JPWO2020039997A1 - 自動分析装置及び光計測方法 - Google Patents
自動分析装置及び光計測方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020039997A1 JPWO2020039997A1 JP2020538328A JP2020538328A JPWO2020039997A1 JP WO2020039997 A1 JPWO2020039997 A1 JP WO2020039997A1 JP 2020538328 A JP2020538328 A JP 2020538328A JP 2020538328 A JP2020538328 A JP 2020538328A JP WO2020039997 A1 JPWO2020039997 A1 JP WO2020039997A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse area
- photoelectric element
- automatic analyzer
- area
- fluctuation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 11
- 206010036618 Premenstrual syndrome Diseases 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1095—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices for supplying the samples to flow-through analysers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/027—Control of working procedures of a spectrometer; Failure detection; Bandwidth calculation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0297—Constructional arrangements for removing other types of optical noise or for performing calibration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J43/00—Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
- H01J43/04—Electron multipliers
- H01J43/30—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J2001/444—Compensating; Calibrating, e.g. dark current, temperature drift, noise reduction or baseline correction; Adjusting
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
- G01N2021/0118—Apparatus with remote processing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
- G01N35/00722—Communications; Identification
- G01N35/00732—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers
- G01N2035/00821—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers nature of coded information
- G01N2035/00851—Identification of carriers, materials or components in automatic analysers nature of coded information process control parameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00584—Control arrangements for automatic analysers
- G01N35/00722—Communications; Identification
- G01N2035/00891—Displaying information to the operator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N2035/1027—General features of the devices
- G01N2035/1048—General features of the devices using the transfer device for another function
-
- G—PHYSICS
- 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
- G01N21/62—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
