JPS58174833A - 蛍光光度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蛍光光度計の改良に係り、特に低濃度試料にお
いては光源変動による悪影Ｗｔ−精度よく補正し、高濃
度試料においては検量線の曲り全補正するようにした蛍
光光度計に関する。

蛍光光度計における光源としては、キセノンランプが広
く用いられているが、キセノンランプのアーク位置の移
動による光源変動全補正しなければならない。又特に高
濃度試料の測定においては試料内での消光による検を特
性の劣下を防止しなければならない。

このため従来の蛍光光度針においては、光源からの光を
試料前においてビームスプリッタ音用いて二元路に分割
し一方ケ試料に当て試料の発する蛍光を検出し、一方？
モニタ信号とし、試料側（蛍光）信号音モニタ９１０信
号で割ｓ金する方式がとられていた。

しかしながらこの従来の方式においては、上記のような
補正は不完全であった。

Ｍｌに、キセノンランプのアーク位置の移動がしばしは
問題となる。蛍光光度針においてはこれか元軸のずれと
なり最薊的には１ａ号レベルの変動となる。上記従来の
装置のごとく励起′ｙｔ、葡二光路に分割した場合、モ
ニタ測光路と試料側光路では光源変動による動性が異な
るため比演′１１７−紫行なっても出力変動全完全に補
正することが出来なかった。第２に、試料濃度が読くな
った場合、試料内分子間の相互作用による消光の外に、
励起光が試料セルの中心に達するまでに無視できない量
の吸収を受けることがある。このため高濃度領域での検
量線が劣下し上記従来の二元路方式ではこれ全完全に補
正することができなかった。第１図、第２図はこの検量
特性全説明するための図である。

例えば、第１図において、セルの内壁間のｍｔｗｓ試料
位置における像の１１＠　ｆ　１ａ：とじ、励起光の光
軸の方向にＸ＠全とり、Ｘの位置における励起光強度■
（λ、Ｘ）’（ｒ求めると次式の通りとなる。

■（λ、ＸＪ−Ｉ（λ＋　０）ｅｘｐ［ｇ（λ）ｃ−ｘ
　）　＝・・（１）但し■（λ、０）は、試料に入射直
前の励起光強度、６（λ）はモル吸光係数、Ｃは濃度で
ある。

ｄＸの部分で吸収される光は、 ｄ）（λ、　ｘ）＝Ｉ（λ、ｘ）ｇ（λ）ｃｄｘ　　　
　・・・・・・・・・（２）となる。

ａＸの部分の発する蛍光で蛍光側分光器に取し込捷れる
ものは、 ｄＦ（λ、　ｘ）＝（ｇ／ｎ”）Ｑｌ　（λ、ｘ）ｇ（
λ）ｃｄｘ　　・”−−となる。但しｇは幾何学的定数
、■は溶液の屈折率、Ｑは試料の量子収率である。

実際には、第１図におけるａの区間の部分の発する蛍光
が、蛍光側分光器に取り込まれるわけなので、観測さ扛
る蛍元強＃は次式のようになる。

０式に基づき、濃度Ｃと蛍光強度Ｆ（λ）の関係全図示
すると、第２図のようになり、高濃度領域で検量線が者
しく劣下することがわかる。

本発明は上記従来の二元路方式では不完全であった光源
変動による出力信号レベルの補正、高濃度試料における
検量特性の補正を高精度かつ完全に行うことｔ目的とす
るものである。

本発明の性徴は上記目的達成のために励起九會試料前に
おいてに分割しないで、モニタ用検知器を試料セルの後
方に設けて試料透過光を検知し、これ全補正用のモニタ
信号とすることにある。通常の試料すなわち希薄な試料
においては、該透過光強度で蛍光強度を演算する構成と
した。又、尚濃度試料においては透過光強度の平方根で
割算する構成とした。

