(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光通過部及び第２光通過部、並びに、前記第１光通過部と対向する第１収容空間及び前記第２光通過部と対向する第２収容空間が設けられた支持体と、
前記第１収容空間に収容され、第１波長域の第１励起光が前記第１光通過部を介して照射されたときに第２波長域の第１蛍光を発する第１蛍光体と、
前記第２収容空間に収容され、前記第１波長域の第２励起光が前記第２光通過部を介して照射されたときに前記第２波長域の第２蛍光を発する第２蛍光体と、
前記第１収容空間と前記第２収容空間との間に配置された遮光部と、を備え、
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、蛍光物質として半導体材料を含有する発光層を有する半導体層を備え、
前記半導体層は、前記発光層の前記第１励起光又は前記第２励起光が入射する側及びその反対側にＡｌＧａＡｓＰを含む層を更に有し、
前記第１光通過部に入射する前記第１励起光の光量と前記第２光通過部に入射する前記第２励起光の光量とが互いに等しい場合に、前記第１光通過部から出射する前記第１蛍光の光量と前記第２光通過部から出射する前記第２蛍光の光量とは互いに異なる、蛍光測定装置の校正用基準体。
【請求項２】
第１光通過部及び第２光通過部、並びに、前記第１光通過部と対向する第１収容空間及び前記第２光通過部と対向する第２収容空間が設けられた支持体と、
前記第１収容空間に収容され、第１波長域の第１励起光が前記第１光通過部を介して照射されたときに第２波長域の第１蛍光を発する第１蛍光体と、
前記第２収容空間に収容され、前記第１波長域の第２励起光が前記第２光通過部を介して照射されたときに前記第２波長域の第２蛍光を発する第２蛍光体と、
前記第１収容空間と前記第２収容空間との間に配置された遮光部と、を備え、
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、蛍光物質として半導体材料を含有する発光層を有する半導体層を備え、
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、前記半導体層の前記第１励起光又は前記第２励起光が入射する側に酸化防止層を更に備え、
前記第１光通過部に入射する前記第１励起光の光量と前記第２光通過部に入射する前記第２励起光の光量とが互いに等しい場合に、前記第１光通過部から出射する前記第１蛍光の光量と前記第２光通過部から出射する前記第２蛍光の光量とは互いに異なる、蛍光測定装置の校正用基準体。
【請求項３】
前記半導体層は、前記発光層の前記第１励起光又は前記第２励起光が入射する側及びその反対側にＡｌＧａＡｓＰを含む層を更に有する、請求項２に記載の基準体。
【請求項４】
前記支持体は、
前記第１収容空間に収容された前記第１蛍光体を保持する第１保持部と、
前記第２収容空間に収容された前記第２蛍光体を保持する第２保持部と、を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基準体。
【請求項５】
前記第１保持部は、前記第１収容空間を画定する第１壁部であり、
前記第２保持部は、前記第２収容空間を画定する第２壁部であり、
前記第１壁部及び前記第２壁部の少なくとも一方は、前記遮光部を構成する、請求項４に記載の基準体。
【請求項６】
前記支持体のうち、少なくとも、前記第１光通過部を囲む第１領域及び前記第２光通過部を囲む第２領域は遮光性を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基準体。
【請求項７】
前記支持体は、
前記第１収容空間及び前記第２収容空間が設けられた本体部と、
前記第１光通過部及び前記第２光通過部が設けられた蓋部と、有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基準体。
【請求項８】
前記第１光通過部と前記第１蛍光体との間に配置され、前記第１励起光及び前記第１蛍光を透過させる第１光透過部材と、
前記第２光通過部と前記第２蛍光体との間に配置され、前記第２励起光及び前記第２蛍光を透過させる第２光透過部材と、を更に備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基準体。
【請求項９】
前記第１蛍光体と前記第１光透過部材との間に配置された第１光学的結合材と、
前記第２蛍光体と前記第２光透過部材との間に配置された第２光学的結合材と、を更に備える、請求項８に記載の基準体。
【請求項１０】
前記第１光透過部材は、前記第１励起光の特性を変化させる機能を有し、
前記第２光透過部材は、前記第２励起光の特性を変化させる機能を有する、請求項８又は９に記載の基準体。
【請求項１１】
前記半導体材料は、Ｇａを含む化合物半導体である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基準体。
【請求項１２】
前記化合物半導体はＧａＡｓ（１−ｘ）Ｐｘ（０≦ｘ≦１）である、請求項１１に記載の基準体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蛍光測定装置の校正用基準体に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液検査等の検体検査の方法として、イムノクロマトグラフィーアッセイ（ラテラルフローイムノアッセイ）が知られており、最近では、目視判定が困難な低発色領域を含む定量診断において、蛍光標識を用いる方法が用いられている。例えば、特許文献１には、蛍光標識を用いたイムノクロマトグラフィーアッセイに関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０８３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような蛍光標識を用いる方法では蛍光測定装置が用いられるところ、信頼性の高い検査結果を得るためには、蛍光測定装置による蛍光測定が一定の測定感度で行われる必要がある。このような理由から、蛍光測定装置の校正（例えば、機台差の確認、測定感度の調整、故障診断等）を行うための基準体が必要とされている。【０００５】
