(57)【要約】【課題】より簡易な構成で、少なくとも２つの波長について測定を行うことが可能な分注ノズル用の吸光度測定装置を提供する。【解決手段】吸光度測定装置５は、それぞれ異なる変調周波数で変調された、互いに波長が異なる少なくとも２つの光を、略同一光軸に沿ってノズルチップ２に対して照射する照射部１０と、照射部１０から照射されてノズルチップ２を透過した光を受光し、当該光の強度に応じた検出信号を出力する受光部２０と、検出信号を、上記変調周波数の相違を利用して、上記少なくとも２つの光の各々に対応する信号に弁別する弁別部３０とを有する。【選択図】図１
2008020381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分注用のノズル内の試料の吸光度を測定する吸光度測定装置であって、
それぞれ異なる変調周波数で変調された、互いに波長が異なる少なくとも２つの光を、略同一光軸に沿って前記ノズルに対して照射する照射部と、
前記照射部から照射されて前記ノズルを透過した光を受光し、当該光の強度に応じた検出信号を出力する受光部と、
前記検出信号を、前記変調周波数の相違を利用して、前記少なくとも２つの光の各々に対応する信号に弁別する弁別部と、
を有することを特徴とする吸光度測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の吸光度測定装置であって、
前記照射部は、
略同一光軸上に配置された、互いに異なる波長で発光する少なくとも２つの発光素子と、
前記少なくとも２つの発光素子を、それぞれ異なる変調周波数で駆動する駆動部と、
を含む、
ことを特徴とする吸光度測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の吸光度測定装置であって、
前記弁別部は、前記変調周波数毎に設けられた、それぞれ前記検出信号を受け、それぞれ対応する変調周波数の信号を選択的に通過させるフィルタを含むことを特徴とする吸光度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分注用のノズル内の試料の吸光度を測定する吸光度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ノズル中の試料の色を光学的に測定する色測定機能を備えた分注装置が記載されている。図２は、特許文献１に記載された分注装置を示す図である。図２において、ノズル１１０の一方側には、互いに異なる波長の光を放射する３つのＬＥＤ１５０，１５２，１５４が配置されており、他方側には、３つのＬＥＤに対応して受光センサ１５６，１５８，１６０が配置されている。この分注装置では、各ＬＥＤからノズル１１０に対して光が照射され、ノズル１１０を透過した各ＬＥＤの光が、それぞれ対応する受光センサにより受光される。そして、３つの受光センサの信号に基づいて試料の色が判定される。
【０００３】
特許文献２には、ノズル内の検体を分析するための吸光度測定ユニットを備えた分注装置が記載されている。図３は、特許文献２に記載された吸光度測定ユニットを示す図である。図３において、ＬＥＤ２５０，２５１から発せられた２つの波長の光は、色分解ミラー２２８によって光軸を合わされ、ノズル２０７中の検体２０９に照射される。検体２０９を透過した光は、色分解ミラー２３０によって再び２つの波長成分に分解され、それぞれがフォトダイオード２３１，２３２に導かれる。このようにして２つの波長に対応する分光透過率が同時に測定され、２波長測光による検体２０９の吸光度が測定される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１９９０３号公報
【特許文献２】特許第３５２４４１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１，２に記載の技術では、複数の波長について同時に測定を行うことが可能であるが、複数の波長のそれぞれに対応した複数の光検出器が必要とされる。
【０００６】
