JPH0758263B2 - 自動蛍光光度計を用いる分析方法 - Google Patents
自動蛍光光度計を用いる分析方法Info
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- JPH0758263B2 JPH0758263B2 JP63210747A JP21074788A JPH0758263B2 JP H0758263 B2 JPH0758263 B2 JP H0758263B2 JP 63210747 A JP63210747 A JP 63210747A JP 21074788 A JP21074788 A JP 21074788A JP H0758263 B2 JPH0758263 B2 JP H0758263B2
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- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動蛍光光度計に係り、特に臨床検査用自動
分析装置の検出計として用いるに好適な自動蛍光光度計
に関する。
分析装置の検出計として用いるに好適な自動蛍光光度計
に関する。
血液中の微量成分、例えば病原体，薬物，ホルモン，免
疫成分等を分析測定する場合には、蛍光光度計を測定器
として用いることがしばしば行われる。蛍光光度計は、
励起光を被検試料に照射しそこから発せられる二次光を
測定するものである。それ故被検試料が液体の場合は検
出される蛍光がどうしても微弱となるため、光検出器及
び光源には特定のものが使用される。このような蛍光光
度計は、吸光光度計に比して安定度が劣るため、従来
は、例えば特開昭59-125043号に示されているように、
蛍光側光学系の光検出器と共に励起側光学系に励起光監
視用モニタ光検出器を設けて安定度を向上する工夫がな
されている。
疫成分等を分析測定する場合には、蛍光光度計を測定器
として用いることがしばしば行われる。蛍光光度計は、
励起光を被検試料に照射しそこから発せられる二次光を
測定するものである。それ故被検試料が液体の場合は検
出される蛍光がどうしても微弱となるため、光検出器及
び光源には特定のものが使用される。このような蛍光光
度計は、吸光光度計に比して安定度が劣るため、従来
は、例えば特開昭59-125043号に示されているように、
蛍光側光学系の光検出器と共に励起側光学系に励起光監
視用モニタ光検出器を設けて安定度を向上する工夫がな
されている。
従来の蛍光光度計は、測定濃度領域が２桁程度であり、
それ以上の濃度範囲を測定したい場合には検出器である
ホトマルチプライヤーの高圧電源値を変えるとによつて
検出感度を変えて再測定しなければならないという面倒
さがあつた。このようなダイナミツクレンジの狭さは測
定原理上解決することが困難な問題の１つである。
それ以上の濃度範囲を測定したい場合には検出器である
ホトマルチプライヤーの高圧電源値を変えるとによつて
検出感度を変えて再測定しなければならないという面倒
さがあつた。このようなダイナミツクレンジの狭さは測
定原理上解決することが困難な問題の１つである。
また、蛍光光度計は、ノイズが大きく、ドリフトの影響
が大きいため、未知試料を次々と反応させて反応液を測
定する臨床用自動分析装置の検出計として組込むには、
充分な測定精度が得られ難いという問題があつた。
が大きいため、未知試料を次々と反応させて反応液を測
定する臨床用自動分析装置の検出計として組込むには、
充分な測定精度が得られ難いという問題があつた。
本発明の目的は、蛍光測定値へのドリフトの影響を低減
し得る自動蛍光光度計を用いる分析方法を提供すること
にある。
し得る自動蛍光光度計を用いる分析方法を提供すること
にある。
本発明では反応容器の列を間歇的に移送して各反応容器
に測光位置にて励起光を照射し、上記測光位置の反応容
器内の試料からの蛍光を蛍光用光検出器で検出する自動
蛍光光度計を用いる分析法であって、次に示すような
（Ｉ）〜（IV）の各行程を有することを特徴とする。
に測光位置にて励起光を照射し、上記測光位置の反応容
器内の試料からの蛍光を蛍光用光検出器で検出する自動
蛍光光度計を用いる分析法であって、次に示すような
（Ｉ）〜（IV）の各行程を有することを特徴とする。
（Ｉ） 反応容器列の停止中に励起光路遮断用シャッタ
を動作して励起光路の開状態及び閉状態をもたらすこ
と、 （II） 上記シャッタにより上記励起光路が遮断されて
いる間に上記蛍光検出器の出力を増幅率の異なる複数の
蛍光側増幅器に順次入力し、各増幅器からの出力をアナ
ログ・デジタル変換して記憶部に夫々記憶するととも
に、励起光監視用モニタ検出器の出力をアナログ・デジ
タル変換して記憶部に記憶すること、 （III） 上記励起光路の開状態の内の所定期間の間試
料からの蛍光を検出し試料の蛍光強度に応じて上記複数
の蛍光側増幅器の内の１つを選択し該選択された増幅器
の出力をアナログ・デジタル変換すると共に、上記所定
期間の時得られた上記モニタ検出器の出力をアナログ・
デジタル変換すること、 （IV） 上記選択された増幅器に対応する上記遮断時の
蛍光強度の記憶値と上記励起光路開状態のアナログ・デ
ジタル変換後の蛍光側増幅器の差をとることで該蛍光側
増幅器の出力を補償すること、 （Ｖ） 上記記憶された励起光監視用モニタの出力値と
