JPH09325116A - 測定装置 - Google Patents
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- JPH09325116A JPH09325116A JP9044501A JP4450197A JPH09325116A JP H09325116 A JPH09325116 A JP H09325116A JP 9044501 A JP9044501 A JP 9044501A JP 4450197 A JP4450197 A JP 4450197A JP H09325116 A JPH09325116 A JP H09325116A
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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
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
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- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N2021/0346—Capillary cells; Microcells
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が単純で製造コストが低く、しかも
その支持部材に複数のフィルタや光格子を設けることな
く複数種のサンプル成分を同時に測定することが可能な
測定装置を提供すること、並びに前記測定装置の支持部
材を一体構造体として構成すること。 【解決手段】 測定励起放射光及び測定放射光に対して
透過性であり、発光−光センサ素子を備えた第１境界
面、励起放射光を捕捉してセンサ素子に供給する第２境
界面、及びセンサ素子よりの測定放射光を検出器を介し
て評価ユニットに供給する第３境界面を有する支持部
材、並びに複数のセンサ素子より放射される複数の前記
測定放射光の光路を分離する分離手段を備えた測定装置
とし、第１境界面上にはサンプル通路を形成し、同一種
類もしくは異なった種類の複数の前記発光−光センサ素
子をサンプル通路に設ける。
その支持部材に複数のフィルタや光格子を設けることな
く複数種のサンプル成分を同時に測定することが可能な
測定装置を提供すること、並びに前記測定装置の支持部
材を一体構造体として構成すること。 【解決手段】 測定励起放射光及び測定放射光に対して
透過性であり、発光−光センサ素子を備えた第１境界
面、励起放射光を捕捉してセンサ素子に供給する第２境
界面、及びセンサ素子よりの測定放射光を検出器を介し
て評価ユニットに供給する第３境界面を有する支持部
材、並びに複数のセンサ素子より放射される複数の前記
測定放射光の光路を分離する分離手段を備えた測定装置
とし、第１境界面上にはサンプル通路を形成し、同一種
類もしくは異なった種類の複数の前記発光−光センサ素
子をサンプル通路に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体、液体等の流
体、特に血液等の分析を行う測定装置に関するものであ
る。
体、特に血液等の分析を行う測定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＡＴ−Ｂ３８３ ６８４に記載されてい
るタイプの測定装置は、互いに面平行な境界面を備えた
透明な支持部材が、その一方の面に、放射源からの励起
放射光を受けるセンサ層を備えている。放射源からの光
は、開口を通じてそのセンサ層に達し、その結果得られ
る測定放射光が前記励起放射の方向に対してほぼ直交す
る方向で検出器に送られる。この検出器は、前記支持部
材の側方境界面上に位置している。支持部材内での光線
の案内は、該支持部材の前記両境界面に於ける、測定放
射光の全反射によって行われる。前記センサ層が設けら
れた側の境界面上には、分析の為に通過されるサンプル
のための入口と出口とを備えたサンプルチャンバが設け
られている。前記サンプル、即ち、測定対象物によっ
て、前記センサ層の発光指示物質の光特性が変化し、そ
の結果、前記測定対象物の濃度に応じた測定放射光の変
化が前記検出器によって検出される。
るタイプの測定装置は、互いに面平行な境界面を備えた
透明な支持部材が、その一方の面に、放射源からの励起
放射光を受けるセンサ層を備えている。放射源からの光
は、開口を通じてそのセンサ層に達し、その結果得られ
る測定放射光が前記励起放射の方向に対してほぼ直交す
る方向で検出器に送られる。この検出器は、前記支持部
材の側方境界面上に位置している。支持部材内での光線
の案内は、該支持部材の前記両境界面に於ける、測定放
射光の全反射によって行われる。前記センサ層が設けら
れた側の境界面上には、分析の為に通過されるサンプル
のための入口と出口とを備えたサンプルチャンバが設け
られている。前記サンプル、即ち、測定対象物によっ
て、前記センサ層の発光指示物質の光特性が変化し、そ
の結果、前記測定対象物の濃度に応じた測定放射光の変
化が前記検出器によって検出される。
【０００３】ＥＰ−Ｂ１ ０ ３５４ ８９５は、複数
のサンプルを同時に分析するための一方向式測定素子を
開示しており、これは、センサユニツトと、このセンサ
ユニットに接続されたサンプリングユニットとを有して
いる。前記センサユニットは、複数のセンサが配設され
た一つのサンプル通路を有している。前記複数のセンサ
の励起と、測定放射光の検出とは、各センサに対して設
けられた光ガイド部材によって行われ、光信号は、詳細
には図示されていない励起測定ユニットによって評価さ
れる。
のサンプルを同時に分析するための一方向式測定素子を
開示しており、これは、センサユニツトと、このセンサ
ユニットに接続されたサンプリングユニットとを有して
いる。前記センサユニットは、複数のセンサが配設され
た一つのサンプル通路を有している。前記複数のセンサ
の励起と、測定放射光の検出とは、各センサに対して設
けられた光ガイド部材によって行われ、光信号は、詳細
には図示されていない励起測定ユニットによって評価さ
れる。
【０００４】ＵＳ−Ａ ４，９６８，６３２には、迅速
にサンプルを分析するための装置と方法とが開示されて
いる。透明で互いに対向する壁をそなえたサンプルチャ
ンバの内部に、指示物質層内に組み込まれた発光指示物
