(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸光度測定のための試料の測定ウェル(1)内に配置される挿入体であって、該挿入体(6, 6.1)は、支持台(7, 7.1)を有し、前記支持台によって支持されて、前記試料を収容する前記測定ウェル(1)の底部上に配置可能であり、測定光が前記試料を鉛直方向に通過し、前記挿入体は光透過性であり、かつ前記測定ウェル内の試料の表面下に位置する底部(10,10.1)と、前記底部を囲み、前記試料の表面上に位置する上方縁部を有する壁とを備えているとともに、前記測定ウェル(1)から分離される本体であって、前記測定ウェル内に配置される前記挿入体の支持台は、前記測定ウェルの内壁を押圧する脚(7, 7.1)を有することを特徴とする挿入体。
【請求項２】
前記挿入体(6)の前記底部と前記壁は、内部ウェルを形成することを特徴とする請求項１に記載の挿入体。
【請求項３】
前記挿入体(6.1)は、上面を有し、該上面と前記底部(10.1)とで閉じた空間を定めることを特徴とする請求項１に記載の挿入体。
【請求項４】
前記支持台(7)は、前記挿入体と一体化されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の挿入体。
【請求項５】
前記挿入体(6.1)の前記支持台(7)は、前記挿入体から分離できることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の挿入体。
【請求項６】
前記挿入体(6, 6.1)は、該挿入体を取り扱う器具(11)を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の挿入体。
【請求項７】
試料の吸光度を測定する装置であって、測定される試料が収容される測定ウェル(1)と、前記測定ウェルとその内部に収容された前記試料とを鉛直方向に通過する測定光を照射する光源(3)と、通過した光を受光する検知器(5)とを含み、前記測定ウェルは、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の挿入体を備えていることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
（技術分野）
本発明は、吸光度の垂直測定に係り、一定長を有する試料液柱の吸光度測定を含むものである。本発明は、特に、標準試料が利用できない場合、あるいは吸光度の非常に正確な測定が要求される場合に適用できる。本発明は、たとえば臨床化学における定量測定に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
(先行技術)
Bouguer-Lambert の法則によれば、試料を通過する光の吸光度は次の公式によって得られる。
a = e×c×d
ここで、c は濃度、d は光路長、e は定数である。垂直測定では、試料は、通常上端の開いたウェル（井戸型の縦孔）に収容される。この場合、試料液柱の高さを十分正確には知らないことが普通である。液面の曲率も、正確な高さの決定に影響を及ぼす。これは、既知の濃度を有する標準試料が利用できれば不便なことではない。実際、このとき垂直測定は、希釈剤の量の変動が測定結果に影響を及ぼさないため、好適な測定方法である。
【０００３】
用途によっては、標準試料が利用できない場合もある。既知の物質を測定する場合、e は知られているが、絶対濃度値を得るためには、十分正確に d も知らなければならない。水平測定では、試料中の光路長 d はキュベットの内径によって非常に正確に決定され、このことはいくつかの垂直光度計でも利用されてきた。この垂直光度計は、水平キュベットで吸光度を測定する別の測定ダクトを備えている。この結果、装置はその固有の性質として複雑かつ高価なものとなる。それは、標準キュベットと、たとえばマイクロ滴定プレート中の通常のウェルとの両方の水平測定に対する測定手段が必要なためである。
【０００４】
米国特許第5,963,318号明細書には、下方に測定部とその側面に首部とを有する垂直測定キュベットが開示されている。このキュベットは、測定部の高さ一杯まで液体が満たされ、その液体の自由表面は上層の首部内にあるようにして満たされる。これによって、測定部において、既知の高さを有する液柱（たとえば標準の 10mm 液柱）による垂直測定が可能になる。このキュベットは、垂直光度計によって測定することができる。しかしながら、このようなキュベットの作製は非常に面倒である。すなわち、このキュベットは、実際には２つの部品を接合することによって作製しなければならない。たとえばマイクロプレート中のウェルと同程度の直径を有するような、小さなキュベットの作製も面倒である。したがって、この発明に相当する商用のキュベットは比較的大きなサイズのものになり、96ウェルのマイクロ滴定プレートのラック中に配置できるキュベットは８個である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（発明の全体的な説明）
