(57)【要約】      （修正有）【課題】円二色性を十分な精度で測定のできる光学系付属品、およびそれを用いた分光高度計を提供すること。【解決手段】  ダブルビーム型分光光度計の試料室に着脱自在な、円二色性を測定するための光学系付属品１１０であって、該光学系付属品１１０は、一方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第１の偏光子１１２ａと、他方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第２の偏光子１１２ｂと、第１および第２の偏光子１１２ａ，１１２ｂからの直線偏光を互いに逆向きの円偏光とする４分の１波長板１１４と、該４分の１波長板からの左右円偏光が照射される試料を保持する試料保持手段１１８とを備え、前記４分の１波長板１１４を透過した光が試料保持手段１１８に保持される試料の略同一点に照射するように、前記第１、第２の偏光子、および前記４分の１波長板を配置している。【選択図】図２
2007101280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計の試料室に着脱自在な、円二色性を測定するための光学系付属品であって、
該光学系付属品は、前記一方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第１の偏光子と、他方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第２の偏光子と、第１および第２の偏光子からの直線偏光を互いに逆向きの円偏光とする４分の１波長板と、該４分の１波長板からの左右円偏光が照射される試料を保持する試料保持手段とを備え、前記４分の１波長板を透過した光が試料保持手段に保持される試料の略同一点に照射するように、前記第１、第２の偏光子、および前記４分の１波長板を配置した光学系付属品。
【請求項２】
光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計の試料室に着脱自在な、円二色性を測定するための光学系付属品であって、
該光学系付属品は、前記試料室内の一方の光束の光路上に設置される試料を保持する第１の試料保持手段と、他方の光束の光路上に設置される試料を保持する第２の試料保持手段と、各試料保持手段の光照射側に設置され、左円偏光および右円偏光を生成する左円偏光生成手段および右円偏光生成手段とを備え、
左円偏光生成手段および右円偏光生成手段は各々偏光子と４分の１波長板とを含み、
前記左円偏光生成手段と右円偏光生成手段とは、その配置位置が入れ替え可能に構成され、前記第１の試料保持手段側に左円偏光、第２の試料保持手段側に右円偏光を照射する第１の照射状態と、前記第１の試料保持手段側に右円偏光、第２の試料保持手段側に左円偏光を照射する第２の照射状態と、を切替可能な光学系付属品。
【請求項３】
光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計の試料室に着脱自在な、試料の円二色性を測定するための光学系付属品であって、
前記一方の光束を測定側光束、他方の光束を参照側光束とし、
該光学系付属品は、前記測定光側光束の光路上に配置され、生成する円偏光の向きが切替可能な切替型円偏光生成手段と、該切替型円偏光生成手段からの円偏光が照射される試料を保持する試料保持手段と、を備え、
前記切替型円偏光生成手段は、偏光子と４分の１波長板とを備え、偏光子の偏光方向と前記４分の１波長板の軸の方向との角度を相対的に変更できるように構成された光学系付属品。
【請求項４】
請求項３に記載の光学系付属品において、
前記光学系付属品は、前記試料室内の参照側光束の光路上に、ダミーの光学系を設けた光学系付属品。
【請求項５】
光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計と、請求項２に記載の光学系付属品と、を備え、円二色性の測定を行う分光光度計であって、
前記光検出手段にて検出した第１の試料保持手段側からの試料の透過光の強度と、第２の試料保持手段側からの試料の透過光の強度との差もしくは商を求める検出強度差演算手段と、
前記第１および第２の試料保持手段に円二色性の測定対象となる同一の試料を設置したときの前記第１の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差および前記第２の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差、前記第１および第２の試料保持手段に同一のブランク試料を設置したときの前記第１の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差および前記第２の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された、円二色性の測定対象となる試料を設置したときの第１の照射状態および第２の照射状態での検出強度差と、ブランク試料を設置したときの第１の照射状態および第２の状態での検出強度差とから前記測定対象となる試料の円二色性を算出する円二色性算出手段と、を備えた分光光度計。
【請求項６】
光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計と、請求項３または４に記載の光学系付属品と、を備え、円二色性の測定を行う分光光度計であって、
