは第二フィルタ保持器１００内に保持されている。ＰＭＴ　１４“ は取付はブロック６γによりハウジング内へ接続され、２ＭＴ１６〃は取付はブ ロック６４〃によりハウジング内へ接続される。セル１γは、第７図の流過構造 または第８図の使い捨て式構造の何れであろうと、装置１ｃｆの近接開口部１０ ４内へ滑動自在に受容されたセル保持器１０２内に保持されるようにされている 。第１０図に示す如く、セル保持器１０２はセル受容凹所１０６を包有し、試料 の入口および出口を設けるための管９４．９６と整合するようにされた内部配管 １０８．１１０ｅ有する。凹所１０６の内部電極面１１２が、電圧調整装置６０ （第１０図には図示せず）に至る装置１α′内の電気接続部１１６と、セル保持 器１０２が開口部１０４内にある時に整するようにされた別の電気接続部１１４ を介して対向および作動電極を接続している。

第１１図〜第１４図は、本発明による装置１（ｙ″の第三実施例を示す。先ず第 １１図について説明する。ここで装置１　（）”’は断面が基本的に円形であり 、概ねデ、イスクの直径に平行な線Ａ−Ａに沿って下方部分を取シ去ったディス クの形をなしている。この形状は、多くの標準光学エレメントが、標準化された 、円形に配列されたその上の接続部と共に、７６２ｍｍ（３ｔｎ）の標準半径の 円形断面で入って来るので、有利である。

従って取付はブロック１２０は、都合よくは、７６２ｍｔｘ　（３ｉｎ　）の整 合直径を有し、普通に入手可能なエレメント、特に光電子増倍管のねじ受けに整 合するようにされた三つのねじ受け１２２．１２４．１２６を備える。ねじ受け １２２〜１２６は、外側リング１３０の仕上面１２８上に布置される。第１２図 に示す如く、ハウジング１７４内の光電子増倍管（ＰＭＴ）は、ねじ受け１２２ 〜１２６を用いてリング１３０上に取り付けることができる。ＰＭＴハウジング １γ４は円形であジ、都合よくは、７６２ｍｍ（３ｉｎ）の取付はブロック１２ ０の直径を有し且つ、例えば浜松で生産されたＲ３７４またはＲ１１０１ＰＭＴ の何れかを包含する。第１６図に示す４口＜、リング１３０は、第二ＰＭＴハウ ジング１８２をその上に受けるための対応的なねじ受け１３４．１３６．１３８ と共に、仕上面１２゛８に対向する後部仕上面１３２を備えている。

リング１３０の半径方向に内側には、別個の取付はプレート１４６内のねじ受け １４４と整合するようにされた複数のねじ受け１４２を有するステップダウン面 １４０が位置している。取付はプレート１４６は、リング１３０内へ締りばめで はまるようにされた直径を有し、ねじ１４８により面１４０に対して保持されて いる。取付はブロック１２０と取付はプレート１４６とは何れも不透明な材料、 都合よくは、アルミニウムまたはステンレス鋼で構成されている。

はぼ長方形の凹所１５０が取付はブロック１２０の中央に位置し且つそこを経て 部分的に延びている。円形の孔１５２が凹所１５０内で中央に位置し、取付はブ ロック１２０の残余の厚さを貫いて延びている。凹所１５０は町成り透明な窓１ ５４を適切にその中へ受容している。窓１５４は凹所１５０内へはまり込み、都 合よくはブレキシグラス（商標名）で作られる。テフロン（商標名）スペーサ１ ５８は、スペーサ１５８が窓１５４へはめられた時に孔１５２の上に来るように された中央孔１６０ｔ−有する。作動／対向電極の相互差込み配列１６４ｔその 内面１６６上に有する透明プレート１６２は、凹所１５０内のスペーサ１５８に 対して適合するようにされて’／”）ｏ電線接続部１６８．１６９は配列１６４ から延びている。組み立てられた装置１０”においては、プレート１６２が取付 はプレート１４６によりスペーサ１５８に向かって押圧され、それによシ、漏れ ない試料保持容積ｓ　ｃｉ”を生成するように、窓１５４に抗してスペーサ１５ ８が押し下げられる。電極配列１６４が孔１６０の上に来るようにされ、従って それが試料保持容積５０”’内の何れの流体にも露出され、同時に電線接続部１ ６Ｂ、１６９は、外部のポテンシオスタット装置へ接続されるように、孔５７′ から面１４０に沿い、取付はブロック１２０から外へと延びる。

