JP2644186B2 - 発光検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体の蛍光、化学発
光、生物発光を測定する発光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体の蛍光、化学発光、生物発
光等の微細発光の測定をする場合には、外部からの光を
遮断して行わなければならない。このため、従来このよ
うな微細発光を測定する装置としては、被検体溶液を収
容する透明な容器と、被検体からの発光を検出する検出
器と、容器と検出器との間で光信号の受け渡しを行う光
ファイバと、検出器からの信号を処理する信号処理装置
等とを有し、かつ、これらが収められ、外来光を遮蔽で
きる大型の試料室を備えるものが一般的に用いられてき
た。

【０００３】また、特に、被検体溶液を吸引して測定す
るような吸引法を用いる場合には、上述した構成に加え
さらに吸引装置が必要となり、この吸引装置を収めるた
めに試料室をさらに大型化するか、あるいは吸引装置自
体を外来光から遮蔽して試料室に設置するかなどの必要
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来から用い
られているような大型の装置では、機器の取り扱い条件
などが制約されて、機器の設置場所以外では測定を行う
ことができないという問題点があり、このため被検体溶
液を機器のある場所にまで移動しなければならず迅速な
測定を行うことができないという欠点があった。

【０００５】一方、被検体溶液の特性を測定するコンパ
クトな装置としては、特開昭５９−１９１６３８号公報
に示されるような微量サンプル測定装置がある。この装
置は、マイクロピペット等の微量サンプル吸引器具の先
端に各種センサを設けたものである。しかし、この装置
ではセンサとしてイオン選択制ＦＥＴセンサなどを用い
ており、サンプルの微弱発光を検出することはできな
い。また、仮に、この装置のセンサとして光検出器を用
いたたとしても、この装置ではサンプル吸引部が開口し
ているので、この開口部分から光が漏れ入ってしまうた
め微弱発光を検出することができないという欠点があ
る。

【０００６】そこで、本発明は、上記問題点を解決する
発光検出装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明に係る発光検出装置は、底部に被検体溶液
を収容し、外部からの光が侵入することがない有底筒状
であって、底部に収容された被検体溶液を上方へ導く吸
入部と、上方に導かれた被検体溶液を蓄える収容部とを
内部に有する容器と、底部に収容された被検体溶液を吸
入部を介して収容部へと吸引する吸入装置と、収容部中
に収容された被検体溶液からの発光を検出する光検出器
と、一端が収容部内に設けられ、被検体溶液からの光信
号を他端に設けられた光検出器へと伝達する光導波手段
とを備えることを特徴とする。

【０００８】なお、光ファイバーは他端が２つに分岐し
た分岐光ファイバーであって、分岐した端面の一方には
励起光源が設けられていることが望ましい。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、被検体溶液が収容される
容器を、外部からの光が侵入することがない有底筒状の
もので形成し、さらに、容器中に底部に収容された被検
体溶液を上方へ導く吸入部と、上方に導かれた被検体溶
液を蓄える収容部とを設け、この収容部内に、光導波手
段の先端を設けているので、大型の試料室を必要とする
ことなく被検体からの光を測定することができる。

【００１０】また、光ファイバーは他端が２つに分岐し
た分岐光ファイバーであって、分岐した端面の一方には
励起光源が設けられていれば、被検体溶液に励起光を照
射することができる。

【００１１】

【実施例】以下、添付図面に従った本発明のいくつかの
実施例について説明する。なお、同一要素には同一符号
を付すものとする。また、図面における各部分の寸法比
は現実の寸法比とは必ずしも一致しないものとし、また
面積についても同様とする。

【００１２】図１に従って本発明の第１実施例に係る発
光検出装置について説明する。

【００１３】図示するように、本発明に係る発光検出装
置は、グリップ１１が設けられている検出装置本体１
と、この検出装置本体１の一端に着脱可能に取り付けら
れる容器２と、検出装置本体１に設けられる分岐型光フ
ァイバー４を介して容器２との間で光信号の受け渡しを
行う制御部本体３とを備えている。

