回折格子，キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置
【課題】迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子、および迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を備えた分析装置を提供する。
【解決手段】本発明の回折格子は、基板と、光反射膜を有し、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記基板と前記光反射膜との間には、光吸収膜が備えられたものであって、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属であり、前記光反射膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英である。
【解決手段】本発明の回折格子は、基板と、光反射膜を有し、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記基板と前記光反射膜との間には、光吸収膜が備えられたものであって、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属であり、前記光反射膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子、および、回折格子を備えた分析装置に関する。回折格子を備えた分析装置としては、キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子は、基板表面に鋸歯形状（凸凹溝）が複数本形成された光学素子で、光学式の分析装置（キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等）に搭載され、波長分散するための素子として用いられる。
【０００３】
回折格子の一般的な構成は、金属膜と基板が接着剤（例えばエポキシ樹脂）を介して固定され、金属膜表面に鋸歯形状が約１μｍの間隔で形成されている。
【０００４】
回折格子の一般的な作製方法は次の通りである。まず、ガラス基板（マスター基板）に金属膜（例えばアルミニウム）を蒸着し、金属膜表面に鋸歯形状を加工することにより回折格子（マスター回折格子）を作製する。次に、鋸歯形状が形成されたマスター回折格子の金属膜表面を離型剤（シリコン系やフッ素系）でコーティングした後、離型剤コーティング面に金属蒸着膜を形成し、接着剤を介してガラス基板（レプリカ基板）を貼り合わせて圧力をかける。接着剤が硬化した後、マスター回折格子とガラス基板を剥がすと、離型剤コーティング面から分離し、金属蒸着膜がガラス基板（レプリカ基板）側に転写されることで、金属膜表面に鋸歯形状が形成された回折格子（レプリカ回折格子）が作製できる。次に、レプリカ回折格子をマスター回折格子として、上記プロセスを繰り返すことにより、レプリカ回折格子（すなわち、マスター回折格子のレプリカのレプリカ）を作製することができる。
【０００５】
ここで、金属膜としては一般的には反射率が高く、経時劣化（経時的な反射率低下）の小さなＡｌ蒸着膜が用いられる。この金属膜は、膜厚が厚くなればなるほど、表面粗さが大きくなるため表面反射光（金属膜表面での散乱光）の発生が多くなり、反対に、膜厚が薄くなればなるほど、金属膜の膜質が不完全になるため（金属膜が形成されていない微細穴が部分的に発生する）、金属膜を透過した光の内部反射光（例えば、金属膜と接着剤との界面での反射光）の発生が多くなる。この表面反射光や内部反射光は、迷光となって回折光とともに検出されるため分析精度低下の原因となる。この不具合を解決するものとして、エポキシ樹脂（接着剤）に光吸収物質としてタールピッチおよび膨潤炭を混合したタールエポキシ樹脂を利用することによって、金属膜を透過した光を吸収させることにより反射光の発生を防止するものが提案されている。これにより、表面反射光を減少させるために金属膜の膜厚を薄くしても、内部反射光による迷光の増大を生じない回折格子を提供することができる。この特許に関連するものとして、例えば、特開２００７−１９９５４０号公報（特許文献１）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９９５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回折格子の鋸歯形状は、幅が０.１〜１μｍ程度、深さが０.１〜１μｍ程度の微細形状である。回折格子はマスター回折格子を離型剤でコーティングした後、鋸歯形状の金属膜を形成し、接着剤を介してレプリカ基板を貼り合わせた状態で接着剤を硬化させる。接着剤が硬化した後、マスター回折格子とレプリカ基板を離型剤コーティング面で剥がし、鋸歯形状の金属膜をレプリカ基板に転写させることにより、レプリカ回折格子を製作する。このとき、マスター回折格子に形成された金属膜を、レプリカ基板に完全に転写するためには、金属膜で形成された幅が０.１〜１μｍ程度、深さが０.１〜１μｍ程度の微細形状溝の隅々にまで接着剤で完全に埋める必要がある。
【０００８】
光吸収物質を接着剤に混合すると、接着剤の粘度が大きくなるが、接着剤の粘度が大きくなればなるほど、接着剤を微細形状溝に完全に埋めるためには、接着剤を介してマスター回折格子とレプリカ基板を貼り合せる時、より高い圧力を加えなければならない。表面散乱光の発生を防止するため、金属膜の平面度および表面粗さを小さくしなければならないが、マスター回折格子とレプリカ基板を貼り合わせる時の圧力を高くすればするほど、微細加工溝に加わる圧力が高くなるので、微細形状溝の変形が大きくなる。これは金属膜の平面度および表面粗さが大きくなることであり、表面散乱光の発生、すなわち、迷光の発生を引き起こすことになる。
【０００９】
また、接着剤は硬化するとき体積収縮するが、光吸収物質を接着剤に混合すると、光吸収物質は体積収縮しないため、金属膜に対して垂直方向への接着剤の収縮率が面内で不均一となるので、接着剤表面（金属膜と接する面）にうねりが発生する。金属膜の膜厚は一般的には０.１〜１μｍ程度であり剛性が低いため、接着剤の体積収縮の影響を受ける。すなわち、接着剤表面のうねりに沿って、金属膜表面がうねることになるため、金属膜の表面粗さが大きくなる。これは、表面散乱光の発生、すなわち、迷光の発生を引き起こす。
【００１０】
さらには、光吸収物質を接着剤に混合すると、光吸収物質は接着剤中に分散された状態であるために、金属膜に光吸収物質が直接的に接する部分と、金属膜と光吸収物質との間に接着剤の層がある部分とが生じる。このとき、金属膜と光吸収物質が接する部分では、金属膜を透過した光は、光吸収物質に直接達して光吸収物質により光吸収されるので光散乱は発生しない。しかし、金属膜と光吸収物質との間に接着剤が満たされる部分では、金属膜を透過した光は、接着剤に達して接着剤を透過した後、光吸収物質に達して光吸収物質により光吸収されるが、金属膜を透過した光の一部は接着剤表面で反射したり、接着剤を透過して光吸収物質に達した光の一部は光吸収物質の表面が平面でないから乱反射したりする。これら反射光のうち、回折光の放射方向と一致するものは迷光となる。
【００１１】
本発明の目的は、迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子、および迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を備えた分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴は、基板と、光反射膜を有し、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記基板と前記光反射膜との間には、光吸収膜が備えられたものであって、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属であり、前記光吸収膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、基板と、前記基板に設けられた光反射膜から成り、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記反射膜はＡｇ合金、もしくは酸化チタン系金属であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、基板と、前記基板に設けられた光反射膜から成るものであり、前記光反射膜は鋸歯形状の溝を有する回折格子において、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属から成るものであって、前記基板の前記光反射膜が設けられた面と垂直な側面、および、前記光反射膜の前記基板とは反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収膜が設けられてあり、前記光吸収膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、第１から第４のいずれかの回折格子を有するキャピラリアレイ電気泳動装置、もしくは液体クロマトグラフ、もしくは分光光度計、もしくは生化学自動分析装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
（１）迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を提供することができる。
（２）迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を備えた光学式の分析装置（キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態である回折格子の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図３】従来の回折格子と本発明の第１の実施形態である回折格子を説明する部分拡大図である。
【図４】従来の回折格子と本発明の第１の実施形態である回折格子の迷光強度を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である回折格子の説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である回折格子の説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態である回折格子の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態である回折格子を説明する部分拡大図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置の概略を説明する図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置を説明する部分拡大図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフの概略を説明する図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフを説明する部分拡大図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態である分光光度計の概略を説明する図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置の概略を説明する図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を参照して詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００１９】