試料保持容積５０”は、都合よくは少量、都合よくは１０〜２０μｔ１の試料を 保持するようにされる。少量の試料流体で一般に試験に役立ち、また、上述の如 く電極配列１６４を直接に囲む試料流体のみが電気化学ルミネセンスを発出し、 従って更に深い容積は不経済且つ不必要であり、実際、発出された光の吸収を生 じさせる恐れがあるので、この少な５量は有利である。Ｉ取付はプレート１４６ は、孔１５２．１６０の上に来るようにされた中央孔１７０を有する。第１３図 および第１４図に示す如く、中央孔１７０はそこに、第一電気化学ルミネセンス 波長１での光を送るようにされた第一フィルタ１７２を保持するようにされてい る。５次いで第−ＰＭＴハウジング１７４（内部構造は図示せず）を取付はプレ ート１４６へ直接にはめ込み、ねじ受け１２２〜１２６内にはまるねじ１γ５に より取付はブロック１２０に対して保持し、光を通さないシールを形成すること ができる。第１６図および第１４図　〕に更に示す如く、第二電気化学ルミネセ ンス波長２での光を送るようにされた第二フィルタ１８０は、取り付はブロック １２０の孔１５２内へはめ込むことができる。第二ＰＭＴハウジング１８２（内 部構造は図示せず）は、対応するねじ１３４とねじ受け１３６とを介　５し、取 付はブロック１２０へ同様に取ｐ付け、付着させ得る。かくして、試料保持容積 ５「′内に保持され、そこへ露出された電極配列１６４により刺激された何れか の試料によシ発出された光は、グラス・プレート１６２上のある程度透明な電極 配列１６４を通り、第一フィルタ１７２を通って第−ＰＭＴハウジング１７４に 至るか、プレキシグラス窓１５４の後面を通り、第二フィルタ１８０に至り、次 いで第二ＰＭＴハウジング１８２に至るか、の双方により発生される。従って、 ・・ウジフグ１フ４内の第−ＰＭＴは当初の当該分析物のＥＣＬ光検出測定を遂 行すべく作動させることができ、ハウジング１８２内のＰＭＴは内部標準または 第二当該分析物についてのＥＣＬ光検出測定を同時に遂行することができる。言 うまでもなく、提言したようにハウジング１７２．１８２内の二つのＰＭＴは同 時に作動させることができるが、望むならば、それらの一つだけを、任意の特定 の時に作動させることが可能であることは理解されよう。

装置ｉ　ｔｙ”が「使い捨て」モードで作動されるように設計されれば、窓１５ ４および取付はブロック１２０はそれ以上の修正なしに上述の如く構成されよう 。このような場合、試料は、装置、即ち取外しＰＭＴ　ｉ　７４、取付はプレー ト１４６、プレート１６２および、都合よくは、スペーサ１５８、全開けること により、装置１「′内へ挿入される。次いで試料が試料保持容積内へ手動で入れ られ、装置１０”は再組立てされてＥＣＬ測定が遂行される。

しかし、その代りに、都合よくは、装置ｉｒ＊流過計器として構成することがで きる。この場合、二つの孔１８４．１８６が、ハウジン１２０の下方の平たん面 を通し、また凹所１５０を通し、更にまた内方へとせん孔される。窓１５０それ 自体には、二つの同様な、後方および下方へ延びるＬ形の通路１８８（第１３図 ）、および１９０（図示せず）が包含される。第１３図に詳細に示すように、都 合よくはステンレス鋼で構成された２本の管１９２．１９４が取付はブロック１ ２０内のそれぞれの孔１８４．１８６を貫通されて、それぞれ通路１９２．１９ ４へ接続している。管１９２．１９４はこうして窓１５４を凹所１５０内に保持 する。

