(57)【要約】【課題】  同一の測定試料について適切な条件で吸光度測定を簡便に行うことができる分光光度計を提供すること。【解決手段】  分光光度計は、第１凹所およびこの第１凹所と連通し当該第１凹所と幅の異なる第２凹所よりなる試料収容室を有する試料セルと、  第１凹所をその幅方向に測定光が通過する第１の光路と、第２凹所をその幅方向に測定光が通過する第２の光路のいずれか一方を選択する光路選択機構とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１凹所およびこの第１凹所と連通し当該第１凹所と幅の異なる第２凹所よりなる試料収容室を有する試料セルと、
第１凹所をその幅方向に測定光が通過する第１の光路と、第２凹所をその幅方向に測定光が通過する第２の光路のいずれか一方を選択する光路選択機構とを有することを特徴とする分光光度計。
【請求項２】
第１凹所および第２凹所が試料セルの上面に開口する状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の分光光度計。
【請求項３】
第１凹所および第２凹所の深さが０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分光光度計。
【請求項４】
試料セルは、第１凹所および第２凹所の開口の周縁部領域の上面を覆う疎水性の材質よりなるマスク層を有することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の分光光度計。
【請求項５】
試料セルの第１凹所および第２凹所の開口を覆うための開閉可能なカバー体が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶液中の化学物質の濃度や純度を測定するために分光光度計が用いられている。特に、バイオテクノロジーの分野では、核酸や蛋白質の濃度を測定するために例えば、１μＬ程度の極微量の試料について測定が行われ、試料の濃度が吸光度にして０．０２／ｃｍ〜７０／ｃｍ程度の広範囲の測定を可能とする分光光度計が求められている。
【０００３】
分光光度計による吸光度の測定は、試料物質がある特定の波長の光を吸収する特性を有することを利用して、その光吸収量が試料物質の濃度と光の透過する光路の長さに比例するという原理（ランバート・ベールの法則）に基づいている。
ランバート・ベールの法則は、下記式（１）および式（２）で表わされる。
【０００４】
式（１）：Ａ＝ｌｏｇ（Ｉo ／Ｉ）＝α・Ｌ・Ｃ
式（２）：Ｔ＝Ｉ／Ｉo 
〔式（１）および式（２）において、Ａは試料物質の吸光度、Ｉo は入射光強度、Ｉは出射光強度、αは試料物質のモル吸光係数、Ｌは試料溶液の厚さ（ｃｍ）、Ｃは試料物質のモル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）、Ｔは入射光強度に対する出射光強度の光の透過度である。〕
【０００５】
通常、吸光度Ａの基準となる試料溶液の厚さＬは１ｃｍであり、例えば吸光度Ａが７０の試料物質を測定すると、光の透過度Ｔは１／１０70となり、入射光強度Ｉo と出射光強度Ｉの比が途方もなく小さい値となって、試料物質の吸光度を正確に測定することが困難となる場合がある。
従って、試料溶液の厚さＬを１ｍｍ，０．２ｍｍで測定を行い、得られた吸光度をそれぞれ、Ａ1 ，Ａ0.2 とすると、基準となる試料溶液の厚さＬが１ｃｍのときの吸光度Ａは、「１０×Ａ1 」，「５０×Ａ0.2 」で表わされる。Ｌ＝０．２ｍｍのときの吸光度Ａ0.2 ≒１．４つまり、Ｔ＝１／２５で吸光度Ａ＝７０の試料物質の測定が可能となる。また、試料物質の吸光度Ａが１０以下と低いときは、Ｌ＝１ｍｍのときの吸光度Ａ1 ＝１であり、透過度Ｔ＝１／１０となり、充分に検出可能な入射光・出射光比となり、試料物質の吸光度を正確に測定することができる。
以上のように、試料溶液の厚さ（測定光路長）を変えることによって、測定試料の濃度が吸光度にして０．０２／ｃｍ〜７０／ｃｍ程度の広範囲の測定を原理的には行うことができる。
【０００６】
しかしながら、試料溶液の厚さを選ぶことができて、吸光度測定を簡便に行うことができる分光光度計は未だ知られていない。
