JPH0810189B2 - 検出器組立体 - Google Patents

検出器組立体

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JPH0810189B2
JPH0810189B2 JP63111350A JP11135088A JPH0810189B2 JP H0810189 B2 JPH0810189 B2 JP H0810189B2 JP 63111350 A JP63111350 A JP 63111350A JP 11135088 A JP11135088 A JP 11135088A JP H0810189 B2 JPH0810189 B2 JP H0810189B2
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ロジャー・イー・スミス
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ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、全体として、分析装置、より具体的には試
料の化学的、免疫化学的又は生物学的試験を行うため光
を検出する装置に使用する検出器組立体に関する。
従来の技術 自動分析装置は現在、試料中の成分の様々な化学的、
免疫化学的及び生物学的試験を行うために使用されてい
る。ランプのような光源からの放射エネルギを利用し
て、試料の分析を行うことは、現在公知で利用可能な自
動分析装置において、極めて一般的なことである。かか
る分析装置に光源を使用する場合、比色、蛍光、比濁、
又は散乱光、吸収光等など、多数の光関係の応答性につ
いて液体を検査することが出来る。
自動分析装置、特に、分析目的のため、光源からの放
射エネルギを利用する自動分析装置において、１回の操
作で多数の試料の試験を行い得ることが極めて望まし
い。多数の試料の試験を容易に行い得るようにするた
め、多くの分析装置は、分析せんとする通常液状の試料
を保持する回転台又はターンテーブルを使用している。
液体試料は典型的に、管、浅い水ばち、バッグ、カップ
等を含む様々な種類の容器内に入れられる。回転台又は
ターンテーブルを使用する自動分析装置において、分析
目的用の光源と共に、一般的に各試料を光源前に動かす
何らかの機構を設け、試料の個々の分析を行い得るよう
にする。上述の型式の代表的な装置は米国特許第4,483,
927号及びClin.Chem.31/9,1474−1477（1985）のDeGrel
la等の記事「AbbottTDxTM用の比濁分析システム」に開
示されている。
発明が解決しようとする課題 多くの場合、分析する液体試料を保持する容器は、試
験管、又はキヤップのように、円形の断面形状を備えて
いる。こうした円形の試料容器は、検出システムに誤差
を生じさせる可能性がある。具体的には、試料を囲繞す
る円形面に光線を当てた場合、試験管の位置が変化する
ため、光線は望ましくない屈折が生じ、その結果、光信
号の効率が低下することとなる。勿論、試料の位置変化
は、容器が円形断面であるか否かを問わず生ずるが、円
形管又はキヤップは容器の位置変化に伴う測定誤差を拡
大させる可能性があることに注意しなければならない。
試料の容器の一時的な位置変化を修正する方法は、光信
号の参照基準を設け、又、測定した信号と参照信号の比
を利用することである。一時的な位置変化を修正し、補
正した測定値を得るための１つの方法は、DeGrella等に
よる上記論文に記載されている。しかし、装置を複雑に
する基準信号及び信号比、及びそのための電気回路を使
用せずに、物理的位置決めの観点から、試料容器の位置
変化を無くし、検出システムの測定誤差を解消し得るよ
う、装置を改良することが要望されている。
上記改良に加え、特に、自動分析装置の場合、異なる
波長にて自動的に試料の光分析を行い得るようにするこ
とが望ましい。例えば、多数の試験管を装置内で一回操
作する間、試料の異なる比色、又は、蛍光性応答を検出
し得るようにすることが望ましいことが多い。一般に、
干渉フィルタを使用して、試料の波長分析を選択的に行
っているため、多くの装置では、多数の波長分析を行う
ためには試験操作中、これらフィルタを交換しなければ
ならない。多数の波長分析を選択的に行い得る自動光学
