專利名稱：光度計(jì)以及具備光度計(jì)的分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)在試樣中包含的成分量的液體分析系統(tǒng)，涉及將作為系統(tǒng)的關(guān)鍵的光度計(jì)小型、低價(jià)格化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)液體分析系統(tǒng)整體的低價(jià)格化的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為檢測(cè)在試樣中包含的成分量的分析裝置，用來自鹵鎢燈(halogen lamp)等的白色光照射裝入反應(yīng)容器的試樣溶液，用衍射光柵對(duì)透過試樣溶液的光進(jìn)行分光后取出必要的波長(zhǎng)成分并得出其吸光度，由此來測(cè)定目標(biāo)成分量的分光分析裝置得到廣泛應(yīng)用。或者有時(shí)在用衍射光柵對(duì)白色光分光后照射試樣溶液。作為一例，存在專利文獻(xiàn)1的自動(dòng)分析裝置。作為為了會(huì)聚來自鹵鎢燈等光源的光來高精度地照射試樣而使用透鏡或反射鏡的例子，存在專利文獻(xiàn)2的分析裝置或?qū)＠墨I(xiàn)3的分析裝置。作為代替鹵鎢燈而在光源中使用LED的分析裝置，存在專利文獻(xiàn)4的分析設(shè)備或?qū)＠墨I(xiàn)5的分析裝置。在光源中使用LED的裝置中，作為為了會(huì)聚LED的光并將較多的光照射試樣而使用透鏡的例子，存在專利文獻(xiàn)6的分析裝置?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1日本專利第3748321號(hào)
專利文獻(xiàn)2日本特開2007-225339
專利文獻(xiàn)3日本特開2007-218883
專利文獻(xiàn)4日本專利第3964 1號(hào)
專利文獻(xiàn)5日本特開2007-1989
專利文獻(xiàn)6日本特開2007-225339

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在使用鹵鎢燈的例子中存在以下問題由于伴隨來自鹵鎢燈的發(fā)熱，冷卻成為必要，為了取出穩(wěn)定的光量，需要通過冷卻水等高精度地進(jìn)行溫度控制。 另外，鹵鎢燈壽命短，因此需要更換燈管，存在更換作業(yè)增加了使用者的負(fù)擔(dān)的問題，因此， 在裝置設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮設(shè)想到燈管更換的布局，存在影響裝置設(shè)計(jì)的自由度的問題。在使用了鹵鎢燈的光學(xué)系統(tǒng)中，使用了為了對(duì)來自鹵鎢燈的白色光進(jìn)行分光而使用的衍射光柵、為了會(huì)聚來自光源的光并高精度地照射試樣而使用的透鏡或反射鏡等很多部件，因此存在難以進(jìn)行光軸調(diào)整的問題。在光源中使用了 LED的、上述專利文獻(xiàn)4的分析設(shè)備或?qū)＠墨I(xiàn)5的分析裝置都是僅包括LED和檢測(cè)器的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，但是，由于沒有積極地使用用于聚光的透鏡或反射鏡等，所以照射試樣的光量少，存在無法根據(jù)分析目的來高精度地進(jìn)行分析的問題。作為在光源中使用LED，為了通過聚光來確保光量而使用了透鏡的上述現(xiàn)有例的專利文獻(xiàn)6的分析裝置中，在一個(gè)臺(tái)(stage)上密集地設(shè)置了多個(gè)測(cè)光單元，因此存在難以進(jìn)行裝配調(diào)整的問題、和在由于波長(zhǎng)的變更或維護(hù)而有必要更換多個(gè)測(cè)光單元內(nèi)的某個(gè)時(shí)難以對(duì)應(yīng)的問題。另外，由于光軸在一條直線上，因此也存在占用的反應(yīng)臺(tái)的半徑方向的尺寸較大的問題。為了構(gòu)成LED光度計(jì)，至少需要圖1所示的光源、會(huì)聚透鏡、狹縫以及光檢測(cè)器。 (反應(yīng)容器、樣本不包含在光度計(jì)中。)僅通過光源和光檢測(cè)器也能夠構(gòu)成，但是為了高精度地分析，用于確保光量的聚光部件(透鏡或反射鏡)的必需的，為了定義光束的截面形狀，使通過樣本的光線恒定，至少用于限制進(jìn)入檢測(cè)器的雜散光的狹縫也是必需的。在通過光度計(jì)高精度地進(jìn)行分析的生物化學(xué)自動(dòng)分析裝置中，為了將反應(yīng)容器內(nèi)的樣本溫度保持恒定，將反應(yīng)容器浸入到在恒溫槽內(nèi)循環(huán)的恒溫水中。另外，為了在短時(shí)間內(nèi)檢查大量的樣本，設(shè)置在圓周上排列多個(gè)反應(yīng)容器而一體化的反應(yīng)容器盤，在與反應(yīng)容器盤同心的環(huán)狀的恒溫槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)通過光度計(jì)部進(jìn)行檢查。圖2表示在恒溫槽中配置了所述最少結(jié)構(gòu)的LED光度計(jì)的例子，表示了環(huán)狀的恒溫槽的縱向剖面的一個(gè)面。在恒溫槽中需要不泄漏恒溫水而使測(cè)量光通過的由透明部件構(gòu)成的窗口。當(dāng)將最少結(jié)構(gòu)的LED光度計(jì)配置在恒溫槽中時(shí)，如圖2所示，在環(huán)狀的恒溫槽的外側(cè)配置光源和會(huì)聚透鏡，在恒溫槽的內(nèi)側(cè)配置光檢測(cè)器。