前記光検出手段にて検出した測定側光束の強度と、参照側光束の強度との差もしくは商を求める検出強度差演算手段と、
前記測定側光束の光路上の試料保持手段に保持された試料に右円偏光を照射したときの検出強度差演算手段にて求めた検出強度差と、該試料に左円偏光を照射したときの検出強度演算手段にて求めた検出強度差とを記憶する記憶手段と、
該記憶手段にて記憶された検出強度差から試料の円二色性を算出する円二色性算出手段と、を備えた分光光度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルビーム型の分光光度計用の光学系付属品、およびそれを用いた分光光度計、特に該装置による円二色性測定の測定方式の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物の光学活性の測定を利用してその絶対配置を決定することは重要なことである。例えば、光学活性アミン類、アルコール類は食品・薬物などに広く利用される有用な化合物であるが、これらの絶対構造を決定することは化学・生物学・薬物の分野において非常に重要である。しかし、これらの化合物は、顕著な発色団を持たず、円二色性（ＣＤ）を持たない、もしくは非常に小さいものであることが少なくない。
一方、亜鉛ポルフィリン二量体はそれ自体では円二色性を持たないが、上記アミンやアルコールと混合すると配位化合物を形成し、アミンやアルコールのキラリティーと相関した配位化合物のキラリティーが生じる。しかもこの配位化合物のキラリティーは元のアミンやアルコール類のキラリティーよりも大きなものとなり、かつ分裂幅があまり大きくない励起子タイプの円二色性を示す性質がある。特許文献１、２にはこの性質を利用して、従来円二色性測定では難しいとされていたアミン類、アルコール類のキラリティーを高感度に測定する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２２０３９２号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
円二色性の測定強度は通常の吸光度と比較して１０００分の１程度であることが一般的であり、円二色性の測定のためには専用の特別な装置が必要であった。しかし、専用装置は相当に高価であること、円二色性しか測定できないこと、を考えあわせると円二色性の測定を日常的に行なわないユーザーにとって、わざわざこの装置を設備しなければならないことは経済的負担が過重であった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、その目的はより汎用的で安価な分光光度計に比較的簡単な付属品を取り付けることにより、円二色性を十分な精度で測定することのできる光学系付属品、およびそれを用いた分光光度計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかる光学系付属品は、光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計の試料室に着脱自在な、円二色性を測定するための光学系付属品である。
そして、上記目的を達成するため、本発明にかかる第１の光学系付属品は、前記一方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第１の偏光子と、他方の光束の光路上に設置され、該光束を直線偏光とする第２の偏光子と、第１および第２の偏光子からの直線偏光を互いに逆向きの円偏光とする４分の１波長板と、該４分の１波長板からの左右円偏光が照射される試料を保持する試料保持手段とを備え、前記４分の１波長板を透過した光が試料保持手段に保持される試料の略同一点に照射するように、前記第１、第２の偏光子、および前記４分の１波長板を配置したことを特徴とする。
また、本発明にかかる第２の光学系付属品は、前記試料室内の一方の光束の光路上に設置される試料を保持する第１の試料保持手段と、他方の光束の光路上に設置される試料を保持する第２の試料保持手段と、各試料保持手段の光照射側に設置され、左円偏光および右円偏光を生成する左円偏光生成手段および右円偏光生成手段とを備えている。ここで、左円偏光生成手段および右円偏光生成手段は各々偏光子と４分の１波長板とを含み、前記左円偏光生成手段と右円偏光生成手段とは、その配置位置が入れ替え可能に構成され、前記第１の試料保持手段側に左円偏光、第２の試料保持手段側に右円偏光を照射する第１の照射状態と、前記第１の試料保持手段側に右円偏光、第２の試料保持手段側に左円偏光を照射する第２の照射状態と、を切替可能であることを特徴とする。
また、本発明にかかる第３の光学系付属品は、前記一方の光束を測定側光束、他方の光束を参照側光束として利用するものであって、該光学系付属品は、前記測定光側光束の光路上に配置され、生成する円偏光の向きが切替可能な切替型円偏光生成手段と、該切替型円偏光生成手段からの円偏光が照射される試料を保持する試料保持手段と、を備え、前記切替型円偏光生成手段は、偏光子と４分の１波長板とを備え、偏光子の偏光方向と前記４分の１波長板の軸の方向との角度を相対的に変更できるように構成されたことを特徴とする。
上記の第３の光学系付属品において、前記光学系付属品は、前記試料室内の参照側光束の光路上に、ダミーの光学系を設けることが好適である。
