JPS585631A - 分光分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動、植物の生体組織等の被検体を分光測光に
より分析する分光分析装置に係ｐ１ｑ＃に、潅流−器等
の被検体に対する薬物代謝や虚血の影響を細胞レベルで
分析する分光分析装置の改良に関する。

一般に、生体内酸化還元色素、例えば、呼吸−系色素で
あるミトコンドリアのチトクローム類は、酸化型と還元
型とで著しく異なった吸収スペクトルを示すことが知ら
れておシ、これを利用して光学的にその検出や定量を行
うことによって、細胞レベルでの生体情報を得ることが
可能である。

ところで、この種の生体情報を正確に得る手段として、
従来にあって杜二波長調光法が採用されていえ、この二
波長測光法性、伺えば、上記欧化還元色素の定量に際し
て、目的物の吸収極大波長（目的物の酸化型と還元型と
の吸収の差が最も大きい波長）と、レファレンス波長（
吸収極大波長にできる・だけ近く、吸収が酸化灘と還元
型とで１１変動しない波長）との二波長における吸収の
差を測定するというものである。

この場合において、試料の濁りに基づく影響抹両波長に
おいて略等し一九め相殺されることになり、又両波長を
他の色素の酸化還元の影響が少ないように選ぶことによ
って、目的物の定量が極めて正確なものになるのである
。

このような二波長側光法を応用した従来における分光分
析装置としては第１図に示すようなものがある。この装
置は、所定の波長域を備えた光源１と、当該光源１から
試料２における吸収極大波長λ１を分光する第一のモノ
クロメータ３と、上記光源１から試料２におけるレファ
レンス波長λ２を分光する第二のモノクロメータ４と、
二つのモノクロメータ６．４から出た波長の異なる二つ
のビームを交互に試′Ｐｒ２に照射すべく、鏡面を振動
させる振動鏡５と、試料２を透過した光を電気信号に変
換する光電素子６と、上記振動鏡５と直結され、前記光
ＩＥ累子６からの出力信号を夫々λ１及びλ２に由来す
る信号に分けるチョッパ７と、このチョッパ７で分けら
れた夫々の出力信号を増幅して基準化する制御回路８ｍ
、８ｂと、これらの制御回路８ｍ、８ｂからの出力差分
を検出する差動アンプ９と、尚腋差動アング９の出力Ｓ
に基づ（値を時間的に記録する記録計１０とで構成され
ている。

このタイプにおいて、上記制御回路８ｍ、８ｂａ、夫々
第２図及び第３図に示すように、λ１．λｆのビームに
由来する入力信号Ｓλｌ、８λ８　を適当レベルで増幅
する可変利得アンプ１１＆、ｌｌｂと、ノイズの除去と
感度の上昇を目的として上記可変利得アンプ１ｔａ、１
１ｂで増幅された信号Ｓλ／１゜ＳλＩ雪を積分する積
分器１２ａ、１２ｂと、これら積分器１２１．１２ｂか
らの出力を所定時間保持するサンプルホールド回路１５
１．１！ｂとで構成されている。

尚、制御回路９ｍ、８ｂからの出力を同時に差動アンプ
９に入力するようにするため、制御回路８１におけるサ
ンプルホールド回路するａの保持時間は、第３図に示す
ようにＴ１であるのに対して、制御回路８ｂにおけるテ
ンプルホールド回路１６ｂの保持時間はＴ２になってい
る。

