測定装置及び測定方法
【課題】安定した抗菌性の測定を行うことができる測定装置を提供する。
【解決手段】測定装置は、試料及び試薬を収容する第１容器４１に対し第１波長の光を照射する第１照射部４４と、第１容器４１に対し第２波長の光を照射する第２照射部４５と、第１照射部４４から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第１受光部４３と、第２照射部４５から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第２受光部４２と、試料を収容する第２容器３１に対し第１波長の光を照射する第３照射部３４と、第２容器３１に対し第２波長の光を照射する第４照射部３５と、第３照射部３４から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第３受光部３３と、第４照射部３５から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第４受光部３２と、各受光部にて受光された光の光量に基づいて、試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部８０とを具備する。
【解決手段】測定装置は、試料及び試薬を収容する第１容器４１に対し第１波長の光を照射する第１照射部４４と、第１容器４１に対し第２波長の光を照射する第２照射部４５と、第１照射部４４から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第１受光部４３と、第２照射部４５から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第２受光部４２と、試料を収容する第２容器３１に対し第１波長の光を照射する第３照射部３４と、第２容器３１に対し第２波長の光を照射する第４照射部３５と、第３照射部３４から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第３受光部３３と、第４照射部３５から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第４受光部３２と、各受光部にて受光された光の光量に基づいて、試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部８０とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジュースや食用油等の抗酸化性などを測定する測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学物質等の定性や定量は、発色処理された被測定試料について基準色に対する相対吸収光度を測定することによって行うことができる。このような相対吸光度測定装置は、例えば、被測定試料が配置される測定用セルと、被測定試料に単色光を照射させる発光部と、発光部から照射され被測定試料を透過する透過光を受光する受光部とを備える。このような測定装置においては、基準液と試薬を添加した被測定試料それぞれの透過光量を測定して、相対吸光度が算出される。あるいは、測定装置に２つの異なる波長の発光部を設け、１つの被測定試料に対して２つの波長をそれぞれ照射した際の透過光量を測定し、一方の波長で測定した光量を基準光として相対吸光度が算出される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１４３７号公報（段落[００２４]、[００２８]、[００３０]、[００３１]、図５、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述のような測定装置における測定では、例えば試薬量によって測定結果がかわってきてしまう場合がある。特に、研究室等のように試薬や試料の計量を正確に行えるような状況でない場所で測定する場合、同じ測定対象物であっても測定毎に結果が異なる場合もあり、安定して正確な測定を行うことができない。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定した測定を行うことができる測定装置及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第２受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第３受光部と、第４受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第２受光部は、上記第１容器を介して上記第２照射部と対向配置され、上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。上記第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。上記第３受光部は、上記第２容器を介して上記第３照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記第４受光部は、上記第２容器を介して上記第４照射部と対向配置され、上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記演算部は、上記第１受光部、上記第２受光部、上記第３受光部及び上記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【０００７】
本発明の別の形態に係る測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第２受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光及び上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。第２受光部は、上記第２容器を介して上前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光及び上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。演算部は、上記第１受光部及び上記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【０００８】
本発明の別の形態に係わる測定方法は、第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定することを含む。第２波長を有する光を、上記混合物を収容する上記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定する。第１波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定する。第２波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する上記第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定する。上記第１光量信号と上記第２光量信号とはその比が対数変換されて上記混合物の吸光度が算出される。上記第３光量信号と上記第４光量信号とはその比が対数変換されて上記試料の吸光度が算出される。上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度との差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る一実施形態の抗酸化測定装置の平面図である。
【図２】図１の抗酸化値測定装置の部分拡大平面図である。
【図３】図１の抗酸化値測定装置の部分概略断面図である。
【図４】図１の抗酸化値測定装置における測定時の光路を示す図である。
【図５】図１の抗酸化値測定装置の制御部の回路図である。
【図６】別の実施形態における照射部と容器と受光部との位置関係を示す概略断面図である。
【図７】更に別の実施形態における照射部と容器と受光部との位置関係を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第２受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第３受光部と、第４受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第２受光部は、上記第１容器を介して上記第２照射部と対向配置され、上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。上記第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。上記第３受光部は、上記第２容器を介して上記第３照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記第４受光部は、上記第２容器を介して上記第４照射部と対向配置され、上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記演算部は、上記第１受光部、上記第２受光部、上記第３受光部及び上記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【００１１】
この測定装置によれば、第１受光部と第２受光部それぞれで受光した光の光量信号の比から、試料と試薬の混合物の吸光度が算出される。ここで、例えば第２照射部から照射される第１波長を有する光を、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）とすると、算出される混合物の吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされるように補正された値となる。そして、第３受光部と第４受光部それぞれでの受光した光の光量信号の比から算出された試料における吸光度分を、混合物の吸光度から差し引くように補正することにより、更に試料自体の着色がキャンセルされるように補正される。したがって、試料自体の着色をキャンセルする補正を２回行うこととなり、精度良い測定を行うことができる。例えば試料の量などによって着色の度合が異なっても安定した測定を行うことができる。また、１つの測定装置で、試料と試薬の混合物の吸光度と、試料の吸光度を同時に測定することができる。
【００１２】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射された光は、上記第１容器によって集光されて上記第１受光部に受光され、上記第２照射部から照射された光は、上記第１容器によって集光されて上記第２受光部に受光され、上記第３照射部から照射された光は、上記第２容器によって集光されて上記第３受光部に受光され、上記第４照射部から照射された光は、上記第２容器によって集光されて上記第４受光部に受光される。
【００１３】
この装置によれば、透過する光を集光させるよう第１容器及び第２容器にレンズ効果を持たせることができる。したがって、光を集光する為のレンズを別に設ける必要がなく、測定装置全体の小型化が可能である。
【００１４】
上記測定装置は、上記第１容器及び上記第２容器は、水平面における断面形状が５〜１２ｍｍの内径ｄの円の円筒形または球形を有し、上記各照射部は発光面が２．６ｍｍ以下の有効直径を有し、上記各受光部は５．８ｍｍ以下の有効幅を有し、互いに対向して配置される上記発光面と上記受光部の受光面との距離はｄの５倍以下であり、上記円の中心と上記円それぞれに対応する上記発光面との距離をａとし、上記中心と上記円それぞれに対応する上記受光面との距離をｂとした時、ａ＝ｄ×１．１〜４．５、ｂ＝ｄ×０．５〜３．９である。
【００１５】
この装置によれば、第１容器及び上記第２容器を断面形状が５〜１２ｍｍの外径ｄの円の円筒形または球形とし、各照射部の発光面の有効直径を２．６ｍｍ以下とし、各受光部の有効幅を５．８ｍｍ以下とし、互いに対向して配置される発光面と受光部の受光面との距離をｄの５倍以下とした設計範囲とした場合、容器の断面の円形の中心と発光面との距離をａとし、断面円形の中心と受光部との距離をｂとした時、ａがｄの１．１〜４．５倍、ｂがｄの０．５〜３．９倍とすることにより、容器の厚さや材質が異なったり、試料の物性が異なったり、光源の波長などによる屈折率の違いがあっても、第１容器及び第２容器によって受光面上に光を適切に集光することが可能である。
【００１６】
上記測定装置は、上記第１波長は、その照射により上記試薬による上記混合物の透過率が変化する波長領域に設定され、上記第２波長は、その照射により上記試薬による上記混合物の透過率が変化しない波長領域に設定される。
【００１７】
この装置によれば、第２波長が、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）となるので、第１受光部と第２受光部での受光量から算出された吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされた値となる。
【００１８】
