JPH073367B2 - 螢光偏光測定装置 - Google Patents
螢光偏光測定装置Info
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- JPH073367B2 JPH073367B2 JP14108985A JP14108985A JPH073367B2 JP H073367 B2 JPH073367 B2 JP H073367B2 JP 14108985 A JP14108985 A JP 14108985A JP 14108985 A JP14108985 A JP 14108985A JP H073367 B2 JPH073367 B2 JP H073367B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6445—Measuring fluorescence polarisation
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- Health & Medical Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は蛍光の偏光度によって細胞の状態を測定する
ための蛍光偏光測定装置に関するものであり、この蛍光
偏光測定装置は、蛍光染色等の方法で細胞内の物質に蛍
光を持たせた後、蛍光励起光を直線偏光させて照射し、
物質からの蛍光を測定し偏光のずれ（偏光度）により物
質の状態を調べるものである。
ための蛍光偏光測定装置に関するものであり、この蛍光
偏光測定装置は、蛍光染色等の方法で細胞内の物質に蛍
光を持たせた後、蛍光励起光を直線偏光させて照射し、
物質からの蛍光を測定し偏光のずれ（偏光度）により物
質の状態を調べるものである。
従来の技術 一般に、蛍光偏光測定で得られる蛍光偏光度をＰとする
と、Ｐ値は次式で求められる。
と、Ｐ値は次式で求められる。
ここで、IAは蛍光励起光の偏光方向と平行な方向の蛍光
の偏光成分の強度、IPは蛍光励起光の偏光方向と直角な
方向の蛍光の偏光成分の強度である。
の偏光成分の強度、IPは蛍光励起光の偏光方向と直角な
方向の蛍光の偏光成分の強度である。
発明が解決しようとする問題点 偏光度を求めるための蛍光励起光の偏光方向に平行な方
向の蛍光の偏光成分の強度および蛍光励起光の偏光方向
に直角な方向の蛍光の偏光成分の強度を検出するのに、
従来は、励起側の偏光子の偏光方向を固定し、受光側の
検光子を回転させることによって各偏光成分の強度を分
離検出したり、受光側の検光子を固定し、励起側の偏光
子を回転させることにより蛍光励起光の偏光方向を検光
子の検光方向に対して平行と直角に切り換えて、偏光度
を測定していた。
向の蛍光の偏光成分の強度および蛍光励起光の偏光方向
に直角な方向の蛍光の偏光成分の強度を検出するのに、
従来は、励起側の偏光子の偏光方向を固定し、受光側の
検光子を回転させることによって各偏光成分の強度を分
離検出したり、受光側の検光子を固定し、励起側の偏光
子を回転させることにより蛍光励起光の偏光方向を検光
子の検光方向に対して平行と直角に切り換えて、偏光度
を測定していた。
しかし、このような偏光子や検光子を機械的に回転させ
る構成においては、偏光子や検光子を回転させる機械的
な精度が装置全体の性能を左右する上に、装置として大
きくなるとともに製造が容易でないという欠点がある。
る構成においては、偏光子や検光子を回転させる機械的
な精度が装置全体の性能を左右する上に、装置として大
きくなるとともに製造が容易でないという欠点がある。
また、偏光子の偏光方向や検光子の検光方向を機械的に
切り換えるのに代えて、例えば液晶,PLZT等の位相切換
素子を利用して偏光子から出た偏光光の偏光方向を電気
的に切り換えることもできるが、偏光子や検光子を機械
的に回転させるのとは異なり、切換によって透過光量が
変化し、精密な装置には使用しがたい欠点があった。
切り換えるのに代えて、例えば液晶,PLZT等の位相切換
素子を利用して偏光子から出た偏光光の偏光方向を電気
的に切り換えることもできるが、偏光子や検光子を機械
的に回転させるのとは異なり、切換によって透過光量が
変化し、精密な装置には使用しがたい欠点があった。
この発明は、上記の欠点に鑑みてなされたもので、小型
で製造が容易でしかもより精度の高い蛍光偏光測定装置
を提供することを目的とする。
で製造が容易でしかもより精度の高い蛍光偏光測定装置
を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 この発明の蛍光偏光測定装置は、蛍光励起光を発する光