本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、広いダイナミックレンジにおいて安定して蛍光測定装置の測定感度の確認を行うことができる、蛍光測定装置の校正用基準体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】
【０００６】
本開示の一側面は、第１光通過部及び第２光通過部、並びに、第１光通過部と対向する第１収容空間及び第２光通過部と対向する第２収容空間が設けられた支持体と、第１収容空間に収容され、第１波長域の第１励起光が第１光通過部を介して照射されたときに第２波長域の第１蛍光を発する第１蛍光体と、第２収容空間に収容され、第１波長域の第２励起光が第２光通過部を介して照射されたときに第２波長域の第２蛍光を発する第２蛍光体と、第１収容空間と第２収容空間との間に配置された遮光部と、を備える、蛍光測定装置の校正用基準体に関する。この基準体において、第１光通過部に入射する第１励起光の光量と第２光通過部に入射する第２励起光の光量とが互いに等しい場合、第１光通過部から出射する第１蛍光の光量と第２光通過部から出射する第２蛍光の光量とは互いに異なる。【０００７】
この基準体では、第１収容空間と第２収容空間との間に配置された遮光部により、一方の蛍光体における励起光及び蛍光が、他方の蛍光体における励起光及び蛍光に影響を及ぼすことを抑制できること、及び、第１光通過部に入射する第１励起光の光量と第２光通過部に入射する第２励起光の光量とが互いに等しい場合において、第１光通過部から出射する第１蛍光の光量と第２光通過部から出射する第２蛍光の光量とが互いに異なることから、一回の測定により、安定して広いダイナミックレンジにおいて測定感度の確認を行うことができる。【０００８】
一態様において、支持体は、第１収容空間に収容された第１蛍光体を保持する第１保持部と、第２収容空間に収容された第２蛍光体を保持する第２保持部と、を有してよい。第１収容空間において第１蛍光体が保持され、第２収容空間において第２蛍光体が保持されることにより、測定値のばらつきが抑制される。これにより、校正の精度を高めることができる。【０００９】
一態様において、第１保持部は、第１収容空間を画定する第１壁部であってよく、第２保持部は、第２収容空間を画定する第２壁部であってよい。この第１壁部及び第２壁部の少なくとも一方は、遮光部を構成してよい。この場合、遮光部による遮光を確実に行うことができるため、測定値のばらつきが抑制される。これにより、校正の精度を高めることができる。【００１０】
一態様において、支持体のうち、少なくとも、第１光通過部を囲む第１領域及び第２光通過部を囲む第２領域は遮光性を有してよい。この場合、第１蛍光及び第２蛍光の測定において、第１領域に照射された光（第１励起光）及び第２領域に照射された光（第２励起光）による影響を抑えることができるため、測定値のばらつきが抑制される。これにより、校正の精度を高めることができる。【００１１】
一態様において、支持体は、第１収容空間及び第２収容空間が設けられた本体部と、第１光通過部及び第２光通過部が設けられた蓋部と、を有してよい。この場合、本体部及び蓋部を、それぞれの機能に応じた材料で構成することが容易となる。【００１２】
一態様において、基準体は、第１光通過部と第１蛍光体との間に配置され、第１励起光及び第１蛍光を透過させる第１光透過部材と、第２光通過部と第２蛍光体との間に配置され、第２励起光及び第２蛍光を透過させる第２光透過部材と、を更に備えてよい。この場合、第１光透過部材及び第２光透過部材によって、物理的要因及び化学的要因による蛍光体（第１蛍光体及び第２蛍光体）の劣化を防止できるため、長期にわたり、高い精度で校正を行うことができる。【００１３】
一態様において、基準体は、第１蛍光体と第１光透過部材との間に配置された第１光学的結合材と、第２蛍光体と第２光透過部材との間に配置された第２光学的結合材と、を更に備えてよい。この場合、蛍光体と光透過部材との界面での光学的ロスが抑制されるため、測定値のばらつきが抑制される。これにより、校正の精度を高めることができる。【００１４】
一態様において、第１光透過部材は、第１励起光の特性を変化させる機能を有してよく、第２光透過部材は、第２励起光の特性を変化させる機能を有してよい。この場合、光透過部材（第１光透過部材及び第２光透過部材）の選択により、例えば、透過する光の光量及び波長、すなわち、蛍光体（第１蛍光体及び第２蛍光体）に照射される励起光（第１励起光及び第２励起光）の光量及び波長を調整することが可能となる。【００１５】
一態様において、第１蛍光体及び第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、蛍光物質として半導体材料を含有する発光層を有する半導体層を備えていてよい。半導体材料を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。【００１６】
一態様において、半導体材料は、Ｇａを含む化合物半導体であってよい。化合材料を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。【００１７】
一態様において、化合物半導体は、ＧａＡｓ（１−ｘ）Ｐｘ（０≦ｘ≦１）であってよい。この場合、特に赤色領域において、良好な蛍光が得られる。【００１８】
一態様において、半導体層は、発光層の励起光が入射する側及びその反対側に、ＡｌＧａＡｓＰを含む層を更に有してよい。この場合、蛍光体の発光効率に優れる傾向がある。【００１９】
一態様において、第１蛍光体及び第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、発光層の励起光が入射する側に酸化防止層を更に備えてよい。この場合、酸化による蛍光体の劣化を防止できるため、長期にわたり、高い精度で校正を行うことができる。【００２０】
一態様において、第１蛍光体及び第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、光透過性樹脂と、光透過性樹脂中に分散された蛍光物質とを含有する蛍光樹脂で構成されていてよい。蛍光物質を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。【００２１】
