JPH1123533A - Light scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device - Google Patents

Light scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device

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Publication number
JPH1123533A
JPH1123533A JP9194942A JP19494297A JPH1123533A JP H1123533 A JPH1123533 A JP H1123533A JP 9194942 A JP9194942 A JP 9194942A JP 19494297 A JP19494297 A JP 19494297A JP H1123533 A JPH1123533 A JP H1123533A
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JP
Japan
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sensor
sensor cassette
electrode
cassette
contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP9194942A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuji Takamatsu
修司 高松
Satoshi Nomura
聡 野村
Motoi Nakao
基 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
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Publication of JPH1123533A publication Critical patent/JPH1123533A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and accurately measure the distribution along the electric field direction of an electrophoretic material by assembling a counter electrode, a reference electrode, and electric field generating electrodes for causing electrophoresis in a sensor cassette for use. SOLUTION: A sensor cassette 4 is set on a sensor cassette reception section 15, then the door of a cassette insertion port is closed. Contact probes 54-58 in a measuring device body are set to the released state separated from the contact sections 38c-42c of a working electrode 38, counter electrode 39, reference electrode 40, and electrophoretic electrodes 41, 42 of the sensor cassette 4. A switch is operated to move a slide base, the contact probes 54-58 are brought into contact with the contact sections 38c-42c of the working electrode 38, counter electrode 39, reference electrode 40, and electrophoretic electrode 41, 42 of the sensor cassette 4 at the prescribed contact pressure respectively into the measurable state. The speed of the electrophoretic colloidal grains electrophoretically migrating in the electric field is measured by analysing the images before and after electrophoresis. The result is processed by a computer, and is displayed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、コロイド粒子な
どの電気泳動物質の電場に沿った分布を測定することが
できる光走査型二次元濃度分布測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus capable of measuring the distribution of an electrophoretic substance such as colloid particles along an electric field.

【0002】[0002]

【従来の技術およびその問題点】従来、電気泳動物質の
電場に沿った濃度測定を行う手法として、紫外線による
蛍光発光を用いるところの蛍光法があるが、一次元的濃
度測定には精度に制約があり、また、電位勾配に対する
pH分布が不明で定量的な測定よりも寧ろ定性的な測定
が主流である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of measuring the concentration of an electrophoretic substance along an electric field, there is a fluorescence method using fluorescent light emission by ultraviolet rays. However, accuracy of one-dimensional concentration measurement is limited. In addition, the pH distribution with respect to the potential gradient is unknown, and qualitative rather than quantitative measurement is mainly used.

【0003】ところで、近年、液体中あるいは物質中に
しみこんだ液体中に溶存している物質(イオンなど)の
濃度を二次元的に計測する装置の研究・開発が行われ、
この二次元分布の計測を行う手法の一つに、LAPS
(Light−Addressable Potent
iometric Sensor)センサからなる電気
化学画像計測装置がある。このような装置は、例えば、
Jpn.J.Appl.Phys.Vol.33(19
94)pp L394−L397に記載してあるよう
に、イオンなどに感応するセンサ面を形成した半導体基
板を適宜の光でスキャンし、このスキャンによって、半
導体基板中に誘発された光電流を取り出すことにより測
定を行うことができる。
In recent years, research and development of an apparatus for two-dimensionally measuring the concentration of a substance (eg, ions) dissolved in a liquid or a liquid impregnated in the substance have been carried out.
One of the methods for measuring the two-dimensional distribution is LAPS.
(Light-Addressable Potent
There is an electrochemical image measurement device including an iometric sensor. Such a device, for example,
Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 33 (19
94) As described in pp L394-L397, a semiconductor substrate on which a sensor surface responsive to ions or the like is formed is scanned with appropriate light, and a photocurrent induced in the semiconductor substrate by this scan is extracted. Measurement can be performed.

【0004】前記装置のセンサ部を直接計測したい対象
物質に挿入したり接触させることによって溶存物質の濃
度分布を測定する。得られたデータはコンピュータ処理
により、二次元または三次元の濃度分布画像として出力
される。ある時間での濃度分布のみならず、その変化の
様子をリアルタイムに追跡することができる。リアルタ
イムに得られた画像を、目視、CCDカメラなどによっ
て得られた電磁波画像と容易に比較できる。
[0004] The concentration distribution of the dissolved substance is measured by inserting or contacting the sensor section of the device directly with the target substance to be measured. The obtained data is output as a two-dimensional or three-dimensional density distribution image by computer processing. Not only the concentration distribution at a certain time but also the state of the change can be tracked in real time. An image obtained in real time can be easily compared with an electromagnetic wave image obtained by visual observation, a CCD camera, or the like.

【0005】そして、この出願の出願人は、上記光走査
型二次元濃度分布測定装置およびこれに関連した技術を
主題とする発明を、特願平7−39114号(特開平8
−213580号)を始めとして数多く特許出願してい
るところである。
The applicant of the present application has filed an invention on the above-described optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus and a technique related thereto with Japanese Patent Application No. Hei 7-39114 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
213580) and many other patent applications.

【0006】しかしながら、上記従来の光走査型二次元
濃度分布測定装置には、電気泳動用の正負直流電極や制
御用の装置やソフトウェアもなく、電気泳動装置を外部
に設置して測定しなければならず、そのため、外来ノイ
ズの影響を受けやすく、測定に支障を来すことがあっ
た。
However, the conventional optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus described above does not have a positive / negative DC electrode for electrophoresis, a control device or software, and requires an electrophoretic apparatus to be installed outside for measurement. Instead, the measurement is susceptible to external noise, which may hinder the measurement.

【0007】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、溶液などの二次元濃度測定は勿論のこと、電
気泳動物質の電場方向に沿った分布を簡便にしかも正確
に測定することができる光走査型二次元濃度分布測定装
置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and is intended to measure not only two-dimensional concentration of a solution or the like but also simple and accurate distribution of an electrophoretic substance along an electric field direction. It is an object of the present invention to provide an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device which can perform the above-mentioned.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の光走査型二次元濃度分布測定装置は、セ
ンサホルダとセンサカバーとの間に挟持されるセンサ
と、このセンサから光電流を取り出すためのオーミック
コンタクトと、対極と、参照極と、電気泳動を生起させ
るための電場発生用電極とを組み込んだセンサカセット
と、測定装置本体内に設けられ、前記センサカセットが
着脱自在にセットされるセンサカセット受け部と、前記
センサカセットに組み込まれた電極に対して接離可能な
ように前記測定装置本体内に設けられるコンタクトプロ
ーブ部とから構成されている。
In order to achieve the above object, an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring apparatus according to the present invention comprises: a sensor sandwiched between a sensor holder and a sensor cover; A sensor cassette incorporating an ohmic contact for taking out an electrode, a counter electrode, a reference electrode, and an electrode for generating an electric field for causing electrophoresis, and a sensor cassette provided in the main body of the measuring apparatus, wherein the sensor cassette is detachably set. And a contact probe unit provided in the measuring device main body so as to be able to approach and separate from the electrodes incorporated in the sensor cassette.

【0009】上記構成の光走査型二次元濃度分布測定装
置においては、溶液の二次元濃度分布は勿論のこと、電
気泳動物質の電場方向に沿った分布の測定を簡単に行う
ことができ、特に、未知の電気泳動物質の測定を行うこ
とができるようになった。
In the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus having the above-described configuration, not only the two-dimensional concentration distribution of the solution but also the distribution of the electrophoretic substance along the electric field direction can be easily measured. Now, unknown electrophoretic substances can be measured.