源と、この光源の光を直線偏光する偏光子と、この偏光
子から出た光の偏光方向を互いに直交する２方向に切り
換えてサンプルセルに入射させる位相切換素子と、第１
図において紙面と垂直に検光方向が設定され前記サンプ
ルセルから出た蛍光を検光する検光子と、この検光子か
ら出た蛍光を受ける第１の光検出素子と、前記位相切換
素子から出た光を受ける第２の光検出素子と、前記位相
切換素子から出た光を前記第２の光検出素子に導く光フ
ァイバと、前記第２の光検出素子の出力に応じて前記光
源の光量を制御することにより前記光源の位相切換素子
から出る光を一定に制御するフィードバック回路とを備
える構成にしたものである。
源と、この光源の光を直線偏光する偏光子と、この偏光
子から出た光の偏光方向を互いに直交する２方向に切り
換えてサンプルセルに入射させる位相切換素子と、第１
図において紙面と垂直に検光方向が設定され前記サンプ
ルセルから出た蛍光を検光する検光子と、この検光子か
ら出た蛍光を受ける第１の光検出素子と、前記位相切換
素子から出た光を受ける第２の光検出素子と、前記位相
切換素子から出た光を前記第２の光検出素子に導く光フ
ァイバと、前記第２の光検出素子の出力に応じて前記光
源の光量を制御することにより前記光源の位相切換素子
から出る光を一定に制御するフィードバック回路とを備
える構成にしたものである。
上記のように、本発明においては、位相切換素子により
蛍光励起光の偏光方向を互いに異なる２方向に電気的に
切り換えるようにしたため、従来例のように機械的に切
り換えるのに較べ小型化できるとともに製造が容易であ
る。
蛍光励起光の偏光方向を互いに異なる２方向に電気的に
切り換えるようにしたため、従来例のように機械的に切
り換えるのに較べ小型化できるとともに製造が容易であ
る。
しかも、位相切換素子から出た光を検出して光源の光量
を制御することにより位相切換素子から出る光の光量を
一定に制御する構成で、位相切換素子の電気的切換によ
る位相切換素子の透過光量の違いによる測定誤差を解消
しているため、高精度に測定することができる。特に、
位相切換素子から出た光を光ファイバによって第２の光
検出素子に導いているため、第２の光検出素子の偏光特
性の影響を受けることなく定光量制御を行うことができ
る。
を制御することにより位相切換素子から出る光の光量を
一定に制御する構成で、位相切換素子の電気的切換によ
る位相切換素子の透過光量の違いによる測定誤差を解消
しているため、高精度に測定することができる。特に、
位相切換素子から出た光を光ファイバによって第２の光
検出素子に導いているため、第２の光検出素子の偏光特
性の影響を受けることなく定光量制御を行うことができ
る。
実施例 この発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。この蛍光偏光測定装置は、第１図に示すよう
に、水銀ランプ，ハロゲンランプ，キセノンランプ等の
光源１より出た光を集光レンズ２より平行光にし、この
平行光を波長選択フィルタ３を通すことで蛍光励起光を
抽出し、さらに偏光子４を用いて直線偏光の蛍光励起光
にするようになっている。位相切換素子５は、例えば液
晶やPLZTのような素子からなり、電極に直流電圧が比較
的長い切換周期で断続印加され、偏光子４を通して入射
する直線偏光の蛍光励起光を電圧印加状態ではそのまま
通過させ、非電圧印加状態では偏光方向を90度回転させ
て通過させるようになっている。
明する。この蛍光偏光測定装置は、第１図に示すよう
に、水銀ランプ，ハロゲンランプ，キセノンランプ等の
光源１より出た光を集光レンズ２より平行光にし、この
平行光を波長選択フィルタ３を通すことで蛍光励起光を
抽出し、さらに偏光子４を用いて直線偏光の蛍光励起光
にするようになっている。位相切換素子５は、例えば液
晶やPLZTのような素子からなり、電極に直流電圧が比較
的長い切換周期で断続印加され、偏光子４を通して入射
する直線偏光の蛍光励起光を電圧印加状態ではそのまま
通過させ、非電圧印加状態では偏光方向を90度回転させ
て通過させるようになっている。
上記位相切換素子５は、電圧印加状態と非電圧印加状態
とによって偏光光の透過率が１％程度変化して蛍光励起
光の強度が変化するので、以下に述べる構成によって位
相切換素子による偏光方向の切り換えによる蛍光励起光
の強度変化を防止するようになっている。
とによって偏光光の透過率が１％程度変化して蛍光励起
光の強度が変化するので、以下に述べる構成によって位
相切換素子による偏光方向の切り換えによる蛍光励起光
の強度変化を防止するようになっている。
