(57)【要約】      （修正有）【課題】特定方向の複数の又は連続する所望測定位置における所定の成分の濃度を測定することができ、しかも簡単な構造で、迅速、正確に、かつ、簡易に測定し得るセンサを提供する。【解決手段】側壁の外側面に蛍光プローブ３が固着された細長い筒体２を被検物中に定置して、所定の成分の濃度を光学的に測定するための蛍光式センサ１であって、蛍光プローブは、被検物の所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいて、筒体の内部には、励起光を照射する発光端部１０、及び蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部１１を有する受発光端部ユニット７が備えられており、筒体と受発光端部ユニットとは、受発光端部ユニットの発光端部及び受光端部が蛍光プローブに対向し、かつ、蛍光プローブが固着された筒体の側壁の内側面に沿って筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置に移動自在になるように係合されている、蛍光式センサ。【選択図】図１
2019124675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁の外側面に蛍光プローブが固着された細長い筒体を被検物中に定置して、該筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置における所定の成分の濃度を光学的に測定するための蛍光式センサであって、
前記筒体は、一端が開口していて、その側壁の少なくとも前記蛍光プローブの固着部が光透過性であり、
前記蛍光プローブは、前記被検物の所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいて、前記筒体の軸線方向で前記複数の又は連続する所望測定位置の被検物に接触するように配置されており、
前記筒体の内部には、前記蛍光プローブへ励起光を発光して照射する発光端部、及び該蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部を有する受発光端部ユニットが該筒体の前記開口から挿入して備えられており、
前記筒体と前記受発光端部ユニットとは、該受発光端部ユニットの発光端部及び受光端部が前記蛍光プローブに対向し、かつ、該蛍光プローブが固着された該筒体の側壁の内側面に沿って前記筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置に移動自在になるように係合されており、
前記発光端部及び受光端部は、前記筒体の外の受発光・計測装置に接続可能に構成されている、前記蛍光式センサ。
【請求項２】
前記発光端部は発光素子であり、また、前記受光端部は受光素子である、請求項１記載の蛍光式センサ。
【請求項３】
前記発光端部及び受光端部は共に光ファイバの先端部である、請求項１記載の蛍光式センサ。
【請求項４】
前記発光素子は発光ダイオードであり、また、前記受光素子はフォトダイオードである、請求項２記載の蛍光式センサ。
【請求項５】
前記筒体と前記受発光ユニットとは、両者が備えるガイド機構によって係合されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の蛍光式センサ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の蛍光式センサを備えた培養装置。
【請求項７】
被検物中の計測対象物の濃度を計測する蛍光センサに利用される外套管であって、
被検物中に定置される、少なくとも一部が光透過性となっている細長い筒体と、
前記筒体の光透過性となっている領域の外面に固着された蛍光プローブと、
を有し、
前記筒体は、励起光の発光及び蛍光の受光が可能な受発光端部ユニットが、前記筒体の内部空間で、前記筒体の長手方向に進退可能に構成され、かつ、前記受発光端部ユニットからの励起光を透過させて前記蛍光プローブに照射させるとともに、前記蛍光プローブの蛍光を透過させて受発光端部ユニットで受光させるように構成されており、
前記蛍光プローブは、前記筒体の長手方向に延びる領域に、連続的又は断続的に配置されている外套管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、被検物中に定置して特定方向の複数の又は連続する所望測定位置における所定の成分の濃度、例えば、酸素濃度、炭酸ガス濃度、水素イオン濃度（ｐＨ）等を光学的に測定するための蛍光式センサに関する。
【背景技術】
【０００２】  化学や微生物・動植物細胞培養等の生化学の技術分野において、反応液や培養液等の成分濃度、例えば、酸素（溶存酸素）濃度、炭酸ガス（溶存炭酸ガス）濃度、ｐＨ等を測定して、反応や培養などの環境条件の適正化管理等が行われている。
そして、これらの成分濃度を光学的に測定するためセンサとして、例えば、蛍光物質（発光物質）を含む蛍光プローブを用いるセンサ等が知られている。
このようなセンサは、センサ近傍（測定点）の含有成分の濃度を測定するものであるが、測定対象物が反応液や培養液の場合では、通常は含有成分の濃度が均一な液体であることから、測定対象物全体としての含有成分の濃度を測定するためのセンサであるといえる。【０００３】  ところで、測定対象物が上記した通常の液体のように均一なものではなく、均一性、流動性のない又は乏しい物性の物、例えば、実質的に固体、半固体、ゲル状物等の場合には、含有成分の濃度が、特定方向、例えば、垂直（深さ）方向等の位置の違いによって異なるときが多々ある。
このような物性の測定対象物について、その適正な監視や管理等を行うため、更には、学術的研究のために、含有成分の特定方向に複数の異なる位置のそれぞれの濃度を測定して求めたり、これらのデータを基にその分布状態を求めたり等することが行われている。【０００４】  測定対象物の含有成分について垂直方向に複数の異なる位置の濃度を測定する装置として、例えば、該対象物が土壌であって、複数のセンサの頭尾を接続し組み合わせて１本のロッド状としたものを土壌内に埋め込んで異なる深さ等の土壌データ（例示：二酸化炭素濃度、溶解酸素、ｐＨ等）を求める延伸式無線土壌測定装置等が知られている（特許文献１参照）。【０００５】  また、測定対象物の含有成分について垂直方向に異なる位置の濃度を測定する方法等の特殊な例として、蛍光式酸素濃度計のプローブ（センサ）を密封容器内のヘッドスペースに気密的に挿入し、そして、このプローブの先端の蛍光物質をヘッドスペースに位置させて酸素濃度を測定し、次いで、蛍光物質が容器内の液体に浸かるようにプローブをさらに挿入して液体中の酸素飽和度を測定する、密封容器内の酸素量の測定方法及びこれに用いる密封容器のピアス装置等が知られている（特許文献２参照）。
