KR20120103659A - 형광 측정 장치 및 형광 측정 방법 - Google Patents

형광 측정 장치 및 형광 측정 방법 Download PDF

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가즈테루 호시시마
시게유키 나카다
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미쯔이 죠센 가부시키가이샤
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Abstract

측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광의 측정 정밀도를 높일 수 있는 형광 측정 장치를 제공한다. 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 장치로서, 레이저광을 측정 대상물에 조사하는 레이저 광원, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때의 산란광을 수광하는 제1 수광부, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때의 형광을 수광하는 제2 수광부, 제1 수광부가 수광한 산란광의 강도에 따라 제2 수광부가 수광한 형광의 신호에 예를 들어를 부여하는 신호 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 측정 장치.

Description

형광 측정 장치 및 형광 측정 방법{FLUORESCENCE MEASUREMENT DEVICE AND FLUORESCENCE MEASUREMENT METHOD}
본 발명은, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에 관한 것이다.
측정 대상물에 레이저광을 조사하고, 측정 대상물이 발하는 형광을 수광하여 측정 대상물의 정보를 취득하는 형광 측정 장치가 알려져 있다.
형광 측정 장치를 사용한 플로 사이트 미터(flow sight meter)는, 형광 시약으로 라벨(label)화된 세포, DNA, RNA, 효소, 단백 등의 측정 대상물을 시스(sheath)액에 흐르게 한다. 이 측정 대상물에 레이저광을 조사함으로써, 측정 대상물에 부여된 형광 색소는 형광을 발한다. 플로 사이트 미터는, 이 형광을 측정함으로써 측정 대상물의 정보를 취득할 수 있다.
또한, 레이저광을 측정 대상물에 조사해 측정 대상물이 발하는 형광을 수광함으로써 형광 완화 시정수(時定數)를 취득하는 형광 측정 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1).
(선행기술문헌)
특허 문헌 1: 일본 특허출원 공개번호 2007-101397호 공보
측정 대상물이 발하는 형광을 수광하는 형광 측정 장치가 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 경우, 측정되는 형광의 데이터에는 어느 정도의 분산이 있다. 형광 완화 시간 등을 보다 높은 정밀도로 측정하기 위하여, 측정되는 형광의 데이터의 분산을 저감할 수 있는 형광 측정 장치가 요구되고 있다.
본 발명은, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광의 측정 정밀도를 종래보다 높일 수 있는 형광 측정 장치 및 형광 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 형광 측정 장치는, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 장치로서, 레이저광을 상기 측정 대상물에 조사하는 레이저 광원, 상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 산란광을 수광하는 제1 수광부, 상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 형광을 수광하는 제2 수광부, 제1 수광부가 수광한 상기 산란광의 강도에 따라 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호에 가중치를 부여하는 신호 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 처리부는, 상기 레이저광의 강도를 변조하는 변조 신호와 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호의 위상차에 따라 형광 수명을 구하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 신호 처리부는, 제1 수광부가 수광한 상기 산란광의 강도를 규격화하고, 규격화된 상기 산란광의 강도를 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호에 곱하는 것이 바람직하다.
본 발명의 형광 측정 방법은, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 방법에 있어서, 레이저광을 상기 측정 대상물에 조사하는 공정, 상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 산란광을 수광하는 제1 수광 공정, 상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 형광을 수광하는 제2 수광 공정, 제1 수광 공정에서 수광된 상기 산란광의 강도에 따라 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호에 가중치를 부여하는 신호 처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 처리 공정에서는, 상기 레이저광의 강도를 변조하는 변조 신호와 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호의 위상차에 따라 형광 수명을 구하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 신호 처리 공정에서는, 제1 수광 공정에서 수광된 상기 산란광의 강도를 규격화하는 규격화 공정과, 상기 규격화 공정에서 규격화된 상기 산란광의 강도를 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호에 곱하는 것이 바람직하다.
본 발명의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에 의하면, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광의 측정 정밀도를 종래보다 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플로 사이트 미터(flow sight meter)의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타난 제어부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 나타난 신호 처리부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 4a는 참조 신호의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면이며, 도 4b는 형광 신호의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5a~5c는 레이저광이 조사되는 영역을 측정 대상물이 통과하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 전방 산란광의 강도의 시간 변화의 일례를 나타낸 도면이다.