一態様において、第１蛍光体及び第２蛍光体のうちの少なくとも一方は、ガラスと、ガラス中に分散された蛍光物質とを含有する蛍光ガラスで構成されていてよい。蛍光物質を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。
【発明の効果】
【００２２】
本開示によれば、広いダイナミックレンジにおいて安定して蛍光測定装置の測定感度の確認を行うことができる、蛍光測定装置の校正用基準体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、蛍光測定装置の光学ヘッド及びクロマト試験用具の斜視図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態に係る基準体の平面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿っての基準体の断面図である。
【図４】図４は、図２の基準体の本体部の平面図である。
【図５】図５は、図２の基準体の蛍光体を構成する半導体蛍光体の断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、本開示の一実施形態に係る基準体の蛍光体の第１変形例の斜視図である。図６の（ｂ）は、本開示の一実施形態に係る基準体の蛍光体の第２変形例の斜視図である。
【図７】図７は、本開示の一実施形態に係る蛍光体の蛍光励起スペクトルを示す図である。
【図８】図８は、本開示の一実施形態に係る基準体の蛍光測定により得られた蛍光プロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２５】
まず、本実施形態に係る基準体が用いられる蛍光測定装置について説明する。図１に示される蛍光測定装置１００は、イムノクロマトグラフィーアッセイに用いられる蛍光測定装置（蛍光イムノクロマトリーダー）である。図１に示されるように、蛍光測定装置１００は、支持台１１０と、光学ヘッド１２０と、走査機構（図示省略）と、を備えている。
【００２６】
支持台１１０は、クロマト試験用具５０を支持する。クロマト試験用具５０は、ケーシング５１と、クロマト試験片５２と、を有している。ケーシング５１は、Ｘ軸方向を長手方向とし且つＺ軸方向を厚さ方向とする矩形板状の形状を呈している。ケーシング５１には、Ｚ軸方向における一方の側に開口する開口部５１ａが形成されている。クロマト試験片５２は、ケーシング５１内に収容されている。クロマト試験片５２には、例えば抗原抗体反応の結果、Ｙ軸方向に沿って延在する複数の呈色ラインＣＬが形成される。複数の呈色ラインＣＬは、Ｘ軸方向に沿って並んでおり、開口部５１ａを介して外部に露出させられている。各呈色ラインＣＬには、抗原若しくは抗体に結合された蛍光物質（及びそれらを含む蛍光試薬）が含まれるため、各呈色ラインＣＬは第１波長域の励起光によって第２波長域の蛍光を発する。
【００２７】
光学ヘッド１２０は、クロマト試験用具５０に対して第１波長域の励起光を照射する照射光学系１３０と、クロマト試験用具５０から発せられる第２波長域の蛍光を検出する検出光学系１４０と、を有している。照射光学系１３０は、半導体発光素子１３１と、コリメートレンズ１３２と、光束整形部材１３３と、ショートパスフィルタ１３４と、集光レンズ１３５と、を含んでいる。検出光学系１４０は、ロングパスフィルタ１４１と、半導体受光素子１４２と、を含んでいる。なお、蛍光測定装置１００は、外乱光が入らない機構を有している。
【００２８】
蛍光測定装置１００では、光学ヘッド１２０が走査機構によってＸ軸方向に走査される。この際、半導体発光素子１３１から発せられた第１波長域の励起光が、コリメートレンズ１３２、光束整形部材１３３、ショートパスフィルタ１３４及び集光レンズ１３５を介して、クロマト試験用具５０に対して照射される。当該励起光が開口部５１ａを介して各呈色ラインＣＬに照射されると、各呈色ラインＣＬから第２波長域の蛍光が発せられ、当該蛍光がロングパスフィルタ１４１を介して半導体受光素子１４２に入射する。これにより、各呈色ラインＣＬの呈色度が測定される。
【００２９】
ここで、第１波長域とは、第２波長域の蛍光を発する蛍光物質内の電子を励起して当該第２波長域の蛍光を発させるために必要なエネルギーを有する光（励起光）の波長域である。したがって、通常、第１波長域と第２波長域とは、その波長範囲において重複せず、第１波長域のピーク波長は第２波長域のピーク波長よりも短い。
【００３０】
つまり、励起光の波長域である第１波長域は、用いられる蛍光物質の励起特性に応じて決定され、呈色ラインＣＬが発する蛍光の波長域である第２波長域は、呈色ラインＣＬの蛍光特性、すなわち、呈色ラインＣＬが含む蛍光物質の蛍光特性によって決定される。また、第１波長域は、半導体発光素子１３１及びショートパスフィルタ１３４の種類等によって調整される。
【００３１】
次に、本実施形態に係る基準体について説明する。図２及び図３に示される基準体１は、上述した蛍光測定装置１００の校正に用いられる。図２及び図３に示されるように、基準体１は、Ｘ軸方向を長手方向とし且つＺ軸方向を厚さ方向とする矩形板状の形状を呈している。基準体１の形状及び大きさは、クロマト試験用具５０に準じた形状及び大きさである。
【００３２】
基準体１は、支持体１０と、第１蛍光体２０と、第２蛍光体３０と、を備えている。基準体１は、更に、第１光透過部材２と、第２光透過部材３と、第１光学的結合材４と、第２光学的結合材５と、を備えている。
【００３３】
支持体１０は、本体部１１と、蓋部１２と、を有している。本体部１１及び蓋部１２のそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とし且つＺ軸方向を厚さ方向とする矩形板状の形状を呈している。蓋部１２は、本体部１１の表面１１ａ（Ｚ軸方向における一方の側の面）に配置されており、ボルト６によって本体部１１に固定されている。
【００３４】