また、本発明にかかる第１の分光光度計は、光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計と、上記第２の光学系付属品と、を備えた円二色性の測定を行う分光光度計であって、検出強度差演算手段と、記憶手段と、円二色性算出手段とを備えることを特徴とする。
ここで、検出強度差演算手段は、前記光検出手段にて検出した第１の試料保持手段側からの試料の透過光の強度と、第２の試料保持手段側からの試料の透過光の強度との差もしくは商を求める。記憶手段は、前記第１および第２の試料保持手段に円二色性の測定対象となる同一の試料を設置したときの前記第１の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差および前記第２の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差、前記第１および第２の試料保持手段に同一のブランク試料を設置したときの前記第１の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差および前記第２の照射状態での前記検出強度差演算手段にて求めた検出強度差を記憶する。円二色性算出手段は、記憶手段に記憶された、円二色性の測定対象となる試料を設置したときの第１の照射状態および第２の照射状態での検出強度差と、ブランク試料を設置したときの第１の照射状態および第２の状態での検出強度差とから前記測定対象となる試料の円二色性を算出する。
また、本発明にかかる第２の分光光度計は、光出射手段から放射された光を二つの光束に分割し、該二つの光束を試料室に導入し、該試料室から出射した二つの光束をそれぞれ光検出手段で検出するダブルビーム型分光光度計と、上記第３の光学系付属品と、を備えた円二色性の測定を行う分光光度計であって、検出強度差演算手段と、記憶手段と、円二色性算出手段とを備えることを特徴とする。
ここで検出強度差演算手段は、前記光検出手段にて検出した測定側光束の強度と、参照側光束の強度との差もしくは商を求める。記憶手段は前記測定側光束の光路上の試料保持手段に保持された試料に右円偏光を照射したときの検出強度差演算手段にて求めた検出強度差と、該試料に左円偏光を照射したときの検出強度演算手段にて求めた検出強度差とを記憶する。円二色性算出手段は、該記憶手段にて記憶された検出強度差から試料の円二色性を算出する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明にかかる光学系付属品、およびそれを用いた分光光度計によれば、汎用のダブルビーム型分光光度計を用いても十分な精度で円二色性を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
本発明にかかる光学系付属品は、図１に一例として示したダブルビーム型の分光光度計に適用されるものである。なお、本発明にかかる光学系付属品はここに示す構成の分光光度計に限らず、その他の構成のダブルビーム型の分光光度計に適用することができる。
図１に示した分光光度計１０は、光出射手段１２と、該光出射手段１２から放射された光を２光束に分割する光分割手段１４と、該２つの光束が導入され、試料の設置場所となる試料室１６と、試料室１６内から出射した２つの光束をそれぞれ検出する光検出手段１８と、光検出手段１８により検出した信号を処理するデータ処理系２０と、を備える。
【０００７】
光出射手段１２は光源２２と、波長走査のための分光器２４とを備える。光出射手段１２から出射された光は、光分割手段１４としてのビームスプリッタ２６へ入射する。ビームスプリッタ２６へ入射した光はその一部が透過し、試料室１６の入射窓３０ａへ向い、また一部は反射してミラー２８を介し試料室１６の入射窓３０ｂへ向う。入射窓３０ａから試料室１６に入射した光束は、試料室１６内を通り、出射窓３２ａから試料室１６外へ出射する。同様に入射窓３０ｂから試料室１６に入射した光束は、試料室１６内を通り、出射窓３２ｂから試料室１６外へ出射する。ここで、試料室１６内の上記２つの光束の光路上には、それぞれ試料（もしくは参照試料）３４ａ，３４ｂが設けられる。出射窓３２ａ，３２ｂから出射した光はそれぞれ検出器３６ａ，３６ｂ（光検出手段１８）によって検出される。検出器３６ａ，３６ｂで検出された信号はコンピュータ等で構成されたデータ処理系２０に送られ、各種データ処理が施される。
【０００８】
本発明にかかる光学系付属品は、上で示したような分光光度計１０の試料室１６への取り付け、取り外しが可能で、通常の分光光度計の試料室に取り付けることで簡便に円二色性（ＣＤ）を測定することを可能とするものである。このため、本発明の光学系付属品は以下に説明するような原理を利用した構成をとっている。
【０００９】
４分の１波長板は、所定の波長の光に対し９０度（１／４周期）の位相差を与える働きを有する。直線偏光の単色光に対し、４分の１波長板をその光軸が単色光の偏光方向と４５度になるように設置する。その４分の１波長板に直線偏光の単色光を通すと、該単色光は円偏光となる。ここで、４分の１波長板がちょうど９０度の位相差を与える、つまり厳密な意味での円偏光を生成するのは、その４分の１波長板の適応波長のみにおいてである。つまり、その適応波長からはずれた光は一般には楕円偏光となる。しかし、適応波長を含むある波長範囲（例えば、±５０ｎｍ）の光であれば、十分円偏光に近い楕円偏光となり、実質的には円偏光とみなすことができる。そこで、このことを利用することで、使用する４分の１波長板の適用波長を含む所定波長領域において、測定対象物のＣＤスペクトルを測定することができる。
