(57)【要約】      （修正有）【課題】紫外光領域および可視光領域において、血液または生体組織中に含有される生体物質、細胞組織を含めた試料および体内に侵入した化学物質または単に化学物質の迅速かつ正確な検出、定性および定量の可能な光学的測定方法ならびに非侵襲的または侵襲的測定装置を提供する。【解決手段】音響光学可変振動フィルター３により出力された波長２００〜８００ｎｍの紫外光領域および可視光領域の光を被測定対象物７に照射する照射工程と、前記照射工程により照射され前記被測定対象物を透過または反射した光を波長２０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する光伝導材料からなる受光素子１０により受光し、吸光度スペクトルを得るためにその出力を光電交換する光電交換工程を少なくとも含むことを特徴とする生体物質の光学的測定方法および非侵襲的光学的測定装置。【選択図】      図１
2004212227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液または生体組織内に含有される生体物質の検出、定性および定量が可能な光学的測定方法であって、
１）音響光学可変振動フィルターにより出力された波長２００〜８００ｎｍの紫外光領域および可視光領域の光を被測定対象物に照射する照射工程と、
２）前記照射工程により照射され前記被測定対象物を透過または反射した光を波長２０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する光伝導材料からなる受光素子により受光し、該受光素子の出力を、吸光度スペクトルを得るために光電交換する光電交換工程を少なくとも含むことを特徴とする血液または生体組織内に含有される生体物質の光学的測定方法。
【請求項２】
前記照射工程が、
（ｉ）高周波振動子に高周波を印加する工程と、
（ｉｉ）前記工程（ｉ）にて高周波を印加された高周波振動子が音響光学可変振動フィルターに音響振動を加える工程と、
（ｉｉｉ）前記工程（ｉｉ）にて音響振動を加えられた音響光学可変振動フィルターに光源から光を入射し、波長２００〜４００ｎｍの範囲の紫外光および波長４００〜８００ｎｍの可視光を出力させる工程と
からなる工程の組合せである請求項１に記載の生体物質の光学的測定方法。
【請求項３】
前記音響光学可変振動フィルターの媒質が、複屈折結晶材料である請求項２に記載の生体物質の光学的測定方法。
【請求項４】
前記光電変換工程が、該測定対象物を透過または反射した光を受光素子に供給する工程と該受光素子が吸光度スペクトルを与える検出信号を供給する工程との組合せである請求項１に記載の生体物質の光学的測定方法。
【請求項５】
前記光伝導材料の成分が、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）または硫化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳ）である請求項１に記載の生体物質の光学的測定方法。
【請求項６】
前記被測定対象物の生体物質が、ヘモグロビン、チトクローム類、フラビン、カロチン、ＧＯＴ（アスパラギン酸アミノ基転移酵素）、ＧＰＴ（アラニンアミノ基転移酵素）、その他の疫病検査物質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白質またはＮＡＤを含有する血液または生体組織である請求項１ないし５に記載の生体物質の光学的測定方法。
【請求項７】
血液または生体組織内に含有される生体物質の検出、定性または濃度の測定が非侵襲的に可能な光学的測定装置であって、
１）音響光学可変振動フィルターにより出力された波長２００〜８００ｎｍの範囲の紫外光領域および可視光領域の光を被測定対象物に照射する照射手段と、
２）前記照射手段により照射され、前記被測定対象物を透過または反射した光を波長２０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する光伝導材料からなる受光素子により受光し、光電変換する光電変換手段と、
３）前記光電変換手段により光電変換された検出信号に基づいて得られた吸光度スペクトルを解析演算することにより前記被測定対象物内の生体物質濃度を定量する生体物質濃度算出手段
とを備えることを特徴とする生体物質の光学的測定装置。
【請求項８】
前記照射手段が、
（ｉ）一または二以上の光源と、
