蛍光の輝度を測定する方法

質問

２次元の布地サンプルに微量の蛍光物質が均一に染み込ませてあります。

このサンプルの単位面積あたりの蛍光の輝度を測定して、いくつかのサンプル毎の比較をしたいのですが、
どのような方法を使えばいいのかわかりません。
輝度測定装置や光電子増倍管とかをつかえばいいのでしょうか？
具体的なおすすめ装置名、メーカー名を教えてください。

もしJIS等の公的規格があるのでしたら併せて教えていただくと助かります。

回答No.1

paddler · ベストアンサー

まず測定に必要な構成は、

（１）励起光源：蛍光を発生させるための励起光を照射。UV励起（<380nm）が必要であれば、Hgランプ、Xeランプ等が一般的。目的の励起波長のみを取り出すために、波長選択フィルタまたは分光器が必要。
（２）励起光照射光学系・蛍光捕集光学系：試料（布地）に光源からの励起光を照射し、そこから発生する蛍光を効率よく拾うためのレンズ・ミラー・光ファイバー等から成る光学系。一般に蛍光は弱く、室内光等が外乱となるため、この部分は小型の暗室化しておく必要がある。また、試料を安定に保持するための試料ホルダーが必要。
（３）蛍光光度計：試料から捕集した蛍光の強度を測るための光センサ部。感度的に、ホトマル（光電子増倍管）が一般的。蛍光を波長別に調べるためには、波長選択フィルタまたは分光器が必要。

となります。そして、「いくつかのサンプル毎の比較」をきちんと定量的に行うためには、

　Ａ．試料（布地）上の一定面積にできるだけ均一な照度で一定強度（時間変化の少ない）の励起光を照射できること
　Ｂ．試料を効率よく励起でき、かつ観測したい蛍光の波長範囲より短い励起波長を選ぶこと（一般に蛍光波長＞励起波長）
　Ｃ．試料から発生する蛍光を一定の効率（レンズ等の端面から一定の距離、一定の立体角）で取り込めること
　Ｄ．試料からの蛍光には励起光も混じっている（一般にこちらの方が強い！）ので、波長選択フィルタや分光器で分離すること（しないと蛍光のみを高精度に測光できない）
　Ｅ．十分な感度を持つセンサを使うこと

が必要になります。

最も確実な道具立ては、「分光蛍光光度計（日本分光、日立ハイテク、島津など）＋固体試料ホルダー」だと思います。ただし、前者の価格は数百万円のオーダーします。既にお持ちであったり、借りられるものがあるのであればよいのですが、この目的の為に買いそろえるのは、はっきり言って大変です。

一方、蛍光物質が「微量」であることからある程度の感度が必要であり、また感度を稼ぐのに励起光を強くすると蛍光物質が変質（褪色）してしまうため、簡便な装置・道具で満足な測定ができるかどうかは難しいところですね。

ご質問にある「布地」がどの程度の蛍光を発生するのか具体的（肉眼で見えるとか）に書かれていないので、一般論としてはこんなところでしょうか。

お礼

非常に詳しく書いていただいて助かりました。

回答No.3

paddler

No.1の回答者です。

ポイントは感度と要求精度（波長軸/強度軸）ですね。

発光強度がそれなりにあって、かつ要求精度とサンプル間の強度比がそれほど大きなダイナミックレンジを必要としなければ、No.2の方の書かれている「イメージ検出タイプ」は便利です。

ご質問に「微量の蛍光物質」とあるので、No.1は「感度重視」でお答えしました（イメージ検出タイプと分光蛍光光度計では感度が段違いなので）。

回答No.2

grumpy_the_dwarf

FUJIFILMのLASシリーズのような、いわゆる「ルミノイメージアナラ
イザ」を使えば、複数サンプルを同時測定出来ます。

しかも、結果が画像で出てくるので説得力抜群。画像解析ソフトは
色素の分布に多少のムラがあってもちゃんと全体の色素量を合計し
てくれるし、布の面積も測定出来る。分光光度計はどこを測ってい
るのかを言わずに蛍光強度だけを表示するから、説明が面倒くさ
い。

参考URL：

http://www.fujifilm.co.jp/bio/si_product/product.html#03