【００１０】
具体的には、分光光度計の試料室内の光路上に偏光子、４分の１波長板、試料セルを設置し、偏光子の偏光方向と４分の１波長板の光軸が４５度になるように設置する。ここで、４分の１波長板は、測定対象物が円二色性を示す中心波長に近いものを用いる。この状態で、測定対象物が円二色性を示す波長領域で測定すると、この測定対象物の左もしくは右円偏光に対する吸収スペクトルが測定される。左円偏光か右円偏光かは、偏光子と４分の１波長板の軸の位置関係で決まる。次に、４分の１波長板を９０度回転し、偏光子と光軸が−４５度になるようにする。そして同様に測定を行うと、今後は先ほどと逆の円偏光に対する吸収スペクトルが得られる。このようにして得られた左右円偏光に対する吸収スペクトルの差を求めると、これが測定対象物のＣＤスペクトルとなる。
【００１１】
このため、本発明にかかる光学系付属品を備えた分光光度計は、広い波長領域でＣＤスペクトルを測定する必要のない（つまり、比較的狭い波長領域での測定で十分な）測定対象物に対して、十分精度のよい測定を行うことができる。好適な測定対象物としては、例えば従来技術に述べたようなキラルなアミン類、アルコール類化合物と亜鉛ポリフィリン二量体との配位化合物が挙げられる。つまり、この配位置化合物は、可視域（４３０ｎｍ付近）で、比較的波長幅が狭く、強い励起子カップリング型分裂するＣＤバンドを与える。よって、４分の１波長板として、その適用波長が４３０ｎｍ付近のものを使用することで十分に信頼性の高い測定を行うことができる。
【００１２】
以上が本発明にて採用する測定の原理であるが、ＣＤは吸光度と比較して１／１０００程度の強度であることが一般的であり、上記のように差として算出する場合、目的とするＣＤスペクトルは様々な原因による誤差にうもれて、正しく得られないことが少なくない。この誤差をより小さく抑えることが重要なポイントとなるため、その工夫を施した実施形態を以下に記載する。
【００１３】
＜第一実施形態＞
図２は本発明の第一実施形態にかかる光学系付属品の概略構成図である。図２（ａ）がその正面図、図２（ｂ）がその斜視図である。
図２の光学系付属品１１０は、第１の光束（入射窓３０ａから入射した光束）の光路上に設置される第１の偏光子１１２ａと、第２の光束（入射窓３０ｂから入射した光束）の光路上に設置される第２の偏光子１１２ｂと、第１の偏光子および第２の偏光子からの直線偏光を互いに逆向きの円偏光（左円偏光、右円偏光）にする４分の１波長板１１４と、４分の１波長板１１４からの左右円偏光が照射される試料（セル１１６）を保持する試料保持手段（セルホルダ１１８）とを備える。ここで、第１の偏光子１１２ａと第２の偏光子１１２ｂは、互いに直交した偏光方向を持つように配置され、４分の１波長板１１４を透過した第１、第２の光束が互いに逆向きの円偏光となるようにしている。
【００１４】
入射窓３０ａから入射した第１の光束は、ミラー１２０ａ，ミラー１２２ａを介して第１の偏光子１１２ａへと向う。第１の偏光子１１２ａを透過した第１の光束は直線偏光とされ、４分の１波長板１１４へと向う。ここで、４分の１波長板１１４の軸（進相軸）の方向（０度とする）に対し、第１の偏光子１１２の偏光方向は＋４５度（光束の進行方向からみて、時計周りを正、反時計周りを負とした）にとっている。同様に入射窓３０ｂから入射した第２の光束は、ミラー１２０ｂ，ミラー１２２ｂを介して第２の偏光子１１２ｂへと向う。第１の偏光子１１２ｂを透過した第２の光束は直線偏光とされ、４分の１波長板１１４へと向う。４分の１波長板１１４の軸の方向に対し、第２の偏光子１１２ｂの偏光方向は−４５度（光束の進行方向からみて、時計周りを正、反時計周りを負とした）にとっている。このように第１の偏光子１１２ａと第２の偏光子１１２ｂの偏光方向が互いに直交するようにとっているため、４分の１波長板１１４を透過した第１の光束、第２の光束は互いに逆向きの円偏光となる。
【００１５】
４分の１波長板１１４を透過した第１および第２の光束は、セルホルダ１１８に保持されたセル１１６の略同一部位に照射される。そして、セル１１６を透過した第１の光束はミラー１２４ａ，ミラー１２６ａを介して試料室１６の出射窓３２ｂから試料室１６外に出射する。同様に試料セル１１４を透過した第２の光束はミラー１２４ｂ、ミラー１２６ｂを介して試料室の出射窓３２ｂから試料室１６外に出射する。
出射窓３２ｂから出射した第１の光束は検出器３６ｂによって検出され、その検出信号がデータ処理系２０へと送られる。同様に出射窓３２ａから出射した第２の光束は検出器３６ａによって検出され、その検出信号がデータ処理系２０へと送られる。データ処理系２０では、これらの検出信号から、セル１１６に入れられた試料の左右円偏光に対する各吸収スペクトルを求め、各吸収スペクトルから円二色性スペクトルを算出する。円二色性の測定に際しては、試料セルに光学不活性な溶媒を入れたブランク測定を行い、このブランク測定で得たスペクトルデータをバックグラウンドデータとして用いる。
【００１６】
