微弱光の検出方法及びその検出装置
【課題】受光器を極低温に冷却することなく、微弱光の検出を可能とすること。
【解決手段】背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップと、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップと、前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップと、発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップと、背景光測定用の第４の試料が放射する光を前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップと、前記第３の受光信号と前記第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップと、前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する。
【解決手段】背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップと、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップと、前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップと、発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップと、背景光測定用の第４の試料が放射する光を前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップと、前記第３の受光信号と前記第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップと、前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微弱光の検出方法及びその検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性酸素は、動植物の生命活動において極めて重要な役割を果たしている。活性酸素には、Ｏ２−（スーパーオキシド），Ｈ２Ｏ２（過酸化水素），ＯＨ−，ＮＯ、１Ｏ２（一重項酸素）等がある。
【０００３】
活性酸素と発光試薬を反応させると、微弱な可視光が発生する。この微弱な光を検出することによって、活性酸素の存在を検知することができる。しかしながら、一重項酸素のみに反応する適当な発光試薬は、存在しない。このため、他の活性酸素に比べ、一重項酸素の研究は、遅れている。
【０００４】
ところで、一重項酸素は、基底状態の酸素（三重項酸素）に緩和する過程で微弱な光を発生する。この緩和過程には、２つの一重項酸素が関与する２分子反応と、一重項酸素が単独で緩和する１分子反応がある。
【０００５】
２分子反応では、６３０ｎｍの光が発生する。この光を測定して、活性酸素を検出することも考えられる。しかし、この光の波長６３０ｎｍは、生体内部の諸物質による吸収波長や発光波長と重なっている。このため、６３０ｎｍの光は、一重項酸素の検出には適していない。
【０００６】
一方、１分子反応では、１２６８ｎｍの光が発生する。この波長は、生体内部の諸物質での吸収や発光とは重ならない。従って、１２６８ｎｍの光は、一重項酸素の検出に適している。本発明者等は、既に、この波長を用いた、一重項酸素の検出方法を提案している。
【特許文献１】特許第３０１７７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一重項酸素の発光強度は微弱である。このため、一重項酸素が放射する光を受光器（光検出器）に照射しても、受光器に流れる光電流は、暗電流以下にしかならない。
【０００８】
このような光電流を検出することは、一般的に困難である。
【０００９】
ここで、暗電流とは、熱励起によって受光器に発生する電流のことである。例えば、ｐｉｎフォトダイオード（pin photodiode;PIN-PD）の空乏層に、熱励起によって電子―正孔対が発生すると、空乏層内の電界によって、この電子と正孔が反対方向に引き離され、暗電流が発生する。
【００１０】
本発明者等が提案した一重項酸素の検出方法では、受光器は３０Ｋ以下の極低温に冷却される。このような温度では暗電流が略完全に消失するので、一重項酸素が放射する微弱光を検出することが可能になる。
【００１１】
しかし、光検出器を３０Ｋ以下に冷却するためには、長時間の冷却が必要である。このような長時間の冷却は、測定効率を著しく低下させる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱な光の検出を可能とする、微弱光検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本微弱光の検出方法は、背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップを具備する。
【００１４】
また、本微弱光の検出方法は、前記第１の計測ステップと同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を、第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップを具備する。
【００１５】
また、本微弱光の検出方法は、前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップを具備する。
【００１６】
また、本微弱光の検出方法は、発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップを具備する。
【００１７】
また、本微弱光の検出方法は、前記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を、前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップを具備する。
【００１８】
また、本微弱光の検出方法は、前記第３の受光信号と第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップを具備する。
【００１９】
更に、本微弱光の検出方法は、前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本微弱光の検出方法によれば、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱光を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００２２】
図１は、上述した一重項酸素の検出方法に用いる、微弱光検出装置２の構成を説明する図である。尚、以後、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
この微弱光検出装置２は、測定試料が配置される遮光試料室６、受光器が配置される遮光受光室１１、及び試料注入ユニット２４を有している。遮光試料室６は、大気圧、室温に保たれる。一方、遮光受光室１１内は真空に保たれ、第１の受光器８、第２の受光器、及び冷却板１７は、測定にあたっては、極低温（３０Ｋ以下）に保たれる。
【００２４】
遮光試料室６には、試料容器４が配置されている。
【００２５】
試料容器４には、第１の試料１２を保持する第１の試料受容室１４と、第２の試料１６を保持する第２の試料受容室（発光容器）１８が設けられている。ここで、第１の試料１２は、例えば、一重項酸素等の発光体を含む薬液である。第２の試料１６は、背景光測定用の試料である。例えば、第２の試料１６は、発光体を含まない点を除き、できる限り第１の試料１２と同じ組成になるように調製された薬液である。
【００２６】
試料容器４は、複数の薬液を瞬間的に混合して試料を調製する、いわゆるラピッド・ミキシング容器である。第１の試料受容室（発光容器）１４には、３つの薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cが接続されている。一方、第２の試料受容室１６には、３つの薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cが接続されている。
【００２７】
薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０c及び薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cは、第１の試料受容室１４に第１の試料１２を注入し、同時に、第２の試料受容室１８に第２の試料１６を注入する試料注入ユニット２４に接続されている。
【００２８】
遮光受光室１１には、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器８と、第２の試料受容室１８に保持された第２の試料１６が放射する光（熱輻射等）を検出する第２の受光器１０が配置されている。ここで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ｐｉｎフォトダイオードである。
【００２９】
第１の受光器８及び第２の受光器１０は、差動増幅器１９に接続されている。
【００３０】
一重項酸素の測定は、以下のように行われる。
【００３１】
まず、遮光受光室１１の中に設置された、第１の受光器８及び第２の受光器１０および冷却板１７は冷却器（図示せず）によって、３０Ｋ以下の極低温に冷却される。従って、第１の受光器８及び第２の受光器１０の暗電流は、略完全に消失する。
【００３２】
次に、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８夫々に、一重項酸素を含む第１の試料１２と、背景光測定用の第２の試料１６を、同時に注入する。
【００３３】
すると、第１の受光器８には、第１の試料１２に含まれる一重項酸素が放射する、測定光２６が入射する。更に、第１の受光器８には、熱輻射等の一重項酸素の発光には起因しない背景光２８ａが入射する。尚、背景光とは、検出対象の光（例えば、一重項酸素の発光に起因する光）と共に、受光器に入射する光のことである。
【００３４】
ところで、第２の受光器１０に対面する第２の試料１６には、一重項酸素は含まれていない。このため、第２の受光器１０には、背景光２８ｂのみが入射する。
【００３５】
上述したように、第２の試料１６は、一重項酸素を含まない点を除き、できる限り第１の試料１２と同じ組成になるように形成されている。更に、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８等も、できる限り同じ構成になるよう形成されている。このため、背景光２８ａ,２８ｂの強度及び分布は、略等しくなる。
【００３６】
従って、差動増幅器１９によって、第１の受光器８の出力と第２の受光器１０の出力の差分を得ると、測定光２６に起因する光起電力だけが検出される。
【００３７】
しかし、光検出器８,１０を３０Ｋ以下に冷却するためには、長時間の冷却時間が必要である。このような長時間の冷却時間は、測定効率を著しく低下させる。
【００３８】
このような測定効率の低下を回避するため、本実施の形態では、光検出器８,１０を短時間で冷却可能な低温（例えば、１００Ｋ）に冷却して測定を実施する。
【００３９】
しかし、１００Ｋ程度の低温では冷却効果が十分でないので、暗電流は、十分に小さくはならない。このため、微弱光の測定に際して、暗電流の影響を無視することができない。
【００４０】
暗電流が微弱光の測定に及ぼす影響をなるべく小さくするために、第１の光検出器８及び第２の光検出１０には、なるべく特性の揃った受光素子が用いられる。しかし、両受光器の暗電流を、完全に一致させることは不可能である。このため、測定光２６が放射されていない時でも、差動増幅器１９には、出力が発生する。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、暗電流によって差動増幅器１９に発生する出力（以下、ベースラインと呼ぶ）を予め測定しておく。そして、微弱光を測定する際には、差動増幅器１９の出力から、このベースラインを差し引いて、測定光２６を検出する。
【００４２】
図２は、本実施の形態の微弱光の検出方法を説明するフロー図である。
【００４３】
本実施の形態では、まず、背景光測定用の第１の試料が放射する光を、第１の受光器８で受光して、第１の受光信号を得る（第１の計測ステップ３０）。
【００４４】
背景光測定用の試料とは、検出対象の光を放射する発光体を含む試料と、同一の背景光を形成するように、形成された試料のことである。例えば、一重項酸素を含む液体と、同一又は近似した組成を有する液体である。具体的には、過酸化水素水と次亜塩素酸を反応させて一重項酸素を発生させて、測定試料とする場合、過酸化水素水が背景光測定用の試料になる。
【００４５】
この第１の計測ステップ３０と同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器１０で受光して、第２の受光信号を得る（第２の計測ステップ３２）。
【００４６】
次に、差動増幅器１９によって、上記第１の受光信号と上記第２の受光信号との第１の差分（ベースライン）を得て記録する（第１の演算記録ステップ３４）。
【００４７】
この第１の差分（ベースライン）は、第１の受光器８及び第２の受光器１０の暗電流の相違に起因する。
【００４８】
次に、発光体（一重項酸素）を含む第３の試料が放射する光を第１の受光器８で受光して、第３の受光信号を得る（第３の計測ステップ３６）。
【００４９】
ここで、第３の試料とは、例えば、過酸化水素水、次亜鉛素酸、及びサンプル薬液（例えば、ヒスチジン、リコピン等の一重項酸素の消去材を含む溶液）である。
【００５０】
上記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を上記第２の受光器１０で受光して、第４の受光信号を得る（第４の計測ステップ３８）。
【００５１】
次に、差動増幅器１９によって、第３の受光信号と第４の受光信号との第２の差分を得て記録する（第２の演算記録ステップ４０）。
