JPH1019779A - 微弱蛍光測定装置 - Google Patents

微弱蛍光測定装置

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JPH1019779A
JPH1019779A JP16903996A JP16903996A JPH1019779A JP H1019779 A JPH1019779 A JP H1019779A JP 16903996 A JP16903996 A JP 16903996A JP 16903996 A JP16903996 A JP 16903996A JP H1019779 A JPH1019779 A JP H1019779A
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mirror
detector
fluorescence
sample cell
axis
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JP16903996A
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Kanichi Anpo
寛一 安保
Koji Suzuki
康志 鈴木
Masahiro Kosaka
正博 高坂
Hiroyuki Murakita
宏之 村北
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光測定の感度を高め、微弱な蛍光の測定も
容易に行うことができる微弱蛍光測定装置を提供する。 【解決手段】 励起光を試料に入射し、該励起光により
発生する蛍光を検出する蛍光測定装置において、蛍光を
検出する検出器と、蛍光を集光する集光ミラーとを備
え、集光ミラーは、反射面の少なくとも一部は放物線形
状の鏡面を含み、鏡面の焦点上に試料セルを配置可能と
し、放物線の軸を通る光軸上に前記検出器を配置する。
放物線形状の鏡面で反射した蛍光は、放物線の軸と平行
な方向に進行方向を変更して検出器に集光され、検出器
上に蛍光を良好に集光する。検出器は、試料セルから検
出器方向に発光した蛍光に加えて、集光ミラーの放物線
形状の鏡面によって検出器の方向に進行方向を変えた蛍
光も検出することになり、検出光量が増加し、検出出力
の大きさを大きくして検出感度を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分光分析や発光分
析を行う測定装置に関し、試料セル中の試料に励起光を
照射することにより発光する蛍光を検出する蛍光測定装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、蛍光物質や蛍光試薬を反応させ
て生じた蛍光化合物の溶液に、紫外線等の励起光をあて
て分子軌道電子を励起し、該電子が励起状態から基準状
態へ遷移するときに発する蛍光を測定して、定量分析や
定性分析を行う蛍光分析が知られている。従来、この蛍
光分析における蛍光強度の測定は、例えば図5の概略構
成図に示すような蛍光装置装置を用いて行っている。図
5において、従来の蛍光装置装置1は、キセンノンラン
プ等の励起光源2からの励起光をモノクロメータ3によ
って不必要な波長の励起光を除去して単色光とし、この
励起光を試料セル4中の試料溶液に入射し、これと直角
方向から生じた蛍光をとりだし、モノクロメータ5で励
起光の反射や散乱,ラマン散乱光などを遮断して、検出
器6で検出を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図6は、試料セルに対
する励起光および蛍光の関係を説明する概略図である。
図6において、入射励起光A1は試料セル4の一方から
入射して試料を励起した後、試料セル4の他方から出射
励起光A2として放出される。また、入射励起光A1に
よって発光した蛍光は、試料セル4から全方向に放射さ
れる(図6中のB1〜B6はその一部を示している)。
従来の蛍光測定装置は、検出器が検出する測定光に対す
る散乱光の影響を除去するため、入射した励起光に対し
て直角方向に生じた蛍光のみ(図6中のB1)が検出器
に入射するよう構成している。そのため、試料セルから