【0010】そして、センサがカセットに組み込まれて
いるので、センサを測定装置本体に対して容易に脱着す
ることができる。そして、センサを保持するセンサカセ
ットの構造が簡単であるため、センサに故障が生じた場
合にもその点検や交換を容易に行えるとともに、センサ
回りの部品を再利用することが可能になり、所謂環境に
優しい構成となっている。
Since the sensor is incorporated in the cassette, the sensor can be easily attached to and detached from the measuring apparatus main body. In addition, since the structure of the sensor cassette holding the sensor is simple, even if a failure occurs in the sensor, the inspection and replacement can be easily performed, and the parts around the sensor can be reused. It is environmentally friendly.

【0011】また、信号の取り出しをコンタクトプロー
ブによって行うようにしているので、信号を安定して取
り出すことができ、安定な測定を行うことができる。
Further, since the signal is taken out by the contact probe, the signal can be taken out stably and stable measurement can be carried out.

【0012】なお、上記構成の光走査型二次元濃度分布
測定装置において、そのセンサカセットの外周にセンサ
カセット受け部に対する誤セット防止部を形成してあっ
てもよく、また、センサカセット受け部にガイド部を設
ける一方、センサカセットにガイド部によってガイドさ
れる被ガイド部を形成してあってもよい。このように構
成した場合、センサカセットをセンサカセット受け部に
確実にセットすることができ、特に、後者のようにした
場合、センサカセットをセンサカセット受け部に対して
自動装填することも可能になる。
In the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device having the above-described configuration, an erroneous setting preventing portion for the sensor cassette receiving portion may be formed on the outer periphery of the sensor cassette. While the guide portion is provided, a guided portion guided by the guide portion may be formed in the sensor cassette. With this configuration, the sensor cassette can be reliably set in the sensor cassette receiving portion. In particular, in the latter case, the sensor cassette can be automatically loaded into the sensor cassette receiving portion. .

【0013】さらに、オーミックコンタクトに連なる作
用極、対極、参照極および電気泳動を生起させるための
電場発生用電極の全てをセンサ上面のセルの一方の側に
まとめて設けた場合、各電極に対応するコンタクトプロ
ーブ部の構成およびその制御が簡略化される。
Further, when all of a working electrode, a counter electrode, a reference electrode, and an electrode for generating an electric field for generating electrophoresis connected to the ohmic contact are collectively provided on one side of a cell on the upper surface of the sensor, a corresponding electrode is provided. The configuration and control of the contact probe section to be performed are simplified.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図1〜図7は、この発明の一つの実施
の形態を示す。まず、図1は、この発明の光走査型二次
元濃度分布測定装置の外観を示す斜視図で、この図1に
おいて、1は測定装置本体で、そのケース2の前面板3
にはセンサカセット4(その構成については後で詳しく
説明する)を出し入れするためのカセット挿抜口5が開
設され、このカセット挿抜口5は、センサカセット4を
保持したオペレータ(測定員)の手が入る程度の大きさ
を有し、これを開閉するための扉6が設けられている。
この扉6は、後述するように、レーザ光78を用いると
ころからこれが外部に漏洩しないように構成されるとと
もに、ボタン7a,7bを操作することにより例えば上
下方向に移動してカセット挿抜口5を開または閉状態に
するように構成されている。そして、8aはケース2の
上部からその下方を、ケース2内の所定の位置にセット
されたセンサカセット4に臨むようにして延設された光
学顕微鏡であり、8bはCCDカメラなどの観察画像入
力装置である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 show one embodiment of the present invention. First, FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a measuring device main body, and a front plate 3 of a case 2 thereof.
Is provided with a cassette insertion / extraction opening 5 for inserting and removing the sensor cassette 4 (its configuration will be described in detail later). It has a size enough to enter, and is provided with a door 6 for opening and closing it.
As will be described later, the door 6 is configured so that the laser beam 78 does not leak to the outside from the location where the laser beam 78 is used. It is configured to be in an open or closed state. Reference numeral 8a denotes an optical microscope extending from the upper part of the case 2 to the lower part thereof so as to face the sensor cassette 4 set at a predetermined position in the case 2, and 8b denotes an observation image input device such as a CCD camera. is there.

【0015】9は前記測定装置本体1を制御するととも
に、これから送られてくる信号を処理し、その結果を表
示したり、記録する制御・画像処理装置で、例えば画像
処理機能を有するコンピュータである。このコンピュー
タ9は、制御や各種の演算などの処理を行うとともに、
データや処理結果を記憶する本体10、例えばカラーデ
ィスレイよりなる表示装置11、入力キーボード12、
マウス13などよりなり、測定装置本体1とは信号ケー
ブル14によって接続されている。
Reference numeral 9 denotes a control / image processing device which controls the measuring device main body 1, processes a signal transmitted from it, and displays and records the result, and is, for example, a computer having an image processing function. . This computer 9 performs processes such as control and various calculations,
A main body 10 for storing data and processing results, for example, a display device 11 composed of a color display, an input keyboard 12,
It consists of a mouse 13 and the like, and is connected to the measuring device main body 1 by a signal cable 14.

【0016】次に、前記測定装置本体1の構成につい
て、図2〜図7を参照しながら説明する。図2は、この
発明の光走査型二次元濃度分布測定装置の要部を示す斜
視図で、この図2において、15はセンサカセット4を
着脱自在にセットすることができるセンサカセット受け
部、16はこのセンサカセット受け部15にセットされ
たセンサカセット4に形成される電極38,39,4
0,41,42(後述する)に対して接離自在に設けら
れるコンタクトプローブ部である。このセンサカセット
受け部15およびコンタクトプローブ部16は、測定装
置本体1内に設けられる。なお、それらの詳細な構成お
よび配置状態については後で詳しく説明する。
Next, the configuration of the measuring apparatus main body 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a sensor cassette receiving portion in which the sensor cassette 4 can be detachably set; Are electrodes 38, 39, 4 formed on the sensor cassette 4 set in the sensor cassette receiving portion 15.
The contact probe unit is provided so as to be able to freely contact and separate from 0, 41, and 42 (described later). The sensor cassette receiving portion 15 and the contact probe portion 16 are provided in the measuring device main body 1. The detailed configuration and arrangement thereof will be described later in detail.

【0017】まず、センサカセット4の構成について、
図2〜図4および図7を参照しながら説明する。図3お
よび図4において、17,18は平面視が方形のセンサ
ホルダ、ホルダカバーで、これらの間に後述するオーミ
ックコンタクト36、センサ30およびパッキン34を
この順に重ねた順で挟持される(図3参照)。
First, the configuration of the sensor cassette 4 will be described.
This will be described with reference to FIGS. 3 and 4, reference numerals 17 and 18 denote a sensor holder and a holder cover having a rectangular shape in plan view, between which an ohmic contact 36, a sensor 30, and a packing 34, which will be described later, are sandwiched in this order. 3).