上記測定装置は、上記演算部では、上記第１受光部及び上記第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより上記混合物の吸光度と、上記第３受光部及び上記第４受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより上記試料の吸光度とが算出され、上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度の差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００１９】
この装置によれば、第１受光部及び第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより試料の着色自体がキャンセルされるように補正された混合物の吸光度が算出される。そして、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分を求めることにより、更に試料の着色自体がキャンセルされるように補正された、試料の試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２０】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射され上記第１受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第２照射部から照射され上記第２受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第２光路とは、直交し、上記第３照射部から照射され上記第３受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第４照射部から照射され上記第４受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第４光路とは、直交する。
【００２１】
この装置によれば、それぞれ互いに直交する第１光路と第２光路、第３光路と第４光路とを例えば同一水平面上に配置することができ、水平面と垂直な方向における測定装置の大きさを小さくすることができる。
【００２２】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射され上記第１受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第２照射部から照射され上記第２受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第２光路とは、互いに異なる水平面上に配置され、上記第３照射部から照射され上記第３受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第４照射部から照射された上記第４受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第４光路とは、互いに異なる水平面上に配置される。
【００２３】
この装置によれば、第１光路と第２光路とは互いに異なる水平面上に配置されるので、第1照射部及び第２照射部の照射のタイミングを同時にしても、第１容器４１に照射される箇所が異なるため、互いの光に影響されることなく、第１受光部及び第２受光部それぞれで受光が可能となる。従って、照射のタイミングをずらすことなく同時に行うことができるため、測定時間を短縮することができる。同様に、第３光路と第４光路とは互いに異なる水平面上に配置されるので、第３照射部及び第４照射部の照射のタイミングを同時にしても、第２容器３１に照射される箇所が異なるため、互いの光に影響されることなく、第３受光部及び第４受光部それぞれで受光が可能となる。従って、照射のタイミングをずらすことなく同時に行うことができるため、測定時間を短縮することができる。
【００２４】
他の測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第２受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光及び上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。第２受光部は、上記第２容器を介して上前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光及び上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。演算部は、上記第１受光部及び上記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【００２５】
この測定装置によれば、第１照射部及び第２照射部からそれぞれ照射され第１受光部で受光した光の光量信号の比から、試料と試薬の混合物の吸光度が算出される。ここで、例えば第２照射部から照射される第１波長を有する光を、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）とすると、算出される混合物の吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされるように補正された値となる。そして、第３照射部及び第４照射部からそれぞれ照射され第３受光部で受光した光の光量信号の比から算出された試料における吸光度分を、混合物の吸光度から差し引くように補正することにより、更に試料自体の着色がキャンセルされるように補正される。したがって、試料自体の着色をキャンセルする補正を２回行うこととなり、精度良い測定を行うことができる。また、各照射部毎に受光部を設ける場合と比較し、受光部の素子個体差が測定に影響しない。
【００２６】
測定方法は、第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定することを含む。第２波長を有する光を、上記混合物を収容する上記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定する。第１波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定する。第２波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する上記第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定する。上記第１光量信号と上記第２光量信号とはその比が対数変換されて上記混合物の吸光度が算出される。上記第３光量信号と上記第４光量信号とはその比が対数変換されて上記試料の吸光度が算出される。上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度との差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２７】
この測定方法によれば、第１光量信号と第２光量信号の比を対数変換することにより試料の着色自体がキャンセルされるように補正された混合物の吸光度が算出される。そして、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分を求めることにより、更に試料の着色自体がキャンセルされるように補正された、試料の試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
［抗酸化値測定装置の構成］
図１は、一実施形態に係る抗酸化値測定装置の平面図である。図２は、図１の抗酸化値測定装置の一部を構成する測定部の部分拡大平面図である。図３は、図２に示す測定部の部分概略断面図であり、フォトダイオードと容器と発光ダイオードとの位置関係を示す図である。本実施形態に係わる抗酸化値測定装置は、例えばオレンジジュース等の飲料の抗酸化値を測定するものであり、例えばＡ５サイズ程度の携帯可能な大きさとなっており、所望の場所で測定可能である。
【００３０】
図１に示すように、抗酸化値測定装置１は、本体２０と、本体２０に電気的に接続されたＡＣアダプタ１０とを備える。
【００３１】
本体２０は、測定部２１と、測定開始を指示するためのスイッチボタン２２と、測定結果を表示する液晶ディスプレイ２３と、後述する制御部（図示せず）と、を有する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、測定部２１は、第１測定部４０と測定第２測定部３０とを有する。第１測定部４０と第２測定部３０は、測定対象物が異なるのみで、構成は同じである。第１測定部４０では試薬が加えられた試料の吸光度が測定され、第２測定部３０では試薬が加えられていない試料の吸光度が測定される。抗酸化値測定装置１では、試薬の添加により試料の色が変化、言い換えれば、ある波長における吸光度が変化することを利用して、試料の抗酸化値が測定される。本実施形態では、第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれで測定された吸光度の差分から試料の抗酸化値が測定される。測定対象物である試料としては、例えばオレンジジュースやお茶など飲料等を用いることができるが、これらに限定はされない。
【００３３】
本実施形態において、試薬として、ＰＡＯ（商品名、日研ザイル（株）日本老化制御研究所製）を用いた。ＰＡＯにはＣｕ２＋と、Ｃｕ＋と第１波長である４５０ｎｍ〜４９０ｎｍにおいて吸光を示す発色試薬が含まれている。本試薬では、Ｃｕ２＋が試料の添加により還元反応が生じてＣｕ＋になって、発色試薬によって色が変化することを利用して、試料の抗酸化性を測定することができる。このように銅の還元反応を利用した試薬の他に、鉄の還元反応を利用した試薬を用いることもできる。
【００３４】
第１測定部４０は、第１保持部４８と、第１照射部としての発光ダイオードａ（ＬＥＤａ）４４と、第２照射部としての発光ダイオードｂ（ＬＥＤｂ）４５と、第１受光部としてのフォトダイオードａ（ＰＤａ）４３と、第２受光部としてのフォトダイオードｂ（ＰＤｂ）４２とを備える。
【００３５】
第１保持部４８は、測定対象物である試料と試薬との混合物が収容される第１容器４１を保持する。第１保持部４８では、発光ダイオードａ４４から照射された光が第１容器４１に照射され、更に第１容器４１を透過してフォトダイオードａ４３に受光されるまでの第１光路４６に相当する箇所は貫通孔になっている。同様に、発光ダイオードｂ４５から照射された光が第１容器４１に照射され、更に第１容器４１を透過してフォトダイオードｂ４２に受光されるまでの第２光路４７に相当する箇所も貫通孔となっている。第１光路４６と第２光路４７とが直交するように、発光ダイオードａ４４と、発光ダイオードｂ４５と、フォトダイオードａ４３と、フォトダイオードｂ４２とは、配置される。
【００３６】
発光ダイオードａ４４は、第１波長である４９０ｎｍの波長を有する光を照射するものである。第１波長としては、試薬の付加による色の変化が検出可能な波長、すなわち試薬の付加により測定される透過率に変化が生じる領域の波長が使用され、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長を使用することができる。本実施形態では４９０ｎｍの波長を採用した。
【００３７】
発光ダイオードｂ４５は、第２波長である６２５ｎｍの波長を有する光を照射するものである。第２波長としては、試薬の付加による色の変化が検出されない領域の波長、すなわち試薬の付加により測定される透過率に変化が生じない領域の波長が使用される。
【００３８】
図２及び図３に示すように、フォトダイオードａ４３は、第１保持部４８に保持される第１容器４１を介して発光ダイオードａ４４と対向配置され、発光ダイオードａ４４から照射され第１容器４１を透過して第１容器４１によって集光される４９０ｎｍの波長を有する光を受光する。フォトダイオードｂ４２は、第１保持部４８に保持される第１容器４１を介して発光ダイオードｂ４５と対向配置され、発光ダイオードｂ４５から照射され第１容器４１を透過して第１容器４１によって集光される６２５ｎｍの波長を有する光を受光する。
【００３９】
図２に示すように、第２測定部３０は、第２保持部３８と、第３照射部としての発光ダイオードｃ（ＬＥＤｃ）３４と、第４照射部としての発光ダイオードｄ（ＬＥＤｄ）３５と、第３受光部としてのフォトダイオードｃ（ＰＤｃ）３３と、第４受光部としてのフォトダイオードｄ（ＰＤｄ）３２とを備える。
【００４０】
第２保持部３８は、測定対象物である試料が収容される第２容器３１を保持する。第２容器３１に収容される試料は、第１容器４１に収容される混合物に含まれる試料と同じものである。第２保持部３８では、発光ダイオードｃ３４から照射された光が第２容器３１に照射され、更に第２容器３１を透過してフォトダイオードｃ３３に受光されるまでの第３光路３６に相当する箇所は貫通孔となっている。同様に、発光ダイオードｄ３５から照射された光が第２容器３１に照射され、更に第２容器３１を透過してフォトダイオードｄ３２に受光されるまでの第４光路３７に相当する箇所も貫通孔となっている。第３光路３６と第４光路３７とが直交するように、発光ダイオードｃ３４と、発光ダイオードｄ３５と、フォトダイオードｃ３３と、フォトダイオードｄ３２とは、配置される。
【００４１】
第１測定部４０での測定結果と第２測定部３０での測定結果の比較から抗酸化値を求めるため、第２測定部３０では第１測定部４０と同等の方法で試料の吸光度を算出するため、発光ダイオードｃ３４は、第１波長である４９０ｎｍの波長を有する光を照射するものとし、発光ダイオードｄ３５は、第２波長である６２５ｎｍの波長を有する光を照射するものとした。
