(57)【要約】【課題】極めて微量の液体試料についての光学的測定が可能となされたスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法において、予め用意した薬品とその後に導入した液体試料との反応生成物の測定を行うことを可能とし、また、液体試料の蒸発を防止して測定中に亘って必要な量の液体試料を確保することを可能とし、さらに、多数のサンプルを順次的に効率よく測定することができるようにする。【解決手段】略平板状の回転中心軸Ａを有する基体１の内部に、回転中心軸Ａに平行な直線状に形成された複数の測定流路２を設ける。測定流路２内に液体試料を充填させ、この液体試料に光束を透過させ、透過光を測定してスペクトルを測定する。基体１を回転中心軸Ａ回りに回転させ、各測定流路２内に充填された液体試料を順次測定する。【選択図】図１
2008111727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平板状に形成され、主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、
前記基体の内部に、前記回転中心軸に平行な直線状に形成され、該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され、前記回転中心軸までの距離が、前記注入口から前記回転中心軸までの距離及び前記排出口から前記回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、
出射端を前記基体のいずれか一方の主面部に対向させて配置され、該出射端より出射する光束を前記基体の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる第１の光ファイバと、
入射端を前記基体の他方の主面部に対向させて配置され、前記液体試料中を透過して前記基体の他方の主面部より出射する前記光束が該入射端より入射され、この光束を測定手段に送る第２の光ファイバと、
前記基体を前記回転中心軸回りに回転させ、他の測定流路内に充填された液体試料を前記第１の光ファイバの出射端及び前記第２の光ファイバの入射端の間の光路上に順次位置させる回転操作手段と
を備えたことを特徴とするスペクトル測定装置。
【請求項２】
略平板状に形成され、主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、
前記基体の内部に、前記回転中心軸に平行な直線状に形成され、該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され、前記回転中心軸までの距離が、前記注入口から前記回転中心軸までの距離及び前記排出口から前記回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、
出射端を前記基体のいずれか一方の主面部に対向させて配置され、該出射端より出射する光束を前記基体の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる第１の光ファイバと、
前記液体試料中を透過した前記光束を反射して該液体試料中に戻す反射部材と、
入射端を前記基体の一方の主面部に対向させて配置され、前記液体試料中を透過して前記基体の一方の主面部より出射する前記光束が該入射端より入射され、この光束を測定手段に送る第２の光ファイバと、
前記基体を前記回転中心軸回りに回転させ、他の測定流路内に充填された液体試料を前記第２の光ファイバの入射端に入射される光束の光路上に順次位置させる回転操作手段と
を備えたことを特徴とするスペクトル測定装置。
【請求項３】
略平板状に形成され、主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、
前記基体の内部に、前記回転中心軸に平行な直線状に形成され、該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され、前記回転中心軸までの距離が、前記注入口から前記回転中心軸までの距離及び前記排出口から前記回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、
前記基体の一方の主面部に一様な照度の光束を照射し、この光束を前記基体の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる照明手段と、
入射端を前記基体の他方の主面部に対向させて配置され、前記液体試料中を透過して前記基体の他方の主面部より出射する前記光束が該入射端より入射され、この光束を測定手段に送る光ファイバと、
前記基体を前記回転中心軸回りに回転させ、他の測定流路内に充填された液体試料を前記光ファイバの入射端に入射される光束の光路上に順次位置させる回転操作手段と
を備えたことを特徴とするスペクトル測定装置。
【請求項４】
前記光ファイバのコア径は、前記各測定流路の内径以下となっている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項５】
前記回転操作手段は、前記基体を回転操作するとともに、前記測定流路を、前記光ファイバの入射端に入射する光路に対する同軸位置に位置決めする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項６】
固定して配置され、前記基体が前記回転中心軸回りに回転されることにより、前記各注入口に順次対向され、対向された注入口を介して、前記測定流路内に液体試料を注入する注入器を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項７】
前記測定流路の側面部は、遮光性を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項８】
前記各前記測定流路は、２つ以上の注入口を介して、前記基体の表面部に開口されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項９】