そしてまた、測定対象物が液体の場合であっても、容器内の位置によって成分濃度が異なる場合がある。例えば、大型培養槽（容量が１０ｋｌなど）等では、培養液の垂直方向の酸素飽和度等につき、その分布を把握して適正に制御、管理する為に、複数のセンサを該培養槽に取り付けて測定されていることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１１４３１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、上記した延伸式無線土壌測定装置の場合は、この測定装置が検出ユニット及び回路モジュールを含むセンサ収容ユニットからなるセンサの複数をそれぞれの頭尾で接続したものであることから、この装置が複雑であるばかりでなく、測定位置（測定点）が増加すればする程それだけセンサ数を増やさなければならず、その分費用が嵩むことになる。【０００８】  また、上記の密封容器内の酸素量の測定方法等のごとく、測定対象物中にセンサを一旦挿入して含有成分の濃度を測定した後、センサを更に移動させてその位置の濃度を測定する場合、測定対象物が均一性、流動性のない又は乏しい物性のものであるときには、センサの移動時のセンサと測定対象物との摩擦で測定対象物をも移動させてしまう等によりセンサの蛍光物質に接触する測定成分の濃度等が測定対象物の本来のそれとは異なってしまう場合があることから、センサの移動後に直ちに測定すると、測定値に正確さを欠くことがある。【０００９】  このような場合、センサの移動の都度、その状態のまま一定時間放置することで、上記したセンサの移動による測定成分の濃度等への影響を避けたり等することは可能である。
しかしながら、このようにセンサの移動の都度、一定時間放置することは、それだけ多くの測定時間を要することになる。【００１０】    また、例えば、測定対象物の特定方向の測定位置の違いによる含有成分の濃度の変化を把握しよう等とする場合には、測定位置の間隔が短ければ短い程、換言すれば、連続測定に近づく程その正確度は高まることから、それに有効な連続測定方法が求められている。【００１１】  本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、測定対象物である被検物中に蛍光プローブを定置することによって、特定方向の複数の又は連続する所望測定位置における所定の成分の濃度を測定することができ、しかも簡単な構造で、迅速、正確に、かつ、簡易に測定し得るセンサを提供することにある。【００１２】  本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、筒体の側壁の外側面（被検物に接触する面）に、かつ、筒体の軸線方向に蛍光物質を含む蛍光プローブを固着させて配置すると共に、筒体の内部に蛍光プローブへ励起光を発光して照射する発光端部と蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部とを、蛍光プローブが固着の筒体の側壁の内側面に沿って筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置に移動自在になるように備えることで蛍光式センサとし、そして、被検物中に該蛍光プローブを定置し、筒体の内部の発光端部及び受光端部とを単に複数の又は連続する所望測定位置に移動させることによって、各位置の所定の成分の濃度を測定することができ、しかも簡単な構造で、迅速、正確に、かつ、簡易に測定し得ること等の新知見を得、これらの知見に基づき本発明を完成するに至った。【００１３】  すなわち、本発明は、下記の発明を包含する。
（１）側壁の外側面に蛍光プローブが固着された細長い筒体を被検物中に定置して、該筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置における所定の成分の濃度を光学的に測定するための蛍光式センサであって、前記筒体は、一端が開口していて、その側壁の少なくとも前記蛍光プローブの固着部が光透過性であり、前記蛍光プローブは、前記被検物の所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいて、前記筒体の軸線方向で前記複数の又は連続する所望測定位置の被検物に接触するように配置されており、前記筒体の内部には、前記蛍光プローブへ励起光を発光して照射する発光端部、及び該蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部を有する受発光端部ユニットが該筒体の前記開口から挿入して備えられており、前記筒体と前記受発光端部ユニットとは、該受発光端部ユニットの発光端部及び受光端部が前記蛍光プローブに対向し、かつ、該蛍光プローブが固着された該筒体の側壁の内側面に沿って前記筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置に移動自在になるように係合されており、前記発光端部及び受光端部は、前記筒体の外の受発光・計測装置に接続可能に構成されている、前記蛍光式センサ。【００１４】（２）前記発光端部は発光素子であり、また、前記受光端部は受光素子である、（１）記載の蛍光式センサ。【００１５】（３）前記発光端部及び受光端部は共に光ファイバーの先端部である、（１）記載の蛍光式センサ。【００１６】（４）前記発光素子は発光ダイオードであり、また、前記受光素子はフォトダイオードである、（２）記載の蛍光式センサ。【００１７】（５）前記筒体と前記受発光端部ユニットとは、両者が備えるガイド機構によって係合されている、（１）〜（４）のいずれかに記載の蛍光式センサ。【００１８】（６）（１）〜（５）のいずれかに記載の蛍光式センサを備えた培養装置。【００１９】（７）被検物中の計測対象物の濃度を計測する蛍光センサに利用される外套管であって、
被検物中に定置される、少なくとも一部が光透過性となっている細長い筒体と、前記筒体の光透過性となっている領域の外面に固着された蛍光プローブと、を有し、前記筒体は、励起光の発光及び蛍光の受光が可能な受発光端部ユニットが、前記筒体の内部空間で、前記筒体の長手方向に進退可能に構成され、かつ、前記受発光端部ユニットからの励起光を透過させて前記蛍光プローブに照射させるとともに、前記蛍光プローブの蛍光を透過させて受発光端部ユニットで受光させるように構成されており、前記蛍光プローブは、前記筒体の長手方向に延びる領域に、連続的又は断続的に配置されている外套管。
【発明の効果】
【００２０】  本発明によれば、筒体の側壁の外側面に、かつ、筒体の軸線方向に蛍光プローブを固着させて配置すると共に、筒体の内部に発光端部と受光端部とを、蛍光プローブが固着の筒体の側壁の内側面に沿って筒体の軸線方向の複数の又は連続する所望測定位置に移動自在になるように備えること等で蛍光式センサとしたため、被検物中に該蛍光プローブを定置し、筒体の内部の発光端部及び受光端部とを単に複数の又は連続する所望測定位置に移動させることによって、蛍光プローブを移動させることなく、各位置の所定の成分の濃度を測定することができ、しかも簡単な構造で、かつ、迅速、正確、かつ、簡易に測定し得る蛍光式センサを提供することができる。
また、本発明によれば、蛍光式センサを筒体と受発光端部ユニットとを別体として構成したため、培養槽内に筒体のみをその開口が培養槽の外に露出するようにして取り付けて培養槽内の蒸気滅菌処理を行うことで、培養槽内の内容物と共に筒体の側壁の外側面を簡便に滅菌することができ、以て成分の濃度の測定時のセンサによる汚染を防止し得る。このように、本発明は蒸気滅菌処理が必要な培養槽等のような場合でも有効に用いられる蛍光式センサの使用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の蛍光式センサの一実施形態を示す説明用概略縦断面図である。
