JPH0269637A - 発色団物質の濃度測定方法および濃度測定装置 - Google Patents
発色団物質の濃度測定方法および濃度測定装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は臨床化学分析機、システムおよび方法に関する
。特に、試料中に存在する特定のアナライトの量を指示
する発色団物質の濃度および濃度の変化を測定するため
の装置に関する。
。特に、試料中に存在する特定のアナライトの量を指示
する発色団物質の濃度および濃度の変化を測定するため
の装置に関する。
(従来の技術および発明が解決しようとする課題)
試料中の発色団の濃度を測定するための異なるシステム
か知られている。既知の一形態において、これらの装置
は、試料に定常光線を通す定常状態電球源に基礎をおい
ている。前記定常状態電球源はタングステン−ハロゲン
フィラメントを使用する。このような電球の出力は約
50ないし100ワツトであり、また、定常状態操作で
は、試料に操作分析システムを与えるために、工ないし
15分間から1時間以上までの電球源に対する露出を必
要とする。
か知られている。既知の一形態において、これらの装置
は、試料に定常光線を通す定常状態電球源に基礎をおい
ている。前記定常状態電球源はタングステン−ハロゲン
フィラメントを使用する。このような電球の出力は約
50ないし100ワツトであり、また、定常状態操作で
は、試料に操作分析システムを与えるために、工ないし
15分間から1時間以上までの電球源に対する露出を必
要とする。
他の特徴的な既知の定常状態システムでは、試料を通過
する第1の光線を使用する。第2の光線は前記第1の光
線から分けられ、基準光線として利用される。二つの光
線は物理的に空間的に分離される。電子スイッチ手段が
検出器および測定用エレクトロニクスを、交互に、また
、したかつて非同時に、前記定常光線源の各光線からや
って来る多数の波長を測定するために露出させる。これ
は複雑であり、また、物理的に間隔をおかれた光線間で
前後にスイッチを切り換えることは、所望の正確なシス
テムを提供しない。
する第1の光線を使用する。第2の光線は前記第1の光
線から分けられ、基準光線として利用される。二つの光
線は物理的に空間的に分離される。電子スイッチ手段が
検出器および測定用エレクトロニクスを、交互に、また
、したかつて非同時に、前記定常光線源の各光線からや
って来る多数の波長を測定するために露出させる。これ
は複雑であり、また、物理的に間隔をおかれた光線間で
前後にスイッチを切り換えることは、所望の正確なシス
テムを提供しない。
さらに他の既知のシステムでは、−組の光学素子が使用
されており、−のサンプリング光線が続く−の基準光線
が光学システムを交互に通過する。これらの二つの光線
は時間的に分離されている。前記サンプリング光線が通
されるとき、試料が試料ホルダーに配置される。前記基
準光線が通されるとき、前記ホルダーに前記試料はない
。このやり方は、したがって、前記ホルダー内の試料を
時間的に代える必要性のために、比較的面倒である。
されており、−のサンプリング光線が続く−の基準光線
が光学システムを交互に通過する。これらの二つの光線
は時間的に分離されている。前記サンプリング光線が通
されるとき、試料が試料ホルダーに配置される。前記基
準光線が通されるとき、前記ホルダーに前記試料はない
。このやり方は、したがって、前記ホルダー内の試料を
時間的に代える必要性のために、比較的面倒である。
他の形態の装置では、前記定常状態源から人つてくる光
線は該光線の小さい部分が基準検出器を通過し、また、
前記光線の95%以上が前記試料と該試料に関連する検
出器を通過するように、分けられる。このシステムは、
前記試料分析の決定時における白色光の影響の全スペク
トルを検査する。
線は該光線の小さい部分が基準検出器を通過し、また、
前記光線の95%以上が前記試料と該試料に関連する検
出器を通過するように、分けられる。このシステムは、
前記試料分析の決定時における白色光の影響の全スペク
トルを検査する。
これらの既知のシステムは全て、二つの光線を使用する
という共通性をもつ。光の測定は全白色光のスペクトル
または特定の波長である。
という共通性をもつ。光の測定は全白色光のスペクトル
または特定の波長である。
アナライトの濃度決定を得るための分析は、式Abs
= −log (1/I。)によって与えられる発色団
の吸光度の測定から決定される。■は前記試料を介して
測定される強度を指示し、また、Ioは前記基準光線の
強度を指示する。これらの強度はつの光線の方法で発生
した白色光の測定値または特定の波長である。
= −log (1/I。)によって与えられる発色団
の吸光度の測定から決定される。■は前記試料を介して
測定される強度を指示し、また、Ioは前記基準光線の
強度を指示する。これらの強度はつの光線の方法で発生
した白色光の測定値または特定の波長である。
吸光度は、式Abs −Ebcの表現で、発色団の濃度
に関連する。ここにEは吸収能力要素に関する吸光係数
であり、bはセルの通路長であり、また、Cは濃度であ
る。
に関連する。ここにEは吸収能力要素に関する吸光係数
であり、bはセルの通路長であり、また、Cは濃度であ
る。
単一の光線を使用する既知のシステムに特有な要求は、
必要な精度をもつ測定結果を得るために光源操作の極め
て高い安定性が必要であるということである。実際に正
確な測定のためには、1時間にわたって約1710%の
オーダの高い光安定性をもつことが必要である。この安
定を得るために比較的高価な技術および部品を使用しな
ければならない。この高度の安定性のために、比較的高
速の操作手順および分析システムが使用される。しかし
、指摘したように、これは高度の光安定性を得るために
必要な部品および方法論のために高価につく。
必要な精度をもつ測定結果を得るために光源操作の極め
て高い安定性が必要であるということである。実際に正
確な測定のためには、1時間にわたって約1710%の
オーダの高い光安定性をもつことが必要である。この安
定を得るために比較的高価な技術および部品を使用しな
ければならない。この高度の安定性のために、比較的高
速の操作手順および分析システムが使用される。しかし
、指摘したように、これは高度の光安定性を得るために
必要な部品および方法論のために高価につく。
医療、化学および量的分野における正確な分析および測
定のための処理量負荷要求を増大させるにつれて、多数
の試料を含むシステムに関する高速測定を正確にもたら
すことが重要になフてきた。
定のための処理量負荷要求を増大させるにつれて、多数
の試料を含むシステムに関する高速測定を正確にもたら
すことが重要になフてきた。
現在の既知のシステムは、十分な正確さをもち、また、
受け入れることができる比較的低コストの速く十分な処
理量を提供しない。ここに、多数の試料の分析を迅速に
提供することができるシステムを提供する必要性がある
。
受け入れることができる比較的低コストの速く十分な処
理量を提供しない。ここに、多数の試料の分析を迅速に
提供することができるシステムを提供する必要性がある
。
(発明の課題を解決するための手段)
本発明に基づいて、単一光線システムが熟慮される。同
一の精度基準を得るための光源の不安定性は、従来のシ
ステムにおけるより高い。すなわち、約15分間の化学
反応の経過で約1%を越える。この増大した不安定性は
、低コストでの処理量の向上を可能にする。正確性にお
ける高効率の結果は、発明の閃光訂正技術によって達成
される。さらに、システムが作動するスピードすなわち
連続する複数の閃光間の間隔は、二つの光線システムま
たは既知の単一の光線システムでは電球の出力が多数秒
間継続することが必要であるのに対して、千分の1秒で
ある。
一の精度基準を得るための光源の不安定性は、従来のシ
ステムにおけるより高い。すなわち、約15分間の化学
反応の経過で約1%を越える。この増大した不安定性は
、低コストでの処理量の向上を可能にする。正確性にお
ける高効率の結果は、発明の閃光訂正技術によって達成
される。さらに、システムが作動するスピードすなわち
連続する複数の閃光間の間隔は、二つの光線システムま
たは既知の単一の光線システムでは電球の出力が多数秒
間継続することが必要であるのに対して、千分の1秒で
ある。
本発明によれば、少なくとも−の発色団物質中における
濃度の変化を測定するための光度計は、閃光電球と多数
の波長の閃光の訂正の方法論を用いる。少なくとも2つ
の、また、望ましくは5つまでの選択された波長に関す
る吸光度の量が各閃光ごとに測定され、また、発色団の
濃度が複数の吸光度の値の適当な一次結合によって決定
される。この一次結合により、−組の吸光係数eおよび
光度計におけるノイズパターンを表わす複数の係数の行
列fに従属する複数の固定の係数kが吸光度の組に適用
される。
濃度の変化を測定するための光度計は、閃光電球と多数
の波長の閃光の訂正の方法論を用いる。少なくとも2つ
の、また、望ましくは5つまでの選択された波長に関す
る吸光度の量が各閃光ごとに測定され、また、発色団の
濃度が複数の吸光度の値の適当な一次結合によって決定
される。この一次結合により、−組の吸光係数eおよび
光度計におけるノイズパターンを表わす複数の係数の行
列fに従属する複数の固定の係数kが吸光度の組に適用
される。
ノイズの影習を最小にする最適な一次結合は、少なくと
も2つの異なる選択波長に関して確定され、これにより
、濃度測定の際の誤差量を減少させる。この最適一次結
合は、種々の波長での誤差における相関関係の性質を考
慮に入れ、また、化学反応が進行する、すなわち化学吸
光係数によって決定される方向を考慮に入れる。
も2つの異なる選択波長に関して確定され、これにより
、濃度測定の際の誤差量を減少させる。この最適一次結
合は、種々の波長での誤差における相関関係の性質を考
慮に入れ、また、化学反応が進行する、すなわち化学吸
光係数によって決定される方向を考慮に入れる。
定常状態電球源より高い強度を与える千分の1秒の光線
閃光率と、本発明の測定手段および閃光訂正技術のため
に、発明の全システムは安定性の観点から感度はよくな
いが、最終的な処理量において速い。閃光電球の強さは
、約1ないし5マイクロ秒の閃光で約50,000ワツ
トである。発明の分析システムでは、約16秒ごとに1
試料の範囲の処理量率が得られる。
閃光率と、本発明の測定手段および閃光訂正技術のため
に、発明の全システムは安定性の観点から感度はよくな
いが、最終的な処理量において速い。閃光電球の強さは
、約1ないし5マイクロ秒の閃光で約50,000ワツ
トである。発明の分析システムでは、約16秒ごとに1
試料の範囲の処理量率が得られる。
したがって、基準信号として、白色光の定常電球に代え
て、本発明は短いパルス幅すなわちマイクロ秒の間に動
作可能の高強度閃光電球に向けられている。複雑な部品
郡でシステムを効果的に安定させることに代えて、瞬間
的な光線によって生じる2またはそれ以上の波長に関す
る吸光度値の最善に選択された一次結合を用いることか
ら得られる安定性をもって、単一光線閃光システムが動
作する。吸光度の一次結合は、異なる波長における強度
値の出力の積の対数に等しい。最適な一次結合は信号効
果を有効に増大させかつ前記光源すなわち閃光電球のノ
イズ効果を低減させる。
て、本発明は短いパルス幅すなわちマイクロ秒の間に動
作可能の高強度閃光電球に向けられている。複雑な部品
郡でシステムを効果的に安定させることに代えて、瞬間
的な光線によって生じる2またはそれ以上の波長に関す
る吸光度値の最善に選択された一次結合を用いることか
ら得られる安定性をもって、単一光線閃光システムが動
作する。吸光度の一次結合は、異なる波長における強度
値の出力の積の対数に等しい。最適な一次結合は信号効
果を有効に増大させかつ前記光源すなわち閃光電球のノ
イズ効果を低減させる。
本発明で採用した方法では、定常状態の白色光源とは全
く異なり、光線を発生させるための閃光電球の使用によ
って高精度を維持し、他方、速度および処理量を増大さ
せる。さらに、前記電球はその間ずっと点灯していない
ため、すぐに焼は切れることはない。取替えおよび再校
正のための可動体止時間のためにコストが増大すること
はない。また、発熱も少ない。これらの要素は、また、
したがって、高処理量を有するより簡単なシステムを提
供する。
く異なり、光線を発生させるための閃光電球の使用によ
って高精度を維持し、他方、速度および処理量を増大さ
せる。さらに、前記電球はその間ずっと点灯していない
ため、すぐに焼は切れることはない。取替えおよび再校
正のための可動体止時間のためにコストが増大すること
はない。また、発熱も少ない。これらの要素は、また、
したがって、高処理量を有するより簡単なシステムを提
供する。
他方、閃光源は、問題すなわち閃光が常に同であるとは
限らないという問題をもたらす。したがって、前記試料
を通る光の量および性質は閃光ごとに異なる。この問題
は、しかし、異なる波長での強度変化における強い相互
関連を各閃光において採用する本発明により除去される
。
限らないという問題をもたらす。したがって、前記試料
を通る光の量および性質は閃光ごとに異なる。この問題
は、しかし、異なる波長での強度変化における強い相互
関連を各閃光において採用する本発明により除去される
。
閃光する白色光電球は、二つの電極間のアークか変化し
やすいエネルギーを発生するが故に、各閃光に関して強
度を変化させる特性を有する。さらに、前記アークは物
理的に電球内で児なる位置に移動し、また、このために
、前記試料を通過した後の光を受け止めるフォトアレー