質が設けられている。複数の光源から発せられる励起放
射光は、前記測定チャンバの透明な壁の一つを通じて前
記サンプル、例えば、前記指示物質層に反応するガス、
に達する。前記指示物質層の領域には、多数のフィルタ
が設けられ、これらのフィルタは、それぞれ、前記測定
放射光の内の特定の光成分をフィルタ除去（ｆｉｌｔｅ
ｒ ｏｕｔ）するとともに、各フィルタは、前記測定放
射光を検出するための光ダイオードを備えている。測定
される量は、個々のスペクトルに於ける特性変化から得
られる。
にサンプルを分析するための装置と方法とが開示されて
いる。透明で互いに対向する壁をそなえたサンプルチャ
ンバの内部に、指示物質層内に組み込まれた発光指示物
質が設けられている。複数の光源から発せられる励起放
射光は、前記測定チャンバの透明な壁の一つを通じて前
記サンプル、例えば、前記指示物質層に反応するガス、
に達する。前記指示物質層の領域には、多数のフィルタ
が設けられ、これらのフィルタは、それぞれ、前記測定
放射光の内の特定の光成分をフィルタ除去（ｆｉｌｔｅ
ｒ ｏｕｔ）するとともに、各フィルタは、前記測定放
射光を検出するための光ダイオードを備えている。測定
される量は、個々のスペクトルに於ける特性変化から得
られる。
【０００５】一つのサンプル中の複数の物質の濃度を同
時に測定するためのセンサ素子は、ＵＳ−Ａ ５，０３
９，４９０にも記載されている。多層センサ素子は、複
数の光感応部材と、互いに並置された複数の発光源とを
有し、これらは、透明な接続層によってカバーされてい
る。この接続層は、指示物質層によってカバーされ、更
に、この指示物質層を、前記サンプルに接触するカバー
層によってカバーすることも出来る。この幾分複雑なセ
ンサ素子においては、励起光の光感応部材内への逆拡散
を避ける為に、複数のフィルタ又は光格子が必要であ
る。個々の光感応部材に対してそれぞれ異なった指示物
質を使用することによって、複数種のサンプル成分を同
時に測定することが可能である。
時に測定するためのセンサ素子は、ＵＳ−Ａ ５，０３
９，４９０にも記載されている。多層センサ素子は、複
数の光感応部材と、互いに並置された複数の発光源とを
有し、これらは、透明な接続層によってカバーされてい
る。この接続層は、指示物質層によってカバーされ、更
に、この指示物質層を、前記サンプルに接触するカバー
層によってカバーすることも出来る。この幾分複雑なセ
ンサ素子においては、励起光の光感応部材内への逆拡散
を避ける為に、複数のフィルタ又は光格子が必要であ
る。個々の光感応部材に対してそれぞれ異なった指示物
質を使用することによって、複数種のサンプル成分を同
時に測定することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＡＴ−Ｂ３８
３ ６８４には、サンプル通路に設けられた複数のセン
サ素子の開示はされておらず、同時に複数成分を測定す
ることはできない。
３ ６８４には、サンプル通路に設けられた複数のセン
サ素子の開示はされておらず、同時に複数成分を測定す
ることはできない。
【０００７】ＥＰ−Ｂ１ ０ ３５４ ８９５には複数
のセンサ素子が一つのサンプル通路に沿って設けられた
測定装置が開示されているが、ここのセンサ素子より放
射される測定光を分離する手段は何ら開示されていな
い。従って、同時に測定光がセンサ素子より放射された
場合、一つの放射光は他の放射光に影響し、測定値が正
確でなくなる。
のセンサ素子が一つのサンプル通路に沿って設けられた
測定装置が開示されているが、ここのセンサ素子より放
射される測定光を分離する手段は何ら開示されていな
い。従って、同時に測定光がセンサ素子より放射された
場合、一つの放射光は他の放射光に影響し、測定値が正
確でなくなる。
【０００８】ＵＳ−Ａ ４，９６８，６３２開示の技術
は検出器に対応したものではない単光源より励起光をサ
ンプル通路に供給し、測定放射光を複数のフィルターを
通して測定を行うものである。フィルター間の分離手段
は記載されていない。この文献には複数のセンサ素子を
設ける技術も開示されていない。仮に複数個のセンサ素
子を各フィルターに対応して設けたとしても、近似する
波長の測定光が放射される場合には同種のフィルターが
必要となり、フィルター間の分離手段がないと測定放射
光は隣接するフィルターに侵入し、相互に影響して測定
値が正確でなくなる。
は検出器に対応したものではない単光源より励起光をサ
ンプル通路に供給し、測定放射光を複数のフィルターを
通して測定を行うものである。フィルター間の分離手段
は記載されていない。この文献には複数のセンサ素子を
設ける技術も開示されていない。仮に複数個のセンサ素
子を各フィルターに対応して設けたとしても、近似する
波長の測定光が放射される場合には同種のフィルターが
必要となり、フィルター間の分離手段がないと測定放射
光は隣接するフィルターに侵入し、相互に影響して測定
値が正確でなくなる。
【０００９】ＵＳ−Ａ ５，０３９，４９０に記載の幾
分複雑なセンサ素子においては、上述のように個々の光
感応部材に対してそれぞれ異なった指示物質を使用する
ことによって、複数種のサンプル成分を同時に測定する
ことが可能であるが、励起光の光感応部材内への逆拡散
を避ける為に、複数のフィルタ又は光格子が必要である
という課題が存在する。
分複雑なセンサ素子においては、上述のように個々の光
感応部材に対してそれぞれ異なった指示物質を使用する
ことによって、複数種のサンプル成分を同時に測定する
ことが可能であるが、励起光の光感応部材内への逆拡散
を避ける為に、複数のフィルタ又は光格子が必要である
という課題が存在する。
【００１０】上述した従来装置に鑑み、本発明の第１の
課題は、構造が単純で製造コストが低く、しかも、その
支持部材に複数のフィルタや光格子を設けることなく、
複数種のサンプル成分を同時に測定することが可能な測
定装置を提供することにある。本発明の第２の課題は、
前記測定装置の支持部材を一体構造体（ｏｎｅｗａｙｅ
ｌｅｍｅｎｔ）として構成することにある。
課題は、構造が単純で製造コストが低く、しかも、その
支持部材に複数のフィルタや光格子を設けることなく、
複数種のサンプル成分を同時に測定することが可能な測
定装置を提供することにある。本発明の第２の課題は、
前記測定装置の支持部材を一体構造体（ｏｎｅｗａｙｅ
ｌｅｍｅｎｔ）として構成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、励起放射光及
