JPS585631A - Spectrochemical analysis device - Google Patents

Spectrochemical analysis device

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JPS585631A
JPS585631A JP10228981A JP10228981A JPS585631A JP S585631 A JPS585631 A JP S585631A JP 10228981 A JP10228981 A JP 10228981A JP 10228981 A JP10228981 A JP 10228981A JP S585631 A JPS585631 A JP S585631A
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rotating body
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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
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths

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Abstract

PURPOSE:To improve measurement operating efficiency by obtaining time division monochromatic light by using a high speed rotary body, introducing the light to a body to be checked, computing the light signal from the body to be checked at a high speed, and performing the determination of a plurality of oxidation reduced coloring matters and the like in a living organism simultaneously and in time series basis. CONSTITUTION:A tubular part 23 surrounding a light source 20 having a specified wavelength is provided. The high speed rotary body 22 having a slit 30 is provided on said part 23. Around the part 23 of the rotary body 22, a plurality of interference filters 37 for measuring the light having at least two wavelengths are provided at a specified interval. The irradiated light from the slit 30 at the tiem of rotation is divided into monochromatic light by each filter 37 in the time domain. Each monochromatic light is introduced into the body to be checked 41 through each light emitting transmission path 39. The light signal from the body to be checked 41 is introduced into a photoelectric element 43 through a light receiving transmissin path 42. The output signal from the element 43 is digitized 45 and stored in an electronic computer 46. The stored signal is computed and processed and the data in the time series basis are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動、植物の生体組織等の被検体を分光測光に
より分析する分光分析装置に係p1q#に、潅流−器等
の被検体に対する薬物代謝や虚血の影響を細胞レベルで
分析する分光分析装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a spectrophotometric analyzer for analyzing specimens such as living tissues of animals and plants by spectrophotometry. This paper relates to improvements to spectroscopic analyzers for analyzing effects at the cellular level.

一般に、生体内酸化還元色素、例えば、呼吸−系色素で
あるミトコンドリアのチトクローム類は、酸化型と還元
型とで著しく異なった吸収スペクトルを示すことが知ら
れておシ、これを利用して光学的にその検出や定量を行
うことによって、細胞レベルでの生体情報を得ることが
可能である。
In general, it is known that in vivo redox pigments, such as mitochondrial cytochromes, which are respiratory pigments, exhibit significantly different absorption spectra in their oxidized and reduced forms. By performing its detection and quantification, it is possible to obtain biological information at the cellular level.

ところで、この種の生体情報を正確に得る手段として、
従来にあって杜二波長調光法が採用されていえ、この二
波長測光法性、伺えば、上記欧化還元色素の定量に際し
て、目的物の吸収極大波長(目的物の酸化型と還元型と
の吸収の差が最も大きい波長)と、レファレンス波長(
吸収極大波長にできる・だけ近く、吸収が酸化灘と還元
型とで11変動しない波長)との二波長における吸収の
差を測定するというものである。
By the way, as a means of obtaining this kind of biological information accurately,
Conventionally, the Dual-wavelength photometry method has been adopted, but this dual-wavelength photometry method is useful for determining the maximum absorption wavelength of the target substance (the oxidized form and the reduced form of the target substance) when quantifying the European reduced dye mentioned above. wavelength with the largest absorption difference) and the reference wavelength (
The method is to measure the difference in absorption at two wavelengths, which are as close as possible to the absorption maximum wavelength (a wavelength where absorption does not vary between oxidized and reduced forms).

この場合において、試料の濁りに基づく影響抹両波長に
おいて略等し一九め相殺されることになり、又両波長を
他の色素の酸化還元の影響が少ないように選ぶことによ
って、目的物の定量が極めて正確なものになるのである
In this case, the effects caused by the turbidity of the sample are approximately equal at both wavelengths and cancel each other out, and by selecting both wavelengths so that the influence of redox of other dyes is small, it is possible to Quantification becomes extremely accurate.

このような二波長側光法を応用した従来における分光分
析装置としては第1図に示すようなものがある。この装
置は、所定の波長域を備えた光源1と、当該光源1から
試料2における吸収極大波長λ1を分光する第一のモノ
クロメータ3と、上記光源1から試料2におけるレファ
レンス波長λ2を分光する第二のモノクロメータ4と、
二つのモノクロメータ6.4から出た波長の異なる二つ
のビームを交互に試′Pr2に照射すべく、鏡面を振動
させる振動鏡5と、試料2を透過した光を電気信号に変
換する光電素子6と、上記振動鏡5と直結され、前記光
IE累子6からの出力信号を夫々λ1及びλ2に由来す
る信号に分けるチョッパ7と、このチョッパ7で分けら
れた夫々の出力信号を増幅して基準化する制御回路8m
、8bと、これらの制御回路8m、8bからの出力差分
を検出する差動アンプ9と、尚腋差動アング9の出力S
に基づ(値を時間的に記録する記録計10とで構成され
ている。
A conventional spectroscopic analyzer to which such a two-wavelength optical method is applied is shown in FIG. 1. This device includes a light source 1 having a predetermined wavelength range, a first monochromator 3 that spectrally spectra the absorption maximum wavelength λ1 in the sample 2 from the light source 1, and a reference wavelength λ2 in the sample 2 from the light source 1. a second monochromator 4;
A vibrating mirror 5 that vibrates its mirror surface in order to alternately irradiate the sample Pr2 with two beams with different wavelengths emitted from two monochromators 6.4, and a photoelectric element that converts the light transmitted through the sample 2 into an electrical signal. 6, a chopper 7 which is directly connected to the vibrating mirror 5 and divides the output signal from the optical IE converter 6 into signals originating from λ1 and λ2, respectively; and a chopper 7 which amplifies the output signals separated by the chopper 7. control circuit 8m
, 8b, a differential amplifier 9 that detects the output difference from these control circuits 8m and 8b, and an output S of the armpit differential amplifier 9.
It is composed of a recorder 10 that records values over time.

このタイプにおいて、上記制御回路8m、8ba、夫々
第2図及び第3図に示すように、λ1.λfのビームに
由来する入力信号Sλl、8λ8 を適当レベルで増幅
する可変利得アンプ11&、llbと、ノイズの除去と
感度の上昇を目的として上記可変利得アンプ1ta、1
1bで増幅された信号Sλ/1゜SλI雪を積分する積
分器12a、12bと、これら積分器121.12bか
らの出力を所定時間保持するサンプルホールド回路15
1.1!bとで構成されている。
In this type, the control circuits 8m and 8ba each have λ1. Variable gain amplifiers 11&,llb which amplify the input signal Sλl,8λ8 originating from the beam of λf to an appropriate level, and variable gain amplifiers 1ta, 1 for the purpose of removing noise and increasing sensitivity.
Integrators 12a and 12b that integrate the signal Sλ/1°SλI snow amplified by step 1b, and a sample hold circuit 15 that holds the outputs from these integrators 121 and 12b for a predetermined period of time.
1.1! It is composed of b.

尚、制御回路9m、8bからの出力を同時に差動アンプ
9に入力するようにするため、制御回路81におけるサ
ンプルホールド回路するaの保持時間は、第3図に示す
ようにT1であるのに対して、制御回路8bにおけるテ
ンプルホールド回路16bの保持時間はT2になってい
る。
Note that in order to simultaneously input the outputs from the control circuits 9m and 8b to the differential amplifier 9, the holding time of the sample-and-hold circuit a in the control circuit 81 is T1 as shown in FIG. On the other hand, the holding time of the temple hold circuit 16b in the control circuit 8b is T2.