【図２】は、図１の線ＩＩ−ＩＩによる説明用概略横断面図である。
【図３】は、本発明の蛍光式センサの利用方法を示す概略図である。
【図４】は、本発明の蛍光式センサの利用方法を示す概略図である。
【図５】は、本発明の蛍光式センサの構成を説明する概略図である。
【図６】は、本発明の蛍光式センサの他の実施形態を示す説明用概略縦断面図である。
【図７】は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩによる説明用概略横断面図である。
【図８】は、本発明の第１の実施形態の蛍光式センサを用いて市販のぬか床中の酸素濃度を測定した結果を示す図である。
【図９】は、本発明の第１の実施形態の蛍光式センサを用い、ぬか床中への該センサの挿し込みが酸素濃度の測定時間に及ぼす影響等について調べた結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】  本発明の蛍光式センサ（以下単に「センサ」ということもある。）は、被検物の所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいる蛍光プローブを用いる蛍光式センサである。
被検物としては、固体、半固体、液体、気体、更には、これらの混合物等のいずれでもよく、例えば、微生物や動植物細胞等の固体又は液体培養物、発酵食品（ぬか床を含む）、固体発酵培地（発酵食品等の固体麹を含む）、土壌、海浜の砂、湖沼、畑、水田、汚泥、堆肥、固体又は液体の上部に気体が存在するもの等が挙げられる。
また、本発明の蛍光式センサは、所定の成分の濃度、例えば、酸素（ガス、溶存酸素）濃度、炭酸ガス（ガス、溶存炭酸ガス）濃度、水素イオン濃度（以下「ｐＨ」という。）等の測定に有効に使用される。
【００２３】  被検物の所定の成分の濃度を光学的に測定するための一般的な蛍光式センサ又はそれを用いる蛍光式濃度測定装置としては、例えば、独国プレセンス社から市販されている、パッチ型（チップ、スポット）の蛍光プローブ（酸素濃度や炭酸ガス濃度やｐＨ値に応じて蛍光特性が変化する性質をもつ蛍光物質（発光物質）が塗布等されたパッチ形状（パッチ型）（例えば、円形等の適宜形状の薄手小片）のもの）を先端部に備えたセンサと、光ファイバーを介して蛍光プローブへ励起光を照射し、かつ、蛍光プローブからの蛍光を受光するための受発光部を備えた計測器（受発光・計測装置）とを別部品としたシステムが知られている。
また、日本国エイブル社から市販されている蛍光式濃度測定装置で、上記と同様のパッチ型の蛍光プローブを先端に備えたセンサと受発光・計測装置（アンプ）とを光ファイバを介して接続した蛍光式溶存酸素センサーユニットが知られている（エイブル社発行「エイブル  テクニカルレポート  ２０１６−２０１７」（ＡＢＬＥ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  Ｃｏｍｐｉｌａｔｉｏｎ  ２０１６−２０１７）、ｐ．４６参照）。
【００２４】  上記したパッチ型の蛍光プローブは、光透過性の透明なガラス板や樹脂の板、あるいは透明な樹脂フィルム等の表面又は網の空隙部に蛍光物質を塗布又は接着する等の手法で構成されており、蛍光プローブの板面やフィルム（シート）面が、例えば、接液する培養槽内壁等に張り付けられていて、蛍光物質が接液するように配置されている。そして、この場合、張り付け面の外側から透明な培養槽壁及び光ファイバーを介して発光素子及び受光素子を内蔵する受発光・計測装置より励起光を照射すると、蛍光物質が励起して蛍光を発光し、この蛍光を同光ファイバーを介して受発光・計測装置で受光すると共に蛍光の強度、位相角又は消失速度等の蛍光特性の変化を計測すること等で、酸素飽和度、溶存炭酸ガス濃度、ｐＨ等の所定の成分の濃度を計測することができるというものである。
また、日本国セントラル科学社から市販されている蛍光式濃度測定装置で、上記と同様のパッチ型等の蛍光プローブを先端に備えると共に発光素子及び受光素子、インピーダンス変換回路等を内蔵するセンサと、受発光・計測装置（溶存酸素計本体）とをリード線を介して接続した蛍光式溶存酸素計も知られているが、この場合も上記と同様の測定原理に基づくものである。
【００２５】（本発明の蛍光式センサの特徴）
本発明の蛍光式センサの最も特徴とするところは、
（１）筒体の側壁の外側面、すなわち、被検物に接触する面に、かつ、筒体の軸線方向で複数の又は連続する所望測定位置（以下「複数等の所望測定位置」ということもある。）の被検物に接触するように蛍光プローブが固着して配置されていること
（２）筒体の内部には、蛍光プローブへ励起光を発光して照射する発光端部（照射端部ともいえる。）、及び蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部が、蛍光プローブに対向し、かつ、蛍光プローブが固着された筒体の側壁の内側面に沿って、筒体の軸線方向の複数等の所望測定位置に移動自在になるように備えられていることにある。
【００２６】  このようにすることによって、本発明の蛍光式センサは、被検物中にセンサ、すなわち、センサの筒体を定置し、そして、筒体の内部の発光端部及び受光端部を単に筒体の軸線方向の複数等の所望測定位置に移動させてその位置の蛍光特性の変化を計測することによって、蛍光プローブを移動させることなく、所定の成分の濃度を不連続又は、後記のごとく、連続で測定することができるのである。
【００２７】（筒体）
本発明の用いられる細長い筒体は、適宜の太さ（口径等）で、複数等の所望測定位置を勘案した適宜の長さを有し、また、その横断面の形状は特に制限されないが、例えば、円形状（円筒）、角形状（一部が角形状を含む。）（三角筒、四角筒、一部に角部を有する筒など）等が挙げられる。
なお、角部を有する筒体の角部は、後記する筒体と受発光端部ユニットとの係合におけるガイド機構として機能させることができる。
そして、筒体は、後記する受発光端部ユニットがその内部に挿入できるように、また、内部を移動自在及び着脱自在になるように、その一端が適宜の大きさで開口している。
また、筒体の材料は、その側壁の少なくとも後記する蛍光プローブの固着部が光透過性（透明）であればよく、特に制限されないが、例えば、ガラス、プラスチック等が好適である。
【００２８】（蛍光プローブ）
本発明における蛍光プローブは、被検物の所定の成分の濃度（例えば、酸素濃度、炭酸ガス濃度、ｐＨ値等）に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでおり、上記のごとく、所定の成分の濃度に応じて光学特性が変化する性質をもつ蛍光物質（発光物質）は公知である。
また、蛍光プローブは、上記のごとく、筒体の側壁の外側面に、かつ、筒体の軸線方向で複数等の所望測定位置の被検物に接触するように固着して配置されている。
この配置については、通常、帯状による連続配置が好ましいが、複数の所望測定位置の間隔等を考慮して、不連続配置とすることもできる。
なお、蛍光プローブの幅については、特に制限されないが、受発光スポットの大きさ及び及び該スポットが巾方向にずれる距離を考慮して、５〜１０ｍｍが好ましい。
