JPH1090187A - 化学ルミネセンス光を収集し伝送する収集伝送装置及び収集伝送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強固であり、修理が容易であり、精密な設定
を必要とすることなく動作する化学ルミネセンス光を収
集し伝送する装置を提供することにある。 【解決手段】 光ファイバー読取りヘッドとも呼ばれる
このような装置は、ルミノメーター１０の光子計数器１
６に連結する光伝送端部２４を持つ光ファイバー・ケー
ブル２０を備えている。この光ファイバー・ケーブルの
反対側端部部分は複数の光ファイバー・リボン３６ない
し５４に分割される。各光ファイバー・リボンは光受入
れ端部６６ないし８４を持つ。各光ファイバー・リボン
は、光受入れ端部６６ないし８４が試料分析管又はキュ
ベットを受入れる円筒形通路９０を形成するように半径
方向に配置される。各光ファイバー・リボンはコア６０
のより保持される。このコア６０は不透明なハウジング
１００内に納めてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化学ルミネセンス（ｃ
ｈｅｍｉｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）の検出、ことに試
料分析システムの試験の際の検体（ａｎａｌｙｔｅ）に
関して化学ルミネセンスを検出し測定する装置及び方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液のような体液を自動的に分析する試
料分析システムは米国特許第５，２６８，１４７号及び
同第５，３９９，４９７号の各明細書に詳細に記載して
あるようにアセンブリライン方式で多数の分析作業を行
うことができることによって開発されている。このよう
な分析システムは、小直径の流体管又は分析管中を流れ
る試料試験パケットの流れを生じさせることにより多数
の高速免疫分析を実施することができる。

【０００３】各試料試験パケットは一般に空気すきまに
より互いに隔離した１連の小さい液体体積又は液体区分
を備えている。試料試験パケットの１つ又は複数の区分
は、測定しようとする検体と共に、試薬とＰＨレベルを
制御する緩衝液と流体路線内の相互汚染を防ぐ洗浄材料
とのような処理成分を含ませることができる。

【０００４】公知の試料分析システムの１例では試料試
験パケットは、検体として患者の血清を含む。この試験
パケットは、米国特許第４、１２１、４６６号明細書に
記載してあるようにして各区分の前後の空気すきまによ
り７つの液体区分に分割する。好適な化学プロトコル
は、７つの区分の各試料試験パケットからの１つの区分
が検体測定の主要点であることを必要とする。同様に検
体を含む他の区分は分析測定のための第２の重要点であ
る。

【０００５】検体は体内で極微量だけしか利用できない
ことが多いから、このような検体の存在及び量を自動的
に測定する正確な手段が必要である。

【０００６】所定の化学反応を生ずる検体の試薬との組
合せにより検体の検出及び定量化を容易にすることがで
きる。極めて低いレベルの検体で光を生ずるのに又若干
の化学反応が知られているから、試験中の検体を検出し
定量化する（ｑｕａｎｔｉｆｙ）のに潜在的媒介物とし
て化学ルミネセンスが知られている。しかし参照する形
式の試料分析システムの環境で化学ルミネセンスを検出
する装置は、行われている試料試験の妨げにならないで
作用できる構造及び寸法を持たなければならない。

【０００７】すなわち多数区分試験パケットの液体区分
内の微量の検体の存在及び量を測定するように小さい液
体区分からの光を集める有効な装置を提供することが望
ましい。又化学ルミネセンスを収集し伝送する検出装置
は、強固であり、修理が容易であり、精密な設定を必要
とすることなく動作し、試料分析システム内の試験パケ
ットの処理の妨げにならないことが望ましい。

【０００８】

【発明の開示】本発明の複数の目的のうちには、化学ル
ミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、検体を入れ
る流体流れ管のまわりに位置させることのできる化学ル
ミネセンスを集め伝送する新規な装置と、検体を入れる
キュベットを受けることのできる化学ルミネセンスを収
集し伝送する新規な装置と、流体流れ管又はキュベット
を受入れる化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装
置と、運動部品を備えないで作動できる化学ルミネセン
スを収集し伝送する新規な装置と、調整の必要がなく整
合の問題を伴わない化学ルミネセンスを収集し伝送する
新規な装置と、化学ルミネセンスを有効に検出し測定す
る、化学ルミネセンスを収集し伝送する新規な装置と、
新規なルミノメーター（ｌｕｍｉｎｏｍｅｔｅｒ）と、
化学ルミネセンスを検出する新規な方法とを提供するこ
とがある。

【０００９】本発明の他の目的及び特長は一部は明らか
であり一部は後述する。

【００１０】本発明によればルミノメーター用の読取り
ヘッドは光ファイバー・ケーブルを使う。この光ファイ
バー・ケーブルは、ルミノメーターの光子計数器に放出
できるように接続する光伝送端部を備える。この光ファ
イバー・ケーブルの反対側端部部分は複数の光ファイバ
ー・リボンに分割する。

