光の照射強度(エネルギー)を一定にする方法はありますか？

質問

UVAの波長領域の光を細胞に照射する実験をしています。キセノンランプを光源とし、フィルターで不必要なUVB領域の光をカットした光を5J/ｃｍ2　照射しています。同じ仕様の機械が数台あるのですが、照射強度（W/cm2)を一定に調整し、照射時間も一定にしているのにもかかわらず、光を照射された後の細胞の生存率が、機械によって異なります。何故でしょう?　照度計による光の強さの他に、何かのパラメータを測定し、それを調整することで、細胞への影響を機械間で一定に調整することは可能でしょうか?　光学に関しては全くの素人なので全く見当もつきません。何かヒントでもありましたら教えてください。ちなみに、機械間で照射光の波形はほとんど同じですし、光源から細胞までの距離も同じにしています。

回答No.3

walkingdic

同一の照度計を用いて、照射面の複数点を測定して同一の測定値であれば、基本的には照射強度には違いはないと考えるのが妥当でしょう。
スペクトルもＸｅランプであれば個体差はほとんどないはずです。

照射する装置は同一の構造なのでしょうか。
それあたりが気になりますね。
構造がかなり異なるということになると、照射強度の測定法法に問題はないのかなど懸念事項は出てきます。ただ実際に物を見ていないのでなんとも言い難いのですが。

あとは全く別の観点、つまり温度とかそういうものはどうなのでしょうか。

キセノンランプはそれなりに熱を出しますよ。
フィルターでＵＶＢ領域をカットとありますが、同じ仕様のフィルターを使っていますか？メーカーが違ったりすると、赤外領域での透過率などは全然違うことがありますよ。
同一メーカ同一品番なら心配いりませんが。

お礼

ありがとうございました。

補足

ありがとうございます。
照射する装置は同一の構造です（のはず）。メーカーにお願いして、同じ仕様のものを作っていただいていますので。温度は室温で、実験しています。照射面は37度くらいで、細胞にダメージを与えるほど上昇はしていません。輻射熱のようなものはわかりません。しかし、フィルターも同じ仕様のものを使っています。

回答No.2

tazar_san

こんばんは

ＵＶ光を測定する場合、センサがＵＶ対応でも、ダメージ等で感度が変わるのは良くあることです。もちろん、質問者さんが書いておられるように、同じセンサで強度を見たら問題ありませんが。

ただし、光の中心波長が変わると、センサの感度は変化します。Xeランプのスペクトルは同じとのことでしたが、フィルター透過後のスペクトルは測定されていますか？あまり考えにくいですが、フィルターに機差があり、透過後のスペクトルが異なっている可能性はあります。
そうなりますと、同じセンサを使っていても、強度は異なりますし、波長も異なりますので、影響あるかもしれませんね。

また、対象にあてるＵＶ光の強度分布はどうなっていますか？
均一強度の光をつくるのは難しいと思いますが、ある程度の面積を持った光の一部を小さな面積のセンサで図っているとしたら、照射強度があてにならなくなりますよね。

最後に、光をあてる対象（細胞）の状況はどうなっていますか？ＵＶ光は水による減衰が激しいので、あてたい細胞上に水の膜がある場合、その厚さによって、細胞自体にあてられる光は大きく変化します。

参考になれば良いのですが。

お礼

ありがとうございました。

補足

ありがとうございます。
・Xeランプのスペクトルはフィルター透過後のものを分析しています。
・「光の中心波長が変わると、センサの感度は変化する」というのが良く理解できませんでした。
・ＵＶ光の強度分布は同心円状で若干変わってくることは把握しています。なので、何箇所か場所を決めて照度を測定しています。また、細胞に光を当てるときは、できるだけ均一な光が当たるように、細胞をターンテーブルの上に乗せています。
・細胞は培養液中にありますので、細胞上に水の膜があります。しかし、同じ容器に同容量の培養液を入れており、その厚さは変わらないと考えています。ただ、容量がものすごく微量なので、表面張力により水面は水平になっていないと思います。でも、同じ条件のものを用意しているので、機械間での違いの要因ではないと考えています。

回答No.1

Cupper

温度や湿度、培地のロットなどの条件は同じとすると
照度計が正しくUV光の強さを測定していない可能性もあります
測定器の仕様を確認してみてください

まさかとは思いますが、可視光を測定する照度計を使っていませんか
キセノンランプは赤外線域から紫外線域まで均一に光を発するという【仮定】が間違っているかもしれません
その場合、素直に紫外線照度計を使いましょう

お礼

ありがとうございました。

補足

照度計はUVA領域にあったものを使用しています。
仮に照度計の精度がもうひとつだったとしても、同じ照度計で双方の機械の照度が同じようになるように調節すれば、同じ強度の光が当たっていると考えられませんか？
キセノンランプは手作りで一個一個のロット差もあるようなことを聞いていますが、波形のスペクトラムはほとんど同じでした。機械を作ったメーカーの技術者も、これはもう同じというレベルですとおっしゃっていました。
細胞の死に方が、少し違うくらいならあまり気にしないのですが、えっと思うほど違うので気になるのです。