JPS6364736B2 - - Google Patents

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り、特
に、潅流臓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つた吸収スペクト
ルを示すことが知られており、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つて、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、従来にあつては二波長測光法が採用され
ていた。この二波長測光法は、例えば、上記酸化
還元色素の定量に際して、目的物の吸収極大波長
（目的物の酸化型の還元型との吸収の差が最も大
きい波長）と、レフアレンス波長（吸収極大波長
にできるだけ近く、吸収が酸化型と還元型とであ
まり変動しない波長）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は両波長において略
等しいた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
によつて、目的物の定量が極めて正確なものにな
るのである。

このような二波長測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におけるレフアレンス波長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３，４から出た波長の異なる二つのビ
ームを交互に試料２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、前記光電素子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ヨツパ７と、このチ
ヨツパ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８ａ，８ｂと、これらの制御
回路８ａ，８ｂからの出力差分を検出する差動ア
ンプ９と、当該差動アンプ９の出力Ｓに基づく値
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８ａ，８ｂ
は、夫々第２図及び第３図に示すように、λ₁，λ₂
のビームに由来する入力信号Sλ₁，Sλ₂を適当レ
ベルで増幅する可変利得アンプ１１ａ，１１ｂ
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１１ａ，１１ｂで増幅された信号
Sλ₁，Sλ₂を積分する積分器１２ａ，１２ｂと、
これら積分器１２ａ，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１３ａ，１３ｂ
で構成されている。尚、制御回路８ａ，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８ａにおけるサンプルホールド
回路１３ａ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におけるサ
ンプルホールド回路１３ｂの保持時間はT₂にな
つている。

然しながら、このような従来の分光分析装置に
あつては、二つのモノクロメータ３，４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
λ₁，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が必要不可欠であり、部品点数が
増大するばかりか、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３，４をその都度セツト
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
になり、操作効率の点で劣るという不具合があつ
た。又、上記ミトコンドリア等の試料２は、臓器
等をすりつぶし分画、抽出、精製と多くの操作を
経た後にキユ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では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は、一定の条件を備えた多く
の試料２が必要となり、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り、その材料管理が極め
て困難なものであつた。更に、上記従来例にあつ
ては、試料２へ照射される二波長の切換速さは、
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つているため、
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ことは困難
であつた。この結果、試料２から制御回路８ａ，
８ｂへ入力される各信号の送り速さを高速にする
ことはできなくなり、短時間における試料２内の
時間的変化を分析することはできなかつた。

更に又、光電素子６からの信号を処理する制御
回路８ａ，８ｂにおいては、積分器１２ａ，１２
ｂによつてノイズの除去を図りながら信号の合成
を行つているが、入力信号を単に積分したのみで
は、完全にノイズを除去したとはいえず、却つて
ノイズを含んだ形となり、出力信号の信頼性に欠
けてしまい精度的に劣るばかりか、制御回路８
ａ，８ｂは、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つてお
り、装置全体としての精度、応答性を損う原因に
なつていた。

本発明は以上の観点に立つて為されたものであ
つて、その目的とするところは、所定の波長域を
備えた光源を配置し、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一つスリツトを備え
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
フイルタを所定間隔毎に配置すると共に、各干渉
フイルタによつて高速回転体の回転に伴つてスリ
ツ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
を高速デイ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り、従来のように
試料を作成する必要なく、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
定量に当つ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た分光分析装置を提供す
ることにある。