は全方向に蛍光が放射されているにもかかわらず、検出
器に入射する蛍光は試料セルから発光する蛍光の一部の
角度のみであり、その他の多くの角度方向に放射される
蛍光は測定に寄与していない。そのため、従来の蛍光測
定装置の検出器の検出出力は低く、検出感度も低いとい
う問題点があり、特に発光する蛍光が微弱なときには蛍
光測定が困難となる場合がある。
【0004】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、蛍光測定の感度を高め、微弱な蛍光の測定も容
易に行うことができる微弱蛍光測定装置を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の微弱蛍光測定装
置は、励起光を試料に入射し、該励起光により発生する
蛍光を検出する蛍光測定装置において、蛍光を検出する
検出器と、蛍光を集光する集光ミラーとを備え、該集光
ミラーは、反射面の少なくとも一部は放物線形状の鏡面
を含み、該鏡面の焦点上に試料セルを配置可能とし、放
物線の軸を通る光軸上に前記検出器を配置するものであ
り、これによって、蛍光測定の感度を高め、微弱な蛍光
の測定も容易に行うことができる。
【0006】試料セルに入射した励起光は、試料セル中
の試料を励起し、全方向に蛍光を発光する。試料セルを
集光ミラーの焦点上に配置すると、検出器方向に発光し
た蛍光は直進して集光ミラーの光軸上にある検出器に集
光する。一方、試料セルから他の方向に発光した蛍光は
集光ミラーの鏡面で反射される。放物線形状を鏡面とす
る集光ミラーは、焦点から発した光を軸と平行な方向に
進行方向を変更する。そのため、放物線形状の鏡面で反
射した蛍光は、放物線の軸と平行な方向に進行方向を変
更して検出器に集光される。このとき、集光レンズを、
集光ミラーの開口部と検出器との間に配置し、集光レン
ズの焦点上に検出器を配置することによって、検出器上
に蛍光を良好に集光することができる。
【0007】従って、検出器は、試料セルから検出器方
向に発光した蛍光に加えて、集光ミラーの放物線形状の
鏡面によって検出器の方向に進行方向を変えた蛍光も検
出することになり、検出光量が増加する。検出器は、受
光する検出光量の増加によって検出出力の大きさを大き
くし、検出感度を向上することができる。
【0008】本発明の第一の実施態様は、集光ミラーの
反射面を回転放物面とするものであり、試料セルから発
した蛍光のほとんどを検出器に集光することができる。
本発明の第二の実施態様は、集光ミラーの反射面を、放
物線形状の鏡面と該鏡面の両端を閉じる鏡面とを備えた
ものとし、また、両端の鏡面は平面あるいは曲面により
形成するものであり、これによって、すくなくとも放物
線形状の鏡面で反射した蛍光は、検出器に集光させるこ
とができる。
【0009】また、本発明の第三の実施態様は、微弱蛍
光測定装置に使用する試料セルとして通常のセル、微小
セル、あるいはフローセルとすることができる。本発明
の第四の実施態様は、集光ミラーと検出器とを結ぶ光軸
上に集光レンズを備えるものであり、これによって、集
光ミラーにより集光された蛍光を検出器上に集光するこ
とができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。本発明の微弱蛍光測定装
置の第一の実施の形態について、図1に示す斜視図を用
いて説明する。なお、図1に示す微弱蛍光測定装置は、
前記図6に示す蛍光測定装置と同様に、励起光源2と不
必要な波長の励起光を除去して単色光とするモノクロメ
ータ3、励起光の反射や散乱,ラマン散乱光などを遮断
して試料からの蛍光を取り出すモノクロメータ、および
蛍光を検出する検出器6を備えており、本発明の微弱蛍
光測定装置11は、蛍光を集光する集光ミラー13およ
び集光レンズ7を備えている。なお、図1中ではモノク
ロメータを省略して示しており、モノクロメータに代え
てフィルタを使用することもできる。
【0011】集光ミラー13は開口部12を備え、内面
を鏡面とする集光部であり、その鏡面部分は、試料セル
14が配置される位置を焦点18とし、該焦点18と検
出器6を結ぶ線を軸19とする放物線を回転して回転放
物面15を形成し、該回転放物面15を鏡面とする。集
光ミラー13の焦点18に位置には試料セル14を配置