【００１１】これ等の光ファイバー・リボンは読取りヘ
ッドの不透明ハウジング内に半径方向に配置され、これ
等の光ファイバー・リボンの自由端部が円筒形のコア内
で中心に向くようにする。光ファイバー・ケーブルの光
受入れ端部でもある光ファイバー・リボンの自由端部は
すなわち、試料分析システムの分析管又はキュベットを
受入れるコアの中心に円筒形通路を形成する。検体を分
析管内に配置する場合には、分析管は又、気泡を検出す
る気泡検出器を貫通する。気泡検出は、分析管と組合せ
て読取りヘッドの作用を同期させるのにルミノメーター
に使う。気泡検出は検体をキュベットに入れる場合には
必要がない。

【００１２】読取りヘッドの円筒形コアは、パイの切断
区分に類似した個別の区分により構成するのがよい。各
光ファイバー・リボンは２つの互いに隣接する円筒形区
分の間に挟む。各円筒形区分は各光ファイバー・リボン
をバンド状に保持する。この場合バンドは、一般に横断
面が長方形で分析管の軸線に沿い所定の横方向距離だけ
延びる。

【００１３】光ファイバー・リボンの円筒形コア及び半
径方向構造はハウジング内の一定位置に保持する。この
ハウジングは、このハウジング内に位置するコアと光フ
ァイバー・リボン及びケーブルの任意の部分とに対する
光よけの囲いを形成する。このハウジングの互いに対向
する前壁及び後壁の互いに整合する穴は又、光ファイバ
ー・リボンの光受入れ端部により形成した円筒形通路に
整合する。すなわち分析管は、この円筒形通路内に納め
る読取りヘッドを貫いて延びることができる。

【００１４】この構造では、読取りヘッドは、このヘッ
ドがコア内の所定の中心通路に分析管を受入れるから、
何等調整を必要としない。読取りヘッドは、試料分析シ
ステム用の非侵入性、非干渉性の検体検出部品である。
この検出部品は、この試料分析システムの分析管からの
化学ルミネセンスの周辺収集を行う。

【００１５】本発明の別の実施例では、読取りヘッドの
後壁は穴を持たなくて、又読取りヘッドはその後壁が水
平になるように向きを定めてある。すなわち読取りヘッ
ドは分析管でなくてキュベットを受入れるようにしてあ
る。

【００１６】本発明の他の実施例では、複数の光ファイ
バー・リボンの代りに反射鏡を使い、この反射鏡から分
析管を経て若干の化学ルミネセンス光を、分析管の周辺
部分のまわりに配置した残りの光ファイバー・リボンの
光受入れ端部に反射するようにしてある。

【００１７】本発明は又、光を収集し伝送する方法にあ
る。本方法は、複数の光ファイバー・リボンを軸線のま
わりに半径方向に配置して、光ファイバー・リボンの対
応する光受入れ端部部分がこの軸線から等距離になりこ
の軸線のまわりに円筒形通路を形成するようにする。本
方法はさらに、この円筒形通路内に生成する化学ルミネ
センス光を光ファイバー・リボンの光受入れ端部を経て
集める。本方法は又、光ファイバー・リボンの光受入れ
端部から受入れ場所に光をこの光の選定したデータへの
変換のために送る。光収集はランダム化し又はコヒーレ
ント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）にすることができる。さらに
光伝送はランダム化し又は重ね合わせることができる。

【００１８】従って本発明は、後述する構造及び方法に
あり、本発明の範囲は特許請求の範囲の請求項に示して
ある。

【００１９】

【実施例】添付図面を通じて対応部品に対応する参照数
字を使ってある。この説明で使う場合に「管」という用
語はキュベット（ｃｕｖｅｔｔｅ）と分析管路又は分析
管とのことである。

【００２０】添付図面の図１には本発明の１実施例によ
るルミノメーター（ｌｕｍｉｎｏｍｅｔｅｒ）１０を簡
略化したブロック図で示してある。

【００２１】ルミノメーター１０は、気泡検出器１２
と、化学ルミネセンスを収集し伝送する装置とも呼ばれ
る光ファイバー読取りヘッドと、光子計数器１６とを備
えている。光子計数器１６には電子データ変換部品１７
が追従する。試験する流体試料を受ける分析管路１８
は、気泡検出器１２及び光ファイバー読取りヘッド１４
を貫いて延びる。分析管路１８は、なるべくはテフロン
^TM 材料から形成した透明なプラスチック管である。光
ファイバー・ケーブル２０は、読取りヘッド１４から光
子計数器１６に延び、又試料分析システムの他の部品
（図示してない）に延びる。

【００２２】図３及び８に示すように光ファイバー・ケ
ーブル２０は、光子計数器１６に任意適当な公知の方法
で接合できるコネクタ２８の細くした頸部部分２６内に
固定した光伝送端部２４を持つ。不透明な保護被覆３０
により囲んだ光ファイバー・ケーブル２０は、図８に明
らかなように１０条の光ファイバー・リボン５６ないし
５４に分割する。使用する光ファイバー・リボンの条数
は光検出に対するシステム要求により選定すればよい。