（第１の実施形態）
本実施形態にかかる回折格子の構成を図１に示す。
【００２０】
第１の実施形態の回折格子は、基板１，樹脂２，光吸収膜３，高反射膜４より構成され、ガラス材（大きさ：２０mm×２０mm×５mm）からなる基板１と、カーボン膜からなる光吸収膜３（膜厚：０.１〜１μｍ程度）は、接着剤からなる樹脂２（厚さ：２０〜１００μｍ程度）により固定されている。光吸収膜３の樹脂２とは反対側の面には、Ａｇ合金からなる高反射膜４（膜厚：０.１〜１μｍ程度）が設けられてあり、高反射膜４には、幅０.１〜１μｍ程度、深さ０.１〜１μｍ程度の鋸歯形状の溝が形成されている。鋸歯形状の溝は、一般的にはＡｌ膜により形成されるが、本発明ではＡｌ膜（波長５００ｎｍでの反射率９０％）より反射率が高く、Ａｇ膜（波長５００ｎｍでの反射率９９％）と同程度の反射率であるＡｇ合金膜（Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ａｕ等）が用いられていることが特徴である。図１では、鋸歯形状の溝本数は５本のみ図示しているが、実際には、数万〜数十万本程度形成されている。ここで、Ａｇ膜ではなくＡｇ合金膜を用いる理由は、Ａｇ合金膜は、Ａｇ膜に比べ経時変化による反射率低下が小さいためである。
【００２１】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図２は回折格子の側面図を示す。まず初めに、基板１，樹脂２，金属膜５からなるマスター回折格子を準備する（図２（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の金属膜５に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の金属膜５に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６に光吸収膜３を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図２（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、基板９を樹脂７の上に乗せ、基板９におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が光吸収膜３の鋸歯形状の溝表面、および基板９の表面を覆うようにする（図２（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８を外し、基板９をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、光吸収膜３と樹脂７が基板９に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図２（ｄ））。レプリカ回折格子の光吸収膜３には、マスター回折格子の金属膜５に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。このレプリカ回折格子の光吸収膜３の表面に付着している離型剤６を洗浄により除去した後（図示しない）、光吸収膜３に高反射膜４を蒸着によって形成することにより、レプリカ回折格子（完）が製作される（図２（ｅ））。なお、基板１，樹脂２，金属膜５からなるマスター回折格子に代わり、基板９，樹脂７，光吸収膜３からなるレプリカ回折格子をマスターとして用いることにより量産化が可能となる。
【００２２】
本発明の回折格子の効果について説明する。図３は、回折格子における回折光と迷光が発生する様子を示したもので、図３（ａ）が従来の回折格子、図３（ｂ）が本実施形態の回折格子を表す。また、図４は、回折格子に入射光（波長４００〜７００ｎｍの白色光）を照射したときの、波長５００ｎｍの検出光を測定した結果を示したもので、図４（ａ）が従来の回折格子、図４（ｂ）が本実施形態の回折格子を表す。なお、結果の数値は、回折光強度に対する迷光の相対強度（＝迷光強度／回折光強度）である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、基板１，樹脂２，金属膜５（例えばＡｌ膜）からなる従来の回折格子に入射光１０が照射されると、回折の理論に従い、回折光１１が放出される。金属膜５の膜厚が厚くなればなるほど、表面粗さが大きくなるため表面散乱光の発生が多くなるので、金属膜５の膜厚は薄く設定される。しかし、膜厚が薄くなればなるほど、金属膜５の膜質が不完全になるため金属膜５を透過する光による内部散乱光、すなわち迷光１２が発生するようになる。このときの回折光強度に対する迷光の相対強度は、１.０×１０-5であった（図４（ａ））。他方、図３（ｂ）においても、基板１，樹脂２，光吸収膜３，高反射膜４からなる本実施形態の回折格子に入射光１０が照射されると、回折の理論に従って回折光１３が放出されるが、高反射膜４を透過し、樹脂３に達する透過光１４は光吸収膜３により光吸収されるため、透過光１４が迷光となることはない。
【００２４】
ここで、図３（ａ）（ｂ）の入射光１０と回折光１１，１３の線幅は光強度の強さを示したもので、線幅が太いほど光強度が強いことを表す。波長５００ｎｍにおける反射率は、金属膜５では９０％であるのに対し、高反射膜４では９９％であるから、高反射膜４からの回折光１３は、金属膜５からの回折光１１よりも回折光強度が強くなる（回折光１３は回折光１１よりも太線で図示される）。高反射膜４、および金属膜５の表面粗さはゼロではないため、実際には表面散乱による迷光がわずかに発生し、高反射膜４の膜厚が、金属膜５の膜厚と同程度である場合、この表面散乱による迷光の迷光強度は両者同じになる。しかしながら、回折光強度は、回折光１３の方が回折光１１よりも強いため、結果的に、図３（ｂ）は図３（ａ）より、回折光強度に対する迷光（表面散乱による迷光）の相対強度が小さくなる。その結果、図３（ｂ）における回折光強度に対する迷光の相対強度は、０.９×１０-5（従来比１０％低減）であった（図４（ｂ））。
【００２５】
また、図３（ａ）に代わる従来回折格子としては、樹脂２に光吸収物質を混合させたものが提案されているが（図示しない）、接着剤である樹脂２に光吸収物質を混合させると、樹脂２は硬化収縮するのに対し、光吸収物質は体積収縮しないため、鋸歯形状が形成されている樹脂２の表面粗さが大きくなり、その結果、金属膜５の表面粗さも大きくなる。金属膜５の表面粗さが大きくなると表面散乱光、すなわち迷光の発生が多くなる。他方、本実施形態においては、接着剤である樹脂２と光吸収膜３とは分離されているため、鋸歯形状が形成されている樹脂２の表面は、樹脂２の硬化前後で変化しない。従って、光吸収膜３および高反射膜４の表面粗さは小さくなるので、表面散乱光による迷光は低減する。さらには、光吸収物質を混合させた樹脂２を用いると、金属膜５と光吸収物質が直接的に接する部分と、金属膜５と光吸収物質との間に樹脂２の層がある部分が生じるが、後者の金属膜５と光吸収物質との間に樹脂２の層がある部分では、金属膜５を透過する光は、光吸収物質に達する前に樹脂２を透過することになる。このとき、透過光の一部は、樹脂２の表面での散乱光となったり、光吸収物質の表面が平面でないことによる散乱光となったりするが、これは迷光の原因となる。他方、本実施形態においては、高反射膜４と光吸収膜３とは全面隣接しているため、高反射膜４を透過する光は全て光吸収膜３により光吸収されるので、迷光は発生しない。
【００２６】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。高反射膜においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌより反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系金属を用いても構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００２７】
（第２の実施形態）
図５により、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００２８】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、高反射膜４の代わりにＡｌからなる金属膜５が備えられている点が異なっており、第１の実施形態を説明する図２において、高反射膜４の代わりに、Ａｌからなる金属膜５を用いることにより製作できる。
【００２９】
高反射膜４を形成するＡｇ合金は、Ａｇの高反射率特性を活かすため、耐久性を向上させるために添加される元素は重量％で数％程度であるから、Ａｇ合金の反射率の波長特性はＡｇと類似する。すなわち、波長４００ｎｍ程度より短波長領域では、Ａｇ合金の反射率は、回折格子の金属膜として一般的に用いられているＡｌ膜よりも反射率が低下し、９０％以下となる。従って、４００ｎｍ程度よりも短波長の光を回折格子で波長分散させる場合には、本実施形態の回折格子が望ましい。
【００３０】
本実施形態によれば、第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。
【００３１】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００３２】
（第３の実施形態）
図６により、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００３３】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、高反射膜４と樹脂２との間の光吸収膜３が取り除かれている点が異なり、その他は同じである。
【００３４】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図７は回折格子の側面図を示す。まず初めに、基板１，樹脂２，高反射膜４からなるマスター回折格子を準備する（図７（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の高反射膜４に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６に高反射膜１５を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図７（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、基板９を樹脂７の上に乗せ、基板９におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が高反射膜１５の鋸歯形状の溝表面、および基板９の表面を覆うようにする（図７（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８を外し、基板９をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、高反射膜１５と樹脂７が基板９に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図７（ｄ））。レプリカ回折格子の高反射膜１５には、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。
【００３５】
本実施形態によると、第１の実施形態での光吸収膜３による迷光の低減効果がないので、第１の実施形態よりも効果は低下する。しかしながら、第１の実施形態の製作方法と比較すると、本実施形態の回折格子の表面形成膜は一層でよいため製作コストが低減できるので、コストと光学特性を考慮した上で選択されることが望ましい。