【００４２】
図２及び図３に示すように、フォトダイオードｃ３３は、第２保持部３８に保持される第２容器３１を介して発光ダイオードｃ３４と対向配置され、発光ダイオードｃ３４から照射され第２容器３１を透過して第２容器３１によって集光される４９０ｎｍの波長を有する光を受光する。フォトダイオードｄ３２は、第２保持部３８に保持される第２容器３１を介して発光ダイオードｄ３５と対向配置され、発光ダイオードｄ３５から照射され第２容器３１を透過して第２容器３１によって集光される６２５ｎｍの波長を有する光を受光する。
【００４３】
第１容器４１及び第２容器３１は、例えばガラスやプラスチックなどの透明の材質からなる。
【００４４】
図４は、発光ダイオード３５（３４、４５、４４）から照射され第１容器３１（第２容器４１）を透過してフォトダイオード３２（３３、４２、４３）に受光されるまでの光の経路を示す平面図である。図４に示すように、第１容器４１及び第２容器３１は、ともに水平方向における断面が内径ｄの円形の断面を有する円筒形または球形をなしており、本実施形態では円筒形を有している。図４に示すように、発光ダイオード３５（３４、４５、４４）から照射された光は、第１容器３１（第２容器４１）によって集光された状態でフォトダイオード３２（３３、４２、４３）で受光される。このように、第１容器３１及び第２容器４１にレンズ効果を持たせ、透過する光を集光させることにより、フォトダイオード３２（３３、４２、４３）で検出される出力が高くなり、精度良く測定を行うことができる。このように試料を収容する容器にレンズ効果を持たせることにより、光を集光する為のレンズを別に設ける必要がなく、測定装置全体の小型化が可能である。
【００４５】
本実施形態において、第１容器４１及び第２容器３１の断面の円形の直径ｄは５〜１２ｍｍ、光源である発光ダイオード３５（３４、４５、４４）の光源面３５ａ（３４ａ、４５ａ、４４ａ）の有効直径は２．６ｍｍ以下、受光素子であるフォトダイオード３２（３３、３４、４５、４４）の有効幅は５．８ｍｍ以下、発光面３２ａ（３３ａ、３４ａ、４５ａ、４４ａ）からフォトダイオードの受光面までの距離は直径ｄの５倍とした。この設計範囲内において、図４に示すように、第１容器４１及び第２容器３１の断面の円形の中心と発光ダイオード３５（３４、４５、４４）との距離をａとし、断面円形の中心とフォトダイオード３２（３３、４２、４３）との距離をｂとした時、ａがｄの１．１〜４．５倍、ｂがｄの０．５〜３．９倍であることが望ましい。これにより、上述の設計範囲内において、試料を収容する容器（第１容器４１及び第２容器３１）の厚さや材質が異なったり、試料の物性が異なったり、光源の波長などによる屈折率の違いがあっても、フォトダイオード３２（３３、３４、４５、４４）上に光を適切に集光することが可能である。
【００４６】
次に、図５を用いて抗酸化値測定装置１に組み込まれている制御部６０について説明する。図５は制御部を示す図である。
【００４７】
図５に示すように、制御部６０は、ＡＣアダプタ１０を介して電源が供給されるＬＥＤ用電源回路６５と、アナログ用電源回路７６と、デジタル用電源回路８５と、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ａ６１、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｂ６２、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｃ６３、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｄ６４と、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１と、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２と、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３と、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４と、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５と、演算部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）８０と、ＥＥＰＲＯＭ８１と、ＬＣＤドライブ回路８２と、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３と、ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４とを備える。
【００４８】
ＬＥＤ用電源回路６５は、各発光ダイオードａ〜ｄ（符号４４、４５、３４、３５）の点灯を制御する発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ａ６１、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｂ６２、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｃ６３、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｄ６４に接続される。
【００４９】
アナログ用電源回路７６は、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４、及びマルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に接続されている。各電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）は、それぞれ各フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）に接続される
【００５０】
デジタル用電源回路８５は、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５、ＣＰＵ８０、ＬＣＤドライブ回路８２、ＵＳＢ−ＲＳ２３２ＣＩ／Ｆ回路８４に接続される。
【００５１】
試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部としてのＣＰＵ８０は、各ＬＥＤドライブ回路ａ〜ｄ（符号６１〜６４）、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５、ＥＥＰＲＯＭ８１、ＬＣＤドライブ回路８２、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３、ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４に接続される。
【００５２】
ＣＰＵ８０では、各発光ダイオードａ〜ｄ（符号４４、４５、３４、３５）の点灯の開始時間及び終了時間の制御、フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）の出力結果に基づいて第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度の算出、及び第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度の差分からの抗酸化値の算出が行われる。
【００５３】
電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）は、フォトダイオードａ〜ｄ（４３、４２、３３、３２）から検出される電流を電圧値に変換し増幅し、光量信号とするものである。
【００５４】
マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５は、各電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）から入力された光量信号をデジタル信号しＣＰＵ８０に出力するものである。
【００５５】
ＥＥＰＲＯＭ８１は、検量線データ、各フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）で測定された光量信号や第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度などが書きこまれるものである。
【００５６】
ＬＣＤドライブ回路８２は、算出された抗酸化値を液晶表示部（ＬＣＤ）２３に表示させるものである。
【００５７】
コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３は、操作者によるスイッチボタン２２の押圧により、測定開始を指示するものである。
【００５８】
ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４は、必要に応じ抗酸化値測定装置１の本体２０に設けられているＵＳＢ端子８６（ＵＳＢ ＣＮ）を介して、本体２０とパソコンなどの外部機器とを接続するものである。
【００５９】
［抗酸化値測定装置の操作方法及び操作時における制御部の動作］
次に、上述した本発明の一実施形態における、抗酸化値測定装置１の操作方法及び操作時における制御部の動作について説明する。
【００６０】
まず、第１容器４１と第２容器３１を用意する。第１容器４１のみに予め試薬が収容されている。次に、第１容器４１、第２容器３１それぞれに測定対象物である、例えばオレンジジュースなどを試料として入れる。また、抗酸化値測定装置１の電源をいれる。
【００６１】
次に、第１容器４１を第１保持部４８に、第２容器３１を第２保持部３８に保持し、スイッチボタン２２を押すことにより測定が開始される。
【００６２】
制御部６０では、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８４により測定開始の指示がＣＰＵ８０になされ、ＣＰＵ８０により、各発光ダイオードの点灯の開始時間及び終了時間のタイミングが制御される。まず、第１測定部４０、第２測定部３０それぞれにおいて、発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４の点灯が開始される。発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４それぞれから出射された４９０ｎｍの波長を有する光は、それぞれ第１容器４１、第２容器３１に照射され、各容器を透過し、各容器によって集光され、フォトダイオードａ４３、フォトダイオードｃ３３に受光される。受光によってフォトダイオードａ４３、フォトダイオードｃ３３から検出される電流は、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３でそれぞれ電圧値に変換、増幅され、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に第１光量信号、第２光量信号として入力される。マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に入力された各光量信号はデジタル信号に変換されてＣＰＵ８０に出力される。デジタル化された各光量信号はＣＰＵ８０内のＲＡＭに書き込まれる。その後、発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４の点灯が終了される。
【００６３】
次に、第１測定部４０、第２測定部３０それぞれにおいて、発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｄ３５の点灯が開始される。発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｄ３５それぞれから出射された６２５ｎｍの波長を有する光は、それぞれ第１容器４１、第２容器３１に照射され、容器を透過し、容器によって集光され、フォトダイオードｂ４２、フォトダイオードｄ３２に受光される。受光によってフォトダイオードｂ４２、フォトダイオードｄ３２から検出される電流は、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４でそれぞれ電圧値に変換、増幅され、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に第３光量信号、第４光量信号として入力される。マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に入力された各光量信号はデジタル信号に変換されてＣＰＵ８０に出力される。デジタル化された各光量信号はＣＰＵ８０によって内のＲＡＭに書き込まれる。その後、発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｃ３５の点灯が終了される。
【００６４】