도 7a는 형광 신호의 cos 성분의 일례를 나타낸 도면이며, 도 7b는 형광 신호의 sin 성분의 일례를 나타낸 도면이다.
도 8a는 규격화된 전방 산란광의 강도를 곱한 형광 신호의 cos 성분의 일례를 나타낸 도면이며, 도 8b는 규격화된 전방 산란광의 강도를 곱한 형광 신호의 sin 성분의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9는 참조 신호에 대한 형광 신호의 위상차를 나타낸 도면의 일례이다.
도 10은 비교예의 신호 처리부의 일례를 나타낸 도면이다.
도 11은 비교예에 있어서 참조 신호에 대한 형광 신호의 위상차를 나타낸 도면의 일례이다.
이하, 본 발명의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법을 적용한 플로 사이트 미터(flow sight meter)에 대하여, 실시예에 기초하여 설명한다.
＜실시예＞
(플로 사이트 미터의 구성)
먼저, 도 1을 참조하여 본 실시예의 플로 사이트 미터의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시예의 플로 사이트 미터의 일례를 나타낸 개략 구성도이다. 플로 사이트 미터는, 측정 대상물에 레이저광을 조사하고, 레이저광이 조사된 측정 대상물이 발하는 형광을 수광함으로써 측정 대상물의 정보를 취득할 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 플로 사이트 미터는 플로 셀(flow cell)(10), 레이저 광원(20), 제1 수광부(30), 제2 수광부(32), 제어부(40), 신호 처리부(50), 출력부(70)를 구비한다. 이하, 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
세포(12) 등의 측정 대상물은, 시스(sheath)액에 둘러싸여 플로 셀(10)의 내부를 흐른다. 후술하는 바와 같이, 레이저 광원(20)이 측정 대상물에 레이저광을 조사하고, 그 때 발해지는 형광으로부터 측정 대상물의 정보를 취득하기 위해, 세포(12)에는 미리 형광 색소(14)가 부여되어 있다. 형광 색소(14)는, 예를 들어 CFP(CyanFluorescentProtein), YFP(YellowFluorescentProtein) 등이 사용된다. 플로 셀(10)의 내부에서는, 시스액에 에워싸인 측정 대상물은 유체 역학적 집약을 받아 좁은 액류가 되어 플로 셀(10)의 내부를 흐른다.
레이저 광원(20)은 소정의 주파수로 강도 변조한 레이저광을 측정 대상물에 조사한다. 레이저 광원(20)은 예를 들어 반도체 레이저를 사용할 수 있다. 레이저광의 출력은 예를 들어 5~100mW이다. 레이저광의 파장은 예를 들어 350nm~800nm이다.
레이저 광원(20)이 조사하는 레이저광의 강도는, 후술하는 제어부(40)로부터 출력되는 변조 신호에 의해 변조된다.
제1 수광부(30)는 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 위치를 기준으로 하여, 레이저 광원(20)과 반대측에 배치된다. 제1 수광부(30)는 측정 대상물에 레이저광이 조사되었을 때 생기는 전방 산란광을 수광한다. 제1 수광부(30)는 예를 들어 포토 다이오드 등의 광전 변환기를 구비한다. 제1 수광부(30)는 수광한 전방 산란광을 전기 신호로 변환한다.
제1 수광부(30)에 의해 변환된 전기 신호는 신호 처리부(50)로 출력되고, 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 위치를 측정 대상물이 통과하는 타이밍을 알리는 트리거 신호로서 사용된다.
제2 수광부(32)는 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 위치를 기준으로 하여, 레이저 광원(20)으로부터 레이저광이 조사되는 방향 및 플로 셀(10) 내를 측정 대상물이 흐르는 방향과 서로 수직인 방향으로 배치된다. 제2 수광부(32)는 측정 대상물에 레이저광이 조사되었을 때 발해지는 형광을 수광한다. 제2 수광부(32)는, 예를 들어 광전자 증배관 등의 광전 변환기를 구비한다. 제2 수광부(32)는 수광한 형광을 전기 신호(형광 신호)로 변환한다.
제2 수광부(32)에 의해 변환된 전기 신호는 신호 처리부(50)로 출력되고, 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 위치를 통과하는 측정 대상물의 정보로서 사용된다.