独立請求項に従う測定ウェル内で使用される挿入体、および吸光度測定装置が開示されている。本発明の多くの実施形態は従属する請求項に記載されている。
【０００６】
本発明によれば、測定ウェルは挿入体を備え、この挿入体は、光透過性であって、支持台によって支持され、その底部を試料表面の下にして配置される。挿入体の底部と測定ウェルの底部との間の距離はどんな場合でも一定であり、一定の高さを有する試料液柱の吸光度を定量測定することができる。試料表面は挿入体底部を囲んでいてもよい。挿入体の底部は水平面であってもよい。また、挿入体は上面を有していてもよく、この上面も水平面であってもよい。
【０００７】
測定光は試料の頂部から底部へ、または底部から頂部へ導かれ得る。挿入体底部と液状試料との間に残存し、測定を妨害する気泡は、たとえば測定前の振盪によって除去できる。気泡が測定領域の上方に逃げるように、挿入体底部を設計してもよい。本発明は、挿入体を通して吸光度を定量測定する測定装置にも関する。
【０００８】
挿入体自体を井戸型の形体にしてもよい。また、底部と上面によって定められる閉じた形体をしていてもよい。挿入体は、測定ウェルから分離した形体をしていてもよい。この場合、挿入体は必要な場合にのみウェル内に配置される。これによって、従来の測定を所望する場合、そのウェルを測定に使用することができる。さらに、同じ挿入体を、異なる複数のウェル、特にそれぞれ高さの異なるウェルに使用することもできる。分離型の挿入体に関連して、その挿入体を掴むために専用の器具を使用することができる。この器具は、好ましくは、測定光を導入する表面の外側を掴むものである。この方法によれば、測定において光が透過する表面は、可能な限り非接触かつ清浄に保たれる。本発明は、挿入体を取り扱う器具にも関する。
【０００９】
挿入体の支持台はウェルの底部によって支持される。したがって、挿入体は、常にウェルの底部から同じ距離に自動的に位置決めされる。支持台は、挿入体をウェルの中心に位置決めするための心出し手段を備えていてもよい。これによって、各々の場合に、ウェルの中心と挿入体の中心との両方の同じ場所から光を導入することができる。心出し手段は、ウェルの壁に嵌合する１つあるいは複数（たとえば３つ）の突出部を備えていてもよい。支持台は、心出し手段としても機能する脚を備えていてもよい。この場合、脚は、好ましくはばねとして機能し、ウェルの壁を押圧しながら突出するものである。また、挿入体または支持台は、たとえばウェルの壁に嵌合する側面滑止め部のような、脚とは別の心出し手段を備えていてもよい。これによって、底部上の、壁と底部の成す角から離れた場所で、脚を支持できるようになる。この角の形状が、不正確さの要因になる場合があるからである。これによって、ばねとして機能する脚の使用と、その結果引き起こされる距離の誤差を避けることができる。この別の心出し手段は、著しく幅の異なる複数のウェルで同じ挿入体が使用できるように、非常に高い弾性を有していてもよい。
【００１０】
ウェル内に挿入体が装着されたときにウェルを閉じる蓋体を、挿入体の上端に設けることもできる。この蓋体は、試料を保護し、また蒸発を防ぐものでもある。
【００１１】
測定は、通常複数の測定ウェルを備えるプレート上で実施される。使用される最も一般的なプレートはマイクロ滴定プレートと呼ばれるプレートであり、8×12個のウェルが、9mm 間隔で分布している。必要な場合、プレート上の１つまたは複数のウェル内に内部ウェルを配置することができる。本発明は、１つまたは複数のウェル内に挿入体を有するプレートにも関する。挿入体は、個別のものであってもよいし、複数の挿入体を組み合わせて帯状あるいは行列状に形成したものでもよい。後者の挿入体は、多くのウェルを有するプレートでの使用に適している。
【００１２】
挿入体の支持台は、１本または複数本の脚を有していてもよい。分離型の挿入体は、測定ウェルの内壁を押圧する複数の脚を有していてもよい。この方法によれば、挿入体は可能な限り定位置に留まろうとする。脚の数は、たとえば３本から５本、好ましくは３本である。ウェル底部の角のＲ部を避けるために、ウェルの底部上で支持される支持台底部の外側の縁に逃げ手段を備えていてもよい。逃げ手段としては、たとえばＲ付けまたは面取りが使用できる。この逃げ手段によって、支持台は常に確実に底部に達する。挿入体の支持台は、挿入体と一体化した部分であってもよい。また、挿入体本体とは別であってもよい。後者の場合、支持台は、その上に挿入体本体が配置される基盤となる。
【００１３】
本発明によれば、高さが正確に知られた液柱を通して吸光度が測定される。実際の作業で要求される正確度は１％のオーダーであり、これは、本発明によって容易に達成されるものである。それにもかかわらず、測定ウェルは通常のサイズに作製することができる。通常の使用のための任意の補足的な部品は、プラスチックの分野で通常使用される通常の技術を用いた手段によって作製することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