【００２３】光ファイバー・リボン３６ないし５４は円
筒形コア６０内に半径方向に支えられ光ファイバー・リ
ボン３６ないし５４の自由端部６６、６８、７０、７
２、７４、７６、７８、８０、８２、８４（図５）が大
体円筒形の通路９０を形成するようにする。円筒形通路
９０は、約２．８５ｍｍの外径と約２．２ｍｍの内径と
を持つ分析管１８を受入れるように約３．４ｍｍの直径
を持つ。

【００２４】光ファイバー・リボン３６ないし５４の自
由端部６６ないし８４は、光ファイバー・ケーブル２０
の光受入れ端部として機能する。この構造のもとでは、
分析管路１８と光ファイバー・リボンの光受入れ端部と
の間の読取りヘッド１４の半径方向すきまは約０．２７
５ｍｍである。

【００２５】光受入れ端部６６ないし８４の端面は、図
４の光ファイバー・リボン３６の光受入れ端部６６によ
り示されるように大体長方形である。すなわち光受入れ
端部６６ないし８４は、分析管路１８に沿い約１５ｍｍ
の所定の軸線方向長さＬ（図７）だけ延びそして約１ｍ
ｍの所定幅Ｗ（図４）を持つ。分析管路１８内の区分１
５２、１５４、１５６、１５８のような液体区分（図２
及び４）は一般に長さが約７．４ｍｍである。これ等の
液体を互いに隔離する区分１６０、１６２、１６４のよ
うな空気区分又は気泡は一般に長さが約４．２ｍｍであ
る。

【００２６】コア６０は図４に明らかなように長方形断
面を持つバンド内に光ファイバー・リボン３６ないし５
４を保持する。コア６０は又光ファイバー・リボン３６
ないし５４の半径方向位置を光受入れ端部部分６６ない
し８４が円筒形通路９０を形成する一定位置になるよう
に保持する。光ファイバー・リボン３６ないし５４のバ
ンド部分にはバンドの所望の長方形形状を保持するよう
に接着剤（図示してない）を設けることができる。

【００２７】コア６０は読取りヘッド１４の光よけの不
透明ハウジング１００内に支えてある。ハウジング１０
０は、一体に形成することのできる円筒形殻部分１０２
及び長方形頸部部分１０４を備えている。コア６０は、
一体品構造として形成することができるが１０個の各別
の区分１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２
０、１２２、１２４、１２６、１２８から構成するのが
よい。各区分１１０ないし１２８は、接着により、又は
各区分のファスナ穴１３２、１３４（図３）にはまるフ
ァスナにより円筒形殻１０２の後壁１３０（図８）に個
別に固着する。

【００２８】各区分１１０ないし１２８は、不透明なプ
ラスチック材が好適であり位置決めすることにより、各
光ファイバー・リボン３６ないし５４を受入れる１０条
の半径方向みぞ穴１３８（図３）を形成する。頸部部分
１０４内のカラー部分１４０（図８）は被覆付き光ファ
イバー・ケーブル２０を受入れる。ケーブル被覆３０及
びカラー部分１４０の間に任意適当な公知の光よけシー
ルを設けてある。

【００２９】前部カバー１４２（図３）は、円筒形殻１
０２の前部部分と頸部１０４とに固着し、殻１０２に対
して中心穴（図示してない）を備えている。この中心穴
は、コア６０の円筒形通路９０に整合し又後壁１３０の
対応する中心穴１３１（図４）に整合する。

【００３０】各光ファイバー・リボン３６ないし５４
は、なるべくはプラスチック材から形成され約０．５ｍ
ｍの直径と０．５の開口数（ＮＡ）［±３０°の受入れ
角（アクセプタンス角度）］とを持つ所定数の光ファイ
バーから形成する。ファイバー直径及びプラスチック
は、とくにプラスチック・ファイバーがガラスほど破断
しやすくはないから、主として耐久性と取扱い及び組付
けの容易性とに対し選定する。プラスチック・ファイバ
ーの他の性質たとえばスペクトル透過及び許容けい光
は、ファイバー・リボンが高い透過性を持つ可視スペク
トル領域で使用するようにされ紫外線には露出されない
から有害とは考えられない。７８％の充てん率を持つ約
６０本の光ファイバーは各光ファイバー・リボン９０な
いし１０８に使うことができる。

【００３１】円筒形殻１０２の寸法は、光ファイバー・
リボンの各ファイバーの許容曲がり半径による。この場
合考えられるように光ファイバー・リボン３６ないし５
４は、直径約３ｉｎの円筒形殻１０２に受入れることが
できる。

