专利名称：取样盒、旋光仪及旋光角的测量方法
技术领域：
本发明涉及测量旋光角用的装有液态试剂的取样盒的改进。
以往旋光角的测量用于液态试剂溶解物的识别、纯度检验及浓度判断等。旋光角的测量，例如用于水溶液所含果糖、蔗糖及葡萄糖等的浓度判断。近年来还提出将旋光角测量用于尿糖值(葡萄糖浓度)及尿蛋白值(白蛋白浓度)的检查(国际公开号WO97/18470号公报)。
含有旋光物质的溶液而产生的旋光角α正比于旋光物质的旋光率[α]及其浓度C的乘积。若设测量光路长为L，则旋光角α可用下式(1)表示α[度]=L[cm]×[α]×C[kg/dl]……(1)因此，通过测量液态试剂的旋光角，能够求出该试剂所含旋光物质的浓度。
以往，作为尿中葡萄糖及蛋白质等的检查方法，是将试剂等浸入尿中，利用分类测量仪等观测其显色反应。但是在该方法中，必须使用试纸等消耗品。
尿中的葡萄糖及白蛋白显示出旋光性，而相反，尿中的其他成分不显示旋光性。因此，在上述公报中，通过测量尿的旋光角来求出尿糖值及尿蛋白值。若利用该方法，则尿中所含葡萄糖及白蛋白即使很少，也能够检测出尿糖值及尿蛋白值，能够无需消耗品而进行尿检查。在该公报中，将具有特定振动面的光照射试剂，通过利用旋转检偏镜对透过试剂的光的振动面进行检测，直接求出振动面的旋转角度即旋光角。
图15所示为以往旋光仪之一侧。由钠灯、带通滤光镜、透镜及狭缝等构成的光源81，发出波长589nm的钠D线的近似平行光。偏光镜82仅让光源81发出的光中具有特定振动面的成分透过。装有被测试剂的取样盒83这样配置，使透过偏光镜82的光透过取样盒83的内部。检偏镜84仅让透过取样盒83的光中具有特定振动面的成分透过。检偏镜转子85使检偏镜84的透射轴在垂直于光的传播方向的平面内旋转。光传感器86对透过检偏镜84的光进行检测。计算机87控制检偏镜转子85，并对光传感器的输出信号进行记录分析。
下面说明该旋光仪的测量原理。在图16中，横轴是偏光镜82的透射轴与检偏镜84的透射轴的相对角度θ，纵轴是到达光传感器86的光的强度I，即光传感器86的输出信号。实线表示被测试剂不显示旋光性的情况。这时，θ与Ⅰ的关系可用下式(2)表示I=T×I0×(cosθ)2……(2)式中，T为被测试剂的透射率，I0为入射至被测试剂的光的强度。另外，忽略取样盒83及检偏镜84的透射损失及参照损失。随着θ的变化即检偏镜84的旋转，每隔π角度，I出现最低点(下面作为消光点)。
当被测试剂显示旋光性、其旋光角为α时，到达光传感器86的光的强度Iα如图16中虚线所示。强度Iα可用下式(3)表示Iα=T×I0×{cos(θ-α)}2……(3)即显示旋光性的被测试剂的消光点与不显示旋光性的被测试剂的消光点相比，偏移了α角。利用计算机87找出该消光点位置的偏移，通过这样，能够测量旋光角。但是，这种旋光仪，光传感器86的输出信号的S/N不太好，很难正确确定消光点的位置。因此，对于旋光角较小的被测试剂很难进行高精度测量。
所以，提出了利用光法拉第效应的旋光仪的方案，也就是说，使光在媒体中传播，当在其传播方向加上磁场，则出现光的偏振方向将随着传播而旋转的现象光法拉第效应可用下式(4)表示a=V×H×L ……(4)式中，a为光振动面的旋转角度[分]，V为媒体的费尔德常数[分/A]，H为磁场强度[A/m]，L为传播距离[m]。这里，V因媒体、光的波长及温度而异。
利用该光法拉第效应的有光法拉第调制器。光法拉第调制器具有例如棒状的铅玻璃及在铅玻璃周围形成的螺线管线圈。当使光在铅玻璃内的轴线方向传播、并在螺线管线圈中流过电流时，则在铅玻璃内产生磁场，在铅玻璃中传播的光的振动面产生旋转。通过控制流过螺线管线圈的电流，能够自由改变振动面的旋转角度。
图17所示为采用法拉第调制器的旋光仪之一例。图中与图15所示旋光仪所使用的相同部分附以相同偏号。
光法拉第调制器88，按照信号发生器89产生的调制信号使透过偏光镜82的光的振动面振动。锁定放大器90将光法拉第调制器88的调制信号作为参考信号，对光传感器86的输出信号进行相敏检波。
在图18中，横轴表示θ，纵轴表示光传感器的输出信号I。另外，图18将消光点附近加以放大表示。若利用光法拉第调制器88对振动面以振幅δ及角频率ω加以调制，则I可用下式(5)表示I=T×I0×{cos[θ-α+δ×sin(ω×t)]}2……(5)式中，t为时间。θ可用下式(6)表示θ=π/2+β(式中，｜β｜≤1) ……(6)若将式(6)代入式(5)，则可导出下式(7)。
