光学測定装置
【課題】試料溶液が微量であっても蛍光測定又や吸光測定が可能であり、容易に迅速かつ正確な測定を行うことができ、また、試料溶液を回収し易い光学測定装置を提供する。
【解決手段】この光学測定装置は、試料溶液に光を照射する光源部と、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面ＷＡで囲んで保持する試料保持部３Ａと、試料溶液から発せられて入光面４０Ａａに入射した光を伝送する光伝送部４Ａと、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備える。
【解決手段】この光学測定装置は、試料溶液に光を照射する光源部と、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面ＷＡで囲んで保持する試料保持部３Ａと、試料溶液から発せられて入光面４０Ａａに入射した光を伝送する光伝送部４Ａと、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光測定あるいは吸光測定に好適な試料溶液の光学測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、試料溶液の成分や濃度を調べるために、光を試料溶液に照射し、試料溶液から発せられる蛍光を測定したり、試料溶液による吸光（光の吸収）を測定したりする光学測定装置が用いられている。光学測定装置は、基本的構成として、試料溶液に光を照射する光源部と、試料溶液を保持する試料保持部と、試料溶液から発せられた光を伝送する光伝送部と、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えるものである。光伝送部が伝送する光は、蛍光測定の場合は蛍光、吸光測定の場合は透過光（試料溶液を通過した光）である。光学測定装置の光検出部からの出力信号は、信号処理装置（コンピュータ）によって処理される。
【０００３】
測定に際しては、試料保持部の試料セル（キュベット）に試料溶液を注入することで、蛍光測定又や吸光測定を行うことが広く行われている。この場合、試料溶液は所要量が必要であるが、特許文献１には、試料溶液が微量であっても蛍光測定が可能となる技術が記載されている。すなわち、このものでは、実質的に上下方向に平行な関係になる２つのアンビル（ａｎｖｉｌｓ）と称される部材の表面の間に、試料溶液を表面張力によって保持するようにし、上下に移動可能な上側のアンビルが、下側のアンビルに滴下された試料溶液を圧縮するように降下し、再度上昇することにより、試料溶液を柱状にして保持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２つの上下方向に平行な関係を有する部材を用い、その一方を上下に移動可能とする構造のものであると、部材を上下に移動させる時間が必要となって測定の迅速化を阻害する要因となる。また、２つの部材の間の距離が変動し易いために、測定の正確さを阻害する要因となる。また、測定が完了した試料溶液は、２つの部材に付着しているため、試料溶液も回収し難い。試料溶液は、例えば新型ウィルスのＤＮＡを含む場合のように極めて貴重であることも少なくない。
【０００６】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料溶液が微量であっても蛍光測定又や吸光測定が可能であり、容易に迅速かつ正確な測定を行うことができ、また、試料溶液を回収し易い光学測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の光学測定装置は、試料溶液に光を照射する光源部と、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部と、試料溶液から発せられて入光面に入射した光を伝送する光伝送部と、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の光学測定装置は、請求項１に記載の光学測定装置において、前記試料保持部は、柱状をなし上端面に光伝送部の入光面を位置させた基部材と、該入光面を跨いで該基部材に取り付けられ内側が前記曲面となるガイド部材と、を有し、ガイド部材と基部材の上端面により形成する空間に試料溶液を保持することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の光学測定装置は、請求項２に記載の光学測定装置において、前記ガイド部材は、線材であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の光学測定装置は、請求項３に記載の光学測定装置において、前記線材は、前記基部材の外側面に形成した溝に嵌入して取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の光学測定装置は、請求項１に記載の光学測定装置において、前記試料保持部は、平板状をなし立設された上面に、内側壁が前記曲面となる凹部が形成され前記曲面に光伝送部の入光面を位置させた基部材を有し、該凹部に試料溶液を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の光学測定装置は、請求項５に記載の光学測定装置において、前記曲面に位置させた光伝送部の入光面と水平方向に対向して前記曲面に出光面が位置するように設けられた第２の光伝送部と、前記光源部とは異なる方向から第２の光伝送部を介して試料溶液に光を照射する第２の光源部と、を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部を設けたので、ピペットにより試料溶液を滴下することにより、試料溶液が微量であっても蛍光測定又や吸光測定が可能であり、容易に迅速かつ正確な測定を行うことができ、また、試料溶液が回収し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る光学測定装置１Ａを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略左側面図である。
【図２】同上の光学測定装置１Ａを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略正面図である。
【図３】同上の光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａ近傍を拡大して示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。
【図４】同上の光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａの変形例の正面図である。
【図５】同上の光学測定装置１Ａの使用方法を示す概略正面図である。
【図６】同上の光学測定装置１Ａにおける試料溶液Ｓの状態を示すものであって、（ａ）が左側面図、（ｂ）が平面図である。
【図７】同上の光学測定装置１Ａでの試料溶液Ｓの実験の測定結果である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る光学測定装置１Ｂを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略正面図である。
