JPS6057236A - 生化学分析における反射濃度測定方法 - Google Patents
生化学分析における反射濃度測定方法Info
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- JPS6057236A JPS6057236A JP16632783A JP16632783A JPS6057236A JP S6057236 A JPS6057236 A JP S6057236A JP 16632783 A JP16632783 A JP 16632783A JP 16632783 A JP16632783 A JP 16632783A JP S6057236 A JPS6057236 A JP S6057236A
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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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
- G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は測定素子に測光光線を照射し、これより反射
する反射光の反射濃度を測定することによって液体試料
の成分等の分析を行う生化学分析における反射濃度測定
方法に関するものである。
する反射光の反射濃度を測定することによって液体試料
の成分等の分析を行う生化学分析における反射濃度測定
方法に関するものである。
一般に、血液、血清等の液体試料について。
当該液体試料における特定の成分の含有の有無あるいは
その含を量等を知るべき場合が多く。
その含を量等を知るべき場合が多く。
このために反応試薬による化学分析が行われる。
液体試料の化学分析法としては、乾式法と湿式法とがあ
るが、このうち乾式法は、特定の試薬が含浸された薄板
をマウント間に挟み込んでなる液体試料の測定素子を用
い、この測定素子に分析すべき液体試料を滴下して供給
し、これを反応用恒温槽内に置いて液体試料と試薬とを
反応せしめ、その反応の進行状態または結果を。
るが、このうち乾式法は、特定の試薬が含浸された薄板
をマウント間に挟み込んでなる液体試料の測定素子を用
い、この測定素子に分析すべき液体試料を滴下して供給
し、これを反応用恒温槽内に置いて液体試料と試薬とを
反応せしめ、その反応の進行状態または結果を。
例えば反応による色の濃度変化を光学式濃度測定器によ
り測定する手段、その他の手段により測定検出する方法
であり、液体試料を実際上固体として取り扱うことがで
きる点で非常に便利である。
り測定する手段、その他の手段により測定検出する方法
であり、液体試料を実際上固体として取り扱うことがで
きる点で非常に便利である。
しかしながら、多数の検体を個々に測定素子に滴下し１
反応による色の濃度変化を光学式濃度測定器により測定
することは困難かつ面倒であり、従って、最近では複数
個の測定素子を同一円上の等配位置に係止したディスク
を用い。
反応による色の濃度変化を光学式濃度測定器により測定
することは困難かつ面倒であり、従って、最近では複数
個の測定素子を同一円上の等配位置に係止したディスク
を用い。
該ディスクを一定角度づつ回転できる如く設置し、順次
測定素子の測定面に所望する波長の測先光線を照射し、
該測定素子の測定面からの反射光を電気信号に変換して
反射濃度を測定するようにした生化学分析装置が開発さ
れてきたが。
測定素子の測定面に所望する波長の測先光線を照射し、
該測定素子の測定面からの反射光を電気信号に変換して
反射濃度を測定するようにした生化学分析装置が開発さ
れてきたが。
従来の場合は反射濃度の測定を１回のサンプリングによ
り行っていたため、光学系や電気系の不安定要素を除去
しきれず、測定値の誤差が大きく、測定精度が低く、信
頼性、再現性の悪いものであった。
り行っていたため、光学系や電気系の不安定要素を除去