以下、添付図面に示す実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。

第４図は、本発明に係る分光分析装置の一実施
例を示すブロツク図である。

この実施例において、光源２０は、例えば、赤
外領域から紫外領域に亘る広波長域を有するキセ
ノンランプから成り、第５図に示すように、上下
を塞いだ円筒状の格納ケース２１内略中央に配置
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
図及び第５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央には下方に
延びるシヤフト２４を有している。そして、この
シヤフト２４は、格納ケース２１の下壁略中央に
ボールベアリング２５を介して貫通支持されると
共に、上記シヤフト２４の下端は、一対のプーリ
２７ａ，２７ｂとこれらのプーリ２７ａ，２７ｂ
間に掛渡されたベルト２８とで構成した動力伝達
装置２６を介してモータ２９のシヤフト２９ａ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の回転数に伴つて、シヤフト２４
を回転軸として例えば、33Hzで高速回転し得るよ
うになつている。そして又、上記高速回転体２２
の円筒状部分２３下方には一のスリツト３０が開
設されている。尚、円筒状部分２３の上壁略中央
には光源２０へのリード線３１を通過させる挿通
孔３２が開設されており、上記リード線３１は格
納ケース２１の上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の上壁裏面に
は上記高速回転体２２における円筒状部分２３の
上半部を囲繞する被覆筒３３が固着されていて、
円筒状部分２３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２１の周壁にあつて、上
記円筒状部分２３のスリツト３０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
に沿つて等間隔毎に複数の透過孔３４が開設され
ると共に、各透過孔３４に対応して格納ケース２
１の外方に突出する導光管３５が設けられてい
る。そして、上記各導光管３５内には、集光用の
レンズ３６が嵌挿され、このレンズ３６より外方
寄りには所定波長の単色光のみを透過する干渉フ
イルタ３７が着脱可能に嵌挿されている。この実
施例においては、透過孔３４は六カ所設けられて
いて、各透過孔３４には生体内酸化還元色素を定
量する上で必要な二波長測光用の干渉フイルタ３
７ａ乃至３７ｆが嵌挿されている。例えば、干渉
フイルタ３７ａ，３７ｂは、チトクロームaa₃を
定量する上で必要なレフアレンス波長λa＝
605nm及び吸収極大波長λb＝630nmを取出すた
めのものであり、干渉フイルタ３７ｃ，３７ｄ
は、チトクロームｂを定量する上で必要なレフア
レンス波長λc＝562nm及び吸収極大波長λd＝
575nmを取出すためのものであり、干渉フイルタ
３７ｅ，３７ｆは、チトクロームｃを定量する上
で必要なレフアレンス波長λe＝550nm及び吸収
極大波長λf＝540nmを取出すためのものである。
そして、上記各干渉フイルタ３７は、その透過率
を一定にするために、非金属製薄膜によつて半値
幅4nm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イルタ３７の配
置関係を明確にすべき透孔３８が設けられてお
り、この透孔３８は、高速回転体２２のスリツト
３０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ツト３０を通じ
て光源２０からの光を指示信号として取出し、後
述する電子計算機４６に同期信号を与えるように
なつている。

又、この実施例において、各干渉フイルタ３７
ａ乃至３７ｆには、例えば、第４図及び第６図イ
に示すように、石英を素材とした複数の光フアイ
バ３９ａ乃至３９ｆが夫々結合されており、これ
らの光フアイバ３９ａ乃至３９ｆ群は、第４図及
び第６図ロに示すように、その途中部分を固定金
具４０で固定することにより、互いに混合されて
一体状に延びていて、各光フアイバ３９ａ乃至３
９ｆ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、各光フアイバ３９ａ乃至３９ｆ
群は、各干渉フイルタ３７を透過した単色光を被
検体４１に導く投光伝送路３９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４３に導かれるように
なつており、上記受光伝送路４２は光フアイバ４
２ａ群で構成されていて、一端が上記光電素子４
３に結合されている。そして、上記光フアイバ４
２ａ群は、第４図及び第６図ハに示すように、そ
の先端付近が投光伝送路３９を構成する各光フア
イバ３９ａ乃至３９ｆ群と共に固定金具５５で固
定され、各光フアイバ４２ａの先端が上記光フア
イバ３９ａ乃至３９ｆの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つている。
このため、被検体４１への照射面及び受光面を広
く確保することが可能となり、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つている。

光電素子４３は、フオトマルチプライヤ、フオ
トダイオード等から成り、上記受光伝送路４２か
らの反射光信号を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４３は、
第７図に示すように、200nmから800nmに至る波
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４３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イ
ジタル化する例えば16ビツトのAD変換器であ
る。

４６は、AD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り、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
希望の時系列データが得られるようになつてい
る。

従つて、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３９及び受光伝送路４２の光照
射面及び光受光面を被検体４１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
して、当該潅流管４７を通じて被検体４１に酸素
O₂、窒素N₂、薬物４８等を投与し得る潅流系４
９を構成する。尚、当該潅流管４７には潅流管４
７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５０は別チヤンネルを通じて電
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つてい
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の回転に伴つて、円筒状部分
２３のスリツト３０から放射状に照射され、この
照射光は、極めて高速な一定時間毎に各導光管３
５内に導かれ、各導光管３５内の各干渉フイルタ
３７を透過して各単色光に時分割される。このと
き、各導光管３５からは干渉フイルタ３７ａ乃至
３７ｆの配列順に従つて、λa乃至λfの単色光が
順次投光伝送路３９に導かれることになる。この
ため、投光伝送路３９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からはλa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り、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
４３を通じて電気信号に変換され、増幅器４４に
よつて適当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、各干渉フイルタ３
７ａ乃至３７ｆに対応したパルス信号Sλa乃至
Sλf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、AD変
換器４５によつて高速デイジタル化される。この
とき、AD変換器４５は、第１０図ａに示すよう
に、電子計算機４６の入力プログラムによつて、
反射光信号を例えばμS単位で分断し、第１０図
ａの各ポイント（図中×印で示す）においてデイ
ジタル信号に変換するものであり、各デイジタル
信号は電子計算機４６に記憶される。尚、高速回
転体２２の回転に伴う透孔３８からの指示信号に
よつて、各干渉フイルタ３７ａ乃至３７ｆに対応
したパルス信号Sλa乃至Sλfを検知するようにな
つている。