次に、ＣＰＵ８０にて、フォトダイオードａ４３及びフォトダイオードｂ４２それぞれで検出された第１光量信号、第３光量信号の比を対数変換することにより第１容器４１内の混合物の吸光度が算出される。これにより、試料自体の着色をキャンセルする補正がなされた吸光度を得ることができる。また、フォトダイオードｃ３３及びフォトダイオードｄ３２それぞれで検出された第２光量信号、第４光量信号の比を対数変換することにより第２容器３１内の試料の吸光度が算出される。
【００６５】
次に、ＣＰＵ８０によって、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分およびＥＥＰＲＯＭ８１にあらかじめ書き込まれている検量線から試料の抗酸化値が算出される。このように、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分から算出することにより、更に試料自体の着色をキャンセルするように補正される。算出された抗酸化値は、ＬＣＤドライブ回路８２により、液晶表示部（ＬＣＤ）２３に表示される。
【００６６】
以上のように、本実施形態における測定装置は、試料自体の着色を２回キャンセルする補正がなされているため、精度のよい測定を行うことができる。また、測定装置自体が携帯可能に小型化されており、かつ、精度良い測定を行うことができるため、研究所などに試料を持ち帰ることなく、例えば測定対象物であるジュースが販売されている自動販売機の直近で、ジュースの抗酸化値等を、容易に、かつ安定して正確な測定を行うことができる。また、受光部として安価なフォトダイオードを用いることができ、安価な測定装置を得ることができる。また、照射部として、発熱量が少ない発光ダイオードを用いることにより、電力の削減、長期間交換の必要がない。
【００６７】
本発明における測定装置は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、抗酸化値を求めたが、試薬を変え、試薬による色の変化を測定することによってある特定の化学物質を定量的に測定することも可能である。また、上述の実施形態においては、第１光路と第２光路、第３光路と第４光路とは、それぞれ同一水平面上に直交して配置されていたが、これに限定されるものではない。例えば図６に示すように、第１発光ダイオード１３５（第３発光ダイオード２３５）から照射された第１波長を有する光が第１フォトダイオード１３２（第３フォトダイオード２３２）に受光されるまでの第１光路１３７（第３光路２３７）と、第２発光ダイオード１３４（第４発光ダイオード２３４）から照射された第２波長を有する光が第３フォトダイオード１３３（第４フォトダイオード２３３）に受光されるまでの第２光路１３６（第４光路２３６）とが、異なる水平面に位置する、言い換えると水平面と垂直な方向に沿って上下に位置するように配置してもよい。これにより、第１容器４１（又は第２容器３１）内の混合物（又は試料）が均一な濃度の場合には、１つの容器に対し、位置の異なる２箇所で各波長における測定を同時に行うことができる。したがって、測定時間を短縮することが可能となる。尚、図６においては、第１光路１３７（第３光路２３７）と第２光路１３６（第４光路２３６）とが平行に配置されているが、直交するように配置してもよい。
【００６８】
また、図６では、異なる波長を有する発光ダイオードそれぞれに対応してフォトダイオードを１つずつ設けたが、図７に示すように、発光ダイオード１３５（２３５）及び１３４（２３４）から照射される光を共通のフォトダイオード３３２（３３３）で受光する構成としてもよい。この場合、発光ダイオード１３５（２３５）を用いた測定と発光ダイオード１３４（２３４）を用いた測定とを同時には行わず、別のタイミングで測定を行う。このような構成を測定装置に採用する場合、第１測定部に、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器４１に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部１３５と、第１容器４１に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部１３４と、第１容器４１を介して第１照射部１３５及び第２照射部１３４と対向配置され、第１照射部１３５から照射され第１容器４１を透過した光及び第２照射部１３４から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第１受光部３３２を設ける。第２測定部に、試料と同種類の試料を収容する第２容器３１に対し第１波長を有する光を照射する第３照射部２３５と、第２容器３１に対し第２波長を有する光を照射する第４照射部２３４と、第２容器３１を介して第３照射部２３５及び第４照射部２３４と対向配置され、第３照射部２３５から照射され第２容器３１を透過した光及び第４照射部２３４から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第２受光部３３３とを設ける。そして、第１受光部３３２及び第２受光部３３３にて受光された光の光量に基づいて、試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する構成とすればよい。このように各測定部において、受光部を一つにすることにより部品点数を削減することができ、コストを下げることができる。更に、各照射部毎に受光部を設ける場合と比較し、受光部の素子個体差が測定に影響しない。
【００６９】
なお、上述の実施形態においては、試薬としてＰＡＯを用いたが、他の試薬を用いる場合、第1波長として、３４０ｎｍ〜９５０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ〜６００ｎｍ、更に好ましくは、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長を用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…抗酸化測定装置
３１…第２容器
３２…フォトダイオードｄ
３２ａ、３３ａ、３４ａ、４５ａ、４４ａ・・・発光面
３３…フォトダイオードｃ
３４…発光ダイオードｃ
３４ａ、３５ａ、４５ａ、４４ａ・・・光源面
３５…発光ダイオードｄ
３６…第４光路
３７…第３光路
３８…第２保持部
４１…第１容器
４２…フォトダイオードｂ
４３…フォトダイオードａ
４４…発光ダイオードａ
４５…発光ダイオードｂ
４６…第２光路
４７…第１光路
４８…第１保持部
８０…ＣＰＵ
１３２…第１フォトダイオード
１３３…第２フォトダイオード
１３４…第２発光ダイオード
１３５…第１発光ダイオード
１３６…第２光路
１３７…第１光路
２３２…第３フォトダイオード
２３３…第４フォトダイオード
２３４…第４発光ダイオード
２３５…第３発光ダイオード
２３６…第２光路
２３７…第１光路
３３２…第１フォトダイオード
３３３…第２フォトダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジュースや食用油等の抗酸化性などを測定する測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学物質等の定性や定量は、発色処理された被測定試料について基準色に対する相対吸収光度を測定することによって行うことができる。このような相対吸光度測定装置は、例えば、被測定試料が配置される測定用セルと、被測定試料に単色光を照射させる発光部と、発光部から照射され被測定試料を透過する透過光を受光する受光部とを備える。このような測定装置においては、基準液と試薬を添加した被測定試料それぞれの透過光量を測定して、相対吸光度が算出される。あるいは、測定装置に２つの異なる波長の発光部を設け、１つの被測定試料に対して２つの波長をそれぞれ照射した際の透過光量を測定し、一方の波長で測定した光量を基準光として相対吸光度が算出される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１４３７号公報（段落[００２４]、[００２８]、[００３０]、[００３１]、図５、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上述のような測定装置における測定では、例えば試薬量によって測定結果がかわってきてしまう場合がある。特に、研究室等のように試薬や試料の計量を正確に行えるような状況でない場所で測定する場合、同じ測定対象物であっても測定毎に結果が異なる場合もあり、安定して正確な測定を行うことができない。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定した測定を行うことができる測定装置及び測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態に係る測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第２受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第３受光部と、第４受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第２受光部は、上記第１容器を介して上記第２照射部と対向配置され、上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。上記第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。上記第３受光部は、上記第２容器を介して上記第３照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記第４受光部は、上記第２容器を介して上記第４照射部と対向配置され、上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記演算部は、上記第１受光部、上記第２受光部、上記第３受光部及び上記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【０００７】
本発明の別の形態に係る測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第２受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光及び上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。第２受光部は、上記第２容器を介して上前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光及び上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。演算部は、上記第１受光部及び上記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【０００８】
本発明の別の形態に係わる測定方法は、第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定することを含む。第２波長を有する光を、上記混合物を収容する上記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定する。第１波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定する。第２波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する上記第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定する。上記第１光量信号と上記第２光量信号とはその比が対数変換されて上記混合物の吸光度が算出される。上記第３光量信号と上記第４光量信号とはその比が対数変換されて上記試料の吸光度が算出される。上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度との差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る一実施形態の抗酸化測定装置の平面図である。
【図２】図１の抗酸化値測定装置の部分拡大平面図である。
【図３】図１の抗酸化値測定装置の部分概略断面図である。
【図４】図１の抗酸化値測定装置における測定時の光路を示す図である。
【図５】図１の抗酸化値測定装置の制御部の回路図である。
【図６】別の実施形態における照射部と容器と受光部との位置関係を示す概略断面図である。
【図７】更に別の実施形態における照射部と容器と受光部との位置関係を示す概略断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第２受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第３受光部と、第４受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第２受光部は、上記第１容器を介して上記第２照射部と対向配置され、上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。上記第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。上記第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。上記第３受光部は、上記第２容器を介して上記第３照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記第４受光部は、上記第２容器を介して上記第４照射部と対向配置され、上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。上記演算部は、上記第１受光部、上記第２受光部、上記第３受光部及び上記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【００１１】