然しなから、このような従来の分光分析装置にあっては
、二つのモノクロメータ６．４において試料２の特定成
分を定量する上で必要な特定波長λｌ、λ２を得るよう
にしていたので、二つのモノクロメータ３，４が必要不
可欠であシ、部品点数が増大するばかシか、試料２中の
他の成分を定量する際には、当該他の成分に必要な特定
波長を得るために、モノクロメータ６．４をその都度セ
ットし直す必要が生じ、その作業が面倒であると共に、
複数の成分の定量を連続的に行なえないことになシ、操
作効率の点で劣るという不具合があった。又、上記ミト
コンドリア等の試料２は、臓器等をすシつぶし分画、抽
出、精製と多くの操作ｔ−経た後にキュベツトに収納し
て・形成されるものであるため、試料２の作成が面倒で
ある他、同一の試料２で扛データとして一点しかとれず
、時系列データを得るために祉、一定の茶件を備えた多
くの試料２が必゛要となシ、その分試料２作成用の材料
費が嵩むばかりか、夫々一定の条件を備えた試料２を作
成する上で、正確な条件を備えた材料を獲得することが
先決とな）、その材料管理が極めて困難なものであった
。更に、上記従来例にあっては、試料２へ照射される二
波灸り切換速さは、専ら、上記振動鏡５の揺動速さに由
来するものであるが、上記振動鏡５は、図示外の機械的
な揺動機構を介して往復動するようになっているため、
振動鏡の揺動速さには限度があり、試料２へ照射される
二波長の切換速さを高速にする仁と拡困難であった。こ
の結果、試料２から制御回路９ａｅ８ｂへ入力される各
信号の送ｐ速さを高速にすること鉱できなくなシ、短時
間における試料２内の時間的便化を分析することはでき
なかった。

更に又、光電素子６からの信号を処理する制御回路８ｍ
、８５　においては、積分器１２ａ、１２ｂによってノ
イズの除去を図９ながら信号の合成を行っているが、入
力信号を単に積分したのみては、完全にノイズを除去し
たとはいえず、却ってノイズを含んだ形とな）、出力１
！漫の信頼性に欠けてし壜い精度的に劣るばかシか、制
御回路９ａ。

８ｈａ、アナログ演算器を含んだものであるため、その
応答性も比較的遅いものになっておシ、装置全体として
の精度、応答性を損う原因になっていた。

本発明は以上の観点に立って為されたものであって、そ
の目的とするところは、所定の波長域を備え九光隙を配
置し、この光源を囲繞した筒状部分を有し且つこの筒状
部分に−のスリットを備えてなる高速回転体を設け、こ
の高速回転体の筒状部分周囲には少くとも二波長測光用
の複数の干渉フィルタを所定間隔毎に配置すると共に、
谷干渉フィルタによって高速回転体の回転に伴ってスリ
ットから照射される光を単色光に時分割し、これらの各
単色光を投光伝送路を通じて被検体に導くと共に、被検
体からの光信号を受光伝送路を通じて光電素子に導き、
この光電素子からの出力信号を高速ディジタル化して電
子計算機に記憶させ、この記憶信号に基づき演算処理し
て時系列データを得られるようにすることによシ、従来
のように試料を作成する必要なく、複数の生体内配化還
元色素等の定量を同時にしかも時系列的に行なえるよう
にすると共に、前記生体内酸化還元色素等の定量に尚り
て測定精度の向上及び測定作業時間の短縮化を図れるよ
うにし九分光分析装置を提供する仁とにある。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な
説明する。

第４図線、本発明に係る分光分析装置の一実施例を示す
ブロック図である。

この実施例において、光源２０は、例えば、赤外領域か
ら索外債域に亘る広波長域を有するキセノンランプから
成シ、籐５図に示すように、上下を塞いだ円筒状の格納
ケース２１内略中夫に配置されている。そして、上記光
源２０は、５００Ｗの安定化電源を備えていて、これに
アークスタビライザを加えて光量変動を極力抑えるよう
に設定されている。

又、上記格納ケース２１内には高速回転体２２が配置さ
れており、この高速回転体２２は、第４図及び８８５図
に示すように、上記光源２０を囲繞し且つ上下を塞いで
なる円筒状部分２３を有すると共に、この円筒状部分の
下壁略中夫に框下方に延びるシャフト２４を有している
。そして、このシャフト２４は、格納ケース２１の下壁
略中夫にボールベアリング２５を介して貫通支持される
と共に、上記シャフト２４の下層は、一対のプーリ２７
ａ。