然しなから、このような従来の分光分析装置にあっては
、二つのモノクロメータ6.4において試料2の特定成
分を定量する上で必要な特定波長λl、λ2を得るよう
にしていたので、二つのモノクロメータ3,4が必要不
可欠であシ、部品点数が増大するばかシか、試料2中の
他の成分を定量する際には、当該他の成分に必要な特定
波長を得るために、モノクロメータ6.4をその都度セ
ットし直す必要が生じ、その作業が面倒であると共に、
複数の成分の定量を連続的に行なえないことになシ、操
作効率の点で劣るという不具合があった。又、上記ミト
コンドリア等の試料2は、臓器等をすシつぶし分画、抽
出、精製と多くの操作t−経た後にキュベツトに収納し
て・形成されるものであるため、試料2の作成が面倒で
ある他、同一の試料2で扛データとして一点しかとれず
、時系列データを得るために祉、一定の茶件を備えた多
くの試料2が必゛要となシ、その分試料2作成用の材料
費が嵩むばかりか、夫々一定の条件を備えた試料2を作
成する上で、正確な条件を備えた材料を獲得することが
先決とな)、その材料管理が極めて困難なものであった
。更に、上記従来例にあっては、試料2へ照射される二
波灸り切換速さは、専ら、上記振動鏡5の揺動速さに由
来するものであるが、上記振動鏡5は、図示外の機械的
な揺動機構を介して往復動するようになっているため、
振動鏡の揺動速さには限度があり、試料2へ照射される
二波長の切換速さを高速にする仁と拡困難であった。こ
の結果、試料2から制御回路9ae8bへ入力される各
信号の送p速さを高速にすること鉱できなくなシ、短時
間における試料2内の時間的便化を分析することはでき
なかった。
However, in such a conventional spectrometer, two monochromators 6.4 are used to obtain the specific wavelengths λl and λ2 necessary for quantifying the specific component of the sample 2. The two monochromators 3 and 4 are indispensable, which increases the number of parts, and when quantifying other components in the sample 2, in order to obtain the specific wavelength necessary for the other components. , it becomes necessary to reset the monochromator 6.4 each time, and this work is troublesome,
The disadvantage is that the quantitative determination of multiple components cannot be carried out continuously, and the operational efficiency is poor. In addition, sample 2, such as mitochondria, is prepared by crushing organs, fractionation, extraction, purification, and storing them in a cuvette. In addition, only one point of the same sample 2 can be taken as data, and in order to obtain time-series data, many samples 2 with certain conditions are required, so it is necessary to create sample 2 accordingly. Not only does the cost of materials increase, but also the material management is extremely difficult, as it is necessary to obtain materials with accurate conditions in order to create Sample 2, each of which has certain conditions. there were. Furthermore, in the conventional example, the switching speed of the two-wave moxibustion applied to the sample 2 is derived exclusively from the swinging speed of the vibrating mirror 5, but the vibrating mirror 5 Because it reciprocates via a mechanical rocking mechanism (not shown),
There is a limit to the oscillating speed of the vibrating mirror, making it difficult to increase the switching speed of the two wavelengths irradiated onto the sample 2. As a result, it was not possible to increase the transmission speed of each signal input from sample 2 to the control circuit 9ae8b, and it was not possible to analyze temporal changes within sample 2 in a short period of time. .

更に又、光電素子6からの信号を処理する制御回路8m
、85 においては、積分器12a、12bによってノ
イズの除去を図9ながら信号の合成を行っているが、入
力信号を単に積分したのみては、完全にノイズを除去し
たとはいえず、却ってノイズを含んだ形とな)、出力1
!漫の信頼性に欠けてし壜い精度的に劣るばかシか、制
御回路9a。
Furthermore, a control circuit 8m that processes the signal from the photoelectric element 6
, 85, the noise is removed by the integrators 12a and 12b and the signals are synthesized as shown in FIG. ), output 1
! The control circuit 9a is stupid, lacking in reliability and inferior in accuracy.

8ha、アナログ演算器を含んだものであるため、その
応答性も比較的遅いものになっておシ、装置全体として
の精度、応答性を損う原因になっていた。
Since the system was 8 ha in size and included an analog arithmetic unit, its response was relatively slow, causing a loss in the precision and responsiveness of the device as a whole.

本発明は以上の観点に立って為されたものであって、そ
の目的とするところは、所定の波長域を備え九光隙を配
置し、この光源を囲繞した筒状部分を有し且つこの筒状
部分に−のスリットを備えてなる高速回転体を設け、こ
の高速回転体の筒状部分周囲には少くとも二波長測光用
の複数の干渉フィルタを所定間隔毎に配置すると共に、
谷干渉フィルタによって高速回転体の回転に伴ってスリ
ットから照射される光を単色光に時分割し、これらの各
単色光を投光伝送路を通じて被検体に導くと共に、被検
体からの光信号を受光伝送路を通じて光電素子に導き、
この光電素子からの出力信号を高速ディジタル化して電
子計算機に記憶させ、この記憶信号に基づき演算処理し
て時系列データを得られるようにすることによシ、従来
のように試料を作成する必要なく、複数の生体内配化還
元色素等の定量を同時にしかも時系列的に行なえるよう
にすると共に、前記生体内酸化還元色素等の定量に尚り
て測定精度の向上及び測定作業時間の短縮化を図れるよ
うにし九分光分析装置を提供する仁とにある。
The present invention has been made based on the above-mentioned viewpoints, and its object is to provide a cylindrical portion having a predetermined wavelength range, arranging nine optical gaps, and surrounding this light source. A high-speed rotating body having a cylindrical portion with a negative slit is provided, and a plurality of interference filters for at least two-wavelength photometry are arranged at predetermined intervals around the cylindrical portion of the high-speed rotating body, and
The valley interference filter time-divisions the light irradiated from the slit as the high-speed rotating body rotates into monochromatic lights, guides each of these monochromatic lights to the test object through the light projection transmission path, and converts the optical signal from the test object. The light is guided to the photoelectric element through the receiving transmission line,
By digitizing the output signal from this photoelectric element at high speed, storing it in an electronic computer, and performing arithmetic processing based on this stored signal to obtain time-series data, it is no longer necessary to prepare a sample as before. In addition to making it possible to quantify multiple in-vivo redox dyes, etc. simultaneously and in chronological order, and to improve the measurement accuracy and shorten the measurement work time in quantifying the in-vivo redox dyes, etc. We are in the business of providing nine spectroscopic analyzers that can be used to improve the image quality.

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

第4図線、本発明に係る分光分析装置の一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the spectroscopic analyzer according to the present invention.

この実施例において、光源20は、例えば、赤外領域か
ら索外債域に亘る広波長域を有するキセノンランプから
成シ、籐5図に示すように、上下を塞いだ円筒状の格納
ケース21内略中夫に配置されている。そして、上記光
源20は、500Wの安定化電源を備えていて、これに
アークスタビライザを加えて光量変動を極力抑えるよう
に設定されている。
In this embodiment, the light source 20 is made of, for example, a xenon lamp having a wide wavelength range from the infrared region to the external wavelength region. It is placed in the middle of the day. The light source 20 is equipped with a 500W stabilized power source, and an arc stabilizer is added to this to suppress fluctuations in the amount of light as much as possible.