上記所定期間時の上記モニタ検出器の出力値とのアナロ
グ・デジタル変換後の差をとることで該所定時間時のモ
ニタ測定値を補償すること、 （VI） 上記補償された増幅器の出力値とモニタ測定値
との比をとり、その値を出力すること。
を動作して励起光路の開状態及び閉状態をもたらすこ
と、 （II） 上記シャッタにより上記励起光路が遮断されて
いる間に上記蛍光検出器の出力を増幅率の異なる複数の
蛍光側増幅器に順次入力し、各増幅器からの出力をアナ
ログ・デジタル変換して記憶部に夫々記憶するととも
に、励起光監視用モニタ検出器の出力をアナログ・デジ
タル変換して記憶部に記憶すること、 （III） 上記励起光路の開状態の内の所定期間の間試
料からの蛍光を検出し試料の蛍光強度に応じて上記複数
の蛍光側増幅器の内の１つを選択し該選択された増幅器
の出力をアナログ・デジタル変換すると共に、上記所定
期間の時得られた上記モニタ検出器の出力をアナログ・
デジタル変換すること、 （IV） 上記選択された増幅器に対応する上記遮断時の
蛍光強度の記憶値と上記励起光路開状態のアナログ・デ
ジタル変換後の蛍光側増幅器の差をとることで該蛍光側
増幅器の出力を補償すること、 （Ｖ） 上記記憶された励起光監視用モニタの出力値と
上記所定期間時の上記モニタ検出器の出力値とのアナロ
グ・デジタル変換後の差をとることで該所定時間時のモ
ニタ測定値を補償すること、 （VI） 上記補償された増幅器の出力値とモニタ測定値
との比をとり、その値を出力すること。
以上のようにシャッタの閉時に蛍光検出器の出力を増幅
率の異なる複数の蛍光側増幅器に順次入力し、各増幅器
からの出力をアナログ・デジタル変換して記憶部に夫々
記憶しておき、この記憶値の中から、後に選択された蛍
光側増幅器に対応した記憶値で蛍光側増幅器の出力を補
償するので各サイクル毎、使用する増幅器に応じたドリ
フトを解消することが出来る同様に励起光用監視モニタ
についても、シャッタ閉時の出力値でシャッタ開時の出
力値を補償するので増幅器のドリフトを解消できる。
率の異なる複数の蛍光側増幅器に順次入力し、各増幅器
からの出力をアナログ・デジタル変換して記憶部に夫々
記憶しておき、この記憶値の中から、後に選択された蛍
光側増幅器に対応した記憶値で蛍光側増幅器の出力を補
償するので各サイクル毎、使用する増幅器に応じたドリ
フトを解消することが出来る同様に励起光用監視モニタ
についても、シャッタ閉時の出力値でシャッタ開時の出
力値を補償するので増幅器のドリフトを解消できる。
即ち、光検出器の暗電流ドリフトや増幅器のオフセット
電流・電圧によるドリフトについては、励起光及び蛍光
の光路遮断時に得られた出力信号と光路開放時に得られ
た出力信号との差を取ることで算出する。
電流・電圧によるドリフトについては、励起光及び蛍光
の光路遮断時に得られた出力信号と光路開放時に得られ
た出力信号との差を取ることで算出する。
そして光源ドリフトについては暗電流や増幅器のオフセ
ット電流・電圧によるドリフトを解消した状態の励起光
と蛍光の比を求めることで算出する。
ット電流・電圧によるドリフトを解消した状態の励起光
と蛍光の比を求めることで算出する。
本願発明ではこれらの演算を選択された複数の蛍光側増
幅器毎に行うため、いずれの増幅器を用いても常に蛍光
光度計の総合的なドリフトを解消出来る。
幅器毎に行うため、いずれの増幅器を用いても常に蛍光
光度計の総合的なドリフトを解消出来る。
本発明を適用した免疫自動分析装置の構成を第２図に示
す。
す。
第２図において、回転型円板状の反応デイスク２の円周
上に複数個の反応容器１を配列し、反応デイスク２を駆
動軸３を中心にして駆動機構により間欠的に回転する。
反応デイスクは、反応容器列を１ピツチずつ進ませた
り、数ピツチ一気に回転される。蛍光側光用の反応容器
１は、透光性材料であるガラス又はアクリル樹脂からな
る。蛍光光度計６の側光位置は、反応恒温槽５の内部に
ある。
上に複数個の反応容器１を配列し、反応デイスク２を駆
動軸３を中心にして駆動機構により間欠的に回転する。
反応デイスクは、反応容器列を１ピツチずつ進ませた
り、数ピツチ一気に回転される。蛍光側光用の反応容器
１は、透光性材料であるガラス又はアクリル樹脂からな
る。蛍光光度計６の側光位置は、反応恒温槽５の内部に
ある。
光度計６は、複数検知器を有する多波長同時側光形であ
り、反応容器１と相対し、反応デイスク２上の測光位置
にある反応容器は、光源ランプからの励起光に照射され
るように構成されている。所定波長の励起光は反応容器
の上方又は底面から反応容器内の液に照射され、液から
発光された蛍光は反応容器側面から取り出され所定波長
が選択されて光電検出器である光電子増倍管により検出
される。このような光度計の光学系自体は周知の構成で
ある。反応デイスク２の移送動作により、次々と反応容
器が測光位置に位置づけられ、光度計６によって各試料
に基づく蛍光強度が測定される。光度計６の出力は、マ
ルチプレクサにより現在必要な測定波長の信号が選択さ
れ、A/D変換器を介して中央処理装置に取り込まれて、R
AMに記憶される。
り、反応容器１と相対し、反応デイスク２上の測光位置
にある反応容器は、光源ランプからの励起光に照射され
るように構成されている。所定波長の励起光は反応容器
の上方又は底面から反応容器内の液に照射され、液から