【００５２】
次に、上記第２の差分から上記第１の差分（ベースライン）を差し引いた、第３の差分を得て記録する（第３の演算記録ステップ４２）。
【００５３】
このように、本実施の形態では、第２の差分から第１の差分（ベースライン）を差し引くので、第３の差分からは、暗電流の影響が除去されている。このため、第３の差分は、測定光の強度にのみ比例するようになる。
【００５４】
故に、本実施の形態によれば、暗電流が残存する低温でも、一重項酸素等の放射する微弱な光の検出が可能になる。従って、微弱光の検出を短時間で実施できるようになる。
【実施例１】
【００５５】
（１）測定装置
図３は、本実施例で使用する微弱光の検出装置４４の構成を説明する図である。
【００５６】
本微弱光の検出装置４４は、遮光試料室６、遮光受光室１１、試料注入ユニット２４、演算制御装置４６、駆動パルス発生ユニット４８、増幅器5０、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）５２及びスイッチユニット５４を有している。
【００５７】
遮光試料室６は、大気圧、室温に保たれる。一方、遮光受光室１１は、測定にあたっては、真空に保たれ、第１の受光器８、第２の受光器１０、及び冷却板１７が低温（例えば、１００Ｋ程度）に保たれる。
【００５８】
―遮光試料室―
遮光試料室６には、試料容器４が配置されている。
【００５９】
試料容器４には、第１の試料１２を保持する第１の試料受容室１４と、第２の試料１６を保持する第２の試料受容室１８が設けられている。ここで、第２の試料は、背景光測定用の試料である。
【００６０】
試料容器４は、複数の薬液を瞬間的に混合して試料を調製する、いわゆるラピッド・ミキシング容器である。第１の試料受容室１４には、３つの薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cが接続されている。一方、第２の試料受容室１８には、３つの薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cが接続されている。
【００６１】
薬液流入路２０ａ,２０b,２０c及び薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cには、夫々、試料注入ユニット２４が接続されている。
【００６２】
試料注入ユニット２４は、各薬液流入路に薬液を注入する。すると、各薬液は、各薬液流入路と試料受容室とをつなぐ連結路５６ａ,５６ｂで瞬間的に混合される。混合された各薬液は、第１の試料１２又は第２の試料１６となって、夫々、各試料受容室１４,１８に注入される。
【００６３】
各試料受容室１４,１８から溢れた薬液は、各薬液流出路５８ａ,５８ｂを経由して試料容器４の外部に排出される。
【００６４】
また、遮光試料室６には、２つ光学フィルタ６０ａ，６０ｂが配置されている。これら２つの光学フィルタ６０ａ，６０ｂは、それぞれ、試料受容室１４,１８と光透過窓６２ａ,６２ｂの間に配置されている。光学フィルタ６０ａ，６０ｂは、一重項酸素が放射する波長１２６８ｎｍの光を抽出するフィルタである。
【００６５】
また、試料容器４、光学フィルタ６０ａ,６０ｂの周囲、および光透過窓６２ａ,６２ｂの周囲には、恒温水６４が流れる恒温水流路管５９ａ,５９ｂ等が配置されている。この恒温水６４の流れによって、試料容器４等の温度は一定に保たれる。
【００６６】
―遮光受光室―
遮光受光室11には、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器８と、第２の試料１６が放射する光を検出する第２の受光器１０が配置されている。また、遮光受光室11には、後述するスイッチユニット５４と差動増幅器１９が配置されている。ここで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ｐｉｎフォトダイオードである。
【００６７】
尚、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、冷却機（図示せず）に接続された冷却板１７に固定されている。この冷却板１７の冷却作用により、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、約１００Ｋに冷却される。
【００６８】
―試料注入ユニット―
試料注入ユニット２４は、第１の試料受容室１４に第１の試料１２となる薬液を注入し、同時に、第２の試料受容室１８に第２の試料１６となる薬液を注入する装置である。
【００６９】
試料注入ユニット２４は、各薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０c,２２ａ, ２２b, ２２cに接続される複数のシリンジ（図示せず）を有している。
【００７０】
薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cには、これらのシリンジから、調合されて第１の試料１２となる薬液が注入される。一方、薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cには、調合されて第２の試料１６となる薬液が注入される。
【００７１】
―電子機器群―
図４は、本微弱光の検出装置４４を形成する電子機器群６５の構成を説明する図である。
【００７２】
本電子機器群６５は、第１の受光器８と第２の受光器１０を有している。また、本電子機器群６５は、スイッチユニット５４を有している。
【００７３】
第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ＩｎＰ基板上に形成されたＩｎＧａＡｓを光吸収層とするｐｉｎフォトダイオードである。
【００７４】
スイッチユニット５４は、電界効果トランジスタ製の第１のスイッチ６６ａと、同じく電界効果トランジスタ製の第２のスイッチ６６ｂを有している。この第１のスイッチ６６ａは、第１の受光器８の出力端子間を短絡するスイッチである。同様に、第２のスイッチ６６ｂは、第２の受光器１０の出力端子間を短絡するスイッチである。
【００７５】
ここで、第１の受光器８と第１のスイッチ６６ａは、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器ユニット６８ａを形成する。同様に、第２の受光器１０と第２のスイッチ６６ｂは、第２の試料１６が放射する光を検出する第２の受光器ユニット６８ｂを形成する。
【００７６】
図５は、第１の受光器ユニット６８ａの等価回路７４を説明する図である。尚、第２の受光器ユニット６８ｂの等価回路は、第１の受光器ユニット６８ａの等価回路と同じある。従って、第２の受光器ユニット６８ｂに関する説明は省略する。
【００７７】
第１の受光器ユニット６８ａの等価回路７４は、光電流と暗電流の和に相当する電流源７６と、ｐｉｎフォトダイオードの接合容量に相当する容量７８と、内部抵抗８０と、スイッチ６６ａによって形成されている。尚、光電流は、一重項酸素等の発光体が放射する光及び背景光等によって形成される。
【００７８】
スイッチ６６ａが閉じると、容量７８の両端が短絡され、容量７８に蓄積していた電荷が放電される。その後、スイッチ６６ａが開くと、電流源７６によって容量７８が充電され、出力端子８２ａ,８２ｂの間に電圧が発生する。この電圧は、光電流と暗電流を積分した値に比例する積分信号である。すなわち、出力端子８２ａ,８２bの間には、光電流と暗電流の積分信号が出力される。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、光を受光して電圧を発生する受光器である。
【００８０】
尚、出力端子８２a,８２bの間の電圧が高くなると、受光器８に順方向電流が流れて、出力電圧が光電流と暗電流の積分値に比例しなくなる。そこで、スイッチ６６ａを定期的に閉じて、容量７８を放電する必要がある。
【００８１】
ところで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は冷却されているので、内部抵抗８０は十分に高い。このため、内部抵抗８０による漏れ電流は、無視することができる。
【００８２】
スイッチ６６ａ,６６ｂの開閉は、一定の周期で繰り返されるトリガ信号８４によって制御される。トリガ信号８４は、駆動パルス発生ユニット４８によって形成される（図４参照）。この駆動パルス発生ユニット４８は、演算制御装置（パーソナルコンピュー等）４６が備えるトリガ信号制御装置７０によって制御される。
【００８３】
この駆動パルス発生ユニット４８とトリガ信号制御装置７０は、第１の受光器ユニット６８ａ及び第２の受光器ユニット６８ｂを繰り返し動作させるトリガ信号を発生する、トリガ信号発生ユニット７２を形成している。
【００８４】
また、本微弱光の検出装置４４は、差動増幅器１９、増幅器５０、及びＡ／Ｄ変換器５２を有している。差動増幅器１９の第１の入力端子には、第１の受光器ユニット６８ａの出力端子８２ａ（高電圧側の出力端子）が接続されている。一方、差動増幅器１９の第２の入力端子には、第２の受光器ユニット６８ｂの出力端子（高電圧側の出力端子）が接続されている。従って、差動増幅器１９は、第１の受光器ユニット６８ａの出力から、第２の受光器ユニット６８ｂの出力を差し引いて出力する。
【００８５】
差動増幅器１９の出力は、増幅器５０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換され、演算制御装置４６に備えられたメモリＡ又はメモリＢに保持される。ここで、メモリＡ及びメモリＢに記録されるデータは、トリガ信号８４の一周期分である。すなわち、メモリＡ及びメモリＢには、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂの出力との差分の時間変化が記録される。尚、上記差分の時間変化とは、第１のスイッチ６６ａ（又は、第２のスイッチ６６ｂ）の開放後の経過時間に対する、差分の変化のことである。
【００８６】
ここで、差動増幅器１９、増幅器５０、及びＡ／Ｄ変換器５２は、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂの出力との差分の時間変化を得る第１の演算ユニット８６を形成している。
【００８７】
尚、「差分の時間変化」とは、各時刻における「差分」の集合体である。従って、「差分の時間変化を得る」は、出力の差分を得ることの一態様である。
【００８８】
駆動パルス発生ユニット４８は、トリガ信号８４の他に、試料注入ユニット２４に、第１の試料１２となる薬剤の注入及び第２の試料１６となる薬剤の注入を実行させる駆動パルス８８を供給する（図４参照）。この動作も、トリガ信号制御装置７０によって制御される。
【００８９】
すなわち、駆動パルス発生ユニット４８とトリガ信号制御装置７０は、試料注入ユニット２４に、第１の試料１２となる薬剤の注入及び第２の試料１６となる薬剤の注入を実行させる駆動パルス８８を供給する試料注入パルス発生ユニット９０を形成している。
【００９０】
ところで、上述したメモリＡには、トリガ信号８４に同期して、差動増幅器１９（正確には、第１の演算ユニット８６）の出力が繰り返し記録される。但し、（試料注入ユニット２４を駆動する）駆動パルス８８が発生すると、メモリＡの更新は一時停止し、駆動パルス８８の発生直前の出力が一周期分保持される。
【００９１】
すなわち、メモリＡは、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂとの出力の差分を繰り返し記録し、駆動パルス８８の発生直前の上記差分の時間変化を保持する第１の記録ユニット９６を形成する。
【００９２】
一方、メモリＢには、トリガ信号８４に同期して、駆動パルス８８の発生直後の、差動増幅器１９（正確には、第１の演算ユニット８６）の出力の時間変化が、トリガ信号８４の一周期分、記録される。すなわち、メモリＢは、駆動パルス８８の発生直後の上記差分の時間変化を記録する第２の記録ユニット９８を形成する。
【００９３】
ところで、演算制御装置４６は、演算装置１００を備えている。
【００９４】
この演算装置１００は、メモリＡに保持された上記差分（駆動パルス８８の発生直前の、差動増幅器１９の出力）の時間変化と、メモリＢに記録された上記差分（駆動パルス８８の発生直後の、差動増幅器１９の出力）の差分の時間変化を算出し、メモリＣ（第３のメモリユニット９９）に記録する。
【００９５】
すなわち、演算装置１００とメモリＣは、第１の記録ユニット９６に保持された上記差分の時間変化と、第２の記録ユニット９８に記録された上記差分の時間変化の差分を得て記録する第２の演算ユニット１０２を形成する。
【００９６】
（２）検出方法
微弱光の検出は、図２を参照して説明した手順を基礎として実施される。
【００９７】
図６は、本微弱光の検出装置４４の動作を説明するタイミングチャートである。
【００９８】
図６の横軸は時間である。図６には、上から順番に、トリガ信号８４、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料）となる薬液の注入前の、第１の受光器８の出力（第１の受光信号１０８）、一重項酸素を発生しない試料（一重項酸素を含まない試料）となる薬液の注入前の、第２の受光器１０の出力（第２の受光信号１１０）が記載されている。
【００９９】
また、図６には、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分1１２（ベースライン）が記載されている。
【０１００】
この第１の差分１１２（ベースライン）は、トリガ信号８４の一周期毎に、メモリＡに記録され且つ更新される。そして、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料）となる薬液の注入直前の第１の差分１２８の時間変化が、メモリＡに記録される。
【０１０１】
また、図６には、駆動パルス８８、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料となる薬液）となる薬液の注入後の、第１の受光器８の出力（第３の受光信号１１４）、一重項酸素を発生しない試料（一重項酸素を含まない試料）となる薬液の注入後の、第２の受光器１０の出力（第４の受光信号１１６）が記載されている。
【０１０２】
また、図６には、第３の受光信号１１４と、第４の受光信号１１６との第２の差分１１８が記載されている。
