JPH0648246B2 - 分光螢光光度計における波長プログラミング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は分光蛍光光時計において検出される各ピーク
に応じて励起波長と蛍光波長を自動的に切り換える波長
プログラミング装置に関するものである。

（従来の技術） 波長プログラミング装置を備えた分光蛍光光度計は、例
えば液体クロマトグラフの検出手段として使用され、流
出液のピークに応じて励起波長と蛍光波長が自動的に切
り換えられる。

波長プログラミング装置を備えた分光蛍光光度計の例を
第９図に示す。２は励起分光器で、光源４からの光を分
光し、波長駆動モータ６により設定された所定波長の励
起光８を放射する。励起光８はハーフミラー１０、レン
ズ１２、ミラー１４及びレンズ１６を経て液体クロマト
グラフのフローセル１８に入射される。２０は励起光８
の強度をモニタするための検出器である。励起光８によ
り照射されたフローセル１８中の流出液からは蛍光２２
が放射され、この蛍光２２は蛍光分光器２４で分光さ
れ、波長駆動モータ２６で設定された所定波長の蛍光が
検出器２８で検出される。

３０は波長プログラミング装置であり、フローセル１８
中を通過する流出液成分に応じて予め設定された励起波
長と蛍光波長になるように、波長駆動モータ６及び２６
を制御する。

ところで、蛍光検出時のクロマトグラムは、例えば第１
０図に示されるようなものであり、現れるピークＰ_１，
Ｐ_２，Ｐ_３，……のそれぞれのピークのスタート点から
の流出時間ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３、……、ピーク幅、励起波
長及び蛍光波長は、予めデータとして知ることができ
る。そのため、従来の波長プログラミング装置において
は、それらのデータから各ピークについて波長切換え時
刻、励起波長及び蛍光波長を設定し、その設定値に従っ
て自動的に波長走査を行なうようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の波長プログラミング装置では、波長切換え時刻が
一旦設定されると、目的波長まで走査することが可能で
あるか否かを判断することなく、設定された波長切換え
時刻に従って目的波長までの波長走査が行なわれる。例
えば、ｍ番目の波長切換え時刻と（ｍ＋１）番目の波長
切換え時刻の時間間隔が小さい場合でも、ｍ番目の波長
切換えの際には（ｍ＋１）番目の波長切換え時刻を無視
して目的波長までの波長走査が行なわれる。そのため、
（ｍ＋１）番目の波長で測定すべき成分がｍ番目の波長
ですでにフローセルを通過して流出してしまうという不
都合が生じる。

この発明は、上記の不都合が発生しないようにした波長
プログラミング装置を提供することを目的とするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） この発明の波長プログラミング装置は、各クロマトピー
クの流出時間ｔｎ，ピーク幅Ｗｎ、励起波長λexn及び
蛍光波長λemn、並びに励起分光器の走査速度Ｖex及び
蛍光分光器の走査速度Ｖemをパラメータとして入力し、
これらのパラメータをもとにして波長走査が可能か否か
を判別し、波長走査不可能な個所があれば対応するピー
クのパラメータを修正してやることにより走査可能な波
長切換え時刻を設定できるようにしたものである。

この発明の概略は、第１図に示されているように、分光
蛍光光度計で検出される各クロマトピークの流出時間ｔ
ｎ，ピーク幅Ｗｎ、励起波長λexn及び蛍光波長λemnを
パラメータとして記憶する書換え可能な第１パラメータ
記憶手段３２と、この第１パラメータ記憶手段３２に上
記パラメータを設定するキー入力手段３４と、励起分光
器の走査速度Ｖex及び蛍光分光器の走査速度Ｖemを記憶
している第２パラメータ記憶手段３６と、第１パラメー
タ記憶手段３２からクロマトピークのパラメータを入力
し、第２パラメータ記憶手段３６から励起分光器及び蛍
光分光器の走査速度を入力して、隣接クロマトピーク間
で両分光器の波長走査が可能か否かを判別する波長走査
可否判別手段３８と、この波長走査可否判別手段３８に
よる判別の効果を表示する表示手段４０と、第１パラメ
ータ記憶手段３２からパラメータを入力し、励起分光器
及び蛍光分光器の波長切換え時刻Ｔｎを算出する波長切
換え時刻算出手段４２と、この波長切換え時刻算出手段
４２で算出された波長切換え時刻を記憶する波長切換え
時刻記憶手段４４と、タイマーを有し波長切換え時刻記
憶手段４４の記憶内容にしたがって励起分光器と蛍光分
光器を走査させる波長プログラミング実行手段４６５
と、を備えて構成されている。

（作用） 波長走査可否判別手段３８は、予め設定された第１パラ
メータ記憶手段３２のパラメータと、第２パラメータ記
憶手段３６とから隣接する一方のピークの終点から他方
のピークの始点までの間に励起分光器と蛍光分光器の波
長走査が完了するか否かを判別する。