この測定装置によれば、第１受光部と第２受光部それぞれで受光した光の光量信号の比から、試料と試薬の混合物の吸光度が算出される。ここで、例えば第２照射部から照射される第１波長を有する光を、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）とすると、算出される混合物の吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされるように補正された値となる。そして、第３受光部と第４受光部それぞれでの受光した光の光量信号の比から算出された試料における吸光度分を、混合物の吸光度から差し引くように補正することにより、更に試料自体の着色がキャンセルされるように補正される。したがって、試料自体の着色をキャンセルする補正を２回行うこととなり、精度良い測定を行うことができる。例えば試料の量などによって着色の度合が異なっても安定した測定を行うことができる。また、１つの測定装置で、試料と試薬の混合物の吸光度と、試料の吸光度を同時に測定することができる。
【００１２】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射された光は、上記第１容器によって集光されて上記第１受光部に受光され、上記第２照射部から照射された光は、上記第１容器によって集光されて上記第２受光部に受光され、上記第３照射部から照射された光は、上記第２容器によって集光されて上記第３受光部に受光され、上記第４照射部から照射された光は、上記第２容器によって集光されて上記第４受光部に受光される。
【００１３】
この装置によれば、透過する光を集光させるよう第１容器及び第２容器にレンズ効果を持たせることができる。したがって、光を集光する為のレンズを別に設ける必要がなく、測定装置全体の小型化が可能である。
【００１４】
上記測定装置は、上記第１容器及び上記第２容器は、水平面における断面形状が５〜１２ｍｍの内径ｄの円の円筒形または球形を有し、上記各照射部は発光面が２．６ｍｍ以下の有効直径を有し、上記各受光部は５．８ｍｍ以下の有効幅を有し、互いに対向して配置される上記発光面と上記受光部の受光面との距離はｄの５倍以下であり、上記円の中心と上記円それぞれに対応する上記発光面との距離をａとし、上記中心と上記円それぞれに対応する上記受光面との距離をｂとした時、ａ＝ｄ×１．１〜４．５、ｂ＝ｄ×０．５〜３．９である。
【００１５】
この装置によれば、第１容器及び上記第２容器を断面形状が５〜１２ｍｍの外径ｄの円の円筒形または球形とし、各照射部の発光面の有効直径を２．６ｍｍ以下とし、各受光部の有効幅を５．８ｍｍ以下とし、互いに対向して配置される発光面と受光部の受光面との距離をｄの５倍以下とした設計範囲とした場合、容器の断面の円形の中心と発光面との距離をａとし、断面円形の中心と受光部との距離をｂとした時、ａがｄの１．１〜４．５倍、ｂがｄの０．５〜３．９倍とすることにより、容器の厚さや材質が異なったり、試料の物性が異なったり、光源の波長などによる屈折率の違いがあっても、第１容器及び第２容器によって受光面上に光を適切に集光することが可能である。
【００１６】
上記測定装置は、上記第１波長は、その照射により上記試薬による上記混合物の透過率が変化する波長領域に設定され、上記第２波長は、その照射により上記試薬による上記混合物の透過率が変化しない波長領域に設定される。
【００１７】
この装置によれば、第２波長が、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）となるので、第１受光部と第２受光部での受光量から算出された吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされた値となる。
【００１８】
上記測定装置は、上記演算部では、上記第１受光部及び上記第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより上記混合物の吸光度と、上記第３受光部及び上記第４受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより上記試料の吸光度とが算出され、上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度の差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００１９】
この装置によれば、第１受光部及び第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより試料の着色自体がキャンセルされるように補正された混合物の吸光度が算出される。そして、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分を求めることにより、更に試料の着色自体がキャンセルされるように補正された、試料の試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２０】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射され上記第１受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第２照射部から照射され上記第２受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第２光路とは、直交し、上記第３照射部から照射され上記第３受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第４照射部から照射され上記第４受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第４光路とは、直交する。
【００２１】
この装置によれば、それぞれ互いに直交する第１光路と第２光路、第３光路と第４光路とを例えば同一水平面上に配置することができ、水平面と垂直な方向における測定装置の大きさを小さくすることができる。
【００２２】
上記測定装置は、上記第１照射部から照射され上記第１受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第２照射部から照射され上記第２受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第２光路とは、互いに異なる水平面上に配置され、上記第３照射部から照射され上記第３受光部に受光されるまでの上記第１波長を有する光の第１光路と、上記第４照射部から照射された上記第４受光部に受光されるまでの上記第２波長を有する光の第４光路とは、互いに異なる水平面上に配置される。
【００２３】
この装置によれば、第１光路と第２光路とは互いに異なる水平面上に配置されるので、第1照射部及び第２照射部の照射のタイミングを同時にしても、第１容器４１に照射される箇所が異なるため、互いの光に影響されることなく、第１受光部及び第２受光部それぞれで受光が可能となる。従って、照射のタイミングをずらすことなく同時に行うことができるため、測定時間を短縮することができる。同様に、第３光路と第４光路とは互いに異なる水平面上に配置されるので、第３照射部及び第４照射部の照射のタイミングを同時にしても、第２容器３１に照射される箇所が異なるため、互いの光に影響されることなく、第３受光部及び第４受光部それぞれで受光が可能となる。従って、照射のタイミングをずらすことなく同時に行うことができるため、測定時間を短縮することができる。
【００２４】
他の測定装置は、第１照射部と、第２照射部と、第１受光部と、第３照射部と、第４照射部と、第２受光部と、演算部とを具備する。上記第１照射部は、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する。上記第２照射部は、上記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する。上記第１受光部は、上記第１容器を介して上記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、上記第１照射部から照射され上記第１容器を透過した光及び上記第２照射部から照射され上記第１容器を透過した光を受光する。第３照射部は、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し上記第１波長を有する光を照射する。第４照射部は、上記第２容器に対し上記第２波長を有する光を照射する。第２受光部は、上記第２容器を介して上前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、上記第３照射部から照射され上記第２容器を透過した光及び上記第４照射部から照射され上記第２容器を透過した光を受光する。演算部は、上記第１受光部及び上記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化を算出する。
【００２５】
この測定装置によれば、第１照射部及び第２照射部からそれぞれ照射され第１受光部で受光した光の光量信号の比から、試料と試薬の混合物の吸光度が算出される。ここで、例えば第２照射部から照射される第１波長を有する光を、試薬による試料の色の変化があっても透過率が変化しない領域の波長の光（基準光）とすると、算出される混合物の吸光度は、試料自体の着色がキャンセルされるように補正された値となる。そして、第３照射部及び第４照射部からそれぞれ照射され第３受光部で受光した光の光量信号の比から算出された試料における吸光度分を、混合物の吸光度から差し引くように補正することにより、更に試料自体の着色がキャンセルされるように補正される。したがって、試料自体の着色をキャンセルする補正を２回行うこととなり、精度良い測定を行うことができる。また、各照射部毎に受光部を設ける場合と比較し、受光部の素子個体差が測定に影響しない。
【００２６】
測定方法は、第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定することを含む。第２波長を有する光を、上記混合物を収容する上記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定する。第１波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定する。第２波長を有する光を、上記試料と同種類の試料を収容する上記第２容器に照射し、該第２容器を透過した上記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定する。上記第１光量信号と上記第２光量信号とはその比が対数変換されて上記混合物の吸光度が算出される。上記第３光量信号と上記第４光量信号とはその比が対数変換されて上記試料の吸光度が算出される。上記混合物の吸光度と上記試料の吸光度との差分から上記試料の上記試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２７】
この測定方法によれば、第１光量信号と第２光量信号の比を対数変換することにより試料の着色自体がキャンセルされるように補正された混合物の吸光度が算出される。そして、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分を求めることにより、更に試料の着色自体がキャンセルされるように補正された、試料の試薬の添加による吸光度の変化が算出される。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
［抗酸化値測定装置の構成］
図１は、一実施形態に係る抗酸化値測定装置の平面図である。図２は、図１の抗酸化値測定装置の一部を構成する測定部の部分拡大平面図である。図３は、図２に示す測定部の部分概略断面図であり、フォトダイオードと容器と発光ダイオードとの位置関係を示す図である。本実施形態に係わる抗酸化値測定装置は、例えばオレンジジュース等の飲料の抗酸化値を測定するものであり、例えばＡ５サイズ程度の携帯可能な大きさとなっており、所望の場所で測定可能である。
【００３０】
図１に示すように、抗酸化値測定装置１は、本体２０と、本体２０に電気的に接続されたＡＣアダプタ１０とを備える。
【００３１】