前記注入口は、前記排出口よりも前記回転中心軸に近い位置に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載のスペクトル測定装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載のスペクトル測定装置を用いて、液体試料のスペクトルを測定するスペクトル測定方法であって、
一の測定流路内に充填させた液体試料中を透過し、前記基体の他方主面部より出射する光束を、前記光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、
前記基体を前記回転中心軸回りに回転させて、他の測定流路内に充填させた液体試料の測定を順次行う
ことを特徴とするスペクトル測定方法。
【請求項１１】
請求項８記載のスペクトル測定装置を用いて、液体試料のスペクトルを測定するスペクトル測定方法であって、
一の測定流路に対応する２つ以上の注入口より、異なる液体試料を注入し、該一の測定流路に到達する前の各液体試料を反応させ、
一の測定流路内に充填させた前記各液体試料の反応生成物中を透過し、前記基体の他方主面部より出射する光束を、前記光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、
前記基体を前記回転中心軸回りに回転させて、他の測定流路内に充填させた反応生成物の測定を順次行う
ことを特徴とするスペクトル測定方法。
【請求項１２】
前記注入口より前記液体試料を注入し、前記基体を回転させることにより、遠心力によって前記液体試料を前記測定流路内に移動させ充填させる
ことを特徴とする請求項１０、または、請求項１１記載のスペクトル測定方法。
【請求項１３】
前記測定流路の内面に、予め試薬をコーティングしておき、この試薬と前記液体試料との反応生成物についての測定を行う
ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれか一に記載のスペクトル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明な基体中に形成された測定流路に液体試料を充填させ、この液体試料を経た光束を取り込んで測定するようにしたスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１ｍｌ（ミリリットル）以下、例えば、１μｌ（マイクロリットル）程度の極めて微量の液体試料についての光学的測定を可能とする測定装置の必要が増大している。例えば、動物や、特に人間から、分析が必要な生体組織を大量に得ることは、困難な場合が多い。また、蛋白質、酵素、抗体及びデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）の試料を大量に合成、または、精製することは、多大の費用がかかる。したがって、蛋白質やＤＮＡの試料は、通常、少量の液体試料の状態である。そのため、１μｌ程度の極めて微量の液体試料についての光学的測定を可能とする測定装置が必要となるのである。
【０００３】
従来の吸光分光計においては、極めて少量の液体試料について十分な感度の溶液分析を行うことができなかった。例えば、波長２６０ｎｍにおける吸光を用いて、ＤＮＡについてバックグランド信号から区別できる最低濃度として定義される近似的検出限界は０．５ｍｌ程度であり、光路長が１０ｍｍの試料キュベットを用いた場合、約２５０ｎｇ（ナノグラム）である。
【０００４】
従来、必要な試料キュベットの内容積を小さくする試みもなされているが、このような試みは、光路長の短縮を特徴とするものが多く、光路長の短縮により測定感度の低下が生じていた。１０ｍｍの光路長を確保した試料キュベットとして、３０μｌ乃至５０μｌの範囲の体積の液体を収容するものが提案されている。しかし、内容積を５μｌとした場合には、光路長が０．５ｍｍとなってしまい、十分な感度の測定が行えない。
【０００５】
特許文献１には、コア領域を形成する毛管を用いて、コア領域に液体試料を封入した測定装置が提案されている。この測定装置においては、いわゆる液体コア法が採用されており、毛管は剛性であって、かつ、液体試料中を伝播される光波に対する屈折率が液体試料より小さくなっている。
【０００６】
一方、従来、試料キュベットを用いずに、液体試料の表面張力によって液体試料を水滴状とし、この状態において分光などの光学的測定を行う測定装置が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７‐２１８４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述のような液体コア法を採用した測定装置においては、毛管の屈折率が液体試料より小さくなければならないため、毛管の材質に制約があり、また、毛管内に薬品をコーティングすることが困難である。そのため、例えば、抗原・抗体反応等の測定のように、毛管内に予め抗体等の薬品を付着させた後に液体試料を導入し反応生成物を測定するといったように、毛管内での反応生成物を測定することができないという問題があった。
【０００９】
また、試料キュベットを用いない測定装置においては、測定中における液体試料の蒸発が問題となる。この測定装置においては、液体試料が雰囲気に曝されるため、蒸発量が多く、測定中に亘って必要な量の液体試料を確保しておくことが困難となる。
【００１０】
さらに、多数のサンプルを順次的に効率よく測定することができるスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法の提案が望まれている。
【００１１】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、極めて微量の液体試料についての光学的測定が可能となされたスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法において、予め用意した薬品とその後に導入した液体試料との反応生成物の測定を行うことができ、また、液体試料の蒸発が防止され、測定中に亘って必要な量の液体試料を確保することが可能となされ、さらに、多数のサンプルを順次的に効率よく測定することができるようになされたスペクトル測定装置及びスペクトル測定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】
