透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法
【課題】少ない被測定試料であっても感度が良く測定を行なうことができる小型な透過量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法を提供することである。
【解決手段】発色処理された被測定試料を収容するとともに、透光性素材で構成された測定用セル１０と、該測定用セル１０に収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部１２と、該発光部１２から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セル１０に収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部１４と、前記受講部１４によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部１８と、を備えたことを特徴とする相対吸光度測定装置において、前記測定用セル１０には、前記発光部１２から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体２６が収容されていることを特徴とする。
【解決手段】発色処理された被測定試料を収容するとともに、透光性素材で構成された測定用セル１０と、該測定用セル１０に収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部１２と、該発光部１２から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セル１０に収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部１４と、前記受講部１４によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部１８と、を備えたことを特徴とする相対吸光度測定装置において、前記測定用セル１０には、前記発光部１２から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体２６が収容されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量な化学物質の透過光量を測定する透過光量測定装置、及びその相対吸光度を測定する相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学物質による環境汚染問題の深刻化に伴い、大気中、水中あるいは土壌中の微量な化学物質を定性又は定量することが必要とされる機会が多くなっている。このような微量な化学物質の定性や定量は、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光度を測定することによって行なうことができる。
【０００３】
化学物質の相対吸光度を測定する方法として、反射法と透過法があり、反射性の高い試料の場合、反射法が用いられ、透過性の高い試料の場合、透過法が用いられる（特許文献１）。透過法は、一般に透明な測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算することによって行なわれている。そして、この透過法は、測定用セルの透過方向の長さを長くすることによって、その感度を向上させている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６０２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、測定用セルの透過方向の長さを長くすると、測定装置が大型化するだけでなく、それに必要な被測定試料の量が増加し、このため微量な化学物質の定性又は定量を行なうのが困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、少ない被測定試料であっても感度が良く測定を行なうことができる小型な透過量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部と、該発光部から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置において、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とするものである。
【０００８】
以上のように、本発明に係る透過光量測定装置によれば、照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されているので、照射された単色光は、乱反射しながら透過する。このため、測定用セルの透過方向の長さを長くしなくても、照射光の透過距離を十分に保つことができ、その感度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に向けて複色光を発光させる発光部と、該発光部から発光された複色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とし、さらに、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射させる発光部と、該発光部から前記被測定試料に照射され透過される複色の透過光のうち、一の単色光のみを選択するとともに、その選択される単色の透過光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択され透過された単色の透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とし、またさらに、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、互いに異なる単色光を発光させる二以上の発光部と、該二以上の発光部から発光された二以上の単色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする。
【００１０】
以上のように、本発明に係る透過光量測定装置によれば、複色光のうち、一の単色光のみを被測定試料に照射させるとともに、その単色光を変更することができるので、被測定試料中に混在する少なくとも二以上の発色物質の透過光量を測定することができる。
【００１１】
さらに、上記目的を達成するため、本発明は、上記いずれかの透過光量測定装置と、前記透過光量測定装置によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部と、を備え、前記測定用セルには、発色処理された被測定試料が収容されていることを特徴とする相対吸光度測定装置である。
【００１２】
本発明に係る相対吸光度測定装置において、前記複色光又は二以上の単色光を発光する透過光量測定装置を備えた場合、被測定試料中に混在する少なくとも二以上の発色物質の透過光量を測定することができるので、被測定試料の吸収色以外の単色光を基準光とすることにより、基準光と測定光の測定を連続して行なうことができる。
【００１３】
さらに、本発明は、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とするものであり、この場合、前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であっても良い。また、本発明は、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した単色の透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする。これら複色光から単色光を選択する場合、前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることが好ましい。
【００１４】