蛍光プローブを筒体の側壁の外側面に固着するには、蛍光プローブが、例えば、上記のごとく、光透過性の透明なガラス板や樹脂の板、あるいは透明な樹脂フィルム等の表面又は網の空隙部に蛍光物質を塗布又は分散する等の手法で構成されているような場合には、光透過性の接着剤（例示：シリコン接着剤など）、両面テープ等が用いられる。
また、蛍光物質の粉末や蛍光物質を含む顆粒又は粉末をシリコン等の接着剤と混合して筒体の側壁の外側面に塗布することもできる。
なお、蛍光プローブの作製例については後記する。
【００２９】（発光端部及び受光端部並びに受発光端部ユニット）
本発明の蛍光式センサにおいて、筒体の内部には、蛍光プローブへ励起光を発光して照射する発光端部と、蛍光プローブからの蛍光を受光する受光端部とを有する受発光端部ユニットが筒体の開口から挿入して備えられている。
そして、筒体と受発光端部ユニットとは、発光端部及び受光端部が蛍光プローブに対向し、かつ、蛍光プローブが固着された筒体の側壁の内側面に沿って筒体の軸線方向の複数等の所望測定位置に移動自在になるように係合している。
【００３０】  受発光端部ユニットとしては、備える発光端部及び受光端部の構成により、以下の２態様がある。
（１）発光端部及び受光端部がそれぞれ発光素子、受光素子である態様：
受発光端部ユニットは、例えば、蛍光プローブに対向するように固定部材で固定された発光素子及び受光素子、発光素子及び受光素子にそれぞれ接続する発光電子回路、受光電子回路並びに受光素子に接続するインピーダンス変換回路（インピーダンス変換回路は受光素子の近くに配置するのが好ましい。）を備える電子回路基板、リード線に接続するコネクター、これら全体を収納する収納筒等からなっている。
【００３１】  収納筒には、発光素子から蛍光プローブへの照射光及び蛍光プローブから受光素子への蛍光が通過する位置に光路穴が設けられている。
また、外乱光を遮断するために、照射光及び蛍光の光路にそれぞれ光路筒（例示：黒色の遮光筒）を設けてもよく、さらに、受光素子には、外乱光遮断のためのフィルタを取り付けるのが好ましい。
発光素子としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等、受光素子としては、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）等が挙げられる。
そして、この受発光端部ユニットの発光端部及び受光端部等は、リード線を介して筒体の外にある後記する公知の受発光・計測装置に電気的に有線又は無線で接続されている。
なお、発光素子、受光素子、発光電子回路、受光電子回路、インピーダンス変換回路等としては、例えば、上記又は後記する公知の蛍光式濃度測定装置のセンサに内蔵するそれら等が有効に用いられる。
なお、この態様では、発光素子及び受光素子と蛍光プローブとの間に、光ファイバーを設ける態様とすることも可能である。具体的には、光ファイバーは、第一端部が受発光素子と対向し、第二端部が蛍光プローブに対向するように配置される。これによると、励起光の照射及び蛍光の受光は光ファイバーを通して行われることになり、励起光及び蛍光が拡散することなく集積されるため、検出感度を高めることが可能である。また、光ファイバーの側面は遮光物（ステンレスなど）で覆われた構成とすることも可能である。これによると、さらに検出感度を高めることができる。
【００３２】（２）発光端部及び受光端部が共に光ファイバの先端部である態様：
受発光端部ユニットは、例えば、蛍光プローブに対向するように固定部材で固定された光ファイバの先端部及びこれに続く光ファイバの一部、これら全体を収納する収納筒等からなっている。
収納筒には、光ファイバの先端部からの照射光及び蛍光プローブからの蛍光が通過する位置に光路穴が設けられている。
そして、受発光端部ユニットの発光端部及び受光端部は、光ファイバーを介して筒体の外にある後記する公知の受発光・計測装置に光学的に接続されている。
なお、発光端部及び受光端部となる光ファイバの先端部としては、例えば、上記及び後記する公知の蛍光式濃度測定装置のセンサに接続される受発光・計測装置の一部分の光ファイバの先端部等を有効に用いることができる。
また、センサの端部からの光ファイバの取り出し部分には、必要により、光コネクタを取り付けて受発光・計測装置の光ファイバを接続するようにすることもできる。
【００３３】  また、発光端部及び受光端部が筒体の側壁の内側面に沿うときの該端部の先端と内側面との距離（間隔）については、励起光を蛍光プローブに照射でき、蛍光プローブからの蛍光を受光できればよく、特に制限されないが、発光端部での発光量の大小により適宜選択すればよい。本態様では光ファイバの介在で光量が多少増減するが、具体的には、この距離は概ね０（略接触）〜５ｍｍの範囲である。
なお、発光量は励起光光源の光量によっても調節することができる。
【００３４】  筒体と受発光端部ユニットとの係合については、上記のごとく、発光端部及び受光端部が筒体の内部で回転することなく蛍光プローブに対向し、かつ、筒体の側壁の内側面に沿って筒体の軸線方向に移動自在になるようにすればよく、特に制限されない。
具体的には、両者が備えるガイド機構によって係合されており、例えば、いずれか一方に設けられた筒体の軸線方向のレールと他方に設けられた摺動可能に嵌合される同方向のレール溝とからなるガイド機構による係合（後記の第１の実施形態を参照、この例では、レール溝が筒体の上方延長部材に設けられている。）、角筒の筒体の角部とこの内側に摺動可能に挿嵌された外観が角柱状の受発光端部ユニットの角部とからなるガイド機構による係合（後記の第２の実施形態を参照）等が挙げられる。
また、受発光端部ユニットを筒体の内部の軸線方向に移動させる方法については、手動、自動等、適宜の方法を採用すればよい。
【００３５】  受発光端部ユニットには、その収納筒外壁の適宜箇所に筒体の軸線方向の位置関係を認識し得る位置目盛を付したり、内蔵する発光端部及び受光端部の位置を認識可能な公知の自動上下動機構を備えたり等すれば、測定位置の深さ等の指標とすることができる。
また、上記のごとく、受発光端部ユニットが筒体に対して着脱自在に係合されることから、本発明のセンサの筒体の複数を複数の被検物中に定置しておき、一の受発光端部ユニットにより、ある筒体に挿入して含有成分の濃度を測定する操作を順次繰り返すことができ、好都合である。
なお、受発光端部ユニットの上部は、筒体の内部の受発光端部ユニットの移動操作及び着脱操作等の観点から、筒体の上端より突出させている。
また、必要により、受発光端部ユニットの収納筒には、受発光・計測装置の一部分（パーツ等）を収納するようにしてもよい。
【００３６】（受発光・計測装置）
上記のごとく、本発明の蛍光式センサにおける発光端部及び受光端部は、筒体の外の公知（市販）の受発光・計測装置に接続されている。
本発明において、受発光・計測装置としては、上記した公知（市販）の受発光・計測装置が用いられるが、これには以下の２態様がある。
（１）発光端部及び受光端部がそれぞれ発光素子、受光素子である場合の態様：
この態様で使用される受発光・測定装置としては、例えば、上記した公知の蛍光式濃度測定装置において、発光素子及び受光素子を内蔵するセンサと組み合わせて用いられている受発光・計測装置等が挙げられる。
この受発光・計測装置の主要構成は、例えば、電源回路（発光制御回路）、演算回路、表示部、必要によりコンピュータ等である。
