JP3128163U

JP3128163U - 分光光度計

Info

Publication number: JP3128163U
Application number: JP2006008377U
Authority: JP
Inventors: 杉岡　幹生
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2016-10-16

Abstract

【課題】分光光度計において、ある特定の波長を選択し、その波長での測定値を評価に利用する際には、測定値は波長のずれに由来する誤差を含んでいる。波長選択する際に、このような波長のずれに由来する測定値のばらつきを考慮しやすくする。
【解決手段】
波長ずれに由来する測定値のあいまいさを求める機能を備える。評価に利用するスペクトルと波長ずれから、選択される波長によって、測定値にどのくらいの大きさの波長ずれに由来するあいまいさがあるのかを計算する。波長ごとのあいまいさを表示する。また、あいまいさの大きな波長を選択した場合には警告を発するようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本考案は、汎用分光光度計として、あるいは高速液体クロマトグラフの検出器として利用される分光光度計に関し、特に、サンプルの吸収スペクトルを測定したり、あるいは、ある波長での、サンプルの吸光度や透過率を求めることのできる分光光度計に関するものである。

分光光度計は、紫外可視近赤外光などの、光源からの様々な波長の光を、分光手段により波長分離を行い、被測定試料に照射して、検出器へ到達した光の波長ごとの強度を測定し、試料に特有の吸収スペクトルを測定したり、吸収された各波長の透過・反射率や吸光度を測定する装置であり、試料成分の定性、定量分析に利用されている。このような分光光度計は、液体、固体など多種多様な試料を測定することができ、液体クロマトグラフからの溶出液に対して分光光度計により測定を行うことも行われる。

分光光度計には、例えば、特許文献１の図２に記載されるような、光源からの光を２つの光束に分割して、試料側光束と対照側光束の二つを通すダブルビーム型分光光度計や、特許文献１の図４に示されるような、光源からの光束を測定部を通って検出器へ導入されるシングルビーム型分光光度計などがある。また、光源からの光を分光する分光部として、分光器（回折格子など）が１つのシングルモノクロメータや、例えば特許文献２の図２に示されるような、分光器を２つ直列に配置したダブルモノクロメータなどがある。

分光光度計においては、光源からの光を試料に照射し、透過率や反射率を測定することにより、試料の定性や定量を行うことができる。その際、１乃至複数のある特定波長を選択し、特定波長に対する測定値に基づいて、定性や定量を行うことがある。具体的には、ガラス・フィルム・プラスティックなどの品質管理や製品の確認のために、特定の波長における測定値が、予め定められた範囲にあるか否かにより、品質の良し悪しを判断することがある。

特開２００２−１５６２８２号公報特開２００５−２４４０３号公報

分光光度計で、特定の波長の光で試料を測定し、その測定値を評価に用いる場合、測定対象試料の種類や波長の選択のしかたによって、測定値に含まれる誤差が大きくなることがある。測定値に誤差が生じる原因としては様々なことが考えられるが、原因のひとつとして、設定した波長と実際に測定している波長が、ずれていることが考えられる。このような波長のずれは、たとえば一般的な紫外可視分光光度計においては、波長正確さとして±０．３nm程度、繰り返し再現性として±０．３nm程度が含まれており、精度の悪い装置であれば、±０．５ｎｍもの波長のばらつきがあるとされている。したがって、ある特定の波長を選択し、その波長での測定値を評価に利用する際には、測定値は波長のずれに由来する誤差を含んでいるのであるが、波長選択において、このような波長のずれに由来する測定値のばらつきがについては考慮されていなかった。

特定の波長での測定値が含む、波長ずれによる誤差は、試料の種類と選択された波長の組み合わせによって変わるものであり、試料のスペクトルと選択される波長によっては、その測定値が含むばらつきが大きくなることがある。特に選択された波長での測定値を利用して試料の評価を行う際には、波長の選択が、評価の内容に大きな影響を与える。

そこで本考案は、上記の課題を解決し、選択される波長によって、測定値にどのくらいの大きさのばらつきがあるのかを波長を選択する前に容易に把握することができ、また、ばらつきの小さな波長を選択することで、評価の確度を上げることができる分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に成された第１の考案に係る分光光度計は、選択された波長での測定値により測定試料の評価を行うための分光光度計であって、測定試料のスペクトルと波長ずれの値から、各波長における波長ずれに由来する測定値のあいまいさを求めて保存する制御部を備えたことを特徴としている。本考案によれば、選択された波長での測定値にふくまれるあいまいさを定量的に把握することができる。また、波長を選択する際に、波長ずれに由来する測定値のあいまいさにより評価を誤ってしまう危険性を把握することができる。

上記課題を解決するために成された第２の考案に係る分光光度計は、さらに、前記各波長における波長ずれに由来する測定値のあいまいさを表示する表示部を備えたことを特徴としている。本考案によれば、さらに、測定値のあいまいさを視覚的に把握することができる。

上記課題を解決するために成された第３の考案に係る分光光度計は、さらに前記制御部は、前記選択された波長における、測定値のあいまいさが閾値を越えたときには警告を発するものであることを特徴としている。本考案によれば、さらに、測定値のあいまいさが大きく、測定波長として好ましくない波長を選択していることを容易に知ることができる。

本考案によれば、ある試料を特定の波長での測定値によって評価する際に、選択される波長によって、測定値にどのくらいの大きさのばらつきを生じ得るかを容易に把握することができる。さらには、ばらつきの小さな波長を選択することで、評価の確度を上げることができる。