【００３２】読取りハウジング１００は、光子計数管１
６の光電子増倍管アセンブリに通ずる光ファイバー・ケ
ーブル２０を持つ分析システムの温度制御した室（図示
してない）内に取付ける。この構造により器具の包装に
融通性が得られ保守性を高める。各耳１４２、１４４、
１４６のような取付け耳は円筒形殻１０２及び頸部１０
４に設けて分析システム内の任意所望の場所への読取り
ヘッド１４の固着が容易になるようにすることができ
る。

【００３３】光ファイバー読取りヘッド１４を使う際に
は、円筒形殻１０２の前部カバー１４２の穴（図示して
ない）とコア６０の中心の円筒形通路９０と円筒形殻１
０２の後壁１３０の対応する整合穴１３１（図４）とに
分析管路１８を通す。分析管路１８はすなわち試験パケ
ットの空気で区分した液体の流れを光ファイバー読取り
ヘッド１４を経て運ぶ。読取りヘッド１４は、試験中の
検体を検出し定量する方法として化学ルミネセンスを検
知する。

【００３４】最高の光収集のために理想的には、光ファ
イバー・リボンの各光伝送端部部分６６ないし８４はそ
の隣接端部部分にこれ等の間にすきまをおかないで接し
なければならない。しかし前記した寸法配置のもとで
は、各端部部分６６ないし８４間には約０．０５０ない
し０．０８０ｍｍのすきまが得られる。

【００３５】前記したように試験パケット内の７個の区
分から成る各群からの区分１５２、１５４、１５６、１
５８のような液体区分の１つは、測定しようとする化学
ルミネセンス反応を生じさせる。分析管１８の熱処理及
び薄い壁構造の組合わせにより、化学ルミネセンス反応
により放出される光の波長を含む波長範囲に対し分析管
１８を透明にする。たとえば５００ＮＭの波長が本発明
により検出できる。

【００３６】読取りヘッド１４を協働させたルミノメー
ター１０を使う際には、構造及び作用が公知の気泡検出
器１２により、分析管路１８内の区分１５２、１５４、
１５６、１５８のような液体区分間の境界面１６０、１
６２、１６４のような気泡境界面を検知する。気泡検出
器１２は、気泡を検出することにより分析管路１８内の
試験パケットの流れを追跡するのに使う信号を生ずる。
気泡検出は読取りヘッド１４の動作を同期させデータ収
集サイクルを監視し制御するのに使う。気泡検出器１２
は又、前進方向又は後進方向の流れの流れ方向を検知す
る。

【００３７】気泡検出器１２により監視する選定した検
体区分内の検体及び試薬間の反応により生ずる化学ルミ
ネセンス光は、光ファイバー・リボン３６ないし５４の
光受入れ端部部分６６ないし８４で収集する。収集光
は、光子計数管１６に連結する伝送端部２４に光ファイ
バー・ケーブル２０を経て伝送する。光子計数器１６
は、公知の部品であり公知の光電増倍管を備える。光子
計数器１６は、化学ルミネセンス光信号を電子信号に変
換する。これ等の電子信号は、図１に示したシステム電
子装置部品１７により識別されて動作し、検体を識別し
定量する公知の基準に関連する。電子データの収集及び
変換は本発明の一部を形成するものではない。

【００３８】各光ファイバー・リボン３６ないし５４内
の光ファイバーは、図９の光ファイバー・リボン３６の
光受入れ端部６６により示したような重なり合った配置
又は図１０の同じ光ファイバー・リボン３６に対し示し
たような整合配置にできる。整合配置では光ファイバー
はコヒーレントな配置を形成するように光受入れ端部６
６ないし８４と光伝送端部２４との両方で空間的に配列
することができる。

【００３９】コヒーレントな配置では、光伝送端部２４
は図１１に示すように円形ではなくて長方形である。光
伝送端部２４の長方形寸法は１０枚の各光ファイバー・
リボン３６ないし５４の光透伝送部の積層に基づいて約
１０×１５ｍｍである。各光ファイバー・リボン３６な
いし５４の光伝送端部は約１ｍｍ×１５ｍｍである。こ
の配置では光伝送端部２４は、図１１に示すような分析
管路及び区分流れの１対１の像を表わす。各光ファイバ
ーはこの像の１つの画素を表わす。この画素は図１２に
示すようなマスク１７２、１７４により選択的にふさが
れ読取りヘッド１４の光収集特性を変えるようにするこ
とができる。すなわちこのふさぎ作用は視界体積を変え
又は迷光をなくすことができる。

【００４０】図９又は１０の重ね合わせた又は整合した
配置に対し光ファイバーは光伝送端部において空間的に
ランダム化することができる。光ファイバーの１対１の
空間的対応はなく、又像が生成されない。ランダム化配
置は、光電増倍管検出面の感度の変化の影響を減らす利
点を持ち光信号の一層完全な統合が得られる。

【００４１】ファイバーのランダム化配置（ｒａｎｄｏ
ｍｉｚｅｄ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）は、コヒーレン
トな配置（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎ
ｔ）より製造費が安くなりケーブル２０の出力光伝送端
部２４（図３）の形状を光電子増倍管及び光子検出器１
６に対し一層適合した整合が得られるように円形にす
る。すなわちこのランダム化配置は読取りヘッド１４用
の好適な配置である。