より具体的には、例えば、上記した日本国セントラル社から市販されている蛍光式濃度測定装置（セントラル科学社製商品名：蛍光式溶存酸素計  Ｑｕｉｃｋ  ＤＯ  ＵＤ−Ｘ型で、センサと溶存酸素計本体（受発光・計測装置）とからなる。）における受発光・計測装置等が挙げられる。
【００３７】（２）発光端部及び受光端部が共に光ファイバの先端部である場合の態様：
この態様で使用される受発光・測定装置としては、例えば、上記した公知の蛍光式濃度測定装置において、センサが光ファイバを介して接続されている受発光・計測装置等が挙げられる。
この受発光・計測装置の主要構成は、例えば、光ファイバケーブル、発光素子（光源）、受光素子、発光素子及び受光素子にそれぞれ接続する発光電子回路、受光電子回路、電源回路（発光制御回路）、受光素子に接続するインピーダンス変換回路、演算回路、表示部、必要によりコンピュータ等である。
より具体的には、例えば、上記した市販されている蛍光式濃度測定装置（独国プレセンス（ＰｒｅＳｅｎｓ）社製：センサと酸素計（商品名  Ｆｉｂｏｘ３、受発光・計測装置）とからなる、エイブル株式会社製：商品名  蛍光式溶存酸素センサーユニット、センサーＳＤＯＬ型とアンプＤＢＦ−１１３１（受発光・計測装置）とからなる。）における受発光・計測装置等が挙げられる。
【００３８】  本発明の蛍光式センサを用いて被検物中の所定成分の濃度を測定するに先立ち、被検物中にセンサの筒体を一旦挿し込む等して定置するが、この場合、被検物の物性によっては、上記のごとく、筒体の蛍光プローブが定置位置に達するまでに接触する測定成分の濃度等の影響を受けることがある。
このようなときには、被検物中に筒体を定置後、そのままの状態で一定時間放置することにより、蛍光プローブと測定成分とが安定した接触状態になってのち、上記した測定成分の濃度等の影響を避けることができ、と同時に、所望測定位置の蛍光プローブに励起光を照射すると、略瞬時にその位置の濃度を測定することができるようにもなる。
また、筒体に穴をあける機能がないこと、あっても筒体の先端を先細りにする程度等であることに加えて、筒体を挿し込むことによる蛍光プローブの損傷を避けるため、あらかじめ被検物中に筒体を入れる縦穴をあけてから筒体を入れ、隙間を後で埋めることもある。
以上のようなことを考慮すると、本発明のセンサを用いて所定の成分の濃度を測定する際には、被検物中に筒体を定置後、常時一定時間放置するのが好ましい。
放置時間については、被検物の物性等を考慮して、適宜選択決定すればよいが、例えば、０．１〜２４時間であり、長めの放置時間が好ましい。
【００３９】  また、例えば、被検物が滅菌処理された培養槽内の内容物（例示：液体又は固体培地、それらの培養物等）等で、その深さ方向の成分の濃度をセンサを用いて測定しようとする場合、内容物の汚染を防止する観点から、培養槽内に取り付けたセンサを内容物と共に滅菌処理を行う必要がある。
本発明の蛍光式センサは、上記のごとく、受発光端部ユニットが筒体に対して着脱自在に係合されていて、それぞれ別体として取り扱うことができることから、筒体のみを培養槽の適宜位置に筒体の開口が培養槽の外側に露出し、かつ、筒体の蛍光プローブが内容物に接触するようにして取り付けたのち、内容物と共に蒸気滅菌処理を行うことにより筒体の側壁の外側面を滅菌することができる。
【００４０】  そして、上記の滅菌処理後に、筒体の開口より別体の受発光端部ユニットを挿入し移動自在に係合させて蛍光式センサとし、これにより被検物（内容物）の成分の濃度を測定する。
本発明の蛍光式センサのこのような使用方法を採用することによって、センサの滅菌処理を簡便に行うことができ、以て成分の濃度の測定時のセンサによる汚染が防止されるという効果を有する。
また、培養槽におけるセンサの取付位置については、適宜位置でよく、特に制限されないが、培養槽の上部近傍が好ましく、略垂直に取り付けられる。
【００４１】  以下、本発明につき、図面を参照しつつ、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００４２】（第１の実施形態：発光端部及び受光端部がそれぞれ発光素子、受光素子である態様）
図１は本発明の蛍光式センサの一実施形態を示す説明用概略縦断面図であり、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩによる説明用概略横断面図である。
図１において、蛍光式センサ１は、有底の透明なガラス製の横断面が円形状で適宜の長さを有する細長い筒体（円筒）２を備え、その開口端２ａには外側に広がるリブ２ｂを有している。
筒体２の側壁の外側面には、所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいる蛍光プローブ３が、筒体２の軸線方向に帯状（短冊状）に連続して配置され、光透過性の両面テープ等により固着されている（蛍光プローブ３の作製例は後記する。）。
なお、同図において、説明用として、筒体２の長さは短く示されているが、上記のごとく、適宜の長さ、すなわち、所望測定位置を考慮してその長さを選択決定すればよい。
また、筒体２を固い被検物に挿し込む時に蛍光プローブ３が擦れて損傷する恐れがある場合には、蛍光プローブ３又は蛍光プローブ３を固着させた筒体２をガス透過性膜、例えば、シリコン膜等で被覆するとよい。その際、ガス透過性膜と蛍光プローブ３とは密着させるのが好ましく、例えば、筒体２をガス透過性熱収縮チューブ（例示：ＦＥＰフッ素樹脂製チューブ）内に挿入後熱収縮させて被覆したり、筒体２にガス透過性の帯状材料を螺旋状（ゲートル状）に巻き付けて被覆したり等することができる。
【００４３】  筒体２の開口端２ａには、筒体２の外側下部から挿入された、上端がリブ２ｂの下端に当接する下部支持部材（スリーブ状）４と、鍔部の下面がリブ２ｂの上端に当接する上部支持部材（袋ナット状）５とからなるレール支持部材（組体）６がこれら両部材をリブ２ｂを挟んで螺合することにより取り付けられている。
なお、上部支持部材５及び下部支持部材４の材料は、例えば、合成樹脂等である。
また、図２に示すごとく、上部支持部材５の鍔部の偏心位置にある略円形状の開口５ａは、後記する受発光端部ユニット７の挿入口であり、上部支持部材５の鍔部の、偏心により形成された肉厚部の内側面には、筒体２の軸線方向にレール溝５ｂが設けられている。
【００４４】  レール溝５ｂには、収納筒８の軸線方向に固定されたレール９が摺動可能に嵌合されている。
これにより、筒体２と受発光端部ユニット７とが、受発光端部ユニット７の構成部分である発光端部１０及び受光端部１１が蛍光プローブ３に対向し、かつ、蛍光プローブ３が固着された筒体２の側壁の内側面に沿って筒体２の軸線方向（矢印Ｙの方向）の複数等の所望測定位置に移動自在に、更には、着脱自在になるように係合されている。
すなわち、レール９とレール溝５ｂからなるガイド機構での係合によって、発光端部１０及び受光端部１１が筒体２の内部で回転することなく、これらの対向方向、移動方向等が規制されていることになる。
【００４５】  本実施形態において、レール溝５ｂ及びレール９の取り付け位置は、発光端部１０及び受光端部１１と蛍光プローブ３との光の授受に支障がない位置であればよい。
なお、収納筒８やレール９の材料は特に制限されないが、例えば、ステンレス鋼、合成樹脂等が挙げられる。
