JPS63243843A - 分光蛍光光度計 - 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】 （産業上の利用弁！’Ｆ） 本発明は生科学や医学などの分野で利用される分光蛍光
光度計に関するものである。

（従来の技術） 分光蛍光光度計を用いて反応の時間経過を追跡すること
が行なわれる。例えば、細胞内のカルシウムイオンの定
量測定を行なうために、キレート剤ＦＵＲＡＩ［を添加
して測定を行なうが、この場合カルシウムイオンとキレ
ート剤との反応の進行に伴なって励起波長を変えろ必要
がある。そのため、２個の励起波長で交互に試料を励起
する方式％式％ 第８図に励起波長を変えるようにした分光蛍光光度計を
示す。

２は光源であり、この光源２の励起光を分光して試料４
に照射するために２個の励起分光器６−１．６−２が設
けられている。励起分光器６−１は取り出される励起光
波長がＥＸＩであるように設定されており、励起分光器
６−２は取り出される励起光波長がＥＸ２であるように
設定されている。

８はチョッパであり、励起分光器６−１からの波長ＥＸ
Ｉの励起光と励起分光器６−２からの波長ＥＸ２の励起
光とを切り換えて試料４に交互に照射する。

１０は蛍光分光器であり、試料４が励起されて発生した
蛍光を分光して検出器１２に入射させる６蛍光分光器１
０の出力波長はＥＭに設定されている。検出器１２とし
ては例えば光電子増倍管が使用される。

（発明が解決しようとする問題点） 第８図に示される分光蛍光光度計では、波長の異なる２
個の励起光を取り出すために２個の励起分光器が用いら
れている。そのためコストが高くなる問題がある。

本発明は励起分光器と蛍光分光器をそれぞれ１個ずつ備
えた従来の分光蛍光光度計を用いて、励起波長と蛍光波
長の少なくとも一方を複数の波長で一定時間ごとに切り
換えて取り出しながら反応の時間変化を追跡することが
できるようにして、コストを低下させることのできる分
光蛍光光度計を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 第１図に本発明の構成を示す。

２は励起光源、６は励起光源２からの光を分光して試料
４に照射する励起分光器、１０は励起された試料４から
発生する蛍光を分光して検出器１２へ送る蛍光分光器で
ある。以上の光学系は従来の分光蛍光光度計が一般的に
備えている光学系である。

１４は分光器制御部であり、励起分光器６と蛍光分光器
１０とを対応させて又は励起分光器６もしくは蛍光分光
器１０のいずれか一方を、複数の波長の間で一定時間ご
とに切り換える。１６はデータ処理部であり、切り換え
られた各波長条件での検出器１２の検出出力を取り込ん
でデータ処理を行なう。

（実施例） 第２図に一実施例のシステム構成図を示す。

２０は測光用光電子増倍管１２からの信号を増幅する増
幅器、２２は増幅器２０の出力信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器２２の動作は
励起分光器６と蛍光分光器１０の波長移動中はＣＰＵ３
８からの信号により停止させられる。

２４は励起分光器６と蛍光分光器１０の出力波長に応じ
てＡ／Ｄ変換器２２の出力をラッチ２６ａ又はラッチ２
６ｂに切り換えて入力させるための切換えスイッチであ
る。切換えスイッチ２４の切換え動作の制御もＣＰＵ３
８の信号によって行なわれる。

ラッチ２６ａ、２６ｂの状態はデジタルフィルタである
レスポンス回路２８ａ、２８ｂにそれぞれ送られ、レス
ポンス回路２８ａ、２８ｂで時定数が掛けられてそれぞ
れ出力ボート３０ａ、３０ｂに出力される。ラッチ２６
ａ、２６ｂ及びレスポンス回路２８ａ、２８ｂはＣＰＵ
３８の信号によって動作が制御される。

３２ａ、３２ｂはそれぞれ出力ポート３０ａ。

３０ｂからの信号を入力して時間変化データ（ファイル
Ａ、ファイルＢ）として記憶するメモリである。、３４
はメモリ３２ａ、３２ｂの記憶データ間で割算演算を行
なう割算回路であり、３６はその割算された結果を表示
するＣＲＴである。ＣＲＴ３６はまた、メモリ３２ａ、
３２ｂの記憶データを表示することもできる。

４２は励起分光器６の波長モータ、４４は蛍光分光器１
０の波長モータである。波長モータ４２゜４４もＣＰＵ
３８によって制御される。

ＣＰＵ３８による制御は全て■／○ポート４０を通じて
行なわれる。

第１図における分光器制御部１４はＣＰＵ３８によって
実現され、データ処理部１６はＣＰＵ３８、切換えスイ
ッチ２４、ラッチ２６ａ、２６ｂ、レスポンス回路２８
ａ、２８ｂ、メモリ３２ａ。

３２ｂ及び割算回路３４などによって実現される。

第３図に本実施例の動作に関する波長条件の一例を示す
。

励起分光器６を励起波長ＥＸＩとＥＸ２の間で切り換え
、それぞれの励起波長ＥＸＩ、ＥＸ２に伴なって蛍光分
光器１０の設定波長をＥＭＩとＥＭ２の間で切り換える
ように走査する。すなわち励起波長と蛍光波長をともに
異ならせて、Ａ状態からＢ状態へ、そしてＢ状態からＡ
状態へと励起分光器６と蛍光分光器１０をともに同時に
走査して交互に切り換える。

一方の状態から他方の状態に切り換えるのに励起分光器
６と蛍光分光器１０を走査するため時間がかかる。その
移行時間を小さくするために両方の分光器６，１０を同
時に走査させる。したがって、波長間隔の離れている分
光器側で移行時間が決定される。