発光された蛍光は反応容器側面から取り出され所定波長
が選択されて光電検出器である光電子増倍管により検出
される。このような光度計の光学系自体は周知の構成で
ある。反応デイスク２の移送動作により、次々と反応容
器が測光位置に位置づけられ、光度計６によって各試料
に基づく蛍光強度が測定される。光度計６の出力は、マ
ルチプレクサにより現在必要な測定波長の信号が選択さ
れ、A/D変換器を介して中央処理装置に取り込まれて、R
AMに記憶される。
試薬容器12は特定の分析項目に対する第一試薬、第二試
薬等をグループとした試薬容器群11として配置する。試
薬デイスク10及び試料デイスク７を駆動軸９の周りに回
転し、試薬容器12及び試料容器８を１ピツチまたは指定
したピツチ数だけ回転するように構成する。また試薬容
器12及び試料容器８をそれぞれ別個に分析対象に対応し
て取り付け、取り外し可能にしてセツトする。また試料
容器８の列を試料恒温槽に、試薬容器群11の列を試薬保
冷槽13に別個に配置して所定温度を保つ。
薬等をグループとした試薬容器群11として配置する。試
薬デイスク10及び試料デイスク７を駆動軸９の周りに回
転し、試薬容器12及び試料容器８を１ピツチまたは指定
したピツチ数だけ回転するように構成する。また試薬容
器12及び試料容器８をそれぞれ別個に分析対象に対応し
て取り付け、取り外し可能にしてセツトする。また試料
容器８の列を試料恒温槽に、試薬容器群11の列を試薬保
冷槽13に別個に配置して所定温度を保つ。
試料あるいは標準試料液又は試薬のそれぞれを試料容器
８又は試薬容器12から、反応容器１に分注する為にピペ
ツテイング機構14を設ける。ピペツテイング機構14は回
転アーム14aの先端にプローブ15を設け、プローブ15に
より試料又は試薬を吸引し、プローブ15を回転移動させ
て試料および試薬分注位置Ａにある反応容器１に吐出す
る。その際、分注される試料容器８又は試薬容器12を、
ピペツテイング機構14のプローブ15の移動軌跡上に配置
するようにし、かつ駆動軸９により試料デイスク７又は
試薬デイスク10を回転して移動軌跡上に該当する容器が
停止するようにする。
８又は試薬容器12から、反応容器１に分注する為にピペ
ツテイング機構14を設ける。ピペツテイング機構14は回
転アーム14aの先端にプローブ15を設け、プローブ15に
より試料又は試薬を吸引し、プローブ15を回転移動させ
て試料および試薬分注位置Ａにある反応容器１に吐出す
る。その際、分注される試料容器８又は試薬容器12を、
ピペツテイング機構14のプローブ15の移動軌跡上に配置
するようにし、かつ駆動軸９により試料デイスク７又は
試薬デイスク10を回転して移動軌跡上に該当する容器が
停止するようにする。
まず、試料デイスク７上の試料容器８からピペツテイン
グ機構14により所定量の試料をプローブ15で吸引し、反
応デイスク２上の指定された位置Ａにおいて反応容器１
に吐出する。吐出後、ピペツテイング機構14のプローブ
15をプローブ洗浄装置16で十分に洗浄し、試料液のキヤ
リーオーバによる汚染を防ぐ。４は反応容器洗浄部であ
る。
グ機構14により所定量の試料をプローブ15で吸引し、反
応デイスク２上の指定された位置Ａにおいて反応容器１
に吐出する。吐出後、ピペツテイング機構14のプローブ
15をプローブ洗浄装置16で十分に洗浄し、試料液のキヤ
リーオーバによる汚染を防ぐ。４は反応容器洗浄部であ
る。
次に反応デイスク２を時計方向に１容器分（１ピッチ）
進歩回動する。また、試料デイスク７を次のピペツテイ
ング位置に回転する。この操作を順次くり返すことによ
り、始めに試料液を必要数だけ反応容器１の列に移送分
注する。次に試薬液を試薬容器群11の試薬容器から同様
にピペツテイング機構14で吸引し、反応容器１に分注す
る。分注サイクルにより試薬容器群の試薬系列の第１試
薬から順次移送分注する。このようにして反応デイスク
２に指定した回転を行わせ、試料と試薬とを反応容器１
にバツチ分注する。
進歩回動する。また、試料デイスク７を次のピペツテイ
ング位置に回転する。この操作を順次くり返すことによ
り、始めに試料液を必要数だけ反応容器１の列に移送分
注する。次に試薬液を試薬容器群11の試薬容器から同様
にピペツテイング機構14で吸引し、反応容器１に分注す
る。分注サイクルにより試薬容器群の試薬系列の第１試
薬から順次移送分注する。このようにして反応デイスク
２に指定した回転を行わせ、試料と試薬とを反応容器１
にバツチ分注する。
このようにして反応デイスク２は所定の回転をして分析
動作を続ける。分析の最後には呈色試薬が試薬容器群11
の試薬容器12からピペツテイング機構14で吸引された反
応容器１に分注位置Ａ点で分注される。これにより呈色
反応が進行する。蛍光光度計６の位置まで反応容器１が
進行すると反応容器１の底面より励起光を照射し、反応
容器側面より蛍光を取り出し測定するようになってい
る。
動作を続ける。分析の最後には呈色試薬が試薬容器群11
の試薬容器12からピペツテイング機構14で吸引された反
応容器１に分注位置Ａ点で分注される。これにより呈色
反応が進行する。蛍光光度計６の位置まで反応容器１が
進行すると反応容器１の底面より励起光を照射し、反応
容器側面より蛍光を取り出し測定するようになってい
る。