(photoarray)の光検出器において像が前後
に変化する。また、前記アークと結びつく光学は、異な
るエネルギーの一部をして前記試料の下流側に配置され
たモノクロメータ−の人力スリットを通過させる。
やすいエネルギーを発生するが故に、各閃光に関して強
度を変化させる特性を有する。さらに、前記アークは物
理的に電球内で児なる位置に移動し、また、このために
、前記試料を通過した後の光を受け止めるフォトアレー
(photoarray)の光検出器において像が前後
に変化する。また、前記アークと結びつく光学は、異な
るエネルギーの一部をして前記試料の下流側に配置され
たモノクロメータ−の人力スリットを通過させる。
本発明は、種々の波長における各閃光に関連する、高く
相互に関連付けられたノイズを採用する。こねは前記ノ
イズの影響を低減し、また、こねにより、さらに正確な
吸光度信号を提供する。
相互に関連付けられたノイズを採用する。こねは前記ノ
イズの影響を低減し、また、こねにより、さらに正確な
吸光度信号を提供する。
これはより正確な濃度値を提供する。前記信号のノイズ
に対する比率が、濃度の推定時に2またはそれ以上の波
長における吸光度値の最適な一次結合を選択することに
より、最大にされる。
に対する比率が、濃度の推定時に2またはそれ以上の波
長における吸光度値の最適な一次結合を選択することに
より、最大にされる。
単一光線システムは、異なる波長での強度測定と同時に
作動する。したがって、従来の装置と比較して、光源の
強度安定に関する必要性は低減する。
作動する。したがって、従来の装置と比較して、光源の
強度安定に関する必要性は低減する。
吸光度、また、したがって、単一の発色団における濃度
の変化を測定することの適用以上に、このシステムは、
例えば、異なる試料の脂質またはヘモグロビンのような
干渉物質の存在に対して感度が良い。このような干渉物
質が存在するとき、このシステムは、干渉物質が濃度結
果に不利に影響する情報を前記濃度結果に付は加える。
の変化を測定することの適用以上に、このシステムは、
例えば、異なる試料の脂質またはヘモグロビンのような
干渉物質の存在に対して感度が良い。このような干渉物
質が存在するとき、このシステムは、干渉物質が濃度結
果に不利に影響する情報を前記濃度結果に付は加える。
本発明は、また、発色団物質の量を変化させて行なわれ
る吸光度測定から任意の増大するファクターまで、発色
団物質に関する吸光係数を決定するための方法をカバー
する。この技術は、また、一定の化学反応が、反応の進
行時に存在する唯一の1「要な発色団を有することを証
明するために用いることができる。
る吸光度測定から任意の増大するファクターまで、発色
団物質に関する吸光係数を決定するための方法をカバー
する。この技術は、また、一定の化学反応が、反応の進
行時に存在する唯一の1「要な発色団を有することを証
明するために用いることができる。
前記光度計に関して、ある一定の化学反応について吸光
度値を測定するための利用可能の10個の波長から一組
の5つの異なる波長を選択することが可能である。−組
の5つの波長は、多くの場合、化学反応の発色団の濃度
に関する推定を得る際の吸光度値の最も望ましい使用を
可能にする。
度値を測定するための利用可能の10個の波長から一組
の5つの異なる波長を選択することが可能である。−組
の5つの波長は、多くの場合、化学反応の発色団の濃度
に関する推定を得る際の吸光度値の最も望ましい使用を
可能にする。
所望により、5以上またはそれ以下の波長の出力信号を
利用することができる。他の場合、光度計のモノクロメ
ータ−が検出器内により多くのフォトアレー要素を有す
ることが可能である。前記光度計は検出器の開口を備え
、また、前記フォトアレーは1前記異なる波長に関して
間隔をおかれた場所にあるように選択される。
利用することができる。他の場合、光度計のモノクロメ
ータ−が検出器内により多くのフォトアレー要素を有す
ることが可能である。前記光度計は検出器の開口を備え
、また、前記フォトアレーは1前記異なる波長に関して
間隔をおかれた場所にあるように選択される。
2またはそれ以上の波長における強度信号が得られ、電
子ユニットがアナログの強度値をデジタルの吸光度値に
処理する。マイクロプロセッサのプログラムがこれらの
吸光度値を結合して発色団の濃度を得るための一次結合
とする。
子ユニットがアナログの強度値をデジタルの吸光度値に
処理する。マイクロプロセッサのプログラムがこれらの
吸光度値を結合して発色団の濃度を得るための一次結合
とする。
前記モノクロメータ−システムは、試料を通過する閃光
光線を複数の前記検出器開口に向けられる複数波長に分
光する。
光線を複数の前記検出器開口に向けられる複数波長に分
光する。
(実施例)
工lに三上上
光度計は、検出器手段とともに、モノクロメータ−20
4と閃光電球10とを含む。キセノン閃光電球10は、
白色光線11をパルスの形態でトロイドミラー12に送
るために据えられており、トロイドミラー12は光線1
3を反射して試料ホルダまたはキュヘット14に通ず。
4と閃光電球10とを含む。キセノン閃光電球10は、
白色光線11をパルスの形態でトロイドミラー12に送
るために据えられており、トロイドミラー12は光線1
3を反射して試料ホルダまたはキュヘット14に通ず。
キュベツト14は光線13のための約5mmの通路長さ
を有する。光線13は、キュベツト14を通過した後、
レンズ15に向かい、レンズ15から出る光線が発散光
線17としてスリット16を通過する。この光線17は
第1のコリメータミラー18に向けられる。第1のコリ
メータミラー18から平行光線19が反射され、回折格
子20に向けられる。
を有する。光線13は、キュベツト14を通過した後、
レンズ15に向かい、レンズ15から出る光線が発散光
線17としてスリット16を通過する。この光線17は
第1のコリメータミラー18に向けられる。第1のコリ
メータミラー18から平行光線19が反射され、回折格
子20に向けられる。
回折格子20から、前記光線の各エレメントが第2のコ
リメータミラー21に向けられた代表的な多発散光線1
20に分光または分割される。第2のコリメータミラー
21は光線120を反射して収束光線22とし、光線2
2は、該光線の別個の波長を表示しかつ検出器列24が
配置されている面23に向けられる。検出器列24の前
方に、オーダー分類フィルタおよびスリット列25があ
り、別個の波長に関して全部で10までを検出器列24
へ通過することを許す。検出器列24から種々の波長の
強度信号が、測定およびマイクロプロセッサを用いての
またはコンピュータプログラムのもとての制御に基づく
処理のために、電子ユニット26に伝えられる。
リメータミラー21に向けられた代表的な多発散光線1
20に分光または分割される。第2のコリメータミラー
21は光線120を反射して収束光線22とし、光線2
2は、該光線の別個の波長を表示しかつ検出器列24が
配置されている面23に向けられる。検出器列24の前
方に、オーダー分類フィルタおよびスリット列25があ
り、別個の波長に関して全部で10までを検出器列24
へ通過することを許す。検出器列24から種々の波長の
強度信号が、測定およびマイクロプロセッサを用いての
またはコンピュータプログラムのもとての制御に基づく
処理のために、電子ユニット26に伝えられる。
光学部品がハウジング27の内部に配置されており、ま
た、電子ユニット26を含む光度計ユニット全体が化学
分析機の一部であり、前記化学分析機は、適当にハウジ
ング27内の場所28に試料キュベツト14を自動的に
配置および移動するための手段を含む。電子ユニット2
6から得られたデータを記述するために適当な記録手段
が設けられる。
た、電子ユニット26を含む光度計ユニット全体が化学
分析機の一部であり、前記化学分析機は、適当にハウジ
ング27内の場所28に試料キュベツト14を自動的に
配置および移動するための手段を含む。電子ユニット2
6から得られたデータを記述するために適当な記録手段
が設けられる。
吸光度の値、また、したがワて濃度値を決定するために
、処理に用いられる有用な10個の波長から5つの異な
る波長が選択される。これらの値は、ノイズに対する信
号の割合が最大に維持されるような方法で決定される。
、処理に用いられる有用な10個の波長から5つの異な
る波長が選択される。これらの値は、ノイズに対する信
号の割合が最大に維持されるような方法で決定される。
さらに、各化学反応の吸光係数が後記するような方法で
決定される。
決定される。
これらの波長は、例えば、340 nmから700nm
の屍囲にある。
の屍囲にある。
゛ の− Δの
反応の間に計測された吸光度の値は、三つの影響すなわ
ち1)濃度が決定される、一定の反応の主要な発色団、
2)種々の考えられる干渉物質、および、3)吸光度測
定における様々な種類の誤差、の総和である。カテゴリ
ー3)では、閃光電球の種類による影響が重要であり、
また、最小にされるものはこの種類およびノイズの影響
である。
ち1)濃度が決定される、一定の反応の主要な発色団、
2)種々の考えられる干渉物質、および、3)吸光度測
定における様々な種類の誤差、の総和である。カテゴリ
ー3)では、閃光電球の種類による影響が重要であり、
また、最小にされるものはこの種類およびノイズの影響
である。
化学反応の主要発色団の濃度の正確な推定値は、これか
反応の間に変化するとき、前記干渉の影響および他の種
類の誤差にも拘らず得られる。
反応の間に変化するとき、前記干渉の影響および他の種
類の誤差にも拘らず得られる。
この濃度のデータから、複数の終点値または複数のレー
ト値が得られる。これは、今度は、試料中の所望のアナ
ライト濃度を決定するために用いられる。
ト値が得られる。これは、今度は、試料中の所望のアナ
ライト濃度を決定するために用いられる。
カテゴリー2)の干渉物質には二つのタイプがある。第
1に、試料から導入された、反応の間に不変に残留する
複数の干渉物質がある。これらは終点化学反応と重要な
関係にある。レート化学反応は反応の進行中に起こる吸
光度の変化の時間誤差を使用し、このような干渉物質か
らの一定のオフセットの存在は、得られるレート値に影
響しない。第2のタイプの干渉物質は前記反応に関与し
、前記主要発色団の濃度とともに濃度が変化する。これ
は、終点およびレート化学反応の双方にとって重要であ
る。
1に、試料から導入された、反応の間に不変に残留する
複数の干渉物質がある。これらは終点化学反応と重要な
関係にある。レート化学反応は反応の進行中に起こる吸
光度の変化の時間誤差を使用し、このような干渉物質か
らの一定のオフセットの存在は、得られるレート値に影
響しない。第2のタイプの干渉物質は前記反応に関与し
、前記主要発色団の濃度とともに濃度が変化する。これ
は、終点およびレート化学反応の双方にとって重要であ
る。
閃光電球の変化は、比較的大きいがために、これらの誤
差において重大な役目を果たす。種々の波長における吸
光度の変化は強く相互関連する。
差において重大な役目を果たす。種々の波長における吸
光度の変化は強く相互関連する。
この相互関連は1発色団の濃度推定で用いられる係数を
適当に調整することにより、推定誤差を実質的に減少さ
せることを可能にする。
適当に調整することにより、推定誤差を実質的に減少さ
せることを可能にする。
異なる吸光係数は、吸光度が種々の選択された異なる波
長において変化する相対量を示す。複数の吸光係数は、
前記物質の吸光度の特別曲線の種々の選択された異なる
波長でのサンプリングに相当する。複数の吸光係数は、
発色団の濃度のための最良の推定値に到達するように使
用される。
長において変化する相対量を示す。複数の吸光係数は、
前記物質の吸光度の特別曲線の種々の選択された異なる
波長でのサンプリングに相当する。複数の吸光係数は、
発色団の濃度のための最良の推定値に到達するように使
用される。
吸光度測定における誤差は、多数の試料を通じて脱イオ
ン水に生じる吸光度の変化を測定することにより、統計
的に特長付けることができる。分散マトリクスFがこの
ような一組の測定値から得られる統計的な関係を表現す
る。
ン水に生じる吸光度の変化を測定することにより、統計
的に特長付けることができる。分散マトリクスFがこの
ような一組の測定値から得られる統計的な関係を表現す
る。
前記主要発色団の濃度に用いられる推定値は、吸光度の
特別な一次結合である。n個の選択された波長において
測定された吸光度をaI+ a2+・・anとすると、
kI aI、に2a2゜・kTlaT+が濃度推定値で
ある。次に、係数に、、に2. ・・・knの適当な
選択は、発色団の吸光係数と、選択された組の波長に関
する前記分散マトリクスFとにより決定される。
特別な一次結合である。n個の選択された波長において
測定された吸光度をaI+ a2+・・anとすると、
kI aI、に2a2゜・kTlaT+が濃度推定値で
ある。次に、係数に、、に2. ・・・knの適当な
選択は、発色団の吸光係数と、選択された組の波長に関
する前記分散マトリクスFとにより決定される。
k、、に2. ・・・k、を得る際、干渉物質が存在
しないことを仮定する。−の発色団および複数の吸光度
測定誤差のみが考慮される必要がある。この方法は、濃
度推定値に生じた平均二乗誤差を最小にする唯一、最適
な解答を得るために発色団の複数の吸光係数と、脱イオ
ン水の分散マトリクスFのみを用いる。
しないことを仮定する。−の発色団および複数の吸光度
測定誤差のみが考慮される必要がある。この方法は、濃
度推定値に生じた平均二乗誤差を最小にする唯一、最適
な解答を得るために発色団の複数の吸光係数と、脱イオ