光源和光檢測(cè)器相對(duì)于恒溫槽的位置關(guān)系也可以相反。狹縫最好盡量接近反應(yīng)容器，因此被配置在恒溫槽的內(nèi)部。為了將這些構(gòu)成部件保持在所設(shè)定的位置，而且為了容易進(jìn)行光軸的調(diào)整或裝配，最好如圖3所示，將光度計(jì)的構(gòu)成部件裝配在保持部件上形成一體化，并將其安裝在恒溫槽中。但是，為了將其安裝在恒溫槽中，需要將恒溫槽鏜削得較大，存在防止恒溫水的泄漏的密封(seal)等變得復(fù)雜的問題。圖4表示將除狹縫以外的構(gòu)成部件一體化，安裝在恒溫槽中的狀態(tài)。這樣一來，無需鏜削恒溫槽，只要設(shè)置不泄漏恒溫水而使測(cè)量光通過的由透明部件構(gòu)成的窗口即可。但是，需要考慮狹縫來進(jìn)行光軸調(diào)整，因此，在將一體化后的部件安裝在恒溫槽中之后需要進(jìn)行光軸調(diào)整。光軸也能夠以部件的機(jī)械精度來匹配，但是與僅對(duì)圖3的保持部件和其上安裝的構(gòu)成部件以機(jī)械精度進(jìn)行匹配的情況相比，在圖4的例子中，需要將狹縫和將狹縫以外一體化而得的部件分別高精度地安裝在恒溫槽中，存在在通常具有直徑300mm以上的大小的恒溫槽中需要高精度的問題。本發(fā)明的目的之一是有助于裝置的小型化、提高裝置設(shè)計(jì)的自由度。另外，在作為光源而使用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器等半導(dǎo)體光源的情況下，通過以適合于半導(dǎo)體光源的光度計(jì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于分析裝置，可以進(jìn)一步將裝置小型化、提高設(shè)計(jì)自由度。用于解決課題的手段為了解決上述問題，作為光度計(jì)，其特征在于，具有光源；從光源照射的光透過或者通過的第一支承體；檢測(cè)通過裝有測(cè)定試樣的反應(yīng)容器的光的檢測(cè)器；以及設(shè)置有檢測(cè)器的第二支承體，配置所述第一支承體和所述第二支承體，使得裝有測(cè)定試樣的反應(yīng)容器插入所述第一支承體和所述第二支承體之間，并且，所述光度計(jì)具有第一反射部，其設(shè)置在第一支承體上，反射從光源照射的光，使光通過反應(yīng)容器；以及聚光部，其會(huì)聚從光源照射的光，使光通過反應(yīng)容器。另外，作為分析系統(tǒng)，其特征在于，具有裝入測(cè)定試樣的反應(yīng)容器；具有浸泡反應(yīng)容器而保持的恒溫流體的恒溫槽；以及配備在恒溫槽的底部，向反應(yīng)容器照射光的光度計(jì)，光度計(jì)具有光源；從光源照射的光透過或通過的第一支承體；檢測(cè)通過反應(yīng)容器后的光的檢測(cè)器；設(shè)置有檢測(cè)器的第二支承體；設(shè)置在第一支承體中，反射從光源照射的光，使光通過反應(yīng)容器的反射部，配置第一支承體和第二支承體，使得反應(yīng)容器插入第一支承體和第二支承體之間。作為反射部，可以使用平面鏡、拋物面反射鏡、橢圓面反射鏡等，可以進(jìn)行與各自的特征相匹配的配置。另外，在光源中使用發(fā)熱少、壽命長(zhǎng)的發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，通過使光軸不為一條直線地進(jìn)行彎曲來小型化，通過共用彎曲光軸的部件和為了確保光量而在聚光中使用的部件來減少部件個(gè)數(shù)，同時(shí)，通過小型化、減少部件個(gè)數(shù)以及一體化可以容易進(jìn)行光軸調(diào)整，實(shí)現(xiàn)更高精度的光度計(jì)以及分析系統(tǒng)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過用反射鏡彎曲光軸，能夠?qū)⒐舛扔?jì)的恒溫槽或反應(yīng)容器盤的半徑方向的尺寸抑制得較小，可以有助于裝置的小型化。另外，通過用拋物面反射鏡或橢圓面反射鏡彎曲光軸，可以不需要會(huì)聚透鏡并減少構(gòu)成部件個(gè)數(shù)，與光軸調(diào)整的容易性相結(jié)合能夠降低成本。而且，通過區(qū)別使用拋物面反射鏡和橢圓面反射鏡，能夠區(qū)別使用重視影響檢測(cè)靈敏度的光量的光度計(jì)和重視散射項(xiàng)目測(cè)定的特性的光度計(jì)，可以提供能夠提高系統(tǒng)性能的技術(shù)。


圖1是表示LED光度計(jì)所必要的最小結(jié)構(gòu)的概要圖。圖2是將最少結(jié)構(gòu)的LED光度計(jì)配置在恒溫槽中的例子的概要圖。圖3是將最少結(jié)構(gòu)的LED光度計(jì)一體化并配置在恒溫槽中的例子的概要圖。圖4是將最少結(jié)構(gòu)的LED光度計(jì)的狹縫以外的部分一體化并配置在恒溫槽中的例子的概要圖。圖5是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖6是表示將本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)安裝在恒溫槽中的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖7是將多個(gè)本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)安裝在恒溫槽中來表示的概要圖。