システムを実現し得れば、分析装置の効率向上を図るこ
とが出来よう。本発明は、特に、自動分析装置の光学素
子に関する上記要請及びその他の特徴を実現することを
目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明の検出器組立体は、分析装置に有用であり、試
料中の１又は複数の成分を分析する光線を提供する手段
を備えている。分析中の試料に関係する光を検出する手
段が設けられる。追加の手段により光線は試料中に進
み、又、試料は外部光から遮蔽される。液体は試料から
検出手段まで流動することが出来る。光提供手段と試料
間の光線内に複数のフィルタを選択的に位置決めするこ
とが出来る。これらフィルタは異なる波長の光を通過さ
せるため、試料の光を選択的に分析することが可能であ
る。
本発明の好適実施態様において、検出器組立体は分析
せんとする試料の入った管を位置決めするための円筒状
の穴を設けた可動本体部材を有する分析部位を備えてい
る。この本体部材は上記円筒状の穴に位置決めした管を
保持し、試料を外部光から遮蔽する。本体部材の第１孔
が円筒状の穴と連通し、光が試料の入った管内部まで進
むことが出来るようにする。第２孔が円筒状の穴と連通
し、試料から光検出器に光を通し、試料の分析が可能で
あるようにする。この実施態様において、本体部材は穴
が管を囲繞する第１位置と管を囲繞する関係から離脱す
る第２位置間を作用可能に動き、分析部位に対し管を出
し入れし易いようにする。回転可能なフィルタホイール
には、複数の光フィルタが着脱可能なように取付けられ
ている。これらフィルタは略円形に間隔を置いてホィー
ルに配設されており、各フィルタは光源と分析分析間の
光線内に介装させることが出来る。従って、フイルタは
フイルタホィールの位置いかんにより、異なる波長の光
を透過させ、試料の選択的な光分析を行うことが出来
る。この実施態様において、各フイルタを光線内に選択
的に位置決めすることが出来るよう、フイルタホィール
の回転手段が設けられている。
本発明の基本的考えによると、特に、光透過性容器内
に入れた試料の化学的、免疫化学的又は生物学的試験用
の装置に最適の検出器組立体が提供される。本発明は、
分析装置の測定効率を改良する等、光利用の検出器組立
体の光機構に多数の利点及び利益を提供するものであ
り、特筆すべき幾つかの利点がある。例えば、本発明は
試料の選択的な光分析が可能であるよう、多数の光フィ
ルタを使用することを特徴としている。これらフィルタ
は検出器組立体自体からフィルタホィールを取外さず
に、フィルタホィールに対し、着脱可能又は交換可能で
あるようにすることが望ましい。さらに、フィルタホィ
ールが回転可能である限り、光源と分析中の試料間の光
線内に別のフィルタを介装させるまで、フィルタホィー
ルを回転させるだけで、多数の波長分析が可能である。
好適実施態様において、モータをフィルタホィールの回
転と関係させ、異なるフィルタ位置までホィールを自動
的に回転させ得るようにしてある。
本発明の１実施態様において、分析部位は試料の入っ
た管を挿入して位置決めすることが出来る作用可能に可
動な部材を備えている。この本体部材は管を外部光から
遮蔽するのみならず、分析装置の作動中、管を所定位置
に保持するガイドとしても作用する。さらに、本体部材
の位置が光線の方向に対し変化しないため、光線内に位
置決めした各管の位置が管により差が生ずることはな
い。従って、検出システムの誤差の原因となる位置変化
は、本発明の好適な本体部材によって制御することが出
来るのみならず、かかる誤差を最小限にし、又は軽減す
ることが可能である。
特に、作用可能に可動な本体部材に伴う本発明の別の
特徴は、試料の入った管が光分析段階中、回転台又はタ
ーンテーブル内に止まることである。換言すれば、分析
試料の入った各管は回転台から取外し、分析部位内に位
置決めする必要がない。本発明の好適な検出器組立体
は、回転台を回転させ、その後、何らの操作を行わず
に、回転台又はターンテーブルにより各管を段階的に、
分析部位内に位置決めしていくことが出来る。回転台内
における位置又は検出器組立体の分析部位内まで通過す
ることの何れかによる試験管の位置変化は、本発明の本
体部材によって防止出来る。さらに、本体部位は、実験
室及び実際の用途にて便利に利用出来る管又はキヤップ