もし、波長走査が完了できないピーク区間があればそれ
らのピークを記憶し、表示手段４０により表示する。操
作者は表示されたピークについてのパラメータＷｎを例
えば０とするように、キー入力手段３４から修正するこ
とにより、そのピーク区間の波長走査を可能とする。波
長切換え時刻算出手段４２では修正されたパラメータを
もとにして波長切換え時刻を再度算出し、波長切換え時
刻記憶手段４４はその修正された波長切換え時刻データ
により更新され、波長プログラミングはその修正された
波長切換え時刻データに従って実行される。

（実施例） 第２図はこの発明の一実施例のシステム構成例を表わ
す。

５０はこの波長プログラミング装置の動作を制御するＣ
ＰＵで、クロック発生回路５１からクロック信号を入力
する。ＣＰＵ５０は第１図における波長走査可否判別手
段３８、波長切換え時刻算出手段４２、波長切換え時刻
記憶手段４４及び波長プログラミング実行手段４６に対
応している。５２はＲＡＭで、第１図の第１パラメータ
記憶手段３２に対応し、キー入力手段としてのキーボー
ド３４ａからバス５４、ＣＰＵ５０を介してパラメータ
としての各クロマトピークの流出時間ｔｎ，ピーク幅Ｗ
ｎ、励起波長λexn及び蛍光波長λemnが入力され、記憶
する。５６はＲＯＭで、第１図の第２パラメータ記憶手
段３６に対応し、バス５４を介してＣＰＵ５０と接続さ
れており、パラメータとしての励起分光器の走査速度Ｖ
ex及び蛍光分光器の走査速度Ｖemを記憶している。

４０ａは第１図の表示手段４０としてのＣＲＴ、６０は
励起分光器の波長駆動モータとしてのパルスモータ６ａ
と接続されるＩ／Ｏポート、６２は蛍光分光器の波長駆
動モータとしてのパルスモータ２６ａと接続されるＩ／
Ｏポート、６４はプリアンプ６６を介して検出器２８に
接続されるＡ／Ｄ変換器で、これらはいずれもバス５４
を介してＣＰＵ５０に接続されている。ＣＰＵ５０には
また、バス５４、インターフェース６８を介してデータ
処理を行なうためのパーソナルコンピュータ７０が接続
されている。

（動作） 次に同実施例の動作を第３図ないし第６図のフローチャ
ートを参照して説明する。

励起分光器の波長走査と蛍光分光器の波長走査は同時に
行なうこともできるし、順次行なうこともできる。この
実施例では両分光器を順次波長走査するものとして説明
する。

第３図はメインプログラムであり、まずパラメータとし
て各クロマトピークの流出時間ｔｎ，ピーク幅Ｗｎ、励
起波長λexn及び蛍光波長λemnを入力する（ステップＳ
１）。Ｎはピークの個数で、パラメータの入力個数から
算出される。次に、波長走査が全隣接ピーク間で可能で
あるか否かを判別するテストを行なう（ステップＳ
２）。もし、波長走査不可能なピーク区間があれば対応
するピーク番号を表示する（ステップＳ３）。全区間で
波長走査が可能な場合にはフラグＡを１にセットし（ス
テップＳ４）、ＣＲキーが押されることにより波長プロ
グラミングを実行する（ステップＳ５，Ｓ６）。テスト
の結果、波長走査不可能な区間があれば、区間に対応す
るピーク番号が表示されるので、操作者がそのピークの
ピーク幅（例えばＷｍ，Ｗ_m-1 ）を設定し直す（例えば
０にする）ことにより（ステップＳ４，Ｓ７→Ｓ１）、
再びテストが行なわれ、その結果全区間での波長走査が
可能になるとフラグＡが１となる。

ステップＳ２のテストは第４図のように行なわれる。

ｎ＝１とおいて（ステップＳ１０）、クロマトピークの
流出時間ｔｎ，ピーク幅Ｗｎ、励起波長λexn及び蛍光
波長λemnをＲＡＭ５２から読み込み、励起分光器の走
査速度Ｖex及び蛍光分光器の走査速度ＶemをＲＯＭ５６
から読み込む（ステップＳ１１，Ｓ１２）。その読み込
んだパラメータをもとにして、各隣接ピークについて、 Sexn＝Vex｛tn-t_n-1-(W_n-1+W_n)／２｝ Semn＝Vemn｛tn-t_n-1-(W_n-1+W_n)／２｝ Pexn＝λexn-λ_exn-1 Pemn＝λemn-λ_emn-1 を算出する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。ここで、Ｓex
n，Ｓemnはそれぞれ励起分光器、蛍光分光器について
（ｎ−１）番目のピークの終点からｎ番目のピークの始
点までの間に走査可能な波長範囲の表わしたもの、Ｐex
n，Ｐemnはそれぞれ励起分光器、蛍光分光器が（ｎ−
１）番目のピークの終点からｎ番目のピークの始点まで
の間に走査されるべき波長駆動距離を表わしたものであ
る。

