JPS6350741A - 蛍光偏光分析装置 - 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】 １産業上の利用分野］ 本発明は免疫反応測定、血中薬物濃度測定、免疫グロブ
リン測定などに使用する蛍光偏光分析装置に関する。

［従来の技術］ 蛍光色素、主に蛍光イソチオシアネート、で標識した抗
体または抗原を反応させて、抗原抗体複合体からの発光
を利用して免疫反応測定などが行われている。

蛍光性サンプルを、励起光側に挿入して得られる直線偏
光による励起光より励起すると蛍光サンプルから放出す
る蛍光は肩先していることが多く、その偏光度を測定す
ることにより、感度の高いイムノアッセイを行うことが
できる。

すなわら、励起光の水平画先を照射して得られた蛍光偏
光の水平方向の強度がＥＨ１ｉ＝励起光の垂直偏光を照
射して得られた蛍光偏光の水平方向の強度かＩ　Ｖｌ＋
で必るような蛍光（偏光の偏光度Ｐは、と定義されてコ
ンピュータを利用して演算される。

蛍光標識抗原と抗体とが結合した場合と結合しない場合
とでは、蛍光サンプルからの偏光度は差異を生じる。す
なわち、分子量の大きな抗体に結合するとブラウン運動
が小さくなり励起光の煽先方向と同一方向の蛍光が多く
なり蛍光偏光の偏光度は大となる。逆に結合しないと蛍
光標識抗原は分子量が小さくブラウン運動が大きくなり
偏光が解消され、蛍光偏光の直角方向の強度が大となっ
て、その偏光度は小となる。かくして、蛍光サンプルか
らの蛍光偏光の偏光度と濃度との関係を、あらかじめ求
めである標準試料による検量線により評価し、目的成分
の量を求めることができる。

従来、この種の蛍光偏光分析装置は、励起光を水平方向
と垂直方向とに互に直角方向に偏光させるに必たり、異
方性結晶などからなる偏光板では一方向のみの偏光を取
り出すことになるため偏光板の光軸を機械的に回転させ
ることにより、互に直角方向の直線偏光が得られるよう
に構成されており、上記従来の蛍光偏光分析装置でも、
励起光を水平方向と垂直方向との直線偏光を交互に蛍光
サンプルを照射して得られた蛍光偏光の偏光度を測定す
ることにより免疫反応測定などを行うことが出来る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の蛍光偏光分析装置では、励起
光側の偏光板を回転させることにより、機械的に水平方
向と垂直方向とに互に直角方向の直線偏光を発生させて
いるため、偏光板ならびに機械的回転手段の確実な位置
決め操作を必要とするのみならず、前記部材の消耗など
による耐久性が充分に得られず、迅速にして、確実な免
疫反応測定などを行うことができないという問題がめっ
た。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
偏光板の機械的回転手段を省略することができて、充分
な耐久性のもとで、迅速にして確実な免疫反応測定など
を行うことができる優れた蛍光偏光分析装置を提供する
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］ 本発明は上記目的を達成するために、蛍光はサンプルに
励起光を照射するための光源と、蛍光性サンプルの吸収
帯に対応した波長幅を選択して前記励起光を透過させる
干渉フィルターと、前記透過光を入射し直線偏光とする
偏光板と、前記直線偏光を入射し電界を交番的に印加さ
せて直線偏光を直角方向に可逆的に変換させるＰＬＺＴ
セラミックス素子と、蛍光サンプルからの蛍光の放出帯
に対応した波長幅を選択して蛍光を透過させる干渉フィ
ルターと、蛍光偏光の特定方向成分を通す偏光板と、蛍
光偏光を検知する光電子増倍管からなるようにしたもの
でおる。

