(57)【要約】      （修正有）【課題】量子収率を精度よく算出できる量子収率算出方法、分光蛍光光度計及び量子収率算出プログラムを提供する。【解決手段】分光蛍光光度計を用いて量子収率を算出する際に、補正処理部は、ブランク測定状態における励起光の光子数である光子数、及び、サンプル測定状態における励起光の光子数である光子数Ｂ１に基づいて、ブランク測定状態における蛍光の光子数である光子数Ａ２を補正する処理を行う。そのため、光子数Ａ２を補正して、補正後バックグランド光子数Ａ２´を精度よく算出できる。また、量子収率算出処理部は、ブランク測定状態における励起光の光子数、及び、サンプル測定状態における蛍光の光子数Ｂ２に加えて、補正後バックグランド光子数Ａ２´に基づいて、量子収率を算出する。そのため、量子収率を精度よく算出できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することにより得られるスペクトルに基づいて、量子収率を算出する量子収率算出方法であって、
前記測定位置にサンプルがないブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出するブランク測定ステップと、
前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出するサンプル測定ステップと、
前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する補正ステップと、
前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する量子収率算出ステップとを含むことを特徴とする量子収率算出方法。
【請求項２】
前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を外部量子収率として算出することを特徴とする請求項１に記載の量子収率算出方法。
【請求項３】
前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第３光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記サンプルに吸収された励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を内部量子収率として算出することを特徴とする請求項１に記載の量子収率算出方法。
【請求項４】
前記ブランク測定ステップでは、励起光の波長域の透過率が低減された光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第２光子数及び前記第１光子数を算出し、
前記サンプル測定ステップでは、前記光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第４光子数及び前記第３光子数を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の量子収率算出方法。
【請求項５】
サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することによりスペクトルを取得する分光蛍光光度計であって、
前記測定位置にサンプルがないブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出するブランク測定処理部と、
前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出するサンプル測定処理部と、
前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する補正処理部と、
前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する量子収率算出処理部とを備えることを特徴とする分光蛍光光度計。
【請求項６】
前記量子収率算出処理部は、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を外部量子収率として算出することを特徴とする請求項５に記載の分光蛍光光度計。
【請求項７】
前記量子収率算出処理部は、前記第１光子数、前記第３光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記サンプルに吸収された励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を内部量子収率として算出することを特徴とする請求項５に記載の分光蛍光光度計。
【請求項８】
前記ブランク測定処理部は、励起光の波長域の透過率が低減された光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第２光子数及び前記第１光子数を算出し、
前記サンプル測定処理部は、前記光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第４光子数及び前記第３光子数を算出することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の分光蛍光光度計。