図３及び図４に示されるように、本体部１１の表面１１ａには、Ｚ軸方向における一方の側に開口する第１収容空間１４及び第２収容空間１５が設けられている。第１収容空間１４及び第２収容空間１５は、Ｘ軸方向に沿って並んでいる。第１収容空間１４は、本体部１１の表面１１ａに形成された第１凹部１４ａと、第１凹部１４ａの開口側において拡幅された第１拡幅部１４ｂと、を含んでいる。第２収容空間１５は、本体部１１の表面１１ａに形成された第２凹部１５ａと、第２凹部１５ａの開口側において拡幅された第２拡幅部１５ｂと、を含んでいる。
【００３５】
第１凹部１４ａ内には、第１蛍光体２０が配置されている。第１蛍光体２０は、第１凹部１４ａを画定する第１壁部（第１保持部）１６によって保持されている。第１蛍光体２０は、第１波長域の第１励起光が照射されたときに第２波長域の第１蛍光を発する。第１拡幅部１４ｂ内には、第１光透過部材２が配置されている。第１光透過部材２は、第１蛍光体２０に照射される第１励起光、及び第１蛍光体２０から発せられる第１蛍光を透過させる。第１光透過部材２は、第１励起光の特性を変化させる機能を有している。一例として、第１光透過部材２は、透過する第１励起光の光量を減少させる減光機能、特定の波長域を有する光のみを透過する波長選択機能等を有している。第１蛍光体２０と第１光透過部材２との間には、第１光学的結合材４が配置されている。第１光学的結合材４は、第１蛍光体２０と第１光透過部材２とを光学的に結合し、第１蛍光体２０と第１光透過部材２との間を通過する光の光学的性質（波長、光量等）の変化を抑制している。一例として、第１光学的結合材４は、光透過性及び接着性を有する樹脂が挙げられる。なお、図４では、第１光透過部材２及び第１光学的結合材４が二点鎖線で示されている。
【００３６】
第２凹部１５ａ内には、第２蛍光体３０が配置されている。第２蛍光体３０は、第２凹部１５ａを画定する第２壁部（第２保持部）１７によって保持されている。第２蛍光体３０は、第１波長域の第２励起光が照射されたときに第２波長域の第２蛍光を発する。第２拡幅部１５ｂ内には、第２光透過部材３が配置されている。第２光透過部材３は、第２蛍光体３０に照射される第２励起光、及び第２蛍光体３０から発せられる第２蛍光を透過させる。第２光透過部材３は、第２励起光の特性を変化させる機能を有している。一例として、第２光透過部材３は、透過する第２励起光の光量を減少させる減光機能、特定の波長域を有する光のみを透過する波長選択機能等を有している。第２蛍光体３０と第２光透過部材３との間には、第２光学的結合材５が配置されている。第２光学的結合材５は、第２蛍光体３０と第２光透過部材３とを光学的に結合し、第２蛍光体３０と第２光透過部材３との間を通過する光の光学的性質（波長、光量等）の変化を抑制している。一例として、第２光学的結合材５は、光透過性及び接着性を有する樹脂が挙げられる。なお、図４では、第２光透過部材３及び第２光学的結合材５が二点鎖線で示されている。
【００３７】
本体部１１は、遮光性（光吸収性又は光反射性）を有する材料で構成されており、より好ましくは光吸収性を有する材料（例えば、黒色のＡＢＳ樹脂）で構成されている。すなわち、第１壁部１６及び第２壁部１７は、遮光性を有している。そのため、第１壁部１６及び第２壁部１７は、第１収容空間１４と第２収容空間１５との間に入射する光を遮光する遮光部１３としても機能する。
【００３８】
図２及び図３に示されるように、蓋部１２には、第１光通過部１８及び第２光通過部１９が設けられている。第１光通過部１８及び第２光通過部１９のそれぞれは、Ｙ軸方向に沿って延在するスリットであり、互いに同一の大きさ及び形状を有している。第１光通過部１８は、Ｚ軸方向において第１収容空間１４と対向しており、第２光通過部１９は、Ｚ軸方向において第２収容空間１５と対向している。つまり、第１光透過部材２は、第１光通過部１８と第１蛍光体２０との間に配置されており、第２光透過部材３は、第２光通過部１９と第２蛍光体３０との間に配置されている。なお、第１光通過部１８及び第２光通過部１９の形状及び大きさは、クロマト試験用具５０の呈色ラインＣＬの形状及び大きさに合わせて適宜調整されてよい。
【００３９】
蓋部１２は、遮光性を有する材料で構成されており、より好ましくは光吸収性を有する材料（例えば、黒色のアクリル樹脂）で構成されている。すなわち、蓋部１２において第１光通過部１８を囲む第１領域１８ａ及び第２光通過部１９を囲む第２領域１９ａは、遮光性（例えば光吸収性）を有している。
【００４０】
第１蛍光体２０は、第１波長域の第１励起光が照射されたときに第２波長域の第１蛍光を発する蛍光体であり、第２蛍光体３０は、第１波長域の第２励起光が照射されたときに第２波長域の第２蛍光を発する蛍光体である。本実施形態において、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０は、図５に示される半導体蛍光体４０で構成されており、基板４１と、基板４１上に配置されたグレーデッド層４２と、グレーデッド層４２上に配置された半導体層４３と、半導体層４３上に配置された酸化防止層４４と、を備える。なお、図示を容易にするため、各層の厚さは実際の厚さとは関係なく、全て均一にしている。第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０はそれぞれ、半導体層４３に対して酸化防止層４４側が蓋部１２側となるように第１収容空間１４及び第２収容空間１５に収容されている。
【００４１】
半導体層４３は、障壁層４３ａと、発光層４３ｂと、窓層４３ｃと、を有する。障壁層４３ａは発光層４３ｂに対して基板４１側に配置され、窓層４３ｃは発光層４３ｂに対して蓋部１２側に配置されている。
【００４２】
発光層４３ｂは、第１波長域の励起光（第１励起光又は第２励起光）が照射されることにより第２波長域の蛍光（第１蛍光又は第２蛍光）を発する蛍光物質である半導体材料で構成されている。発光層４３ｂを構成する半導体材料は、Ｇａを含む化合物半導体であり、例えばＧａＡｓとＧａＰとの混晶であって、ＧａＡｓ（１−ｘ）Ｐｘ（０≦ｘ≦１）で表される（以下、単に「ＧａＡｓＰ」ともいう。）。下記表１に示されるように、遷移型が直接遷移型となり発光効率に優れる観点では、ｘが０．５以下であることが好ましい。このような蛍光体は、特に赤色領域における蛍光体として好ましい。なお、表１に示す発光波長（蛍光の波長）はバンドギャップエネルギーＥｇから計算される値である。