２７ｂとこれらのプーリ２７ｍ、２７ｂ間に掛渡され九
ベルト２８とで構成した動力伝達装置２６を介してモー
タ２９のシャ７　）　２９ｍに連結されている。このた
め、上記高速回転体２２は、モータ２９の回転数に伴っ
て、シャフト２４を回転軸として例えば、３３Ｈｚで高
速回転し得るようになって込る。セして又、上ｉ高速回
転体２２の円筒状部分２６下方に拡−のスリット６０が
開設されている。尚、円筒状部分２６の上壁略中夫には
光源２０へのリード線６１を通過させる挿通孔６２が開
設されておシ、上記リード１３１は格納ケース２１の土
壁を貫通して電源に接続されている。そして、上記格納
ケース２１の土壁長面には上記高速回転体２２における
円筒状部分２６の上半部を囲繞する被覆筒３６が固着さ
れていて、円筒状部分２５内に配置された光源２０の光
量を安定させている。

更に、上記格納ケース２１０周壁にあって、上記円筒状
部分２６のスリットる０に対応した位置には、第４図及
び第５図に示すように、円周方向に沿って等間隔毎に複
数の透過孔６４が開設されると共に、各透過孔る４に対
応して格納ケース２１０外方に突出する導光管る５が設
けられている。

そして、上記各導光管６５内には、集光用のレンズ赫が
嵌挿され、このレンズる６よｐ外方寄ｐには所定波長の
単色光のみを透過する干渉フィルタる７が着脱可能に嵌
挿されている。この実施例において紘、透過孔る４は六
カ所設けられていて、各透過孔る４には生体内酸化還完
色素管定量する上で必要な二波長測光用の干渉フィルタ
る７ａ乃至３７ｆが嵌挿されている０例えば、干渉フィ
ルタ３７＆、５７ｂは、チトクロームａａｓを定量する
上で必要なレファレンス波長λｍｍ−６０５ｎ及び吸収
極大波長λｂ　＝　６３０　ｎｍ　を取出すためのもの
であり、干渉フィルタ６７Ｃ１る７ｄｔ−！、チトクロ
ームｂを定量する上で必要なレファレンス波長λＣ−５
６２調及び吸収極大波長λｄ　ｚ　５７５ｎｍを取出す
ためのものであシ、干渉フィルタ；６７＠、；６７ｆは
、チトクロームＣを定量する上で必要なレファレンス波
長λｅ　ｍ　５５０ｎｍ及び吸収極大波長λｆ　−５４
０ｎｓ　を取出すためのものである。そして、上記各干
渉フィルタ６７は、その透過率を一定にするために、非
金属製薄膜によって半値幅４調以下のものに形成されて
いる。尚、上記格納ケース２１の周壁には各干渉フィル
タ３７の配ａｍ係を明確にすべき透孔る８が設けられて
お〕、この透孔６８は、高速回転体２２のスリン）５０
に対応した位置に設けられていて、高速回転体２２が一
回転する毎に上記スリン）　５０　を通じて光源２ｏか
らの光を指示信１号として取出し、後述する電子計算機
４６に同期信号を与えるようになっている。

又、この実施例において、各干渉フィルタる７ａ乃至６
７ｆには、例えば、第４図及び＃１６図０）に示すよう
に、石英を素材とした複数の光７アイパ６９＆乃至３９
ｆが夫々結合されておｐｌこれらの光７“フｊアイー゛
パ・る９ａ乃至る９ｆ群は、第４図及び第６図＃：１】
に示すように、その途中部分を固定金＾４０で固定する
ことによｐ、互いに温合されて一体状に延びていて、各
党７アイパ５？ｍ乃至５９ｆの先端が同一面上に且つラ
ンダムに配置されている。そして、各党７アイパ６９ａ
乃至！？ｆ群は、各干渉フィルタる７を透過した単色光
を被検体４１に導く投光伝送路る９として構成されてい
る。一方、被検体４１からの反射光は、受光伝送路４２
を通じて光電素子葛に導かれるようになってお９、上記
受光伝送路４２は光７アイパ４２ａ群で構成されていて
、一端が上記光電素子４６に結合されている。そして、
上記光７アイパ４２ａ群は、第４図及び第６図Ｇ−１に
示すように、その先端付近が投光伝送路６９を構成する
各光７アイパる９ａ乃至る９ｆ評と共に固定金具５５で
固定され、各光７アイパ４２ａ　Ｏ先端が上記光７アイ
パ５？ｍ乃至６？ｆＯ先端と同一面上に配置され且つラ
ンダムに配置されるようになっている。このため、被検
体４１への照射面及び受光面を広く確保する仁とが可能
となシ、被検体４１への光の照射量を均一化できると共
に、被検体４１からの反射光を有効に受光し得るように
なっている。