【００４２】読取りヘッド１４は、けい光、多数角光散
乱（ｍｕｌｔｉ−ａｎｇｌｅ ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔ
ｅｒｉｎｇ）、光吸収及び偏光（けい光又は散乱）法の
ような他の計測様相のために構成することができる。こ
れ等の応用は、図１３に示すような各別のケーブル３
６、４６、４８として円筒形殻１０２から光ファイバー
・リボンを引出すことによって行われる。図１３の配置
では光ファイバー・リボンの任意のもの又はその全部を
所望に応じ又参照数字２０６、２０７、２０８で線図的
に示すように選定した照明又は検出の機能を持つ各別の
ケーブルとして使うことができる。

【００４３】別の変型として図１４に示すように光ファ
イバー・リボン３６ないし５４は単一ケーブルとしてハ
ウジング１００から引出すことができる。マスク２０２
（図１５）は図１５に示すような照明又は検出用の各別
のリボンを選定するように単一ケーブルの出力端部に当
てがうことができる。

【００４４】所望により複数の計測様相を表わす複数の
マスクはホイール（図示してない）に当てがわれ特定の
応用例の必要に応じた場所に割出しすることができる。
偏光用では、一般にプラスチック偏光シート２１０（図
６）として利用できる薄い偏光板（図示してない）は、
選定した光ファイバー・リボン３６、４０、４４、４
８、５２の光受入れ端部６６、７０、７４、７８、８２
に又は分析管路１８及び光伝送端部の間に当てがうこと
ができる。一般に光ファイバー・リボンは、光受入れ端
部から光伝送端部に光を伝送する際に偏光状態を保持し
ない。

【００４５】光ファイバー読取りヘッドの別の実施例を
図１６に読取りヘッド２２０として示してある。読取り
ヘッド２２０は、読取りヘッド１４の殻１０２及び頸部
１０４に対応する円筒形殻２２２及び頸部２２４を持つ
ハウジング２２１を備えている。読取りヘッド２２０
は、光ファイバー・リボン４８、５０、５２、５４及び
区分１２４、１２６を除くことにより読取りヘッド１４
とは異なる。これ等の除いた要素の代りに、点２３０で
区分１２８に枢動した凹面鏡２２８を設けてある。

【００４６】鏡２２８は、この鏡が区分１２０に整合す
るとき又は区分１２０に当てがわれるときは反射位置に
なる。ハウジング殻２２２のドア区分２３４は点２３６
で開位置に枢動することができる。同様に鏡２２８は区
分１２０から遠ざかる向きに枢動させ分析管路１８を光
ファイバー３６ないし４６の光受入れ端部６６、６８、
７０、７２、７４、７６により形成した通路２４０内に
直接位置させることができる。

【００４７】分析管路１８を通路２４０内に位置させる
と、鏡２２８とハウジング殻２２２のドア２３４とは閉
じることができる。読取りヘッド２２０は任意適当な公
知の方法で光よけの構造にしてある。ハウジング２２１
の後壁２３４には端部の開いたみぞ穴２４２が設けら
れ、ドア２３４及び鏡２２８を開いたときに分析管路１
８を中心通路２４０内に配置できるようにしてある。ハ
ウジング２２１の前部カバー（図示してない）には同様
な整合みぞ穴（図示してない）を設けてある。これ等の
みぞ穴は、分析管路１８を読取りヘッド２２０内に配置
させると、光の漏れを防ぐように隠し適当に覆う。

【００４８】光ファイバー読取りヘッド２２０を使う際
には分析管路１８を通路２４０内に位置させる。検体を
含む化学ルミネセンス区分により分析管路１８から放出
される光は、光受入れ端部への直接の流れにより又鏡２
２８からの反射により光ファイバー・リボン３６ないし
４６の光受入れ端部６６ないし７６に伝送される。

【００４９】鏡２２８は、分析管路１８から化学ルミネ
センス光を通路２４０を経て分析管路１８の軸線に向か
い後方に反射し光ファイバー・リボンの光受入れ端部６
６ないし７６内に伝送する。受入れ光は、光ファイバー
・ケーブル２０ａの光伝送端部（図示してない）に伝送
し読取りヘッド１４に対して前記したのと同様にして電
子データに変換する。

【００５０】本発明の読取りヘッドは又分析管路１８で
なくてキュベットに使うのにも適している。

【００５１】図１７に示すように読取りヘッド２５０
は、読取りヘッド１４の後壁１３０に対応する後壁２５
２を備えている。しかし後壁２５２は何等穴を形成して
ない。読取りヘッド２５０はその他の点では読取りヘッ
ド１４と同じである。

【００５２】読取りヘッド２５０は、化学ルミネセンス
又は前記した他の検体検出手順の任意のものを使い検体
の定量のために検出を含むキュベット２５４を受けるよ
うにしてある。しかし読取りヘッド２５０は、気泡検出
器２２を設けないで使われ後壁２５２が水平になるよう
に位置させる。