のような、円形の試料容器を容易に使用することが可能
である。
本発明の検出器組立体の別の特筆すべき利点は試料の
光分析の基礎として、光量子の計数が可能な機能を備え
ることである。光量子計数により、アナログ信号に伴う
ノイズの大部分を無くすことが出来るという望ましい特
徴が得られる。
実施例 本発明は多くの異なる実施態様にて具体化することが
出来るが、以下、添付図を参照しながら本発明の好適実
施態様について詳細に説明する。但し、以下の開示内容
は、本発明の基本的考えの１例であり、本発明の範囲が
これら実施態様にのみ限定されるものではない。本発明
の範囲は特許請求の範囲の記載及びその均等物によって
判断すべきである。
先ず、添付図面、特に、第１図を参照すると、本発明
の好適な検出器組立体20が示してある。この検出器組立
体20は本発明を実現するための多数の主要構成要素を備
えている。これら構成要素は、ランプ副組立体21、フィ
ルタホイール副組立体22、分析部位24、検出器副組立体
25及びフィルタモータ副組立体26を含む。
先ず、ランプ副組立体21について説明すると、このラ
ンプ副組立体21はタングステンランプのようなランプと
することが望ましい光源27のハウジング28を備えてい
る。勿論、如何なる種類の光源を採用するかは、分析装
置の使用目的、及び分析装置が利用する波長の範囲いか
んによる選択の問題である。ランプを作用させる電源と
して、電源ケーブル29が設けられている。フィン付きハ
ウジング30がランプと関係し、ランプの発生する熱を容
易に発散し得るようにしてある。小開口が貫通する視野
絞り31がランプの発生する光路内で、ハウジング30の端
部付近に位置決めされている。ランプ副組立体21はラン
プ副組立体21とフィルタホイール副組立体22間に介装さ
せた検出器組立体32によって検出器組立体20に接続され
ているのが分かる。本発明にとって必須ではないが、ラ
ンプ副組立体21は、その軸心34がモータ副組立体26を通
る軸心35及び分析部位24の中心に対し、一定の角度とな
るように検出器ハウジング32に接続する。上述の実施態
様において、軸心34、35間の角度は約45゜とすることが
望ましい。
ランプ副組立体21と検出器ハウジング32の接続部分の
境界には、非球面レンズ36が設けてある。このレンズ36
はランプからの光が視野絞り31を通るとき、この光を平
行にし得るよう傾斜させることが望ましい。
フィルタホイール副組立体22の詳細を説明する前、フ
ィルタホイール副組立体及び分析部位の双方を本発明の
検出器組立体に取付ける構造の詳細について説明するの
がよいであろう。第１図から、フィルタホイール副組立
体22は検出器ハウジング32と面板38間に挟持されている
のが認識されよう。このように挟持状態に配設されてい
るが、検出器ハウジングと面板間には以下により詳細に
説明するように、フィルタホイール副組立体22が回転す
るのに十分な隙間が存在する構成にしてある。フィルタ
ホイールモータ副組立体26が検出器ハウジング32の１側
部に取付けられている。モータ副組立体26は、検出器ハ
ウジング32を通る駆動軸（図示せず）によってフィルタ
ホイール副組立体22に接続されている。モータ39はマイ
クロプロセッサ制御装置を含む、適当な電気回路によっ
て制御出来るため、望むならば、フィルタホイール副組
立体の回転は自動的に、しかもプログラム化した状態に
て行うことが出来る。
図面から、面板38には２つの傾斜通路40、42が設けて
あるのが分かる。傾斜通路40はランプ副組立体21と整合
させた軸心34に沿って伸長しており、従って、軸心35に
対し斜めに位置決めされている。通路40は面板38の前面
の開口に端末がある。通路40の内側には大径の端ぐり穴
45が形成してあり、ランプからの光を分析部位24内に位
置決めした試料に集光するレンズ46がこの端ぐり穴45内
に設けられている。
通路42は概ね面板38内の通路40の鏡像である。通路42
は検出器副組立体25を通って伸長する軸心48及び分析部
位24の中心に沿って整合されている。軸心48は軸心35に
対し一定の角度を形成し、本発明の目的上、この角度は
約45゜とすることが望ましい。このようにして、軸心3
4、48間の傾斜角度は約90゜となる。傾斜通路42は面板3
8の前端の開口47に端末がある。通路42の内側には、レ