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
- G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation
Abstract
光電素子の増倍率の変動を高精度に補正する自動分析装置及び光計測方法を提供する。自動分析装置は、光によって電子を発生し、電流信号を出力する光電素子と、光電素子に電圧を印加する電圧印加部と、光電素子の増倍率の変動を補正する処理部と、を備え、光電素子は電流信号としてパルス状信号を出力し、処理部はパルス状信号のパルス面積に基づいて増倍率の変動を補正する。
Description
本発明は、自動分析装置及び光計測方法に関する。
光電子増倍管(以下、PMT)やフォトダイオード等の光電素子は、微弱な光を電流信号として取り出すことができるため、様々な分野において光検出器として使用されている。光電素子は、例えば、血液などの検体の存在下で発光する発光試薬からの光を検出し、検体中の成分を計測する自動分析装置等に使用される。
PMTにおいては、電子の増倍率やゲイン(利得)が時間と共に変動することが知られている。ここで、該増倍率の変動を補正する技術が開示されている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載の放射線検出装置は、パルス信号の波高を閾値と比較して0又は1のデジタル信号に量子化し、1のデジタル信号に変換された信号の数と、0のデジタル信号に変換された信号の数とを計数する方法を採用している。従って、同じ波高で幅の異なるパルス、即ち、エネルギー量が異なるパルスを同じエネルギー量として量子化してしまうため、正確に増倍率の補正を行うことが難しいという課題がある。
そこで、本発明の目的は、光電素子の増倍率の変動を高精度に補正する自動分析装置及び光計測方法を提供することにある。
本発明の一実施態様の自動分析装置は、光によって電子を発生し、電流信号を出力する光電素子と、光電素子に電圧を印加する電圧印加部と、光電素子の増倍率の変動を補正する処理部と、を備え、光電素子は電流信号としてパルス状信号を出力し、処理部はパルス状信号のパルス面積に基づいて増倍率の変動を補正する。
本発明によれば、光電素子の増倍率の変動を高精度に補正することができる。
以下、図面を参照して実施例を説明する。
図1は、自動分析装置100の構成を示す構成図である。自動分析装置100は、複数の検体容器102を収容した検体ラック103を搬送する第1搬送部101、試薬容器110を保持する試薬保持部104、反応容器111を加温状態で保持して複数の保持位置112を有するインキュベータ105、検体を検体容器102からインキュベータ105上の反応容器111に分注する検体分注部106、試薬容器110内の試薬を試薬保持部104からインキュベータ105上の反応容器111に分注する試薬分注部107、検体分注に使用するチップ114と反応容器111を収容する収容部113を保持するマガジン108、チップ114を検体分注部106に供給するためのチップ供給位置116、使用済みのチップ114を廃棄するための廃棄孔117、マガジン108と検体分注部106とチップ供給位置116と廃棄孔117とインキュベータ105との間でチップ114及び反応容器111を搬送する第2搬送部115、検体に含まれる測定妨害成分をB/F分離液により洗浄除去するB/F分離部118、及び、分析対象成分量に相関した光や電気等の信号を測定する測定部109を備える。
(実施例1)
図2は、測定部109及びその周辺を示す図である。測定部109は、発光試薬が発する光量を計測して検体中の被計測物質の定性分析又は定量分析を行うユニットであり、計測される光を発する発光部201(光源)、及び、PMT202(光電素子)を備える。図2では、発光部201をフローセル検出器として示している。即ち、分析用セル(試薬と検体を収容する反応容器111)から導入された分析対象液に含まれる発光標識試薬の蛍光発光等を、発光部201の発光としている。計測が終了した液体は、ドレイン(排水口)に流される。尚、発光部201の発光として、フローセル検出器の洗浄中における発光試薬の発光を用いてもよいし、別途、LED等を用いた光源を設置してもよい。
図2は、測定部109及びその周辺を示す図である。測定部109は、発光試薬が発する光量を計測して検体中の被計測物質の定性分析又は定量分析を行うユニットであり、計測される光を発する発光部201(光源)、及び、PMT202(光電素子)を備える。図2では、発光部201をフローセル検出器として示している。即ち、分析用セル(試薬と検体を収容する反応容器111)から導入された分析対象液に含まれる発光標識試薬の蛍光発光等を、発光部201の発光としている。計測が終了した液体は、ドレイン(排水口)に流される。尚、発光部201の発光として、フローセル検出器の洗浄中における発光試薬の発光を用いてもよいし、別途、LED等を用いた光源を設置してもよい。
測定部109の周辺には、電流電圧変換器203、A/D変換器204、データを処理して検出光量208を出力する処理部205、高電圧発生部206(電圧印加部)、及び、表示部207を備える。尚、測定部109は、フローセル検出器ではなく、分析用セルに光を照射して得られる透過光量又は散乱光量を計測するものでもよい。
PMT202は、発光部201から入射される光子から電子を発生させる光電面と、光電面からの電子を増倍して、入射光量に応じた電流信号を出力する増倍部とを有する(不図示)。増倍部は、高電圧発生部206から印加される電圧に応じた増倍率に従って電子を増倍する。