（ｉｉ）前記光源から光が入射され、波長範囲２００〜８００ｎｍの紫外光領域および可視光領域の特定光を出力する音響光学可変振動フィルターと、
（ｉｉｉ）前記音響光学可変振動フィルターに音響振動を加える高周波振動子と、
（ｉｖ）前記高周波振動子に高周波を印加する高周波発生装置と
からなる紫外光および可視光分光装置である請求項７に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項９】
前記音響光学可変振動フィルターの媒質が、複屈折結晶材料である請求項７に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項１０】
前記光電変換手段が、該被測定対象物を透過した光を受光し、吸光度スペクトルを与える検出信号を供給する受光素子からなる光電変換装置である請求項７に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項１１】
前記光伝導材料の成分が、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）および硫化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳ）からなる群より選択される化合物である請求項７または１０に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項１２】
前記生体物質濃度算出手段が、前記受光素子からの検出信号が供給される吸光度スペクトル波形解析装置および該吸光度スペクトルを生体物質濃度に換算する生体物質濃度演算装置である請求項７に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項１３】
前記被測定対象物が、血液、尿、唾液、間質液その他の体液、細胞、血球、リンパ球および組織中の成分を含む人体の一部である請求項７に記載の生体物質の光学的測定装置。
【請求項１４】
前記被測定対象物が前記波長領域に光吸収を有する化学物質である請求項７ないし１３のいずれかの１項に記載の生体物質の光学的測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液または生体組織内に含有される生体物質および化学物質の光学的測定方法および光学的測定装置に関するものであり、さらに詳しくは、血液、尿、唾液、間質液その他の体液、細胞、血球、リンパ球、組織中の成分、ＧＯＴ（アスパラギン酸アミノ基転移酵素）、ＧＰＴ（アラニンアミノ基転移酵素）、その他の疫病検査物質ならびに紫外光領域および可視光領域に光吸収を有する化学物質（本明細書において、これらの物質を総称して「生体物質」という。）を対象とし、音響光学可変振動フィルター（「ＡＯＴＦ」と略称することがある。）および回折格子からの光を利用して紫外光領域および可視光領域の範囲において、迅速な検出、定性および定量分析を行なう光学的測定方法および非侵襲的または侵襲的な光学的測定装置に関するものである。
本発明によれば、前記の如き生体物質の定性および定量分析を介して、微小ガン、リュウマチ因子、アルツハイマー等の痴呆症、糖尿病、高血圧、脳検査等の診断に有用は情報を提供することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体物質の光学的測定方法として、開発されている非侵襲的または浸襲的な検出および診断に用いられる定性および定量方法は、血液中のヘモグロビンを対象としたものが実用化されているにすぎない。
【０００３】
また、血液等を試料とする侵襲的な検出および診断に頻度高く一般に用いられる測定方法であっても、
（１）診断に要する時間が長く、早くても数１０分、長いものは一昼夜を要する診断もある。
また、
（２）近年、診断の多項目化が進んでおり、多量（例えば、５ｍｌ採血用真空ガラス管が通常の診断で２〜３本必要となる。）の採血が行なわれているが、採血には痛みを伴なうばかりでなく、感染のおそれが生じ、また、採血器具および診断後のキットの廃棄等の医療廃棄物も多量産生するという問題も生ずる。
さらに、
（３）診断の操作が多段階になっており、操作が複雑であり、熟練を要する方法が多く、その結果、測定精度に難点を包蔵するものが多い。
（４）前記の如き状況から従来採用されている生体物質の測定方法は、通常、高コストとなることが避けられない。
【０００４】