【0018】そして、センサホルダ17、ホルダカバー
18はいずれも適宜厚さの絶縁材料、例えば合成樹脂よ
りなり、それらの平面視の外形寸法は互いに等しく、4
つのコーナーには斜めにカットされた部分19を有する
が、対応する一つのコーナー19aは、他のコーナー1
9とは異なる形状に形成して、センサカセット4がセン
サカセット受け部15に対して誤ってセットされるのを
防止できるようにしてあるとともに、それぞれの中央に
は同サイズの方形の貫通孔20,21が設けられてい
る。この貫通孔20,21は、センサ30の大きさとほ
ぼ同じである。なお、センサホルダ17とホルダカバー
18の平面視の外形寸法は必ずしも等しくする必要はな
い。
Each of the sensor holder 17 and the holder cover 18 is made of an insulating material having an appropriate thickness, for example, a synthetic resin.
One corner has a diagonally cut portion 19, while one corresponding corner 19a is
The sensor cassette 4 is formed in a shape different from that of the sensor cassette 9 so as to prevent the sensor cassette 4 from being erroneously set in the sensor cassette receiving portion 15. , 21 are provided. These through holes 20 and 21 have substantially the same size as the sensor 30. The outer dimensions of the sensor holder 17 and the holder cover 18 in plan view do not necessarily have to be equal.

【0019】そして、センサホルダ17の貫通孔20の
下端部周囲には、オーミックコンタクト36、センサ3
0およびパッキン34を保持するための座グリ面20a
が形成され、ホルダカバー18の貫通孔21の下端側の
周囲には前記座グリ面20aに対応するようにして突平
面21aが形成されている(図3参照)。
Around the lower end of the through hole 20 of the sensor holder 17, the ohmic contact 36 and the sensor 3
Counterbore surface 20a for holding the seal 0 and the packing 34
Is formed around the lower end side of the through hole 21 of the holder cover 18 so as to correspond to the counterbore surface 20a (see FIG. 3).

【0020】また、センサホルダ17には、貫通孔20
の外側にねじ22を螺着するための4つのねじ孔23が
等配置的に形成されるとともに、センサカセット受け部
15に設けられたガイドピン51(図2参照)と対応す
る位置に4つの孔(被ガイド部)24が貫設されてい
る。一方、ホルダカバー18には、前記ねじ孔23に対
応する位置にねじ22を挿通させるための孔25が開設
されているとともに、貫通孔21の一辺21b側に4つ
の溝26,27,28,29が適宜の間隔をおいて並設
されている。すなわち、溝26,27は、辺21bの中
間に、また、溝28,29は他の溝26,27を挟むよ
うに、しかも、辺21bとそれぞれ隣接する他の辺21
c,21dに跨がるようにして形成されている。
The sensor holder 17 has a through hole 20.
Four screw holes 23 for screwing the screws 22 are formed on the outside of the sensor cassette, and four screw holes 23 are formed at positions corresponding to the guide pins 51 (see FIG. 2) provided in the sensor cassette receiving portion 15. A hole (guided portion) 24 is provided therethrough. On the other hand, the holder cover 18 is provided with a hole 25 for inserting the screw 22 at a position corresponding to the screw hole 23, and four grooves 26, 27, 28, on one side 21 b side of the through hole 21. 29 are juxtaposed at appropriate intervals. That is, the grooves 26 and 27 are located in the middle of the side 21b, and the grooves 28 and 29 are located so as to sandwich the other grooves 26 and 27.
It is formed so as to straddle c and 21d.

【0021】30は平面視が方形のセンサで、外形が座
グリ面20aおよび突平面21aの形状および寸法にほ
ぼ合致するように形成されている。このセンサ30は、
図7に示すように、測定分解能より小さい厚みを有する
(例えば100μm以下)シリコンなどの半導体基板3
1の上面にSiO2 層32、センサ面としてのSi3
4 層33を熱酸化、CVDなどの手法によって順次形成
してなるもので、水素イオンに応答するように形成され
ている。
Reference numeral 30 denotes a sensor having a square shape in a plan view, and is formed so that its outer shape substantially matches the shape and dimensions of the spot facing surface 20a and the protruding flat surface 21a. This sensor 30
As shown in FIG. 7, a semiconductor substrate 3 made of silicon or the like having a thickness smaller than the measurement resolution (for example, 100 μm or less).
1, an SiO 2 layer 32 on the upper surface, and Si 3 N as a sensor
The four layers 33 are sequentially formed by a method such as thermal oxidation or CVD, and are formed so as to respond to hydrogen ions.

【0022】34は平面視方形のパッキンで、外形が座
グリ面20a、突平面21aの形状および寸法にほぼ合
致し、中央に貫通孔20,21の形状および寸法に合致
する孔35を有している。このパッキン34は、例えば
シリコンゴムよりなる。
Numeral 34 is a packing having a rectangular shape in a plan view, the outer shape of which substantially matches the shape and size of the spot facing surface 20a and the protruding surface 21a, and a hole 35 in the center which matches the shape and size of the through holes 20, 21. ing. The packing 34 is made of, for example, silicon rubber.

【0023】36はセンサ30の半導体基板31に当接
するように設けられる電流信号取出し用の電極であっ
て、図3および図4に示すように、外形が座グリ面20
a、突平面21aの形状および寸法にほぼ合致し、中央
に貫通孔20,21の形状および寸法に合致する孔37
を有するとともに、その周囲の適宜箇所から作用極とな
る突片38を備えている。この突片38は、短冊状部分
を両端を互いに異なる方向に互いに平行になるように曲
げてなるもので、オーミックコンタクト36に連なり、
これの上方に直角に折曲された部分38aと、この部分
38aに連なり、これから水平に折曲された部分38b
と、これに連なり、これの上方に直角に折曲され、後述
するコンタクトプローブ54が当接する部分38cとか
らなる。このオーミックコンタクト36およびこれに連
なる作用極38は、適宜厚さの銀または白金などの金属
板よりなり、部分38cは酸化防止および接触抵抗低減
のために例えば金めっきが施されている。なお、部分3
8cは下方に直角に折曲したってもよい。
Reference numeral 36 denotes an electrode for extracting a current signal provided so as to contact the semiconductor substrate 31 of the sensor 30. As shown in FIGS.
a, a hole 37 substantially conforming to the shape and dimensions of the protruding flat surface 21a and having, in the center thereof, conforming to the shape and dimensions of the through holes 20, 21
And a protruding piece 38 serving as a working electrode from an appropriate location around the same. This protruding piece 38 is formed by bending a strip-shaped portion so that both ends are parallel to each other in different directions, and is connected to the ohmic contact 36.
A portion 38a bent upward at a right angle and a portion 38b connected to the portion 38a and horizontally bent therefrom.
And a portion 38c which is connected to the portion, is bent upward at a right angle, and contacts a contact probe 54 described later. The ohmic contact 36 and the working electrode 38 connected to the ohmic contact 36 are made of a metal plate of silver or platinum having an appropriate thickness, and the portion 38c is plated with, for example, gold to prevent oxidation and reduce contact resistance. Note that part 3
8c may be bent downward at a right angle.