管１９２は入口ボートとして役立ち、管１９４は出口ポートとして役立つ。従っ て、試料に管１９２を流過させ且つ管１９４から流出させることにより、試料保 持容積５σ″内へ試料を導入することができる。

本発明による装置のこの実施例が、それにより別個の、光を通さないノ・ウジン グの必要性が除去され、それにより試料保持容積が最小化され、且つそれが標準 的な光学エレメントを受は容れるようにされている、という点で、他の種々な理 由の中でも有利であることがわかるはずである。

第１５図には、第１１図〜第１４図の装置の変更態様が開示されており、ここで は作動および対向電極が試料保持容積内に懸垂されている。第１５図について説 明する。参照数字３０Ｌ　３０２は透明プレートを示し、参照数字３０３は流管 を示し、参照数字３０４．３０５は、透明プレート３０１．３０２にちょう付さ れたテフロン・テープのスペーサを示す。参照数字３０６は作動電極を示し、参 照数字３０７は参照電極を示し、それらの双方が透明プレート３０１．３０２間 に囲われた試料容積内に懸垂されている。

本発明を好適な三実施例に関連して説明したが、本発明の精神または範囲を逸脱 することなく数多くの変更および修正をなし得ることは明らかである。例えば本 発明は、二つの光検出器のみに限定されるものではなく、試料セルが充分に大き ければ、二つ以上の光検出器を、セルの一方または両方の側面に近接して位置さ せることができる。あるいはまたセルは、セルの内面の少なくとも一つに作動電 極を備え、また二つ以上の側面に光検出器を当接して位置させて、長方形または 多角形の断面を有することができる。セル自体の側面は必ずしも平たんである必 要はなく、曲面を呈しても良い。「使い捨て」式の実施例の場合、セル全体、作 動電極を支えるプレート、または作動電極自体は、作動電極が汚損した時には棄 却し若しくは交換すれば良い。

更にまた、光検出装置の各々は必ずしも同時に作動する必要はないが、少なくと も二つは同時測定に適しているべきであり、従って、望むならば、二つの同時Ｅ ＣＬ測定を行うことができる。本装置は必ずしもこのモードで作動される必要は なく、随意選択的に作動させて、同じ若しくは異なる波長で単−ＥＣＬ測定な継 続的なＥＣＬ測定を行えば良い。但し、本発明による装置は、異なるモードで作 動された場合にも、同時ＥＣＬ測定の選択権を保有するものである。

室温の高下による試料信号の変動を補正するために、本発明による装置が使用さ れている。可変濃度の分析物を表示するために、第一電気化学ルミネセンス（Ｅ ＣＬ）化合物ルテニウム・トリス・ビピリジル、Ｒｕ（ｂｐｙ）、、＋２が用い られた。

内部基準として、第二ＥＣＬ化合物、オスミウム・トリス・ビピリジル、０ｓ（ ｂｐｙ）３＋２が用いられた。両化合物は５３　ｍＭ　）　’）プロピルアミン 緩衝剤（−７，５１５０ｍＭ、りん酸塩）内に包有された。

試料数　５゜ Ｒｕ（ｂｐｙ）３＋２の濃度　０〜１０００　ｐｍｏ１校正ラインを設定するた め。（ｐｍｏｌ：　１０　”　ｍｏｌ）全ての試料が単一濃度の０ｓ（ｂｐｙ） ３＋２を包有していた。

作動および対向電極（４０本／　２５．４　ｍｍ　（１ｎ）ゴールドメソンユ） が、第１１図および第１５図に示す如き試料容積を挾んだ光学的に透明なプレー トへちょう付されたテフロン・テープ・スペーサ間に懸垂された。

参照電極は、弾性けい素管材を介して溶体接触された銀／銀塩化物（３Ｍ　ＫＣ ｌ　） であった。試料は、流量が６ｒｎｌ　／　ｍｉｎの螺動性ポンプ全周いてセルへ 導入された。測定は停止水モードで行われた。パイン・インスツルメント・カン パニー（ＰＩＮＥ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）製のポテンシオ スタットにより、３電極の試料セルに対し、電気化学励起が加えられた。スキャ ン・レート０．２　ｖ／　ｓのジグデグ電圧波形が作動電圧に加えられた。０． Ｏｖ　ｖｓ、　Ａｇ　／ＡｇＣｔテ開始、＋　２．０　Ｖ　〜−０，６Ｖに至り 、０．Ｏｖに戻った。

