JP2012026731A - 分光蛍光光度計、および分光蛍光光度計のスペクトル補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分析者の個人差や経験差によらない結果を得ることができ、誤判定を防ぐことができる分光蛍光光度計を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するために、試料に波長を変化させながら蛍光を測定してスペクトルを得、このスペクトルを用いて分光蛍光光度計固有の特性を加味したスペクトルの平坦化を行い、画面に表示された平坦化されたスペクトル上に、試料の分析のために使用可能な波長の範囲を重ねて表示する構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分光蛍光光度計に関するものであり、特に、スペクトル補正を行うために必要な装置関数を取得するための測定と演算機能を持つ分光蛍光光度計に関するものである。

分光蛍光光度計では、装置に用いられている光源，回折格子，検出器などに固有の波長特性があるためにスペクトルの補正を行う必要がある。例えば、励起分光器の波長可変範囲と蛍光分光器の波長可変範囲が大きく異なっているときのスペクトル補正方法や（例えば、特許文献１参照）、異なる蛍光スペクトルレベルを持つ吸収波長範囲と蛍光波長範囲を指定するためのスペクトルを表示する方法や（例えば、特許文献２参照）、励起側と蛍光側の波長を一致させつつ走査し、それぞれの波長特性を求め、補正関数を求める方法（例えば、特許文献３参照）が提案されている。

スペクトルの補正では、光源の劣化による光量の低下や、光源自体の固有の波長特性により、補正を行ってもスペクトルが平坦にならない波長領域がある。この平坦になっていない波長領域では、正確なスペクトルの測定ができないため、分析者がスペクトルを補正して再度スペクトルを得て、目視でスペクトルの平坦度を判断し、分析に用いられる波長範囲を決定していた。そのため、分析者によって補正の程度や判断基準が異なり、最終的な分析結果にばらつきを生じさせる原因となっていた。

特開２００６−３００６３２号公報 特開２００９−０３１１７６号公報 特開平５−０７２０３９号公報

本発明は、分析者の個人差や経験差によらない結果を得ることができ、誤判定を防ぐことができる分光蛍光光度計を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の実施態様は、試料に波長を変化させながら蛍光を測定してスペクトルを得、このスペクトルを用いて分光蛍光光度計固有の特性を加味したスペクトルの平坦化を行い、画面に表示された平坦化されたスペクトル上に、試料の分析のために使用可能な波長の範囲を重ねて表示する構成としたことを特徴とする。

本発明によれば、分析者の個人差，経験差によらない結果を得ることができ、誤判定を防ぐことができる分光蛍光光度計を得ることができる。

分光蛍光光度計のシステム全体を示す構成図である。 補正前のスペクトルを示すグラフである。 装置関数を示すグラフである。 補正後のスペクトルを示すグラフである。 スペクトル補正の手順を示すフローチャートである。 判定条件設定画面の一例を示す画面図である。 判定条件を説明するグラフである。 スペクトルの補正結果の表示の一例を示す画面図である。

以下、発明の実施例を図面を参照して説明する。

〔実施例〕
本実施例では、励起側で得られた結果を蛍光側の条件として利用することにより、励起側と蛍光側のどちらの波長範囲の選択も自動で行うようにしている。

図１は、分光蛍光光度計のシステム全体を示す構成図である。光度計部１００には、測定したいサンプルを入れる試料室１０８と、光源，回折格子，検出器などを含む光学系装置１０９が装備され、操作部１０１，演算部１０２，データ表示部１０３が電気的に接続されている。

光度計部１００は、操作部１０１の入力部１１０から入力された命令を、光度計入出力インターフェイス１０４を介して受信し、この受信内容に従って、制御部１０５に実行要求を発行する。制御部１０５のメモリには、様々な実行要求に対応するシーケンスがプログラミングされており、光度計条件設定部１０６や、スペクトルデータ測定部１０７を実行させる。測定結果は、光度計入出力インターフェイス１０４から、演算部１０２の演算部入出力インターフェイス１１１を介してデータ記録部１１２に保存される。スペクトル補正演算部１１３は、データ記録部１１２に記録された測定結果を読み込んでスペクトル補正の演算を行い、スペクトル補正結果は、データ記録部１１２に保存される。また、スペクトル補正結果は、演算部入出力インターフェイス１１１を介して、データ表示部１０３の測定結果の表示部１１４へ表示される。

図２は、補正前のスペクトルを示すグラフであり、図３は、装置関数を示すグラフであり、図４は、補正後のスペクトルを示すグラフである。光度計部１００で実行されるスペクトル補正の方法は、次のとおりである。はじめに、波長によらず量子収率が一定のサンプルを用いて、スペクトルを測定すると、図２に示すような補正前のスペクトルが得られる。このスペクトルを関数Ｉ［λ］と表記する。このスペクトルＩ［λ］を平滑化し、Ｉ［λ］′を得る。次に、ある波長Ａナノメートルの値が１になるように正規化し、Ｉ［λ］″を得る。ここで、Ｉ［λ］″＝Ｉ［λ］′／Ｉ［Ａ］′である。次に、正規化されたＩ［λ］″の逆数Ｉ［λ］″^-1を求め、図３に示すような装置関数を得る。次に、図２に示す測定したスペクトルと、図３に示す装置関数との積Ｉ［λ］×Ｉ［λ］″^-1を計算し、図４に示すような平坦なスペクトルを得ることができる。

このスペクトル補正において、波長が２００から６００ナノメートルの短波長領域の補正にはローダミンＢという色素が、波長が５００から１１００ナノメートルの長波長領域の補正には拡散素子と標準光源または副標準光源が用いられる。

