(57)【要約】【課題】試料と混合する試薬の発光反応により生じる光の発光量を測定する際に、外部環境に応じて、正確に測定できる光測定方法および装置を提供する。【解決手段】少なくとも試薬Ｒを冷所で保管しておき、測定容器２内で試薬Ｒを試料Ｓと混合することにより発光反応を行わせて、この発光反応による光の発光量を光検出器５で測定するものであって、各部を収納する本体２１が可搬式であり、保持部３に保持された測定容器２の変化する表面温度に応じて、光の発光量の変化分を補正するとともに、本体２１の周囲温度および湿度によって、保持部３に保持された測定容器２の表面に結露が発生した場合に、測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器を保持部により保持し、保持部の近傍に光検出器を設け、各部を可搬式の本体内に収納して、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる光測定方法であって、
前記保持部に保持された測定容器の変化する表面温度に応じて、前記発光量の変化分を補正するとともに、前記本体の周囲温度および湿度によって、前記保持状態の測定容器の表面に結露が発生した場合に、前記測定容器の表面温度、前記本体の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、前記発光量の減衰量を補正する、光測定方法。
【請求項２】
少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器と、この測定容器を保持するための保持部と、保持部の近傍に設けられた光検出器と、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる制御部とを備え、本体内に各部を収納した可搬式の光測定装置であって、
前記制御部は、
前記保持部に保持された測定容器の変化する表面温度に応じて、前記発光量の変化分を補正する温度補正手段と、
前記本体の周囲温度および湿度によって、前記保持状態の測定容器の表面に結露が発生した場合に、前記測定容器の表面温度、前記本体の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、前記発光量の減衰量を補正する結露補正手段とを備えた、光測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記測定容器は、その一部が熱伝導率の高い材料で形成されている、光測定装置。
【請求項４】
少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器と、この測定容器を保持するための保持部と、保持部の近傍に設けられた光検出器と、測定容器と光検出器との間に配置されて外部環境から装置内部を保護する保護容器と、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる制御部とを備え、本体内に各部を収納した可搬式の光測定装置であって、
前記制御部は、
前記保護容器における表面の汚れ度合いに応じて、前記発光量の減衰量を補正する汚れ補正手段を備えた、光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料と混合する試薬の発光反応により生じる光の発光量を光検出器で測定する光測定方法および装置に関し、特に外部環境に応じた測定値の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
動物、植物、微生物（細菌）などには、必ずアデノシン３リン酸（ＡＴＰ）が含まれているので、従来から、調理器具などに残された食品による汚れや微生物などの試料を測定するものとして、ルシフェラーゼとルシフェリン等を含む試薬に試料を測定容器内で添加したときの発光反応により生じた微量の光の発光量（ＲＬＵ）を光検出器で測定して、ＡＴＰ濃度を推定することが知られている。
【０００３】
上記試薬は、酵素反応を利用するものであって、試薬の温度により反応速度が変化するものである一方、安定性の問題で、一般に冷蔵状態にある冷所で保管される。また、試薬を収納した測定容器ごと冷所で保管される場合もある。装置が設置された場所の周囲温度が高いとき、試薬温度の変化により測定値が変化する場合がある。この温度変動の影響を抑制する従来装置として、分析用具内部の反応セル（測定容器）内で試料が添加された試薬の発光反応により生じた光の受光量（発光量）を受光素子で測定して、試料の成分分析を行うもので、分析用具の外部に、反応セルから放射された赤外線を受光するように赤外線センサを配置し、受光した赤外線の量に応じた信号を出力させる分析装置が知られている（例えば、特許文献１）。この装置では、反応セルの表面温度に応じて、受光量の測定結果が補正される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４３５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、光測定装置に使用される試薬は、上記したように冷所で保管された状態にあり、測定の際に装置外部の周囲温度および湿度の外部環境によって、冷蔵状態の試薬を収納した測定容器の表面に結露を発生する場合がある。この場合、表面の結露によって光の発光量が減衰するため、特許文献１では、測定値が不正確となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、試料と混合する試薬の発光反応により生じる光の発光量を測定する際に、外部環境に応じて、正確に測定できる光測定方法および装置を提供することを目的とする。