【図９】同上の光学測定装置１Ｂを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略平面図である。
【図１０】同上の光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂを拡大して示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。
【図１１】同上の光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂにおける試料溶液Ｓの状態を示す斜視図である。
【図１２】同上の光学測定装置１Ｂでの試料溶液Ｓの実験の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を説明する。本発明の実施形態に係る光学測定装置１Ａは、図１及び図２に示すように、基本的構成として、光源部２Ａ、試料保持部３Ａ、光伝送部４Ａ、光検出部５Ａ、を備える。光学測定装置１Ａは、蛍光測定によって試料溶液Ｓを分析するものである。図中の８Ａは光源部２Ａや光検出部５Ａに電力を供給する電源部である。図中の９Ａは光学測定装置１Ａの外郭を成す筐体であり、９ＡＡは、測定時に試料保持部３Ａなどを覆い、試料溶液Ｓの滴下及び回収時に開く蓋体である。なお、本図面において、破線は、他の部材の内部に隠れる線を示している。
【００１６】
光源部２Ａは、試料溶液Ｓに光を照射するものである。具体的には、発光ダイオードやレーザダイオードなどが用いられ、その光（励起光）は、例えば、紫外線や青色などの可視光線のナローバンドの光であり、光の広がり範囲は例えば、２ｍｍ×２ｍｍ程度である。光源部２Ａは、目的の試料溶液に応じて、交換可能なようになっている。図で示される例では、光源部２Ａは、筐体９Ａの一部である２個の光源部支持部分９Ａａ、９Ａｂに形成された円柱形状の孔に挿通されることによって支持されている。
【００１７】
試料保持部３Ａは、光源部２Ａからの光が照射される位置に試料溶液Ｓを曲面（曲面ＷＡ）で囲んで表面張力により保持するものである。ここで、曲面とは、滑らかに曲がったものや矩形に曲がったものを含む。具体的には、試料保持部３Ａは、図３に示すように、基部材３１Ａとガイド部材３２Ａとから構成されている。基部材３１Ａは、柱状をなしており、円柱形部分３１１Ａとその下側の台座部分３１２Ａとより構成される。この円柱形部分３１１Ａは、直径が２ｍｍ程度、軸方向高さが１０ｍｍ程度であり、これよりも大径の台座部分３１２Ａが筐体９Ａの上面に固定されている。
【００１８】
円柱形部分３１１Ａは、軸方向の先端側の半分程度の外側面に螺旋状の溝を形成しており、後述する例えばステンレス鋼線のような線材より成るガイド部材３２Ａの基端側を嵌入させて取り付けるようにしている。また円柱形部分３１１Ａは、その中心軸線上に、後述する光伝送部４Ａの光ファイバー４０Ａを挿通し、光ファイバー４０Ａの端面が入光面４０Ａａとして上端面３１Ａａに位置するように配設している。
【００１９】
ガイド部材３２Ａは、その先端側が入光面４０Ａａを跨ぐように直径が約２ｍｍ程度の円弧状に折曲形成されており、その内側が曲面ＷＡとなっている。また、円弧状を形成する平面は、光源部２Ａの照射光と直交している。従って、ガイド部材３２Ａと基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に、試料溶液Ｓを表面張力により保持することができ、光源部２Ａの照射光はガイド部材３２Ａに阻害されることなく試料溶液Ｓに照射できる。
【００２０】
ガイド部材３２Ａの線材の直径は、例えば０．２ｍｍ程度である。ガイド部材３２Ａの線材の直径は、それによる後述の反射や散乱の点では、小さい方が好ましい。また、ガイド部材３２Ａは、強度などの点から金属製が好ましい。ガイド部材３２Ａの折曲形成の形状は、上記の円弧状の他に、Ｕ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）、Ｖ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）などが可能である。
【００２１】
なお、基部材３１Ａとガイド部材３２Ａとを、図４に示すように、一体に成形してもよい。この場合、ガイド部材３２Ａを多少太くするなどして強度を確保する。また、ガイド部材３２Ａを半田付けなどで基部材３１Ａに接着して取り付けることも可能であるが、取り付けの強度の確保が困難な点や試料溶液Ｓへの化学的な影響の点から、前述の線材の嵌入による取り付け或いは一体成形の方が好ましい。
【００２２】
光伝送部４Ａは、試料溶液Ｓから発せられた光を伝送するものである。具体的には、光伝送部４Ａは、中心の光ファイバー４０Ａとそれを包囲する被覆材４１Ａ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。光ファイバー４０Ａは、前述したように、基部材３１Ａの中心部に挿入され、その端面が試料溶液Ｓからの光が入射する入光面４０Ａａとなる。入光面４０Ａａは、通常、円形である。入光面４０Ａａの直径は、例えば、０．２〜０．６ｍｍ程度である。光ファイバー４０Ａには、入光面４０Ａａの真上近傍に存在する試料溶液Ｓが発する蛍光が入射されて伝送される。石英ガラスを用いた光ファイバーの場合は、入射角度が２０度程度以内の光が伝送される。
【００２３】
光検出部５Ａは、光伝送部４Ａにより伝送された光の周波数成分を検出するものである。光検出部５Ａは、伝送された光を回折格子などで各周波数成分に分け、各周波数成分を電気信号に変換することでその強度を検出する。
【００２４】
このような光学測定装置１Ａは、以下のようにして蛍光測定を行うことができる。先ず、試料溶液Ｓの微量な一定量をピペットＰに取って、図５に示すように、試料保持部３Ａの基部材３１Ａの上端面３１Ａａに滴下する。そうすると、試料溶液Ｓは、ガイド部材３２Ａの円弧状の部分を伝わり、その表面張力によって分割されることなく（一体となって）、図６に示すように、試料保持部３Ａ、すなわちガイド部材３２Ａ（曲面ＷＡ）と基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に保持される。そして、試料保持部３Ａに保持された試料溶液Ｓに、ガイド部材３２Ａに直交する方向から、光源部２Ａの光（励起光）を照射する。そうすると、試料溶液Ｓがその成分に応じた蛍光を発し、その光（蛍光）は光伝送部４Ａの入光面４０Ａａに入射して光検出部５Ａまで伝送される。光検出部５Ａは、伝送された光の各周波数成分の大きさを検出する。このようにして、光学測定装置１Ａは、試料溶液Ｓの成分を特定したり濃度を検出したりすることができる。なお、試料溶液Ｓの測定の前に溶媒のみ（例えば、不純物が含まれない水）の溶液を測定することでノイズを排除するようにする。また、試料溶液Ｓの粘度が極めて高くガイド部材３２Ａと基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に膜を張らない場合は、希釈することによって粘度を下げればよい。
【００２５】