【請求項９】
サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することにより得られるスペクトルに基づいて量子収率を算出する量子収率算出プログラムであって、
前記測定位置にサンプルがないブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出するブランク測定ステップと、
前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出するサンプル測定ステップと、
前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する補正ステップと、
前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する量子収率算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする量子収率算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、積分球内から出射する光を検出することによりスペクトルを取得する分光蛍光光度計に関するものである。また、本発明は、当該スペクトルに基づいて、量子収率を算出する量子収率算出方法及び量子収率算出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特定の波長成分を持つ光に反応し、目的の機能を達成するような光反応分子の研究が行われている。
【０００３】
光反応分子は、通常、エネルギー的に安定した基底状態となっており、特定の波長成分を持つ励起光が照射されると、その光エネルギーを吸収して励起状態となる。そして、光反応分子は、蛍光又は燐光を発することにより、元の安定した基底状態に戻る。このとき、例えば、照射又は吸収した光の光子数に対する、発した光の光子数の比が量子収率として表される。
このような量子収率は、例えば、積分球が設けられた分光蛍光光度計を用いることにより算出される（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
具体的には、分光蛍光光度計を用いて量子収率を算出する場合には、まず、積分球内の測定位置にサンプルがない状態で積分球内に励起光が入射される。そして、積分球内から出射する光を検出することによりスペクトルが作成される。次いで、積分球内の測定位置にサンプルが設置された状態で、同様にして、スペクトルが作成される。そして、これらのスペクトルに基づいて、サンプルがない状態及びサンプルがある状態の両方で、積分球から出射する光の光子数が算出される。また、これらの光子数に基づいて、量子収率が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１５１４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の方法において、算出する量子収率の精度が低下するという不具合が生じることがあった。
具体的には、上記した従来の方法において、積分球から出射する光に、積分球の内壁に当たることで発せられる蛍光などのいわゆるバックグランド成分（迷光成分）が含まれることがある。そのため、このバックグランド成分によって、量子収率の精度が低下することがあった。また、バックグランド成分を算出した上で、量子収率を算出する場合であっても、バックグランド成分の算出の精度が低ければ、量子収率の精度が低下してしまう。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、量子収率を精度よく算出できる量子収率算出方法、分光蛍光光度計及び量子収率算出プログラム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】
【０００８】
（１）本発明に係る量子収率算出方法は、サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することにより得られるスペクトルに基づいて、量子収率を算出する。前記量子収率算出方法は、ブランク測定ステップと、サンプル測定ステップと、補正ステップと、量子収率算出ステップとを含む。前記ブランク測定ステップでは、前記測定位置にサンプルがない、あるいは溶媒入りセルや試料蒸着前の基材のみを設置したブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出する。前記サンプル測定ステップでは、前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出する。前記補正ステップでは、前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する。前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する。
【０００９】