【0024】39,40は対極、参照極で、図4に示す
ように、ホルダカバー18の貫通孔21の一辺21b側
に形成された2つの溝26,27に装着できるようにコ
字状に形成されている。すなわち、対極39および参照
極40は、適宜厚の銀または白金などの金属板よりな
り、短冊状に形成したプレートの両端を同方向に平行と
なるように折曲されている。すなわち、対極39および
参照極40は、その一方の折り曲げ部39a,40aを
貫通孔21を形成する内壁の一部に沿うようにし、水平
部39b,40bを溝26,27に嵌め込み、さらに、
他方の折り曲げ部39c,40cをホルダカバー18の
外面に沿うようにして溝26,27にそれぞれ装着され
るように形成されている。この対極39および参照極4
0のコンタクトプローブ55,56が当接する部分39
c,40cの外面は酸化防止および接触抵抗低減のため
に例えば金めっきが施されている。
Reference numerals 39 and 40 are counter electrodes and reference electrodes. As shown in FIG. 4, they are formed in a U-shape so that they can be mounted in two grooves 26 and 27 formed on one side 21b of the through hole 21 of the holder cover 18. Is formed. That is, the counter electrode 39 and the reference electrode 40 are made of a suitably thick metal plate such as silver or platinum, and are bent so that both ends of the strip-shaped plate are parallel in the same direction. That is, the counter electrode 39 and the reference electrode 40 have one bent portion 39a, 40a along a part of the inner wall forming the through hole 21 and the horizontal portions 39b, 40b are fitted into the grooves 26, 27.
The other bent portions 39c and 40c are formed so as to be attached to the grooves 26 and 27, respectively, along the outer surface of the holder cover 18. This counter electrode 39 and reference electrode 4
The portion 39 where the 0 contact probes 55 and 56 abut.
The outer surfaces of c and 40c are plated with, for example, gold to prevent oxidation and reduce contact resistance.

【0025】41,42は電気泳動を生起させるための
電場発生用電極(以下、単に電気泳動用電極という)
で、貫通孔21の側壁に沿う垂直部41a,42aと、
溝28,29に嵌まり込む水平部41b,42bと、セ
ンサホルダ17の外側部に沿う部分41c,42cとか
らなる。この電気泳動用電極41,42は適宜厚さの銀
または白金などの金属板よりなり、コンタクトプローブ
57,58が当接する部分41c,42cの外面は酸化
防止および接触抵抗低減のために例えば金めっきが施さ
れている。
Reference numerals 41 and 42 denote electrodes for generating an electric field for causing electrophoresis (hereinafter simply referred to as electrodes for electrophoresis).
And vertical portions 41a and 42a along the side wall of the through hole 21;
It comprises horizontal portions 41b and 42b fitted into the grooves 28 and 29, and portions 41c and 42c along the outer portion of the sensor holder 17. The electrodes 41, 42 for electrophoresis are made of a metal plate of silver or platinum having an appropriate thickness, and the outer surfaces of the portions 41c, 42c with which the contact probes 57, 58 abut are, for example, gold-plated to prevent oxidation and reduce contact resistance. Is given.

【0026】43は前記対極39、参照極40および電
気泳動用電極41,42をそれぞれ溝26〜29に装着
した状態でこれらを固定するための電極押さえで、合成
樹脂など絶縁性素材よりなり、溝26〜29に嵌合し、
各電極39〜42を強固に固定できるように構成されて
いる。
Reference numeral 43 denotes an electrode press for fixing the counter electrode 39, the reference electrode 40, and the electrodes 41 and 42 for electrophoresis in the grooves 26 to 29, respectively, and is made of an insulating material such as a synthetic resin. Fit into grooves 26-29,
Each of the electrodes 39 to 42 is configured to be firmly fixed.

【0027】上記センサカセット4を組み立てるには、
センサホルダ17の座グリ面20aに、オーミックコン
タクト36、センサ30およびパッキン34をこの順に
重ねた後、ホルダカバー18をセンサホルダ17の上面
から被せてねじ22で締めつけることによりセンサ30
が水密に保持される。そして、電極39〜42をホルダ
カバー18に形成された溝26〜29に装着し、電極押
さえ43で電極39〜42を固定する。これによって、
センサ30の上面にセル44を有するセンサカセット4
を得ることができる(図2および図3参照)。なお、セ
ンサホルダ17とホルダカバー18との結合は、上記ね
じ止めのほか、嵌合でもよく、互いに分離できる方式で
あれば、これらの手段以外でもよい。
To assemble the sensor cassette 4,
After the ohmic contact 36, the sensor 30, and the packing 34 are stacked in this order on the counterbore surface 20 a of the sensor holder 17, the holder cover 18 is put on the upper surface of the sensor holder 17 and tightened with the screw 22.
Are kept watertight. Then, the electrodes 39 to 42 are mounted on the grooves 26 to 29 formed in the holder cover 18, and the electrodes 39 to 42 are fixed by the electrode holder 43. by this,
Sensor cassette 4 having cell 44 on the upper surface of sensor 30
(See FIGS. 2 and 3). Note that the sensor holder 17 and the holder cover 18 may be connected to each other by screwing or by fitting, or any other means as long as they can be separated from each other.

【0028】なお、上述の説明から理解されるように、
センサカセット4においては、センサホルダ17に対し
てホルダカバー18がねじ止めされているだけであるの
で、ねじ22を緩めることにより、両者17,18の間
に挟持されている部材36,30,34を簡単に取り外
すことができ、そして、また、ホルダカバー18に設け
られている電極39〜42も、電極押さえ43を外すこ
とにより簡単に取り外すことができ、これらの部材を取
り替えたり、再利用することができる。
As understood from the above description,
In the sensor cassette 4, since the holder cover 18 is only screwed to the sensor holder 17, the members 36, 30, 34 sandwiched between the two members 17, 18 by loosening the screws 22. Can be easily removed, and the electrodes 39 to 42 provided on the holder cover 18 can also be easily removed by removing the electrode retainer 43. These members can be replaced or reused. be able to.

【0029】次に、上記構成のセンサカセット4を保持
するためのセンサカセット受け部15の構成について、
図2、図5〜図7を参照しながら説明する。この実施の
形態においては、センサカセット受け部15は、図5お
よび図6に示すように、XYステージ45の一部として
形成されている。そして、このXYステージ45には、
コンタクトプローブ部16およびこれを水平方向に直線
的に前進また後退するように移動させる移動機構47
(後述する)が搭載されているとともに、XYステージ
45は、全体として、走査制御装置48(図7参照)か
らの信号によって制御され、二次元方向、図5において
矢印X方向(左右方向)およびこれに直交するY方向
(紙面に垂直な方向)に移動できるように構成されてい
る。
Next, the configuration of the sensor cassette receiving portion 15 for holding the sensor cassette 4 having the above configuration will be described.
This will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the sensor cassette receiver 15 is formed as a part of the XY stage 45, as shown in FIGS. And, on the XY stage 45,
The contact probe section 16 and a moving mechanism 47 for moving the contact probe section 16 so as to linearly move forward and backward in the horizontal direction.
(To be described later) is mounted, and the XY stage 45 is controlled by a signal from a scanning control device 48 (see FIG. 7) as a whole. It is configured to be able to move in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface) orthogonal to this.

【0030】そして、センサカセット受け部15には、
図2に示すように、その上面にセンサカセット4を装着
保持させるため、センサカセット4の外形よりやや大き
くかつ所定の深さの凹部49が形成され、その四隅には
ガイド部としてのガイドピン50が立設されているとと
もに、センサホルダ17およびホルダカバー18にそれ
ぞれ形成された誤セット防止部19aに対応する誤セッ
ト防止部51が形成されている。そして、凹部49のほ
ぼ中央には、センサ30の全面に対応する大きさの貫通
孔52が形成されている。
The sensor cassette receiving portion 15 has
As shown in FIG. 2, in order to mount and hold the sensor cassette 4 on its upper surface, a concave portion 49 slightly larger than the outer shape of the sensor cassette 4 and having a predetermined depth is formed, and guide pins 50 as guide portions are formed at four corners thereof. And an erroneous setting prevention part 51 corresponding to the erroneous setting prevention part 19a formed on each of the sensor holder 17 and the holder cover 18 is formed. A through hole 52 having a size corresponding to the entire surface of the sensor 30 is formed substantially at the center of the concave portion 49.