また、極微量の測定試料を試料セル中の試料収容室に確実に注入することができ、試料セルの洗浄が容易なもの、すなわち、試料セル内の前回測定時の試料残留液を完全に除去することのできる試料セルが求められている。
【０００７】
特許文献１には、投射光ファイバーと入射光ファイバーの間に挟まれた間隙に試料となる液滴を注入し、その液滴を変化させることにより、光路長を変えて広範囲の吸光度測定を可能とする技術が開示されている。
しかしながら、この測定方法は、液滴を支持するものが表面張力のみによるため、液滴の形状が不安定となるので、測定の再現性に欠けるという問題がある。また、試料を収容する容器を使用しないため、試料が蒸発するので試料物質の濃度が経時的に変化するという問題が生じる。さらに、光路長が機構的な微調整によって設定されるため、温度変化、振動、衝撃により不安定となるという欠点がある。
【０００８】
特許文献２には、洗浄機構を備えた試料セルを用いる分光光度計が開示されている。
しかしながら、この分光光度計は、構造が複雑であり、また、光路長が固定されているため、単一の試料セルにおいて吸光度の測定範囲が限定されてしまうという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】米国特許６，６２８，３８２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、同一の測定試料について適切な条件で吸光度測定を簡便に行うことができる分光光度計を提供することにある。
また、極微量の測定試料を試料セル中の試料収容室に確実に注入することができ、試料セルの洗浄が容易な分光光度計を提供することにある。
さらに、測定試料の蒸発を防ぐことができる分光光度計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の分光光度計は、第１凹所およびこの第１凹所と連通し当該第１凹所と幅の異なる第２凹所よりなる試料収容室を有する試料セルと、
第１凹所をその幅方向に測定光が通過する第１の光路と、第２凹所をその幅方向に測定光が通過する第２の光路のいずれか一方を選択する光路選択機構とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の分光光度計においては、第１凹所および第２凹所が試料セルの上面に開口する状態で形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の分光光度計においては、第１凹所および第２凹所の深さが０．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の分光光度計においては、試料セルが、第１凹所および第２凹所の開口の周縁部領域の上面を覆う疎水性の材質よりなるマスク層を有することが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明の分光光度計においては、試料セルの第１凹所および第２凹所の開口を覆うための開閉可能なカバー体が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の分光光度計によれば、幅の大きさが異なる２つ凹所よりなる試料収容室を有する試料セルと、光路を選択する光路選択機構とを有することにより、測定光路長の異なる光路を任意に選択することができるので、同一の測定試料について適切な条件で吸光度測定を簡便に行うことができる。
従って、吸光度が大きく異なる複数の測定試料についても、試料セルの交換を必要とせず、同一の試料セルで測定することができる。
また、本発明の分光光度計によれば、試料セルにおいて、試料収容室の凹所の深さを小さい構成とすることにより、ティッシュペーパーや布等で測定試料を簡単に拭き取ることができ、試料収容室の洗浄を容易に行うことができる。
さらに、本発明の分光光度計によれば、疎水性の材質よりなるマスク層が試料セルの上面を覆う構成により、極微量の測定試料を試料収容室へ注入するときに、仮に測定試料が試料収容室から外れた場合においても、測定試料が試料収容室の外方へ流れ出ることを防ぐことができる。