び測定放射光に対して透過性（透明）の支持部材を有す
る測定装置に関し、前記支持部材はその第１境界面上に
発光−光センサ素子（以下単に「センサ素子」と称す
る。）を備えるとともに、その第２境界面を介して放射
光源からの励起放射光を捕捉し、前記センサ素子からの
測定放射光を第３境界面を介して評価ユニットの検出器
に供給する。前記励起放射光の方向と前記測定放射光の
方向、即ち検出方向は直交方向に設定されており、前記
支持部材の屈折率（ｎ１）は周囲環境の屈折率よりも大
きい。
び測定放射光に対して透過性（透明）の支持部材を有す
る測定装置に関し、前記支持部材はその第１境界面上に
発光−光センサ素子（以下単に「センサ素子」と称す
る。）を備えるとともに、その第２境界面を介して放射
光源からの励起放射光を捕捉し、前記センサ素子からの
測定放射光を第３境界面を介して評価ユニットの検出器
に供給する。前記励起放射光の方向と前記測定放射光の
方向、即ち検出方向は直交方向に設定されており、前記
支持部材の屈折率（ｎ１）は周囲環境の屈折率よりも大
きい。
【００１２】本発明に依る測定装置においては、上述し
た構成のものにおいて、前記第１境界面上にサンプル通
路が設けられており、この共通のサンプル通路に複数の
好ましくはそれぞれ種類の異なるセンサ素子が設けられ
るとともに、これら個々のセンサ素子の測定放射光の光
路を互いに光学的及び／又は時間的に分離するための分
離手段が設けられている。
た構成のものにおいて、前記第１境界面上にサンプル通
路が設けられており、この共通のサンプル通路に複数の
好ましくはそれぞれ種類の異なるセンサ素子が設けられ
るとともに、これら個々のセンサ素子の測定放射光の光
路を互いに光学的及び／又は時間的に分離するための分
離手段が設けられている。
【００１３】この点に関して、後に詳述するように、測
定放射光からの励起放射光の分離を別々の光路によって
行うだけでなく、個々のセンサ素子によって発せられる
測定放射光を、光学的及び／又は時間的に分離する光路
によって分離することが望ましい。その結果、支持部材
に複数の光学フィルタやグレーティング構造を設ける必
要が無くなる。
定放射光からの励起放射光の分離を別々の光路によって
行うだけでなく、個々のセンサ素子によって発せられる
測定放射光を、光学的及び／又は時間的に分離する光路
によって分離することが望ましい。その結果、支持部材
に複数の光学フィルタやグレーティング構造を設ける必
要が無くなる。
【００１４】本発明の第１態様において、前記各センサ
素子から発せられる測定放射光の光路を光学的に分離す
るために、前記支持部材は、前記サンプル通路に沿っ
て、このサンプル通路に対して直角な方向において延出
する前記測定放射光に対して不透過性の複数の狭部、凹
部及び／又は層、又は領域を有し、前記各センサ素子に
対応して前記評価ユニットの一つの検出器が割り当てら
れている。即ち、前記分離手段は測定放射光に対して不
透明な複数の狭部、凹部、層、又は領域の１種以上であ
る。前記支持部材は、実質的に前記複数のセンサ素子を
その基部上に搭載した櫛状構造体として構成可能であ
り、この櫛状構造体は、各センサ素子の領域において実
質的に角柱状の突出部を有し、その前面に検出器が設け
られている。
素子から発せられる測定放射光の光路を光学的に分離す
るために、前記支持部材は、前記サンプル通路に沿っ
て、このサンプル通路に対して直角な方向において延出
する前記測定放射光に対して不透過性の複数の狭部、凹
部及び／又は層、又は領域を有し、前記各センサ素子に
対応して前記評価ユニットの一つの検出器が割り当てら
れている。即ち、前記分離手段は測定放射光に対して不
透明な複数の狭部、凹部、層、又は領域の１種以上であ
る。前記支持部材は、実質的に前記複数のセンサ素子を
その基部上に搭載した櫛状構造体として構成可能であ
り、この櫛状構造体は、各センサ素子の領域において実
質的に角柱状の突出部を有し、その前面に検出器が設け
られている。
【００１５】本発明の別の態様に依れば、前記支持部材
は、前記各センサ素子の測定放射光の光路に、単数又は
複数の光電子スイッチング素子を有し、これらスイッチ
ング素子は、一つのセンサ素子と前記評価ユニットの前
記検出器との間において、一度に一つの光路のみを開放
するように構成されている。特に好適な実施例に依れ
ば、前記各センサ素子は、それぞれ専用の放射光源を備
えるとともに、すべてのセンサ素子に対して一つの共通
の検出器が割り当てられている。この例においては前記
分離手段は光電子スイッチング素子である。
は、前記各センサ素子の測定放射光の光路に、単数又は
複数の光電子スイッチング素子を有し、これらスイッチ
ング素子は、一つのセンサ素子と前記評価ユニットの前
記検出器との間において、一度に一つの光路のみを開放
するように構成されている。特に好適な実施例に依れ
ば、前記各センサ素子は、それぞれ専用の放射光源を備
えるとともに、すべてのセンサ素子に対して一つの共通
の検出器が割り当てられている。この例においては前記
分離手段は光電子スイッチング素子である。
【００１６】前記複数の専用の放射光源は、励起放射光
を時間的に順次の放射（多重化）を許容する電子制御ユ
ニットに接続され、複数のセンサ素子間の時間的にシフ
トされた励起によって各センサ素子の測定放射光の光路
の分離が達成されるように構成することができる。この
例においては、分離手段は電子制御ユニットである。
を時間的に順次の放射（多重化）を許容する電子制御ユ
ニットに接続され、複数のセンサ素子間の時間的にシフ
トされた励起によって各センサ素子の測定放射光の光路
の分離が達成されるように構成することができる。この
例においては、分離手段は電子制御ユニットである。
【００１７】また前記複数の専用の放射光源を、励起放
射光を周期的に変調する別の周期的変調装置に接続する
とともに、前記検出器を前記測定放射光の周期的変調検
出のための周期的変調検出装置に接続し、各センサ素子
の測定放射光の光路を、前記励起放射光と測定放射光と
の間の位相角及び／又は復調を測定することによって分
離するように構成することも可能である。従って、減衰
時間又はその変化も、前記復調、即ち励起放射光に対す
る測定放射光の振幅の減少から求めることができる。こ
の例においては、分離手段は励起放射光の周期的変調装
置及び測定放射光の周期的変調検出装置である。
射光を周期的に変調する別の周期的変調装置に接続する
とともに、前記検出器を前記測定放射光の周期的変調検
出のための周期的変調検出装置に接続し、各センサ素子
