JPS624659B2 - - Google Patents
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- JPS624659B2 JPS624659B2 JP2452681A JP2452681A JPS624659B2 JP S624659 B2 JPS624659 B2 JP S624659B2 JP 2452681 A JP2452681 A JP 2452681A JP 2452681 A JP2452681 A JP 2452681A JP S624659 B2 JPS624659 B2 JP S624659B2
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- 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
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6408—Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、試料の発光寿命すなわちその発光強
度の時間的変化を測定できるようにした装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus capable of measuring the luminescence lifetime of a sample, that is, the temporal change in its luminescence intensity.
一般に、試料の発光寿命を知ることは、この試
料の物理的あるいは化学的性質を知る上において
重要な要素となつている。 In general, knowing the luminescence lifetime of a sample is an important element in knowing the physical or chemical properties of this sample.
ところで、発光が強いときは、受光器(主に光
電子増倍管)の出力を直接広帯域オツシロ等で観
測することができるが、発光に起因する光電子増
倍管からの光電子出力が1回の発光について1個
以内多くても高々数個発生するにすぎないような
比較的弱い発光の測定の場合、そのときの光電子
の発生は、不連続になるため真の発光強度には直
接対応せず、光電子発生の確率が光の強度に対応
するのみである。 By the way, when the light emission is strong, the output of the photoreceiver (mainly a photomultiplier tube) can be directly observed with a wide-band monitor, but the photoelectron output from the photomultiplier tube due to light emission is In the case of measuring relatively weak luminescence where only one or more photoelectrons are generated, the generation of photoelectrons at that time is discontinuous and does not directly correspond to the true luminescence intensity. The probability of photoelectron generation only corresponds to the intensity of light.
このような時、発光を多数回繰返し△t1,△t2
……の時間域に発生した光電子数を各時間域ごと
に積算すると、得られるヒストグラムは発光強度
の時間的変化すなわち発光寿命を示す。 In such a case, light emission is repeated many times △t 1 , △t 2
When the number of photoelectrons generated in the time range is integrated for each time range, the obtained histogram shows the temporal change in luminescence intensity, that is, the luminescence lifetime.
また、△tの時間域が比較的長いとき(0.1〜
1マイクロ秒以上)には、直接デジタルICを用
いた回路〔例えば、マルチチヤンネルスケーラ
(MCS)〕等により積算できる。 Also, when the time range of △t is relatively long (0.1~
(1 microsecond or more), it can be directly integrated by a circuit using a digital IC (for example, a multi-channel scaler (MCS)).
さらに超高速動作型のICを併用することによ
り△tを2ナノ秒程度まで短くすることが可能で
ある。 Furthermore, by using an ultra-high-speed operation type IC, it is possible to shorten Δt to about 2 nanoseconds.
しかしながらこの方式では、デジタルICの動
作速度の制限により、最短時間△tの分解能は通
常100ナノ秒以上が限界となり、特殊な場合で
も、2ナノ秒が限界となる。 However, in this method, the resolution of the shortest time Δt is usually limited to 100 nanoseconds or more, and even in special cases, the resolution is limited to 2 nanoseconds due to limitations in the operating speed of the digital IC.
時間―電圧変換法(TAC:time to amp―
litude converter)は発光の基準時間から光電子
発生までの時間をアナログ電圧に変換し、さらに
デジタル変換して時間とするもので、ピコ秒の領
域まで利用可能であり、ナノ秒〜マイクロ秒領域
の発光寿命測定の有効な手段の一つである。 Time to voltage conversion method (TAC: time to amp)
A litude converter) converts the time from the reference time of light emission to the generation of photoelectrons into an analog voltage, which is then digitally converted to time, and can be used up to the picosecond range, and can be used to convert light emission in the nanosecond to microsecond range. It is one of the effective means of measuring life.
そして、その測定原理は次のとおりである。す
なわち発光の規準時間のスタートパルスでコンデ
ンサーを定電流充電し、光電子パルスのストツプ
パルスで充電を停止するのである。さらにこの電
圧をマルチチヤンネル波高分析器の入力信号とす
ると、電圧を横軸にとつた光電子発生頻度のヒス
トグラムが得られる。このとき電圧=時間である
から、このヒストグラムは発光強度の時間的変化
すなわち発光寿命を表わすものとなる。 The measurement principle is as follows. In other words, the capacitor is charged with a constant current by the start pulse of the standard time of light emission, and the charging is stopped by the stop pulse of the photoelectron pulse. Furthermore, if this voltage is used as an input signal to a multichannel pulse height analyzer, a histogram of photoelectron generation frequency with voltage on the horizontal axis can be obtained. At this time, since voltage=time, this histogram represents the temporal change in luminescence intensity, that is, the luminescence lifetime.