このような方法によれば、補正ステップでは、ブランク測定状態における励起光の光子数である第１光子数、及び、サンプル測定状態における励起光の光子数である第３光子数に基づいて、ブランク測定状態における特定波長域の光の光子数である第２光子数を補正して、第５光子数を算出する。
そのため、ブランク測定状態における特定波長域の光の光子数を補正により精度よく算出できる。
【００１０】
また、量子収率算出ステップでは、ブランク測定状態における励起光の光子数である第１光子数、及び、サンプル測定状態における特定波長域の光の光子数である第４光子数に加えて、ブランク測定状態における特定波長域の光の光子数である第２光子数を補正した第５光子数に基づいて、量子収率を算出する。
すなわち、量子収率算出ステップでは、補正により精度よく算出した第５光子数を用いて量子収率を算出する。
【００１１】
このように、上記した方法によれば、ブランク測定状態における特定波長域の光の光子数を補正により精度よく算出し、その光子数を用いて量子収率を算出する。
そのため、量子収率を精度よく算出できる。
【００１２】
（２）また、前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を外部量子収率として算出してもよい。
【００１３】
このような方法によれば、外部量子収率を精度よく算出できる。
【００１４】
（３）また、前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第３光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記サンプルに吸収された励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を内部量子収率として算出してもよい。
【００１５】
このような方法によれば、内部量子収率を精度よく算出できる。
【００１６】
（４）また、前記ブランク測定ステップでは、励起光の波長域の透過率が低減された光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第２光子数及び前記第１光子数を算出してもよい。前記サンプル測定ステップでは、前記光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第４光子数及び前記第３光子数を算出してもよい。
【００１７】
このような方法によれば、第２光子数は、ブランク測定状態であって、光学フィルタが光路上に設けられた状態で得られるスペクトルに基づいて算出される。第４光子数は、サンプル測定状態であって、光学フィルタが光路上に設けられた状態で得られるスペクトルに基づいて算出される。
そのため、第２光子数及び第４光子数のそれぞれを算出する際に、励起光の波長域の光に起因するノイズを排除できる。
その結果、量子収率を一層精度よく算出できる。
【００１８】
（５）本発明に係る分光蛍光光度計は、サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することによりスペクトルを取得する。前記分光蛍光光度計は、ブランク測定処理部と、サンプル測定処理部と、補正処理部と、量子収率算出処理部とを備える。前記ブランク測定処理部は、前記測定位置にサンプルがないブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出する。前記サンプル測定処理部は、前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出する。前記補正処理部は、前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する。前記量子収率算出処理部は、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する。
【００１９】
（６）また、前記量子収率算出処理部は、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を外部量子収率として算出してもよい。
【００２０】
（７）また、前記量子収率算出処理部は、前記第１光子数、前記第３光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、前記サンプルに吸収された励起光の光子数に対する前記サンプルから生じる光の光子数の比を内部量子収率として算出してもよい。
【００２１】
（８）また、前記ブランク測定処理部は、励起光の波長域の透過率が低減された光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第２光子数及び前記第１光子数を算出してもよい。前記サンプル測定処理部は、前記光学フィルタを光路上に設けた状態、及び、前記光学フィルタを光路上に設けない状態で、それぞれ得られるスペクトルに基づいて、前記第４光子数及び前記第３光子数を算出してもよい。
【００２２】
