JPS59226850A - 液体サンプルの測定装置および測定方法 - Google Patents
液体サンプルの測定装置および測定方法Info
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- JPS59226850A JPS59226850A JP59110658A JP11065884A JPS59226850A JP S59226850 A JPS59226850 A JP S59226850A JP 59110658 A JP59110658 A JP 59110658A JP 11065884 A JP11065884 A JP 11065884A JP S59226850 A JPS59226850 A JP S59226850A
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- light
- optical system
- liquid sample
- optical
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
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- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/51—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule
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- G01N21/59—Transmissivity
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- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- 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
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。
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、液体サンプルから、蛍光、混濁、発光、及び
吸収量のいずれをも測定することのできる装置および測
定方法に関する。
吸収量のいずれをも測定することのできる装置および測
定方法に関する。
従来技術では、液体サンプルの蛍光、混濁、発光、及び
、吸収を箇別に測定する幾つかの異なった装置が知られ
ている。又、前述した2つ又はそれ以上の機能を組み合
わせた幾つかの装置も周知である0しかし、いずれの場
合にも、1種類だけの測定用忙特別に設計された装置で
は可能ではあっても、測定の総べてに於いて、等しく良
好な性能を発揮することはできなかった。
、吸収を箇別に測定する幾つかの異なった装置が知られ
ている。又、前述した2つ又はそれ以上の機能を組み合
わせた幾つかの装置も周知である0しかし、いずれの場
合にも、1種類だけの測定用忙特別に設計された装置で
は可能ではあっても、測定の総べてに於いて、等しく良
好な性能を発揮することはできなかった。
これに関連して、キューペットの内部的な全反射を利用
することも、従来技術では周知である。例えば、独国特
許3122B96は、液体サンプルで満たした小室に光
を水平に通し、全反射を利用して吸収量を測定する装置
を記載している。垂直の光度測定法は、例えば、英国特
許1486210よシ周知である。
することも、従来技術では周知である。例えば、独国特
許3122B96は、液体サンプルで満たした小室に光
を水平に通し、全反射を利用して吸収量を測定する装置
を記載している。垂直の光度測定法は、例えば、英国特
許1486210よシ周知である。
本発明の目的は、すべての計測に於ける性能が一流であ
る。特に蛍光測定では従来の装置よ如良好な装置を提供
するととKある〇 本発明に係る装置では、検査しようとするサンプルが円
筒形をしたキューペット内に入しラれている0円筒の軸
線に直交したキューペットの一方の端は、開口され、上
向きにされている。
る。特に蛍光測定では従来の装置よ如良好な装置を提供
するととKある〇 本発明に係る装置では、検査しようとするサンプルが円
筒形をしたキューペット内に入しラれている0円筒の軸
線に直交したキューペットの一方の端は、開口され、上
向きにされている。
円筒の底は透明である。装置の光学系の大部分は、キー
−ベットの直下に配置されている。キューペットの直下
にレンズ装置がア)、この装置に光ファイバ束が強固に
取シ付けられている◇キューベットの中実軸線、レンズ
装置の光軸、及びファイバ束の端部の中実軸線は一致し
ている。
−ベットの直下に配置されている。キューペットの直下
にレンズ装置がア)、この装置に光ファイバ束が強固に
取シ付けられている◇キューベットの中実軸線、レンズ
装置の光軸、及びファイバ束の端部の中実軸線は一致し
ている。
ファイバ束は4つのゾーン、すなわち、中央′−′・2
