JPS62175643A - 粒径測定法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、粒径測定法及び装置に関する。さらに詳し
くは、液媒体中の懸濁粒子ことに化学反応や免疫反応に
よって生じる懸濁粒子の粒径測定、粒径変化測定に有用
な粒径測定法及び装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、液体中の懸濁゛粒子の粒径測定には散乱光を利用
した光散乱光度計が汎用されている。かかる光散乱光度
計においては、第４図に示すように懸濁粒子を含む液体
（１２１を保持した円筒セル（１υを用いこれに所定の
波長光（Ｉｏ）を照射して１ｑられる散乱光強度１．　
　を散乱角θを変えて測定し、非対称係数と呼ばれるＺ
＝１．／Ｉ　　　　　（例えば、（／Ｊ’ａ−〇） １、、／Ｉ）を算出し、その値に基づいて粒＋！炉 径が求められている。そしてかかる光散乱光度計による
粒径測定は、コロイド粒子などの粒子径の時間的変化の
少ない懸濁粒子の測定に用いられている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる光散乱光度計による粒径測定にお
いては、散乱光測定に適合すべく円筒セルの直径が比較
的大ぎくく例えば、３０ｍｍ）設定されているため測定
液の懸濁粒子濃度が希薄でないと多重散乱を生じて正確
な粒径測定ができず、さらに０．５ｐｍ程度以下の小粒
径のものの測定に限られる、という問題点があった。ま
た、この測定法は、粒径の大きさを求めるのには適して
いるが、粒径変化の過程の追跡には不適であった。

この発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、こ
とに、より大きな懸濁粒子の粒径測定を簡便に行なえ、
しかも粒径変化の追跡にも適した粒径測定法及び装置を
提供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、懸濁粒子を含有する液媒体
に光を照射してその見かけの吸光度を二種の波長につい
て計測し、得られた二種の吸光度の比に基づいて液媒体
中の懸濁粒子の粒径を決定することを特徴とする粒径測
定法が提供される。

この発明の最も特徴とする点は、従来のごとき散乱光を
利用して粒径を決定するのではなく、透過光を利用して
吸光度により粒径を決定する点にある。そして他の最も
特徴とする点は、異なる二種の波長による見かけの吸光
度（透過光強度の逆数の対数）の比をパラメータとして
粒径を決定する点にある。

ある波長の光を、懸濁粒子を含む液媒体に照射した際に
得られる透過光の強度は、液媒体自体の吸収以外に懸濁
粒子の散乱作用によって減少し、液媒体自体の吸光度よ
り計測される吸光度は見かけ上増加する。この見かけ上
の吸光度は懸濁粒子の散乱作用によって異なり、ことに
照射光の波長により散乱光強度の角度分布が異なる傾向
があるため、懸濁粒子の粒径のみならず照射波長によっ
て計測吸光度は変化する。かかる関係下、粒径２、ｕＷ
以下の懸濁粒子を対象とした際に、異なる２波長の見か
け吸光度の比が、粒径の関数となり、この吸光度比を求
めることにより粒径を測定できることがここに見出され
た。

計測に用いる二種の波長光は、懸濁粒子に対して異なる
散乱作用を受けるものではあればよく、通常、汎用され
ている可視光領域（約３４０〜７００ｎｍ）の異なる二
種の波長を選択するのが便利である。二種の波長として
は、吸光度検出器側の精度や測定粒径範囲を適合化する
ことにより近接した異波長のものを用いることもできる
が、通常、それぞれ３４０〜４５０ｎｍと６００〜７５
０　ｎｍの二種の波長を選択するのが適している。

一方、測定対象の懸濁粒子は従来に比して大粒径であっ
てもよく、０．０５〜２虐程度の広範囲の粒径を測定す
ることができる。ただし、この発明の方法における粒径
の決定とは、粒径の数値測定のみならず粒径の大小の決
定を含むものであり、例えば、粒径の変動のみをｍｌ　
Ｈする用途に用いてもよい。

この発明の方法は、通常の吸光光度計、光電化−色計等
を用いて行なうことができ、光散乱光度計などの特殊な
装置を用いる必要はない。従って、測定セルも通常の角
セルを用いることができ、セル厚も通常のものを適用す
ることができるが、多重散乱を防止すべくセル厚は薄い
ものを用いるのが好ましく、通常５〜１０ｍｍ程度のも
のを用いるのが適している。ただし、透過光を対象とす
るため多重散乱の影響は少なくセル厚みに従来のごとき
厳密さは要求されない。

ただし、この発明の方法の実施は、二波艮の吸光度計測
手段を有しこれらの吸光度比較を出力できる装置を用い
て行なうのが適している。従って、この発明は、懸濁粒
子を含有する液媒体を保持しうる測定セルと、該セルに
、少なくとも二種の波長光を照射して上記液媒体の見か
けの吸光度をこの二種の波長について計測する光学測定
系と、この二種の吸光度の比を出力する比較器を備えて
なる粒径測定装置をも提供するものである。なお、この
光学系は、連続波長光源を用い照射光又は透過光を分光
して少なくとも二つの波長についての見かけ吸光度を計
測できるよう構成されたものが適している。