このように第一実施形態では、右円偏光と左円偏光をほぼ同時に試料に照射して測定を行っているため、測定中に試料を動かす必要がなく、試料を動かすことに起因する誤差が生じる心配がない。また、右円偏光と左円偏光の照射部位がほぼ同一であり、試料セル中の試料の濃度ムラによる測定誤差を低く抑えることができる。また、光学系が対称に設置されており、測定に左円偏光および右円偏光のみを用いているため検出器（例えば、フィトマルチプライヤ等）の偏光特性の影響を受けにくい。
【００１７】
＜第二実施形態＞
図３は第二実施形態にかかる光学系付属品を組み込んだ分光光度計の概略構成図である。図３に示した光学系付属品２１０は、試料室１６内の第１、第２の光束の光路上に設置される試料（セル２１２ａ、２１２ｂ）を保持する第１および第２の試料保持手段（セルホルダ）２１４ａ，２１４ｂと、第１および第２の試料保持手段手段２１４ａ，２１４ｂの光照射側に設置される左円偏光生成手段２１６ａ、右円偏光生成手段２１６ｂとを備えている。ここで、左円偏光生成手段２１６ａは、偏光子２１８ａと４分の１波長板２２０ａとの組み合わせで構成され、偏光子２１８ａの偏光方向と４分の１波長板２２０ａの軸とを４５°の角度に設定しておく。同じく右円偏光生成手段２１６ｂは、偏光子２１８ｂと４分の１波長板２２０ｂとの組み合わせで構成される。ただし、偏光子２１８ｂの軸と４分の１波長板２２０ｂの軸との角度を−４５°に設定しておく。つまり、左円偏光生成手段２１６ａ、右円偏光生成手段２１６ｂの偏光子の偏光方向は互いに直交しており、左円偏光生成手段２１６ａ、右円偏光生成手段２１６ｂを透過した光はそれぞれ逆向きの円偏光となる。よって、セル２１２ａに照射される円偏光の向きと、セル２１２ｂに照射される円偏光の向きは互いに逆向きとなる。
【００１８】
さらに、左円偏光生成手段２１６ａと右円偏光生成手段２１６ｂとの配置位置は交換可能に構成されており、左円偏光生成手段２１６ａと右円偏光生成手段２１６ｂとを入れ替えることにより、各セル２１２ａ，２１２ｂに照射される円偏光の向きは入れ替える前と逆向きになる。以下、セル２１２ａ（第１の光束の光路上に設置される）に左円偏光、セル２１２ｂに右円偏光を照射する状態を第１の照射状態と呼び、セル２１２ａに右円偏光、セル２１２ｂに左円偏光を照射する状態を第２の照射状態と呼ぶ。図３では第１の照射状態を示している。なお、本実施形態の光学系付属品２１０を用いた分光光度計では、第１および第２の試料保持手段に保持される各セル２１２ａ，２１２ｂには同一の試料（もしくはブランク測定の場合、同一の溶媒等）を封入して測定を行うことを前提としている。
【００１９】
第１の照射状態において、試料室１６の入射窓３０ａから入射した第１の光束は、左円偏光生成手段２１６ａを透過して左円偏光とされ、試料保持手段２１４ａに保持されたセル２１２ａに照射される。セル２１２ａを透過した第１の光束は出射窓３２ａから試料室１６外へ出射し、光検出手段１８の検出器３６ａにて検出される。同様に試料室１６の入射窓３０ｂから入射した第２の光束は、右円偏光生成手段２１６ｂを透過して右円偏光とされ、試料保持手段２１４ｂに保持されたセル２１２ｂに照射される。セル２１２ｂを透過した第２の光束は出射窓３２ｂから試料室１６外へ出射し、光検出手段１８の検出器３６ｂにて検出される。
【００２０】
また、第２の照射状態において、試料室１６の入射窓３０ａから入射した第１の光束は、右円偏光生成手段２１６ｂを透過して右円偏光とされ、試料保持手段２１４ａに保持されたセル２１２ａに照射される（図４（ｂ）、（ｄ）参照）。セル２１２ａを透過した第１の光束は出射窓３２ａから試料室１６外へ出射し、光検出手段１８の検出器３６ａにて検出される。同様に試料室１６の入射窓３０ｂから入射した第２の光束は左円偏光生成手段２１６ｂを透過して左円偏光とされ、試料保持手段２１４ｂに保持されたセル２１２ｂに照射される。セル２１２ｂを透過した第２の光束は出射窓３２ｂから試料室１６外へ出射し、光検出手段１８の検出器３６ｂにて検出される。
【００２１】
検出器３６ａ，３６ｂでの検出信号はデータ処理系２０に送られ、記憶手段２２０に記憶され、各種データ処理が行われる。データ処理系２０の検出強度差演算手段２２２では検出器３６ａから得られる透過光の強度と、検出器３６ｂから得られる透過光の強度との差（もしくは商）を求める。求めた検出強度差は記憶手段２２０に記憶される。
【００２２】
円二色性算出手段２２４では、記憶手段２２０に記憶された、円二色性の測定対象となる試料をセル２１２ａ，２１２ｂに入れたとき（サンプル測定）の第１の照射状態および第２の照射状態での検出強度差と、ブランク試料をセル２１２ａ，２１２ｂに入れた場合（ブランク測定）の第１の照射状態および第２の状態での検出強度差とから、測定対象となる試料の円二色性を算出する。具体的にはサンプル測定での第１の照射状態における検出強度差と、第２の照射状態における検出強度差との差分をとり、その差分の２分の１を求めることで、サンプル測定値を求める。同様にブランク測定での第１の照射状態における検出強度差と、第２の照射状態における検出強度差との差分をとり、その差分の２分の１を求めることで、バックグラウンド測定値を求める。サンプル測定値からバックグラウンド測定値を引くことで、測定対象となる試料の円二色性スペクトルを算出する。このような測定方法をとることにより、下記に示すように設置する光学系に起因する光吸収による偽信号を除去した円二色性スペクトルを得ることができる。
次に上記の光学系付属品を備えた分光光度計による円二色測定の測定手順について説明する。