−1)(7)、aJ、@(7)、iuy’−y・E″′
・18:ゾーンと外側ゾーンとの間の環状の中間ゾーン
□からなっている。中間ゾーンは光ファイバを備
えていない。中央ファイバゾーンは、光源からキューペ
ットに光を案内している。外側ゾーンは、キューペット
からくる光を1箇又は幾つかの光検知機に送るのに使わ
れている。
−1)(7)、aJ、@(7)、iuy’−y・E″′
・18:ゾーンと外側ゾーンとの間の環状の中間ゾーン
□からなっている。中間ゾーンは光ファイバを備
えていない。中央ファイバゾーンは、光源からキューペ
ットに光を案内している。外側ゾーンは、キューペット
からくる光を1箇又は幾つかの光検知機に送るのに使わ
れている。
レンズ装置の機能は、中央のファイバゾーンから発した
光を平行圧し、キューペットの壁に平行した光線でサン
プルのほぼ総べてを照らすことにあるaレンズ装置の他
の機能は、外側ファイバゾーンへの放射光を集めること
である0この放射光は、キューペットの中実軸線に対す
る一定の臨界角よシ小さい角度で、キー−ベットの底の
区域から発している。
光を平行圧し、キューペットの壁に平行した光線でサン
プルのほぼ総べてを照らすことにあるaレンズ装置の他
の機能は、外側ファイバゾーンへの放射光を集めること
である0この放射光は、キューペットの中実軸線に対す
る一定の臨界角よシ小さい角度で、キー−ベットの底の
区域から発している。
前述した臨界角は、キューペットの軸線から測定して6
1度よシ小さくなくてはならない。
1度よシ小さくなくてはならない。
最大の光捕捉効率は61度の角度で得られるQ本発明に
係る装置の最も重要な2つの利点は、サンプルが均一に
照らされることであり、父、サンプルから放散された等
しい量の光がサンプルの各地点から検知器に送られるこ
とである。
係る装置の最も重要な2つの利点は、サンプルが均一に
照らされることであり、父、サンプルから放散された等
しい量の光がサンプルの各地点から検知器に送られるこ
とである。
蛍光測定法と比濁測定法に於いて、これら両方の利点は
、装置の操作にとって欠くことができない。発光測定法
では、サンプルを照明せず、均一な照明は重要ではない
。従って、これら3つの測定様式のうち、従来技術で周
知の方法の中で、吸収測定法での垂直測屋の周知の利点
は今だに有効である:測定の結果は、もっばら、キュー
ベット内の測定物質の総量に関係し、溶剤の総量や、キ
ュービットの垂直方向での物質の不均一な分散には全く
関係がない。測定感度は翫キーーベット内の液体の量を
調節することKよシ制御することができる。参照するも
のとして、例えば、8uovaniemi 、0.、−
747ピペツト(Finnpipette )分析シス
テムの性能と特E、、及び、Tarkka、P、、Ec
ls、、 183−187頁(1976年)、及び8u
oraniemi 、O,、Jarn−efel t
。
、装置の操作にとって欠くことができない。発光測定法
では、サンプルを照明せず、均一な照明は重要ではない
。従って、これら3つの測定様式のうち、従来技術で周
知の方法の中で、吸収測定法での垂直測屋の周知の利点
は今だに有効である:測定の結果は、もっばら、キュー
ベット内の測定物質の総量に関係し、溶剤の総量や、キ
ュービットの垂直方向での物質の不均一な分散には全く
関係がない。測定感度は翫キーーベット内の液体の量を
調節することKよシ制御することができる。参照するも
のとして、例えば、8uovaniemi 、0.、−
747ピペツト(Finnpipette )分析シス
テムの性能と特E、、及び、Tarkka、P、、Ec
ls、、 183−187頁(1976年)、及び8u
oraniemi 、O,、Jarn−efel t
。
J、、”分離多重チャンネル分析システムz国際研究所
、1982年4月、及び、アメリカン研究所、1982
年6月がある。更に、ここに発明された装置は、微生物
に付着し蛍光剤で区分した抗体の測定用にも非常に適し
ている。
、1982年4月、及び、アメリカン研究所、1982
年6月がある。更に、ここに発明された装置は、微生物
に付着し蛍光剤で区分した抗体の測定用にも非常に適し
ている。
以下に、第1図と2図に従った実施例として、実証装置
の操作を、蛍光側に法、発光測定法、比濁測定法、及び
、吸収測定法に関連して説明する。
の操作を、蛍光側に法、発光測定法、比濁測定法、及び
、吸収測定法に関連して説明する。
臨界角の前記値61度の根拠は以下の通やである(第2
図参照):キーーベット1の軸線に対し41度より大き
い角度で、液体サンプルのいずれかの部分から発する放
射光は、側壁2を通ってキューベット1を出てゆく。キ
ューペット1の軸線に対して41度よシ小さい角度で発
した放射光は、全反射を起こし、続けて、キューペット
1の内部を通る一方で、方向角の絶体値は不変である0
今、かろうじて全反射して角度41度で移動する光線が
、キューペット1の底3に到達したとすれば、スネル(
8nell)の反射の法則に従って、光線は、キューペ
ット1の平底の下の空間で角度が61度になるように、
その方向角を変える。サンプルの屈折率が1.33であ