I=T×I0×{sin[β-α+δ×sin(ω×t)]}2……(7)若设被测试剂产生的旋光角及调制振幅较小，即｜α｜≤1及δ≤1，则式(7)可用下式(8)近似。
I=T×I0×{β-α+δ×sin(ω×t)}2=T×I0×{(β-α)2+2×(β-α)×δ×sin(ω×t)+[δ×sin(ω×t)]2}=T×I0×{(β-α)2+2×(β-α)×δ×sin(ω×t)+[δ2/2×(1-cos(2×ω×t))]} ……(8)由上可知，在光传感器的输出信号I中，存在角频率O(直流)、ω及2×ω的各信号分量。这由图18也很清楚看出。若采用锁定放大器，将调制信号作为参考信号对该I进行相敏检波，则能够取出角频率ω的分量即下式(9)所示的S。
S=T×I0×2×(β-α)×δ ……(9)这个S，只有当β=α时，即位于消光点处才为零。将检偏镜旋转，即对β进行扫描，则S为零时的β值为旋光角α。
如上所述，通过对偏光方向进行调制，能够仅将该调制频率分量的信号从光源强度、电源摇晃及幅射等噪声中分离、有选择的取出，能够得到高S/N的信号S。因此，能够根据这个S正确发现消光点，能够高精度求得旋光角α。
在上述那样的旋光角测量装置中所用的装有被测试剂的取样盒，具有使光通过内部的一对透明的透明表面。以往的取样盒例如是上部开启的玻璃制成的箱形体。液态的被测试剂用吸液玻璃管、安全吸移管或注射器等从该开口部分注入。测量是一个一个取样盒进行，被测试剂更换也是一个一个取样盒进行。也就是说，将被测试剂注入取样盒，将取样盒安置于光学系统中之后进行测量。因此，被测试剂必须一个一个取样盒进行更换。另外，要再利用取样盒，必须从光学系统中取出取样盒，再从取出的取样盒排除被测试剂，洗净取样盒。这样，若按照以往的旋光角测量方法，就非常费事。
再有，当将试剂滴入取样盒时，在试剂中容易产生泡沫。因此在测量中，由于光路中存在泡沫，还存在测量精度下降的问题。
本发明的目的在于提供液态试剂容易更换的旋光角测量用取样盒。再有，本发明的目的还在于提供能够防止泡沫混入液态试剂、能够高精度测量旋光角的取样盒。
本发明提供的旋光角测量用取样盒具有由贯通一对端面间的中空部分及在端面周围设置的一对凸缘构成的筒状基体、分别封闭中空部分一对开口部的光透射面及卷绕在基体凸缘之间的线圈。
本发明的较佳实施形态还具有连通中空部分及外部的孔。这里所指的孔包括将被测试剂注入取样盒的进入口、将被测试剂从取样盒排出用的排出口及为了被测试剂注入及排出而使取样盒内外的空气流通的通气口。但是，没有必要分别设置这三种孔，也可以设置完成多种功能的孔。例如，能够利用一个孔兼作进入口及排出口。这样，通过设置连通中空部分及外部的孔，便很方便地进行被测试剂的更换及盒内的洗净。最好通风用的孔首先设置在射入光路的上方，而试剂等注入及排出用的孔则设置在射入光路的上方或中空部分的最下部。
本发明的旋光角测量用取样盒的更为理想形态是中空部分的上面或底面沿着透射光的路径方向倾斜。这样，能够使被测试剂中产生的泡沫移动，能够从透射光的路径中除去泡沫。
再有，本发明提供一种旋光角测量方法，该方法具有配置旋光角测量用取样盒使其中空部分的轴线倾斜的步骤、将想要测量的液态试剂注入中空部分的步骤及沿中空部分的轴线将光照射至透射面的步骤，而前述旋光角测量用取样盒具有保持被测试剂的筒状中空部分、封闭中空部分一对开口部的光透射面及在基体周围卷绕构成的线圈。
本发明的旋光角测量方法的理想形态是在取样盒中空部分的下端部及上端部分别设置与外部连通的孔，从下端部的孔将试剂注入中空部分。这样，既在试剂注入过程中很难产生泡沫，也能够使在注入过程中产生的泡沫更有效地向上端部移动。
若考虑到泡沫移动，则也可将取样盒倾斜，而光向水平方向照射。这种情况下，为了确保与使光的照射方向倾斜的情况有相同的光路长，必须加大中空部分的直径或增加其长度。因此，必须要更多的被测试剂。对此，根据本发明的旋光角测量方法，通过也使光的照射方向倾斜，就能够减少一次测量所必须的被测试剂的量。
附图简要说明图1A为本发明一实施例的取样盒的侧视图，图1B为该取样盒的纵剖面图。
图2为表示该实施例的旋光仪构成的原理图。
图3为表示供给该旋光仪线圈的电流与锁定放大器输出的关系的特性图。
图4为表示蔗糖水溶液浓度与得到消光点时供给线圈电流J的关系的特性图。