そこで、従来より、試料の螢光や燐光等の発光
寿命(ナノ秒〜マイクロ秒のオーダ)を測定する
手段として、上述の時間―電圧変換法を用いた光
電子計数手段を用いることが提案されている。 Therefore, it has been proposed to use photoelectron counting means using the above-mentioned time-voltage conversion method as a means of measuring the luminescence lifetime (on the order of nanoseconds to microseconds) of fluorescence, phosphorescence, etc. of a sample. There is.
しかしながら、この種の従来の手段では、時間
―電圧変換回路が、1組しか設けられておらず、
これにより測定に用いられる光電子は発光の基準
時間から最初に発生したものだけであつて、2個
目以後の光電子の発生は測定に誤差を与えるとい
う問題点があり、これを避けるために、光電子の
発生が確率過程であることを考慮して、例えば10
回の発光で平均1個の光電子を発生する位に光電
子増倍管の入射光を小さくしなければならない。
その結果、繰返し10〜100Hzのパルスレーザーを
光源としたときの測定時間は10時間以上にもな
る。 However, in this type of conventional means, only one set of time-voltage conversion circuits is provided.
As a result, the photoelectrons used for measurement are only the first ones generated from the reference time of light emission, and the generation of the second and subsequent photoelectrons gives an error in the measurement.To avoid this, photoelectrons are Considering that the occurrence of is a stochastic process, for example, 10
The light incident on the photomultiplier tube must be made small enough to generate on average one photoelectron per light emission.
As a result, the measurement time is over 10 hours when a pulsed laser with a repetition rate of 10 to 100 Hz is used as the light source.
すなわち、このような従来の手段では、1回の
発光で利用できる光電子パルスは最大1個に制限
されるため、光電子パルスの利用効率が悪く、こ
れにより多数回発光を繰返して光電子パルスを計
数しなければならないような発光寿命の測定に
は、非常に長い時間を要するという問題点があ
る。 In other words, in such conventional means, the number of photoelectron pulses that can be used in one light emission is limited to a maximum of one, so the efficiency of using photoelectron pulses is poor. There is a problem in that it takes a very long time to measure the luminescence lifetime.
本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、1回の発光により利用できる光電子パ
ルスの数を複数にまで拡げて光電子パルスの利用
効率を高めることにより、試料の発光寿命の測定
を短縮化できるようにした試料の発光寿命測定装
置を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems, and by expanding the number of photoelectron pulses that can be used in one light emission to a plurality of photoelectron pulses and increasing the utilization efficiency of photoelectron pulses, it is possible to measure the luminescence lifetime of a sample. An object of the present invention is to provide an apparatus for measuring the luminescence lifetime of a sample that can shorten the time.
このため、本発明の試料の発光寿命測定装置
は、パルス光の発光源と、上記パルス光を受けた
試料から発生する光を受けて複数(n)個の光電
子パルスを生じる第1の光電子増倍管と、上記パ
ルス光を受ける第2の光電子増倍管を介して同パ
ルス光の発光時に閉止せしめられるスタートスイ
ツチとをそなえ、上記スタートスイツチが閉じた
ときに電源からの電流を受けて充電を開始すべく
並設された第1〜nのコンデンサーが設けられる
とともに、上記第1の光電子増倍管から上記複数
(n)個の光電子パルスを順次受けて上記第1〜
nのコンデンサーへの充電回路を逐次開いてゆく
第1〜nのストツプスイツチが設けられ、且つ、
上記第1の光電子増倍管から上記複数(n)個の
光電子パルスを順次受けて上記第1の光電子増倍
管から上記第2〜nのストツプスイツチへの制御
回路を逐次閉じてゆく第1〜(n−1)のプリセ
ツトスイツチが相互に直列に接続されていること
を特徴としている。 Therefore, the sample luminescence lifetime measurement device of the present invention includes a pulsed light emission source and a first photoelectron intensifier that generates a plurality of (n) photoelectron pulses upon receiving light generated from the sample that has received the pulsed light. It is equipped with a multiplier tube and a start switch that is closed when the pulsed light is emitted through a second photomultiplier tube that receives the pulsed light, and when the start switch is closed, it is charged by receiving current from the power source. First to nth condensers are arranged in parallel to start the photoelectron pulses, and sequentially receive the plurality of (n) photoelectron pulses from the first photomultiplier tube to start the photoelectron pulses from the first photomultiplier tube.
first to n stop switches are provided to sequentially open charging circuits for the n capacitors, and
The first to n photomultiplier tubes sequentially receive the plurality of (n) photoelectron pulses from the first photomultiplier tube and sequentially close the control circuits from the first photomultiplier tube to the second to n stop switches. It is characterized in that (n-1) preset switches are connected in series.