そこで、本発明は、より簡易な構成で、少なくとも２つの波長について測定を行うことが可能な分注ノズル用の吸光度測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る吸光度測定装置は、分注用のノズル内の試料の吸光度を測定する吸光度測定装置であって、それぞれ異なる変調周波数で変調された、互いに波長が異なる少なくとも２つの光を、略同一光軸に沿って前記ノズルに対して照射する照射部と、前記照射部から照射されて前記ノズルを透過した光を受光し、当該光の強度に応じた検出信号を出力する受光部と、前記検出信号を、前記変調周波数の相違を利用して、前記少なくとも２つの光の各々に対応する信号に弁別する弁別部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一態様では、前記照射部は、略同一光軸上に配置された、互いに異なる波長で発光する少なくとも２つの発光素子と、前記少なくとも２つの発光素子を、それぞれ異なる変調周波数で駆動する駆動部とを含む。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記弁別部は、前記変調周波数毎に設けられた、それぞれ前記検出信号を受け、それぞれ対応する変調周波数の信号を選択的に通過させるフィルタを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より簡易な構成で、少なくとも２つの波長について測定を行うことが可能な分注ノズル用の吸光度測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る吸光度測定装置５を含む分注装置１の全体構成を示す図である。この分注装置１は、分注用のノズルを用いて試料を吸引・吐出して、試料を小分けする装置である。ノズルに収容される試料は、特に限定されないが、例えば血清などである。
【００１３】
図１において、分注装置１は、分注用のノズルとしてのノズルチップ２が着脱可能に装着される装着部３を有する。ノズルチップ２は、いわゆるディスポーザブルチップである。装着部３は、Ｚ駆動部４によりＺ方向（上下方向）に移動可能に保持されている。
【００１４】
上記のノズルチップ２、装着部３、およびＺ駆動部４は、ノズルヘッドを構成しており、このノズルヘッドは、不図示のＸ駆動部およびＹ駆動部によってＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持されている。また、装着部３には、試料の吸引および吐出を行うための分注ポンプ（不図示）が接続されている。さらに、分注装置１には、制御部（不図示）が設けられている。制御部は、Ｘ駆動部、Ｙ駆動部、Ｚ駆動部４、および分注ポンプを制御して、ノズルチップ２のＸＹＺ方向の移動、ノズルチップ２への試料の吸引、およびノズルチップ２からの試料の吐出を制御することにより、試料の分注を行う。
【００１５】
本実施の形態に係る分注装置１は、ノズルチップ２内の試料の吸光度を測定する吸光度装置５を有する。この吸光度測定装置５による吸光度の測定は、例えば、試料中における測定対象成分の濃度を測定するために行われる。ここで、測定対象成分は、例えば、血清に含まれる溶血、乳び、ビリルビンなどである。以下、吸光度測定装置５について詳しく説明する。
【００１６】
図１において、吸光度測定装置５は、大きく分けて、照射部１０、受光部２０、弁別部３０、および演算部４０を含む。
【００１７】
照射部１０は、それぞれ異なる変調周波数で変調された、互いに波長が異なる少なくとも２つの光を、略同一光軸に沿ってノズルチップ２に対して照射する。好適な一態様では、照射部１０は、略同一光軸上に配置された、互いに異なる波長で発光する少なくとも２つの発光素子と、当該少なくとも２つの発光素子を、それぞれ異なる変調周波数で駆動する駆動部とを含んで構成される。
【００１８】
受光部２０は、照射部１０から照射されてノズルチップ２を透過した光を受光し、当該光の強度に応じた検出信号を出力する。
【００１９】