圖8是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖9是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖10是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖11是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖12是表示平行入射的光被散射的情形的概要圖。圖13是表示有角度地入射的光被散射的情形的概要圖。圖14是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖15是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。
圖16是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖17是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖18是表示對(duì)拋物面反射鏡和橢圓面反射鏡的光量的差異進(jìn)行模擬的結(jié)果的圖。圖19是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖20是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖21是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。圖22是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的概要圖。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施方式1)圖5是表示本發(fā)明的液體分析系統(tǒng)用光度計(jì)(以下簡(jiǎn)稱為光度計(jì))的結(jié)構(gòu)的概要圖。本光度計(jì)是光度計(jì)11，其由以下各部構(gòu)成LED光源1 ；使從所述LED光源1出射的光透過或通過的第一支承體2 ；設(shè)置在所述第一支承體2上的第一反射鏡3 ；同樣設(shè)置在所述第一支承體2上的第一狹縫4 ；設(shè)置有第二狹縫5以及光檢測(cè)器6的第二支承體7 ；在所述第一支承體2以及所述第二支承體7之間隔著反應(yīng)容器13配置并形成溝8，將所述第一支承體2以及所述第二支承體7連接的第三支承體9 ；以及通過所述第一支承體2或第三支承體9保持的會(huì)聚透鏡10。作為光源，舉例表示了發(fā)光二極管(LED)，但是除此以外也可以使用半導(dǎo)體激光器等。將本光度計(jì)11安裝在液體分析系統(tǒng)的恒溫槽中來進(jìn)行基于本光度計(jì)11的測(cè)定試樣的分析，因此，在說明分析方法之前，說明液體分析系統(tǒng)的安裝本光度計(jì)的部分附近的結(jié)構(gòu)、以及與本光度計(jì)的位置關(guān)系。圖6是液體分析系統(tǒng)的一部分，將截面為U字型的環(huán)狀的恒溫槽12、和具有在與所述恒溫槽12同心的圓周上排列多個(gè)反應(yīng)容器13的反應(yīng)容器盤14縱向剖開而僅表示一個(gè)剖面。相對(duì)于光軸成直角地配置反應(yīng)容器13，并且光的入射面、光透過的內(nèi)表面以及光的出射面平行。所述恒溫槽12具有將截面做成U字型的流路15，在所述流路5內(nèi)保持恒定溫度的恒溫水16保持恒定的液面高度并進(jìn)行循環(huán)。所述反應(yīng)容器盤14，在所述恒溫槽12的上部以與所述恒溫槽12相同的中心軸為中心來旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在所述反應(yīng)容器盤14上的所述反應(yīng)容器13被浸入到所述恒溫槽12內(nèi)的所述恒溫水16中，在所述恒溫槽12的所述流路 15內(nèi)移動(dòng)。測(cè)定試樣17在測(cè)定時(shí)被裝入反應(yīng)容器13。光度計(jì)11在所述恒溫槽12中，從所述恒溫槽12的下側(cè)安裝在能夠?qū)⑺龇磻?yīng)容器13移動(dòng)到所述溝8內(nèi)部的位置。另外， 配置一個(gè)所述光度計(jì)11或者在與所述恒溫槽12同心的圓周上配置多個(gè)所述光度計(jì)11。如前所述，在所述恒溫槽12中安裝有光度計(jì)11，當(dāng)所述反應(yīng)盤14旋轉(zhuǎn)，裝入了作為目標(biāo)的所述測(cè)定試樣17的所述反應(yīng)容器13移動(dòng)到光度計(jì)11的溝8的位置時(shí)，通過本光度計(jì)11進(jìn)行測(cè)定試樣的分析。在分析時(shí)，通過所述會(huì)聚透鏡10將從所述LED光源1出射的光會(huì)聚到所述反應(yīng)容器13內(nèi)的所述測(cè)定試樣17的位置，通過所述第一反射鏡3反射后將光軸彎曲約90度，通過所述第一狹縫4將照射區(qū)域控制為恒定地進(jìn)行照射。此外，通常在恒溫水16中為了防止細(xì)菌的繁殖等，使用堿性或酸性的液體。因此，第一支承體2、第一反射鏡3、第一狹縫4、第二狹縫5以及第三支承體9使用具有抗堿性以及酸性液體的特性的玻璃、金屬和/或樹脂，為使恒溫水不進(jìn)入LED光源1、光檢測(cè)器6以及會(huì)聚透鏡10等中而進(jìn)行密封。以本光度計(jì)作為對(duì)象的液體分析系統(tǒng)的試樣的測(cè)定原理如下。