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FLUOROPHOTOMETER

Patent code P08A014031
File No. TUK20030804
Posted date Nov 7, 2008
Application number P2006-356894
Publication number P2008-164550A
Patent number P5076142
Date of filing Dec 29, 2006
Date of publication of application Jul 17, 2008
Date of registration Sep 7, 2012
Inventor
  • (In Japanese)庄野 正行
  • (In Japanese)石田 富士雄
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人徳島大学
Title FLUOROPHOTOMETER
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorophotometer excellent in durability, inexpensive, and stable despite its compact size and lightness in weight.
SOLUTION: The fluorophotometer is provided with: an approximately cylindrical sample cell 10 capable of being filled with a sample 9 for measurement; an approximately cylindrical cell holder 11 capable of housing the sample cell 10 inside and blocking it in a dark room state; and a plurality of photo-detectors 12 mounted at regular intervals on a side surface forming a circular surface of the cell holder 11 and a circumference intersecting the axial direction of the cell holder 11 at right angles. The sample 9 is irradiated by emergent light from a light source 13 for measurement from the lower-surface side of the sample cell 10 to acquire fluorescent light signals. The fluorescent light signals are detected by the plurality of photo-detectors 12 from the side-surface side of the sample 9 for measurement intersecting an irradiation axis from the light source 13 approximately at right angles. A signal processing part 3 converts detected light signals into electrical signals to evaluate fluorescent intensity of the sample 9 for measurement.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


蛍光分析法はバイオ、医療、食品、分析化学、環境等の分野における測定に広く応用されている。例えば、タンパク質やDNAの定量、酵素活性の測定、或いは河川や土地などの環境測定として微生物による汚染を調べるのに蛍光光度計が用いられることが多い。ここで蛍光分析法とは、物質自体の、またはその誘導体に特有な蛍光を利用するか、あるいは、ある蛍光性物質に対する消光を利用して定量または定性分析を行なう方法である。



具体的に、蛍光分光光度計200の構成図を図13に示す(例えば特許文献1)。このような蛍光分光光度計200は、光源部201、励起分光器202、モニタ部203、試料室204、蛍光分光器205からなっている。光源としてはキセノンランプ206が用いられ、集光ミラー207で集光されたキセノンランプ206の光は、スリット208を通って、平面鏡209で反射され、グレーティング210に入射し分光される。分光されたキセノンランプ206の光はビームスプリッタ211を通してレンズ212により試料室にあるフローセル213の中心部に集光される。ビームスプリッタ211上では一部の光が反射され、モニタ光としてフォトセル214に入射し電気信号に変換され、光源などの変動分を補償するために使用される。フローセル213から出た蛍光はレンズ215によりスリット216に集光され、スリット216を通してグレーティング217に入射する。グレーティング217で分光された蛍光はスリット218を通して光電子増倍管219で電気信号に変換され電気系で処理される。



また、蛍光分光光度計200の試料室204には、温度制御機能を備えることができる。このような蛍光分光光度計200の試料室204を図14に示す。セル部全体は断熱材221で覆われており、内部にヒーター223、ペルチェ素子224および白金抵抗体225を備えたヒーティング・クーリングブロック222が設置されている。ヒーター223、ペルチェ素子224および白金抵抗体225はヒーティング・クーリングブロック222を一定温度に保持できるよう温度制御回路226に接続されている。ヒーティング・クーリングブロック222には熱交換部233が密着されており、その内部にカラム(図示せず)から溶出してきた溶液が流れる導入管227が埋め込まれ、導入管227はフローセル228に接続されている。光源部(図示せず)で集光、分光された励起光をフローセル228の中心部に集光するため、またフローセル228において試料からから出た蛍光を集光し光電子増倍管(図示せず)に入射させるためレンズ229、230が備えられている。ヒーティング・クーリングブロック222を一定温度に保持するため、ペルチェ素子224には冷却を補助する手段としてフィン231が密着されており、さらにフィン231に冷却風を供給するためファン232が設置されている。



この装置で、試料を所望の温度に保つことができれば、発生する蛍光強度を測定することで、所定の温度における試料内の微生物が有する酵素の活性など、微生物の活性状態を評価することができる。これにより、例えば微生物の特性を利用した発酵食品において、微生物の活性状態と、出来あがった食品の風味の相関関係を科学的に調査でき、食品の品質を安定して保つことが可能となる。