ン水の分散マトリクスFのみを用いる。
しかし、干渉物質の存在の可能性を考慮して、測定され
た吸光度の種々の直角方向における仮定された単一発色
団の吸光係数の方向からの逸脱を決定する複数の線形式
が展開される。これらの方向のそれぞれにおける吸光測
定誤差を考慮に入れると、各式に限界がある。限界を越
えると、これは、干渉物質が過度の量で存在しまた濃度
推定値が妥当でないことを示す。
た吸光度の種々の直角方向における仮定された単一発色
団の吸光係数の方向からの逸脱を決定する複数の線形式
が展開される。これらの方向のそれぞれにおける吸光測
定誤差を考慮に入れると、各式に限界がある。限界を越
えると、これは、干渉物質が過度の量で存在しまた濃度
推定値が妥当でないことを示す。
発色団濃度の最適推定値に達すると、吸光度は、単一の
発色団と、脱イオン水に見られた変化に従って分配され
た誤差によるものであると仮定される。これは、ベール
の法則すなわちa=c*e+fとして表わされる。ここ
でCはスカラー発色団濃度であり、また、a、eおよび
fは、それぞれ、測定された複数の吸光度値のnx1列
のマトリクス、発色団の吸光係数および吸光度の複数の
誤差である。
発色団と、脱イオン水に見られた変化に従って分配され
た誤差によるものであると仮定される。これは、ベール
の法則すなわちa=c*e+fとして表わされる。ここ
でCはスカラー発色団濃度であり、また、a、eおよび
fは、それぞれ、測定された複数の吸光度値のnx1列
のマトリクス、発色団の吸光係数および吸光度の複数の
誤差である。
閃光電球10は単一の発色団物質の濃度の変化を測定す
るために使用され、試料中に存在する特定のアナライト
の量を指示する。これは、各閃光における五つの選択さ
れた波長までに関して吸光度の量を測定することにより
行なわれる。次に、各閃光における発色団濃度が複数の
吸光度値の適当な一次結合によって推定される。
るために使用され、試料中に存在する特定のアナライト
の量を指示する。これは、各閃光における五つの選択さ
れた波長までに関して吸光度の量を測定することにより
行なわれる。次に、各閃光における発色団濃度が複数の
吸光度値の適当な一次結合によって推定される。
誤差が不存在のとき、単一の発色団の成分の濃度を測定
するための一波長以上での複数の吸光度値が冗長情報を
構成するため、極めて多くの異なる一次結合を同等によ
く用いることができる。しかし、多量の誤差が存在する
ときは、主に閃光から閃光への電球10の変化によって
引き起こされ、濃度決定上のこれらの変化の影響を最小
にする最適な一次結合が必要である。
するための一波長以上での複数の吸光度値が冗長情報を
構成するため、極めて多くの異なる一次結合を同等によ
く用いることができる。しかし、多量の誤差が存在する
ときは、主に閃光から閃光への電球10の変化によって
引き起こされ、濃度決定上のこれらの変化の影響を最小
にする最適な一次結合が必要である。
最適な一次結合は、濃度推定値に存在する誤差用を減少
させる、異なる波長における複数の誤差間の相関関係を
使用することに見出される。最適な一次結合は相関誤差
の性質および化学作用が進む「方向」すなわち化学作用
の吸光係数の双方を反映する。
させる、異なる波長における複数の誤差間の相関関係を
使用することに見出される。最適な一次結合は相関誤差
の性質および化学作用が進む「方向」すなわち化学作用
の吸光係数の双方を反映する。
吸光度の測定か適当なオフセットであると仮定すると、
複数の誤差fの複数の平均値はゼロである。kは、所望
の最適一次結合の複数の係数から成るlxn行のマトリ
クスである。前記一次結合すなわちマトリクスの積c6
=に★aはCの推定値である。この推定値の統計的に
推測される平均値Eは E (c6 )=E (kAa)=c大(kAa)+に
大E (f)=ck (kAa)である。
複数の誤差fの複数の平均値はゼロである。kは、所望
の最適一次結合の複数の係数から成るlxn行のマトリ
クスである。前記一次結合すなわちマトリクスの積c6
=に★aはCの推定値である。この推定値の統計的に
推測される平均値Eは E (c6 )=E (kAa)=c大(kAa)+に
大E (f)=ck (kAa)である。
この推定平均が実際の値Cと同一であることを確定する
ため、kに関して、制約に′keかおかれる。したがっ
て、前記推定値の誤差は、Co −C=に★fと表わす
ことができる。
ため、kに関して、制約に′keかおかれる。したがっ
て、前記推定値の誤差は、Co −C=に★fと表わす
ことができる。
kに関しておかれる第2の条件は、この推定値の平均二
乗誤差か最小にされるということである。すなわち、 E ((co c)2)”E ((k”f)2)=E
((k大f)大(k大f)゛ ) =に*E (f六f’)六に゛は最小であり、ここで表
記°はマトリクスの転置を示す。nxn分散マトリクス
E(f六f′)はFで表記される。
乗誤差か最小にされるということである。すなわち、 E ((co c)2)”E ((k”f)2)=E
((k大f)大(k大f)゛ ) =に*E (f六f’)六に゛は最小であり、ここで表
記°はマトリクスの転置を示す。nxn分散マトリクス
E(f六f′)はFで表記される。
したがって、eおよびFが与えられると、k*e=1を
条件として、k六F′kk’が最小になるようにkが決
定される。最小での微分の独立変数d(k六F大に’)
=2dk*F*k’ =0を用いるときは、常に、 d(kAa)zdk両e=0である。
条件として、k六F′kk’が最小になるようにkが決
定される。最小での微分の独立変数d(k六F大に’)
=2dk*F*k’ =0を用いるときは、常に、 d(kAa)zdk両e=0である。
したがって、F六に’およびeは並列でなければならな
い。すなわち、あるスカラーtに関して、F′kk’
=を*e またはに=t★e’ 六F−’である。ここに、F−1
はFの逆マトリクスである。次に、k★e=1を求めて
tを決定する。最終解は に= (e’ *F −重 *6)
−’ *6’ *F−1である。
い。すなわち、あるスカラーtに関して、F′kk’
=を*e またはに=t★e’ 六F−’である。ここに、F−1
はFの逆マトリクスである。次に、k★e=1を求めて
tを決定する。最終解は に= (e’ *F −重 *6)
−’ *6’ *F−1である。
fの分散および共分散は、空気、脱イオン水または染料
液のようなキュベツト中の一定の媒体に生しる吸光度の
対応する分散および共分散を観察することにより決定す
ることができる。波長の全ての可能なベアリングについ
ての吸光度の平均値に関するこれらの吸光度の分散また
は共分散の組が、その波長の組のためのマトリクスF=
E (f大f’)を構成する。
液のようなキュベツト中の一定の媒体に生しる吸光度の
対応する分散および共分散を観察することにより決定す
ることができる。波長の全ての可能なベアリングについ
ての吸光度の平均値に関するこれらの吸光度の分散また
は共分散の組が、その波長の組のためのマトリクスF=
E (f大f’)を構成する。
Fのこの計算は電球の校正処理の間に行なわれ、また、
この校正処理は、例えば、新電球10かシステム内に挿
入されるとき、または、電球10が運ばれるとき、また
は、選択的にユーザーが現存システムの新しい化学的作
用を規定するときに行なわれる。また、これらの手順の
間、吸光係数eは一定に維持され、また、kはアルゴリ
ズムに= (e’ iF−’*e)−’*e’六F−1
に従って計算される。
この校正処理は、例えば、新電球10かシステム内に挿
入されるとき、または、電球10が運ばれるとき、また
は、選択的にユーザーが現存システムの新しい化学的作
用を規定するときに行なわれる。また、これらの手順の
間、吸光係数eは一定に維持され、また、kはアルゴリ
ズムに= (e’ iF−’*e)−’*e’六F−1
に従って計算される。
第4図では、二つの選択された代表的な波長340 n
mおよび380 n+nに関する吸光度散乱プロットの
グラフで示したベクトル表示が、k値の決定において表
わされている。
mおよび380 n+nに関する吸光度散乱プロットの
グラフで示したベクトル表示が、k値の決定において表
わされている。
実際には、10波長モノクロメータ−204から得られ
る5つの波長がある。5つの波長が用いられる場合、2
次元のグラフに示す図は、実際上、5次元の図に変換さ
れる。グラフに示した輪郭100は相関ノイズの典型で
あり、また、二次元でのみ描くことに代えて、考慮され
る波長の数に従った5次元を有する。グラフに示す信号
線101は、試料中の発色団の濃度変化による吸光度変
化の相対量を示す。
る5つの波長がある。5つの波長が用いられる場合、2
次元のグラフに示す図は、実際上、5次元の図に変換さ
れる。グラフに示した輪郭100は相関ノイズの典型で
あり、また、二次元でのみ描くことに代えて、考慮され
る波長の数に従った5次元を有する。グラフに示す信号
線101は、試料中の発色団の濃度変化による吸光度変
化の相対量を示す。
実施上、ノイズは長円形の表示100によりて表わされ
るように関連付けられ、二つの吸光度の340および3
80におけるこれらの平均値に関する散乱プロットを示
す。この散乱プロットから、これらの波長に関する分散
および共分散のFマトリクスが得られる。
るように関連付けられ、二つの吸光度の340および3
80におけるこれらの平均値に関する散乱プロットを示
す。この散乱プロットから、これらの波長に関する分散
および共分散のFマトリクスが得られる。
最良のに値を得るための解すなわち長さおよび方向は、
2つの数学的表現によって決定される。
2つの数学的表現によって決定される。
第1に、k宍e=1であり、ここでeは発色団の吸光係
数である。第2の表現において、k大F六に′が最小に
される。Fはノイズの分散マトリクス、すなわち、それ
はノイズ100を規定する。
数である。第2の表現において、k大F六に′が最小に
される。Fはノイズの分散マトリクス、すなわち、それ
はノイズ100を規定する。
軸102は誤差分布の長さを表わし、また、軸103は
誤差分布の幅を表わす。
誤差分布の幅を表わす。
条件に宍e=1は、吸光係数方向eに直角である破線上
の終点を有する全ての可能なにベクトルを有することに
より、第4図に表わされる。次の仕事は、この条件を満
たす全てのベクトルにのなかから、平均二乗誤差に六F
大に’を最小にする最適なkを選択することである。
の終点を有する全ての可能なにベクトルを有することに
より、第4図に表わされる。次の仕事は、この条件を満
たす全てのベクトルにのなかから、平均二乗誤差に六F
大に’を最小にする最適なkを選択することである。
eの ハ の
特別な波長の組における所定の化学作用の発色団の吸光
係数を見出すために用いられるテクニックは、ノイズの
あるデータに対する最良の線形適合性を発見するデミン
グの方法(Deming’smethod)における−
膜化である。
係数を見出すために用いられるテクニックは、ノイズの
あるデータに対する最良の線形適合性を発見するデミン
グの方法(Deming’smethod)における−
膜化である。
波長の組に関する種々のベアリングにおける吸光度の平
均に関する吸光度の変化を観察することによって分散マ
トリクスGが決定される。これらの観察は、化学作用の
発色団がキュベツト内で変化している間に行なわれる。
均に関する吸光度の変化を観察することによって分散マ
トリクスGが決定される。これらの観察は、化学作用の
発色団がキュベツト内で変化している間に行なわれる。
したがって、マトリクスGは、Fによって特長付けられ
る誤差と同様、吸光度がこれらの波長で変化する相対量
を反映する。相対吸光係数は、Fタイプの誤差からのス
キュー(skewing)を許すことなしに、Gから得
られる。
る誤差と同様、吸光度がこれらの波長で変化する相対量
を反映する。相対吸光係数は、Fタイプの誤差からのス
キュー(skewing)を許すことなしに、Gから得
られる。
まず、Fは固有ベクトル解析を受ける。これらの固有ベ
クトルに対して吸光度座標のシステムを回転させるユニ
タリ変換Uが見出される。第2の変換■であってそのマ
トリクスが対角線成分のみから成りかつ固有値の平方根
である対角線成分に一致する第2の変換Vを見出す。こ
れは、Uとともに、Fを単位マトリクスF”=VUFU
’ V’=Iに変換する効果をもつ。Gは、次に、同し
変換G“=VUGU’ V’ によって変換され、また
、他の固有ベクトル解析を受ける。この後者のマトリク
スの固有値は化学変化のための−の大きい値と、Fで示
される誤差から1に近い全ての他の値とから成る。
クトルに対して吸光度座標のシステムを回転させるユニ
タリ変換Uが見出される。第2の変換■であってそのマ
トリクスが対角線成分のみから成りかつ固有値の平方根
である対角線成分に一致する第2の変換Vを見出す。こ
れは、Uとともに、Fを単位マトリクスF”=VUFU
’ V’=Iに変換する効果をもつ。Gは、次に、同し
変換G“=VUGU’ V’ によって変換され、また
、他の固有ベクトル解析を受ける。この後者のマトリク
スの固有値は化学変化のための−の大きい値と、Fで示
される誤差から1に近い全ての他の値とから成る。
VUによって変換されたGを決定した複数の原データ値
で、これらの分散マトリクスは丁度Gとなる。最良の適
合線であって該適合線に対するこれらの変換された点の
平均二乗直交距離を最小にする最良の適合線を得るため
にデミングの方法が用いられる。次に、eの成分が、こ
の固有ベクトルを変換して原吸光度座標システムに戻す
ことにより、見出される。
で、これらの分散マトリクスは丁度Gとなる。最良の適