【００１２】
本発明は、前述の課題を解決するため、以下の構成のいずれか一を有するものである。
【００１３】
〔構成１〕
略平板状に形成され主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、この基体の内部に回転中心軸に平行な直線状に形成され該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され回転中心軸までの距離が注入口から回転中心軸までの距離及び排出口から回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、出射端を基体のいずれか一方の主面部に対向させて配置され該出射端より出射する光束を基体の一方の主面部より入射させこの光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる第１の光ファイバと、入射端を基体の他方の主面部に対向させて配置され液体試料中を透過して基体の他方の主面部より出射する光束が該入射端より入射されこの光束を測定手段に送る第２の光ファイバと、基体を回転中心軸回りに回転させ他の測定流路内に充填された液体試料を第１の光ファイバの出射端及び第２の光ファイバの入射端の間の光路上に順次位置させる回転操作手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
〔構成２〕
略平板状に形成され主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、この基体の内部に回転中心軸に平行な直線状に形成され該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され回転中心軸までの距離が注入口から回転中心軸までの距離及び排出口から回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、出射端を基体のいずれか一方の主面部に対向させて配置され該出射端より出射する光束を基体の一方の主面部より入射させこの光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる第１の光ファイバと、液体試料中を透過した光束を反射して該液体試料中に戻す反射部材と、入射端を基体の一方の主面部に対向させて配置され液体試料中を透過して基体の一方の主面部より出射する光束が該入射端より入射されこの光束を測定手段に送る第２の光ファイバと、基体を回転中心軸回りに回転させ他の測定流路内に充填された液体試料を第２の光ファイバの入射端に入射される光束の光路上に順次位置させる回転操作手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
〔構成３〕
略平板状に形成され主面部に垂直な回転中心軸が定められた基体と、この基体の内部に回転中心軸に平行な直線状に形成され該基体の表面部に形成された注入口及び該基体の裏面部に形成された排出口を経て両端側を開口され回転中心軸までの距離が注入口から回転中心軸までの距離及び排出口から回転中心軸までの距離よりも長くなされた複数の測定流路と、基体の一方の主面部に一様な照度の光束を照射しこの光束を基体の一方の主面部より入射させこの光束を一の測定流路内に充填された液体試料中を透過させる照明手段と、入射端を基体の他方の主面部に対向させて配置され液体試料中を透過して基体の他方の主面部より出射する光束が該入射端より入射されこの光束を測定手段に送る光ファイバと、基体を回転中心軸回りに回転させ他の測定流路内に充填された液体試料を光ファイバの入射端に入射される光束の光路上に順次位置させる回転操作手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、光ファイバのコア径は、各測定流路の内径以下となっていることを特徴とするものである。
【００１７】
〔構成５〕
構成１乃至構成４のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、回転操作手段は、基体を回転操作するとともに、測定流路を、光ファイバの入射端に入射する光路に対する同軸位置に位置決めすることを特徴とするものである。
【００１８】
〔構成６〕
構成１乃至構成５のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、固定して配置され基体が回転中心軸回りに回転されることにより各注入口に順次対向され対向された注入口を介して測定流路内に液体試料を注入する注入器を備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
〔構成７〕
構成１乃至構成６のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、測定流路の側面部は、遮光性を有することを特徴とするものである。
【００２０】
〔構成８〕
構成１乃至構成７のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、各測定流路は、２つ以上の注入口を介して、基体の表面部に開口されていることを特徴とするものである。
【００２１】
〔構成９〕
構成１乃至構成８のいずれか一を有するスペクトル測定装置において、注入口は、排出口よりも回転中心軸に近い位置に形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
〔構成１０〕
構成１乃至構成９のいずれか一を有するスペクトル測定装置を用いて、液体試料のスペクトルを測定するスペクトル測定方法であって、一の測定流路内に充填させた液体試料中を透過し基体の他方主面部より出射する光束を光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、基体を回転中心軸回りに回転させて、他の測定流路内に充填させた液体試料の測定を順次行うことを特徴とするものである。
【００２３】
〔構成１１〕