（９）本発明に係る量子収率算出プログラムは、サンプルが配置される測定位置が内部に形成された積分球内に励起光を入射させ、前記積分球内から出射する光を検出することにより得られるスペクトルに基づいて量子収率を算出する。前記量子収率算出プログラムは、ブランク測定ステップと、サンプル測定ステップと、補正ステップと、量子収率算出ステップとをコンピュータに実行させる。前記ブランク測定ステップでは、前記測定位置にサンプルがないブランク測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、前記積分球内に入射する励起光の光子数を第１光子数として算出するとともに、励起光の波長域とは異なる特定波長域の光の光子数を第２光子数として算出する。前記サンプル測定ステップでは、前記測定位置にサンプルがあるサンプル測定状態で前記積分球内に励起光を入射させることにより得られるスペクトルに基づいて、サンプルに吸収されなかった励起光の光子数を第３光子数として算出するとともに、前記特定波長域の光の光子数を第４光子数として算出する。前記補正ステップでは、前記第１光子数及び前記第３光子数に基づいて前記第２光子数を補正することにより、第５光子数を算出する。前記量子収率算出ステップでは、前記第１光子数、前記第４光子数及び前記第５光子数に基づいて、量子収率を算出する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ブランク測定状態における特定波長域の光の光子数を補正により精度よく算出し、その光子数を用いて量子収率を算出する。そのため、量子収率を精度よく算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る分光蛍光光度計の構成例を示す概略図である。
【図２】図１の分光蛍光光度計の制御部及びその周辺の部材の電気的構成を示したブロック図である。
【図３】図１の分光蛍光光度計の制御部の制御動作の一例を示したフローチャートである。
【図４】分光蛍光光度計で作成されるスペクトルを示した図であって、ブランク測定状態で積分球内に励起光を入射することで得られるスペクトルを示している。
【図５】分光蛍光光度計で作成されるスペクトルを示した図であって、サンプル測定状態で積分球内に励起光を入射することで得られるスペクトルを示している。
【図６】量子収率を求める際に用いる光子数を説明するための図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る分光蛍光光度計の構成例を示す概略図である。
【図８】図７の光学フィルタの透過率を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
１．分光蛍光光度計の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る分光蛍光光度計１の構成例を示す概略図である。
分光蛍光光度計１は、光源部２と、ミラー３と、回折格子４，５と、積分球６と、検出部７と、スリット８，９，１０とを備えている。
光源部２は、例えば、キセノンランプからなる。光源部２は、励起光としての白色光を出射するように構成されている。
ミラー３は、光源部２と間隔を隔てて配置されている。
【００２６】
回折格子４，５は、凹面回折格子である。回折格子４，５のそれぞれは、積分球６の周囲に配置されており、互いに間隔を隔てて配置されている。回折格子４，５のそれぞれは、回転可能に構成されている。回折格子４，５のそれぞれは、回転することにより、入射する光を分光して任意の波長の光を出射する。
【００２７】
積分球６は、中空状の球形状に形成されている。積分球６には、入射口６１と、出射口６２とが形成されている。積分球６の入射口６１は、回折格子４と間隔を隔てて対向している。積分球６の出射口６２は、回折格子５と間隔を隔てて対向している。積分球６内には、測定位置が形成されており、この測定位置にサンプルＳが配置される。
検出部７は、回折格子５と間隔を隔てて配置されている。
【００２８】
スリット８は、ミラー３と回折格子４との間に配置されている。スリット９は、回折格子４と積分球６との間に配置されている。スリット１０は、回折格子５と検出部７との間に配置されている。
【００２９】
分光蛍光光度計１においてスペクトルを取得する場合には、まず、光源部２からミラー３に向けて白色光（励起光）が出射される。光源部２から出射された白色光は、ミラー３で反射され、スリット８を通過した後、回折格子４に入射する。そして、回折格子４により、特定波長の励起光に分光される。当該分光された励起光は、スリット９を通過した後、入射口６１を介して積分球６内に入射して、サンプルＳを照射する。
【００３０】
サンプルＳに励起光が照射されると、励起光の一部がサンプルＳの分子に吸収される。そして、サンプルＳの分子が、基底状態から、エネルギーレベルの高い励起状態に遷移する。その後、励起状態の分子は、光放射による失活により基底状態に戻る。このとき、サンプルＳの分子からは、蛍光が放射される。
【００３１】
そして、積分球６の出射口６２からは、蛍光を含む光が出射される。積分球６から出射した光は、回折格子５で分光される。このとき、回折格子５が回転されることにより、波長ごとに分光された光が連続的に検出部７に入射する。検出部７は、波長ごとに分光された光が入射するたびに、光の強度に応じた検出信号を出力する。そして、分光蛍光光度計１では、検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトルが作成される。