蛍光光度計６を第１図により詳細に説明する。メタルハ
ライドランプからなる光源17より発する光は、レンズ1
8,励起側分光器の入射スリツト19を通り凹面回析格子20
により分光される。分光された光はミラー21より反射さ
れ、出射スリツト22より単色光が選択される。その光の
約１％は半透過ミラー23により反射され、励起光のモニ
ター用半導体光検出器24に受光されるようになってい
る。半透過ミラー23で透過した大部分の光はトロイダル
凹面ミラー25により直角に曲げられ、駆動機構3aにより
回転される反応デイスク２の円周上に配列された反応容
器１の中空に入っている被測定試料26に励起光として照
射される。
ライドランプからなる光源17より発する光は、レンズ1
8,励起側分光器の入射スリツト19を通り凹面回析格子20
により分光される。分光された光はミラー21より反射さ
れ、出射スリツト22より単色光が選択される。その光の
約１％は半透過ミラー23により反射され、励起光のモニ
ター用半導体光検出器24に受光されるようになってい
る。半透過ミラー23で透過した大部分の光はトロイダル
凹面ミラー25により直角に曲げられ、駆動機構3aにより
回転される反応デイスク２の円周上に配列された反応容
器１の中空に入っている被測定試料26に励起光として照
射される。
被測定試料の反応液26より２次光として発生する蛍光
は、反応容器１の側面よりレンズ27より集光され、干渉
フイルタ28により単色光にされレンズ29によりホトマル
チプライヤー30の光電面に集光される。ホトマルチプラ
イヤー30の出力の光電流はプリアンプ31により電流を電
圧に変換され、プリアンプ31の出力は、10倍に増幅する
アンプ32と100倍に増幅するアンプ33、及び電圧の異な
る２つの基準電圧34、35と比較するコンパレータ36の入
力となる。感度選択部50におけるプリアンプ31,アンプ3
2,33の出力は各々に対応するアナログスイッチS1、S2,S3
で構成されるマルチプレクサ37に入力され、その出力は
アナログ−デジタル変換器（以下AD変換器という）38に
よりデジタル化されコンピュータ43に取込まれる。
は、反応容器１の側面よりレンズ27より集光され、干渉
フイルタ28により単色光にされレンズ29によりホトマル
チプライヤー30の光電面に集光される。ホトマルチプラ
イヤー30の出力の光電流はプリアンプ31により電流を電
圧に変換され、プリアンプ31の出力は、10倍に増幅する
アンプ32と100倍に増幅するアンプ33、及び電圧の異な
る２つの基準電圧34、35と比較するコンパレータ36の入
力となる。感度選択部50におけるプリアンプ31,アンプ3
2,33の出力は各々に対応するアナログスイッチS1、S2,S3
で構成されるマルチプレクサ37に入力され、その出力は
アナログ−デジタル変換器（以下AD変換器という）38に
よりデジタル化されコンピュータ43に取込まれる。
一方励起光モニタ用の半導体光検出器24の出力の光電流
はモニター用のプリアンプ39により電流−電圧に変換さ
れ専用のAD変換器40によりデジタル化されコンピュータ
43に取込まれる。一方、コンパレータ36は、プリアンプ
31の出力電圧のレベルを各基準電圧34,35と比較し、大
小関係を示す信号をコンピュータ43に送る。コンピュー
タ43は大小関係の判断結果によりマルチプレクサ37のア
ナログスイッチS1、S2,S3のいずれかを選択動作させるよ
うになっている。コンピュータ43は、機構駆動用インタ
ーフエース41を介して反応デイスク２の駆動機構3aを駆
動することもできる。42は試薬デイスク、ピペツテイン
グ機構等の他の機構系である。
はモニター用のプリアンプ39により電流−電圧に変換さ
れ専用のAD変換器40によりデジタル化されコンピュータ
43に取込まれる。一方、コンパレータ36は、プリアンプ
31の出力電圧のレベルを各基準電圧34,35と比較し、大
小関係を示す信号をコンピュータ43に送る。コンピュー
タ43は大小関係の判断結果によりマルチプレクサ37のア
ナログスイッチS1、S2,S3のいずれかを選択動作させるよ
うになっている。コンピュータ43は、機構駆動用インタ
ーフエース41を介して反応デイスク２の駆動機構3aを駆
動することもできる。42は試薬デイスク、ピペツテイン
グ機構等の他の機構系である。
レンズ18と励起側分光器の入射スリット19との間にはソ
レノイド44の駆動によって光路を開閉する動作をするシ
ヤツタ45が設けられている。また、この分析計は、分析
条件，依頼項目選択情報などを入力するキーボードパネ
ル46,分析結果等を表示及び出力するCRTデイスプレイ4
7,プリンタ48を備えている。
レノイド44の駆動によって光路を開閉する動作をするシ
ヤツタ45が設けられている。また、この分析計は、分析
条件，依頼項目選択情報などを入力するキーボードパネ
ル46,分析結果等を表示及び出力するCRTデイスプレイ4
7,プリンタ48を備えている。
第１図の蛍光光度計の測定タイミングを第３図を参照し
て説明する。この実施例の装置は１サイクル18秒単位で
動作している。先ず反応デイスク２がサイクルの最初か
ら１秒経過後に１秒間で１ピッチ回転する。試薬デイス
ク10は6.5秒経過後、試薬ピペツテイングの位置まで必
要な試薬を回転移送し、ピペツテイング機構14は第３図
に示すタイミングで回転及び上下して試薬を反応デイス