【0031】次に、コンタクトプローブ部16およびこ
れを水平方向に直線的に往復動させるプローブ移動機構
47の構成について、図2および図5〜図7を参照しな
がら説明する。図5および図6において、53は合成樹
脂などの絶縁性素材よりなるコンタクトプローブカート
リッジで、ホルダカバー18に設けられた作用極38、
対極39、参照極40、電気泳動用電極41,42の接
触部38c,39c,40c,41c,42cとそれぞ
れ適宜の接触圧でもって接触できるように取り付けられ
たコンタクトプローブ54,55,56,57,58
と、これらに接続され、それぞれに対応するレセプタク
ルを有するコネクタ59とからなる。
Next, the configuration of the contact probe section 16 and the probe moving mechanism 47 for linearly reciprocating the contact probe section 16 in the horizontal direction will be described with reference to FIGS. 2 and 5 to 7. 5 and 6, reference numeral 53 denotes a contact probe cartridge made of an insulating material such as a synthetic resin, and a working electrode 38 provided on the holder cover 18;
Contact probes 54, 55, 56, 57 attached so as to be able to contact with the counter electrode 39, the reference electrode 40, and the contact portions 38c, 39c, 40c, 41c, 42c of the electrophoresis electrodes 41, 42 with appropriate contact pressures. , 58
And a connector 59 connected to these and having a corresponding receptacle.

【0032】60はコネクタ59に挿抜自在に接続され
るプラグで、このプラグ60にはケーブル61,62,
63,64,65が接続され、これらのケーブル61〜
65の他端側は、後述する制御ボックス79に接続され
る。より詳しくは、対極39、参照極40にそれぞれ対
応するケーブル62,63は、制御ボックス79におけ
るポテンショスタット80に接続され、オーミックコン
タクト36に連なる作用極38に対応するケーブル61
は、制御ボックス79における電流−電圧変換器81お
よび演算増幅回路82を介してポテンショスタット80
に接続され、電気泳動用電極41,42に対応するケー
ブル64,65は、後述する定電流直流電源84に接続
される。
A plug 60 is detachably connected to the connector 59. The plug 60 has cables 61, 62,
63, 64 and 65 are connected, and these cables 61 to
The other end of 65 is connected to a control box 79 described later. More specifically, the cables 62 and 63 respectively corresponding to the counter electrode 39 and the reference electrode 40 are connected to the potentiostat 80 in the control box 79, and the cables 61 corresponding to the working electrode 38 connected to the ohmic contact 36.
Is connected to a potentiostat 80 via a current-voltage converter 81 and an operational amplifier circuit 82 in a control box 79.
And the cables 64 and 65 corresponding to the electrophoresis electrodes 41 and 42 are connected to a constant current DC power supply 84 described later.

【0033】前記コンタクトプローブカートリッジ53
を含むコンタクトプローブ部16は、図6に示すよう
に、一対のガイド部材66に沿って矢印A,B方向に直
線的に往復動するスライドベース67に例えばねじ止め
によって固定されている。
The contact probe cartridge 53
As shown in FIG. 6, the contact probe section 16 is fixed to a slide base 67 linearly reciprocating in the directions of arrows A and B along a pair of guide members 66 by, for example, screws.

【0034】そして、スライドベース67を直線的に前
進または後退させる移動機構47は、図5および図6に
示すように、モータ68の出力軸68aと、スライドベ
ース67との間に回転運動を直線運動に変換する運動変
換機構69を設けている。すなわち、この運動変換機構
69は、例えば前記出力軸68aに固着されるクランク
用円盤70と、この円盤70の偏心した位置に立設され
るピン71と、この偏心ピン71とスライドベース67
の立設部材67aに設けられたブラケット72に立設さ
れたピン73との間を連結する連杆74とから構成され
ている。
The moving mechanism 47 for linearly moving the slide base 67 forward or backward moves the rotary motion linearly between the output shaft 68a of the motor 68 and the slide base 67 as shown in FIGS. A motion conversion mechanism 69 for converting into motion is provided. That is, the motion converting mechanism 69 includes, for example, a crank disk 70 fixed to the output shaft 68 a, a pin 71 erected at an eccentric position of the disk 70, the eccentric pin 71 and the slide base 67.
And a connecting rod 74 connecting between a pin 73 erected on a bracket 72 provided on the erected member 67a.

【0035】そして、図5および図6に示す状態におい
て、例えば測定装置本体1に設けられた測定開始スイッ
チ75aを操作して前記モータ68を所定方向に回転さ
せると、その回転運動が運動変換機構69を介して直線
運動に変換され、スライドベース67を矢印A方向に直
線的に移動させる。これによって、スライドベース67
上に設けられているコンタクトプローブカートリッジ5
3がセンサカセット受け部15方向に移動し、コンタク
トプローブカートリッジ53に設けられたコンタクトプ
ローブ54〜58がセンサカセット受け部15にセット
されているセンサカセット4側の作用極38、対極3
9、参照極40、電気分解用直流電極41,42の接触
部38c,39c,40c,41c,42cにそれぞれ
所定の接触圧をもって当接し、その状態を維持する。つ
まり、測定可能状態となり、測定が開始される。
In the state shown in FIG. 5 and FIG. 6, when the motor 68 is rotated in a predetermined direction by operating, for example, a measurement start switch 75a provided on the measuring apparatus main body 1, the rotational movement is converted to a movement conversion mechanism. The motion is converted into a linear motion via 69, and the slide base 67 is linearly moved in the direction of arrow A. Thereby, the slide base 67
Contact probe cartridge 5 provided above
3 moves toward the sensor cassette receiving portion 15, and the contact probes 54 to 58 provided in the contact probe cartridge 53 have the working electrode 38 and the counter electrode 3 on the sensor cassette 4 side set in the sensor cassette receiving portion 15.
9. The contact portions 38c, 39c, 40c, 41c and 42c of the reference electrode 40 and the electrolysis DC electrodes 41 and 42 are respectively brought into contact with a predetermined contact pressure, and the state is maintained. That is, the measurement is possible, and the measurement is started.

【0036】また、前記測定可能状態において、測定装
置本体1に設けられた測定終了スイッチ75bを操作し
てモータ68を前記所定方向と逆方向に回転させると、
スライドベース67が矢印B方向に移動し、コンタクト
プローブ54〜58が接触部38c〜42cから離れ、
図5および図6に示す解除状態に復帰する。なお、図6
において、76a,76bは上記測定可能状態または解
除状態をそれぞれ維持するためのスライドベース67の
位置検出装置である。なお、上記段落0035および0
036に記述した動作は、測定スタート/ストップに同
期してコンピュータ9側から自動制御されるようにして
あってもよい。
In the above-mentioned measurable state, when the measurement end switch 75b provided on the measuring device main body 1 is operated to rotate the motor 68 in a direction opposite to the predetermined direction,
The slide base 67 moves in the direction of arrow B, and the contact probes 54 to 58 separate from the contact portions 38c to 42c,
It returns to the release state shown in FIG. 5 and FIG. FIG.
In the figures, reference numerals 76a and 76b denote position detecting devices of the slide base 67 for maintaining the measurable state or the released state, respectively. The above paragraphs 0035 and 0
The operation described in 036 may be automatically controlled from the computer 9 in synchronization with the measurement start / stop.

