説明

分光測定方法

【課題】濃度が薄く、長い光路長を要する液体試料の透過分光測定を簡便に行う。
【解決手段】互いに平行な第1の面及び第2の面を繋ぐ貫通孔を有し、且つ、第1の面の表面に該貫通孔に繋がる液体逃げ溝が設けられている、光を透過不能な主体部と、光を透過可能な材料から成り、前記貫通孔の第2の面側の端部を封止する、前記主体部と一体に形成された平板状の底面部と、光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部とから成るサンプラを用いる。サンプラの第1の面を上に向けた状態で貫通孔と底面部とから成る試料保持孔中に液体試料を充填した後、蓋部を載置することにより液体試料を保持させ、その液体試料に対して上方向又は下方向から測定光を照射する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体試料に光を照射してその透過光を測定する液体試料の分光測定方法に関し、より詳細には、低濃度の試料を測定するのに好適なサンプラを用いた分光測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から広く利用されている汎用的な紫外可視分光光度計等の分光光度計では、例えば、光源から出射した光を分光器により波長分散させて特定の波長を有する測定光を取り出し、その測定光を試料室内に設置された試料に照射して該試料を通過した光を検出器で検出する、という光学系が利用される。そして、分析目的や試料の種類などに応じて試料室内には様々な試料セルや試料交換機構などが設置されるようになっている。例えば液体試料の透過率や吸光度などの透過特性を測定する際には、液体試料を収容する角形状或いは円筒形状のキュベットセルが用いられる。
【0003】
昨今では、タンパク質やDNAの定量などの生化学分野で紫外可視分光光度計が用いられることが多くなっているが、こうした際に分析対象とされる液体試料はその量が1μL程度と極めて少ない。このようなごく微量な液体試料の分光測定を行うことができる装置の一例に、米国ナノドロップテクノロジーズ社が販売している分光光度計ND−1000がある(非特許文献1参照)。この分光光度計では、上下に対向させて所定距離離間して設けた上部側基部と下部側基部との間の空間に、表面張力によって設けた受光側光ファイバ51から出射した測定光を液体試料中に通過させ、その測定光を下部側基部内に設けた受光側光ファイバで受ける構成となっている。
【0004】
ごく微量な液体試料の分光測定を行うことを目的とした装置の他の例として、本願出願人が出願した、特許文献1に記載の発明もある。これによると、平板状部材の厚さ方向に第1の面から第2の面に向かって開口面積が単純減少する形状の試料保持孔を穿通させたサンプラを用いる。下方に向かって試料保持孔が小さくされているため、表面張力によって液状の試料が保持孔内に保持される。この保持孔内に保持されている試料に対して上方向又は下方向から光を照射する。この分光光度計はサンプラの構成が極めて単純であるため、メンテナンスが非常に楽である。
【0005】
【特許文献1】特開2006−322841号
【非特許文献1】「ナノドロップ ND−1000 オーバービュー (NanoDrop ND-1000 Overview)」、米国ナノドロップ・テクノロジーズ社 (NanoDrop Technologies)、インターネット<http://www.nanodrop.com/nd-1000-overview.html>、[平成19年2月6日検索]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
分光光度計によって液体試料の分析を行う場合、試料の濃度に応じて光路長(測定光が実質的に液体試料を通過する距離)を適宜に設定する必要がある。試料の濃度が高い場合には短い光路長で良く、上述したような微量な液体試料用の分光測定装置を用いることができるが、試料の濃度が薄い場合には光路長を長く設定する必要があり、上記のような分光測定装置では適切な測定を行うことができない。試料を濃縮するという方法もあり得るが、これには試料自体が変性してしまうおそれが伴うため、あまり好ましくない。このように、従来、長い光路長を要する液体試料を簡便に測定することができないという問題があった。
【0007】
本発明は、比較的長い光路長(例:5mm〜10mm程度)を設定することが要求される液体試料の分光測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
以上のようにして成された本発明に係る液体試料の分光測定方法は、
空間内に上下方向に測定光の通過経路を形成する光学系と、該光学系による測定光の通過経路中に挿入され液体試料を保持するサンプラと、を具備し、前記液体試料の透過特性を測定するための分光光度計において、
前記サンプラは、
互いに平行な第1の面及び第2の面を繋ぐ貫通孔を有し、且つ、第1の面の表面に該貫通孔に繋がる液体逃げ溝が設けられている、光を透過不能な主体部と、
光を透過可能な材料から成り、前記貫通孔の第2の面側の端部を封止する、前記主体部と一体に形成された平板状の底面部と、