ク２上の反応容器１の中空に分注する。
て説明する。この実施例の装置は１サイクル18秒単位で
動作している。先ず反応デイスク２がサイクルの最初か
ら１秒経過後に１秒間で１ピッチ回転する。試薬デイス
ク10は6.5秒経過後、試薬ピペツテイングの位置まで必
要な試薬を回転移送し、ピペツテイング機構14は第３図
に示すタイミングで回転及び上下して試薬を反応デイス
ク２上の反応容器１の中空に分注する。
蛍光光度計６内のシヤッタ45は、各サイクルの16秒から
18秒の期間だけ光路を開けてありその他の時間は励起光
路を遮断している。シヤツタ45が閉じている状態の時マ
ルチプレクサー37はスイッチS1,S2,S3の順序でONし、AD
変換器38は、プリアンプ31の出力、アンプ32,アンプ33
の出力をそれぞれ取り込んでデジタル信号に変換し、CP
U43は、これらの信号を順次取込み、CPU43内に組込んで
あるメモリにそれぞれ記憶しておく。これらの値はシヤ
ッタ45が閉じているタイミングのため、光検出器の暗電
流及び各アンプのオフセット、装置からわずかに洩れて
光検出器に入って来る迷光分の総和である。ここでは、
それぞれのADC変換値をIOS1,IOS2,IOS3とする。また励
起光のモニタ検出器のAD変換器40での取込みの値をIMOS
とする。この値は励起光のモニタ側の検出器の暗電流，
迷光，アンプ39のオフセット分の総和である。
18秒の期間だけ光路を開けてありその他の時間は励起光
路を遮断している。シヤツタ45が閉じている状態の時マ
ルチプレクサー37はスイッチS1,S2,S3の順序でONし、AD
変換器38は、プリアンプ31の出力、アンプ32,アンプ33
の出力をそれぞれ取り込んでデジタル信号に変換し、CP
U43は、これらの信号を順次取込み、CPU43内に組込んで
あるメモリにそれぞれ記憶しておく。これらの値はシヤ
ッタ45が閉じているタイミングのため、光検出器の暗電
流及び各アンプのオフセット、装置からわずかに洩れて
光検出器に入って来る迷光分の総和である。ここでは、
それぞれのADC変換値をIOS1,IOS2,IOS3とする。また励
起光のモニタ検出器のAD変換器40での取込みの値をIMOS
とする。この値は励起光のモニタ側の検出器の暗電流，
迷光，アンプ39のオフセット分の総和である。
次に、16秒経過した時点でシヤッタ45を開くと、CPU43
は、コンパレータ36の出力を読み取り、プリアンプ31の
値のレベルがどの範囲にあるか、すなわちマルチプレク
サ37のS1,S2,S3のどのスイッチを選択してAD変換すれば
よいかを判断し、それによりS1,S2,S3に対応するアンプ
を選択するようになつている。S1を選んだ時（すなわち
蛍光量が大きい時）の値をIS1とし、S2、及びS3を選ん
だ時の値をそれぞれIS2,IS3とする。励起光のモニタ側
のプリアンプ39の出力をIMとすると、マルチプレクサ37
のスイッチS1,S2,S3を選択した時の被測定量の蛍光量に
比例した出力F1,F2,F3は次のように計算する。
は、コンパレータ36の出力を読み取り、プリアンプ31の
値のレベルがどの範囲にあるか、すなわちマルチプレク
サ37のS1,S2,S3のどのスイッチを選択してAD変換すれば
よいかを判断し、それによりS1,S2,S3に対応するアンプ
を選択するようになつている。S1を選んだ時（すなわち
蛍光量が大きい時）の値をIS1とし、S2、及びS3を選ん
だ時の値をそれぞれIS2,IS3とする。励起光のモニタ側
のプリアンプ39の出力をIMとすると、マルチプレクサ37
のスイッチS1,S2,S3を選択した時の被測定量の蛍光量に
比例した出力F1,F2,F3は次のように計算する。
F1＝（IS1-IOS1）／（IM-IMOS） F2＝（IS2-IOS2）／（IM-IMOS）・（10） F3＝（IS3-IOS3）／（IM-IMOS）・（100） このようにして被測定試料の蛍光量を測定する。自動分
析の場合、最初に既知濃度の試料を測定し上記のような
計算をして、それをメモリーの中に記憶しておき、それ
を検量線として、未知濃度試料を測定して濃度を得るよ
うになっている。
析の場合、最初に既知濃度の試料を測定し上記のような
計算をして、それをメモリーの中に記憶しておき、それ
を検量線として、未知濃度試料を測定して濃度を得るよ
うになっている。
第４図は、本実施例の分析装置に通電開始してから30分
経過以降の装置のドリフトの状態を示す図である。第４
図における曲線Ａのデータは、蛍光側の信号のみを経時
的にプロツトしたものである。すなわち、曲線Ａは、光
源のドリフト，検出器の暗電流および感度のドリフト，
プリアンプのオフセットのドリフト等をすべて含む。曲
線Ｂのデータは、励起光のモニタ側信号と蛍光側信号の
比を計算した後のドリフト量である。また、曲線Ｃのデ
ータは、18秒毎に1.5秒シヤツタを開き、残り16.5秒は
シヤツタを閉じ、さらにシヤツタを閉じている間に検知
器の暗電流、プリアンプのオフセットを測定して補正
し、励起光と蛍光の比を計算したもの、すなわち本発明
を適用した測定方式で測定したドリフト量である。この
結果、Ａは１時間あたり約２％のドリフト量であり、Ｂ
は１時間あたり約0.8％のドリフト量であり、Ｃは１時
間あたりのドラフト量を0.5％以下におさえることがで
きた。