【０１０３】
更に、図６には、第２の差分１１８（測定光強度＋ベースライン）と第１の差分１２８（ベースライン）との差分である、第３の差分１２０（測定光強度）が記載れている。
【０１０４】
本微弱光の検出方法では、まず、冷却板１７を約１００Ｋに冷却する。この冷却操作により、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、冷却された状態になる。
【０１０５】
図７は、演算制御装置４６の操作画面１０１を説明する図である。微弱光の検出装置４４の制御は、この画面を操作することによって実施される。
【０１０６】
まず、瞬時混合システムコントロール画面１０４を操作して、試料注入ユニット２４の動作条件を設定する。この操作により、試料注入ユニット２４の各シリンジには、リザーバ（図示せず）に充填された所定の薬液が吸引される。
【０１０７】
この時、（第１の試料受容室１４の）薬液流入路２０ａに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２０ｂに接続されたシリンジには、次亜塩素酸が吸引される。また、同薬液流入路２０ｃに接続されたシリンジには、一重項酸素の消去剤（例えば、ヒスチジン、リコピン）を溶かした純水等の試験対象となる薬剤が吸引される。
【０１０８】
更に、（第２の試料受容室１８の）薬液流入路２２ａに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２２ｂに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２２ｃに接続されたシリンジには、一重項酸素の消去剤（例えば、ヒスチジン、リコピン）を溶かした純水等が吸引される。
【０１０９】
次に、各シリンジに吸引された薬液が、各薬液流入路に注入される。各薬液流入路に注入された薬液は、連結部５６ａ,５６ｂで混合され、夫々、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８に注入される。
【０１１０】
第１の試料受容室１４に注入された混合液は、過酸化水素水と次亜塩素酸が反応して一重項酸素を発生する。
【０１１１】
この状態で一重項酸素が消失するまで待機し、第１の試料受容室１４に注入された混合液を、背景光測定用の第１の試料とする。
【０１１２】
第２の試料受容室１８に注入された混合液は、次亜塩素酸を含まない点を除き、第１の試料受容室１４に注入される混合液と略同一組成である。故に、第２の試料受容室１８に注入される混合液も、背景光測定用の試料となる。
【０１１３】
次に、トリガ信号条件設定画面１０６を操作して、トリガ信号８４の間隔ｔｇと幅Δｔ１を設定する。
【０１１４】
すると、トリガ信号制御装置７０が、駆動パルス発生ユニット４８を制御して、トリガ間隔ｔｇ、幅Δｔ１のトリガ信号８４を発生する（図６参照）。トリガ信号８４は、スイッチユニット５４に供給される。
【０１１５】
尚、トリガ信号８４の間隔ｔｇは、例えば、１０秒であり、１〜１００秒の範囲で可変設定できる仕様である。また、トリガ信号８４の幅Δｔ１は、１秒程度で固定されている。
【０１１６】
―第１の計測ステップ―
トリガ信号８４が、スイッチユニット５４に供給されると、第１の受光器８の出力端子８２ａ,８２ｂを短絡する第１のスイッチ６６ａが閉じられる。
【０１１７】
Δｔ１が経過しトリガ信号８４が終了すると、第１のスイッチ６６ａが開き、第１の受光器８の出力端子間に、背景光に起因して第１の受光器８に発生する光電流と、第１の受光器８の暗電流との積分値に相当する電圧（第１の受光信号１０８）が出力される（図６参照）。
【０１１８】
すなわち、第１の受光器８を冷却した状態で、第１の受光器８の出力端子間を短絡する第１のスイッチ６６ａを閉じ、更に第１のスイッチ６６ａを開いた後に、第１の受光信号１０８を得るステップが実行される。
【０１１９】
以上手順によって、第１の計測ステップ３０と同時に、背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器８で受光して、第１の受光信号１０８の時間変化を得る第１の計測ステップ３０が実行される（図２参照）。
【０１２０】
―第２の計測ステップ―
同様に、トリガ信号８４は、第２のスイッチ６６ｂを開閉する。
【０１２１】
その結果、第２の受光器１０を冷却した状態で、第２の受光器の出力端子間を短絡する第２のスイッチ６６ｂを閉じ、更に、第１のスイッチ６６ａの開放と同時に、第２のスイッチ６６ｂを開放した後に、第２の受光信号１１０を得るステップが実行される（図６参照）。
【０１２２】
ここで、第２の受光信号１１０は、背景光に起因して第２の受光器６６ｂに発生する光電流と、第２の受光器６６ｂの暗電流との積分値に相当する信号である。
【０１２３】
以上の手順によって、背景光測定用の第２の試料１６が放射する光を、第２の受光器１０で受光して、第２の受光信号１１０の時間変化を得る第２の計測ステップ３２が実行される（図２参照）。
【０１２４】
―第１の演算記録ステップ―
第１の受光信号１０８と第２の受光信号１１０は、夫々、第１の演算ユニット８６を形成する差動増幅器１９の入力端子に供給される。
【０１２５】
すると、第１の演算ユニット８６は、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分（ベースライン）１１２を生成して、演算制御装置４６に供給する（図６参照）。
【０１２６】
ここで、この第１の差分１１２（ベースライン）は、第１の受光器８と第２の受光器１０との暗電流の相違に起因する信号である。
【０１２７】
演算制御装置４６は、この第１の差分１１２の時間変化を、トリガ信号８４の一周期毎に、逐次メモリＡに記録し更新する。
【０１２８】
以上の手順によって、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分１１２の時間変化を得て記録する第１の演算記録ステップ３４が実行される（図２参照）。
【０１２９】
―ベースライン測定の繰り返し―
トリガ信号８４は、周期的に発生する。このトリガ信号８４に同期して、第１の受光信号１０８を得て記録する第１の計測ステップ３０、第２の受光信号１１０を得て記録する第２の計測ステップ３２、及び第１の差分１１２の時間変化を得て記録する第１の演算記録ステップ３４が繰り返される（図６参照）。
【０１３０】
第１の演算記録ステップ３４によって得られる、第１の差分１１２（ベースライン）の時間変化は、操作画面１０１の差分信号表示画面１２２に逐次表示される。
【０１３１】
ところで、受光器８,１０に入射する背景光は、各試料受容室へ薬液を最初に注入した直後は、大きく変動する。これは、試料容器４等が放射する背景光が薬液（試料）を透過して受光器８,１０に入射する際、薬液（試料）の状態によって異なる擾乱（散乱、吸収等）を受けるためである。このような背景光の変動を安定化するには、薬液（試料）を長時間、安静に保つ必要がある。
【０１３２】
ところで、背景光には、遮光試料室６を開放した時にその各部材に蓄えられ、その後、除々に放出される畜光も含まれている。このような畜光も、長時間に亘って各部材から放出され、背景光を不安定化させる一因になる。
【０１３３】
このような種々の要因によって、各試料室への薬液の注入直後は、第１の差分１１２（ベースライン）が大きく変動する。このような状況下では、微弱光の検出は不可能である。
【０１３４】
そこで、本実施例では、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化するまで、第１の計測ステップ３０、第２の計測ステップ３２、及び第１の演算記録ステップ３４を繰り返し実施して、第１の差分１１２が安定化してから、次のステップに進む。
【０１３５】
ここで、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化かしたか否かの判断は、差分信号表示画面１２２に逐次表示される第１の差分１１２（ベースライン）を、測定者が観察して行う。但し、この判断は演算制御装置４６に行わせてもよい。
【０１３６】
―測定試料の注入―
測定者は、第１の差分１１２（ベースライン）が安定したと判断すると、操作画面１０１のトリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４を押す。例えば、観察中の第１の差分１１２の最終値（測定周期の最後における値）と、一つ前の測定周期における第１の差分１１２の最終値の差が、観察中の第１の差分１１２の最終値の１/１０以下になった場合に、第１の差分１１２の差分が安定したと判断する。
【０１３７】
この操作によって、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４は、ＯＮ状態になる。
【０１３８】
すると、トリガ信号制御装置７０が、駆動パルス発生ユニット４８を制御して、駆動パルス８８を発生する（図４及び図６参照）。
【０１３９】
この駆動パルス８８は、試料注入ユニット２４に供給される。駆動パルス８８が供給されると、試料注入ユニット２４は、薬液流入路毎に上述した薬液を注入する。
【０１４０】
この時、第１の試料受容室１４には、一重項酸素が発生し、波長１２６８ｎｍの光が放射される。尚、同時に発生する６３０ｎｍの光は、光学フィルタ６０ａによって遮断される。
【０１４１】
尚、駆動パルス８８は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４をＯＮ状態にした後の
最初のトリガ信号１２６に、僅かに遅れて発生する（図６参照）。
【０１４２】
一方、演算制御装置４６は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４が押されると、メモリＡに記録中の第１の差分（ベースライン）１２８を、一周期（＝ｔｇ＋Δｔ１）分保持する。そして、演算制御装置４６は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４がＯＮ状態の間は更新しない。
【０１４３】
―第３の計測ステップ、第４の計測ステップ、及び第２の演算ステップ―
トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４がＯＮ状態になった後も、トリガ信号８４は継続的に生成される。
【０１４４】
このトリガ信号８４に従って、第１の計測ステップ３０と同様の手順に従って、発光体（一重項酸素）を含む試料が放射する光を、第１の受光器８で受光して第３の受光信号１１４の時間変化を得る、第３の計測ステップ３６が実行される（図６参照）。
【０１４５】
また、第３の計測ステップ３６と同時に、第２の計測ステップ３２と同様の手順に従って、背景光測定用の第４の試料が放射する光を、第２の受光器１０で受光して、第４の受光信号１１６の時間変化を得る第４の計測ステップ３８が実行される（図６参照）。
【０１４６】
更に、第１の演算ステップ３４と同様の手順に従って、第３の受光信号１１４の時間変化と、第４の受光信号１１６の時間変化との第２の差分１１８を得て記録する第２の演算記録ステップ４０が実行される（図６参照）。
【０１４７】
第２の演算記録ステップ４０の結果は、メモリＢに記録される。
【０１４８】
すなわち、第１の差分（ベースライン）１１２時間変化が安定した後に、第３の計測ステップ３６、第４の計測ステップ３８、及び第２の演算記録ステップ４０を実施して、第２の差分１１８（測定光強度＋ベースライン）の時間変化を得て記録する。
【０１４９】
尚、第２の演算ステップ４０は、トリガ信号８４に同期して、繰り返し実行されてもよいし、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施した直後に一度だけ実施されてもよい。
【０１５０】
尚、測定者が、操作画面１０１のトリガ信号スイッチＯＮ／ＯＦＦボタンを押すと、後述する第３の演算ステップの終了後、改めて第１の測定ステップ３０及び第２の測定ステップ３２が再開する。これにより、微弱光検出プロセスが再開する。
【０１５１】
―第３の演算ステップ―
上記第２の演算ステップ４０が終了した段階で、メモリＡには、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得た、第１の差分１１８（ベースライン）の時間変化が記録されている。
【０１５２】
また、メモリＢには、第３の演算ステップ４０によって得られた第２の差分１２８（測定光強度＋ベースライン）の時間変化が記録されている。
【０１５３】
演算制御装置４６の演算装置１００は、メモリＡおよびメモリＢにアクセスして、第２の差分１１８の時間変化（測定光強度＋ベースライン）から、第１の差分１２８の時間変化（ベースライン）を差し引いて、第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化を算出する（図６参照）。
【０１５４】
すなわち、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得て記録した第１の差分１２８の時間変化と、第２の差分１１８の時間変化に基づいて、第３の演算記録ステップ４２を実施して、第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化を得る。
【０１５５】
第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化は、メモリＣに記録され、操作画面１０１の発光信号表示画面１３０に表示される。微弱光の強度は、この第３の差分１２０の時間変化の傾きに比例する。尚、第３の差分１２０は、演算制御装置４６の処理時間Ｔだけ遅れて、メモリＣに記録される。
【０１５６】
図８は、差分信号表示画面１２２及び発光信号表示画面１３０の一例を説明する図である。図８に示した発光信号表示画面１２２には、第１の差分１２８（ベースライン）の時間変化に加えて、第２の差分１１８の時間変化が表示されている。横軸は時間であり、一目盛りが１秒である。縦軸は電圧であり、一目盛りが１Ｖである。
【０１５７】
一方、発光信号表示画面１３０には、微弱光強度の積分値を表す第３の差分１２０の時間変化が表示されている。横軸は時間であり、一目盛りが１秒である。縦軸は電圧であり、一目盛りが５００ｍＶである。
【０１５８】