【００４３】
【表１】
0006646742.tif 000002
【００４４】
一例として、発光層４３ｂの厚さは、０．０１〜５μｍである。本実施形態では、第１蛍光体２０における発光層４３ｂと第２蛍光体３０における発光層４３ｂとは互いに厚さが異なる。半導体蛍光体４０が発する蛍光（第１蛍光及び第２蛍光）の光量は、発光層４３ｂの厚さに比例して増加するため、本実施形態では、第１光通過部１８に入射する第１励起光の光量と第２光通過部１９に入射する第２励起光の光量とが互いに等しい場合、第１光通過部１８から出射する第１蛍光の光量と第２光通過部１９から出射する第２蛍光の光量とは互いに異なる。なお、発光層４３ｂの厚さが一定値以上となると、蛍光の光量は増加しにくくなる。そのため、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０の少なくとも一方は、発光層４３ｂの厚さが３μｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
障壁層４３ａ及び窓層４３ｃは、ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ（１−ｚ）Ｐｚ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表される半導体材料（以下、単に「ＡｌＧａＡｓＰ」ともいう。）で構成される層である。一例として、障壁層４３ａの厚さは、０．０１〜５μｍであり、窓層４３ｃの厚さは０．０１〜５μｍである。
【００４６】
酸化防止層４４は、半導体層４３の酸化を防止する機能を有する。酸化防止層４４は、例えば、反射防止層４４ａと、反射防止層４４ａに対して半導体層４３とは反対側に配置された保護層４４ｂと、を有する。反射防止層４４ａは、酸化防止機能に加えて、発光層４３ｂに入射される励起光の反射を防止する機能を有する層である。保護層４４ｂは、物理的及び化学的な要因から半導体蛍光体４０の蓋部１２側に露出する面を保護する層である。本実施形態では、反射防止層４４ａとして、Ｓｉ３Ｎ４を含む層を有し、保護層４４ｂとして、ＳｉＯ２を含む層を有する。一例として、反射防止層４４ａの厚さは、０．０１〜０．３μｍであり、保護層４４ｂの厚さは、０．０１〜０．５μｍである。
【００４７】
基板４１は半導体層４３を固定する機能を有する。本実施形態ではＧａＡｓ基板である。一例として、基板４１の厚さは、１００〜１２００μｍである。
【００４８】
グレーデッド層４２は、基板４１と半導体層４３との格子不整合を緩和する機能を有する層である。グレーデッド層４２は、半導体層４３と同じくＧａ、Ａｓ及びＰを含む層（例えばＧａＡｓＰからなる層）であるが、グレーデッド層４２は、基板４１側から半導体層４３側に近づくに従って、Ｐの含有量が増加するように構成されている。具体的には、グレーデッド層４２は、Ｐの含有量が半導体層４３との界面付近において半導体層４３と同程度となるように構成されている。グレーデッド層４２は、Ａｌを更に含む層（例えばＡｌＧａＡｓＰからなる層）であってもよい。グレーデッド層４２がＡｌを更に含む場合、グレーデッド層４２は、基板４１側から半導体層４３側に近づくに従って、Ａｌの含有量が増加するように構成されていてよく、その含有量が半導体層４３との界面付近において半導体層４３と同程度となるように構成されていてよい。
【００４９】
上述した半導体蛍光体４０は、例えば、基板４１上に、グレーデッド層４２、障壁層４３ａ、発光層４３ｂ及び窓層４３ｃをこの順に成長させ、その上に、反射防止層４４ａ及び保護層４４ｂをこの順に成膜することにより得られる。
【００５０】
次に、本実施形態に係る基準体１を用いた蛍光測定装置１００の校正について説明する。本明細書において、蛍光測定装置１００の校正とは、蛍光測定装置１００により測定される蛍光強度、プロファイル等の基準値に対するずれの有無を確認する操作を意味する。本実施形態に係る基準体１は、例えば、蛍光測定装置１００の出荷調整、定期点検等に有用である。例えば、蛍光測定装置１００の出荷時には、まず、基準機で本実施形態に係る基準体１の蛍光測定を行う。次いで、検査対象となる蛍光測定装置１００（実機）で本実施形態に係る基準体１の蛍光測定を行い、基準機で測定された発光強度、プロファイル等と、実機で測定された発光強度、プロファイル等とのずれを確認する。この際、実機の発光強度、プロファイル等が規定値に入っていない場合には、機台調整を行う。かかる校正作業により、安定した蛍光測定を行い得る蛍光測定装置１００を出荷することができる。また、蛍光測定装置１００の定期点検時には、本実施形態に係る基準体１の蛍光測定を行い、基準機で測定された発光強度、プロファイル等と対比することにより、測定した発光強度、プロファイル等が規定値に入っているか否かを確認する。これにより、当該蛍光測定装置１００の故障の診断を行うことができる。また、複数の蛍光測定装置１００で本実施形態に係る基準体１を測定し、測定した発光強度、プロファイル等を対比することにより、機台差の確認を行うこともできる。
【００５１】
本実施形態に係る基準体１によれば、一回の測定により、広いダイナミックレンジにおいて測定感度の確認を行うことができる。
【００５２】
また、本実施形態では、支持体１０が本体部１１と蓋部１２とをそれぞれ備えるため、本体部１１及び蓋部１２を各々の機能に応じた材料で構成することができる。また、蓋部１２がボルト６によって本体部１１に固定されているため、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０の交換を容易に行うことができる。また、第１収容空間１４及び第２収容空間１５には、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０が収容されていない領域が存在するため、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０の取り外しを容易に行うことができる。
【００５３】