パシフィック・インスツルメント・フォトメタを用いて０．６ＫＶで作動する浜 松Ｒ２２２８光電子増倍管を使用し、フィルタ・エレメント無しでセルのサイド １が観察された。オリエール・フォトメタにより　０．７３６ＫＶで作動される 浜松Ｒ−３７４光電子増倍管を用いて、ショートパス（６５０ｍｍ）波長フィル タによりサイズ２が観察された。光電子増倍管の電圧は、ＥＣＬセルの両サイド からの１０００　ｐＭ　Ｒｕ（ｂｐＹ）３＋２に対し、同じマグニチェード信号 を与えるように校正された。試料セルの両側からの試料の読みは同時に測定され 、Ｘ−Ｙ−Ｙレコーダのチャート・ペーパにリアルタイムで記録された。

Ｒｕ（ｂｐｙ）　３　”　２の校正ラインのこう配から測定された温度変動が、 制御されずに記録された室温でのドリフトにより、２３°と２７°との間でのこ り配の５７％の変化を与えていることが観察された。同じ試料の読みから、Ｒｕ （ｂｐｙ）３”’信号が○５（ｂｐｙ）”３２信号に対して比率を示した。後者 の信号は、全信号（セルのサイド１）とＲｕ（ｂｐｙ）３＋２信号（セルのサイ ド２）との差から計算され、上記の温度範囲を超えるこう配の３．２優の変動を 示す校正ラインが得られた。２〜３％の誤差が、相対的な信号のマグニチュード についてなされた仮定のために、計算の中に伝播した。使用された濃度範囲にわ たって、分析物Ｒｕ（ｂｐｙ）ｓ＋２校正と比校正との双方が線形であった。実 験は、本装置が、温度変動に対する分析物の感度を変えるための内部の標準的な 方法を都合よく設定し得たことを示している。