【００２３】
＜ブランク測定＞
図４（ａ），（ｂ）に示すように、セル２１２ａ、セル２１２ｂにブランク試料として同一の溶媒（測定対象となる試料を溶かす溶媒）を入れ、試料保持手段２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ設置する。
図４（ａ）ではセル２１２ａの前段に左円偏光生成手段２１６ａ、セル２１２ｂの前段に右円偏光生成手段２１６ｂを設置し（第１の照射状態）、セル２１２ａ，セル２１２ｂをそれぞれ透過した光の強度を検出器３６ａ，３６ｂで検出する。検出強度差演算手段２２２では検出器３６ａで検出した透過光強度の対数（吸光度）から、検出器３６ｂで検出した透過光強度の対数（吸光度）を減算し、検出強度差Ｂ１を求め、記憶手段２２０に記憶する。
【００２４】
次に図４（ｂ）に示すように、左円偏光生成手段２１６ａと右円偏光生成手段２１６ｂとを入れ替えて、つまり、セル２１２ａの前段に右円偏光生成手段２１６ｂ、セル２１２ｂの前段に左円偏光生成手段２１６ａを設置し（第２の照射状態）、このときのセル２１２ａ、２１２ｂをそれぞれ透過した光の強度を検出器３６ａ，３６ｂで検出する。検出強度差演算手段２２２では検出器３６ａで検出した光強度の対数（吸光度）から、検出器３６ｂで検出した光強度の対数（吸光度）を減算し、検出強度差Ｂ２を求め、記憶手段２２０に記憶する。
円二色性算出手段２２４では、上記の検出強度差Ｂ１、Ｂ２との差の２分の１を計算し、バックグラウンド測定値Ｂを求め、記憶手段２２０に記憶する。
【００２５】
ここで、左円偏光生成手段２１６ａ，右円偏光生成手段２１６ｂを光が透過したときに生ずる光吸収（吸光度）をそれぞれＤＬ，ＤＲとし、左右円偏光がセル２１２ａ，２１２ｂ内の溶媒（ブランク試料）を透過したときに生ずる光吸収（吸光度）をそれぞれＺ０Ｌ，Ｚ０Ｒとし、 セル２１２ａ、２１２ｂ自体が持つ光吸収（吸光度）をそれぞれＣ１、Ｃ２とする。検出器３６ａ，３６ｂの検出感度は偏光に依存しないとすると、上記の検出強度差Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ、
Ｂ１＝（ＤＬ＋Ｃ１＋Ｚ０Ｌ）−（ＤＲ＋Ｃ２＋Ｚ０Ｒ），
Ｂ２＝（ＤＲ＋Ｃ１＋Ｚ０Ｒ）−（ＤＬ＋Ｃ２＋Ｚ０Ｌ），
と表される。
Ｂ１とＢ２との差の２分の１であるバックグラウンド測定値Ｂ（＝（Ｂ１−Ｂ２）／２）を求めると、
Ｂ＝（ＤＬ−ＤＲ）＋（Ｚ０Ｌ−Ｚ０Ｒ），
となる。ここで、溶媒（ブランク試料）は円二色性を有しないもの（Ｚ０Ｌ＝Ｚ０Ｒ）を用いるため、
Ｂ＝（ＤＬ−ＤＲ），
となる。この式から分かるように、セル２１２ａ、２１２ｂ自体による光吸収（吸光度）の違いはバックグラウンド測定値Ｂの式からキャンセルされており、測定値Ｂは左右円偏光生成手段を構成する光学系の光吸収の差を表している。
【００２６】
＜サンプル測定＞
次に図４（ｃ），（ｄ）に示すように、セル２１２ａ、セル２１２ｂに円二色性の測定対象となる試料（ブランク測定で用いた溶媒に同一サンプルを溶かしたもの）を入れ、試料保持手段２１４ａ，２１４ｂにそれぞれ設置する。
図４（ｂ）ではセル２１２ａの前段に左円偏光生成手段２１６ａ、セル２１２ｂの前段に右円偏光生成手段２１６ｂを設置し（第１の照射状態）、セル２１２ａ，セル２１２ｂをそれぞれ透過した光の強度を検出器３６ａ，３６ｂで検出する。検出強度差演算手段２２２では検出器３６ａで検出した透過光強度の対数（吸光度）から、検出器３６ｂで検出した透過光強度の対数（吸光度）を減算し、検出強度差Ｓ１を求め、記憶手段２２０に記憶する。
【００２７】
次に図４（ｄ）に示すように、左円偏光生成手段２１６ａと右円偏光生成手段２１６ｂとを入れ替えて、つまり、セル２１２ａの前段に右円偏光生成手段２１６ｂ、セル２１２ｂの前段に左円偏光生成手段２１６ａを設置し（第２の照射状態）、このときのセル２１２ａ、２１２ｂをそれぞれ透過した光の強度を検出器３６ａ，３６ｂで検出する。検出強度差演算手段２２２では検出器３６ａで検出した光強度の対数（吸光度）から、検出器３６ｂで検出した光強度の対数（吸光度）を減算し、検出強度差Ｓ２を求め、記憶手段２２０に記憶する。
円二色性算出手段２２４では、上記の検出強度差Ｓ１、Ｓ２との差の２分の１を計算し、サンプル測定値Ｓ（＝（Ｓ１−Ｓ２）／２）を求め、記憶手段２２０に記憶する。
【００２８】
ここで、左円偏光生成手段２１６ａ，右円偏光生成手段２１６ｂを光が透過したときに生ずる光吸収（吸光度）をそれぞれＤＬ，ＤＲとし、左右円偏光がセル２１２ａ，２１２ｂ内のサンプルを透過したときに生ずる光吸収（吸光度）をそれぞれＺＬ，ＺＲとし、セル２１２ａ、２１２ｂ自体による光吸収（吸光度）をそれぞれＣ１、Ｃ２とする。 ここで検出器３６ａ，３６ｂの検出感度は偏光に依存しないとすると、検出強度差Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ、
Ｓ１＝（ＤＬ＋Ｃ１＋ＺＬ）−（ＤＲ＋Ｃ２＋ＺＲ），
Ｓ２＝（ＤＲ＋Ｃ１＋ＺＲ）−（ＤＬ＋Ｃ２＋ＺＬ）
と表される。そして、Ｓ１とＳ２との差の２分の１であるサンプル測定値Ｓ（＝（Ｓ１−Ｓ２）／２）を求めると、
Ｓ＝（ＤＬ−ＤＲ）＋（ＺＬ−ＺＲ）
となる。この式から分かるように、セル２１２ａ、２１２ｂ自体が持つ光吸収（吸光度）の違いはサンプル測定値Ｓの式からキャンセルされている。
上記サンプル測定値Ｓからバックグラウンド測定値Ｂを引くと、