【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、本発明の一構成に係る光測定方法は、少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器を保持部により保持し、保持部の近傍に光検出器を設け、各部を可搬式の本体内に収納して、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる光測定方法であって、前記保持部に保持された測定容器の変化する表面温度に応じて、前記発光量の変化分を補正するとともに、前記本体の周囲温度および湿度によって、前記保持状態の測定容器の表面に結露が発生した場合に、前記測定容器の表面温度、前記本体の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、前記発光量の減衰量を補正する。ここで、少なくとも試薬を冷所で保管とは、試薬のみまたは試薬と測定容器の両方が冷蔵状態で保管されていることをいう。
【０００８】
本発明の他の構成に係る光測定装置は、少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器と、この測定容器を保持するための保持部と、保持部の近傍に設けられた光検出器と、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる制御部とを備え、本体内に各部を収納した可搬式の光測定装置であって、前記制御部は、前記保持部に保持された測定容器の変化する表面温度に応じて、前記発光量の変化分を補正する温度補正手段と、前記本体の周囲温度および湿度によって、前記保持状態の測定容器の表面に結露が発生した場合に、前記測定容器の表面温度、前記本体の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、前記発光量の減衰量を補正する結露補正手段とを備えている。
【０００９】
この構成によれば、可搬式の本体を有して、種々の外部環境のもとで使用可能であり、保持状態の測定容器の変化する表面温度に応じて発光反応により生じた光の発光量の変化分を補正するとともに、測定容器の表面温度、本体の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量を補正するので、発光反応により生じた光の発光量を、測定の際の外部環境に応じて、正確に測定できる。
【００１０】
好ましくは、前記測定容器は、その一部が熱伝導率の高い材料で形成されている。この場合、試薬温度と測定容器の表面温度とがほぼ同一となり、試薬温度を測定容器の表面温度として正確に伝達することができる。
【００１１】
本発明のさらに他の構成に係る光測定装置は、少なくとも試薬を冷所で保管しておき、容器内で該試薬を試料と混合することにより発光反応を行わせる測定容器と、この測定容器を保持するための保持部と、保持部の近傍に設けられた光検出器と、測定容器と光検出器との間に配置されて外部環境から装置内部を保護する保護容器と、光検出器により前記発光反応により生じる光の発光量を測定させる制御部とを備え、本体内に各部を収納した可搬式の光測定装置であって、前記制御部は、前記保護容器における表面の汚れ度合いに応じて、前記発光量の減衰量を補正する汚れ補正手段を備えている。この構成によれば、外部環境により生じた保護容器の汚れの度合いに応じて、光の発光量の減衰量を補正するので、発光反応により生じた光の発光量を、測定の際の外部環境に応じて、正確に測定できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、測定容器の表面温度に応じて試料に混合された試薬の発光反応により生じる光の発光量の変化分を補正するとともに、測定容器の表面温度、光検出器の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量を補正するので、光の発光量を測定する際に、外部環境に応じて、正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる光測定装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の光測定装置に記憶される測定容器の表面における露点発生を示す特性図である。
【図３】同表面温度と受光量の関係を示す特性図である。