在所述測(cè)定試樣17中混合了根據(jù)分析項(xiàng)目而選擇的試劑，與分析對(duì)象成分進(jìn)行反應(yīng)，與包含所述分析對(duì)象的比例相匹配，吸收特定的波長(zhǎng)的光。因此，從所述LED光源1出射的光的波長(zhǎng)，使用根據(jù)分析項(xiàng)目而選擇的波長(zhǎng)。如前所述，照射到所述測(cè)定試樣17的光被所述分析對(duì)象成分量吸收，在通過所述第二狹縫5去除雜散光后，照射到所述光檢測(cè)器6 上。照射到所述光檢測(cè)器6上的光，通過所述光檢測(cè)器6被變換為電信號(hào)，通過分析其信號(hào)量可以得知所述測(cè)定試樣17中包含的分析對(duì)象成分的量。通常將這種測(cè)量方法稱為吸光度測(cè)量。根據(jù)本光度計(jì)11，相對(duì)于所述圖1到圖4所示的光度計(jì)，通過第一反射鏡3將光軸彎曲，并且將光檢測(cè)器6配置在第二狹縫5的緊后方，由此能夠?qū)⒐舛扔?jì)在所述恒溫槽12 或所述反應(yīng)容器盤14的半徑方向的尺寸抑制得較小，因此如圖7所示，能夠?qū)⒃谒龇磻?yīng)容器盤14的圓周上排列的多個(gè)反應(yīng)容器13和光度計(jì)進(jìn)一步以同心圓狀配置多列，能夠不增大裝置的大小地提高處理能力，或者也能夠不改變處理能力地將裝置小型化。另外，通過使配置的多個(gè)光度計(jì)的各自的波長(zhǎng)不同，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的分析。在所述圖5所示的例子中，所述第一支承體2使用透光部件進(jìn)行了說明，第一反射鏡3將其外表面用作反射面，但是也考慮如圖8所示，在所述第一支承體2中使用不透明部件，在其內(nèi)部設(shè)置使光通過的空間18的結(jié)構(gòu)。由此可以增加部件制造方法的選項(xiàng)，并且可以期待成本降低。另外，在所述圖5中，在第二狹縫5的緊后方配置了光檢測(cè)器6，但是，由于第二狹縫5和光檢測(cè)器6過度接近時(shí)容易檢測(cè)出雜散光，因此也能夠如圖9所示那樣通過第二反射鏡3’將光軸向下方彎曲。(實(shí)施方式2)圖10是表示本發(fā)明的光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本光度計(jì)是光度計(jì)30，其由以下各部構(gòu)成LED光源21 ；從所述LED光源21出射的光透過或通過的第一支承體22 ；設(shè)置在所述第一支承體22上的第一反射鏡23 ；同樣設(shè)置在所述第一支承體22上的第一狹縫M ；設(shè)置了第二狹縫25以及光檢測(cè)器沈的第二支承體27 ；以及在所述第一支承體22以及所述第二支承體27之間形成溝觀，并連接所述第一支承體22以及所述第二支承體27的第三支承體四。作為光源舉例表示了發(fā)光二極管(LED)，但是除此以外還可以使用半導(dǎo)體激光器寸。第一反射鏡23是截取拋物面反射鏡的一部分而得的形狀，拋物面反射鏡的軸被設(shè)定為大致水平，并且被設(shè)定為與連接第一狹縫M和第二狹縫25的彼此的中心的直線、即水平部分的光軸31平行。另外，在拋物面反射鏡的焦點(diǎn)位置配置了所述LED光源21，從所述LED光源21出射的光的光軸32被設(shè)定為大致鉛直，通過所述第一反射鏡23反射并被彎曲成直角，成為所述水平部分的光軸31。將本光度計(jì)30安裝在液體分析系統(tǒng)的恒溫槽中來進(jìn)行基于本光度計(jì)30的測(cè)定試樣的分析。液體分析系統(tǒng)的安裝本光度計(jì)的部分附近的結(jié)構(gòu)、以及與本光度計(jì)的位置關(guān)系與實(shí)施方式1相同，因此省略說明。與實(shí)施方式1相同，在所述恒溫槽12中安裝有所述光度計(jì)30，當(dāng)所述反應(yīng)盤14旋轉(zhuǎn)，裝入了作為目標(biāo)的所述測(cè)定試樣17的所述反應(yīng)容器13移動(dòng)到所述光度計(jì)30的所述溝 28的位置時(shí)，通過本光度計(jì)30進(jìn)行測(cè)定試樣的分析。在分析時(shí)，通過第一反射鏡23反射從所述LED光源21出射的光，通過所述第一狹縫M將照射區(qū)域控制為恒定，照射所述反應(yīng)容器13內(nèi)的所述測(cè)定試樣17。所述第一反射鏡23是拋物面反射鏡，從在其焦點(diǎn)處配置的所述LED光源21出射的光通過所述第一反射鏡23反射而被彎曲后，整形為與水平部分的光軸31平行，并且被平行地會(huì)聚。嚴(yán)格來講， LED光源21不是完全的點(diǎn)光源，因此從偏離于拋物面反射鏡的焦點(diǎn)的位置出射的光不與所述水平部分的光軸31完全平行，但是只要能夠通過拋物面反射鏡將通過第一狹縫M和第二狹縫25的雙方的狹縫的光量大致平行地會(huì)聚即可。此外，通常在恒溫水16中為了防止細(xì)菌的繁殖等，使用堿性或酸性的液體。因此， 第一支承體22、第一反射鏡23、第一狹縫M、第二狹縫25以及第三支承體四使用具有抗堿性或酸性液體的性質(zhì)的玻璃、金屬和/或樹脂，為使恒溫水16不進(jìn)入LED21以及光檢測(cè)器沈等中而進(jìn)行了密封。以本光度計(jì)作為對(duì)象的、液體分析系統(tǒng)的試樣的測(cè)定原理與實(shí)施方式1相同，因此省略說明。在本光度計(jì)30中，也能夠相對(duì)于所述圖1至圖4所示的光度計(jì)，將光度計(jì)在所述恒溫槽12或所述反應(yīng)容器盤14的半徑方向的尺寸抑制得較小，因此與圖7相同，能夠把在所述反應(yīng)容器盤14的圓周上排列的多個(gè)反應(yīng)容器13進(jìn)一步以同心圓狀地配置多列，能夠不改變裝置的大小地提高處理能力，或者能夠不改變處理能力地將裝置小型化。