【００３２】
分光蛍光光度計１では、このようにして取得するスペクトルを用いて量子収率を算出することができる。具体的には、積分球６にサンプルＳが設置されない状態と、積分球６にサンプルＳが設置された状態（上記の状態）の両方で、上記と同様にして、励起光が積分球６内に入射され、積分球６内から出射する光を検出部７で検出することによりスペクトルが作成される。そして、これらのスペクトルに基づいて、量子収率が算出される。
分光蛍光光度計１では、この量子収率を精度よく算出できるように、以下のような構成及び方法が用いられる。
【００３３】
２．制御部及びその周辺の部材の電気的構成
図２は、分光蛍光光度計１の制御部１２及びその周辺の部材の電気的構成を示したブロック図である。
分光蛍光光度計１は、上記した検出部７に加えて、表示部１１及び制御部１２などを電気的構成として備えている。
表示部１１は、例えば、液晶表示器などにより構成される。
【００３４】
制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部１２には、検出部７及び表示部１１などが、電気的に接続されている。制御部１２は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、スペクトル作成処理部１２１、ブランク測定処理部１２２、サンプル測定処理部１２３、補正処理部１２４及び量子収率算出処理部１２５などとして機能する。
【００３５】
スペクトル作成処理部１２１は、検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトルを作成する処理を行う。具体的には、スペクトル作成処理部１２１は、積分球６内の測定位置にサンプルＳがない状態（ブランク測定状態）における検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（ブランクスペクトル）を作成する。また、スペクトル作成処理部１２１は、積分球６内の測定位置にサンプルがある状態（サンプル測定状態）における検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（サンプルスペクトル）を作成する処理を行う。
【００３６】
ブランク測定処理部１２２は、スペクトル作成処理部１２１が作成したスペクトル（ブランクスペクトル）に基づいて、積分球６内に入射する励起光の光子数（第１光子数）を算出する処理、及び、蛍光（励起光の波長域と異なる特定波長域の光）の光子数（第２光子数）を算出する処理を行う。
【００３７】
サンプル測定処理部１２３は、スペクトル作成処理部１２１が作成したスペクトル（サンプルスペクトル）に基づいて、サンプルＳに吸収されなかった励起光の光子数（第３光子数）を算出する処理、及び、蛍光（励起光の波長域と異なる特定波長域の光）の光子数（第４光子数）を算出する処理を行う。
【００３８】
補正処理部１２４は、ブランク測定処理部１２２が算出した励起光の光子数（第１光子数）、及び、サンプル測定処理部１２３が算出した励起光の光子数（第３光子数）に基づいて、サンプル測定処理部１２３が算出した蛍光の光子数（第４光子数）を補正する処理を行う。
【００３９】
量子収率算出処理部１２５は、ブランク測定処理部１２２が算出した励起光の光子数（第１光子数）、サンプル測定処理部１２３が算出した蛍光の光子数（第４光子数）、及び、補正処理部１２４が補正した後の光子数（第５光子数）に基づいて、量子収率を算出する処理を行う。量子収率算出処理部１２５は、後述するように、量子収率として、外部量子収率又は内部量子収率を算出する。
【００４０】
３．制御部による制御動作
図３は、制御部１２の制御動作の一例を示したフローチャートである。図４は、分光蛍光光度計１で作成されるスペクトルを示した図であって、ブランク測定状態で積分球６内に励起光を入射することで得られるスペクトルを示している。図５は、分光蛍光光度計１で作成されるスペクトルを示した図であって、サンプル測定状態で積分球６内に励起光を入射することで得られるスペクトルを示している。図６は、量子収率を求める際に用いる光子数を説明するための図である。図４〜図６では、横軸が波長を表し、縦軸が光の検出強度を表している。以下では、図３〜図６を用いて、制御部１２の制御動作を説明する。
【００４１】
分光蛍光光度計１を用いて試料の量子収率を求める場合には、ユーザは、積分球６内にサンプルＳを設置しない状態（ブランク測定状態）で、図示しない操作部を操作することにより、分光蛍光光度計１における動作を開始させる。
【００４２】
ユーザによって、動作開始のための入力が操作部で行われると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、光源部２から励起光が出射され、その励起光が積分球６内に入射される。そして、積分球６から出射した光が検出部７で検出される。スペクトル作成処理部１２１は、ブランク測定状態における検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（ブランクスペクトル）を作成する（ステップＳ１０２）。図４では、スペクトル作成処理部１２１で作成されるスペクトル（ブランクスペクトル）がＡとして示されている。スペクトルＡにおいて、励起光は、短波長側に表れ、蛍光は、長波長側に表れている。