以下、図面により本発明の一実施例としての試
料の発光寿命測定装置について説明すると、第1
図はその全体構成図、第2図はその原理図、第3
図a〜jは第2図の各部の波形を示すタイムチヤ
ート、第4,5図はいずれもその測定結果を示す
グラフである。 Hereinafter, an apparatus for measuring the luminescence lifetime of a sample as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
The figure is the overall configuration diagram, Figure 2 is the principle diagram, and Figure 3 is the diagram.
Figures a to j are time charts showing the waveforms of various parts in Figure 2, and Figures 4 and 5 are graphs showing the measurement results.
第1,2図に示すように、パルス光P〔第3図
a参照〕を発光しうる発光源としてのパルスレー
ザー1が設けられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a pulse laser 1 is provided as a light source capable of emitting pulsed light P (see FIG. 3a).
また、第1および第2の光電子増倍管2,3が
設けられており、第1の光電子増倍管2は1回の
パルス光Pを受けた試料4から発生する光L〔第
3図b参照〕を受けて例えば8個の光電子パルス
PPを生じるもので、第2の光電子増倍管3はパ
ルスレーザー1からのパルス光Pを受けてこれに
対応する1個のパルスPP′を生じるものである。 Further, first and second photomultiplier tubes 2 and 3 are provided, and the first photomultiplier tube 2 receives the light L generated from the sample 4 that receives one pulse of light P [Fig. b], for example, 8 photoelectron pulses.
The second photomultiplier tube 3 receives the pulsed light P from the pulsed laser 1 and produces one corresponding pulse PP'.
なお、実際には、第1図に示すごとく、試料4
から発生する光は分光器5を介して第1の光電子
増倍管2へ供給されており、また第1および第2
の光電子増倍管2,3からの信号はそれぞれパル
ス整形回路6,7にて波形整形されて出力される
ようになつている。 In addition, in reality, as shown in Fig. 1, sample 4
The light generated from the is supplied to the first photomultiplier tube 2 via the spectrometer 5, and
The signals from the photomultiplier tubes 2 and 3 are shaped into waveforms by pulse shaping circuits 6 and 7, respectively, and then output.
さらに、光電子パルスPP,PP′を受ける多チヤ
ンネル時間―電圧変換装置8が設けられており、
この多チヤンネル時間−電圧変換装置8は、第2
図に示すごとく、電源9、スタートスイツチ1
0、充電手段としての第1〜8のコンデンサー
C1,C2,C3,……,C8,第1〜8のストツプス
イツチS1,S2,S3,……,S8および第1〜7のプ
リセツトスイツチPS1,PS2,PS3,……等をそな
えて構成されている。 Furthermore, a multi-channel time-voltage converter 8 receiving photoelectron pulses PP, PP' is provided,
This multi-channel time-voltage converter 8 has a second
As shown in the figure, power supply 9, start switch 1
0. 1st to 8th capacitors as charging means
C 1 , C 2 , C 3 , ..., C 8 , first to eighth stop switches S 1 , S 2 , S 3 , ..., S 8 and first to seventh preset switches PS 1 , PS 2 , It is composed of PS 3 ,...etc.
スタートスイツチ10は、常時は開の状態にあ
り、パルスレーザー1からのパルス光Pの発光時
に第2の光電子増倍管3から出力される光電子パ
ルスPP′を受けると閉じるスイツチで、その後も
リセツトをかけない限り閉止状態を維持するよう
に構成されている。 The start switch 10 is normally open, and closes when it receives the photoelectron pulse PP' output from the second photomultiplier tube 3 when the pulsed light P is emitted from the pulsed laser 1, and is reset thereafter. It is configured to maintain the closed state unless it is applied.
また、第1〜8のコンデンサーC1,C2,C3,
……,C8は電源9にスタートスイツチ10を介
してそれぞれ並列に接続されており、これにより
スタートスイツチ10が閉じると、電源9からの
電流を受けて、各コンデンサーと対をなす抵抗
R1,R2,R3,……,R8との関係で決まる時定数
に基く特性で充電が開始されるようになつてい
る。 In addition, the first to eighth capacitors C 1 , C 2 , C 3 ,
..., C8 are each connected in parallel to the power supply 9 via the start switch 10, so that when the start switch 10 is closed, the resistor paired with each capacitor receives the current from the power supply 9.
Charging is started with characteristics based on a time constant determined by the relationship with R 1 , R 2 , R 3 , ..., R 8 .
さらに、第1〜8のストツプスイツチS1,S2,
S3,……,S8は、それぞれスタートスイツチ10
と直列に接続されるとともに、相互に並列に接続
されており、これらのストツプスイツチは具体的
には、それぞれスタートスイツチ10から各コン
デンサーへ分岐する回路部分(各コンデンサーの
充電回路)に介装されており、常時は閉の状態に
あつて、信号を受けると開いてその後もリセツト
をかけない限り開状態を維持するように構成され
ている。 Furthermore, the first to eighth stop switches S 1 , S 2 ,
S 3 , ..., S 8 are each start switch 10
These stop switches are connected in series with each other and in parallel with each other, and specifically, these stop switches are interposed in the circuit parts (charging circuits of each capacitor) that branch from the start switch 10 to each capacitor. It is normally closed, opens when it receives a signal, and remains open unless reset.