従って、かかる問題点を背景に、例えば、特許文献１（特表平１０−５１２６７８号公報）には、ＡＯＴＦを用いて近赤外光による有機物の測定方法が提案されているが、測定の対象がプラスチックであり、それらの種類を分別する方法が開示されているにすぎず、本発明が提供する生体物質の光学的測定方法については何らの開示もない。
一方、特許文献２（特開平５−１７６９１７号公報）によれば、波長３８０〜１３２０ｎｍの近赤外光を用いて人体内のグルコース濃度を非侵襲的に測定する光学的測定方法が提案されている。
【０００５】
しかしながら、該特許文献２にはＡＯＴＦを用いる点については開示がなく、また、迅速な診断を行なう点についても解決すべき事項が残されている。
前記の如き提案は、いずれも近赤外光を利用したものであり、グルコース以外の生体物質の定性および定量分析については開示がなく、さらに、ＡＯＴＦを用いた可視光領域および紫外光領域での生体物質の測定については開示はもちろん示唆するものもない。
【０００６】
かかる状況下において、血液または生体組織内の前記の如き各種の生体物質の迅速かつ簡便で正確な光学的測定方法であって、侵襲的測定のほか非侵襲的測定が可能な測定方法の開発が切望されてきた。
【０００７】
【特許文献１】
特表平１０−５１２６７８号公報
【特許文献２】
特開平５−１７６９１７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、前記の如き事情に鑑み、前記問題点を解消させるねらいから、紫外光領域および可視光領域に光吸収をもつ生体物質の定性分析および定量分析を迅速かつ簡便に行なうことが可能な光学的測定方法を提供することにあり、また、特に人体内の末梢血管および生体組織等を対象とする生体物質の可能な光学的測定装置であって、外科的な侵襲的方法でしか検出および診断ができなかった生体の異常細胞、成分、血液中の異常の判別が可能な光学的測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、前記の課題を解決するため、鋭意検討を重ねたところ、血液中および生体組織内の微量な生体物質が有する吸光による信号をとらえ、増幅することにより多変量解析を可能とし、さらに、所望の生体物質以外の生体物質の信号を排除し、適正化すれば定量的な可能であることに着目し、ＡＯＴＦを用いることによりかかる課題を容易に達成できることを見出し、これらの知見に基いて本発明の完成に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明によれば、
血液または生体組織に含有される生体物質の検出、定性および定量分析が可能な生体物質の光学的測定方法であって、
１）音響光学可変振動フィルターにより出力された波長２００〜８００ｎｍの範囲の紫外光領域および可視光領域の光を被測定対象物に照射する照射工程と、
２）前記照射手段により照射され、前記被測定対象物を透過または反射した光を波長２０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する光伝導材料からなる受光素子により受光し、吸光スペクトルを検出するために光電変換する光電変換工程を少なくとも含むことを特徴とする血液または生体組織内に含有される生体物質の光学的測定方法
が提供される。
【００１１】
また、本発明によれば
血液または生体組織に含有される生体物質濃度の測定が非侵襲的に可能な光学的測定装置であって、
１）音響光学可変振動フィルターにより出力された波長２００〜８００ｎｍの範囲から選択された紫外光領域および可視光領域の光を被測定対象物に照射する照射手段と、
２）前記照射手段により照射され前記被測定対象物を透過または反射した光を受光し光電変換する光電変換手段と、
３）前記光電変換手段により光電変換された検出信号に基づいて得られた吸光度スペクトルを解析演算することにより前記被測定対象物内の血液中または生体組織に含有される生体物質濃度を定量する生体物質濃度算出手段
とを備えることを特徴とする生体物質の光学的測定装置
が提供される。
【００１２】
本発明は、前記の如き生体物質の光学的測定方法および該光学的測定方法を実現するものとして構成された光学的測定装置に関するものであり、さらに好ましい実施の形態として次の１）〜７）に掲げるものを包含する。
１）前記被測定対象物が、人体から採取された血液、尿、間質液、唾液である前記生体物質の光学的測定方法。
２）前記被測定対象物が、人体から採取した細胞、組織、血球、リンパ球である前記生体物質の光学的測定方法。