図3は、検出光量208を算出するフロー図である。まず、ステップ31(以下、「S31」のように表記)において、処理部205は、PMT202毎に定められた標準値となる電圧値を設定し、該電圧値を高電圧発生部206へ出力する。高電圧発生部206は、該電圧値に従ってPMT202へ電圧を印加する。
次に、発光部201は、PMT202へ光を照射する。PMT202は、光を電子に変換し、印加電圧に従って定まる増倍率で電子を増倍して電流電圧変換器203へ電流信号を出力する(S32)。電流電圧変換器203は、該電流信号を電圧信号へ変換し、A/D変換器204は、電圧信号をデジタル信号に変換し、処理部205へ出力する。
次に、処理部205は、デジタル信号に基づいて、発光部201が発した光の量(検出光量208)を算出する(S33)。
図4は、PMT202による光の検出時間及び信号値を示す図である。発光部201からの入射光量が少ない場合、PMT202から出力される電流信号は、パルス状信号401となる。ここで、「パルス状信号」とは、光電効果により光子から電子へ変換された出力信号であり、最小単位は光子一つあたりのパルス信号に対応する。
発光部201から光が入射されなくとも、熱などによって光電面から一定確率で電子が生じ、該電子が増倍されることにより暗電流が出力される場合がある。このような場合も、PMT202から出力される電流信号は、パルス状信号401となる。
発光部201からの入射光量又はPMT202の増倍率が大きくなると、出力される電流信号が重なり合い、パルスを識別できなくなる。従って、電流信号がパルス状信号401となるための入射光量は、想定されるPMT202の増倍率等に応じて、パルスの1つ1つが識別できる程度に設定する。横軸を時間、縦軸を信号値とするグラフを得ると、パルス状信号401は、それぞれパルス面積402を有する信号となる。
電流電圧変換器203は、PMT202の増倍部から入力される電流信号を電圧信号に変換し、A/D変換器204に出力する。電流電圧変換器203は、オペアンプ、電流電圧変換用のフィードバック抵抗、周波数帯域設定用のコンデンサ、差動増幅回路等を有する。電流電圧変換器203に入力される電流信号がパルス状信号401である場合、電流電圧変換器203からA/D変換器204に出力される電圧信号もパルス状信号401となるように、周波数帯域を設定する。
A/D変換器204は、電流電圧変換器203から入力される電圧信号をデジタル信号に変換し、処理部205へ出力する。PMT202が出力する電流信号がパルス状信号401の場合、A/D変換器204が出力するデジタル信号もパルス状信号401となる。この場合、A/D変換器204は、1つ1つのパルス状信号401が識別できるサンプリング時間間隔、電圧分解能に設定されていればよい。例えば、A/D変換器204として、サンプリング時間間隔が4μs、電圧分解能が0.6μV程度まで分解可能なものを用いることができる。
処理部205は、A/D変換器204から入力されるデジタル信号に基づいて検出光量208を算出する。又、処理部205は、入力されるデジタル信号に基づいてパルス状信号401のパルス面積402を算出し、パルス面積402に基づいてPMT202へ印加する電圧値を算出し、高電圧発生部206へ該電圧値を出力する。又は、処理部205は、パルス面積402に基づいて検出光量208を補正する。処理部205は、電圧値や検出光量208等の各種データを記憶する記憶部を備えてもよい。
高電圧発生部206は、処理部205から入力された電圧値に従って電圧を発生し、PMT202へ印加する。
表示部207は、各種データ、ユーザが指示を入力するためのGUI画面等を表示可能に構成される。表示部207には、マウス等の入力デバイス(不図示)が接続されていてもよい。又、表示部207は、図4のようなPMT202の光の検出時間及び出力電流を示すグラフを表示してもよい。
ここで、正確な測定を行うには、PMT等の光電素子が同じ光量を受光した場合、検出光量も同じである必要がある。しかし、光電素子は、時間の経過に伴い同じ電圧の印加に対する電子の増倍率が変化することが知られている。即ち、時間が経過すると、受光する光量が同じでも、処理部は異なる検出光量を出力してしまう、という課題がある。
上記の通り、波高に基づく手法は開示されている。しかし、本発明者は、波高の情報だけでは光子あたりのエネルギーを正確に表すことができないことに気が付いた。そこで、以下、波高よりも更に正確な情報である、パルス状信号のパルス面積に基づいて、光電素子の増倍率の変動を補正し、光電素子の経年劣化に伴う影響を抑制する方法について説明する。特に、本実施例では、パルス面積に基づいてPMT202に印加する電圧を補正する方法、及び、パルス面積に基づいて検出光量208を補正する方法について説明する。
まず、パルス面積に基づいてPMT202に印加する電圧を補正する方法について説明する。図5は、PMT202の基準平均パルス面積601を算出する方法を示すフロー図である。基準平均パルス面積601は、新しいPMT202の使用前などを基準時として、今後増倍率の変動を補正するための基準となる平均パルス面積として算出される。ここで、平均パルス面積は、パルス面積分布が作成できる程度の時間内の平均値として算出される。
S51において、処理部205は、PMT202毎に定められた標準値となる電圧値を設定し、該電圧値を高電圧発生部206へ出力する。高電圧発生部206は、該電圧設定値に従ってPMT202へ電圧を印加する。処理部205は、該電圧値を記憶部に記憶する。
S52において、発光部201は、PMT202が出力する電流信号がパルス状信号401となるように光を照射する。この時、発光部201は、発光量が厳密に設定されている必要はなく、PMT202が出力する電流信号がパルス状信号401となるような発光量であればよい。尚、発光部201の種類によらず、同じ光量の光を照射すれば、同じ面積の出力電流が得られる。