すなわち各ストツプスイツチS1〜S8はその励磁
コイルS1EX〜S8EXが消磁状態で閉じており、励
磁コイルS1EX〜S8EXが励磁されると開き、その
後各励磁コイルS1EX〜S8EXが消磁されても開状
態を維持するように構成されており、各励磁コイ
ルS1EX〜S8EXは第1の光電子増倍管2に制御回
路部分CC1〜CC8を介して互いに並列に接続され
ている。 That is, each stop switch S 1 to S 8 is closed when its excitation coil S 1EX to S 8EX is demagnetized, and opens when the excitation coil S 1EX to S 8EX is excited, and then each excitation coil S 1EX to S 8EX is demagnetized. The excitation coils S 1EX to S 8EX are connected in parallel to the first photomultiplier tube 2 via control circuit parts CC 1 to CC 8 . There is.
そして、第2〜8の制御回路部分CC2〜CC8に
は、それぞれ第1〜7のプリセツトスイツチ
PS1,PS2,PS3,……が介装されており、これに
より各プリセツトスイツチは相互に直列に接続さ
れていることになる。 The second to eighth control circuit portions CC2 to CC8 are provided with first to seventh preset switches, respectively.
PS 1 , PS 2 , PS 3 , . . . are interposed, so that the preset switches are connected in series.
またこれらの各プリセツトスイツチPS1,
PS2,PS3,……は第1〜7のストツプスイツチ
S1〜S7に連動するように設けられている。 Also, each of these preset switches PS 1 ,
PS 2 , PS 3 , ... are the 1st to 7th stop switches
It is provided so as to be interlocked with S1 to S7 .
すなわち第1のプリセツトスイツチPS1は第1
のストツプスイツチS1が開くと同時に閉じ、第2
〜7のプリセツトスイツチも第2〜7のストツプ
スイツチがそれぞれ開くとこれに対応して同時に
閉じるように構成されている。 That is, the first preset switch PS1 is
The stop switch S 1 closes at the same time as it opens, and the second
The preset switches No. 7 to 7 are also configured to close simultaneously when the stop switches No. 2 to No. 7 open, respectively.
なお、第2図中、符号RS1,RS2,RS3,…
…,RS8はそれぞれコンデンサーC1〜C8に充電さ
れた電気エネルギーを放電するためのリセツトス
イツチを示している。 In addition, in FIG. 2, the symbols RS 1 , RS 2 , RS 3 ,...
..., RS 8 indicate reset switches for discharging the electrical energy charged in the capacitors C 1 to C 8 , respectively.
ここで、パルス光Pが発せられてから、多チヤ
ンネル時間―電圧変換装置8から出力が出される
までのプロセスを簡単に説明する。 Here, the process from the time the pulsed light P is emitted until the output is output from the multi-channel time-voltage conversion device 8 will be briefly described.
まず短時間閃光を発するパルスレーザー1で螢
光を発する対象試料4を照射する。このときパル
ス光Pが消光した後試料4の発光の寿命が物質の
性質決定に役立つのであるが、螢光は第1の光電
子増倍管2で受光されて、発光強度が比較的小さ
いときの出力として第3図cに示すごとく、光電
子電流が不連続のパルス状に現われる。 First, a target sample 4 that emits fluorescent light is irradiated with a pulsed laser 1 that emits a flash of light for a short time. At this time, the lifetime of the luminescence of the sample 4 after the pulsed light P is quenched is useful for determining the properties of the material, but the fluorescence is received by the first photomultiplier tube 2 and the luminescence intensity is relatively low. As an output, a photoelectron current appears in the form of discontinuous pulses, as shown in FIG. 3c.
一方パルスレーザー1からの直接光を第2の光
電子増倍管3で受光しその出力PP′〔第3図d参
照〕をスタートパルスとする。このスタートパル
スPP′でスタートスイツチ10を閉じると、コン
デンサーC1,C2,C3,……,C8は充電を開始
し、各端子電圧は上昇してゆく。 On the other hand, the direct light from the pulsed laser 1 is received by the second photomultiplier tube 3, and its output PP' (see FIG. 3d) is used as a start pulse. When the start switch 10 is closed by this start pulse PP', the capacitors C 1 , C 2 , C 3 , . . . , C 8 start charging, and the voltage at each terminal increases.