れば、この角度値は正しいO注目すべきことは、キー−
ベットの壁と底が均一の厚さであれば、サンプルの屈折
率が1.33よシ犬きくとも、前記方向角への影響がな
いことである。0度・・・61度の間の各方向角は、レ
ンズ装置の焦平面4に配置されたファイバ束の端の中心
点から、一定の横断距離に符号している。
図参照):キーーベット1の軸線に対し41度より大き
い角度で、液体サンプルのいずれかの部分から発する放
射光は、側壁2を通ってキューベット1を出てゆく。キ
ューペット1の軸線に対して41度よシ小さい角度で発
した放射光は、全反射を起こし、続けて、キューペット
1の内部を通る一方で、方向角の絶体値は不変である0
今、かろうじて全反射して角度41度で移動する光線が
、キューペット1の底3に到達したとすれば、スネル(
8nell)の反射の法則に従って、光線は、キューペ
ット1の平底の下の空間で角度が61度になるように、
その方向角を変える。サンプルの屈折率が1.33であ
れば、この角度値は正しいO注目すべきことは、キー−
ベットの壁と底が均一の厚さであれば、サンプルの屈折
率が1.33よシ犬きくとも、前記方向角への影響がな
いことである。0度・・・61度の間の各方向角は、レ
ンズ装置の焦平面4に配置されたファイバ束の端の中心
点から、一定の横断距離に符号している。
蛍光測定法では、中央のファイバゾーンAに沿って通過
するエキサイト光は、レンズ5と6を通り抜ける。その
結果、平行な光線の束が形成される。この光線の束はキ
ューペットの内容物を不均一に照らすが、キューペット
の垂直の壁は照らさないように制限されている。エキサ
イト光の一部は、レンズの表面から、キー−ベットの底
の表と裏の表面から、同時に、液体の自由表面から反射
されて戻ってくる。エキサイト光線が直角に通シ抜ける
表面から、この光線は発光地点へと反射されて戻ってく
る。ゾーンAは点のような光源でないため、反射光の一
部はゾーンの外の焦点位置に達する0ゾーンBは中間の
保護ゾーンであ)、その外径は、例えば、ゾーンAの径
の3倍はどである。ゾーンAに到達しない、直交する平
面からの反射光線はゾーンBに達し、エミッションを測
定するファイバ束7の部分には届かない。もし、サンプ
ルに蛍光性があれば、エキサイト光の波長より長い波長
の光は、サン、プルから周囲に向けて発散される。キュ
ーペットの垂直壁によって起きる全反射によシ、下向き
のキューペットの軸線より測定してサンプル内部の41
度よシ小さい方向角の各光線は、キューペットの底3を
通じてサンプルの外に出てくる。光線がサンプルを抜け
て空気中に出てくると、その方向角は大きくなるO結果
的に、サンプル中での方向角が41度の時、空気中での
方向角は61度である。レンズは、当該レンズに当たる
、ファイバ束の端面に位置した焦平面に対し61度より
小さい方向角のすべての光線を屈折させる。焦平面内で
、エミツション光は外側ゾーンCとD内のファイバに入
り、これらファイバを通じて光検知器に達する。
するエキサイト光は、レンズ5と6を通り抜ける。その
結果、平行な光線の束が形成される。この光線の束はキ
ューペットの内容物を不均一に照らすが、キューペット
の垂直の壁は照らさないように制限されている。エキサ
イト光の一部は、レンズの表面から、キー−ベットの底
の表と裏の表面から、同時に、液体の自由表面から反射
されて戻ってくる。エキサイト光線が直角に通シ抜ける
表面から、この光線は発光地点へと反射されて戻ってく
る。ゾーンAは点のような光源でないため、反射光の一
部はゾーンの外の焦点位置に達する0ゾーンBは中間の
保護ゾーンであ)、その外径は、例えば、ゾーンAの径
の3倍はどである。ゾーンAに到達しない、直交する平
面からの反射光線はゾーンBに達し、エミッションを測
定するファイバ束7の部分には届かない。もし、サンプ
ルに蛍光性があれば、エキサイト光の波長より長い波長
の光は、サン、プルから周囲に向けて発散される。キュ
ーペットの垂直壁によって起きる全反射によシ、下向き
のキューペットの軸線より測定してサンプル内部の41
度よシ小さい方向角の各光線は、キューペットの底3を
通じてサンプルの外に出てくる。光線がサンプルを抜け
て空気中に出てくると、その方向角は大きくなるO結果
的に、サンプル中での方向角が41度の時、空気中での
方向角は61度である。レンズは、当該レンズに当たる
、ファイバ束の端面に位置した焦平面に対し61度より
小さい方向角のすべての光線を屈折させる。焦平面内で
、エミツション光は外側ゾーンCとD内のファイバに入
り、これらファイバを通じて光検知器に達する。
発光測定法では、化学反応の影響によってサンプルは光
を放つ。装置は、放たれた光を集め、そして、集めた光
を蛍光測定法と同じ方法で光検知器に正確に送っている
。従って、発光測定法で違っているのは、操作上、光源
がない点だけである〇 比濁測定法では、サンプル中の固形粒子で乱された光又
は偏向された光を測定する◇比濁測定用の光源として、
蛍光測定法で使用したのと同じ光源か、又は、例えばレ
ーザ光線のような、中実軸線に沿って頂部からキー−ベ
ット内に進入する光線のいずれかが使われる。後者のレ