ハーフミラー等を使用して光検出素子に入る光源からの
光をフィードバックして光度の安定化を図る方法は、本
発明における偏光光学系では使用できない。それは、光
検出素子が偏光特性を持つためである。そのため、本実
施例の偏光光学系では、『フィードバック用偏光光を一
度光ファイバを通過させると反射の繰り返しによって偏
光特性が解消した光が光ファイバの出力端に得られる』
という性質を利用して、一旦光ファイバ11を通して光検
出素子12に蛍光励起光の一部を入射させ、光検出素子12
の出力をフィードバック回路13に加えることによりフィ
ードバック回路13がフィードバック量に応じて光源１の
電源14を制御することにより、光源１の光量を制御して
位相切換素子５から出る光の光量を常に一定に保つよう
にしている。これにより、電気制御による位相切換素子
（液晶,PLZTなど）５の切換誤差を解消させるようにな
っている。この際、フィードバック回路13は、光検出素
子12の出力電流を電圧変換して適正増幅の後、電源（市
販のスイッチング電源、例えば、ネミックλ社製のHR−
11−12）１の電圧制御端子に加えることにより光源１の
光量制御を行うようになっている。
光をフィードバックして光度の安定化を図る方法は、本
発明における偏光光学系では使用できない。それは、光
検出素子が偏光特性を持つためである。そのため、本実
施例の偏光光学系では、『フィードバック用偏光光を一
度光ファイバを通過させると反射の繰り返しによって偏
光特性が解消した光が光ファイバの出力端に得られる』
という性質を利用して、一旦光ファイバ11を通して光検
出素子12に蛍光励起光の一部を入射させ、光検出素子12
の出力をフィードバック回路13に加えることによりフィ
ードバック回路13がフィードバック量に応じて光源１の
電源14を制御することにより、光源１の光量を制御して
位相切換素子５から出る光の光量を常に一定に保つよう
にしている。これにより、電気制御による位相切換素子
（液晶,PLZTなど）５の切換誤差を解消させるようにな
っている。この際、フィードバック回路13は、光検出素
子12の出力電流を電圧変換して適正増幅の後、電源（市
販のスイッチング電源、例えば、ネミックλ社製のHR−
11−12）１の電圧制御端子に加えることにより光源１の
光量制御を行うようになっている。
そして、上記のようにして光量が一定に制御され、かつ
直線偏光された蛍光偏光光がサンプルセル６に入射する
ことになる。
直線偏光された蛍光偏光光がサンプルセル６に入射する
ことになる。
サンプルセル６中の試料から出た側方（直角）散乱光と
螢光，ラマン光等は、波長選択フィルタ７を通すことに
よって物質による蛍光のみが抽出され、抽出された蛍光
が偏光子４の偏光方向と平行な偏光方向の検光子８を通
して集光レンズ９で集光されて光電子増倍管などの光検
出素子10に入射することになる。この結果、光検出素子
10の出力には、電圧印加状態では、偏光子４の偏光方向
と平行な方向の蛍光光の偏光成分に対応したものが現わ
れ、非電圧印加状態では、偏光子４の偏光方向と直角な
方向の蛍光光の偏光方向成分に対応したものが現われ
る。
螢光，ラマン光等は、波長選択フィルタ７を通すことに
よって物質による蛍光のみが抽出され、抽出された蛍光
が偏光子４の偏光方向と平行な偏光方向の検光子８を通
して集光レンズ９で集光されて光電子増倍管などの光検
出素子10に入射することになる。この結果、光検出素子
10の出力には、電圧印加状態では、偏光子４の偏光方向
と平行な方向の蛍光光の偏光成分に対応したものが現わ
れ、非電圧印加状態では、偏光子４の偏光方向と直角な
方向の蛍光光の偏光方向成分に対応したものが現われ
る。
なお、検光子８の検光方向は、第１図において紙面に垂
直でなければならない。
直でなければならない。
第２図は、光検出素子10からの測定出力波形で、光強度
を縦軸に、時間を横軸に取ったものである。光検出素子
10の出力として得られる光強度Ｉは、電圧印加状態、す
なわち偏光子４の偏光方向と平行な方向の蛍光の偏光方
向成分が入射されたときにIAとなり、非電圧印加状態、
すなわち偏光子４の偏光方向と直角な方向の蛍光の偏光
方向成分が入射されたときにIBとなり、得られた光強度
IA，IBを元にして第（１）式の演算を行えば、物質の状
態を調べることができる。
を縦軸に、時間を横軸に取ったものである。光検出素子
10の出力として得られる光強度Ｉは、電圧印加状態、す
なわち偏光子４の偏光方向と平行な方向の蛍光の偏光方
向成分が入射されたときにIAとなり、非電圧印加状態、
すなわち偏光子４の偏光方向と直角な方向の蛍光の偏光