数多くの他の電極とセルとの形状と構造とがあり、他の変更もまた可能であり、 従って本発明の範囲は、添付フレイムへの参照により定めるべきものである。

ＦＩ　Ｇ、　１ ＦＩＧ、４Ｂ 国際調査報告 １川−Ｈ閂−１−＋＋ｅ＋Ｉａｌ＾ｅｅｈｔａ＋−ｏｎＮｏ、Ｐ口Ｔ／ＬＪＳＳ り１０１８を二Ｊ＝＝；

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．電気化学ルミネセンス現象の二つの同時測定を行う装置にして、 （ａ）試料を中に保持する電気化学セル装置を含み、前記セル装置が試料保持容 積を包含し且つ第一および第二透明プレートがそれらの間に前記試料保持容積を 少なくともある程度画定し、（ｂ）前記試料保持容積内に保持された試料中の電 気化学ルミネセンスを触発させる作動電極と対向電極とを少なくとも包含する電 極装置を含み、前記作動電極が、前記試料に対し露出し得るように前記第一およ び第二透明プレートの少なくとも一方へ取り付けられ、更に複数の電気化学ルミ ネセンス波長において可成り透明であり、また前記試料を触発して前記第一およ び第二透明プレートに向かい電気化学ルミネセンスの放射線を発出させるように 形成され、 （ｃ）前記電気化学ルミネセンス波長の第一のそれでの放射線を検出するため前 記第一透明プレートに直面する受光面を有する第一光検出装置と、前記電気化学 ルミネセンス波長の第二のそれでの放射線を検出するため前記第二透明プレート に直面する受光面を有する第二光検出装置とを含み、前記第一および第二光検出 装置が独立に作動可能であり且つそれぞれ第一および第二波長での光検出のため の同時作動に適応するようにした装置。
2. ２．請求項１に記載された装置において、前記第一および第二透明プレートが平 たんであるようにした装置。
3. ３．請求項２に記載された装置において、前記第一および第二透明プレートが対 向してそれらの間に前記試料保持容積を画定するようにした装置。
4. ４．請求項３に記載された装置において、前記電極装置が、前記試料を触発して 電気化学ルミネセンス放射線を前記第一および第二プレートに向けてほぼ同等に 発出する如く形成されるようにした装置。
5. ５．請求項３に記載された装置において、前記対向電極が可成り透明であり、前 記作動電極と前記対向電極とが何れも前記第一透明プレート上へ取り付けられ且 つ各々隔置され接続された電極のセツトとして形成され、二つの電極のセツトが 相互に差し込まれて可成り透明な相互差込み配列を前記第一透明プレート上に形 成するようにした装置。
6. ６．請求項５に記載された装置にかいて、前記の電極のセツトの各々が超小形電 極のセツトであるようにした装置。
7. ７．請求項１に記載された装置において、前記第一および第二光検出装置の各々 がそれぞれの透明プレートにそれぞれのフイルタ装置を包含し、それそれのフイ ルタ装置がそれぞれの第一および第二電気化学ルミネセンス波長の光を透過する ようにされ、それぞれのフイルタ装置によつて送られる光を検出する検出装置を 包含するようにした装置。
8. ８．請求項７に記載された装置にりおいて、前記のそれぞれのフイルタ装置が前 記装置から取外し自在であるようにした装置。
9. ９．請求項１に記載された装置において、前記第一および第二光検出装置の各々 が光電子増倍管装置を包含するようにした装置。
10. １０．請求項１に記載された装置において、前記作動電極が前記第一透明プレー トへ取り付けられ、前記対向電極が可成り透明であり且つ前記第二透明プレート へ取り付けられるようにした装置。
11. １１．請求項１に記載された装置において、前記作動電極と前記対向電極とが何 れも前記第一透明プレートへ取り付けられるようにした装置。
12. １２．請求項１１に記載された装置において、前記作動および対向電極の各々が 、隔置され接続された電極のセツトとして形成され、二つの電極のセツトが相互 に差し込まれてある程度透明な相互差込み配列を前記第一透明プレート上に形成 するようにした装置。
13. １３．請求項１２に記載された装置において、前記の電極のセツトの各々が超小 形電極のセツトであるようにした装置。
14. １４．請求項１に記載された装置において、前記セル装置が前記装置から取外し 自在であり、前記装置が、前記セル装置を前記装置内の作動位置へ取外し自在に 保持するセル保持装置と、前記作動位置にある前記セル装置の内外への流体の流 れを付与する流体輸送装置とを含み、前記セル装置が、前記流体輸送装置の内外 へ流体を移送するようにされた流過セルの選ばれた一つであり、試料流体を中に 包有する使い捨て式セルを含むようにした装置。