また、筒体２の内壁と収納筒８の外壁との間隙は、なるべくは小であることが好ましいが、収納筒８が筒体２の内部を移動するのに支障がない程度であればよい。
【００４６】  本実施形態において、受発光端部ユニット７は、発光端部１０（例示：発光ダイオード（ＬＥＤ））及び受光端部１１（例示：フォトダイオード（ＰＤ））を内蔵する受発光端部ブロック１２、発光端部１０及び受光端部１１にそれぞれ接続する発光電子回路、受光電子回路並びに受光端部１１に接続するインピーダンス変換回路の電子回路基板１３、コネクタ１４、リード線１６、これら全体を収納する収納筒８、収納筒８のキャップ１５等からなる。
そして、コネクタ１４は、キャップ１５の中央を貫通するリード線１６を介して筒体２の外にある上記した公知の受発光・計測装置（不図示）に電気的に接続されている。
【００４７】  受発光端子ブロック１２には、例えば、光不透過性の合成樹脂製（例示：ポリ塩化ビニル）等の円柱形状のブロック体の内部に形成された空洞部に発光端部１０及び受光端部１１が、穿設されたそれぞれの光通路、収納筒８に空けられた光路穴８ａ及び筒体２の側壁を介して蛍光プローブ３に対向するように内蔵して配置されている。
受光端部１１がフォトダイオードの場合には、フィルタ１１ａが取り付けられている。
このようにすることにより、発光端部１０より励起光が所望測定位置で蛍光プローブ３に照射され、そこで発光した蛍光が受光端部１１で受光されることになる。
【００４８】  受発光端部ユニット７では、受発光端部ブロック１２が収納筒８の下端開口から挿嵌されることとＯリング１２ａの介在で収納筒８の内壁に固定され、また、電子回路基板１３が下部を受発光端部ブロック１２の上部に設けた縦溝に差し込むことで固定され、更に、キャップ１５がＯリング１５ａを介して収納筒８の上端開口を封止して固定されている。
なお、受発光端部ユニット７の上部は、筒体２の内部の受発光端部ユニット７の移動操作及び着脱操作の観点から、上部支持部材５の上端より突出させている。
【００４９】  以上のごとく、本実施形態の蛍光式センサ１は、被検物中の所定の成分の濃度を測定するに先立ち、被検物中に筒体２を帯状の蛍光プローブ３が複数等の所望測定位置に接触するようにして定置し、そして、濃度の測定時に、発光端部１０及び受光端部１１が所望測定位置になるように筒体２の内部の受発光端部ユニット７をそれに付した位置目盛（不図示）等に従って移動させることにより、蛍光プローブ３（外套管）を移動させることなく、その位置の所定の成分の濃度を不連続又は連続で測定することができ、しかも簡単な構造で、迅速、正確、かつ、簡易に測定することができる。
なお、所定成分の濃度を蛍光プローブを用いて測定する方法自体は、上記のごとく、公知である。
【００５０】  本実施の形態では、筒体２と、蛍光プローブ３とを合わせて、蛍光センサ１の外套管と称することができる。そして、外套管は、その内部空間で、受発光端部ユニット７が筒体２の長手方向に進退可能に構成されている。
また、本実施の形態では、蛍光式センサ１の検出情報は、受発光端部ユニット７の位置情報と関連付けて記録されるように構成することができる。これにより、被検物中の特定の成分の濃度分布を検出することが可能になる。
【００５１】  次に、本実施形態の蛍光式センサ１を利用した、被検物中の所定の成分の濃度を測定する方法を説明する。初めに、図３（Ａ）に示すように、被検物（例えば地面）に、蛍光プローブ３が固着された筒体２（外套管１８）を設置して必要な期間静置する。このとき、図３（Ａ）に示すように、レール支持部材６（上部支持部材５）に、キャップ６ａを取り付けることで、筒体２内に異物が混入することを防止することができる。
そして、必要な期間が経過した後に、図３（Ｂ）に示すように、筒体２内に受発光端部ユニット７を挿入する。被検物中に固定された筒体２内で、受発光端部ユニット７を上下（筒体２の長手方向）に移動させることにより、被検物の深さ方向の任意の位置で、被検物中の所定の成分の濃度を測定することができる。
【００５２】  蛍光式センサ１は、その他、図４に示すように槽内の液体を被検物として、該液体中の特定成分濃度を測定するように利用することも可能である。図４に示すように、槽２０の天板２２に筒体２（外套管１９）を固定し、筒体２内に受発光端部ユニット７を挿入して上下に移動させることにより、槽２０の深さ方向の任意の位置で、被検物中の所定の成分の濃度を測定することができる。
槽２０の構成や目的は特に限定されるものではないが、例えば培養槽や培養タンクを適用することができる。槽２０は、その目的のために、各種付属設備（撹拌機・計測器・通気装置・試薬などの供給装置、各種センサなど）を備えた構成とすることができる。槽２０が大きい（縦方向に長い）場合や、被検物の粘性が高い場合など、槽２０内の液体中で、所定の成分が均一に拡散せずに偏って存在する事態が起こり得る。このときに、蛍光式センサ１を利用することで、槽２０内の計測対象成分の分布を検出することが可能になる。
このときの手順は、培養槽の適宜位置に設けられた筒体２の取付部に、筒体２の開口が培養槽の外に露出し、かつ、筒体２が略垂直になるようにして筒体２の上部の側壁の外側面で気密的に取り付けた後、常法により培養槽内の滅菌処理（蒸気滅菌など）を行って培養槽内部（筒体２の外側面を含む）を滅菌し、次いで、筒体２の開口より受発光端部ユニット７を挿入して蛍光式センサとして利用する。なお、筒体２に受発光端部ユニット７を挿入する手順は、培養槽に被検物である内容物（培地など）を注入する前、注入した後、あるいは、培養工程がある程度進行した後のいずれとすることも可能である。また、培養槽内を滅菌処理する手順も、培養槽に内容物を注入する前、注入した後のいずれに行ってもよい。以上の手順により、蛍光式センサ１を利用して、培養槽内の被検物の所定の成分の濃度を測定することができる。
【００５３】  なお、蛍光式センサでは、蛍光プローブ３は、筒体２の長手方向に延びる領域に、連続的又は断続的に配置することができる。蛍光プローブ３は、例えば、図５（Ａ）に示すような帯状のものが１つのみ取り付けられた形態をなしていてもよいが、本発明はこれに限られるものではない。例えば図５（Ｂ）に示すように、パッチ式の蛍光プローブ３ａを所定の間隔をあけて連続的に配置したものを利用することも可能である。あるいは図５（Ｃ）に示すような、帯状の蛍光プローブ３ｂが複数設けられた形態とすることも可能である。あるいは図示しないが、筒体２の全表面に蛍光体を取り付けた形態とすることも可能である。
【００５４】（第２の実施形態：発光端部及び受光端部が共に光ファイバの先端部である態様）
図６は、本発明の蛍光式センサの他の実施形態を示す説明用概略縦断面図である。
図７は、図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩによる説明用概略横断面図である。
図６において、蛍光式センサ５１は、有底の透明なプラスチック製の横断面が角形状、例えば、四角形状で適宜の長さを有する細長い筒体（角筒）５２を備え、筒体５２の端部は開口している。
筒体５２の側壁の外側には、所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物質を含んでいる蛍光プローブ５３が筒体５２の軸線方向に帯状に連続して配置され、固着されている。なお、本実施の形態では、筒体５２の該側面には凹部が形成されていて、蛍光プローブ５３は凹部内に設けられている。これにより、筒体５２（蛍光式センサ５１）の設置時に、筒体５２から蛍光プローブ５３が剥離することを防止することができる。