すなわち、パルスレーザー1からのパルス光P
を試料4に照射することにより第1の光電子増倍
管2から時系列的に8個の光電子パルスPPを順
次発生させるとともに、上記パルス光Pを第2の
光電子増倍管3で受けてスタートスイツチ10を
閉じることにより第1〜8のコンデンサーC1〜
C8による充電をパルス光Pの発光時から同時に
開始させることが行なわれるのである。 That is, the pulsed light P from the pulsed laser 1
By irradiating the sample 4 with 8 photoelectron pulses PP are generated from the first photomultiplier tube 2 in time series, and the pulsed light P is received by the second photomultiplier tube 3 to start. By closing the switch 10, the first to eighth capacitors C 1 to
Charging by C 8 is started at the same time as the pulsed light P is emitted.
そして、8個の光電子パルスPPのうちの第1
番目の光電子パルスPP1が発生すると、励磁コイ
ルS1EXが励磁されて第1のストツプスイツチS1
が開くと同時に第1のプリセツトスイツチPS1が
閉じる。 Then, the first of the eight photoelectron pulses PP
When the th photoelectron pulse PP 1 is generated, the excitation coil S 1EX is excited and the first stop switch S 1
At the same time that PS1 opens, the first preset switch PS1 closes.
これにより第1のコンデンサーC1による充電
が停止される。この場合充電開始から停止までの
抵抗R1を流れる電流I1の波形図は第3図eのよう
になり、第1のコンデンサーC1の端子電圧V1の
波形図は第3図fのようになる。 This stops charging by the first capacitor C1 . In this case, the waveform diagram of the current I 1 flowing through the resistor R 1 from the start to the stop of charging is as shown in Figure 3e, and the waveform diagram of the terminal voltage V 1 of the first capacitor C 1 is as shown in Figure 3f. become.
次に第2番目の光電子パルスPP2が発生する
と、第1のプリセツトスイツチPS1が既に閉じて
いるので、第2のストツプスイツチS2の励磁コイ
ルS2EXが励磁されて第2のストツプスイツチS2
が開くと同時に第2のプリセツトスイツチPS2が
閉じる。 Next, when the second photoelectronic pulse PP 2 occurs, since the first preset switch PS 1 is already closed, the excitation coil S 2EX of the second stop switch S 2 is energized and the second stop switch S 2 is activated.
opens, and at the same time the second preset switch PS 2 closes.
これにより第2のコンデンサーC2による充電
が停止される。この場合、充電開始から停止まで
の抵抗R2を流れる電流I2の波形図は第3図gのよ
うになり、第2のコンデンサーC2の端子電圧V2
の波形図は第3図hのようになる。 This stops charging by the second capacitor C2 . In this case, the waveform diagram of the current I 2 flowing through the resistor R 2 from the start to the stop of charging is as shown in Figure 3g, and the terminal voltage V 2 of the second capacitor C 2
The waveform diagram of is shown in Fig. 3h.
以下同様にして、第3〜8番目の光電子パルス
PP3,……が発生してゆくと、プリセツトスイツ
チの作用によつて第3〜8のストツプスイツチ
S3,……,S8が順次閉じてゆくので、第3〜8の
コンデンサーC3,……,C8による充電が順次停
止されてゆくようになつている。この場合も充電
開始から停止までの抵抗R3〜R8を流れる電流I3〜
I8の波形図および第3〜8のコンデンサーC3〜C8
の端子電圧V3〜V8の波形図はそれぞれ充電時間
の長さに応じて変わつている。その一例を抵抗
R3、コンデンサーC3について示すと、第3図
i,jのようになる。 Similarly, the third to eighth photoelectron pulses are
As PP 3 ,... occurs, the 3rd to 8th stop switches are activated by the action of the preset switch.
Since S 3 , . . . , S 8 are closed one after another, charging by the third to eighth capacitors C 3 , . . . , C 8 is stopped one after another. In this case as well, the current flowing through the resistances R 3 to R 8 from the start of charging to the stop is I 3 to
Waveform diagram of I 8 and 3rd to 8th capacitors C 3 to C 8
The waveform diagrams of the terminal voltages V 3 to V 8 change depending on the length of the charging time. Resist an example
R 3 and capacitor C 3 are shown in Figure 3 i and j.
ここで、各端子電圧V1〜V8は、各コンデンサ
ーへの充電が定電流で行なわれており、各端子電
圧はそれぞれの充電時間、換言すればスタートス
イツチ10が閉じてから第1〜8のストツプスイ
ツチS1〜S8が開くまでの各時間に比例する。 Here, each terminal voltage V 1 to V 8 is determined by the charging of each capacitor with a constant current, and each terminal voltage is determined by each charging time, in other words, the first to 8th voltage after the start switch 10 is closed. is proportional to the time it takes for the stop switches S 1 to S 8 to open.