合線であって該適合線に対するこれらの変換された点の
平均二乗直交距離を最小にする最良の適合線を得るため
にデミングの方法が用いられる。次に、eの成分が、こ
の固有ベクトルを変換して原吸光度座標システムに戻す
ことにより、見出される。
この方法は、また、測定される発色団の純度の検査を可
能にする。G”の2以上の固有値が実質的に−を越える
場合、これは、他の変化発色団の存在を示す。
能にする。G”の2以上の固有値が実質的に−を越える
場合、これは、他の変化発色団の存在を示す。
これらの吸光係数値は、濃度情報が含まれていなかった
ため、単なる相対値である。
ため、単なる相対値である。
7′−ユニットお び
異なる波長での強度信号を処理するための電子ユニット
の回路を説明する。
の回路を説明する。
第5A図は、光度計組立体の集積回路ボードすなわちイ
ンテグレータ回路ボードおよび波長のマルチプレクサポ
ートをブロックの形態で示す。第5B図および第5C図
は、log 八〇Gすなわちl og/アナログ・デジ
タル回路ボートのブロック線図表現を描き出している。
ンテグレータ回路ボードおよび波長のマルチプレクサポ
ートをブロックの形態で示す。第5B図および第5C図
は、log 八〇Gすなわちl og/アナログ・デジ
タル回路ボートのブロック線図表現を描き出している。
インテグレータ回 ボー
光学的検出器に関する機能的要求事項および機械的要求
事項は、10個のセンサーの光学的検出器組立体201
と、10個のインテグレータ回路202と、結合論理制
御回路210と、校正回路207とから成るインテグレ
ータ回路ボード200を含む。前記光学的検出器回路は
モノクロメータ204からのパルス光入力を測定し、ま
た、エネルギーパルスを電流パルスの時間積分に比例す
る電気信号に変換する。
事項は、10個のセンサーの光学的検出器組立体201
と、10個のインテグレータ回路202と、結合論理制
御回路210と、校正回路207とから成るインテグレ
ータ回路ボード200を含む。前記光学的検出器回路は
モノクロメータ204からのパルス光入力を測定し、ま
た、エネルギーパルスを電流パルスの時間積分に比例す
る電気信号に変換する。
検出器組立体201のフォトダイオード組立体232は
電子組立体ユニット26にはんだ付けされており、該ユ
ニットはモノクロメータ組立体27に据え付けられてい
る。検出器組立体201は、10スリツトのマスクプレ
ート オーダー分類フィルタ25に対して直接に乗って
いる。前記マスクの各スリット233は、340nm(
ナノメートル)から700nmまでの光スペクトル以内
の特定の中央波長に調節された5nmの帯域フィルタと
してイ動く。各フォトダイオード センサーが前記マス
クの特定のスリット233に整列されている。
電子組立体ユニット26にはんだ付けされており、該ユ
ニットはモノクロメータ組立体27に据え付けられてい
る。検出器組立体201は、10スリツトのマスクプレ
ート オーダー分類フィルタ25に対して直接に乗って
いる。前記マスクの各スリット233は、340nm(
ナノメートル)から700nmまでの光スペクトル以内
の特定の中央波長に調節された5nmの帯域フィルタと
してイ動く。各フォトダイオード センサーが前記マス
クの特定のスリット233に整列されている。
各フォトダイオードが全光エネルギすなわち伝えられた
光パルスの時間積分を測定するための鯖密なインテグレ
ータ回路202に接続されている。全インテグレータ回
路202が並列でスイッチをオンにされ、各波長での単
一パルスエネルギを測定する。
光パルスの時間積分を測定するための鯖密なインテグレ
ータ回路202に接続されている。全インテグレータ回
路202が並列でスイッチをオンにされ、各波長での単
一パルスエネルギを測定する。
インテグレータ回路202からの出力信号は、波長マル
チプレクサ組立体205に連絡される。
チプレクサ組立体205に連絡される。
このマルチプレクサ回路205は、付加信号の処理のた
めに10個のインテグレータ回路から5つの信号206
を選択する能力を与える。
めに10個のインテグレータ回路から5つの信号206
を選択する能力を与える。
インチグレーター回路の利得すなわち感度は各波長に関
して異なり、また、前記検出器のスペクトル応答度、前
記キセノン閃光電球10のスペクトル強度曲線および前
記モノクロメータ−の透過率に依存する。種々の回路の
ためのキャパシタ値は、信号透過率の全変化を補償する
ように選択される。各信号チャンネルは、入力電流パル
スの時間積分に正比例する0ないし10ボルトの出力を
与える。前記インテグレータのキャパシタ値は前記回路
の感度を決定し、また、M記キャパシタ値または回路の
感度は、完全な光学システム、検出器組立体201およ
び閃光電球10に基礎をおく。
して異なり、また、前記検出器のスペクトル応答度、前
記キセノン閃光電球10のスペクトル強度曲線および前
記モノクロメータ−の透過率に依存する。種々の回路の
ためのキャパシタ値は、信号透過率の全変化を補償する
ように選択される。各信号チャンネルは、入力電流パル
スの時間積分に正比例する0ないし10ボルトの出力を
与える。前記インテグレータのキャパシタ値は前記回路
の感度を決定し、また、M記キャパシタ値または回路の
感度は、完全な光学システム、検出器組立体201およ
び閃光電球10に基礎をおく。
電球10からのエネルギは、閃光を、電球供給電圧の調
整によって制御される平均信号レベルを有する閃光に変
える。種々の波長における出力信号は−7,0ないし−
10,0ボルトの範囲内に降下する。電球の閃光は12
0pps(パルス7秒)の公称定格で生じ、また、光パ
ルス幅は約1.5 usecである。各検出器は光にさ
らされている間に電流源として、また、暗間隔の間に開
回路(高インピーダンス)として働く。
整によって制御される平均信号レベルを有する閃光に変
える。種々の波長における出力信号は−7,0ないし−
10,0ボルトの範囲内に降下する。電球の閃光は12
0pps(パルス7秒)の公称定格で生じ、また、光パ
ルス幅は約1.5 usecである。各検出器は光にさ
らされている間に電流源として、また、暗間隔の間に開
回路(高インピーダンス)として働く。
プログラマブル校正回路207は、インテグレータ感度
および信号範囲を測定するだめの信号電流の3つのレベ
ルを提供する。これらの信号は、システムの線形テスト
の間の線形校正のために使用され、また、システムおよ
び組立体の両テストにおける診断テストのために使用さ
れる。
および信号範囲を測定するだめの信号電流の3つのレベ
ルを提供する。これらの信号は、システムの線形テスト
の間の線形校正のために使用され、また、システムおよ
び組立体の両テストにおける診断テストのために使用さ
れる。
校正回路207は調節された基準ソース233、精密な
ディバイダ回路網234および4つの人カマルチブレク
サ208から成る。前記電圧源は、デバイダ回路網23
4内の3つの抵抗器に接続された出力端子を有する2、
5ボルト分巻調整器から出ている。デバイダ出力は全基
準電圧の0.0.旧、 0.1.および1.Qの比率で
ある。
ディバイダ回路網234および4つの人カマルチブレク
サ208から成る。前記電圧源は、デバイダ回路網23
4内の3つの抵抗器に接続された出力端子を有する2、
5ボルト分巻調整器から出ている。デバイダ出力は全基
準電圧の0.0.旧、 0.1.および1.Qの比率で
ある。
校正信号は各インテグレータ回路202に容量的につな
がれ、各インテグレータ回路は、数値的に調和されたキ
ャパシタを介して、各回路に使用されている肋記インテ
グレータのキャパシタに結合さねている。これは、基準
ソース233によって発生されたステップ電圧に公称上
等しい出力電圧に帰する。
がれ、各インテグレータ回路は、数値的に調和されたキ
ャパシタを介して、各回路に使用されている肋記インテ
グレータのキャパシタに結合さねている。これは、基準
ソース233によって発生されたステップ電圧に公称上
等しい出力電圧に帰する。
校正信号は調整された+8.58VDCのVDC電圧源
233から出される。テストポイントTPIは基準′t
M圧を監視するために設けられている。校正信号は、4
つの入カマルチブレクサ208の出力路をグランドから
3つのDC電圧の1つに切り換えることにより発生する
。前記マルチプレクサに対して内部の4つのデコーダの
1つが、プログラムに組み込まれた校正段階を選択すべ
く2つのライン2進コードを解読する。2つの外部保持
アドレスラインが前記マルチプレクサを制御するように
要求される。アドレスライン230および231がコネ
クタP2から送られ、オーブンコレクタ インバータに
よって駆動される。マルチプレクサ208は+15VD
C供給源から動作するCMO5装置である。論理ライン
は4.7にのプルアップ抵抗で終わる。
233から出される。テストポイントTPIは基準′t
M圧を監視するために設けられている。校正信号は、4
つの入カマルチブレクサ208の出力路をグランドから
3つのDC電圧の1つに切り換えることにより発生する
。前記マルチプレクサに対して内部の4つのデコーダの
1つが、プログラムに組み込まれた校正段階を選択すべ
く2つのライン2進コードを解読する。2つの外部保持
アドレスラインが前記マルチプレクサを制御するように
要求される。アドレスライン230および231がコネ
クタP2から送られ、オーブンコレクタ インバータに
よって駆動される。マルチプレクサ208は+15VD
C供給源から動作するCMO5装置である。論理ライン
は4.7にのプルアップ抵抗で終わる。
検出器201内の各センサーは高速精密インテグレータ
回路に電流入力を与える。回路202は高速、低バイア
ス電流(3pa max) 、低オフセツト電圧増幅器
、高安定低損失インテグレータキャパシタおよびJFE
T (接合形電界効果トランジスタ)/アナログスイッ
チ放電回路から成る。
回路に電流入力を与える。回路202は高速、低バイア
ス電流(3pa max) 、低オフセツト電圧増幅器
、高安定低損失インテグレータキャパシタおよびJFE
T (接合形電界効果トランジスタ)/アナログスイッ
チ放電回路から成る。
2スイッチ放電回路が、信号の積分間隔の間の総接合漏
洩電流を減少すべく、インテグレータリセット(RES
ET ’)回路において用いられる。積分時間の間、両
スイッチは切られ1.J P E Tスイッチはバイア
スをかけられず、また、アナログスイッチは開路される
。出力信号が増幅器出力路と前記総接合との間の2つの
スイッチ回路網を通して加えられる。
洩電流を減少すべく、インテグレータリセット(RES
ET ’)回路において用いられる。積分時間の間、両
スイッチは切られ1.J P E Tスイッチはバイア
スをかけられず、また、アナログスイッチは開路される
。出力信号が増幅器出力路と前記総接合との間の2つの
スイッチ回路網を通して加えられる。
総接合漏洩電流を減少するため、750オームの抵抗が
2つのスイッチとグランドとの間に接続され、前記アナ
ログスイッチから貯泥漏洩電流のためのグランドへの低
インピーダンス路を与える。
2つのスイッチとグランドとの間に接続され、前記アナ
ログスイッチから貯泥漏洩電流のためのグランドへの低
インピーダンス路を与える。
これはソース電圧に対する前記JFETのドレインを数
ミリボルトに低減し、前記総接合誤り電流を大幅に低減
する。
ミリボルトに低減し、前記総接合誤り電流を大幅に低減
する。
JPETのスイッチはゲート’H圧を5VDCバイアス
ソースに切り換えることにより切られる。全てのアナロ
グスイッチは論理真(高)入力信号で閉路される。回路
を駆動するために必要な一致する相補信号が透過ラッチ
の出力「Q」および[Q★Jから出される。2つのアナ
ログスイッチと1つのJFETスイッチとは各インテグ
レータ回路で用いられる。前記J F F、Tスイッチ
と1つのアナログスイッチとは1狩記インテグレータ
リセットすなわちキャパシタの放電路で用いられる。第
2のアナログスイッチは積分時間の間に前記JFETの
ゲート接合に負のバイアスを与える。全ての回路が並列
に切り換えられ、単一の人力ラインINTEGによって
制御される。
ソースに切り換えることにより切られる。全てのアナロ
グスイッチは論理真(高)入力信号で閉路される。回路
を駆動するために必要な一致する相補信号が透過ラッチ
の出力「Q」および[Q★Jから出される。2つのアナ
ログスイッチと1つのJFETスイッチとは各インテグ
レータ回路で用いられる。前記J F F、Tスイッチ
と1つのアナログスイッチとは1狩記インテグレータ
リセットすなわちキャパシタの放電路で用いられる。第
2のアナログスイッチは積分時間の間に前記JFETの
ゲート接合に負のバイアスを与える。全ての回路が並列
に切り換えられ、単一の人力ラインINTEGによって
制御される。
典型的なシステム動作において、インテグレータ回路2
02はスイッチを入れられ、前記インデグレータ オフ
セットが測定され、電球が閃光し、信号レベルが測定さ
れかつ保持される。
02はスイッチを入れられ、前記インデグレータ オフ
セットが測定され、電球が閃光し、信号レベルが測定さ
れかつ保持される。
約110 usecの電球の閃光に引き続き、前記信号
しヘルか標本抽出され、処理される。インテグレータ回
路202はサンプリングの後にリセットされるが、イン
テグレータは前記電球の閃光後に約3ミリ秒間で正規に
リセットされる。
しヘルか標本抽出され、処理される。インテグレータ回
路202はサンプリングの後にリセットされるが、イン
テグレータは前記電球の閃光後に約3ミリ秒間で正規に
リセットされる。
キャパシタ値は、キセノン閃光電球ソース10、モノク