又、上記格納ケース21内には高速回転体22が配置さ
れており、この高速回転体22は、第4図及び885図
に示すように、上記光源20を囲繞し且つ上下を塞いで
なる円筒状部分23を有すると共に、この円筒状部分の
下壁略中夫に框下方に延びるシャフト24を有している
。そして、このシャフト24は、格納ケース21の下壁
略中夫にボールベアリング25を介して貫通支持される
と共に、上記シャフト24の下層は、一対のプーリ27
a。
Further, a high-speed rotating body 22 is disposed within the storage case 21, and as shown in FIGS. 4 and 885, this high-speed rotating body 22 is a cylinder that surrounds the light source 20 and closes the top and bottom It has a cylindrical portion 23, and a shaft 24 that extends downward from the stile, approximately at the center of the lower wall of this cylindrical portion. The shaft 24 is supported through the lower wall of the storage case 21 through a ball bearing 25, and the lower layer of the shaft 24 is connected to a pair of pulleys 27.
a.

27bとこれらのプーリ27m、27b間に掛渡され九
ベルト28とで構成した動力伝達装置26を介してモー
タ29のシャ7 ) 29mに連結されている。このた
め、上記高速回転体22は、モータ29の回転数に伴っ
て、シャフト24を回転軸として例えば、33Hzで高
速回転し得るようになって込る。セして又、上i高速回
転体22の円筒状部分26下方に拡−のスリット60が
開設されている。尚、円筒状部分26の上壁略中夫には
光源20へのリード線61を通過させる挿通孔62が開
設されておシ、上記リード131は格納ケース21の土
壁を貫通して電源に接続されている。そして、上記格納
ケース21の土壁長面には上記高速回転体22における
円筒状部分26の上半部を囲繞する被覆筒36が固着さ
れていて、円筒状部分25内に配置された光源20の光
量を安定させている。
27b and these pulleys 27m, 27b, and is connected to the shaft 7) 29m of a motor 29 via a power transmission device 26 consisting of a nine belt 28. Therefore, the high-speed rotating body 22 can rotate at a high speed of, for example, 33 Hz with the shaft 24 as the rotation axis in accordance with the rotation speed of the motor 29. Furthermore, an enlarged slit 60 is provided below the cylindrical portion 26 of the upper high-speed rotating body 22. Incidentally, an insertion hole 62 for passing a lead wire 61 to the light source 20 is formed in the upper wall of the cylindrical portion 26, and the lead 131 passes through the earthen wall of the storage case 21 and is connected to the power source. It is connected. A covering tube 36 that surrounds the upper half of the cylindrical portion 26 of the high-speed rotating body 22 is fixed to the long surface of the earthen wall of the storage case 21, and the light source 20 disposed inside the cylindrical portion 25 stabilizes the amount of light.

更に、上記格納ケース210周壁にあって、上記円筒状
部分26のスリットる0に対応した位置には、第4図及
び第5図に示すように、円周方向に沿って等間隔毎に複
数の透過孔64が開設されると共に、各透過孔る4に対
応して格納ケース210外方に突出する導光管る5が設
けられている。
Furthermore, on the circumferential wall of the storage case 210, at positions corresponding to the slits 0 of the cylindrical portion 26, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of holes are provided at equal intervals along the circumference. Transmission holes 64 are opened, and light guide pipes 5 protruding outward from the storage case 210 are provided corresponding to each transmission hole 4.

そして、上記各導光管65内には、集光用のレンズ赫が
嵌挿され、このレンズる6よp外方寄pには所定波長の
単色光のみを透過する干渉フィルタる7が着脱可能に嵌
挿されている。この実施例において紘、透過孔る4は六
カ所設けられていて、各透過孔る4には生体内酸化還完
色素管定量する上で必要な二波長測光用の干渉フィルタ
る7a乃至37fが嵌挿されている0例えば、干渉フィ
ルタ37&、57bは、チトクロームaasを定量する
上で必要なレファレンス波長λmm−605n及び吸収
極大波長λb = 630 nm を取出すためのもの
であり、干渉フィルタ67C1る7dt−!、チトクロ
ームbを定量する上で必要なレファレンス波長λC−5
62調及び吸収極大波長λd z 575nmを取出す
ためのものであシ、干渉フィルタ;67@、;67fは
、チトクロームCを定量する上で必要なレファレンス波
長λe m 550nm及び吸収極大波長λf −54
0ns を取出すためのものである。そして、上記各干
渉フィルタ67は、その透過率を一定にするために、非
金属製薄膜によって半値幅4調以下のものに形成されて
いる。尚、上記格納ケース21の周壁には各干渉フィル
タ37の配am係を明確にすべき透孔る8が設けられて
お〕、この透孔68は、高速回転体22のスリン)50
に対応した位置に設けられていて、高速回転体22が一
回転する毎に上記スリン) 50 を通じて光源2oか
らの光を指示信1号として取出し、後述する電子計算機
46に同期信号を与えるようになっている。
A lens for condensing light is inserted into each of the light guide tubes 65, and an interference filter 7 that transmits only monochromatic light of a predetermined wavelength is detachably attached to the outer part of the lens 6. It can be inserted easily. In this embodiment, six transmission holes 4 are provided, and each transmission hole 4 is equipped with interference filters 7a to 37f for two-wavelength photometry, which are necessary for quantifying in vivo oxidation-reduction complete dye tubes. For example, the interference filters 37 & 57b inserted therein are for extracting the reference wavelength λmm-605n and absorption maximum wavelength λb = 630 nm necessary for quantifying cytochrome aas, and the interference filters 67C1 and 7dt -! , reference wavelength λC-5 necessary for quantifying cytochrome b
The interference filters; 67@, ; 67f are for extracting the reference wavelength λe m 550 nm and the absorption maximum wavelength λf -54 necessary for quantifying cytochrome C.
This is for extracting 0ns. Each of the interference filters 67 is formed of a non-metallic thin film to have a half-width of four or less tones in order to keep its transmittance constant. Note that a through hole 8 is provided in the peripheral wall of the storage case 21 to clarify the arrangement of each interference filter 37.
The light from the light source 2o is taken out as an instruction signal 1 through the above-mentioned sulin 50 every time the high-speed rotating body 22 makes one revolution, and a synchronization signal is given to a computer 46 to be described later. It has become.