另外，在實(shí)施方式1中，需要用于彎曲光軸的第一反射鏡3和用于聚光的會(huì)聚透鏡 10，但是在本實(shí)施方式的光度計(jì)30中，第一反射鏡23兼顧聚光和反射，因此部件個(gè)數(shù)減少， 具有容易調(diào)整光軸的效果。在所述圖10表示的例子中，對(duì)所述第一支承體22使用透光部件進(jìn)行了說明，第一反射鏡23將其外表面用作反射面，但是與實(shí)施方式1同樣地，也考慮如圖11所示，在所述第一支承體22中使用不透明部件，在其內(nèi)部設(shè)置使光通過的空間33的結(jié)構(gòu)。由此，部件制造方法的選項(xiàng)增加，可以期待成本降低。在本光度計(jì)30中，如前所述，照射到試樣的光被大致平行地會(huì)聚，因此有利于散射光的測(cè)定。即，如圖12所示，當(dāng)反應(yīng)容器13內(nèi)的測(cè)定試樣17是以散射測(cè)定為目的的項(xiàng)目時(shí)，計(jì)算通過接收照射到光檢測(cè)器沈的光通過散射而減少后的透射光34而失去的散射光35的量，但是此時(shí)，散射光35最好不進(jìn)入光檢測(cè)器沈。被照射的光以特定的角度出射散射光35。因此，當(dāng)通過實(shí)施方式1所示的光度計(jì)11測(cè)定散射光時(shí)，有時(shí)如圖13所示那樣對(duì)反應(yīng)容器13內(nèi)的測(cè)定試樣17有角度地照射光，因此有時(shí)散射光35容易進(jìn)入光檢測(cè)器沈，難以進(jìn)行精度良好的散射測(cè)定，對(duì)此，在本光度計(jì)30的情況下，照射試樣的光被大致平行地會(huì)聚，因此，散射光變得難以進(jìn)入光檢測(cè)器沈，有利于散射光的測(cè)定。另外，在所述圖10中，在第二狹縫25的緊后方配置了光檢測(cè)器沈，但是由于第二狹縫25和光檢測(cè)器沈過度接近時(shí)容易檢測(cè)出雜散光，因此如圖14所示，也能夠通過第二反射鏡23’將光軸向下方彎曲。在這種情況下，第二反射鏡23’可以不是拋物面反射鏡。而且如圖15所示，也可以通過會(huì)聚透鏡10’將從LED光源21出射的光成像在拋物面反射鏡
的焦點(diǎn)位置。(實(shí)施方式3) 圖16是表示本發(fā)明的光度計(jì)的結(jié)構(gòu)的概要圖。本光度計(jì)是光度計(jì)50，其由以下各部構(gòu)成LED光源41 ；使從所述LED光源41出射的光透過或通過的第一支承體42 ；設(shè)置在所述第一支承體42上的第一反射鏡43 ；同樣設(shè)置在所述第一支承體42上的第一狹縫44 ； 設(shè)置有第二狹縫45以及光檢測(cè)器46的第二支承體47 ；以及在所述第一支承體42以及所述第二支承體47之間形成溝48，并連接所述第一支承體42以及所述第二支承體47的第三支承體49。作為光源舉例表示了發(fā)光二極管(LED)，但是除此以外也可以使用半導(dǎo)體激光
嬰坐
-V^r ^t ο第一反射鏡43是截取橢圓面反射鏡的一部分而得到的形狀，是在橢圓面反射鏡的第一焦點(diǎn)51處配置LED光源41，使第二焦點(diǎn)52成為在反應(yīng)容器13內(nèi)的測(cè)定試樣17內(nèi)透過的光軸長(zhǎng)度方向的大致中心位置那樣來定義的橢圓面反射鏡。而且，從所述LED光源 41出射的光的光軸53被設(shè)定為大致鉛直，通過所述第一反射鏡43反射并被彎曲成直角，成為水平部分的光軸討。為了將從LED光源41出射的光的光軸53和通過樣本的水平部分的光軸M配置成直角，只要相對(duì)于出射的光的光軸53和通過樣本的水平部分的光軸M，使基準(zhǔn)橢圓的長(zhǎng)軸成為45度，使基準(zhǔn)橢圓的第一焦點(diǎn)51和第二焦點(diǎn)52的距離與基準(zhǔn)橢圓的短軸長(zhǎng)度相同即可，但是，光軸以直角入射到反應(yīng)容器13的光的入射面十分重要，通過所述第一反射鏡43反射并彎曲成直角未必重要，在不彎曲成直角的情況下，出射的光的光軸53 變得不為鉛直。將本光度計(jì)50安裝在液體分析系統(tǒng)的恒溫槽中來進(jìn)行基于本光度計(jì)50的測(cè)定試樣的分析。液體分析系統(tǒng)的安裝本光度計(jì)的部分附近的結(jié)構(gòu)、以及與本光度計(jì)的位置關(guān)系與實(shí)施方式1相同，因此省略說明。與實(shí)施方式1相同，在所述恒溫槽12中安裝所述光度計(jì)50，當(dāng)所述反應(yīng)盤14旋轉(zhuǎn)，裝入了作為目標(biāo)的所述測(cè)定試樣17的所述反應(yīng)容器13移動(dòng)到所述光度計(jì)50的所述溝 48的位置時(shí)，通過本光度計(jì)50進(jìn)行測(cè)定試樣的分析。在分析時(shí)，通過第一反射鏡43反射從所述LED光源41出射的光，通過所述第一狹縫44將照射區(qū)域控制為恒定，對(duì)所述反應(yīng)容器13內(nèi)的所述測(cè)定試樣17進(jìn)行照射。所述第一反射鏡43是橢圓面反射鏡，從配置在其第一焦點(diǎn)51處的所述LED光源41出射的光在通過所述第一反射鏡43反射而被彎曲后，被會(huì)聚到作為第二焦點(diǎn)52的位置的、透過反應(yīng)容器 13內(nèi)的測(cè)定試樣17內(nèi)的光軸長(zhǎng)度方向的大致中心位置。此外，通常在恒溫水16中為了防止細(xì)菌的繁殖等，使用堿性或酸性的液體。