ンズ50を設けるための大径の端ぐり穴49が形成してあ
る。レンズ50は、分析部位24内にて試料からの光を平行
にし、この光が検出器副組立体25内に達するようにする
作用をする。図示してないが、１又は複数のレンズを検
出器副組立体25と関係させ、有効な信号が受信されるよ
うにすることが出来る。検出器副組立体25は光増幅管51
又は光信号を受理し、この信号を電気信号に変換し得る
ようにしたその他の公知の装置を備えることが出来る。
面板38の前面には３つの溝52、54及び56が形成してあ
る。溝52は、略中央に位置すると共に、望ましくは軸心
35に対し垂直に整合させることが望ましい。溝54、56は
面板38に横方向に形成し、相互に対向するようにする。
これら３つの溝の目的は、本体部材58で示した分析部位
の摺動を容易にすることである。具体的には、第２図に
示すように、本体部材58は開口44、47が露出するような
面板38の所定位置にある。本体部材58のこの位置は、以
下に説明するように、第６図に示した検出器組立体の位
置と一致している。しかし、第２図は本体部材が溝52、
54及び56と共に面板38に取付けられていることを示す。
本体部材58の摺動を制御するため、軸59は本体部材58の
下側に接続されている。この軸59は第２図に示すよう
に、本体部材58の動きを制御するため、上下の動きを適
正に制御されるサーボ機構（図示せず）と関係する。こ
の本体部材の動きの制御については、第６図及び第７図
に関し、以下、より詳細に説明する。上記以外の機構を
使用して、本体部材の摺動を制御してもよい。第２図は
さらに、検出器組立体20の一部がブラケットによって支
持されていることを示す。かかる支持により、検出器組
立体を分析装置内に取付けることが出来る。
次いで、第３図及び第４図を参照すると、フィルター
ホイール副組立体22の詳細が示してある。このフィルタ
ホイール副組立体22は全体形状が略平坦な円形円板のフ
ィルタホイールを備えている。ホイール62の外周に沿っ
て、かつ外周から若干内方に間隔を置いて配設した複数
の穴64がホイールを通って伸長している。上述の実施態
様において、穴64の数は８つにしてあるが、これは、単
に１例として掲げたものであり、本発明の内容がこれに
のみ限定されるものではない。穴64は、ホイール62の回
転面（かかる回転面は第４図にて65で示してある）に対
し一定の角度にて傾斜させてある。穴64がランプ副組立
体の軸心34に沿って進む光線と整合し、又、分析部位24
から出、軸心48に沿い検出器副組立体25に向けて進む光
に対し同様に一定の角度となるようにするため、穴64の
ホイール62の回転面に対する角度は約45゜になるように
することが望ましい。この角度は第４図により明確に示
してある。
各穴64には、ホイール62の面板側にショルダ部を形成
することが望ましい。各穴64内には、１又は複数の光フ
ィルタ68を設けることが望ましく、これらフィルタは所
定の波長の光は透過させるが、それ以外の波長の光は透
過させない型式の干渉フィルタとすることが望ましい。
かかる干渉フィルタに加え、周囲光を減衰させ、光信号
の信号対ノイズ比を向上させることを主目的とする中性
濃度（ND）フィルタを１又は複数の任意の穴に設けるこ
とが望ましい。フィルタ68は、回り止め輪又はロックリ
ング69によって穴64内の所定位置に保持することが出来
る。ロックリング69は、ユーザが取外せるよう、フィル
タホイールに螺入させ、又は摩擦係合させる。ロックリ
ングを取外すことにより、フィルタホイール自体を検出
器組立体から取り外さずに、フィルタを除去し、又は交
換することが出来る。このように、フィルタホイール副
組立体の形態によれば、型式の異なる複数のフィルタを
使用し、又、これらフィルタが透過し得る波長を選択す
るのに十分フレキシビリティが得られる。
第３図及び第４図に示すように、穴64は、整合し、か
つ対向する対に配設されているため、対の各穴64はホイ
ールの回転軸心に沿い180゜間隔を離した位置にある。
しかし、各穴64がホイールの回転面に対し、45゜の角度
にしてあるため、穴64間、及び穴64内のフィルタの面間
の挟角は略90゜になることが理解出来よう。このよう
に、フィルタを穴64内に配設したことにより、第３図及
び第４図と共に第１図を参照すると分かるように、分析