【００１４】検出装置本体１の一端の容器取付部１２に
は光ファイバー４を嵌め込むためのファイバー穴１４が
穿設されている。この穴１４に光ファイバー４が嵌め込
まれたとき、穴１４の側面と光ファイバー４との間では
空気が流れる程度の隙間が存在している。一方、この穴
１４は外部に対しては光ファイバー４が差し込まれたと
きに空気漏れのないような気密構造が採られている。ま
た、このファイバー穴１４の側面には細穴１５が設けら
れており、この細穴１５は検出装置本体１内の吸引ポン
プ５１に接続されている。吸引ポンプ５１としてはシリ
ンダ型のポンプを用いている。この吸引ポンプ５１は、
検出装置本体１内のポンプ駆動用モータ５２でシリンダ
内のピストンをスライドさせることで空気圧を変化させ
て吸引・吐出を行う構造となっている。したがって、吸
引ポンプ５１が駆動するとこの細穴を介してファイバー
穴１４内の圧力が変化し、後述する発光層チップ２２及
び吸引チップ２１内の圧力も変化して溶液が発光層チッ
プ２２内に吸入される。このポンプ駆動用モータ５２
は、制御部本体３内のポンプ制御部３５によって制御さ
れている。また、ポンプ駆動用モータ５２を制御する操
作スイッチ５３は検出装置本体１のグリップ１１に設け
られている。

【００１５】検出装置本体１の容器取付部１２には、被
検体液６を収容する容器２が取り付けられている。この
容器２は、容器取付部１２に対して着脱可能であり、こ
のため測定対象である被検体液６を交換するにあたって
は、容器２を交換するだけで容易に行うことができる。

【００１６】容器２には、被検体液６を上方へ導く吸入
部である吸引チップ２１と、この吸引チップ２１の上方
に設けられ、被検体液６を蓄える収容部である発光層チ
ップ２２とが備えられている。また、この容器２は外来
光を遮光する素材によって形成されている。なお、発光
層チップ２２としては、その内周面に発光試薬が塗布さ
れたものを用いてもよい。これは試薬との化学変化で蛍
光を発する被検体液６を測定する際に使用することがで
きる。この吸引チップ２１と、発光層チップ２２とを組
み合せたものを容器２に組み込むにあたっては次のよう
に行う。すなわち、被検体液６の底部に溶液を収容した
後に、吸引チップ２１と、発光層チップ２２とを組み合
せたもの組み込む。このように組み合わされた容器２を
検出装置本体１の容器取付部１２に取り付ける。このと
き、吸引チップ２１と発光層チップ２２との接続部、発
光層チップ２２と容器２との接続部、容器２と検出装置
本体１の容器取付部１２との接続部分とはいずれも密着
させて接続しており、空気漏れのない構造になってい
る。また、容器２には空気抜きの穴（図示せず）が設け
られている。この穴１４によって、吸入が開始した際の
容器２内の気圧調整が行われる。

【００１７】光ファイバー４の一端は、検出装置本体１
のファイバー穴１４を抜けて発光層チップ２２内に存在
している。この光ファイバー４の一端は発光層チップ２
２内に被検体液６が吸入されたときに、この光ファイバ
ー４の先端に触れないような深さに設置されている。な
お、光ファイバー４の先端に被検体液６が触れないよう
にするためには、予めこの様な位置に光ファイバー４の
先端を設置しておくほか、吸引ポンプ５１を適当に操作
して被検体液６が触れないようにしてもよい。一方、光
ファイバー４の他端は２つに分岐して制御部本体３と接
続される。分岐した他端の一方は、制御部本体３内に設
けられた励起光源３１に接続され、他端のもう一方は、
制御部本体３内の検出素子３２に接続される。励起光源
３１からは被検体液６を励起するための光（２５０ｎｍ
〜８００ｎｍ）が発せられる。また、この検出素子３２
は、信号処理部３３に接続され、さらに、表示部３４に
接続されている。検出素子３２からの信号は信号処理部
３３によって演算処理された後、その結果が表示部３４
により表示される。

【００１８】次に、第１実施例に係る発光検出装置の動
作について説明する。

【００１９】まず、容器２の中に被検体液６を収容し、
この容器２に発光層チップ２２と吸引チップ２１とを組
み合わせたものを嵌め込む。そして、このような容器２
を発光検出装置本体１の容器取付部１２に取り付ける。

【００２０】次に、グリップ１１に取り付けられた操作
スイッチ５３を操作して吸引ポンプ５１を起動して容器
２の底部の被検体液６を発光層チップ２２内に吸入し始
める。このとき、吸入量及び吸入速度は制御部本体３に
内蔵されたポンプ制御部３５によって設定されている。

【００２１】発光層チップ２２内に収容された被検体液
６は励起光によって励起されて蛍光を発する。このよう
に発光した蛍光を光ファイバー４を介して制御部本体３
内の検出素子３２に導き、検出素子３２で電気信号に変
化して信号処理部３３によって演算処理を行い、その結
果を表示部３４によって表示する。

【００２２】このようにすれば、被検体液６が収容され
る容器２を、外部からの光が侵入することがない有底筒
状のもので形成し、さらに、容器２中に底部に収容され
た被検体液６を上方へ導く吸入部と、上方に導かれた被
検体液６を蓄える収容部とを設け、この収容部内に、光
ファイバー４の先端を設けているので、外部からの光を
遮光できる大型の試料室を必要とすることなく被検体液
６からの光を測定することができる。