［作　用］ 本発明は上記のような構成により次のような作用を有す
る。すなわち、直線偏光をＰＬＺＴセラミックスへ入射
させるとＰＬＺＴセラミックスを透過するさい交番電界
の印加のもとて透過光の撮動方向が可逆的に変換される
。光軸に対して水平方向に振動する直線偏光の入射光に
対し、電界が印加されると透過光は入射光に対し直角方
向に回転されて垂直方向に撮動する直線偏光となり、電
界が印加されないと透過光は水平方向に振動する直線偏
光となり、交番的に１偏光方向を変換して光軸に沿って
光を伝播する。前記の励起光により蛍光性サンプルに照
射させて吸収により励起させると蛍光性サンプルからの
光放射による蛍光は（偏光していることが多く、水平方
向成分と垂直方向成分の強度を有している。蛍光偏光の
偏光度を測定することができる。蛍光性サンプルにあけ
る蛍光標識抗原と抗体による免疫反応測定において、そ
の結合状態の情報は蛍光偏光の鴻光度をもって認識する
ことができ、かくして蛍光（偏光現象にともなう偏光度
による情報は蛍光性サンプルの目的成分の量を求めるこ
とができるためきわめて有用でおる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面について詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例の構成をしめすものでおる。

１０は光源をしめし、蛍光性サンプル２８に励起光を照
射するものであり、低動力２例えば１００Ｗ以下、のハ
ロゲンランプなどを使用する。１２は反射鏡であり、光
源１０からでた光を反射させ光源からの光の利用効率を
上げることができ、ざらに光学系を単純化させてレンズ
の使用数を少くすることができる。したがって、従来の
ごとき高電力２例えば２００〜２５０Ｗ、のキセノンラ
ンプ、水銀ランプを必要とすることがなくなり、ことに
装置を冷却する必要がなくなる。１４はフィルターをし
めし、光源１０からの熱線を吸収し、励起光が蛍光性サ
ンプル２８に照射されるざい蛍光性サンプル２８の温度
による性状の差異の影響を抑制する。１６は集光レンズ
をしめし、フィルター１４に隣接して励起光側に設けら
れ、非球面レンズをもちいて光源１０からの励起光を平
行光線として導く。１８は干渉フィルターをしめし、励
起光側に設けられ、蛍光性サンプル２８が励起光を吸収
するざいに呈する吸収スペク１ヘルにおける吸収帯に対
応した一定領域の波長幅を選択して励起光を透過させる
ためのもので必り、吸収帯の異なる数種の波長幅から選
択してもちいることができ、これらの選択はコンピュー
タを利用して行うことができる。２０は光束スプリッタ
をしめし、干渉フィルター１８に隣接して励起光側に設
けられ、入射光の一部を反射させて図示を省略した光検
知器に導びき光検知器からの電気出力は光源１０の出力
を調整し励起光の強度を設定値に維持できるように制御
することができる。または励起光の強度をモニターし検
出された蛍光強度を補償することができる。２２は偏光
板をしめし、光束スプリッタ２０から入る励起光から一
定方向の直線偏光のみを通すようにしたものであり、例
えば励起光から水平方向に振動する直線偏光が作られる
。２４はＰＬＺＴセラミックスをしめし、偏光板２２と
組合せて用いられる。ＰＬＺＴセラミックス２４は鉛−
ランタン−ジルコン酸−チタン酸固溶体からなる強誘電
性物質であり、外部電場を交番的に印加させることによ
り、強誘電性物質の複屈折を変化され、一定方向に振動
する直線偏光が光軸方向に通過すると偏光面が回転して
、入射光の偏光面の角度と異なる方向に振動する直線偏
光が得られる。すなわち、光軸に対して水平方向に撮動
する直線偏光の入射光に対し、電場が印加されると透過
光は入射光に対し直角方向に回転されて垂直方向に撮動
する直線偏光となり、電界が印加されないと水平方向に
振動する直線偏光となり、交番的に偏光方向を変換して
光軸に沿って励起光を伝播する。引続き偏光された励起
光は平−凸レンズ２６によって集中されて、図示を省略
した反応容器内に収容された蛍光性サンプル２８を照射
する。