【００４３】
そして、ブランク測定処理部１２２は、スペクトルＡ（ブランクスペクトルＡ）から、励起光の光子数Ａ１を算出する（ステップＳ１０３）。光子数Ａ１は、励起光の波長域におけるスペクトルＡの面積に対応している。光子数Ａ１が、第１光子数の一例である。
【００４４】
また、ブランク測定処理部１２２は、スペクトルＡ（ブランクスペクトルＡ）から、蛍光の光子数Ａ２を算出する（ステップＳ１０４：ブランク測定ステップ）。光子数Ａ２は、蛍光の波長域におけるスペクトルＡの面積に対応している。光子数Ａ２は、例えば、積分球６の内壁の材質の特性で生じる蛍光成分などであって、いわゆるバックグランド成分（バックグランド光子数）である。光子数Ａ２が、第２光子数の一例である。
その後、ユーザは、積分球６内の測定位置にサンプルＳを設置し、再度、操作部を操作することにより、分光蛍光光度計１における動作を開始させる。
【００４５】
ユーザによって、動作開始のための入力が操作部で行われると（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、光源部２から励起光が出射され、その励起光が積分球６内に入射される。そして、積分球６から出射した光が検出部７で検出される。スペクトル作成処理部１２１は、サンプル測定状態における検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（サンプルスペクトル）を作成する（ステップＳ１０６）。図５では、スペクトル作成処理部１２１で作成されるスペクトル（サンプルスペクトル）がＢとして示されている。スペクトルＢにおいて、励起光は、短波長側に表れ、蛍光は、長波長側に表れている。
【００４６】
そして、サンプル測定処理部１２３は、スペクトルＢ（ブランクスペクトルＢ）から、励起光の光子数Ｂ１を算出する（ステップＳ１０７）。光子数Ｂ１は、励起光の波長域におけるスペクトルＢの面積に対応している。光子数Ｂ１は、サンプルＳに吸収されなかった励起光の光子数である。光子数Ｂ１が、第３光子数の一例である。
【００４７】
また、サンプル測定処理部１２３は、スペクトルＢ（ブランクスペクトルＢ）から、蛍光の光子数Ｂ２を算出する（ステップＳ１０８：サンプル測定ステップ）。光子数Ｂ２は、蛍光の波長域におけるスペクトルＢの面積に対応している。光子数Ｂ２は、サンプルＳから発せられる蛍光と、バックグランド成分の蛍光とを含んでいる。光子数Ｂ２が、第４光子数の一例である。
【００４８】
そして、補正処理部１２４は、光子数Ａ１及び光子数Ｂ１に基づいて、光子数Ａ２を補正する処理を行う（ステップＳ１０９：補正ステップ）。具体的には、補正処理部１２４は、下記式（１）に従って、光子数Ａ２を補正する。
Ａ２´＝（Ｂ１／Ａ１）×Ａ２  ・・・（１）
【００４９】
上記式（１）は、ブランク測定状態での励起光の光子数Ａ１に対する、サンプル測定状態での励起光の光子数Ｂ１の比（Ｂ１／Ａ１）を算出し、その比を、ブランク測定状態でのバックグランド成分（バックグランド光子数）である光子数Ａ２に積算することで、光子数Ａ２を補正することを表している。Ａ２´は、Ａ２を補正した後の光子数（補正後バックグランド光子数）であって、第５光子数の一例である。
【００５０】
このように、補正処理部１２４は、ブランク測定状態での励起光の光子数Ａ１（照射光子数）に対する、サンプル測定状態でサンプルＳに吸収されずに積分球６の内壁等に当たる励起光の光子数Ｂ１の割合を算出し、その割合に対応するように、光子数Ａ２を補正する処理を行っている。
【００５１】
また、量子収率算出処理部１２５は、光子数Ａ１、光子数Ｂ２及び光子数Ａ２´に基づいて、量子収率を算出する（ステップＳ１１０：量子収率算出ステップ）。このとき、量子収率算出処理部１２５は、量子収率として、外部量子収率又は内部量子収率を算出する。具体的には、量子収率算出処理部１２５は、外部量子収率を算出する場合には、下記式（２）に従って、量子収率を算出する処理を行う。
Ｙ１＝（Ｂ２−Ａ２´）／Ａ１  ・・・（２）
【００５２】
上記式（２）において、Ｙ１は、外部量子収率を表している。上記式（２）は、サンプル測定状態における蛍光の光子数Ｂ２から補正後バックグランド光子数Ａ２´を減算した値、すなわち、サンプルＳのみから発せられた蛍光の光子数（Ｂ２−Ａ２´）を算出し、ブランク測定状態での励起光の光子数Ａ１（積分球６内に入射する励起光の光子数Ａ１）に対する当該光子数（Ｂ２−Ａ２´）の比を、外部量子収率（Ｙ１）として算出することを表している。図６では、サンプルＳのみから生じた蛍光光子数（Ｂ２−Ａ２´）、及び、補正後バックグランド光子数Ａ２´を表す部分が、それぞれ斜線で示されている。
【００５３】
また、量子収率算出処理部１２５は、内部量子収率を算出する場合には、下記式（３）に従って、量子収率を算出する処理を行う。このとき、量子収率算出処理部１２５は、光子数Ａ１、光子数Ｂ２及び光子数Ａ２´に加えて、光子数Ｂ１に基づいて、内部量子収率を算出する。