【００５５】  筒体５２の内部には、外観が角柱形状（横断面が筒体５２のそれと相似形状）である後記の受発光端部ユニット５４が筒体５２の上端開口から挿入して摺動可能に嵌合されている。
これにより、筒体５２と受発光端部ユニット５４とが、受発光端部ユニット５４の構成部分の発光端部及び受光端部として機能する光ファイバ５５の先端部５５ａが蛍光プローブ５３に対向し、かつ、蛍光プローブ５３が固着された筒体５２の側壁の内側面に沿って筒体５２の軸線方向の複数等の所望測定位置に移動自在に、更には、着脱自在になるように係合されている。
すなわち、これらはそれぞれが有する角部からなるガイド機構での係合によって、光ファイバ５５の先端部５５ａが筒体５２の内部で回転することなく、先端部５５ａの対向方向、移動方向などが規制されていることになる。
【００５６】  本実施形態において、受発光端部ユニット５４は、上方から挿通された光ファイバ５５、光ファイバ５５の先端部５５ａを内蔵する受発光端部ブロック５８、これらを収納する収納筒（角筒）５９、収納筒５９のキャップ６０等からなる。
そして、光ファイバ５５の他端は、筒体５２の外にある上記した公知の受発光・計測装置（不図示）に光学的に接続されている。
【００５７】  受発光端部ブロック５８には、角柱状のブロック体の内部に切欠して形成された空間５８ａの上壁から光ファイバ５５が貫通して挿入され、そして、その先端部５５ａが空間の側壁に穿設された穴を貫通して収納筒５９の光路穴５９ａに臨み、かつ、筒体５２の側壁を介して蛍光プローブ５３に対向するように備えられている。
このようにすることにより、発光端部である光ファイバ５５の先端部５５ａより励起光が所望測定位置で蛍光プローブ５３に照射され、そこで発光した蛍光が受光端部でもある光ファイバ５５の先端部５５ａで受光されることになる。
【００５８】  受発光端部ユニット５４では、受発光端部ブロック５８が収納筒５９の下端開口から挿嵌することで収納筒５９の内壁に固定され、また、キャップ６０が収納筒５９の上端開口を封止して固定されていて、その上部中央に形成された凹部にはＯリング６０ｂを介して光ファイバ５５を支持する支持部材６０ａが螺着されている。
なお、受発光端部ユニット５４の上部は、筒体５２の内部の受発光端部ユニット５４の移動操作及び着脱操作の観点から、筒体５２の上端より突出させている。
【００５９】  以上のごとく、本実施形態の蛍光式センサ５１は、被検物中の所定の成分の濃度を測定するに先立ち、被検物中に筒体５２を帯状の蛍光プローブ５３が複数等の所望測定位置に接触するようにして定置し、そして、濃度の測定時に、光ファイバ５５の先端部５５ａが所望測定位置になるように筒体５２の内部の受発光端部ユニット５４を移動させることにより、第１の実施形態で記載したと同様の効果を奏することができる。
【００６０】  ここで、第１の実施形態における蛍光式センサ１を用いる所定成分の濃度の測定方法について、被検物中の酸素濃度を測定する方法の一例を挙げて説明する。
（１）先ず、被検物中に蛍光式センサ１の筒体２の一部を挿し込み、蛍光プローブ３が複数等の所望測定位置に接触するようにして定置する。
（２）次いで、筒体２をそのまま一定時間、例えば、０．１〜２４時間放置する。
（３）続いて、筒体２の内部の受発光ユニット７を移動させて、発光端部１０及び受光端部１１を所望測定位置に位置させる。
（４）公知の受発光・計測装置、例えば、上記した市販のセントラル科学株式会社製商品名：光学式溶存酸素計  Ｑｕｉｃｋ  ＤＯ  ＵＤ−Ｘ型における溶存酸素計本体（受発光・計測装置）等にリード線１６等を介して接続している発光端部１０から励起光の照射、受光端部１１で蛍光の受光が行われる。
発光端部１０からは、例えば、波長５００ｎｍ等の励起光が、適宜の照射時間、例えば、５０マイクロ秒（μｓｅｃ．）等と適宜の照射間隔、例えば、５００ミリ秒（ｍｓｅｃ．）〜６０秒（ｓｅｃ．）等で間歇的に照射される。
【００６１】  上記励起光の照射によって励起された蛍光プローブ３の蛍光物質から発光する蛍光が、該励起光の照射のない時間帯（照射と次の照射の合間）に受光端部１１で受光され、受発光・計測装置に伝送されて蛍光の強度、位相角又は消光速度等が間歇的に計測される。
このとき、酸素の存在により発光強度が低下することから、受光された光強度の計測値と、別にあらかじめ作成された既知酸素濃度の検量線とから、酸素濃度が算出され、測定されることになる。
なお、上記の連続する所望測定位置の濃度の測定、すなわち、濃度の連続測定については、次のように例示できる。
筒体２の内部において、発光端部１０及び受光端部１１を内蔵する受発光端部ユニット７を連続する所望測定位置で緩やかな適宜の速度、例えば、分速１〜１００ｍｍで連続的に移動させつつ、励起光を照射する発光端部１０と蛍光を受光する受光端部１１との交互でその繰り返しによる作動が連続的に行われることによって、濃度を連続測定することができる。
【００６２】  次に、酸素濃度の測定に用いられる蛍光プローブの作製例について説明する。
（酸素濃度測定用蛍光プローブの作製例）
本発明に用いられる蛍光プローブとしては、上記のごとく、被検物の所定の成分の濃度に対応した蛍光を発光する蛍光物を含有する公知のものが有効に使用されるが、本特許出願人が先に提案した蛍光プローブの一例である酸素濃度測定用蛍光プローブについて説明する（特許第６０２９００８号公報参照）。
【００６３】（１）蛍光物質（発光物質）のＰｔＴ９７５（米国  フロンティア  サイエンティフィック（Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）社製商品名、白金（ＩＩ）−テトラ（ペンタフルオロフェニル）ポルフィリン（Ｐｔ（ＩＩ）ｍｅｓｏ−Ｔｅｔｒａ（ｐｅｎｔａｆｌｕｏｒｏｐｈｅｎｙｌ）Ｐｏｒｐｈｉｎｅ）（金属ポルフィリン錯体）５．６ｍｇに有機溶媒のアセトン５ｍｌを加え、撹拌して懸濁液を調製した。
【００６４】（２）ロータリーエバポレーターの専用試験管に下記の方法で得たポリカーボネート（ＰＣ）の粒体２６０ｍｇを入れ、あらかじめ、回転させながらブロアーの熱風によりＰＣを６０℃に予熱しておき、次いで、該試験管に（１）で調製された懸濁液を回転させつつ手早く入れ、直ちに試験管外からブロアーの熱風で試験管内の温度が約７０℃になるように加熱して接触時間１０秒でアセトンを急速に気化させ、蛍光物質がＰＣの粒体の表面に、しかも適度の分散状態で付着、固定された粒体状の調製物を調製した。
【００６５】  透明なポリカーボネート（ＰＣ）の粉末化：
ＰＣのチップ８ｇを自動乳鉢器に採り、３００ｒｐｍで５．５時間粉砕を続け、次いで、乳鉢内等に付着した粒体を集め、ＰＣの粒体を得た。
続いて、このＰＣ粒体につき、ステンレス鋼製の２００メッシュ（目開き  ７５μｍ）篩通過の粒体を採取し、また、不通過の粒体は上記乳鉢器に戻してさらに３００ｒｐｍで１時間粉砕し、同様にして２００メッシュ篩通過の粒体を採取した。
そして、これらを合わせてＰＣの粒体とした。