本体２０は、測定部２１と、測定開始を指示するためのスイッチボタン２２と、測定結果を表示する液晶ディスプレイ２３と、後述する制御部（図示せず）と、を有する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、測定部２１は、第１測定部４０と測定第２測定部３０とを有する。第１測定部４０と第２測定部３０は、測定対象物が異なるのみで、構成は同じである。第１測定部４０では試薬が加えられた試料の吸光度が測定され、第２測定部３０では試薬が加えられていない試料の吸光度が測定される。抗酸化値測定装置１では、試薬の添加により試料の色が変化、言い換えれば、ある波長における吸光度が変化することを利用して、試料の抗酸化値が測定される。本実施形態では、第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれで測定された吸光度の差分から試料の抗酸化値が測定される。測定対象物である試料としては、例えばオレンジジュースやお茶など飲料等を用いることができるが、これらに限定はされない。
【００３３】
本実施形態において、試薬として、ＰＡＯ（商品名、日研ザイル（株）日本老化制御研究所製）を用いた。ＰＡＯにはＣｕ２＋と、Ｃｕ＋と第１波長である４５０ｎｍ〜４９０ｎｍにおいて吸光を示す発色試薬が含まれている。本試薬では、Ｃｕ２＋が試料の添加により還元反応が生じてＣｕ＋になって、発色試薬によって色が変化することを利用して、試料の抗酸化性を測定することができる。このように銅の還元反応を利用した試薬の他に、鉄の還元反応を利用した試薬を用いることもできる。
【００３４】
第１測定部４０は、第１保持部４８と、第１照射部としての発光ダイオードａ（ＬＥＤａ）４４と、第２照射部としての発光ダイオードｂ（ＬＥＤｂ）４５と、第１受光部としてのフォトダイオードａ（ＰＤａ）４３と、第２受光部としてのフォトダイオードｂ（ＰＤｂ）４２とを備える。
【００３５】
第１保持部４８は、測定対象物である試料と試薬との混合物が収容される第１容器４１を保持する。第１保持部４８では、発光ダイオードａ４４から照射された光が第１容器４１に照射され、更に第１容器４１を透過してフォトダイオードａ４３に受光されるまでの第１光路４６に相当する箇所は貫通孔になっている。同様に、発光ダイオードｂ４５から照射された光が第１容器４１に照射され、更に第１容器４１を透過してフォトダイオードｂ４２に受光されるまでの第２光路４７に相当する箇所も貫通孔となっている。第１光路４６と第２光路４７とが直交するように、発光ダイオードａ４４と、発光ダイオードｂ４５と、フォトダイオードａ４３と、フォトダイオードｂ４２とは、配置される。
【００３６】
発光ダイオードａ４４は、第１波長である４９０ｎｍの波長を有する光を照射するものである。第１波長としては、試薬の付加による色の変化が検出可能な波長、すなわち試薬の付加により測定される透過率に変化が生じる領域の波長が使用され、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長を使用することができる。本実施形態では４９０ｎｍの波長を採用した。
【００３７】
発光ダイオードｂ４５は、第２波長である６２５ｎｍの波長を有する光を照射するものである。第２波長としては、試薬の付加による色の変化が検出されない領域の波長、すなわち試薬の付加により測定される透過率に変化が生じない領域の波長が使用される。
【００３８】
図２及び図３に示すように、フォトダイオードａ４３は、第１保持部４８に保持される第１容器４１を介して発光ダイオードａ４４と対向配置され、発光ダイオードａ４４から照射され第１容器４１を透過して第１容器４１によって集光される４９０ｎｍの波長を有する光を受光する。フォトダイオードｂ４２は、第１保持部４８に保持される第１容器４１を介して発光ダイオードｂ４５と対向配置され、発光ダイオードｂ４５から照射され第１容器４１を透過して第１容器４１によって集光される６２５ｎｍの波長を有する光を受光する。
【００３９】
図２に示すように、第２測定部３０は、第２保持部３８と、第３照射部としての発光ダイオードｃ（ＬＥＤｃ）３４と、第４照射部としての発光ダイオードｄ（ＬＥＤｄ）３５と、第３受光部としてのフォトダイオードｃ（ＰＤｃ）３３と、第４受光部としてのフォトダイオードｄ（ＰＤｄ）３２とを備える。
【００４０】
第２保持部３８は、測定対象物である試料が収容される第２容器３１を保持する。第２容器３１に収容される試料は、第１容器４１に収容される混合物に含まれる試料と同じものである。第２保持部３８では、発光ダイオードｃ３４から照射された光が第２容器３１に照射され、更に第２容器３１を透過してフォトダイオードｃ３３に受光されるまでの第３光路３６に相当する箇所は貫通孔となっている。同様に、発光ダイオードｄ３５から照射された光が第２容器３１に照射され、更に第２容器３１を透過してフォトダイオードｄ３２に受光されるまでの第４光路３７に相当する箇所も貫通孔となっている。第３光路３６と第４光路３７とが直交するように、発光ダイオードｃ３４と、発光ダイオードｄ３５と、フォトダイオードｃ３３と、フォトダイオードｄ３２とは、配置される。
【００４１】
第１測定部４０での測定結果と第２測定部３０での測定結果の比較から抗酸化値を求めるため、第２測定部３０では第１測定部４０と同等の方法で試料の吸光度を算出するため、発光ダイオードｃ３４は、第１波長である４９０ｎｍの波長を有する光を照射するものとし、発光ダイオードｄ３５は、第２波長である６２５ｎｍの波長を有する光を照射するものとした。
【００４２】
図２及び図３に示すように、フォトダイオードｃ３３は、第２保持部３８に保持される第２容器３１を介して発光ダイオードｃ３４と対向配置され、発光ダイオードｃ３４から照射され第２容器３１を透過して第２容器３１によって集光される４９０ｎｍの波長を有する光を受光する。フォトダイオードｄ３２は、第２保持部３８に保持される第２容器３１を介して発光ダイオードｄ３５と対向配置され、発光ダイオードｄ３５から照射され第２容器３１を透過して第２容器３１によって集光される６２５ｎｍの波長を有する光を受光する。
【００４３】
第１容器４１及び第２容器３１は、例えばガラスやプラスチックなどの透明の材質からなる。
【００４４】
図４は、発光ダイオード３５（３４、４５、４４）から照射され第１容器３１（第２容器４１）を透過してフォトダイオード３２（３３、４２、４３）に受光されるまでの光の経路を示す平面図である。図４に示すように、第１容器４１及び第２容器３１は、ともに水平方向における断面が内径ｄの円形の断面を有する円筒形または球形をなしており、本実施形態では円筒形を有している。図４に示すように、発光ダイオード３５（３４、４５、４４）から照射された光は、第１容器３１（第２容器４１）によって集光された状態でフォトダイオード３２（３３、４２、４３）で受光される。このように、第１容器３１及び第２容器４１にレンズ効果を持たせ、透過する光を集光させることにより、フォトダイオード３２（３３、４２、４３）で検出される出力が高くなり、精度良く測定を行うことができる。このように試料を収容する容器にレンズ効果を持たせることにより、光を集光する為のレンズを別に設ける必要がなく、測定装置全体の小型化が可能である。
【００４５】
本実施形態において、第１容器４１及び第２容器３１の断面の円形の直径ｄは５〜１２ｍｍ、光源である発光ダイオード３５（３４、４５、４４）の光源面３５ａ（３４ａ、４５ａ、４４ａ）の有効直径は２．６ｍｍ以下、受光素子であるフォトダイオード３２（３３、３４、４５、４４）の有効幅は５．８ｍｍ以下、発光面３２ａ（３３ａ、３４ａ、４５ａ、４４ａ）からフォトダイオードの受光面までの距離は直径ｄの５倍とした。この設計範囲内において、図４に示すように、第１容器４１及び第２容器３１の断面の円形の中心と発光ダイオード３５（３４、４５、４４）との距離をａとし、断面円形の中心とフォトダイオード３２（３３、４２、４３）との距離をｂとした時、ａがｄの１．１〜４．５倍、ｂがｄの０．５〜３．９倍であることが望ましい。これにより、上述の設計範囲内において、試料を収容する容器（第１容器４１及び第２容器３１）の厚さや材質が異なったり、試料の物性が異なったり、光源の波長などによる屈折率の違いがあっても、フォトダイオード３２（３３、３４、４５、４４）上に光を適切に集光することが可能である。
【００４６】
次に、図５を用いて抗酸化値測定装置１に組み込まれている制御部６０について説明する。図５は制御部を示す図である。
【００４７】
図５に示すように、制御部６０は、ＡＣアダプタ１０を介して電源が供給されるＬＥＤ用電源回路６５と、アナログ用電源回路７６と、デジタル用電源回路８５と、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ａ６１、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｂ６２、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｃ６３、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｄ６４と、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１と、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２と、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３と、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４と、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５と、演算部としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）８０と、ＥＥＰＲＯＭ８１と、ＬＣＤドライブ回路８２と、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３と、ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４とを備える。
【００４８】
ＬＥＤ用電源回路６５は、各発光ダイオードａ〜ｄ（符号４４、４５、３４、３５）の点灯を制御する発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ａ６１、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｂ６２、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｃ６３、発光ダイオード（ＬＥＤ）ドライブ回路ｄ６４に接続される。
【００４９】
アナログ用電源回路７６は、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４、及びマルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に接続されている。各電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）は、それぞれ各フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）に接続される
【００５０】
デジタル用電源回路８５は、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５、ＣＰＵ８０、ＬＣＤドライブ回路８２、ＵＳＢ−ＲＳ２３２ＣＩ／Ｆ回路８４に接続される。
【００５１】
試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部としてのＣＰＵ８０は、各ＬＥＤドライブ回路ａ〜ｄ（符号６１〜６４）、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５、ＥＥＰＲＯＭ８１、ＬＣＤドライブ回路８２、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３、ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４に接続される。
【００５２】
ＣＰＵ８０では、各発光ダイオードａ〜ｄ（符号４４、４５、３４、３５）の点灯の開始時間及び終了時間の制御、フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）の出力結果に基づいて第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度の算出、及び第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度の差分からの抗酸化値の算出が行われる。
【００５３】
電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）は、フォトダイオードａ〜ｄ（４３、４２、３３、３２）から検出される電流を電圧値に変換し増幅し、光量信号とするものである。
【００５４】
マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５は、各電流−電圧変換・増幅回路ａ〜ｄ（７１〜７４）から入力された光量信号をデジタル信号しＣＰＵ８０に出力するものである。
【００５５】
ＥＥＰＲＯＭ８１は、検量線データ、各フォトダイオードａ〜ｄ（符号４３，４２、３３、３２）で測定された光量信号や第１測定部４０及び第２測定部３０それぞれにおける吸光度などが書きこまれるものである。
【００５６】
ＬＣＤドライブ回路８２は、算出された抗酸化値を液晶表示部（ＬＣＤ）２３に表示させるものである。