これによりレーザーパルス1が発光してから第
1〜8番目の光電子パルスPP1,PP2,PP3,……
が発生するまでの各時間がそれぞれコンデンサー
C1〜C8の端子電圧V1〜V8に変換されて出力され
るのである。 As a result, the first to eighth photoelectron pulses PP 1 , PP 2 , PP 3 , . . . after the laser pulse 1 is emitted are emitted.
each time until the capacitor
The terminal voltages of C 1 to C 8 are converted into terminal voltages V 1 to V 8 and output.
その後これらの端子電圧V1〜V8はマルチプレ
クサのごとき切換スイツチCSによつて順次切換
られて多チヤンネル波高分析器の入力信号として
用いられる。 Thereafter, these terminal voltages V 1 to V 8 are sequentially switched by a switching switch CS such as a multiplexer and used as input signals of a multi-channel pulse height analyzer.
この多チヤンネル波高分析器は第1図に示すよ
うに、アナログ―デジタル変換器(以下「A―D
変換器」という。)11とマイクロコンピユータ
ー12とで構成されており、この多チヤンネル波
高分析器では、前記8組の電圧を順次アナログ―
デジタル変換して、マイクロコンピユーター12
で加算記憶することが行なわれる。 As shown in Figure 1, this multi-channel pulse height analyzer uses an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as "A-D").
called a converter. ) 11 and a microcomputer 12, this multi-channel wave height analyzer sequentially converts the eight sets of voltages into analog-
Digitally converted and microcomputer 12
Additive storage is performed at .
このように8組の電圧を測定した後はリセツト
スイツチRS1〜RS8を作動させて各コンデンサー
C1〜C8に充電されている電荷を放電して、次の
測定にそなえる。 After measuring 8 sets of voltages in this way, operate the reset switches RS 1 to RS 8 to reset each capacitor.
Discharge the charge stored in C 1 to C 8 to prepare for the next measurement.
このとき、スタートスイツチ10やストツプス
イツチS1〜S8およびプリセツトスイツチPS1,
PS2,……も同時にリセツトされる。すなわちス
タートスイツチ10は開の状態に、各ストツプス
イツチは閉の状態に、各プリセツトスイツチは開
の状態へ復帰せしめられるのである。 At this time, the start switch 10, stop switches S1 to S8 , and preset switch PS1 ,
PS 2 , ... are also reset at the same time. That is, the start switch 10 is returned to the open state, each stop switch is returned to the closed state, and each preset switch is returned to the open state.
なお、第1図の符号13はXYプロツターを示
している。 Note that the reference numeral 13 in FIG. 1 indicates an XY plotter.
また、実際は上記各スイツチ類の動作は高速ス
イツチングの必要上全てIC回路によつて行なわ
れている。 Furthermore, in reality, all of the operations of the above-mentioned switches are performed by IC circuits due to the necessity of high-speed switching.
上述の構成により、試料4の発光寿命を測定す
るには、まずパルスレーザー1からのパルス光P
を第2の光電子増倍管3へ入射し出力PP′をパル
ス整形回路7により整形してスタートパルスとす
る。 With the above configuration, in order to measure the luminescence lifetime of the sample 4, first the pulsed light P from the pulsed laser 1 is
is input to the second photomultiplier tube 3, and the output PP' is shaped by the pulse shaping circuit 7 and used as a start pulse.
一方、パルス光Pの残りを受けることにより試
料4から発した螢光は分光器5を通つて第1の光
電子増倍管2に入射される。 On the other hand, fluorescence emitted from the sample 4 by receiving the remainder of the pulsed light P passes through the spectrometer 5 and enters the first photomultiplier tube 2 .
この光によつて発生した光電子出力をパルス整
形回路6でパルス化されて、この時多チヤンネル
時間―電圧変換装置8のプリセツトスイツチ
PR1,PR2,……等の作用により隣合う光電子パ
ルスPP1,PP2,……が完全に分離され、各パル
スPP1,PP2,…がストツプパルスとして作用す
る。 The photoelectronic output generated by this light is pulsed by the pulse shaping circuit 6, and at this time, the preset switch of the multi-channel time-voltage converter 8 is activated.
Adjacent photoelectron pulses PP 1 , PP 2 , . . . are completely separated by the action of PR 1 , PR 2 , . . . , and each pulse PP 1 , PP 2 , . . . acts as a stop pulse.
これらのスタートパルスとストツプパルスとに
より、多チヤンネル時間―電圧変換装置8が前述
のごとく動作する。 These start pulses and stop pulses cause the multichannel time-voltage converter 8 to operate as described above.
そして多チヤンネル時間―電圧変換装置8から
の8組の電圧は、スイツチCSにより順次切換え
られ、A―D変換器11によりデジタル化されて
マイクロコンピユーター12で加算記憶される。
この時、前述のごとくA―D変換器11およびマ
イクロコンピユーター12は多チヤンネル波高分
析器として動作する。 Eight sets of voltages from the multi-channel time-voltage converter 8 are sequentially switched by the switch CS, digitized by the AD converter 11, and added and stored by the microcomputer 12.