さらにまた、本発明の分光光度計によれば、第１凹所および第２凹所の開口を覆うためのカバー体を有することにより、測定試料の蒸発を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の分光光度計の一例における概略を示す説明図、図２は、図１における分光光度計の要部の説明用拡大斜視図、図３は、本発明に用いられる試料セルの説明用分解斜視図、図４は、本発明に用いられる試料セルの平面図、図５は、図４における試料収容室形成用板のａ−ａ線断面図である。
【００１９】
本発明の分光光度計１０における試料セル１１は、透明な材質よりなる光入射側板２７Ａおよび光出射側板２７Ｂと、光入射側板２７Ａと光出射側板２７Ｂとの間に挟まれる状態で設けられる不透明な材質よりなる試料収容室形成用板２６とから構成され、全体として略直方体の形状を有している。試料セル１１は、第１凹所２５Ａと、当該第１凹所２５Ａの幅より小さい幅の第２凹所２５Ｂとからなる測定試料を収容するための試料収容室２８を有している。第１凹所２５Ａと第２凹所２５Ｂは連通し、試料セル１１の上面に開口するように形成され、試料セル１１の長手方向に沿って設けられている。
【００２０】
試料収容室形成用板２６は、上面に、第１凹所２５Ａを形成する第１凹部２９Ａと、第１凹部２９Ａに連続する、第２凹所２５Ｂを形成する第２凹部２９Ｂとを有している。試料収容室形成用板２６は、２つの異なる厚さ部分を有し、第１凹部２９Ａは厚さの大きい部分に形成され、第２凹部２９Ｂは厚さの小さい部分に形成されている。試料収容室形成用板２６における第１凹部２９Ａと第２凹部２９Ｂの試料セル１１の長手方向の両側面は、試料セル１１の上方に向かうに従って広がるように傾斜している。光入射側板２７Ａと光出射側板２７Ｂは、試料収容室形成用板２６の厚さ部分の大きさに応じて、試料セル１１全体が略直方体の形状となるように適合した厚さを有する構成とされている。
【００２１】
試料収容室形成用板２６の材質は、例えばステンレス鋼であり、光入射側板２７Ａおよび光出射側板２７Ｂの材質は、例えば石英ガラスである。
【００２２】
試料セル１１における各部位の具体的な寸法例を示すと、第１凹所２５Ａの開口幅Ｌ1 は、１ｍｍ、第２凹所２５Ｂの開口幅Ｌ2 は、０．２ｍｍである。試料収容室２８の第１凹所２５Ａ側の長手方向の長さが１．６ｍｍ、第２凹所２５Ｂの長手方向の長さが１．６ｍｍであり、全長Ｄは３．２ｍｍである。
【００２３】
試料セル１１の具体的な寸法例は、例えば、厚さＢが４ｍｍであり、高さＣが１０ｍｍであり、長さＡが１０ｍｍである。
【００２４】
第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの深さｈは、０．４ｍｍ以下であることが好ましく、特に０．３ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
分光光度計１０は、中央部に試料セル収容空間３０が形成されたファイバー可動台１９を有し、ファイバー可動台１９には、光源１２から伸びる投光ファイバー１３の一端に出射端１５ａが設けられ、試料セル収容空間３０を介して出射端１５ａと対向する位置に、受光部１６から伸びる受光ファイバー１４の一端に受光端１５ｂが設けられている。受光部１６は中央演算装置１７に接続されている。投光ファイバー１３と受光ファイバー１４は、出射端１５ａと受光端１５ｂを含む一部がファイバー可動台１９に埋設されている。ファイバー可動台１９は、プランジャー２２を介して電動ソレノイド２３と接続されている。
【００２６】
出射端１５ａと受光端１５ｂは一直線上に設けられ、試料セル１１は、出射端１５ａと受光端１５ｂとに挟まれる位置において試料セル収容空間３０内に、出射端１５ａと受光端１５ｂとの一直線上に試料セル１１の長手方向が直交するように配置されている。試料セル１１はリニアベアリング２４によって支持固定されている。
【００２７】
この分光光度計１０は、光路長選択機構１８を有する。この光路選択機構１８は、電動ソレノイド２３を動力源として、プランジャー２２を介してファイバー可動台１９を試料セル１１の長手方向（図１の矢印方向）に往復移動させることにより、第１凹所２５Ａをその幅方向に測定光が第１光軸２０Ａを通過する第１の光路と、第２凹所２５Ｂをその幅方向に測定光が第２光軸２０Ｂを通過する第２の光路のいずれか一方を選択する機能を有するものとされている。