【００３６】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。高反射膜４においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌより反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系金属を用いても構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００３７】
（第４の実施形態）
図８により、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００３８】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、基板１が取り除かれ、樹脂（支持基材）２と高反射膜４との間に備えられていた光吸収膜３が取り除かれ、樹脂２の側面（鋸歯形状が形成されている高反射膜４が設けられた面に対して垂直な面）に光吸収膜３が備えられている点が異なる。なお、図では、光吸収膜３が樹脂２の側面の一部には図示されていないが、これは、本実施形態の回折格子の構成を説明するためのもので、実際には樹脂２の側面は全面、光吸収膜３により覆われている。
【００３９】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図９は回折格子の側面図を示す。まず初めに、樹脂２，高反射膜４からなるマスター回折格子を準備する（図９（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の高反射膜４に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６にＡｇ合金からなる高反射膜１５を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図９（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、押さえ板１６を樹脂７の上に乗せ、押さえ板１６におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が高反射膜１５の鋸歯形状の溝表面、および押さえ板１６の表面を覆うようにする（図９（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。また、押さえ板１６としては、樹脂７と接する側の表面の表面粗さが小さくなるように、ガラス基板などの光学ガラスが用いられ、樹脂７が接着しないように表面はテフロン（登録商標）などの離型剤でコーティングされている。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８、および押さえ板１６を外し、樹脂７をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、高反射膜１５が樹脂７に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図９（ｄ））。レプリカ回折格子の高反射膜１５には、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。このレプリカ回折格子の樹脂７の側面にカーボン膜からなる光吸収膜３を蒸着によって形成することにより、レプリカ回折格子（完）が製作される（図９（ｅ））。
【００４０】
本発明の回折格子の効果について説明する。図１０（ａ）は、本実施形態の回折格子における回折光と迷光が発生する様子を示す。第１から第３の実施形態の回折格子では、回折格子の鋸歯形状が形成されている側の面に入射光が照射されるが、図１０（ａ）に示すように、本実施形態の回折格子では、回折格子の鋸歯形状が形成されている側と反対側の面（樹脂２）に入射光１０が照射される。入射光１０は樹脂２の表面で屈折して入射し、鋸歯形状が形成されている高反射膜４に達する。高反射膜４に入射光１０が照射されると、回折の理論に従い、回折光１１が放出され、光検出器１９により検出される。ここで、高反射膜４の膜厚は散乱光の発生を低減させるために薄く設定されるため、高反射膜４の膜質が不完全になるので、高反射膜４を貫通する透過光１４が発生するが、障害物が無いため透過光１４はそのまま直進する。すなわち、透過光１４が高反射膜４の膜下面で反射することによる迷光は発生しない。また、高反射膜４と樹脂２との界面では反射光１７が僅かに発生するが、樹脂２の側面に形成された光吸収膜３により光吸収されるので、反射光１７が迷光となることはない。さらには、樹脂２の表面に入射光１０が照射されるとき、樹脂２の表面で僅かに反射光１８が発生するが、光検出器１９は反射光１８の進行方向に設けられていないので、反射光１８が迷光となることはない。従って、本実施形態の回折格子は、第１の実施形態と同様、回折光強度に対する迷光の相対強度を小さくすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。光吸収膜３に関しては、鋸歯形状が形成された高反射膜４の表面にも光吸収膜３を設けることにより、透過光１４を光吸収膜３により吸収させる構成でも構わない（図１０（ｂ））。高反射膜４においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌ金属より反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系合金を用いても構わない。さらには、高反射膜４に代えてＡｌ金属膜を用いても構わない。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１１により、本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置の全体構成を説明する。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられたキャピラリアレイ電気泳動装置である。
【００４３】
本実施形態にかかるキャピラリアレイ電気泳動装置は、検査試料を分離するための分離媒体を含むキャピラリ（内径５０μｍ，外径１２６μｍの石英管が厚さ１２μｍのポリマー被膜で覆われた構造）からなるキャピラリアレイ１０１と、キャピラリアレイ１０１の負電極１０２と試料導入部１０３とを浸すバッファー液１０４を保持する第１バッファー容器１０５と、バルブ１０６を有するゲルブロック１０７と、ゲルブロック１０７とアース電極１０８とを浸すバッファー液１０９を保持する第２バッファー容器１１０と、キャピラリアレイ１０１内に泳動媒体であるポリマーを注入するためのシリンジ１１１と、試料に依存する情報を取得するための検出部１１２と、コヒーレント光であるレーザ光１１３を光照射部１１４に照射する光源１１５と、試料が生じる蛍光１１６を取得する検出機構１１７と、キャピラリアレイ１０１の温度を調節する恒温槽１１８と、分離媒体に電圧を印加する高電圧電源１１９から構成される。
【００４４】
キャピラリアレイ１０１は、管状部材である石英製キャピラリを例えば４８本有するもので、キャピラリ内には、ＤＮＡ分子などのサンプルが含まれている検査試料と検査試料中のＤＮＡ分子を分離するための分離媒体であるポリマーが充填される。キャピラリアレイ１０１の一端には、キャピラリ内に試料を導入できる試料導入部１０３が形成され、負電圧を印加できる負電極１０２が配置されている。他端には、ゲルブロック１０７と連結し、ゲルブロック１０７とキャピラリアレイ１０１との間で分離媒体を移動できるキャピラリヘッド１２０を有する。試料導入部１０３とキャピラリヘッド１２０の間に、レーザ光１１３が照射される光照射部１１４を含む検出部１１２を有する。
【００４５】
ゲルブロック１０７とシリンジ１１１は、分離媒体であるポリマーをキャピラリ内に注入する分離媒体注入機構である。キャピラリ内に、分離媒体であるポリマーを充填する際には、バルブ１０６を閉じ、シリンジ１１１を押し込むことによって、シリンジ１１１内のポリマーをキャピラリ内に注入する。
【００４６】
キャピラリアレイ１０１，負電極１０２，バッファー液１０４，ゲルブロック１０７，アース電極側のバッファー液１０９，アース電極１０８、および高電圧電源１１９は、検査試料を電気泳動するための電圧印加機構を構成する。これにより、負電極１０２，バッファー液１０４，キャピラリアレイ１０１（より正確には、キャピラリ内のポリマー），ゲルブロック１０７（より正確には、ゲルブロック内のポリマー），アース電極側のバッファー液１０９、およびアース電極１０８からなる通電路が形成される。この通電路に高電圧電源１１９により電圧を印加する。通電路に電圧が印加されると、ポリマー中の検査試料が電気泳動し、その分子量等の性質に従い分離される。
【００４７】
キャピラリアレイ電気泳動装置の光学系は、光源１１５と、光照射部１１４を含む検出部１１２と、検出部１１２から生じる蛍光１１６を検出する検出機構１１７から構成される。光源１１５は、コヒーレント光であるレーザ光１１３（アルゴンイオンレーザからの４８８.０ｎｍおよび５１４.５ｎｍの光）を発生する。光源１１５から発生したレーザ光１１３は、ハーフミラー１２１によって２等分され、２等分されたレーザ光１２２，１２３の光軸がほぼ同軸で、進行方向が逆向きとなるように、ミラー１２４によって進行方向が変更される。検出部１１２には、レーザ光１２２，１２３がキャピラリを通過する箇所である光照射部１１４が整列配置されており、光照射部１１４を構成する４８本のキャピラリの中心軸を含む平面と、レーザ光１２２，１２３がほぼ同一平面となるように配置される。レーザ光１２２，１２３は集光レンズ１２５により集光され、４８本のキャピラリからなる光照射部１１４を同時に貫くように、光照射部１１４を上下両方向から照射する。このレーザ光１２２，１２３が検査試料を励起して、検査試料から蛍光１１６が放出される。
【００４８】
検出機構１１７について図１２を用いて説明する。検出機構１１７は、回折格子１２６，第１レンズ１２７，第２レンズ１２８，検出器１２９より構成される。光照射部１１４より放出された蛍光１１６は、第１レンズ１２７により集光され、回折格子１２６に入射される。蛍光１１６は回折格子１２６により波長分散され、回折光１３０となって放出された後、第２レンズ１２８により集光され、検出器１２９により検出される。これにより、ＤＮＡ分子配列等の検査試料に依存した情報を取得できる。
【００４９】
本発明のキャピラリアレイ電気泳動装置の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子１２６により波長分光される回折光１３０に混入される迷光が低減するので、バックグラウンドが低減し、分析感度が向上する。従って、分析性能に優れたキャピラリアレイ電気泳動装置が実現できる。
【００５０】
なお、キャピラリアレイ電気泳動装置の構成は本実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子１２６を凹面型回折格子（平面型の回折格子１２６と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ１２８を取り除いた構成でも同様な効果が得られる。
【００５１】
（第６の実施形態）
図１３により、本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフの全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた液体クロマトグラフである。