이하 제어부(40)에 대하여 설명한다. 제어부(40)는 레이저 광원(20)이 조사하는 레이저광의 변조 주파수를 제어한다. 여기서, 도 2를 참조하여 제어부(40)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 제어부(40)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(40)는 발진기(42), 파워 스플리터(44), 제1 및 제2 앰프(46, 48)를 구비한다.
발진기(42)는 소정의 주파수의 정현파 신호를 출력한다. 발진기(42)로부터 출력되는 정현파 신호는 레이저 광원(20)으로부터 출력되는 레이저광의 강도를 변조하기 위한 변조 신호로서 사용된다. 정현파 신호의 주파수는 예를 들어 1~50MHz이다.
발진기(42)로부터 출력된 소정의 주파수의 정현파 신호(변조 신호)는, 파워 스플리터(44)에 의해 2개의 제1 및 제2 앰프(46, 48)에 분배된다. 제1 앰프(46)에서 증폭된 변조 신호는 레이저 광원(20)으로 출력된다. 또한, 제2 앰프(48)에서 증폭된 변조 신호는 신호 처리부(50)로 출력된다. 제2 앰프(48)에서 증폭된 변조 신호를 신호 처리부(50)로 출력하는 것은, 후술하는 바와 같이, 제2 수광부(32)로부터 출력되는 신호를 검파하기 위한 참조 신호로서 사용하기 위함이다.
이하 신호 처리부(50)에 대하여 설명한다. 신호 처리부(50)는 제1 수광부(30)가 수광한 전방 산란광의 강도에 따라 제2 수광부(32)가 수광한 형광의 신호에 가중치를 부여한다. 또한, 신호 처리부(50)는 레이저광의 강도를 변조하는 변조 신호와 제2 수광부(32)가 수광한 형광의 신호의 위상차에 기초하여 형광 수명을 구한다. 여기서, 도 3을 참조하여 신호 처리부(50)의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 신호 처리부(50)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 신호 처리부(50)는 IQ 믹서(52), 앰프(54), 로우 패스 필터(LPF: low pass filter)(56), A/D 변환기(58), 연산부(60)를 구비한다.
IQ 믹서(52)는 앰프(54)에 의해 증폭된, 제2 수광부(32)로부터 출력된 형광 신호의 입력을 받는다. 또한, IQ 믹서(52)는 제어부(40)의 제2 앰프(48)로부터 출력된 참조 신호의 입력을 받는다.
IQ 믹서(52)는 형광 신호와 참조 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 cos 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 또한, IQ 믹서(52)는 형광 신호와 참조 신호의 위상을 90도 시프트시킨 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 sin 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 이 신호에 기초하여 변조 신호(참조 신호)와 형광 신호와의 위상차를 구할 수 있다.
IQ 믹서(52)에 의해 생성된 신호의 고주파 성분은, 로우 패스 필터(56)에 의해 제거된다. 로우 패스 필터(56)에 의해 고주파 성분이 제거된 신호는, A/D 변환기(58)에 의해 디지털 신호(후술하는 cosθ, sinθ)로 변환된다. 또한, 제1 수광부(30)로부터 출력된 전방 산란 신호는 A/D 변환기(58)에 의해 디지털 신호로 변환된다.
A/D 변환기(58)에 의해 디지털 신호로 변환된 신호는 연산부(60)로 출력된다.
연산부(60)는 제1 수광부(30)가 수광한 전방 산란광의 강도에 따라 제2 수광부(32)가 수광한 형광의 신호(형광 신호)에 가중치를 부여한다. 또한, 연산부(60)는 제1 수광부(30)가 수광한 전방 산란광의 강도를 규격화하고, 규격화된 전방 산란광의 강도를 형광 신호에 곱한다. 또한, 연산부(60)는 A/D 변환기(58)에 의해 디지털 신호로 변환된 신호를 사용하여 형광 수명을 구한다. 연산부(60)가 행하는 상세한 처리에 대하여는 후술한다. 연산부(60)가 연산한 결과는 출력부(70)로 출력된다.
도 1로 돌아가면, 출력부(70)는 신호 처리부(50)에 의해 구해진 정보를 출력한다. 출력부(70)는, 예를 들어 표시 장치나 프린터이다. 출력부(70)는, 예를 들어 신호 처리부(50)에 의해 구해진 형광 수명을 출력한다.