【００２８】
第１光軸２０Ａと第２光軸２０Ｂの離間距離Ｇは、例えば１．６ｍｍであり、第１光軸２０Ａおよび第２光軸２０Ｂと試料セル１１の上面までの深さｇは、例えば０．２ｍｍである。
【００２９】
本発明の分光光度計１０によれば、測定試料の吸光度を以下のようにして測定することができる。
例えば、まず、ピペットチップ等を用いて測定試料を試料収容室２８に注入し、試料セル１１を試料セル収容空間３０にセットする。次いで、光路選択機構１８によりファイバー可動台１９を移動させ、出射端１５ａと受光端１５ｂとの間の光路位置を第１光軸２０Ａに合わせて第１の光路を選択する。第１の光路を選択した場合において、光源１２から出射された光は、投光ファイバー１３を通過して出射端１５ａから第１光軸２０Ａを通って、受光端１５ｂへ入射する。そして、受光した光が受光ファイバー１４を通過し、受光部１６および中央演算装置１７によって測定試料の吸光度が計測される。第１の光路を選択した場合は、測定光路長（第１凹所２５Ａの開口幅）Ｌ1 ＝１ｍｍで測定が行われる。
【００３０】
必要に応じて、第２の光路を選択することができ、光路選択機構１８によりファイバー可動台１９を移動させ、出射端１５ａと受光端１５ｂとの間の光路位置を第２光軸２０Ｂに合わせて第２の光路を選択する。その場合は測定光路長（第２凹所２５Ｂの開口幅）Ｌ2 ＝０．２ｍｍで測定が行われる。
【００３１】
本発明の分光光度計１０によれば、第１の光路の測定光路長Ｌ1 と第２の光路の測定光路長Ｌ2 のいずれか一方を任意に選択することができる。従って、同一の測定試料について適切な条件で吸光度測定を簡便に行うことができる。また、吸光度が大きく異なる複数の測定試料についても、試料セルの交換を必要とせず、同一の試料セルで測定することができる。
【００３２】
また、本発明の分光光度計１０によれば、第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの深さを０．４ｍｍ以下とすること、並びに、第１凹部２９Ａと第２凹部２９Ｂの試料セル１１の長手方向の両側面が試料セル１１の上方に向かうに従って広がるように傾斜していることにより、試料収容室２８に収容された測定試料を、ティッシュペーパーや布等で拭い易く、容易に洗浄を行うことができる。特に、ティッシュペーパー等を濡らした状態で拭うとより洗浄効果が向上する。
【００３３】
図６および図７に示すように、本発明に係る試料セル１１においては、その上面をマスク層３１で覆う構成とすることができる。このマスク層３１は、試料セル１１上面の第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの開口の周縁部領域を覆う構成とされる。
【００３４】
マスク層３１は、疎水性の材質のものが好ましく、さらに不透明な材質のものが好ましい。例えば、プラスティック、金属等が挙げられる。マスク層３１の材質が、疎水性のものであることにより、仮に測定試料２１が試料収容室２８から外れた場合においても、マスク層３１と測定試料２１との間の界面張力が小さいために、測定試料２１が試料収容室２８の外方へ流れ出ることを防ぐことができる。また、マスク層３１が不透明な材質のものであることにより、ピペットチップ等で測定試料２１を注入する際に、先端の位置を確定し易くすることができる。
マスク層３１の厚さは、０．１ｍｍ以下が好ましい。
【００３５】
図８に示すように、本発明に係る試料セル１１においては、カバー体３２を設ける構成とすることができる。このカバー体３２は、第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの開口を覆い、開閉可能な構成とされる。カバー体３２には、凸部３３が具えられており、凸部３３は、第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの開口の周縁部領域を覆うよう設けられたマスク層３１の開口部形状に適合した角柱の形状でカバー体３２に設けられている。
【００３６】