Ｙ２＝（Ｂ２−Ａ２´）／（Ａ１−Ｂ１）  ・・・（３）
【００５４】
上記式（３）において、Ｙ２は、内部量子収率を表している。上記式（３）は、サンプル測定状態における蛍光の光子数Ｂ２から補正後バックグランド光子数Ａ２´を減算した値、すなわち、サンプルＳのみから発せられた光子数（Ｂ２−Ａ２´）を算出し、サンプルＳに吸収された励起光の光子数（Ａ１−Ｂ１）に対する当該光子数（Ｂ２−Ａ２´）の比を、内部量子収率（Ｙ２）として算出することを表している。図６では、サンプルＳに吸収された励起光の光子数（Ａ１−Ｂ１）を表す部分が斜線で示されている。
そして、量子収率算出処理部１２５で算出された量子収率（外部量子収率又は内部量子収率）は、表示部１１に表示される。
【００５５】
４．作用効果
（１）本実施形態によれば、分光蛍光光度計１を用いて量子収率を算出する際に、補正処理部１２４は、ブランク測定状態における励起光の光子数である光子数Ａ１（第１光子数）、及び、サンプル測定状態においてサンプルＳに吸収されなかった励起光の光子数である光子数Ｂ１（第３光子数）に基づいて、ブランク測定状態における蛍光の光子数である光子数Ａ２（第２光子数）を補正する処理を行う（ステップＳ１０９：補正ステップ）。
【００５６】
具体的には、補正処理部１２４は、ブランク測定状態での励起光の光子数Ａ１（照射光子数）に対する、サンプル測定状態でサンプルＳに吸収されずに積分球６の内壁等に当たる励起光の光子数Ｂ１の割合を算出し、その割合に対応するように、ブランク測定状態でのバックグランド成分（バックグランド光子数）である光子数Ａ２を補正する処理を行う。
そのため、光子数Ａ２を補正することで、補正後バックグランド光子数Ａ２´を精度よく算出できる。
【００５７】
また、量子収率算出処理部１２５は、ブランク測定状態における励起光の光子数Ａ１（第１光子数）、及び、サンプル測定状態における蛍光の光子数Ｂ２（第４光子数）に加えて、補正後バックグランド光子数Ａ２´（第５光子数）に基づいて、量子収率を算出する（ステップＳ１１０：量子収率算出ステップ）。
すなわち、量子収率算出処理部１２５は、補正により精度よく算出した補正後バックグランド光子数Ａ２´（第５光子数）を用いて量子収率を算出する。
そのため、量子収率を精度よく算出できる。
【００５８】
（２）また、本実施形態によれば、量子収率算出処理部１２５は、光子数Ａ１、光子数Ｂ２及び光子数Ａ２´に基づいて、外部量子収率を算出する。具体的には、量子収率算出処理部１２５は、ブランク測定状態での励起光の光子数Ａ１（積分球６内に入射する励起光の光子数）に対する、サンプルＳのみから発せられた光子数（Ｂ２−Ａ２´）の比（割合）を、外部量子収率（Ｙ１）として算出する（式（２））。
【００５９】
そのため、分光蛍光光度計１を用いて、外部量子収率（Ｙ１）を精度よく算出できる。
【００６０】
（３）また、本実施系形態によれば、量子収率算出処理部１２５は、光子数Ａ１、光子数Ｂ２、光子数Ａ２´及び光子数Ｂ１に基づいて、内部量子収率を算出する。具体的には、量子収率算出処理部１２５は、サンプルＳのみから発せられた光子数（Ｂ２−Ａ２´）を算出し、サンプルＳに吸収された励起光の光子数（Ａ１−Ｂ１）に対する当該光子数（Ｂ２−Ａ２´）の比（割合）を、内部量子収率（Ｙ２）として算出する（式（３））。
【００６１】
そのため、分光蛍光光度計１を用いて、内部量子収率（Ｙ２）を精度よく算出できる。
【００６２】
５．第２実施形態
以下では、図７〜図９Ｂを用いて本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を用いることにより説明を省略する。
図７は、本発明の第２実施形態に係る分光蛍光光度計１の構成例を示す概略図である。
【００６３】
（１）光学フィルタの構成
第２実施形態では、分光蛍光光度計１において、適宜光学フィルタ７０が設けられ、この状態で、光源部２から励起光が照射される。
光学フィルタ７０は、適宜、積分球６の出射口６２を塞ぐように、光路上に設けられる。
図８は、光学フィルタ７０の透過率を示したグラフである。
【００６４】
光学フィルタ７０は、対応する光の波長によって透過率が異なるように構成されている。具体的には、光学フィルタ７０は、励起光の波長域である短波長側の透過率が低くなり（低減され）、蛍光の波長域である長波長側の透過率が高くなるように構成されたフィルタ（ハイパスフィルタ）である。これにより、分光蛍光光度計１において、光学フィルタ７０が設置された状態では、積分球６から出射する光のうち、励起光の成分は、光学フィルタ７０によって遮断され、蛍光の成分は、光学フィルタ７０を透過して、検出部７で検出されることとなる。
【００６５】
（２）制御部による制御動作
第２実施形態では、分光蛍光光度計１を用いて量子収率を算出する際に、適宜、光学フィルタ７０が設置され、また、設置された光学フィルタ７０が取り外される。
【００６６】
具体的には、第２実施形態では、励起光の光子数を算出する際には、光学フィルタ７０が設置されず、蛍光の光子数を算出する際に、光学フィルタ７０が設置される。なお、分光蛍光光度計１における動作が開始される際には、光学フィルタ７０は、設置されていない。