【００５３】すなわちキュベット２５４は、読取りヘッ
ドハウジングの前壁１４２の穴（図示してない）内に配
置することにより読取りヘッド２５０内に、又光ファイ
バーリボン３６ないし５４の光受入れ端部部分６６ない
し８４により形成した整合した円筒形通路９０（図５）
内に上下方向に取付けることができる。検出作用を完了
すると、キュベット２５４を読取りヘッド２５０から取
出し別のキュベットをこのヘッド２５０内に位置させ
る。

【００５４】以上述べた所から明らかな本発明の若干の
利点は、キュベット内の検体により又はこの検体が分析
管路を経て液体区分内で移動する際に放出される化学ル
ミネセンス光を受けるように分析管路又はキュベットの
一定の周辺区分を受け入れる光ファイバー読取りヘッド
にある。光ファイバー読取りヘッドは、調整の必要がな
く、試料分析システムに容易に取付けることができ、分
析管路又はキュベットの容易な取付け取りはずしができ
る。読取りヘッドはランダム化した又はコヒーレントな
光の伝送に適合させることができる。さらに読取りヘッ
ドは、耐久性を持ち比較的容易に製作できる携帯できる
モジューラ部品である。

【００５５】以上述べた所から明らかなように本発明の
複数の目的が達成されその他の有利な成績が得られる。

【００５６】本発明によればなお本発明の精神を逸脱し
ないで前記の構造及び方法は種種の変化変型を行うこと
ができるから、添付図面による前記の説明は単に例示し
たもので限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のよるルミノメーターを備えた装置のブ
ロック図である。

【図２】図１のルミノメーター試験を行う試験パケット
の各区域を含む分析管の拡大縦断面図である。

【図３】図１のルミノメーターに使う光ファイバー読取
りヘッドの斜視図である。

【図４】分析管を囲む読取りヘッドからの光ファイバー
・リボンの拡大斜視図である。

【図５】図４の部分端面図である。

【図６】光ファイバー・リボンの光受入れ端部の若干に
偏光材料を設けた図５と同様な端面図である。

【図７】分析管に近い光ファイバー・リボンの部分側面
図である。

【図８】図３の読取りヘッドの簡略化した平面図であ
る。

【図９】各光ファイバーを重ね合わせた配置にした光フ
ァイバー・リボンの光受入れ端部の端面図である。

【図１０】各光ファイバーを整合した配向にした、図９
と同様な端面図である。

【図１１】光ファイバー・ケーブルの光伝送端部におけ
るコヒーレントな光伝送パターンの平面図である。

【図１２】図１１のパターンの被覆の平面図である。

【図１３】本発明の他の実施例の平面図である。

【図１４】図１３の光ファイバー・リボンの平面図であ
る。

【図１５】図１３の実施例の被覆したコヒーレントな光
伝送パターンの平面図である。

【図１６】本発明のさらに他の実施例の平面図である。

【図１７】キュベットを受ける読取りヘッドからの光フ
ァイバー・リボンの拡大斜視図である。

【符号の説明】

１０ ルミノメーター １４ 光ファイバー読取りヘッド １６ 光子計数器 ２０ 光ファイバー・ケーブル ２４ 光伝送端部 ３６ないし５４ 光ファイバー・リボン ６０ コア ６６ないし８４ 光受入れ端部 ９０ 円筒形通路 １００ ハウジング