しきれず、測定値の誤差が大きく、測定精度が低く、信
頼性、再現性の悪いものであった。
この発明は上記の点に鑑み、測定素子の測定面に測光光
線を照射し、その反射濃度を測定するに際し、同一点で
の多点サンプリングを行い。
線を照射し、その反射濃度を測定するに際し、同一点で
の多点サンプリングを行い。
その平均値をとることにより、光学系や電気系の不安定
要素例えばセンサーノイズを有効に除去して測定誤差を
大幅に削減し、高精度、高信頼性、高再現性を実現でき
る如くした生化学分析における反射濃度測定方法を提供
することを目的とする。
要素例えばセンサーノイズを有効に除去して測定誤差を
大幅に削減し、高精度、高信頼性、高再現性を実現でき
る如くした生化学分析における反射濃度測定方法を提供
することを目的とする。
〔実施例〕
次に、この発明を添付図面に示す実施例にもとづいて説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る測定方法を実現するシステムの構
成例を示すものである。
成例を示すものである。
図において、１は測光光線２を発する光源である。測光
光線２の光路上には測光光線２を集光させる集光レンズ
３．測光光線２の照射径を一定にするための筒形スリッ
ト４．測光光線２の光路を変更させるミラー５がそれぞ
れ設置され、ミラー５によって変更された測光光線２へ
の光路上には、血液等の試料により反応した測定素子６
が配置されている。
光線２の光路上には測光光線２を集光させる集光レンズ
３．測光光線２の照射径を一定にするための筒形スリッ
ト４．測光光線２の光路を変更させるミラー５がそれぞ
れ設置され、ミラー５によって変更された測光光線２へ
の光路上には、血液等の試料により反応した測定素子６
が配置されている。
さらに、集光レンズ３と筒形スリット４との間には４５
°に傾斜した透明ガラス７と、シャッター羽８が設置さ
れている。透明ガラス７は測光光線２の光量変動を把握
するために測光光線２の一部をレファレンス光として分
岐させるものであり、シャッター羽８は測定素子６に対
して照射する測光光線２を開閉するだめのものであって
、ロータリーソレノイド９によって光路上に進退自在と
なるよう回転駆動される。
°に傾斜した透明ガラス７と、シャッター羽８が設置さ
れている。透明ガラス７は測光光線２の光量変動を把握
するために測光光線２の一部をレファレンス光として分
岐させるものであり、シャッター羽８は測定素子６に対
して照射する測光光線２を開閉するだめのものであって
、ロータリーソレノイド９によって光路上に進退自在と
なるよう回転駆動される。
前記測定素子６の照射点周辺には、照射によって生じた
反射光２ａを受光する複数個の受光器１０−が配設され
、該受光器１０−−一−−には受光した光を第一受光素
子２０へ伝送する光ファイバー１１−が接続されている
。これと同様に前記透明ガラス７によって分岐した一部
のレファレンス光２ｂの光路上には受光器１２が配設さ
れ、該受光器１２には受光したレファレンス光を第二受
光素子２１へ伝送する光ファイバー１３が接続されてい
る。なお、前記反射光２ａを受光素子にてダイレクトに
受け、光ファイバー１１゜１３を省略するように構成し
てもよい。
反射光２ａを受光する複数個の受光器１０−が配設され
、該受光器１０−−一−−には受光した光を第一受光素
子２０へ伝送する光ファイバー１１−が接続されている
。これと同様に前記透明ガラス７によって分岐した一部
のレファレンス光２ｂの光路上には受光器１２が配設さ
れ、該受光器１２には受光したレファレンス光を第二受
光素子２１へ伝送する光ファイバー１３が接続されてい
る。なお、前記反射光２ａを受光素子にてダイレクトに
受け、光ファイバー１１゜１３を省略するように構成し
てもよい。
前記第一受光素子２０及び第二受光素子２１は素子反射
光２ａ及びレファレンス光２ｂを各光量に対応する大き
さの電気信号（電流値）に変換するものであり、フォト
ダイオード等の光電素子によって構成されている。