図５をもちいて本願発明に係る分光光度計を概略的に説明する。本実施例は、ダブルビーム型分光光度計に適用した例である。

測光部１にあっては、光源２から発した光は分光器３に入射され、ここで所望の波長を有する単色光が取り出される。この単色光は反射鏡４によりセクタ鏡５に送られ、セクタ鏡５により試料側光束Ｓと対照側光束Ｒの２光束に分割される。また、セクタ鏡５には光の遮蔽部が設けられており、試料側光束Ｓ及び対照側光束Ｒの発生期間と交互に遮光期間が発生するようにしている。試料側光束Ｓは反射鏡６を介して測定試料８に照射され、測定試料８を通過した光は反射鏡１０、１２を介して光検出器１３の受光面に送られる。他方、対照側光束Ｒは反射鏡７を介して対照試料９に照射され、対照試料９を通過した光は反射鏡１１を介して光検出器１３の受光面に送られる。

光検出器１３の出力信号は増幅器１４により増幅されたあと、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路１５により一定時間間隔でサンプリングされ、ホールドされた電圧はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１６によりデジタル電圧値に変換される。制御部１７は、測光部１の動作を制御するとともに、この測光値データから、例えば吸光度や透過率を算出するための各種の演算を行なう機能を有するものであり、メモリ１８を備えている。また、制御部１７に接続された操作部１９は、測定に関連する各種パラメータの設定や各種測定、処理の指示を行うためのものである。更にまた、表示部２０は操作のための補助的情報や測定結果等を画面に表示するものであり、表による表示部２１、警告部２１を備えている。なお、制御部１７は、例えばパーソナルコンピュータにて、その機能を実現することができる。

本考案の分光光度計における特徴的機能について、図１のフローチャートを参照して説明する。

まず、波長のずれを入力する（Ｓ１）。次に、波長範囲を選択し、その範囲で、試料のスペクトルを測定する（Ｓ２）。次に、制御部１８において、Ｓ１で入力された波長のずれとＳ２で測定されたスペクトルから、後述するアルゴリズムに基づき、波長のずれに由来する測定値のあいまいさを波長ごとに求める（Ｓ３）。次にＳ３で求めたあいまいさを表として表示する（Ｓ４）。

Ｓ１における波長ずれの選択方法は、波長のずれをユーザーが選択し、操作部１９から入力してもよいし、装置の規格などを参考に、予め装置で決まっている値を固定値として制御部１７に保存しておき、それを利用してもよい。また例えば、波長範囲によって、異なる波長のずれを設定してもよい。

Ｓ２において測定されたスペクトルの一例を図２に示す。これは、測光部１によって、波長範囲２００ｎｍ〜９００ｎｍに亘り測定を行った例で、例えば表示部２０に表示される。この波長範囲の選択は、評価に使用する特定波長を含む範囲に設定する必要がある。

Ｓ３において、例えば以下のようなアルゴリズムを用いて、制御部１７であいまいさを計算する。各測定点において、適当な範囲のデータを用いて、最小自乗法によって直線Ｌを求め、直線ＬとＳ１で入力された波長のずれからあいまいさを求め、メモリ１８に保存する。直線Ｌの求め方としては、例えば、測定波長における微分値を求め、微分値を傾きとし、測定点を通る直線として求めてもよい。

直線Ｌを用いてあいまいさを求める一例を図３を用いて説明する。例えば、測定波長を400ｎｍとし、Ｓ１で設定された波長ずれの値を±０．４ｎｍとする。測定波長と波長ずれから、波長波最大値Ｗmax（４００．４ｎｍ）、波長最小値Wmin（３９９．６ｎｍ）を求める。次にＷmax、Wminの値と、直線Ｌより、直線Ｌ上でとりえる透過率の最大値Tmax、透過率の最小値Tminを求める。このとき、TmaxとTminの差を求め、その値をその測定波長でのあいまいさとする。

Ｓ４においては、図４に示すように、各波長におけるあいまいさを表形式にし、表示部２０の表による表示部２１に表示する。表示部２１においては、グラフ形式にし、表示してもよい。これにより、測定者が測定対象波長選択する際に、波長ごとのあいまいさについても考慮しやすくなる。また、あいまいさに閾値を設け、その閾値を越えている波長を測定対象波長として選択した際には、警告部２２により警告を表示したり、警告音を鳴らしたりしてもよい。

本考案における特徴的な制御動作を示すフローチャート図である。本考案に係る分光光度計で測定するスペクトルの一例である。本考案における波長ずれによるあいまいさの求め方の一例である。本考案におけるあいまいさを表形式で表示する一例である。本考案に係る分光光度計の一例である。

符号の説明

１...測光部
２...光源
３...分光器
８...試料セル
９...対照セル
１３...光検出器
１７...制御部
１８...メモリ
１９...操作部
２０...表示部
２１...表による表示部
２２...警告部
Ｒ...対照側光束
Ｓ...試料側光束

Claims

選択された波長での測定値により測定試料の評価を行うための分光光度計であって、測定試料のスペクトルと波長ずれの値から、各波長における波長ずれに由来する測定値のあいまいさを求める制御部と、前記あいまいさを保存するメモリを備えたことを特徴とする分光光度計。
請求項１の分光光度計であって、さらに、前記各波長における波長ずれに由来する測定値のあいまいさを表示する表示部を備えたことを特徴とする分光光度計。
請求項１または２の分光光度計であって、さらに前記制御部は、前記選択された波長における、測定値のあいまいさが閾値を越えたときには警告を発する警告部を備えたことを特徴とする分光光度計。