以上説明したとおり、本実施例では、まず、第１の受光器８及び第２の受光器１０の出力の差（第１の差分１２８）を予め測定しておく。この第１の差分１２８は、受光信号に含まれる暗電流の寄与分である。
【０１５９】
次に、微弱光を発生させて第１の受光器８で受光し、第１の受光器８及び第２の受光器１０の出力の差（第２の差分１１８）を測定する。そして、この第２の差分１１８から、予め測定しておいた第１の差分１２８を差し引いて、暗電流の影響を除いた、微弱光の強度を得る。
【０１６０】
従って、本実施例によれば、光受光器８,１０の冷却温度が、暗電流が残存している低温（例えば、１００Ｋ程度）であっても、暗電流の影響を除去して、微弱光を検出することが可能になる。
【０１６１】
このため、本実施例によれば、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱光を検出することが可能になる。従って、本実施例によれば、微弱光の検出時間が短くなる。
【０１６２】
また、本実施例では、第１の差分１１２（ベースライン）の変化を観察して、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化した直後に、微弱光の測定を実行する。従って、測定開始後、背景光が確実に安定化するまで、長時間待機する必要がなくなる。故に、本実施例によれば、微弱光の検出時間が、更に短くなる。
【実施例２】
【０１６３】
図９は、微弱光の強度を表す第３の差分１２０の時間変化を分類した図である。
【０１６４】
横軸は時間であり、縦軸は第３の差分１２０の強度（測定光強度）である。図９の最上部には、トリガ信号８４が記載されている。
【０１６５】
図９の上から２番目からは、トリガ間隔ｔｇと、微弱光を放射する発光体の寿命τとの大小関係に基づいて分類した、第３の差分（測定光強度）の時間変化が示されている。
【０１６６】
上から２番目に記載された時間変化１３２は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇより十分長い場合に生じる。この場合には、一定の傾きの時間変化が繰り返される。
【０１６７】
上から３番目に記載された時間変化１３４は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇの数倍程度の場合に生じる。この場合には、時間変化１３４は、傾きを漸減させながら、小さくなっていく。この傾きの変化を調べることにより、発光体の寿命τを知ることができる。
【０１６８】
上から４番目に記載された時間変化１３６は、発光体の寿命τが、トリガ間隔ｔｇより短い場合に生じる。この場合には、最初のトリガ間隔ｔｇの間だけ、第３の差分が大きく変化する。２回目以降のトリガ間隔ｔｇの間は、第３の差分は殆ど変化しない。このような場合には、最初のトリガ間隔ｔｇの終了時点に於ける第３の差分の強度から、発光体の総量を推定することができる。
【０１６９】
上から５番目に記載された時間変化１３８は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇより十分に長く、且つ発光強度が極めて弱い場合に生じる。このような場合には、トリガ間隔ｔｇを広げることによって、微弱光の測定が可能になる。
【０１７０】
ところで、上から３番目に記載された時間変化１３４のように、傾きが除々に変化する場合には、以下のように第３の差分（測定光強度）を記録してもよい。
【０１７１】
まず、各トリガ信号８４の終了後、所定の時間Δｔ２が経過する度に、第３の計測ステップ及び第４の計測ステップを実施する。そして、これらの測定ステップの結果に基づいて、トリガ信号８４の一周期毎に第３の差分を得てメモリに記録する。
【０１７２】
このようにすれば、僅かなメモリ容量で、長時間に亘る微弱光強度の変化を記録することができる。
【０１７３】
そこで、本実施例では、各トリガ信号８４が終了し所定の時間Δｔ２が経過する毎に、各計測ステップを実施する。
【０１７４】
本実施例の微弱光の検出方法は、実施例１の各ステップに相当するステップを有している。但し、実施例１の第１〜第４の計測ステップ３０,３２,３６,３８に相当するステップでは、各受光器８,１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、夫々の受光信号を得て記録する。尚、以後、実施例１の各ステップに相当するステップは、実施例１の各ステップと同じ名称で呼ぶ。
【０１７５】
すなわち、第１の計測ステップ３０は、第１の受光器８の出力端子間及び第２の受光器１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、第１の受光信号を得るステップである。同様に、第２の計測ステップ３２、第３の計測ステップ３６、及び第４の計測ステップ３８は、夫々、第１の受光器８の出力端子間及び第２の受光器１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、第２の受光信号、第３の受光信号、及び第４の受光信号を得るステップである。
【０１７６】
そして、本実施例では、第１の計測ステップ３０、第２の計測ステップ３２、及び第１の演算記録ステップ３４を繰り返し、第１の差分が安定化した後、第３の計測ステップ３６、第４の計測ステップ３８、及び第２の演算記録ステップ４０を、一定の周期で繰り返し実施する。
【０１７７】
本実施例では、更に、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得て記録した第１の差分と、第２の演算記録ステップ４０を繰り返して得られる第２の差分に基づいて、第３の演算記録ステップ４２を繰り返して実施する。
【０１７８】
従って、本実施例によれば、僅かなメモリ容量で、微弱光の減衰過程を記録することができる。
【０１７９】
尚、本実施例で使用する微弱光検出装置は、図３乃至図８を参照して説明した、微弱光の検出装置４４と基本的には同じである。
【０１８０】
但し、第１の演算ユニット８６は、各受光器の出力端子間を開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後の、第１の受光器ユニット６８ａの出力と第２の受光器ユニット６８ｂの出力の差分を得る。
【０１８１】
また、第１の記録ユニット９６は、各受光器の出力端子間を開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後の、各受光器の出力の差分を記録する。第２の記録ユニット９８、第３の記録ユニット９９においても同様である。
【０１８２】
（変形例）
以上の例は、一重項酸素を発光体とする微弱光の検出方法に関するものである。
【０１８３】
しかし、本微弱光の検出方法は、他の発光体が放射する微弱光の検出にも適用できる。
【０１８４】
例えば、本微弱光の検出方法は、Ｏ２−（スーパーオキシド），Ｈ２Ｏ２（過酸化水素），ＯＨ−，ＮＯ等の活性酸素と、それらの蛍光試薬が形成する発光体が放射する可視光の検出にも適用できる。但し、これらの活性酸素を検出する受光器には、可視光に反応するＳｉ製のｐｉｎフォトダイオードを使用する必要がある。
【０１８５】
これらの発光体が放射する可視光は、必ずしも、微弱ではない。しかし、Ｏ２−（スーパーオキシド）等が微量存在する場合には、その放射光も微弱になる。このような場合、本微弱光の検出方法は有益である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明者等が提案した一重項酸素の検出方法に用いる、微弱光検出装置の構成を説明する図である（関連技術）。
【図２】実施の形態の微弱光の検出方法を説明するフロー図である。
【図３】実施例１で使用する微弱光検出装置の構成を説明する図である。
【図４】微弱光検出装置が備える電子機器全体の構成を説明する図である（実施例１）。
【図５】受光器ユニットの等価回路を説明する図である。
【図６】実施例１の微弱光検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】演算制御装置の操作画面を説明する図である。
【図８】差分信号表示画面及び発光信号表示画面の一例を説明する図である。
【図９】微弱光の強度を表す第３の差分の時間変化を分類した図である。
【符号の説明】
【０１８７】
２・・・微弱光検出装置（関連技術） ４・・・試料容器
６・・・遮光試料室 ８・・・第１の受光器
１０・・・第２の受光器 １１・・・遮光受光室
１２・・・第１の試料 １４・・・第１の試料受容室
１６・・・第２の試料 １７・・・冷却板
１８・・・第２の試料受容室 １９・・・差動増幅器
２０ａ, ２０b, ２０c・・・薬液流入路
２２ａ, ２２b, ２２c・・・薬液流入路
２４・・・試料注入ユニット ２６・・・測定光
２８a, ２８ｂ・・・背景光
３０・・・第１の計測ステップ ３２・・・第２の計測ステップ
３４・・・第１の演算記録ステップ ３６・・第３の計測ステップ
３８・・・第４の計測ステップ ４０・・・第２の演算記録ステップ
４２・・・第３の演算記録ステップ ４４・・・微弱光の検出装置（実施例１）
４６・・・演算制御装置 ４８・・・駆動パルス発生ユニット
５０・・・増幅器 ５２・・・Ａ／Ｄ変換器
５４・・・スイッチユニット
５６ａ,５６ｂ・・・連結部 ５８ａ,５８ｂ・・・薬液流出路
５９ａ,５９ｂ・・・恒温水流路管
６０ａ,６０ｂ・・・光学フィルタ ６２ａ,６２ｂ・・・光透過窓
６４・・・恒温水 ６５・・・電子機器群
６６ａ,６６ｂ・・・スイッチ
６８ａ,６８ｂ・・・受光器ユニット ７０・・・トリガ信号制御装置
７２・・・トリガ信号発生ユニット
７４・・・受光器ユニットの等価回路 ７６・・・電流源
７８・・・容量 ８０・・・内部抵抗
８２ａ,８２ｂ・・・出力端子 ８４・・・トリガ信号
８６・・・第１の演算ユニット
８８・・・（試料注入ユニットの）駆動パルス
９０・・・試料注入パルス発生ユニット ９６・・・第１の記録ユニット
９８・・・第２の記録ユニット ９９・・・第３のメモリユニット
１００・・・演算装置
１０２・・・第２の演算ユニット １０１・・・操作画面
１０４・・・瞬時混合システムコントロール画面
１０６・・・トリガ信号条件設定画面
１０８・・・第１の受光信号 １１０・・・第２の受光信号
１１２・・・第１の差分 １１４・・・第３の受光信号
１１６・・・第４の受光信号 １１８・・・第２の差分
１２０・・・第３の差分 １２２・・・差分信号表示画面
１２４・・・トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン
１２６・・・トリガ信号 １２８・・・第１の差分
１３０・・・発光信号表示画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微弱光の検出方法及びその検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性酸素は、動植物の生命活動において極めて重要な役割を果たしている。活性酸素には、Ｏ２−（スーパーオキシド），Ｈ２Ｏ２（過酸化水素），ＯＨ−，ＮＯ、１Ｏ２（一重項酸素）等がある。
【０００３】
活性酸素と発光試薬を反応させると、微弱な可視光が発生する。この微弱な光を検出することによって、活性酸素の存在を検知することができる。しかしながら、一重項酸素のみに反応する適当な発光試薬は、存在しない。このため、他の活性酸素に比べ、一重項酸素の研究は、遅れている。
【０００４】
ところで、一重項酸素は、基底状態の酸素（三重項酸素）に緩和する過程で微弱な光を発生する。この緩和過程には、２つの一重項酸素が関与する２分子反応と、一重項酸素が単独で緩和する１分子反応がある。
【０００５】
２分子反応では、６３０ｎｍの光が発生する。この光を測定して、活性酸素を検出することも考えられる。しかし、この光の波長６３０ｎｍは、生体内部の諸物質による吸収波長や発光波長と重なっている。このため、６３０ｎｍの光は、一重項酸素の検出には適していない。
【０００６】
一方、１分子反応では、１２６８ｎｍの光が発生する。この波長は、生体内部の諸物質での吸収や発光とは重ならない。従って、１２６８ｎｍの光は、一重項酸素の検出に適している。本発明者等は、既に、この波長を用いた、一重項酸素の検出方法を提案している。
【特許文献１】特許第３０１７７２１号公報
【特許文献２】特開２０００−１９９７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一重項酸素の発光強度は微弱である。このため、一重項酸素が放射する光を受光器（光検出器）に照射しても、受光器に流れる光電流は、暗電流以下にしかならない。
【０００８】
このような光電流を検出することは、一般的に困難である。
【０００９】
ここで、暗電流とは、熱励起によって受光器に発生する電流のことである。例えば、ｐｉｎフォトダイオード（pin photodiode;PIN-PD）の空乏層に、熱励起によって電子―正孔対が発生すると、空乏層内の電界によって、この電子と正孔が反対方向に引き離され、暗電流が発生する。
【００１０】
本発明者等が提案した一重項酸素の検出方法では、受光器は３０Ｋ以下の極低温に冷却される。このような温度では暗電流が略完全に消失するので、一重項酸素が放射する微弱光を検出することが可能になる。
【００１１】
しかし、光検出器を３０Ｋ以下に冷却するためには、長時間の冷却が必要である。このような長時間の冷却は、測定効率を著しく低下させる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱な光の検出を可能とする、微弱光検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本微弱光の検出方法は、背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップを具備する。
【００１４】
また、本微弱光の検出方法は、前記第１の計測ステップと同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を、第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップを具備する。
【００１５】
また、本微弱光の検出方法は、前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップを具備する。