15. １５．電気化学ルミネセンス現象の複数の同時測定を行う装置にして、 （ａ）試料を中に保持する電気化学セル装置を含み、前記セル装置が試料保持容 積を包含し且つ第一および第二透明プレートがそれらの間に前記試料保持容積を 少なくともある程度画定し、（ｂ）前記試料保持容積内に保持された試料中の電 気化学ルミネセンスを触発させる作動電極と対向電極とを少なくとも包含する電 極装置を含み、前記作動電極が、前記試料に対し露出し得るように前記第一およ び第二透明プレートの少なくとも一方へ取り付けられ、更に複数の電気化学ルミ ネセンス波長においで可成り透明であり、また前記試料を触発して前記第一およ び第二透明プレートに向かい電気化学ルミネセンスの放射線を発出させるように 形成され、 （ｃ）前記電気化学ルミネセンス波長のそれぞれの一つでの光を検出するために 前記第一および第二透明プレートの一つに直面するそれぞれの受光面を有する複 数の光検出装置を含み、前記の複数の光検出装置が独立に作動可能であり且つそ れぞれの波長での光検出のための同時作動に適応するようにした装置。
16. １６．電気化学ルミネセンス現象の複数の測定を行う装置にして、 （ａ）試料を中に保持する電気化学セル装置を含み、前記セル装置が試料保持容 積を包含し、（ｂ）前記試料保持容積内に保持された試料中の電気化学ルミネセ ンスを触発させる作動電極と対向電極とを少なくとも包含する電極装置を含み、 前記作動電極が、前記試料に対し露出し得るように前記試料保持容積内へ取り付 けられ、（ｃ）それぞれ第一および第二電気化学ルミネセンス波長での光を検出 する第一および第二光検出装置と、 （ｄ）前記第一および第二電気化学ルミネセンス波長での光を前記試料から前記 光検出装置へ透過させるため前記第一および第二光検出装置と前記セル装置との 間へ挿入された装置とを含むようにした装置。
17. １７．請求項１６に記載された装置において、前記第一および第二光検出装置が それぞれの受光面を包含し、光を透過させる前記装置が、前記電気化学ルミネセ ンス波長のそれぞれ前記第一および第二のそれでの光を通過させるための、前記 第一および第二光検出装置のそれぞれの受光面に直面する第一および第二フイル タ装置を包含するようにした装置。
18. １８．請求項１７に記載された装置において、前記セル装置が少なくともある程 度透明なプレートを包含し、前記フィルタ装置の少なくとも一つが前記プレート に直面してそこを透過された光を受けるようにした装置。
19. １９．電気化学ルミネセンス現象の二つの同時測定を行う装置にして、 （ａ）試料を中に保持する電気化学セル装置を含み、間に試料保持容積を画定す る、対向する第一および第二透明プレートが前記セル装置に包含され、 （ｂ）前記セル装置内に取り付けられ且つ、前記試料保持容積内に保持された試 料中の電気化学ルミネセンスを触発させる作動電極と対向電極とを少なくとも包 含する電極装置を含み、前記作動電極が、前記試料に対して露出し得るように前 記第一および第二透明プレートの少なくとも一方へ取り付けられ、更に複数の電 気化学ルミネセンス波長において可成り透明であり、また前記試料を触発して前 記第一および第二透明プレートに向かい電気化学ルミネセンスの放射線を発出さ せるように形成され、 （ｃ）前記装置内の作動位置に前記セル装置を取外し自在に保持するセル保持装 置と、 （ｄ）前記電極装置へ電圧信号を作動させる前記作動位置に前記セル装置に保持 する際に前記電極装置へ電気的に接続するようにされた電圧調整装置と、 （ｅ）前記電気化学ルミネセンス波長の第一のそれでの光を検出する第一光検出 装置とを含み、前記第一光検出装置が、前記電気化学ルミネセンス波長の前記の 第一のそれでの光を透過する前記第一透明プレートへ直接に直面するそれぞれの 受光面を有する第一フイルタ装置と、前記第一フィルタ装置により透過される光 を検出するため前記第一フイルタ装置へ直接に直面する光電子増倍管装置とを包 含し、 （ｆ）前記電気化学ルミネセンス波長の第二のそれでの光を検出する第二光検出 装置を含み、前記第二光検出装置が、前記電気化学ルミネセンス波長の前記の第 二のそれでの光を透過する前記第二透明プレートへ直接に直面するそれぞれの受 光面を有する第二フイルタ装置と、前記第二フイルタ装置により透過される光を 検出するため前記第二フイルタ装置へ直接に直面する第二光電子増倍管装置とを 包含し、 （ｇ）前記第一および第二光検出装置が独立に作動可能であり、それにより前記 装置が、それぞれ前記第一および第二光検出装置に上よる第一および第二波長で の光検出のために、電気化学ルミネセンス現象の二つの同時を行うようにされた 装置。
20. ２０．電気化学ルミネセンス現象の複数の同時測定を行う方法にして、 （ａ）第一および第二電気化学ルミネセンス波長での光を発出するようにそれぞ れ電気化学的に誘引可能な、少なくとも第一および第二の電気化学ルミネセンス 半量を包含する試料を選定する段階と、 （ｂ）前記試料における光の発出を誘発するようにされた作動電極へ前記試料を 露出させる段階と、（ｃ）前記作動電極へ電圧信号を付加して前記第一および第 二電気化学ルミネセンス波長での光の発出を誘発する段階と、 （ｄ）第一光検出装置を用いて前記第一電気化学ルミネセンス波長での光を検出 する段階と、（ｅ）第二光検出装置を用いて前記第二電気化学ルミネセンス波長 での光を同時に検出する段階とを含む方法。