因此， 第一支承體42、第一反射鏡43、第一狹縫44、第二狹縫45以及第三支承體49使用具有抗堿性或酸性液體的性質(zhì)的玻璃、金屬和/或樹脂，為使恒溫水16不進(jìn)入LED光源41以及光檢測(cè)器46等而進(jìn)行了密封。以本光度計(jì)作為對(duì)象的、液體分析系統(tǒng)的試樣的測(cè)定原理與實(shí)施方式1相同，因此省略說明。在本光度計(jì)50中，也能夠相對(duì)于所述圖1至圖4所示的光度計(jì)，將光度計(jì)在所述恒溫槽12或所述反應(yīng)容器盤14的半徑方向的尺寸抑制得較小，因此與圖7同樣，能夠把在所述反應(yīng)容器盤14的圓周上排列的多個(gè)的反應(yīng)容器13進(jìn)一步以同心圓狀地配置多列，可以不改變裝置的大小地提高處理能力，或者可以不改變處理能力地將裝置小型化。另外，在實(shí)施方式1中需要用于彎曲光軸的第一反射鏡3和用于聚光的會(huì)聚透鏡 10，但是在本實(shí)施方式的光度計(jì)50中，第一反射鏡43兼顧會(huì)聚和反射，因此部件個(gè)數(shù)減少， 具有容易調(diào)整光軸的效果。在所述圖16所示的例子中，對(duì)所述第一支承體42使用透光部件進(jìn)行了說明，第一反射鏡43將其外表面用作反射面，但是與實(shí)施方式1相同，也考慮如圖17所示，在所述第一支承體42中使用不透明部件，在其內(nèi)部設(shè)置使光通過的空間55的結(jié)構(gòu)。由此，部件制造方法的選項(xiàng)增加，可以期待成本降低。在本光度計(jì)50中如前所述，照射試樣的光被會(huì)聚到在反應(yīng)容器13內(nèi)的測(cè)定試樣 17內(nèi)透過的光軸長(zhǎng)度方向的大致中心位置，因此，對(duì)于散射光的測(cè)定來說，與實(shí)施方式1、2 相比也有缺點(diǎn)，但是通過第一狹縫44、第二狹縫45后由光檢測(cè)器46檢測(cè)出的受光量與平行光的情況相比增多。關(guān)于這一點(diǎn)在實(shí)施方式1中也相同，原因在于在使來自光源的光成為平行光時(shí)，偏離光源出射的光變得難以通過第一狹縫和第二狹縫的雙方，但是在把來自光源的光會(huì)聚時(shí)，與成為平行光的情況相比容易會(huì)聚偏離光源出射的光。圖18表示在將第一反射鏡設(shè)為拋物面反射鏡時(shí)、和將第一反射鏡設(shè)為橢圓面反射鏡時(shí)進(jìn)行比較模擬而計(jì)算出的受光量的比例。圖18(a)表示拋物面反射鏡的情況、圖 18(b)表示橢圓面反射鏡的情況。兩者都采取成為大致相同的條件的出射光量、大小來進(jìn)行模擬，其結(jié)果為受光光量在拋物面反射鏡的情況下設(shè)為1時(shí)，在橢圓面反射鏡的情況下為 1. 27，可知橢圓面反射鏡的光量較多。S卩，在需要較大光量的高靈敏度的測(cè)定中適合于如實(shí)施方式1那樣通過透鏡來聚光、或者如本實(shí)施方式3那樣通過橢圓面反射鏡聚光，在散射光測(cè)定中適合于如實(shí)施方式2 那樣平行地聚光，可以根據(jù)用途來區(qū)別使用。另外，在所述圖16中，在第二狹縫45緊后方配置了光檢測(cè)器46，但是當(dāng)?shù)诙M縫45和光檢測(cè)器46過于接近時(shí)容易檢測(cè)出雜散光，因此如圖19、圖20所示，也能夠通過第二反射鏡43’將光軸向下方彎曲。在這種情況下，第二反射鏡43’即使不是橢圓面反射鏡也可以。而且，如圖20所示，也可以通過會(huì)聚透鏡10”將從LED光源41出射的光成像在橢圓面反射鏡的第一焦點(diǎn)51處，為了進(jìn)一步減小散射光測(cè)定時(shí)的雜散光的影響，也可以如圖21所示那樣設(shè)置第三狹縫56。(實(shí)施方式4)圖22是表示本實(shí)施方式的液體分析系統(tǒng)60的概要圖。液體分析系統(tǒng)60由以下各部構(gòu)成恒溫槽12 ；具有在與所述恒溫槽12同心的圓周上排列多個(gè)反應(yīng)容器13的反應(yīng)容器盤14 ；裝入了測(cè)定試樣17的樣本容器61 ；搬運(yùn)多個(gè)樣本容器61的支架62 ；吸取一定量的樣本容器61內(nèi)的測(cè)定試樣71后分注到反應(yīng)容器13中的樣本分注器63 ；收存了能夠根據(jù)分析項(xiàng)目來選擇的多個(gè)裝有試劑的試劑瓶64的試劑盤65 ；從試劑瓶64吸取一定量的試劑后分注到反應(yīng)容器13中的試劑分注器66 ；對(duì)分注到反應(yīng)容器13中的測(cè)定試樣17和試劑進(jìn)行攪拌的攪拌部67 ；用于清洗分析結(jié)束后的反應(yīng)容器13的清洗部68 ；以及排列了一個(gè)或多個(gè)所述實(shí)施方式1、所述實(shí)施方式2、所述實(shí)施方式3中的某一個(gè)的光度計(jì)的測(cè)量部69等。在圖22中，反應(yīng)容器盤14，在測(cè)定試樣17的分注、試劑的分注、被分注到反應(yīng)容器13中的測(cè)定試樣17和試劑的攪拌、以及反應(yīng)容器13的清洗的動(dòng)作時(shí)停止，為了在下一反應(yīng)容器13中進(jìn)行相同動(dòng)作而旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。另外，支架62為了搬運(yùn)多個(gè)樣本容器61而直線移動(dòng)，試劑盤65旋轉(zhuǎn)移動(dòng)到試劑分注器66可以吸取希望的試劑瓶64的位置。