【0037】そして、図5および図7において、77は
センサカセット受け部15にセットされたセンサカセッ
ト4のセンサ30の半導体基板31に対してプローブ光
としてのレーザ光78を照射するためのレーザ光源で、
XYステージ45の下方に設けられており、後述するイ
ンタフェースボード83を介してコンピュータ9の制御
信号によって断続光を発するとともに、XYステージ4
5によって二次元方向に走査されるセンサ30の半導体
基板31に対して最適なビーム径になるように調整され
たプローブ光78を照射するように構成されている。
5 and 7, reference numeral 77 denotes a laser light source for irradiating the semiconductor substrate 31 of the sensor 30 of the sensor cassette 4 set in the sensor cassette receiving portion 15 with laser light 78 as probe light. so,
The XY stage 45 is provided below the XY stage 45 and emits intermittent light by a control signal of the computer 9 via an interface board 83 described later.
5 is configured to irradiate the semiconductor substrate 31 of the sensor 30 scanned in the two-dimensional direction with probe light 78 adjusted to have an optimum beam diameter.

【0038】また、図7において、79は測定装置本体
1内に設けられる制御ボックスであって、半導体基板3
1に適宜のバイアス電圧を印加するためのポテンショス
タット80、半導体基板31に形成されたオーミックコ
ンタクト36に連なる作用極38から取り出される電流
信号を電圧信号に変換する電流−電圧変換器81、この
電流−電圧変換器81からの信号が入力される演算増幅
回路82、この演算増幅回路82と信号を授受したり、
走査制御装置48やレーザ光源77および後述する電気
泳動制御装置84に対する制御信号を出力するインタフ
ェースボード83などよりなる。
In FIG. 7, reference numeral 79 denotes a control box provided in the measuring apparatus main body 1, and the control box 79
1, a potentiostat 80 for applying an appropriate bias voltage, a current-voltage converter 81 for converting a current signal extracted from a working electrode 38 connected to an ohmic contact 36 formed on the semiconductor substrate 31 into a voltage signal, An operational amplifier circuit 82 to which a signal from the voltage converter 81 is input, and exchange signals with the operational amplifier circuit 82;
It comprises a scanning control device 48, a laser light source 77, and an interface board 83 that outputs control signals to an electrophoresis control device 84 described later.

【0039】さらに、図7において、84は電気泳動用
電極41,42に対して定電圧の直流電圧を印加するた
めの定電圧直流電源を含む電気泳動制御装置である。ま
た、85は光学顕微鏡8aやCCDカメラ8bからの信
号をコンピュータ9に入力するための観察画像入力装置
である。
Further, in FIG. 7, reference numeral 84 denotes an electrophoresis control device including a constant voltage DC power supply for applying a constant voltage DC voltage to the electrophoresis electrodes 41 and 42. Reference numeral 85 denotes an observation image input device for inputting signals from the optical microscope 8a and the CCD camera 8b to the computer 9.

【0040】上記構成の光走査型二次元濃度分布測定装
置を用いて、電気泳動物質としてのコロイド粒子の電場
方向に沿った分布の測定する場合について説明すると、
図2および図3に示すように組み立てられたセンサカセ
ット4のセル44内にコロイド粒子を含む試料溶液86
(図7参照)を入れる。これにより、センサ30のセン
サ面33に溶液86が接するとともに、溶液86が対極
39および参照極40と接触する。
The case where the distribution of colloidal particles as an electrophoretic substance along the direction of the electric field is measured using the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus having the above configuration will be described.
A sample solution 86 containing colloid particles in the cell 44 of the sensor cassette 4 assembled as shown in FIGS.
(See FIG. 7). Thus, the solution 86 comes into contact with the sensor surface 33 of the sensor 30, and the solution 86 comes into contact with the counter electrode 39 and the reference electrode 40.

【0041】次に、測定装置本体1のカセット挿抜口5
の扉6を開いて、上記溶液86を収容したセンサカセッ
ト4を測定装置本体1内のセンサカセット受け部15に
セットする。これらの操作はオペレータ(測定員)が手
動で行う。この場合、センサカセット4の外周にセンサ
カセット受け部15に対する誤セット防止部19aが形
成してあるので、カセット挿抜口5に挿入する前に予め
センサカセット4の向きを確認することができる。そし
て、センサカセット受け部15には、ピン50が立設し
てあるので、センサカセット4のセンサカセット受け部
15に正しく容易にセットできる。
Next, the cassette insertion / removal opening 5
, The sensor cassette 4 containing the solution 86 is set in the sensor cassette receiving portion 15 in the measuring device main body 1. These operations are manually performed by an operator (measurement staff). In this case, since the erroneous setting preventing portion 19a for the sensor cassette receiving portion 15 is formed on the outer periphery of the sensor cassette 4, the orientation of the sensor cassette 4 can be confirmed in advance before the sensor cassette 4 is inserted into the cassette insertion slot 5. Since the pins 50 are erected on the sensor cassette receiving portion 15, the pins can be correctly and easily set on the sensor cassette receiving portion 15 of the sensor cassette 4.

【0042】上述のようにしてセンサカセット受け部1
5にセンサカセット4をセットした後、カセット挿抜口
5の扉6を閉じる。この状態においては、測定装置本体
1内は、図5に示すような状態、すなわち、コンタクト
プローブ54〜58がセンサカセット4の作用極38、
対極39、参照極40、電気泳動用電極41,42の接
触部38c,39c,40c,41c,42cから離れ
た解除状態となっている。そこで、スイッチ75aを操
作することにより、スライドベース45が矢印A方向に
所定距離だけ移動し、コンタクトプローブ54〜58が
センサカセット4の作用極38、対極39、参照極4
0、電気泳動用電極41,42の接触部38c,39
c,40c,41c,42cと所定の接触圧をもってそ
れぞれ当接し、測定可能状態となる。
As described above, the sensor cassette receiving section 1
After the sensor cassette 4 is set in the cassette 5, the door 6 of the cassette insertion slot 5 is closed. In this state, the inside of the measuring device main body 1 is in a state as shown in FIG.
The counter electrode 39, the reference electrode 40, and the contact portions 38c, 39c, 40c, 41c, 42c of the electrophoresis electrodes 41, 42 are released from the contact portions 38c, 39c, 40c, 41c, 42c. Therefore, by operating the switch 75a, the slide base 45 moves by a predetermined distance in the direction of arrow A, and the contact probes 54 to 58 move the working electrode 38, the counter electrode 39, and the reference electrode 4 of the sensor cassette 4.
0, contact portions 38c and 39 of the electrodes 41 and 42 for electrophoresis
c, 40c, 41c, and 42c are brought into contact with a predetermined contact pressure, respectively, to be in a measurable state.

【0043】 まず、測定前の溶液86の電位分布を
調べる。すなわち、ポテンショスタット80によってバ
イアス電圧を印加した状態で、プローブ光78をX,Y
方向に順次走査しながら照射していくと、その位置ごと
の電位に応じた電流信号を取り出すことができ、位置信
号(X,Y)と電流量をコンピュータ9において処理す
ることよりpH濃度を表す二次元画像情報を得ることが
できる。この二次元画像情報は、コンピュータ9の表示
装置11の画面上に二次元画像として表示され、必要に
応じてメモリに格納される。
First, the potential distribution of the solution 86 before measurement is examined. That is, while the bias voltage is applied by the potentiostat 80, the probe light 78 is
By irradiating while sequentially scanning in the direction, a current signal corresponding to the potential at each position can be taken out, and the position signal (X, Y) and the current amount are processed by the computer 9 to indicate the pH concentration. Two-dimensional image information can be obtained. This two-dimensional image information is displayed as a two-dimensional image on the screen of the display device 11 of the computer 9 and stored in a memory as needed.