Claims (33)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）複数の光ファイバー・リボンを備
   え、 ｂ）これ等の各光ファイバー・リボンに、互いに対向す
   る端部を持つ所定数の光ファイバーを設け、前記光ファ
   イバー・リボン内の前記各光ファイバーの一端部を光受
   入れ端部とし、前記光ファイバー・リボン内の前記各光
   ファイバーの反対側端部を光伝送端部とし、 ｃ）前記複数の光ファイバー・リボンを、円筒形通路を
   形成するように横方向軸線のまわりに半径方向方向に配
   置し、前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部を
   前記横方向軸線から実質的に等距離にし、前記円筒形通
   路を、化学反応を受ける検体を含む液体を入れる管を受
   入れる寸法にすることにより、前記化学反応により放出
   される化学ルミネセンス光が、前記光ファイバー・リボ
   ンの前記光受入れ端部を経て対応する前記各光伝送端部
   に進むことができるようにし、 ｄ）前記光ファイバー・リボンの半径方向配置と、前記
   横方向軸線から実質的に等距離の前記光受入れ端部部分
   の位置とを保持する保持手段を設けて成る、化学ルミネ
   センス光を収集し、伝送する収集伝送装置。
2. 【請求項２】 前記光ファイバー・リボンの半径方向配
   置を保持する前記手段が、取付けコアを備え、この取付
   けコア内に前記光ファイバー・リボンを支えた請求項１
   の収集伝送装置。
3. 【請求項３】 前記取付けコアに、前記横方向軸線から
   半径方向に延びる複数のみぞ穴を設け、これ等の各みぞ
   穴が、前記各光ファイバー・リボンに対応することによ
   り、前記各光ファイバー・リボンを、前記みぞ穴の各別
   の１つ内に収容するようにした請求項２の収集伝送装
   置。
4. 【請求項４】 前記取付けコアに、前記横方向軸線のま
   わりに配置した複数の区分を設け、これ等の各区分を、
   半径方向に間隔を置くことにより、この半径方向の間隔
   が、前記光ファイバー・リボンを収容するようにした請
   求項２の収集伝送装置。
5. 【請求項５】 前記区分を、円柱の扇形部分として形成
   した請求項４の収集伝送装置。
6. 【請求項６】 前記区分用の実質的に耐光性のハウジン
   グを備え、このハウジングに、前記円筒形通路に整合す
   る１個の穴を形成して、前記管を前記円筒形通路内に配
   置するために、前記ハウジング内に収容することができ
   るようにした請求項４の収集伝送装置。
7. 【請求項７】 前記区分用の実質的に耐光性のハウジン
   グを備え、このハウジングに、前記円筒形通路に整合す
   る穴を形成して、前記管を、前記円筒形通路内に配置し
   ている間に前記ハウジング内に又このハウジングから外
   へ延長するために収容することができるようにした請求
   項４の収集伝送装置。
8. 【請求項８】 前記光ファイバー・リボンの前記光伝送
   端部をケーブルの形で収集する収集手段を備えることに
   より、前記光伝送端部を前記ケーブルの端部として構成
   した請求項１の収集伝送装置。
9. 【請求項９】 前記光ファイバー・リボンの前記光伝送
   端部を相互に分離した請求項１の収集伝送装置。
10. 【請求項１０】 前記光ファイバー・リボンを経て伝送
    される化学ルミネセンス光を電子信号に変換するよう
    に、前記光ファイバー・リボンの光伝送端部と協動可能
    な光子計数器を備えた請求項１の収集伝送装置。
11. 【請求項１１】 前記円筒形通路内に配置した管内の空
    気液体境界面を感知するように、前記光子計数器と協動
    可能な気泡検出器を備えた請求項１０の収集伝送装置。
12. 【請求項１２】 前記光ファイバー・リボンの前記光受
    入れ端部を所定の横断面形状を持つバンドの形にした請
    求項１の収集伝送装置。
13. 【請求項１３】 前記バンドの横断面形状を長方形に
    し、前記光受入れ端部を長方形にした請求項１２の収集
    伝送装置。
14. 【請求項１４】 ａ）光を受入れる一方の自由端部と、
    光を伝送する反対側端部とをそれぞれ持つ複数の光ファ
    イバー・リボンを備え、 ｂ）前記各光受入れ端部を、実質的に円筒形の径路の周
    辺に位置させることにより、前記各光受入れ端部が前記
    実質的に円筒形の径路の軌跡を形成するようにし、 ｃ）前記光受入れ端部が、化学反応を受ける検体を含む
    液体を入れる管を囲むのに適するように、前記実質的に
    円筒形の径路の周辺における前記光ファイバー・リボン
    の前記光受入れ端部の整合を維持する維持手段を備える
    ことにより、前記化学反応により放出される化学ルミネ
    センス光が、前記光ファイバー・リボンの前記各光受入
    れ端部を経て前記各光伝送端部に進むようにして成る、
    化学ルミネセンス光を収集し伝送する収集伝送装置。
15. 【請求項１５】 前記光受入れ端部の整合状態体を維持
    する前記維持手段に、前記光受入れ端部を位置決めする
    位置決め手段を持つコアを設けた請求項１４の収集伝送
    装置。
16. 【請求項１６】 前記円筒形通路に横方向軸線を設け、
    前記位置決め手段に、前記横方向軸線から半径方向に延
    び、それぞれ前記各光ファイバー・リボンの光受入れ端
    部部分の１つを保持するみぞ穴を形成する複数の位置決
    め区分を設けた請求項１５の収集伝送装置。
17. 【請求項１７】 前記位置決め区分を、前記横方向軸線