構成８を有するスペクトル測定装置を用いて、液体試料のスペクトルを測定するスペクトル測定方法であって、一の測定流路に対応する２つ以上の注入口より異なる液体試料を注入し該一の測定流路に到達する前の各液体試料を反応させ、一の測定流路内に充填させた各液体試料の反応生成物中を透過し基体の他方主面部より出射する光束を光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、基体を回転中心軸回りに回転させて他の測定流路内に充填させた反応生成物の測定を順次行うことを特徴とするものである。
【００２４】
〔構成１２〕
構成１０、または、構成１１を有するスペクトル測定方法において、注入口より液体試料を注入し基体を回転させることにより、遠心力によって液体試料を測定流路内に移動させ充填させることを特徴とするものである。
【００２５】
〔構成１３〕
構成１０乃至構成１２のいずれか一を有するスペクトル測定方法において、測定流路の内面に予め試薬をコーティングしておき、この試薬と液体試料との反応生成物についての測定を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成１を有することにより、回転操作手段が、基体を回転中心軸回りに回転させ、他の測定流路内に充填された液体試料を第１の光ファイバの出射端及び第２の光ファイバの入射端の間の光路上に順次位置させるので、複数の測定流路内に充填された液体試料について、順次的に測定を行うことができる。
【００２７】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成２を有することにより、第１の光ファイバから出射され液体試料中を透過した光束は、反射部材により反射されて液体試料中に戻され、第２の光ファイバにより測定手段に送られるので、基体の片側のみからの入射光及び出射光によって、液体試料の測定を行うことができる。
【００２８】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成３を有することにより、照明手段によって基体の一方の主面部に一様な照度の光束が照射され、この光束が測定流路内に充填された液体試料中を透過し、光ファイバにより測定手段に送られるので、位置決めが必要な光ファイバを基体の片側のみに設置すればよいので、構成を容易化することができる。
【００２９】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成４を有することにより、光ファイバのコア径が、各測定流路の内径以下となっているので、測定流路内の液体試料中を透過した光束のみを光ファイバに入射させることができる。
【００３０】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成５を有することにより、回転操作手段は、基体を回転操作するとともに、測定流路を、光ファイバの入射端に入射する光路に対する同軸位置に位置決めするので、測定流路内の液体試料中を透過した光束を確実に光ファイバに入射させることができる。
【００３１】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成６を有することにより、固定して配置され基体が回転中心軸回りに回転されることにより各注入口に順次対向され対向された注入口を介して測定流路内に液体試料を注入する注入器を備えているので、各測定流路に対して、順次的に液体試料を迅速に注入することができる。
【００３２】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成７を有することにより、測定流路の側面部は、遮光性を有するので、ノイズ成分となる外光が光ファイバに入射することが防止される。
【００３３】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成８を有することにより、各測定流路は、２つ以上の注入口を介して、基体の表面部に開口されているので、２以上の異なる液体試料を一の測定流路に注入することができる。
【００３４】
本発明に係るスペクトル測定装置は、構成９を有することにより、注入口は、排出口よりも回転中心軸に近い位置に形成されているので、基体を回転中心軸回りに回転させたときに、遠心力により、測定流路内の液体試料を排出口より効率よく排出することができる。
【００３５】
本発明に係るスペクトル測定方法は、構成１０を有することにより、一の測定流路内に充填させた液体試料中を透過し基体の他方主面部より出射する光束を光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、基体を回転中心軸回りに回転させて、他の測定流路内に充填させた液体試料の測定を順次行うので、複数の測定流路内に充填された液体試料について、順次的に迅速な測定を行うことができる。
【００３６】
本発明に係るスペクトル測定方法は、構成１１を有することにより、一の測定流路に対応する２つ以上の注入口より異なる液体試料を注入し該一の測定流路に到達する前の各液体試料を反応させ、一の測定流路内に充填させた各液体試料の反応生成物中を透過し基体の他方主面部より出射する光束を光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、基体を回転中心軸回りに回転させて他の測定流路内に充填させた反応生成物の測定を順次行うので、複数の測定流路内に充填された反応生成物について、順次的に迅速な測定を行うことができる。
【００３７】
本発明に係るスペクトル測定方法は、構成１２を有することにより、注入口より液体試料を注入し基体を回転させることにより、遠心力によって液体試料を測定流路内に移動させ充填させるので、測定流路内への液体試料の充填を容易、かつ、迅速に行うことができる。
【００３８】
本発明に係るスペクトル測定方法は、構成１３を有することにより、測定流路の内面に予め試薬をコーティングしておき、この試薬と液体試料との反応生成物についての測定を行うので、各測定流路内の試薬と液体試料との反応生成物の測定を順次的に迅速に行うことができる。
【００３９】