方向成分が入射されたときにIBとなり、得られた光強度
IA，IBを元にして第（１）式の演算を行えば、物質の状
態を調べることができる。
このように、この実施例の蛍光偏光測定装置によれば、
位相切換素子５から出た光ファイバ11を通してフィード
バックすることにより位相切換素子５から出る光の光量
を常に一定に制御するようにしたため、位相切換素子５
の透過光量が電圧印加状態と非電圧印加状態とで変化し
てもその光量変化を補正して位相切換素子から出る光の
光量を常に一定にすることができ、高い精度で測定を行
うことが可能となる。しかも、フィードバックする光
は、光ファイバ11を通すことで偏光を解消しているの
で、光検出素子12が偏光特性を有していても全く問題な
い。
位相切換素子５から出た光ファイバ11を通してフィード
バックすることにより位相切換素子５から出る光の光量
を常に一定に制御するようにしたため、位相切換素子５
の透過光量が電圧印加状態と非電圧印加状態とで変化し
てもその光量変化を補正して位相切換素子から出る光の
光量を常に一定にすることができ、高い精度で測定を行
うことが可能となる。しかも、フィードバックする光
は、光ファイバ11を通すことで偏光を解消しているの
で、光検出素子12が偏光特性を有していても全く問題な
い。
以上の結果、偏光度Ｐを迅速にかつ高精度に測定するこ
とが可能になり、偏光方向を機械的に切り換える場合に
較べて小型で製造の容易な故障の少ない測定器を作るこ
とができる。
とが可能になり、偏光方向を機械的に切り換える場合に
較べて小型で製造の容易な故障の少ない測定器を作るこ
とができる。
次に、試料からの出力は検光子８の偏光方向を固定して
側方（直角）散乱光を捉えることにより光検出素子（光
電子増倍管）10の一方向のみの偏光特性を利用できるの
で、光検出素子による偏光誤差を避けることができる。
側方（直角）散乱光を捉えることにより光検出素子（光
電子増倍管）10の一方向のみの偏光特性を利用できるの
で、光検出素子による偏光誤差を避けることができる。
発明の効果 この発明の蛍光偏光測定装置によれば、位相切換素子に
より蛍光励起光の偏光方向を互いに異なる２方向に電気
的に切り換えるようにしたため、従来例のように機械的
に切り換えるのに較べ小型化できるとともに製造が容易
である。
より蛍光励起光の偏光方向を互いに異なる２方向に電気
的に切り換えるようにしたため、従来例のように機械的
に切り換えるのに較べ小型化できるとともに製造が容易
である。
しかも、位相切換素子から出た光を検出して光源の光量
を制御することにより位相切換素子から出る光の光量を
一定に制御する構成で、位相切換素子の電気的切換によ
る位相切換素子の透過光量の違いによる測定誤差を解消
しているため、高精度に測定することができる。特に、
位相切換素子から出た光を光ファイバによって第２の光
検出素子に導いているため、第２の光検出素子の偏光特
性の影響を受けることなく定光量制御を行うことができ
る。
を制御することにより位相切換素子から出る光の光量を
一定に制御する構成で、位相切換素子の電気的切換によ
る位相切換素子の透過光量の違いによる測定誤差を解消
しているため、高精度に測定することができる。特に、
位相切換素子から出た光を光ファイバによって第２の光
検出素子に導いているため、第２の光検出素子の偏光特
性の影響を受けることなく定光量制御を行うことができ
る。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す構成図、第２
図はその出力波形図である。 １…光源、２…集光レンズ、３…波長選択フィルタ、４
…偏光子、５…位相切換素子、６…サンプルセル、７…
波長選択フィルタ、８…検光子、９…集光レンズ、10…
光検出素子、11…光ファイバ、12…光検出素子、13…フ
ィードバック回路、14…電源
図はその出力波形図である。 １…光源、２…集光レンズ、３…波長選択フィルタ、４
…偏光子、５…位相切換素子、６…サンプルセル、７…
波長選択フィルタ、８…検光子、９…集光レンズ、10…
光検出素子、11…光ファイバ、12…光検出素子、13…フ
ィードバック回路、14…電源
Claims (1)
- 【請求項１】蛍光励起光を発する光源と、この光源の光
を直線偏光する偏光子と、この偏光子から出た光の偏光
方向を互いに直交する２方向に切り換えてサンプルセル
に入射させる位相切換素子と、この位相切換素子から出
た光の偏光方向のいずれか一方と平行に検光方向が設定
され前記サンプルセルから出た蛍光を検光する検光子
と、この検光子から出た蛍光を受ける第１の光検出素子
と、前記位相切換素子から出た光を受ける第２の光検出