光電素子４６は、７オトマルテプライヤ、フォトダイオ
ード等から成）、上記受光伝送路４２からの反射光信号
管電気信号に変換するものである。この実施例において
、この光電素子４６は、第７図に示すように、２００ｎ
ｓｓから８０Ｏｎｔｎ　Ｋ至る波長域において略一定の
感度を示す波長特性を備えたものである。

４４は、光電素子４６からの出力信号を適当レベルで増
幅する線形な特性を備えた増幅器である。

４５は、増幅器４４からの出力信号を高速ディジタル化
する例えば１６ビツトのＤ変換器である。

４６は、Ｄ変換器４５からの出力信号を記憶し且つこの
記憶信号に基づき雑音除去を図りながら演算処理する電
子計算機であシ、この電子計算機４６の出力端に接続さ
れた記録計１０において電値の時系列データが得られる
ようになっている。

従って、この実施例に係る分光分析装置を用いて、潅流
臓器等の被検体４１における生体内酸化還元色素の定量
を行う場合には、第８図に示すように、投光伝送路６９
及び受光伝送路４２の光照射面及び光受光面を被検体４
１に接近させて配置する一方、上記被検体４１には潅流
管４７を接続当該潅流管４７には潅流管４７内の酸素濃
度を検出する酸素電極５０が設けられ、この酸素電極５
０は別チ￥ンネルを通じて電子計算機４６に入力され、
記録計１０において酸素濃度の時間的変化が表示される
ようになっている。

このような状態において、光源２０からの光は、高速回
転体２２の回転に伴って、円筒状部分２６のスリット３
０から放射状に照射され、この照射光拡、極めて高速な
一定時間毎に各導光管′６５内に導かれ、各導光管６５
Ｐ３の各干渉フィルタ６７ヲ透過して各単色光に時分割
される。このとき、各導光管郭からは干渉フィルタ６７
ａ乃至る７ｆの配列順に従って、λａ乃至λｆの単色光
が順次投光伝送路６９に導かれることになる。このため
、投光伝送路６９の光照射面からはλａ乃至λｆの単色
光が被検体４１に順次照射され、被検体４１から拡λ１
乃至λｆの反射光が受光伝送路４２の受光面に導かれる
ことになプ、この受光伝送路４２の出力端に導かれる反
射光信号は、光電素子４６を通じて電気信号に変換され
、増幅器祠によって）ｉ！ｎレベルに増幅される。この
ときの出力波形は、第９図に示すように、各干渉フィル
タ６７ａ乃至３７ｆに対応したパルス信号Ｓλａ乃至Ｓ
λｆとして表わされ、その縦軸は各反射光信号の光量を
示し、その横軸は時間軸を示している。そして、上記増
幅器４４からの出力信号は、Ｄ変換器４５によって高速
ディジタル化される。このとき、Ｄ変換器４５は、第１
Ｏ図（ａ）に示すように、電子計算機４６の入力プログ
ラムによって、反射光信号を例えばμＳ単位で分断し、
第１θ図（ａＪの各ポイント（図中Ｘ印で示す）にシい
てディジタル信号に変換するものでちゃ、各ディジタル
信号は電子計算機４６に記憶される。尚、高速回転体２
２０回転に伴う透孔る８からの指示信号によって、各干
渉フィルタ６７ｍ乃至る７ｆに対応したパルス信号８２
ｍ乃至ＳＡＩを検知するようになっている。