【0044】 ポテンショスタット80によるバイア
ス電圧の印加を停止し、電気泳動用電極41,42によ
って溶液86に電場を印加して、溶液86中のコロイド
粒子の電気泳動を開始し、一定時間後(例えば10秒
後)、電場の印加を停止し、コロイド粒子の電気泳動を
停止する。
The application of the bias voltage by the potentiostat 80 is stopped, an electric field is applied to the solution 86 by the electrodes 41 and 42 for electrophoresis, and the electrophoresis of the colloid particles in the solution 86 is started. After 10 seconds), the application of the electric field is stopped and the electrophoresis of the colloid particles is stopped.

【0045】 ポテンショスタット80によってバイ
アス電圧を印加する。
A bias voltage is applied by the potentiostat 80.

【0046】 コロイド粒子の電気泳動後の電位分布
を測定する。
The potential distribution of the colloid particles after electrophoresis is measured.

【0047】 電場内を電気泳動するコロイド粒子B
の速度Vを電気泳動前後の画像を解析することによって
測定する。
Colloidal particles B electrophoresing in an electric field
Is measured by analyzing images before and after electrophoresis.

【0048】 前記電位分布画像をコンピュータ9に
おいて処理し、電気泳動による溶液86におけるコロイ
ド粒子の移動速度や印加した電場から、等電点の外挿、
ゼータ電位の予測、ゼータ電位分布を演算し、その結果
を表示装置11に表示する。
The potential distribution image is processed by the computer 9, and extrapolation of the isoelectric point is performed based on the moving speed of the colloid particles in the solution 86 by electrophoresis and the applied electric field.
The prediction of the zeta potential and the zeta potential distribution are calculated, and the result is displayed on the display device 11.

【0049】前記状態において、電気泳動制御装置84
によって電気泳動用電極41,42に所定の直流電圧、
すなわち、電極41に正の直流電圧、電極42に負の直
流電圧を印加する。これによって、溶液86に所定の直
流電圧が印加される。そして、この状態において、半導
体基板31に空乏層が発生するように、ポテンショスタ
ット80からの直流電圧を参照極40とオーミックコン
タクト36との間に印加して、半導体基板31に所定の
バイアス電圧を印加する。この状態で半導体基板31に
対してプローブ光78を一定周期(例えば、5kHz)
で断続的に照射することによって半導体基板31に交流
光電流を発生させる。このプローブ光78の断続照射
は、コンピュータ9の制御信号がインタフェースボード
83を介して入力されることによって行われる。前記光
電流は、半導体基板31の照射点に対向する点で、セン
サ30に接している溶液におけるpHを反映した値であ
り、その値を測定することにより、この部分でのpH値
を知ることができる。
In the above state, the electrophoresis controller 84
A predetermined DC voltage is applied to the electrophoresis electrodes 41 and 42 by
That is, a positive DC voltage is applied to the electrode 41 and a negative DC voltage is applied to the electrode 42. As a result, a predetermined DC voltage is applied to the solution 86. In this state, a DC voltage from the potentiostat 80 is applied between the reference electrode 40 and the ohmic contact 36 so that a predetermined bias voltage is applied to the semiconductor substrate 31 so that a depletion layer is generated in the semiconductor substrate 31. Apply. In this state, the probe light 78 is applied to the semiconductor substrate 31 at a constant period (for example, 5 kHz).
The AC light current is generated in the semiconductor substrate 31 by irradiating the semiconductor substrate 31 intermittently. The intermittent irradiation of the probe light 78 is performed by inputting a control signal of the computer 9 through the interface board 83. The photocurrent is a value reflecting the pH of the solution in contact with the sensor 30 at a point facing the irradiation point of the semiconductor substrate 31. By measuring the value, it is possible to know the pH value at this portion. Can be.

【0050】そして、走査制御装置48によって、XY
ステージ45をX,Y方向に移動させることにより、半
導体基板31にはプローブ光78が二次元方向に走査さ
れるようにして照射され、溶液86における位置信号
(X,Y)と、その場所で観測された交流光電流値によ
り、表示装置11の画面上にpHを表す二次元画像が表
示される。
Then, the XY control is performed by the scanning control device 48.
By moving the stage 45 in the X and Y directions, the semiconductor substrate 31 is irradiated with the probe light 78 so as to be scanned in a two-dimensional direction, and the position signal (X, Y) in the solution 86 and the position are changed. A two-dimensional image representing pH is displayed on the screen of the display device 11 based on the observed AC photocurrent value.

【0051】また、電気泳動用電極41,42に所定の
直流電圧を印加して溶液86のコロイド粒子を電気泳動
させて電場方向に分布する状態を光学顕微鏡8aおよび
CCDカメラ8bで観察し、その像を観察画像入力装置
85を介してコンピュータ9に入力し、前記pHの二次
元分布画像と重ね合わせて表示装置11に表示するよう
にしてもよい。
A predetermined DC voltage is applied to the electrophoresis electrodes 41 and 42 to cause the colloidal particles of the solution 86 to electrophorese and observe the state of distribution in the direction of the electric field with the optical microscope 8a and the CCD camera 8b. The image may be input to the computer 9 via the observation image input device 85, and may be displayed on the display device 11 while being superimposed on the two-dimensional distribution image of pH.

【0052】上述のように、この発明の光走査型二次元
濃度分布測定装置においては、電気泳動物質の電場方向
に沿った分布測定や画像処理を行うことができる。した
がって、電気泳動物質の挙動を観察したり、濃度量の算
出および測定結果を画像表示することができる。
As described above, the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus of the present invention can perform distribution measurement and image processing of the electrophoretic substance along the electric field direction. Therefore, the behavior of the electrophoretic substance can be observed, and the calculation and measurement results of the concentration amount can be displayed as an image.

【0053】そして、前記光走査型二次元濃度分布測定
装置においては、電気泳動制御装置84によって電気泳
動用電極41,42に所定の直流電圧を印加しない状態
でも使用することができる。すなわち、セル44内に溶
液やゲルなどの試料を収容し、pHを測定することがで
きる。
The optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device can be used even when a predetermined DC voltage is not applied to the electrophoresis electrodes 41 and 42 by the electrophoresis controller 84. That is, a sample such as a solution or a gel is stored in the cell 44, and the pH can be measured.

【0054】また、前記光走査型二次元濃度分布測定装
置においては、測定部を、測定装置本体1側のセンサカ
セット受け部15およびコンタクトプローブ部16と、
測定装置本体1に対して着脱自在なセンサカセット4と
から構成しており、センサ30がセンサカセット4に組
み込まれているので、センサ30を測定装置本体1に対
して容易に脱着することができる。そして、センサ30
を保持するセンサカセット4の構造が簡単であるため、
センサ30に故障が生じた場合にもその点検や交換を容
易に行えるとともに、センサ回りの部品を再利用するこ
とが可能になり、所謂環境に優しい構成となっている。
Further, in the optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device, the measuring part comprises a sensor cassette receiving portion 15 and a contact probe portion 16 on the measuring device main body 1 side.
The sensor cassette 4 is configured to be detachable from the measuring device main body 1, and the sensor 30 is incorporated in the sensor cassette 4, so that the sensor 30 can be easily attached to and detached from the measuring device main body 1. . And the sensor 30
Is simple in structure of the sensor cassette 4 for holding
When a failure occurs in the sensor 30, the inspection and replacement can be easily performed, and the parts around the sensor can be reused, which is a so-called environmentally friendly configuration.