の測定放射光の光路を、前記励起放射光と測定放射光と
の間の位相角及び／又は復調を測定することによって分
離するように構成することも可能である。従って、減衰
時間又はその変化も、前記復調、即ち励起放射光に対す
る測定放射光の振幅の減少から求めることができる。こ
の例においては、分離手段は励起放射光の周期的変調装
置及び測定放射光の周期的変調検出装置である。
【００１８】本発明の更に別の実施例において、すべて
のセンサ素子を、一つの共通のパルス発生源と一つの共
通の検出器とに光学的に接続するとともに、各センサ素
子の測定放射光の光路を分離するべく、前記検出器を測
定放射光を時間的に順次検出するための装置に接続する
ことが提案される。この場合、分離手段は前記複数の発
光−光センサ素子のすべてが光学的に接続された一つの
共通のパルス発生源と前記検出器が接続されている測定
放射光を時間的に順次検出するための装置を含む。
のセンサ素子を、一つの共通のパルス発生源と一つの共
通の検出器とに光学的に接続するとともに、各センサ素
子の測定放射光の光路を分離するべく、前記検出器を測
定放射光を時間的に順次検出するための装置に接続する
ことが提案される。この場合、分離手段は前記複数の発
光−光センサ素子のすべてが光学的に接続された一つの
共通のパルス発生源と前記検出器が接続されている測定
放射光を時間的に順次検出するための装置を含む。
【００１９】光路の分離は、又、個々のセンサ素子の減
衰時間を数学的に分割する別のユニットによって行って
もよい。この単純な実施例において、複数のセンサ素子
のために一つの放射光源と一つの共通の検出器とを使用
することができる。
衰時間を数学的に分割する別のユニットによって行って
もよい。この単純な実施例において、複数のセンサ素子
のために一つの放射光源と一つの共通の検出器とを使用
することができる。
【００２０】パルス励起及びその後の減衰時間の測定
は、各センサ素子にそれぞれ別個の放射光源が割り当て
られる場合においても有効である。
は、各センサ素子にそれぞれ別個の放射光源が割り当て
られる場合においても有効である。
【００２１】前記評価ユニットは、これら個々のセンサ
素子の減衰時間関数を数学的に分割するためのサブユニ
ットを備えていることも好ましい態様であり、かかる場
合には、すべてのセンサ素子が一つの共通の検出器に光
学的に接続される構成に於て、これらすべてのセンサ素
子の減衰時間プロファイルを同時に検出することができ
る。この構成の場合、個々のセンサ素子の減衰時間の平
均時間定数が互いにどの程度異なっているかによって、
センサ素子の数は限定される。減衰時間の平均時間定数
がファクターにして少なくとも２の差異がある場合に良
好な測定結果が得られる。
素子の減衰時間関数を数学的に分割するためのサブユニ
ットを備えていることも好ましい態様であり、かかる場
合には、すべてのセンサ素子が一つの共通の検出器に光
学的に接続される構成に於て、これらすべてのセンサ素
子の減衰時間プロファイルを同時に検出することができ
る。この構成の場合、個々のセンサ素子の減衰時間の平
均時間定数が互いにどの程度異なっているかによって、
センサ素子の数は限定される。減衰時間の平均時間定数
がファクターにして少なくとも２の差異がある場合に良
好な測定結果が得られる。
【００２２】本発明においては、前記支持部材は、全反
射によって前記複数のセンサ素子と単数又は複数の検出
器との間で光を案内するのに適している。しかし、前記
支持部材内での全反射によって、光源とセンサ素子との
間において励起放射光が案内される構成も可能である。
射によって前記複数のセンサ素子と単数又は複数の検出
器との間で光を案内するのに適している。しかし、前記
支持部材内での全反射によって、光源とセンサ素子との
間において励起放射光が案内される構成も可能である。
【００２３】すべての構成において、複数のセンサ素子
とサンプル通路とを備えた前記支持部材は、挿入された
時に、その第２並びに第３の境界面が測定装置内に位置
する放射光源と検出器とのための接触面として使用され
るコスト的に有利な一体構造として構成できる。
とサンプル通路とを備えた前記支持部材は、挿入された
時に、その第２並びに第３の境界面が測定装置内に位置
する放射光源と検出器とのための接触面として使用され
るコスト的に有利な一体構造として構成できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１〜図８に示される本発明に係
る測定装置のすべての実施例構成において共通して、測
定装置は使用される励起及び測定放射光に対して透過性
の支持部材１を有し、その第１境界面１１には複数の発
光−光センサ素子２、２’が配設されている。励起放射
光は、第２境界面１２を通して照射され、測定放射光は
境界面１３を通って放出される。従って、前記境界面１
２に対向して単数又は複数の光源３が配置され、前記境
界面１３に対向して単数又は複数の検出器４、４’が配
置される。前記検出器４、４’の信号は評価ユニット５
に供給される。前記励起放射光の方向は、検出の方向に
対して直交する方向であり、図ではほぼ垂直である。但
し、この角度は６０〜１２０度の許容範囲で変化可能で
ある。好ましくは、別々のパラメータを測定するための
別々の指示物質を有するすべてのセンサ素子２は、一つ
の共通のサンプル通路６に沿って連なるように設けられ
ている。この毛管状のサンプル通路６とそのハウジング
７とは、その概略のみが点線にて図示されている。前記
サンプル通路６の断面形状は、正方形、長方形、あるい
は、ほぼ半円形状等とすることができ、このサンプル通
路６はそれぞれのセンサ素子２、２’の領域において拡
大された通路空間を形成している。
る測定装置のすべての実施例構成において共通して、測
定装置は使用される励起及び測定放射光に対して透過性
の支持部材１を有し、その第１境界面１１には複数の発
光−光センサ素子２、２’が配設されている。励起放射
光は、第２境界面１２を通して照射され、測定放射光は
境界面１３を通って放出される。従って、前記境界面１
２に対向して単数又は複数の光源３が配置され、前記境
界面１３に対向して単数又は複数の検出器４、４’が配
置される。前記検出器４、４’の信号は評価ユニット５
に供給される。前記励起放射光の方向は、検出の方向に
対して直交する方向であり、図ではほぼ垂直である。但
し、この角度は６０〜１２０度の許容範囲で変化可能で
ある。好ましくは、別々のパラメータを測定するための
別々の指示物質を有するすべてのセンサ素子２は、一つ