【００２３】従って、本実施例に係る発光検出装置によ
れば、任意の場所で迅速に被検体液６の発光状況を測定
することができる。

【００２４】なお、被検体液６によっては、化学反応に
より、あるいは自家発光的に蛍光を発するものがあり、
それぞれに応じた仕様の発光層チップを含む容器を使用
する。

【００２５】即ち、自家発光的に蛍光を発する被検体に
ついては表面に何等の処理も施されていない発光層チッ
プの容器を用い、化学反応により蛍光を発するものに対
しては表面に試薬の塗布されたものを用いる。

【００２６】次に、図２に従って本発明の第２実施例に
係る発光検出装置について説明する。

【００２７】この第２実施例と、第１実施例とが特徴的
に異なる点は、信号処理部１３３と、表示部１３４と、
ポンプ制御部１３５との配置にある。即ち、第１実施例
では、発光検出装置本体１とは別体として設けられた制
御部本体３に、これらの装置が設けられるのに対して、
第２実施例では、これらの装置を発光検出装置本体１に
収容し、発光検出装置本体１とは別に制御部本体３を設
けることがない点で両者は相違する。

【００２８】この第２実施例に係る光検出装置について
図２にしたがって、簡単に説明する。

【００２９】図示するように、本発明に係る発光検出装
置は、グリップ１１１が設けられた検出装置本体１０の
みからなる。

【００３０】この検出装置本体１０の一端の内部にはラ
イトガイド７を嵌め込むためのライトガイド筒１６が設
けられている。この筒１６にライトガイド７が嵌め込ま
れたとき、筒１６の内周面とライトガイド７との間では
空気が流れる程度の隙間が存在している。一方、この筒
１６は、上方に設けられるガラス板１７によってライト
ガイド７が差し込まれたときに空気漏れのないような気
密構造が採られている。また、このライトガイド筒１６
の側面には細穴１１５が設けられており、この細穴１１
５は検出装置本体１０内の吸引ポンプ５１に接続されて
いる。吸引ポンプ５１にはシリンダ型のポンプを用いて
いる。この吸引ポンプ５１は、検出装置本体１０内のポ
ンプ駆動用モータ５２でシリンダ内のピストンをスライ
ドさせることで空気圧を変化させて吸引・吐出を行う構
造となっている。したがって、吸引ポンプ５１が駆動す
るとこの細穴を介して光ファイバー４穴内の圧力が変化
し、発光層チップ２２及び吸引チップ２１内の圧力も変
化して溶液が検出層内に吸入される。このポンプ駆動用
モータ５２は、検出装置本体１０内のポンプ制御部１３
５によって制御されている。また、ポンプ駆動用モータ
５２を制御する操作スイッチ５３は検出装置本体１０の
グリップ１１１に設けられている。

【００３１】検出装置本体１０の容器取付部１２には、
被検体液６を収容する容器２が取り付けられている。こ
の容器２に関しては第１実施例と共通の構造であり、ま
た、共通の特徴を有しており、第１実施例と第２実施例
とでは特に異なることはない。従って、第２実施例にお
いても発光層チップ２２の内周面に発光試薬が塗布され
たものを用いてもよく、また、試薬が塗布されていない
ものを用いてもよい。

【００３２】ライトガイド７の一端は、検出装置本体１
０のライトガイド筒１６の開口部を抜けて発光層チップ
２２内に存在している。このライトガイド７の一端は発
光層チップ２２内に被検体液６が吸入されたときに、こ
のライトガイド７の先端に触れないような深さに設置さ
れている。なお、ライトガイド７の先端に被検体液６が
触れないようにするためには、予めこの様な位置にライ
トガイド７の先端を設置しておくほか、吸引ポンプ５１
を適当に操作して被検体液６が触れないようにしてもよ
い。一方、ライトガイド７の他端はガラス板１７を介し
て検出素子１３２に接続される。この検出素子１３２
は、検出装置本体１０内の信号処理部１３３に接続さ
れ、さらに、表示部１３４に接続されている。検出素子
１３２からの信号は信号処理部１３３によって演算処理
された後、その結果が表示部１３４により表示される。

【００３３】また、ガラス板１７は、ライトガイド７か
らの光信号を効率よく検出素子１３２に伝達するため高
透過率を有している。

【００３４】なお、第２実施例では励起光源３１が設け
られていないものを示したが、励起光源３１が検出基本
体内に備えられているものであってもよい。この場合に
は、分岐型ライトガイド７を使用したり、あるいは２本
のライトガイド７を用いる等して励起光源３１を被検体
液６に照射する。