また、蛍光分光光度計において、励起光の波長幅と測定する蛍光の波長幅が重なってしまうと励起光の信号が蛍光の信号に付加されてしまう。これを避けるため、通常、励起光の照射軸は、測定する蛍光の光軸と90°に設置される。さらに、蛍光は四方に拡散されるため、試料セルの一側面のみから得られる蛍光シグナルは非常に小さい。したがって、試料セル内の蛍光を、蛍光測定面側へ集光可能な試料セルが開発されている(例えば特許文献2)。図15は、このような試料セル300を上面から見た平面図である。試料セル300は、4つの側面を有する矩形状である。中央部には断面が四角形状の試料流路303が形成されており、この試料流路303内に試料が充填または通過される。また、試料セル300は、光入射面302と垂直方向に隣接する光出射面304を備える。この光出射面304は蛍光側スリット305を有する。さらに、光入射面302及び光出射面304の各対向する側面にはハーフミラー306が被覆され、一例として99%の反射率を備える。励起光回折格子307からの光Lは、入射スリット301を介して試料セル300の光入射面302より入光する。光Lによって励起され、試料から発生した蛍光Pは全方向に放出される。ハーフミラー306によって反射された蛍光Pは、蛍光側スリット305を介して光出射面304より出射する。さらに蛍光Pは、蛍光側回折格子308及びスリット309を介して光学検知器310で検出される。また、ハーフミラー306により透過される1%の光は、波長校正用光源として利用される。



上記のように光の入出射面以外の面に、反射率の高いハーフミラーを被覆し、蛍光を集光させ、さらに集光された蛍光は、大きな増幅率を有する光検出器に入射される。光検出器としては、光電子増倍管が一般的である。光電子増倍管は、光電管出力を真空管で多段増幅する場合にくらべて雑音が少ない特徴を持つ。
【特許文献1】
特開2000-346805号公報
【特許文献2】
特開2005-331319号公報

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、蛍光光度計に関し、詳しくは小型、軽量で持ち運びができ、パソコンに接続してデータ処理も可能な蛍光光度計に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
測定用試料に励起光を照射し、測定用試料の蛍光強度を測定する蛍光光度計であって、
測定用試料(9)を充填可能な試料セル(10)と、
前記試料セル(10)を内部に収容可能な内部収納空間を形成しており、該内部収納空間に前記試料セル(10)を収納した状態で閉塞して暗室状態とできるセルホルダ(11)と、
前記セルホルダ(11)内の底面(21)上であって、前記試料セル(10)の底面(17)を照射可能に載置される1つ又は2つ以上の光源(13)と、
前記セルホルダ(11)の前記内部収納空間の側面上であって、前記試料セル(10)内に充填された測定用試料(9)の上位面よりも底面側で、前記試料セル(10)を取り囲むように載置され、前記測定用試料(9)からの蛍光を受光可能な複数の光検出器(12)と、
前記光検出器(12)より得られる電気信号を用いて、測定用試料(9)中の蛍光強度を演算する信号処理部(3)と、
を備えることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項2】
 
請求項1に記載の蛍光光度計であって、
前記測定用試料(9)の蛍光強度は、前記光源(13)の照射軸とほぼ直交する、前記試料セル(10)の側面(18)側より、複数の光検出器(12)によって検知され、前記検知された光信号により得られた前記演算値でもって、前記測定用試料(9)の蛍光強度を評価できることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項3】
 
請求項1又は2に記載の蛍光光度計であって、
前記セルホルダ(11)の内部収納空間が円筒形状であることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項4】
 
請求項1~3に記載の蛍光光度計であって、
前記光検出器(12)はCdSからなる受光素子であることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項5】
 
請求項1~4に記載の蛍光光度計であって、
前記光源(13)が半導体発光素子であることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項6】
 
請求項1~5のいずれか一に記載の蛍光光度計であって、
前記光源(13)の少なくとも一つは、出射光のピーク波長が350nm~390nmであることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項7】
 
請求項1~6のいずれか一に記載の蛍光光度計であって、
前記電気信号を解析可能なデータ解析部(4)を有することを特徴とする蛍光光度計。

【請求項8】
 
請求項1~7のいずれか一に記載の蛍光光度計であって、
前記測定のインターバルを設定することが可能であることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項9】
 
請求項1~8のいずれか一に記載の蛍光光度計であって、
前記信号処理部(3)が、前記光検出器(12)で受光した光信号により得られる複数の電気信号の平均値を演算可能であることを特徴とする蛍光光度計。

【請求項10】
 
請求項1~9のいずれか一に記載の蛍光光度計であって、
前記セルホルダ(11)の内部収納空間が密閉状態にあることを検知した上で、光源(13)から励起光を照射可能に構成してなることを特徴とする蛍光光度計。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006356894thum.jpg
State of application right Registered
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