３）▲１▼高周波発生装置にて発生した高周波がピエゾ素子に印加される該ピエゾ素子から音響光学可変振動フィルターに音響振動が加えられ、該音響光学可変振動フィルターに光が入射され波長２００〜８００ｎｍの紫外光および可視光が分光される分光工程と、
▲２▼前記紫外光および可視光を人体から採取した血液試料に照射する照射工程と、
▲３▼前記紫外光および可視光が照射され、該血液試料を透過した光を波長１０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する伝導材料からなる受光素子に受光し光電変換する光電変換工程と、
▲４▼前記光電変換手段により光電変換された検出信号に基づいて得られた吸光度スペクトルを解析、演算することにより生体物質濃度を定量する生体物質濃度算出工程
からなる生体物質の光学的測定方法。
【００１３】
４）前記照射手段における被測定対象物が指、腕、耳朶、唇その他の体表組織の皮下の血管または組織であり、チトクローム類、ヘモグロビン、フラビン、カロチン、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白またはＮＡＤを対象とする生体物質の前記非侵襲的光学的測定装置。
５）前記照射手段における被測定対象物が、呈色試薬、酵素、抗体等との反応により生成した染色物である生体物質の前記非侵襲的光学的測定装置。
６）前記被測定対象物が、呈色試薬、酵素、抗体との反応によるアスパラギン酸アミノ基転移酵素（ＧＯＴ）、アラニンアミノ基転移酵素（ＧＰＴ）およびその他の疾病検査物質である前記生体物質の非侵襲的光学的測定装置。
【００１４】
７）▲１▼高周波発生装置にて発生した高周波がピエゾ素子に印加される該ピエゾ素子から音響光学可変振動フィルターに音響振動が加えられ、該音響光学可変振動フィルターに光が入射され波長２００〜８００ｎｍの紫外光および可視光が分光される分光手段と、
▲２▼前記紫外光および可視光を人体の一部に照射する照射手段と、
▲３▼前記紫外光および可視光が照射され、人体を透過した光を波長１０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性を有する光伝導材料からなる受光素子に受光し、光電変換する光電変換手段と、
▲４▼前記光電変換手段により光電変換された検出信号に基づいて得られた吸光度スペクトルを解析、演算することにより生体物質濃度を定量する生体物質濃度算出手段
からなる生体物質の非侵襲的な光学的測定装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の生体物質の光学的測定方法に係る照射工程は、音響光学可変振動フィルターにより出力された波長範囲２００〜４００ｎｍの紫外光領域および波長範囲４００〜８００ｎｍの可視光領域の光を被測定対象物に照射する工程からなる。
【００１６】
前記照射に用いられる紫外光および可視光は、音響光学可変振動フィルターにより出力されたものが好適であり、音響光学可変振動フィルターの使用を構成要素とする紫外光および可視光分光工程が好ましい。
【００１７】
音響光学可変振動フィルターの使用を構成要素とする紫外光および可視光分光手段を有する照射工程は、（ｉ）一または二以上の光源と、（ｉｉ）該光源から光が入射される音響光学可変振動フィルターと、（ｉｉｉ）該音響光学可変振動フィルターに音響振動を加える高周波振動子と、（ｉｖ）該高周波振動子に高周波を印加する高周波発生装置とから構成されるものを用いる。具体的には図１に例示されるように高周波電源１、高周波振動子２、音響光学可変振動フィルター３および光源４とから構成されるものを用いることが好ましい。
【００１８】
図１で示すように、高周波発生装置１は、通常使用されるもので特に限定されるものではなく、任意に制御できる高周波の発生能力のあるものであればよい。また、高周波振動子２は音響光学可変振動フィルター３に音響振動を与えるものであればよく、ピエゾ素子が用いられる。ピエゾ素子に印加する高周波としては、音響光学可変振動フィルターの媒質の種類および性能等にも依存するが、波長範囲２００〜４００ｎｍの紫外光および４００〜８００ｎｍの可視光が分光されるように制御すればよく、３０〜１００ＭＨｚ、特に３０〜８０ＭＨｚが好ましい。光源４としては、タングステン−ハロゲンランプ等が用いられるが、これに限定されるものではなく、発光ダイオード、レーザーダイオード等を用いてもよい。
【００１９】