【図４】第２実施形態にかかる光測定装置で使用される測定容器の表面における汚れと受光量の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光測定装置１を示す概略構成図である。同図のように、本装置１は本体２１内に収納された機構部Ａと回路部Ｂを備えており、試料が添加された試薬Ｒの発光反応により生じた微量の光の発光量を測定するものである。本体２１は従来の据付式と異なり、持ち運び可能な可搬式になっており、本装置１は種々の外部環境のもとで使用され得る。
【００１５】
測定機構部Ａは、微量の試料Ｓとこの試料Ｓと反応して発光する試薬Ｒとを収納する例えば樹脂製の測定容器２と、測定容器２を保持するための保持部３と、保持部３の入口に設けられて開閉し、閉止により保持部３を遮光する蓋部４と、保持部３の近傍に設けられて試料Ｓから生じる光を検出するフォトダイオード（ＰＤ）のような光検出器５と、測定容器２と光検出器５の間に設けられて、開閉の切換により開で光検出器５を露光し閉で光検出器５を遮光するシャッタ６とを備えている。下方の保持部３内に、測定容器２とシャッタ６との間、つまり測定容器２と光検出器５との間に配置されて、測定窓のように外部環境から装置内部を保護する、例えば側面視でコの字状の透明な材料からなる保護容器２０が設けられている。
【００１６】
また、測定機構部Ａは、測定容器２の表面温度を測定する温度センサ１７、本体２１の周囲温度を測定する温度センサ１８、湿度を測定する湿度センサ１９を備えている。温度センサ１７は赤外線センサ、例えばサーモパイル赤外線センサが使用される。測定容器２の温度センサ１７に対向する一部分を例えばアルミニウム材のような熱伝導率の高い材料で形成している。この場合、試薬温度と測定容器２の表面温度とがほぼ同一となり、試薬温度を測定容器２の表面温度として正確に伝達することができる。
【００１７】
機構部Ｂは、保持部３内の試料Ｓからの光以外の外部光を全体的に遮光する遮光構造を有している。試薬Ｒは、例えば冷蔵状態かつ遮光状態の冷暗所で保管されており、測定の際に当該保管された状態から取り出される。この場合、予め試薬Ｒを測定容器２内に収納して試薬Ｒと測定容器２の両方を冷暗所に保管しておいてもよく、または、試薬Ｒのみを冷暗所に保管しておき、当該試薬Ｒを測定の際に室温状態の測定容器２に収納するようにしてもよい。
【００１８】
光検出器５は、受光量を発生する電流により検出する前記フォトダイオード（ＰＤ）のほかに受光量を発生した電流を増幅することにより検出する光電子倍増管（ＰＭＴ）などを使用してもよい。シャッタ６は、例えば、図示しないアクチュエータにより遮光板２２を移動させて開状態（破線部）と閉状態（実線部）に切り換え、光検出器５を露光または遮光する。
【００１９】
この例では、本装置１は、光検出器５の上方にシャッタ６が配置され、このシャッタ６の上方に保持部３が配置されているが、保持部３の下部の側方にシャッタ６および光検出器５を配置するようにしてもよい。
【００２０】
また、回路部Ｂは、光検出器５からの検出信号を増幅するアンプ１１と、検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器１２と、装置全体を制御するとともに、シャッタ６開で露光した状態の光検出器５により試料Ｓから生じる光を測定させる制御部（ＣＰＵ）７と、測定値などのデータを記憶する記憶部８と、操作内容や測定値などを表示する表示部９と、スイッチのような操作部１０とを備えている。
【００２１】
図２は測定容器２の表面における露点発生を示す特性図である。図１の記憶部（メモリ）８には、この図２のデータと測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度のデータに基づいて、設定された種々の環境条件に応じた、測定容器２の表面における結露量が予め求められて記憶されている。
【００２２】
図３は、測定容器２の表面における露点温度と光検出器５の受光量の関係を示す特性図である。露点温度の高低に応じて、受光量の結露による減衰量が補正される。
【００２３】
図１の制御部７は、光検出器５からの出力に基づき、試料ＳのＡＴＰ濃度の指標となるＲＬＵ（相対発光量）を演算する演算手段１４と、温度補正手段１５と、結露補正手段１６とを備えている。
【００２４】
前記温度補正手段１５は、保持部３に保持された測定容器２の冷蔵状態から変化する表面温度に応じて、光の発光量の変化分を補正する。すなわち、本装置は、可搬式で、種々の外部環境のもとで測定を行うものであり、本体２１の周囲温度に応じて、冷蔵状態の測定容器２および試薬の温度が変化する。そうすると、試薬の温度変化に応じて試薬の反応速度が変化し、発光量の測定値も変化する。温度補正手段１５はこの発光量の変化分を補正する。この温度補正は、例えば特開２００２−２０２２５４号公報で開示されたような周知の手段を用いて行われる。
【００２５】
また、本体２１の周囲温度および湿度によって、前記保持部３に保持された冷蔵状態の測定容器２の表面に結露が発生する場合がある。この場合に、前記結露補正手段１６は、測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量を補正する。
【００２６】