【００１６】
また、本微弱光の検出方法は、発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップを具備する。
【００１７】
また、本微弱光の検出方法は、前記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を、前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップを具備する。
【００１８】
また、本微弱光の検出方法は、前記第３の受光信号と第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップを具備する。
【００１９】
更に、本微弱光の検出方法は、前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本微弱光の検出方法によれば、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱光を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
【００２２】
図１は、上述した一重項酸素の検出方法に用いる、微弱光検出装置２の構成を説明する図である。尚、以後、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
この微弱光検出装置２は、測定試料が配置される遮光試料室６、受光器が配置される遮光受光室１１、及び試料注入ユニット２４を有している。遮光試料室６は、大気圧、室温に保たれる。一方、遮光受光室１１内は真空に保たれ、第１の受光器８、第２の受光器、及び冷却板１７は、測定にあたっては、極低温（３０Ｋ以下）に保たれる。
【００２４】
遮光試料室６には、試料容器４が配置されている。
【００２５】
試料容器４には、第１の試料１２を保持する第１の試料受容室１４と、第２の試料１６を保持する第２の試料受容室（発光容器）１８が設けられている。ここで、第１の試料１２は、例えば、一重項酸素等の発光体を含む薬液である。第２の試料１６は、背景光測定用の試料である。例えば、第２の試料１６は、発光体を含まない点を除き、できる限り第１の試料１２と同じ組成になるように調製された薬液である。
【００２６】
試料容器４は、複数の薬液を瞬間的に混合して試料を調製する、いわゆるラピッド・ミキシング容器である。第１の試料受容室（発光容器）１４には、３つの薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cが接続されている。一方、第２の試料受容室１６には、３つの薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cが接続されている。
【００２７】
薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０c及び薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cは、第１の試料受容室１４に第１の試料１２を注入し、同時に、第２の試料受容室１８に第２の試料１６を注入する試料注入ユニット２４に接続されている。
【００２８】
遮光受光室１１には、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器８と、第２の試料受容室１８に保持された第２の試料１６が放射する光（熱輻射等）を検出する第２の受光器１０が配置されている。ここで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ｐｉｎフォトダイオードである。
【００２９】
第１の受光器８及び第２の受光器１０は、差動増幅器１９に接続されている。
【００３０】
一重項酸素の測定は、以下のように行われる。
【００３１】
まず、遮光受光室１１の中に設置された、第１の受光器８及び第２の受光器１０および冷却板１７は冷却器（図示せず）によって、３０Ｋ以下の極低温に冷却される。従って、第１の受光器８及び第２の受光器１０の暗電流は、略完全に消失する。
【００３２】
次に、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８夫々に、一重項酸素を含む第１の試料１２と、背景光測定用の第２の試料１６を、同時に注入する。
【００３３】
すると、第１の受光器８には、第１の試料１２に含まれる一重項酸素が放射する、測定光２６が入射する。更に、第１の受光器８には、熱輻射等の一重項酸素の発光には起因しない背景光２８ａが入射する。尚、背景光とは、検出対象の光（例えば、一重項酸素の発光に起因する光）と共に、受光器に入射する光のことである。
【００３４】
ところで、第２の受光器１０に対面する第２の試料１６には、一重項酸素は含まれていない。このため、第２の受光器１０には、背景光２８ｂのみが入射する。
【００３５】
上述したように、第２の試料１６は、一重項酸素を含まない点を除き、できる限り第１の試料１２と同じ組成になるように形成されている。更に、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８等も、できる限り同じ構成になるよう形成されている。このため、背景光２８ａ,２８ｂの強度及び分布は、略等しくなる。
【００３６】
従って、差動増幅器１９によって、第１の受光器８の出力と第２の受光器１０の出力の差分を得ると、測定光２６に起因する光起電力だけが検出される。
【００３７】
しかし、光検出器８,１０を３０Ｋ以下に冷却するためには、長時間の冷却時間が必要である。このような長時間の冷却時間は、測定効率を著しく低下させる。
【００３８】
このような測定効率の低下を回避するため、本実施の形態では、光検出器８,１０を短時間で冷却可能な低温（例えば、１００Ｋ）に冷却して測定を実施する。
【００３９】
しかし、１００Ｋ程度の低温では冷却効果が十分でないので、暗電流は、十分に小さくはならない。このため、微弱光の測定に際して、暗電流の影響を無視することができない。
【００４０】
暗電流が微弱光の測定に及ぼす影響をなるべく小さくするために、第１の光検出器８及び第２の光検出１０には、なるべく特性の揃った受光素子が用いられる。しかし、両受光器の暗電流を、完全に一致させることは不可能である。このため、測定光２６が放射されていない時でも、差動増幅器１９には、出力が発生する。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、暗電流によって差動増幅器１９に発生する出力（以下、ベースラインと呼ぶ）を予め測定しておく。そして、微弱光を測定する際には、差動増幅器１９の出力から、このベースラインを差し引いて、測定光２６を検出する。
【００４２】
図２は、本実施の形態の微弱光の検出方法を説明するフロー図である。
【００４３】
本実施の形態では、まず、背景光測定用の第１の試料が放射する光を、第１の受光器８で受光して、第１の受光信号を得る（第１の計測ステップ３０）。
【００４４】
背景光測定用の試料とは、検出対象の光を放射する発光体を含む試料と、同一の背景光を形成するように、形成された試料のことである。例えば、一重項酸素を含む液体と、同一又は近似した組成を有する液体である。具体的には、過酸化水素水と次亜塩素酸を反応させて一重項酸素を発生させて、測定試料とする場合、過酸化水素水が背景光測定用の試料になる。
【００４５】
この第１の計測ステップ３０と同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器１０で受光して、第２の受光信号を得る（第２の計測ステップ３２）。
【００４６】
次に、差動増幅器１９によって、上記第１の受光信号と上記第２の受光信号との第１の差分（ベースライン）を得て記録する（第１の演算記録ステップ３４）。
【００４７】
この第１の差分（ベースライン）は、第１の受光器８及び第２の受光器１０の暗電流の相違に起因する。
【００４８】
次に、発光体（一重項酸素）を含む第３の試料が放射する光を第１の受光器８で受光して、第３の受光信号を得る（第３の計測ステップ３６）。
【００４９】
ここで、第３の試料とは、例えば、過酸化水素水、次亜鉛素酸、及びサンプル薬液（例えば、ヒスチジン、リコピン等の一重項酸素の消去材を含む溶液）である。
【００５０】
上記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を上記第２の受光器１０で受光して、第４の受光信号を得る（第４の計測ステップ３８）。
【００５１】
次に、差動増幅器１９によって、第３の受光信号と第４の受光信号との第２の差分を得て記録する（第２の演算記録ステップ４０）。
【００５２】
次に、上記第２の差分から上記第１の差分（ベースライン）を差し引いた、第３の差分を得て記録する（第３の演算記録ステップ４２）。
【００５３】
このように、本実施の形態では、第２の差分から第１の差分（ベースライン）を差し引くので、第３の差分からは、暗電流の影響が除去されている。このため、第３の差分は、測定光の強度にのみ比例するようになる。
【００５４】
故に、本実施の形態によれば、暗電流が残存する低温でも、一重項酸素等の放射する微弱な光の検出が可能になる。従って、微弱光の検出を短時間で実施できるようになる。
【実施例１】
【００５５】
（１）測定装置
図３は、本実施例で使用する微弱光の検出装置４４の構成を説明する図である。
【００５６】
本微弱光の検出装置４４は、遮光試料室６、遮光受光室１１、試料注入ユニット２４、演算制御装置４６、駆動パルス発生ユニット４８、増幅器5０、アナログ・デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）５２及びスイッチユニット５４を有している。
【００５７】
遮光試料室６は、大気圧、室温に保たれる。一方、遮光受光室１１は、測定にあたっては、真空に保たれ、第１の受光器８、第２の受光器１０、及び冷却板１７が低温（例えば、１００Ｋ程度）に保たれる。
【００５８】
―遮光試料室―
遮光試料室６には、試料容器４が配置されている。
【００５９】
試料容器４には、第１の試料１２を保持する第１の試料受容室１４と、第２の試料１６を保持する第２の試料受容室１８が設けられている。ここで、第２の試料は、背景光測定用の試料である。
【００６０】
試料容器４は、複数の薬液を瞬間的に混合して試料を調製する、いわゆるラピッド・ミキシング容器である。第１の試料受容室１４には、３つの薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cが接続されている。一方、第２の試料受容室１８には、３つの薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cが接続されている。
【００６１】
薬液流入路２０ａ,２０b,２０c及び薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cには、夫々、試料注入ユニット２４が接続されている。
【００６２】
試料注入ユニット２４は、各薬液流入路に薬液を注入する。すると、各薬液は、各薬液流入路と試料受容室とをつなぐ連結路５６ａ,５６ｂで瞬間的に混合される。混合された各薬液は、第１の試料１２又は第２の試料１６となって、夫々、各試料受容室１４,１８に注入される。
【００６３】
各試料受容室１４,１８から溢れた薬液は、各薬液流出路５８ａ,５８ｂを経由して試料容器４の外部に排出される。
【００６４】
また、遮光試料室６には、２つ光学フィルタ６０ａ，６０ｂが配置されている。これら２つの光学フィルタ６０ａ，６０ｂは、それぞれ、試料受容室１４,１８と光透過窓６２ａ,６２ｂの間に配置されている。光学フィルタ６０ａ，６０ｂは、一重項酸素が放射する波長１２６８ｎｍの光を抽出するフィルタである。
【００６５】
また、試料容器４、光学フィルタ６０ａ,６０ｂの周囲、および光透過窓６２ａ,６２ｂの周囲には、恒温水６４が流れる恒温水流路管５９ａ,５９ｂ等が配置されている。この恒温水６４の流れによって、試料容器４等の温度は一定に保たれる。
【００６６】
―遮光受光室―
遮光受光室11には、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器８と、第２の試料１６が放射する光を検出する第２の受光器１０が配置されている。また、遮光受光室11には、後述するスイッチユニット５４と差動増幅器１９が配置されている。ここで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ｐｉｎフォトダイオードである。
【００６７】
尚、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、冷却機（図示せず）に接続された冷却板１７に固定されている。この冷却板１７の冷却作用により、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、約１００Ｋに冷却される。
【００６８】
―試料注入ユニット―
試料注入ユニット２４は、第１の試料受容室１４に第１の試料１２となる薬液を注入し、同時に、第２の試料受容室１８に第２の試料１６となる薬液を注入する装置である。
【００６９】
試料注入ユニット２４は、各薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０c,２２ａ, ２２b, ２２cに接続される複数のシリンジ（図示せず）を有している。
【００７０】
薬液流入路２０ａ, ２０b, ２０cには、これらのシリンジから、調合されて第１の試料１２となる薬液が注入される。一方、薬液流入路２２ａ, ２２b, ２２cには、調合されて第２の試料１６となる薬液が注入される。
【００７１】
―電子機器群―
図４は、本微弱光の検出装置４４を形成する電子機器群６５の構成を説明する図である。
【００７２】
本電子機器群６５は、第１の受光器８と第２の受光器１０を有している。また、本電子機器群６５は、スイッチユニット５４を有している。
【００７３】
第１の受光器８及び第２の受光器１０は、ＩｎＰ基板上に形成されたＩｎＧａＡｓを光吸収層とするｐｉｎフォトダイオードである。
【００７４】