光２ａ及びレファレンス光２ｂを各光量に対応する大き
さの電気信号（電流値）に変換するものであり、フォト
ダイオード等の光電素子によって構成されている。
３０ば第一受光素子２０で生じた第一電気信号を電圧値
Ｖ ｍｅａに変換する電流−電圧変換器。
Ｖ ｍｅａに変換する電流−電圧変換器。
３１は第二受光素子２１で生じた第二電気信号を電圧値
Ｖ ｒｅｆに変換する電流−電圧変換器である。
Ｖ ｒｅｆに変換する電流−電圧変換器である。
４０は測定素子反射光２ａの光量に対応した電圧Ｖ ｍ
ｅａとレファレンス光２ｂの光量に対応した電圧Ｖ ｒ
ｅｆとを差動増幅することにより。
ｅａとレファレンス光２ｂの光量に対応した電圧Ｖ ｒ
ｅｆとを差動増幅することにより。
測光光線２の光源変動に基づく測定素子反射光２ａの光
量変動を補償する補償回路である。該補償回路４０は対
数変換器から成り、入力電圧Ｖｍｅａ 、Ｖｒｅｆと出
力電圧ＶＸとはＶｘ ＝Ｋ］ｏｇ （Ｖｒｅｆ ／Ｖｍ
ｅａ ） Ｋ一定数なる関係式で表される。
量変動を補償する補償回路である。該補償回路４０は対
数変換器から成り、入力電圧Ｖｍｅａ 、Ｖｒｅｆと出
力電圧ＶＸとはＶｘ ＝Ｋ］ｏｇ （Ｖｒｅｆ ／Ｖｍ
ｅａ ） Ｋ一定数なる関係式で表される。
５０はスイッチング回路、６０はＡ／Ｄ変換器である。
スイッチング回路５０はＡ／Ｄ変換器６０の入力端子５
０ａと、補償回路４０の出力端子５０ｂ、一定基準電圧
ＶＨに設定された基準電圧発生回路５１の端子５０ｃ及
び前記基準電圧Ｖｌ＋よりも小なる値の基準電圧ＶＬに
設定された端子５０ｄとを順次切換え得るようになって
いる。このスイッチング回路５０ｚよアナログスイッチ
によって構成され、各端子の切換えは選択信号発生器５
２からの信号によって行われる。
０ａと、補償回路４０の出力端子５０ｂ、一定基準電圧
ＶＨに設定された基準電圧発生回路５１の端子５０ｃ及
び前記基準電圧Ｖｌ＋よりも小なる値の基準電圧ＶＬに
設定された端子５０ｄとを順次切換え得るようになって
いる。このスイッチング回路５０ｚよアナログスイッチ
によって構成され、各端子の切換えは選択信号発生器５
２からの信号によって行われる。
前記Ａ／Ｄ変換器６０は前記スイッチング回路５０の切
換えに応じて、補償回路４０の出力Ｖｘ、基準電圧Ｖｌ
ｌ、ＶＬをそれぞれ入力してサンプリングし、各値に対
応したデジタル変換値を出力するものである。このサン
プリングはサンプリングパルス発生器６１から送出され
るパルス信号によって行われ、−回の照射によって複数
のサンプリングを指令できるようにしている。
換えに応じて、補償回路４０の出力Ｖｘ、基準電圧Ｖｌ
ｌ、ＶＬをそれぞれ入力してサンプリングし、各値に対
応したデジタル変換値を出力するものである。このサン
プリングはサンプリングパルス発生器６１から送出され
るパルス信号によって行われ、−回の照射によって複数
のサンプリングを指令できるようにしている。
７０は基準電圧値Ｖｌ（、ＶＬと前記補償回路４０の出
力ＶｘをＡ／Ｄ変換器６０に入力して得られる各変換出
力値から、補償回路４０の出力が正しいデジタル変換値
となるように演算する演算回路である。該演算回路７０
はＡ／Ｄ変換器６０における誤差を補正するためのもの
である。即ぢ、Ａ／Ｄ変換器６０への入力電圧をＶＡ、
デジタル変換後の出力電圧をＶＤとすると ＶＤ ＝ ａ ＶＡ ＋ｂ −−一−−−− ■なる関
係式が成立する。ここでａ、ｂは経時変化等によって変
化する係数である。
力ＶｘをＡ／Ｄ変換器６０に入力して得られる各変換出
力値から、補償回路４０の出力が正しいデジタル変換値
となるように演算する演算回路である。該演算回路７０
はＡ／Ｄ変換器６０における誤差を補正するためのもの
である。即ぢ、Ａ／Ｄ変換器６０への入力電圧をＶＡ、
デジタル変換後の出力電圧をＶＤとすると ＶＤ ＝ ａ ＶＡ ＋ｂ −−一−−−− ■なる関
係式が成立する。ここでａ、ｂは経時変化等によって変
化する係数である。
従ってＡ／Ｄ変換器６０の入力電圧がＶｘ。
Ｖｌｌ、ＶＬである場合のデジタル変換後の出力値ＶＤ