【００５７】
コマンドボタンＩ／Ｆ回路８３は、操作者によるスイッチボタン２２の押圧により、測定開始を指示するものである。
【００５８】
ＵＳＢ−２３２ＣＩ／Ｆ回路８４は、必要に応じ抗酸化値測定装置１の本体２０に設けられているＵＳＢ端子８６（ＵＳＢ ＣＮ）を介して、本体２０とパソコンなどの外部機器とを接続するものである。
【００５９】
［抗酸化値測定装置の操作方法及び操作時における制御部の動作］
次に、上述した本発明の一実施形態における、抗酸化値測定装置１の操作方法及び操作時における制御部の動作について説明する。
【００６０】
まず、第１容器４１と第２容器３１を用意する。第１容器４１のみに予め試薬が収容されている。次に、第１容器４１、第２容器３１それぞれに測定対象物である、例えばオレンジジュースなどを試料として入れる。また、抗酸化値測定装置１の電源をいれる。
【００６１】
次に、第１容器４１を第１保持部４８に、第２容器３１を第２保持部３８に保持し、スイッチボタン２２を押すことにより測定が開始される。
【００６２】
制御部６０では、コマンドボタンＩ／Ｆ回路８４により測定開始の指示がＣＰＵ８０になされ、ＣＰＵ８０により、各発光ダイオードの点灯の開始時間及び終了時間のタイミングが制御される。まず、第１測定部４０、第２測定部３０それぞれにおいて、発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４の点灯が開始される。発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４それぞれから出射された４９０ｎｍの波長を有する光は、それぞれ第１容器４１、第２容器３１に照射され、各容器を透過し、各容器によって集光され、フォトダイオードａ４３、フォトダイオードｃ３３に受光される。受光によってフォトダイオードａ４３、フォトダイオードｃ３３から検出される電流は、電流−電圧変換・増幅回路ａ７１、電流−電圧変換・増幅回路ｃ７３でそれぞれ電圧値に変換、増幅され、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に第１光量信号、第２光量信号として入力される。マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に入力された各光量信号はデジタル信号に変換されてＣＰＵ８０に出力される。デジタル化された各光量信号はＣＰＵ８０内のＲＡＭに書き込まれる。その後、発光ダイオードａ４４、発光ダイオードｃ３４の点灯が終了される。
【００６３】
次に、第１測定部４０、第２測定部３０それぞれにおいて、発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｄ３５の点灯が開始される。発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｄ３５それぞれから出射された６２５ｎｍの波長を有する光は、それぞれ第１容器４１、第２容器３１に照射され、容器を透過し、容器によって集光され、フォトダイオードｂ４２、フォトダイオードｄ３２に受光される。受光によってフォトダイオードｂ４２、フォトダイオードｄ３２から検出される電流は、電流−電圧変換・増幅回路ｂ７２、電流−電圧変換・増幅回路ｄ７４でそれぞれ電圧値に変換、増幅され、マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に第３光量信号、第４光量信号として入力される。マルチプレクサ・ＡＤ変換回路７５に入力された各光量信号はデジタル信号に変換されてＣＰＵ８０に出力される。デジタル化された各光量信号はＣＰＵ８０によって内のＲＡＭに書き込まれる。その後、発光ダイオードｂ４５、発光ダイオードｃ３５の点灯が終了される。
【００６４】
次に、ＣＰＵ８０にて、フォトダイオードａ４３及びフォトダイオードｂ４２それぞれで検出された第１光量信号、第３光量信号の比を対数変換することにより第１容器４１内の混合物の吸光度が算出される。これにより、試料自体の着色をキャンセルする補正がなされた吸光度を得ることができる。また、フォトダイオードｃ３３及びフォトダイオードｄ３２それぞれで検出された第２光量信号、第４光量信号の比を対数変換することにより第２容器３１内の試料の吸光度が算出される。
【００６５】
次に、ＣＰＵ８０によって、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分およびＥＥＰＲＯＭ８１にあらかじめ書き込まれている検量線から試料の抗酸化値が算出される。このように、混合物の吸光度と試料の吸光度の差分から算出することにより、更に試料自体の着色をキャンセルするように補正される。算出された抗酸化値は、ＬＣＤドライブ回路８２により、液晶表示部（ＬＣＤ）２３に表示される。
【００６６】
以上のように、本実施形態における測定装置は、試料自体の着色を２回キャンセルする補正がなされているため、精度のよい測定を行うことができる。また、測定装置自体が携帯可能に小型化されており、かつ、精度良い測定を行うことができるため、研究所などに試料を持ち帰ることなく、例えば測定対象物であるジュースが販売されている自動販売機の直近で、ジュースの抗酸化値等を、容易に、かつ安定して正確な測定を行うことができる。また、受光部として安価なフォトダイオードを用いることができ、安価な測定装置を得ることができる。また、照射部として、発熱量が少ない発光ダイオードを用いることにより、電力の削減、長期間交換の必要がない。
【００６７】
本発明における測定装置は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、抗酸化値を求めたが、試薬を変え、試薬による色の変化を測定することによってある特定の化学物質を定量的に測定することも可能である。また、上述の実施形態においては、第１光路と第２光路、第３光路と第４光路とは、それぞれ同一水平面上に直交して配置されていたが、これに限定されるものではない。例えば図６に示すように、第１発光ダイオード１３５（第３発光ダイオード２３５）から照射された第１波長を有する光が第１フォトダイオード１３２（第３フォトダイオード２３２）に受光されるまでの第１光路１３７（第３光路２３７）と、第２発光ダイオード１３４（第４発光ダイオード２３４）から照射された第２波長を有する光が第３フォトダイオード１３３（第４フォトダイオード２３３）に受光されるまでの第２光路１３６（第４光路２３６）とが、異なる水平面に位置する、言い換えると水平面と垂直な方向に沿って上下に位置するように配置してもよい。これにより、第１容器４１（又は第２容器３１）内の混合物（又は試料）が均一な濃度の場合には、１つの容器に対し、位置の異なる２箇所で各波長における測定を同時に行うことができる。したがって、測定時間を短縮することが可能となる。尚、図６においては、第１光路１３７（第３光路２３７）と第２光路１３６（第４光路２３６）とが平行に配置されているが、直交するように配置してもよい。
【００６８】
また、図６では、異なる波長を有する発光ダイオードそれぞれに対応してフォトダイオードを１つずつ設けたが、図７に示すように、発光ダイオード１３５（２３５）及び１３４（２３４）から照射される光を共通のフォトダイオード３３２（３３３）で受光する構成としてもよい。この場合、発光ダイオード１３５（２３５）を用いた測定と発光ダイオード１３４（２３４）を用いた測定とを同時には行わず、別のタイミングで測定を行う。このような構成を測定装置に採用する場合、第１測定部に、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器４１に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部１３５と、第１容器４１に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部１３４と、第１容器４１を介して第１照射部１３５及び第２照射部１３４と対向配置され、第１照射部１３５から照射され第１容器４１を透過した光及び第２照射部１３４から照射され第１容器４１を透過した光を受光する第１受光部３３２を設ける。第２測定部に、試料と同種類の試料を収容する第２容器３１に対し第１波長を有する光を照射する第３照射部２３５と、第２容器３１に対し第２波長を有する光を照射する第４照射部２３４と、第２容器３１を介して第３照射部２３５及び第４照射部２３４と対向配置され、第３照射部２３５から照射され第２容器３１を透過した光及び第４照射部２３４から照射され第２容器３１を透過した光を受光する第２受光部３３３とを設ける。そして、第１受光部３３２及び第２受光部３３３にて受光された光の光量に基づいて、試料の試薬の添加による吸光度の変化を算出する構成とすればよい。このように各測定部において、受光部を一つにすることにより部品点数を削減することができ、コストを下げることができる。更に、各照射部毎に受光部を設ける場合と比較し、受光部の素子個体差が測定に影響しない。
【００６９】
なお、上述の実施形態においては、試薬としてＰＡＯを用いたが、他の試薬を用いる場合、第1波長として、３４０ｎｍ〜９５０ｎｍ、より好ましくは４００ｎｍ〜６００ｎｍ、更に好ましくは、４５０ｎｍ〜４９０ｎｍの波長を用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１…抗酸化測定装置
３１…第２容器
３２…フォトダイオードｄ
３２ａ、３３ａ、３４ａ、４５ａ、４４ａ・・・発光面
３３…フォトダイオードｃ
３４…発光ダイオードｃ
３４ａ、３５ａ、４５ａ、４４ａ・・・光源面
３５…発光ダイオードｄ
３６…第４光路
３７…第３光路
３８…第２保持部
４１…第１容器
４２…フォトダイオードｂ
４３…フォトダイオードａ
４４…発光ダイオードａ
４５…発光ダイオードｂ
４６…第２光路
４７…第１光路
４８…第１保持部
８０…ＣＰＵ
１３２…第１フォトダイオード
１３３…第２フォトダイオード
１３４…第２発光ダイオード
１３５…第１発光ダイオード
１３６…第２光路
１３７…第１光路
２３２…第３フォトダイオード
２３３…第４フォトダイオード
２３４…第４発光ダイオード
２３５…第３発光ダイオード
２３６…第２光路
２３７…第１光路
３３２…第１フォトダイオード
３３３…第２フォトダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部と、
前記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部と、
前記第１容器を介して前記第１照射部と対向配置され、前記第１照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第１受光部と、
前記第１容器を介して前記第２照射部と対向配置され、前記第２照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第２受光部と、
前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し前記第１波長を有する光を照射する第３照射部と、
前記第２容器に対し前記第２波長を有する光を照射する第４照射部と、
前記第２容器を介して前記第３照射部と対向配置され、前記第３照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第３受光部と、
前記第２容器を介して前記第４照射部と対向配置され、前記第４照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第４受光部と、
前記第１受光部、前記第２受光部、前記第３受光部及び前記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部と
を具備する測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射された光は、前記第１容器によって集光されて前記第１受光部に受光され、
前記第２照射部から照射された光は、前記第１容器によって集光されて前記第２受光部に受光され、
前記第３照射部から照射された光は、前記第２容器によって集光されて前記第３受光部に受光され、
前記第４照射部から照射された光は、前記第２容器によって集光されて前記第４受光部に受光される
測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の測定装置であって、
前記第１容器及び前記第２容器は、水平面における断面形状が５〜１２ｍｍの外径ｄの円の円筒形または球形を有し、
前記各照射部は発光面が２．６ｍｍ以下の有効直径を有し、
前記各受光部は５．８ｍｍ以下の有効幅を有し、
互いに対向して配置される前記発光面と前記受光部の受光面との距離はｄの５倍以下であり、
前記円の中心と前記円それぞれに対応する前記発光面との距離をａとし、前記中心と前記円それぞれに対応する前記受光面との距離をｂとした時、
ａ＝ｄ×１．１〜４．５、ｂ＝ｄ×０．５〜３．９である
測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の測定装置であって、
前記第１波長は、その照射により前記試薬による前記混合物の透過率が変化する波長領域に設定され、
前記第２波長は、その照射により前記試薬による前記混合物の透過率が変化しない波長領域に設定される