経過以降の装置のドリフトの状態を示す図である。第４
図における曲線Ａのデータは、蛍光側の信号のみを経時
的にプロツトしたものである。すなわち、曲線Ａは、光
源のドリフト，検出器の暗電流および感度のドリフト，
プリアンプのオフセットのドリフト等をすべて含む。曲
線Ｂのデータは、励起光のモニタ側信号と蛍光側信号の
比を計算した後のドリフト量である。また、曲線Ｃのデ
ータは、18秒毎に1.5秒シヤツタを開き、残り16.5秒は
シヤツタを閉じ、さらにシヤツタを閉じている間に検知
器の暗電流、プリアンプのオフセットを測定して補正
し、励起光と蛍光の比を計算したもの、すなわち本発明
を適用した測定方式で測定したドリフト量である。この
結果、Ａは１時間あたり約２％のドリフト量であり、Ｂ
は１時間あたり約0.8％のドリフト量であり、Ｃは１時
間あたりのドラフト量を0.5％以下におさえることがで
きた。
第５図は、励起光モニタ側ａと蛍光側ｂの出力信号をア
ナログ記録計で記録したものである。ａとｂの記録を比
較すると周波数の高いノイズと、１〜２秒周期のゆっく
りしたノイズがあることがわかる。蛍光側信号ｂに見ら
れる速いノイズは蛍光側の光検知器のホトマルチプライ
ヤーのノイズによるものであり、a,b両方に見られる１
〜２秒のノイズは、励起光，蛍光側共、同じ周期で変化
しており、このノイズは、光源が放電管であるために
「ゆらぎ」と考えられる。この信号を１つの例えば変換
時間１秒のAD変換器で、励起光，蛍光側を順次測定する
時分割で変換し、その比を計算しても速いノイズについ
ては平均化できるが、１〜２秒の周期すなわち光源のノ
イズによる影響は何回か測定するとバラツキがあり取り
除くことができない。本実施例では、励起光モニタ用専
用および蛍光用専用のAD変換器をそれぞれ設け、同時に
信号を取込み、その比を取ることにより、１〜２秒の遅
いノイズの影響を取り除く。実際の測定結果では、１秒
の変換時間のAD変換器１個で、励起光と蛍光を順次測定
した結果では、0.5％のバラツキがあったものが、AD変
換器を２個使用し、同時に取り込むことにより0.1％以
下におさえることができた。
ナログ記録計で記録したものである。ａとｂの記録を比
較すると周波数の高いノイズと、１〜２秒周期のゆっく
りしたノイズがあることがわかる。蛍光側信号ｂに見ら
れる速いノイズは蛍光側の光検知器のホトマルチプライ
ヤーのノイズによるものであり、a,b両方に見られる１
〜２秒のノイズは、励起光，蛍光側共、同じ周期で変化
しており、このノイズは、光源が放電管であるために
「ゆらぎ」と考えられる。この信号を１つの例えば変換
時間１秒のAD変換器で、励起光，蛍光側を順次測定する
時分割で変換し、その比を計算しても速いノイズについ
ては平均化できるが、１〜２秒の周期すなわち光源のノ
イズによる影響は何回か測定するとバラツキがあり取り
除くことができない。本実施例では、励起光モニタ用専
用および蛍光用専用のAD変換器をそれぞれ設け、同時に
信号を取込み、その比を取ることにより、１〜２秒の遅
いノイズの影響を取り除く。実際の測定結果では、１秒
の変換時間のAD変換器１個で、励起光と蛍光を順次測定
した結果では、0.5％のバラツキがあったものが、AD変
換器を２個使用し、同時に取り込むことにより0.1％以
下におさえることができた。
本装置での蛍光側の光検知器であるホトマルチプライヤ
ーのアノードの出力電流範囲は１×10-8〜１×10-5Ａで
ある。１×10-8Ａに相当する濃度では、その濃度の1/10
0の分解能（S/N＝100以上）を必要とする。これは測定
濃度範囲を広くするため、すなわちダイナミツクレンジ
を105倍確保するためである。とくに濃度の高い時はホ
トマルチプライヤー１×10-5Ａの電流を流すことにな
る。第６図は、この電流に相当する光を連続に与えた時
ａと、18秒毎に光を1.5秒間ずつ与えたときｂのホトマ
ルチプライヤーのドリフトを示す図である。連続照射ａ
では４時間に約２％のドリフトであり、18秒に1.5秒の
照射ｂのときは４時間で0.3％におさえることができ
る。この結果によりできるだけ短い時間、すなわち測定
する時だけホトマルチプライヤーに光を与える方法を取
るとドリフトを小さくすることができる。しかしノイズ
を平均化して安定化するためには約１秒間の平均化が必
要である。本装置ではシヤツタを開いてから安定するた
めの時間を含め0.5秒経過した後にAD変換時間１秒間を
確保し、合計1.5秒間蛍光を照射するだけにし、ホトマ
ルチプライヤーのドリフトをおさえている。
ーのアノードの出力電流範囲は１×10-8〜１×10-5Ａで
ある。１×10-8Ａに相当する濃度では、その濃度の1/10
0の分解能（S/N＝100以上）を必要とする。これは測定
濃度範囲を広くするため、すなわちダイナミツクレンジ
を105倍確保するためである。とくに濃度の高い時はホ
トマルチプライヤー１×10-5Ａの電流を流すことにな
る。第６図は、この電流に相当する光を連続に与えた時
ａと、18秒毎に光を1.5秒間ずつ与えたときｂのホトマ
ルチプライヤーのドリフトを示す図である。連続照射ａ
では４時間に約２％のドリフトであり、18秒に1.5秒の
照射ｂのときは４時間で0.3％におさえることができ
る。この結果によりできるだけ短い時間、すなわち測定
する時だけホトマルチプライヤーに光を与える方法を取