図５は、スペクトル補正の手順を示すフローチャートである。また、図６は、判定条件設定画面の一例を示す画面図である。また、図７は、判定条件を説明するグラフである。図５において、図１に示す操作部１０１から、分析者がスペクトルの平坦度の判定条件設定を入力する（ステップ２０１）。このときのデータ表示部１０３に表示される画面の例を図６に示す。画面３０１に、スペクトルの平坦度，対象とする波長範囲，平坦度をコンピュータが算出するときの波長の間隔を、分析者が入力して設定する。また、この画面は、蛍光側の波長に関するものであるが、励起側の波長にも適用可能にする入力部が設けられている。図６に示す平坦度の確認間隔Ｃは、図７に示すように、波長を分割したときの幅であり、この確認間隔Ｃをひとつの単位として、図６で入力された平坦度の仕様の判定が行われる。

図５に戻って、光度計部１００の制御部１０５により、ローダミンＢや副標準光源を用いて、スペクトルの取得を実行する（ステップ２０２）。取得したスペクトルは、演算部１０２へ送られ、図３に示したような装置関数を計算し（ステップ２０３）、データ記憶部１１２に記憶する。スペクトル補正演算部１１３は、記憶された装置関数を用いてスペクトル補正を実施する（ステップ２０４）。具体的には、この装置関数を用いたスペクトル補正の計算条件にし、この装置関数を取得した条件で再度測定を行う。そして、取得した結果から、図６に示した画面で設定された波長間隔ごとに、スペクトル平坦度を計算し（ステップ２０５）、計算後に現在の波長の値が設定された終了波長以下であるかどうかを判断し（ステップ２０６）、以下でない場合は今までの結果をデータ表示部１０３へ表示させるとともに（ステップ２１０）、ステップ２０５を繰り返す。ステップ２０６で、現在の波長の値が終了波長以下になったら平坦度を判定する（ステップ２０７）。スペクトル平坦度が、図６に示した画面で設定された平坦度の仕様を満足する場合は、スペクトルデータを保存し（ステップ２０９）、データ表示部１０３へスペクトルを表示させる。平坦度の仕様を満足しない場合は、その結果をデータ記録部１１２へ保存し（ステップ２０８）、データ表示部１０３へスペクトルを表示させる（ステップ２１０）。最後に、データ表示部１０３へ、スペクトル補正結果を示すグラフ、波長の使用可能範囲を表示させる（ステップ２１１）。平坦度が仕様を満足しなかった場合は、そのことを表示させる。

図８は、スペクトルの補正結果の表示の一例を示す画面図である。画面４０１に、補正後のスペクトルのグラフが表示され、その上に重ねて波長の使用可能範囲が明示されている。波長が低い範囲では、蛍光値の増減が大きいが、ある波長以上では平坦になっており、この範囲が使用可能である。画面には、さらに図６で設定された平坦度の仕様に対応する補正演算結果が表示され、また、波長の使用可能範囲が波長の値で表示される。

以上述べたように、本発明の実施例によれば、補正結果を利用して平坦度を測定し、その良否の判断をする設定画面を設けることによって、自動で平坦度の計算を行い、設定画面で設けた仕様範囲内かどうかを判定し、仕様範囲内である波長範囲を表示することにより、測定に使用できる波長範囲を自動で表示する機能を有し、さらに、励起側で得られた結果を蛍光側の条件として利用することで励起側，蛍光側どちらの波長範囲の選択も自動で行えるように設定画面を設けたことにより、分析者の個人差，経験差によらない分析結果を得ることができ、誤判定を防ぐことができる。

１００ 光度計部
１０１ 操作部
１０２ 演算部
１０３ データ表示部
１０４ 光度計入出力インターフェイス
１０５ 制御部
１０６ 光度計条件設定部
１０７ スペクトルデータ測定部
１０８ 試料室
１０９ 光学系装置
１１０ 入力部
１１１ 演算部入出力インターフェイス
１１２ データ記録部
１１３ スペクトル補正演算部
１１４ 測定結果の表示部

Claims (4)

1. 試料に波長を変化させながら蛍光を測定してスペクトルを得る分光蛍光光度計のスペクトル補正方法において、
   前記スペクトルを用いて該分光蛍光光度計固有の特性を加味したスペクトルの平坦化を行い、
   装置の画面に表示された該平坦化されたスペクトル上に、前記試料の分析のために使用可能な波長の範囲を重ねて表示することを特徴とする分光蛍光光度計のスペクトル補正方法。
2. 請求項１の記載において、前記スペクトルの平坦化のときに、平坦化の判定に用いられる閾値，波長の範囲，平坦度を算出するときの波長幅を指定する画面を表示することを特徴とする分光蛍光光度計のスペクトル補正方法。
3. 試料に波長を変化させながら蛍光を測定してスペクトルを得る分光蛍光光度計において、
   前記スペクトルを表示する表示装置と、
   前記スペクトルを用いて該分光蛍光光度計固有の特性を加味したスペクトルの平坦化を行い、前記表示装置に表示された該平坦化されたスペクトル上に、前記試料の分析のために使用可能な波長の範囲を重ねて表示させる演算部とを備えたことを特徴とする分光蛍光光度計。
4. 請求項３の記載において、前記演算部は、前記スペクトルの平坦化のときに、平坦化の判定に用いられる閾値，波長の範囲，平坦度を算出するときの波長幅を指定する画面を前記表示装置へ表示させることを特徴とする分光蛍光光度計。

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