測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の測定装置であって、
前記演算部では、前記第１受光部及び前記第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより前記混合物の吸光度と、前記第３受光部及び前記第４受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより前記試料の吸光度とが算出され、前記混合物の吸光度と前記試料の吸光度の差分から前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化が算出される
測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射され前記第１受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第２照射部から照射され前記第２受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第２光路とは、直交し、
前記第３照射部から照射され前記第３受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第４照射部から照射され前記第４受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第４光路とは、直交する
測定装置。
【請求項７】
請求項５記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射され前記第１受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第２照射部から照射され前記第２受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第２光路とは、互いに異なる水平面上に配置され、
前記第３照射部から照射され前記第３受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第４照射部から照射された前記第４受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第４光路とは、互いに異なる水平面上に配置される
測定装置。
【請求項８】
試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部と、
前記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部と、
前記第１容器を介して前記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、前記第１照射部から照射され前記第１容器を透過した光及び前記第２照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第１受光部と、
前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し前記第１波長を有する光を照射する第３照射部と、
前記第２容器に対し前記第２波長を有する光を照射する第４照射部と、
前記第２容器を介して前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、前記第３照射部から照射され前記第２容器を透過した光及び前記第４照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部と
を具備する測定装置。
【請求項９】
第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定し、
第２波長を有する光を、前記混合物を収容する前記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定し、
第１波長を有する光を、前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定し、
第２波長を有する光を、前記試料と同種類の試料を収容する前記第２容器に照射し、該第２容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定し、
前記第１光量信号と前記第２光量信号との比を対数変換して前記混合物の吸光度を算出し、
前記第３光量信号と前記第４光量信号との比を対数変換して前記試料の吸光度を算出し、
前記混合物の吸光度と前記試料の吸光度との差分から前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する
測定方法。
【請求項１】
試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部と、
前記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部と、
前記第１容器を介して前記第１照射部と対向配置され、前記第１照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第１受光部と、
前記第１容器を介して前記第２照射部と対向配置され、前記第２照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第２受光部と、
前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し前記第１波長を有する光を照射する第３照射部と、
前記第２容器に対し前記第２波長を有する光を照射する第４照射部と、
前記第２容器を介して前記第３照射部と対向配置され、前記第３照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第３受光部と、
前記第２容器を介して前記第４照射部と対向配置され、前記第４照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第４受光部と、
前記第１受光部、前記第２受光部、前記第３受光部及び前記第４受光部にて受光された光の光量に基づいて、前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部と
を具備する測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射された光は、前記第１容器によって集光されて前記第１受光部に受光され、
前記第２照射部から照射された光は、前記第１容器によって集光されて前記第２受光部に受光され、
前記第３照射部から照射された光は、前記第２容器によって集光されて前記第３受光部に受光され、
前記第４照射部から照射された光は、前記第２容器によって集光されて前記第４受光部に受光される
測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の測定装置であって、
前記第１容器及び前記第２容器は、水平面における断面形状が５〜１２ｍｍの外径ｄの円の円筒形または球形を有し、
前記各照射部は発光面が２．６ｍｍ以下の有効直径を有し、
前記各受光部は５．８ｍｍ以下の有効幅を有し、
互いに対向して配置される前記発光面と前記受光部の受光面との距離はｄの５倍以下であり、
前記円の中心と前記円それぞれに対応する前記発光面との距離をａとし、前記中心と前記円それぞれに対応する前記受光面との距離をｂとした時、
ａ＝ｄ×１．１〜４．５、ｂ＝ｄ×０．５〜３．９である
測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の測定装置であって、
前記第１波長は、その照射により前記試薬による前記混合物の透過率が変化する波長領域に設定され、
前記第２波長は、その照射により前記試薬による前記混合物の透過率が変化しない波長領域に設定される
測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の測定装置であって、
前記演算部では、前記第１受光部及び前記第２受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより前記混合物の吸光度と、前記第３受光部及び前記第４受光部によりそれぞれ検出された光量信号の比を対数変換することにより前記試料の吸光度とが算出され、前記混合物の吸光度と前記試料の吸光度の差分から前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化が算出される
測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射され前記第１受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第２照射部から照射され前記第２受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第２光路とは、直交し、
前記第３照射部から照射され前記第３受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第４照射部から照射され前記第４受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第４光路とは、直交する
測定装置。
【請求項７】
請求項５記載の測定装置であって、
前記第１照射部から照射され前記第１受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第２照射部から照射され前記第２受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第２光路とは、互いに異なる水平面上に配置され、
前記第３照射部から照射され前記第３受光部に受光されるまでの前記第１波長を有する光の第１光路と、前記第４照射部から照射された前記第４受光部に受光されるまでの前記第２波長を有する光の第４光路とは、互いに異なる水平面上に配置される
測定装置。
【請求項８】
試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に対し第１波長を有する光を照射する第１照射部と、
前記第１容器に対し第２波長を有する光を照射する第２照射部と、
前記第１容器を介して前記第１照射部及び第２照射部と対向配置され、前記第１照射部から照射され前記第１容器を透過した光及び前記第２照射部から照射され前記第１容器を透過した光を受光する第１受光部と、
前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に対し前記第１波長を有する光を照射する第３照射部と、
前記第２容器に対し前記第２波長を有する光を照射する第４照射部と、
前記第２容器を介して前記第３照射部及び第４照射部と対向配置され、前記第３照射部から照射され前記第２容器を透過した光及び前記第４照射部から照射され前記第２容器を透過した光を受光する第２受光部と、
前記第１受光部及び前記第２受光部にて受光された光の光量に基づいて、前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する演算部と
を具備する測定装置。
【請求項９】
第１波長を有する光を、試料及び試薬の混合物を収容する第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第１受光部における第１光量信号を測定し、
第２波長を有する光を、前記混合物を収容する前記第１容器に照射し、該第１容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第２受光部における第２光量信号を測定し、
第１波長を有する光を、前記試料と同種類の試料を収容する第２容器に照射し、該第２容器を透過した前記第１波長を有する光を受光した第３受光部における第３光量信号を測定し、
第２波長を有する光を、前記試料と同種類の試料を収容する前記第２容器に照射し、該第２容器を透過した前記第２波長を有する光を受光した第４受光部における第４光量信号を測定し、
前記第１光量信号と前記第２光量信号との比を対数変換して前記混合物の吸光度を算出し、
前記第３光量信号と前記第４光量信号との比を対数変換して前記試料の吸光度を算出し、
前記混合物の吸光度と前記試料の吸光度との差分から前記試料の前記試薬の添加による吸光度の変化を算出する
測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７６６２（Ｐ２０１１−１７６６２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６３６４１（Ｐ２００９−１６３６４１）
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（５０３１７２７５８）株式会社テクノサイエンス (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１０日（２００９．７．１０）
【出願人】（５０３１７２７５８）株式会社テクノサイエンス (2)
【Ｆターム（参考）】
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