又、この実施例において、各干渉フィルタる7a乃至6
7fには、例えば、第4図及び#16図0)に示すよう
に、石英を素材とした複数の光7アイパ69&乃至39
fが夫々結合されておplこれらの光7“フjアイー゛
パ・る9a乃至る9f群は、第4図及び第6図#:1】
に示すように、その途中部分を固定金^40で固定する
ことによp、互いに温合されて一体状に延びていて、各
党7アイパ5?m乃至59fの先端が同一面上に且つラ
ンダムに配置されている。そして、各党7アイパ69a
乃至!?f群は、各干渉フィルタる7を透過した単色光
を被検体41に導く投光伝送路る9として構成されてい
る。一方、被検体41からの反射光は、受光伝送路42
を通じて光電素子葛に導かれるようになってお9、上記
受光伝送路42は光7アイパ42a群で構成されていて
、一端が上記光電素子46に結合されている。そして、
上記光7アイパ42a群は、第4図及び第6図G−1に
示すように、その先端付近が投光伝送路69を構成する
各光7アイパる9a乃至る9f評と共に固定金具55で
固定され、各光7アイパ42a O先端が上記光7アイ
パ5?m乃至6?fO先端と同一面上に配置され且つラ
ンダムに配置されるようになっている。このため、被検
体41への照射面及び受光面を広く確保する仁とが可能
となシ、被検体41への光の照射量を均一化できると共
に、被検体41からの反射光を有効に受光し得るように
なっている。
Further, in this embodiment, each interference filter 7a to 6
7f, as shown in Fig. 4 and #16 Fig.
The groups f are combined respectively and these lights 7' are grouped into groups 9a through 9f in Figures 4 and 6.
As shown in the figure, by fixing the middle part with fixed gold ^40p, they are warmed together and extend as one piece, and each party 7aipa5? The tips m to 59f are randomly arranged on the same plane. And each party 7 Aipa 69a
~! ? The f group is configured as a light projection transmission line 9 that guides the monochromatic light transmitted through each interference filter 7 to the subject 41. On the other hand, the reflected light from the object 41 is transmitted to the light receiving transmission line 42.
The light reception and transmission line 42 is made up of a group of optical seven eyepers 42a, and one end is coupled to the photoelectric element 46. and,
As shown in FIG. 4 and FIG. 6 G-1, the optical 7 eyeper group 42a has a fixing fitting 55 near its tip along with the light 7 eyeper 9a to 9f constituting the light projection transmission line 69. Fixed, each optical 7 eyeper 42a O tip is connected to the above optical 7 eyeper 5? m to 6? They are arranged on the same plane as the tip of fO and are arranged randomly. Therefore, it is possible to secure a wide irradiation surface and light receiving surface for the subject 41, to equalize the amount of light irradiated to the subject 41, and to effectively use the reflected light from the subject 41. It is designed to receive light.

光電素子46は、7オトマルテプライヤ、フォトダイオ
ード等から成)、上記受光伝送路42からの反射光信号
管電気信号に変換するものである。この実施例において
、この光電素子46は、第7図に示すように、200n
ssから80Ontn K至る波長域において略一定の
感度を示す波長特性を備えたものである。
The photoelectric element 46 (comprised of an automatic converter, a photodiode, etc.) converts the reflected light from the light receiving transmission line 42 into an electric signal. In this embodiment, the photoelectric element 46 is 200nm, as shown in FIG.
It has wavelength characteristics that exhibit substantially constant sensitivity in the wavelength range from ss to 80 Ontn K.

44は、光電素子46からの出力信号を適当レベルで増
幅する線形な特性を備えた増幅器である。
44 is an amplifier with linear characteristics that amplifies the output signal from the photoelectric element 46 to an appropriate level.

45は、増幅器44からの出力信号を高速ディジタル化
する例えば16ビツトのD変換器である。
45 is, for example, a 16-bit D converter that digitizes the output signal from the amplifier 44 at high speed.

46は、D変換器45からの出力信号を記憶し且つこの
記憶信号に基づき雑音除去を図りながら演算処理する電
子計算機であシ、この電子計算機46の出力端に接続さ
れた記録計10において電値の時系列データが得られる
ようになっている。
46 is an electronic computer that stores the output signal from the D converter 45 and performs arithmetic processing while removing noise based on this stored signal. Time series data of values can be obtained.

従って、この実施例に係る分光分析装置を用いて、潅流
臓器等の被検体41における生体内酸化還元色素の定量
を行う場合には、第8図に示すように、投光伝送路69
及び受光伝送路42の光照射面及び光受光面を被検体4
1に接近させて配置する一方、上記被検体41には潅流
管47を接続当該潅流管47には潅流管47内の酸素濃
度を検出する酸素電極50が設けられ、この酸素電極5
0は別チ¥ンネルを通じて電子計算機46に入力され、
記録計10において酸素濃度の時間的変化が表示される
ようになっている。
Therefore, when quantifying in-vivo redox pigments in a subject 41 such as a perfused organ using the spectroscopic analyzer according to this embodiment, as shown in FIG.
and the light irradiation surface and light receiving surface of the light receiving transmission line 42 are connected to the test object 4.
A perfusion tube 47 is connected to the subject 41, and an oxygen electrode 50 for detecting the oxygen concentration in the perfusion tube 47 is provided on the perfusion tube 47.
0 is input into the electronic computer 46 through another channel,
The recorder 10 displays temporal changes in oxygen concentration.

このような状態において、光源20からの光は、高速回
転体22の回転に伴って、円筒状部分26のスリット3
0から放射状に照射され、この照射光拡、極めて高速な
一定時間毎に各導光管′65内に導かれ、各導光管65
P3の各干渉フィルタ67ヲ透過して各単色光に時分割
される。このとき、各導光管郭からは干渉フィルタ67
a乃至る7fの配列順に従って、λa乃至λfの単色光
が順次投光伝送路69に導かれることになる。このため
、投光伝送路69の光照射面からはλa乃至λfの単色
光が被検体41に順次照射され、被検体41から拡λ1
乃至λfの反射光が受光伝送路42の受光面に導かれる
ことになプ、この受光伝送路42の出力端に導かれる反
射光信号は、光電素子46を通じて電気信号に変換され
、増幅器祠によって)i!nレベルに増幅される。この
ときの出力波形は、第9図に示すように、各干渉フィル
タ67a乃至37fに対応したパルス信号Sλa乃至S
λfとして表わされ、その縦軸は各反射光信号の光量を
示し、その横軸は時間軸を示している。そして、上記増
幅器44からの出力信号は、D変換器45によって高速
ディジタル化される。このとき、D変換器45は、第1
O図(a)に示すように、電子計算機46の入力プログ
ラムによって、反射光信号を例えばμS単位で分断し、
第1θ図(aJの各ポイント(図中X印で示す)にシい
てディジタル信号に変換するものでちゃ、各ディジタル
信号は電子計算機46に記憶される。尚、高速回転体2
20回転に伴う透孔る8からの指示信号によって、各干
渉フィルタ67m乃至る7fに対応したパルス信号82
m乃至SAIを検知するようになっている。
In this state, the light from the light source 20 is transmitted through the slit 3 of the cylindrical portion 26 as the high-speed rotating body 22 rotates.
The irradiated light is irradiated radially from zero, and this irradiated light is spread and guided into each light guide tube '65 at fixed time intervals at extremely high speed.
The light passes through each interference filter 67 of P3 and is time-divided into each monochromatic light. At this time, an interference filter 67 is provided from each light guide tube.
According to the arrangement order of a to 7f, the monochromatic lights λa to λf are sequentially guided to the light projection transmission line 69. Therefore, monochromatic light of λa to λf is sequentially irradiated onto the subject 41 from the light irradiation surface of the light projection transmission line 69, and the subject 41 is irradiated with monochromatic light of λ1
The reflected light of λf to λf is guided to the light-receiving surface of the light-receiving transmission line 42, and the reflected light signal guided to the output end of the light-receiving transmission line 42 is converted into an electrical signal through the photoelectric element 46, and then is converted into an electric signal by the amplifier shrine. ) i! It is amplified to n level. The output waveforms at this time are pulse signals Sλa to S corresponding to each interference filter 67a to 37f, as shown in FIG.
It is expressed as λf, the vertical axis of which represents the amount of light of each reflected optical signal, and the horizontal axis of which represents the time axis. The output signal from the amplifier 44 is then digitized at high speed by a D converter 45. At this time, the D converter 45
As shown in FIG.
Fig. 1 θ (each point of aJ (indicated by X in the figure) is converted into a digital signal, and each digital signal is stored in the computer 46.
A pulse signal 82 corresponding to each interference filter 67m to 7f is generated by the instruction signal from the through hole 8 during 20 rotations.
m to SAI is detected.