ロメータ組立体204および脱イオン水で満たされたガ
ラスのキュベツトに、全ての波長でほぼ等しい信号を与
えるように選択される。
ロメータ組立体204および脱イオン水で満たされたガ
ラスのキュベツトに、全ての波長でほぼ等しい信号を与
えるように選択される。
インテグレータ回路202からのアナログ信号出力は、
波長マルチプレクサ回路205に多重の人力を供給すべ
く、マルチプレクサ イ ンタフェース コネクタP2
に送られる。
波長マルチプレクサ回路205に多重の人力を供給すべ
く、マルチプレクサ イ ンタフェース コネクタP2
に送られる。
J P E Tスイッチは、インテグレータ202がス
イッチを入れられるとき、チャージ誤差を注入する。前
記JFETゲート接合での負の変化は、トレイン容量へ
のゲートを介して前記インテグレータの総接合につなが
れる。このチャージ誤差は正の出力オフセット誤差に終
わる。誤差電圧は前記インテグレータのキャパシタ値に
反比例する。
イッチを入れられるとき、チャージ誤差を注入する。前
記JFETゲート接合での負の変化は、トレイン容量へ
のゲートを介して前記インテグレータの総接合につなが
れる。このチャージ誤差は正の出力オフセット誤差に終
わる。誤差電圧は前記インテグレータのキャパシタ値に
反比例する。
チャージ補償は、正の電圧の段階的変化を+2pfのキ
ャパシタを介して前記インテグレータの総接合につなぐ
ことにより達成される。前記インテグレータのリセット
間隔の間、接続キャパシタが調整セツティングによって
定められた負の電圧まで充電する。インテグレータ20
2がスイッチを入れられると、前記キャパシタはグラン
ドにスイッチを切り換えられ、前記キャパシタのチャー
ジを前記総接合に移す。前記接続キャパシタは、積分間
隔の間にアースを維持され、リセットの間に再充電する
。補償遅れは、単一のトランジスタスイッチの遅延時間
とアナログスイッチの伝搬遅延時間とによりなされる。
ャパシタを介して前記インテグレータの総接合につなぐ
ことにより達成される。前記インテグレータのリセット
間隔の間、接続キャパシタが調整セツティングによって
定められた負の電圧まで充電する。インテグレータ20
2がスイッチを入れられると、前記キャパシタはグラン
ドにスイッチを切り換えられ、前記キャパシタのチャー
ジを前記総接合に移す。前記接続キャパシタは、積分間
隔の間にアースを維持され、リセットの間に再充電する
。補償遅れは、単一のトランジスタスイッチの遅延時間
とアナログスイッチの伝搬遅延時間とによりなされる。
各インテグレータ回路202は、前記回路を使用可能と
しまたリセットするための2つの一致相補論理信号を必
要とする。全てのインテグレータが並列にスイッチを切
り換えられ、単一のカッド「D」ラッチのrQJおよび
r Q 大J出力から駆動される。複数のラッチ入力が
共通に接続され、マルチプレクサ ボード211上のオ
ーブンコレクタ インバータにより駆動される。
しまたリセットするための2つの一致相補論理信号を必
要とする。全てのインテグレータが並列にスイッチを切
り換えられ、単一のカッド「D」ラッチのrQJおよび
r Q 大J出力から駆動される。複数のラッチ入力が
共通に接続され、マルチプレクサ ボード211上のオ
ーブンコレクタ インバータにより駆動される。
全てのロジック回路ドライバはラッチ回路であり、また
、全てのドライバはオープンコレクタ出力である。2つ
の回路がCMO5校正要素との接合を必要とし、また、
1つのドライバがTTL回路に接合している。
、全てのドライバはオープンコレクタ出力である。2つ
の回路がCMO5校正要素との接合を必要とし、また、
1つのドライバがTTL回路に接合している。
全てのインテグレータ アナログ出力、および10個の
OPAMP出力が、マルチプレクサ回路205との接合
のためにコネクタP2に接続される。5つのアナログ5
IGGNDライン206はコネクタP3に送られる。複
数のアナログ信号は前記マルチプレクサ回路に送られ、
前記信号の5つはインテグレータ回路ボード200に返
送され、コネクタP3に送られる。
OPAMP出力が、マルチプレクサ回路205との接合
のためにコネクタP2に接続される。5つのアナログ5
IGGNDライン206はコネクタP3に送られる。複
数のアナログ信号は前記マルチプレクサ回路に送られ、
前記信号の5つはインテグレータ回路ボード200に返
送され、コネクタP3に送られる。
マルチプレクサ ボード211
波長信号マルチプレクサ回路211は前置増幅器インテ
グレータ回路202または前置増幅器校正回路から得ら
れた5つのアナログ信号206をアドレスするための手
段を提供する。波長アナログ信号は、システムの要求に
より決定された種々の信号の結合のプログラム選択を与
えるべく5つのマルチプレクサ205に交差接続される
。校正信号が診断テスト信号を与えるべく各マルチプレ
クサ205に接続される。
グレータ回路202または前置増幅器校正回路から得ら
れた5つのアナログ信号206をアドレスするための手
段を提供する。波長アナログ信号は、システムの要求に
より決定された種々の信号の結合のプログラム選択を与
えるべく5つのマルチプレクサ205に交差接続される
。校正信号が診断テスト信号を与えるべく各マルチプレ
クサ205に接続される。
ボード211はインターフェース コネクタを介して前
置増幅器インテグレータ回路202に接続する。全ての
論理アドレスおよびデータラインはコネクタP1を介し
てマルチプレクサ211に直接に接続する。全ての論理
翻訳およびデータバス ラッチは前記ボードに含まれて
いる。アナログ出力信号はインテグレータ回路ボード2
00に直接に接続される。出力信号は、通常、LOG/
ADC変換ボート212上の単一ゲイン差増幅器217
に接続する。
置増幅器インテグレータ回路202に接続する。全ての
論理アドレスおよびデータラインはコネクタP1を介し
てマルチプレクサ211に直接に接続する。全ての論理
翻訳およびデータバス ラッチは前記ボードに含まれて
いる。アナログ出力信号はインテグレータ回路ボード2
00に直接に接続される。出力信号は、通常、LOG/
ADC変換ボート212上の単一ゲイン差増幅器217
に接続する。
オーブコレクタ ドライバは、インテグレータ回路ボー
ド200上のCMO5回路にインタフェースTTL人力
を与える。5つの波長信号は、マルチプレクサ205の
それぞれからの1つである各化学反応テストのためにア
ドレスされる。はとんどの化学反応のために、ある好ま
しい波長が指定される。
ド200上のCMO5回路にインタフェースTTL人力
を与える。5つの波長信号は、マルチプレクサ205の
それぞれからの1つである各化学反応テストのためにア
ドレスされる。はとんどの化学反応のために、ある好ま
しい波長が指定される。
5つのマルチプレクサ205のそれぞれは、8つの人力
信号の1つを選択するように3ビツト二進アドレスを必
要とする。合計15のアドレスラインが3つの「DJへ
クス(hex)ラッチから出ている。マルチプレクサ回
路205は、8つの内部デコーダのうちの1つをそれぞ
れ有する5つのアナログ マルチプレクサ チップから
成る。アナログ人力は+l0VDcから一1OVDCの
範囲である。
信号の1つを選択するように3ビツト二進アドレスを必
要とする。合計15のアドレスラインが3つの「DJへ
クス(hex)ラッチから出ている。マルチプレクサ回
路205は、8つの内部デコーダのうちの1つをそれぞ
れ有する5つのアナログ マルチプレクサ チップから
成る。アナログ人力は+l0VDcから一1OVDCの
範囲である。
インテグレータ回路ボード200からの10個のアナロ
グ人力信号は、5つのマルチプレクサ チップ205に
連絡される。各マルチプレクサ205の6つの入力が1
0個の人力信号213から得られる。2つの残りの人力
215および216が診断テストのための基準電圧に連
絡される。前記アナログ入力の相互連絡は、特定の化学
反応テストのために求められる信号情報の種々の結合を
監視するための手段を提供する。
グ人力信号は、5つのマルチプレクサ チップ205に
連絡される。各マルチプレクサ205の6つの入力が1
0個の人力信号213から得られる。2つの残りの人力
215および216が診断テストのための基準電圧に連
絡される。前記アナログ入力の相互連絡は、特定の化学
反応テストのために求められる信号情報の種々の結合を
監視するための手段を提供する。
人力214に対するアナログ信号が、インテグレータ回
路ボード200上のプログラマブル校正回路207から
出る。この信号は、インテグレータ回路ボード上に位置
するキャリブレータ マルチプレクサ208をセットす
ることにより制御される。マルチプレクサ208は2デ
ータヒツトライン230,231により制御される。入
力215は、通常、インテグレータ回路ボード200上
に位置する固定の一3VDCの基準ソースに連絡される
。CMOSインタフェースに対するTTI、が2つの制
御信号230,231のために求められる。オーブンコ
レクタ へツクス インバータが全ての制御信号のため
のインタフェース回路をインテグレータ回路ボード20
0に与える。
路ボード200上のプログラマブル校正回路207から
出る。この信号は、インテグレータ回路ボード上に位置
するキャリブレータ マルチプレクサ208をセットす
ることにより制御される。マルチプレクサ208は2デ
ータヒツトライン230,231により制御される。入
力215は、通常、インテグレータ回路ボード200上
に位置する固定の一3VDCの基準ソースに連絡される
。CMOSインタフェースに対するTTI、が2つの制
御信号230,231のために求められる。オーブンコ
レクタ へツクス インバータが全ての制御信号のため
のインタフェース回路をインテグレータ回路ボード20
0に与える。
14oADCボー:212
1og/八DCボード212は標準TTL論理回路に接
続するように設定されている。アナログ人力は、使用可
能の増幅器出力から駆動された特異な入力信号のために
設定されている。アナログ信号ラインが入力端子を逆に
する作動増幅器に接続され、また、不通ラインが前記信
号基準グランドに接続されている。
続するように設定されている。アナログ人力は、使用可
能の増幅器出力から駆動された特異な入力信号のために
設定されている。アナログ信号ラインが入力端子を逆に
する作動増幅器に接続され、また、不通ラインが前記信
号基準グランドに接続されている。
アナログ人力は+10ボルトないし一10ボルトの信号
に設定されている。使用される増幅器出力は15ボルト
の供給から作動する約13ボルトで制限するため、入力
信号は10ボルトを越えることができる。前記組立体は
10ボルトの範囲内で信号を監視するように設計される
。log回路は++、51ルトの最大入力を受け取る規
模に設定されている。伝搬測定は10ボルトに制限され
ており、これはADC全目盛信号である。
に設定されている。使用される増幅器出力は15ボルト
の供給から作動する約13ボルトで制限するため、入力
信号は10ボルトを越えることができる。前記組立体は
10ボルトの範囲内で信号を監視するように設計される
。log回路は++、51ルトの最大入力を受け取る規
模に設定されている。伝搬測定は10ボルトに制限され
ており、これはADC全目盛信号である。
全ての制御ラインがプログラマブルアレー論理チップと
接続されている。各ラインのための入力インピーダンス
はI TTLゲートである。端末抵抗回路網は前記ボー
ドに与えられない。全てのデータバスラインがスリース
テート形バスドライバおよび1つのTTLカッドラッチ
に接続している。
接続されている。各ラインのための入力インピーダンス
はI TTLゲートである。端末抵抗回路網は前記ボー
ドに与えられない。全てのデータバスラインがスリース
テート形バスドライバおよび1つのTTLカッドラッチ
に接続している。
全ての論理は、ラッチI10ソースから駆動される。
第5b図は回路ボード212のブロック線図を示す。L
og/^DCボード212は、5つの同一ログ変換信号
チャネルから成る。各チャネルは人力差増幅器217と
、オート ゼロ回路218と、試料/保持(ホールド)
増幅ffj (sample/hold amplif
ier ) 219と、ログ変換器回路220とから成
る。
og/^DCボード212は、5つの同一ログ変換信号
チャネルから成る。各チャネルは人力差増幅器217と
、オート ゼロ回路218と、試料/保持(ホールド)
増幅ffj (sample/hold amplif
ier ) 219と、ログ変換器回路220とから成
る。
ログ変換器回路220からの出力信号は、アナログのデ
ジタルへの変換5cのための16の入力マルチプレクサ
221に接続される。各チャネルのための複数の信号グ
ランドがアナログおよび論理パワーグランドから分離さ
れる。信号グランドおよびACアナログ グランドは星
形グランド点で共通に接続される。論理グランドは信号
およびアナログ グランド通路から分離されるが、−点
において共通に挿入される。
ジタルへの変換5cのための16の入力マルチプレクサ
221に接続される。各チャネルのための複数の信号グ
ランドがアナログおよび論理パワーグランドから分離さ
れる。信号グランドおよびACアナログ グランドは星
形グランド点で共通に接続される。論理グランドは信号
およびアナログ グランド通路から分離されるが、−点
において共通に挿入される。
各チャネルへの信号入力は、アナログ パワーグランド
ノイズのコモン モード除去を伴なう単一ゲイン イ
ンバータとして設計された差増幅器217に接続される