すなわち、本発明は、極めて微量の液体試料についての光学的測定が可能となされたスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法において、予め用意した薬品とその後に導入した液体試料との反応生成物の測定を行うことができ、また、液体試料の蒸発が防止され、測定中に亘って必要な量の液体試料を確保することが可能となされ、さらに、多数のサンプルを順次的に効率よく測定することができるようになされたスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るスペクトル測定装置及びスペクトル測定方法の最良の実施の形態について説明する。
【００４１】
〔スペクトル測定装置の第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【００４２】
本発明に係るスペクトル測定装置は、図１に示すように、略平板状に形成され、主面部に垂直な回転中心軸Ａが定められた基体１を有している。この実施の形態において、基体１は、円盤状に形成され、回転中心軸Ａは円盤の中心部となっている。
【００４３】
図２は、本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【００４４】
基体１の内部には、図２に示すように、回転中心軸Ａに平行な直線状に形成された複数の測定流路２が形成されている。これら測定流路２は、それぞれが回転中心軸Ａから等しい位置に形成され、円弧状に配列されている。これら測定流路２は、基体１の表面部に形成された注入口３及び基体１の裏面部に形成された排出口４を経て、両端側を開口されている。また、各測定流路２は、回転中心軸Ａまでの距離が、注入口３から回転中心軸Ａまでの距離及び排出口４から回転中心軸Ａまでの距離よりも長くなされている。すなわち、注入口３及び排出口４は、それぞれ対応する測定流路２よりも、回転中心軸Ａに近い位置に形成されている。
【００４５】
このような測定流路２、注入口３及び排出口４を有する基体１は、複数の測定流路２が穿設された第１の円盤体１ａと、複数の注入口３が穿設された第２の円盤体１ｂと、複数の排出口４が穿設された第３の円盤体１ｃとを積層させて構成することができる。すなわち、第１の円盤体１ａの上面部に第２の円盤体１ｂを接合させ、第１の円盤体１ａの下面部に第３の円盤体１ｃを接合させることにより、基体１を構成する。第１の円盤体１ａの上面部には、各測定流路２の上側開口端から対応する注入口３に至る溝部が形成されている。また、第１の円盤体１ａの下面部には、各測定流路２の下側開口端から対応する排出口４に至る溝部が形成されている。各測定流路２は、上側の溝部及び注入口３を経て基体１の上面側に開口され、下側の溝部及び排出口４を経て基体１の下面側に開口される。
【００４６】
この基体１において、少なくとも第２の円盤体１ｂ及び第３の円盤体１ｃは、透明な材料、例えば、ポリメチルメタクリレート（Polymethylmethacrylate）（アクリル）により形成されている。なお、基体１の全体を透明材料によって形成してもよい。
【００４７】
このような基体１の各測定流路２内には、μｌオーダーの微量の液体試料が充填されるようになっている。なお、測定流路２の側面部、または、基体１の側面部は、遮光性を有することが望ましい。
【００４８】
図３は、本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における構成を示す側面図である。
【００４９】
そして、このスペクトル測定装置は、図３に示すように、出射端を基体１のいずれか一方の主面部に対向させて配置された第１の光ファイバ５を備えている。この第１の光ファイバ５は、出射端より出射する光束を、基体１の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路２内に充填された液体試料中を透過させる。
【００５０】
また、このスペクトル測定装置は、入射端を基体１の他方の主面部に対向させて配置された第２の光ファイバ６を有している。この第２の光ファイバ６は、液体試料中を透過して基体１の他方の主面部より出射する光束が入射端より入射され、この光束を図示しない測定手段に送る。
【００５１】
さらに、このスペクトル測定装置は、基体１を回転中心軸Ａ回りに回転操作する回転操作手段７を備えている。この回転操作手段７は、基体１を中心部分において支持して回転操作し、各測定流路２内に充填された液体試料を第１の光ファイバ５の出射端及び第２の光ファイバ６の入射端の間の光路上に順次位置させる。すなわち、回転操作手段７は、基体１を回転操作し、各測定流路２を、第２の光ファイバ６の入射端に入射する光路に対する同軸位置に位置決めする。
【００５２】
なお、このスペクトル測定装置において、各光ファイバ５，６のコア径は、各測定流路２の内径以下の径となっていることが望ましい。各光ファイバ５，６のコア径を各測定流路２の内径以下の径とすることにより、基体１の屈折率が液体試料の屈折率より大きくとも、液体試料についての光学的測定を支障なく行うことができる。
【００５３】
また、このスペクトル測定装置は、各注入口３を介して測定流路２内に液体試料を注入する注入器（マイクロピペット）８を備えている。この注入器８は、固定して配置されており、基体１が回転中心軸Ａ回りに回転されることにより、各注入口３に順次対向され、対向された注入口３に液体試料を注入する。
【００５４】
このスペクトル測定装置において、液体試料中を透過した光束においては、入射光のうちの特定の波長成分が液体試料によって吸収されたり、または、入射光によって励起された液体試料が発する蛍光や散乱光等が含まれており、液体試料の組成、特性に応じた特定のスペクトルが表れている。第２の光ファイバ６を介して光束が送られた測定手段は、分光光度計やフォトダイオード等であって、送られた光束における吸収スペクトルや吸光度を測定する。
【００５５】