【0055】さらに、信号の取り出しを、センサカセッ
ト4に対して接離自在なコンタクトプローブ部16によ
って行うようにしているので、信号を安定して取り出す
ことができ、安定な測定を行うことができる。
Further, since the signal is taken out by the contact probe section 16 which can be freely attached to and detached from the sensor cassette 4, the signal can be taken out stably and the stable measurement can be carried out. .

【0056】この発明は、上記実施の形態に限られるも
のではなく、種々に変形して実施することができ、例え
ば、XYステージ45を二次元方向(X,Y方向)に走
査させるのに代えて、レーザ光源77に光照射部走査装
置を設け、このレーザ光源77をX,Y方向に走査させ
るようにしてもよく、また、レーザ光源77とセンサカ
セット受け部15との間にプローブ光走査装置を設け、
プローブ光78をX,Y方向に走査させるようにしても
よい。これらいずれの場合においても、センサカセット
受け部15、コンタクトプローブ部16および移動装置
47を二次元的に移動させる必要がなくなり、それだけ
構成が簡単になる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented in various modifications. For example, instead of scanning the XY stage 45 in two-dimensional directions (X and Y directions), The laser light source 77 may be provided with a light irradiating section scanning device to scan the laser light source 77 in the X and Y directions. Equipment,
The probe light 78 may be scanned in the X and Y directions. In any of these cases, there is no need to move the sensor cassette receiving portion 15, the contact probe portion 16, and the moving device 47 two-dimensionally, and the configuration is simplified accordingly.

【0057】さらに、上記実施の形態における光走査型
二次元濃度分布測定装置においては、作用極38、対極
39、参照極40、電気泳動用電極41,42の5つの
電極を、センサ上面のセル44の一方の側にまとめて設
けてあったが、これに代えて、図8に示すように、作用
極38、対極39、参照極40をセル44の一つの辺側
に設け、電気泳動用電極41,42を前記辺に対応する
辺にそれぞれ対応するように設けてもよい。
Further, in the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus according to the above embodiment, five electrodes of the working electrode 38, the counter electrode 39, the reference electrode 40, and the electrophoresis electrodes 41 and 42 are connected to the cell on the sensor upper surface. The working electrode 38, the counter electrode 39, and the reference electrode 40 are provided on one side of the cell 44 as shown in FIG. The electrodes 41 and 42 may be provided so as to respectively correspond to the sides corresponding to the sides.

【0058】[0058]

【発明の効果】この発明の光走査型二次元濃度分布測定
装置によれば、電気泳動物質の電場方向に沿う濃度や分
布を確実に測定することができ、その測定結果を画像表
示することができる。
According to the optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring apparatus of the present invention, the concentration and distribution of the electrophoretic substance along the electric field direction can be reliably measured, and the measurement result can be displayed as an image. it can.

【0059】そして、センサを安定かつ交換容易に保持
することができるとともに、信号を安定に取り出すこと
ができる。したがって、この発明によれば、実用的な構
造を有し、しかも使い勝手に優れた光走査型二次元濃度
分布測定装置を得ることができる。
The sensor can be held stably and easily exchanged, and a signal can be stably taken out. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device having a practical structure and excellent in usability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の光走査型二次元濃度分布測定装置の
外観を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an optical scanning type two-dimensional density distribution measuring device of the present invention.

【図2】センサカセットとセンサカセット受け部の一構
成例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example of a sensor cassette and a sensor cassette receiving portion.

【図3】前記センサカセットの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the sensor cassette.

【図4】前記センサカセットの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor cassette.

【図5】測定装置本体側に設けられる主要構成部の一例
を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of main components provided on the measurement device main body side.

【図6】前記主要構成部の平面図である。FIG. 6 is a plan view of the main components.

【図7】前記装置の構成概略的に示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram schematically showing the configuration of the device.

【図8】センサカセットとセンサカセット受け部の他の
構成例を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing another configuration example of the sensor cassette and the sensor cassette receiving portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…測定装置本体、4…センサカセット、15…センサ
カセット受け部、16…コンタクトプローブ部、17…
センサホルダ、18…ホルダカバー、19a…誤セット
防止部、24…被ガイド部、30…センサ、36…オー
ミックコンタクト、38…作用極、39…対極、40…
参照極、41,42…電気泳動用電極、50…ガイド
部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measuring device main body, 4 ... Sensor cassette, 15 ... Sensor cassette receiving part, 16 ... Contact probe part, 17 ...
Sensor holder, 18: Holder cover, 19a: erroneous setting prevention part, 24: Guided part, 30: Sensor, 36: Ohmic contact, 38: Working electrode, 39: Counter electrode, 40 ...
Reference electrodes, 41, 42: Electrophoresis electrode, 50: Guide part.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 センサホルダとセンサカバーとの間に挟
持されるセンサと、このセンサから光電流を取り出すた
めのオーミックコンタクトと、対極と、参照極と、電気
泳動を生起させるための電場発生用電極とを組み込んだ
センサカセットと、測定装置本体内に設けられ、前記セ
ンサカセットが着脱自在にセットされるセンサカセット
受け部と、前記センサカセットに組み込まれた電極に対
して接離可能なように前記測定装置本体内に設けられる
コンタクトプローブ部とからなる光走査型二次元濃度分
布測定装置。
1. A sensor sandwiched between a sensor holder and a sensor cover, an ohmic contact for extracting a photocurrent from the sensor, a counter electrode, a reference electrode, and an electric field for generating an electrophoresis. A sensor cassette in which electrodes are incorporated, a sensor cassette receiver provided in the measuring device main body, in which the sensor cassette is detachably set, and a sensor cassette which is detachable from the electrodes incorporated in the sensor cassette. An optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device comprising a contact probe provided in the measuring device main body.
【請求項2】 センサカセットの外周にセンサカセット
受け部に対する誤セット防止部を形成してある請求項1
に記載の光走査型二次元濃度分布測定装置。
2. The sensor cassette according to claim 1, wherein an erroneous setting preventing portion for the sensor cassette receiving portion is formed on an outer periphery of the sensor cassette.
2. The optical scanning type two-dimensional concentration distribution measuring device according to 1.
【請求項3】 センサカセット受け部にガイド部を設け
る一方、センサカセットに前記ガイド部によってガイド
される被ガイド部を形成してある請求項1または2に記
載の光走査型二次元濃度分布測定装置。
3. The optical scanning type two-dimensional density distribution measurement according to claim 1, wherein a guide portion is provided in the sensor cassette receiving portion, and a guided portion guided by the guide portion is formed in the sensor cassette. apparatus.
【請求項4】 オーミックコンタクトに連なる作用極、
対極、参照極および電気泳動を生起させるための電場発
生用電極をセンサ上面のセルの一方の側にまとめて設け
てある請求項1〜3のいずれかに記載の光走査型二次元
濃度分布測定装置。
4. A working electrode connected to an ohmic contact,
The optical scanning type two-dimensional concentration distribution measurement according to any one of claims 1 to 3, wherein a counter electrode, a reference electrode, and an electric field generating electrode for causing electrophoresis are collectively provided on one side of the cell on the sensor upper surface. apparatus.
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