【００５２】
本実施形態にかかる液体クロマトグラフは、ポンプ２０１と、オートサンプラ２０２と、恒温槽２０３と、分離カラム２０４と、検出機構２０５と、データ処理部２０６から構成される。
【００５３】
移動相２０７は、ポンプ２０１により分離カラム２０４に送液される。分離カラム２０４は恒温槽２０３に配置されてあり、流路への試料の導入は、ポンプ２０１と分離カラム２０４の間にある、切換えバルブを有するオートサンプラ２０２で行われる。分離カラム２０４にて分離した各分離成分は、検出機構２０５を通過した後、廃液２０８として排出される。
【００５４】
検出機構２０５について図１４を用いて説明する。検出機構２０５は、回折格子２０９，光源２１０，フローセル２１１，第１レンズ２１２，第２レンズ２１３，検出器２１４より構成される。光源２１０より放出された入射光２１５は、フローセル２１１を照射する。フローセル２１１内には、分離カラム２０４にて分離された各分離成分が送液されるので、フローセル２１１から放出される入射光２１５は、分離カラム２０４にて分離された各分離成分を透過した光である。フローセル２１１から放出される入射光２１５は、第１レンズ２１２により集光され、回折格子２０９に入射される。入射光２１５は回折格子２０９により波長分散され、回折光２１６となって放出された後、第２レンズ２１３により集光され、検出器２１４により検出される。これにより、分離カラム２０４にて分離された各分離成分の情報を取得できる。
【００５５】
本発明の液体クロマトグラフの効果について説明する。本実施形態によると、回折格子２０９により波長分散される回折光２１６に混入される迷光が低減するので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた液体クロマトグラフが実現できる。
【００５６】
なお、検出機構２０５は、本実施形態の光学系に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子２０９を凹面型回折格子（平面型の回折格子２０９と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ２１３を取り除いた光学系でも同様な効果が得られる。
【００５７】
（第７の実施形態）
図１５により、本発明の第７の実施形態である分光光度計の全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた分光光度計である。
【００５８】
本実施形態にかかる分光光度計は、光源３０１から放射された入射光３０２が、第１レンズ３０３で集光され、回折格子３０４に入射される。入射光３０２は、回折格子３０４により波長分散され、回折光３０５となって放出された後、第２レンズ３０６で集光され、ハーフミラー３０７で反射光３１１と透過光３１２に２等分される。反射光３１１は反射光検出器３１０により参照光として検出され、一方、透過光３１２は試料３０８を透過し、透過光検出器３０９により検出される。この反射光３１１と透過光３１２を比較することにより、試料３０８の成分を分析する。
【００５９】
本発明の分光光度計の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子３０４により波長分散される回折光３０５に混入される迷光が低減するので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた分光光度計が実現できる。
【００６０】
なお、分光光度計の構成は、本実施形態の光学系に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子３０４を凹面型回折格子（平面型の回折格子３０４と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ３０６を取り除いた光学系でも同様な効果が得られる。さらには、本実施形態の分光光度計では、反射光３１１と透過光３１２を比較することにより透過率を検出する構成を示しているが、例えば、試料３０８に入射光を照射したときに試料３０８が発光する蛍光を検出する分光光度計に用いても構わない。
【００６１】
（第８の実施形態）
図１６により、本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置の全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた生化学自動分析装置である。
【００６２】
本実施形態にかかる生化学自動分析装置は、反応セル４０１，サンプルディスク４０２，試料分注機構４０３，試薬ディスク４０４，試薬分注機構４０５，光源４０６，検出装置４０７から構成される。
【００６３】
サンプルディスク４０２内の試料は、試料分注機構４０３により反応セル４０１に注入される。次に、試薬ディスク４０４内の試薬が、試薬分注機構４０５により試料が注入された反応セル４０１に注入され、攪拌，混合される。
【００６４】
検出装置４０７について図１７を用いて説明する。検出装置４０７は、回折格子４０８，第１レンズ４０９，第２レンズ４１２，検出器４１３から構成される。光源４０６から放射された入射光４１０が、第１レンズ４０９で集光され、反応セル４０１を通過し、回折格子４０８に入射される。入射光４１０は、回折格子４０８により波長分散され、回折光４１１となって放出された後、第２レンズ４１２で集光され、検出器４１３により検出され、分析する。
【００６５】
本発明の生化学自動分析装置の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子４０８により波長分散される回折光４１１に混入される迷光が低減できるので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた生化学自動分析装置が実現できる。
【００６６】
なお、生化学自動分析装置の構成は本実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子４０８を凹面型回折格子（平面型の回折格子４０８と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ４１２を取り除いた構成でも同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００６７】
１，９ 基板
２，７ 樹脂
３ 光吸収膜
４，１５ 高反射膜
５ 金属膜
６ 離型剤
８ ガイド
１０，２１５，３０２，４１０ 入射光
１１，１３，１３０，２１６，３０５，４１１ 回折光
１２ 迷光
１４，３１２ 透過光
１６ 押さえ板
１７，１８，３１１ 反射光
１９ 光検出器
１０１ キャピラリアレイ
１０２ 負電極
１０３ 試料導入部
１０４，１０９ バッファー液
１０５ 第１バッファー容器
１０６ バルブ
１０７ ゲルブロック
１０８ アース電極
１１０ 第２バッファー容器
１１１ シリンジ
１１２ 検出部
１１３，１２２，１２３ レーザ光
１１４ 光照射部
１１５，２１０，３０１，４０６ 光源
１１６ 蛍光
１１７，２０５ 検出機構
１１８，２０３ 恒温槽
１１９ 高電圧電源
１２０ キャピラリヘッド
１２１，３０７ ハーフミラー
１２４ ミラー
１２５ 集光レンズ
１２６，２０９，３０４，４０８ 回折格子
１２７，２１２，３０３，４０９ 第１レンズ
１２８，２１３，３０６，４１２ 第２レンズ
１２９，２１４，４１３ 検出器
２０１ ポンプ
２０２ オートサンプラ
２０４ 分離カラム
２０６ データ処理部
２０７ 移動相
２０８ 廃液
２１１ フローセル
３０８ 試料
３０９ 透過光検出器
３１０ 反射光検出器
４０１ 反応セル
４０２ サンプルディスク
４０３ 試料分注機構
４０４ 試薬ディスク
４０５ 試薬分注機構
４０７ 検出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子、および、回折格子を備えた分析装置に関する。回折格子を備えた分析装置としては、キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子は、基板表面に鋸歯形状（凸凹溝）が複数本形成された光学素子で、光学式の分析装置（キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等）に搭載され、波長分散するための素子として用いられる。
【０００３】
回折格子の一般的な構成は、金属膜と基板が接着剤（例えばエポキシ樹脂）を介して固定され、金属膜表面に鋸歯形状が約１μｍの間隔で形成されている。
【０００４】
回折格子の一般的な作製方法は次の通りである。まず、ガラス基板（マスター基板）に金属膜（例えばアルミニウム）を蒸着し、金属膜表面に鋸歯形状を加工することにより回折格子（マスター回折格子）を作製する。次に、鋸歯形状が形成されたマスター回折格子の金属膜表面を離型剤（シリコン系やフッ素系）でコーティングした後、離型剤コーティング面に金属蒸着膜を形成し、接着剤を介してガラス基板（レプリカ基板）を貼り合わせて圧力をかける。接着剤が硬化した後、マスター回折格子とガラス基板を剥がすと、離型剤コーティング面から分離し、金属蒸着膜がガラス基板（レプリカ基板）側に転写されることで、金属膜表面に鋸歯形状が形成された回折格子（レプリカ回折格子）が作製できる。次に、レプリカ回折格子をマスター回折格子として、上記プロセスを繰り返すことにより、レプリカ回折格子（すなわち、マスター回折格子のレプリカのレプリカ）を作製することができる。
【０００５】
ここで、金属膜としては一般的には反射率が高く、経時劣化（経時的な反射率低下）の小さなＡｌ蒸着膜が用いられる。この金属膜は、膜厚が厚くなればなるほど、表面粗さが大きくなるため表面反射光（金属膜表面での散乱光）の発生が多くなり、反対に、膜厚が薄くなればなるほど、金属膜の膜質が不完全になるため（金属膜が形成されていない微細穴が部分的に発生する）、金属膜を透過した光の内部反射光（例えば、金属膜と接着剤との界面での反射光）の発生が多くなる。この表面反射光や内部反射光は、迷光となって回折光とともに検出されるため分析精度低下の原因となる。この不具合を解決するものとして、エポキシ樹脂（接着剤）に光吸収物質としてタールピッチおよび膨潤炭を混合したタールエポキシ樹脂を利用することによって、金属膜を透過した光を吸収させることにより反射光の発生を防止するものが提案されている。これにより、表面反射光を減少させるために金属膜の膜厚を薄くしても、内部反射光による迷光の増大を生じない回折格子を提供することができる。この特許に関連するものとして、例えば、特開２００７−１９９５４０号公報（特許文献１）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１９９５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回折格子の鋸歯形状は、幅が０.１〜１μｍ程度、深さが０.１〜１μｍ程度の微細形状である。回折格子はマスター回折格子を離型剤でコーティングした後、鋸歯形状の金属膜を形成し、接着剤を介してレプリカ基板を貼り合わせた状態で接着剤を硬化させる。接着剤が硬化した後、マスター回折格子とレプリカ基板を離型剤コーティング面で剥がし、鋸歯形状の金属膜をレプリカ基板に転写させることにより、レプリカ回折格子を製作する。このとき、マスター回折格子に形成された金属膜を、レプリカ基板に完全に転写するためには、金属膜で形成された幅が０.１〜１μｍ程度、深さが０.１〜１μｍ程度の微細形状溝の隅々にまで接着剤で完全に埋める必要がある。
【０００８】