このスペクトル測定装置における液体試料の測定（分析）としては、種々の光学的測定方法を用いることができる。これらの測定方法としては、溶存物質を含む液体中での光の吸収を測定することにより、その溶存物質の組成及び濃度を定量する光学的方法、特に、光度測定法及び分光測定法が代表的なものである。このような光学的測定は、異なる物質が異なる波長の光を吸収するという性質に基づいている。このような光学的測定は、特定の波長の光、あるいは、紫外スペクトル、可視スペクトル、または、赤外スペクトルを含む広域の光スペクトル全体にわたる光を測定することによって行うことができる。
【００５６】
このスペクトル測定装置においては、従来のキャピラリチューブ法において生じていた蒸発による光路長の変化及び液面の凹凸の問題がない。蒸発による液体試料の濃度変化については、液体試料が測定流路２内に留まっている状態であれば、外気と触れている部分が注入口３及び排出口４から奥に位置しているので、ほとんど無視することができる。
【００５７】
〔スペクトル測定装置の第２の実施の形態〕
本発明に係るスペクトル測定装置は、前述したスペクトル測定装置において、第１の光ファイバ５に代えて、基体１の一方の主面部に一様な照度の光束を照射する照明手段を用いて構成してもよい。この照明手段は、光束を基体１の一方の主面部より入射させ、この光束を測定流路２内に充填された液体試料中に透過させる。この光束は、基体１の他方の主面部より出射し、入射端を基体１の他方の主面部に対向させて配置された光ファイバ６の入射端に入射され、この光ファイバにより、測定手段に送られる。
【００５８】
このスペクトル測定装置は、第１の光ファイバ５を照明手段に代えたことの他は、前述した第１の実施の形態におけるスペクトル測定装置と同様の構成を有している。
【００５９】
〔スペクトル測定装置の第３の実施の形態〕
図４は、本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【００６０】
本発明に係るスペクトル測定装置は、前述したスペクトル測定装置において、図４に示すように、各測定流路２が、２つ以上の注入口３ａ，３ｂ，３ｃを介して、基体１の表面部に開口されているように構成してもよい。この場合には、注入口３ａ，３ｂ，３ｃから異なる液体試料を同一の測定流路２に注入することができ、これら各液体試料の反応生成物を測定流路２に注入することができる。
【００６１】
注入口３ａ，３ｂ，３ｃから測定流路２に至る間の流路には、各液体試料の反応が行われるための拡幅部を設けておくことが望ましい。
【００６２】
図５は、本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【００６３】
基体１の内部には、図５に示すように、前述した実施の形態におけると同様に、回転中心軸Ａに平行な直線状に形成された複数の測定流路２が形成されている。これら測定流路２は、それぞれが回転中心軸Ａから等しい位置に形成され、円弧状に配列されている。これら測定流路２は、基体１の表面部に形成された複数の注入口３ａ，３ｂ，３ｃ及び基体１の裏面部に形成された排出口４を経て、両端側を開口されている。また、各測定流路２は、回転中心軸Ａまでの距離が、各注入口３ａ，３ｂ，３ｃから回転中心軸Ａまでの距離及び排出口４から回転中心軸Ａまでの距離よりも長くなされている。すなわち、各注入口３ａ，３ｂ，３ｃ及び排出口４は、それぞれ対応する測定流路２よりも、回転中心軸Ａに近い位置に形成されている。
【００６４】
図６は、本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における構成を示す側面図である。
【００６５】
このスペクトル測定装置は、図６に示すように、出射端を基体１のいずれか一方の主面部に対向させて配置された第１の光ファイバ５を備えている。この第１の光ファイバ５は、出射端より出射する光束を、基体１の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路２内に充填された反応生成物中を透過させる。
【００６６】
また、このスペクトル測定装置は、入射端を基体１の他方の主面部に対向させて配置された第２の光ファイバ６を有している。この第２の光ファイバ６は、反応生成物中を透過して基体１の他方の主面部より出射する光束が入射端より入射され、この光束を図示しない測定手段に送る。
【００６７】
このスペクトル測定装置は、前述の実施の形態におけるスペクトル測定装置と同様に、回転操作手段７及び注入器８を備えている。注入器８は、固定して配置されており、基体１が回転中心軸Ａ回りに回転されることにより、各注入口３ａ，３ｂ，３ｃに順次対向され、対向された注入口３ａ，３ｂ，３ｃに液体試料を注入する。
【００６８】
〔スペクトル測定装置の第４の実施の形態〕
図７は、本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【００６９】
そして、本発明に係るスペクトル測定装置は、前述したスペクトル測定装置において、図７に示すように、測定流路２内の液体試料中を透過した光束を反射して液体試料中に戻す反射部材９を設けることによって、第１の光ファイバ５と第２の光ファイバ６とを、ともに基体１の一方の主面部に対向させて配置するようにしてもよい。
【００７０】
図８は、本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【００７１】
基体１の内部には、図８に示すように、前述した実施の形態におけると同様に、回転中心軸Ａに平行な直線状に形成された複数の測定流路２が形成されている。これら測定流路２は、それぞれが回転中心軸Ａから等しい位置に形成され、円弧状に配列されている。これら測定流路２は、基体１の表面部に形成された注入口３及び基体１の裏面部に形成された排出口４を経て、両端側を開口されている。また、各測定流路２は、回転中心軸Ａまでの距離が、注入口３から回転中心軸Ａまでの距離及び排出口４から回転中心軸Ａまでの距離よりも長くなされている。すなわち、注入口３及び排出口４は、それぞれ対応する測定流路２よりも、回転中心軸Ａに近い位置に形成されている。
【００７２】
そして、基体１の裏面部における測定流路２に対応する位置、または、各測定流路２の基体１の裏面側位置には、反射部材９が配置されている。
【００７３】
図９は、本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における構成を示す側面図である。