通常，反應(yīng)容器盤14在一定方向上旋轉(zhuǎn)，分注并攪拌測(cè)定試樣17和試劑，當(dāng)能夠進(jìn)行測(cè)定的反應(yīng)容器 13內(nèi)的測(cè)定試樣17到達(dá)測(cè)量部69的位置時(shí)，通過希望的光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。在液體分析系統(tǒng)60中，進(jìn)行吸光度測(cè)量的情況、和在吸光度測(cè)量中也進(jìn)行重視散射特性的測(cè)量的情況共存，因此，在測(cè)量部69中可以根據(jù)目的使所述光度計(jì)11、所述光度計(jì)30、所述光度計(jì)50多個(gè)共存來配置。另外，通過使配置的多個(gè)光度計(jì)的各自的波長(zhǎng)不同， 可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目的分析。此時(shí)，所配置的光度計(jì)的配置間隔變得與在反應(yīng)容器盤14上配置了多個(gè)的反應(yīng)容器13的配置間隔相同，可以在相同時(shí)刻用多個(gè)光度計(jì)測(cè)量多個(gè)測(cè)定試樣17，由此可以緩解數(shù)據(jù)處理或裝置控制的煩雜，另外可以進(jìn)行相同條件下的測(cè)定。符號(hào)的說明1 LED光源、2第一支承體、3第一反射鏡、3’第二反射鏡、4第一狹縫、5第二狹縫、6光檢測(cè)器、7第二支承體、8溝、9第三支承體、10會(huì)聚透鏡、10’會(huì)聚透鏡、11光度計(jì)、12恒溫槽、13反應(yīng)容器、14反應(yīng)容器盤、15流路、16恒溫水、17測(cè)定試樣、18使光通過的空間、21 LED光源、22第一支承體、23第一反射鏡、23，第二反射鏡、24第一狹縫、25第二狹縫J6光檢測(cè)器、27第二支承體、觀溝、29第三支承體、30光度計(jì)、31水平部分的光軸、32出射的光的光軸、33使光通過的空間、34透射光、35散射光、41 LED光源、42第一支承體、43第一反射鏡、43，第二反射鏡、44第一狹縫、45第二狹縫、46光檢測(cè)器、47第二支承體、48溝、49第三支承體、50光度計(jì)、51第一焦點(diǎn)、52第二焦點(diǎn)、53出射的光的光軸、54水平部分的光軸、55使光通過的空間、56第三狹縫、60液體分析系統(tǒng)、61樣本容器、62支架、63分注器、64試劑瓶、65試劑盤、66試劑分注器、67攪拌部、68清洗部、69測(cè)量部。
權(quán)利要求
1.一種光度計(jì)，其特征在于，具有 光源；從所述光源照射的光透過或者通過的第一支承體； 檢測(cè)通過裝有測(cè)定試樣的反應(yīng)容器的光的檢測(cè)器；以及設(shè)置有所述檢測(cè)器的第二支承體，配置所述第一支承體和所述第二支承體，使得裝有測(cè)定試樣的反應(yīng)容器插入所述第一支承體和所述第二支承體之間， 并且，所述光度計(jì)具有第一反射部，其設(shè)置在所述第一支承體上，反射從所述光源照射的光，使光通過所述反應(yīng)容器；以及聚光部，其會(huì)聚從所述光源照射的光，使光通過所述反應(yīng)容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一支承體具有使由所述第一反射部反射的光通過的第一狹縫， 所述第二支承體具有使通過所述反應(yīng)容器后的光通過的第二狹縫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于， 所述第一反射部是平面鏡，所述聚光部是透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一反射部是拋物面反射鏡，所述拋物面反射鏡兼用作所述聚光部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光度計(jì)，其特征在于， 所述光源被配置在所述拋物面反射鏡的焦點(diǎn)位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一反射部是拋物面反射鏡，所述聚光部把來自所述光源的光會(huì)聚在所述拋物面反射鏡的焦點(diǎn)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一反射部是橢圓面反射鏡，所述橢圓面反射鏡兼用作所述聚光部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光度計(jì)，其特征在于，在所述橢圓面反射鏡的第一焦點(diǎn)位置配置所述光源，在所述橢圓面反射鏡的第二焦點(diǎn)位置配置所述反應(yīng)容器的所述光通過的長(zhǎng)度的大致中心位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一反射部是橢圓面反射鏡，所述聚光部把來自所述光源的光會(huì)聚在所述橢圓面反射鏡的第一焦點(diǎn)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于， 所述光源是半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第二支承體具有第二反射部，其使通過所述反應(yīng)容器后的光透過或通過，反射通過所述反應(yīng)容器后的光，將其導(dǎo)入所述檢測(cè)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第二支承體具有第二聚光部，其會(huì)聚通過所述反應(yīng)容器后的光，將其導(dǎo)入所述檢測(cè)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光度計(jì)，其特征在于， 所述第二反射部是平面鏡，第二聚光部是透鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第二反射部是第二拋物面反射鏡，所述第二拋物面反射鏡兼用作所述第二聚光部，在所述第二拋物面反射鏡的焦點(diǎn)位置配置所述檢測(cè)器。