At this time, as described above, the A-D converter 11 and the microcomputer 12 operate as a multichannel pulse height analyzer.
その後、多数回発光を繰返して加算記憶された
ヒストグラムは発光強度の時間的変化を表わし、
発光寿命の基本データーとなる。 After that, the histogram, which is added and stored by repeating the emission many times, represents the temporal change in the emission intensity.
This is the basic data for luminescence life.
そして、このデーターは必要な計算処理されて
XYプロツター13等で作図される。 This data is then processed through the necessary calculations.
Plotted with XY plotter 13, etc.
第4図はこの装置で得られた発光強度の時間変
化を示すグラフで、横軸は時間を表わし、縦軸は
各時間域で発生した光電子の数を表している。 FIG. 4 is a graph showing temporal changes in luminescence intensity obtained with this device, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the number of photoelectrons generated in each time range.
第5図は縦軸を対数に変化させたものである。 In FIG. 5, the vertical axis is changed to a logarithm.
なお、試料4としてヘマトポリフイリンが用い
られ、このヒストグラムの作成には約4万個の光
電子が必要であつた。 Note that hematoporphyllin was used as Sample 4, and approximately 40,000 photoelectrons were required to create this histogram.
このとき約20Hzでパルスレーザー1を動作させ
て、その測定時間は約40分であつた。 At this time, the pulse laser 1 was operated at about 20 Hz, and the measurement time was about 40 minutes.
これを従来の方式で行うと約3時間になる。 If this is done using the conventional method, it will take about 3 hours.
これらの測定結果から、測定時間の短縮化をは
かれることがわかり、更には測定光量の調節が容
易になることもわかつた。 From these measurement results, it was found that the measurement time could be shortened, and it was also found that the measurement light amount could be easily adjusted.
なお、前述の実施例のごとく、コンデンサーや
ストツプスイツチを8組設けるとともにプリセツ
トスイツチを7組設けるほか、コンデンサーやス
トツプスイツチを他の任意の複数組設けるととも
にプリセツトスイツチを上記の数よりも1少ない
数の組だけ設けることもでき、この場合の回路は
前述の実施例に準じて容易に構成できる。 In addition, as in the above-mentioned embodiment, in addition to providing 8 sets of capacitors and stop switches and 7 sets of preset switches, other arbitrary sets of capacitors and stop switches are provided, and the number of preset switches is one less than the above number. It is also possible to provide only a set of , and the circuit in this case can be easily constructed according to the above embodiment.
また、ストツプスイツチとプリセツトスイツチ
とを連動させる代わりに、それぞれ別個に作動さ
せることも可能であるが、この場合でも、第1〜
(n−1)のストツプスイツチが開くと同時にそ
れぞれこれに対応して第1〜(n−1)のプリセ
ツトスイツチが開くように構成される。 Also, instead of interlocking the stop switch and preset switch, it is possible to operate them separately, but even in this case, the first to
When the (n-1) stop switch is opened, the first to (n-1) preset switches are opened correspondingly.
以上詳述したように、本発明の試料の発光寿命
測定装置によれば、次のような効果ないし利点が
得られる。 As described in detail above, according to the sample luminescence lifetime measuring device of the present invention, the following effects and advantages can be obtained.
(1) 試料4から発生する光を受けて第1の光電子
増倍管から生じる光電子パルスを1回の測定で
複数個利用できるため、光電子パルスの利用効
率があがり、これにより測定時間を大幅に短縮
できる。(1) Multiple photoelectron pulses generated from the first photomultiplier tube in response to the light emitted from the sample 4 can be used in one measurement, increasing the efficiency of photoelectron pulse utilization and significantly reducing measurement time. Can be shortened.
(2) このように測定時間を大幅に短縮できるの
で、長時間一定の状態を保持することが困難な
生物系細胞系試料の発光寿命の測定も可能にな
る。(2) Since the measurement time can be significantly shortened in this way, it is also possible to measure the luminescence lifetime of biological cell samples, which are difficult to maintain in a constant state for a long time.
(3) 1回の発光により、試料から発生する光を受
けて第1の光電子増倍管から生じる光電子パル
スの数を複数個にすることは、比較的容易であ
るため、その結果測定光量の調節が容易にな
る。(3) It is relatively easy to increase the number of photoelectron pulses generated from the first photomultiplier tube in response to the light emitted from the sample by one light emission, and as a result, the amount of measured light can be reduced. Adjustment becomes easier.