の共通のサンプル通路６に沿って連なるように設けられ
ている。この毛管状のサンプル通路６とそのハウジング
７とは、その概略のみが点線にて図示されている。前記
サンプル通路６の断面形状は、正方形、長方形、あるい
は、ほぼ半円形状等とすることができ、このサンプル通
路６はそれぞれのセンサ素子２、２’の領域において拡
大された通路空間を形成している。
【００２５】前記個々のセンサ素子２から放出される測
定放射光の光路を互いに光分離するために、図１の実施
例構成に於いては、前記支持部材１に狭部又は凹部８が
形成されている。又、この支持部材１は、周囲環境より
も大きな屈折率ｎ１を有する。この実施例において、前
記複数のセンサ素子２は、それぞれ、別々の、例えばＬ
ＥＤ等からなる放射光源によって同時に励起される。
又、一つの光源でも複数のセンサ素子２の様々な指示物
質を十分に励起することが可能な場合には、一つの放射
光源を使用することも可能である（図２）。図１の支持
部材１は櫛状の構造体であり、そのベース面に、前記共
通サンプル通路６に沿って複数のセンサ素子２が設けら
れている。そして、前記櫛状構造体の前面側の複数の指
状、あるいは、角柱状突出部のそれぞれに検出器４が設
けられている。
定放射光の光路を互いに光分離するために、図１の実施
例構成に於いては、前記支持部材１に狭部又は凹部８が
形成されている。又、この支持部材１は、周囲環境より
も大きな屈折率ｎ１を有する。この実施例において、前
記複数のセンサ素子２は、それぞれ、別々の、例えばＬ
ＥＤ等からなる放射光源によって同時に励起される。
又、一つの光源でも複数のセンサ素子２の様々な指示物
質を十分に励起することが可能な場合には、一つの放射
光源を使用することも可能である（図２）。図１の支持
部材１は櫛状の構造体であり、そのベース面に、前記共
通サンプル通路６に沿って複数のセンサ素子２が設けら
れている。そして、前記櫛状構造体の前面側の複数の指
状、あるいは、角柱状突出部のそれぞれに検出器４が設
けられている。
【００２６】図２は別の構成を示したものであり、図２
の構成と図１の構成との違いは、前記支持部材１が、測
定放射光に対して不透過性の複数の層９又は反射コーテ
ィングによって、それぞれ一つのセンサ素子２を備えた
複数の領域に分割されていることにある。これによっ
て、測定放射光が対応する検出器４以外の検出器に達す
ることが防止されることにより、光路が分離される。
の構成と図１の構成との違いは、前記支持部材１が、測
定放射光に対して不透過性の複数の層９又は反射コーテ
ィングによって、それぞれ一つのセンサ素子２を備えた
複数の領域に分割されていることにある。これによっ
て、測定放射光が対応する検出器４以外の検出器に達す
ることが防止されることにより、光路が分離される。
【００２７】図３〜図５は、更に別の構成を示し、これ
らの構成に於いて、その支持部材１は非常に単純な形状
構造、例えば長方平行六面体形状、を有している。そし
て、その長方形の第１境界面１１の一つに、複数のセン
サ素子２が配設され、その別の第２並びに第３境界面１
２、１３は、それぞれ、励起放射光と測定放射光の伝達
に使用される。この支持部材１に対して、前記サンプル
通路６が例えば溝として刻設されている第２の同様のコ
ンポーネント又はハウジング７を接着剤又はその他の適
当な手段によって固着することができる。
らの構成に於いて、その支持部材１は非常に単純な形状
構造、例えば長方平行六面体形状、を有している。そし
て、その長方形の第１境界面１１の一つに、複数のセン
サ素子２が配設され、その別の第２並びに第３境界面１
２、１３は、それぞれ、励起放射光と測定放射光の伝達
に使用される。この支持部材１に対して、前記サンプル
通路６が例えば溝として刻設されている第２の同様のコ
ンポーネント又はハウジング７を接着剤又はその他の適
当な手段によって固着することができる。
【００２８】図３の別構成は、各センサ素子２に対して
個々の放射光源と、前記前面に設けられた一つの共通の
検出器４とを備えている。この構成の場合、いわゆる多
重化法を使用して、電子制御ユニット１６を使用して時
間的に順次の様式（ｔｉｍｅ−ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｆ
ａｓｈｉｏｎ）により励起が行われる。従って、このよ
うな状況に於ける同時測定とは、サンプルのサンプル通
路への一度の導入における複数のパラメータの測定を意
味している。
個々の放射光源と、前記前面に設けられた一つの共通の
検出器４とを備えている。この構成の場合、いわゆる多
重化法を使用して、電子制御ユニット１６を使用して時
間的に順次の様式（ｔｉｍｅ−ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ ｆ
ａｓｈｉｏｎ）により励起が行われる。従って、このよ
うな状況に於ける同時測定とは、サンプルのサンプル通
路への一度の導入における複数のパラメータの測定を意
味している。
【００２９】図４の構成に於いて、前記支持部材１の側
面（第２境界面）１２に対向して複数の放射光源が設け
られ、個々のセンサ素子の励起は、その励起波のかすか
な部分か、もしくは、これらセンサスポットの領域の屈
折率を適当に調節することによって行われる。この構成
において、励起放射光は、周期的変調装置１７によって
周期的に変調され、周期的変調検出装置１８によってこ
の周期的に変調された測定放射光を検出する。これらの
装置１７、１８は、信号リード線２３に接続され、これ
によって、励起放射光と測定放射光との間の位相角及び
／又は復調を、前記評価ユニットにて測定することが可
能となる。
面（第２境界面）１２に対向して複数の放射光源が設け
られ、個々のセンサ素子の励起は、その励起波のかすか
な部分か、もしくは、これらセンサスポットの領域の屈
折率を適当に調節することによって行われる。この構成
において、励起放射光は、周期的変調装置１７によって
周期的に変調され、周期的変調検出装置１８によってこ
の周期的に変調された測定放射光を検出する。これらの
装置１７、１８は、信号リード線２３に接続され、これ
によって、励起放射光と測定放射光との間の位相角及び
／又は復調を、前記評価ユニットにて測定することが可
能となる。
【００３０】図５は、本発明の更に別の変形構成を示
し、ここでは、全部のセンサ素子２に対して一つの共通
のパルス放射光源３と一つの共通の検出器４とが設けら
れている。全部のセンサ素子２が同時にパルス励起され