光吸収物質を接着剤に混合すると、接着剤の粘度が大きくなるが、接着剤の粘度が大きくなればなるほど、接着剤を微細形状溝に完全に埋めるためには、接着剤を介してマスター回折格子とレプリカ基板を貼り合せる時、より高い圧力を加えなければならない。表面散乱光の発生を防止するため、金属膜の平面度および表面粗さを小さくしなければならないが、マスター回折格子とレプリカ基板を貼り合わせる時の圧力を高くすればするほど、微細加工溝に加わる圧力が高くなるので、微細形状溝の変形が大きくなる。これは金属膜の平面度および表面粗さが大きくなることであり、表面散乱光の発生、すなわち、迷光の発生を引き起こすことになる。
【０００９】
また、接着剤は硬化するとき体積収縮するが、光吸収物質を接着剤に混合すると、光吸収物質は体積収縮しないため、金属膜に対して垂直方向への接着剤の収縮率が面内で不均一となるので、接着剤表面（金属膜と接する面）にうねりが発生する。金属膜の膜厚は一般的には０.１〜１μｍ程度であり剛性が低いため、接着剤の体積収縮の影響を受ける。すなわち、接着剤表面のうねりに沿って、金属膜表面がうねることになるため、金属膜の表面粗さが大きくなる。これは、表面散乱光の発生、すなわち、迷光の発生を引き起こす。
【００１０】
さらには、光吸収物質を接着剤に混合すると、光吸収物質は接着剤中に分散された状態であるために、金属膜に光吸収物質が直接的に接する部分と、金属膜と光吸収物質との間に接着剤の層がある部分とが生じる。このとき、金属膜と光吸収物質が接する部分では、金属膜を透過した光は、光吸収物質に直接達して光吸収物質により光吸収されるので光散乱は発生しない。しかし、金属膜と光吸収物質との間に接着剤が満たされる部分では、金属膜を透過した光は、接着剤に達して接着剤を透過した後、光吸収物質に達して光吸収物質により光吸収されるが、金属膜を透過した光の一部は接着剤表面で反射したり、接着剤を透過して光吸収物質に達した光の一部は光吸収物質の表面が平面でないから乱反射したりする。これら反射光のうち、回折光の放射方向と一致するものは迷光となる。
【００１１】
本発明の目的は、迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子、および迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を備えた分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の特徴は、基板と、光反射膜を有し、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記基板と前記光反射膜との間には、光吸収膜が備えられたものであって、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属であり、前記光吸収膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、基板と、前記基板に設けられた光反射膜から成り、前記光反射膜には複数本の鋸歯形状の溝が設けられた回折格子において、前記反射膜はＡｇ合金、もしくは酸化チタン系金属であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、基板と、前記基板に設けられた光反射膜から成るものであり、前記光反射膜は鋸歯形状の溝を有する回折格子において、前記反射膜はＡｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属から成るものであって、前記基板の前記光反射膜が設けられた面と垂直な側面、および、前記光反射膜の前記基板とは反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収膜が設けられてあり、前記光吸収膜はカーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、第１から第４のいずれかの回折格子を有するキャピラリアレイ電気泳動装置、もしくは液体クロマトグラフ、もしくは分光光度計、もしくは生化学自動分析装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
（１）迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を提供することができる。
（２）迷光を低減させた光学特性に優れる回折格子を備えた光学式の分析装置（キャピラリアレイ電気泳動装置，液体クロマトグラフ，分光光度計，生化学自動分析装置等）を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態である回折格子の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図３】従来の回折格子と本発明の第１の実施形態である回折格子を説明する部分拡大図である。
【図４】従来の回折格子と本発明の第１の実施形態である回折格子の迷光強度を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態である回折格子の説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態である回折格子の説明図である。
【図７】本発明の第３の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図８】本発明の第４の実施形態である回折格子の説明図である。
【図９】本発明の第４の実施形態である回折格子の製作方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態である回折格子を説明する部分拡大図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置の概略を説明する図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置を説明する部分拡大図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフの概略を説明する図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフを説明する部分拡大図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態である分光光度計の概略を説明する図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置の概略を説明する図である。
【図１７】本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置を説明する部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を参照して詳細に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【００１９】
（第１の実施形態）
本実施形態にかかる回折格子の構成を図１に示す。
【００２０】
第１の実施形態の回折格子は、基板１，樹脂２，光吸収膜３，高反射膜４より構成され、ガラス材（大きさ：２０mm×２０mm×５mm）からなる基板１と、カーボン膜からなる光吸収膜３（膜厚：０.１〜１μｍ程度）は、接着剤からなる樹脂２（厚さ：２０〜１００μｍ程度）により固定されている。光吸収膜３の樹脂２とは反対側の面には、Ａｇ合金からなる高反射膜４（膜厚：０.１〜１μｍ程度）が設けられてあり、高反射膜４には、幅０.１〜１μｍ程度、深さ０.１〜１μｍ程度の鋸歯形状の溝が形成されている。鋸歯形状の溝は、一般的にはＡｌ膜により形成されるが、本発明ではＡｌ膜（波長５００ｎｍでの反射率９０％）より反射率が高く、Ａｇ膜（波長５００ｎｍでの反射率９９％）と同程度の反射率であるＡｇ合金膜（Ａｇ−Ｐｔ，Ａｇ−Ａｕ等）が用いられていることが特徴である。図１では、鋸歯形状の溝本数は５本のみ図示しているが、実際には、数万〜数十万本程度形成されている。ここで、Ａｇ膜ではなくＡｇ合金膜を用いる理由は、Ａｇ合金膜は、Ａｇ膜に比べ経時変化による反射率低下が小さいためである。
【００２１】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図２は回折格子の側面図を示す。まず初めに、基板１，樹脂２，金属膜５からなるマスター回折格子を準備する（図２（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の金属膜５に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の金属膜５に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６に光吸収膜３を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図２（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、基板９を樹脂７の上に乗せ、基板９におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が光吸収膜３の鋸歯形状の溝表面、および基板９の表面を覆うようにする（図２（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８を外し、基板９をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、光吸収膜３と樹脂７が基板９に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図２（ｄ））。レプリカ回折格子の光吸収膜３には、マスター回折格子の金属膜５に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。このレプリカ回折格子の光吸収膜３の表面に付着している離型剤６を洗浄により除去した後（図示しない）、光吸収膜３に高反射膜４を蒸着によって形成することにより、レプリカ回折格子（完）が製作される（図２（ｅ））。なお、基板１，樹脂２，金属膜５からなるマスター回折格子に代わり、基板９，樹脂７，光吸収膜３からなるレプリカ回折格子をマスターとして用いることにより量産化が可能となる。
【００２２】
本発明の回折格子の効果について説明する。図３は、回折格子における回折光と迷光が発生する様子を示したもので、図３（ａ）が従来の回折格子、図３（ｂ）が本実施形態の回折格子を表す。また、図４は、回折格子に入射光（波長４００〜７００ｎｍの白色光）を照射したときの、波長５００ｎｍの検出光を測定した結果を示したもので、図４（ａ）が従来の回折格子、図４（ｂ）が本実施形態の回折格子を表す。なお、結果の数値は、回折光強度に対する迷光の相対強度（＝迷光強度／回折光強度）である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、基板１，樹脂２，金属膜５（例えばＡｌ膜）からなる従来の回折格子に入射光１０が照射されると、回折の理論に従い、回折光１１が放出される。金属膜５の膜厚が厚くなればなるほど、表面粗さが大きくなるため表面散乱光の発生が多くなるので、金属膜５の膜厚は薄く設定される。しかし、膜厚が薄くなればなるほど、金属膜５の膜質が不完全になるため金属膜５を透過する光による内部散乱光、すなわち迷光１２が発生するようになる。このときの回折光強度に対する迷光の相対強度は、１.０×１０-5であった（図４（ａ））。他方、図３（ｂ）においても、基板１，樹脂２，光吸収膜３，高反射膜４からなる本実施形態の回折格子に入射光１０が照射されると、回折の理論に従って回折光１３が放出されるが、高反射膜４を透過し、樹脂３に達する透過光１４は光吸収膜３により光吸収されるため、透過光１４が迷光となることはない。