この硬、電子計算機箱においては上記記憶信号に基づき
第−及び第二の演算処理が為される。

先ず、篤−の演算処雇紘、第１０図０））に示すように
、各反射光信号に基づくデータ部分を判別するために基
準電位ライン（例えば０．５Ｖ　）　５１を設定し、仁
の基準電位ライン５１以上のディジタル信号が例えば連
続して５Ｉｉ以上である場合には反射光信号に基づくデ
ータとして処理するというものである。これによシ、反
射光信号に基づくデータ部分以外の部分における白色ノ
イズも併せて除去される０次いで、第二の演算処理は、
第一の演算処理によって判別されたデータ部分に基づい
て正確なデータ値上算出するものである。即ち、一つの
反射光信号に対して有効なディジタル信号が例えば１６
ボイン）（Ｐｓ乃至ＰＩ３）であると仮定すると、第１
Ｏ図（Ｃ）に示すように、ＰＩｈ至Ｐ４のポイント並び
にＰｔａｈ至Ｐｘｓのポイントはいずれも反射光信号の
立上プ部分並びに立下シ部分に該当するので、これらの
ポイントに対応するディジタル信号を捨てＰｇ乃至ｐＨ
Ｏポイントに対応するディジタル信号を有効データとす
るものである。そして、上記有効データＰｓ乃至Ｐ１ｇ
のポイントに対応するディジタル信号を加算平均着しく
に相乗平均等して一つの反射光信号に対するデータとす
る。仁れにより、反射光信号に基づくデータ部分の白色
ノイズが併せて除去される。

このような演算を反射光信号Ｓλａ乃至Ｓλｆに対して
夫々性ない、各反射光信号Ｓλａ乃至ＳλｆのデータＳ
Ａ’乃至ｓｒＩを記憶し、しかも、上述し九演算を例え
ば、５０回繰シ返して行い、仁れらのデータに基づいて
０．５秒若しくは１秒等任意のピッチにおける各反射光
信号の平均データＳム乃至Ｂｙを算出する。

この結果、上記平均データは、Ｓム、Ｓｍ・・・８ｙと
して得られることになｊ）、ＳｓとＳａ、８Ｄｊ、ｓｃ
。

ＳＦとＳｍの対数差が夫々演算され丸後、電子針算機４
６の出力端には５Ｂ−８Ａ、５Ｄ−８ｃ、５ｙ−８に曲
線が邸秒着しくは１秒等任意のピッ資出力されることく
なる。尚、潅流臓器等の被検体４１が動くような場合、
投光伝送路３９の照射面若しくは受光伝送路４２の受光
面と被検体４１との距離が変動することに伴い、分光分
析装置における光路長が変化してしまうことが考えられ
るが、この点に関して鉱、電子計算機４６内において、
被検体４１の動きをキャンセルするような雑音処理を行
なえばよい１例えば、リファレンス波長を用いてその時
の光路な時系列的に漸次判定し、これとの比によう所定
光路長における光量を計算することが可能であり、これ
によシ、光路長の補正が行なわれる。

これらの特性曲線は、例えば、第１１図に示すように表
われる０図において、曲線Ｉは５ｓ−Ｓム曲線であ夛、
チトクロームａａＳの酸化還元変化を示しておシ、曲線
１ｔｌＢｏ−３ｃ曲線であシ、チトクロームｂの酸化還
元変化を示しておシ、曲線■は５Ｆ−８ｉ＋でちゃ、チ
トクロームＣＣ１ｍ化還元変化を示している。これらの
曲＃Ｉ乃至厘によれば、第９図において潅流管４７に窒
素Ｎ！を投与したときには、チトクローム類はいずれも
窒素Ｎ２による還元パターンを示すことが理解され、嘴
にチトクロームａａ３が大きく変化することが理解され
る。又、第９図に′おりて、潅流管４７にサイアナイド
ＥＮを投与したときには、チトクローム類は夫々最大還
元パターンを示すが、特にチトクロームｂが大きく変化
することが理解される−０このように、生体内酸化還元
色素の時系列的酸化還元変化は、潅流システムでの薬物
代謝の時系列変化に通じるものであ〕、生体情報として
極めて有効なものといえる。尚、第１１図におけるノイ
ズの多くは、潅流系４９において　′用いられる潅流ポ
ンプ（図示せず）の脈流ノイズである。