またさらに、本発明は、発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とし、この場合、前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であっても良い。また、本発明は、発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする。これら複色光から単色光を選択する場合、前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることが好ましく、この場合、前記被測定試料の透過光の光量の測定において選択される単色光と異なる単色光を用いて測定される前記被測定試料の透過光の光量を前記基準試料の透過光の光量として用いることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法において、前記乱反射媒体は、微小粒子又は繊維状物質であることが好ましく、測定用セルに収容されて固定されていることが好ましい。微小粒子としては、例えばポリメチルメタクリル酸、ガラス、アクリル等からなる固定化用ビーズ、アルギン酸カルシウム粒子等の微細粒子などを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではなく、種々の形状、材質のものを使用することができる。繊維状物質としては、例えば微細な網目構造を有するものがあり、その材質としては、例えば綿、絹、麻等の天然素材、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリオレフィンなどの合成ないし半合成素材、あるいはこれらの混合体、例えばポリエステルおよびポリオレフィンの混合体などが挙げられるが、特にこれらに限定されものではない。繊維状物質としては、織物、編物、不織布等の布が測定用セルへの収容操作が容易なため好ましいが、ファイバないしフィラメントを一定容積内に収容したものないし単に絡合させたものであっても良い。
【００１６】
また、本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置において、前記発光部と受光部の間に設けられ、照射光の照射方向に貫通するとともに、内面が乱反射媒体によって反射された光を反射するように構成されている反射筒をさらに備えていることが好ましい。このように反射筒を備えることにより、乱反射媒体によって反射された光を収束させることができ、感度をより向上させることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法において、発色処理は、被測定試料を測定用セルに収容する前に行なっても良く、乱反射媒体に影響を与えないのであれば、収容された後に行なっても良い。発色処理は、例えばメチルレッド、ＤＰＤ、ナフチルエチレンジアミン、ジチゾンなどを被測定試料に滴下することによって行なうことができる。また、抗原抗体反応において未反応の抗体を擬似抗原の固定処理が施された乱反射媒体に吸着させることによって発色処理を行なっても良い。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、少ない被測定試料であっても感度が良く測定を行なうことができる小型な透過量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係る透過光量測定装置が含まれた相対吸光度測定装置の第１実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、第１実施例に係る相対吸光度測定装置の概念図である。第１実施例に係る相対吸光度測定装置は、被測定試料を収容する測定用セル１０と、測定用セル１０に収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部１２と、発光部１２から被測定試料に照射された単色光のうち、測定用セル１０に収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部１４と、受光部１４によって測定された透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部１８と、測定用セル１０を発光部１２と受光部１４の間に固定するセルホルダ２０と、発光部１２、受光部１４及びセルホルダ２０を遮光状態で収容するハウジング２２と、を備えている。
【００２０】
測定用セル１０は、上方が開口され、透明な素材で構成されている。本実施例においては、測定用セル１０として容積１０μｌのポリスチレン製の円筒状の容器を用いる。測定用セル１０の開口には、蓋部材２４が着脱可能に装着されている。また、測定用セル１０には、発光部１２から照射させる照射光を乱反射させる乱反射媒体２６が収容されて固定されている。本実施例においては、乱反射媒体２６として綿状のポリプロピレン（通気性９２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ２）１ｍｇを用いる。
【００２１】
発光部１２は、中心波長５３０ｎｍの緑色ＬＥＤ２８と、緑色ＬＥＤ２８から発された光を並行光として、セルホルダ２０に固定された測定用セル１０内の被測定試料に照射させる光学レンズ３０と、を備えている。また、発光部１２は、緑色ＬＥＤ２８を制御する制御部３２に接続され、この制御部３２は、ハウジング２２の外に設けられている。
【００２２】
受光部１４は、ハウジング２２の外に設けられた相対吸光度計算部１８に接続されている。
【００２３】
第１実施例に係る相対吸光度測定装置は、以下のような手順により相対吸光度を測定することができる。先ず、被測定試料にメチルレッドなどの試薬を添加することによって発色させ、発色させた被測定試料を測定用セル１０に注入する。なお、被測定試料の発色反応は、乱反射媒体２６に影響を与えない場合は、測定用セル１０内で行なっても良い。次に、測定用セル１０をセルホルダ２０に固定し、受光部１２から測定用セル１０内の被測定用セルに光を照射して、受光部１４は、透過光を受光して、その透過光の光量を測定する。受光部１４によって測定された光量は、相対吸光度計算部１８に記憶される。次に、測定用セル１０をセルホルダ２０から取り外して、被測定試料を捨てて、セル内を洗浄した後、基準液を注入する。その後、同様に透過光の光量を測定して、相対吸光度計算部１８に基準液の光量を記憶させる。次いで、相対吸光度計算部１８は、記憶された被測定試料と基準液の光量の比から被測定試料の相対吸光度を計算する。なお、相対吸光度計算部１８には、予め基準液の光量を記憶させておいても良く、このように予め記憶されている基準液の光量を利用することによって、測定光の光量を測定するだけで相対吸光度を計算することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第２実施例について図２に基づいて説明する。第２実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部１２と受光部１４の間に反射筒３４を備えている。反射筒３４は、発光部１２から受光部１４の光路を包むように筒状に構成されており、測定用セル１０の蓋部材２４が反射筒３４の一部を形成している。また、反射筒３４は、乱反射媒体２６によって反射された光を反射するように内面が鏡面状に構成されている。したがって、乱反射媒体２６によって反射された光を収束させることができ、感度をより向上させることができる。
【００２５】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第３実施例について図３に基づいて説明する。第３実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部１２から単色光でなく、複色光を発光するように構成されており、この発色光１２とセルホルダ２０の間には、異なる種類の複数の光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を保持する光学フィルタホルダ３７が設けられている。この光学フィルタホルダ３７は、円盤状に形成されており、光学フィルタ制御部（図示省略）によってその中心部を中心に回転可能に構成されている。複数の光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・は、光学フィルタホルダ３７の周方向に等間隔を置いて配置されている。これら光学フィルタ３６は、それぞれ発光部１２から発光される複色光のうち、いずれか一つの単色光のみを透過させるよう構成されており、透過させる単色光は、それぞれ波長が異なるように選択されている。
【００２６】
第３実施例に係る相対吸光度測定装置は、光学フィルタホルダ３７を回転させて、発光部１２と測定用セル１０の間にいずれかの光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を位置させると、これら光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を透過する単色光のみを測定用セル１０に照射することができる。これにより、例えば一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過させた単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。なお、第３実施例においては、光学フィルタホルダ３７を発光部１２と測定用セル１０間に設けたが、測定用セル１０と受光部１４の間に設けても良い。