又、発光部201から光を照射する代わりに暗電流を用いて、PMT202が出力する電流信号をパルス状信号401としてもよい。この場合、S52において、発光部201からの光の照射は行われない。暗電流を用いることによって、基準平均パルス面積601を算出するための光源が不要となるため、光源の設置のためのコストや、光源の精度管理が不要となる。
S53において、処理部205は、A/D変換器204が出力するデジタル信号に基づいて、複数のパルス状信号401の各々のパルス面積402を算出し、これらのパルス面積402の平均である基準平均パルス面積601を算出する。
図6は、パルス面積とその出現率を示す分布図である。本実施例では、出現率を「一定時間に取得したパルスのうち該当する面積のパルス数を、一定時間内に取得したパルス数で除した数」と定義する。横軸をパルス面積、縦軸を出現率としてプロットすると、ピークを有する分布図602となる。例えば、該分布図602のピークを示すパルス面積(最も出現率の高いパルス面積)を基準平均パルス面積601とすることができる。尚、分布図602に対して最小二乗法でガウスフィッティングし、得られたガウス分布の平均値を基準平均パルス面積601としてもよいし、一定時間内のパルス面積の積算値をパルス数で割った値としてもよい。表示部207は、分布図602や、算出した基準平均パルス面積601を表示してもよい。
図7は、PMT202に印加する電圧を補正(制御)する方法を示すフロー図である。図7に示す方法は、基準平均パルス面積601を算出してから所定の期間経過後、PMT202の増倍率が変更していないか否かを確認するために行われる。
S71〜73は、それぞれ、S51〜53と同様である。但し、S53で算出する平均パルス面積は、基準とする平均パルス面積(基準平均パルス面積601)であり、S73で算出する平均パルス面積は、該基準平均パルス面積601を算出してから所定の期間経過後の平均パルス面積801である。尚、S72におけるパルス状信号401の出力方法は、S52と同じでなくてもよい。又、S73における平均パルス面積801の算出方法も、S53と同じでなくてもよい。
S74において、処理部205は、平均パルス面積変動量800が所定の閾値以下であるか否かを判定する。所定の閾値は、使用する自動分析装置の仕様や分析内容、発光試薬等の条件に応じて、任意に設定することができる。
図8は、パルス面積とその出現率を示す分布図の変化を示す図である。PMT202の増倍率が変動すると、S53で算出した基準平均パルス面積601とS73で算出した平均パルス面積801とに差分が生じる。処理部205は、この差分を平均パルス面積変動量800として算出する。ここで、平均パルス面積変動量800は、PMT202の増倍率の変動に比例すると考えられる。従って、PMT202の増倍率が増加した場合は、パルス面積とその出現率を示す分布図は右にシフトし、平均パルス面積変動量800は正の値となる。尚、表示部207は、分布図602と分布図802の関係や、平均パルス面積変動量800を表示してもよい。
平均パルス面積変動量800が所定の閾値以下である場合(S74においてYES)、S71において設定した電圧値と同じ値を電圧値として決定(電圧値を維持)する(S75)。
平均パルス面積変動量800が所定の閾値より大きい場合(S74においてNO)、処理部205は、アラートを出力する(S77)。アラートとして、例えば、平均パルス面積変動量800が所定の閾値を超えたことを喚起するアラートや、PMT202の交換を推奨するアラート、S78に移行して電圧値を変更する旨のアラート等を出力することができる。表示部207はアラートを表示してもよいし、スピーカが音を発してもよい。又、S74において、平均パルス面積変動量800が所定の閾値以下であるが、所定の閾値に近づいてきた場合にも、アラートを出力してもよい。この場合、平均パルス面積変動量800を高頻度に観察して、観察の経過を表示部207が表示してもよい。又、アラートを出力した場合はユーザが対応するものとして、S78に移行せず終了してもよい。更に、PMT202の補正を、人手を介さずに行う場合は、S77を省略してもよい。
S77の後(S77を省略した時はS74でNOの場合)、平均パルス面積変動量800に基づいて電圧値の変更量を算出し、該変更量に基づいて電圧値を更新し、更新した電圧値を高電圧発生部206に出力する(S78)。PMT202の増倍率は、電圧値を上げれば増加し、電圧値を下げれば減少する。従って、平均パルス面積変動量800が正の値である場合は、増倍率が増加したと考えられるため、電圧値を減少させる。その後、S72に戻り、処理を繰り返す。
S75において、電圧値を維持した場合、PMT202に係る処理を終了するか否かを判断し(S76)、終了しない場合はS71に戻り、処理を繰り返す。
次に、パルス面積に基づいて検出光量208を補正する方法について説明する。図9は、検出光量208を補正する方法を示すフロー図である。図7と異なる点は、S95とS98である。ここで、S91の前に、図3による検出光量208は算出されている。そして、処理部205は、S94でYESの場合、該検出光量208を補正することなく(検出光量を維持)出力し、S94でNOの場合は、検出光量208を補正して、該補正した検出光量208を出力する。
(実施例2)