弁別部３０は、受光部２０から出力された検出信号を、上記変調周波数の相違を利用して、上記少なくとも２つの光の各々に対応する信号に弁別する。好適な一態様では、弁別部３０は、上記の変調周波数毎に設けられた、それぞれ受光部２０から検出信号が入力され、それぞれ対応する変調周波数の信号を選択的に通過させるフィルタを含んで構成される。
【００２０】
演算部４０は、弁別部３０により弁別された、各波長に対応する信号に基づいて吸光度を求める。
【００２１】
以下、本実施の形態に係る吸光度測定装置５の構成の一例について、具体的に説明する。なお、ここでは、２波長測光による吸光度測定を行う場合、すなわち測定波長と参照波長との２つの波長について測光を行って吸光度を求める場合を例にとって説明する。
【００２２】
吸光度測定装置５は、光源として、発光ダイオード（LED: Light Emitting Diode）ユニット１１を有する。このＬＥＤユニット１１は、測定波長λ１の光を発するＬＥＤ１１−１と、参照波長λ２の光を発するＬＥＤ１１−２とを含む。ＬＥＤユニット１１において、ＬＥＤ１１−１およびＬＥＤ１１−２は、互いに近接して配置されており、略同一光軸上に配置されている。測定波長λ１および参照波長λ２は、試料の吸光スペクトルなどを考慮して適宜に決められればよいが、例えば、測定波長λ１は５００ｎｍであり、参照波長λ２は８００ｎｍである。
【００２３】
ＬＥＤ１１−１には駆動回路１２−１が接続されており、駆動回路１２−１には発振器１３−１が接続されている。発振器１３−１は、第１の周波数ｆ１で発振するものであり、駆動回路１２−１は、発振器１３−１から供給される第１の周波数ｆ１でＬＥＤ１１−１を駆動するものである。また、ＬＥＤ１１−２には駆動回路１２−２が接続されており、駆動回路１２−２には発振器１３−２が接続されている。発振器１３−２は、第２の周波数ｆ２で発振するものであり、駆動回路１２−２は、発振器１３−２から供給される第２の周波数ｆ２でＬＥＤ１１−２を駆動するものである。ここで、周波数ｆ１と周波数ｆ２とは、互いに異なる値となるように設定される。周波数ｆ１および周波数ｆ２は、ＬＥＤの特性等を考慮して適宜に決められればよいが、例えば、周波数ｆ１とｆ２は、それぞれ１０ｋＨｚと１００ｋＨｚである。
【００２４】
ＬＥＤユニット１１の出射端とノズルチップ２との間には、ＬＥＤ１１−１，１１−２と略同一光軸上に、集光用レンズ１４が設けられている。この集光用レンズ１４は、ＬＥＤ１１−１，１１−２からの光を集光して、ノズルチップ２に向けて略同一光軸上に出射するものである。ここで、光軸は、ノズルチップ２の中心軸と直交するように設定されている。
【００２５】
ノズルチップ２を挟んでＬＥＤユニット１１に対向する位置には、ＬＥＤ１１−１，１１−２、集光用レンズ１４と略同一光軸上に、集光用レンズ２１と、受光部としての１個の光検出器２２とが順に配置されている。集光用レンズ２１は、ＬＥＤユニット１１から出射されてノズルチップ２内を透過してきた光を集光して光検出器２２に導くものである。光検出器２２は、集光用レンズ２１から出射された光を受光し、当該光の強度に応じた検出信号（光強度信号）を出力するものであり、例えばフォトダイオードである。
【００２６】
光検出器２２の後段には、当該光検出器２２の検出信号を増幅するとともに電圧値に変換する増幅器２３が設けられている。
【００２７】
増幅器２３の後段には、バンドパスフィルタ（BPF: Band-Pass Filter）３１−１，３１−２が設けられている。ＢＰＦ３１−１は、その中心周波数が測定波長光の励起周波数ｆ１と一致させられており、増幅器２３から検出信号を受け、周波数ｆ１の信号成分を通過させるものである。すなわち、ＢＰＦ３１−１は、検出信号から測定波長λ１の光に対応する信号（光強度信号）を抽出するものである。ＢＰＦ３１−２は、その中心周波数が参照波長光の励起周波数ｆ２と一致させられており、増幅器２３から検出信号を受け、周波数ｆ２の信号成分を通過させるものである。すなわち、ＢＰＦ３１−２は、検出信号から参照波長λ２の光に対応する信号（光強度信号）を抽出するものである。
【００２８】
ＢＰＦ３１−１，３１−２の後段には、演算部４０が設けられている。ここでは、演算部４０は、ＢＰＦ３１−１，３１−２から出力される交流成分をそれぞれ直流成分に変換する交流直流変換部４１−１，４１−２と、交流直流変換部４１−１，４１−２の出力値に基づいて吸光度を算出する吸光度算出部４２とを含む。