本発明の分光光度計１０によれば、凸部３３を具えるカバー体３２を有することにより、第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの開口を覆うので、測定試料の蒸発を防ぐことができる。
さらに、図８に示すように、測定試料２１が流動性の低いものである場合において、第２凹所２５Ｂのような幅の狭い試料収容室２８に測定試料２１を完全に充填することが困難な場合がある。このような場合において、凸部３３を具えるカバー体３２を用いることにより、上から測定試料２１を押し込むようにして、測定試料２１を試料収容室２８全体に完全に充填することができる。
【００３７】
上記構成の分光光度計１０によれば、幅の大きさが異なる２つ凹所２５Ａ，２５Ｂよりなる試料収容室２８を有する試料セル１１と、光路を選択する光路選択機構１８とを有することにより、測定光路長の異なる光路を任意に選択することができるので、同一の測定試料について適切な条件で吸光度測定を簡便に行うことができる。従って、吸光度が大きく異なる複数の測定試料についても、試料セルの交換を必要とせず、同一の試料セル１１で測定することができる。
また、本発明の分光光度計１０によれば、試料セル１１において、試料収容室２８の凹所２５Ａ，２５Ｂの深さを小さい構成とすることにより、ティッシュペーパーや布等で測定試料を簡単に拭き取ることができ、試料収容室２８の洗浄を容易に行うことができる。
さらに、本発明の分光光度計１０によれば、疎水性の材質よりなるマスク層３１が試料セル１１の上面を覆う構成により、極微量の測定試料２１を試料収容室２８へ注入するときに、仮に測定試料２１が試料収容室２８から外れた場合においても、測定試料２１が試料収容室２８の外方へ流れ出ることを防ぐことができる。
さらにまた、本発明の分光光度計１０によれば、第１凹所２５Ａおよび第２凹所２５Ｂの開口を覆うためのカバー体３２を有することにより、測定試料２１の蒸発を防ぐことができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明の分光光度計においては、光路選択機構と、幅の異なる複数の凹所を有する試料セルとを有する構成とされていれば、その具体的な構成、例えば凹所の数、凹所の形状等は、特に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
また、光路選択機構も特に限定されるものではなく、試料セルを移動させて光路長を選択する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の分光光度計の一例における概略を示す説明図である。
【図２】図１における分光光度計の要部の説明用拡大斜視図である。
【図３】本発明に用いられる試料セルの説明用分解斜視図である。
【図４】本発明に用いられる試料セルの平面図である。
【図５】図４における試料収容室形成用板のａ−ａ線断面図である。
【図６】本発明に係る試料セルの上面にマスク層が設けられた例を示す平面図である。
【図７】図６における試料収容室形成用板のｂ−ｂ線断面図である。
【図８】本発明に係る試料セルにカバー体が設けられた例を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０    分光光度計
１１    試料セル
１２    光源
１３    投光ファイバー
１４    受光ファイバー
１５ａ  出射端
１５ｂ  受光端
１６    受光部
１７    中央演算装置
１８    光路選択機構
１９    ファイバー可動台
２０Ａ  第１光軸
２０Ｂ  第２光軸
２１    測定試料
２２    プランジャー
２３    電動ソレノイド
２４    リニアベアリング
２５Ａ  第１凹所
２５Ｂ  第２凹所
２６    試料収容室形成用板
２７Ａ  光入射側板
２７Ｂ  光出射側板
２８    試料収容室
２９Ａ  第１凹部
２９Ｂ  第２凹部
３０    試料セル収容空間
３１    マスク層
３２    カバー体
３３    凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010101634.tif 000009
【図８】
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