次に、第１２図に示す第二実施例について説明する。

この実１例において、分光分析装置の基本的構成は、第
一実施例と略同様であるが、第一実施例と異なシ、干渉
フィルタ６７として紘、例えに、チトクロームａａ３及
びチトクロームｂを定量する上で必要な干渉フィルタ５
７ａ劃７ｂ及び６７ｃ。

８７ｄＯ瓢螢光励起用の干渉フィルタ３７ｇ（透過波長
３４０　ｎ溝が配置されている。そして、受光伝送路４
２は、二叉は分岐しておル、一方の受光伝送路４２ｂは
、第一実施例と同様に、直接光電素子４６に結合され、
その反射光信号が増幅器４４を介してΩ変換器４５に入
力されるようになっているのに対し、他方の受光伝送路
４２ｃは、螢光選択用の干渉フィルタ５２（透過波長４
５Ｇ　ａｍ）を介して別異の光電素子４６’に結合され
、その螢光信号が増幅器４４’を介して上記Ω変換器４
５に別チャンネルで入力されるようになっている。尚、
第１２図中、５６は受光伝送路４２の分岐部分を固定す
る金＾である。

従って、この実施ｆｌＫよれば、第１１図に示すように
、第一実施例と同様に、チトクロームｇａｓ及びチトク
ロームｂの酸化還元変化の時系列データが得られる他、
螢光励起用の干渉フィルタ５７ｇを透過し九光に基づく
被検体４１の螢光が螢光選別用の干渉フィルタ５２を介
して光電素子４Ｍ’に検出されることになり、この螢光
信号線、第−実ｊＩｌｆＩで示した反射信号と同様に、
Ω変換器４５によって高速ディジタル化された後、電子
計算機４６に記憶され、この電子計算機４６において雑
音除去を図ｐながら演算処理されて時系列データとして
出力されることになる。

この螢光特性は、細亀質ピリジンヌクレオチドに由来す
るものであり、ｔｌｔｕ図中、曲線■で示す如く表われ
る。図において、エチルアルコールＥｔＯＨを菖９図に
示す如く潅流管４７に投与すると、細砲質ピリジンヌク
レオチドはエチルアルコールＥｔＯ１（によって還元パ
ターンを示すことが理解される。