また、本実施形態では、本体部１１が、第１保持部と第２保持部とを有するため、第１収容空間１４において第１蛍光体２０が保持され、第２収容空間１５において第２蛍光体３０が保持される。これにより、測定値のばらつきが抑制されるため、校正の精度を高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、本体部１１が遮光性を有する材料で構成されているため、第１収容空間１４と第２収容空間１５との間に入射する光を遮光することができ、第１光通過部１８及び第２光通過部１９以外の領域からの励起光の入射及び蛍光の出射を抑制することができる。よって、一方の蛍光体における励起光及び蛍光が、他方の蛍光体における励起光及び蛍光に影響を及ぼすことを抑制することができる。特に、本実施形態では、本体部１１が光吸収性を有する材料で構成されているため、蛍光測定における、励起光及び蛍光の散乱の影響を抑えることができる。また、本実施形態では、第１壁部１６及び第２壁部１７が遮光性を有するため、第１壁部１６及び第２壁部１７が、第１収容空間１４と第２収容空間１５との間に入射する光を遮光する遮光部１３としても機能する。そのため、一方の収容空間に収容された蛍光体が、他方の収容空間の壁部から漏出した光（励起光及び蛍光）の影響を受けにくい。これにより、測定値のばらつきが抑制されるため、校正の精度を高めることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、蓋部１２が遮光性を有する材料で構成されており、第１光通過部１８を囲む第１領域１８ａ及び第２光通過部１９を囲む第２領域１９ａが遮光性を有するため、第１領域１８ａに照射された光（第１励起光）及び第２領域１９ａに照射された光（第２励起光）が蛍光測定に与える影響を抑えることができる。これにより、測定値のばらつきが抑制されるため、校正の精度を高めることができる。特に、本実施形態では、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａが光吸収性を有する材料で構成されているため、散乱光等のノイズ成分による測定値のばらつきが抑制される。
【００５６】
また、本実施形態では、第１光通過部１８と第１蛍光体２０との間に配置され、第１励起光及び第１蛍光を透過させる第１光透過部材２と、第２光通過部１９と第２蛍光体３０との間に配置され、第２励起光及び第２蛍光を透過させる第２光透過部材３と、を備えるため、物理的要因及び化学的要因による第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０の劣化を防止できる。これにより、長期にわたり、高い精度で校正を行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、第１蛍光体２０と第１光透過部材２との間及び第２蛍光体３０と第２光透過部材３との間が、それぞれ第１光学的結合材４及び第２光学的結合材５によって充填されているため、蛍光体と光透過部材との界面での光学的ロスが抑制される。これにより、測定値のばらつきが抑制されるため、校正の精度を高めることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、蛍光体（第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０）が半導体蛍光体４０で構成されており、半導体蛍光体４０の発光層４３ｂを構成する半導体材料がＧａを含む化合物半導体であるため、後述するように、化合材料の種類及びその含有割合を調整することにより、容易に蛍光特性を変化させることができる。また、本実施形態では、発光層４３ｂを構成する半導体材料がＧａＡｓ（１−ｘ）Ｐｘ（０≦ｘ≦１）で表される化合物半導体であるため、特に赤色領域において良好な蛍光が得られる。また、本実施形態では、ＡｌＧａＡｓＰで構成される障壁層４３ａと、ＧａＡｓＰで構成される発光層４３ｂと、ＡｌＧａＡｓＰで構成される窓層４３ｃとがこの順に積層されており、半導体層４３がいわゆる井戸型構造を有するため、発光効率に優れる。また、本実施形態では、半導体蛍光体４０が酸化防止層４４を備えるため、酸化による蛍光体の劣化を防止でき、長期にわたり、高い精度で校正を行うことができる。また、上述した半導体蛍光体４０は、一般的にイムノクロマトグラフィーアッセイに使用される赤色励起用試薬の蛍光励起スペクトルに近い蛍光励起スペクトルを有することから、イムノクロマトグラフィーアッセイに使用される蛍光測定装置１００（イムノクロマトリーダー）の校正用基準体に好適に用いることができる。
【００５９】
以上、本開示に係る基準体の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６０】
例えば、基準体はボルト６を備えていなくてよく、例えば、本体部１１と蓋部１２とが接着性を有する樹脂によって固定されていてもよい。また、本体部１１と蓋部１２とが一体として成形されていてもよい。
【００６１】
また、例えば、本体部１１において、第１壁部１６及び第２壁部１７と、第１壁部１６及び第２壁部１７以外の部分とが、異なる材料で構成されていてもよい。例えば、本体部１１において、第１壁部１６及び第２壁部１７のみが遮光性を有する材料で構成されていてもよい。また、第１壁部１６及び第２壁部１７の一方のみが遮光性を有する材料で構成されていてもよい。また、第１壁部１６及び第２壁部１７が遮光性を有するのではなく、第１収容空間１４と第２収容空間１５との間に別途、遮光部材を設けてもよい。
【００６２】
また、例えば、蓋部１２において、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａと、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａ以外の部分とが、異なる材料で構成されていてもよい。例えば、蓋部１２において、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａのみが遮光性を有する材料で構成されていてもよい。また、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａの一方のみが遮光性を有する材料で構成されていてもよい。また、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａが遮光性を有するのではなく、第１領域１８ａ及び第２領域１９ａとの間に別途、遮光部材を設けてもよい。