すなわち、前記照射工程は、
（ｉ）高周波振動子に高周波を印加する工程と、
（ｉｉ）前記工程（ｉ）にて高周波を印加された高周波振動子が音響光学可変振動フィルターに音響振動を加える工程と、
（ｉｉｉ）前記工程（ｉｉ）にて音響振動を加えられた音響光学可変振動フィルターに光源から光を入射し、波長２００〜８００ｎｍの範囲の紫外光および可視光を出力させる工程と
からなる工程の組合せからなる生体物質の光学的測定方法が提供される。
【００２０】
音響光学可変振動フィルター３の媒質は、複屈折結晶分光材料からなるものである。音響光学可変振動フィルターにおいては、音響振動が該複屈折結晶に加えられると周期的な密度の変化が生じ、密度の変化による屈折率の変化が音響振動の方向に波状的に伝搬する。従って、そこへ光が入射されると各波面の屈折率に基づく一部の光線が反射する。各々の光路長の差が生じ、紫外光および可視光が出力されるように設計される。
【００２１】
複屈折結晶分光材料としては、前記生体物質の測定には波長範囲２００〜８００ｎｍの連続的に微細分割された照射光の出力可能な複屈折結晶分光材料を選択すればよい。例えば、ａ−シリカ（ａ−ＳｉＯ２）、二酸化テルル（ＴｅＯ２）、ニオビウム酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タリウム酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、モリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ４）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、セレン化ヒ素タリウム（Ｔｉ３ＡｓＳｅ３）、石英ガラス（ＳｉＯ２）、方解石（ＣａＣＯ３）、水（Ｈ２Ｏ）等を挙げることができるが、紫外光および可視光の波長を微細分割した光が得られるように材料の種類、組成等を制御したものが好ましく、特に、α−シリカ、二酸化テルル等が好ましい。
【００２２】
かかる複屈折結晶分光材料を用いることにより得られる紫外光および可視光の人体への照射により生体物質の濃度算出に有効な吸光度スペクトルを形成させることができる。本発明の光学的測定方法において用いられる光学的測定装置に採用される好適な音響光学可変波長フィルターとしては、例えば、米国特許第５，１２０，９６１号明細書および特公表１０−５１２６７８号公報等に記載されている米国ＩＦＳ社製超音波光学チューナブルフィルター（ＡＯＴＦ）および米国Ｂｒｉｍｒｏｓｅ社製ＡＯＴＦを挙げることができる。
【００２３】
照射光として用いられる波長２００〜８００ｎｍの範囲の紫外光および可視光の領域において紫外光領域ではＤＮＡ（２６０ｎｍ）、ＲＮＡ（２６０ｎｍ）、タンパク（２８０ｎｍ）、ＮＡＤ（２６０ｎｍ，３４０ｎｍ）が、また、可視光領域ではヘモグロビン（５５５ｎｍ，４２９ｎｍ）、チトクローム類（６１０ｎｍ〜４１０ｎｍ）、フラビン（２７０ｎｍ，３７０ｎｍ，４５０ｎｍ）、カロチン（４９６ｎｍ，４６６ｎｍ）等の生体物質による特定の吸光が強く、かかる生体物質の検定、定性および定量が可能である。
【００２４】
また、アスパラギン酸アミノ基転移酵素（ＧＯＴ）、アラニンアミノ基転移酵素（ＧＰＴ）およびその池の疾病検査物質は、呈色試薬、酵素、抗体、例えばＦＡＤとの反応を利用して染色したものについて波長４５０ｎｍにおいて発生する吸収ピークを利用して光学的に測定することができる。
【００２５】
さらに、細胞、組織、血球、リンパ球等の生体の一部を採取して、含有する生体物質についても呈色試薬、酵素、抗体等の反応を利用して光学的に定性、定量に供することができる。
【００２６】
また、照射工程において、被測定対象物に照射される波長範囲の紫外光および可視光の波長を連続的に微細分割した光は、分解能が０．８ｎｍ以下の微細な分光であり、波長分解としては１ｎｍ以下のものが好ましい。このように微細に分割した光を照射光とすることにより多点計測が可能であり、スペクトルの２次微分等により、部分最少二乗法等の処理を経て、目的とする物質の特異的な吸収変化を捉えることができる。この多点計測により、各種生体物質の吸光現象を詳細に捉えることに成功した結果、総合的な解析ができるので生体物質濃度の正確な算出が可能となる。計測点数としては、例えば、最低２００点、通常、数百点を選択することができる。
【００２７】
次に、照射工程において採用される紫外光および可視光の照射方式について説明する。