次に、図2に示す測定部109を、図10に示す測定部1001に置き換えた例について説明する。測定部1001は、発光部201の代わりに、電子を発生する質量分析部1002、及び、該質量分析部1002が発した電子を光子に変換するシンチレータ1003を備える点で、図2に示す測定部109と異なっている。質量分析部1002が発した1個の電子は、シンチレータ1003に衝突し、N個の光子を出力する。これらN個の光子は、それぞれ、略同時刻(数10ns〜数100nsの間)に発生する。上記N個の光子のそれぞれに対応するパルスは、PMT202と電流電圧変換器203の変換速度を所望の値(信号増幅帯域)とすることで、複数の光子からなる1つのパルス状信号として観測できる。
次に、図2に示す測定部109を、図10に示す測定部1001に置き換えた例について説明する。測定部1001は、発光部201の代わりに、電子を発生する質量分析部1002、及び、該質量分析部1002が発した電子を光子に変換するシンチレータ1003を備える点で、図2に示す測定部109と異なっている。質量分析部1002が発した1個の電子は、シンチレータ1003に衝突し、N個の光子を出力する。これらN個の光子は、それぞれ、略同時刻(数10ns〜数100nsの間)に発生する。上記N個の光子のそれぞれに対応するパルスは、PMT202と電流電圧変換器203の変換速度を所望の値(信号増幅帯域)とすることで、複数の光子からなる1つのパルス状信号として観測できる。
図11は、測定部1001による光の検出時間及び信号値を示す図である。シンチレータ1003が発したN個の光子は1つのパルス状信号となる。N個の光子のそれぞれに対応するパルス状信号は、通常は重なり合っており、パルス状信号A02、A03のように一塊となる。しかし、シンチレータ1003での発光現象は確率現象であるため、1個の電子から発光した場合は、パルス状信号A04のように離散したパルス状信号となることも多い。ここでは、パルス状信号が離散していても、所定時間内に光った信号は、1つのパルス状信号として扱う。即ち、所定時間内の、離散したパルス状信号それぞれの面積を足し合わせて、1つのパルス面積として算出する。これにより、より正確なパルス面積分布を得ることができる。
ここで、質量分析部1002が発する1個の電子により、シンチレータ1003が何個の光子を発光するかは製造によるばらつきがあり、これが光子の検出量の機差(装置の個体差)ばらつきとなる。そこで、実施例2では、該ばらつきを低減するため、パルス状信号の面積が基準平均パルス面積となるようにPMT202の増倍率を補正する。実施例1では、基準平均パルス面積を、PMT202毎に定められた電圧値に基づいて求めたが、実施例2では、事前に質量分析部1002を用いて実験的に求めておく。該実験的に求められた基準平均パルス面積に基づいて、図7又は図9のフローが実行される。
実施例2では、PMT202だけでなく、シンチレータ1003への印加電圧を変更してもよい。PMT202への印加電圧を可変にすると、検出した光子1個のパルス面積(電子増倍率変更)を可変にでき、シンチレータ1003への印加電圧を可変にすると、電子1個から発生する光子の数を可変にできる。PMT202とシンチレータ1003への印加電圧を複合して可変にすることで、1つのパルス面積が基準平均パルス面積となるように調整できる。尚、PMT202とシンチレータ1003への印加電圧の可変手順に関しては、多くのバリエーションがあるので、特に限定しない。
実施例2によれば、1個の電子に対する検出電流量の増倍率の変動を高精度に補正することができる。尚、実施例2では、質量分析部を例に説明したが、電子を発する装置であれば、特に限定されない。
以上の実施例1及び2によれば、物理量の精度が高いパルス面積に基づいて電圧又は検出光量208を補正する構成を有するため、PMT202の増倍率の変動を高精度に補正することができる。又、平均パルス面積変動量800が所定の閾値に近づいてきた場合や、所定の閾値を超えた場合にアラートを出力する構成を採用すれば、ユーザに対し、PMT202もしくはシンチレータ1003の交換の時期や、PMT202もしくはシンチレータ1003に印加する電圧が変更されること等を喚起できる。
上記実施例では、PMT202が出力する電流信号はパルス状信号401であるとしているが、電圧又は検出光量208の補正をしない場合は、パルス状信号401である必要はない。
又、上記実施例では、平均パルス面積変動量800に基づく制御を説明したが、基準平均パルス面積601と平均パルス面積801の比、例えば、平均パルス面積801を基準平均パルス面積601で割った値(以下、変動補正係数)に基づいて制御してもよい。例えば、デジタル信号から算出される検出光量208に変動補正係数を乗じた値を検出光量208の補正値とすることができる。この場合、PMT202が新しければ、変動補正係数は1になるが、時間が経つにつれて1より大きくなっていく。そこで、例えば、所定の閾値を、使用する自動分析装置の仕様や分析内容、発光試薬等の条件に応じて設定しておき、変動補正係数が該閾値以下か否かで、電圧又は検出光量208を補正するか否かを決定してもよい。
又、上記実施例では、常にパラメータの閾値変化をモニタし、該閾値変化に基づいて電圧又は検出光量208を補正する例を説明したが、補正が終わったら一旦モニタを終了し、所定時間後に補正を行うためのモニタを再開してもよい。又、パラメータの閾値変化をモニタせず、PMT202の使用を開始してから所定時間後に補正を行うようにしてもよい。又は、閾値を用いず、パルス面積の変動量に応じて毎回補正してもよい。
又、上記実施例では、光電素子としてPMTを用いる例について説明したが、フォトダイオード等の他の光電素子を用いてもよい。更に、本光計測方法は、検体及び発光試薬による発光を検出する自動分析装置への適用に限定されず、PMTやフォトダイオード等の光電素子を用いた装置であれば、分光光度計、環境測定装置、顕微鏡などのあらゆる装置に適用することができる。