【００２９】
なお、上記構成において、ＬＥＤユニット１１および光検出器２２は、ノズルヘッドに固定的に設置されている。
【００３０】
以下、上記構成を有する吸光度測定装置５の動作について説明する。
【００３１】
駆動回路１２−１，１２−２は、それぞれ、発振器１３−１，１３−２の発振周波数に基づき、ＬＥＤ１１−１，１１−２を周波数ｆ１，ｆ２で駆動する。これにより、ＬＥＤ１１−１，１１−２は、それぞれ異なる周波数ｆ１，ｆ２で発光する。具体的には、ＬＥＤ１１−１は、変調周波数ｆ１で強度変調された測定波長λ１の光（以下、「測定光」と称す）を発し、ＬＥＤ１１−２は、変調周波数ｆ２で強度変調された参照波長λ２の光（以下、「参照光」と称す）を発する。
【００３２】
ＬＥＤ１１−１，１１−２の光は、集光用レンズ１４により集光されて、略同一光軸に沿ってノズルチップ２内の試料に対して照射される。すなわち、測定光および参照光は、試料の同じポイントに対して同時に照射される。
【００３３】
ノズルチップ２内の試料およびノズルチップ２を透過した光は、集光用レンズ２１により集光され、光検出器２２により受光される。すなわち、測定光および参照光は、同一の光検出器２２によって同時に受光される。光検出器２２は、受光した光の強度に応じた電流信号を検出信号として増幅器２３に出力する。増幅器２３は、光検出器２２から入力された検出信号を増幅するとともに電圧信号に変換してＢＰＦ３１−１，３１−２に出力する。
【００３４】
ＢＰＦ３１−１は、増幅器２３から入力された検出信号のうち、周波数ｆ１の成分（すなわち測定光に対応する成分）を選択的に通過させ、交流直流変換部４１−１に出力する。また、ＢＰＦ３１−２は、増幅器２３から入力された検出信号のうち、周波数ｆ２の成分（すなわち参照光に対応する成分）を選択的に通過させ、交流直流変換部４１−２に出力する。
【００３５】
交流直流変換部４１−１は、ＢＰＦ３１−１から入力された交流成分を、それぞれ実効値変換などにより直流成分に変換し、測定波長λ１の透過光の強度を示す測定値Ｐｓ１を得る。そして、交流直流変換部４１−１は、得られた測定値Ｐｓ１を吸光度算出部４２に出力する。交流直流変換部４１−２は、ＢＰＦ３１−２から入力された交流成分を、それぞれ実効値変換などにより直流成分に変換し、参照波長λ２の透過光の強度を示す測定値Ｐｓ２を得る。そして、交流直流変換部４１−２は、得られた測定値Ｐｓ２を吸光度算出部４２に出力する。
【００３６】
吸光度算出部４２は、交流直流変換部４１−１，４１−２から入力された測定値Ｐｓ１，Ｐｓ２に基づき、２波長測光における吸光度計算式である下記（１）式を用いて、ノズルチップ２内の試料の吸光度Ａを算出する。なお、下記（１）式において、Ｐｂ１は、試料が無いときにおける測定波長λ１の透過光の強度を示し、Ｐｂ２は、試料が無いときにおける参照波長λ２の透過光の強度を示す。下記（１）式の右辺第２項は、略ゼロであるとして無視されてもよいし、別途Ｐｂ１，Ｐｂ２を測定することによって求められてもよい。
【００３７】
【数１】
2008020381.tif 000003
【００３８】
なお、上記の具体例では、１つの測定波長λ１を用いる場合を例示したが、２以上の測定波長を用いてもよい。この場合、２以上の測定対象成分（例えば血清中の溶血および乳び）の量を同時に測定することが可能となる。
【００３９】
また、上記の具体例では、２波長測光による吸光度測定について説明したが、単波長測光による吸光度測定を行うことも可能である。この単波長測光による吸光度測定では、分注装置１は、互いに波長が異なるＮ個（Ｎは２以上の整数）の光を同時に照射して受光することにより、Ｎ個の波長についての吸光度を同時に求める。これにより、例えば、Ｎ種類の測定対象成分の量が同時に測定される。具体的には、分注装置１は、次のように動作する。すなわち、空のノズルチップ２が装着部３に装着された後、空の状態のノズルチップ２について、複数の波長λｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）の光を照射し、波長λｉ毎の透過光の強度Ｐｂｉを測定する。