可能とし、該焦点18に対して励起光源2から励起光を
入射するための開口部16と、試料セル14を通過した
後の励起光を集光ミラー13の外部に放出するための開
口部17を備える。開口部16と開口部17は、両開口
部を結ぶ励起光の光軸が集光ミラー13の軸19と焦点
18で直交するよう形成する。なお、この開口部17
は、励起後の励起光が検出器6に入射してノイズとなる
ことを防止するためである。
【0012】集光ミラー13の開口部12と検出器6と
の間には、集光ミラー13の軸と光軸を一致させて集光
レンズ7を配置する。また、検出器6は集光レンズ7の
焦点に配置する。集光レンズ7は、光軸方向に入射した
光をレンズの焦点位置に配置した検出器に集光する。従
って、焦点18にある試料セル14から発し回転放物面
15の反射面で反射した蛍光は軸19と平行に進み、集
光レンズ7によって検出器6に集光する。また、試料セ
ル14から軸19方向に発した蛍光は、そのまま集光レ
ンズ7を介して検出器6に入射する。この第一の実施の
形態による集光ミラーによれば、通常使用される試料セ
ルを用いることができ、検出感度を向上させることがで
きる。
【0013】次に、本発明の微弱蛍光測定装置の第二の
実施の形態について、図2に示す斜視図を用いて説明す
る。なお、図2に示す微弱蛍光測定装置は、前記図1に
示した微弱蛍光測定装置とほぼ同様の構成であるため、
共通する構成については説明を省略する。図2に示す微
弱蛍光測定装置が備える集光ミラー23は、図1に示し
た集光ミラー13とほぼ同様の構成であり、開口部22
と回転放物面25の鏡面部分を備え、励起光を入射する
ための開口部26と放出するための開口部27を備え
る。集光ミラー23の焦点には、極微小セル24を配置
可能とする。極微小セル24から発光した蛍光は、前記
図1の試料セル14と同様に、回転放物面25の鏡面部
分によって軸19と平行となり、集光レンズ7によって
検出器6に集光される。
【0014】なお、極微小セル24には、開口部26を
通して励起光源2から励起光が入射される。開口部26
と開口部27は、両開口部を結ぶ励起光の光軸が、焦点
28において集光ミラー23の軸29と直交するよう形
成する。この第二の実施の形態による集光ミラーによれ
ば、極小セルを用いることができ、蛍光の発光位置を焦
点位置により近づけることができ、検出感度を向上させ
ることができる。
【0015】次に、本発明の微弱蛍光測定装置の第三の
実施の形態について、図3に示す斜視図を用いて説明す
る。なお、図3に示す微弱蛍光測定装置は、前記図1,
および図2に示した微弱蛍光測定装置とほぼ同様の構成
であるため、共通する構成については説明を省略する。
図3に示す微弱蛍光測定装置が備える集光ミラー33
は、図1,図2に示した集光ミラー13,23とほぼ同
様の構成であり、開口部32と回転放物面35の鏡面部
分を備え、励起光を入射するための開口部36と放出す
るための開口部37を備える。集光ミラー33の焦点3
8には、フローセル34を配置可能とする。フローセル
34から発光した蛍光は、前記図1,図2の試料セル1
4,24と同様に、回転放物面35の鏡面部分によって
軸39と平行となり、集光レンズ7によって検出器6に
集光される。
【0016】なお、フローセル34には、開口部36を
通して励起光源2から励起光が入射される。開口部36
と開口部37は、両開口部を結ぶ励起光の光軸が、焦点
38において集光ミラー33の軸39と直交するよう形
成する。この第三の実施の形態による集光ミラーによれ
ば、フローセルを用いることができ、試料溶液を流しな
がらの連続測定を行うことができる。
【0017】次に、本発明の微弱蛍光測定装置の第四の
実施の形態について、図4に示す斜視図を用いて説明す
る。なお、図4に示す微弱蛍光測定装置は、前記図1〜
図3に示した微弱蛍光測定装置とほぼ同様の構成である
ため、共通する構成については説明を省略する。図4に
示す微弱蛍光測定装置が備える集光ミラー43は、図1
〜図3に示した集光ミラー13,23,33とほぼ同様
に、開口部42と鏡面部分を備え、励起光を入射するた
めの開口部46と放出するための開口部47を備える。
集光ミラー43の焦点48には、試料セル44を配置可
能とする。
【0018】集光ミラー43は開口部42を備え、内面