（ホ）作　用 この発明によれば、二種の波長についての見かけ吸光度
に基づいて粒径の大ぎさや変動が検知されることとなる
。

（へ）実施例 第１図は、この発明の方法の実施例に用いる粒径測定装
置を例示する構成説明図である。図において粒径測定装
置は、角型測定セル（３：１０ｍｍ厚）と、光源（１）
、コリメータレンズ（２）、集光レンズ（４）、入射ス
リット（５）、回折格子（６）、二個の光電変換素子（
刀（２）、二個のプリアンプ＋８１　（Ｅ、及び二個の
吸光度算出回路（９）ばからなる光学測定系と、比較測
定回路（ト））からなる比較器とから構成されている。

そして素子（７）ニは所定の波長λ１、λ２に対応する
ように配置されている。

かかる装置において、光源（１）からの白色光はレンズ
（２１により平行光束となって角型測定セル（３）に照
射され、セル（３）を透過した光束は集光レンズ（４）
により入射スリット（５）に集光され、スリットを通っ
た光は回折格子（６）によって分光される。分光された
光のうち波長λ１、λ２の光は対応する素子＋７］（７
）に照射し、プリアンプ［８］　（８）の出力が算出回
路（９１ｆ９）に入るよう設定されている。

まずセル（３）に純水を入れてそのプリアンプ（８１（
８’１の出力１ｏ　　（λ１　）、Ｉｏ　　（λ２）を
算出回路（９）（印に記憶する。次いで目的とする試料
をセル（３）に入れ、そのプリアンプ出力Ｉ（λ１）、
Ｉ（λ２）を用いて、算出回路（９）ハでそれぞれの吸
光度：Ａ（λ１）− −１０＜１（１（λ１）／Ｉｏ（λ１）〕Ａ（λ２）＝ −ｌｏｇ（１（λ２）／１０（λ２）〕をそれぞれ算出
する。

この出力Ａ（λ１）及びＡ（λ２）が比測定回路□□□
に入力され、その比Ａ（λｉ）／Ａ（λ２）が出力され
ることとなる。

第２図及び第１表に、試料として種々の粒径のポリスチ
レンラテックス懸濁液を用い、λ１＝３４０ｎｍ　、λ
２＝７００ｎｍの場合のＡ（λ１）／Ａ（λ２）を測定
した結果を示す。Ａ（λ１）／Ａ（λ２）の値は、濃度
がある程度稀ければ濃度に無関係となる。表中りは粒径
（漕）を示す。

このように粒径と吸光度比との間に関数関係が存在し、
濃度に無関係に吸光度比から粒径を決定できることが判
明した。

第１表 ポリスチレンと屈折率の異なる粒子（免疫反応生成物な
ど）では粒径についての吸光度比は少し異なるが、変化
の傾向は同様であった。

一方、免疫グロブリンＩａ　Ａ　（抗１ｇＡ血清を緩衝
液で希釈した試薬使用）と血清試料とを混合して、抗血
清反応によって濁りが生じる過程を測定した結果を第３
図及び第２表に示す。

（以下余白、次頁へ続く。） 第２表 このように、抗血清反応により生じる抗原抗体反応生成
物の粒子の成長と共に吸光度比が減少しており、この粒
径変化の追跡、ひいては反応の進行の追跡に用いること
ができることが判明した。

（ト）発明の効果 この発明によれば、散乱光でなく吸光度に基づいて測定
が行なわれるため、 （＋）　　懸濁粒子の濃度の広範囲域において粒径測定
が可能となり、光散乱を利用する方法のようにわざわざ
希釈試料を調製する必要がなく、しかも化学反応や免疫
反応により粒子が生成しかつ成長して行く過程を簡便に
追跡することかできる、（ｉ）　　粒径が２膚程度のも
のまで測定が可能となる、 （至）　二つの波長の吸光度比をパラメータとして用い
ているため、液媒体自体の吸光度が刻々と変化する懸濁
液についても正確な測定が可能となる、 ０　散乱光測定が不要なため、光学計測系が単一ビーム
からなる一次元的なものでよく、装置構成が簡略化でき
る、 （Ｖ）　　測定用のセルも特殊なものを用いる必要はな
く、自由度が高い、 などの種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る粒子測定装置の一例を示ず構
成説明図、第２図は、この発明の方法に係る粒径と吸光
度比の関係を示すグラフ図、第３図は同じ〈実施例の反
応時間と吸光度比の関係を示すグラフ図、第４図は、散
乱光を用いる従来の粒子測定法を示す説明図である。 ＋１１・・・・・・光源、　　　（２＋・・・・・・コ
リメータレンズ、（３）・・・・・・角型測定セル、（
４）・・・・・・集光レンズ、（５）・・・・・・入射
スリット、（６）・・・・・・回折格子、（刀（７）・
・・・・・光電変換素子、＋８）　（８’ｌ・・・・・
・プリアンプ、（９）■・・・・・・吸光度算出回路、
良・・・・・・比較測定回路。 Ｍ　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、懸濁粒子を含有する液媒体に光を照射してその見か
   けの吸光度を二種の波長について計測し、得られた二種
   の吸光度の比に基づいて液媒体中の懸濁粒子の粒径を決
   定することを特徴とする粒径測定法。 ２、粒径変化の追跡に用いられる特許請求の範囲第１項
   記載の測定法。 ３、懸濁粒子の粒径が約０．０５〜２μｍである特許請
   求の範囲第１項又は第２項に記載の測定法。 ４、懸濁粒子を含有する液媒体を保持しうる測定セルと
   、該セルに、少なくとも二種の波長光を照射して上記液
   媒体の見かけの吸光度をこの二種の波長について計測す
   る光学測定系と、この二種の吸光度の比を出力する比較
   器を備えてなる粒径測定装置。