이상이 본 실시예의 플로 사이트 미터의 개략 구성이다.
(신호 처리의 흐름)
이하 신호 처리부(50)에 의한 신호 처리의 흐름을 설명한다.
먼저, 레이저광의 강도를 변조하기 위한 변조 신호가 제어부(40)로부터 신호 처리부(50)에 참조 신호로서 출력된다. 신호 처리부(50)에 입력되는 참조 신호의 시간 변화의 일례를 도 4a에 나타내었다. 도 4a에 나타난 예의 참조 신호는 소정의 주파수의 정현파 신호이다.
또한, 측정 대상물에 레이저광이 조사되었을 때 발해지는 형광을 제2 수광부(32)가 수광한다. 제2 수광부(32)로부터 출력되는 형광 신호의 시간 변화의 일례를 도 4b에 나타내었다. 참조 신호에 대하여, 형광 신호에는 위상차 θ가 생긴다. 여기서, 변조 신호의 각 주파수를 ω, 측정 대상물의 형광 수명을 τ로 하면, 이하의 수식 (1)에 의해 위상차 θ로부터 형광 수명 τ를 구할 수 있다.
수식 (1)
Figure pct00001
또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이 형광 신호의 진폭은 일정하지 않다. 형광 신호의 진폭이 변화하는 것에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 영역을 세포(12) 등의 측정 대상물이 통과하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5a는 레이저광이 조사되는 영역에 측정 대상물이 들어가기 시작하는 순간을 나타낸 도면이다. 도 5b는 측정 대상물이 완전하게 레이저광에 조사되는 순간을 나타낸 도면이다. 도 5c는 레이저광이 조사되는 영역으로부터 측정 대상물이 나오기 시작하는 순간을 나타낸 도면이다.
도 5a~도5c의 어느 순간에서도, 측정 대상물에 레이저광이 조사되는 것에 의해 형광이 발해지지만, 그 형광의 강도는 일정하지 않다. 구체적으로는, 도 5b의 순간에 발해지는 형광의 강도는 도 5a, 5c의 순간에 발해지는 형광의 강도보다 강하다. 그러므로, 도 4b에 나타낸 바와 같이 형광 신호의 진폭은 시간적으로 변화한다.
또한, 측정 대상물에 레이저광이 조사되었을 때 생기는 전방 산란광을 제1 수광부(30)가 수광한다. 제1 수광부(30)가 수광하는 전방 산란광의 강도의 시간 변화의 일례를 도 6에 나타내었다. 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 영역을 측정 대상물이 1개 통과하면, 전방 산란광의 피크가 1개 측정된다. 전방 산란광의 강도가 최대가 되는 순간은 상술한 도 5b의 순간에 상당한다. 전방 산란광의 신호는 A/D 변환기(58)에서 디지털 신호로 변환되어, 연산부(60)에 입력된다.
그리고, 상술한 바와 같이, 정현파 신호의 주파수는 예를 들어 1~50MHz이다. 또한, 플로 셀(10)에 레이저광이 조사되는 위치를 측정 대상물이 통과하는데 필요한 시간은 20μ초 정도이다. 그러므로, 도 4에 나타난 신호에는, 실제 1개의 측정 대상물이 통과하는 사이에 20~1000주기 정도의 신호가 포함된다. 도 4에서는, 설명의 편의상 실제보다 낮은 주파수의 신호를 사용하여 설명을 하고 있다.
IQ 믹서(52)는 도 4b에 나타난 형광 신호와 도 4a에 나타난 참조 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 cos 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 그 후, 로우 패스 필터(56)에 의해 고주파 성분이 제거된 형광 신호의 cos 성분의 일례를 도 7a에 나타내었다.
또한, IQ 믹서(52)는 도 4b에 나타내는 형광 신호와 도 4a에 나타내는 참조 신호의 위상을 90도 시프트시킨 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 sin 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 그 후, 로우 패스 필터(56)에 의해 고주파 성분이 제거된 형광 신호의 sin 성분의 일례를 도 7b에 나타내었다.