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第二反射部是第二橢圓面反射鏡，所述第二橢圓面反射鏡兼用作所述第二聚光部，在所述第二橢圓面反射鏡的第一焦點(diǎn)位置配置所述反應(yīng)容器的所述光通過的長(zhǎng)度的大致中心位置，在所述第二橢圓面反射鏡的第二焦點(diǎn)位置配置所述檢測(cè)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光度計(jì)，其特征在于， 在所述第二反射部和所述檢測(cè)器之間設(shè)置有第三狹縫。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的光度計(jì)，其特征在于，通過所述反應(yīng)容器的光的光軸與所述反應(yīng)容器的光入射面大致垂直地入射。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一支承體以及所述第二支承體中的至少一方由使光透過的部件形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一支承體以及所述第二支承體的至少一方，通過在內(nèi)部具有光能夠通過的空間的部件或使光透過的部件的組合而構(gòu)成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1、18或19所述的光度計(jì)，其特征在于，所述第一支承體以及所述第二支承體由具有抗酸、堿溶液特性的材質(zhì)構(gòu)成。
21.一種分析系統(tǒng)，作為一種分析裝置，其具有 裝入測(cè)定試樣的反應(yīng)容器；具有浸泡所述反應(yīng)容器而保持的恒溫流體的恒溫槽；以及配備在所述恒溫槽的底部，向所述反應(yīng)容器照射光的光度計(jì)， 所述分析系統(tǒng)的特征在于，所述光度計(jì)具有光源；從所述光源照射的光透過或通過的第一支承體；檢測(cè)通過所述反應(yīng)容器后的光的檢測(cè)器；設(shè)置有所述檢測(cè)器的第二支承體；設(shè)置在所述第一支承體中，反射從所述光源照射的光，使光通過所述反應(yīng)容器的反射部，配置所述第一支承體和所述第二支承體，使得所述反應(yīng)容器插入所述第一支承體和所述第二支承體之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的分析系統(tǒng)，其特征在于， 在所述恒溫槽的底部并列配置了多個(gè)所述光度計(jì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，從所述反射部為平面鏡的光度計(jì)、所述反射部為拋物面反射鏡的光度計(jì)、以及所述反射部為橢圓面反射鏡的光度計(jì)中組合配置了所述多個(gè)光度計(jì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，所述恒溫槽做成其截面為U字型的環(huán)狀，把裝有測(cè)定試樣的所述反應(yīng)容器放入到所述恒溫槽的做成所述U字型的部分，并且，多個(gè)所述反應(yīng)容器被排列在與所述恒溫槽同心的圓周上，所述多個(gè)光度計(jì)被排列在與所述多個(gè)反應(yīng)容器同心的圓周上。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的分析系統(tǒng)，其特征在于，在與所述恒溫槽同心而直徑不同的圓周上配置多個(gè)在與所述恒溫槽同心的圓周上排列的所述多個(gè)反應(yīng)容器和所述多個(gè)光度計(jì)的組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的分析系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個(gè)光度計(jì)的所述光源分別出射波長(zhǎng)不同的光。
全文摘要
在檢測(cè)在試樣中包含的成分量的分析系統(tǒng)中，使光度計(jì)小型、低價(jià)格化，并且在系統(tǒng)全體中可以同時(shí)測(cè)定大量樣本。使用發(fā)熱少、壽命長(zhǎng)的LED作為光源，通過使光軸不為一條直線地彎曲來進(jìn)行小型化，通過共用彎曲光軸的部件和在為了確保光量而聚光中使用的部件來減少部件個(gè)數(shù)，同時(shí)，通過小型化減少部件個(gè)數(shù)以及一體化，容易進(jìn)行光軸調(diào)整，實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N35/04GK102265140SQ200980152349
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者原田邦男, 山崎功夫, 足立作一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立高新技術(shù)