【００７４】
このスペクトル測定装置は、図６に示すように、出射端を基体１の一方の主面部（表面部）に対向させて配置された第１の光ファイバ５を備えている。この第１の光ファイバ５は、出射端より出射する光束を、基体１の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路２内に充填された液体試料中を透過させる。
【００７５】
また、このスペクトル測定装置は、入射端を基体１の一方の主面部（表面部）に対向させて配置された第２の光ファイバ６を有している。これら第１及び第２の光ファイバ５，６の先端側は、バンドルファイバ、または、ファイバカプラとなされて、一本のファイバとして構成されている。第２の光ファイバ６には、液体試料中を透過して反射部材９により反射され、再び液体試料中を透過して基体１の一方の主面部より出射する光束が入射端より入射される。第２の光ファイバ６は、この光束を図示しない測定手段に送る。
【００７６】
このスペクトル測定装置は、前述の実施の形態におけるスペクトル測定装置と同様に、回転操作手段７及び注入器８を備えている。
【００７７】
〔スペクトル測定装置の第５の実施の形態〕
図１０は、本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【００７８】
そして、本発明に係るスペクトル測定装置は、前述したスペクトル測定装置において、図１０に示すように、基体１を円盤状ではなく、矩形の平板状として構成してもよい。この基体１においては、中央部に回転中心軸Ａが設定され、両端側にそれぞれ測定流路２が形成されている。
【００７９】
図１１は、本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【００８０】
基体１の内部には、図１１に示すように、回転中心軸Ａに平行な直線状に形成された一対の測定流路２が形成されている。これら測定流路２は、それぞれが回転中心軸Ａから等しい位置に形成されている。これら測定流路２は、基体１の表面部に形成された注入口３及び基体１の裏面部に形成された排出口４を経て、両端側を開口されている。また、各測定流路２は、回転中心軸Ａまでの距離が、注入口３から回転中心軸Ａまでの距離及び排出口４から回転中心軸Ａまでの距離よりも長くなされている。すなわち、注入口３及び排出口４は、それぞれ対応する測定流路２よりも、回転中心軸Ａに近い位置に形成されている。
【００８１】
図１２は、本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における構成を示す側面図である。
【００８２】
このスペクトル測定装置は、図１２に示すように、出射端を基体１の一方の主面部に対向させて配置された第１の光ファイバ５を備えている。この第１の光ファイバ５は、出射端より出射する光束を、基体１の一方の主面部より入射させ、この光束を一の測定流路２内に充填された液体試料中を透過させる。
【００８３】
また、このスペクトル測定装置は、入射端を基体１の他方の主面部に対向させて配置された第２の光ファイバ６を有している。第２の光ファイバ６には、液体試料中を透過して基体１の他方の主面部より出射する光束が入射端より入射される。第２の光ファイバ６は、この光束を図示しない測定手段に送る。
【００８４】
このスペクトル測定装置は、前述の実施の形態におけるスペクトル測定装置と同様に、回転操作手段７及び注入器８を備えている。
【００８５】
〔スペクトル測定装置の洗浄について〕
図１３は、本発明に係るスペクトル測定装置における測定流路内を洗浄するための洗浄用アタッチメントの構成を示す平面図である。
【００８６】
図１４は、本発明に係るスペクトル測定装置における測定流路内を洗浄するための洗浄用アタッチメントの構成を示す縦断面図である。
【００８７】
このスペクトル測定装置における各測定流路２内を洗浄するには、洗浄用アタッチメントを用いることができる。この洗浄アタッチメント１０は、図１３及び図１４に示すように、円盤状に構成され、上部に洗浄液タンク部１１を有している。この洗浄アタッチメント１０は、洗浄液タンク部１１の下部から下面部に至る複数の洗浄液流路１２を有している。これら洗浄液流路１２の下端部の開口部は、基体１の各注入口３に対応している。また、この洗浄アタッチメント１０の下面部には、回転操作手段７の回転軸が挿入される位置決め孔１３が設けられている。
【００８８】
図１５は、洗浄用アタッチメントを用いて測定流路内を洗浄している状態を示す側面図である。
【００８９】
基体１の各測定流路２内を洗浄するには、図１５に示すように、洗浄用アタッチメント１０を基体１の上部に取り付ける。このとき、位置決め孔１３に回転操作手段７の回転軸が挿入させることにより、洗浄用アタッチメント１０は、基体１に対する同軸状に位置決めされる。洗浄用アタッチメント１０が位置決めされることにより、各洗浄液流路１２の下端部の開口部が、各中入口３に対応する位置となる。
【００９０】
この状態で、洗浄液タンク部１１に洗浄液を注入し、回転操作手段７によって基体１及び洗浄用アタッチメント１０を回転させることにより、洗浄液が各測定流路２内を通過し、効率よく各測定流路２内の洗浄を行うことができる。
【００９１】
なお、各注入口３は、各排出口４よりも回転中心軸Ａに近い位置に形成しておくことが望ましい。各注入口３が各排出口４よりも回転中心軸Ａに近いことにより、測定流路２内を通過する洗浄液は、基体１の回転によって生ずる遠心力によって、各排出口４より効率よく排出される。洗浄後に測定流路２内に残留した洗浄液は、各注入口３よりエアを吹き込むことによって排除することができる。
【００９２】
〔スペクトル測定方法の実施の形態〕
本発明に係るスペクトル測定方法は、前述した各スペクトル測定装置を用いて、液体試料のスペクトルを測定する方法である。
【００９３】
すなわち、前述のスペクトル測定装置において、一の測定流路２内に充填させた液体試料中を透過し基体１の他方主面部より出射する光束を光ファイバを介して測定手段に送ってスペクトルの測定を行うとともに、基体１を回転中心軸Ａ回りに回転させ、他の測定流路２内に充填させた液体試料のスペクトルの測定を順次行うものである。