100…自動分析装置、201…発光部、202…PMT、203…電流電圧変換器、204…A/D変換器、205…処理部、206…高電圧発生部、207…表示部、208…検出光量、1002…質量分析部、1003…シンチレータ
Claims (12)
- 光によって電子を発生し、電流信号を出力する光電素子と、
前記光電素子に電圧を印加する電圧印加部と、
前記光電素子の増倍率の変動を補正する処理部と、を備え、
前記光電素子は、前記電流信号としてパルス状信号を出力し、
前記処理部は、前記パルス状信号のパルス面積に基づいて、前記増倍率の変動を補正する、自動分析装置。 - 前記処理部は、前記パルス面積に基づいて、前記電圧印加部の電圧を補正する、請求項1記載の自動分析装置。
- 前記処理部は、前記電流信号に基づいて前記光の量である光量を算出し、前記パルス面積に基づいて、該光量を補正する、請求項1記載の自動分析装置。
- 前記パルス面積は、前記パルス面積毎の出現率に基づいて算出される、請求項1記載の自動分析装置。
- 前記処理部は、
前記パルス面積の平均となる平均パルス面積を算出し、
前記平均パルス面積の基準となる基準平均パルス面積からの前記平均パルス面積の変動量に基づいて前記増倍率の変動を補正する、請求項1記載の自動分析装置。 - 前記処理部は、前記変動量が所定の閾値を超えた場合、前記増倍率の変動を補正する、請求項5記載の自動分析装置。
- 前記パルス状信号は、暗電流による電流信号である、請求項1記載の自動分析装置。
- 前記処理部は、
前記パルス面積の平均となる平均パルス面積を算出し、
前記平均パルス面積と、前記平均パルス面積の基準となる基準平均パルス面積との比に基づいて補正係数を算出し、
前記補正係数に基づいて前記増倍率の変動を補正する、請求項1記載の自動分析装置。 - 前記処理部は、前記補正係数の変動量が所定の閾値を超えた場合、前記増倍率の変動を補正する、請求項8記載の自動分析装置。
- 光電素子により、パルス状信号を出力するステップと、
前記パルス状信号の面積を算出するステップと、
前記面積に基づいて前記光電素子の増倍率の変動を補正するステップと、を備える、光計測方法。 - 前記光電素子の増倍率の変動を補正するステップは、前記面積に基づいて前記光電素子に印加する電圧を補正するステップである、請求項10記載の光計測方法。
- 前記光電素子の増倍率の変動を補正するステップは、前記面積に基づいて前記光電素子の検出光量を補正するステップである、請求項10記載の光計測方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018155111 | 2018-08-22 | ||
JP2018155111 | 2018-08-22 | ||
PCT/JP2019/031829 WO2020039997A1 (ja) | 2018-08-22 | 2019-08-13 | 自動分析装置及び光計測方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020039997A1 true JPWO2020039997A1 (ja) | 2021-08-26 |
JP7023370B2 JP7023370B2 (ja) | 2022-02-21 |
Family
ID=69593214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020538328A Active JP7023370B2 (ja) | 2018-08-22 | 2019-08-13 | 自動分析装置及び光計測方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11493430B2 (ja) |
EP (1) | EP3842771A4 (ja) |
JP (1) | JP7023370B2 (ja) |
CN (1) | CN112513593B (ja) |
WO (1) | WO2020039997A1 (ja) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009500608A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | ウィリアム ケイ ウォーバートン | パルス波形分析による単一トランスデューサ内同時発生放射線の検出 |
US20110186740A1 (en) * | 2008-09-23 | 2011-08-04 | Commissariat a l'energie atomiwque et aux energies altenatives | System for controlling photomultiplier gain drift and associated method |
JP2012037267A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Hitachi High-Technologies Corp | 光量検出方法及びその装置 |
WO2014133160A1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | シスメックス株式会社 | 尿検体分析装置及び尿検体分析方法 |
JP2014222165A (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 信号パルス検出装置、質量分析装置、および信号パルス検出方法 |