図は本発明の一実施例としての試料の発光寿命
測定装置を示すもので、第1図はその全体構成
図、第2図はその原理図、第3図a〜jは第2図
の各部の波形を示すタイムチヤート、第4,5図
はいずれもその測定結果を示すグラフである。
1……発光源としてのパルスレーザー、2,3
……光電子増倍管、4……試料、5……分光器、
6,7……パルス整形回路、8……多チヤンネル
時間―電圧変換装置、9……電源、10……スタ
ートスイツチ、11……A―D変換器、12……
マイクロコンピユーター、13……XYプロツタ
ー、C1〜C8……充電手段としてのコンデンサ
ー、R1〜R8……抵抗、S1〜S8……ストツプスイ
ツチ、S1EX〜S8EX……励磁コイル、CC1〜CC8
……ストツプスイツチへの制御回路部分、CS…
…切換スイツチ、PS1,PS2,PS3……プリセツト
スイツチ、RS1〜RS8……リセツトスイツチ。
The figures show an apparatus for measuring the luminescence lifetime of a sample as an embodiment of the present invention. Figure 1 is its overall configuration diagram, Figure 2 is its principle diagram, and Figures 3 a to j are each part of Figure 2. 4 and 5 are graphs showing the measurement results. 1...Pulsed laser as a light source, 2,3
... photomultiplier tube, 4 ... sample, 5 ... spectrometer,
6, 7...Pulse shaping circuit, 8...Multi-channel time-voltage converter, 9...Power source, 10...Start switch, 11...A-D converter, 12...
Microcomputer , 13 ... _ _ _ _ CC 1 ~ CC 8
...Control circuit part to stop switch, CS...
...Changing switch, PS 1 , PS 2 , PS 3 ... Preset switch, RS 1 to RS 8 ... Reset switch.
Claims (1)
試料から発生する光を受けて複数(n)個の光電
子パルスを生じる第1の光電子増倍管と、上記パ
ルス光を受ける第2の光電子増倍管を介して同パ
ルス光の発光時に閉止せしめられるスタートスイ
ツチとをそなえ、上記スタートスイツチが閉じた
ときに電源からの電流を受けて充電を開始すべく
並設された第1〜nのコンデンサーが設けられる
とともに、上記第1の光電子増倍管から上記複数
(n)個の光電子パルスを順次受けて上記第1〜
nのコンデンサーへの充電回路を逐次開いてゆく
第1〜nのストツプスイツチが設けられ、且つ、
上記第1の光電子増倍管から上記複数(n)個の
光電子パルスを順次受けて上記第1の光電子増倍
管から上記第2〜nのストツプスイツチへの制御
回路を逐次閉じてゆく第1〜(n−1)のプリセ
ツトスイツチが相互に直列に接続されていること
を特徴とする、試料の発光寿命測定装置。 2 上記第1〜(n−1)のストツプスイツチに
上記第1〜(n−1)のプリセツトスイツチがそ
れぞれ連動するように設けられた特許請求の範囲
第1項に記載の試料の発光寿命測定装置。[Scope of Claims] 1. A light emitting source of pulsed light, a first photomultiplier tube that receives light generated from a sample receiving the pulsed light and generates a plurality (n) of photoelectron pulses, and the pulsed light and a start switch that is closed when the same pulsed light is emitted through a second photomultiplier tube that receives the pulsed light. are provided with first to nth condensers, which sequentially receive the plurality of (n) photoelectron pulses from the first photomultiplier tube to
first to n stop switches are provided to sequentially open charging circuits for the n capacitors, and
The first to n photomultiplier tubes sequentially receive the plurality of (n) photoelectron pulses from the first photomultiplier tube and sequentially close the control circuits from the first photomultiplier tube to the second to n stop switches. An apparatus for measuring the luminescence lifetime of a sample, characterized in that (n-1) preset switches are connected in series. 2. Luminescence lifetime measurement of a sample according to claim 1, wherein the first to (n-1) preset switches are provided in such a manner that the first to (n-1) preset switches are respectively linked to the first to (n-1) stop switches. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2452681A JPS57137843A (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Measuring apparatus of luminescence life of sample |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2452681A JPS57137843A (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Measuring apparatus of luminescence life of sample |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57137843A JPS57137843A (en) | 1982-08-25 |
| JPS624659B2 true JPS624659B2 (en) | 1987-01-31 |
Family
ID=12140592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2452681A Granted JPS57137843A (en) | 1981-02-20 | 1981-02-20 | Measuring apparatus of luminescence life of sample |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57137843A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5972049A (en) * | 1982-10-19 | 1984-04-23 | Horiba Ltd | Measuring apparatus of light emission life of sample |
| JPS59182341A (en) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | Horiba Ltd | Apparatus for measuring anisotropy of sample luminescence |
| JPS6110745A (en) * | 1984-06-26 | 1986-01-18 | Horiba Ltd | Light-emitting-life measuring apparatus |
-
1981
- 1981-02-20 JP JP2452681A patent/JPS57137843A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57137843A (en) | 1982-08-25 |
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