。差増幅器217からの信号は外部テスト監視のための
試験ジヤツキに接続され、また、診断テストおよび電球
源評価のためのADCマルチプレクサ221に接続され
る。増幅器出力は、前記オートゼロ オフセット減算回
路218に直接に接続され、暗信号オフセットおよび増
幅器オフセットに関して電圧を訂正する。
ノイズのコモン モード除去を伴なう単一ゲイン イ
ンバータとして設計された差増幅器217に接続される
。差増幅器217からの信号は外部テスト監視のための
試験ジヤツキに接続され、また、診断テストおよび電球
源評価のためのADCマルチプレクサ221に接続され
る。増幅器出力は、前記オートゼロ オフセット減算回
路218に直接に接続され、暗信号オフセットおよび増
幅器オフセットに関して電圧を訂正する。
基準スイッチが前記オートゼロ出力またはOC基準′r
に圧を前記試料/保持回路219に対する人力として選
択する。
に圧を前記試料/保持回路219に対する人力として選
択する。
DC基準電圧がログ変換器回路220への待機入力とし
て供給され、あるいは、前記信号が診断テストのために
使用される。試料/保持回路219はログ変換器回路2
20に一定の信号を供給し、あるいは、前記信号が診断
テストのために使用される。試料/保持回路219はロ
グ変換およびデータ読取り時間の間に前記ログ回路に一
定の信号を供給する。前記試料/保持回路はまた診断監
視のためにADOマルチプレクサ221に接続される。
て供給され、あるいは、前記信号が診断テストのために
使用される。試料/保持回路219はログ変換器回路2
20に一定の信号を供給し、あるいは、前記信号が診断
テストのために使用される。試料/保持回路219はロ
グ変換およびデータ読取り時間の間に前記ログ回路に一
定の信号を供給する。前記試料/保持回路はまた診断監
視のためにADOマルチプレクサ221に接続される。
ログ信号出力は^DCマルチプレクサ221に直接に接
続される。マルチプレクサ出力220は、八DC235
への人力を駆動する電圧フォロワ223に接続される。
続される。マルチプレクサ出力220は、八DC235
への人力を駆動する電圧フォロワ223に接続される。
へDC変換器は2の補数の書式で被ラッチの16ビツト
出力を与える。
出力を与える。
各チャネルへのアナログ入力は、インバータ回路として
接続されている単一ゲイン差増幅器217に接続される
。4つの一致された50に抵抗から成る精密な薄膜抵抗
回路網が、50dbの共通のモードノイズ除去に必要な
一致された抵抗対を与える。
接続されている単一ゲイン差増幅器217に接続される
。4つの一致された50に抵抗から成る精密な薄膜抵抗
回路網が、50dbの共通のモードノイズ除去に必要な
一致された抵抗対を与える。
アナログ人力は逆入力に接続された信号リード線に接続
され、また、非逆入力に接続された信号グランドに接続
されている。非逆入力ドライバはログチャネル信号グラ
ンドに対する基準とされている。前記回路は、グランド
間の電圧差の最小50db共通モード除去のために設計
される。
され、また、非逆入力に接続された信号グランドに接続
されている。非逆入力ドライバはログチャネル信号グラ
ンドに対する基準とされている。前記回路は、グランド
間の電圧差の最小50db共通モード除去のために設計
される。
前置増幅器の波長信号は負の極圧である。ログ変換器回
路は正の入力電流を必要とする。このため、信号インバ
ータが必要である。前記前置増幅器からの診断信号はと
もに正および負の極圧である。このため、インバータ回
路217が+10ボルトから一10ボルトまでの範囲の
入力信号のために設計されている。
路は正の入力電流を必要とする。このため、信号インバ
ータが必要である。前記前置増幅器からの診断信号はと
もに正および負の極圧である。このため、インバータ回
路217が+10ボルトから一10ボルトまでの範囲の
入力信号のために設計されている。
インバータ出力はテスト監視のために試験ジャックに、
診断のためにADCマルチプレクサ221に、また、オ
ートゼロ人力に接続される。
診断のためにADCマルチプレクサ221に、また、オ
ートゼロ人力に接続される。
オートゼロ オフセット減算回路218は、暗信号オフ
セットおよびインバータ増幅器217のオフセットによ
るオフセット電圧の減算を与える。回路218は、イン
バータ増幅器218に駆動される低ヒストリシス記憶キ
ャパシタから成る。このキャパシタは、前記オフセット
充電時間中、グランドにスイッチを切り換えられ、オフ
セット減算の間、基準スイッチに切り換えられる。グラ
ンドに切り換えられると、前記キャパシタは前記人力信
号に等しい電圧、通常は15+mV以下まで、充電する
。前記キャパシタは、人力信号プラス増幅器のオフセッ
トに等しい電圧まで充電する。前記キャパシタは、該キ
ャパシタが全オフセット電圧まで充電することを可能と
すべく最小の600 usec間接地される。次に、前
記キャパシタは、合計人力信号からオフセットエラーを
引くためにインバータ218の出力に「直列に」切り換
えられる。
セットおよびインバータ増幅器217のオフセットによ
るオフセット電圧の減算を与える。回路218は、イン
バータ増幅器218に駆動される低ヒストリシス記憶キ
ャパシタから成る。このキャパシタは、前記オフセット
充電時間中、グランドにスイッチを切り換えられ、オフ
セット減算の間、基準スイッチに切り換えられる。グラ
ンドに切り換えられると、前記キャパシタは前記人力信
号に等しい電圧、通常は15+mV以下まで、充電する
。前記キャパシタは、人力信号プラス増幅器のオフセッ
トに等しい電圧まで充電する。前記キャパシタは、該キ
ャパシタが全オフセット電圧まで充電することを可能と
すべく最小の600 usec間接地される。次に、前
記キャパシタは、合計人力信号からオフセットエラーを
引くためにインバータ218の出力に「直列に」切り換
えられる。
オートゼロ充電時間は制御されるソフトウェアであり、
また、装置のシステムにおいて600 usecか62
.0 msまで変化する。前記オートゼロの充電サイク
ルのオフへの切り換えと、人力信号の印加との間に10
usecの遅れが許される。
また、装置のシステムにおいて600 usecか62
.0 msまで変化する。前記オートゼロの充電サイク
ルのオフへの切り換えと、人力信号の印加との間に10
usecの遅れが許される。
オートゼロの切り換えは両ZROおよびLOGREFラ
インにより制御される。LOGREFが低に切り換えら
れると、キャパシタの切り換えが前記ZROラインによ
り制御され、ZROが高で接地されまたZRO低(0)
で「差」状態に接続される。LOGREFが高に切り換
えられると、AZROが高に強制され、また、キャパシ
タがグランドに切り換えられる。前記キャパシタの接地
通路は基準スイッチ222の1つのアナログスイッチ回
路を介して完全になる。
インにより制御される。LOGREFが低に切り換えら
れると、キャパシタの切り換えが前記ZROラインによ
り制御され、ZROが高で接地されまたZRO低(0)
で「差」状態に接続される。LOGREFが高に切り換
えられると、AZROが高に強制され、また、キャパシ
タがグランドに切り換えられる。前記キャパシタの接地
通路は基準スイッチ222の1つのアナログスイッチ回
路を介して完全になる。
前記試料および保持入力信号は、基準スイッチ222の
セツティングによって決定される。2つの信号源の一方
が試料/保持回路219に接続される。基準スイッチ2
22は、基準電圧およびオートセロ出力の一方を試料/
保持回路219に送るために接続された2つの単一極ニ
スロースイッチ(throw 5w1tch)である。
セツティングによって決定される。2つの信号源の一方
が試料/保持回路219に接続される。基準スイッチ2
22は、基準電圧およびオートセロ出力の一方を試料/
保持回路219に送るために接続された2つの単一極ニ
スロースイッチ(throw 5w1tch)である。
1のスイッチがLOGREF論理ラインによって制御さ
れ、第2のスイッチかAZROによって制御される。基
準電圧は、ログ基準電流より僅かに大きいログ入力端子
を与えるようにセットされる。これは、前記ログ回路か
ら小さい負の電圧に終わる。
れ、第2のスイッチかAZROによって制御される。基
準電圧は、ログ基準電流より僅かに大きいログ入力端子
を与えるようにセットされる。これは、前記ログ回路か
ら小さい負の電圧に終わる。
各ログ変換器220のための試料および保持回路219
は、比較的長い変換およびデータ読取り時間の間、一定
の入力端子を与える。「試料」状態において、出力信号
が入力を追い、また、人力信号に場ける変化を追う。試
料/保持回路219によって認められる前記人力信号が
全人力信号と前記オートゼロ キャパシタにおける電圧
との間の差である。
は、比較的長い変換およびデータ読取り時間の間、一定
の入力端子を与える。「試料」状態において、出力信号
が入力を追い、また、人力信号に場ける変化を追う。試
料/保持回路219によって認められる前記人力信号が
全人力信号と前記オートゼロ キャパシタにおける電圧
との間の差である。
低レベル信号測定および長いログ変換時間は、試料/保
持回路219が低ドリフト回路であることを求める。低
レベル信号ではログ回路のゲインが高く、また、したが
って、ドリフトが長いデータ変換間隔の間に増幅される
。より大きい値のキャパシタはドリフトを要求レートま
で減少させるが、獲得時間を増大させる。獲得を前信号
の0.1を以内にまで見込むための最小の試料時間は5
.Ousecである。
持回路219が低ドリフト回路であることを求める。低
レベル信号ではログ回路のゲインが高く、また、したが
って、ドリフトが長いデータ変換間隔の間に増幅される
。より大きい値のキャパシタはドリフトを要求レートま
で減少させるが、獲得時間を増大させる。獲得を前信号
の0.1を以内にまで見込むための最小の試料時間は5
.Ousecである。
長いデータ待ち間隔の間、試料/保持回路は「試料」状
態にスイッチを切り換えられ、また、1、OCRεF信
号はスイッチをオンに切り換えられる。
態にスイッチを切り換えられ、また、1、OCRεF信
号はスイッチをオンに切り換えられる。
これは、ログ回路の飽和を阻止するログ変換回路220
に固定の待機電流を供給する。
に固定の待機電流を供給する。
試料/保持回路219は並列にスイッチを切り換えられ
、SMP Lラインによって制御される。SMPLは低
く全ての回路を「試料」状態まで切り換え、また、切り
換えられた高いセットの全ての回路を「保持」状態に切
り換える。
、SMP Lラインによって制御される。SMPLは低
く全ての回路を「試料」状態まで切り換え、また、切り
換えられた高いセットの全ての回路を「保持」状態に切
り換える。
ログ変換器入力オフセット電圧エラーを訂正すべく、各
試料/保持回路219のオフセット調整がなされる。前
記オフセットa整は前記ログ回路を補償するためにエラ
ー電圧を付加するための手段を与える。線形調整が正確
な段階的電圧をもって整えられる。
試料/保持回路219のオフセット調整がなされる。前
記オフセットa整は前記ログ回路を補償するためにエラ
ー電圧を付加するための手段を与える。線形調整が正確
な段階的電圧をもって整えられる。
ログ変換器回路220が、前記入力電流の対数に比例す
るアナログ出力電圧を与える。ログ変換器220は、前
記精力電流をゼロ出力ボルトに規定するための基準電流
のセットを必要とする。ログ変換器回路220は、10
の入力端子当り7o62ホルトに設定され、また、前記
ログチップは正の入力i流用に設計される。前記回路は
電圧入力用に設計される。出力信号は前記チップに組み
込まれた緩衝増幅器を用いて緩衝される。出力はデジタ
ル処理のために^DCマルチプレクサ221に直接に接
続される。
るアナログ出力電圧を与える。ログ変換器220は、前
記精力電流をゼロ出力ボルトに規定するための基準電流
のセットを必要とする。ログ変換器回路220は、10
の入力端子当り7o62ホルトに設定され、また、前記
ログチップは正の入力i流用に設計される。前記回路は
電圧入力用に設計される。出力信号は前記チップに組み
込まれた緩衝増幅器を用いて緩衝される。出力はデジタ
ル処理のために^DCマルチプレクサ221に直接に接
続される。
マルチプレクサ221は、種々の信号または診断点から
の16個の入力端子の1つを連続的にまたは任意に監視
するための手段を提供する16チヤネル装置である。マ
ルチプレクサ出力222は高人力インピーダンスの電圧
フォロワ223に接続され、入力信号源の装荷を減少さ
せる。フォロワ223の出力インピーダンスは低く、A
DCの測定エラーを阻止する。前記フォロワは10Kの
入力インピーダンスのADC235を駆動する。
の16個の入力端子の1つを連続的にまたは任意に監視
するための手段を提供する16チヤネル装置である。マ
ルチプレクサ出力222は高人力インピーダンスの電圧
フォロワ223に接続され、入力信号源の装荷を減少さ
せる。フォロワ223の出力インピーダンスは低く、A
DCの測定エラーを阻止する。前記フォロワは10Kの
入力インピーダンスのADC235を駆動する。
マルチプレクサ221は、外部データ ラッチから得ら
れる4ラインの2進コードを必要とする。16個のチャ
ネルの1つを選択するためのデコーダがマルチプレクサ
221の内部にある。
れる4ラインの2進コードを必要とする。16個のチャ
ネルの1つを選択するためのデコーダがマルチプレクサ
221の内部にある。
25 usecの遅れ時間が、多重送信および信号の時
的な処理時間のために許される。これは、データ読取り