ここで、ｔｏ及びＷｏの値を予め０とし、λexo及びλe
moの値は分光器の現在波長とする。

これらの算出結果をもとにして（Ｓexn＋Ｓemn）が（Ｐ
exn＋Ｐemn）より大きいか否かを判断する（ステップＳ
１５）。大きい場合は（ｎ−１）番目のピークの終点か
らｎ番目のピークの始点までの間で励起分光器と蛍光分
光器をともに波長走査することが可能であることを意味
するので、ステップＳ１６に進んで波長切換え時刻Ｔｎ
を算出する。

Tn＝｛（t_n-1+W_n-1／２）＋（tn-Wn／２）｝／２ ステップＳ１５で（Sexn＋Semn）が（Pexn＋Pemn）より
大きくない場合は、励起分光器と蛍光分光器をともに波
長走査することが不可能であることを意味するので、そ
のピーク番号ｎを記憶（ステップＳ１７）した後、ステ
ップＳ１６へ進む。

以上の操作をｎ＝Ｎになるまで繰り返した（ステップＳ
１８，Ｓ１９）後、メインプログラムのステップＳ３へ
進む。

ステップＳ１６において、波長切換えの中間点が（ｎ−
１）番目のピークの終点からｎ番目のピークの始点まで
の間の中間点と一致するようにするには、波長切換え時
刻Ｔｎとして Tn＝｛（t_n-1+W_n-1／２）＋（tn-Wn／２）｝／２ −（Pexn／Vexn＋Pemn／Vemn）／２ とすればよい。

第３図のメインプログラムのステップＳ３のテスト結果
の表示は、第５図のように行なわれる。

メインプログラムのステップＳ２のテストの結果、波長
走査不可能な隣接ピーク区間があれば、フラグＡを０に
セットした後、その区間に対応するピーク番号ｎを表示
し、メインプログラムに戻る（ステップＳ２０，Ｓ２
１，Ｓ２２）。また、波長走査不可能な隣接ピーク区間
がなければ、フラグＡを１にセットした後、ＣＲＴに
「ＣＲキーを押し、実行」と表示し、メインプログラム
に戻る（ステップＳ２０，Ｓ２３，Ｓ２４）。

第３図のメインプログラムのステップＳ６の波長プログ
ラミングの実行は、第６図のように行なわれる。

まず、ｎ＝０として（ステップＳ３０）、励起分光器及
び蛍光分光器をそれぞれ波長λexn，λemnにセットする
（ステップＳ３１）。その条件で検出器２８からの検出
信号をＡ／Ｄ変換して取り込み、記憶し、表示する（ス
テップＳ３２，Ｓ３３，Ｓ３４）。波長切換え時刻Ｔｎ
になるとｎ＝ｎ＋１として（ステップＳ３５，Ｓ３６，
Ｓ３７）、ステップＳ３１へ戻り、励起分光器及び蛍光
分光器の波長走査を行ない、データ採取を行なう。この
操作は、ステップＳ３６において、ｎ＝Ｎになるまで繰
り返して行なわれ、ｎ＝Ｎとなると終了する。

ここで、具体的な動作例を示すと、例えばピーク番号
と、キーボードからパラメータとして入力された流出時
間ｔ、励起波長λex、蛍光波長λem及びピーク幅Ｗが第
７図に示されたものであるとする。そして、励起分光器
の走査速度Ｖexと蛍光分光器の走査速度Ｖemがともに１
０ｎｍ／秒であるとする。

なお、図でピーク番号０として示されているλex，λem
は分光器の現在波長である。

ピーク１とピーク２の流出時間差は１１５秒、ピーク
１、ピーク２のピーク幅はそれぞれ２０秒、１０秒であ
るので、波長切換えに使える余裕時間は、１１５−（２
０＋１０）／２＝１００（秒）となる。励起分光器と蛍
光分光器を順次走査する方法で説明すると、ピーク１か
らピーク２への波長駆動距離が（３５０−３００）＋
（４５０−３５０）＝１５０（ｎｍ）であり、両分光器
の走査速度が１０ｎｍ／秒であるので、ピーク１からピ
ーク２への波長切換えには１５秒を要する。したがっ
て、ピーク１からピーク２の間で波長切換えを行なうこ
とは可能であり、ピーク１の終点（４５秒）から４２．
５秒後に波長切換えを開始すれば、切換え時間の中間点
がピーク１とピーク２の間の余裕時間の中間点一致す
る。