【００６３】
また、例えば、第１光通過部１８及び第２光通過部１９は、光透過性の材料で構成されていてもよい。第１光通過部１８及び第２光通過部１９は、蓋部１２に形成された光透過性の領域であってよい。
【００６４】
また、例えば、発光層４３ｂを構成するＧａＡｓ（１−ｘ）ＰｘにおけるＰの含有比率ｘを変化させることにより、蛍光体の蛍光特性を変化させてよい。含有比率ｘを多くする（ｘを１に近づける）ことにより、バンドギャップエネルギーが増加するため、蛍光の波長域（第２波長域）を短波長側にシフトさせることができる。含有比率ｘが０．５以下では直接遷移となるため、蛍光強度に優れる傾向がある。
【００６５】
また、例えば、窓層４３ｃ及び障壁層４３ａを構成するＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ（１−ｚ）Ｐｚ（０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）におけるＡｌの含有比率ｙ及びＰの含有比率ｚを変化させることにより、蛍光体の蛍光特性を変化させてよい。発光効率を更に高める観点から、窓層４３ｃにおける含有比率ｙは０．０５〜１であってよい。同様に、発光効率を更に高める観点から、障壁層４３ａにおける含有比率ｙは０．０５〜１であってよい。
【００６６】
また、例えば、発光層４３ｂは半導体材料以外の材料を含んでいてよい。また、発光層４３ｂに含有される半導体材料は、ＧａＡｓＰに限られない。発光層４３ｂに含有される半導体材料は、例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＮＡｓ、ＧａＮＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮＡｓ、ＡｌＧａＮＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ等であってもよい。半導体材料を変更することにより、蛍光体の蛍光特性を変化させることができる。すなわち、半導体材料の変更により蛍光体から発せられる蛍光の波長域（第２波長域）を変更することができる。なお、各化合物半導体を蛍光体に使用した場合に想定される蛍光の波長（発光波長）を表２に示す。なお、表２に示す発光波長は、バンドギャップエネルギーＥｇから計算される値である。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
また、例えば、窓層４３ｃ及び障壁層４３ａは半導体材料以外の材料を含んでいてよい。また、窓層４３ｃ及び障壁層４３ａに含有される半導体材料はＡｌＧａＡｓＰに限られない。窓層４３ｃ及び障壁層４３ａに含有される半導体材料は、例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＰ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＮＡｓ、ＧａＮＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＡｌＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＰ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＮＡｓ、ＡｌＧａＮＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＮＡｓ等であってもよい。また、半導体層４３は、窓層４３ｃ及び障壁層４３ａを備えていなくてもよい。
【００６９】
また、例えば、酸化防止層４４は、反射防止層４４ａ又は保護層４４ｂの一方のみからなっていてよく、反射防止層４４ａ及び保護層４４ｂ以外の他の層を有していてもよく、反射防止層４４ａ及び保護層４４ｂ以外の他の層のみからなっていてもよい。反射防止層４４ａは、Ｓｉ３Ｎ４以外の成分を含んでいてよく、Ｓｉ３Ｎ４以外の成分で構成されていてもよい。保護層４４ｂは、ＳｉＯ２以外の成分を含んでいてよく、ＳｉＯ２以外の成分で構成されていてもよい。蛍光体は、酸化防止層４４を備えていなくてもよい。
【００７０】
また、例えば、蛍光体が蛍光樹脂６０で構成されていてもよい。蛍光樹脂６０は光透過性樹脂と、光透過性樹脂中に分散された蛍光物質（及び該蛍光物質を含む蛍光試薬）とを含有する。蛍光樹脂６０を用いる場合、蛍光物質を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。蛍光試薬は液状であってよく、固体状であってよい。蛍光試薬としては、例えば、Ａｌｅｘａ  Ｆｌｕｏｒ  ６４７（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、「Ｆｌｕｏｒ」は登録商標）等の有機色素、Ｑ−ｄｏｔ等の半導体結晶、ＤＴＢＴＡ−Ｅｕ３＋等の金属錯体などを用いることができる。蛍光体として蛍光樹脂６０を用いる場合、例えば、蛍光樹脂６０における蛍光物質の濃度を調整することにより蛍光の光量を調整することができる。
【００７１】
蛍光樹脂６０は、例えば、図６の（ａ）に示されるように、固定部材６１中に固定して用いられる。すなわち、固定部材６１を第１収容空間１４及び第２収容空間１５に収容することにより、基準体を作製する。図６の（ａ）に示される固定部材６１は、ガラス等の光透過性基板６３と、遮光性を備えた樹脂（例えば、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）等の樹脂に炭素、硼素等を混入させたもの）で作製した流路６２を有している。蛍光樹脂６０は、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、光透過性の紫外線硬化性樹脂と蛍光試薬とを混合して樹脂組成物を調製する。次いで、ピペットを用いて、図６の（ａ）に示される固定部材６１の流路６２内に樹脂組成物を注入する。次いで、固定部材６１の光透過性基板６３側から紫外線を照射することにより樹脂組成物を硬化させる。これにより、固定部材６１中に固定された蛍光樹脂６０を得ることができる。
【００７２】