光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部と、
から構成されており、
前記サンプラの第1の面を上に向けた状態で、主体部の貫通孔及び底面部によって形成される試料保持孔に液体試料を充填した後、前記蓋部を前記主体部の第一の面に載置することにより前記貫通孔の第1の面側の端部を封止して液体試料を保持させ、その保持されている液体試料に対し上方向又は下方向から測定光を照射して、該液体試料を通過した透過光を分析することを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係る分光光度計用サンプラは、
互いに平行な第1の面及び第2の面を繋ぐ貫通孔を有し、且つ、第1の面の表面に該貫通孔に繋がる液体逃げ溝が設けられている、光を透過不能な主体部と、
光を透過可能な材料から成り、前記貫通孔の第2の面側の端部を封止する、前記主体部と一体に形成された平板状の底面部と、
光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部と、
から構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明に係る分光測定方法によれば、以下に列挙するような効果が得られる。
・サンプラの主体部に設けられる貫通孔の長さによって光路長を決定することができるので、長い光路長を必要とする低濃度試料の測定にも容易に対応することができる。
・サンプラの主体部が光を透過不能な材料から成るため、ノイズに成り得る外部からの光が混入してしまうことがない。
・光路長は底面部と蓋部との距離によって確実に決定されるため、光路長の変動に起因する吸光度の補正を行う必要がない。
・光学系が上下方向に設けられているため、分光測定装置をコンパクトにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明に係る分光測定方法を具現化する分光光度計の一実施例である紫外可視分光光度計について、図面を参照して説明する。図1は本実施例の紫外可視分光光度計の概略構成図、図2はこの分光光度計で使用するサンプラ15の平面図であり、図2(A)はサンプラ15の上面平面図、図2(B)はサンプラの側面平面図、図2(C)はサンプラの底面平面図である。
【0012】
図1において、光源10からの出射光は、レンズ14により集光されて、測定光として分析対象である液体試料にほぼ真上から照射される。サンプラ15により保持された液体試料が分析対象であり、サンプラ15はサンプラホルダ16によりレンズ14と窓板17の間の空間内の所定位置に支持されている。測定光が試料Sを通過する過程で試料S中の試料成分に応じた吸収を受け、透過光として下方に出射する。この透過光は透明な窓板17を通過し、スリット18で光域が制限された後に回折格子19に導入される。この回折格子19で透過光は波長分散され、その波長分散光は例えばCCDリニアセンサ等であるマルチチャンネル型検出器20によりほぼ同時に検出される。
【0013】
サンプラ15について説明する。図2に示すように、サンプラ15は主体部4及び底面部3を備えている。サンプラ15は更にガラスやプラスチックといった、光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部を含むが、蓋部は図2には描いていない。
主体部4は互いに平行な第1の面及び第2の面を有しており、第1の面F1及び第2の面F2を繋ぐ貫通孔2が設けられている。測定光にノイズが混入することを防止するために、主体部4は光を透過不能とする。光が主体部4を通過しないようにするためには、主体部4自体が黒く着色されたガラスや不透明プラスチックから成るようにするか、或いは主体部4の表面に遮光性物質をコーティングするとよい。
また、主体部の第1の面F1には貫通孔2に繋がる液体逃げ溝5が設けられている。液体逃げ溝5の形状や大きさは限定されないが、後述するように、表面張力によって保持される過剰な液体試料を含むことができる程度のサイズを最低限備える必要がある。
【0014】
底面部3は平面状の部材であり、ガラスやプラスチックといった、光を透過可能な材料から成る。底面部3は主体部4の第2の面と一体に形成され、貫通孔2の第2の面側の端部を封止する。「底面部3が主体部4(第2の面)と一体に形成される」とは、貫通孔2の第2の面側の端部から液体試料が漏れることがないように底面部3と主体部4とが隙間無く合わさっていることを意味している。もちろん、底面部3と主体部4とを分離不能に形成するのではなく、底面部3と主体部4とを互いに分離可能に構成しておいても構わない。これにより、サンプラ15の洗浄を行いやすくなる。
本発明では、貫通孔2と底面部3とによって形成される上部開口空間を「試料保持孔」と呼ぶ。
【0015】
次に、本実施例の紫外可視分光光度計を用いた分析手順を説明する。図1に示すように略水平に保持されたサンプラ15の試料保持孔152内に、分析者は図3(a)に示すようにピペット30等を用いて液体試料を滴下し、試料保持孔内に充填する。液体試料には表面張力が働くので、試料保持孔の上端部は第1の面F1と連続した面を形成することはなく、図3(b)に示すように、盛り上がった弧形状を呈する(過剰試料S2)。