スイッチユニット５４は、電界効果トランジスタ製の第１のスイッチ６６ａと、同じく電界効果トランジスタ製の第２のスイッチ６６ｂを有している。この第１のスイッチ６６ａは、第１の受光器８の出力端子間を短絡するスイッチである。同様に、第２のスイッチ６６ｂは、第２の受光器１０の出力端子間を短絡するスイッチである。
【００７５】
ここで、第１の受光器８と第１のスイッチ６６ａは、第１の試料１２が放射する光を検出する第１の受光器ユニット６８ａを形成する。同様に、第２の受光器１０と第２のスイッチ６６ｂは、第２の試料１６が放射する光を検出する第２の受光器ユニット６８ｂを形成する。
【００７６】
図５は、第１の受光器ユニット６８ａの等価回路７４を説明する図である。尚、第２の受光器ユニット６８ｂの等価回路は、第１の受光器ユニット６８ａの等価回路と同じある。従って、第２の受光器ユニット６８ｂに関する説明は省略する。
【００７７】
第１の受光器ユニット６８ａの等価回路７４は、光電流と暗電流の和に相当する電流源７６と、ｐｉｎフォトダイオードの接合容量に相当する容量７８と、内部抵抗８０と、スイッチ６６ａによって形成されている。尚、光電流は、一重項酸素等の発光体が放射する光及び背景光等によって形成される。
【００７８】
スイッチ６６ａが閉じると、容量７８の両端が短絡され、容量７８に蓄積していた電荷が放電される。その後、スイッチ６６ａが開くと、電流源７６によって容量７８が充電され、出力端子８２ａ,８２ｂの間に電圧が発生する。この電圧は、光電流と暗電流を積分した値に比例する積分信号である。すなわち、出力端子８２ａ,８２bの間には、光電流と暗電流の積分信号が出力される。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、光を受光して電圧を発生する受光器である。
【００８０】
尚、出力端子８２a,８２bの間の電圧が高くなると、受光器８に順方向電流が流れて、出力電圧が光電流と暗電流の積分値に比例しなくなる。そこで、スイッチ６６ａを定期的に閉じて、容量７８を放電する必要がある。
【００８１】
ところで、第１の受光器８及び第２の受光器１０は冷却されているので、内部抵抗８０は十分に高い。このため、内部抵抗８０による漏れ電流は、無視することができる。
【００８２】
スイッチ６６ａ,６６ｂの開閉は、一定の周期で繰り返されるトリガ信号８４によって制御される。トリガ信号８４は、駆動パルス発生ユニット４８によって形成される（図４参照）。この駆動パルス発生ユニット４８は、演算制御装置（パーソナルコンピュー等）４６が備えるトリガ信号制御装置７０によって制御される。
【００８３】
この駆動パルス発生ユニット４８とトリガ信号制御装置７０は、第１の受光器ユニット６８ａ及び第２の受光器ユニット６８ｂを繰り返し動作させるトリガ信号を発生する、トリガ信号発生ユニット７２を形成している。
【００８４】
また、本微弱光の検出装置４４は、差動増幅器１９、増幅器５０、及びＡ／Ｄ変換器５２を有している。差動増幅器１９の第１の入力端子には、第１の受光器ユニット６８ａの出力端子８２ａ（高電圧側の出力端子）が接続されている。一方、差動増幅器１９の第２の入力端子には、第２の受光器ユニット６８ｂの出力端子（高電圧側の出力端子）が接続されている。従って、差動増幅器１９は、第１の受光器ユニット６８ａの出力から、第２の受光器ユニット６８ｂの出力を差し引いて出力する。
【００８５】
差動増幅器１９の出力は、増幅器５０によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換され、演算制御装置４６に備えられたメモリＡ又はメモリＢに保持される。ここで、メモリＡ及びメモリＢに記録されるデータは、トリガ信号８４の一周期分である。すなわち、メモリＡ及びメモリＢには、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂの出力との差分の時間変化が記録される。尚、上記差分の時間変化とは、第１のスイッチ６６ａ（又は、第２のスイッチ６６ｂ）の開放後の経過時間に対する、差分の変化のことである。
【００８６】
ここで、差動増幅器１９、増幅器５０、及びＡ／Ｄ変換器５２は、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂの出力との差分の時間変化を得る第１の演算ユニット８６を形成している。
【００８７】
尚、「差分の時間変化」とは、各時刻における「差分」の集合体である。従って、「差分の時間変化を得る」は、出力の差分を得ることの一態様である。
【００８８】
駆動パルス発生ユニット４８は、トリガ信号８４の他に、試料注入ユニット２４に、第１の試料１２となる薬剤の注入及び第２の試料１６となる薬剤の注入を実行させる駆動パルス８８を供給する（図４参照）。この動作も、トリガ信号制御装置７０によって制御される。
【００８９】
すなわち、駆動パルス発生ユニット４８とトリガ信号制御装置７０は、試料注入ユニット２４に、第１の試料１２となる薬剤の注入及び第２の試料１６となる薬剤の注入を実行させる駆動パルス８８を供給する試料注入パルス発生ユニット９０を形成している。
【００９０】
ところで、上述したメモリＡには、トリガ信号８４に同期して、差動増幅器１９（正確には、第１の演算ユニット８６）の出力が繰り返し記録される。但し、（試料注入ユニット２４を駆動する）駆動パルス８８が発生すると、メモリＡの更新は一時停止し、駆動パルス８８の発生直前の出力が一周期分保持される。
【００９１】
すなわち、メモリＡは、第１の受光器ユニット６８ａの出力と、第２の受光器ユニット６８ｂとの出力の差分を繰り返し記録し、駆動パルス８８の発生直前の上記差分の時間変化を保持する第１の記録ユニット９６を形成する。
【００９２】
一方、メモリＢには、トリガ信号８４に同期して、駆動パルス８８の発生直後の、差動増幅器１９（正確には、第１の演算ユニット８６）の出力の時間変化が、トリガ信号８４の一周期分、記録される。すなわち、メモリＢは、駆動パルス８８の発生直後の上記差分の時間変化を記録する第２の記録ユニット９８を形成する。
【００９３】
ところで、演算制御装置４６は、演算装置１００を備えている。
【００９４】
この演算装置１００は、メモリＡに保持された上記差分（駆動パルス８８の発生直前の、差動増幅器１９の出力）の時間変化と、メモリＢに記録された上記差分（駆動パルス８８の発生直後の、差動増幅器１９の出力）の差分の時間変化を算出し、メモリＣ（第３のメモリユニット９９）に記録する。
【００９５】
すなわち、演算装置１００とメモリＣは、第１の記録ユニット９６に保持された上記差分の時間変化と、第２の記録ユニット９８に記録された上記差分の時間変化の差分を得て記録する第２の演算ユニット１０２を形成する。
【００９６】
（２）検出方法
微弱光の検出は、図２を参照して説明した手順を基礎として実施される。
【００９７】
図６は、本微弱光の検出装置４４の動作を説明するタイミングチャートである。
【００９８】
図６の横軸は時間である。図６には、上から順番に、トリガ信号８４、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料）となる薬液の注入前の、第１の受光器８の出力（第１の受光信号１０８）、一重項酸素を発生しない試料（一重項酸素を含まない試料）となる薬液の注入前の、第２の受光器１０の出力（第２の受光信号１１０）が記載されている。
【００９９】
また、図６には、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分1１２（ベースライン）が記載されている。
【０１００】
この第１の差分１１２（ベースライン）は、トリガ信号８４の一周期毎に、メモリＡに記録され且つ更新される。そして、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料）となる薬液の注入直前の第１の差分１２８の時間変化が、メモリＡに記録される。
【０１０１】
また、図６には、駆動パルス８８、一重項酸素を発生する試料（一重項酸素を含む試料となる薬液）となる薬液の注入後の、第１の受光器８の出力（第３の受光信号１１４）、一重項酸素を発生しない試料（一重項酸素を含まない試料）となる薬液の注入後の、第２の受光器１０の出力（第４の受光信号１１６）が記載されている。
【０１０２】
また、図６には、第３の受光信号１１４と、第４の受光信号１１６との第２の差分１１８が記載されている。
【０１０３】
更に、図６には、第２の差分１１８（測定光強度＋ベースライン）と第１の差分１２８（ベースライン）との差分である、第３の差分１２０（測定光強度）が記載れている。
【０１０４】
本微弱光の検出方法では、まず、冷却板１７を約１００Ｋに冷却する。この冷却操作により、第１の受光器８及び第２の受光器１０は、冷却された状態になる。
【０１０５】
図７は、演算制御装置４６の操作画面１０１を説明する図である。微弱光の検出装置４４の制御は、この画面を操作することによって実施される。
【０１０６】
まず、瞬時混合システムコントロール画面１０４を操作して、試料注入ユニット２４の動作条件を設定する。この操作により、試料注入ユニット２４の各シリンジには、リザーバ（図示せず）に充填された所定の薬液が吸引される。
【０１０７】
この時、（第１の試料受容室１４の）薬液流入路２０ａに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２０ｂに接続されたシリンジには、次亜塩素酸が吸引される。また、同薬液流入路２０ｃに接続されたシリンジには、一重項酸素の消去剤（例えば、ヒスチジン、リコピン）を溶かした純水等の試験対象となる薬剤が吸引される。
【０１０８】
更に、（第２の試料受容室１８の）薬液流入路２２ａに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２２ｂに接続されたシリンジには、過酸化水素水が吸引される。また、同薬液流入路２２ｃに接続されたシリンジには、一重項酸素の消去剤（例えば、ヒスチジン、リコピン）を溶かした純水等が吸引される。
【０１０９】
次に、各シリンジに吸引された薬液が、各薬液流入路に注入される。各薬液流入路に注入された薬液は、連結部５６ａ,５６ｂで混合され、夫々、第１の試料受容室１４及び第２の試料受容室１８に注入される。
【０１１０】
第１の試料受容室１４に注入された混合液は、過酸化水素水と次亜塩素酸が反応して一重項酸素を発生する。
【０１１１】
この状態で一重項酸素が消失するまで待機し、第１の試料受容室１４に注入された混合液を、背景光測定用の第１の試料とする。
【０１１２】
第２の試料受容室１８に注入された混合液は、次亜塩素酸を含まない点を除き、第１の試料受容室１４に注入される混合液と略同一組成である。故に、第２の試料受容室１８に注入される混合液も、背景光測定用の試料となる。
【０１１３】
次に、トリガ信号条件設定画面１０６を操作して、トリガ信号８４の間隔ｔｇと幅Δｔ１を設定する。
【０１１４】
すると、トリガ信号制御装置７０が、駆動パルス発生ユニット４８を制御して、トリガ間隔ｔｇ、幅Δｔ１のトリガ信号８４を発生する（図６参照）。トリガ信号８４は、スイッチユニット５４に供給される。
【０１１５】
尚、トリガ信号８４の間隔ｔｇは、例えば、１０秒であり、１〜１００秒の範囲で可変設定できる仕様である。また、トリガ信号８４の幅Δｔ１は、１秒程度で固定されている。
【０１１６】
―第１の計測ステップ―
トリガ信号８４が、スイッチユニット５４に供給されると、第１の受光器８の出力端子８２ａ,８２ｂを短絡する第１のスイッチ６６ａが閉じられる。
【０１１７】
Δｔ１が経過しトリガ信号８４が終了すると、第１のスイッチ６６ａが開き、第１の受光器８の出力端子間に、背景光に起因して第１の受光器８に発生する光電流と、第１の受光器８の暗電流との積分値に相当する電圧（第１の受光信号１０８）が出力される（図６参照）。
【０１１８】
すなわち、第１の受光器８を冷却した状態で、第１の受光器８の出力端子間を短絡する第１のスイッチ６６ａを閉じ、更に第１のスイッチ６６ａを開いた後に、第１の受光信号１０８を得るステップが実行される。
【０１１９】
以上手順によって、第１の計測ステップ３０と同時に、背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器８で受光して、第１の受光信号１０８の時間変化を得る第１の計測ステップ３０が実行される（図２参照）。
【０１２０】
―第２の計測ステップ―
同様に、トリガ信号８４は、第２のスイッチ６６ｂを開閉する。
【０１２１】
その結果、第２の受光器１０を冷却した状態で、第２の受光器の出力端子間を短絡する第２のスイッチ６６ｂを閉じ、更に、第１のスイッチ６６ａの開放と同時に、第２のスイッチ６６ｂを開放した後に、第２の受光信号１１０を得るステップが実行される（図６参照）。
【０１２２】
ここで、第２の受光信号１１０は、背景光に起因して第２の受光器６６ｂに発生する光電流と、第２の受光器６６ｂの暗電流との積分値に相当する信号である。
【０１２３】
以上の手順によって、背景光測定用の第２の試料１６が放射する光を、第２の受光器１０で受光して、第２の受光信号１１０の時間変化を得る第２の計測ステップ３２が実行される（図２参照）。
【０１２４】
―第１の演算記録ステップ―
第１の受光信号１０８と第２の受光信号１１０は、夫々、第１の演算ユニット８６を形成する差動増幅器１９の入力端子に供給される。
【０１２５】
すると、第１の演算ユニット８６は、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分（ベースライン）１１２を生成して、演算制御装置４６に供給する（図６参照）。
【０１２６】
ここで、この第１の差分１１２（ベースライン）は、第１の受光器８と第２の受光器１０との暗電流の相違に起因する信号である。
【０１２７】
演算制御装置４６は、この第１の差分１１２の時間変化を、トリガ信号８４の一周期毎に、逐次メモリＡに記録し更新する。
【０１２８】
以上の手順によって、第１の受光信号１０８と、第２の受光信号１１０との第１の差分１１２の時間変化を得て記録する第１の演算記録ステップ３４が実行される（図２参照）。
【０１２９】
―ベースライン測定の繰り返し―
トリガ信号８４は、周期的に発生する。このトリガ信号８４に同期して、第１の受光信号１０８を得て記録する第１の計測ステップ３０、第２の受光信号１１０を得て記録する第２の計測ステップ３２、及び第１の差分１１２の時間変化を得て記録する第１の演算記録ステップ３４が繰り返される（図６参照）。