본 실시예의 연산부(60)는 도 6에 나타난 전방 산란광의 강도에 따라 도 7a, 7b에 나타난 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 각각의 신호에 가중치를 부여한다. 구체적으로는, 연산부(60)는 도 6에 나타난 전방 산란광의 강도의 최대값이 1이 되도록 전방 산란광의 강도를 규격화하고, 규격화된 전방 산란광의 강도를 도 7a, 7b에 나타난 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 각각의 신호에 곱한다. 규격화된 전방 산란광의 강도를 도 7a, 7b에 나타난 형광 신호의 cos 성분, sin 성분에 탄 결과를 도 8a, 8b에 나타내었다. 도 8a, 8b에 나타난 바와 같이, 전방 산란광의 강도가 작은 부분의 형광 신호의 값은 도 7a, 7b에 나타난 값보다 작아진다.
도 5b와 같이 형광의 강도가 강한 순간에 발해지는 형광에는, 도 5a, 5c와 같이 형광의 강도가 약한 순간에 발해지는 형광보다 정밀도가 높은 정보가 포함되어 있기 때문이다. 그러므로, 규격화된 전방 산란광의 강도를 형광 신호의 cos 성분, sin 성분에 곱하는 것에 의하여, 정밀도가 높은 정보를 사용하여 위상차 θ를 구할 수 있다.
그 후, 연산부(60)는 도 8a, 8b에 나타난 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 각각의 시간 평균을 산출한다. 시간 평균된 형광 신호의 cos 성분, sin 성분은, 도 9에 플롯되어 있다. 1개의 측정 대상물에 대하여 상술한 신호 처리를 행함으로써, 도 9에 나타난 플롯이 1개 행해진다.
연산부(60)는 복수개의 측정 대상물에 대하여, 시간 평균된 형광 신호의 cos 성분, sin 성분을 플롯한다. 또한, 연산부(60)는 시간 평균된 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 복수개의 플롯으로부터, 참조 신호에 대한 형광 신호의 위상차를 구한다. 예를 들어, 도 9에 나타난 복수개의 플롯을 원점을 지나는 직선으로 근사화한 직선의 경사로부터, 연산부(60)는 참조 신호에 대한 형광 신호의 위상차 θ를 구할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에서는, 전방 산란광의 강도에 따라 정밀도가 높은 정보가 포함되어 있는 형광 신호에 보다 큰 가중치를 부여하도록, 형광 신호에 가중치를 부여한다. 그러므로, 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광의 측정 정밀도를 높일 수 있다.
특히, 본 실시예의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에서는, 측정 대상물의 각각에 대하여 전방 산란광의 강도에 따라 형광 신호에 가중치를 부여한다. 그러므로, 측정 대상물의 크기가 일정하지 않은 경우라도 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광의 측정 정밀도를 높일 수 있다.
(비교예)
이하, 상술한 실시예의 효과를 나타내기 위하여 비교예에 대하여 설명한다.
본 비교예의 플로 사이트 미터의 구성은 상술한 실시예와 대략 같다. 본 비교예의 플로 사이트 미터는 신호 처리부(50)의 구성이 실시예와는 다르다. 이하, 본 비교예의 신호 처리부(50)에 대하여 설명한다.
도 10은 본 비교예의 신호 처리부(50)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 10에 나타난 바와 같이, 본 비교예의 신호 처리부(50)는 IQ 믹서(52), 앰프(54), 로우 패스 필터(56), A/D 변환기(58), 연산부(60)를 구비한다.
IQ 믹서(52), 앰프(54), 로우 패스 필터(56), A/D 변환기(58)의 구성은 상술한 실시예와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다. 본 비교예에서는, 제1 수광부(30)로부터 출력된 전방 산란광의 신호가 신호 처리부(50)에 입력되지 않는 점이 실시예와 다르다.
이하, 본 비교예의 신호 처리부(50)에 의한 신호 처리의 흐름을 설명한다.
도 4a를 참조하여 설명한 바와 같이, 레이저광의 강도를 변조하기 위한 변조 신호가 제어부(40)로부터 신호 처리부(50)로 참조 신호로서 출력된다. 또한, 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이, 측정 대상물에 레이저광이 조사되었을 때 발해지는 형광을 제2 수광부(32)가 수광한다.
IQ 믹서(52)는, 도 4b에 나타난 형광 신호와 도 4a에 나타내는 참조 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 cos 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 그 후, 도 7a을 참조하여 설명한 바와 같이, 로우 패스 필터(56)에 의해 고주파 성분이 제거된 형광 신호의 cos 성분을 얻을 수 있다.