るとドリフトを小さくすることができる。しかしノイズ
を平均化して安定化するためには約１秒間の平均化が必
要である。本装置ではシヤツタを開いてから安定するた
めの時間を含め0.5秒経過した後にAD変換時間１秒間を
確保し、合計1.5秒間蛍光を照射するだけにし、ホトマ
ルチプライヤーのドリフトをおさえている。
105のダイナミツクレンジを１つのADコンバータで実現
するには218ビット以上のADコンバータが必要であり、
このような変換器は市販されていないため、非常に高価
なものとなる。本実施例で使用したADコンバータは一般
に市販されている16ビットの積分型のADコンバータを使
用して、分解能を上げるために、複数の感度の異なるア
ンプすなわち、ゲイン１倍,10倍,100倍のアンプを使用
している。被測定試料の濃度により、このゲインの異な
るアンプのいずれかを使用する。この選択にはAD変換し
てからどのアンプを使用するかを決めるのではなく、コ
ンパレータ36を設けて、瞬時に選択可能とし、アンプ選
択のAD変換時間をはぶくため測定時間をできるだけ短く
するようにしている。これにより安価でしかもダイナミ
ツクレンジの広い測定が可能となり、しかもアンプの選
択は瞬時にできるため短い時間で測定可能となる。これ
は、シヤツタを開ける時間を少なくするのにも役立つ。
するには218ビット以上のADコンバータが必要であり、
このような変換器は市販されていないため、非常に高価
なものとなる。本実施例で使用したADコンバータは一般
に市販されている16ビットの積分型のADコンバータを使
用して、分解能を上げるために、複数の感度の異なるア
ンプすなわち、ゲイン１倍,10倍,100倍のアンプを使用
している。被測定試料の濃度により、このゲインの異な
るアンプのいずれかを使用する。この選択にはAD変換し
てからどのアンプを使用するかを決めるのではなく、コ
ンパレータ36を設けて、瞬時に選択可能とし、アンプ選
択のAD変換時間をはぶくため測定時間をできるだけ短く
するようにしている。これにより安価でしかもダイナミ
ツクレンジの広い測定が可能となり、しかもアンプの選
択は瞬時にできるため短い時間で測定可能となる。これ
は、シヤツタを開ける時間を少なくするのにも役立つ。
次々と分析処理すべき各被測定試料の蛍光強度に応じ
て、増幅率の異なる複数の増幅器の中からいずれかの増
幅器を選択的に用いても、蛍光光度計の総合的なドリフ
トを極めて低減できるので、各測定試料に対し高精度な
蛍光測定分析を達成できる。
て、増幅率の異なる複数の増幅器の中からいずれかの増
幅器を選択的に用いても、蛍光光度計の総合的なドリフ
トを極めて低減できるので、各測定試料に対し高精度な
蛍光測定分析を達成できる。
第１図は第２図の実施例における蛍光光度計の構成を示
す図、第２図は本発明の一実施例である自動分析装置を
説明するための概略平面図、第３図は第２図の実施例に
おける主要部の動作タイミングを示す図、第４図は蛍光
光度計におけるドリフトの状況を示す図、第５図は蛍光
光度計におけるノイズをアナログ記録計で記録した例を
示す図、第６図はホトマルチプライヤーに連続的および
断続的に光を照射したときのドリフトの状況を示す図で
ある。 １……反応容器、２……反応デイスク、６……蛍光光度
計、14……ピペツテイング機構、24……モニタ用検出
器、30……ホトマルチプライヤー、31,39……プリアン
プ、32,33……アンプ、36……コンパレータ、37……マ
ルチプレクサ、38,40……AD変換器、43……コンピユー
タ。
す図、第２図は本発明の一実施例である自動分析装置を
説明するための概略平面図、第３図は第２図の実施例に
おける主要部の動作タイミングを示す図、第４図は蛍光
光度計におけるドリフトの状況を示す図、第５図は蛍光
光度計におけるノイズをアナログ記録計で記録した例を
示す図、第６図はホトマルチプライヤーに連続的および
断続的に光を照射したときのドリフトの状況を示す図で
ある。 １……反応容器、２……反応デイスク、６……蛍光光度
計、14……ピペツテイング機構、24……モニタ用検出
器、30……ホトマルチプライヤー、31,39……プリアン
プ、32,33……アンプ、36……コンパレータ、37……マ
ルチプレクサ、38,40……AD変換器、43……コンピユー
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 真澄 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内 (56)参考文献 特開 昭63−96540（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−91242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−80277（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−127985（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ） 反応容器の列を間歇的に移送して
各反応容器に測光位置にて励起光を照射し、上記測光位
置の反応容器内の試料からの蛍光を蛍光用光検出器で検
出する自動蛍光光度計を用いる分析法において、 （ｂ） 上記反応容器列の停止中に励起光路遮断用シャ