【００２７】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第４実施例について図４に基づいて説明する。第４実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部及び発光制御部を一組でなく二組、すなわち第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂ及びそれぞれの発光を制御する第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂを備えている。第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ異なる波長の単色光を発光するよう構成されている。これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、互いに照射方向を対向させ、それら照射方向と垂直方向に測定用セル１０が位置するように配置されている。また、これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂの間には、両面に単色光を反射させることが可能な鏡面を有する反射鏡３８が設けられている。この反射鏡３８は、反射鏡制御部（図示省略）によってその向きを変更することができ、反射鏡３８の向きを変更することによって、第１発光部１２Ａから発光された単色光を測定用セル１０に照射させたり、また第２発光部１２Ｂから発光された単色光を測定用セル１０に照射させることができる。第４実施例に係る相対吸光度測定装置は、このように二種類の単色光を測定用セル１０に照射させることができるので、第３実施例と同様に一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過した単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第５実施例について図５に基づいて説明する。第５実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部、発光制御部、及び受光部を一組でなく二組、すなわち第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂ、それぞれの発光を制御する第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂ、及びそれぞれから発光する光を受光する第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂを備えている。第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ異なる波長の単色光を発光するよう構成されている。これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれが測定用セル１０に向かって照射するように配置されており、それらの測定用セル１０に対する反対側に第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。第５実施例においては、照射方向が垂直に交わるように配置されている。第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂは、いずれか一つの発光部のみから単色光を照射させるように第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂを制御する。第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂは、いずれも相対吸光度計算部１８に接続されている。第５実施例に係る相対吸光度測定装置は、このように二種類の単色光を測定用セル１０に照射させることができるので、第３実施例と同様に一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過した単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。
【実施例】
【００２９】
実験例１
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器を用いて、相対吸光度の測定を行なった。先ず、ｐＨ１．３のメチルレッド溶液５μｌを注入した測定用セル１０をセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して透過光の光量Ｌ１´を測定した。次に、測定用セル１０からメチルレッド溶液を捨て、ＫａＯＨ溶液により洗浄し、純水５μｌを注入し、同様に透過光の光量Ｌ２´を測定した。Ｌ１´を測定光とし、Ｌ２´を基準光とし、これらを数１に当てはめることにより、相対吸光度Ａ´を計算した。その結果を図６に示す。
【００３０】
【数１】
【００３１】
次に、比較例として、測定用セル１０に乱反射媒体を収容せず、注入するメチルレッド溶液及び純水の量を１０μｌとして、同様に測定光Ｌ１及び基準光Ｌ２を測定し、これらを数２に当てはめることにより、相対吸光度Ａを計算した。その結果を図６に示す。
【００３２】
【数２】
【００３３】
図６から明らかなように、第１実施例係る相対吸光度測定装置は、被測定試料の量が半分であるにも拘らず、比較例に比べて、１．５倍以上の相対吸光度を確認することができた。したがって、Ｂｏｕｇｕｅｒ−Ｂｅｅｒの法則から、被測定試料の量を同一にすれば、比較例に比べて３倍以上の相対吸光度を示すことが予想できる。
【００３４】
実験例２
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器による吸光度測定を用いて、抗原抗体反応によるＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）の濃度測定を行なった。なお、実験例２においては、測定用セル１０として図７に示すものを用いた。この測定用セル１０は、ポリスチレン素材で構成されており、測定用セル本体１０Ａは、筒状に形成されている。この筒状の測定用セル本体１０Ａの上面及び底面のそれぞれ開口は、蓋部材１０Ｂ及び底部材１０Ｃによって塞がれており、これら蓋部材１０Ｂ及び底部材１０Ｃは、通液性のあるフィルタ（綿状ポリプロピレン）によって構成されている。この通液性のある蓋部材１０Ｂ及び１０Ｃは、常圧の状態では測定用セル１０内に被測定試料溶液を保持することができるが、加圧又は減圧により、測定用セル１０内に被測定試料溶液を注入することができ、また測定用セル１０内から被測定試料溶液を排出することができる。
【００３５】
また、実験例２においては、乱反射媒体２６として、ポリメチルメタクリル酸製の微小粒子（平均粒径１００μｍ）を用いた。この微小粒子２６は、未反応の抗体を捕まえるために表面に擬似抗原を固定した。擬似抗原の固定処理は、以下のように行なわれた。すなわち、化１に示すジクロロベンゼン誘導体０．１ｇを１ｍｌのジメチルスルホキシドに溶解し、その溶液をメタノールにより１００倍に希釈した（溶液Ａ）。一方、ＢＳＡ（牛血清アルブミン）０．１ｇを１０ｍｌの蒸留水に溶解して１０％のＢＳＡ蒸留水溶液とした（溶液Ｂ）。そして、溶液Ａ１．６ｍｌ、溶液Ｂ１．０ｍｌ及び蒸留水７．４ｍｌを混合して、この１０ｍｌ混合液Ｃを一晩（４時間以上）撹拌した。次に、０．４ｍｌの微小粒子２６を０．１ｍｌの混合液Ｃと０．９ｍｌのＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）に加えて２時間撹拌し、さらに溶液Ｂを０．１ｍｌ加えて２時間撹拌した。これにより、擬似抗原の固定処理を行なうことができた。
【００３６】
【化１】
【００３７】
先ず、ＰＢＳ−ＢＳＡ（ＰＢＳ溶液に１ｇ／ｌの割合でＢＳＡを溶解し、０．１ｇ／ｌの割合でアジ化ナトリウムを溶解した溶液）１ｍｌを流し込んだ測定用セル１０を第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ２を測定した。
【００３８】
次に、試験管に被測定試料であるＰＣＢ（ＫＣ６００）、ｐＨ７．５のＰＢＳ−ＢＳＡ、１次抗体（マウス抗ＰＣＢ抗体）と２次抗体（金コロイド標識ヤギ抗マウス抗体）を順次混ぜ合わせ、それぞれ免疫反応させた。１次抗体濃度は、５００ｐＭとし、２次抗体濃度は、６ｎＭとし、ＰＣＢの濃度は、０．５、２、５及び１０ｐｐｂとなるように４種類調整した。
【００３９】
これら４種類の混合液それぞれを測定用セル１０に０．２ｍｌ／ｍｉｎの割合で２ｍｌ流し、未反応の抗体を乱反射媒体２６である微小粒子の表面に付着させ、着色させた。その後、１ｍｌのＰＢＳ−ＢＳＡを流しこみ、微小粒子の隙間に残った混合液を洗い流した。
【００４０】
次に、これら測定用セル１０それぞれを第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ１を測定した。光量Ｌ１を測定光として、光量Ｌ２を基準光とし、これらを数２に当てはめることによって、相対吸光度Ａを算出した。これらの結果を図８に示す。このように第１実施例に係る相対吸光度測定器は、抗原抗体反応を用いたＰＣＢ濃度測定に用いることができる。
【００４１】
実験例３
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器による吸光度測定を用いて、抗原抗体反応によるカドミウムの濃度測定を行なった。なお、実験例３においては、実験例２と同様の測定用セル１０及び乱反射媒体２６を用いた。実験例３において、乱反射媒体２６である微小粒子２６に対する擬似抗原の固定処理は、以下のように行なった。すなわち、先ずＯＶＡ（オバルブミン）１０ｍｇをIsothiocyanobenzly-ＥＤＴＡ１ｍｌを１１ｍｌの１００ｍＭホウ酸（ｐＨ９．５）に溶解し、これを３７℃で４時間放置して溶液Ｘを用意した。次に、０．４ｍｌの微小粒子２６を溶液Ｘ０．１ｍｌとＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）０．９ｍｌに加えて２時間撹拌した。さらに、この溶液に１０％ＢＳＡ（牛血清アルブミン）蒸留水溶液０．１ｍｌ加えて２時間撹拌し、その後、２５ｍＭのＨＥＰＥＳ（2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid）（ｐＨ７．０）１ｍｌで５回洗浄した。洗浄後、２０ｍＭのＣｄＣｌ２蒸留水溶液０．１ｍｌとＨＥＰＥＳ０．９ｍｌを加えて１時間撹拌し、さらにＨＥＰＥＳ１ｍｌで５回、ＰＢＳ１ｍｌで５回洗浄した。これにより、擬似抗原の固定処理を行なうことができた。
【００４２】
先ず、ＰＢＳ−ＢＳＡ１ｍｌを入れた測定用セル１０を第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ２を測定した。
【００４３】
次に、試験管に被測定試料である塩化カドミウム溶液、蒸留水、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）を注入し、塩化カドミウム−ＥＤＴＡ錯体を調整した。ＥＤＴＡ濃度は、１０μＭとし、塩化カドミウム濃度が、０．０５、０．５、５、５０ｐｐｂとなるように蒸留水で調整して４種類の溶液を用意した。
【００４４】
次に、これら４種類の溶液にＰＢＳ−ＢＳＡ、１次抗体（マウス抗塩化カドミウムＥＤＴＡ抗体）、及び１次抗体を着色させるための２次抗体（金コロイド標識ヤギ抗マウス抗体）を順次混ぜ合わせ、それぞれ免疫反応させた。１次抗体濃度は、５００ｐＭとし、２次抗体濃度は、６ｎＭとなるように４種類を同様に調整した。
【００４５】
これら４種類の混合液それぞれを測定用セル１０に０．２ｍｌ／ｍｉｎの割合で２ｍｌ流し、未反応の抗体を乱反射媒体２６である微小粒子の表面に付着させ、着色させた。その後、１ｍｌのＰＢＳ−ＢＳＡを流しこみ、微小粒子の隙間に残った混合液を洗い流した。
【００４６】
次に、これら測定用セル１０それぞれを第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ１を測定した。光量Ｌ１を測定光として、光量Ｌ２を基準光とし、これらを数２に当てはめることによって、相対吸光度Ａを算出した。これらの結果を図９に示す。このように第１実施例に係る相対吸光度測定器は、抗原抗体反応を用いた塩化カドミウム濃度測定に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第１実施例の概念図である。
【図２】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第２実施例の概念図である。
【図３】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第３実施例の概念図である。
【図４】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第４実施例の概念図である。
【図５】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第５実施例の概念図である。
【図６】第１実施例及び比較例に係る相対吸光度測定装置によって測定された相対吸光度のグラフである。
【図７】実験例２及び３において用いた測定用セルの正面断面図である。
【図８】第１実施例に係る相対吸光度測定装置による抗原抗体反応によるポリ塩化ビフェニルの濃度と相対吸光度の関係を示すグラフである。
【図９】第１実施例に係る相対吸光度測定装置による抗原抗体反応によるカドミウムの濃度と相対吸光度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 測定用セル
１２ 発光部
１４ 受光部
１８ 相対吸光度計算部
２６ 乱反射媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微量な化学物質の透過光量を測定する透過光量測定装置、及びその相対吸光度を測定する相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化学物質による環境汚染問題の深刻化に伴い、大気中、水中あるいは土壌中の微量な化学物質を定性又は定量することが必要とされる機会が多くなっている。このような微量な化学物質の定性や定量は、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光度を測定することによって行なうことができる。
【０００３】
化学物質の相対吸光度を測定する方法として、反射法と透過法があり、反射性の高い試料の場合、反射法が用いられ、透過性の高い試料の場合、透過法が用いられる（特許文献１）。透過法は、一般に透明な測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算することによって行なわれている。そして、この透過法は、測定用セルの透過方向の長さを長くすることによって、その感度を向上させている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６０２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、測定用セルの透過方向の長さを長くすると、測定装置が大型化するだけでなく、それに必要な被測定試料の量が増加し、このため微量な化学物質の定性又は定量を行なうのが困難であるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、少ない被測定試料であっても感度が良く測定を行なうことができる小型な透過量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部と、該発光部から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置において、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とするものである。
【０００８】
以上のように、本発明に係る透過光量測定装置によれば、照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されているので、照射された単色光は、乱反射しながら透過する。このため、測定用セルの透過方向の長さを長くしなくても、照射光の透過距離を十分に保つことができ、その感度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に向けて複色光を発光させる発光部と、該発光部から発光された複色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とし、さらに、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、該測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射させる発光部と、該発光部から前記被測定試料に照射され透過される複色の透過光のうち、一の単色光のみを選択するとともに、その選択される単色の透過光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択され透過された単色の透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とし、またさらに、本発明は、被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、互いに異なる単色光を発光させる二以上の発光部と、該二以上の発光部から発光された二以上の単色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、を備えた透過光量測定装置であって、前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする。
【００１０】
以上のように、本発明に係る透過光量測定装置によれば、複色光のうち、一の単色光のみを被測定試料に照射させるとともに、その単色光を変更することができるので、被測定試料中に混在する少なくとも二以上の発色物質の透過光量を測定することができる。
【００１１】
さらに、上記目的を達成するため、本発明は、上記いずれかの透過光量測定装置と、前記透過光量測定装置によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部と、を備え、前記測定用セルには、発色処理された被測定試料が収容されていることを特徴とする相対吸光度測定装置である。
【００１２】
本発明に係る相対吸光度測定装置において、前記複色光又は二以上の単色光を発光する透過光量測定装置を備えた場合、被測定試料中に混在する少なくとも二以上の発色物質の透過光量を測定することができるので、被測定試料の吸収色以外の単色光を基準光とすることにより、基準光と測定光の測定を連続して行なうことができる。
【００１３】
さらに、本発明は、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とするものであり、この場合、前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であっても良い。また、本発明は、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した単色の透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする。これら複色光から単色光を選択する場合、前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることが好ましい。
【００１４】
またさらに、本発明は、発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とし、この場合、前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であっても良い。また、本発明は、発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする。これら複色光から単色光を選択する場合、前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることが好ましく、この場合、前記被測定試料の透過光の光量の測定において選択される単色光と異なる単色光を用いて測定される前記被測定試料の透過光の光量を前記基準試料の透過光の光量として用いることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法において、前記乱反射媒体は、微小粒子又は繊維状物質であることが好ましく、測定用セルに収容されて固定されていることが好ましい。微小粒子としては、例えばポリメチルメタクリル酸、ガラス、アクリル等からなる固定化用ビーズ、アルギン酸カルシウム粒子等の微細粒子などを用いることができるが、特にこれらに限定されるものではなく、種々の形状、材質のものを使用することができる。繊維状物質としては、例えば微細な網目構造を有するものがあり、その材質としては、例えば綿、絹、麻等の天然素材、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ナイロン、ポリオレフィンなどの合成ないし半合成素材、あるいはこれらの混合体、例えばポリエステルおよびポリオレフィンの混合体などが挙げられるが、特にこれらに限定されものではない。繊維状物質としては、織物、編物、不織布等の布が測定用セルへの収容操作が容易なため好ましいが、ファイバないしフィラメントを一定容積内に収容したものないし単に絡合させたものであっても良い。
【００１６】
また、本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置において、前記発光部と受光部の間に設けられ、照射光の照射方向に貫通するとともに、内面が乱反射媒体によって反射された光を反射するように構成されている反射筒をさらに備えていることが好ましい。このように反射筒を備えることにより、乱反射媒体によって反射された光を収束させることができ、感度をより向上させることができる。
【００１７】
さらに、本発明に係る透過光量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法において、発色処理は、被測定試料を測定用セルに収容する前に行なっても良く、乱反射媒体に影響を与えないのであれば、収容された後に行なっても良い。発色処理は、例えばメチルレッド、ＤＰＤ、ナフチルエチレンジアミン、ジチゾンなどを被測定試料に滴下することによって行なうことができる。また、抗原抗体反応において未反応の抗体を擬似抗原の固定処理が施された乱反射媒体に吸着させることによって発色処理を行なっても良い。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、少ない被測定試料であっても感度が良く測定を行なうことができる小型な透過量測定装置及び相対吸光度測定装置、並びにこれらの測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明に係る透過光量測定装置が含まれた相対吸光度測定装置の第１実施例について、図面に基づいて説明する。図１は、第１実施例に係る相対吸光度測定装置の概念図である。第１実施例に係る相対吸光度測定装置は、被測定試料を収容する測定用セル１０と、測定用セル１０に収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部１２と、発光部１２から被測定試料に照射された単色光のうち、測定用セル１０に収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部１４と、受光部１４によって測定された透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部１８と、測定用セル１０を発光部１２と受光部１４の間に固定するセルホルダ２０と、発光部１２、受光部１４及びセルホルダ２０を遮光状態で収容するハウジング２２と、を備えている。
【００２０】
測定用セル１０は、上方が開口され、透明な素材で構成されている。本実施例においては、測定用セル１０として容積１０μｌのポリスチレン製の円筒状の容器を用いる。測定用セル１０の開口には、蓋部材２４が着脱可能に装着されている。また、測定用セル１０には、発光部１２から照射させる照射光を乱反射させる乱反射媒体２６が収容されて固定されている。本実施例においては、乱反射媒体２６として綿状のポリプロピレン（通気性９２ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ２）１ｍｇを用いる。
【００２１】
発光部１２は、中心波長５３０ｎｍの緑色ＬＥＤ２８と、緑色ＬＥＤ２８から発された光を並行光として、セルホルダ２０に固定された測定用セル１０内の被測定試料に照射させる光学レンズ３０と、を備えている。また、発光部１２は、緑色ＬＥＤ２８を制御する制御部３２に接続され、この制御部３２は、ハウジング２２の外に設けられている。
【００２２】
受光部１４は、ハウジング２２の外に設けられた相対吸光度計算部１８に接続されている。
【００２３】
第１実施例に係る相対吸光度測定装置は、以下のような手順により相対吸光度を測定することができる。先ず、被測定試料にメチルレッドなどの試薬を添加することによって発色させ、発色させた被測定試料を測定用セル１０に注入する。なお、被測定試料の発色反応は、乱反射媒体２６に影響を与えない場合は、測定用セル１０内で行なっても良い。次に、測定用セル１０をセルホルダ２０に固定し、受光部１２から測定用セル１０内の被測定用セルに光を照射して、受光部１４は、透過光を受光して、その透過光の光量を測定する。受光部１４によって測定された光量は、相対吸光度計算部１８に記憶される。次に、測定用セル１０をセルホルダ２０から取り外して、被測定試料を捨てて、セル内を洗浄した後、基準液を注入する。その後、同様に透過光の光量を測定して、相対吸光度計算部１８に基準液の光量を記憶させる。次いで、相対吸光度計算部１８は、記憶された被測定試料と基準液の光量の比から被測定試料の相対吸光度を計算する。なお、相対吸光度計算部１８には、予め基準液の光量を記憶させておいても良く、このように予め記憶されている基準液の光量を利用することによって、測定光の光量を測定するだけで相対吸光度を計算することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第２実施例について図２に基づいて説明する。第２実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部１２と受光部１４の間に反射筒３４を備えている。反射筒３４は、発光部１２から受光部１４の光路を包むように筒状に構成されており、測定用セル１０の蓋部材２４が反射筒３４の一部を形成している。また、反射筒３４は、乱反射媒体２６によって反射された光を反射するように内面が鏡面状に構成されている。したがって、乱反射媒体２６によって反射された光を収束させることができ、感度をより向上させることができる。
【００２５】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第３実施例について図３に基づいて説明する。第３実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部１２から単色光でなく、複色光を発光するように構成されており、この発色光１２とセルホルダ２０の間には、異なる種類の複数の光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を保持する光学フィルタホルダ３７が設けられている。この光学フィルタホルダ３７は、円盤状に形成されており、光学フィルタ制御部（図示省略）によってその中心部を中心に回転可能に構成されている。複数の光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・は、光学フィルタホルダ３７の周方向に等間隔を置いて配置されている。これら光学フィルタ３６は、それぞれ発光部１２から発光される複色光のうち、いずれか一つの単色光のみを透過させるよう構成されており、透過させる単色光は、それぞれ波長が異なるように選択されている。
【００２６】
第３実施例に係る相対吸光度測定装置は、光学フィルタホルダ３７を回転させて、発光部１２と測定用セル１０の間にいずれかの光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を位置させると、これら光学フィルタ３６Ａ、３６Ｂ・・・を透過する単色光のみを測定用セル１０に照射することができる。これにより、例えば一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過させた単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。なお、第３実施例においては、光学フィルタホルダ３７を発光部１２と測定用セル１０間に設けたが、測定用セル１０と受光部１４の間に設けても良い。
【００２７】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第４実施例について図４に基づいて説明する。第４実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部及び発光制御部を一組でなく二組、すなわち第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂ及びそれぞれの発光を制御する第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂを備えている。第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ異なる波長の単色光を発光するよう構成されている。これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、互いに照射方向を対向させ、それら照射方向と垂直方向に測定用セル１０が位置するように配置されている。また、これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂの間には、両面に単色光を反射させることが可能な鏡面を有する反射鏡３８が設けられている。この反射鏡３８は、反射鏡制御部（図示省略）によってその向きを変更することができ、反射鏡３８の向きを変更することによって、第１発光部１２Ａから発光された単色光を測定用セル１０に照射させたり、また第２発光部１２Ｂから発光された単色光を測定用セル１０に照射させることができる。第４実施例に係る相対吸光度測定装置は、このように二種類の単色光を測定用セル１０に照射させることができるので、第３実施例と同様に一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過した単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。
【００２８】
次に、本発明に係る相対吸光度測定装置の第５実施例について図５に基づいて説明する。第５実施例に係る相対吸光度測定装置は、第１実施例と異なり、発光部、発光制御部、及び受光部を一組でなく二組、すなわち第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂ、それぞれの発光を制御する第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂ、及びそれぞれから発光する光を受光する第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂを備えている。第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ異なる波長の単色光を発光するよう構成されている。これら第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂは、それぞれが測定用セル１０に向かって照射するように配置されており、それらの測定用セル１０に対する反対側に第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂが配置されている。第５実施例においては、照射方向が垂直に交わるように配置されている。第１及び第２発光制御部３２Ａ、３２Ｂは、いずれか一つの発光部のみから単色光を照射させるように第１及び第２発光部１２Ａ、１２Ｂを制御する。第１及び第２受光部１４Ａ、１４Ｂは、いずれも相対吸光度計算部１８に接続されている。第５実施例に係る相対吸光度測定装置は、このように二種類の単色光を測定用セル１０に照射させることができるので、第３実施例と同様に一の光学フィルタ３６Ａを透過した単色光による光量を基準光とし、他の光学フィルタ３６Ｂを透過した単色光による光量を測定光とすることによって、基準液などを用いなくても、被測定用試料の吸光度を測定することができる。
【実施例】
【００２９】
実験例１
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器を用いて、相対吸光度の測定を行なった。先ず、ｐＨ１．３のメチルレッド溶液５μｌを注入した測定用セル１０をセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して透過光の光量Ｌ１´を測定した。次に、測定用セル１０からメチルレッド溶液を捨て、ＫａＯＨ溶液により洗浄し、純水５μｌを注入し、同様に透過光の光量Ｌ２´を測定した。Ｌ１´を測定光とし、Ｌ２´を基準光とし、これらを数１に当てはめることにより、相対吸光度Ａ´を計算した。その結果を図６に示す。
【００３０】
【数１】
【００３１】
次に、比較例として、測定用セル１０に乱反射媒体を収容せず、注入するメチルレッド溶液及び純水の量を１０μｌとして、同様に測定光Ｌ１及び基準光Ｌ２を測定し、これらを数２に当てはめることにより、相対吸光度Ａを計算した。その結果を図６に示す。
【００３２】
【数２】
【００３３】
図６から明らかなように、第１実施例係る相対吸光度測定装置は、被測定試料の量が半分であるにも拘らず、比較例に比べて、１．５倍以上の相対吸光度を確認することができた。したがって、Ｂｏｕｇｕｅｒ−Ｂｅｅｒの法則から、被測定試料の量を同一にすれば、比較例に比べて３倍以上の相対吸光度を示すことが予想できる。
【００３４】
実験例２
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器による吸光度測定を用いて、抗原抗体反応によるＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）の濃度測定を行なった。なお、実験例２においては、測定用セル１０として図７に示すものを用いた。この測定用セル１０は、ポリスチレン素材で構成されており、測定用セル本体１０Ａは、筒状に形成されている。この筒状の測定用セル本体１０Ａの上面及び底面のそれぞれ開口は、蓋部材１０Ｂ及び底部材１０Ｃによって塞がれており、これら蓋部材１０Ｂ及び底部材１０Ｃは、通液性のあるフィルタ（綿状ポリプロピレン）によって構成されている。この通液性のある蓋部材１０Ｂ及び１０Ｃは、常圧の状態では測定用セル１０内に被測定試料溶液を保持することができるが、加圧又は減圧により、測定用セル１０内に被測定試料溶液を注入することができ、また測定用セル１０内から被測定試料溶液を排出することができる。
【００３５】
また、実験例２においては、乱反射媒体２６として、ポリメチルメタクリル酸製の微小粒子（平均粒径１００μｍ）を用いた。この微小粒子２６は、未反応の抗体を捕まえるために表面に擬似抗原を固定した。擬似抗原の固定処理は、以下のように行なわれた。すなわち、化１に示すジクロロベンゼン誘導体０．１ｇを１ｍｌのジメチルスルホキシドに溶解し、その溶液をメタノールにより１００倍に希釈した（溶液Ａ）。一方、ＢＳＡ（牛血清アルブミン）０．１ｇを１０ｍｌの蒸留水に溶解して１０％のＢＳＡ蒸留水溶液とした（溶液Ｂ）。そして、溶液Ａ１．６ｍｌ、溶液Ｂ１．０ｍｌ及び蒸留水７．４ｍｌを混合して、この１０ｍｌ混合液Ｃを一晩（４時間以上）撹拌した。次に、０．４ｍｌの微小粒子２６を０．１ｍｌの混合液Ｃと０．９ｍｌのＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）に加えて２時間撹拌し、さらに溶液Ｂを０．１ｍｌ加えて２時間撹拌した。これにより、擬似抗原の固定処理を行なうことができた。
【００３６】
【化１】
【００３７】
先ず、ＰＢＳ−ＢＳＡ（ＰＢＳ溶液に１ｇ／ｌの割合でＢＳＡを溶解し、０．１ｇ／ｌの割合でアジ化ナトリウムを溶解した溶液）１ｍｌを流し込んだ測定用セル１０を第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ２を測定した。
【００３８】
次に、試験管に被測定試料であるＰＣＢ（ＫＣ６００）、ｐＨ７．５のＰＢＳ−ＢＳＡ、１次抗体（マウス抗ＰＣＢ抗体）と２次抗体（金コロイド標識ヤギ抗マウス抗体）を順次混ぜ合わせ、それぞれ免疫反応させた。１次抗体濃度は、５００ｐＭとし、２次抗体濃度は、６ｎＭとし、ＰＣＢの濃度は、０．５、２、５及び１０ｐｐｂとなるように４種類調整した。
【００３９】
これら４種類の混合液それぞれを測定用セル１０に０．２ｍｌ／ｍｉｎの割合で２ｍｌ流し、未反応の抗体を乱反射媒体２６である微小粒子の表面に付着させ、着色させた。その後、１ｍｌのＰＢＳ−ＢＳＡを流しこみ、微小粒子の隙間に残った混合液を洗い流した。
【００４０】
次に、これら測定用セル１０それぞれを第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ１を測定した。光量Ｌ１を測定光として、光量Ｌ２を基準光とし、これらを数２に当てはめることによって、相対吸光度Ａを算出した。これらの結果を図８に示す。このように第１実施例に係る相対吸光度測定器は、抗原抗体反応を用いたＰＣＢ濃度測定に用いることができる。
【００４１】
実験例３
次に、上記第１実施例に係る相対吸光度測定器による吸光度測定を用いて、抗原抗体反応によるカドミウムの濃度測定を行なった。なお、実験例３においては、実験例２と同様の測定用セル１０及び乱反射媒体２６を用いた。実験例３において、乱反射媒体２６である微小粒子２６に対する擬似抗原の固定処理は、以下のように行なった。すなわち、先ずＯＶＡ（オバルブミン）１０ｍｇをIsothiocyanobenzly-ＥＤＴＡ１ｍｌを１１ｍｌの１００ｍＭホウ酸（ｐＨ９．５）に溶解し、これを３７℃で４時間放置して溶液Ｘを用意した。次に、０．４ｍｌの微小粒子２６を溶液Ｘ０．１ｍｌとＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）０．９ｍｌに加えて２時間撹拌した。さらに、この溶液に１０％ＢＳＡ（牛血清アルブミン）蒸留水溶液０．１ｍｌ加えて２時間撹拌し、その後、２５ｍＭのＨＥＰＥＳ（2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid）（ｐＨ７．０）１ｍｌで５回洗浄した。洗浄後、２０ｍＭのＣｄＣｌ２蒸留水溶液０．１ｍｌとＨＥＰＥＳ０．９ｍｌを加えて１時間撹拌し、さらにＨＥＰＥＳ１ｍｌで５回、ＰＢＳ１ｍｌで５回洗浄した。これにより、擬似抗原の固定処理を行なうことができた。
【００４２】
先ず、ＰＢＳ−ＢＳＡ１ｍｌを入れた測定用セル１０を第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ２を測定した。
【００４３】
次に、試験管に被測定試料である塩化カドミウム溶液、蒸留水、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）を注入し、塩化カドミウム−ＥＤＴＡ錯体を調整した。ＥＤＴＡ濃度は、１０μＭとし、塩化カドミウム濃度が、０．０５、０．５、５、５０ｐｐｂとなるように蒸留水で調整して４種類の溶液を用意した。
【００４４】
次に、これら４種類の溶液にＰＢＳ−ＢＳＡ、１次抗体（マウス抗塩化カドミウムＥＤＴＡ抗体）、及び１次抗体を着色させるための２次抗体（金コロイド標識ヤギ抗マウス抗体）を順次混ぜ合わせ、それぞれ免疫反応させた。１次抗体濃度は、５００ｐＭとし、２次抗体濃度は、６ｎＭとなるように４種類を同様に調整した。
【００４５】
これら４種類の混合液それぞれを測定用セル１０に０．２ｍｌ／ｍｉｎの割合で２ｍｌ流し、未反応の抗体を乱反射媒体２６である微小粒子の表面に付着させ、着色させた。その後、１ｍｌのＰＢＳ−ＢＳＡを流しこみ、微小粒子の隙間に残った混合液を洗い流した。
【００４６】
次に、これら測定用セル１０それぞれを第１実施例に係る相対給光度測定器のセルホルダ２０に固定し、発光部１２から光を照射して、透過光の光量Ｌ１を測定した。光量Ｌ１を測定光として、光量Ｌ２を基準光とし、これらを数２に当てはめることによって、相対吸光度Ａを算出した。これらの結果を図９に示す。このように第１実施例に係る相対吸光度測定器は、抗原抗体反応を用いた塩化カドミウム濃度測定に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第１実施例の概念図である。
【図２】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第２実施例の概念図である。
【図３】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第３実施例の概念図である。
【図４】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第４実施例の概念図である。
【図５】本発明に係る透過光量測定装置を含んだ相対吸光度測定装置の第５実施例の概念図である。
【図６】第１実施例及び比較例に係る相対吸光度測定装置によって測定された相対吸光度のグラフである。
【図７】実験例２及び３において用いた測定用セルの正面断面図である。
【図８】第１実施例に係る相対吸光度測定装置による抗原抗体反応によるポリ塩化ビフェニルの濃度と相対吸光度の関係を示すグラフである。
【図９】第１実施例に係る相対吸光度測定装置による抗原抗体反応によるカドミウムの濃度と相対吸光度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０ 測定用セル
１２ 発光部
１４ 受光部
１８ 相対吸光度計算部
２６ 乱反射媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部と、
該発光部から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項２】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に向けて複色光を発光させる発光部と、
該発光部から発光された複色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項３】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射させる発光部と、
該発光部から前記被測定試料に照射され透過される複色の透過光のうち、一の単色光のみを選択するとともに、その選択される単色の透過光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択され透過された単色の透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項４】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
互いに異なる単色光を発光させる二以上の発光部と、
該二以上の発光部から発光された二以上の単色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項５】
前記乱反射媒体は、微小粒子又は繊維状物質であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の透過光量測定装置。
【請求項６】
前記発光部と受光部の間に設けられ、照射光の照射方向に貫通するとともに、内面が乱反射媒体によって反射された光を反射するように構成されている反射筒をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の透過光量測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の透過光量測定装置と、
前記透過光量測定装置によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部と、