以下、本発明の一実施例全図面音用いて説明する。ｍ３
図は本発明の基本原理を示す図である。

光源１００よシ出た光はレンズ１０２で集光され入射ス
リット１０４、凹面回折格子１０６、出射スリット１０
８よりなる励起側分光器により分光され、トロイドミラ
ー１１０、レンズ１１２により来光されて７０−セル２
００に入射する。フローセル中の試料の発する蛍光は、
レンズ３０２により集光され、入射スリット３０４、凹
面回折格子３０６、出射スリット３０８よシなる蛍光側
分光器によシ分元されて、蛍光測定用検知器４０２に入
射し蛍光強度に応じた信号が得られる。他方、フローセ
ル２００を透過した励起光は、フォトセル４０４に入射
し、透過光強度に応じた信号が得られる。これ等蛍光強
度に応じた信号と透過光強度に応じた信号は、処理ユニ
ット４０６で処理される。処理ユニット４０６には割算
器４９８が内在されており、蛍光強度に応じた信号が透
過光強度に応じた信号で演算する比演算が行われる。処
理ユニット４０６の出力は出力表示装置４１０によｐ表
示される。液り日用蛍光光度計が本来濃度の低い試料會
対象とするのに加え、第３図の構成においては、励起光
が試料全通過する際の光路長が極めて短かいため、励起
光に対する吸光度は、０、Ｏ１〜０．００１程度の小さ
い値となる。従って、光源変動補正のため透過光で比演
算全行なっても、試料による光の吸収の影＃は無視でき
る。試料の透過光をモニタ信号として用いるため、従来
の二元路方式のごとく光源変動の影響の不一致による補
正の不完全さも解消され、光源変動による影響會ｎ贋よ
く補正することができる。本実施例においては液り日用
蛍光光度計を取り上げたが、通常の試料セル全開いた蛍
ｉ元度計においても多くの場合おてはまる。

第４図は本発明の他の実施例を示す図である。

光源１００より出た元は、励起側分光器１で分光され集
光鏡１１２で集光されｆｃ後試料セル２００に入射する
。試料セル内の試料の発する蛍光は、集光＠３０２で集
光された後蛍光側分元器３で分光されて、蛍光測定用検
知器４０２によ勺蛍光強度に応じた信号が検知される。

一方、試料セル２００を透過した光はフォトセル４０４
に入射し、入力される。透過元側信号は増幅器４１４で
増幅された後、開平演算器４１６で平方根に変換されて
スイッチ４１８を介して演算器４１８へ入力される。割
算器４０８においては、蛍光側出力が透過光側出力の平
方根で割算され、割算の結果は係数掛算器４２０で定数
がかけられた後出力表示装置４１０にて表示される。ｍ
１図顛示した如く試料セルの内壁間隔＝１ｗとすると、
蛍元元学系の元＠がセル中心を通ることから、光が試料
中ＴｈＷ／２の距離進んだ点で蛍光が、蛍光側分光光度
計に取り込まれる。他方透過元側フ第１・セル４０４に
取り込まれる光は試料中ｉＷの距離進んだ光である。

セル中心の試料を励起する光の強度を■（λ、Ｗ）とす
ると、 ■（λ、Ｗ／２）＝Ｉ（λ、０）ｅｘｐ［ｇ（λ）ＣＷ
／２］　　・−・・−■（礼Ｗ）＝Ｉ（λ、０１ｅｘｐ
［−ｇ（λ）　ｃ　Ｗ］　　　　−−−−−−−−−弐
　式から Ｉ（λ、ｗ／２）＝ｖ’ＴＴＴ７Ｆｌ　＋ｖＴＴ　耳１
Ｙ＝ＫＶ’Ｉ（αｒ　Ｗ）　　　　　・・・・・・・・
・但し、Ｋは定数 従って、透過光の平方根は試料中心における励起光に比
例していることが理解される。即ち、透過光を開平演算
器４１６で平方根に変換した値で蛍光強度に応じた信号
を比演算することは、試料中心における励起光強度Ｉ（
λ、Ｗ／２）に比例した値で割算を行うことを意味し、
励起光が試料中でうける消光、吸収に無関係な蛍光強度
を得ることができる。この値は、とりもなおさず試料濃
度に比例する値であり、高濃度領域まで検量線全直線に
保つこと全意味する。第５図はこの状態會示す図である
。同図において実線で示した如く、蛍光強度Ｆ調音透過
元強度の平方根Ｖ１１１■了で比演算した値は高ｍ度領
域においても直線性を保っていることが理解できる。