JP2015037421A (ja) * | 2003-03-28 | 2015-02-26 | イングラン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーInguran, LLC | 粒子を仕分けるためおよび性別で仕分けられた動物の精子を提供するための装置、および方法 |
JP2016026301A (ja) * | 2004-03-06 | 2016-02-12 | トレイナー, マイケルTRAINER, Michael | 粒子のサイズおよび形状を決定する方法および装置 |
JP2016506504A (ja) * | 2012-12-04 | 2016-03-03 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | X線画像情報の画像補正方法及び装置 |
JP2016102799A (ja) * | 2011-11-01 | 2016-06-02 | メリル コーポレーション | 中性子検出器 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01318988A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Toshiba Corp | 放射線計測装置 |
US5677536A (en) | 1996-06-19 | 1997-10-14 | Smv America | Gamma camera with on the fly calibration for PMT drift |
US7157681B1 (en) * | 2003-12-16 | 2007-01-02 | Wolfgang Tetzlaff | Photomultiplier tube gain stabilization for radiation dosimetry system |
JP2006203050A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | National Institute Of Information & Communication Technology | 極微弱光検出器および極微弱光撮像装置 |
US8022355B2 (en) | 2009-08-04 | 2011-09-20 | Thermo Fisher Scientific Inc. | Scintillation detector gain control system using reference radiation |
JP2013186409A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像表示媒体の駆動装置、画像表示装置、及び駆動プログラム |
JP5971637B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-08-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 光信号検出回路、光量検出装置、および荷電粒子線装置 |
JP6223881B2 (ja) * | 2014-03-18 | 2017-11-01 | 株式会社東芝 | 光検出器 |
WO2017059558A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Shenzhen Genorivision Technology Co. Ltd. | A photomultiplier tube and method of making it |
CN108474730A (zh) | 2016-01-22 | 2018-08-31 | 索尼公司 | 微粒测量设备、信息处理设备、以及信息处理方法 |
JP6629100B2 (ja) | 2016-02-26 | 2020-01-15 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線検出装置および放射線検出システム |
-
2019
- 2019-08-13 JP JP2020538328A patent/JP7023370B2/ja active Active
- 2019-08-13 CN CN201980051219.5A patent/CN112513593B/zh active Active
- 2019-08-13 WO PCT/JP2019/031829 patent/WO2020039997A1/ja unknown
- 2019-08-13 US US17/267,130 patent/US11493430B2/en active Active
- 2019-08-13 EP EP19852218.7A patent/EP3842771A4/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015037421A (ja) * | 2003-03-28 | 2015-02-26 | イングラン・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーInguran, LLC | 粒子を仕分けるためおよび性別で仕分けられた動物の精子を提供するための装置、および方法 |
JP2016026301A (ja) * | 2004-03-06 | 2016-02-12 | トレイナー, マイケルTRAINER, Michael | 粒子のサイズおよび形状を決定する方法および装置 |