ｘ、ＶＤＬ、ＶＤＬは ＶＤｘ＝ ａ Ｖｘ ＋ ｂ −−−一−−−■Ｖ１翔
＝ ａ Ｖｌｌ ＋ ｂ −−−−−−−■■口Ｌし
ａ Ｖｌ、＋ ｂ −−−−−■となる。第２図の実線
はこの状態を示しているものである。上記■、■、■式
より係数ａ、ｂを消去し、■にに関する式をもとめれば
の基準電圧値であり、 ＶＤＩＩ、 ＶＤＬ、ＶＤｘは
デジタル変換後の出力値であるから０式中には経時変化
等による誤差要因は含まれない、従って。
ｘ、ＶＤＬ、ＶＤＬは ＶＤｘ＝ ａ Ｖｘ ＋ ｂ −−−一−−−■Ｖ１翔
＝ ａ Ｖｌｌ ＋ ｂ −−−−−−−■■口Ｌし
ａ Ｖｌ、＋ ｂ −−−−−■となる。第２図の実線
はこの状態を示しているものである。上記■、■、■式
より係数ａ、ｂを消去し、■にに関する式をもとめれば
の基準電圧値であり、 ＶＤＩＩ、 ＶＤＬ、ＶＤｘは
デジタル変換後の出力値であるから０式中には経時変化
等による誤差要因は含まれない、従って。
上記０式に各値を代入して計算すれば、正しいＶｘのデ
ジタル変換値がめられる。前記演算回１ｉ！＆７０は上
記０式の計算を実行するものであり、第２図の破線はこ
の計算の結果を示しているものである。
ジタル変換値がめられる。前記演算回１ｉ！＆７０は上
記０式の計算を実行するものであり、第２図の破線はこ
の計算の結果を示しているものである。
前記デジタル変換値はシャッター羽８を開放中、多数回
求められ、演算回路７０でその平均値を測定値として表
示するようにしている。これにより受光素子のノイズ（
サーマルノイズ及びジョンソンノイズ）等による影響で
測定値がハラツクごとを除去し、測定精度を向上させる
ようにしている。
求められ、演算回路７０でその平均値を測定値として表
示するようにしている。これにより受光素子のノイズ（
サーマルノイズ及びジョンソンノイズ）等による影響で
測定値がハラツクごとを除去し、測定精度を向上させる
ようにしている。
以上のシステム構成を参照して、この発明に係る生化学
分析における反射濃度測定方法を説明すると。
分析における反射濃度測定方法を説明すると。
まず、シャッター羽８にて測光光線２の光路を遮断した
状態で光源１を点灯する。
状態で光源１を点灯する。
次に、測定素子６を照射位置にセントしたときの信号に
よりロータリーソレノイド９を駆動し、シャッター羽８
を光路から退去させ、測光光線２を測定素子６に照射さ
せる。この測定素子６からの反射光２ａは受光器１０−
で受光され、光ファイバー１１−を介して第一受光素子
２０へ伝送される。一方、測光光線２の一部はレファレ
ンス光として透明ガラス７で分岐されて受光器１２より
光ファイバー１３を介して第二受光素子２１へ伝送され
る。
よりロータリーソレノイド９を駆動し、シャッター羽８
を光路から退去させ、測光光線２を測定素子６に照射さ
せる。この測定素子６からの反射光２ａは受光器１０−
で受光され、光ファイバー１１−を介して第一受光素子
２０へ伝送される。一方、測光光線２の一部はレファレ
ンス光として透明ガラス７で分岐されて受光器１２より
光ファイバー１３を介して第二受光素子２１へ伝送され
る。
第一受光素子２０は反射光２ａの光量に対応した第一電
気信号を出力し、第二受光素子２１はレファレンス光２
ｂに対応した第二電気信号を出力する。この第一、第二
電気信号は電流−電圧変換器３０．３１によって、それ
ぞれ電圧Ｖｍｅａ 、Ｖｒｅｆに変換される。
気信号を出力し、第二受光素子２１はレファレンス光２
ｂに対応した第二電気信号を出力する。この第一、第二
電気信号は電流−電圧変換器３０．３１によって、それ
ぞれ電圧Ｖｍｅａ 、Ｖｒｅｆに変換される。
電圧変換された信号Ｖｍｅａ 、 Ｖｒｅｆは対数変換
器からなる補償回路４０に入力されて対数変換され、そ
の結果、補償回路４０は Ｖｘ ＝ Ｋ ｌｏｇ （Ｖｒｅｆ ／ Ｖｍｅａ ）
なる出力Ｖｘを生じる。
器からなる補償回路４０に入力されて対数変換され、そ
の結果、補償回路４０は Ｖｘ ＝ Ｋ ｌｏｇ （Ｖｒｅｆ ／ Ｖｍｅａ ）