ＡＩ 従って、ｍ４図実施例によれば試料の高Ｓ度領域まで検
量特性を劣下させることなく信号レベル全補正すること
が出来る。

又、低濃度試料の測定に当っては、スイッチ４１８を切
り換えることによって透過光強度の平方根をとらずに割
算器４０８に入力することが出来るように構成されてい
る。

次に、透過光側フォトセル４０４の出力は、増幅された
後対数変換器４２２で対数変換されスイッチ４２４を介
して蛍光測定結果と同時に出力表示することも可能であ
る。これにより吸光度と蛍光強度を同時に測定すること
が可能となる。従来は蛍光測定における検量線の曲がり
のために、吸光測定を行う濃度領域においては、蛍光測
定は不ＯＪ能であったが、本実施例においては、上述の
ごとく同時測定が可能となる。これにｊｐ、同一試料濃
度における吸光度と蛍光度全比較することが出来、定性
分析のための多くの情報が得られる。

又、本実施例に必要な演算手段−を追加することにより
量子収率の算出も可能となる。

（１０） 以上のごとく本発明によれば、通常の試料においては、
光源変動補正の効果が著しく向上する。

特に光源の発光点の移動が問題となる場合には、従来の
比測光に対し数倍補正精度を向上させることが出来る。

又、高濃度試料においては検量線の曲がり葡幼釆的に補
正することができる。この結果、定量分析の濃度領域が
拡大するのみならず、吸光度と蛍光強度の同時測定が可
能となる。これにより定性分析をより正確なものにする
ことができるとともに量子収率の宵出會よシ容易にする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、試料セルにおける測光状態を示す図、第２図
は、従来の蛍光光度計における試料濃度に対する検量特
性金示す図、第３図は、本発明の一実施例である蛍光光
度計の基本原理を示す図、第４図は、本発明の他の実施
例で、特に高濃度試料の測定に適した蛍光光度計の構成
を示す図、ｍ５図は、第４図に示した実施例における試
料濃度に対する検量特性を示す図である。 （１１） １・・・励起側分光器、３・・・蛍光側分光器、１００
・・・光源、２００・・・試料セル、４０２・・・蛍光
測定用検知器、４０４・・・フォトセル、４０６・・・
処理ユニッ）、４０８・・・割算器、４１０・・・出力
表示装置、１１ （１２） 竿　ｊ　図 ＯＫ−＋　　Ｗ 第　２　図 茶　３　図 「

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、％定波長の励起光を試料に照射する励起光学知手段
   と、試料を透過した透過光を検知する透過光検知手段と
   、該蛍光検知手段の出力金該透過元検知手段の出力で比
   演算する割算手段を有すること’に％徴とする蛍光光度
   針。 ２、特定波長の励起光を試料に照射する励起光字ｍ、試
   料の発する蛍光を検知する蛍光検知手段と、試料を透過
   した透過光を検知する透過光検知手段と、該透過光検知
   手段の出力信号を開平演算する開平演算器と、前記蛍光
   検知手段の出力′ｔ−該開平演算器出力で比演算する割
   算器を有することを特徴とする蛍光光度計。 ３、％定波長の励起光全試料に照射する励起光学ａ 、試料の発する蛍光を検知する蛍光検 知手段と、試料を透過した透過光を検知する透過光検知
   手段と、該透過光検知手段出力を開平演算する開平演算
   器と、前記蛍光検知手段の出力を該開平演算器出力で比
   演算する割算器と、該透過光検知手段出力金対数演算す
   る対数変換器を有することｔ％徴とする蛍光光度計。