また、例えば、蛍光体は、図６の（ｂ）に示される蛍光ガラス７０で構成されていてもよい。蛍光ガラス７０は、ガラスと、ガラス中に分散された蛍光物質（及び該蛍光物質を含む蛍光試薬）とを含有する。蛍光ガラス７０を用いる場合、蛍光物質を適宜選択することにより、所望の蛍光波長域における測定感度を確認できる。また、蛍光ガラスは酸化されにくいため、長期にわたり、高い精度で校正を行うことができる。蛍光試薬の例は、上記蛍光樹脂６０に用いられる蛍光試薬の例と同じである。蛍光ガラス７０としては、例えば、株式会社住田光学ガラス製の商品名「ルミラス−Ｒ７」、「ルミラス−Ｇ９」及び「ルミラス−Ｂ」等の市販品を用いることができる。なお、上述した蛍光樹脂６０を、図６の（ｂ）に示されるような形状の蛍光体としてもよい。
【００７３】
また、例えば、第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０として同一の蛍光体を用いてもよい。この場合、上述した第１蛍光体２０及び第２蛍光体３０が発する蛍光の光量を調整する手段以外の光量調整手段によって、第１光通過部１８から出射する第１蛍光の光量及び第２光通過部１９から出射する第２蛍光の光量を調整する。光量の調整は、例えば、第１光通過部１８及び第２光通過部１９の形状及び大きさを変更する方法により行ってよい。この場合、第１光通過部１８及び第２光通過部１９の形状は、網目構造を有するスリットであってよい。また、第１光通過部１８及び第２光通過部１９が、蓋部１２に形成された光透過性の領域である場合、当該領域を互いに光透過性の異なる材料で形成することにより光量の調整を行ってもよい。また、互いに光透過性の異なる材料で構成された第１光透過部材２及び第２光透過部材３を用いることにより光量の調整を行ってもよい。このような部材としては、例えば、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）が挙げられる。また、上述した光量調整手段を組み合わせてもよい。
【実施例】
【００７４】
以下、本開示の内容を実施例を用いてより詳細に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。【００７５】
（実施例１）
ＧａＡｓ基板（厚さ：３５０μｍ）を用意し、当該基板上にグレーデッド層（厚さ：１０μｍ）、障壁層（厚さ：０．１μｍ）、発光層（厚さ：０．７μｍ）、窓層（厚さ：０．０３５μｍ）を順に成長させた。グレーデッド層は、Ｇａ、Ａｓ、Ａｌ及びＰを含む層とし、基板側から障壁層側に近づくに従ってＡｌ及びＰの含有量を増加させ、障壁層との界面付近において障壁層と同様の構成となるように調整した。また、障壁層はＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ（１−ｚ）Ｐｚ（ｙ＝０．６５、ｚ＝０．２３）で構成し、発光層はＧａＡｓ（１−ｘ）Ｐｘ（ｘ＝０．２３）で構成し、窓層はＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ（１−ｚ）Ｐｚ（ｙ＝０．６５、ｚ＝０．２３）で構成した。次いで、窓層上に、酸化防止層として反射防止層（厚さ：０．０９５μｍ）及び保護層（厚さ：０．３μｍ）を順に成膜した。反射防止層は、Ｓｉ3Ｎ4で構成し、保護層はＳｉＯ２で構成した。以上の操作により半導体蛍光体を得た。【００７６】
次いで、実施例１で得られた半導体蛍光体を第１蛍光体及び第２蛍光体として用いて、図２〜図４に示される基準体を製造した。基準体の本体部は、第１壁部及び第２壁部が遮光性を有するように、黒色のＡＢＳ樹脂で構成した。また、蓋部には黒色のアクリル樹脂で構成されたアクリル板を用いた。また、第１光透過部材としては、ＮＤフィルタ（減光率：８０％）を用い、第２光透過部材としては、ＮＤフィルタ（減光率：９０％）を用いた。【００７７】
（蛍光測定）
図１に示される蛍光イムノクロマトリーダーを用いて、得られた基準体の蛍光測定を行った。励起においては、半導体発光素子に６５５ｎｍ半導体レーザーを用い、ショートパスフィルタに６７０ｎｍショートパスフィルタを用いた。また、蛍光測定には、ロングパスフィルタに６９０ｎｍロングパスフィルタを用い、半導体受光素子にＳｉ−フォトダイオードを用いた。励起光の照射は１ｍＷで行った。結果を図７及び図８に示す。【００７８】
図７は半導体蛍光体そのものの蛍光励起スペクトルを示す図である。スペクトルＡは、半導体蛍光体に照射した励起光のスペクトルを示し、スペクトルＢは、当該励起光の照射により半導体蛍光体から発せられた蛍光のスペクトルを示す。図７において、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示す。また、左側の縦軸が励起スペクトルの強度を示し、右側の縦軸が蛍光スペクトルの強度を示す。図７に示されるように、実施例１の半導体蛍光体は、４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長域を有する励起光により、７３０ｎｍにピークを有する蛍光を発することが確認された。【００７９】
図８は、図１に示される蛍光イムノクロマトリーダーを用いた基準体の蛍光測定により得られた蛍光プロファイルを示す図である。図８において、縦軸は第１蛍光（図８中のａ）及び第２蛍光（図８中のｂ）の強度を示す。図８に示されるように、実施例１の基準体によれば、一回の測定により、安定して広いダイナミックレンジにおいて測定感度の確認を行うことができる。
【符号の説明】
【００８０】
１…基準体、２…第１光透過部材、３…第２光透過部材、４…第１光学的結合材、５…第２光学的結合材、１０…支持体、１１…本体部、１２…蓋部、１３…遮光部、１４…第１収容空間、１５…第２収容空間、１６…第１壁部、１７…第２壁部、１８…第１光通過部、１８ａ…第１領域、１９…第２光通過部、１９ａ…第２領域、２０…第１蛍光体、３０…第２蛍光体、４０…半導体蛍光体、４３…半導体層、４３ｂ…発光層、４４…酸化防止層、６０…蛍光樹脂、７０…蛍光ガラス。
【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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