【０１３０】
第１の演算記録ステップ３４によって得られる、第１の差分１１２（ベースライン）の時間変化は、操作画面１０１の差分信号表示画面１２２に逐次表示される。
【０１３１】
ところで、受光器８,１０に入射する背景光は、各試料受容室へ薬液を最初に注入した直後は、大きく変動する。これは、試料容器４等が放射する背景光が薬液（試料）を透過して受光器８,１０に入射する際、薬液（試料）の状態によって異なる擾乱（散乱、吸収等）を受けるためである。このような背景光の変動を安定化するには、薬液（試料）を長時間、安静に保つ必要がある。
【０１３２】
ところで、背景光には、遮光試料室６を開放した時にその各部材に蓄えられ、その後、除々に放出される畜光も含まれている。このような畜光も、長時間に亘って各部材から放出され、背景光を不安定化させる一因になる。
【０１３３】
このような種々の要因によって、各試料室への薬液の注入直後は、第１の差分１１２（ベースライン）が大きく変動する。このような状況下では、微弱光の検出は不可能である。
【０１３４】
そこで、本実施例では、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化するまで、第１の計測ステップ３０、第２の計測ステップ３２、及び第１の演算記録ステップ３４を繰り返し実施して、第１の差分１１２が安定化してから、次のステップに進む。
【０１３５】
ここで、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化かしたか否かの判断は、差分信号表示画面１２２に逐次表示される第１の差分１１２（ベースライン）を、測定者が観察して行う。但し、この判断は演算制御装置４６に行わせてもよい。
【０１３６】
―測定試料の注入―
測定者は、第１の差分１１２（ベースライン）が安定したと判断すると、操作画面１０１のトリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４を押す。例えば、観察中の第１の差分１１２の最終値（測定周期の最後における値）と、一つ前の測定周期における第１の差分１１２の最終値の差が、観察中の第１の差分１１２の最終値の１/１０以下になった場合に、第１の差分１１２の差分が安定したと判断する。
【０１３７】
この操作によって、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４は、ＯＮ状態になる。
【０１３８】
すると、トリガ信号制御装置７０が、駆動パルス発生ユニット４８を制御して、駆動パルス８８を発生する（図４及び図６参照）。
【０１３９】
この駆動パルス８８は、試料注入ユニット２４に供給される。駆動パルス８８が供給されると、試料注入ユニット２４は、薬液流入路毎に上述した薬液を注入する。
【０１４０】
この時、第１の試料受容室１４には、一重項酸素が発生し、波長１２６８ｎｍの光が放射される。尚、同時に発生する６３０ｎｍの光は、光学フィルタ６０ａによって遮断される。
【０１４１】
尚、駆動パルス８８は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４をＯＮ状態にした後の
最初のトリガ信号１２６に、僅かに遅れて発生する（図６参照）。
【０１４２】
一方、演算制御装置４６は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４が押されると、メモリＡに記録中の第１の差分（ベースライン）１２８を、一周期（＝ｔｇ＋Δｔ１）分保持する。そして、演算制御装置４６は、トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４がＯＮ状態の間は更新しない。
【０１４３】
―第３の計測ステップ、第４の計測ステップ、及び第２の演算ステップ―
トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン１２４がＯＮ状態になった後も、トリガ信号８４は継続的に生成される。
【０１４４】
このトリガ信号８４に従って、第１の計測ステップ３０と同様の手順に従って、発光体（一重項酸素）を含む試料が放射する光を、第１の受光器８で受光して第３の受光信号１１４の時間変化を得る、第３の計測ステップ３６が実行される（図６参照）。
【０１４５】
また、第３の計測ステップ３６と同時に、第２の計測ステップ３２と同様の手順に従って、背景光測定用の第４の試料が放射する光を、第２の受光器１０で受光して、第４の受光信号１１６の時間変化を得る第４の計測ステップ３８が実行される（図６参照）。
【０１４６】
更に、第１の演算ステップ３４と同様の手順に従って、第３の受光信号１１４の時間変化と、第４の受光信号１１６の時間変化との第２の差分１１８を得て記録する第２の演算記録ステップ４０が実行される（図６参照）。
【０１４７】
第２の演算記録ステップ４０の結果は、メモリＢに記録される。
【０１４８】
すなわち、第１の差分（ベースライン）１１２時間変化が安定した後に、第３の計測ステップ３６、第４の計測ステップ３８、及び第２の演算記録ステップ４０を実施して、第２の差分１１８（測定光強度＋ベースライン）の時間変化を得て記録する。
【０１４９】
尚、第２の演算ステップ４０は、トリガ信号８４に同期して、繰り返し実行されてもよいし、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施した直後に一度だけ実施されてもよい。
【０１５０】
尚、測定者が、操作画面１０１のトリガ信号スイッチＯＮ／ＯＦＦボタンを押すと、後述する第３の演算ステップの終了後、改めて第１の測定ステップ３０及び第２の測定ステップ３２が再開する。これにより、微弱光検出プロセスが再開する。
【０１５１】
―第３の演算ステップ―
上記第２の演算ステップ４０が終了した段階で、メモリＡには、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得た、第１の差分１１８（ベースライン）の時間変化が記録されている。
【０１５２】
また、メモリＢには、第３の演算ステップ４０によって得られた第２の差分１２８（測定光強度＋ベースライン）の時間変化が記録されている。
【０１５３】
演算制御装置４６の演算装置１００は、メモリＡおよびメモリＢにアクセスして、第２の差分１１８の時間変化（測定光強度＋ベースライン）から、第１の差分１２８の時間変化（ベースライン）を差し引いて、第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化を算出する（図６参照）。
【０１５４】
すなわち、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得て記録した第１の差分１２８の時間変化と、第２の差分１１８の時間変化に基づいて、第３の演算記録ステップ４２を実施して、第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化を得る。
【０１５５】
第３の差分（測定光強度）１２０の時間変化は、メモリＣに記録され、操作画面１０１の発光信号表示画面１３０に表示される。微弱光の強度は、この第３の差分１２０の時間変化の傾きに比例する。尚、第３の差分１２０は、演算制御装置４６の処理時間Ｔだけ遅れて、メモリＣに記録される。
【０１５６】
図８は、差分信号表示画面１２２及び発光信号表示画面１３０の一例を説明する図である。図８に示した発光信号表示画面１２２には、第１の差分１２８（ベースライン）の時間変化に加えて、第２の差分１１８の時間変化が表示されている。横軸は時間であり、一目盛りが１秒である。縦軸は電圧であり、一目盛りが１Ｖである。
【０１５７】
一方、発光信号表示画面１３０には、微弱光強度の積分値を表す第３の差分１２０の時間変化が表示されている。横軸は時間であり、一目盛りが１秒である。縦軸は電圧であり、一目盛りが５００ｍＶである。
【０１５８】
以上説明したとおり、本実施例では、まず、第１の受光器８及び第２の受光器１０の出力の差（第１の差分１２８）を予め測定しておく。この第１の差分１２８は、受光信号に含まれる暗電流の寄与分である。
【０１５９】
次に、微弱光を発生させて第１の受光器８で受光し、第１の受光器８及び第２の受光器１０の出力の差（第２の差分１１８）を測定する。そして、この第２の差分１１８から、予め測定しておいた第１の差分１２８を差し引いて、暗電流の影響を除いた、微弱光の強度を得る。
【０１６０】
従って、本実施例によれば、光受光器８,１０の冷却温度が、暗電流が残存している低温（例えば、１００Ｋ程度）であっても、暗電流の影響を除去して、微弱光を検出することが可能になる。
【０１６１】
このため、本実施例によれば、受光器を極低温に冷却することなく、一重項酸素等が放射する微弱光を検出することが可能になる。従って、本実施例によれば、微弱光の検出時間が短くなる。
【０１６２】
また、本実施例では、第１の差分１１２（ベースライン）の変化を観察して、第１の差分１１２（ベースライン）が安定化した直後に、微弱光の測定を実行する。従って、測定開始後、背景光が確実に安定化するまで、長時間待機する必要がなくなる。故に、本実施例によれば、微弱光の検出時間が、更に短くなる。
【実施例２】
【０１６３】
図９は、微弱光の強度を表す第３の差分１２０の時間変化を分類した図である。
【０１６４】
横軸は時間であり、縦軸は第３の差分１２０の強度（測定光強度）である。図９の最上部には、トリガ信号８４が記載されている。
【０１６５】
図９の上から２番目からは、トリガ間隔ｔｇと、微弱光を放射する発光体の寿命τとの大小関係に基づいて分類した、第３の差分（測定光強度）の時間変化が示されている。
【０１６６】
上から２番目に記載された時間変化１３２は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇより十分長い場合に生じる。この場合には、一定の傾きの時間変化が繰り返される。
【０１６７】
上から３番目に記載された時間変化１３４は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇの数倍程度の場合に生じる。この場合には、時間変化１３４は、傾きを漸減させながら、小さくなっていく。この傾きの変化を調べることにより、発光体の寿命τを知ることができる。
【０１６８】
上から４番目に記載された時間変化１３６は、発光体の寿命τが、トリガ間隔ｔｇより短い場合に生じる。この場合には、最初のトリガ間隔ｔｇの間だけ、第３の差分が大きく変化する。２回目以降のトリガ間隔ｔｇの間は、第３の差分は殆ど変化しない。このような場合には、最初のトリガ間隔ｔｇの終了時点に於ける第３の差分の強度から、発光体の総量を推定することができる。
【０１６９】
上から５番目に記載された時間変化１３８は、発光体の寿命τがトリガ間隔ｔｇより十分に長く、且つ発光強度が極めて弱い場合に生じる。このような場合には、トリガ間隔ｔｇを広げることによって、微弱光の測定が可能になる。
【０１７０】
ところで、上から３番目に記載された時間変化１３４のように、傾きが除々に変化する場合には、以下のように第３の差分（測定光強度）を記録してもよい。
【０１７１】
まず、各トリガ信号８４の終了後、所定の時間Δｔ２が経過する度に、第３の計測ステップ及び第４の計測ステップを実施する。そして、これらの測定ステップの結果に基づいて、トリガ信号８４の一周期毎に第３の差分を得てメモリに記録する。
【０１７２】
このようにすれば、僅かなメモリ容量で、長時間に亘る微弱光強度の変化を記録することができる。
【０１７３】
そこで、本実施例では、各トリガ信号８４が終了し所定の時間Δｔ２が経過する毎に、各計測ステップを実施する。
【０１７４】
本実施例の微弱光の検出方法は、実施例１の各ステップに相当するステップを有している。但し、実施例１の第１〜第４の計測ステップ３０,３２,３６,３８に相当するステップでは、各受光器８,１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、夫々の受光信号を得て記録する。尚、以後、実施例１の各ステップに相当するステップは、実施例１の各ステップと同じ名称で呼ぶ。
【０１７５】
すなわち、第１の計測ステップ３０は、第１の受光器８の出力端子間及び第２の受光器１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、第１の受光信号を得るステップである。同様に、第２の計測ステップ３２、第３の計測ステップ３６、及び第４の計測ステップ３８は、夫々、第１の受光器８の出力端子間及び第２の受光器１０の出力端子間を同時に開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後に、第２の受光信号、第３の受光信号、及び第４の受光信号を得るステップである。
【０１７６】
そして、本実施例では、第１の計測ステップ３０、第２の計測ステップ３２、及び第１の演算記録ステップ３４を繰り返し、第１の差分が安定化した後、第３の計測ステップ３６、第４の計測ステップ３８、及び第２の演算記録ステップ４０を、一定の周期で繰り返し実施する。
【０１７７】
本実施例では、更に、第３の計測ステップ３６及び第４の計測ステップ３８を最初に実施する直前に得て記録した第１の差分と、第２の演算記録ステップ４０を繰り返して得られる第２の差分に基づいて、第３の演算記録ステップ４２を繰り返して実施する。
【０１７８】
従って、本実施例によれば、僅かなメモリ容量で、微弱光の減衰過程を記録することができる。
【０１７９】
尚、本実施例で使用する微弱光検出装置は、図３乃至図８を参照して説明した、微弱光の検出装置４４と基本的には同じである。
【０１８０】
但し、第１の演算ユニット８６は、各受光器の出力端子間を開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後の、第１の受光器ユニット６８ａの出力と第２の受光器ユニット６８ｂの出力の差分を得る。
【０１８１】
また、第１の記録ユニット９６は、各受光器の出力端子間を開放してから一定の期間Δｔ２が経過した後の、各受光器の出力の差分を記録する。第２の記録ユニット９８、第３の記録ユニット９９においても同様である。
【０１８２】
（変形例）
以上の例は、一重項酸素を発光体とする微弱光の検出方法に関するものである。
【０１８３】
しかし、本微弱光の検出方法は、他の発光体が放射する微弱光の検出にも適用できる。