ーザ光線の場合、キューベットとレンズを通シ抜けて、
光線はファイバゾーンAに到達する。乱された光は、フ
ァイバゾーンDだけを使って測定される。乱れの角度が
α・・・・・・41度の範囲内にある光線だけがゾーン
に出くわす。αは、ゾーンDの幅によって決定される。
を放つ。装置は、放たれた光を集め、そして、集めた光
を蛍光測定法と同じ方法で光検知器に正確に送っている
。従って、発光測定法で違っているのは、操作上、光源
がない点だけである〇 比濁測定法では、サンプル中の固形粒子で乱された光又
は偏向された光を測定する◇比濁測定用の光源として、
蛍光測定法で使用したのと同じ光源か、又は、例えばレ
ーザ光線のような、中実軸線に沿って頂部からキー−ベ
ット内に進入する光線のいずれかが使われる。後者のレ
ーザ光線の場合、キューベットとレンズを通シ抜けて、
光線はファイバゾーンAに到達する。乱された光は、フ
ァイバゾーンDだけを使って測定される。乱れの角度が
α・・・・・・41度の範囲内にある光線だけがゾーン
に出くわす。αは、ゾーンDの幅によって決定される。
光がゾーンCのファイバを伝って光検知器に進入するの
を防ぐ必要がある〇 吸収測定法では、2つの方法の可能性がある:サンプル
を通り抜ける光は、キューペットの上方に配置した光検
知器によるか、或は、他の測定様式を採った同じ光検知
器によるかして測定される。後者の場合、光の反射面を
キー−ベットの上方に配置しなければならない。前記反
射面は、くすんだ白か、又は、准反射体にするのが好ま
しい。
を防ぐ必要がある〇 吸収測定法では、2つの方法の可能性がある:サンプル
を通り抜ける光は、キューペットの上方に配置した光検
知器によるか、或は、他の測定様式を採った同じ光検知
器によるかして測定される。後者の場合、光の反射面を
キー−ベットの上方に配置しなければならない。前記反
射面は、くすんだ白か、又は、准反射体にするのが好ま
しい。
装置は、取り外し可能なキー−ベットのセットと、各キ
ー−ベット用の別箇の光学システムとを備えることもで
きる。
ー−ベット用の別箇の光学システムとを備えることもで
きる。
前述した実施例では、シリンダの壁は透明であるが、光
を反射することもできる。光はレンズなしでも完全な検
知用として集められる。光ファイバもそれ自身が臨界角
を備えているため、臨界角より大きい角度で到達する光
線はファイバ内に入れない。又、キューペットの底は、
ふされしい形状にすれば、レンズとして機能することも
できる。このレンズは、底とレンズの2つの機能を果た
していることになる0 又、装置は、それ自身はある意味において周知の、第2
の光検知器を備えている。この光検知器に、光が光源よ
シ直接送られる。更に、装置は光線スイッチを備えてい
てもよい。この光線スイッチは、光をキューペットに至
る光路に溢って送るか、基準光検知器に真っ直ぐ続く光
路に沿って送るかKより、光源からの光を切り換えてい
る。光線スイッチは、6方光線スイツチである。第1の
位置では、光源からの光は光路に沿ってキー−ベットに
送られ、第2の位置では、光路に沿って真っ直ぐに基準
光検知器に送られ、第3の位置では、光がどの光路に入
るのも阻止している0切り換えが均等に行なわれないた
め、光源からキューペットに至る光路が常時開かれてい
る。
を反射することもできる。光はレンズなしでも完全な検
知用として集められる。光ファイバもそれ自身が臨界角
を備えているため、臨界角より大きい角度で到達する光
線はファイバ内に入れない。又、キューペットの底は、
ふされしい形状にすれば、レンズとして機能することも
できる。このレンズは、底とレンズの2つの機能を果た
していることになる0 又、装置は、それ自身はある意味において周知の、第2
の光検知器を備えている。この光検知器に、光が光源よ
シ直接送られる。更に、装置は光線スイッチを備えてい
てもよい。この光線スイッチは、光をキューペットに至
る光路に溢って送るか、基準光検知器に真っ直ぐ続く光
路に沿って送るかKより、光源からの光を切り換えてい
る。光線スイッチは、6方光線スイツチである。第1の
位置では、光源からの光は光路に沿ってキー−ベットに
送られ、第2の位置では、光路に沿って真っ直ぐに基準
光検知器に送られ、第3の位置では、光がどの光路に入
るのも阻止している0切り換えが均等に行なわれないた
め、光源からキューペットに至る光路が常時開かれてい
る。
第1図と第2図は、本発明に係る装置の1実施例を示す
説明図である。 図中符号 1:キューペット;2:側壁:3:底;4:焦平面:5
,6:レンズ;7:フアイバ束;A:ゾーン;B:中間
ゾーン;C,D:外側ゾーン0特許出願人 ラブシス
テムス オーワイ(ほか1名)
説明図である。 図中符号 1:キューペット;2:側壁:3:底;4:焦平面:5
,6:レンズ;7:フアイバ束;A:ゾーン;B:中間
ゾーン;C,D:外側ゾーン0特許出願人 ラブシス
テムス オーワイ(ほか1名)
Claims (6)
- (1)液体サンプルは、透明な底を備えた円筒状のキー
−ペット内で測定を受け、光は、キ−ベットの中実軸線
に沿って光ファイバにより測定しようとするキューペッ
ト内に進入するようにされ、しかも、光軸が測定するキ