光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａでは、ピペットＰから試料保持部３Ａの基部材３１Ａに滴下すると、ガイド部材３２Ａに沿ってその下に（すなわち、光伝送部４Ａの入光面４０Ａａの真上に）膜を張ってすぐに保持されるので、極めて迅速かつ容易に蛍光測定が可能な状態になる。また、光伝送部４Ａの入光面４０Ａａの真上近傍に存在する試料溶液Ｓは、試料溶液Ｓを交換しても或いは試料溶液Ｓが蒸発していったとしても、ガイド部材３２Ａにより高さ（すなわち、入光面４０Ａａに入射される光に寄与する量）がほぼ一定に保たれるので、正確な測定をすることができる。また、測定が完了した試料溶液Ｓは、基部材３１Ａの上面３１Ａａに留まったままなので、滴下のときと逆動作でピペットＰに吸い取ることにより容易に回収することができる。なお、図５に示しているピペットＰは、ダイヤルＰａを調整することで一定量を吸い取ることができるものであり、先端に使い捨てのチップＰｂを装着して使用する。
【００２６】
また、ガイド部材３２Ａと光源部２Ａとの間には他の部材が存在しないので、光源部２Ａをガイド部材３２Ａに近づけて配置することができ、よって、無駄な光の低減や小型化に寄与することができる。また、試料溶液Ｓの周囲の部材が直径の小さいガイド部材３２Ａであるため、それによる反射や散乱が少なく、よって、高精度な測定に寄与することができる。また、ガイド部材３２Ａの表面張力により試料溶液Ｓの周囲全体から試料溶液Ｓを保持するので保持能力が高く、入光面４０Ａａからその真上のガイド部材３２Ａまでの高さを適度に高くすることができ、よって、入光面４０Ａａに入射する蛍光の量を増やして高感度な測定に寄与することができる。
【００２７】
なお、試料保持部３Ａが汚染のない状態で測定するために、試料保持部３Ａの洗浄（清掃）を定期的に或いは使用の都度行うのが好ましい。ピペットＰから不純物が含まれない水を滴下したり再度ピペットＰに吸い取ったりすることで、容易に試料保持部３Ａの洗浄が可能である。
【００２８】
図７は、溶媒（水）のみの溶液と試料溶液Ｓを交互に３回ずつ滴下、回収して蛍光測定をした実験において、試料溶液Ｓの３回の測定結果を重ねて示すものである。照射した励起光は、中心波長が３６５ｎｍの紫外線である。横軸は光検出部５Ａに伝送された光の波長、縦軸は強度である。図において、左側の高いピークでナローバンドの周波数領域は、励起光が試料溶液Ｓによって散乱し光ファイバー４０Ａに入射した光によるものである。この周波数領域は、溶媒のみの溶液の測定でも存在しているので、ノイズとして試料溶液Ｓの測定結果から差し引いてデータ処理されるものである。励起光のものの右側にあってそれよりもピークが低く比較的ブロードな周波数領域が、試料溶液Ｓから発せられた蛍光によるものである。３回の測定で、蛍光の中心波長がずれることなく、波形もほぼ同じであるので、測定が正確であることが分かる。なお、この蛍光によるピークは、希釈度を下げれば高くなる。
【００２９】
次に、本発明の別の実施形態に係る光学測定装置１Ｂについて説明する。この光学測定装置１Ｂは、図８及び図９に示すように、基本的構成として、光源部２Ｂ、試料保持部３Ｂ、光伝送部４Ｂ、光検出部５Ｂ、を備える。光学測定装置１Ｂは、更に、第２の光源部６Ｂ、第２の光伝送部７Ｂ、を備える。光学測定装置１Ｂは、蛍光測定及び／又は吸光測定によって試料溶液Ｓを分析するものである。すなわち、光学測定装置１Ｂは、蛍光測定が可能であり、吸光測定も可能である。図中の８Ｂは光源部２Ｂや光検出部５Ｂや第２の光源部６Ｂに電力を供給する電源部である。図中の９Ｂは光学測定装置１Ｂの外郭を成す筐体であり、９ＢＢは、測定時に試料保持部３Ｂなどを覆い、試料溶液Ｓの滴下及び回収時に開く蓋体である。筐体９Ｂには、各部を取り付けるよう仕切り９Ｂｃ、９Ｂｄ、９Ｂｅが設けられている。光源部２Ｂ及び光検出部５Ｂはそれぞれ、前述の光源部２Ａ及び光検出部５Ａと同様の構造及び機能であるので、それらの説明は省略する。なお、図で示される例では、光源部２Ｂは、筐体９Ｂの一部である２個の光源部支持部分９Ｂａ、９Ｂｂに形成された円柱形状の孔に挿通されることによって支持されている。
【００３０】
試料保持部３Ｂは、光源部２Ｂからの光が照射される位置に試料溶液Ｓを曲面（曲面ＷＢ）で囲んで表面張力により保持する点については、上記の試料保持部３Ａと同様である。しかし、試料保持部３Ｂは、以下の点で試料保持部３Ａと異なっている。すなわち、試料保持部３Ｂは、図１０に示すように、平板状をなす基部材３１Ｂを有し、立設（厚み方向が水平方向になるように設置）されたその上面３１Ｂａに、内側壁が曲面ＷＢとなる凹部３１Ｂａａが形成されており、この凹部３１Ｂａａに試料溶液Ｓを表面張力により保持するのである。
【００３１】
基部材３１Ｂは、一方の側面から凹部３１Ｂａａまで後述する光伝送部４Ｂの光ファイバー４０Ｂを水平方向に挿通し、光ファイバー４０Ｂの端面が入光面４０Ｂａとして曲面ＷＢに位置するように配設している。また、他方の側面から凹部３１Ｂａａまで後述する第２の光伝送部７Ｂの光ファイバー７０Ｂを水平方向に挿通し、光ファイバー７０Ｂの端面が出光面７０Ｂａとして曲面ＷＢに位置するように配設している。これらの入光面４０Ｂａと出光面７０Ｂａは、水平方向に対向している。
【００３２】
基部材３１Ｂは、例えばステンレス鋼製であり、基部材３１Ｂの厚みは、例えば１ｍｍ程度である。凹部３１Ｂａａの幅（水平方向の幅）は、例えば１ｍｍ程度である。凹部３１Ｂａａの形状は、試料溶液Ｓを適正に囲んで保持するために、円弧状、Ｕ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）、Ｖ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）などが可能である。なお、散乱光によるノイズがある場合は、凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢに黒色などのコーティングを行うこともできる。
【００３３】
光伝送部４Ｂは、試料溶液Ｓから発せられた光を伝送するものである。具体的には、光伝送部４Ｂは、中心の光ファイバー４０Ｂとそれを包囲する被覆材４１Ｂ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。入光面４０Ｂａは、通常、円形である。入光面４０Ｂａの直径は、例えば、０．２〜０．６ｍｍ程度である。光ファイバー４０Ｂには、入光面４０Ｂａの真横近傍に存在する試料溶液Ｓからの光が入射されて伝送される。石英ガラスを用いた光ファイバーの場合は、入射角度が２０度程度以内の光が伝送される。
【００３４】
第２の光源部６Ｂは、光源部２Ｂとは異なる方向から第２の光伝送部７Ｂを介して試料溶液Ｓに光を照射するものである。その光は、通常、可視光線（場合によっては紫外線）の領域を含むブロードバンドの光である。例えば、タングステンランプやキセノンランプが用いられる。第２の光源部６Ｂは、目的の試料溶液に応じて、交換可能なようになっている。
【００３５】
第２の光伝送部７Ｂは、試料溶液Ｓに光を照射するべく第２の光源部６Ｂからの光を伝送する。具体的には、第２の光伝送部７Ｂは、中心の光ファイバー７０Ｂとそれを包囲する被覆材７１Ｂ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。出光面７０Ｂａは、通常、光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａと形状及び大きさが同じである。第２の光伝送部７Ｂは、凹部３１Ｂａａにおける出光面７０Ｂａから第２の光源部２Ｂからの光を入射する入光面７０Ｂｂまでが短く、かつ、直線状になっている。
【００３６】