この硬、電子計算機箱においては上記記憶信号に基づき
第−及び第二の演算処理が為される。
In this hard-wired electronic computer box, first and second arithmetic processing are performed based on the above-mentioned storage signal.

先ず、篤−の演算処雇紘、第10図0))に示すように
、各反射光信号に基づくデータ部分を判別するために基
準電位ライン(例えば0.5V ) 51を設定し、仁
の基準電位ライン51以上のディジタル信号が例えば連
続して5Ii以上である場合には反射光信号に基づくデ
ータとして処理するというものである。これによシ、反
射光信号に基づくデータ部分以外の部分における白色ノ
イズも併せて除去される0次いで、第二の演算処理は、
第一の演算処理によって判別されたデータ部分に基づい
て正確なデータ値上算出するものである。即ち、一つの
反射光信号に対して有効なディジタル信号が例えば16
ボイン)(Ps乃至PI3)であると仮定すると、第1
O図(C)に示すように、PIh至P4のポイント並び
にPtah至Pxsのポイントはいずれも反射光信号の
立上プ部分並びに立下シ部分に該当するので、これらの
ポイントに対応するディジタル信号を捨てPg乃至pH
Oポイントに対応するディジタル信号を有効データとす
るものである。そして、上記有効データPs乃至P1g
のポイントに対応するディジタル信号を加算平均着しく
に相乗平均等して一つの反射光信号に対するデータとす
る。仁れにより、反射光信号に基づくデータ部分の白色
ノイズが併せて除去される。
First, as shown in Figure 10 (0)), a reference potential line (for example, 0.5V) 51 is set to determine the data portion based on each reflected light signal, and If the digital signals on the reference potential line 51 or higher are, for example, 5Ii or higher continuously, they are processed as data based on the reflected light signal. As a result, white noise in parts other than the data part based on the reflected light signal is also removed.
Accurate data values are calculated based on the data portion determined by the first calculation process. In other words, the number of effective digital signals for one reflected light signal is, for example, 16.
) (Ps to PI3), the first
As shown in Figure O (C), the points from PIh to P4 and the points from Ptah to Pxs both correspond to the rising edge and falling edge of the reflected optical signal, so the digital signal corresponding to these points Discard Pg to pH
The digital signal corresponding to the O point is used as valid data. Then, the above valid data Ps to P1g
The digital signals corresponding to the points are subjected to addition averaging, or geometric averaging, etc., to obtain data for one reflected light signal. Due to the curvature, white noise in the data portion based on the reflected light signal is also removed.

このような演算を反射光信号Sλa乃至Sλfに対して
夫々性ない、各反射光信号Sλa乃至SλfのデータS
A’乃至srIを記憶し、しかも、上述し九演算を例え
ば、50回繰シ返して行い、仁れらのデータに基づいて
0.5秒若しくは1秒等任意のピッチにおける各反射光
信号の平均データSム乃至Byを算出する。
Data S of each reflected light signal Sλa to Sλf is calculated by performing such calculations on each reflected light signal Sλa to Sλf.
A' to srI are stored, and the nine operations described above are repeated, for example, 50 times, and each reflected optical signal is calculated at an arbitrary pitch such as 0.5 seconds or 1 second based on the data of Nire et al. Calculate average data Smu to By.

この結果、上記平均データは、Sム、Sm・・・8yと
して得られることになj)、SsとSa、8Dj、sc
As a result, the above average data is obtained as Sm, Sm...8yj), Ss and Sa, 8Dj, sc
.

SFとSmの対数差が夫々演算され丸後、電子針算機4
6の出力端には5B−8A、5D−8c、5y−8に曲
線が邸秒着しくは1秒等任意のピッ資出力されることく
なる。尚、潅流臓器等の被検体41が動くような場合、
投光伝送路39の照射面若しくは受光伝送路42の受光
面と被検体41との距離が変動することに伴い、分光分
析装置における光路長が変化してしまうことが考えられ
るが、この点に関して鉱、電子計算機46内において、
被検体41の動きをキャンセルするような雑音処理を行
なえばよい1例えば、リファレンス波長を用いてその時
の光路な時系列的に漸次判定し、これとの比によう所定
光路長における光量を計算することが可能であり、これ
によシ、光路長の補正が行なわれる。
After the logarithmic difference between SF and Sm is calculated, the electronic needle counter 4
At the output terminal of 6, the curves 5B-8A, 5D-8c, and 5y-8 are outputted in arbitrary intervals such as 1 second or 1 second. In addition, if the subject 41 such as a perfused organ moves,
As the distance between the irradiation surface of the light emitting transmission line 39 or the light receiving surface of the light receiving transmission line 42 and the subject 41 changes, the optical path length in the spectrometer may change. In the computer 46,
Noise processing that cancels the movement of the object 41 may be performed.1For example, the optical path at that time is determined gradually in time series using a reference wavelength, and the light amount at a predetermined optical path length is calculated as a ratio to this. This allows the optical path length to be corrected.

これらの特性曲線は、例えば、第11図に示すように表
われる0図において、曲線Iは5s−Sム曲線であ夛、
チトクロームaaSの酸化還元変化を示しておシ、曲線
1tlBo−3c曲線であシ、チトクロームbの酸化還
元変化を示しておシ、曲線■は5F−8i+でちゃ、チ
トクロームCC1m化還元変化を示している。これらの
曲#I乃至厘によれば、第9図において潅流管47に窒
素N!を投与したときには、チトクローム類はいずれも
窒素N2による還元パターンを示すことが理解され、嘴
にチトクロームaa3が大きく変化することが理解され
る。又、第9図に′おりて、潅流管47にサイアナイド
ENを投与したときには、チトクローム類は夫々最大還
元パターンを示すが、特にチトクロームbが大きく変化
することが理解される−0このように、生体内酸化還元
色素の時系列的酸化還元変化は、潅流システムでの薬物
代謝の時系列変化に通じるものであ〕、生体情報として
極めて有効なものといえる。尚、第11図におけるノイ
ズの多くは、潅流系49において ′用いられる潅流ポ
ンプ(図示せず)の脈流ノイズである。
These characteristic curves are, for example, as shown in FIG.
The curve 1 shows the redox change of cytochrome aaS, the curve 1tlBo-3c shows the redox change of cytochrome b, and the curve 2 shows the redox change of cytochrome CC1m for 5F-8i+. There is. According to these songs #I to Rin, in FIG. 9, the perfusion tube 47 is filled with nitrogen! It is understood that all cytochromes show a reduction pattern due to nitrogen N2 when administered, and it is understood that cytochrome aa3 in the beak changes significantly. Furthermore, as shown in FIG. 9', when cyanide EN is administered into the perfusion tube 47, each of the cytochromes shows a maximum reduction pattern, but it is understood that cytochrome b in particular changes significantly. Time-series redox changes in in vivo redox pigments are similar to time-series changes in drug metabolism in perfusion systems, and can be said to be extremely effective as biological information. Note that much of the noise in FIG. 11 is the pulsating flow noise of the perfusion pump (not shown) used in the perfusion system 49.