JP2009500608A (ja) * | 2005-07-01 | 2009-01-08 | ウィリアム ケイ ウォーバートン | パルス波形分析による単一トランスデューサ内同時発生放射線の検出 |
US20110186740A1 (en) * | 2008-09-23 | 2011-08-04 | Commissariat a l'energie atomiwque et aux energies altenatives | System for controlling photomultiplier gain drift and associated method |
JP2012037267A (ja) * | 2010-08-04 | 2012-02-23 | Hitachi High-Technologies Corp | 光量検出方法及びその装置 |
JP2016102799A (ja) * | 2011-11-01 | 2016-06-02 | メリル コーポレーション | 中性子検出器 |
JP2016506504A (ja) * | 2012-12-04 | 2016-03-03 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | X線画像情報の画像補正方法及び装置 |
WO2014133160A1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | シスメックス株式会社 | 尿検体分析装置及び尿検体分析方法 |
JP2014222165A (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 信号パルス検出装置、質量分析装置、および信号パルス検出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112513593A (zh) | 2021-03-16 |
WO2020039997A1 (ja) | 2020-02-27 |
EP3842771A4 (en) | 2022-05-11 |
US20210310933A1 (en) | 2021-10-07 |
JP7023370B2 (ja) | 2022-02-21 |
US11493430B2 (en) | 2022-11-08 |
EP3842771A1 (en) | 2021-06-30 |
CN112513593B (zh) | 2023-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8797522B2 (en) | Light quantity detection method and device therefor | |
EP3279624B1 (en) | Light quantity detection device, and immunoanalysis device and charged particle beam device using same | |
US7339173B2 (en) | Method for stabilizing the temperature dependency of light emission of an LED | |
JP4397692B2 (ja) | 時間相関のある多光子計数計測のシステムおよび方法 | |
US20200256782A1 (en) | Particle counter component calibration | |
WO2011083754A1 (ja) | 蛍光検出装置、蛍光検出方法及び蛍光信号を信号処理する方法 | |
CN108368473B (zh) | 生物粒子计数器的校正方法及生物粒子计数器的校正装置 | |
JP2008256380A (ja) | 光計測装置及び光計測装置の調整方法 | |
JP2011175811A (ja) | 荷電粒子線装置 | |
JP7023370B2 (ja) | 自動分析装置及び光計測方法 | |
GB2307296A (en) | Light measuring apparatus | |
JP2018513364A (ja) | 検出器および操作方法 | |
JP2009244010A (ja) | 蛍光検出装置 | |
JP5902883B2 (ja) | 分光蛍光光度計 | |
KR101672874B1 (ko) | 휴대용 방사선 검출장치 및 그 방법 | |
CN101101269A (zh) | 能量分散型辐射探测系统和测量目标元素的含量的方法 | |
JP2009281735A (ja) | 液体シンチレーションカウンタ | |
KR101836997B1 (ko) | 섬광체 기반 감마선 검출 장치 및 그 방법 | |
US9779912B2 (en) | Inspection device and measurement device | |
JP2003202292A (ja) | 蛍光寿命測定装置および方法 | |
US20150293034A1 (en) | Inspection device and inspection method | |
JP2022541036A (ja) | 光信号パラメータを測定するための方法および装置ならびに不揮発性記憶媒体 | |
JPH1096665A (ja) | 測光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220208 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7023370 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |