專利名稱：熒光測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對從被照射激勵光的試料所發(fā)出的熒光進行檢測的熒光測定裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)藥品工業(yè)、食品工業(yè)、化學工業(yè)以及農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)等眾多領(lǐng)域中，當進行新藥的研發(fā)、酶的篩選、生理活性物質(zhì)等的生體內(nèi)微量機能物質(zhì)的分析等時，通過測定熒光來進行試料分析。在生物相關(guān)領(lǐng)域中，當對重要的核酸或者蛋白質(zhì)等生物試料進行分析時，很多情況下作為測定對象的生物試料僅僅為微量，此外，由于試料定量也非常重要，因此例如通過以下的方法進行分析。
即，在現(xiàn)有技術(shù)的熒光測定中，采用圖9所示的吸量管10和管尖30。試料在安裝于吸量管10頂端的管尖30內(nèi)被量取，該試料被轉(zhuǎn)移至特殊的微量測定用的元件中。接著，從側(cè)面對容納有該試料的元件照射激勵光，利用光檢測器檢測出該試料所發(fā)出熒光中的、從元件的側(cè)面(但是與激勵光照射方向不同的方向)發(fā)出的熒光。
在專利文獻1所公開的方法中，是從上方對容納有試料的元件照射激勵光，并利用光檢測器檢測出該試料所發(fā)出熒光中的、從元件的上方發(fā)出的熒光。
此外，在專利文獻2所公開的方法中，是從上方對容納有試料的元件照射激勵光，并利用光檢測器檢測出該試料所發(fā)出熒光中的、從元件的下方發(fā)出的熒光。
專利文獻1日本特開平5-38297號公報專利文獻2日本特開2002-71566號公報本發(fā)明人在對上述現(xiàn)有技術(shù)的熒光測定進行詳細研究之后，發(fā)現(xiàn)如下所述的問題。
即，如現(xiàn)有技術(shù)的熒光測定那樣，當從管尖中將試料移換至元件中來進行熒光測定時，通常情況下為了反復使用高價的元件，而必須在使用后對其進行清洗和干燥。因此，在進行清洗等操作時，元件有可能遭受損壞，操作不易進行。此外，由于元件被再次利用可能會發(fā)生污染，而且也不容易對其進行徹底清洗。
此外，如果在熒光測定后進行試料的其它反應(yīng)，那么，需要回收為了進行熒光測定而容納在元件中的試料。但是，在現(xiàn)有技術(shù)的熒光測定中，試料的回收率并不充分，而且，可能發(fā)生因回收而引起的試料污染。此外，將試料從管尖移換至元件以及元件的清洗和干燥等也很花費時間。
而且，容納在元件中的試料量一般為100μl(微升)左右，如果試料只有極少量，那么，必須對試料進行稀釋。此外，很難從元件中完全回收貴重的試料。
如上所述，將試料轉(zhuǎn)移到元件中后再進行熒光測定存在很多問題。作為使用這種元件的熒光測定的緩和方法，考慮不將試料轉(zhuǎn)移至元件而是在管尖的頂端對試料進行量取，在這種狀態(tài)下，從側(cè)面對該管尖頂端照射激勵光，利用光檢測器檢測出試料發(fā)出熒光中的從管尖側(cè)面(但是與激勵光照射方向不同的方向)發(fā)出的熒光。在這種情況下，在管尖頂端量取的試料很少，此外，由于通常情況下管尖非常便宜且僅使用一次，因此，不會出現(xiàn)因使用元件而產(chǎn)生的問題。但是，由于管尖的截面形狀為圓形，因此，管尖導致的激勵光的散射較大，因此，其不適合熒光測定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種熒光測定裝置，該裝置包括能夠在短時間內(nèi)且很容易地對微量試料進行熒光測定的構(gòu)造。
本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置包括激勵光源、吸量管裝置、安裝在該吸量管頂端的管尖、以及熒光檢測系統(tǒng)。上述激勵光源輸出規(guī)定波長的激勵光。上述吸量管裝置由具有第一內(nèi)部空間的吸量管以及吸量管適配器所構(gòu)成，上述管尖具有第二內(nèi)部空間，同時，在其頂端設(shè)置吸入口。吸量管適配器被配置在上述吸量管與上述管尖之間，同時，具有連接該吸量管的第一內(nèi)部空間與上述管尖的第二內(nèi)部空間的第三內(nèi)部空間。此外，吸量管適配器具有激勵光導入構(gòu)造，用于將從激勵光源向第三內(nèi)部空間內(nèi)照射的激勵光導入存在有試料的上述管尖的吸入口一側(cè)。此外，上述熒光檢測系統(tǒng)通過激勵光照射而檢測出從上述試料發(fā)出的熒光。其中，在進行熒光測定時，在所使用的試料量很少的情況下，從管尖頂端的吸入口吸入的試料被保存在設(shè)置有該吸入口的管尖的頂端。另一方面，在使用一定量試料的情況下，從管尖頂端的吸入口吸入的試料被保存在包括設(shè)置有該吸入口的管尖頂端的該管尖的第二內(nèi)部空間內(nèi)。
在包括上述這種構(gòu)造的熒光測定裝置中，在將吸量管適配器安裝在吸量管與管尖上的狀態(tài)下，吸量管適配器、吸量管以及管尖的各個內(nèi)部空間相互連接。在位于管尖頂端的吸入口附近量取有試料的狀態(tài)下，這些相互安裝著吸量管適配器、吸量管以及管尖被配置在規(guī)定位置。接著，從激勵光源照射的激勵光通過激勵光導入構(gòu)造，從吸量管適配器的外部導入第三內(nèi)部空間，并朝著上述管尖的吸入口照射(從液面上方照射在保存于上述管尖內(nèi)的試料上)。通過該激勵光照射從試料發(fā)出的熒光被熒光檢測系統(tǒng)檢測出來。
在本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置中，上述激勵光導入構(gòu)造優(yōu)選具有將激勵光從吸量管適配管的外部導入吸量管適配器的內(nèi)部空間(第三內(nèi)部空間)的激勵光導入窗口、以及使通過激勵光導入窗口而導入該內(nèi)部空間的激勵光朝著上述管尖的吸入口反射的反射鏡。在這種情況下，激勵光從吸量管適配器的外部通過激勵光導入窗口而導入內(nèi)部空間并被反射鏡所反射，然后朝著管尖的吸入口照射。
在發(fā)明所涉及的熒光測定裝置中，上述激勵光導入構(gòu)造還可以包括從吸量管適配器的外部將其頂端部分插入的光纖。該光纖的一端位于吸量管適配器的內(nèi)部空間內(nèi)，從該一端朝著上述管尖的吸入口照射激勵光。在這種情況下，激勵光從吸量管適配器的外部在光纖中傳播，從位于吸量管適配器的內(nèi)部空間的光纖的一端朝著上述管尖的試料吸入口照射。此外，該熒光測定裝置還可以包括設(shè)置在光纖的該一端附近的收集激勵光的光學系統(tǒng)。
在本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置中，上述激勵光導入構(gòu)造優(yōu)選還包括僅選擇在從吸量管適配器的外部而導入吸量管適配器的內(nèi)部空間的激勵光中的、規(guī)定波長的成分并使其朝著上述管尖的吸入口照射的第一濾光鏡。在這種情況下，由于熒光測定不需要的波長成分的試料照射減少，因此可以有效地防止上述管尖中的試料溫度上升。
在本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置中，上述熒光檢測系統(tǒng)優(yōu)選包括選擇性地取出從試料照射來的光中的熒光的熒光分離部、和檢測出通過該熒光分離部取出的熒光的光檢測器。在這種情況下，通過激勵光照射從試料發(fā)出的熒光就被熒光分離部選擇性地分離出來，并通過光檢測器將其檢測出。
此處，上述熒光分離部還可以包括在通過上述激勵光導入構(gòu)造照射激勵光的光軸上，設(shè)置試料后方(上述管尖的外部)，選擇性地使熒光透過的第二濾光鏡。在這種構(gòu)造中，光檢測器檢測出透過第二濾光鏡的熒光。在這種情況下，不僅從試料發(fā)出的熒光可以到達第二濾光鏡，透過試料的激勵光也可以到達。其中激勵光被第二濾光鏡遮擋，而熒光透過第二濾光鏡并且被光檢測器檢測出來。該熒光測定裝置還包括用于使該第二濾光鏡從激勵光的光軸上離開而等待的構(gòu)造。不僅可以手動移動該第二濾光鏡，還可以使用電動機等的驅(qū)動設(shè)備對其進行移動。由于在測定試料的吸光度時也可以使用包括這種第二濾光鏡的等待構(gòu)造的熒光測定裝置，因此，能夠獲得相同條件下的熒光測定數(shù)據(jù)以及吸光度測定數(shù)據(jù)。
上述熒光分離部也可以包括配置在激勵光源與激勵光導入構(gòu)造之間的分色鏡。該分色鏡使激勵光源發(fā)出的激勵光透過，而使試料發(fā)出的熒光反射。在這種構(gòu)造中，光檢測器檢測出被該分色鏡反射的熒光。在這種情況下，在從試料發(fā)出的熒光中，朝著與激勵光照射方向相反的方向射出的成分被分色鏡反射(被光檢測器檢測出來)。此外，照射在試料上的激勵光的一部分被試料散射，該散射光的一部分與熒光一起到達分色鏡，但是，由于該分色鏡選擇性地使熒光反射，因此，散射光不會入射到光檢測器。
上述熒光分離部也可以包括設(shè)置在上述管尖的外部并且與激勵光的光軸不同位置上的選擇性地使熒光透過的第三濾光鏡。在這種構(gòu)造中，光檢測器檢測出透過該第三濾光鏡的熒光。在這種情況下，因試料產(chǎn)生的熒光中的入射第三濾光鏡的熒光透過該第三濾光鏡并且被光檢測器檢測出來。此外，照射在試料上的激勵光的一部分被試料散射，該散射光的一部分與熒光一起入射第三濾光鏡，但被該第三濾光鏡所遮擋。
在熒光分離部包括上述第二或者第三濾光鏡的情況下，上述熒光檢測系統(tǒng)優(yōu)選還包括校準光學系統(tǒng)，其對從試料照射的光進行校準并使它們?nèi)肷涞降诙蛘叩谌秊V光鏡。在這種情況下，由于使光垂直入射至濾光鏡，因此，這樣不僅能夠獲得與所設(shè)計的相同的濾光鏡的實際透過特性，而且，熒光能夠以較高透過率透過濾光鏡，同時，激勵光以較高遮擋率而被遮擋。
在本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置中，上述吸量管適配器還可以包括規(guī)定上述管尖安裝位置的定位構(gòu)造。在這種情況下，由于管尖一直在一定狀態(tài)下安裝在吸量管適配器上，因此，不會因插入管尖而使熒光測定位置發(fā)生變動，這樣，管尖就能夠以良好的再現(xiàn)性而配置在熒光測定裝置的規(guī)定位置。
此外，通過以下詳細的說明以及附圖能夠更好的理解本發(fā)明所涉及的各個實施例。這些實施例只是說明本發(fā)明的例子，本發(fā)明并非局限于這些例子。
此外，本發(fā)明更為廣泛的應(yīng)用范圍通過以下詳細的說明即可明白。但是，詳細的說明以及特定的事例表示本發(fā)明的最優(yōu)實施例，它們只是用來舉例說明，本發(fā)明的思想以及范圍之內(nèi)的各種各樣的變形以及改良，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本文詳細的說明即可明白。
根據(jù)本發(fā)明，能夠在短時間內(nèi)并且很容易地測定微量試料的熒光。
具體地說，當測定微量物質(zhì)的熒光時，在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種被稱作微元件的熒光測定用的高價元件，但是，在本發(fā)明中就不需要特別的元件。因此，本發(fā)明的熒光測定裝置能夠省去向元件移動試料、元件的清洗、干燥等所有費時操作。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)的熒光測定中，即使是最小的量也需要100μl(微升)左右的試料容量，因此，必須對試料進行稀釋或者大量地使用試料。但是，本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置能夠使用數(shù)μl～數(shù)十μl與極少量的試料容積來測定熒光，因此，這樣不僅不必稀釋試料，也可以極大地減少熒光測定所需的試料量。而且，由于該熒光測定裝置能夠沿用在接下來的操作中所測定的試料，因此，完全不會浪費試料。
而且，由于能夠迅速并且方便地判定在數(shù)μl～數(shù)十μl極少量中是否包含熒光物質(zhì)，因此，能夠預先確認在通過生物試料的電泳和HPLC進行的分離操作之前是否確實包含熒光物質(zhì)。此外，還能夠在生物試料分離后，很容易地獲知在哪個區(qū)域中包含目標熒光(標識)物質(zhì)，這對于提高操作效率非常有利。
本發(fā)明的熒光測定裝置在進行多檢體的熒光測定時特別有效，例如，其可以應(yīng)用于研究酶反應(yīng)的最佳條件、酶反應(yīng)的定時監(jiān)控、酶阻礙劑的篩選等。
本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置能夠測定吸光度與熒光，例如其可以同時測定核酸或者蛋白質(zhì)的吸光度與熒光標識色素的熒光，因此，能夠確認在某個區(qū)域中是否包含被熒光標識化的核酸或者蛋白質(zhì)。
本發(fā)明使用生物領(lǐng)域的研究者最為熟悉的吸量管，采用極普通的方法，就能夠非常容易地將極其微量的液滴保存在空氣中。
如現(xiàn)有技術(shù)那樣，如果從管尖的側(cè)面在試料上發(fā)生激勵，那么，就會因管尖本身而發(fā)生較大的散射。此外，如果從試料的下方發(fā)生激勵，那么，管尖頂端附近也會發(fā)生散射。與此相反，由于本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置是從液面上方使激勵光照射在試料上(使激勵光在管尖內(nèi)傳播)，因此，能夠減少管尖本身引起的激勵光散射。
將作為試料的液滴滴在玻璃基板上，在該試料上使用光纖照射激勵光，以此檢測出從該試料發(fā)出的熒光。但是，由于在生物領(lǐng)域中存在污染的問題，因此，從吸量管中滴落的試料即使再回收，也無法在下一次實驗中使用。而且，這種回收也不能完全進行。與此相反，本發(fā)明所涉及的熒光測定裝置可以簡便、迅速地，而且又不會引起任何污染，毫不浪費地進行熒光測定。


圖1是可適用于本發(fā)明的熒光測定裝置的吸量管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1所示吸量管適配器的結(jié)構(gòu)截面圖。
圖3是本發(fā)明的熒光測定裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的熒光測定裝置的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的熒光測定裝置的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是用于說明吸量管定位方法的示意圖。
圖7是吸量管適配器的變形例的結(jié)構(gòu)截面圖。
圖8是表示使用第三實施例的熒光測定裝置進行熒光測定的測定結(jié)果坐標圖。
圖9是現(xiàn)有技術(shù)的吸量管以及管尖的結(jié)構(gòu)示意圖。
符號說明1～3…熒光測定裝置、4…吸量管裝置、10…吸量管(pipet)、20、120…吸量管適配器(pipet adapter)、21、121…吸量管安裝部、22、122…管尖安裝部、23…激勵光導入窗、24…反射鏡、24a…帶通濾光鏡(bandpass filter)、25、123…光纖、26、42、51、124…透鏡(lens)、30…管尖(tip)、31…試料吸入口、41…激勵光源、43…孔隙(aperture)、44…分色鏡(dichroic Mirror)、52…光纖、53…光檢測器、54…電動機、32、22a…制動器(stopper)具體實施方式
下面，使用圖1～圖8，詳細說明本發(fā)明的熒光測定裝置的各個實施例。其中，在附圖的說明中，相同的構(gòu)件標注相同的符號，并省略重復性的說明。
首先，對適用本發(fā)明的熒光測定裝置的吸量管裝置進行說明。圖1是可適用于本發(fā)明的熒光測定裝置的吸量管裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，在該圖1中也表示安裝在吸量管裝置4的頂端的管尖30。此外，圖2是構(gòu)成圖1所示的吸量管裝置4的一部分的吸量管適配器20的結(jié)構(gòu)截面圖。
在圖1中，吸量管裝置4由吸量管10和吸量管適配器20所構(gòu)成。與圖9所示的現(xiàn)有技術(shù)的裝置進行比較可知，兩者的不同之處在于，圖1所示的吸量管裝置4，在吸量管10與管尖30之間設(shè)置有吸量管適配器20。吸量管10以及管尖30均可利用已有的構(gòu)件。此外，吸量管10與吸量管適配器20不僅可以采用一體構(gòu)造，還可以采用可自由裝卸的相互獨立構(gòu)造。但是，采用一體構(gòu)造的吸量管裝置4更易于操作。
如圖2所示，吸量管適配器20包括使吸量管10的前端插入的吸量管安裝部21、以及安裝管尖30的管尖安裝部22。該吸量管適配器20可以安裝在吸量管10與管尖30之間。吸量管適配器20具有在對其進行安裝時連接吸量管10與管尖30各自內(nèi)部空間的內(nèi)部空間20A。為了將試料保存而使其靜止在管尖30內(nèi)，吸量管適配器20與吸量管10之間的接合以及吸量管適配器20與管尖30之間的接合均需要很高的氣密性。因此，吸量管安裝部21以及管尖安裝部22均使用氣密性良好的材質(zhì)(例如橡膠狀物質(zhì)或者高分子)進行涂抹，此外，優(yōu)選特別在吸量管安裝部21與吸量管10之間夾著由橡膠狀物質(zhì)制成的O形環(huán)等氣密性固定部件。
此外，吸量管適配器20包括用于將激勵光從外部導入內(nèi)部空間20A的激勵光導入窗口23；以及使通過該激勵光導入窗口23而導入到內(nèi)部空間20A的激勵光經(jīng)由管尖安裝部22的開口，朝著管尖30的吸入口31反射的反射鏡24。激勵光導入窗口23優(yōu)選為濾光鏡，其選擇性地只使從外部導入內(nèi)部空間20A的激勵光中的、在試料的熒光測定時所需的規(guī)定波長的成分透過。同樣，也優(yōu)選反射鏡24只選擇導入內(nèi)部空間20A的激勵光中的規(guī)定波長的成分并使其進行反射?；蛘呷鐖D2所示，該熒光測定裝置1還可以在吸量管適配器20的內(nèi)部空間20A中包括帶通濾光鏡24a，只選擇導入內(nèi)部空間20A的激勵光中的規(guī)定波長的成分并使其透過。
下面，對本發(fā)明的熒光測定裝置的第一實施例進行說明。圖3是本發(fā)明的熒光測定裝置的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖3所示的熒光測定裝置1除了包括上述的吸量管10、吸量管適配器20以及管尖30之外，還包括激勵光源41、透鏡42、孔隙43、透鏡51、濾光鏡52、光檢測器53以及電動機54。
此外，從光源41至孔隙43的照射光學系統(tǒng)與從透鏡51至光檢測器53的檢測光學系統(tǒng)兩者的相對位置固定，例如，將它們固定配置在該裝置1的筐體內(nèi)。與此相反，裝有管尖30的吸量管裝置4以可自由裝卸的方式配置在規(guī)定的位置。為了將吸量管裝置4以可自由裝卸的方式配置在規(guī)定的位置，而使用磁鐵將吸量管裝置4固定在固定座筐體上，也可以將吸量管裝置4插入設(shè)置在筐體上的孔中。通過采用這種構(gòu)造，可以對吸量管裝置4進行適當?shù)墓鈱W配置。
激勵光源41用于輸出應(yīng)照射在從管尖30的吸入口31量取而保存的試料上的規(guī)定波長的激勵光。例如，可以采用照射紫外線的重氫燈作為這種激勵光源41。透鏡42校準從激勵光源41輸出的激勵光。孔隙43使被透鏡42校準后的激勵光的光束截面中的一部分朝著吸量管適配器20的激勵光導入窗口23的方向透過。其中，還可以在激勵光源41與吸量管適配器20之間的激勵光的光路上設(shè)置光閥(shutter)。在這種情況下，由于照射在試料上的激勵光的照射時間可以通過光閥進行控制，因此，可以防止因激勵光長時間照射在試料上而引起試料溫度升高。
透鏡51、濾光鏡52以及光檢測器53，在從反射鏡24向著試料的激勵光照射的光軸上，被設(shè)置在試料的后方(夾持試料而位于反射鏡24的相反側(cè))。透鏡51對從保存于管尖30的吸入口31中的試料朝著下方放出的光進行校準。校準后的光到達濾光鏡52。如果考慮透鏡51的校準作用，那么，優(yōu)選保存在管尖30的吸入口31中的試料的尺寸較小，以使發(fā)出熒光的試料可以作為點光源，此外，優(yōu)選吸入口31也是能夠形成上述試料尺寸的形狀。濾光鏡52使由透鏡51校準后的光中的熒光成分透過并遮擋住激勵光。這樣，選擇性地取出熒光。光檢測器53接受透過濾光鏡52的熒光，并輸出與該熒光強度相符的電流信號。例如，可以使用光電子增強管或者光電二極管等作為上述這種光檢測器53。
電動機54使安裝有濾光鏡52的圓板55旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選在該圓板55上設(shè)置透過波長不同的多個過濾器以用作濾光鏡52。其中，也可以在圓板55上設(shè)置遮擋光的遮擋部，此外，也可以設(shè)置使光直接通過的開口部。通過電動機54適當?shù)卦O(shè)定圓板55的旋轉(zhuǎn)方位，而可以根據(jù)試料發(fā)出的熒光的波長來選擇具有適當透過波長的濾光鏡52。此外，當在圓板55上設(shè)置遮擋部或者開口部的情況下，通過電動機54適當?shù)卦O(shè)定圓板55的旋轉(zhuǎn)方位，而可以選擇對照射在光檢測器53上的光進行遮擋的遮擋部，或者選擇使從試料發(fā)出的光直接照射在光檢測器53上的開口部。這樣，在使濾光鏡52從光軸上離開而等待或者使開口部位于光軸上的情況下，由于該第一實施例的熒光測定裝置1也可以用來測定吸光度，所以能夠獲得同等條件下的熒光測定數(shù)據(jù)以及吸光度測定數(shù)據(jù)。其中，也可以手動旋轉(zhuǎn)安裝有濾光鏡52的圓板55。
下面，對該第一實施例的熒光測定裝置1的操作進行說明。首先，在吸量管裝置4上安裝管尖30，從試料容器向管尖30量取試料，將試料保存在該管尖30的吸入口31中。作為該試料并沒有特別的限制。試料既可以是溶液狀、半固體狀或者固體狀，也可以使用適當?shù)娜軇┒鴮⑵湎♂尦赡軌蜻M行熒光測定的濃度。具體地說，可以列舉尿樣、血樣、體液和生體組織、核酸、蛋白質(zhì)以及堿基等熒光性物質(zhì)或者熒光標識物質(zhì)等作為生體試料。作為生體試料以外的試料，可以列舉河水、湖沼水、海水、自來水、雨水、煤灰、廢棄物和環(huán)境中所含有的動植物標本等作為環(huán)境試料。此外，也可以列舉通常所使用的金屬、陶瓷、塑料、它們的提煉液和溶解液、氣體和它們的吸收物等、以及合成的物質(zhì)(分析樣本)等熒光性物質(zhì)和熒光性標識物質(zhì)作為試料。可以使用將上述這些溶質(zhì)分解或者分散成適當溶劑的物質(zhì)以作為熒光測定用試料。
接著，在試料被保存在管尖31的吸入口31中的狀態(tài)下，吸量管裝置4被配置在熒光測定裝置1的規(guī)定位置。圖3表示安裝該吸量管裝置時的光學系統(tǒng)。接著，從光源41照射激勵光。從激勵光源41照射的激勵光通過透鏡42而被校準，該校準后的激勵光通過孔隙43而入射到吸量管適配器20的激勵光導入窗口23。通過激勵光導入窗口23的激勵光被設(shè)置于吸量管適配器20的內(nèi)部空間20A中的反射鏡24所反射。接著，被反射的激勵光從液面上方對保存在管尖30中的試料進行照射。
因該激勵光的照射而從試料發(fā)出熒光。該熒光朝著各個方向照射，其一部分從管尖30的吸入口31而照射至外部。在該熒光中的朝著下方照射并且射入透鏡51的成分通過透鏡51而被校準。校準后的成分垂直入射至濾光鏡52，只有透過該濾光鏡52的成分被光檢測器53所接受。接著，從光檢測器53輸出與其所接受熒光的強度相符的電流信號。從光檢測器53輸出的電流信號進一步被轉(zhuǎn)換為電壓信號，該電壓信號例如通過計算機而被解析。其中，照射在試料上的激勵光的一部分透過試料而朝著與入射方向相同的方向射出，并被濾光鏡52所遮擋。因此，射入光檢測器53的激勵光的光量極少。
如果經(jīng)過上述操作而結(jié)束熒光測定，則收容于安裝在吸量管裝置4上的管尖30中的熒光測定用試料被轉(zhuǎn)移到目的反應(yīng)容器中。因此，這樣不僅可以省略回收試料的步驟，而且還能夠避免因回收而導致試料發(fā)生污染，或者省去昂貴的熒光測定用元件，從而迅速地進行微量試料的熒光測定。此外，由于能夠使用市面上低廉的管尖30，因此，可以丟棄使用后的管尖30。由于激勵光并非從截面形狀為圓形的管尖30的側(cè)面照射，而是從試料的液面上方照射，從而，因管尖30所引起激勵光的散射很少。因此，第一實施例的熒光測定裝置1能夠在短時間內(nèi)很容易地對微量試料進行熒光測定。
下面，對本發(fā)明的熒光測定裝置的第二實施例進行說明。圖4是本發(fā)明的熒光測定裝置的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖4所示的熒光測定裝置2除了包括上述的吸量管10、吸量管適配器20以及管尖30之外，還包括激勵光源41、透鏡42、孔隙43、分色鏡44以及光檢測器53。
通過與圖3所示的第一實施例的熒光測定裝置1進行比較可知，該第二實施例的熒光測定裝置2不包括透鏡51、濾光鏡52以及電動機54，而包括分色鏡44，并且兩者設(shè)置光檢測器53的位置也不相同。分色鏡44傾斜地設(shè)置在孔隙43與吸量管適配器20的激勵光導入窗口23之間的激勵光的光路上，其使激勵光透過的同時，還反射熒光。光檢測器53檢測出被分色鏡44所反射的熒光。
下面，對該第二實施例的熒光測定裝置2的操作進行說明。首先，將管尖30安裝在吸量管裝置4上，從試料容器向管尖30量取試料。此時，所量取的試料被保存在管尖31的吸入口31，在這種狀態(tài)下，吸量管裝置4被配置在熒光測定裝置2的規(guī)定位置。圖4表示安裝該吸量管裝置時的光學系統(tǒng)。接著，從光源41照射激勵光。從激勵光源41照射的激勵光通過透鏡42而被校準。被校準后的激勵光依次透過孔隙43、分色鏡44，然后入射至吸量管適配器20的激勵光導入窗口23。透過激勵光導入窗口23的激勵光通過配置在吸量管適配器20的內(nèi)部空間20A中的反射鏡24而被反射。被反射的激勵光從液面上方對容納在管尖30內(nèi)的試料進行照射。
因照射該激勵光而從試料發(fā)出的熒光朝著各個方向照射。在該熒光中的朝著上方(與激勵光照射方向相反的方向)照射的成分被反射鏡24所反射。該反射的成分(熒光的一部分)透過激勵光導入窗口23而到達分色鏡44。接著，只有被該分色鏡44所反射的成分被光檢測器53所接受。接著，從光檢測器53中輸出與其所接受的熒光的強度相符的電流信號。從光檢測器53輸出的電流信號被轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號例如通過計算機而被解析。其中，照射在試料上的激勵光的一部分被試料所散射，該散射光的一部分與熒光一起入射至分色鏡44，并透過該分色鏡44。因此，入射光檢測器53的激勵光的光量極少。
該第二實施例的熒光測定裝置2具有與上述第一實施例的熒光測定裝置1相同的效果。除此之外，該第二實施例的熒光測定裝置2的另一個優(yōu)點在于，其光檢測器53所接受的激勵光以及散射光的光量與第一實施例相比極少。
下面，對本發(fā)明的熒光測定裝置的第三實施例進行說明。圖5是本發(fā)明的熒光測定裝置的第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖5所示的熒光測定裝置3除了包括上述的吸量管10、吸量管適配器20以及管尖30之外，還包括激勵光源41、透鏡42、孔隙43、透鏡51、濾光鏡52、光檢測器53以及電動機54。
通過與圖3所示的第一實施例的熒光測定裝置1進行比較可知，該第三實施例的熒光測定裝置3設(shè)置透鏡51、濾光鏡52、光檢測器53以及電動機54的位置與第一實施例不同。在該第三實施例中，透鏡51、濾光鏡52以及光檢測器53，被配置在與從反射鏡24向試料照射激勵光的光軸不同的位置處。從透鏡51至光檢測器53之間的檢測光學系統(tǒng)的光軸優(yōu)選與從反射鏡24向試料照射激勵光的光軸正交。
透鏡51對從保存在管尖30的吸入口31中的試料從側(cè)面發(fā)出并到達的光進行校準。校準后的光入射至濾光鏡52。濾光鏡52使通過透鏡51而被校準后的光中的熒光透過并遮擋住激勵光，從而選擇性地獲取熒光。光檢測器53接受透過濾光鏡52的熒光，并輸出與該熒光強度相符的電流信號。
其中，在該第三實施例中，優(yōu)選保存在管尖30的吸入口31中的試料在激勵光照射方向上伸長，吸入口31優(yōu)選能夠形成為上述試料尺寸的形狀。如果激勵光通過試料中的距離變長，則試料中的激勵光吸收效率提高，熒光的照射量增多。此時，發(fā)出熒光的試料不僅可作為點光源，還可作為在激勵光照射方向上伸長的光源。因此，透鏡51優(yōu)選是圓柱形透鏡。光檢測器53的有效受光面也最好在激勵光照射方向上長。此外，在該第三實施例中，由于從試料發(fā)出的熒光透過管尖30后被光檢測器53所檢測，因此，優(yōu)選管尖30在熒光波長范圍的透過率高。
而且，在將所量取的試料保存在管尖30內(nèi)的狀態(tài)下，管尖30需要以良好的再現(xiàn)性而配置在熒光測定裝置3的規(guī)定位置。尤其是在第三實施例中，用來檢測出熒光的檢測光學系統(tǒng)位于管尖30的側(cè)方，因此，在熒光測定裝置3中高精度地配置吸量管裝置4非常重要。為此，除了將上述吸量管裝置4固定在熒光測定裝置3的方法之外，還需要將管尖30一直安裝在吸量管裝置4的吸量管適配器20的一定位置，以確保熒光測定位置不會因插入管尖30而發(fā)生變動。
因此，管尖30本身或者吸量管適配器20優(yōu)選還包括規(guī)定管尖30的安裝位置的定位構(gòu)造。作為上述這種定位構(gòu)造如圖6(a)所示，優(yōu)選在管尖30的上端設(shè)置作為臺階的止動器32。在這種情況下，設(shè)置在管尖30上的作為定位構(gòu)造的止動器32與管尖安裝部22的頂端接觸，這樣管尖30就被安裝在一定的位置。此外，作為定位構(gòu)造，如圖6(b)所示，也可以在吸量管適配器20中的管尖安裝部22的中間設(shè)置作為臺階的止動器22a。在這種情況下，通過管尖30的上端與止動器22a接觸，管尖30本身也可以安裝在一定的位置。采用圖6(a)以及圖(b)所示的任何一種構(gòu)造，管尖30都一直被安裝在吸量管適配器20的一定位置。
下面，對第三實施例的熒光測定裝置3的操作進行說明。首先，將管尖30安裝在吸量管裝置4中，并將從試料容器中量取的試料保存在管尖30的吸入口31中。接著，在試料保存在吸入口31中的狀態(tài)下，吸量管裝置4被配置在熒光測定裝置3的規(guī)定位置。圖5表示此安裝時的光學系統(tǒng)。接著，從光源41照射激勵光。通過透鏡42對從激勵光源41照射的激勵光進行校準。校準后的光通過孔隙43，入射至吸量管適配器20的激勵光導入窗口23。透過激勵光導入窗口23的激勵光被配置在吸量管適配器20的內(nèi)部空間20A中的反射鏡24所反射。被反射的激勵光從液面上方對容納在管尖30內(nèi)的試料進行照射。
因激勵光照射而從試料發(fā)出的熒光朝著各個方向照射。在該熒光中的朝著側(cè)方照射并且到達透鏡51的成分(熒光)被透鏡51所校準。該校準后的成分垂直入射至濾光鏡52。接著，只有透過濾光鏡52的成分被光檢測器53所接受，并輸出與該受光的熒光的強度相符的電流信號。從光檢測器53輸出的電流信號被轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號通過計算機而被解析。其中，照射在試料上的激勵光的一部分被試料所散射，該散射光的一部分與熒光同時入射至濾光鏡52，并被該濾光鏡52所遮擋。因此，入射光檢測器53的激勵光的光量極少。
該第三實施例的熒光測定裝置3具有與上述第一實施例的熒光測定裝置1相同的效果。除此之外，在該第三實施例的熒光測定裝置3中，光檢測器53接受的激勵光的數(shù)量極少，而光檢測器53接受的熒光數(shù)量很多。因此，熒光檢測的S/N比高。此外，在熒光測定裝置3中，如果將吸光度測定用的光學系統(tǒng)(濾光鏡、光檢測器)預先設(shè)置在管尖30的下方，則可以同時進行熒光測定以及吸光度測定。
下面，對上述各個實施例的熒光測定裝置1～3中應(yīng)用的吸量管適配器的變形例進行說明。圖7是吸量管適配器的變形例的結(jié)構(gòu)截面圖。該圖7所示的吸量管適配器120包括吸量管10的前端插入其中的吸量管安裝部121喝安裝管尖30的管尖安裝部122，能夠安裝在吸量管10與管尖30之間。吸量管適配器120具有在對其進行安裝時聯(lián)系吸量管10與管尖30各個內(nèi)部空間的內(nèi)部空間120A。為了將試料保存并靜止在管尖30內(nèi)，吸量管適配器120與吸量管10之間的粘合以及吸量管適配器120與管尖30之間的粘合必須都具有較高的氣密性。因此，吸量管安裝部121以及管尖安裝部122分別用氣密性好的材質(zhì)(例如橡膠狀物質(zhì)和高分子)進行涂敷，特別優(yōu)選在吸量管安裝部121與吸量管10之間夾著由橡膠狀物質(zhì)構(gòu)成的O形環(huán)等氣密性部件。
此外，吸量管適配器120包括光纖123以及透鏡124。光纖123將在內(nèi)部傳播的激勵光從配置在內(nèi)部空間120A中的一端輸出。透鏡123將從光纖123的這一端輸出的激勵光轉(zhuǎn)換為平行光。這種被轉(zhuǎn)換成平行光的激勵光經(jīng)由管尖安裝部122的開口朝著管尖30的吸入口31照射。在該變形例中，與第一實施例相同，作為僅選擇導入內(nèi)部空間120A中的激勵光中的規(guī)定波長的成分而使之透過的光纖，帶通濾光鏡也可以配置在該吸量管適配器120的內(nèi)部空間120A中。此外，光纖123的頂端優(yōu)選形成球狀透鏡或者自聚焦透鏡。這樣就不需要配置透鏡124。
圖7所示的吸量管適配器120可以取代吸量管適配器20而分別應(yīng)用于上述的熒光測定裝置1～3中。在應(yīng)用上述這種吸量管適配器120的情況下，從光源40輸出的激勵光從光纖123的另一端(位于吸量管適配器120的外部光纖123的端部)輸入，從光纖123位于內(nèi)部空間120A的一端在該光纖123內(nèi)傳播。接著，從光纖123的一端射出的激勵光如上所述照射在管尖30內(nèi)的試料上。
本發(fā)明并非局限于上述實施例，其可以進行各種變形。例如，第一以及第三實施例分別涉及的裝置也能夠適用于從試料發(fā)出的化學發(fā)光的定量等。此外，組合各個實施例中的裝置，例如，在第一實施例所涉及的裝置中檢測出從試料發(fā)出的前方散射光，在第三實施例所涉及的裝置中檢測出從試料發(fā)出的側(cè)方散射光，通過解析這些結(jié)果就可以分析試料的特性。
下面，對使用上述第三實施例中的熒光測定裝置3進行的熒光測定進行說明。試料容量為20μl，將試料濃度更改為4個層次，使用熒光測定裝置3對各濃度試料的熒光進行5次測定。每一次熒光測定都將吸量管裝置4安裝在熒光測定裝置3中再進行測定，測定結(jié)束后將吸量管裝置4從熒光裝置3中取出。
圖8是使用第三實施例所涉及的熒光測定裝置3的熒光測定結(jié)果的坐標圖。圖8的橫坐標表示試料濃度，縱坐標表示熒光強度。由圖8所示的圖表可知，在該熒光測定中試料的濃度范圍內(nèi)，測定的熒光強度與試料濃度具有略成線形關(guān)系，而且具有非常好的再現(xiàn)性。
從以上關(guān)于本發(fā)明的說明中可知，可以對本發(fā)明進行各種各樣的變形。這種變形只要不脫離本發(fā)明的主旨及范圍即可，對于所有本領(lǐng)域技術(shù)人員明確的改良，均應(yīng)歸屬于以下權(quán)利要求的范圍中。
工業(yè)可利用性本發(fā)明可應(yīng)用于醫(yī)藥品工業(yè)、食品工業(yè)、化學工業(yè)以及農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)等眾多領(lǐng)域中，當進行新藥的研發(fā)、酶的篩選、生理活性物質(zhì)等生體內(nèi)微量機能物質(zhì)的分析等時，通過測定熒光來進行試料分析。
權(quán)利要求
1.一種熒光測定裝置，其特征在于，包括輸出激勵光的激勵光源；具有第一內(nèi)部空間的吸量管；管尖，其是具有第二內(nèi)部空間的管尖，在頂端設(shè)置有吸入通過所述激勵光的照射而發(fā)出規(guī)定波長熒光的試料的吸入口；吸量管適配器，是配置在所述吸量管與所述管尖之間、并具有連接所述吸量管的第一內(nèi)部空間與所述管尖的第二內(nèi)部的第三內(nèi)部空間的吸量管適配器，其具有用于將從所述激勵光源向所述第三內(nèi)部空間內(nèi)射出的激勵光導入所述管尖的吸入口的激勵光導入構(gòu)造；以及熒光檢測系統(tǒng)，檢測從通過所述管尖的吸入口吸入的試料所發(fā)出的熒光。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于包括配置在所述管尖與所述熒光檢測系統(tǒng)之間，將從所述試料發(fā)出的熒光導入所述熒光檢測系統(tǒng)的第一光學系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述激勵光導入構(gòu)造包括從所述吸量管適配器的外部將所述激勵光導入所述第三內(nèi)部空間內(nèi)的激勵光導入窗口；以及用于使通過所述激勵光導入窗口而向所述第三內(nèi)部空間導入的所述激勵光朝著所述管尖的吸入口反射的反射鏡。
4.如在權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述激勵光導入構(gòu)造包括光纖，是傳播所述激勵光的光纖，其頂端部分從所述吸量管適配器的外部插入所述第三內(nèi)部空間內(nèi)，從位于所述內(nèi)部空間的一端朝著所述管尖的吸入口射出所述激勵光。
5.如權(quán)利要求4所述的熒光測定裝置，其特征在于還包括配置在所述光纖的一端與所述管尖的吸入口之間，對從所述光纖的一端射出的所述激勵光進行集光的第二光學系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述激勵光導入構(gòu)造包括第一濾光鏡，朝著所述管尖的吸入口選擇性地只照射從所述吸量管適配器的外部導入所述第三內(nèi)部空間內(nèi)的所述激勵光中的規(guī)定波長的成分。
7.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光檢測系統(tǒng)包括用于選擇性地分離從所述試料照射來的光中的熒光的熒光分離部、以及檢測出由該熒光分離部所分離的熒光的光檢測器。
8.如權(quán)利要求7所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光分離部包括第二濾光鏡，在從所述激勵光源通過所述激勵光導入構(gòu)造而朝著所述管尖的吸入口照射所述激勵光的光軸上，被配置在所述管尖的外部，使從所述試料發(fā)出的熒光選擇性地透過，所述光檢測器檢測出透過所述第二濾光鏡的熒光。
9.如權(quán)利要求8所述的熒光測定裝置，其特征在于還包括用于使配置在所述激勵光的光軸上的所述第二濾光鏡在偏離該激勵光的光軸的位置等待的構(gòu)造。
10.如權(quán)利要求7所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光分離部包括使所述激勵光以及從所述試料發(fā)出的熒光中的一方透過并使另一方反射的分色鏡。
11.如在權(quán)利要求10所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光分離部包括配置在所述激勵光源與所述激勵光導入構(gòu)造之間，使所述激勵光透過而使所述試料發(fā)出的熒光反射的分色鏡，所述光檢測器檢測出被所述分色鏡反射的熒光。
12.如權(quán)利要求6所述的熒光測定裝置，其特征在于在如權(quán)利要求7所述的熒光測定裝置中，所述熒光分離部包括第三濾光鏡，在所述管尖的外部，配置在偏離從所述激勵光源通過所述激勵光導入構(gòu)造而朝著所述管尖的吸入口照射所述激勵光的光軸的位置，使從所述試料發(fā)出的熒光選擇性地透過，所述光檢測器檢測出透過所述第三濾光鏡的熒光。
13.如權(quán)利要求8所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光檢測系統(tǒng)還包括配置在所述管尖與所述第二濾光鏡之間，對從所述試料發(fā)出的熒光的至少一部分進行校準的校準光學系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求12所述的熒光測定裝置，其特征在于所述熒光檢測系統(tǒng)還包括配置在所述管尖與所述第三濾光鏡之間，對從所述試料發(fā)出的熒光的至少一部分進行校準的校準光學系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述吸量管適配器還包括用來規(guī)定所述管尖的安裝位置的定位構(gòu)造。
16.如權(quán)利要求1所述的熒光測定裝置，其特征在于所述管尖還包括用來規(guī)定該管尖本身的安裝位置的定位構(gòu)造。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熒光測定裝置，其具有用于能夠在短時間內(nèi)很容易地進行微量試料的熒光測定的構(gòu)造。該熒光測定裝置包括激勵光源、吸量管裝置、安裝在該吸量管裝置上的管尖、以及熒光檢測系統(tǒng)。吸量管裝置由吸量管以及具有用于將激勵光導入內(nèi)部空間內(nèi)的激勵光導入構(gòu)造的吸量管適配器構(gòu)成，從吸入口獲取的熒光試料被保存在管尖頂端。從激勵光源發(fā)出的激勵光通過激勵光導入構(gòu)造并經(jīng)由吸量管適配器的內(nèi)部空間而照射在管尖頂端的熒光試料上，從該熒光試料發(fā)出熒光。熒光檢測系統(tǒng)接受因該激勵光照射而產(chǎn)生的熒光的至少一部分。
文檔編號G01N21/03GK1882828SQ20048003353
公開日2006年12月20日 申請日期2004年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者田口武司, 平松光夫 申請人:浜松光子學株式會社