图5A为本发明其他实施例的取样盒侧视图，图5B为该取样盒的纵剖面图。
图6A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图6B为该取样盒的纵剖面图。
图7A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图7B为该取样盒的纵剖面图。
图8A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图8B为该取样盒的纵剖面图。
图9A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图9B为该取样盒的纵剖面图。
图10A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图10B为该取样盒的纵剖面图。
图11A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图11B为该取样盒的纵剖面图。
图12A为本发明另一其他实施例的取样盒侧视图，图12B为该取样盒的纵剖面图。
图13为本发明另一其他实施例的取样盒纵剖面图。
图14为表示该实施例的旋光仪构成的原理图。
图15为表示以往旋光仪构成的原理图。
图16为表示该旋光仪的检偏镜旋转角度与透过检偏镜的光强度的关系的特性图。
图17为表示以往的其他旋光仪构成的原理图。
图18为表示供给该旋光仪线圈的电流与锁定放大器输出的关系的特性图。
在本发明中，采用近似密闭型的具有筒状中空部分的取样盒代替以往旋光仪中采用的箱形取样盒。中空部分的两端面用光透射材料封闭，被测试剂注入中空部分。另外，在取样盒周围具有在中空部分内部产生磁场用的线圈。
不限于采用铅玻璃的光法拉第调制器，在被测试剂加上磁场的情况下也同样，利用被测试剂本身而产生的光法拉第效应，使在内部传播的光的振动面产生旋转。这样，能够将取样盒本身作为光法拉第调制器的功能，能够使旋光仪的构成简单化及小型化。
光法拉第效应在将作为溶媒广泛使用的水、三氯甲烷有丙酮等作为媒质使用时也能得到。
表1所示为代表性的媒质的费尔德常数。另外，对于任何媒质，费尔德常数V因媒质、光的波长及温度而异。
表1媒质 V[分/A]水 1.645×10-2三氯甲烷 2.06×10-2丙酮 1.42×10-2水晶 2.091×10-2铅玻璃 4.85×10-2在20℃ 波长=589nm另外，作为磁场施加手段有沿光的传播方向加上磁场的螺线管线圈及磁铁等。通过对流过螺线管线圈的电流进行调制或对磁铁到被测试剂的距离进行调制，就能够对磁场进行调制。特别是通过将线圈直接绕在取样盒上，能够低价格、小型而且牢固地实现取样盒与磁场施加手段的一体化。特别是若在取样盒的边缘部分预先设置一对凸缘，就能够固定于该凸缘以及能够确保该被测试剂的输液路径。
这样的取样盒采用由例如铝等非磁性材料制成的块体经磨削加工而得的基体。
这里，若在取样盒预先设置将被测试剂注入取样盒用的进入口、将被测试剂从取样盒排出用的排出口及通气口，则能够不将取样盒从光学系统取出就可更换被测试剂及进行取样盒内的洗净。
若长期或反复使用同一个取样盒而保持未洗净的状态，则取样盒的光的透射面受到污染，不可能进行正确测量。对于这样的污染，通过下述的修正，能够进行正确测量。
如果污染是不显示旋光性的物质，则实际上相当于式(2)中的T减少，消光点的位置变得不明确，这样得到的测量值的精度变差。这种情况下，I的变化量相对于式(3)中θ的变化之比或式(9)中的S相对于β之比变小。因此，测量已知T的参照试剂，并根据T的减少量就能够检测出污染量。当该污染量超过规定值时，可以指示进行取样盒洗净或更换。另外，不一定必须用参照试剂，也可以用最小值T已知的被测试剂测量的结果来检测污染量。
另一方面，如果污染是由旋光物质形成，则消光点的位置即得到的旋光角也偏移了该移动部分。式(2)的I及式(9)的S也同样变化。该移动是由污染物质产生的旋光角，与被测试剂产生的旋光角简单相加。因此，如果预先用旋光角已知的参照试剂测量，再用该测量值与已知旋光角之差对被测试剂的测量值进行修正，则能够忽略由于污染物质产生的误差。
通过这样的修正，即使长期反复使用取样盒，也能够进行高精度测量。因此，能够大幅度延长取样盒洗净或更换的周期(例如直到透射面的透射率低于规定值)，便于维护管理。