尚、上記各実施例において、光源２０Ｆｉいずれもキセ
ノンランプを用いているが、必ずしもこれに：＠定され
るもので線なく、例えば、第一実施例にあって鉱、光源
２０として可視領域の波長域を備ルたものであればよい
から、タングステン曹−ドランプ等を用いてもよい、又
、高速回転体２２としては、上記各実施例で示したもの
に限られるものではなく、少くとも光源２０を囲繞する
筒状部分を備え九回転体であればより、Ｈに、干渉フィ
ルタる７としては、チトクローム類を定量する九めに必
要な干渉フィルタる７ａ乃至６７ｆや螢光励起用の干渉
フィルタ６７ｇＫ＠られるもので鉱なく、その他の生体
内酸化還元色素、例えば、７ラビンタンパク質としての
ＦＡＤ　（７ラビンアデニンジヌクレオチド）を定量す
るためのもの（レファレンス波長４５６ｎ簿、吸収極大
波長５０Ｇａｍ）や細胞内のカルシウム濃度を定量する
丸めのもの（レファレンス波長ｓ７５ｎｍｓ吸収極大波
長り８５ｎ渭）岬についても適用し得るものである。更
に又、投光伝送路２１１９及び受光伝送路４２について
は、実施例で示す如く、必ずしも一体的に形成する必ｌ
！株な（、別体で形成しても差支えない、又、上記第二
実施例にあっては、螢光選別用の干渉フィルタ５２を受
光伝送路４２Ｃに設けているが、必ずし４これに限定さ
れるものではなく、例えば、前記干渉フィルタ５２を格
納ケース２１に組込むようにして装置システムの簡略化
を図るようにしてもよい、更に、上記纂二実施例では、
−の干渉フィルタ５２のみを用いて被検体４１の螢光測
光を行っているが、波長３４０ｎｍの螢光励起光そのも
のの反射が螢光に変化を与えることを考慮して、よシ正
確な螢光調光を行うには、例えｔｆ、第１３図に示すよ
うに受光伝送路４２Ｃを更に分岐しミその分岐した受光
伝送路４２ｄを干渉フィルタ５４（透過波長３４０’ｎ
ｍ）を介して別異の光電素子４Ｍ”に結合し、この反射
光信号を増幅器４４′Ｉを介−してＤ変換器４５に別チ
ャンネルで入力し、電子計算８１４６内において、上記
受光伝送路４２ｄからの反射光信号分を受光伝送路４２
Ｃからの螢光信号から取除くようにし九シ、あるいは、
光電素子４５’　、４Ｍ”からの螢光信号及び反射光信
号を図示外の光差動素子を介してその差分を検出し、当
該検出信号を増幅した後、Ｄ変換器４５に入力して電子
計算機４６円において演算処理するようにしてもよい、
又、上記各実施例にあって拡、いずれ４被検体４１から
の反射光若しくは螢光信号に基づいて電子計算機４６内
で演算処理を行っているが、これ以外に、例えば゛、被
検体４１が光透過性のものであるような場合には、被検
体４１からの透過光信号に基づいて電子計算機４６内で
演算処理を行うようにしてもよいことは勿論である。又
、上記各実施例にあっては、高速回転体２２０回転に伴
う指示信号や酸素電極５０からの信号を別チャンネルで
電子計算機４６に入力しているが、これ以外に温度や湿
度等の諸条件をも電子計算機４６に入力してモニターし
得るようにしても差支えない、又、上記各実施例にあっ
ては、生体内の酸化還元色素の定量に際して本発明に係
る分光分析装置を使用する場合について説明しているが
、これに限定されるもので鑞なく、動、植物の生体組織
についての分光学的分析において本発明を適用できるこ
とは勿論、環境及び工業計測等についても本発明を適用
して差支えない。