ついで、分注装置１は、血清などの試料をノズルチップ２内に吸引し、試料を吸引した状態のノズルチップ２について、複数の波長λｉ（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）の光を照射し、波長λｉ毎の透過光の強度Ｐｓｉを測定する。そして、分注装置１は、測定値Ｐｂｉ，Ｐｓｉに基づき、単波長測光における吸光度計算式である下記（２）式を用いて、ノズルチップ２内の試料の波長λｉ毎の吸光度Ａｉを算出する。
【００４０】
【数２】
2008020381.tif 000004
【００４１】
以上説明した本実施の形態によれば、下記の効果が得られ得る。
【００４２】
本実施の形態では、吸光度測定装置は、それぞれ異なる変調周波数で変調された、互いに波長が異なる少なくとも２つの光を、略同一光軸に沿って分注用のノズルに対して照射する。そして、上記照射されてノズルを透過した光を受光部により受光し、当該光の強度に応じた検出信号を出力する。そして、出力された検出信号を、上記変調周波数の相違を利用して、上記少なくとも２つの光の各々に対応する信号に弁別する。このため、本実施の形態によれば、受光部を１個の光検出器で構成することが可能であり、従来よりも簡易な構成で、少なくとも２つの波長について測定を行うことが可能である。これにより、小型または安価に装置を構成することが可能である。また、少なくとも２つの波長について同時に測定を行うことができ、測定効率の向上を図ることができる。また、少なくとも２つの波長について同じポイント（同一軸）で同時に測定を行うことができ、２波長測光において測定波長および参照波長について同じ条件で測定することができ、吸光度を良好に測定することができる。また、電気的に波長選択を行うことが可能であるので、複数の光学フィルタを切り換えて波長選択を行う構成とした場合や、回折格子や色分解ミラーを用いて透過光を各波長の光に分解する構成とした場合などと比較して、光学系を簡素化することができ、構成の簡易化を図ることができる。また、光源に変調をかけるので、外乱光の影響が大幅に緩和され、遮光ケース等を省略することが可能となり、装置を小型化することが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態では、照射部は、略同一光軸上に配置された、互いに異なる波長で発光する少なくとも２つの発光素子と、当該少なくとも２つの発光素子をそれぞれ異なる変調周波数で駆動する駆動部とを含んで構成される。このため、簡易な構成で照射部が実現される。
【００４４】
また、本実施の形態では、弁別部は、上記変調周波数毎に設けられ、それぞれ上記検出信号を受け、それぞれ対応する変調周波数の信号を選択的に通過させるフィルタを含んで構成される。このため、簡易な構成で弁別部が実現される。
【００４５】
また、本実施の形態では、上記発光素子としてＬＥＤを用いるので、光源の寿命が長いという利点が得られる。
【００４６】
また、光源部がユニット化されているので（具体的には複数のＬＥＤがＬＥＤユニットに組み込まれているので）、複数種類の検査に容易に対応することが可能である。
【００４７】
また、光源を変調し、受光側でＢＰＦを用いるので、外乱光による影響や電気回路の直流成分の変動による影響を受け難い。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態に係る吸光度測定装置を含む分注装置の全体構成を示す図である。
【図２】特許文献１に記載された分注装置を示す図である。
【図３】特許文献２に記載された吸光度測定ユニットを示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  分注装置、２  ノズルチップ、５  吸光度測定装置、１０  照射部、２０  受光部、３０  弁別部、４０  演算部。
【図１】
2008020381.tif 000005
【図２】
2008020381.tif 000006
【図３】
2008020381.tif 000007