を備え、前記測定用セルには、発色処理された被測定試料が収容されていることを特徴とする相対吸光度測定装置。
【請求項８】
透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする透過光量測定方法。
【請求項９】
前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であることを特徴とする請求項８記載の透過光量測定方法。
【請求項１０】
透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した単色の透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする透過光量測定方法。
【請求項１１】
前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることを特徴とする請求項９又は１０記載の透過光量測定方法。
【請求項１２】
発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする相対吸光度測定方法。
【請求項１３】
前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であることを特徴とする請求項１２記載の相対吸光度測定方法。
【請求項１４】
発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする相対吸光度測定方法。
【請求項１５】
前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の相対吸光度測定方法。
【請求項１６】
前記被測定試料の透過光の光量の測定において選択される単色光と異なる単色光を用いて測定される前記被測定試料の透過光の光量を前記基準試料の透過光の光量として用いることを特徴とする請求項１５記載の相対吸光度測定方法。
【請求項１】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射させる発光部と、
該発光部から前記被測定試料に照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項２】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に向けて複色光を発光させる発光部と、
該発光部から発光された複色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項３】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
該測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射させる発光部と、
該発光部から前記被測定試料に照射され透過される複色の透過光のうち、一の単色光のみを選択するとともに、その選択される単色の透過光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択され透過された単色の透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項４】
被測定試料を収容する透光性素材で構成された測定用セルと、
互いに異なる単色光を発光させる二以上の発光部と、
該二以上の発光部から発光された二以上の単色光のうち、一の単色光のみを選択して前記測定用セルに照射するとともに、その選択する単色光を変更することが可能な単色光選択部と、
該単色光選択部によって選択された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過する透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する受光部と、
を備えた透過光量測定装置であって、
前記測定用セルには、前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体が収容されていることを特徴とする透過光量測定装置。
【請求項５】
前記乱反射媒体は、微小粒子又は繊維状物質であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の透過光量測定装置。
【請求項６】
前記発光部と受光部の間に設けられ、照射光の照射方向に貫通するとともに、内面が乱反射媒体によって反射された光を反射するように構成されている反射筒をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の透過光量測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか記載の透過光量測定装置と、
前記透過光量測定装置によって測定された被測定試料の光量と基準試料の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度計算部と、
を備え、前記測定用セルには、発色処理された被測定試料が収容されていることを特徴とする相対吸光度測定装置。
【請求項８】
透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする透過光量測定方法。
【請求項９】
前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であることを特徴とする請求項８記載の透過光量測定方法。
【請求項１０】
透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した単色の透過光の光量を測定する透過光量測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする透過光量測定方法。
【請求項１１】
前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることを特徴とする請求項９又は１０記載の透過光量測定方法。
【請求項１２】
発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に単色光を照射し、照射された単色光のうち、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した透過光を受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された単色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記単色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする相対吸光度測定方法。
【請求項１３】
前記被測定試料に照射される単色光は、発光される複色光から選択された単色光であることを特徴とする請求項１２記載の相対吸光度測定方法。
【請求項１４】
発色処理され、透光性素材で構成された測定用セルに収容された被測定試料に複色光を照射し、前記測定用セルに収容された被測定試料を透過した複色の透過光のうち一の単色光を選択して受光し、受光した透過光の光量を測定し、測定した被測定試料と基準試料の透過光の光量から相対吸光度を計算する相対吸光度測定方法において、
前記測定用セルに前記発光部から照射された複色光を乱反射させる乱反射媒体を収容した状態で、前記複色光を前記被測定試料に照射することを特徴とする相対吸光度測定方法。
【請求項１５】
前記複色光から選択される単色光は、変更可能であることを特徴とする請求項１３又は１４記載の相対吸光度測定方法。
【請求項１６】
前記被測定試料の透過光の光量の測定において選択される単色光と異なる単色光を用いて測定される前記被測定試料の透過光の光量を前記基準試料の透過光の光量として用いることを特徴とする請求項１５記載の相対吸光度測定方法。
【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２００６−２１５０１３（Ｐ２００６−２１５０１３Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７２１４５（Ｐ２００５−１７２１４５）
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００１８１７６７）柴田科学株式会社 (32)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１３日（２００５．６．１３）
【出願人】（０００１８１７６７）柴田科学株式会社 (32)
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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