このような光学測定装置１Ｂは、以下のようにして蛍光測定又は吸光測定を行うことができる。先ず、試料溶液Ｓの微量な一定量を前述の光学測定装置１Ａの場合と同様にピペットＰに取って、試料保持部３Ｂの基部材３１Ｂの凹部３１Ｂａａに滴下する。そうすると、試料溶液Ｓは、凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢを伝わり、その表面張力によって分割されることなく（一体となって）、図１１に示すように凹部３１Ｂａａに保持される。
【００３７】
蛍光測定の場合は、凹部３１Ｂａａに保持された試料溶液Ｓに、基部材３１Ｂに直行する方向から、光源部２Ｂの光（励起光）を照射する。そうすると、試料溶液Ｓが蛍光を発し、その光（蛍光）は光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａに入射して光検出部５Ｂまで伝送される。吸光測定の場合は、凹部３１Ｂａａに保持された試料溶液Ｓに、第２の光伝送部７Ｂを介して第２の光源部６Ｂの光を照射する。そうすると、試料溶液Ｓにより吸収されない光（透過光）は光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａに入射して光検出部５Ｂまで伝送される。
【００３８】
光検出部５Ｂは、伝送された光の各周波数成分の大きさを検出する。このようにして、光学測定装置１Ｂは、試料溶液Ｓの成分を特定したり濃度を検出したりすることができる。なお、蛍光測定及び吸光測定のいずれの場合でも、試料溶液Ｓの測定の前に溶媒のみ（例えば、不純物が含まれない水）の溶液を測定することでノイズを排除するようにする。
【００３９】
光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂでは、ピペットＰから試料保持部３Ｂの基部材３１Ｂに滴下すると、曲面ＷＢに沿って凹部３１Ｂａａに膜を張りすぐに保持されるので、極めて迅速かつ容易に蛍光測定が可能な状態になる。また、光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂの真横近傍に存在する試料溶液Ｓは、試料溶液Ｓを交換しても或いは試料溶液Ｓが蒸発していったとしても、凹部３１Ｂａａにより幅（すなわち、入光面４０Ｂａに入射される光に寄与する量）が一定に保たれるので、正確な測定をすることができる。また、測定が完了した試料溶液Ｓは、凹部３１Ｂａａに留まったままなので、滴下のときと逆動作でピペットＰに吸い取ることにより容易に回収することができる。
【００４０】
また、基部材３１Ｂと光源部２Ｂとの間には他の部材が存在しないので、光源部２Ｂを基部材３１Ｂの凹部３１Ｂａａに近づけて配置することができ、よって、無駄な光の低減や小型化に寄与することができる。また、前述の光学測定装置１Ａの線材のガイド部材３２Ａ程ではないが、試料溶液Ｓを保持するのは小さい面積の凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢであるため、それによる反射や散乱が少なく、よって、高精度な測定に寄与することができる。また、凹部３１Ｂａａの表面張力により試料溶液Ｓの周囲全体から試料溶液Ｓを保持するので保持能力が高く、入光面４０Ｂの真横の凹部３１Ｂａａの幅を適度に大きくすることができ、よって、蛍光測定の場合は入光面４０Ｂに入射する蛍光の量を増やし、吸光測定の場合は吸光の量を増やして高感度な測定に寄与することができる。
【００４１】
図１２は、溶媒（水）のみの溶液と試料溶液Ｓを交互に３回ずつ滴下、回収して蛍光測定をした実験において、試料溶液Ｓの３回の測定結果を重ねて示すものである。照射した励起光は、中心波長が３６５ｎｍの紫外線である。横軸は光の波長、縦軸は強度である。図において、左側の高いピークでナローバンドの周波数領域は、励起光が試料溶液Ｓによって散乱し光ファイバー４０Ｂに入射した光によるものである。この周波数領域は、溶媒のみの溶液の測定でも存在しているので、ノイズとして試料溶液Ｓの測定結果から差し引いてデータ処理されるものである。励起光のものの右側にあってそれよりもピークが低く比較的ブロードな周波数領域が、試料溶液Ｓから発せられた蛍光によるものである。３回の測定で、蛍光の中心波長がずれることなく、波形もほぼ同じであるので、測定が正確であることが分かる。なお、この蛍光によるピークは、希釈度を下げれば高くなる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態に係る光学測定装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、光学測定装置１Ｂは、蛍光測定及び吸光測定の一方のみが可能なようにすることができ、蛍光測定のみのときは、第２の光源部６Ｂと第２の光伝送部７Ｂを省略することができ、吸光測定のみのときは、光源部２Ｂを省略することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ、１Ｂ 光学測定装置
２Ａ、２Ｂ 光源部
３Ａ、３Ｂ 試料保持部
３１Ａ、３１Ｂ 試料保持部の基部材
３１Ａａ、３１Ｂａ 基部材の上端面（上面）
３１Ｂａａ 基部材３１Ｂの凹部
３２Ａ 試料保持部３Ａのガイド部材
４Ａ、４Ｂ 光伝送部
４０Ａａ、４０Ｂａ 光伝送部の入光面
５Ａ、５Ｂ 光検出部
６Ｂ 第２の光源部
７Ｂ 第２の光伝送部
７０Ｂａ 第２の光伝送部の出光面
Ｐ ピペット
Ｓ 試料溶液
ＷＡ、ＷＢ 試料溶液を保持する曲面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光測定あるいは吸光測定に好適な試料溶液の光学測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、試料溶液の成分や濃度を調べるために、光を試料溶液に照射し、試料溶液から発せられる蛍光を測定したり、試料溶液による吸光（光の吸収）を測定したりする光学測定装置が用いられている。光学測定装置は、基本的構成として、試料溶液に光を照射する光源部と、試料溶液を保持する試料保持部と、試料溶液から発せられた光を伝送する光伝送部と、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えるものである。光伝送部が伝送する光は、蛍光測定の場合は蛍光、吸光測定の場合は透過光（試料溶液を通過した光）である。光学測定装置の光検出部からの出力信号は、信号処理装置（コンピュータ）によって処理される。
【０００３】
測定に際しては、試料保持部の試料セル（キュベット）に試料溶液を注入することで、蛍光測定又や吸光測定を行うことが広く行われている。この場合、試料溶液は所要量が必要であるが、特許文献１には、試料溶液が微量であっても蛍光測定が可能となる技術が記載されている。すなわち、このものでは、実質的に上下方向に平行な関係になる２つのアンビル（ａｎｖｉｌｓ）と称される部材の表面の間に、試料溶液を表面張力によって保持するようにし、上下に移動可能な上側のアンビルが、下側のアンビルに滴下された試料溶液を圧縮するように降下し、再度上昇することにより、試料溶液を柱状にして保持するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５３０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、２つの上下方向に平行な関係を有する部材を用い、その一方を上下に移動可能とする構造のものであると、部材を上下に移動させる時間が必要となって測定の迅速化を阻害する要因となる。また、２つの部材の間の距離が変動し易いために、測定の正確さを阻害する要因となる。また、測定が完了した試料溶液は、２つの部材に付着しているため、試料溶液も回収し難い。試料溶液は、例えば新型ウィルスのＤＮＡを含む場合のように極めて貴重であることも少なくない。
