(57)【要約】【課題】  少量の試料を用い、少ない労力で迅速に処理できる吸光分析装置を提供する。【解決手段】  分析対象流体を収容し且つその流体中を光が透過できるように構成されたセル１と、光源２と、光源２から発した光がセル１を透過するようにその光を導く導入光路３と、セル１を透過した光を複数の光に分岐させる分岐光路５と、分岐光路５を通った複数の光のそれぞれについて別個の波長領域で光が透過する複数種類のフィルタ６を配列したフィルタ装置と、複数種類のフィルタ６のうちの１種類ずつを透過した光をそれぞれ検出する複数の光検出部７と、を有する。フィルタ装置は、それぞれが複数の光に対応する複数種類のフィルタ６からなる組を複数組含み、複数の光が透過するフィルタ６の組を組ごとに選択可能である。【選択図】  図１
2006266868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発した光が分析対象流体を収容するセルおよび前記分析対象流体を透過するようにその光を導く導入光路と、
前記セルを透過した光を複数の光に分岐させる分岐光路と、
前記分岐光路によって分岐された複数の光のそれぞれについて別個の波長領域で光が透過する複数種類のフィルタを配列したフィルタ装置と、
前記複数種類のフィルタのうちの１種類ずつを透過した光をそれぞれ検出する複数の光検出部と、
を有する吸光分析装置。
【請求項２】
前記フィルタ装置は、それぞれが前記複数の光に対応する複数種類のフィルタからなる組を複数組含み、前記複数の光が透過するフィルタの組を組ごとに選択可能に構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の吸光分析装置。
【請求項３】
前記分岐光路は分岐した光が互いにほぼ平行になるように前記フィルタ装置に導くものであることこと、を特徴とする請求項１または２に記載の吸光分析装置。
【請求項４】
前記フィルタ装置は、前記複数の光に対応する複数種類のフィルタからなる各組を、それらのフィルタを通る光の方向と異なる第１の方向に並べ、これらのフィルタの組を前記第１の方向とは異なりしかもそれらのフィルタを通る光の方向とも異なる第２の方向に平面的に配列したフィルタ配列を有し、さらに、このフィルタ配列を、前記分岐光路で分岐された光に対して相対的に前記第２の方向に駆動して、前記複数の光が透過するフィルタの組として特定のフィルタの組を選択できるように構成されていること、を特徴とする請求項３に記載の吸光分析装置。
【請求項５】
前記フィルタ装置は、前記フィルタ配列を回転させる回転部を有し、前記第１の方向は回転の径方向であり、前記第２の方向は回転の周方向であること、を特徴とする請求項４に記載の吸光分析装置。
【請求項６】
前記フィルタ装置は、前記フィルタ配列を、前記フィルタを透過する光の方向と異なる方向に前記フィルタ配列を直線的に駆動する直線駆動部を有し、前記第１の方向は前記直線駆動部の駆動方向と異なる方向であり、前記第２の方向は前記直線駆動部の駆動方向であること、を特徴とする請求項４に記載の吸光分析装置。
【請求項７】
前記光源は所定周期でパルス光を発するものであり、
前記光検出部で検出された信号を所定時間にわたって加算する加算部を有すること、
を特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の吸光分析装置。
【請求項８】
前記導入光路は光ファイバを有すること、を特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の吸光分析装置。
【請求項９】
前記フィルタ装置は２種類のフィルタを有し、これらのフィルタを透過した光をそれぞれの前記光検出部で検出した結果の信号の差を演算する差演算部をさらに有すること、を特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の吸光分析装置。
【請求項１０】
前記光源１個に対して前記セルが複数個あって、それらの各セルごとに前記導入光路および分岐光路が設けられていること、を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の吸光分析装置。
【請求項１１】
光源から発した光が分析対象流体を収容するセルおよび前記分析対象流体を透過するようにその光を光路に沿って導くステップと、
前記セルを透過した光を分岐光路で複数の光に分岐させるステップと、
前記分岐光路を通った複数の光のそれぞれについて別個の波長領域で光が透過する複数種類のフィルタに透過させるステップと、
前記複数種類のフィルタのうちの１種類ずつを透過した光をそれぞれの光検出器で検出するステップと、
前記複数種類のフィルタを透過した光の検出結果に基づいて前記セル内の流体を分析するステップと、