特别是作为家庭用尿检查装置使用该旋光仪的情况下，便于维护管理将大大促进普及。
下面利用
本发明的理想实施例。
实施例1图1A及图1B所示为本实施例的取样盒。该取样盒1通过下述方法制得。
铝制基体2是将块状长方体经磨削加工而制得。
首先将截面为每边25mm的正方形、长为55mm的铝制块体的侧面切削成直径为12mm的圆筒状，而两端分别保留宽度为10mm的部分，形成凸缘2a及2b。接着，在该两端面之间形成与该圆筒部分同轴的直径为8mm的圆筒状中空部分3，制得基本2。在该中空部分3的开口部加工成直径为12mm、深为2.5mm的孔，并分别将直径为12mm、厚为2.5mm的玻璃板4嵌入该孔中。中空部分3的长度即光路长为50mm，能够注入约2.5cc被测试剂。
在凸缘2a与2b之间，即在基体2的被切削成的圆筒部分，用直径0.7mm的漆包线绕600圈，形成长为35mm的螺线管线圈5。螺线管线圈5用来对放进中空部分3的被测试剂施加磁场。由于这样设置了凸缘2a及2b，因此线圈5的形成很容易。在凸缘2a及2b分别设有用于将取样盒1固定在旋光仪上的螺丝孔6a及6b。螺丝孔6a及6b的直径为3mm，其深度为5mm。由于在基体2上设有凸缘2a及2b，因此能够开始就设置这些螺丝孔6a及6b。这样，将取样盒1安装到旋光仪上就很容易。
采用取样盒1的旋光仪之一例如图2所示。半导体激光发射模块8如图中虚线所示发射波长780nm的半导体激光，形成长轴约4mm、短轴红2mm的椭圆形的近似平行光。半导体激光发射模块8还内装有半导体激光器的驱动电路，使半导体激光器连续振荡。偏光镜9仅将发射的半导体激光中的特定的偏光分量、例如具有与低面平行的振动面的分量透射过去。配置的检偏镜10仅将透过取样盒1的光中与偏光镜9的透射轴垂直的偏光分量透射过去。光传感器11检测透过检偏镜10的光。这些都固定在长度为150mm的导轨形基板7上。
电流源12根据来自计算机13的命令信号，能够对线圈5提供-5A～5A的扫描电流。计算机13还对锁定放大器15的输出信号进行记录分析。
信号发生器14将对供给取样盒1的线圈5的电流进行调制用的调制信号供给电流源12。电流源12将根据该调制信号的调制电流与根据计算机13命令的扫描电流叠加，将叠加的电流供给线圈5。在本实施例中，电流源12按照1.3KHz的调制信号对线圈5供给振幅为0.02A的调制电流。锁定放大器15以信号发生器14的调制信号作为参照信号，对光传感器11的输出信号进行相敏检波。该锁定放大器15的输出信号相当于式(8)中的光传感器输出信号的角频率ω分量即式(9)所示的S。因此，该S为零时是消光点。
供给线圈5的电流在-1.5～1.5A范围内扫描时的锁定放大器15的输出信号如图3所示。在图3中，横轴表示供给线圈5的电流J，纵轴表示锁定放大器15的输出信号(任意值)。
实线a为作为被测试剂是不显示旋光性的纯水进行测试的情况。这种情况，J为零时，即对被测试剂的纯水不加磁场时消光点出现。若使J变化，则由于光法拉第效应，光的振动面旋转，与式(6)中的β即检偏镜10旋转时相同，锁定放大器15的输出信号S也变化。
另外，图3的虚线b表示作为被测试剂是采用温度为20℃、浓度为250mg/dl的蔗糖水溶液的情况。这时，J=1.21A时是消光点。也就是说，虚线b与实线a沿横轴平行移动+1.21A宽度的直线一致。该消光点的偏移宽度相当于被测试剂产生的旋光角。
下面对此作定量计算加以确认。
被测试剂中蔗糖产生的旋光角α根据式(1)为α=[α]/10000×0.05×250≈0.0831[度]接着用式(4)计算因光法拉第效应产生的偏光方向旋转角度a，结果如下。
根据螺线管线圈5的特性，J=1.21A时的磁场H为6.05×103A/m。这样，根据表1所示的水的费尔德常数V，可求得a=1.645×10-2×6.05×104×0.05≈4.976[分]≈0.083[度]如上所述可以确认，被测试剂产生的旋光角与光法拉第效应产生的旋转角度一致。
另外，再分别将温度为20℃、浓度为50、100、150及250mg/dl的蔗糖水溶液用作被测试剂，同样测量旋光角。其结果如图4所示。在图4中，横轴表示蔗糖浓度，纵轴表示处于消光点的电流J。由图4可知，两者成正比。
另外，在本实施例中，在对磁场扫描的范围内存在消光点，而由于如图3及式(9)所示，锁定放大器15的输出信号S相对于磁场即电流J呈直线变化，因此即使在扫描范围内不存在消光点，也能够利用外插法计算出旋光角。另外，由于J与S处于正比关系，不一定必须连续扫描磁场，根据至少2点的测量结果，利用内插法或外插法，能够计算出旋光角。这样也能够缩短测量时间。
下面，使用未洗净的长期放置的透射面波污染的取样盒，将纯水作为被测试剂进行同样的测量。这种情况下，在J=0.02A时出现消光点。这样，取样盒透射面的污染物质产生的旋光角d根据式(4)及表1可求得d=1.645×10-2×10-2×0.05≈0.082[分]≈1.4×10-3[度]当用该取样盒测量新的被测试剂产生的旋光角时，利用从测量值减去d进行修正，就能够得到正确的旋光角。也就是说，如上所述即使长期反复使用的情况，也可对旋光角已知的参照试剂进行测量，利用所得的值对被测试剂的测量值进行修正，就能够进行高精度的测量。通过这一操作，取样盒的洗净或更换周期能够延长，直到透射面的透射率低于规定值。
另外，若使磁场扫描，即使磁场从规定的强度变化至规定的强度(也包含磁场极性的变化)则能够使光的振动面连续旋转。这样，能够得到与使检偏镜旋转相同的效果。因而，保持偏光镜与检偏镜垂直的偏光镜状态，即保持两者透射轴的相对角度为90度不变，对被测试剂内产生的磁场强度进行扫描，消除试剂中的旋光物质产生的旋光，根据这时的磁场强度也能够计算出旋光角。也就是说，读取消光点出现时供给线圈的电流量，通过将它换算为磁场强度、再换算为法拉第效应产生的旋转角度，就能够测量旋光角。根据这一方式，实际上是根据被测试剂的旋光物质产生的旋光与法拉第效应产生的振动面的旋转角一致时的磁场强度求得旋光角。
如上所述，根据本实施例，通过直接将线圈绕在取样盒上，能够对被测试剂加上磁场。
实施例2图5A及图5B所示为本实施例的取样盒。
取样盒22具有与实施例1所用的取样盒1相同的构造。但是，取样盒22中设有连通中空部分3与取样盒22外部的直径为6mm的进入排出口23。进入排出口23设置在中空部分3的上侧，特别是位于发射光路径的上方。
被测试剂从该进入排出口23注入中空部分3。这时，取样盒22内的空气从该进入排出口23排出至外部。这里，由于进入排出口23位于光路上方，因此，被测试剂注入后，空气不会残留在光路上。这样，就能够进行正确测量。
被测试剂从该进入排出口23吸出。另外，当洗净取样盒22的中空部分3时，从该进入排出口23注入水或洗净液。
根据本实施例，由于取样盒设置了进入排出口，因此很容易进行被测试剂的更换及取样盒的洗净。
实施例3图6A及图6B所示为本实施例的取样盒。
本实施例的取样盒24是通过下述方法制得。
将截面为每边25mm的正方形、长为55mm的铝制块体的侧面切削成直径为17mm的圆筒状，而两端分别保留10mm形成凸缘25a及25b。接着，在该两端面之间形成截面为四边形的中空部分26。该中空部分26的一端开口截为8mm×13mm的长方形，而另一端开口截面为8mm×8mm的正方形。中空部分26的上面，在两开口之间有约5.7度(tan-1(5/50))的倾斜。在中空部分26的较大开口处形成直径为22mm、深为2.5mm的圆孔，将直径为22mm、厚为2.5mm的玻璃圆板27a嵌入该孔中。另外，在较小开口处形成直径为12mm、深为2.5mm的圆孔，将直径为12mm、厚为2.5mm的玻璃圆板27b嵌入该孔中。
在中空部分26的上端部即倾斜的上面位于较大开口一侧，设有与外部连通的截面为直径6mm圆形的进入排出口28。
如上所述制得的取样盒24的光路长为50mm，在该中空部分26中能够放入约4.2cc的被测试剂。
被测试剂从进入排出口28注入中空部分26。这时，中空部分26内的空气从注入排出口28排出至外部。这里，由于进入排出口28位于光路上方，因此，被测试剂注入后，空气不会残留在光路上。另外，中空部分26的上面是将进入排出口28作为最上部加以倾斜，因此，试剂注入中产生的泡沫浮在上方，然后沿倾斜的上面移动至进入排出口28。也就是说，能够防止混入中空部分26的泡沫妨碍透射光。因此，与实施例2的取样盒22相比，能够进行更高精度的旋光角的测量。另外，进入中空部分26的被测试剂从该进入排出口28吸出。当洗净中空部分26时，从该进入排出口28注入水或洗净液。
实施例4图7A及图7B所示为本实施例的取样盒。
取样盒30具有与实施例3所用的取样盒24相同的构造。但是，取样盒30在中空部分26的最上部即倾斜的上面位于较大开口一侧，具有与外部连通的截面为直径1.0mm圆形的通气口31。另外，在中空部分26的较小开口一侧的底面即中空部分26的最下部配置有与外部连通的截面为直径2.5mm圆形的进入排出口32。被测试剂从进入排出口32注入中空部分26。这时，中空部分26内的空气从通气口31排出。测量后的被测试剂从进入排出口32排出。这时，空气从通气口31流入中空部分26内。当洗净中空部分26时，从进入排出口32注入并排出水或洗净液。
在本实施例的取样盒情况下，通过将进入排出口32设置于中空部分26的最下部，与实施例3的取样盒24相比，更容易排出被测试剂。另外，当注入被测试剂时，能够抑制注入中空部分26内的被测试剂与空气互相混合，能够大幅度减少试剂注入时产生的泡沫量。
实施例5图8A及图8B所示本实施例的取样盒。
取样盒34采用与上述实施例相同的铝制块体加工的基体35，而圆筒状中空部分36的轴倾斜。取样盒34通过下述方法制得。
将铝制块体的侧面切削成直径为17mm的圆筒状，而两端分别保留10mm形成凸缘35a及35b。接着，在该两端面之间形成直径12mm的圆筒状中空部分36，该圆筒状中空部分36的圆筒部分的轴具有约5.7度(tan-1(5/50))的倾斜。
在该中空部分36的开口部分别加工成直径为22mm、深为2.5mm的孔，并分别将直径为22mm、厚为2.5mm的玻璃板37a及37b嵌入该孔中。中空部分36的长度即光路长为50mm，能够注入约5.7cc被测试剂。
取样盒34在中空部分36的最上部，具有与外部连通的截面为直径1.0mm圆形的通气口38。另外，在中空部分36的最下部设置与外部连通的截面为直径2.5mm圆形的进入排出口39。
如本实施例的取样盒34那样，通过使保持被测试剂的中空部分36的下面倾斜，与实施例4的取样盒30相比，更容易排出被测试剂。
实施例6图9A及图9B所示为本实施例的取样盒。
取样盒41具有与实施例3的取样盒24相同的构造。但是，设有截面为直径2.5mm圆形的排出通气口42代替进入排出口28。另外，在中空部分26的较小开口部一侧的底面设置截面为直径2.5mm圆形的进入口43。
当更换被测试剂时，从进入口43注入新的被测试剂，从排出通气口42将原有的被测试剂挤出加以置换。当洗净中空部分26时，从进入口43连续注入水或洗净液，从排出通气口42排出。
实施例7图10A及图10B所示为本实施例的取样盒取样盒45具有与实施例5的取样盒34相同的构造。但是，设有截面为直径2.5mm圆形的进入通气口46以代替通气口38。具有与进入排出口39相同形状的排出口47仅用来排出中空部分36内的被测试剂。被测试剂从进入通气口46注入中空部分36。同时，中空部分36内的空气从该进入通气口36排出。当更换被测试剂时，在被测试剂仍留在中空部分36的状态下，从进入通气口46注入新的被测试剂，已经注入在中空部分36的原来的被测试剂从排出口47排出被置换。当洗净中空部分36时，从进入通气口46注入水或洗净液，从排出口47排出。
这样，当使新的被测试剂从中空部分上方注入中空部分，从下方排出中空部分内原来的被测试剂时，则由于两被测试剂难以混合，因此，容易进行中空部分内被测试剂的更换。根据同样的理由，也容易进行中空部分的洗净。
实施例18图11A及图11B所示为本实施例的取样盒。
取样盒49具有与实施例5的取样盒34相同的构造。但是，在中空部分36的下方还设有进入口51。另外，具有与进入排出口39相同形状的排出口50仅用来排出被测试剂。
被测试剂从进入口51供给中空部分36。中空部分36内的空气从通气口38排出。这里，由于圆筒状中空部分36的轴倾斜，因此即使在中空部分36中混入泡沫等情况下，由于泡沫沿中空部分36的壁面移动，因此泡沫对透射光没有妨碍。
另外，通过将进入口51设在下方，当注入被测试剂时，能够抑制中空部分36内的空气与被测试剂混合，能够大幅度降低泡沫的产生。中空部分36内的被测试剂从排出口50排出。这时，空气从通气口38流入中空部分36。由于圆筒状中空部分36的轴倾斜，因此容易排出。当更换被测试剂时，从进入口51注入新的被测试剂，从排出口50挤出原来的被测试剂，从而完成更换。当洗净中空部分36时，从进入口51注入水或洗净液，从排出口50排出。
实施例9图12A及图12B所示为本实施例的取样盒。
取样盒52具有与实施例1所用的取样盒相同的构造。但是，在中空部分3的一端开口部一侧的顶部，设有截面为直径1.0mm圆形的通气口54a。另外，在中空部分3的另一端开口部一侧的顶部设有通气口54b。还分别在中空部分3的开口部侧的底部设有截面为直径2.5mm圆形的进入口55及相同的截面为直径2.5mm圆形的排出口56。
这样，通过在下方设置进入口55，能够大幅度抑制在被测试剂注入时产生的泡沫。被测试剂从排出口56排出，这时空气从通气口54a及54b流入中空部分3内。
另外，当更换被测试剂时，从进入口55注入新的被测试剂，从排出口56挤出原来的被测试剂，通过这样能够进行更换。当洗净中空部分3时，从进入口55注入水或洗净液。
实施例10如上述实施例那样，通过使取样盒中空部分上面或下面倾斜，或使圆筒状中空部分的轴倾斜，能够抑制在注入被测试剂时产生的泡沫。但是，将中空部分加工成这样特殊的形状，会降低生产率。另外，必须要大量的被测试剂。例如，图8A及图8B所示的实施例5的取样盒34，为了确保与图1A及图1B所示的取样盒1有相同的光路长，必须要加大圆筒状中空部分36的直径。
所以，在本实施例中，采用与加工性能优越的实施例1取样盒1相同的取样盒。下面说明关于能够用更少的被测试剂测量其旋光角的方法。
图13所示的取样盒61具有与实施例1的取样盒1相同的构造。
在取样盒61的中空部分3的一端设有与外侧面连通的直径为1.0mm的进入排出口62。在中空部分3的另一端、在从设置进入排出口62的位置旋转180工的位置处设有与外侧连通的直径为2.5mm通气口63。
取样盒61例如如图14所示那样使用。
也就是说，采用与实施例1相同的旋光仪，而将取样盒61的轴即透射光的前进方向倾斜例如45度的角度。
取样盒61这样配置，使进入排出口62位于下端部，通气口63位于上端部。
当注入试剂时，用注射器或泵等将试剂从进入排出口62注入取样盒61。这时，由于中空部分3内的空气从通气口63排出，因此能够顺利地注入液态试剂。这里，由于中空部分3的上面倾斜，因此在注入试剂时很难产生泡沫，再有，产生的泡沫移动至试剂的上方后，沿着中空部分3的上面向中空部分3的上端部移动，因此泡沫对射入光没有妨碍。
当测量结束、更换被测试剂时，从进入排出口62排出中空部分3内的被测试剂。
当想要测量的试剂量比该中空部分容积要大时，也可以在保持前面测量结束的被测试仍残留在中空部分的状态下，将新的被测试剂从进入排出口62注入。
当洗净取样盒61时，同样从进入排出口62将水或洗净液注入中空部分3。这里，从进入排出口62将比中空部分3的容积的量要多的洗净液等连续注入中空部分3，再从通气口63排出，通过这样，能够有效地洗净取样盒61。
另外，是将光向着取样盒61从斜下方向上方照射，但是，即使将光从斜上方向下方照射，也能够得到同样的效果。
关于抑制试剂的发泡，与用图8A及图8B所示的实施例5的取样盒34将光向水平方向照射进行测量的情况也相同，能够得到同样的效果。但是，为了防止射入光在入射被测试剂时产生折射，作为透射面的玻璃板37a必须垂直于光的入射方向。因而，当将取样盒34的中空部分36的轴倾斜时，为了确保与本实施例所用的取样盒61有相同程度的光路长，必须要使中空部分36的长度更长。另外，当使中空部分36的轴的倾斜角度较大时，必须加大中空部分26的截面积。因而，与本实施例的取样盒61相比，必须要更多的试剂。另外，必须使透射面的法线方向相对于中空部分36的轴倾斜，取样盒的可加工性差。
另外，当取样盒34与实施例的取样盒51相同、利用线圈5对被测试剂加上磁场时，由于要加大中空部分25的直径与长度，因此若想要形成与取样盒51相同的磁场，则必须更要加大线圈5的圈数或供给线圈5的电流量。若增加线圈5的圈数，则线圈5的发热增加。若增加供给线圈5的电流量，则线圈5的发热量增加，因此测量精度变差。
如上所述，根据本发明，在进行光学特性测量中，对于试剂更换等，由于不需要将取样盒取出，因此进行光学特性测量时能够有很好的操作性能。另外，能够抑制试剂注入时产生的泡沫对测量精度产生的影响，能够进行高精度的旋光角测量。还有，能够减少测量必须的取样量。
权利要求
1．一种旋光角测量用取样盒，其特征在于，具有由贯通一对端面间用以收容被测试剂的中空部分及在前述端面周围设置的一对凸缘构成的筒状基体，分别封闭前述中空部分一对开口的光透射面，及卷绕在前述基体的前述凸缘之间的线圈。
2．如权利要求1所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，前述线圈的宽度小于所述中空部分的长度。
3．如权利要求1所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，还具有所述中空部分与外部连通的孔。
4．如权利要求3所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述孔包括所述被测试剂注入及排出用的进入排出口。
5．如权利要求4所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述进入排出口配置于透过所述中空部分的光路的上方。
6．如权利要求4所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述孔还包括所述中空部分与外部之间空气流通用的通气口。
7．如权利要求6所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述进入排出口设置于前述中空部分的最下部，前述通气口配置于透过所述中空部分的光路的上方。
8．如权利要求3所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述孔包括所述被测试剂排出及空气流通用的排出通气口。
9．如权利要求8所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述排出通气口配置于透过所述中空部分的光路的上方。
10．如权利要求3所述的旋光角测量取样盒，其特征在于，所述孔包括所述被测试剂注入用的进入口及所述被测试剂排出用的排出口。
11．如权利要求10所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述进入口配置于透过所述中空部分的光路上方，所述排出口设于所述中空部分的最下部。
12．如权利要求3所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述孔包括所述被测试剂注入用的进入口、所述被测试剂排出用的排出口及所述中空部分与外部之间的空气流通用的通气口。
13．如权利要求11所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述排出口设于所述中空部分的最下部，所述通气口设于透过所述中空部分的光路的上方。
14．如权利要求12所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述排出口及所述通气口设于透过中空部分的光路的上方。
15．如权利要求4所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述中空部分的上面沿射入光前进方向的光路倾斜，所述孔设于所述上面的最上部。
16．如权利要求4所述的旋光角测量用取样盒，其特征在于，所述中空部分的底面沿透过所述中空部分的光路倾斜，所述孔设于所述底面的最下部。
17．一种旋光角测量方法，其特征在于，具有配置由保持被测试剂用的筒状中空部分、封闭所述中空部分的一对开口部的光透射面及在所述筒状基体外侧面卷绕形成的线圈而构成的取样盒使其所述中空部分的轴倾斜的步骤，将想要测量的液态试剂注入所述中空部分的步骤，及沿着所述中空部分的轴向所述透射面照射光的步骤。
18．如权利要求17所述的旋光角测量方法，其特征在于，所述取样盒在所述中空部分的下端部及上端部分别具有与外部连通的孔，从所述下端部的孔将试剂注入所述中空部分。
19．如权利要求17所述的旋光角测量方法，其特征在于，配置所述取样盒使所述下端部的孔位于所述光的上流侧，而所述上端部的孔位于下流侧。
全文摘要
本发明的旋光角测量用取样盒包括具有保持被测试剂、使光透过的筒状中空部分的基体,封闭中空部分的一对开口部的光透射面及配置在基体周围、在中空部分产生中空部分轴方向的磁场用的线圈。被测试剂从中空部分与外部连通的孔供给中空部分。
文档编号G01N21/21GK1215162SQ9811916
公开日1999年4月28日 申请日期1998年9月9日 优先权日1997年9月9日
发明者河村達朗, 宫崎仁诚, 亀井明仁 申请人:松下电器产业株式会社