以上説明してきたように、本発明に係る分光分析装置に
よれば、光源を囲繞する筒状部分を有し且つこの筒状部
分に−のスリットを備えてなる高速回転体を設け、この
高速回転体の筒状部分周囲には少くとも二液長調光用の
複数の干渉フィルタを所定−間隔毎に配置すると共に、
各干渉フィルタによって高速回転体の回転に伴ってスリ
ットから照射される光を単色光に時分割し、これらの各
単色光を投光伝送路を通じて被検体に導くと共に、被検
体からの反射若しくは透過光等の光信号を受光伝送路を
通じて光電素子に導き、との光電素子からの出力信号を
高速ディジタル化して電子計算機に記憶させ、この記憶
信号に基づき演算処理して時系列データを得られるよう
にしたので、従来のように、試料を作成する必要なく、
直接臓器細胞等の被検体からの光信号をもって生体内の
酸化還元色素等の定量を行うことが可能になるばかりか
、複数の生体内酸化還元色素等の定量を同時にしかも時
系列的に行うことができ、その測定操作効率を大幅に向
上させることができる。この結果、潅流システムでの薬
物、虚血、ホルモン代謝の時系列変化の研究に対して極
めて重要な生体情報を獲得できるばかシか、広く動、植
物の生体組織についての分光学的情報を得ることが可能
となシ、更には、環境及び工業計測等についての分光学
的情報管も得ることができる。又、上記分光分析装置に
よれば、高速回転体の高速回転に伴って光源からの光を
所望の単色光に時分割して被検体に導くと共に、被検体
からの光信号を高速ディジタル化して電子計算機で演算
処理するようにしているので、生体内酸化還元色素等の
定量に際して、短時間における微妙な生体情報を得るこ
とができる他、測定作業時間の短縮化を図ることができ
る。更に、上記分光分した後、電子計算機内でソフトウ
ェア的に行っておｉｌｌ、　Ｌかも従来のようなノイズ
の原因となる振動鏡を不要としているので、装置全体と
しての精度を大幅に向上することがで龜る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分光分析装置の一例を示すブロック図、
第２図は制御回路の具体的構成を示す回路図、第３図は
制御回路によるデータの処理手段を示すグラフ、第４図
は本発明に係る分光分析装置の一実施例を示すブロック
図、第５図は光源の光を単色光に時分割する分光手段の
具体的構成を示す一部断面図、第６図上）は第４図中人
−Ａ線断面図、第６図（ロ）は第４図中Ｂ　−Ｂ線断面
図、第６図ｆ−１は第４図中Ｃ−Ｃ４１断面図、第７図
は光電素子の波長特性を示すグラフ、第８図は潅流系の
システムを示す説明図、第９図は増幅器からの出力信号
を示すグラフ、第１Ｏ図（Ａ）はＤ変換器の作動を示す
グラフ、第１θ図（−は電子計算機における第一の演算
処３Ｍを示すグー　ラフ、第１Ｏ図（Ｃ）は電子計算機
における第二の演算“処理を示すグラフ、第１１図は電
子計算機からの出力波形を示すグラフ、第１２図は本発
明に係る分光分析装置の他の実施例を示すブロック図、
第１３図は本発明に係る分光分析装置の変形例を示すブ
ロック図である。 １．２０−・・光源　　　　　２１・・・格納ケース２
２・・・高速回転体　　　２３・・・円筒状部分（筒状
部分６０・・・スリット　　　　３４・・・透過孔３７
（る７＆乃至ａｙｇ’　）・・・干渉フィルタ′！Ｉ９
・・・投光伝送路　　　る９ａ乃至δ９ｆ・・・光７ア
イパ４２・・・受光伝送路　　　４２＆・・・光７アイ
パ４６・・・光電素子　　　　４４・・・増＠器４５・
・・ＡＤ賓換器　　　４６・・・電子計算機５２・・・
螢光選別用の干渉フィルタ 特許出願人　　許　斐　正　明 手続補正書 昭和５７年１月　６日 特許庁長官　島田春樹殿 １、事件の表示 昭和５６年　臀　許　願第１０１０２ Ｈ、発＠Ｏ名称　分光分析親電 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都世田谷区桜上水４−１−１１−２０３４
、　　代理人〒１０８　　電１１５８０−Ｊｉ９３１１
８　補正の内容　ｊｌ１紙のとおル ■）明細書第８頁第６行目に「光隙」とあるを「光源」
と訂正する。 ２）同書同頁第２０行目に「生体内配化還元色素」とあ
るのを［生体内配化還元色素」と訂正する。 ３）同書第２１ｊｉ第６行目に「二叉は分岐しておシ」
とあるのを「二叉に分岐しておシ」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）所定の波長域を備えた光源と、この光源を囲繞し丸
   筒状部分を有し且つこの筒状部分に−のスリットを備え
   てなる高速回転体と、この高速回転体の筒状部分周囲に
   おいて所定間隔毎に配置され、上記高速回転体の回転に
   伴って上記スリットから照射される光を少く゛とも二波
   長測光用の単色光に時分割する複数の干渉フィルタと、
   各干渉フィルタに夫々結合され、各干渉フィルタからの
   単色光を夫々被検体に導く投光伝送路と、被検体からの
   光信号を受光して導く受光伝送路と、この受光伝送路か
   らの光信号を電気信号に変換する光電素子と、この充電
   素子からの出力信号を高速ディジタル化して記憶し且つ
   この記憶信号に基づき演算処理して時系列データを出力
   する電子計算機とを有する分光分析装置。 ２）各干渉フィルタは、光源及び高速回転体を格納する
   格納ケース周壁に透孔を開設し、仁の透孔に着脱可能に
   装着しであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の分光分析装置。 ３）干渉フィルタには、螢光励起用の干渉フィルタが含
   まれてお〕、当該干渉フィルタを透過した光に基づく被
   検体の螢光を螢光選別用の干渉フィルタを介して光電素
   子に導くようにし九ことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の分光分析装置。 ４）投光伝送路及び受光伝送路は、いずれも光フアイバ
   群で構成されておシ、各光７アイパ紘、少くとも先端付
   近で互いに混合され且つこれらの先端が同一面上に配置
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項いずれか記載の分光分析装置。