が、マルチプレクサのクロックパルス後、25 use
c遅れることを意味する。マルチプレクサ221の人力
は、特別な適用のために必要とされるいかなる配列にも
アドレスすることかできる。通常のシステム作動の間、
吸光値の読み値は前記ログ信号のみを監視することによ
り決定される。診断テストの間、全ての信号を監視する
ことができる。
的な処理時間のために許される。これは、データ読取り
が、マルチプレクサのクロックパルス後、25 use
c遅れることを意味する。マルチプレクサ221の人力
は、特別な適用のために必要とされるいかなる配列にも
アドレスすることかできる。通常のシステム作動の間、
吸光値の読み値は前記ログ信号のみを監視することによ
り決定される。診断テストの間、全ての信号を監視する
ことができる。
マルチプレクサ221の人力は2つの基本的なカテゴリ
ーに分類される。吸光度測定のためのログ変換信号と、
診断信号および第1の5つの入力とはログ変換器信号で
あり、また、次の5つの入力は伝搬信号および前置増幅
器の診断信号の少なくとも一方である。第3のグループ
の5つの信号は試料/保持の21の出力から得られた診
断信号である。最後の人力は2.5ボルトの基準電圧源
である。
ーに分類される。吸光度測定のためのログ変換信号と、
診断信号および第1の5つの入力とはログ変換器信号で
あり、また、次の5つの入力は伝搬信号および前置増幅
器の診断信号の少なくとも一方である。第3のグループ
の5つの信号は試料/保持の21の出力から得られた診
断信号である。最後の人力は2.5ボルトの基準電圧源
である。
前記ADC変換器235は、35 usecの最大変換
時間を有する16ビツトの逐次比較形変換器である。A
D(: 235の内部の正確な+l0VDfl:の基準
ソースか内部のDACにストラップ(strap )さ
れている。ADG 235の入力インピーダンスは10
Kオームにストラップされている。人力ピンが3つの信
号f1224すなわち(1)アナロググランド、(2)
◆2.5vdc基準および(3)マルチプレクサ221
の出力の1つにジャンパー(jumper)され得る。
時間を有する16ビツトの逐次比較形変換器である。A
D(: 235の内部の正確な+l0VDfl:の基準
ソースか内部のDACにストラップ(strap )さ
れている。ADG 235の入力インピーダンスは10
Kオームにストラップされている。人力ピンが3つの信
号f1224すなわち(1)アナロググランド、(2)
◆2.5vdc基準および(3)マルチプレクサ221
の出力の1つにジャンパー(jumper)され得る。
前記アナロググランド接続はゼロ調整のための入力にジ
ャンパーされる。前記2.5ボルト基準はピンに接続さ
れ、該ピンは診断テストのためのへDC人力にジャンパ
ーされる。前記ADC人力は通常マルチプレクサ221
の出力にジャンパーされる。
ャンパーされる。前記2.5ボルト基準はピンに接続さ
れ、該ピンは診断テストのためのへDC人力にジャンパ
ーされる。前記ADC人力は通常マルチプレクサ221
の出力にジャンパーされる。
ADO出力は被ラッチの2の補数書式における16ビツ
トのデータである。先のデータは次のデータの変換パル
スまでラッチ状態に維持される。八DC235が変換サ
イクルにあることを指示すべく、ステータスラインが設
けられている。
トのデータである。先のデータは次のデータの変換パル
スまでラッチ状態に維持される。八DC235が変換サ
イクルにあることを指示すべく、ステータスラインが設
けられている。
変換の終わりはステータス信号を監視し、後縁変化を検
出することにより決定される。インバータ、チップ22
の1つのゲートが出力信号ラインを駆動する。「変換の
端」のパルス(ビジー)は負のゴーイング信号(goi
ng signal)であり、また、前記変換の端は前
記後縁の正の変化によって指示される。
出することにより決定される。インバータ、チップ22
の1つのゲートが出力信号ラインを駆動する。「変換の
端」のパルス(ビジー)は負のゴーイング信号(goi
ng signal)であり、また、前記変換の端は前
記後縁の正の変化によって指示される。
16個のデータラインは2つの8ビツト、スリーステー
トバッファに接続される。データは2バイトに読取られ
、各バイトはシステムプログラムにより要求される程度
の速さで読取られる。
トバッファに接続される。データは2バイトに読取られ
、各バイトはシステムプログラムにより要求される程度
の速さで読取られる。
本発明の装置、システムおよび方法により、従来可能で
あったよりも正確にかつ大きい効果をもって、試料中の
アナライトの濃度データを決定することができる。適当
なプログラムが、必要なデータ決定を可能とすべく提供
される説明に基づいて、電子技術をもって遂行される。
あったよりも正確にかつ大きい効果をもって、試料中の
アナライトの濃度データを決定することができる。適当
なプログラムが、必要なデータ決定を可能とすべく提供
される説明に基づいて、電子技術をもって遂行される。
電子ユニットからのデジタル形態の吸光度値としての出
力が、生の吸光度値として、一次結合を計算させるプロ
グラムのもとで動作する中央処理装置に示される。定数
e、fおよびkが決定され、餌記生の吸光度値が評価吸
光度値に展開される。次のステップは、特別な評価吸光
度の組を展開するために、多色行列であって前記行列を
決定するためにeおよびkを用いた多色行列を用いるこ
とである。複数の定数kを用いる推定濃度が前記一次結
合により得られる。緩衝物質の存在の表現もまた得られ
る。
力が、生の吸光度値として、一次結合を計算させるプロ
グラムのもとで動作する中央処理装置に示される。定数
e、fおよびkが決定され、餌記生の吸光度値が評価吸
光度値に展開される。次のステップは、特別な評価吸光
度の組を展開するために、多色行列であって前記行列を
決定するためにeおよびkを用いた多色行列を用いるこ
とである。複数の定数kを用いる推定濃度が前記一次結
合により得られる。緩衝物質の存在の表現もまた得られ
る。
第2の中央処理装置が前記濃度表現に作用してデータを
平滑化および補間しまた特定のデータのウィンドウにお
ける回帰線を展開し、これにより、前記ウィンドウのデ
ータの平均値および前記ウィンドウのデータの勾配のよ
うな情報を得る。
平滑化および補間しまた特定のデータのウィンドウにお
ける回帰線を展開し、これにより、前記ウィンドウのデ
ータの平均値および前記ウィンドウのデータの勾配のよ
うな情報を得る。
特定の例が表現されるが、多くの変化はそれぞれにおい
て詳細についてのみ他と異なるということが理解される
。例えば、一次結合が5つの波長に関して記述されるけ
れども、同じ原理をより小さいまたはより大きい組の波
長に適用することができる。これは、例えば、2.3ま
たは4.6.7または8、または、複数組の数百の波長
である。例えば128個の波長を生じさせるシステムに
関して、一次結合のために10個の波長を選択すること
ができる。また、前記表現は単一の発色団物質の濃度に
関するが、所与の試料中の2以上の発色団物質の濃度を
決定することができる。
て詳細についてのみ他と異なるということが理解される
。例えば、一次結合が5つの波長に関して記述されるけ
れども、同じ原理をより小さいまたはより大きい組の波
長に適用することができる。これは、例えば、2.3ま
たは4.6.7または8、または、複数組の数百の波長
である。例えば128個の波長を生じさせるシステムに
関して、一次結合のために10個の波長を選択すること
ができる。また、前記表現は単一の発色団物質の濃度に
関するが、所与の試料中の2以上の発色団物質の濃度を
決定することができる。
第1図は本発明に従うモノクロメータ−の光学線図、第
2図は等角内に見た光度計の部品の何区、第3図は剥さ
れた部品とともに示すモノクロメータ−のハウジングの
等角分解組立図、第4図は吸光度散乱プロットすなわち
二つの選択波長における吸光度値の最適な一次結合を得
るようにこれらの二つの選択波長における信号およびノ
イズの関係を指示するグラフ、第5図は第5A図、第5
B図および第5C図の位置関係指示図、第5A図、第5
B図および第5C図は光度計の検出器に結合された電子
ユニットを説明するブロック線図である。 10:閃光電球、 !1,13,17,120:光線、 15:レンズ、 18.21:第1および第2のコリメータミラー19:
平行光線、 22:収束光線、 24:検出器列、 25:オーダ分類フィルタ、 26:電子ユニット。
2図は等角内に見た光度計の部品の何区、第3図は剥さ
れた部品とともに示すモノクロメータ−のハウジングの
等角分解組立図、第4図は吸光度散乱プロットすなわち
二つの選択波長における吸光度値の最適な一次結合を得
るようにこれらの二つの選択波長における信号およびノ
イズの関係を指示するグラフ、第5図は第5A図、第5
B図および第5C図の位置関係指示図、第5A図、第5
B図および第5C図は光度計の検出器に結合された電子
ユニットを説明するブロック線図である。 10:閃光電球、 !1,13,17,120:光線、 15:レンズ、 18.21:第1および第2のコリメータミラー19:
平行光線、 22:収束光線、 24:検出器列、 25:オーダ分類フィルタ、 26:電子ユニット。
Claims (61)
- (1)試料中の少なくとも1つの発色団物質の濃度を測
定する方法であって、 a)前記発色団物質を含む前記試料を通過する閃光光線
を生じさせるために電球を閃光させること、b)異なる
波長での前記試料により吸光度値を測定すること、 c)前記異なる波長での前記吸光度値の一次結合を決定
し、これにより、前記発色団の濃度値を得ることを含む
、濃度測定方法。 - (2)吸光度値の誤差が異なる波長において互いに関連
付けられ、また、前記一次結合がこの相互関連に基づい
て決定される、請求項1に記載の方法。 - (3)前記一次結合は相互に関連付けられた誤差の性質
と、前記試料中の発色団の吸光係数の方向とを反映し、
また、前記発色団の濃度の変化を測定することを含む、
請求項2に記載の方法。 - (4)5つの異なる波長に関して前記吸光度値を測定す
ることを含む、請求項3に記載の方法。 - (5)a)aが吸光度値の列マトリクス、cがスカラー
量の発色団濃度、eが前記発色団の吸光係数の列マトリ
クス、また、fが誤差を示す列マトリクスである、a=
c*e+fで公式化されたベールの法則を適用すること
により前記濃度を確定すること、 b)制約k*e=1と、平均二乗誤差が最小である場合
にk*F*k’で表わされるノイズであってここにkが
前記一次結合の係数を成す行マトリクス、Fがfの共分
散誤差マトリクス、また、k’がkの転置マトリクスで
あるノイズとに従って前記一次結合を決定すること、 c)e’がeの転置マトリクスでありかつF^−^1が
Fの逆マトリクスである、式 k=(e’*F^−^1*e)^−^1*e’*F^−
^1に従ってkの要素を決定することを含む、請求項3
に記載の方法。 - (6)前記誤差マトリクスFが、一定の媒体を通過する
閃光から吸光度のレベル変化を測定することにより決定
される、請求項5に記載の方法。 - (7)前記誤差マトリクスFは複数対の波長の異なる組
み合わせに関して測定される、請求項6に記載の方法。 - (8)前記異なる組み合わせは5つの波長の複数組から
得られる、請求項7に記載の方法。 - (9)前記吸光係数eは、前記吸光度値に対する最良の
線形適合を得るために、デミングの方法の一般化と固有
ベクトル変換とを用いる選択された化学反応の発色団に
関して決定される、請求項5に記載の方法。 - (10)前記吸光係数の決定は、 a)前記電球が閃光する試料の化学反応の発色団の濃度
の変化の間に決定される吸光度レベルの変化であって複
数対の波長に関する前記吸光度レベルの変化の平均につ
いての前記吸光度レベルの変化を観察することにより分
散マトリクスGを決定し、これより、前記マトリクスF
によって特徴付けられる前記誤差に加えて複数対の波長
において吸光度レベルが変化する相対量を前記マトリク
スGが反映し、また、 b)前記マトリクスの誤差を表わすデータを取り除き、
これにより、前記マトリクスGから相対吸光係数を得る
ことを含む、請求項9に記載の方法。 - (11)前記マトリクスFを固有ベクトル解析に付する
こと、座標を固有ベクトル座標に変換するためのユニタ
リ変換を得、これにより、吸光度レベルを固有ベクトル
座標に移すこと、第2の変換であって該変換のマトリク
スが対角線要素のみを含む第2の変換を得ることを含み
、前記対角線要素は前記固有ベクトルの平方根である、
請求項10に記載の方法。 - (12)分散マトリクスGはユニタリ変換および第2の
変換により変換され、前記固有ベクトルおよび変換され
た分散マトリクスGの値を決定し、変換された点のデミ
ングの方法に従う線までの平均二乗直交距離を最小にす
る最良の適合線を得ること、前記固有ベクトルを変換し
て元の吸光度座標システムに戻すこと、および、前記吸
光係数eの成分を得ることを含む、請求項10に記載の
方法。 - (13)前記濃度の変化を決定することを含む、請求項
1に記載の方法。 - (14)前記濃度の変化を決定することを含む、請求項
9に記載の方法。 - (15)試料中の少なくとも1つの発色団の濃度を決定
する単一光線システムであって、前記試料を通る光線を
瞬時に発するための電球と、前記試料を通過する光線を
多数の波長に分光するための手段と、選択された多数の
波長で前記光線の信号の強度を得るための手段と、異な
る波長で前記強度値から吸光度値を決定するための手段
と、2以上の波長で吸光度値の一次結合を選択するため
の手段であってこれにより前記発色団の濃度値を得る選