蛍光性サンプル２８が励起光を吸収して励起すると下位
のエネルギー状態への光放射失活である蛍光を発生し、
この蛍光もまた偏光しており蛍光偏光を呈する。そして
蛍光偏光は励起光の系動方向と平行に振動する偏光成分
と直角に振動する成分を有しているので、これらの成分
の強度をもって蛍光偏光の偏光度Ｐを表わすことができ
ることは前記のとおりである。次いで、３０は蛍光側の
集光レンズをしめし、平−凸レンズにより蛍光性サンプ
ル２８からの蛍光を平行光線として導く。３２は干渉フ
ィルターをしめし、蛍光側に設けられ、蛍光スペクトル
における放出帯に対応した一定領域の波長幅を選択して
蛍光を透過させるためのものであり、放出帯の異なる数
種の波長幅から選択してもちいることができ、これらの
選択はコンピュータを利用して行うことができる。また
蛍光の波長は吸収した光の波長よりもエネルギーの小さ
い長波長部に移行される。３４は蛍光偏光板をしめし、
蛍光側に設けられ、蛍光偏光の特定偏光面をもつ偏光成
分のみ、例えば水平方向に撮動する成分のみを通して、
レンズ３６を介して光電子増倍管３８により検知される
。すなわち、励起光の水平方向に振動する直線偏光が照
射されたざいの蛍光偏光の水平方向偏光成分のみが蛍光
偏光板３４を通り、励起光の垂直方向に振動する直線偏
光が照射されたざいの蛍光偏光の水平方向偏光成分のみ
が蛍光隔光仮３４を通ることによって、光電子増倍管３
８により蛍光偏光の水平方向偏光成分の強度を検知する
ことができ、その出力信号は増幅器を経て演算装置をも
ちいて蛍光偏光の偏光度を求めることができる。

本実施例において蛍光側の光軸は励起光測の光軸に対し
てほぼ３０°となるように設けられている。

蛍光性サンプル２８に励起光が照射されたざい、励起光
を吸収して励起されるか、励起光の一部は蛍光性サンプ
ル２８を透過する。このため、蛍光側においては、透過
励起光の影響を低減するために光軸を変えている。さら
に、蛍光性サンプル２８は反応テーブル上に多数配列さ
れた反応容器内に収容されており、反応テーブルを小型
化するため反応容器相互の距離は近接しているために蛍
光側の光学系を励起光側と同一軸上の光軸をもって構成
することは困難であり、前記のごとり３００となるよう
に光軸を変えている。

本発明の実施態様は前記の実施例のみに限定されるもの
でなく、光学系などについての種々の態様が採用可能で
おる。

［発明の効果］ 本発明は上記実施例より明らかなように、以下にしめす
効果を有する。すなわち、励起光側の偏光板を機械的回
転手段をもちいて回転することを省略することができ、
さらに、蛍光偏光ｊｆｌｉ定にさいしての励起光の影響
が低減されるとともに反応テーブルなどを小型化するこ
とができ、充分な耐久性のもとで迅速にして確実な免疫
反応測定などを行うことができるなど多大な効果を秦す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における蛍光１．届先分析装
置の概略ブロック図で必る。 １０・・・光源　　　　　　　１８・・・干渉フィルタ
ー２２・・・偏光板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛍光性サンプルに励起光を照射するための光源と、蛍光
   性サンプルの吸収帯に対応した波長幅を選択して前記励
   起光を透過させる干渉フィルターと、前記透過光を入射
   し直線偏光とする偏光板と、前記直線偏光を入射し電界
   を交番的に印加させて直線偏光を直角方向に可逆的に変
   換させるＰＬＺＴセラミックス素子と、蛍光サンプルか
   らの蛍光の放出帯に対応した波長幅を選択して蛍光を透
   過させる干渉フィルターと、蛍光偏光の特定方向成分を
   通す偏光板と、蛍光偏光を検知する光電子増倍管からな
   ることを特徴とする蛍光偏光分析装置。