【００２４】
ここで、図３（ａ）（ｂ）の入射光１０と回折光１１，１３の線幅は光強度の強さを示したもので、線幅が太いほど光強度が強いことを表す。波長５００ｎｍにおける反射率は、金属膜５では９０％であるのに対し、高反射膜４では９９％であるから、高反射膜４からの回折光１３は、金属膜５からの回折光１１よりも回折光強度が強くなる（回折光１３は回折光１１よりも太線で図示される）。高反射膜４、および金属膜５の表面粗さはゼロではないため、実際には表面散乱による迷光がわずかに発生し、高反射膜４の膜厚が、金属膜５の膜厚と同程度である場合、この表面散乱による迷光の迷光強度は両者同じになる。しかしながら、回折光強度は、回折光１３の方が回折光１１よりも強いため、結果的に、図３（ｂ）は図３（ａ）より、回折光強度に対する迷光（表面散乱による迷光）の相対強度が小さくなる。その結果、図３（ｂ）における回折光強度に対する迷光の相対強度は、０.９×１０-5（従来比１０％低減）であった（図４（ｂ））。
【００２５】
また、図３（ａ）に代わる従来回折格子としては、樹脂２に光吸収物質を混合させたものが提案されているが（図示しない）、接着剤である樹脂２に光吸収物質を混合させると、樹脂２は硬化収縮するのに対し、光吸収物質は体積収縮しないため、鋸歯形状が形成されている樹脂２の表面粗さが大きくなり、その結果、金属膜５の表面粗さも大きくなる。金属膜５の表面粗さが大きくなると表面散乱光、すなわち迷光の発生が多くなる。他方、本実施形態においては、接着剤である樹脂２と光吸収膜３とは分離されているため、鋸歯形状が形成されている樹脂２の表面は、樹脂２の硬化前後で変化しない。従って、光吸収膜３および高反射膜４の表面粗さは小さくなるので、表面散乱光による迷光は低減する。さらには、光吸収物質を混合させた樹脂２を用いると、金属膜５と光吸収物質が直接的に接する部分と、金属膜５と光吸収物質との間に樹脂２の層がある部分が生じるが、後者の金属膜５と光吸収物質との間に樹脂２の層がある部分では、金属膜５を透過する光は、光吸収物質に達する前に樹脂２を透過することになる。このとき、透過光の一部は、樹脂２の表面での散乱光となったり、光吸収物質の表面が平面でないことによる散乱光となったりするが、これは迷光の原因となる。他方、本実施形態においては、高反射膜４と光吸収膜３とは全面隣接しているため、高反射膜４を透過する光は全て光吸収膜３により光吸収されるので、迷光は発生しない。
【００２６】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。高反射膜においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌより反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系金属を用いても構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００２７】
（第２の実施形態）
図５により、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００２８】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、高反射膜４の代わりにＡｌからなる金属膜５が備えられている点が異なっており、第１の実施形態を説明する図２において、高反射膜４の代わりに、Ａｌからなる金属膜５を用いることにより製作できる。
【００２９】
高反射膜４を形成するＡｇ合金は、Ａｇの高反射率特性を活かすため、耐久性を向上させるために添加される元素は重量％で数％程度であるから、Ａｇ合金の反射率の波長特性はＡｇと類似する。すなわち、波長４００ｎｍ程度より短波長領域では、Ａｇ合金の反射率は、回折格子の金属膜として一般的に用いられているＡｌ膜よりも反射率が低下し、９０％以下となる。従って、４００ｎｍ程度よりも短波長の光を回折格子で波長分散させる場合には、本実施形態の回折格子が望ましい。
【００３０】
本実施形態によれば、第１の実施形態とほぼ同様な効果が得られる。
【００３１】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００３２】
（第３の実施形態）
図６により、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００３３】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、高反射膜４と樹脂２との間の光吸収膜３が取り除かれている点が異なり、その他は同じである。
【００３４】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図７は回折格子の側面図を示す。まず初めに、基板１，樹脂２，高反射膜４からなるマスター回折格子を準備する（図７（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の高反射膜４に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６に高反射膜１５を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図７（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、基板９を樹脂７の上に乗せ、基板９におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が高反射膜１５の鋸歯形状の溝表面、および基板９の表面を覆うようにする（図７（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８を外し、基板９をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、高反射膜１５と樹脂７が基板９に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図７（ｄ））。レプリカ回折格子の高反射膜１５には、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。
【００３５】
本実施形態によると、第１の実施形態での光吸収膜３による迷光の低減効果がないので、第１の実施形態よりも効果は低下する。しかしながら、第１の実施形態の製作方法と比較すると、本実施形態の回折格子の表面形成膜は一層でよいため製作コストが低減できるので、コストと光学特性を考慮した上で選択されることが望ましい。
【００３６】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。高反射膜４においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌより反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系金属を用いても構わない。基板１においても、黒色石英などの光吸収部材を用いても構わない。
【００３７】
（第４の実施形態）
図８により、本発明の第４の実施形態を説明する。
【００３８】
本実施形態の回折格子を、第１の実施形態と比較すると、基板１が取り除かれ、樹脂（支持基材）２と高反射膜４との間に備えられていた光吸収膜３が取り除かれ、樹脂２の側面（鋸歯形状が形成されている高反射膜４が設けられた面に対して垂直な面）に光吸収膜３が備えられている点が異なる。なお、図では、光吸収膜３が樹脂２の側面の一部には図示されていないが、これは、本実施形態の回折格子の構成を説明するためのもので、実際には樹脂２の側面は全面、光吸収膜３により覆われている。
【００３９】
本発明の回折格子の製作方法について説明する。図９は回折格子の側面図を示す。まず初めに、樹脂２，高反射膜４からなるマスター回折格子を準備する（図９（ａ））。図示はしないが、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状は、機械加工やエッチング加工等により形成される。次に、マスター回折格子の高反射膜４に、シリコン系やフッ素系の離型剤６を蒸着や塗布等によってコーティングした後、離型剤６にＡｇ合金からなる高反射膜１５を蒸着によって形成し、接着剤である樹脂７を塗布する（図９（ｂ））。続いて、マスター回折格子に四角形状の穴が設けられたガイド８を被せた後、押さえ板１６を樹脂７の上に乗せ、押さえ板１６におもり（図示しない）を乗せることによって加圧して、樹脂７が高反射膜１５の鋸歯形状の溝表面、および押さえ板１６の表面を覆うようにする（図９（ｃ））。なお、おもりの重さは、回折格子の面積、樹脂７を形成する接着剤の粘度などにより最適な重さに設定される。また、押さえ板１６としては、樹脂７と接する側の表面の表面粗さが小さくなるように、ガラス基板などの光学ガラスが用いられ、樹脂７が接着しないように表面はテフロン（登録商標）などの離型剤でコーティングされている。樹脂７を形成する接着剤が硬化した後、マスター回折格子からガイド８、および押さえ板１６を外し、樹脂７をマスター回折格子から引き離すと、離型剤６（図示しない）を境にして剥離するので、高反射膜１５が樹脂７に固定されたレプリカ回折格子が製作される（図９（ｄ））。レプリカ回折格子の高反射膜１５には、マスター回折格子の高反射膜４に設けられている鋸歯形状と同じ鋸歯形成が形成されているので、マスター回折格子のレプリカが製作されたことになる。このレプリカ回折格子の樹脂７の側面にカーボン膜からなる光吸収膜３を蒸着によって形成することにより、レプリカ回折格子（完）が製作される（図９（ｅ））。
【００４０】
本発明の回折格子の効果について説明する。図１０（ａ）は、本実施形態の回折格子における回折光と迷光が発生する様子を示す。第１から第３の実施形態の回折格子では、回折格子の鋸歯形状が形成されている側の面に入射光が照射されるが、図１０（ａ）に示すように、本実施形態の回折格子では、回折格子の鋸歯形状が形成されている側と反対側の面（樹脂２）に入射光１０が照射される。入射光１０は樹脂２の表面で屈折して入射し、鋸歯形状が形成されている高反射膜４に達する。高反射膜４に入射光１０が照射されると、回折の理論に従い、回折光１１が放出され、光検出器１９により検出される。ここで、高反射膜４の膜厚は散乱光の発生を低減させるために薄く設定されるため、高反射膜４の膜質が不完全になるので、高反射膜４を貫通する透過光１４が発生するが、障害物が無いため透過光１４はそのまま直進する。すなわち、透過光１４が高反射膜４の膜下面で反射することによる迷光は発生しない。また、高反射膜４と樹脂２との界面では反射光１７が僅かに発生するが、樹脂２の側面に形成された光吸収膜３により光吸収されるので、反射光１７が迷光となることはない。さらには、樹脂２の表面に入射光１０が照射されるとき、樹脂２の表面で僅かに反射光１８が発生するが、光検出器１９は反射光１８の進行方向に設けられていないので、反射光１８が迷光となることはない。従って、本実施形態の回折格子は、第１の実施形態と同様、回折光強度に対する迷光の相対強度を小さくすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では平面型回折格子のみ示しているが、凹面型回折格子に本発明の構成を適用しても構わない。また、回折格子に形成される鋸歯形状は三角型形状に限らず、回折理論を満足する形状なら如何なる形状でも構わない。さらには、光吸収膜３を形成する部材はカーボン膜に限定される必要性はなく、入射光の波長を吸収する部材なら如何なる部材でもよく、例えば、黒クロム，黒ニッケル，黒色石英などでも構わない。光吸収膜３に関しては、鋸歯形状が形成された高反射膜４の表面にも光吸収膜３を設けることにより、透過光１４を光吸収膜３により吸収させる構成でも構わない（図１０（ｂ））。高反射膜４においても、Ａｇ合金に限定される必要性はなく、Ａｇ合金と同様、Ａｌ金属より反射率が高い、酸化チタン、もしくは酸化チタン系合金を用いても構わない。さらには、高反射膜４に代えてＡｌ金属膜を用いても構わない。