を鏡面とする集光部であり、その鏡面部分は、試料セル
44が配置される位置を焦点48とし、該焦点48と検
出器6を結ぶ線を軸49とする放物線を平行移動して帯
状の放物面45を形成し、さらに該放物面45の両端を
平面あるいは曲面による鏡面50で閉じた鏡面とする。
集光ミラー43の焦点48に位置には試料セル44を配
置可能とし、該焦点48に対して励起光源2から励起光
を入射するための開口部46と、試料セル44を通過し
た後の励起光を集光ミラー43の外部に放出するための
開口部47を備える。開口部46と開口部47は、両開
口部を結ぶ励起光の光軸が集光ミラー43の軸49と焦
点48で直交するよう形成する。
【0019】集光ミラー43の開口部42と検出器6と
の間には、集光ミラー43の軸と光軸を一致させて集光
レンズ7を配置することができる。また、検出器6は集
光レンズ7の焦点位置に配置する。集光レンズ7は、光
軸方向に入射した光をレンズの焦点位置に配置した検出
器に集光する。従って、焦点48にある試料セル44か
ら発し放物面45の反射面で反射した蛍光は軸49と平
行に進み、集光レンズ7によって検出器6に集光する。
また、試料セル44から軸49方向に発した蛍光は、そ
のまま集光レンズ7を介して検出器6に入射する。この
第四の実施の形態による集光ミラーによれば、集光ミラ
ーを簡易な形状によって形成し、検出感度を向上させる
ことができる。また、適用する試料セルは、通常の試料
セル,極小セル,あるいはフローセルを用いることがで
きる。
【0020】なお、前記した各実施の形態において、集
光ミラー,および検出器の光学的配置は、図1,図2,
図3,および図4に限定されるものではなく、集光ミラ
ーから得られる蛍光を検出器に集光する構成であれば任
意の配置を採用することができ、また、集光レンズに代
えてその他の光学的集光手段を用いることもでき、光軸
上にモノクロメータやフィルタ等の光学素子を配するこ
ともできる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、微弱蛍光測定装置
において、蛍光測定の感度を高め、微弱な蛍光の測定も
容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微弱蛍光測定装置の第一の実施の形態
を説明するための斜視図である。
【図2】本発明の微弱蛍光測定装置の第二の実施の形態
を説明するための斜視図である。
【図3】本発明の微弱蛍光測定装置の第三の実施の形態
を説明するための斜視図である。
【図4】本発明の微弱蛍光測定装置の第四の実施の形態
を説明するための斜視図である。
【図5】従来の蛍光測定装置を説明するための概略構成
図である。
【図6】試料セルに対する励起光および蛍光の関係を説
明する概略図である。
【符号の説明】
1…蛍光測定装置、2…励起光源、3,5…モノクロメ
ータ、4,14,44…試料セル、6…検出器、11,
21,31,41…微弱蛍光測定装置、12,16,1
7,22,32,42…開口部、13,23,33,4
3…集光ミラー、15,25,35…回転放物面、1
8,28,38,48…焦点、19,29,39,49
…軸、24…微小セル、34…フローセル、45…放物
面、50…鏡面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村北 宏之 神奈川県秦野市堀山下字松葉380−1 株 式会社島津製作所秦野工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光を試料に入射し、該励起光により
    発生する蛍光を検出する蛍光測定装置において、蛍光を
    検出する検出器と、反射面の少なくとも一部は放物線形
    状の鏡面を含み、該鏡面の焦点上に試料セルを配置可能
    とし、放物線の軸を通る光軸上に前記検出器を配置する
    集光ミラーとを備えたことを特徴とする微弱蛍光測定装
    置。
JP16903996A 1996-06-28 1996-06-28 微弱蛍光測定装置 Withdrawn JPH1019779A (ja)

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