ピーク２とピーク３に関しては、余裕時間は２００−１
５０−（１０＋３０）／２＝３０（秒）である。ところ
が波長走査に必要な時間は ｛（５００−３００）＋（６００−３５０）｝／１０ ＝４５（秒） であるので、波長切換えには１５秒不足する。したがっ
て、このパラメータのままでは波長切換えは不可能であ
る。そこで、操作者がピーク２とピーク３のピーク幅Ｗ
_２，Ｗ_３を０に設定し直すことによりピーク２とピーク
３の間の余裕時間が５０秒となり、波長切換えが可能に
なる。

第８図にはゼロセットの例を示す。励起分光器と蛍光分
光器の波長を切り換えるとベースラインの高さが変化す
るのが普通である。例えば、第８図図の期間Ｔｅで波長
切換えを行なったとする。そこで、波長切換えの開始時
のベースラインＢの高さを記憶しておき、波長切換えが
終了した時点でのベースラインＢの高さを、記憶してい
る波長切換え開始時のベースラインＢの高さに戻すこと
によりゼロセットを行なうことができる。

また、入力パラメータとして更に各ピーク毎の感度も入
力しておき、波長切換えとともに感度切換えも行なうよ
うにすることもできる。それによりピークの振切れを防
ぎ、また適当な感度で測定することができるようにな
る。

（発明の効果） この発明によれば次のような効果を得ることができる。

（１）波長切換えによりクロマトピークが指定の波長で
測定できるか否かを予め知ることができる。

（２）波長切換えが不可能である場合には表示されるの
で、その場合にはピーク幅を例えば０にするというよう
に、パラメータを変更することにより、一層接近したピ
ークも測定可能となる。

（３）ピークの流出時間、ピーク幅、励起波長、蛍光波
長などのはっきりした値を入力するだけで、自動的に波
長切換え時刻が決定されるので便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示すブロック図、第２図は一
実施例を示すシステム構成図、第３図ないし第６図は一
実施例の動作を示すフローチャート、第７図はパラメー
タの入力例を示す図、第８図はゼロセットを示す波形
図、第９図は波長プログラミング装置を備えた蛍光分光
光度計を示す概略図、第１０図は蛍光測定時におけるク
ロマトグラムを示す波形図である。 ３２……第１パラメータ記憶手段、 ３４……キー入力手段、 ３６……第２パラメータ記憶手段、 ３８……波長切換え時刻算出手段、 ４０……表示手段、 ４４……波長切換え時刻記憶手段、 ４６……波長プログラミング実行手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分光蛍光光度計で検出される各クロマトピ
   ークの流出時間ｔｎ，ピーク幅Ｗｎ、励起波長λexn 及
   び蛍光波長λemnをパラメータとして記憶する書換え可
   能な第１パラメータ記憶手段と、 この第１パラメータ記憶手段に上記パラメータを設定す
   るキー入力手段と、 励起分光器の走査速度Ｖex及び蛍光分光器の走査速度Ｖ
   emを記憶している第２パラメータ記憶手段と、 前記第１パラメータ記憶手段からクロマトピークのパラ
   メータを入力し、前記第２パラメータ記憶手段から励起
   分光器及び蛍光分光器の走査速度を入力して、隣接クロ
   マトピーク間で両分光器の波長走査が可能か否かを判別
   する波長走査可否判別手段と、 この波長走査可否判別手段による判別の結果を表示する
   手段と、 前記第１パラメータ記憶手段からパラメータを入力し、
   励起分光器及び蛍光分光器の波長切換え時刻Ｔｎを算出
   する波長切換え時刻算出手段と、 この波長切換え時刻算出手段で算出された波長切換え時
   刻を記憶する波長切換え時刻記憶手段と、 タイマーを有し前記波長切換え時刻記憶手段の記憶内容
   にしたがって励起分光器と蛍光分光器を走査させる波長
   プログラミング実行手段と、を備えた分光蛍光光度計の
   波長プログラミング装置。
2. 【請求項２】前記波長切換え時刻算出手段は第２パラメ
   ータ記憶手段からもパラメータを入力し、波長切換えの
   中間点が隣接ピークの前のピークの終点と後のピークの
   始点の中間点になるように波長切換え時刻Ｔｎを算出す
   る特許請求の範囲第１項に記載の分光蛍光光度計の波長
   プログラミング装置。
3. 【請求項３】波長切換え終了時のゼロ点を波長切換え開
   始時のゼロ点に戻すようにした特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の分光蛍光光度計の波長プログラミング
   装置。
4. 【請求項４】前記第１パラメータ記憶手段には、パラメ
   ータとして更に各クロマトピークの感度も記憶させ、波
   長切換えとともに感度切換えも行なう特許請求の範囲第
   １項，第２項又は第３項に記載の分光蛍光光度計の波長
   プログラミング装置。