【００４２】
（第５の実施形態）
図１１により、本発明の第５の実施形態であるキャピラリアレイ電気泳動装置の全体構成を説明する。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられたキャピラリアレイ電気泳動装置である。
【００４３】
本実施形態にかかるキャピラリアレイ電気泳動装置は、検査試料を分離するための分離媒体を含むキャピラリ（内径５０μｍ，外径１２６μｍの石英管が厚さ１２μｍのポリマー被膜で覆われた構造）からなるキャピラリアレイ１０１と、キャピラリアレイ１０１の負電極１０２と試料導入部１０３とを浸すバッファー液１０４を保持する第１バッファー容器１０５と、バルブ１０６を有するゲルブロック１０７と、ゲルブロック１０７とアース電極１０８とを浸すバッファー液１０９を保持する第２バッファー容器１１０と、キャピラリアレイ１０１内に泳動媒体であるポリマーを注入するためのシリンジ１１１と、試料に依存する情報を取得するための検出部１１２と、コヒーレント光であるレーザ光１１３を光照射部１１４に照射する光源１１５と、試料が生じる蛍光１１６を取得する検出機構１１７と、キャピラリアレイ１０１の温度を調節する恒温槽１１８と、分離媒体に電圧を印加する高電圧電源１１９から構成される。
【００４４】
キャピラリアレイ１０１は、管状部材である石英製キャピラリを例えば４８本有するもので、キャピラリ内には、ＤＮＡ分子などのサンプルが含まれている検査試料と検査試料中のＤＮＡ分子を分離するための分離媒体であるポリマーが充填される。キャピラリアレイ１０１の一端には、キャピラリ内に試料を導入できる試料導入部１０３が形成され、負電圧を印加できる負電極１０２が配置されている。他端には、ゲルブロック１０７と連結し、ゲルブロック１０７とキャピラリアレイ１０１との間で分離媒体を移動できるキャピラリヘッド１２０を有する。試料導入部１０３とキャピラリヘッド１２０の間に、レーザ光１１３が照射される光照射部１１４を含む検出部１１２を有する。
【００４５】
ゲルブロック１０７とシリンジ１１１は、分離媒体であるポリマーをキャピラリ内に注入する分離媒体注入機構である。キャピラリ内に、分離媒体であるポリマーを充填する際には、バルブ１０６を閉じ、シリンジ１１１を押し込むことによって、シリンジ１１１内のポリマーをキャピラリ内に注入する。
【００４６】
キャピラリアレイ１０１，負電極１０２，バッファー液１０４，ゲルブロック１０７，アース電極側のバッファー液１０９，アース電極１０８、および高電圧電源１１９は、検査試料を電気泳動するための電圧印加機構を構成する。これにより、負電極１０２，バッファー液１０４，キャピラリアレイ１０１（より正確には、キャピラリ内のポリマー），ゲルブロック１０７（より正確には、ゲルブロック内のポリマー），アース電極側のバッファー液１０９、およびアース電極１０８からなる通電路が形成される。この通電路に高電圧電源１１９により電圧を印加する。通電路に電圧が印加されると、ポリマー中の検査試料が電気泳動し、その分子量等の性質に従い分離される。
【００４７】
キャピラリアレイ電気泳動装置の光学系は、光源１１５と、光照射部１１４を含む検出部１１２と、検出部１１２から生じる蛍光１１６を検出する検出機構１１７から構成される。光源１１５は、コヒーレント光であるレーザ光１１３（アルゴンイオンレーザからの４８８.０ｎｍおよび５１４.５ｎｍの光）を発生する。光源１１５から発生したレーザ光１１３は、ハーフミラー１２１によって２等分され、２等分されたレーザ光１２２，１２３の光軸がほぼ同軸で、進行方向が逆向きとなるように、ミラー１２４によって進行方向が変更される。検出部１１２には、レーザ光１２２，１２３がキャピラリを通過する箇所である光照射部１１４が整列配置されており、光照射部１１４を構成する４８本のキャピラリの中心軸を含む平面と、レーザ光１２２，１２３がほぼ同一平面となるように配置される。レーザ光１２２，１２３は集光レンズ１２５により集光され、４８本のキャピラリからなる光照射部１１４を同時に貫くように、光照射部１１４を上下両方向から照射する。このレーザ光１２２，１２３が検査試料を励起して、検査試料から蛍光１１６が放出される。
【００４８】
検出機構１１７について図１２を用いて説明する。検出機構１１７は、回折格子１２６，第１レンズ１２７，第２レンズ１２８，検出器１２９より構成される。光照射部１１４より放出された蛍光１１６は、第１レンズ１２７により集光され、回折格子１２６に入射される。蛍光１１６は回折格子１２６により波長分散され、回折光１３０となって放出された後、第２レンズ１２８により集光され、検出器１２９により検出される。これにより、ＤＮＡ分子配列等の検査試料に依存した情報を取得できる。
【００４９】
本発明のキャピラリアレイ電気泳動装置の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子１２６により波長分光される回折光１３０に混入される迷光が低減するので、バックグラウンドが低減し、分析感度が向上する。従って、分析性能に優れたキャピラリアレイ電気泳動装置が実現できる。
【００５０】
なお、キャピラリアレイ電気泳動装置の構成は本実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子１２６を凹面型回折格子（平面型の回折格子１２６と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ１２８を取り除いた構成でも同様な効果が得られる。
【００５１】
（第６の実施形態）
図１３により、本発明の第６の実施形態である液体クロマトグラフの全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた液体クロマトグラフである。
【００５２】
本実施形態にかかる液体クロマトグラフは、ポンプ２０１と、オートサンプラ２０２と、恒温槽２０３と、分離カラム２０４と、検出機構２０５と、データ処理部２０６から構成される。
【００５３】
移動相２０７は、ポンプ２０１により分離カラム２０４に送液される。分離カラム２０４は恒温槽２０３に配置されてあり、流路への試料の導入は、ポンプ２０１と分離カラム２０４の間にある、切換えバルブを有するオートサンプラ２０２で行われる。分離カラム２０４にて分離した各分離成分は、検出機構２０５を通過した後、廃液２０８として排出される。
【００５４】
検出機構２０５について図１４を用いて説明する。検出機構２０５は、回折格子２０９，光源２１０，フローセル２１１，第１レンズ２１２，第２レンズ２１３，検出器２１４より構成される。光源２１０より放出された入射光２１５は、フローセル２１１を照射する。フローセル２１１内には、分離カラム２０４にて分離された各分離成分が送液されるので、フローセル２１１から放出される入射光２１５は、分離カラム２０４にて分離された各分離成分を透過した光である。フローセル２１１から放出される入射光２１５は、第１レンズ２１２により集光され、回折格子２０９に入射される。入射光２１５は回折格子２０９により波長分散され、回折光２１６となって放出された後、第２レンズ２１３により集光され、検出器２１４により検出される。これにより、分離カラム２０４にて分離された各分離成分の情報を取得できる。
【００５５】
本発明の液体クロマトグラフの効果について説明する。本実施形態によると、回折格子２０９により波長分散される回折光２１６に混入される迷光が低減するので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた液体クロマトグラフが実現できる。
【００５６】
なお、検出機構２０５は、本実施形態の光学系に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子２０９を凹面型回折格子（平面型の回折格子２０９と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ２１３を取り除いた光学系でも同様な効果が得られる。
【００５７】
（第７の実施形態）
図１５により、本発明の第７の実施形態である分光光度計の全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた分光光度計である。
【００５８】
本実施形態にかかる分光光度計は、光源３０１から放射された入射光３０２が、第１レンズ３０３で集光され、回折格子３０４に入射される。入射光３０２は、回折格子３０４により波長分散され、回折光３０５となって放出された後、第２レンズ３０６で集光され、ハーフミラー３０７で反射光３１１と透過光３１２に２等分される。反射光３１１は反射光検出器３１０により参照光として検出され、一方、透過光３１２は試料３０８を透過し、透過光検出器３０９により検出される。この反射光３１１と透過光３１２を比較することにより、試料３０８の成分を分析する。
【００５９】
本発明の分光光度計の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子３０４により波長分散される回折光３０５に混入される迷光が低減するので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた分光光度計が実現できる。
【００６０】
なお、分光光度計の構成は、本実施形態の光学系に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子３０４を凹面型回折格子（平面型の回折格子３０４と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ３０６を取り除いた光学系でも同様な効果が得られる。さらには、本実施形態の分光光度計では、反射光３１１と透過光３１２を比較することにより透過率を検出する構成を示しているが、例えば、試料３０８に入射光を照射したときに試料３０８が発光する蛍光を検出する分光光度計に用いても構わない。
【００６１】
（第８の実施形態）
図１６により、本発明の第８の実施形態である生化学自動分析装置の全体構成を示す。本実施形態は、第１から第４の実施形態のいずれかの回折格子が備えられた生化学自動分析装置である。
【００６２】
本実施形態にかかる生化学自動分析装置は、反応セル４０１，サンプルディスク４０２，試料分注機構４０３，試薬ディスク４０４，試薬分注機構４０５，光源４０６，検出装置４０７から構成される。
【００６３】
サンプルディスク４０２内の試料は、試料分注機構４０３により反応セル４０１に注入される。次に、試薬ディスク４０４内の試薬が、試薬分注機構４０５により試料が注入された反応セル４０１に注入され、攪拌，混合される。
【００６４】
検出装置４０７について図１７を用いて説明する。検出装置４０７は、回折格子４０８，第１レンズ４０９，第２レンズ４１２，検出器４１３から構成される。光源４０６から放射された入射光４１０が、第１レンズ４０９で集光され、反応セル４０１を通過し、回折格子４０８に入射される。入射光４１０は、回折格子４０８により波長分散され、回折光４１１となって放出された後、第２レンズ４１２で集光され、検出器４１３により検出され、分析する。
【００６５】
本発明の生化学自動分析装置の効果について説明する。本実施形態によると、回折格子４０８により波長分散される回折光４１１に混入される迷光が低減できるので、検出信号（透過率）の検出精度が向上する。従って、分析性能に優れた生化学自動分析装置が実現できる。