Ｓ−Ｂ＝（ＺＬ−ＺＲ）
となり、サンプルの円二色性が求められる。この式から明らかなように、セルの持つ光吸収の違い、左右円偏光生成手段の持つ光吸収の違いに由来する偽信号を除去した、円二色性の値を得ることができていることが分かる。このため、通常小さな強度しか示さない円二色性を十分信頼できる精度で測定することが可能となる。
以上のように、第二実施形態にかかる光学系付属品を組み込んだ分光光度計によれば、汎用のダブルビーム型分光光度計を用いても十分な精度で円二色性を測定することができる。
【００２９】
＜第三実施形態＞
図５は第三実施形態にかかる光学系付属品を組み込んだ分光光度計の概略構成図である。本実施形態では、一方の光束（図５の第１光束）を測定側光束、他方の光束（図５の第２光束）を参照側光束として用いる。図５の光学系付属品３１０は、測定光側光束の光路上に配置され、生成する円偏光の向きが切替可能な切替型円偏光生成手段３１２ａと、該切替型円偏光生成手段３１２ａからの円偏光が照射される試料（セル３１４ａ）を保持する試料保持手段（セルホルダ３１６ａ）と、を備える。
【００３０】
切替型円偏光生成手段３１２ａは、偏光子３１８ａと４分の１波長板３２０ａとを備え、偏光子３１８ａの偏光方向と４分の１波長板３２０ａの軸の方向との角度を相対的に変更できるように構成されている。例えば、図６に示すように４分の１波長板３２０ａは，取っ手を有するホルダ３２２に保持されており、該ホルダ３２２は４分の１波長板３２０ａの進相軸方位を、偏光子の偏光軸に対して、＋４５度（図６（ａ））、０度（図６（ｂ））、−４５度（図６（ｃ））に切替ができるように、光軸を中心として回転可能に構成されている。また、ホルダ３２２は上記の角度位置で固定されるよう構成されている。４分の１波長板の軸方位を０度、＋４５度、−４５度とすることで、切替型円偏光生成手段３１２ａを透過する光はそれぞれ、直線偏光、左円偏光、右円偏光となる。ここでは、偏光子の偏光方向を固定して４分の１波長板の軸方位を変更する構成を示したが、４分の１波長板の軸方位を固定して偏光子の軸方位を変更する構成でもかまわない。ただし、光源、分光器などに由来する光の偏光特性を考慮すると、偏光子の軸方位を固定する構成の方が好ましい。
【００３１】
また、図５に示すように本実施形態では第２の光束を参照側光束として用いており、試料室１６内の第２光束の光路上にはダミーの光学系３２４が設置される。ダミーの光学系を設置しないで測定を行ってもよいが、バランスを取るために第１の光束の光路上に設置される光学系と対応する光学系（切替型円偏光生成手段３１２ｂ（偏光子３１８ｂ、４分の１波長板３２０ｂ）、試料保持手段３１６ｂ、セル３１４ｂ）を設置することが好適である。ただし、セル３１４ｂにセル３１４ａに入れる試料と同一な試料を入れたとき、セル３１４ｂに照射する光は直線偏光となるように、ダミー光学系３２４の切替型円偏光生成手段３１２ｂの４分の１波長板３２０ｂの軸方位を０度に設定しておく。
【００３２】
試料室１６の入射窓３０ａから入射した第１の光束は、切替型円偏光生成手段３１２ａにより左円偏光（もしくは右円偏光）とされ、セル３１４ａに照射される。セル３１４ａを透過した第１の光束は出射窓３２ａから試料室１６外へ出射し、光検出手段１８の検出器３６ａにて検出される。同様に試料室の入射窓３０ｂから入射した第２の光束は、ダミー光学系３２４を通り、出射窓３２ｂから試料室の外へ出射し、検出器３６ｂにて検出される。
検出器３６ａ，３６ｂにて検出された検出信号はデータ処理系２０に送られ、記憶手段３２６に記憶され、各種データ処理が行われる。データ処理系２０の検出強度差演算手段３２８では検出器３６ａから得られる透過光の強度と、検出器３６ｂから得られる透過光の強度との差（もしくは商）を求める。求めた検出強度差は記憶手段３２６に記憶される。上記の測定を、切替型円偏光生成手段３１２ａの４分の１波長板３２０ａの方位を切り替えることで、セル３１４ａに照射する円偏光の向きを変えて実行する。
【００３３】
円二色性算出手段３３０では、記憶手段３２６に記憶された、セル３１４ａに左円偏光を照射したときの検出強度差、セル３１４ａに右円偏光を照射したときの検出強度差とから試料の円二色性を算出する。つまり、左円偏光を照射したときの検出強度差から右円偏光を照射したときの検出強度差を減算して円二色性スペクトルを求める。また、セル３１４ａ（及びダミー光学系のセル３１４ｂ）にブランク試料（測定対象の試料を溶解する溶媒等）を入れたブランク測定を行った場合には、左円偏光を照射したときの検出強度差から右円偏光を照射したときの検出強度差を減算して求めたものをバックグラウンドスペクトル（ベースライン）として用い、セルに試料を入れて測定して求めたスペクトルからバックグラウンドスペクトルを減算して円二色性スペクトルを求める。
以上のように、本実施形態の光学系付属品を用いた分光光度計によれば、一方の光束を参照光として用いることで、試料の円二色性を十分な精度で測定することが可能となる。
【００３４】
次に本発明にかかる装置を用いたキラル化合物絶対配置決定方法について説明する。この決定方法は、亜鉛ポルフィリン２量体とキラル化合物とを含む試料溶液について円二色性を測定し、コットン効果の効果の符号から前記キラル化合物の不斉炭素の絶対配置を決定する方法であって、ダブルビーム型分光光度計に上記の第一から第三実施形態の光学系付属品を装着した装置によって、亜鉛ポルフィリン２量体とキラル化合物とを含む試料溶液の円二色性を測定することを特徴とする。