部位内で試料を分析する毎に１対のフィルタを使用出来
ることが理解されよう。
具体的には、特に、例えば、蛍光を利用して試料の分
析を行う場合、対の１つのフィルタは、ランプからの入
射光と称される、軸心34に沿った光線内にあるよう、ホ
イールを回転させて選択的に位置決めすることが出来
る。このフィルタは、試料と関係する蛍光色素を励起さ
せる波長を選択的に透過させることが出来る。同時に、
対の第２フィルタは、試料中の蛍光色素から発した光が
光軸48に沿って進むよう、上記光軸48内に位置決めされ
ている。光軸48と整合させたこのフィルタの波長透過特
性に差を設け、蛍光色素から発した波長がフィルタを通
り、最終的に光電子増倍管内で検出されるようにするこ
とが出来る。従って、本発明の検出器組立体にて検出し
ようとする光が90゜の光である場合、蛍光測定、又は、
比色測定であるかを問わず、試料の選択した波長分析毎
に第３図のフィルタホイールは４対までのフィルタを使
用することが可能である。特に、蛍光分析に使用する各
対のフィルタにより、段階的な蛍光測定を行うことが出
来る。蛍光測定のデータは記憶させ、表示するか、又
は、さらに別の分析に利用してもよい。１つの試料の選
択的波長分析の各種の測定値を利用することにより、光
信号、特に、発生信号の各種の比を設定することが出来
る。
さらに、１又は複数の穴64には基準設定の目的に使用
出来るフィルタを設け、信号測定値の基準値を絶対値に
て設定するか、又は、ある信号比を基にして、１つのフ
ィルタを基準フィルタとすることが出来る。第１図の実
施態様は、入射光と検出された光線（試料からの信号に
関係する）が相互に90゜となるように配設されている
が、かかる配設角度は単に本発明の１例に過ぎない。本
体部材58の詳細に関し以下説明するよう、望むならば、
光検出器の軸心は可変にしてもよい。例えば、光検出器
は第１図の軸心34で示した、ランプからの入射光の軸心
に対し、約180゜の角度に配設することが出来る。光検
出器をこの180゜に配設するのは、吸光を測定する場合
である。又、約180゜の角度において、光検出器は入射
光の前方散乱光を測定することも出来る。入射光線の軸
心に対する光検出器の配設角度は上記よりも加減するこ
とが出来る。
第３図及び第４図の説明を終わる前に、ホィール62
は、駆動モータ39の軸（図示せず）を嵌入させるための
中央穴70を備えていることを明確にしておく。この軸と
フィルタホィール間の接続により、予めプログラム化す
るか、又は、ユーザが命令して、望ましくは、制御した
自動状態にてモータ39を介しフィルタホィールを回転さ
せる機構が得られる。
次いで、第５図を参照すると、分析試料を保持する回
転台72を備える型式の分析装置内に取付けた状態の検出
器が示してある。本発明の検出器組立体が特に最適であ
る回転台を備える分析装置は本出願の出願人に譲渡され
た、1985年11月18日出願の米国特許出願第799、238号の
明細書に記載されている。回転台72は上記米国特許出願
に記載された回転台と略同様である。第５図に示したよ
うに、回転台72は半径方向に伸長する複数のスロット74
を備えている。この実施態様において、各スロット内に
は複数の受液部又はウエル76を備える試薬パッケージ75
が位置決めされている。上記米国特許出願に記載されて
いるように、試薬パッケージ75内の異なるウエルは、予
包装した試薬を備えることが出来、回転台72の外周に対
面する試薬パッケージの端部のウエル78を除いて、混合
目的に使用することが出来る。かかる試薬パッケージ
は、米国特許第4,608,231号に記載されている。各試薬
パッケージのウエル78は、分析せんとする試料の容器で
あり、この容器に光を通し、液体試料の光分析を行う。
回転台72は、段階的に回転する回転可能な装置であり、
各試薬パッケージは検出器組立体の正面を通り、特に、
各ウエル78は検出器組立体の分析部位内部に進む。
上記説明と共に、第５図に示すように、複数の受液部
又はウエルを備えた試薬パッケージを使用することによ
り、この分析装置は試料の入った受液部を個々に取扱う
ことが出来る。上記受液部の各々は本発明の検出器組立
体20の分析部位に対して出し入れすることが出来る。第
５図において、分析する試料の入った試薬パッケージ
は、検出器組立体20の軸心35に沿って整合されているこ