次に、第12図に示す第二実施例について説明する。Next, a second embodiment shown in FIG. 12 will be described.

この実1例において、分光分析装置の基本的構成は、第
一実施例と略同様であるが、第一実施例と異なシ、干渉
フィルタ67として紘、例えに、チトクロームaa3及
びチトクロームbを定量する上で必要な干渉フィルタ5
7a劃7b及び67c。
In this example, the basic configuration of the spectroscopic analyzer is almost the same as that in the first embodiment, except that the interference filter 67 is used to quantify cytochrome aa3 and cytochrome b. Interference filter 5 necessary for
7a, 7b and 67c.

87dO瓢螢光励起用の干渉フィルタ37g(透過波長
340 n溝が配置されている。そして、受光伝送路4
2は、二叉は分岐しておル、一方の受光伝送路42bは
、第一実施例と同様に、直接光電素子46に結合され、
その反射光信号が増幅器44を介してΩ変換器45に入
力されるようになっているのに対し、他方の受光伝送路
42cは、螢光選択用の干渉フィルタ52(透過波長4
5G am)を介して別異の光電素子46’に結合され
、その螢光信号が増幅器44’を介して上記Ω変換器4
5に別チャンネルで入力されるようになっている。尚、
第12図中、56は受光伝送路42の分岐部分を固定す
る金^である。
Interference filter 37g (transmission wavelength 340n groove is arranged) for excitation of 87dO gourd.
2 is bifurcated, and one light reception transmission line 42b is directly coupled to the photoelectric element 46, as in the first embodiment,
The reflected light signal is input to an Ω converter 45 via an amplifier 44, while the other light receiving transmission line 42c is connected to an interference filter 52 for fluorescence selection (transmission wavelength 4
5G am) to a separate photoelectric element 46', and the fluorescent signal is coupled to the Ω converter 4 via an amplifier 44'.
5 on a separate channel. still,
In FIG. 12, reference numeral 56 denotes a gold plate for fixing the branch portion of the light receiving and transmitting line 42. As shown in FIG.

従って、この実施flKよれば、第11図に示すように
、第一実施例と同様に、チトクロームgas及びチトク
ロームbの酸化還元変化の時系列データが得られる他、
螢光励起用の干渉フィルタ57gを透過し九光に基づく
被検体41の螢光が螢光選別用の干渉フィルタ52を介
して光電素子4M’に検出されることになり、この螢光
信号線、第−実jIlfIで示した反射信号と同様に、
Ω変換器45によって高速ディジタル化された後、電子
計算機46に記憶され、この電子計算機46において雑
音除去を図pながら演算処理されて時系列データとして
出力されることになる。
Therefore, according to this implementation flK, as shown in FIG. 11, in addition to obtaining time-series data of redox changes of cytochrome gas and cytochrome b, as in the first embodiment,
The fluorescence of the subject 41 based on nine lights transmitted through the interference filter 57g for fluorescence excitation is detected by the photoelectric element 4M' via the interference filter 52 for fluorescence selection, and this fluorescence signal line, Similar to the reflected signal shown in the -th real jIlfI,
After being digitized at high speed by the Ω converter 45, it is stored in an electronic computer 46, where it is subjected to arithmetic processing while removing noise, and is output as time series data.

この螢光特性は、細亀質ピリジンヌクレオチドに由来す
るものであり、tltu図中、曲線■で示す如く表われ
る。図において、エチルアルコールEtOHを菖9図に
示す如く潅流管47に投与すると、細砲質ピリジンヌク
レオチドはエチルアルコールEtO1(によって還元パ
ターンを示すことが理解される。
This fluorescent property is derived from the pyridine nucleotides of the skeletal membrane and appears as shown by the curve ■ in the TLTU diagram. In the figure, it is understood that when ethyl alcohol EtOH is administered into the perfusion tube 47 as shown in Figure 9, the pyridine nucleotides in the cartilage exhibit a reduction pattern due to the ethyl alcohol EtO1.

尚、上記各実施例において、光源20Fiいずれもキセ
ノンランプを用いているが、必ずしもこれに:@定され
るもので線なく、例えば、第一実施例にあって鉱、光源
20として可視領域の波長域を備ルたものであればよい
から、タングステン曹−ドランプ等を用いてもよい、又
、高速回転体22としては、上記各実施例で示したもの
に限られるものではなく、少くとも光源20を囲繞する
筒状部分を備え九回転体であればより、Hに、干渉フィ
ルタる7としては、チトクローム類を定量する九めに必
要な干渉フィルタる7a乃至67fや螢光励起用の干渉
フィルタ67gK@られるもので鉱なく、その他の生体
内酸化還元色素、例えば、7ラビンタンパク質としての
FAD (7ラビンアデニンジヌクレオチド)を定量す
るためのもの(レファレンス波長456n簿、吸収極大
波長50Gam)や細胞内のカルシウム濃度を定量する
丸めのもの(レファレンス波長s75nms吸収極大波
長り85n渭)岬についても適用し得るものである。更
に又、投光伝送路2119及び受光伝送路42について
は、実施例で示す如く、必ずしも一体的に形成する必l
!株な(、別体で形成しても差支えない、又、上記第二
実施例にあっては、螢光選別用の干渉フィルタ52を受
光伝送路42Cに設けているが、必ずし4これに限定さ
れるものではなく、例えば、前記干渉フィルタ52を格
納ケース21に組込むようにして装置システムの簡略化
を図るようにしてもよい、更に、上記纂二実施例では、
−の干渉フィルタ52のみを用いて被検体41の螢光測
光を行っているが、波長340nmの螢光励起光そのも
のの反射が螢光に変化を与えることを考慮して、よシ正
確な螢光調光を行うには、例えtf、第13図に示すよ
うに受光伝送路42Cを更に分岐しミその分岐した受光
伝送路42dを干渉フィルタ54(透過波長340’n
m)を介して別異の光電素子4M”に結合し、この反射
光信号を増幅器44′Iを介−してD変換器45に別チ
ャンネルで入力し、電子計算8146内において、上記
受光伝送路42dからの反射光信号分を受光伝送路42
Cからの螢光信号から取除くようにし九シ、あるいは、
光電素子45’ 、4M”からの螢光信号及び反射光信
号を図示外の光差動素子を介してその差分を検出し、当
該検出信号を増幅した後、D変換器45に入力して電子
計算機46円において演算処理するようにしてもよい、
又、上記各実施例にあって拡、いずれ4被検体41から
の反射光若しくは螢光信号に基づいて電子計算機46内
で演算処理を行っているが、これ以外に、例えば゛、被
検体41が光透過性のものであるような場合には、被検
体41からの透過光信号に基づいて電子計算機46内で
演算処理を行うようにしてもよいことは勿論である。又
、上記各実施例にあっては、高速回転体220回転に伴
う指示信号や酸素電極50からの信号を別チャンネルで
電子計算機46に入力しているが、これ以外に温度や湿
度等の諸条件をも電子計算機46に入力してモニターし
得るようにしても差支えない、又、上記各実施例にあっ
ては、生体内の酸化還元色素の定量に際して本発明に係
る分光分析装置を使用する場合について説明しているが
、これに限定されるもので鑞なく、動、植物の生体組織
についての分光学的分析において本発明を適用できるこ
とは勿論、環境及び工業計測等についても本発明を適用
して差支えない。
In each of the above embodiments, the light source 20Fi uses a xenon lamp, but this is not necessarily defined. For example, in the first embodiment, a xenon lamp is used as the light source 20. A tungsten carbon dioxide lamp or the like may be used as long as it has a wavelength range, and the high-speed rotating body 22 is not limited to those shown in the above embodiments. If it is a rotating body with a cylindrical part surrounding the light source 20, the interference filter 7 may be an interference filter 7a to 67f necessary for quantifying cytochromes or an interference filter for fluorescence excitation. Filter 67gK@ is used to quantify other in-vivo redox pigments, such as FAD (7rabin adenine dinucleotide) as 7rabin protein (reference wavelength 456n, maximum absorption wavelength 50G), It can also be applied to a round cape (reference wavelength s 75 nm, maximum absorption wavelength 85 nm) for quantifying intracellular calcium concentration. Furthermore, the light emitting transmission line 2119 and the light receiving transmission line 42 do not necessarily have to be formed integrally, as shown in the embodiment.
! In addition, in the second embodiment described above, the interference filter 52 for fluorescence selection is provided in the light reception transmission line 42C, but it is not necessary to form it separately. For example, the interference filter 52 may be incorporated into the storage case 21 to simplify the device system.Furthermore, in the second embodiment,
Fluorescence photometry of the subject 41 is carried out using only the interference filter 52 of -. To perform dimming, for example, the light reception transmission line 42C is further branched as shown in FIG.
The reflected light signal is input to the D converter 45 via an amplifier 44'I on a separate channel, and the above-mentioned light reception and transmission is performed in the electronic calculator 8146. The light transmission line 42 receives the reflected light signal from the line 42d.
to remove it from the fluorescent signal from C, or,
The difference between the fluorescent light signal and the reflected light signal from the photoelectric elements 45' and 4M'' is detected through an optical differential element (not shown), and after amplifying the detected signal, it is input to the D converter 45 and converted into an electronic signal. The calculation process may be performed using a calculator of 46 yen.
Further, in each of the above embodiments, calculation processing is performed in the electronic computer 46 based on reflected light or fluorescence signals from the four objects 41, but in addition to this, for example, Of course, in the case where the light is transparent, the calculation process may be performed in the electronic computer 46 based on the transmitted light signal from the subject 41. In addition, in each of the above embodiments, the instruction signal accompanying the 220 rotations of the high-speed rotating body and the signal from the oxygen electrode 50 are input to the computer 46 through separate channels, but in addition to this, various signals such as temperature and humidity are input to the computer 46. There is no problem in inputting the conditions into the electronic computer 46 so that they can be monitored, and in each of the above embodiments, the spectroscopic analyzer according to the present invention is used to quantify the redox pigment in the living body. Although the case is explained above, the present invention is not limited to this, and it goes without saying that the present invention can be applied to spectroscopic analysis of biological tissues of animals and plants, and can also be applied to environmental and industrial measurements, etc. It's okay to do that.