【０００６】
本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料溶液が微量であっても蛍光測定又や吸光測定が可能であり、容易に迅速かつ正確な測定を行うことができ、また、試料溶液を回収し易い光学測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の光学測定装置は、試料溶液に光を照射する光源部と、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部と、試料溶液から発せられて入光面に入射した光を伝送する光伝送部と、伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の光学測定装置は、請求項１に記載の光学測定装置において、前記試料保持部は、柱状をなし上端面に光伝送部の入光面を位置させた基部材と、該入光面を跨いで該基部材に取り付けられ内側が前記曲面となるガイド部材と、を有し、ガイド部材と基部材の上端面により形成する空間に試料溶液を保持することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の光学測定装置は、請求項２に記載の光学測定装置において、前記ガイド部材は、線材であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の光学測定装置は、請求項３に記載の光学測定装置において、前記線材は、前記基部材の外側面に形成した溝に嵌入して取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の光学測定装置は、請求項１に記載の光学測定装置において、前記試料保持部は、平板状をなし立設された上面に、内側壁が前記曲面となる凹部が形成され前記曲面に光伝送部の入光面を位置させた基部材を有し、該凹部に試料溶液を保持することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の光学測定装置は、請求項５に記載の光学測定装置において、前記曲面に位置させた光伝送部の入光面と水平方向に対向して前記曲面に出光面が位置するように設けられた第２の光伝送部と、前記光源部とは異なる方向から第２の光伝送部を介して試料溶液に光を照射する第２の光源部と、を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部を設けたので、ピペットにより試料溶液を滴下することにより、試料溶液が微量であっても蛍光測定又や吸光測定が可能であり、容易に迅速かつ正確な測定を行うことができ、また、試料溶液が回収し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る光学測定装置１Ａを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略左側面図である。
【図２】同上の光学測定装置１Ａを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略正面図である。
【図３】同上の光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａ近傍を拡大して示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。
【図４】同上の光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａの変形例の正面図である。
【図５】同上の光学測定装置１Ａの使用方法を示す概略正面図である。
【図６】同上の光学測定装置１Ａにおける試料溶液Ｓの状態を示すものであって、（ａ）が左側面図、（ｂ）が平面図である。
【図７】同上の光学測定装置１Ａでの試料溶液Ｓの実験の測定結果である。
【図８】本発明の別の実施形態に係る光学測定装置１Ｂを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略正面図である。
【図９】同上の光学測定装置１Ｂを示すもので、筐体と蓋体を切り欠いて内部を見えるようにした概略平面図である。
【図１０】同上の光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂを拡大して示すものであって、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。
【図１１】同上の光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂにおける試料溶液Ｓの状態を示す斜視図である。
【図１２】同上の光学測定装置１Ｂでの試料溶液Ｓの実験の測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を説明する。本発明の実施形態に係る光学測定装置１Ａは、図１及び図２に示すように、基本的構成として、光源部２Ａ、試料保持部３Ａ、光伝送部４Ａ、光検出部５Ａ、を備える。光学測定装置１Ａは、蛍光測定によって試料溶液Ｓを分析するものである。図中の８Ａは光源部２Ａや光検出部５Ａに電力を供給する電源部である。図中の９Ａは光学測定装置１Ａの外郭を成す筐体であり、９ＡＡは、測定時に試料保持部３Ａなどを覆い、試料溶液Ｓの滴下及び回収時に開く蓋体である。なお、本図面において、破線は、他の部材の内部に隠れる線を示している。
【００１６】
光源部２Ａは、試料溶液Ｓに光を照射するものである。具体的には、発光ダイオードやレーザダイオードなどが用いられ、その光（励起光）は、例えば、紫外線や青色などの可視光線のナローバンドの光であり、光の広がり範囲は例えば、２ｍｍ×２ｍｍ程度である。光源部２Ａは、目的の試料溶液に応じて、交換可能なようになっている。図で示される例では、光源部２Ａは、筐体９Ａの一部である２個の光源部支持部分９Ａａ、９Ａｂに形成された円柱形状の孔に挿通されることによって支持されている。
【００１７】
試料保持部３Ａは、光源部２Ａからの光が照射される位置に試料溶液Ｓを曲面（曲面ＷＡ）で囲んで表面張力により保持するものである。ここで、曲面とは、滑らかに曲がったものや矩形に曲がったものを含む。具体的には、試料保持部３Ａは、図３に示すように、基部材３１Ａとガイド部材３２Ａとから構成されている。基部材３１Ａは、柱状をなしており、円柱形部分３１１Ａとその下側の台座部分３１２Ａとより構成される。この円柱形部分３１１Ａは、直径が２ｍｍ程度、軸方向高さが１０ｍｍ程度であり、これよりも大径の台座部分３１２Ａが筐体９Ａの上面に固定されている。
【００１８】
円柱形部分３１１Ａは、軸方向の先端側の半分程度の外側面に螺旋状の溝を形成しており、後述する例えばステンレス鋼線のような線材より成るガイド部材３２Ａの基端側を嵌入させて取り付けるようにしている。また円柱形部分３１１Ａは、その中心軸線上に、後述する光伝送部４Ａの光ファイバー４０Ａを挿通し、光ファイバー４０Ａの端面が入光面４０Ａａとして上端面３１Ａａに位置するように配設している。