ッタを動作して励起光路の開状態及び閉状態をもたらす
こと、 （ｃ） 上記シャッタにより上記励起光路が遮断されて
いる間に上記蛍光検出器の出力を増幅率の異なる複数の
蛍光側増幅器に順次入力し、各増幅器からの出力をアナ
ログ・デジタル変換して記憶部に夫々記憶するととも
に、励起光監視用モニタ検出器の出力をアナログ・デジ
タル変換して記憶部に記憶すること、 （ｄ） 上記励起光路の開状態の内の所定期間の間試料
からの蛍光を検出し試料の蛍光強度に応じて上記複数の
蛍光側増幅器の内の１つを選択し該選択された増幅器の
出力をアナログ・デジタル変換すると共に、上記所定期
間の時得られた上記モニタ検出器の出力をアナログ・デ
ジタル変換すること、 （ｅ） 上記選択された増幅器に対応する上記遮断時の
蛍光強度の記憶値と上記励起光路開状態のアナログ・デ
ジタル変換後の蛍光側増幅器の出力差をとることで該蛍
光側増幅器の出力を補償すること、 （ｆ） 上記記憶された励起光監視用モニタの出力値と
上記所定期間時の上記モニタ検出器の出力値とのアナロ
グ・デジタル変換後の差をとることで該所定時間時のモ
ニタ測定値を補償すること及び （ｇ） 上記補償された蛍光側増幅器の出力値とモニタ
測定値との比をとり、その値を出力すること を特徴とする自動蛍光光度計を用いる分析方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210747A JPH0758263B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 自動蛍光光度計を用いる分析方法 |
| EP89115264A EP0355738B1 (en) | 1988-08-26 | 1989-08-18 | Fluorophotometer for use in automatic equipment of chemical analysis for measuring the intensity of fluorescence in the automatic equipment |
| DE68919165T DE68919165T2 (de) | 1988-08-26 | 1989-08-18 | In einer automatischen Anlage für chemische Analysen angewendeter Fluorophotometer zur Messung der Fluoreszenzintensität in der automatischen Anlage. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210747A JPH0758263B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 自動蛍光光度計を用いる分析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259647A JPH0259647A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0758263B2 true JPH0758263B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16594454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210747A Expired - Fee Related JPH0758263B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 自動蛍光光度計を用いる分析方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0355738B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0758263B2 (ja) |
| DE (1) | DE68919165T2 (ja) |
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| US9028756B2 (en) | 2005-03-29 | 2015-05-12 | Sysmex Corporation | Specimen analyzing method and specimen analyzing apparatus |
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| GB2258728B (en) * | 1988-12-06 | 1993-07-07 | Loughborough Consult Ltd | A fluorimeter |
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- 1989-08-18 DE DE68919165T patent/DE68919165T2/de not_active Expired - Fee Related
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