なる出力Ｖｘを生じる。
この式から明らかな如く、測定素子６に照射する測光光
線２が変動しても、測光光線２の一部を分岐して得たレ
ファレンス光も同一割合で変動するため、Ｖｒｅｆ ／
Ｖｍｅａによって相殺され、出力Ｖｘは液体試料の違
いに基づく反射濃度の差異を要因として変化するだけで
あり、照射光の光量変動による誤差を除去することがで
きる。
線２が変動しても、測光光線２の一部を分岐して得たレ
ファレンス光も同一割合で変動するため、Ｖｒｅｆ ／
Ｖｍｅａによって相殺され、出力Ｖｘは液体試料の違
いに基づく反射濃度の差異を要因として変化するだけで
あり、照射光の光量変動による誤差を除去することがで
きる。
しかして、補償回路４０からの出力Ｖｘ及び基準電圧発
生回路５１からの電圧ＶＨ，ＶＬはスイッチング回路５
０のスイッチの切換えに応じて選択的にＡ／Ｄ変換器６
０に入力され、該Ａ／Ｄ変換器６０はデジタル変換し、
その変換値を演算回路７０に伝送する。このＡ／Ｄ変換
器６０の変換値にはＡ／Ｄ変換器自身による誤る。
生回路５１からの電圧ＶＨ，ＶＬはスイッチング回路５
０のスイッチの切換えに応じて選択的にＡ／Ｄ変換器６
０に入力され、該Ａ／Ｄ変換器６０はデジタル変換し、
その変換値を演算回路７０に伝送する。このＡ／Ｄ変換
器６０の変換値にはＡ／Ｄ変換器自身による誤る。
か（して得られた変換値Ｖｘは測光光線の光量変動に基
づく誤差及びＡ／Ｄ変換器６０による誤差を含むことな
く、測定素子６試薬に反応した成分に応じて変化する関
数となる。
づく誤差及びＡ／Ｄ変換器６０による誤差を含むことな
く、測定素子６試薬に反応した成分に応じて変化する関
数となる。
そして、前記シャンク−羽８を開放した状態にて上記測
定素子６の同一点でのサンプリングを多数回行い、それ
の平均値をめて受光素子のノイズによる測定誤差を除去
する。
定素子６の同一点でのサンプリングを多数回行い、それ
の平均値をめて受光素子のノイズによる測定誤差を除去
する。
なお、上記実施例において、演算回路７０゜選択信号発
生回路５２．サンプリングパルス発生器６１等における
動作はマイクロコンピュータによって行わせることもで
きる。
生回路５２．サンプリングパルス発生器６１等における
動作はマイクロコンピュータによって行わせることもで
きる。
この発明は以上の如く、測定素子の測定面に測光光線を
照射し、その反射濃度を測定するに際し、同一点での多
点サンプリングを行い、その平均値をとることを特徴と
しているから、その測定値がセンサーノイズ等による影
響がなく。
照射し、その反射濃度を測定するに際し、同一点での多
点サンプリングを行い、その平均値をとることを特徴と
しているから、その測定値がセンサーノイズ等による影
響がなく。
従って、システム全体としての測定誤差を大幅に削減し
た高精度の測定値が得られ、信頼性。
た高精度の測定値が得られ、信頼性。
再現性が格段に向上するという優れた効果を奏するもの
である。
である。
図はこの発明の実施例を示し、第１図はシステムの構成
を示すブロック図、第２図はデジタル変換後の値と、補
正後の値を示すグラフである。 １−光源 ２・−光束 ３・−集光レンズ ４−筒形スリット ５− 反射ミラー ６−・測定素子 ７−・透明ガラス ８−・シャッター羽９−・ロータリ
ーソレノイド １０．１２−受光器１１．１３・−・−
光ファイバー ２０．２１−受光素子３０．３１−・−
電流一電圧変換器 ４０・・−補償回路５０− スイッ
チング回路 ６０−・Ａ／Ｄ変換器７０−・演算回路 特許出願人 小西六写真工業株式会社
を示すブロック図、第２図はデジタル変換後の値と、補
正後の値を示すグラフである。 １−光源 ２・−光束 ３・−集光レンズ ４−筒形スリット ５− 反射ミラー ６−・測定素子 ７−・透明ガラス ８−・シャッター羽９−・ロータリ
ーソレノイド １０．１２−受光器１１．１３・−・−
光ファイバー ２０．２１−受光素子３０．３１−・−
電流一電圧変換器 ４０・・−補償回路５０− スイッ