を有する吸光分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセル内の物質中に光を透過させてその透過光を検出することによってその物質を分析する吸光分析装置およびその吸光分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学反応の測定手法の一つとして吸光分析によるものが知られている（たとえば特許文献１、２、３参照）。吸光分析においては一般に、セルと呼ばれる透明な容器内に分析対象流体を入れ、このセルの片側に配置された光源から光を当て、セル内の流体に光を通過させ、光源の反対側に配置された光検出器で計測する。これにより、測定対象が吸収した光の波長とその割合（吸光度）を評価し、その結果をライブラリーと比較することによって測定対象物を同定する。なお、セルの材料としては石英や一般的なガラスなどが用いられる。
【０００３】
一般にこの測定系には、光源としてはハロゲンなどの波長帯域が広いランプが使用され、検出器としては回折格子などで周波数を空間的に分解し、必要な周波数成分の光軸方向に配設されたフォトダイオードアレイで当該光成分の強度を計測する、いわゆる分光器的な方法が用いられている。
【０００４】
上記の系で使用されるセルは、通常、数ミリ角の底面を有し、ここに対象となる液体を数ミリ高さほど注入して計測が実施される。また、化学反応を効率的に行なうため、開口断面の代表寸法が数十μｍ〜１ｍｍ以下程度の微細流路を用いることがある。例えば特許文献１に示されているように、２種類の化学物質を混合するＹ字形状の流路が用いられる。この場合は流路（セル）が形成された基板を、上述した光源と検出器で挟み込むことによって光学的な測定を行なうことができる。
【特許文献１】特開２００２−２２１４８５号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９５３７号公報
【特許文献３】特表２００４−５３０８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば血液の吸光分析による病気診断においては、患者から採取した血液に１種類または２種類の試薬を加えて化学反応を起こさせ、その化学反応の過程で２種類の波長の光の吸収を測定して分析するのが一般的である。ここで、測定対象となる光の波長は、検査項目（病気）の種類によって、それぞれ２種類が決められている。たとえば、（血清）総蛋白（濃度）を調べるためには、主波長として５２４ｎｍの波長が用いられ、副波長として７００ｎｍの波長が用いられる。また、アスパラギン酸アミトランスフェラーゼを調べるためには主波長として２３４ｎｍの波長が用いられ、副波長として３８０ｎｍの波長が用いられる。
【０００６】
血液の検査においては特に、個々に用いる血液は少量とし、多数の検査対象を少ない労力で迅速に処理することが求められるが、これまでそのような装置は知られていない。そこで、本発明は、少量の試料を用い、少ない労力で迅速に処理できる吸光分析装置または吸光分析方法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】
本発明は上記目的を達成するものであって、本発明に係る吸光分析装置は、光源と、前記光源から発した光が分析対象流体を収容するセルおよび前記分析対象流体を透過するようにその光を導く導入光路と、前記セルを透過した光を複数の光に分岐させる分岐光路と、前記分岐光路によって分岐された複数の光のそれぞれについて別個の波長領域で光が透過する複数種類のフィルタを配列したフィルタ装置と、前記複数種類のフィルタのうちの１種類ずつを透過した光をそれぞれ検出する複数の光検出部と、を有する。
【０００８】
また、本発明に係る吸光分析方法は、光源から発した光が分析対象流体を収容するセルおよび前記分析対象流体を透過するようにその光を光路に沿って導くステップと、前記セルを透過した光を分岐光路で複数の光に分岐させるステップと、前記分岐光路を通った複数の光のそれぞれについて別個の波長領域で光が透過する複数種類のフィルタに透過させるステップと、前記複数種類のフィルタのうちの１種類ずつを透過した光をそれぞれの光検出器で検出するステップと、前記複数種類のフィルタを透過した光の検出結果に基づいて前記セル内の流体を分析するステップと、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、少量の試料を用い、少ない労力で迅速に吸光分析を行なうことができ、特に多種類の分析を順次迅速に処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る吸光分析装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は本発明に係る吸光分析装置の一実施形態の模式図である。測定対象としては、たとえば血液に１種類または２種類の試薬を注入して化学反応を起こしつつある液体（以下分析対象流体と呼ぶ）である。この装置ではセル１が多数（図１には６個を示す）並べられ、各セル１内に分析対象流体を収容する。セル１は、石英や一般ガラスなどの透明材料からなるのが望ましい。分析対象流体中を光が透過するように、セル１に透明な光学窓を設けることでもよい。光源２は、たとえばハロゲンなどの波長帯域が広いランプが好ましい。このランプは所定の周期でパルス光を発するものである。光源２から出た光は、導入光路である光ファイバ３の束（バンドル）を通して各セル１に導かれる。
