[发明专利]散焦后的旋光度测定装置及旋光度测定方法以及散焦后的光纤光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及作为采血得到的血液、血清、生物体等的旋光度测定用检测体的光散射检测体的散焦后的旋光度测定装置、能够在旋光度测定系统中使用的散焦后的光纤光学系统以及使用散焦后的光纤光学系统的旋光度测定方法，进而具体地说，涉及能够测定旋光度测定用检测体糖类的浓度，能够向人的血液、手指、耳朵、皮肤等照射激光光，测定其透过光以及/或者反射光，以高的测定精度测定旋光度测定用检测体的糖类成分浓度的散焦后的旋光度测定装置、散焦后的光纤光学系统以及使用散焦后的光纤光学系统的旋光度测定方法的发明。

背景技术

作为血液中葡萄糖浓度的测定方法已知的第1种方法是如在专利文献1中记载那样的，在手指等的生物体的一部分上照射红外线激光，对来自血管的散射光进行分光测定包含在血液中的葡萄糖浓度的方法。它是利用散射光与葡萄糖浓度成比例地降低这一点。但是，该方法存在散射光的光强度受温度和皮肤的水分和油成分等的影响，没有广泛普及。

第2种方法如非专利文献1以及专利文献2等中记载的那样，传送与旋光物质正交的偏振光成分用开口回路测量其双折射率的方法。但是，在该方法中如果用作为健康人的血糖值水平0.1g/dL（分升）的指标测定厚度是10mm左右的葡萄糖则误差大，在光的散射大的血液和手指等的生物体中完全不能测定。

第3种方法是用专利文献3中记载的双折射率测定装置测定的方法。该方法和本发明一样在具有极化面保存光纤的环形干设计的环形中设置对置准直光学系统，使平行光束在检测体内传送，通过测定左右两回旋光的相位差测量检测体的旋光度。在该方法中能够在装入厚度10mm左右的玻璃制单元中的葡萄糖中以足够的精度测定作为健康人的血糖值的0.1g/dL。

图23是表示在以往的对置准直器中插入光散射检测体的光学系统的图，在从具有金属环2-1、2-2的一对单模（以下还称为SM）光纤1-1、1-2的前端分别到只距离透镜3-1、3-2的焦点距离5-1、5-2的位置上配置透镜3-1、3-2构成对置准直光学系统，在其间配置光散射检测体4测定光散射检测体4的旋光度。作为提高测定精度的最佳的方法是，将各光纤的端面分别配置在各透镜的焦点位置上形成对置准直器，用透镜将从一方的光纤端面射出的信号光形成为平行光线照射在光散射检测体4上，使透过了光散射检测体4的信号光在另一光纤上耦合。但是，当在图23的对置准直器中插入了厚度1.5mm左右的手指指根的折皱部的情况下，生物体的散射损失非常大，不能测定旋光度。

这是因为单模光纤对置准直光学系统的插入损失一般是0.5dB左右，但如果插入生物体则插入损失变成大于等于80dB的缘故。

图24是使用波长850nm用SM光纤的对置准直器的、透镜的焦点距离是f＝2.5mm，透镜间的距离是30mm时的光束角度依赖性的理论计算结果，图中，横轴是准直器角度（单位：度）即射入射出准直器的光束角度、纵轴是损失（单位：dB）。由此知道，光束角度如果偏离0度至0.3度左右则耦合损失增大到大于等于50dB。因而，当用带透镜的单模光纤对置准直光学系统夹着实际的手指折皱部的情况下的插入损失变成大于等于80dB的原因一般认为是由于用透镜实施了准直的平行光线在生物体内部随机散射，因而光束传送角度变化的缘故。

虽然已知以上的原因，但至今大多还在尝试开发高精度测定采血得到的血液和生物体的葡萄糖浓度的光学式测定装置。但是，以高精度测定采血得到的血液和生物体的葡萄糖浓度是极其困难的，虽然已用于果类的糖度测定，但在采血得到的血液和生物体的葡萄糖浓度的测定中使用的测定仪还没有实现，当前的现状是采血得到的血液和生物体的葡萄糖浓度的测定还不得不依赖于使用药剂的方法。

专利文献1：特开2004-313554号公报

专利文献2：特开2007-093289号公报

专利文献3：特开2005-274380号公报

非专利文献1：横田正幸等“使用铅玻璃光纤偏振光调制器的葡萄糖传感器”，第31届回光波传感技术研究会LST31-8，PP.51-56，2003年6月

非专利文献2：梶冈於保，“光纤陀螺的开发”，第3届回光波传感技术研究会，LST3-9，PP.55-62，1989年6月

发明内容