【００６６】（３）（２）で調製された蛍光物質とＰＣの粒体との粒体状の調製物に、光透過性及び酸素透過性の合成接着剤（例示：シリコンＲＴＶゴム（モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製  ＴＳＥ３８９Ｗ））を加えて均一になるように約１分程度で素早く混和し、混和物を調製した。
【００６７】（４）光透過性及び酸素透過性の膜として厚さ２ｍｉｌ（０．０５ｍｍ）のＦＥＰ膜（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）（例示：ダイキン工業株式会社製  ネオフロンＦＥＰフィルム（片面親水化処理）ＮＦ−００５０Ｂ−１）を用い、そのプラズマ処理面に（３）で調製された混和物を薄く塗布し、続いて、降塵等を避け、２４時間以上室温で放置して完全に固化させることにより、固化物を得た。
【００６８】（５）（４）で得た固化物を適宜の方法により帯状（短冊形状）等に成形して薄い膜厚の蛍光プローブが作製された。
こうして作製された蛍光プローブの応答速度は９０％で６０秒以内と良好であった。
【００６９】  以下に、第１の実施形態における本発明の蛍光式センサ１を用いる、センサの応答速度及びぬか床中の酸素濃度を測定した試験について説明する。
なお、センサ１は、ガラス製の筒体（円筒）２（内径１７ｍｍ、長さ３０ｃｍ）の側壁の外側面に、かつ、筒体２の軸線方向に帯状で連続して配置された薄い膜厚の蛍光プローブ３（幅６ｍｍ、長さ１０ｃｍ）（上記した蛍光プローブの作製例の（４）及び（５）に記載の薄い膜厚の蛍光プローブを使用し、ＦＥＰ膜が蛍光プローブ３の接液面側となる。）が光透過性の両面テープで固着されている。
また、発光端部１０及び受光端部１１としては、それぞれ発光ダイオード、フォトダイオードが用いられている。
そして、センサ１は、上記に例示する公知の受発光・計測装置（不図示）に接続されている。
【００７０】（応答速度）
先ず、センサ１の筒体２の蛍光プローブ３全体を２％の亜硫酸ナトリウム水溶液（以下「ゼロ液」という）に浸漬し、指示値が安定したところで酸素濃度の表示を０％に校正した。
次いで、筒体２を水洗、乾燥後、空気中に放置して、酸素濃度の表示を２１％に校正した。
これにより、センサ１は酸素濃度を少なくとも０〜２１％の範囲で測定することができることになる。
【００７１】  また、再度、蛍光プローブ３全体をゼロ液に浸漬後水洗し、水除去後、空気中に放置して測定値が略２１％に安定するまでの時間、続いて、ゼロ液に浸漬して同様に測定値が０％に安定するまでの時間を測定した。その結果、９０％応答速度は、それぞれ６０秒以内で、良好であった。
なお、蛍光プローブ３における励起光の照射位置については、任意の位置とした。
また、応答時間は蛍光プローブ３の内部での酸素濃度が定常状態に安定するのに要する時間と、酸素濃度が定常状態になってからの受発光端部ユニットによる測定の遅れに依存するが、後記のごとく、後者による遅れは殆どない。
【００７２】（ぬか床中の酸素飽和度の測定）
容器中の市販のぬか床（深さ８ｃｍ）に筒体２をその蛍光プローブ３の大部分がぬか床中に、一部が空気中に露出するように略垂直に挿し込んで定置し２時間そのままで放置した。センサは空気中での測定値を酸素飽和度１００％と校正し、測定値を酸素飽和度とした。
【００７３】  次いで、筒体２の内部に開口から受発光端部ユニット７を挿入して筒体２の軸線方向に移動自在に係合させ、測定位置をぬか床の表面から１ｍｍ、３ｍｍ、６ｍｍ、１１ｍｍ、１６ｍｍと変えながら酸素飽和度を測定した。その結果を図８に示す。
なお、測定位置については、収納筒２の外壁に長さ目盛（不図示）をつけ、ぬか床表面に光が当たっている位置を深さ０とし、そこから前記目盛を読み取りながら収納筒８を筒体２内に挿入し、酸素飽和度を測定した。
また、筒体２の内部の受発光端部ユニット７を各測定位置に移動するが、略瞬時にそれぞれの酸素飽和度の測定値を示したことから、受発光端部ユニット７による測定の遅れは殆どないといえる。
【００７４】  図８から、ぬか床中の酸素飽和度は、ぬか床の表面から深さ６ｍｍの測定位置までは急激に低下し、深さ約１０ｍｍより深い部分では、略０％であることが分かる。
なお、上記のごとく、筒体２の蛍光プローブ３の一部が空気中に露出しているので、空気中の酸素濃度も測定することができる。
また、上記の試験においては、所望測定位置として５点の位置で酸素飽和度測定を行ったが、その測定終了後、引き続いて同じセンサ１をそのまま用い、上記に例示した方法により、測定位置が連続する測定、すなわち、酸素飽和度の連続測定を行った。その結果、図８に示したとほぼ同様の濃度曲線であるが、同図よりも滑らかでより正確な濃度曲線が得られた。
【００７５】（ぬか床中への該センサの筒体の挿し込みが酸素飽和度の測定時間に及ぼす影響等）
上記とは別の系の市販のぬか床中にセンサ１の筒体２を略垂直に挿し込んだ後、ぬか床の表面から５ｃｍの測定位置の酸素飽和度を経時的に測定し、測定値が定常状態になる時間までを測った。その結果を図９に示す。
【００７６】  図９から、酸素飽和度が定常状態になるまでには、ある時間を要することが分かる。
このことは、センサ１の筒体２の挿し込み時に酸素が持ち込まれたこと、筒体２を挿し込んだ時に生じた蛍光プローブ３とぬか床の隙間をぬか床や浸出水が埋めるのに時間を要したこと等に起因していると考えられる。
以上のことから、被検物につき特定方向の複数等の測定位置における成分濃度を、センサを挿し込みつつ位置を変えて測定する場合には、挿し込む都度、成分濃度が定常状態になるまで一定時間放置する必要があることになる。
本発明のセンサは、被検物中の所定の成分の濃度を測定するに先立ち、被検物中にセンサの筒体を挿し込んで定置し、その時の１回のみ、一定時間放置して定常状態にしておけば、複数等の所望測定位置で略瞬時に測定成分の濃度を測定することができるという顕著な効果を有する。
【符号の説明】
【００７７】  １…蛍光式センサ、  ２…筒体、  ２ａ…開口端、  ２ｂ…リブ、  ３…蛍光プローブ、  ３ａ…蛍光プローブ、  ３ｂ…蛍光プローブ、  ４…下部支持部材、  ５…上部支持部材、  ５ａ…開口、  ５ｂ…レール溝、  ６…レール支持部材、  ６ａ…キャップ、  ７…受発光端部ユニット、  ８…収納筒、  ８ａ…光路穴、  ９…レール、  １０…発光端部、  １１…受光端部、  １１ａ…フィルタ、  １２…受発光端部ブロック、  １２ａ…Ｏリング、  １３…電子回路基板、  １４…コネクタ、  １５…キャップ、  １５ａ…Ｏリング、  １６…リード線、  １８…外套管、  １９…外套管、  ２０…槽、  ２２…天板、  ５１…蛍光式センサ、  ５２…筒体、  ５３…蛍光プローブ、  ５４…受発光端部ユニット、  ５５…光ファイバ、  ５５ａ…先端部、  ５８…受発光端部ブロック、  ５８ａ…空間、  ５９…収納筒、  ５９ａ…光路穴、  ６０…キャップ、  ６０ａ…支持部材、  Ｙ…矢印
【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】
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【図８】
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【図９】
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