択手段とを含む、単一光線システム。 - (16)前記閃光電球からの光線についてこれを分光す
るためのモノクロメータおよび前記閃光電球からの光線
を分岐させるためのレンズを含み、前記モノクロメータ
は、発散する光線から、回折格子に向けられた平行光線
を発現させるための第1のコリメータミラーであって前
記回折格子が波長に従って平行光線を分光する第1のコ
リメータミラーと、多数の光線を受けかつ前記多数の光
線を反射させて1の面の複数の選択位置での収束光線と
する第2のコリメータミラーであって前記面が前記収束
光線の異なる波長のための予め選定された面に配置され
ている第2のコリメータミラーとを含む、請求項15に
記載のシステム。 - (17)前記予め選定された面の近傍にオーダ分類フィ
ルタを含む、請求項16に記載のシステム。 - (18)前記閃光電球からの光線を試料ホルダを通る方
向に向けるためのトロイドミラーと、スリットであって
前記光線の選択された部分が前記スリットを通過しまた
前記第1のコリメータミラーに向けられるように前記レ
ンズに近接して配置されたスリットとを含む、請求項1
7に記載のシステム。 - (19)少なくとも10の異なる波長の光線を受け止め
る、前記予め選定された面における検出器列と、選択さ
れた異なる波長の前記光線が前記検出器列に通るように
前記検出器列の前方に配置されたスリット列とを含む、
請求項18に記載のシステム。 - (20)前記光線の選択された波長の強度信号をアナロ
グの形態で受け取る、前記検出器列に接続された電子ユ
ニットと、前記強度信号に関連するデジタル吸光度デー
タを得るために前記アナログ強度信号を処理するための
手段と、前記異なる波長での吸光度値の一次結合を得る
ために前記デジタルデータを処理するためのプロセッサ
手段と、前記吸光度値から連続した濃度値を決定するた
めのプロセッサ手段とを含む、請求項18に記載のシス
テム。 - (21)前記濃度の変化を決定するための手段を含む、
請求項15に記載のシステム。 - (22)濃度変化を決定するための手段を含む、請求項
20に記載のシステム。 - (23)化学反応における吸光度値の変化量に対する最
良の線形適合を得るために、デミングの方法と固有ベク
トル変換とに従う選択された化学反応の発色団に関する
吸光係数を決定する方法であって、電球が閃光する試料
の化学反応の発色団の濃度の変化の間に決定される吸光
度レベルの変化であって複数対の波長に関する平均吸光
度レベルの変化の平均についての前記吸光度レベルの変
化を観察することにより分散マトリクスGを決定し、こ
れより、吸光度レベルが選択された複数対の波長におい
て変化する相対量を前記分散マトリクスが反映する、吸
光係数決定方法。 - (24)分散マトリクスFが、さらに、誤差マトリクス
の分散マトリクスにより特徴付けられる誤差を含み、ま
た、前記誤差マトリクスを表わすデータを取り除き、こ
れにより、前記分散マトリクスから前記発色団の相対吸
光係数を得ることを含む、請求項23に記載の方法。 - (25)前記誤差マトリクスを固有ベクトル解析に付す
ること、ユニタリ変換を得、これにより、吸光度座標を
固有ベクトル座標に移すこと、および第2の変換であっ
て該変換のマトリクスが対角線要素のみから成り、前記
対角線要素は前記固有ベクトルの平方根である第2の変
換を得ることを含む、請求項24に記載の方法。 - (26)分散マトリクスGはユニタリ変換および第2の
変換により変換され、変換された点のデミングの方法に
従う線までの平均二乗直交距離を最小にする最良の通合
線を得ること、前記固有ベクトルを変換して元の吸光度
座標システムに戻すこと、および、前記吸光係数を得る
ことを含む、請求項25に記載の方法。 - (27)試料内の発色団物質の濃度を測定する方法であ
って、aが測定された吸光度値の列マトリクス、cがス
カラー量の発色団濃度、eが選択された化学反応の発色
団の吸光係数の列マトリクス、また、fが誤差を示す列
マトリクスであるa=c*e+fで公式化されたベール
の法則を適用することにより前記濃度を確定すること、
制約k*e=1と、平均二乗誤差が最小である場合にk
*F*k’で表わされるノイズであつてkが前記一次結
合の係数を成す行マトリクス、Fがfの共分散誤差マト
リクス、また、k’がkの転置マトリクスであるノイズ
とに従って前記一次結合を決定すること、e’がeの転
置マトリクスでありかつF^−^1がFの逆マトリクス
である、式k=(e’*F^−^1*e)^−^1*e
’*F^−^1に従ってkの要素を決定することを含む
、濃度測定方法。 - (28)前記誤差マトリクスFが、一定の媒体を通過す
る閃光から吸光度のレベル変化を測定することにより決
定される、請求項26に記載の方法。 - (29)前記誤差マトリクスFは複数対の波長の異なる
組み合わせに関して測定される、請求項28に記載の方
法。 - (30)前記異なる組み合わせは5つの波長の複数組か
ら得られる、請求項29に記載の方法。 - (31)試料中の発色団物質を通過する光線の異なる波
長における吸光度値の一次結合を決定する方法であって
、 a)前記発色団物質を含む前記試料を通過する閃光光線
を生じさせるために電球を閃光させこと、 b)異なる波長での前記試料により前記吸光度値を測定
し、ここで吸光度値の誤差が異なる波長において相互に
関連され、また、前記一次結合はこの相互関連を用いる
ことを含む、一次結合決定方法。 - (32)前記一次結合は相互に関連付けられた誤差の性
質と、前記試料中の発色団の吸光係数の方向とを反映し
、また、前記発色団の濃度の変化を測定することを含む
、請求項31に記載の方法。 - (33)5つの異なる波長に関して前記吸光度値を測定
することを含む、請求項32に記載の方法。 - (34)単一光線システムにおいて試料中の少なくとも
1つの発色団物質の濃度を決定する方法であって、前記
試料を通る光線を瞬間的に発生させること、前記試料を
通過する光線を多数の波長に分光すること、選択された
多数の波長において前記光線の信号の強度を得ること、
異なる波長で前記強度値から吸光度値を決定すること、
2以上の波長で吸光度値の一次結合を選択し、これによ
り前記発色団の濃度値を得ることを含む、濃度決定方法
。 - (35)前記閃光電球からの光線を分岐させること、分
岐光線から、平行光線を発現させるための第1のコリメ
ータミラーに前記分岐光線を向けること、平行光線を波
長に従って多数の光線に分ける回折格子に向けて前記平
行光線を向けること、前記光線を第2のコリメータミラ
ーに向けかつ多数の分岐光線を反射させて1の面の複数
の選択位置に向けられた収束光線とすること、および、
異なる波長における前記面での前記光線の強度を処理し
て濃度値として吸光度を決定することを含む、請求項3
4に記載の方法。 - (36)前記面で作用的に検出器列を接続し、これによ
り、前記光線の選択された波長の強度信号を得、また、
異なる波長での吸光度値を得るために前記強度信号を処
理する、請求項35に記載の方法。 - (37)前記濃度の変化を決定する、請求項36に記載
の方法。 - (38)試料中の少なくとも1つの発色団物質の濃度を
決定するためのシステムであって、 a)前記発色団物質を含む前記試料を通る光線を瞬時に
発生させるための電球と、 b)異なる波長における前記試料によって前記吸光度値
を測定するための手段と、 c)前記異なる波長での前記吸光度値の一次結合を決定
し、これにより、前記発色団の濃度値を得るための手段
とを含む、濃度決定システム。 - (39)吸光度値の誤差が異なる波長において互いに関
連付けられ、また、この相互関連を反映する前記一次結
合を決定するための手段を含む、請求項38に記載のシ
ステム。 - (40)前記一次結合は相互に関連付けられた誤差の性
質と、前記試料中の発色団の吸光係数の方向とを反映し
、また、前記発色団の濃度の変化を測定するための手段
を含む、請求項39に記載のシステム。 - (41)5つの異なる波長に関して前記吸光度値を測定
するための手段を含む、請求項40に記載のシステム。 - (42)最適な一次結合が決定される、請求項1に記載
の方法。 - (43)最適な一次結合が決定される、請求項31に記
載の方法。 - (44)最適な一次結合を決定するための手段を含む、
請求項38に記載のシステム。 - (45)前記最適な一次結合は、制約k*e=1と、k
*F*k’が最小であることに従って決定され、ここに
kは前記一次結合の係数を成す行マトリクスを反映し、
eは発色団の吸光係数の列マトリクスであり、また、F
は共分散誤差マトリクスであり、さらに、kの要素は式 k=(e’*F^−^1*e)^−^1*e’*F^−
^1に依り、ここにe’はeの転置マトリクスでありま
たF^−^1はFの逆マトリクスである、請求項42に
記載の方法。 - (46)3以上の波長数である、請求項42に記載の方
法。 - (47)閃光光度計の閃光に関する相互関連ノイズを有
する前記閃光光度計を用いて試料の吸光度値を測定する
際に使用するための一次結合のための一組の係数であっ
て、制約k*e=1と、最小のk*F*k’とを有し、
ここにkが前記一次結合の係数を成す行マトリクスであ
り、eは吸光度が決定される物質の試料中の発色団の吸
光係数の列マトリクスであり、また、Fは共分散誤差マ
トリクスであり、さらに、kの要素は式 k=(e’*F^−^1*e)^−^1*e’*F^−
^1に依り、ここにe’はeの転置マトリクスでありま
たF^−^1はFの逆マトリクスである、一次結合のた
めの係数。 - (48)試料中の少なくとも1つの発色団物質の濃度を
決定する単一光線システムであって、前記試料を通る光
線を瞬時に発するための電球と、前記試料を通過する光
線を多数の波長に分光するための手段と、選択された多
数の波長で前記光線の信号の強度を得るための手段とを
含む、単一光線システム。 - (49)閃光電球からの光線を分光させるためのモノク
ロメータと、前記閃光電球からの光線を方向付けるため
の光学要素とを含み、前記モノクロメータは、発散する
光線から、回折格子に向けられた平行光線を発現させる
ための第1のコリメータミラーであって前記回折格子が
波長に従って平行光線を分光する第1のコリメータミラ
ーと、多数の光線を受けかつ前記多数の光線を反射させ
て1の面の複数の選択位置での収束光線とする第2のコ
リメータミラーであって前記面が前記収束光線の異なる
波長のための予め選定された面に配置されている第2の
コリメータミラーとを含む、請求項48に記載のシステ
ム。 - (50)オーダー分類フィルタが前記面に関して配置さ
れていることを含む、請求高49に記載のシステム。 - (51)前記閃光電球からの光線を試料ホルダを通して
スリットであって前記光線の選択された部分が前記スリ
ットを通過しまた前記第1のコリメータミラーに向けら
れるように前記レンズに近接して配置されたスリットに
向けるためのトロイドミラーを含む、請求項50に記載
のシステム。 - (52)少なくとも10の異なる波長の光線を受け止め
る、前記面における検出器列と、選択された異なる波長
の前記光線が前記検出器列に通るように前記検出器列の
前方に配置されたスリット列とを含む、請求項51に記
載のシステム。 - (53)前記光線の選択された波長の強度信号をアナロ
グの形態で受け取る、前記検出器列に接続された電子ユ
ニットと、前記強度信号に関連するデータのようなデジ
タル吸光度を得るために前記アナログ強度信号を処理す
るための手段と、前記異なる波長での吸光度値の一次結
合を得るために前記デジタルデータを処理するためのプ
ロセッサ手段と、前記吸光度値から連続した濃度値を決
定するためのプロセッサ手段とを含む、請求項51に記
載のシステム。 - (54)前記濃度の変化を決定する、請求項53に記載
のシステム。 - (55)単一光線機構からのモノクロメータの出力検出
器列に作用的に接続された装置であって、前記出力検出
器列は光線の通路における試料に関する前記光線の選択
された波長の強度信号をアナログの形態で受け止めるよ
うに適合されており、また、デジタル吸光度信号データ
を得るために前記アナログ強度信号を処理するための手
段を含む、装置。 - (56)前記異なる波長での吸光度値の一次結合を得る
ために前記デジタルデータを処理するためのプロセッサ
手段と、前記吸光度値から連続した濃度値を決定するた
めのプロセッサ手段とを含む、請求項55に記載の装置
。 - (57)濃度変化を決定するための手段を含む、請求項
56に記載の装置。 - (58)前記アナログ強度信号は10個の波長における
ものであり、また、前記信号を受けるためのマルチプレ
クサ手段と、5つの波長の強度信号を出力するための手
段と、前記5つの波長強度信号を前記5つの波長におい
て吸光度値を表わすログデジタル信号に変換するための
手段とを含む、請求項55に記載の装置。 - (59)前記処理手段に出力を供給すべく、吸光度値ア
ナログ信号を吸光度デジタル信号に多重送信するための
手段を含む、請求項58に記載の装置。 - (60)前記プロセッサ手段は、制約K*e=1と、平
均二乗誤差が最小であるときのK*F*K’で表わされ
るノイズとに従って前記一次結合を処理し、ここにKは
前記一次結合の係数を成す行マトリクスであり、Fはf
の共分散誤差マトリクスであり、また、K’はKの転置
マトリクスであり、eは前記発色団の吸光係数の列マト
リクスであり、fは誤差を表わす列マトリクスである、
請求項59に記載の装置。 - (61)前記一次結合は最適な一次結合である、請求項
60に記載の装置。
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