この後、電子計算機４６においては上記記憶信
号に基づき第一及び第二の演算処理が為される。
先ず、第一の演算処理は、第１０図ｂ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、この基準電位ライン５１以上のデイジタル
信号が例えば連続して５個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。これにより、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。次いで、第二の演算処理は、第一の演
算処理によつて判別されたデータ部分に基づいて
正確なデータ値を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イジタル信号が
例えば16ポイント（P₁乃至P₁₆）であると仮定す
ると、第１０図ｃに示すように、P₁乃至P₄のポ
イント並びにP₁₃乃至P₁₆のポイントはいずれも反
射光信号の立上り部分並びに立下り部分に該当す
るので、これらのポイントに対応するデイジタル
信号を捨てP₅乃至P₁₂のポイントに対応するデイ
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P₅乃至P₁₂のポイントに対応
するデイジタル信号を加算平均若しくは相乗平均
等して一つの反射光信号に対するデータとする。
これにより、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
して夫々行ない、各反射光信号Sλa乃至Sλfのデ
ータS_A′乃至S_F′を記憶し、しかも、上述した演
算を例えば、50回繰り返して行い、これらのデー
タに基づいて0.5秒若しくは１秒等任意のピツチ
における各反射光信号の平均データS_A乃至S_Fを
算出する。

この結果、上記平均データは、S_A，S_B…S_Fと
して得られることになり、S_BとS_A、S_DとS_C、S_F
とS_Eの対数差が夫々演算された後、電子計算機４
６の出力端にはS_B−S_A、S_D−S_C、S_F−S_E曲線が
0.5秒若しくは１秒等任意のピツチで出力される
ことになる。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
関しては、電子計算機４６内において、被検体４
１の動きをキヤンセルするような雑音処理を行な
えばよい。例えば、リフアレンス波長を用いてそ
の時の光路を時系列的に漸次判定し、これとの比
により所定光路長における光量を計算することが
可能であり、これにより、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。図において、曲線はS_B−S_A
曲線であり、チトクロームaa₃の酸化還元変化を
示しており、曲線はS_D−S_C曲線であり、チトク
ロームｂの酸化還元変化を示しており、曲線は
S_F−S_Eであり、チトクロームｃの酸化還元変化を
示している。これらの曲線乃至によれば、第
９図において潅流管４７に窒素N₂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、特にチト
クロームaa₃が大きく変化することが理解される。
又、第９図において、潅流管４７にサイアナイド
KCN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。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
通じるものであり、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。

この実施例において、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
と異なり、干渉フイルタ３７としては、例えば、
チトクロームaa₃及びチトクロームｂを定量する
上で必要な干渉フイルタ３７ａ，３７ｂ及び３７
ｃ，３７ｄの他、螢光励起用の干渉フイルタ３７
ｇ（透過波長340nmが配置されている。そして、
受光伝送路４２は、二叉に分岐しており、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４３に結合され、その反射光信号が増幅
器４４を介してAD変換器４５に入力されるよう
になつているのに対し、他方の受光伝送路４２ｃ
は、螢光選択用の干渉フイルタ５２（透過波長
450nm）を介して別異の光電素子４３′に結合さ
れ、その螢光信号が増幅器４４′を介して上記
AD変換器４５に別チヤンネルで入力されるよう
になつている。尚、第１２図中、５３は受光伝送
路４２の分岐部分を固定する金具である。