た後、時間的にシフトされた複数の測定点又は測定窓に
おいて検出が行われる。この変形構成において、それぞ
れのセンサ素子の減衰時間の平均時間定数にはかなりの
差が必要である。前記検出器４の下流側に、それぞれの
センサ素子の減衰時間関数を数学的に分割するための分
割用サブユニット１９を設けてもよい。
し、ここでは、全部のセンサ素子２に対して一つの共通
のパルス放射光源３と一つの共通の検出器４とが設けら
れている。全部のセンサ素子２が同時にパルス励起され
た後、時間的にシフトされた複数の測定点又は測定窓に
おいて検出が行われる。この変形構成において、それぞ
れのセンサ素子の減衰時間の平均時間定数にはかなりの
差が必要である。前記検出器４の下流側に、それぞれの
センサ素子の減衰時間関数を数学的に分割するための分
割用サブユニット１９を設けてもよい。
【００３１】図６の変形構成に於いて、前記支持部材１
は、各センサ素子２の測定放射光の光路中に光電子スイ
ッチング素子１４を備えている。このスイッチング素子
１４を使用することにより、一つのセンサ素子２と検出
器４との間において一時に一つの光路が開放される。
は、各センサ素子２の測定放射光の光路中に光電子スイ
ッチング素子１４を備えている。このスイッチング素子
１４を使用することにより、一つのセンサ素子２と検出
器４との間において一時に一つの光路が開放される。
【００３２】図３〜図５の実施例の更に別の変形構成が
図７に示されている。ここで、支持部材１は、センサ素
子２の領域に、該支持部材１自体の前記屈折率ｎ１より
も大きな屈折率ｎ２を有する区切り領域１５を備えてい
る。このより大きな屈折率ｎ２を有する領域１５を介し
て、励起放射光を、直接的に、あるいは、全反射によっ
て供給することができる。空間において全方向に放出さ
れる放射発光は、特に支持部材１の側方領域に達し、こ
こから、直接に、あるいは、全反射によって、前記２つ
の前面（第３境界面）１３の一方へと伝達され、検出器
４によって検出される。
図７に示されている。ここで、支持部材１は、センサ素
子２の領域に、該支持部材１自体の前記屈折率ｎ１より
も大きな屈折率ｎ２を有する区切り領域１５を備えてい
る。このより大きな屈折率ｎ２を有する領域１５を介し
て、励起放射光を、直接的に、あるいは、全反射によっ
て供給することができる。空間において全方向に放出さ
れる放射発光は、特に支持部材１の側方領域に達し、こ
こから、直接に、あるいは、全反射によって、前記２つ
の前面（第３境界面）１３の一方へと伝達され、検出器
４によって検出される。
【００３３】本発明の更に非常にコンパクトな変形構成
が図８に示されている。この構成に於いて、二つずつの
センサ素子２、２’がペアとして組み合わされ、各セン
サ素子ペアに対して、それぞれ独立した放射光源３が設
けられている。このように、コンパクトな構成で、合計
８個ものセンサ素子を、４つのＬＥＤによって励起する
ことができる。各センサ素子ペアの第１のセンサ素子２
に対して、第１光路２０を介して第１の検出器４が設け
られ、第２のセンサ素子２’に対して、第２光路２１を
介して第２の検出器４’が設けられている。隣接する光
路をブロックするために、光に対して不透過性の凹部８
又は不透明層が使用されている。異なったペアのセンサ
素子２、２’の光路間の分離は、それぞれのセンサ素子
ペアの時間的に順次の励起、もしくは、励起と検出との
変調によって行うことができる。
が図８に示されている。この構成に於いて、二つずつの
センサ素子２、２’がペアとして組み合わされ、各セン
サ素子ペアに対して、それぞれ独立した放射光源３が設
けられている。このように、コンパクトな構成で、合計
８個ものセンサ素子を、４つのＬＥＤによって励起する
ことができる。各センサ素子ペアの第１のセンサ素子２
に対して、第１光路２０を介して第１の検出器４が設け
られ、第２のセンサ素子２’に対して、第２光路２１を
介して第２の検出器４’が設けられている。隣接する光
路をブロックするために、光に対して不透過性の凹部８
又は不透明層が使用されている。異なったペアのセンサ
素子２、２’の光路間の分離は、それぞれのセンサ素子
ペアの時間的に順次の励起、もしくは、励起と検出との
変調によって行うことができる。
【図１】各センサ素子に対してそれぞれ独立した検出器
を備えた、本発明の測定装置の概略図（凹部（挟部）を
設けた例）
を備えた、本発明の測定装置の概略図（凹部（挟部）を
設けた例）
【図２】各センサ素子に対してそれぞれ独立した検出器
を備えた、本発明の測定装置の概略図（層を設けた例）
を備えた、本発明の測定装置の概略図（層を設けた例）
【図３】支持部材は同じであるが、励起及び検出装置が
異なる本発明の測定装置を示した図
異なる本発明の測定装置を示した図
【図４】支持部材は同じであるが、励起及び検出装置が
異なる本発明の測定装置を示した図
異なる本発明の測定装置を示した図
【図５】支持部材は同じであるが、励起及び検出装置が
異なる本発明の測定装置を示した図
異なる本発明の測定装置を示した図
【図６】分離手段として光電子スイッチング素子を使用
した測定装置を示した例示図
した測定装置を示した例示図
【図７】支持部材自体よりも高い屈折率を有する区切り
領域を有する装置の例を示した図
領域を有する装置の例を示した図
【図８】センサ素子２個をペアとし、各ペアに対して１
個の放射光源を設けた装置の例示図
個の放射光源を設けた装置の例示図
１ 支持部材 ２、２’ 発光−光センサ素子 ３ 放射光源 ４、４’ 検出器 ５ 評価ユニット ６ サンプル通路 ８ 挟部（凹部） ９ 層 １０ 突出部 １１ 第１境界面 １２ 第２境界面 １３ 第３境界面 １４ 光電子スイッチング素子 １５ 区切り領域 １６ 電子制御ユニット １７ 周期的変調装置 １８ 周期的変調検出装置 １９ 分割用サブユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 595078219 ＳＴＥＴＴＥＭＥＲＳＴＲＡＳＳＥ 28, 8207 ＳＣＨＡＦＦＨＡＵＳＥＮ， Ｓ ＷＩＴＺＥＲＬＡＮＤ (72)発明者 ヘルフリート・カルプフ オーストリア アー‐8043 グラーツ シ ュヴァルツバウアーヴェーク 25 (72)発明者 ヨハン・ハーラー オーストリア アー‐8010 グラーツ ヴ ァルテンドルファー・ハウプトシュトラー セ 101ツェー
Claims (14)
- 【請求項１】 励起放射光及び測定放射光に対して透過
性の支持部材を有する測定装置において、前記支持部材
は発光−光センサ素子を備えた第１境界面、放射光源に