とが分かる。試薬パッケージ75の入ったスロット74がこ
の位置にあるとき、回転台72は、その回転を停止し、ウ
エル78中の試料の光分析を行い得るようにしてある。第
６図及び第７図は、検出器組立体の分析部位の作用の詳
細、特に、本体部材58の作用を示している。
先ず、第６図を参照すると、回転台72は、検出器組立
体20の正面にて試薬パッケージを支持しており、ウエル
78は面板38と密に並置する位置にある。第６図の形態に
おいて、本体部材58は軸59の動きによって制御された下
方位置にある。従って、回転台72は、回転自在となり、
よって、垂下ウエル76、78を有する試薬パッケージは、
本体部材58の上を通る。試薬パッケージが軸心35に沿っ
て整合したとき（第５図に関して説明したように），回
転台72は、その回転を停止させ、適当なサーボ機構によ
って軸59が上方に動き、これにより、本体部材58を同一
方向に摺動させる。本体部材のこの上方への動きによ
り、ウエル78は本体部材内に拘束され、その結果、本体
部材は光遮蔽及び位置保持作用を提供する。第７図は、
ウエル78に対する本体部材58の位置を示す。これで、光
をウエル78内に照射し、その内部の試料の処理及び分析
を行い、公知の方法にて、成分又は作用の化学的、免疫
化学的又は生物学的分析を行うことが出来る。試料の分
析が完了したならば、プログラム化するか、又はユーザ
が命令する方法にて、再び本体部材58を下方に動かし、
回転台が検出器組立体の前で次ぎの試薬パッケージを段
階的に回転させ得るようにしてある。
第８図乃至第10図は本体部材58の詳細を示す。この本
体部材58は、分析部位の１部として多目的用要素である
ことを目的としている。試料を外部の光から遮蔽し得る
光遮蔽手段であることに加え、この本体部材は、試料の
容器を所定位置に保持するガイドとしても作用する。こ
れら試料の容器が試験管のような丸管であると都合良い
限り、本発明の本体部材は、光線に対する位置変化を伴
うことなく、丸管を取り扱うのに好適な要素として作用
する。この目的のため、本体部材58は、丸管を受け入れ
得る方向に伸長する、上述の試薬パッケージのウエル78
のような略円筒形に穴80を備えることが望ましい。本体
部材と管間の相対摺動を促進し、異なる管の位置上の差
を補正し得る端ぐり穴又は面取り部分81が、穴80の上端
面を囲繞している。本体部材58が第７図に示す上方位置
にあるとき、管78は本体部材によって囲繞されるよう穴
80内に位置決めする。本体部材58はその光遮蔽効果を最
大限発揮し得るよう、黒色被覆又は塗装を施すことが望
ましい。上述のパッケージ75のように、複数のウエル又
は管を備える試薬パッケージがこのパッケージから試験
ウエルを除去せずに、本発明の検出器組立体に利用でき
るよう、本体部材には切欠き部82が形成してある。本体
部材の形態は分析せんとする試料を入れる各種の管又は
ウエルに対応し得るようにすることを目的としているた
め、この切欠き部82を設けることは、本発明の単に好適
な実施態様の１つに過ぎないことを認識する必要があ
る。
２つの孔84、86が穴80と連通している。これら孔84、
86は穴80に接近するほど狭小幅となるよう勾配を付ける
ことが望ましい。孔84、86の各々は、本体部材の面88の
平面に対し略45゜の軸心上に形成してある。面88は、面
板38の前面と摺動係合し得るようにしてある。さらに、
本体部材内への孔84、86の角度は入射光の45゜軸心34及
び検出光の軸心48に一致するようしてある。このため、
孔84、86の軸心間の狭角は略90゜となるが、この角度は
都合の良い角度である。
本体部材58が第７図に示すように、上方位置にあると
き、孔84、86は面板38の開口44、47とそれぞれ整合して
いる。それぞれの孔と開口とが整合していることによ
り、入射光が孔84、及び試料の入った光透過性管を通る
ため、試料の分析が可能となる。試料から発した光は第
１図に示すように、開口47と孔86が整合しているため、
軸心48に沿って90゜の角度にて検出される。
本体部材58は、穴80内にて試料からの光を検出するこ
とに関し、さらに別に機能がある。この目的のため、第
３孔90が、穴80と連通状態にて本体部材を通って伸長し
ている。孔90は、孔84の軸心と同一軸心に沿って配向さ
せ、孔84、90が約180゜間隔を離した位置にあるように