ューペットの中実軸線に一致する光学系と、更に、少な
くとも1つの光検知器とを含む、液体サンプルの蛍光、
発光、混濁、及び、吸収を測定するだめの装置において
、各々の量のサンプルのエレメントから発したほぼ等し
い量の光を、キー−ペットの壁から光学系を経て光検知
器に至る全反射によって、検知するべく集められ、しか
も、光学系は、キューペット内に通す光源からの光を平
行にするように構成されていることを特徴とする液体サ
ンプルの測定装置。 - (2)光学系がキューペットの真下に配置されているか
、又は、当該光学系の一部がキューペットの底を構成す
るように取シ付けられ、しかも、光源からくるファイバ
束の端と共に1光学系から光検知器に至るファイバ束の
端とが光学系に取り付けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項に記載の液体サンプルの測定装置。 - (3) 光検知器に至るファイバ束が、光源からくる
ファイバ束の廻シに同軸的に取シ付けらへその結果、光
学系に並ぶファイバ束の共通の端子平面内で、2つのフ
ァイバ束は互いに間隔を置かれ、光ファイバを備えてい
ない環状ゾーンがファイバ束の間に残されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項、又は第2項のいずれ
か1項に記載の液体サンプルの測定装置。 - (4) ファイバ束の端とキューペットの底との間に
ある光学系は、2つの平凸のレンズから成シ、これらレ
ンズの第1の平面が、ファイバ束の共通する端子平面に
接触しておシ、もう1つの平らな表面は、キューベット
に向くように逆さにされ、これに対し、第1のレンズの
凸面の湾曲の焦点が、光源からくる光の通るファイバ束
の端にあることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第
2項、又は第3項のいずれか1項に記載の液体サンプル
の測定装置0 - (5)光源に対して、キューペットの反対側に、サンプ
ルの吸収量を測定するのに使う第2の光検知器が設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
項、第3項、又は第4項のいずれか1項に記載の液体サ
ンプルの測定装置〇 - (6)光軸が測定されるキー−ベットの中実軸線に一致
する光学系と、それと同様の光検知器を含む装置の中で
、光は、キューペットの中実軸線に沿って光ファイバに
より測定しようとするキューベット内に進入するようK
され、透明な底を備えた円筒状のキューベット内の、液
体サンプルの蛍光、発光、混濁、及び、吸収を測定する
方法において、各々の量のサンプルのエレメントから発
したほぼ等しい量の光を、キューペットの壁から光学系
を通じて光学検知器に至る全反射によって、検知するべ
く集められ、しかも、前記光学系は、キー−ベット内を
フmす光源からの光を平行にするように構成されている
ことを特徴とする液体サンプルの測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI831936A FI831936A0 (fi) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | Anordning foer maetning av fluorescens, turbiditet, luminescens eller absorption |
FI831936 | 1983-05-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59226850A true JPS59226850A (ja) | 1984-12-20 |
Family
ID=8517288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59110658A Pending JPS59226850A (ja) | 1983-05-30 | 1984-05-30 | 液体サンプルの測定装置および測定方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4678326A (ja) |
EP (1) | EP0127418B1 (ja) |
JP (1) | JPS59226850A (ja) |
AT (1) | ATE40008T1 (ja) |
DE (1) | DE3476121D1 (ja) |
FI (1) | FI831936A0 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007086036A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Fujifilm Corp | 液体の性状変化検出装置及び方法 |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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