素子と、前記位相切換素子から出た光を前記第２の光検
出素子に導く光ファイバと、前記第２の光検出素子の出
力に応じて前記光源の光量を制御することにより前記位
相切換素子から出る光の光量を一定に制御するフィード
バック回路とを備えた蛍光偏光測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14108985A JPH073367B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 螢光偏光測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14108985A JPH073367B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 螢光偏光測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622128A JPS622128A (ja) | 1987-01-08 |
| JPH073367B2 true JPH073367B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=15283945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14108985A Expired - Lifetime JPH073367B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 螢光偏光測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073367B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL88571A (en) * | 1988-12-02 | 1998-06-15 | Ormat Turbines 1965 Ltd | Method of and apparatus for producing power using steam |
| FI20031294A0 (fi) * | 2003-09-10 | 2003-09-10 | Thermo Labsystems Oy | Fluorometrin kalibrointi |
| JP4749805B2 (ja) * | 2005-09-05 | 2011-08-17 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | ラマン散乱光観測装置 |
| CN117214140B (zh) * | 2022-06-02 | 2026-04-21 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种特定蛋白分析系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5834768B2 (ja) * | 1972-09-20 | 1983-07-28 | キヤノン株式会社 | ヘンコウジヨキヨブンコウキ |
| JPS5356078A (en) * | 1976-10-30 | 1978-05-22 | Nippon Bunko Kogyo Kk | Poralized fluorescence measuring apparatus |
| JPS56130619A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | Photodetecting device |
| US4412744A (en) * | 1981-06-01 | 1983-11-01 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Absolute spectrophotometer |
| JPS58156838A (ja) * | 1982-03-15 | 1983-09-17 | Hitachi Ltd | ゼ−マン原子吸光光度計 |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP14108985A patent/JPH073367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622128A (ja) | 1987-01-08 |
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