照射方式として次の三種の方式を挙げることができる。すなわち、
▲１▼第１の方式：前記紫外光および可視光が、被測定対象物に照射され該被測定対象物を透過した光を直接受光素子に集光する透過方式、
▲２▼第２の方式：前記紫外光および可視光が、被測定対象物に照射され該被測定対象物を透過した光を該被測定対象物の背面側に設置された反射板で反射させ前記被測定対象物を再度透過させた光を受光素子に集光する透過反射方式  および
▲３▼第３の方式：前記紫外光および可視光が、被測定対象物に照射され被測定対象物を透過した光を該被測定対象物の背面側に設置された反射板で拡散反射させ受光素子に集光する拡散反射方式
の方式があり、いずれの方式も採用することができるが、第１の透過方式が装置面および操作上は簡便である。
【００２８】
第１の透過方式は、具体的には図１に示されるように本発明の光学的測定装置の構成中、照射光ｃが被測定対象物７に照射され透過した光が受光ｄとして得られる方式である。
【００２９】
次に、前記光電変換工程は、前記照射工程により照射され前記被測定対象物を透過した光を受光し、吸光度スペクトルを与える検出信号に光電変換する工程からなる。図１には、測定対象物７および該測定対象物７を透過した光ｄを誘導する光ファイバー８、レンズ９および光を受光し、検出信号に光電変換する受光素子１０から構成されることが示されている。
【００３０】
前記光電変換工程は（ｉ）測定対象物と透過または反射した光を受光素子に供給する工程と（ｉ）該受光素子が吸光度スペクトルを与える検出信号を供給する工程との組合せからなる。
【００３１】
受光素子１０の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、セラミックス基板上に多結晶膜として製作されるものが用いられる。しかし、受光材料としては、前記透過光を効率よく集光することができる材質のものを採用することが好ましい。紫外光および可視光を効率よく分光し、受光するためには、波長２０００ｎｍ以下、特に１０００ｎｍ以下に極大の分光感度特性（波長に対する比検出度（ｃｍ（Ｈｇ）１／２Ｗ−１）（Ｈ．Ｍｅｌｃｈｉｅｖ．Ｌａｓｅｒ  Ｈａｎｄ  ｂｏｏｋ  Ｉ，Ｐ７２６参照。）を有する光伝導材料を選択することが好ましい。具体的には、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、ヒ化インジウム（ＩｎＡｓ）または硫化インジウムガリウム（ＩｎＧａＳ）等が使用される。かかる受光材料を選択使用することにより、ＡＯＴＦによる照射工程を紫外光領域および可視光領域まで利用範囲を拡大することができたのであり、本発明に係る前記生体物質の光学的測定方法は、ＡＯＴＦの出力範囲と特定の受光性能を有する光伝導材料からなる受光素子との特定の組合せを一つの要因とし、これにより達成できたものである。
【００３２】
前記生体物質濃度算出工程は、前記吸光度スベクトルを解析演算して生体物質濃度に換算するものであり、演算電子回路および解析電子回路から構成される手段を用いることができる。図１で示すように、受光素子１０にて光電変換された検出信号ｅがスペクトル波形解析・演算手段１１に入力され、演算電子回路および解析電子回路にて次に述べる解析・演算が行なわれる。
【００３３】
以上述べたように本発明の光学的測定方法においては、前記音響光学可変振動フィルターを組み入れた点および受光材料を特定のものに選定した点が構成上の特異点であり、迅速な計測を可能としたものであって、これにより、具体的には数千点／秒程度の計測速度を達成することができる。計測は各波長において数回〜数１０回の繰り返し計測を行なって平均値を採取し、また、設定波長範囲を数回〜数１０回走査して平均値を採取することにより計測データの確度を高めることができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明についてさらに具体的に説明する。もっとも本発明は実施例等により限定されるものではない。
本発明に係る光学的測定装置は、高周波電源（高周波５０ＭＨｚ）、ピエゾ素子、音響光学可変振動フィルター（ＩＦＳ社（米国メリーランド州）製ＡＯＴＦ）、受光素子（光伝導材料；ＩｎＡｓ）、吸光度スペクトル波形解析回路および演算回路を用いて図１の機器構成に従い作製した。
【００３５】
実施例１（チトクロームＣの測定）
市販の酵母還元型チトクロームＣを血液中に０．１〜１ｍｍｏｌの濃度で溶解させて、０．１ｍｍｏｌ、０．２ｍｍｏｌ、０．３ｍｍｏｌおよび０．４ｍｍｏｌの濃度の異なる４種の試料を調製した。