【００１９】
ガイド部材３２Ａは、その先端側が入光面４０Ａａを跨ぐように直径が約２ｍｍ程度の円弧状に折曲形成されており、その内側が曲面ＷＡとなっている。また、円弧状を形成する平面は、光源部２Ａの照射光と直交している。従って、ガイド部材３２Ａと基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に、試料溶液Ｓを表面張力により保持することができ、光源部２Ａの照射光はガイド部材３２Ａに阻害されることなく試料溶液Ｓに照射できる。
【００２０】
ガイド部材３２Ａの線材の直径は、例えば０．２ｍｍ程度である。ガイド部材３２Ａの線材の直径は、それによる後述の反射や散乱の点では、小さい方が好ましい。また、ガイド部材３２Ａは、強度などの点から金属製が好ましい。ガイド部材３２Ａの折曲形成の形状は、上記の円弧状の他に、Ｕ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）、Ｖ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）などが可能である。
【００２１】
なお、基部材３１Ａとガイド部材３２Ａとを、図４に示すように、一体に成形してもよい。この場合、ガイド部材３２Ａを多少太くするなどして強度を確保する。また、ガイド部材３２Ａを半田付けなどで基部材３１Ａに接着して取り付けることも可能であるが、取り付けの強度の確保が困難な点や試料溶液Ｓへの化学的な影響の点から、前述の線材の嵌入による取り付け或いは一体成形の方が好ましい。
【００２２】
光伝送部４Ａは、試料溶液Ｓから発せられた光を伝送するものである。具体的には、光伝送部４Ａは、中心の光ファイバー４０Ａとそれを包囲する被覆材４１Ａ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。光ファイバー４０Ａは、前述したように、基部材３１Ａの中心部に挿入され、その端面が試料溶液Ｓからの光が入射する入光面４０Ａａとなる。入光面４０Ａａは、通常、円形である。入光面４０Ａａの直径は、例えば、０．２〜０．６ｍｍ程度である。光ファイバー４０Ａには、入光面４０Ａａの真上近傍に存在する試料溶液Ｓが発する蛍光が入射されて伝送される。石英ガラスを用いた光ファイバーの場合は、入射角度が２０度程度以内の光が伝送される。
【００２３】
光検出部５Ａは、光伝送部４Ａにより伝送された光の周波数成分を検出するものである。光検出部５Ａは、伝送された光を回折格子などで各周波数成分に分け、各周波数成分を電気信号に変換することでその強度を検出する。
【００２４】
このような光学測定装置１Ａは、以下のようにして蛍光測定を行うことができる。先ず、試料溶液Ｓの微量な一定量をピペットＰに取って、図５に示すように、試料保持部３Ａの基部材３１Ａの上端面３１Ａａに滴下する。そうすると、試料溶液Ｓは、ガイド部材３２Ａの円弧状の部分を伝わり、その表面張力によって分割されることなく（一体となって）、図６に示すように、試料保持部３Ａ、すなわちガイド部材３２Ａ（曲面ＷＡ）と基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に保持される。そして、試料保持部３Ａに保持された試料溶液Ｓに、ガイド部材３２Ａに直交する方向から、光源部２Ａの光（励起光）を照射する。そうすると、試料溶液Ｓがその成分に応じた蛍光を発し、その光（蛍光）は光伝送部４Ａの入光面４０Ａａに入射して光検出部５Ａまで伝送される。光検出部５Ａは、伝送された光の各周波数成分の大きさを検出する。このようにして、光学測定装置１Ａは、試料溶液Ｓの成分を特定したり濃度を検出したりすることができる。なお、試料溶液Ｓの測定の前に溶媒のみ（例えば、不純物が含まれない水）の溶液を測定することでノイズを排除するようにする。また、試料溶液Ｓの粘度が極めて高くガイド部材３２Ａと基部材３１Ａの上端面３１Ａａにより形成する空間に膜を張らない場合は、希釈することによって粘度を下げればよい。
【００２５】
光学測定装置１Ａの試料保持部３Ａでは、ピペットＰから試料保持部３Ａの基部材３１Ａに滴下すると、ガイド部材３２Ａに沿ってその下に（すなわち、光伝送部４Ａの入光面４０Ａａの真上に）膜を張ってすぐに保持されるので、極めて迅速かつ容易に蛍光測定が可能な状態になる。また、光伝送部４Ａの入光面４０Ａａの真上近傍に存在する試料溶液Ｓは、試料溶液Ｓを交換しても或いは試料溶液Ｓが蒸発していったとしても、ガイド部材３２Ａにより高さ（すなわち、入光面４０Ａａに入射される光に寄与する量）がほぼ一定に保たれるので、正確な測定をすることができる。また、測定が完了した試料溶液Ｓは、基部材３１Ａの上面３１Ａａに留まったままなので、滴下のときと逆動作でピペットＰに吸い取ることにより容易に回収することができる。なお、図５に示しているピペットＰは、ダイヤルＰａを調整することで一定量を吸い取ることができるものであり、先端に使い捨てのチップＰｂを装着して使用する。
【００２６】
また、ガイド部材３２Ａと光源部２Ａとの間には他の部材が存在しないので、光源部２Ａをガイド部材３２Ａに近づけて配置することができ、よって、無駄な光の低減や小型化に寄与することができる。また、試料溶液Ｓの周囲の部材が直径の小さいガイド部材３２Ａであるため、それによる反射や散乱が少なく、よって、高精度な測定に寄与することができる。また、ガイド部材３２Ａの表面張力により試料溶液Ｓの周囲全体から試料溶液Ｓを保持するので保持能力が高く、入光面４０Ａａからその真上のガイド部材３２Ａまでの高さを適度に高くすることができ、よって、入光面４０Ａａに入射する蛍光の量を増やして高感度な測定に寄与することができる。
【００２７】
なお、試料保持部３Ａが汚染のない状態で測定するために、試料保持部３Ａの洗浄（清掃）を定期的に或いは使用の都度行うのが好ましい。ピペットＰから不純物が含まれない水を滴下したり再度ピペットＰに吸い取ったりすることで、容易に試料保持部３Ａの洗浄が可能である。
【００２８】
図７は、溶媒（水）のみの溶液と試料溶液Ｓを交互に３回ずつ滴下、回収して蛍光測定をした実験において、試料溶液Ｓの３回の測定結果を重ねて示すものである。照射した励起光は、中心波長が３６５ｎｍの紫外線である。横軸は光検出部５Ａに伝送された光の波長、縦軸は強度である。図において、左側の高いピークでナローバンドの周波数領域は、励起光が試料溶液Ｓによって散乱し光ファイバー４０Ａに入射した光によるものである。この周波数領域は、溶媒のみの溶液の測定でも存在しているので、ノイズとして試料溶液Ｓの測定結果から差し引いてデータ処理されるものである。励起光のものの右側にあってそれよりもピークが低く比較的ブロードな周波数領域が、試料溶液Ｓから発せられた蛍光によるものである。３回の測定で、蛍光の中心波長がずれることなく、波形もほぼ同じであるので、測定が正確であることが分かる。なお、この蛍光によるピークは、希釈度を下げれば高くなる。
【００２９】