【００６６】
なお、生化学自動分析装置の構成は本実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、平面型の回折格子４０８を凹面型回折格子（平面型の回折格子４０８と、凹面型回折格子の断面構成は同じ）に置き換え、第２レンズ４１２を取り除いた構成でも同様な効果が得られる。
【符号の説明】
【００６７】
１，９ 基板
２，７ 樹脂
３ 光吸収膜
４，１５ 高反射膜
５ 金属膜
６ 離型剤
８ ガイド
１０，２１５，３０２，４１０ 入射光
１１，１３，１３０，２１６，３０５，４１１ 回折光
１２ 迷光
１４，３１２ 透過光
１６ 押さえ板
１７，１８，３１１ 反射光
１９ 光検出器
１０１ キャピラリアレイ
１０２ 負電極
１０３ 試料導入部
１０４，１０９ バッファー液
１０５ 第１バッファー容器
１０６ バルブ
１０７ ゲルブロック
１０８ アース電極
１１０ 第２バッファー容器
１１１ シリンジ
１１２ 検出部
１１３，１２２，１２３ レーザ光
１１４ 光照射部
１１５，２１０，３０１，４０６ 光源
１１６ 蛍光
１１７，２０５ 検出機構
１１８，２０３ 恒温槽
１１９ 高電圧電源
１２０ キャピラリヘッド
１２１，３０７ ハーフミラー
１２４ ミラー
１２５ 集光レンズ
１２６，２０９，３０４，４０８ 回折格子
１２７，２１２，３０３，４０９ 第１レンズ
１２８，２１３，３０６，４１２ 第２レンズ
１２９，２１４，４１３ 検出器
２０１ ポンプ
２０２ オートサンプラ
２０４ 分離カラム
２０６ データ処理部
２０７ 移動相
２０８ 廃液
２１１ フローセル
３０８ 試料
３０９ 透過光検出器
３１０ 反射光検出器
４０１ 反応セル
４０２ サンプルディスク
４０３ 試料分注機構
４０４ 試薬ディスク
４０５ 試薬分注機構
４０７ 検出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする回折格子。
【請求項２】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光反射部材と前記光吸収部材は隣接していることを特徴とする回折格子。
【請求項３】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項４】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項５】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項６】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする回折格子。
【請求項７】
請求項６に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項８】
請求項６に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項９】
複数本の溝が設けられた光反射部材を有し、前記光反射部材の前記複数本の溝が設けられている側の面に光が照射される回折格子において、
前記光反射部材の光が照射される側と反対側の面には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする回折格子。
【請求項１０】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光反射部材と前記光吸収部材は隣接していることを特徴とする回折格子。
【請求項１１】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項１２】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項１３】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いたキャピラリアレイ電気泳動装置において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。
【請求項１４】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられているキャピラリアレイ電気泳動装置において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。
【請求項１５】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた液体クロマトグラフにおいて、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項１６】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている液体クロマトグラフにおいて、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項１７】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた分光光度計において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする分光光度計。
【請求項１８】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている分光光度計において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする分光光度計。
【請求項１９】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた生化学自動分析装置において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする生化学自動分析装置。
【請求項２０】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている生化学自動分析装置において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする生化学自動分析装置。
【請求項１】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする回折格子。
【請求項２】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光反射部材と前記光吸収部材は隣接していることを特徴とする回折格子。
【請求項３】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項４】
請求項１に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項５】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項６】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする回折格子。
【請求項７】
請求項６に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項８】
請求項６に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項９】
複数本の溝が設けられた光反射部材を有し、前記光反射部材の前記複数本の溝が設けられている側の面に光が照射される回折格子において、
前記光反射部材の光が照射される側と反対側の面には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする回折格子。
【請求項１０】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光反射部材と前記光吸収部材は隣接していることを特徴とする回折格子。
【請求項１１】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光反射部材は、Ａｇ合金、もしくはＡｌ、もしくは酸化チタン系金属からなることを特徴とする回折格子。
【請求項１２】
請求項９に記載の回折格子において、
前記光吸収部材は、カーボン、もしくは黒クロム、もしくは黒ニッケル、もしくは黒色石英からなることを特徴とする回折格子。
【請求項１３】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いたキャピラリアレイ電気泳動装置において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。
【請求項１４】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられているキャピラリアレイ電気泳動装置において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とするキャピラリアレイ電気泳動装置。
【請求項１５】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた液体クロマトグラフにおいて、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項１６】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている液体クロマトグラフにおいて、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする液体クロマトグラフ。
【請求項１７】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた分光光度計において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする分光光度計。
【請求項１８】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている分光光度計において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする分光光度計。
【請求項１９】
支持基板と、光反射部材を有し、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている回折格子を用いた生化学自動分析装置において、
前記支持基板と前記光反射膜との間には、光吸収部材が備えられていることを特徴とする生化学自動分析装置。
【請求項２０】
支持基材と、前記支持基材に設けられた光反射部材からなり、前記光反射部材には複数本の溝が設けられている生化学自動分析装置において、
前記支持基材の前記光反射部材が設けられた面と略垂直な側面、および、前記光反射部材の前記支持基材と反対側の面の少なくともどちらか一方に、光吸収部材が設けられていることを特徴とする生化学自動分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１５０３７０（Ｐ２０１２−１５０３７０Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０３５０（Ｐ２０１１−１０３５０）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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