対向し、前記放射光源より放射される前記励起放射光を
捕捉して前記発光−光センサ素子に供給する第２境界
面、及び前記発光−光センサ素子より放射される測定放
射光を検出器を介して評価ユニットに供給する第３境界
面の少なくとも３つの境界面を有し、前記放射光と前記
測定放射光は直交方向に設定されており、かつ前記支持
部材の屈折率（ｎ１）は周囲環境の屈折率よりも大きい
ものである測定装置であって、 前記複数の発光−光セ
ンサ素子より放射される複数の前記測定放射光の光路を
光学的及び／又は時間的に分離する分離手段、前記第１
境界面上に設けられたサンプル通路、及び前記サンプル
通路に設けられた同一種類もしくは異なった種類の複数
の前記発光−光センサ素子が備えられている測定装置。 - 【請求項２】 前記分離手段は、前記各発光−光センサ
素子に対応して前記評価ユニットの一つの検出器が割り
当てられるように、前記サンプル通路に沿って、前記サ
ンプル通路に対して直角な方向において延出する前記測
定放射光に対して不透過性の複数の狭部、凹部、層、領
域の１種以上である請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３】 前記支持部材は、前記複数の発光−光セ
ンサ素子がその基部上に設けられた櫛状構造体として形
成され、前記櫛状構造体は、個々の発光−光センサ素子
の領域において角柱状の突出部を有し、その前面に前記
検出器が設けられている請求項２に記載の測定装置。 - 【請求項４】 前記分離手段は、前記各発光−光センサ
素子の測定放射光の光路に、一つの発光−光センサ素子
と前記評価ユニットの前記検出器との間に、一度に一つ
の光路のみを開放するように構成された光電子スイッチ
ング素子である請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項５】 前記各発光−光センサ素子には、それぞ
れ専用の前記放射光源が備えられており、すべての発光
−光センサ素子に対して一つの共通の検出器が割り当て
られている請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項６】 前記分離手段が時間的に順次の励起放射
光の放射を許容する電子制御ユニットであり、前記複数
の専用の放射光源は前記電子制御ユニットに接続され、
前記各発光−光センサ素子の測定放射光の光路の分離
が、複数の発光−光センサ素子間の時間的にシフトされ
た励起によって達成される請求項５に記載の測定装置。 - 【請求項７】 前記分離手段が前記複数の専用の放射光
源に接続されて励起放射光を周期的に変調する周期的変
調装置と前記検出器に接続された前記測定放射光の周期
的な変調を検出するための周期的変調検出装置であり、
前記各発光−光センサ素子の測定放射光の光路が前記励
起放射光と測定放射光との間の位相角及び／又は復調を
測定することによって分離される請求項５に記載の測定
装置。 - 【請求項８】 前記複数の専用の放射光源は、前記複数
の発光−光センサ素子をパルス励起させるための装置を
備えており、前記検出器は前記測定放射光を時間的に順
次検出するための装置に接続されている請求項５に記載
の測定装置。 - 【請求項９】 前記支持部材には、前記支持部材自体の
前記屈折率（ｎ１）よりも大きな屈折率（ｎ２）を有す
る区切り領域が前記各発光−光センサ素子の領域に備え
られ、前記屈折率（ｎ２）を有する前記区切り領域を介
して励起放射光が前記各発光−光センサ素子に供給さ
れ、前記屈折率（ｎ１）を有する前記支持部材の残りの
領域を介して測定放射光が前記検出器へ伝送される請求
項５〜８のいずれかに記載の測定装置。 - 【請求項１０】 前記分離手段が、前記複数の発光−光
センサ素子のすべてが光学的に接続された一つの共通の
パルス発生源、及び各発光−光センサ素子（２）の測定
放射光の光路を分離するべく、前記検出器が接続されて
いる測定放射光を時間的に順次検出するための装置を備
え、さらに前記複数の発光−光センサ素子のすべてが光
学的に接続された一つの共通の検出器を備えたものであ
る請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項１１】 前記複数の発光−光センサ素子のすべ
てが一つの共通の検出器に光学的に接続されており、前
記検出器にはこれらすべての発光−光センサ素子の減衰
時間プロファイルを同時に検出することができる装置が
備えられており、前記評価ユニットには、これら個々の
発光−光センサ素子の減衰時間関数を数学的に分割する
ための分割用サブユニットが備えられている請求項１に
記載の測定装置。 - 【請求項１２】 前記複数の発光−光センサ素子が複数
のペアをなすように組み合わされ、発光−光センサ素子
の各前記ペアに対して、それぞれ独立した放射光源が設
けられ、前記評価ユニットは２つの検出器に接続され、
前記支持部材には、各発光−光センサ素子各前記ペアの
第１の発光−光センサ素子に対しては第１光路を介して
第１の検出器が、また第２の発光−光センサ素子に対し
ては第２光路を介して第２の検出器が設けられ、異なっ
た前記各ペアの発光−光センサ素子の光路間の分離を行
う前記分離手段は、それぞれの発光−光センサ素子ペア
を時間的に順次励起する手段である請求項１に記載の測
定装置。 - 【請求項１３】 前記支持部材は、全反射によって前記
複数の発光−光センサ素子と単一の又は複数の検出器と
の間で光を案内するように構成されている請求項２〜１
２のいずれかに記載の測定装置。 - 【請求項１４】 前記複数の発光−光センサ素子と前記
サンプル通路とを備えた前記支持部材は一体構造として
構成されており、前記支持部材の挿入時に、その第２境
界面と第３境界面が測定装置内に位置する放射光源と検
出器とのための接触面として使用される請求項１〜１３
のいずれかに記載の測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT383/96 | 1996-02-29 | ||
| AT0038396A AT403745B (de) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Messanordnung mit einem für anregungs- und messstrahlung transparentem trägerelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09325116A true JPH09325116A (ja) | 1997-12-16 |