することが望ましい。光が孔90を通るのを防止するた
め、フィルタ、レンズ、さらに、プラグのような光バリ
ヤーのような光学素子を設ける大径の端ぐり穴92を孔90
に形成することが出来る。本発明の検出器と共に孔90を
利用する場合、前方散乱光、吸光等の測定に最適であろ
う。孔90を利用して、試料からの光を検出する場合、光
検出器は入射光に対する同一の180゜の軸心上、又は、
別の角度に位置決めし、１又は複数の鏡又はプリズムを
利用してこの光検出器に光を当てることが出来る。
本体部材58は、面板38に摺動可能なように接続し、本
体部材の前面88が面係合するようにする。この摺動接続
を容易にするため、本体部材58は、それぞれ面板38の横
溝54、56に摺動可能に嵌入する寸法の２つの横フランジ
94,95を備えているガイドバー96が、面88から伸長し、
又、この面88の略中央に位置している。このように、本
体部材58の横フランジ及びガイドバーにより、本体部材
は面板に対し摺動することが可能である。上述のよう
に、穴80の底部に形成した螺入可能な軸59を設け、本体
部材の上方及び下方への動きを制御する。但し、軸59以
外の手段を設けることも出来る。
本発明の利点の１つは、分析中の試料から発した光の
量子を計数し得るようにした光検出器を利用出来ること
である。フィルタホィール62に設ける穴の１つには、上
述のように、干渉フィルタに加え、又はこれに代えて、
中性濃度フィルタを備えることが出来る。フィルタホィ
ールにかかる中性濃度フィルタを使用する場合、特定対
のフィルタの１つのフィルタとし、中性濃度フィルタが
軸心48に沿って試料と光検出器間の光路内に介装される
ようにする。光電子増倍管51の直前にて、光軸48に沿っ
て別の中性濃度フィルタを設けることも出来る。これら
中性濃度フィルタは光励起対周囲光の比を極めて大きい
値に維持し得ることが望ましい。その結果、最終的に光
検出器まで透過する光の率は少ないが、周囲光の略全て
が減衰される。略全ての暗ノイズ（光）を除去する中性
濃度フィルタを使用することにより、光量子の計数が可
能となる。光量子の計数により、アナログ信号の検出に
伴うノイズの約0.1％が除去される。さらに、光量子の
計数により、広い動的範囲が可能となり、約2000:1の比
まで大きな値にすることが可能である。さらに、光量子
の計数により、比較的安定した光信号を直接デジタル測
定し得る限り、ユーザはアナログ信号に伴う上記種類の
信号調節を行う必要がない。
上述のように、本発明は、分析装置、特に、化学的、
免疫化学的又は生物学的成分又は作用に関係し、光を検
出する分析装置に適した検出器組立体を提供するもので
ある。本発明は、分析する試料を入れる丸管又は容器に
適用するのに特に適している。試料の入った管の位置変
化を本発明の検出器組立体により、極めて良好に制御す
ることが出来るため、位置変化に起因する誤差を最小と
し、又、軽減出来る。さらに、本発明の検出器組立体
は、試料の分析中、光フィルタ等を交換することなく、
試料の多波長分析及び選択的波長分析を行うことが可能
である。本発明の結果、分析装置の効率及び性能を改良
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の検出器組立体の好適実施態様を一部断
面で示す平面図、 第２図はフィルタホィール及び試料を所定位置に保持す
る本体部材と関係する面板を示す、第１図の検出器組立
体の正面図、 第３図は本発明の検出器組立体に好適なフィルタホィー
ルの平面図、 第４図は第３図の線４−４に関するフィルタホィールの
拡大部分断面図、 第５図は複数の試料パッケージを保持する回転台と並置
させた本発明の検出器組立体の平面図、 第６図は分析する試料の入った管から離反する本体部材
の動きを示す、検出器組立体の側面図、 第７図試料パッケージが回転台の所定位置にある間、試
料の分析のため、本体部材内に位置決めした試料パッケ
ージの１つの管を示す、第６図と同様の側面図、 第８図は本発明の好適実施態様の正面図、 第９図は第８図の本体部材の平面図、及び 第10図は第８図の線10−10に関する本体部材の断面図で