従つて、この実施例によれば、第１１図に示す
ように、第一実施例と同様に、チトクロームaa₃
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イルタ３７
ｇを透過した光に基づく被検体４１の螢光が螢光
選別用の干渉フイルタ５２を介して光電素子４
３′に検出されることになり、この螢光信号は、
第一実施例で示した反射信号と同様に、AD変換
器４５によつて高速デイジタル化された後、電子
計算機４６に記憶され、この電子計算機４６にお
いて雑音除去を図り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、細胞質ピリジンヌクレオチド
に由来するものであり、第１１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を第９図に示す如く潅流管４７に投与する
と、細胞質ピリジンヌクレオチドはエチルアルコ
ールEtOHによつ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２０はいずれ
もキセノンランプを用いているが、必ずしもこれ
に限定されるものではなく、例えば、第一実施例
にあつては、光源２０として可視領域の波長域を
備えたものであればよいから、タングステンヨー
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
部分を備えた回転体であればよい。更に、干渉フ
イルタ３７としては、チトクローム類を定量する
ために必要な干渉フイルタ３７ａ乃至３７ｆや螢
光励起用の干渉フイルタ３７ｇに限られるもので
はなく、その他の生体内酸化還元色素、例えば、
フラビンタンパク質としてのFAD（フラビンアデ
ニンジヌクレオチド）を定量するためのもの（レ
フアレンス波長456nm、吸収極大波長500nm）や
細胞内のカルシウム濃度を定量するためのもの
（レフアレンス波長675nm、吸収極大波長685nm）
等についても適用し得るものである。更に又、投
光伝送路３９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要
はなく、別体で形成しても差支えない。又、上記
第二実施例にあつては、螢光選別用の干渉フイル
タ５２を受光伝送路４２ｃに設けているが、必ず
しもこれに限定されるものではなく、例えば、前
記干渉フイルタ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、上記第二実施例では、一の干渉フ
イルタ５２のみを用いて被検体４１の螢光測光を
行つているが、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
り正確な螢光測光を行うには、例えば、第１３図
に示すように受光伝送路４２ｃを更に分岐し、そ
の分岐した受光伝送路４２ｄを干渉フイルタ５４
（透過波長340nm）を介して別異の光電素子４
３″に結合し、この反射光信号を増幅器４４″を介
してAD変換器４５に別チヤンネルで入力し、電
子計算機４６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４２ｃからの螢
光信号から取除くようにしたり、あるいは、光電
素子４３′，４３″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、AD変換器４５
に入力して電子計算機４６内において演算処理す
るようにしてもよい。又、上記各実施例にあつて
は、いずれも被検体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
行つているが、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、上記各実施例にあつては、高速回転
体２２の回転に伴う指示信号や酸素電極５０から
の信号を別チヤ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、上記各実施例にあつて
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はなく、
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一のスリツトを備えてなる高
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イルタ
を所定間隔毎に配置すると共に、各干渉フイルタ
によつて高速回転体の回転に伴つてスリツトから
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、この光電素子
からの出力信号を高速デイ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つて生体内の酸化
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りか、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
り、更には、環境及び工業計測等についての分光
学的情報を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つて
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イジ
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、上記分光分析装置によれば、雑音除
去等の必要な補正操作はすべて反射光等の光信号
をデイジタル化した後、電子計算機内でソフトウ
エア的に行つており、し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き
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
ツク図、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ツク図、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図イは第４図中Ａ−Ａ線断
面図、第６図ロは第４図中Ｂ−Ｂ線断面図、第６
図ハは第４図中Ｃ−Ｃ線断面図、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１０図ａはAD変換器の作
動を示すグラフ、第１０図ｂは電子計算機におけ
る第一の演算処理を示すグラフ、第１０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
実施例を示すブロツク図、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ツク図であ
る。 １，２０……光源、２１……格納ケース、２２
……高速回転体、２３……円筒状部分（筒状部
分）、３０……スリツト、３４……透過孔、３７，
３７ａ乃至３７g′……干渉フイルタ、３９……投
光伝送路、３９ａ乃至３９ｆ……光フアイバ、４
２……受光伝送路、４２ａ……光フアイバ、４３
……光電素子、４４……増幅器、４５……AD変
換器、４６……電子計算機、５２……螢光選別用
の干渉フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の波長域を備えた光源と、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一のス
   リツ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つて上記スリツト
   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イルタと、各干渉フ
   イルタに夫々結合され、各干渉フイルタからの単
   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、この光電素子からの出力信号を高速デイ
   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 各干渉フイルタは、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、この透孔
   に着脱可能に装着して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 干渉フイルタには、螢光励起用の干渉フイル
   タが含まれており、当該干渉フイルタを透過した
   光に基づく被検体の螢光を螢光選別用の干渉フイ
   ルタを介して光電素子に導くようにしたことを特
   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り、各光フアイバは、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。