【０１８４】
例えば、本微弱光の検出方法は、Ｏ２−（スーパーオキシド），Ｈ２Ｏ２（過酸化水素），ＯＨ−，ＮＯ等の活性酸素と、それらの蛍光試薬が形成する発光体が放射する可視光の検出にも適用できる。但し、これらの活性酸素を検出する受光器には、可視光に反応するＳｉ製のｐｉｎフォトダイオードを使用する必要がある。
【０１８５】
これらの発光体が放射する可視光は、必ずしも、微弱ではない。しかし、Ｏ２−（スーパーオキシド）等が微量存在する場合には、その放射光も微弱になる。このような場合、本微弱光の検出方法は有益である。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明者等が提案した一重項酸素の検出方法に用いる、微弱光検出装置の構成を説明する図である（関連技術）。
【図２】実施の形態の微弱光の検出方法を説明するフロー図である。
【図３】実施例１で使用する微弱光検出装置の構成を説明する図である。
【図４】微弱光検出装置が備える電子機器全体の構成を説明する図である（実施例１）。
【図５】受光器ユニットの等価回路を説明する図である。
【図６】実施例１の微弱光検出装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図７】演算制御装置の操作画面を説明する図である。
【図８】差分信号表示画面及び発光信号表示画面の一例を説明する図である。
【図９】微弱光の強度を表す第３の差分の時間変化を分類した図である。
【符号の説明】
【０１８７】
２・・・微弱光検出装置（関連技術） ４・・・試料容器
６・・・遮光試料室 ８・・・第１の受光器
１０・・・第２の受光器 １１・・・遮光受光室
１２・・・第１の試料 １４・・・第１の試料受容室
１６・・・第２の試料 １７・・・冷却板
１８・・・第２の試料受容室 １９・・・差動増幅器
２０ａ, ２０b, ２０c・・・薬液流入路
２２ａ, ２２b, ２２c・・・薬液流入路
２４・・・試料注入ユニット ２６・・・測定光
２８a, ２８ｂ・・・背景光
３０・・・第１の計測ステップ ３２・・・第２の計測ステップ
３４・・・第１の演算記録ステップ ３６・・第３の計測ステップ
３８・・・第４の計測ステップ ４０・・・第２の演算記録ステップ
４２・・・第３の演算記録ステップ ４４・・・微弱光の検出装置（実施例１）
４６・・・演算制御装置 ４８・・・駆動パルス発生ユニット
５０・・・増幅器 ５２・・・Ａ／Ｄ変換器
５４・・・スイッチユニット
５６ａ,５６ｂ・・・連結部 ５８ａ,５８ｂ・・・薬液流出路
５９ａ,５９ｂ・・・恒温水流路管
６０ａ,６０ｂ・・・光学フィルタ ６２ａ,６２ｂ・・・光透過窓
６４・・・恒温水 ６５・・・電子機器群
６６ａ,６６ｂ・・・スイッチ
６８ａ,６８ｂ・・・受光器ユニット ７０・・・トリガ信号制御装置
７２・・・トリガ信号発生ユニット
７４・・・受光器ユニットの等価回路 ７６・・・電流源
７８・・・容量 ８０・・・内部抵抗
８２ａ,８２ｂ・・・出力端子 ８４・・・トリガ信号
８６・・・第１の演算ユニット
８８・・・（試料注入ユニットの）駆動パルス
９０・・・試料注入パルス発生ユニット ９６・・・第１の記録ユニット
９８・・・第２の記録ユニット ９９・・・第３のメモリユニット
１００・・・演算装置
１０２・・・第２の演算ユニット １０１・・・操作画面
１０４・・・瞬時混合システムコントロール画面
１０６・・・トリガ信号条件設定画面
１０８・・・第１の受光信号 １１０・・・第２の受光信号
１１２・・・第１の差分 １１４・・・第３の受光信号
１１６・・・第４の受光信号 １１８・・・第２の差分
１２０・・・第３の差分 １２２・・・差分信号表示画面
１２４・・・トリガ信号ＯＮ／ＯＦＦボタン
１２６・・・トリガ信号 １２８・・・第１の差分
１３０・・・発光信号表示画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップと、
前記第１の計測ステップと同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップと、
前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップと、
発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップと、
前記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップと、
前記第３の受光信号と前記第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップと、
前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する、
微弱光の検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の検出方法において、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器が、光を受光して電圧を発生する受光器であって、
前記第１の計測ステップ及び前記第３の計測ステップは、夫々、前記第１の受光器を冷却した状態で、前記第１の受光器の出力端子間を短絡する第１のスイッチを閉じ、更に前記第１のスイッチを開いた後に、前記第１の受光信号又は前記第３の受光信号を得て記録するステップであり、
前記第２の計測ステップ及び前記第４の計測ステップは、夫々、前記第２の受光器を冷却した状態で、前記第２の受光器の出力端子間を短絡する第２のスイッチを閉じ、更に、前記第２のスイッチを開放した後に、前記第２の受光信号又は前記第４の受光信号を得て記録するステップであることを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の微弱光の検出方法において、
前記第１乃至第４の計測ステップは、夫々、前記第１乃至第４の受光信号の時間変化を得るステップであり、
前記第１乃至第３の演算記録ステップは、第１乃至第３の差分の時間変化を得て記録するステップであり、
前記第１の計測ステップ、前記第２の計測ステップ、及び第１の演算記録ステップを繰り返し、
前記第１の時間変化が安定したと判断した後に、前記第３の計測ステップ、前記第４の計測ステップ、及び前記第２の演算記録ステップを実施し、
前記第３の計測ステップ及び前記第４の計測ステップを最初に実施する直前に得て記録した前記第１の差分の時間変化と、前記第２の差分の時間変化に基づいて、前記第３の演算記録ステップを実施することを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の微弱光の測定方法において、
前記第１乃至第４の計測ステップが、前記第１の受光器の出力端子間及び前記第２の受光器の出力端子間を開放してから一定の期間が経過した後に、夫々、前記第１乃至第４の受光信号を得るステップであって、
前記第１の計測ステップ、前記第２の計測ステップ、及び第１の演算記録ステップを繰り返し、
前記第１の差分が安定した後に、前記第３の計測ステップ、前記第４の計測ステップ、及び第２の演算記録ステップを、一定の周期で繰り返し実施し、
更に、前記第３の計測ステップ及び前記第４の計測ステップを最初に実施する直前に得て記録した前記第１の差分と、前記第２の差分に基づいて、前記第３の演算記録ステップを繰り返し実施することを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の微弱光の検出方法において、
前記発光体が一重項酸素であることを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項６】
第１の試料を保持する第１の試料受容室と、
第２の試料を保持する第２の試料受容室と、
前記第１の試料受容室に前記試料となる第１の薬剤を注入し、同時に、前記第２の試料受容室に前記第２の試料となる第２の薬剤を注入する試料注入ユニットと、
前記試料注入ユニットに、前記第１の薬剤の注入及び前記第２の薬剤の注入を実行させる駆動パルスを供給する駆動パルス発生ユニットと、
前記第１の試料受容室に保持された試料が放射する光を検出する第１の受光器ユニットと、
前記第２の試料受容室に保持された第２の試料が放射する光を検出する第２の受光器ユニットと、
前記第１の受光器ユニット及び前記第２の受光器ユニットを繰り返し動作させるトリガ信号発生ユニットと、
前記第１の受光器ユニットの出力と前記第２の受光器ユニットの出力の差分を得る第１の演算ユニットと、
前記差分を繰り返し記録し、前記駆動パルスの発生直前の前記差分を保持する第１の記録ユニットと、
駆動パルス発生直後の前記差分を記録する第２の記録ユニットと、
前記第１の記録ユニットに保持された前記差分と、前記第２の記録ユニットに記録された前記差分との差分を得る第２の演算ユニットを具備する、
微弱光の検出装置。
【請求項１】
背景光測定用の第１の試料が放射する光を第１の受光器で受光して、第１の受光信号を得る第１の計測ステップと、
前記第１の計測ステップと同時に、背景光測定用の第２の試料が放射する光を第２の受光器で受光して、第２の受光信号を得る第２の計測ステップと、
前記第１の受光信号と前記第２の受光信号との第１の差分を得て記録する第１の演算記録ステップと、
発光体を含む第３の試料が放射する光を、前記第１の受光器で受光して第３の受光信号を得る第３の計測ステップと、
前記第３の計測ステップと同時に、背景光測定用の第４の試料が放射する光を前記第２の受光器で受光して、第４の受光信号を得る第４の計測ステップと、
前記第３の受光信号と前記第４の受光信号との第２の差分を得て記録する第２の演算記録ステップと、
前記第２の差分から前記第１の差分を差し引いた第３の差分を得て記録する第３の演算記録ステップを具備する、
微弱光の検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の検出方法において、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器が、光を受光して電圧を発生する受光器であって、
前記第１の計測ステップ及び前記第３の計測ステップは、夫々、前記第１の受光器を冷却した状態で、前記第１の受光器の出力端子間を短絡する第１のスイッチを閉じ、更に前記第１のスイッチを開いた後に、前記第１の受光信号又は前記第３の受光信号を得て記録するステップであり、
前記第２の計測ステップ及び前記第４の計測ステップは、夫々、前記第２の受光器を冷却した状態で、前記第２の受光器の出力端子間を短絡する第２のスイッチを閉じ、更に、前記第２のスイッチを開放した後に、前記第２の受光信号又は前記第４の受光信号を得て記録するステップであることを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の微弱光の検出方法において、
前記第１乃至第４の計測ステップは、夫々、前記第１乃至第４の受光信号の時間変化を得るステップであり、
前記第１乃至第３の演算記録ステップは、第１乃至第３の差分の時間変化を得て記録するステップであり、
前記第１の計測ステップ、前記第２の計測ステップ、及び第１の演算記録ステップを繰り返し、
前記第１の時間変化が安定したと判断した後に、前記第３の計測ステップ、前記第４の計測ステップ、及び前記第２の演算記録ステップを実施し、
前記第３の計測ステップ及び前記第４の計測ステップを最初に実施する直前に得て記録した前記第１の差分の時間変化と、前記第２の差分の時間変化に基づいて、前記第３の演算記録ステップを実施することを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の微弱光の測定方法において、
前記第１乃至第４の計測ステップが、前記第１の受光器の出力端子間及び前記第２の受光器の出力端子間を開放してから一定の期間が経過した後に、夫々、前記第１乃至第４の受光信号を得るステップであって、
前記第１の計測ステップ、前記第２の計測ステップ、及び第１の演算記録ステップを繰り返し、
前記第１の差分が安定した後に、前記第３の計測ステップ、前記第４の計測ステップ、及び第２の演算記録ステップを、一定の周期で繰り返し実施し、
更に、前記第３の計測ステップ及び前記第４の計測ステップを最初に実施する直前に得て記録した前記第１の差分と、前記第２の差分に基づいて、前記第３の演算記録ステップを繰り返し実施することを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の微弱光の検出方法において、
前記発光体が一重項酸素であることを、
特徴とする微弱光の検出方法。
【請求項６】
第１の試料を保持する第１の試料受容室と、
第２の試料を保持する第２の試料受容室と、
前記第１の試料受容室に前記試料となる第１の薬剤を注入し、同時に、前記第２の試料受容室に前記第２の試料となる第２の薬剤を注入する試料注入ユニットと、
前記試料注入ユニットに、前記第１の薬剤の注入及び前記第２の薬剤の注入を実行させる駆動パルスを供給する駆動パルス発生ユニットと、
前記第１の試料受容室に保持された試料が放射する光を検出する第１の受光器ユニットと、
前記第２の試料受容室に保持された第２の試料が放射する光を検出する第２の受光器ユニットと、
前記第１の受光器ユニット及び前記第２の受光器ユニットを繰り返し動作させるトリガ信号発生ユニットと、
前記第１の受光器ユニットの出力と前記第２の受光器ユニットの出力の差分を得る第１の演算ユニットと、
前記差分を繰り返し記録し、前記駆動パルスの発生直前の前記差分を保持する第１の記録ユニットと、
駆動パルス発生直後の前記差分を記録する第２の記録ユニットと、
前記第１の記録ユニットに保持された前記差分と、前記第２の記録ユニットに記録された前記差分との差分を得る第２の演算ユニットを具備する、
微弱光の検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１４５３０５（Ｐ２０１０−１４５３０５Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４９２２（Ｐ２００８−３２４９２２）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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