ある。 （主要符号の説明） 20:検出器組立体 21:ランプ副組立体 22:フィルタホィール副組立体 24:分析部位 25:検出器副組立体 26:フィルタホィールモータ副組立体 27:光源、28:ハウジング 29:電源ケーブル 30:フィン付きハウジング 32:検出器ハウジング 34、35:軸心 36:非球面レンズ 38:面板、39:モータ 40、42:通路、44:開口 45:端ぐり穴、47:開口 48:軸心 49:端ぐり穴 52、54、56:溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ランドール・ダブリュー・スミス アメリカ合衆国ユタ州84092，サンディ, イースト・エッジクリフ・ドライブ 1681 (56)参考文献 特開 昭54−30085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208441（ＪＰ，Ａ)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料中の１又は複数の成分の分析に利用す
    る光線を提供する光源と、 分析すべき試料と関係する光を検出する検出器と、 分析せんとする試料の容器を内部に位置決め可能で且つ
    光線を内部に当てることの出来る分析部位であって、容
    器を受け入れると共に該容器を囲繞して試料を外部光か
    ら遮断する中央開口と、前記中央開口と連通し光源から
    の入射光が試料の入った管内部に進むのを許容する第１
    孔と、及び前記中央開口と連通し光が試料から前記検出
    器に進み試料を分析し得るようにする第２孔とを備え、
    前記中央開口が容器を囲繞する第１位置と同中央開口が
    容器を囲繞する関係から離脱して前記容器が当該分析部
    位に出入りし易い第２位置間を可動である本体部材と、
    前記容器を前記分析部位内に収容させるための前記本体
    部材を前記第１位置と第２位置との間で作動させる手段
    とを含む、前記分析部位と、 略円形状に間隔を置いて配設した複数の光フィルタを有
    する回転可能なフィルタホイールであって、各フィルタ
    が光源と分析部位間の光線内に介装可能でかつフィルタ
    が異なる波長の光を透過させ、よってホイールの位置い
    かんにより、試料の選択的な光分析が可能であるように
    なされたフィルタホイールと、 前記分析部位上の前記中央開口の周りに設けられ外部光
    からの光の遮断を最大にするための被覆又は塗装と、 前記ホイールを回転させ、フィルタを前記光源と前記分
    析部位間の光線内に選択的に位置決め可能であるように
    するホイール回転手段と、を備えたことを特徴とする光
    透過性容器内に入れた試料の試験装置の使用に適した検
    出器組立体。
  2. 【請求項２】さらに、前記光源からの光線を前記分析部
    位内に集光させる第１レンズを備えることを特徴とする
    請求項１に記載の検出器組立体。
  3. 【請求項３】さらに、前記試料からの光を検出器内に集
    光させる第２レンズを備えることを特徴とする請求項２
    に記載の検出器組立体。
  4. 【請求項４】前記本体部材に設けられた前記中央開口
    が、分析試料の入った略円筒形の容器を囲繞する略円筒
    形の穴であることを特徴とする請求項１に記載の検出器
    組立体。
  5. 【請求項５】さらに、前記中央開口と連通し、光が前記
    試料から前記検出器まで進むのを許容する第３孔を備
    え、第１孔と第２孔間の挟角を約90゜とし、及び第１孔
    と第３孔間の挟角を約180゜とすることを特徴とする請
    求項１に記載の検出器組立体。
  6. 【請求項６】前記フィルタを整合し、かつ対向する対に
    配設し、及び各対の１つのフィルタを光源と分析部位間
    の光線内に介装し、各対の他方のフィルタを試料と検出
    器間の光路内に介装することを特徴とする請求項１に記
    載の検出器組立体。
  7. 【請求項７】前記フィルタの対は、第１フィルタが、分
    析中の試料に関係する蛍光色素を励起させる波長の光を
    透過させ、及び対の第２のフィルタが、前記蛍光色素か
    ら放出される波長の光を透過させるように選択されるこ
    とを特徴とする請求項６に記載の検出器組立体。
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