結露補正手段１６は、まず、測定容器２の表面に結露が発生する露点を図２のデータに基づいて求める。図示αでは、周囲温度２０℃で相対湿度６０％の露点温度は１２℃になることが例示される。図示βのように、例えば測定容器２の表面温度が５℃で相対湿度８０％のとき、これが露点温度になり得るのは周囲温度が８℃のときであり、測定容器２の表面温度と周囲温度の温度差は３℃であり、露点温度が低く、相対湿度が高くなると、結露が発生する温度差が小さくなる。この図２のデータおよび、測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度のデータに基づいて、測定容器２の表面における結露量が予め求められて、記憶部（メモリ）８に記憶されている。結露量は、測定容器２の表面温度と周囲温度の温度差が大きい程に、相対湿度が高い程に、それぞれ大きくなる。
【００２７】
そして、図３のデータに基づいて、測定容器２の露点温度の高低に応じて、光検出器５で受光される受光量の結露による減衰量が補正される。露点温度が低くなるにしたがって、周囲温度との差が大きくなって測定容器２の結露量が大きくなり、結露による減衰量の補正量が大きくなる。
【００２８】
上記構成の光測定装置における光測定方法について説明する。
まず、検査対象となる汚れ等が例えば綿棒などで試料として採取され、これが冷暗所で保管された状態のルシフェラーゼとルシフェリン等を含む試薬Ｒに測定容器２内で添加（混合）される。この試料と添加された試薬Ｒを収納した測定容器２は蓋部４を開けて保持部３に保持される。図１のように、測定容器２が保持部３に保持された状態で蓋部４が閉止されるとともに、シャッタ６を閉じて光検出器５が遮光される。操作部１０の操作により測定が開始される。
【００２９】
つぎに、シャッタ６が開けられて光検出器５が露光された状態で、試料Ｓの測定が開始される。光検出器５からの出力に基づき、試料に添加される試薬Ｒの発光反応により生じた光の発光量が演算手段１４によりＡＴＰ濃度の指標となるＲＬＵ（相対発光量）として演算される。このとき、冷蔵状態の測定容器２の表面温度に応じて光の発光量の変化分が補正されるとともに、測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量が補正され、補正されたＲＬＵ（相対発光量）が記憶部８に記憶されるとともに表示部９に表示される。
【００３０】
こうして、本発明は、可搬式の本体２１を有して、種々の外部環境のもとで使用可能であり、冷蔵状態の測定容器２の表面温度に応じて発光反応により生じた光の発光量の変化分を補正するとともに、測定容器２の表面温度、本体２１の周囲温度および湿度に基づいて演算された結露量に応じて、光の発光量の減衰量を補正するので、発光反応により生じた光の発光量を、測定の際の外部環境に応じて、正確に測定できる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、測定容器の一部を熱伝導率の高い材料で形成しているが、必要に応じて形成しなくてもよい。
【００３２】
つぎに、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、図１の制御部７は、温度補正手段１５および結露補正手段１６に代えて、上記した測定窓のような保護容器２０の表面における汚れの度合いに応じて、光の発光量の減衰量を補正する汚れ補正手段（図示せず）を備えている。この汚れ度合いは、例えば保持部３に設けられた汚れ監視用のＬＥＤ２３を使用し、ＬＥＤ２３を点灯させたときに、保護容器２０が汚れていない状態における光検出器５の初期受光量と、保護容器２０に汚れが付着したときの光検出器５の受光量との差により検出される。この例では、保護容器２０はコの字状になっているが、平板状であってもよい。
【００３３】
保護容器２０の表面の汚れは、例えば試薬が測定容器２からこぼれたり、蓋４を開けたときに外部からほこりが侵入する等の外部環境によって発生する。図４は、記憶部（メモリ）８に記憶された保護容器２０の表面における汚れ度合いと受光量の関係を示す特性図である。汚れ度合いが大きくなる程に、初期値からの減衰量の補正量が大きくなる。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３４】
第２実施形態では、上記汚れ補正手段によって、外部環境により生じた保護容器の汚れの度合いに応じて、光の発光量の減衰量を補正するので、発光反応により生じた光の発光量を、測定の際の外部環境に応じて、正確に測定できる。
【００３５】
なお、この実施形態では、保護容器２０を設けているが、必要に応じて省略してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１：光測定装置
２：測定容器
３：保持部
５：光検出器
７：制御部（ＣＰＵ）
１４：演算手段
１５：温度補正手段
１６：結露補正手段
２０：保護容器
２１：本体
Ｒ：試薬
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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