以上説明してきたように、本発明に係る分光分析装置に
よれば、光源を囲繞する筒状部分を有し且つこの筒状部
分に−のスリットを備えてなる高速回転体を設け、この
高速回転体の筒状部分周囲には少くとも二液長調光用の
複数の干渉フィルタを所定−間隔毎に配置すると共に、
各干渉フィルタによって高速回転体の回転に伴ってスリ
ットから照射される光を単色光に時分割し、これらの各
単色光を投光伝送路を通じて被検体に導くと共に、被検
体からの反射若しくは透過光等の光信号を受光伝送路を
通じて光電素子に導き、との光電素子からの出力信号を
高速ディジタル化して電子計算機に記憶させ、この記憶
信号に基づき演算処理して時系列データを得られるよう
にしたので、従来のように、試料を作成する必要なく、
直接臓器細胞等の被検体からの光信号をもって生体内の
酸化還元色素等の定量を行うことが可能になるばかりか
、複数の生体内酸化還元色素等の定量を同時にしかも時
系列的に行うことができ、その測定操作効率を大幅に向
上させることができる。この結果、潅流システムでの薬
物、虚血、ホルモン代謝の時系列変化の研究に対して極
めて重要な生体情報を獲得できるばかシか、広く動、植
物の生体組織についての分光学的情報を得ることが可能
となシ、更には、環境及び工業計測等についての分光学
的情報管も得ることができる。又、上記分光分析装置に
よれば、高速回転体の高速回転に伴って光源からの光を
所望の単色光に時分割して被検体に導くと共に、被検体
からの光信号を高速ディジタル化して電子計算機で演算
処理するようにしているので、生体内酸化還元色素等の
定量に際して、短時間における微妙な生体情報を得るこ
とができる他、測定作業時間の短縮化を図ることができ
る。更に、上記分光分した後、電子計算機内でソフトウ
ェア的に行っておill、 Lかも従来のようなノイズ
の原因となる振動鏡を不要としているので、装置全体と
しての精度を大幅に向上することがで龜る。
As explained above, according to the spectroscopic analyzer according to the present invention, a high-speed rotating body having a cylindrical part surrounding a light source and having a - slit in the cylindrical part is provided, and this high-speed rotation A plurality of interference filters for at least two-liquid length dimming are arranged at predetermined intervals around the cylindrical part of the body, and
Each interference filter time-divides the light irradiated from the slit as the high-speed rotating body rotates into monochromatic light, guides each of these monochromatic lights to the object through the light projection transmission path, and reflects or transmits them from the object. An optical signal such as light is guided to a photoelectric element through a light receiving transmission line, and the output signal from the photoelectric element is digitized at high speed and stored in an electronic computer, and based on this stored signal, arithmetic processing is performed to obtain time series data. As a result, there is no need to prepare a sample as in the past.
Not only is it possible to quantify in-vivo redox pigments, etc. using optical signals directly from subjects such as organ cells, but it is also possible to quantify multiple in-vivo redox pigments, etc. simultaneously and in chronological order. The measurement operation efficiency can be greatly improved. As a result, we can obtain extremely important biological information for the study of time-series changes in drug, ischemia, and hormone metabolism in perfusion systems, and we can also obtain spectroscopic information about a wide range of biological tissues in animals and plants. In addition, spectroscopic information on environmental and industrial measurements etc. can also be obtained. Further, according to the above-mentioned spectrometer, as the high-speed rotating body rotates at high speed, the light from the light source is time-divided into desired monochromatic light and guided to the subject, and the optical signal from the subject is digitized at high speed. Since arithmetic processing is performed using an electronic computer, delicate biological information can be obtained in a short time when quantifying in-vivo redox pigments, etc., and the measurement work time can be shortened. Furthermore, after the above-mentioned spectral separation, the oscillating mirror, which causes noise in the conventional method, is not needed, so the accuracy of the entire device can be greatly improved. It gets thicker.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の分光分析装置の一例を示すブロック図、
第2図は制御回路の具体的構成を示す回路図、第3図は
制御回路によるデータの処理手段を示すグラフ、第4図
は本発明に係る分光分析装置の一実施例を示すブロック
図、第5図は光源の光を単色光に時分割する分光手段の
具体的構成を示す一部断面図、第6図上)は第4図中人
−A線断面図、第6図(ロ)は第4図中B −B線断面
図、第6図f−1は第4図中C−C41断面図、第7図
は光電素子の波長特性を示すグラフ、第8図は潅流系の
システムを示す説明図、第9図は増幅器からの出力信号
を示すグラフ、第1O図(A)はD変換器の作動を示す
グラフ、第1θ図(−は電子計算機における第一の演算
処3Mを示すグー ラフ、第1O図(C)は電子計算機
における第二の演算“処理を示すグラフ、第11図は電
子計算機からの出力波形を示すグラフ、第12図は本発
明に係る分光分析装置の他の実施例を示すブロック図、
第13図は本発明に係る分光分析装置の変形例を示すブ
ロック図である。 1.20−・・光源     21・・・格納ケース2
2・・・高速回転体   23・・・円筒状部分(筒状
部分60・・・スリット    34・・・透過孔37
(る7&乃至ayg’ )・・・干渉フィルタ′!I9
・・・投光伝送路   る9a乃至δ9f・・・光7ア
イパ42・・・受光伝送路   42&・・・光7アイ
パ46・・・光電素子    44・・・増@器45・
・・AD賓換器   46・・・電子計算機52・・・
螢光選別用の干渉フィルタ 特許出願人  許 斐 正 明 手続補正書 昭和57年1月 6日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和56年 臀 許 願第10102 H、発@O名称 分光分析親電 3、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都世田谷区桜上水4−1−11−2034
、  代理人〒108  電11580−Ji9311
8 補正の内容 jl1紙のとおル ■)明細書第8頁第6行目に「光隙」とあるを「光源」
と訂正する。 2)同書同頁第20行目に「生体内配化還元色素」とあ
るのを[生体内配化還元色素」と訂正する。 3)同書第21ji第6行目に「二叉は分岐しておシ」