| JP3054756B2 JP3054756B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=3489146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9044501A Expired - Lifetime JP3054756B2 (ja) | 1996-02-29 | 1997-02-28 | 測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5779978A (ja) |
| EP (2) | EP0793090B1 (ja) |
| JP (1) | JP3054756B2 (ja) |
| AT (1) | AT403745B (ja) |
| DE (2) | DE59704487D1 (ja) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE366418T1 (de) * | 1996-04-25 | 2007-07-15 | Bioarray Solutions Ltd | Licht-regulierte, elektrokinetische zusammensetzung von partikeln an oberflächen |
| WO1998023945A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-04 | Optical Analytic Inc. | Perimeter light detection apparatus for enhanced collection of radiation |
| DE19725050C2 (de) * | 1997-06-13 | 1999-06-24 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zur Detektion biochemischer oder chemischer Substanzen mittels Fluoreszenzlichtanregung und Verfahren zu deren Herstellung |
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| US7498164B2 (en) | 1998-05-16 | 2009-03-03 | Applied Biosystems, Llc | Instrument for monitoring nucleic acid sequence amplification reaction |
| EP3093649B1 (en) * | 1998-05-16 | 2019-05-08 | Life Technologies Corporation | A combination of a reaction apparatus and an optical instrument monitoring dna polymerase chain reactions |
| JP2002518663A (ja) | 1998-05-20 | 2002-06-25 | グラッフィニティ ファルマシューティカル デザイン ゲーエムベーハー | 液体状態で存在する多数の試料を同時に測定するためのｓｐｒセンサー |
| AU751246B2 (en) * | 1998-11-20 | 2002-08-08 | Graffinity Pharmaceutical Design Gmbh | Set-up of measuring instruments for the parallel readout of SPR sensors |
| US7423750B2 (en) * | 2001-11-29 | 2008-09-09 | Applera Corporation | Configurations, systems, and methods for optical scanning with at least one first relative angular motion and at least one second angular motion or at least one linear motion |
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| US20050279949A1 (en) * | 1999-05-17 | 2005-12-22 | Applera Corporation | Temperature control for light-emitting diode stabilization |
| US7387891B2 (en) * | 1999-05-17 | 2008-06-17 | Applera Corporation | Optical instrument including excitation source |
| AU5526500A (en) * | 1999-06-05 | 2000-12-28 | Zeptosens Ag | Sensor platform and method for analysing multiple analytes |
| US6514277B1 (en) | 1999-06-11 | 2003-02-04 | Photonics Research Ontario | Fiber optic multitasking probe |
| AU5824300A (en) | 1999-07-05 | 2001-01-22 | Novartis Ag | Sensor platform, apparatus incorporating the platform, and process using the platform |
| US6771376B2 (en) * | 1999-07-05 | 2004-08-03 | Novartis Ag | Sensor platform, apparatus incorporating the platform, and process using the platform |
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