【００６７】
第２実施形態では、ステップ１０３の処理が行われた後に、分光蛍光光度計１において光学フィルタ７０が設けられる。そして、この状態で、光源部２から励起光が出射され、その励起光が積分球６内に入射される。また、積分球６から出射した光が検出部７で検出される。スペクトル作成処理部１２１は、ブランク測定状態であって、光学フィルタ７０が設けられた状態における、検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（図示せず）を作成する。
【００６８】
ブランク測定処理部１２２は、ステップＳ１０４において、このスペクトルから、蛍光の光子数Ａ２を算出する（ブランク測定ステップ）。これにより、励起光の波長域の光に起因するノイズを排除した上で、光子数Ａ２を算出できる。
その後、分光蛍光光度計１から光学フィルタ７０が取り外され、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理が行われる。
【００６９】
次いで、分光蛍光光度計１において光学フィルタ７０が設けられる。そして、この状態で、光源部２から励起光が出射され、その励起光が積分球６内に入射される。また、積分球６から出射した光が検出部７で検出される。スペクトル作成処理部１２１は、サンプル測定状態であって、光学フィルタ７０が設けられた状態における、検出部７からの検出信号に基づいて、スペクトル（図示せず）を作成する。
【００７０】
サンプル測定処理部１２３は、ステップＳ１０８において、このスペクトルから、蛍光の光子Ｂ２を算出する（サンプル測定ステップ）。これにより、励起光の波長域の光に起因するノイズを排除した上で、光子数Ｂ２を算出できる。
そして、補正処理部１２４は、ステップＳ１０９において、第１実施形態と同様にして、光子数Ａ２を補正した補正後バックグランド光子数Ａ２´を算出する。
【００７１】
また、量子収率算出処理部１２５は、ステップＳ１１０において、量子収率を算出する際に、蛍光の光子数を光学フィルタ７０の透過率で除算する処理を行う。
具体的には、蛍光の光子数は、光学フィルタ７０を透過することにより、透過率に対応して低減している。そのため、量子収率算出処理部１２５は、外部量子収率を算出する際には、上記式（２）において、（Ｂ２−Ａ２´）を光学フィルタ７０の透過率で除算する。同様に、量子収率算出処理部１２５は、内部量子収率を算出する際には、上記式（３）において、（Ｂ２−Ａ２´）を光学フィルタ７０の透過率で除算する。
これにより、蛍光の光子数を正確に算出できる。そして、その蛍光の光子数を用いることで、量子収率を精度よく算出できる。
【００７２】
（３）作用効果
第２実施形態によれば、ブランク測定処理部１２２は、ブランク測定状態であって、光学フィルタ７０が光路上に設置された状態で得られるスペクトルに基づいて、光子数Ａ２（第２光子数）を算出する（ブランク測定ステップ）。また、サンプル測定処理部１２３は、サンプル測定状態であって、光学フィルタ７０が光路上に設けられた状態で得られるスペクトルに基づいて、光子数Ｂ２（第４光子数）を算出する。
【００７３】
そのため、ブランク測定処理部１２２が光子数Ａ２（第２光子数）を算出する際、及び、サンプル測定処理部１２３が光子数Ｂ２（第４光子数）を算出する際のそれぞれで、励起光の波長域の光に起因するノイズを排除できる。
その結果、量子収率を一層精度よく算出できる。
【００７４】
６．変形例
以上の実施形態では、分光蛍光光度計１を用いて量子収率を算出するとして説明した。しかし、分光蛍光光度計１に代えて、燐光を検出する分光蛍光光度計を用いて量子収率を算出することも可能である。この場合には、量子収率を算出する際には、燐光の光子数が、蛍光の光子数と同様に用いられる。
【００７５】
また、以上の実施形態では、量子収率算出プログラムが組み込まれた分光蛍光光度計１について説明したが、量子収率算出プログラムを提供することも可能である。この場合、上記プログラムは、記憶媒体に記憶された状態で提供されるような構成であってもよいし、プログラム自体が提供されるような構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１        分光蛍光光度計
６        積分球
１２      制御部
７０      光学フィルタ
１２２    ブランク測定処理部
１２３    サンプル測定処理部
１２４    補正処理部
１２５    量子収率算出処理部
Ａ，Ｂ    スペクトル
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２  光子数
【図１】
2018179884.tif 000003
【図２】
2018179884.tif 000004
【図３】
2018179884.tif 000005
【図４】
2018179884.tif 000006
【図５】
2018179884.tif 000007
【図６】
2018179884.tif 000008
【図７】
2018179884.tif 000009
【図８】
2018179884.tif 000010