또한, IQ 믹서(52)는 도 4b에 나타내는 형광 신호와 도 4a에 나타내는 참조 신호의 위상을 90도 시프트시킨 신호를 곱함으로써, 형광 신호의 sin 성분과 고주파 성분을 포함하는 신호를 생성한다. 그 후, 도 7b을 참조하여 설명한 바와 같이, 로우 패스 필터(56)에 의해 고주파 성분이 제거된 형광 신호의 sin 성분을 얻을 수 있다.
본 비교예의 연산부(60)는 도 7a, 7b에 나타난 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 각각의 시간 평균을 산출한다. 시간 평균된 형광 신호의 cos 성분, sin 성분은 도 11에 플롯되어 있다. 또한, 연산부(60)는 시간 평균된 형광 신호의 cos 성분, sin 성분의 복수개의 플롯으로부터 참조 신호에 대한 형광 신호의 위상차를 구한다.
상술한 실시예로부터 얻어지는 도 9와, 본 비교예로부터 얻어지는 도 11을 비교하면, 명백하게, 실시예의 플롯은 본 비교예의 플롯과 비교하여 분산이 작다. 예를 들어, 도 9에 나타난 플롯의 위상차 θ의 분산으로부터 구한 표준 편차는 0.71rad 인데 대하여, 도 11에 나타난 플롯의 위상차 θ의 분산으로부터 구한 표준 편차는 0.79rad 이다. 이것은, 실시예의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에서는, 전방 산란광의 강도에 따라 정밀도가 높은 정보가 포함되어 있는 형광 신호에 의해 큰 가중치를 부여하도록 형광 신호에 가중치 부여를 행하기 때문이다. 그러므로, 실시예의 형광 측정 장치, 형광 측정 방법에 의하면, 형광 수명을 보다 높은 정밀도로 측정할 수 있다.
이상 본 발명의 형광 측정 장치 및 형광 측정 방법에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 개량 또는 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
10: 플로 셀
12: 세포
14: 형광 색소
16: 용기
20: 레이저 광원
30: 제1 수광부
32: 제2 수광부
40: 제어부
42: 발진기
44: 파워 스플리터
46, 48: 제1 및 제 2 앰프
50: 신호 처리부
52: IQ 믹서
54: 앰프
56: 로우 패스 필터
58: A/D 변환기
60: 연산부
70: 출력부

Claims (6)

  1. 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 장치에 있어서,
    레이저광을 상기 측정 대상물에 조사하는 레이저 광원;
    상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 산란광을 수광하는 제1 수광부;
    상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 형광을 수광하는 제2 수광부;
    상기 제1 수광부가 수광한 상기 산란광의 강도에 따라 상기 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호에 가중치를 부여하는 신호 처리부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 형광 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 또한, 상기 레이저광의 강도를 변조하는 변조 신호와 상기 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호의 위상차에 따라 형광 수명을 구하는, 형광 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 상기 제1 수광부가 수광한 상기 산란광의 강도를 규격화하고, 규격화된 상기 산란광의 강도를 상기 제2 수광부가 수광한 상기 형광의 신호에 곱하는, 형광 측정 장치.
  4. 측정 대상물에 레이저광을 조사했을 때 발해지는 형광을 측정하는 형광 측정 방법에 있어서,
    레이저광을 상기 측정 대상물에 조사하는 공정;
    상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 산란광을 수광하는 제1 수광 공정;
    상기 측정 대상물에 상기 레이저광을 조사했을 때의 형광을 수광하는 제2 수광 공정;
    상기 제1 수광 공정에서 수광된 상기 산란광의 강도에 따라 상기 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호에 가중치를 부여하는 신호 처리 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 신호 처리 공정은, 상기 레이저광의 강도를 변조하는 변조 신호와 상기 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호의 위상차에 따라 형광 수명을 구하는 공정을 더 포함하는, 형광 측정 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리 공정은,
    상기 제1 수광 공정에서 수광된 상기 산란광의 강도를 규격화하는 규격화 공정과,
    상기 규격화 공정에서 규격화된 상기 산란광의 강도를 상기 제2 수광 공정에서 수광된 상기 형광의 신호에 곱하는 공정
    을 포함하는, 형광 측정 방법.
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