次に、本発明の別の実施形態に係る光学測定装置１Ｂについて説明する。この光学測定装置１Ｂは、図８及び図９に示すように、基本的構成として、光源部２Ｂ、試料保持部３Ｂ、光伝送部４Ｂ、光検出部５Ｂ、を備える。光学測定装置１Ｂは、更に、第２の光源部６Ｂ、第２の光伝送部７Ｂ、を備える。光学測定装置１Ｂは、蛍光測定及び／又は吸光測定によって試料溶液Ｓを分析するものである。すなわち、光学測定装置１Ｂは、蛍光測定が可能であり、吸光測定も可能である。図中の８Ｂは光源部２Ｂや光検出部５Ｂや第２の光源部６Ｂに電力を供給する電源部である。図中の９Ｂは光学測定装置１Ｂの外郭を成す筐体であり、９ＢＢは、測定時に試料保持部３Ｂなどを覆い、試料溶液Ｓの滴下及び回収時に開く蓋体である。筐体９Ｂには、各部を取り付けるよう仕切り９Ｂｃ、９Ｂｄ、９Ｂｅが設けられている。光源部２Ｂ及び光検出部５Ｂはそれぞれ、前述の光源部２Ａ及び光検出部５Ａと同様の構造及び機能であるので、それらの説明は省略する。なお、図で示される例では、光源部２Ｂは、筐体９Ｂの一部である２個の光源部支持部分９Ｂａ、９Ｂｂに形成された円柱形状の孔に挿通されることによって支持されている。
【００３０】
試料保持部３Ｂは、光源部２Ｂからの光が照射される位置に試料溶液Ｓを曲面（曲面ＷＢ）で囲んで表面張力により保持する点については、上記の試料保持部３Ａと同様である。しかし、試料保持部３Ｂは、以下の点で試料保持部３Ａと異なっている。すなわち、試料保持部３Ｂは、図１０に示すように、平板状をなす基部材３１Ｂを有し、立設（厚み方向が水平方向になるように設置）されたその上面３１Ｂａに、内側壁が曲面ＷＢとなる凹部３１Ｂａａが形成されており、この凹部３１Ｂａａに試料溶液Ｓを表面張力により保持するのである。
【００３１】
基部材３１Ｂは、一方の側面から凹部３１Ｂａａまで後述する光伝送部４Ｂの光ファイバー４０Ｂを水平方向に挿通し、光ファイバー４０Ｂの端面が入光面４０Ｂａとして曲面ＷＢに位置するように配設している。また、他方の側面から凹部３１Ｂａａまで後述する第２の光伝送部７Ｂの光ファイバー７０Ｂを水平方向に挿通し、光ファイバー７０Ｂの端面が出光面７０Ｂａとして曲面ＷＢに位置するように配設している。これらの入光面４０Ｂａと出光面７０Ｂａは、水平方向に対向している。
【００３２】
基部材３１Ｂは、例えばステンレス鋼製であり、基部材３１Ｂの厚みは、例えば１ｍｍ程度である。凹部３１Ｂａａの幅（水平方向の幅）は、例えば１ｍｍ程度である。凹部３１Ｂａａの形状は、試料溶液Ｓを適正に囲んで保持するために、円弧状、Ｕ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）、Ｖ字状（角が直角のものや丸まったものを含む）などが可能である。なお、散乱光によるノイズがある場合は、凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢに黒色などのコーティングを行うこともできる。
【００３３】
光伝送部４Ｂは、試料溶液Ｓから発せられた光を伝送するものである。具体的には、光伝送部４Ｂは、中心の光ファイバー４０Ｂとそれを包囲する被覆材４１Ｂ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。入光面４０Ｂａは、通常、円形である。入光面４０Ｂａの直径は、例えば、０．２〜０．６ｍｍ程度である。光ファイバー４０Ｂには、入光面４０Ｂａの真横近傍に存在する試料溶液Ｓからの光が入射されて伝送される。石英ガラスを用いた光ファイバーの場合は、入射角度が２０度程度以内の光が伝送される。
【００３４】
第２の光源部６Ｂは、光源部２Ｂとは異なる方向から第２の光伝送部７Ｂを介して試料溶液Ｓに光を照射するものである。その光は、通常、可視光線（場合によっては紫外線）の領域を含むブロードバンドの光である。例えば、タングステンランプやキセノンランプが用いられる。第２の光源部６Ｂは、目的の試料溶液に応じて、交換可能なようになっている。
【００３５】
第２の光伝送部７Ｂは、試料溶液Ｓに光を照射するべく第２の光源部６Ｂからの光を伝送する。具体的には、第２の光伝送部７Ｂは、中心の光ファイバー７０Ｂとそれを包囲する被覆材７１Ｂ及び取り付けのための部材（図示せず）から構成される。出光面７０Ｂａは、通常、光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａと形状及び大きさが同じである。第２の光伝送部７Ｂは、凹部３１Ｂａａにおける出光面７０Ｂａから第２の光源部２Ｂからの光を入射する入光面７０Ｂｂまでが短く、かつ、直線状になっている。
【００３６】
このような光学測定装置１Ｂは、以下のようにして蛍光測定又は吸光測定を行うことができる。先ず、試料溶液Ｓの微量な一定量を前述の光学測定装置１Ａの場合と同様にピペットＰに取って、試料保持部３Ｂの基部材３１Ｂの凹部３１Ｂａａに滴下する。そうすると、試料溶液Ｓは、凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢを伝わり、その表面張力によって分割されることなく（一体となって）、図１１に示すように凹部３１Ｂａａに保持される。
【００３７】
蛍光測定の場合は、凹部３１Ｂａａに保持された試料溶液Ｓに、基部材３１Ｂに直行する方向から、光源部２Ｂの光（励起光）を照射する。そうすると、試料溶液Ｓが蛍光を発し、その光（蛍光）は光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａに入射して光検出部５Ｂまで伝送される。吸光測定の場合は、凹部３１Ｂａａに保持された試料溶液Ｓに、第２の光伝送部７Ｂを介して第２の光源部６Ｂの光を照射する。そうすると、試料溶液Ｓにより吸収されない光（透過光）は光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂａに入射して光検出部５Ｂまで伝送される。
【００３８】
光検出部５Ｂは、伝送された光の各周波数成分の大きさを検出する。このようにして、光学測定装置１Ｂは、試料溶液Ｓの成分を特定したり濃度を検出したりすることができる。なお、蛍光測定及び吸光測定のいずれの場合でも、試料溶液Ｓの測定の前に溶媒のみ（例えば、不純物が含まれない水）の溶液を測定することでノイズを排除するようにする。
【００３９】
光学測定装置１Ｂの試料保持部３Ｂでは、ピペットＰから試料保持部３Ｂの基部材３１Ｂに滴下すると、曲面ＷＢに沿って凹部３１Ｂａａに膜を張りすぐに保持されるので、極めて迅速かつ容易に蛍光測定が可能な状態になる。また、光伝送部４Ｂの入光面４０Ｂの真横近傍に存在する試料溶液Ｓは、試料溶液Ｓを交換しても或いは試料溶液Ｓが蒸発していったとしても、凹部３１Ｂａａにより幅（すなわち、入光面４０Ｂａに入射される光に寄与する量）が一定に保たれるので、正確な測定をすることができる。また、測定が完了した試料溶液Ｓは、凹部３１Ｂａａに留まったままなので、滴下のときと逆動作でピペットＰに吸い取ることにより容易に回収することができる。
【００４０】
また、基部材３１Ｂと光源部２Ｂとの間には他の部材が存在しないので、光源部２Ｂを基部材３１Ｂの凹部３１Ｂａａに近づけて配置することができ、よって、無駄な光の低減や小型化に寄与することができる。また、前述の光学測定装置１Ａの線材のガイド部材３２Ａ程ではないが、試料溶液Ｓを保持するのは小さい面積の凹部３１Ｂａａの曲面ＷＢであるため、それによる反射や散乱が少なく、よって、高精度な測定に寄与することができる。また、凹部３１Ｂａａの表面張力により試料溶液Ｓの周囲全体から試料溶液Ｓを保持するので保持能力が高く、入光面４０Ｂの真横の凹部３１Ｂａａの幅を適度に大きくすることができ、よって、蛍光測定の場合は入光面４０Ｂに入射する蛍光の量を増やし、吸光測定の場合は吸光の量を増やして高感度な測定に寄与することができる。