次いで分析者は、図3(c)に示すように、蓋部1を主体部4の第1の面F1上に載置することによって貫通孔2の第1の面F1側の端部を封止する(図3(d))。このとき過剰試料S2は、サンプラ15の上面平面図である図4に示すように液体逃げ溝5を伝って広がるから、蓋部1は浮いてしまうことなく第1の面F1に密接し、液体試料Sが試料保持孔に充填保持される。また、試料保持孔152中の液体試料Sに空気が混入してしまうこともない。
本サンプラ15による光路長Lは、図3(d)に示すように、主体部4の貫通孔2(試料保持孔152)の長さ、すなわち蓋部1の下面と底面部3の上面との距離となる。
【0016】
上記のようにサンプラ15の試料保持孔に液体試料Sを準備したならば、既に説明したように試料保持孔中に保持されている液体試料Sに真上から下方に向けて測定光を照射する。測定光の光軸は図3(d)に示すように試料保持孔152の中心軸に一致するように設定されており、液体試料S中を通過した透過光が底面部3を通過して真下に抜ける。
そして、液体試料Sを通過する間に吸収を受けた透過光を波長分散し、その波長分散光の強度に基づいて吸光度スペクトルを算出することができる。このように、本実施例の紫外可視分光光度計によれば、長い光路長を要する液体試料の吸光度や透過率などの透過分光測定を非常に簡単に行うことができる。
【0017】
なお、上記実施例は一例に過ぎず、本発明の精神内で適宜に変更や修正を行っても構わない。サンプラ15の材料やサイズ、形状などは上記記載に限定されるものではない。例えば、主体部4の形状を円柱状としたり、貫通孔の形状を円柱状としてもよい。
また、上記実施例における測定光学系の構成は適宜に変更することができ、一例を挙げると、サンプラ15の下方から測定光を照射して、上方に抜けた透過光を分析測定するような構成としても構わない。
サンプラ15の試料保持孔152への液体試料の注入は分析者がピペット等を用いて行ってもよいし、自動的に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の一実施例である紫外可視分光光度計の概略構成図。
【図2】本発明の一実施例におけるサンプラの(A)上面平面図、(B)側面平面図、(C)サンプラの底面平面図。
【図3】(a)試料保持孔に液体試料を滴下する手順を示す図、(b)試料保持孔に液体試料が充填された状態を示す図、(c)主体部に蓋部を載置する手順を示す図、(d)試料保持孔に液体試料が充填保持された状態を示す図。
【図4】試料保持孔に液体試料が充填保持された状態における、サンプラの上面平面図。
【符号の説明】
【0019】
1…蓋部
2…貫通孔
152…試料保持孔
3…底面部
4…主体部
5…液体逃げ溝
10…光源
14…レンズ
15…サンプラ
16…サンプラホルダ
17…窓板
18…スリット
19…回折格子
20…マルチチャンネル型検出器
51…受光側光ファイバ
30…ピペット
L…光路長
ND…分光光度計
S…液体試料
S2…過剰試料

【特許請求の範囲】
【請求項1】
空間内に上下方向に測定光の通過経路を形成する光学系と、該光学系による測定光の通過経路中に挿入され液体試料を保持するサンプラと、を具備し、前記液体試料の透過特性を測定するための分光光度計において、
前記サンプラは、
互いに平行な第1の面及び第2の面を繋ぐ貫通孔を有し、且つ、第1の面の表面に該貫通孔に繋がる液体逃げ溝が設けられている、光を透過不能な主体部と、
光を透過可能な材料から成り、前記貫通孔の第2の面側の端部を封止する、前記主体部と一体に形成された平板状の底面部と、
光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部と、
から構成されており、
前記サンプラの第1の面を上に向けた状態で、主体部の貫通孔及び底面部によって形成される試料保持孔に液体試料を充填した後、前記蓋部を前記主体部の第一の面に載置することにより前記貫通孔の第1の面側の端部を封止して液体試料を保持させ、その保持されている液体試料に対し上方向又は下方向から測定光を照射して、該液体試料を通過した透過光を分析することを特徴とする液体試料の分光測定方法。
【請求項2】
互いに平行な第1の面及び第2の面を繋ぐ貫通孔を有し、且つ、第1の面の表面に該貫通孔に繋がる液体逃げ溝が設けられている、光を透過不能な主体部と、
光を透過可能な材料から成り、前記貫通孔の第2の面側の端部を封止する、前記主体部と一体に形成された平板状の底面部と、
光を透過可能な材料から成る平板状の蓋部と、
から構成されている、分光光度計用サンプラ。
【請求項3】
請求項2に記載の分光光度計用サンプラを備えたことを特徴とする分光光度計。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−209280(P2008−209280A)
【公開日】平成20年9月11日(2008.9.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−47031(P2007−47031)
【出願日】平成19年2月27日(2007.2.27)
【出願人】(000001993)株式会社島津製作所 (3,708)
【Fターム(参考)】