【００３５】次に、第２実施例に係る発光検出装置の動
作について説明する。まず、容器２の中に被検体液６を
収容し、この容器２に発光層チップ２２と吸引チップ２
１とを組み合わせたものを嵌め込む。そして、このよう
な容器２を発光検出装置本体１０の容器取付部１２に取
り付ける。

【００３６】次に、グリップ１１１に取り付けられた操
作スイッチ５３を操作して吸引ポンプ５１を起動して容
器２底部の被検体液６を発光層チップ２２内に吸入し始
める。このとき、吸入量及び吸入速度は制御部本体３に
内蔵されたポンプ制御部１３５によって設定されてい
る。

【００３７】発光層チップ２２内に収容された被検体液
６は発光層チップ２２の内周面に塗布された発光試薬と
反応して化学発光する。このように発光した蛍光を光フ
ァイバー４を介して制御部本体３内の検出素子１３２に
導き、検出素子１３２で電気信号に変化して信号処理部
１３３によって演算処理を行い、その結果を表示部１３
４によって表示する。

【００３８】このようにすれば、第１実施例と同様に、
被検体液６が収容される容器２を、外部からの光が侵入
することがない有底筒状のもので形成し、さらに、容器
２中に底部に収容された被検体液６を上方へ導く吸入部
と、上方に導かれた被検体液６を蓄える収容部とを設
け、この収容部内に、光ファイバー４の先端を設けてい
るので、外部からの光を遮光できる大型の試料室を必要
とすることなく被検体液６からの光を測定することがで
きる。

【００３９】第２実施例のように、信号処理部１３３、
表示部１３４およびポンプ制御部１３５を発光検出装置
本体１０に収容すれば、第１実施例に比べて発光検出装
置本体１０は大きくなるものの、光ファイバー４や配線
等が外部に引き出されることがないので、使い勝手がよ
り向上する。

【００４０】なお、この他の点に関しては第１実施例と
第２実施例とでは大きく相違するところはない。

【００４１】第１実施例及び第２実施例のいずれについ
ても、自家発光する被検体液６及び発光試薬との反応に
よって蛍光を発する被検体液６のいずれも測定すること
ができる。また、第２実施例の発光検出装置に励起光源
３１を設ければ、第１実施例と同様に励起光源３１を必
要とする被検体液６の測定を行うこともできる。

【００４２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る発光検出装置によれば、外部からの光を遮光できる
大型の試料室を必要とすることがなく被検体液からの光
を測定することができるコンパクトな装置を実現するこ
とが可能なので、任意の場所で迅速に被検体液の発光状
況を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る発光検出装置を示す
断面斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る発光検出装置を示す
断面斜視図である。

【符号の説明】

１…検出装置本体、２…容器、３…制御部本体、４…分
岐型光ファイバー、６…被検体液、７…ライトガイド、
１１、１１１…グリップ、１２…容器取付部、１４…フ
ァイバー穴、１５、１１５…細穴、１６…ライトガイド
筒、１７…ガラス板、２１…吸引チップ、２２…発光層
チップ、３１…励起光源、３２、１３２…検出素子、３
３、１３３…信号処理部、３４、１３４…表示部、３
５、１３５…ポンプ制御部、５１…吸引ポンプ、５２…
ポンプ駆動用モータ、５３…操作スイッチ

フロントページの続き (72)発明者 川口 成治 神奈川県綾瀬市早川2743−１ 東ソー株 式会社内 (72)発明者 坂本 裕一郎 東京都豊島区高田３−41−８ 中外製薬 株式会社内 (72)発明者 本島 久也 東京都豊島区高田３−41−８ 中外製薬 株式会社内 (72)発明者 増子 正行 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 早川 毅 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−66891（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−102855（ＪＰ，Ｕ）) 実開 平６−16852（ＪＰ，Ｕ）)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部に被検体溶液を収容し、外部からの
   光が侵入することがない有底筒状であって、前記底部に
   収容された前記被検体溶液を上方へ導く吸入部と、上方
   に導かれた被検体溶液を蓄える収容部とを内部に有する
   容器と、 前記底部に収容された被検体溶液を前記吸入部を介して
   前記収容部へと吸引する吸入装置と、 前記収容部中に収容された被検体溶液からの発光を検出
   する光検出器と、 一端が前記収容部内に設けられ、前記被検体溶液からの
   光信号を他端に設けられた前記光検出器へと伝達する光
   導波手段と、 を備えることを特徴とする発光検出装置。
2. 【請求項２】 前記光導波手段は前記他端が２つに分岐
   した分岐光ファイバーであって、分岐した端面の一方に
   は励起光源が設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の発光検出装置。