【００４１】
図１２は、溶媒（水）のみの溶液と試料溶液Ｓを交互に３回ずつ滴下、回収して蛍光測定をした実験において、試料溶液Ｓの３回の測定結果を重ねて示すものである。照射した励起光は、中心波長が３６５ｎｍの紫外線である。横軸は光の波長、縦軸は強度である。図において、左側の高いピークでナローバンドの周波数領域は、励起光が試料溶液Ｓによって散乱し光ファイバー４０Ｂに入射した光によるものである。この周波数領域は、溶媒のみの溶液の測定でも存在しているので、ノイズとして試料溶液Ｓの測定結果から差し引いてデータ処理されるものである。励起光のものの右側にあってそれよりもピークが低く比較的ブロードな周波数領域が、試料溶液Ｓから発せられた蛍光によるものである。３回の測定で、蛍光の中心波長がずれることなく、波形もほぼ同じであるので、測定が正確であることが分かる。なお、この蛍光によるピークは、希釈度を下げれば高くなる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態に係る光学測定装置について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、光学測定装置１Ｂは、蛍光測定及び吸光測定の一方のみが可能なようにすることができ、蛍光測定のみのときは、第２の光源部６Ｂと第２の光伝送部７Ｂを省略することができ、吸光測定のみのときは、光源部２Ｂを省略することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ、１Ｂ 光学測定装置
２Ａ、２Ｂ 光源部
３Ａ、３Ｂ 試料保持部
３１Ａ、３１Ｂ 試料保持部の基部材
３１Ａａ、３１Ｂａ 基部材の上端面（上面）
３１Ｂａａ 基部材３１Ｂの凹部
３２Ａ 試料保持部３Ａのガイド部材
４Ａ、４Ｂ 光伝送部
４０Ａａ、４０Ｂａ 光伝送部の入光面
５Ａ、５Ｂ 光検出部
６Ｂ 第２の光源部
７Ｂ 第２の光伝送部
７０Ｂａ 第２の光伝送部の出光面
Ｐ ピペット
Ｓ 試料溶液
ＷＡ、ＷＢ 試料溶液を保持する曲面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料溶液に光を照射する光源部と、
光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部と、
試料溶液から発せられて入光面に入射した光を伝送する光伝送部と、
伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えることを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学測定装置において、
前記試料保持部は、柱状をなしその上端面に光伝送部の入光面を位置させた基部材と、該入光面を跨いで該基部材に取り付けられ内側が前記曲面となるガイド部材と、を有し、ガイド部材と基部材の上端面により形成する空間に試料溶液を保持することを特徴とする光学測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学測定装置において、
前記ガイド部材は、線材であることを特徴とする光学測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学測定装置において、
前記線材は、前記基部材の外側面に形成した溝に嵌入して取り付けられていることを特徴とする光学測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光学測定装置において、
前記試料保持部は、平板状をなし立設された上面に、内側壁が前記曲面となる凹部が形成され前記曲面に光伝送部の入光面を位置させた基部材を有し、該凹部に試料溶液を保持することを特徴とする光学測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学測定装置において、
前記曲面に位置させた光伝送部の入光面と水平方向に対向して前記曲面に出光面が位置するように設けられた第２の光伝送部と、
前記光源部とは異なる方向から第２の光伝送部を介して試料溶液に光を照射する第２の光源部と、を更に備えることを特徴とする光学測定装置。
【請求項１】
試料溶液に光を照射する光源部と、
光源部からの光が照射される位置に試料溶液を曲面で囲んで保持する試料保持部と、
試料溶液から発せられて入光面に入射した光を伝送する光伝送部と、
伝送された光の周波数成分を検出する光検出部と、を備えることを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学測定装置において、
前記試料保持部は、柱状をなしその上端面に光伝送部の入光面を位置させた基部材と、該入光面を跨いで該基部材に取り付けられ内側が前記曲面となるガイド部材と、を有し、ガイド部材と基部材の上端面により形成する空間に試料溶液を保持することを特徴とする光学測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学測定装置において、
前記ガイド部材は、線材であることを特徴とする光学測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光学測定装置において、
前記線材は、前記基部材の外側面に形成した溝に嵌入して取り付けられていることを特徴とする光学測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光学測定装置において、
前記試料保持部は、平板状をなし立設された上面に、内側壁が前記曲面となる凹部が形成され前記曲面に光伝送部の入光面を位置させた基部材を有し、該凹部に試料溶液を保持することを特徴とする光学測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光学測定装置において、
前記曲面に位置させた光伝送部の入光面と水平方向に対向して前記曲面に出光面が位置するように設けられた第２の光伝送部と、
前記光源部とは異なる方向から第２の光伝送部を介して試料溶液に光を照射する第２の光源部と、を更に備えることを特徴とする光学測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２２０６５（Ｐ２０１１−２２０６５Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６８７０６（Ｐ２００９−１６８７０６）
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【特許番号】特許第４５４３１２１号（Ｐ４５４３１２１）
【特許公報発行日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（３０００７４１０１）株式会社イマック (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１７日（２００９．７．１７）
【特許番号】特許第４５４３１２１号（Ｐ４５４３１２１）
【特許公報発行日】平成２２年９月１５日（２０１０．９．１５）
【出願人】（３０００７４１０１）株式会社イマック (27)
【Ｆターム（参考）】
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