【００３５】
試料溶液の円二色スペクトル（ＣＤスペクトル）は、通常二つのピーク、即ち一つの極大値と一つの極小値を示す。より長波長側のピークを「第１コットン効果」といい、より短波長側のピークを「第２コットン効果」という。斉誘起の機構は、亜鉛ポルフィリン２量体のポルフィリン環同士のねじれにより説明される。つまり、配位子であるキラル化合物のαまたはβ炭素に結合している最も大きな置換基と、キラル化合物が配位していないポルフィリン環（フリーのポルフィリン環）に結合したメチル基以上にバルキーな置換基との間に立体障害が生じることにより、ポルフィリンの配向にねじれが生じ、ポルフィリン間の励起子相互作用（エキシトンインターラクション）に基づく円二色性があらわれるものと理解できる。ＣＤエキシトン・キラリテイー法によると、二つの相互に作用する電子遷移モーメントが手前から奥側に向かって時計回りに並ぶと正のキラリティーを創出し、反時計回りに並ぶと負のキラリティーを創出する。例えば、絶対配置がＳであるキラル化合物がポルフィリン２量体に配位すると、手前から奥側に向かって時計回りにねじれるので、第１コットン効果の符号は「正」となる。一方、絶対配置がＲであるキラル化合物がポルフィリン２量体に配位すると、手前から奥側に向かって反時計回りにねじれるので、第１コットン効果の符号は「負」となる。本発明の方法では、ポルフィリン２量体に測定対象であるキラル化合物を配位させたときに得られるＣＤスペクトルのコットン効果の符号によって、前記キラル化合物の絶対配置を決定することができる。
【００３６】
上記の方法では、円二色性の測定を、ダブルビーム型分光光度計に上記の第一から第三実施形態の光学系付属品を装着した装置によって行っているため、円二色性測定の専用装置を使用する場合よりも、簡便かつ経済的にキラル化合物の絶対配置を決定することができる。
また、上記の方法の測定対象となるキラル化合物としては、ジアミン、モノアミン、モノアルコール、およびアミノアルコールからなる群から選択される一種の化合物であることが好適である。
【実施例１】
【００３７】
以下に上記の第三実施形態の装置を用いて測定を行った例について説明する。
試料として、ビス亜鉛ポルフィリン二量体にＲ-(＋)-１-ナフチルエチルアミンを配位させた配位化合物のジクロロメタン溶液を用いた。
ブランク測定としては、測定側の光路上に設置されるセル、参照側（ダミー光学系）の光路上に設置されるセルの両方にジクロロメタンをセットし、切替型円偏光生成手段の４分の１波長板の軸を偏光子に対し＋４５度の角度に設定して、左円偏光における吸収スペクトルの測定を行った。その後、偏光子に対し４分の１波長板を−４５度の角度に回転させて、右円偏光での吸収スペクトルを測定した。こうして得られた左と右の円偏光における吸収スペクトルの差をベースラインとした。
【００３８】
次に測定側の光路上に設置されるセル、参照側（ダミー光学系）の光路上に設置されるセルの両方のセルに試料（ビス亜鉛ポルフィリン二量体にＲ-(＋)-１-ナフチルエチルアミンを配位させた配位化合物のジクロロメタン溶液）をセットし、ベースライン測定と同じ測定を行った。得られたスペクトルからベースラインを差し引いてＣＤスペクトルを得た。得られたスペクトルは図７に示したものであり、専用のＣＤ測定装置で測定して得られるものと基本的に同一であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ダブルビーム型の分光光度計の概略構成図
【図２】本発明にかかる第１実施形態の光学系付属品の概略構成図
【図３】本発明にかかる第２実施形態の光学系付属品を取り付けた分光光度計の概略構成図
【図４】第２実施形態の装置を用いた円二色性測定の説明図
【図５】本発明にかかる第３実施形態の光学系付属品を取り付けた分光光度計の概略構成図
【図６】第３実施形態の光学系付属品の左右円偏光切替機構の説明図
【図７】円二色性スペクトルの測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００４０】
１０        分光光度計
１２        光出射手段
１４        光分割手段
１６        試料室
１８        光検出手段
２０        データ処理系
１１０        第１実施形態の光学系付属品
１１２ａ，ｂ        偏光子
１１４        ４分の１波長板
１１８        試料保持手段
２１０        第２実施形態の光学系付属品
２１４ａ        第１の試料保持手段
２１４ｂ        第２の試料保持手段
２１６ａ        左円変更生成手段
２１６ｂ        右円偏光生成手段
３１０        第３実施形態の光学系付属品
３１２ａ        切替型円偏光生成手段
３１６ａ        試料保持手段
３２４        ダミー光学系
【図１】
2007101280.tif 000003
【図２】
2007101280.tif 000004
【図３】
2007101280.tif 000005
【図４】
2007101280.tif 000006
【図５】
2007101280.tif 000007
【図６】
2007101280.tif 000008
【図７】
2007101280.tif 000009