【００１２】
各セル１およびその内部の分析対象流体を透過した光は光ファイバ４を通してビームスプリッタ５（分岐光路）に導かれ、２分岐される。ビームスプリッタ５で分岐された光は光ファイバ３０によってそれぞれ異なるフィルタ６に導かれてそのフィルタ６を透過し、さらに、光ファイバ７を通して光検出部８に導かれる。光検出部８は光信号を電気信号に変換するもので、たとえばＮＭＯＳセンサであって、多数の光検出部８を小さなスペースに並べることができる。光検出部８で得られた電気信号は、加算部９で、それぞれが所定時間にわたって加算される。これにより、光源２のパルス発光の変動が平均化される。
【００１３】
フィルタ６は、一つのセル１を透過した光が通る２個のフィルタが一組になっていて、図２に示すように、複数組が全体でフィルタ装置１０に組み込まれている。すなわち、図２に示す例では、フィルタ装置１０は光軸に平行な回転軸２５の周りに回転できる円盤状の回転部１２を有し、前記各組のフィルタ６がこの回転部１２の半径方向に並べられ、これらのフィルタ６の組が周方向に間隔をあけて並べられている。図２の例では、８組のフィルタ６が並べられている。半径方向に２個ずつ並べられた各組のフィルタ６は異なる透過波長帯域を有し、各組はそれぞれ異なる波長帯域の組み合わせになっている。回転部１２を適宜回転して検査項目に合った一組の波長に適合したフィルタ６の組を選択して光を透過させることができる。回転部１２の外周に沿って、位置決め用のマーカ２６が取り付けられている。
【００１４】
上述の構成により、１回の回転方向の動作で２個一組のフィルタ６の位置決めができるので短時間で設定ができる。
【００１５】
図３は図２と異なるフィルタ装置２０の例を示す。この場合は２個一組のフィルタ６が横（図１では左右方向）に並んでおり、これらが縦方向（図１では紙面に垂直な方向）にフィルタの組の数（図では８組）だけ直線的に並んでいて、このフィルタ６の配列全体が長方形の移動枠２７とともに縦方向に移動できるようになっている。これらのフィルタ６の各組が異なる透過波長帯域の組み合わせであることは、図２の例と同様である。これにより、２個一組のフィルタ６の位置決めが１回の動作でできるので短時間で設定できる。図３の例では特に、８組のフィルタ６の配列の全体の横幅を小さくできるので、多数のセル１を配列して多数の移動枠２７を横方向に並べることにより、フィルタ装置２０全体をコンパクトにすることができる。そして、それにより、吸光分析装置全体を小型化することができる。
【００１６】
図４は、図１と異なるビームスプリッタを含む分岐光路の例を示す。図４の例では、ビームスプリッタ５にさらにもう一つのプリズム３１を組み合わせることにより、分岐した後の光が互いに平行になるように構成されている。このため、ビームスプリッタ５を出た光は光ファイバを通さずに直接フィルタ６に導くこともできる。このような構成により、装置の小型化が可能である。
【００１７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらは単なる例示であって、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では一つのセルについて２個のフィルタを用いて２種類の波長の吸光を調べるものとしたが、一つのセルについて３個以上のフィルタを用いて３種類以上の波長の吸光を調べることも可能である。
【００１８】
また、上記実施形態では、一組のフィルタが同一平面内に置かれて、これらの組が同一平面内に配列されるものとしたが、各フィルタの面が光軸に対してほぼ垂直であれば、同一組のフィルタが同一平面になくともよい。すなわち、ビームスプリッタで分岐した光の方向が平行でない場合に、その光の向きを変えて平行な光線にする代わりに、平行でない光の方向に合わせてフィルタの向きを設定することもできる。
【００１９】
また、加算部９に替えて、または加算部９に加えて、フィルタ６を透過した光をそれぞれの光検出部８で検出した結果の信号の差を演算するための差積算部を設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る吸光分析装置の一実施形態の模式的構成図。
【図２】図１のフィルタ装置のＡ−Ａ線矢視平面図。
【図３】本発明に係る吸光分析装置のフィルタ装置の他の例を示す斜視図。
【図４】本発明に係るビームスプリッタの他の例を示す模式的断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１…セル、２…光源、３…光ファイバ、４…光ファイバ、５…ビームスプリッタ、６…フィルタ、７…光ファイバ、８…光検出部、９…加算部、１０…フィルタ装置、１２…回転部、２０…フィルタ装置、２５…回転軸、２６…マーカ、３０…光ファイバ、３１…プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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