[發明專利]流路中流動的樣本的光學特性測量裝置

有效

• 申請號: 200880101132.6
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101765765A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 巖井秀直;山內豐彥
• 申請（專利權）人: 浜松光子學株式會社
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01B9/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及利用光的干涉來測量流路中的樣本的光學特性的光學 特性測量裝置。

背景技術

利用光的干涉的光學特性測量裝置例如由專利文獻1、2所公開。 利用馬赫-曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder?Interferometer)的光學特性測 量裝置能夠測量流路中的樣本的光學特性。即這種光學特性測量裝置 以由第1光耦合器將光調制成2個分支之后的一個分支光橫斷流路的 方式由第2光耦合器使該分支光和另一個分支光干涉，通過檢測該干 涉光的強度從而能夠測量流路中的樣本的光學特性。

具體來說，所謂樣本的光學特性是光學厚度和折射率以及吸收等。 由此，可以知道細胞等的樣本的大小(體積)和干燥重量。由測量部 測量相位差。將相位差Ф的因樣本的通過而引起的變化量作為ΔФ_s。 例如，在試圖測量樣本的光學厚度的情況下，能夠根據“ΔФ_s(λ/2π)” 計算出細胞的光學厚度。如果知道了樣本的折射率，那么也能夠計算 出樣本的粒子直徑。在樣本內部的折射率分布是一樣的情況下，光學 厚度與體積存在比例關系，在樣本內部的折射率分布是不一樣的情況 下，光學厚度與樣本的干燥重量存在比例關系(非專利文獻1)。另外， 樣本的折射率可以根據“ΔФ_s(λ/2π)/D”計算出平均的折射率差(溶 劑與樣本的折射差)。在此，D表示粒子的直徑。另外，如果對輸入到 測量部的信號AsinФ、AcosФ施以平方和，那么能夠得到振幅A，并 能夠從該振幅強度的衰減程度測量樣本的吸收。λ表示光的波長。

專利文獻1：日本特公平7-119613號公報

專利文獻2：美國專利申請公開第2005-0105097號說明書

非專利文獻1：E.B.van?Munster，Cytometry，Vol.47，pp.192-199(2002)

發明內容

發明所要解決的問題

在如上述那樣的光學特性測量裝置中，第1光耦合器與第2光耦 合器之間的2個分支光路分別存在其一部分或者全部由光纖構成的情 況。在該情況下，由于溫度等的環境變動而使光纖發生伸縮，且2個 分支光路的各自的光程長度的差發生變動，從而干涉光的強度發生變 動。該干涉光的強度變動作為測量時的噪音。

一般來說，玻璃纖維的線膨脹系數為100×10^-7/K，且其伸縮的變 動幅度和其頻率取決于所使用的環境。例如，如果使光纖的長度為2m， 那么在溫度變動為1℃的情況下，其光纖的伸縮為20μm的左右，且光 纖的伸縮的變動的頻率(即噪音頻率)為0.2Hz左右。如果起因于測 量對象物而產生的信號光的頻率比噪音頻率足夠大，例如10kHz以上， 那么能夠由頻率識別的方法除去噪音成分從而有選擇性地取出信號 光。

另外，由于溫度等的環境變動而使2個分支光路的各自的光程長 度的差發生變動，從而產生測量靈敏度的劣化。即在光程長度差為規 定值的時候測量靈敏度最大，但是如果光程長度差偏離了規定值，那 么測量靈敏度發生劣化，且SN比發生劣化。因此，為了將測量靈敏度 維持為一定值，將光程長度差控制為一定值的機構是必須的。

在測量流路中的樣本的光學特性的情況下，因為樣本粒子一個一 個地移動，所以在樣本粒子橫穿過分支光的時候產生信號光，而在樣 本粒子沒有橫穿過分支光的時候不產生信號光。這就是在如流式細胞 儀(flow?cytometer)那樣的通常技術中，在樣本沒有通過的時候光不 到達光檢測器那樣的結構。通過制成該結構，從而在測量光強度的情 況下，由于只在樣本通過時檢測信號成分，因而能夠提高測量靈敏度。 即使在樣本粒子沒有橫穿過分支光的時候，由于光程長度差發生變動 且測量靈敏度發生變動，因而在測量相位差的情況下也有必要將光程 長度差一直控制為一定值。

但是，在通常的技術中，在樣本粒子沒有橫穿過分支光的時候， 由于是光不到達光檢測器的結構，因而無法一直將光程長度差控制為 一定值。所以，即使在一個一個的樣本粒子橫穿過分支光的時候，光 程長度差也會偏離于規定值，且測量靈敏度也不為一定值。

本發明為了解決上述的問題，以提供一種即使在流路中樣本粒子 一個一個地移動的情況下也能夠以一定的靈敏度測量該樣本的光學特 性的光學特性測量裝置為目的。

解決問題的方法