添付図面は、以下のいくつかの実施形態についての詳細な説明に属するものである。
（発明の実施形態の詳細な説明）
図１に示した装置は、垂直測光用の測定ウェル１を備えている。測定ウェル内には液体試料２があり、上方の光源３から下方の検知器５へ光線束４を導入することによって、この液体試料の吸光度が測定される。内部ウェル６は、測定ウェル内に配され、脚７によって支持されて測定ウェルの底部上に定立する。試料の最小容積と内部ウェルの脚の高さは、試料の表面８が、定位置に装着された内部ウェル底部の上方に位置するように決められている。そして、試料の表面が内部ウェル底部の上方に位置するように試料の容積が十分大きい場合、試料を通過する光線束の距離 d は、試料の容積に関わらず常に正確に決定される。液面の曲率および振動はいずれも測定に干渉しない。通常、複数の測定ウェルを組み合わせて、複数の測定ウェルから成る一枚のプレートが形成される。
【００１５】
内部ウェル６は、通常の方法（たとえば射出成形）によって、十分な寸法精度（たとえば 0.01mm）を達成するように、適切なプラスチックにより作ることができる。測定される適切な試料液柱は、たとえば 5.00mm の高さを有している。プラスチックにより形成された内部ウェルは、安価であるためプレートと共に使い捨て可能である。井戸型の形状であるため、必要な材料は最小限である。
【００１６】
本実施形態では、内部ウェル６は３本の脚７を有しているが、この数は、たとえば４本または５本など、より多くてもよい。未装着時には、脚の下端は測定ウェル１の底部よりも少し幅広く開いている。しかし、脚は、内部ウェルの装着のために十分な程度に押し縮められ、測定ウェルの内壁を押圧することになる。内部ウェルは、摩擦力によって定位置に緊密に保持される。内部ウェル６の脚７下部の角は、外側の縁にＲが付けられている。このため、測定ウェル底部の縁のＲ部によって、内部ウェルの緊密な装着が妨げられることはない。脚７は、好ましくは柔接合面によって内部ウェル６に取り付けられ、その結果、強く、それでいて薄い構造が達成される。
【００１７】
内部ウェル６は、通常平面状の底部１０を有している。しかし、所望の場合、底部を、適切に湾曲したレンズ状に形成してもよい。ある特別の場合には、レンズ状の形状が、その測定において有利となり得る。内部ウェルの底部と試料との間で発生する気泡は、測定の妨げとなるため、たとえば測定ウェルと内部ウェルとを適切に振盪することによって除去できる。気泡の除去を促進するために、底部を少し傾斜させる（あるいは円錐状にする）ことができる。凹レンズ形状の底部も気泡の除去に役立つ。内部ウェル６は、使用されるプレートの１つまたは複数の測定ウェル１内に配置することができる。
【００１８】
内部ウェル６は、好ましくは、専用の器具を用いた手段によって装着される。図２に示す器具１１は、先端円筒１２を有して摩擦力により内部ウェル６の開口部と噛み合う。この先端円筒は外部円筒１３内を移動し、外部円筒の下端は内部ウェルの上端と突き合わされる。内部円筒は、外部円筒の外側面に設けられた押出し部１４の補助により、外部円筒内を移動することができる。内部ウェルは、内部円筒が押し下げられて開口部内に入り込むことによって、把持される。内部円筒が外部円筒内を引き上げられると、内部ウェルは外部円筒の下端で押され、内部円筒から分離される。別の取り扱い器具として、外部円筒の下部に設けられた爪を有し、内部ウェル上端の外面を掴むものも選択できる。この場合、内部ウェルは、内部円筒を下方に押すことによって解放される。
【００１９】
短波長（たとえば 200nm〜340nm）での測定が必要な場合、通常プラスチック材料は使用できない。この場合、材料として通常使用されるのは石英である。図３は、このような場合に使用される挿入体を示すものである。図３に示す挿入体６.１は閉じた円筒である。この挿入体は、脚７.１によって構成される三脚台に装着されている。複数の脚は、内部ウェルの直径と一致するリング７.２によって一組となる。このリングは、その下端に内部ウェルを支持する内部支持リング７.３を有する。内部ウェル６.１は、たとえば石英のような、短波長に適した任意の適切な材料を使用し、その材料の棒を適切な長さに切断することによって作製できる。三脚台は、この用途に適したより安価なプラスチックによって作製してもよい。この内部ウェルを取り扱うには、外部を把握する爪を有する器具が使用できる。コスト的な理由から、挿入体６.１は何度か再使用してもよい。そのとき、三脚台は使い捨て可能であってもよく、その場合には、測定と測定との間に、内部に角のない挿入体のみを洗浄することは容易である。しかし、三脚台は挿入体と一体化した部分であってもよい。
【図面の簡単な説明】
（図面の説明）
【図１】  図１は、測定ウェルと測定ウェル内に配置された挿入体を示す図である。
【図２】  図２は、挿入体を移動させる器具を示す図である。
【図３】  図３は、別の挿入体を示す図である。
【図１】
0004716076.tif 000002
【図２】
0004716076.tif 000003
【図３】
0004716076.tif 000004