    のまわりに配置し、相互に半形方向に間隔を置くことに
    より、この半径方向の間隔が前記光ファイバー・リボン
    を収容するようにした請求項１６の収集伝送装置。
18. 【請求項１８】 前記位置決め区分を、円柱の形体とし
    て形成した請求項１７の収集伝送装置。
19. 【請求項１９】 前記光受入れ端部部分を、前記円筒形
    径路のまわりに均等に配分した請求項１４の収集伝送装
    置。
20. 【請求項２０】 前記光受入れ端部部分を、前記円筒形
    径路の周辺のまわりに不均等に配分した請求項１４の収
    集伝送装置。
21. 【請求項２１】 前記円筒形通路に発生する光を受入れ
    るように、前記コアに鏡を取付けることにより、前記鏡
    が前記円筒形通路に発生する光を、この円筒形通路に反
    射し、この円筒形通路において前記光受入れ端部により
    取り上げるようにした請求項１５の収集伝送装置。
22. 【請求項２２】 前記円筒形通路内に前記管を配置した
    ときに、この管を収容するように前記円筒形通路に整合
    する互いに対向する穴を持つ実質的に耐光性のハウジン
    グ内に、前記コアを取付けた請求項１６の収集伝送装
    置。
23. 【請求項２３】 前記光ファイバー・リボンの光伝送端
    部を、ケーブルの形に収集する手段を備えた請求項１４
    の収集伝送装置。
24. 【請求項２４】 前記位置決め区分の少なくとも１つ
    を、前記円筒形通路に半径方向に接近するように、前記
    コアから除去可能にした請求項１６の収集伝送装置。
25. 【請求項２５】 前記位置決め区分のうちの１つの区分
    の一部を、前記円筒形通路に半径方向に接近するよう
    に、前記コアから除去可能にした請求項１６の収集伝送
    装置。
26. 【請求項２６】 ａ）互いに対向する端部を持つ複数の
    光ファイバー・リボンを、横方向軸線のまわりに半径方
    向に配置することにより、前記各光ファイバー・リボン
    の一端部分を、前記横方向軸線から実質的に等距離にし
    てこの横方向軸線のまわりに円筒形通路を形成する段階
    と、 ｂ）前記各光ファイバー・リボンの前記一端部分に整合
    する前記円筒形通路の囲い内に検体を含む流体試料を位
    置させる段階と、 ｃ）前記流体試料から前記円筒形通路内に生じる光を、
    前記光ファイバー・リボンの光受入れ端部部分としての
    前記一端部分を経て収集する段階と、 ｄ）前記光ファイバー・リボンの前記光受入れ端部から
    前記光ファイバー・リボンの反対側端部に、そして選定
    したデータへの変換のために受入れ場所に光を伝送する
    段階と、を包含する、科学ルミネセンス光を収集し伝送
    する収集伝送方法。
27. 【請求項２７】 分析試料内の検体を定量化するように
    選択的に前記分析試料を照明しこの試料からの光を収集
    する照明収集方法において、 ａ）互いに対向する端部を持つ複数の光ファイバー・リ
    ボンを、横方向軸線のまわりに半径方向に配置すること
    により、前記各光ファイバー・リボンの一端部分を、前
    記横方向軸線から実質的に等距離にして前記横方向軸線
    のまわりに円筒形通路を形成する段階と、 ｂ）前記各光ファイバー・リボンの前記一端部分に整合
    する前記円筒形通路の囲い内に検体を含む流体試料を位
    置させる段階と、 ｃ）前記光ファイバー・リボンのうちの少なくとも１つ
    の光ファイバー・リボンの反対側端部から前記円筒形通
    路に入力光ビームを送って前記検体を通過させる段階
    と、 ｄ）前記入力光ビームからの光が前記検体を通過した後
    に前記円筒形通路内の前記入力光ビームから光を収集
    し、この光収集を、前記光ファイバー・リボンのうちの
    少なくとも別の光ファイバー・リボンの一端部で行う段
    階と、 ｅ）この収集した光を他の光ファイバー・リボンの反対
    側端部に、かつ選定したデータへの変換のために受入れ
    場所に伝送する段階と、を包含する照明収集方法。
28. 【請求項２８】 前記入力光ビームが、前記円筒形通路
    でけい光を生ずる励起ビームである請求項２７の照明収
    集方法。
29. 【請求項２９】 前記入力光ビームが、前記円筒形通路
    で多角度光散乱を生ずる入射ビームである請求項２７の
    照明収集方法。
30. 【請求項３０】 前記入力光ビームが、所定の光強さを
    持ち、前記入力光ビームの一部を、前記円筒形通路内に
    存在する検体の量に従ってこの検体により吸収する請求
    項２７の照明収集方法。
31. 【請求項３１】 前記入力光ビームが、前記円筒形通路
    で第１の偏光ビームを生じ、前記円筒形通路からの第２
    の偏光を、この第２の偏光が前記検体を通過した後、収
    集する励起ビームである請求項２７の照明収集方法。
32. 【請求項３２】 ａ）前記光ファイバー・リボンを光フ
    ァイバーで構成する段階と、 ｂ）前記光ファイバー・リボン内の前記光ファイバーの
    一端部を整合した構成に配置しする段階と、 ｃ）前記光ファイバー・リボン内の前記各光ファイバー
    の反対側端部を、ケーブル内にコヒーレントな配置にす
    ることにより、前記ケーブルがコヒーレントな端部を持
    つようにする段階とを包含する請求項２７の照明収集方
    法。
33. 【請求項３３】 前記ケーブルの前記コヒーレントな端
    部にマスクを配置して、このケーブルの照明部分及び光
    収集部分を形成する請求項３２の照明収集方法。