とあるのを「二叉に分岐しておシ」と訂正する。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional spectroscopic analyzer.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the control circuit, FIG. 3 is a graph showing data processing means by the control circuit, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the spectroscopic analyzer according to the present invention. Figure 5 is a partial cross-sectional view showing the specific configuration of the spectroscopic means that time-divides the light from the light source into monochromatic light, Figure 6 (top) is a cross-sectional view taken along the line A in Figure 4, and Figure 6 (b). is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 4, Figure 6 f-1 is a cross-sectional view taken along line C-C41 in Figure 4, Figure 7 is a graph showing the wavelength characteristics of a photoelectric element, and Figure 8 is a perfusion system. FIG. 9 is a graph showing the output signal from the amplifier, FIG. 1O (A) is a graph showing the operation of the D converter, and FIG. Figure 10(C) is a graph showing the second calculation process in the electronic computer, Figure 11 is a graph showing the output waveform from the computer, and Figure 12 is a graph showing the spectroscopic analysis device according to the present invention. A block diagram showing another embodiment,
FIG. 13 is a block diagram showing a modification of the spectroscopic analyzer according to the present invention. 1.20-...Light source 21...Storage case 2
2... High-speed rotating body 23... Cylindrical part (cylindrical part 60... Slit 34... Transmission hole 37
(ru7&~ayg')...Interference filter'! I9
... Light emitting transmission line 9a to δ9f... Optical 7 eyeper 42... Light receiving transmission line 42 &... Optical 7 eyer 46... Photoelectric element 44... Multiplier 45.
...AD transfer device 46...electronic computer 52...
Interference filter for fluorescence selection Patent applicant: Masaru Hui Mei Procedural Amendment January 6, 1980 Director General of the Japan Patent Office Haruki Shimada 1, Indication of the case 1981 Husu Petition No. 10102 H, Issued @O Name Spectroscopy Analytical Correspondence 3, Relationship with the Amended Person Case Patent Applicant Address 4-1-11-2034 Sakurajosui, Setagaya-ku, Tokyo
, Agent 108 Telephone 11580-Ji9311
8 Contents of the amendment Jl1 Paper ■) In the 6th line of page 8 of the specification, the word “light gap” was replaced with “light source”
I am corrected. 2) In the 20th line of the same page of the same book, the phrase "in-vivo-coordinated reduced dye" is corrected to "in-vivo-coordinated reduced dye." 3) In the 6th line of 21ji of the same book, “Fork is branched.”
I corrected the statement to ``branch into two prongs''.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 l)所定の波長域を備えた光源と、この光源を囲繞し丸
筒状部分を有し且つこの筒状部分に−のスリットを備え
てなる高速回転体と、この高速回転体の筒状部分周囲に
おいて所定間隔毎に配置され、上記高速回転体の回転に
伴って上記スリットから照射される光を少く゛とも二波
長測光用の単色光に時分割する複数の干渉フィルタと、
各干渉フィルタに夫々結合され、各干渉フィルタからの
単色光を夫々被検体に導く投光伝送路と、被検体からの
光信号を受光して導く受光伝送路と、この受光伝送路か
らの光信号を電気信号に変換する光電素子と、この充電
素子からの出力信号を高速ディジタル化して記憶し且つ
この記憶信号に基づき演算処理して時系列データを出力
する電子計算機とを有する分光分析装置。 2)各干渉フィルタは、光源及び高速回転体を格納する
格納ケース周壁に透孔を開設し、仁の透孔に着脱可能に
装着しであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の分光分析装置。 3)干渉フィルタには、螢光励起用の干渉フィルタが含
まれてお〕、当該干渉フィルタを透過した光に基づく被
検体の螢光を螢光選別用の干渉フィルタを介して光電素
子に導くようにし九ことを特徴とする特許請求の範囲第
1項又は第2項記載の分光分析装置。 4)投光伝送路及び受光伝送路は、いずれも光フアイバ
群で構成されておシ、各光7アイパ紘、少くとも先端付
近で互いに混合され且つこれらの先端が同一面上に配置
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至
第3項いずれか記載の分光分析装置。
[Claims] l) A high-speed rotating body comprising a light source with a predetermined wavelength range, a round cylindrical part surrounding the light source, and a - slit in the cylindrical part; a plurality of interference filters that are arranged at predetermined intervals around the cylindrical portion of the rotating body and time-divide the light emitted from the slit as the high-speed rotating body rotates into at least monochromatic light for two-wavelength photometry; and,
A light emitting transmission line that is coupled to each interference filter and guides the monochromatic light from each interference filter to the subject, a light receiving transmission line that receives and guides the optical signal from the subject, and a light receiving transmission line that receives and guides the optical signal from the subject. A spectroscopic analysis device that has a photoelectric element that converts a signal into an electrical signal, and an electronic computer that digitizes and stores the output signal from the charging element at high speed, performs arithmetic processing based on this stored signal, and outputs time-series data. 2) Each interference filter has a through hole in the peripheral wall of the storage case that houses the light source and the high-speed rotating body, and is removably attached to the through hole. spectrometer. 3) The interference filter includes an interference filter for fluorescence excitation, and is configured to guide the fluorescence of the subject based on the light transmitted through the interference filter to the photoelectric element via the interference filter for fluorescence selection. A spectroscopic analysis device according to claim 1 or 2, characterized in that: 4) Both the light emitting transmission line and the light receiving transmission line are composed of a group of optical fibers, and the respective optical fibers are mixed with each other at least near their tips, and their tips are arranged on the same plane. A spectroscopic analyzer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
JP10228981A 1981-04-10 1981-07-02 Spectrochemical analysis device Granted JPS585631A (en)

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