各試料について日立製Ｕ−３２００分光器を用いて該チトクロームＣのγ吸収帯の波長４１５ｎｍにおける比吸光度を測定し、図２に示す横軸に表示した。同一の各試料について本発明に係る光学的測定方法により同一条件で比吸光度を測定し、縦軸に表示した。測定に要した時間は、試料調製後、日立製Ｕ−３２００分光器を用いた従来方法による場合、１試料について２０分であったのに対し、本発明に係る光学的測定方法によれば、１秒以下であった。
図２に示すように本発明に係る光学的測定方法による測定結果は、日立製Ｕ−３２００分光器による測定方法による結果と一致した。
【００３６】
実施例２（還元型ＮＡＤの定量）
還元型ＮＡＤ（ニコチン酸アミドジヌクレオチド）を生理食塩水に０．１〜０．４ｍｍｏｌの範囲で添加し、濃度の異なる４種の試料を調製した。各試料をそれぞれ石英セル（５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み１ｍｍ）に充填し、アルミナセラミックス板上に置き、本発明に係る光学的測定方法により、波長３４０ｎｍにおける反射光を測定し、図３の縦軸に表示した。日立製Ｕ−３２００分光器（光路１０ｍｍ）により、同一の条件で反射光を測定し、同図の横軸に表示した。同図によると、本発明に係る測定方法は、１秒以下の測定時間で日立製分光器の結果とほぼ一致した結果を示すことが判明した。
【００３７】
実施例３（マウス胃がん組織におけるトルイジン・ブルーの定量）
ヌードマウスに胃がん株（ＴＭＫ−１、国立がんセンター）移植後、３．５週間の胃がんの組織を約１グラム摘出し、１／４、２／４、３／４および１の大きさに切断し、スライドグラス上に置き、各組織にトルイジン・ブルー（塩化ジメチルフェナザチオニウム）２．５％（重量）水溶液を各々塗布して、アルミナセラミックス上の反射光を用いて６４０ｎｍにおける吸光度を測定した。これらの値を、日立Ｕ−３２００の通常の分光器で、試料を２枚のスライドグラスで挟み光路を１ｍｍとした吸光度を測定して、それぞれの吸光度の比率を算出して表示した。
【００３８】
以下の実施例から、本発明によれば、いずれの生体物質についても１秒以下という瞬時に測定することができ、従来の分光分析に比し、迅速性の点において極めて顕著なものであり、また、測定精度においても従来法と同等以上のものであることが判明した。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、音響光学可変振動フィルターおよび受光材料との特定の組合せにより紫外光および可視光の波長を微細に分割して照射することができるので、生体物質の測定において多点計測が可能であり、生体物質の吸光現象を詳細に捉えることができ、測定時間が１秒以下要するのみであり、迅速にかつ高度の精度および再現性を得ることができる。また、簡易な操作にて測定可能な携帯型の測定器を提供することができる。加えて、非侵襲測定が可能であることから感染等のおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る生体物質の光学的測定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】酵母還元型チトクロームＣについて本発明に係る測定方法による測定結果と従来の高精度分光分析器による測定結果との関係図である。
【図３】還元型ＮＡＤについて本発明に係る測定方法による測定結果と従来の分光分析器による測定結果との関係図である。
【図４】マウス胃がん組織におけるトルイジン・ブルーについて本発明に係る測定方法による測定結果と従来の分光分析器による測定結果との関係図である。
【符号の説明】
１    高周波発生装置
２    ピエゾ素子（高周波振動子）
３    音響光学可変振動フィルター
４    光源
５    レンズ
６    光ファイバー
７    被測定対象物
８    光ファイバー
９    レンズ
１０  受光素子
１１  スペクトル波形  解析・演算部
１２  数値・表示部
１３  数値・電信部
ａ    高周波
ｂ    光
ｃ    照射光（投光）
ｄ    受光
ｅ    検出信号
【図１】
2004212227.tif 000003
【図２】
2004212227.tif 000004
【図３】
2004212227.tif 000005
【図４】
2004212227.tif 000006