チング回路 ６０−・Ａ／Ｄ変換器７０−・演算回路 特許出願人 小西六写真工業株式会社
Claims (1)
- 測定素子の測定面に測光光線を照射し、その反射濃度を
測定するに際し、同一点での多点サンプリングを行い、
その平均値をとることを特徴とする生化学分析における
反射濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16632783A JPS6057236A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 生化学分析における反射濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16632783A JPS6057236A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 生化学分析における反射濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6057236A true JPS6057236A (ja) | 1985-04-03 |
| JPH0447781B2 JPH0447781B2 (ja) | 1992-08-04 |
Family
ID=15829299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16632783A Granted JPS6057236A (ja) | 1983-09-09 | 1983-09-09 | 生化学分析における反射濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142307B1 (en) * | 1991-03-01 | 2006-11-28 | Stark Edward W | Method and apparatus for optical interactance and transmittance measurements |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567496U (ja) * | 1978-10-31 | 1980-05-09 | ||
| JPS55156843A (en) * | 1979-02-26 | 1980-12-06 | Technicon Instr | Analyzer |
-
1983
- 1983-09-09 JP JP16632783A patent/JPS6057236A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567496U (ja) * | 1978-10-31 | 1980-05-09 | ||
| JPS55156843A (en) * | 1979-02-26 | 1980-12-06 | Technicon Instr | Analyzer |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7142307B1 (en) * | 1991-03-01 | 2006-11-28 | Stark Edward W | Method and apparatus for optical interactance and transmittance measurements |
| US7397566B2 (en) | 1991-03-01 | 2008-07-08 | Stark Edward W | Method and apparatus for optical interactance and transmittance measurements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0447781B2 (ja) | 1992-08-04 |
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