時間走査記録のときは時間が正確である必要があり、一
定の時間間隔でデータを採取する。そのため、Ａ状態か
らＢ状態への移行時間及びＢ状態からＡ状態への移行時
間はともにデータ採取時間より短かいことが必要である
。

第４図にＡ状態とＢ状態の間の波長切換えとデータの採
取の例を示す、ｔは分光器６．ｌＯの波長切換え時間で
あり、ＴａはＡ状態側でのデータ採取時間、ＴｂはＢ状
態側でのデータ採取時間である。

次に、本実施例の動作について説明する。

分光器６，１０の波長移動中はＣＰＯ３８の信号により
Ａ／Ｄ変換器２２の動作を停止させておく。励起分光器
６と蛍光分光器１０の状態がＡ状態となると、光電子増
倍管１２がらの信号を増幅器２０で増幅してＡ／Ｄ変換
器２２に入力し、デジタル信号に変換し、そのデジタル
信号出力をラッチ２６ａに蓄める。ラッチ２６ａの状態
はレスポンス回路２８ａに送られ、時定数が掛けられて
出力ポート３０ａから出力され、メモリ３２ａに記憶さ
れる。

一定時間後に分光器がＢ状態に移行され、同様にして光
電子増倍管１２からの信号が増幅器２ｏ、Ａ／Ｄ変換器
２２を経てラッチ２６ｂに菩められ、レスポンス回路２
８ｂ、出力ポート３０ｂを経てメモリ３２ｂに記憶され
る。

そしてメモリ３２ａ、３２ｂに記憶された時間変化デー
タが割算回路３４で割算処理され、その結果がＣＲＴ３
６に表示される。

本実施例の使用方法は第３図に示される条件に限るもの
ではない。例えば第５図に示されるように励起波長をＥ
Ｘで固定とし、蛍光波長のみをＥＭｌとＥＭ２で変える
ようにしてもよく、逆に第６図に示されるように蛍光波
長をＥＭで固定とし。

励起波長をＥ）ｌとＥＸ２で変えるようにしてもよい。

第７図には発生する蛍光スペクトルが時間によ−てＴｌ
、Ｔ２．Ｔａのように変化していく場合を示している。

このような試料の場合には、波長Ｃと波長ｄで交互にモ
ニタしておき、出力としてはｃ　／　ｄをとるようにす
ると、何れかの固定された波長でデータを採取するのに
比べるとほぼ２倍の感度で時間変化を測定することがで
きる。

実施例では励起波長と蛍光波長の少なくとも一方を２つ
の状態で切り換えて時間変化を追跡するようにしている
が、励起波長と蛍光波長の少なくとも一方を３以上の波
長条件で順次切り換え、それぞれの状態の検出出力の時
間変化を測定するようにしてもよい。

実施例のように測光出力の比率をとると、例えば測定対
象物の濃度変化（例えば粒子の破損や沈降）があっても
それらの影響を受けない。例えば波長λｌで丁１の出力
が濃度変化によってｋＩ＋になると、波長λ２での強度
Ｉりも当然ｋ１２になる。しかしその比出力 ｋ　Ｉ　＋　／　ｋ　Ｉ　＝ を算出するとこの値は Ｉ　＋　／　Ｉ　＝ となって濃度変化の影響を受けない。例えば細胞の測定
を行なっているときは、細胞が沈降するのでメモリ３２
ａ、３２ｂに記憶される時間変化データは細胞の沈降に
伴なっても変化する。しかし、それらの時間変化データ
の割算を行なうと細胞の沈降の効果を除去することがで
きる。

（発明の効果） 本発明では１個の励起分光８にと１個の蛍光分光器とを
備えた装置で、励起分光器と蛍光分光器の少なくとも一
方を一定時間ごとに切り換え、複数の状態での測光出力
を取り込むようにしたので、従来のように励起分光器を
２個備えた装置に比べてコストが低下する。

そして、このように複数の波長条件で測定して時間変化
を追跡することにより、スペクトルがシフトする試料の
時間変化を固定波長方式に比べて効率よく測定すること
ができる。また例えば、２つの波長での蛍光をモニタす
ることができるので、化学変化の前後の状態を正しく判
断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を示すブロック図、第２図は一実施例を
示すブロック図、第３図は同実施例の一使用条件を示す
図、第４図は同実施例の動作を示すタイミング図、第５
図及び第６図は他の使用条件を示す図、第７図は蛍光の
時間変化の一例を示す図、第８図は従来の分光蛍光光度
計を示すブロック図である。 ２・・・・・・光源、 ４・・・・・・試料、 ６・・・・・・励起分光器、 １０・・・・・・蛍光分光器、 １２・・・・・検出器、 １４・・・・・・分光器制御部、 １６・・・・・・データ処理部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）励起光源からの光を分光して試料に照射する励起
   分光器と、励起された試料から発生する蛍光を分光して
   検出部へ送る蛍光分光器とを備えた分光蛍光光度計にお
   いて、励起分光器と蛍光分光器とを対応させて又は励起
   分光器もしくは蛍光分光器のいずれか一方を、複数の波
   長の間で一定時間ごとに切り換える分光器制御部と、切
   り換えられた各波長条件での検出出力を取り込んでデー
   タ処理を行なうデータ処理部とを備えたことを特徴とす
   る分光蛍光光度計。
2. （２）データ処理部は波長条件の異なる検出出力の比を
   算出してリアルタイムで出力する機能も備えている特許
   請求の範囲第１項に記載の分光蛍光光度計。