【００９４】
図１６は、本発明に係るスペクトル測定方法において、注入口より液体試料を注入した状態を示す縦断面図である。
【００９５】
図１７は、液体試料が測定流路に到達した状態を示す縦断面図である。
【００９６】
このスペクトル測定方法においては、図１６に示すように、注入口３より液体試料を注入し、基体１を回転させることにより、図１７に示すように、遠心力によって、液体試料を測定流路２内に移動させ充填させることができる。
【００９７】
また、このスペクトル測定方法においては、測定流路２の内面に予め試薬や抗体をコーティングしておき、その後に測定流路２内に液体試料や抗体を導入することにより、これら試薬や抗体と、液体試料や抗体との反応生成物についての測定を行うこともできる。
【００９８】
さらに、このスペクトル測定方法においては、前述の第３の実施の形態に示したような、各測定流路２が２つ以上の注入口３ａ，３ｂ，３ｃを介して基体１の表面部に開口されているように構成したスペクトル測定装置を用いて、一の測定流路２に対応する２つ以上の注入口３ａ，３ｂ，３ｃより異なる液体試料を注入し、一の測定流路２に到達する前の各液体試料を反応させ、各測定流路２内に各液体試料の反応生成物を充填させるようにしてもよい。そして、各測定流路２内の反応生成物中を透過した光束を光ファイバを介して測定手段に送って測定を行うとともに、基体１を回転中心軸回りに回転させて他の測定流路２内に充填させた反応生成物の測定を順次行うことができる。
【００９９】
〔実施例〕
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【０１００】
前述したスペクトル測定装置の基体として、直径が１ｍｍ、長さが１０ｍｍの測定流路を有する基体を作成した。測定流路の内容積は、７．８５μｌである。
【０１０１】
そして、注入口より、１０μｌの液体試料を注入し、測定流路内に充填させた。液体試料は、基体を回転させることにより、遠心力により、測定流路内に充填させた。
【０１０２】
液体試料としては、濃度の異なるローダミン水溶液（０．００１ｍmol，０．００３ｍmol，０．００５ｍmol）を用い、リファレンスとして、純水を用いた。
【０１０３】
第１の光ファイバより、白色ＬＥＤを光源とする光束を液体試料に入射させ、液体試料を透過した光束を、第２の光ファイバによって取り込み、測定手段となる分光器に導光し、測定を行った。
【０１０４】
図１８は、測定されたローダミン水溶液の吸収スペクトルを示すグラフである。
【０１０５】
このスペクトル測定方法においては、図１８に示すように、約５６０ｎｍ付近に、ローダミン水溶液の濃度に応じた吸収スペクトルが測定され、吸収スペクトルが正しく測定できたことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係るスペクトル測定装置の第１の実施の形態における構成を示す側面図である。
【図４】本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【図５】本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係るスペクトル測定装置の第３の実施の形態における構成を示す側面図である。
【図７】本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【図８】本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【図９】本発明に係るスペクトル測定装置の第４の実施の形態における構成を示す側面図である。
【図１０】本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における要部の構成を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における要部の構成を示す縦断面図である。
【図１２】本発明に係るスペクトル測定装置の第５の実施の形態における構成を示す側面図である。
【図１３】本発明に係るスペクトル測定装置における測定流路内を洗浄するための洗浄用アタッチメントの構成を示す平面図である。
【図１４】本発明に係るスペクトル測定装置における測定流路内を洗浄するための洗浄用アタッチメントの構成を示す縦断面図である。
【図１５】洗浄用アタッチメントを用いて測定流路内を洗浄している状態を示す側面図である。
【図１６】本発明に係るスペクトル測定方法において、注入口より液体試料を注入した状態を示す縦断面図である。
【図１７】液体試料が測定流路に到達した状態を示す縦断面図である。
【図１８】測定されたローダミン水溶液の吸収スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１    基体
２    測定流路
３    注入口
３ａ  注入口
３ｂ  注入口
３ｃ  注入口
４    排出口
５    第１の光ファイバ
６    第２の光ファイバ
７    回転操作手段
８    注入器
９    反射部材
【図１】
2008111727.tif 000003
【図２】
2008111727.tif 000004
【図３】
2008111727.tif 000005
【図４】
2008111727.tif 000006
【図５】
2008111727.tif 000007
【図６】
2008111727.tif 000008
【図７】
2008111727.tif 000009
【図８】
2008111727.tif 000010
【図９】
2008111727.tif 000011
【図１０】
2008111727.tif 000012
【図１１】
2008111727.tif 000013
【図１２】
2008111727.tif 000014
【図１３】
2008111727.tif 000015
【図１４】
2008111727.tif 000016
【図１５】
2008111727.tif 000017
【図１６】
2008111727.tif 000018
【図１７】
2008111727.tif 000019
【図１８】
2008111727.tif 000020