CN113348345B

CN113348345B - 分光光度计及液相色谱仪

Info

Publication number: CN113348345B
Application number: CN201980090130.XA
Authority: CN
Inventors: 米仓拓弥; 渡邉真人
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: JPWO2020183595A1; US12078624B2; CN113348345A; JP7021717B2; US20220042956A1; WO2020183595A1

Abstract

本发明提供一种分光光度计及液相色谱仪，不论测定所使用的光源的组合如何，均可对其内部适当地进行温度调整。本发明的分光光度计包括：试样配置部，配置分析对象的试样；光源部，包括多个光源，所述多个光源对配置于试样配置部的试样照射光；检测部，对从试样发出的光进行检测；壳体，收容试样配置部、光源部、及检测部；存储部，保存针对多个光源中的一至多个光源的组合分别预先确定的温度的信息；光源指定接收部，接收与多个光源中的一至多个光源的组合相关的指定；目标温度设定部，从存储部读取与光源指定接收部所接收的光源的组合相对应的温度并设定为目标温度；及温度调整部，将壳体的内部的温度维持为目标温度。

Description

分光光度计及液相色谱仪

技术领域

本发明涉及一种分光光度计及液相色谱仪。

背景技术

为了对试样中的成分进行鉴定或定量，而广泛使用液相色谱仪。在液相色谱仪中，利用管柱将试样中的成分分离，而检测各成分。从管柱溶出的试样液中的成分的测定中广泛使用分光光度计。

在分光光度计中，从光源对试样照射光，利用分光元件对与试样相互作用后的光(透射光、荧光等)进行波长分离，而对各波长的光的强度进行测定。在此种分光光度计中，例如，使用氘灯作为光源，使用衍射光栅作为分光元件。

分光光度计所具有的分光元件中存在若在测定中温度发生变化则分光特性就会变化的元件。例如，在衍射光栅的情形时，整体会伴随温度变化而伸缩，光栅间的间隔发生变化，而波长分离特性发生变化。如此，若波长分离特性发生变化，则测定精度会降低。另外，在使用分光光度计作为液相色谱仪的检测器的情形时，也存在如下情况：伴随温度变化，流动相的光吸收量发生变化，而发生漂移。

为了防止发生如上所述的问题，多数分光光度计包括温度调整机构，所述温度调整机构不论分光光度计周边的温度(环境温度)如何变化，均将分光光度计内部的温度保持为一定(例如专利文献1)。温度调整机构例如包括：温度测量部，测定分光光度计内部的温度；加热器，对分光光度计的内部进行加热；及输出调整部，对所述加热器的输出进行调整。

在使用分光光度计时，点亮作为测定光源的灯后，会从灯发出热量，使得分光光度计内部的温度上升。因此，在分光光度计中，预先设定高于环境温度的目标温度，并调整加热器的输出，以便在试样的测定中将分光光度计的内部维持为所述目标温度。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2014-48176号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在分光光度计中，存在为了能够测定吸收紫外光区的光的试样、与吸收可见光区的光的试样这两者而包括发出紫外光区的光的氘灯与发出可见光区的光的钨灯的分光光度计。在这种分光光度计中，根据试样的光吸收特性而点亮其中一个或两个灯进行测定。

氘灯与钨灯在点亮时所发出的热量不同，分光光度计内部的温度上升的程度不同。另外，视分光光度计内部的容积等而有所不同，但在点亮氘灯与钨灯这两者的情形和仅点亮钨灯的情形时，有时分光光度计内部的温度差会高达15℃左右。

通过分光光度计的加热器能够产生的热量有限，通过温度调整机构能够调整的温度范围受到限制。在包括多个光源的分光光度计中，根据所使用的光源的数量或种类、或者其等的组合可能导致产生如上所述那样大的温度差，因此存在难以设定合适的目标温度来对分光光度计的内部进行温度调整的问题。

本发明所要解决的课题在于在包括多个光源的分光光度计中，不论测定所使用的光源的数量或种类、或者其等的组合如何，均对其内部适当地进行温度调整。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述课题而完成的本发明的分光光度计包括：

试样配置部，配置分析对象的试样；

光源部，包括多个光源，所述多个光源分别对配置于所述试样配置部的试样照射光；

检测部，对来自所述试样的光进行检测；

壳体，收容所述试样配置部、所述光源部、及所述检测部；

存储部，保存针对所述多个光源中的一至多个光源的组合分别预先确定的温度的信息；

光源指定接收部，接收与所述多个光源中要点亮的一至多个光源的组合相关的指定；

目标温度设定部，从所述存储部读取与所述光源指定接收部所接收的光源的组合相对应的温度并设定为目标温度；以及

温度调整部，将所述壳体的内部的温度维持为所述目标温度。

[发明的效果]

所述多个光源可为同一种类的光源，也可为不同种类的光源。另外，所述组合可包括仅一个光源及多个光源的组合这两者。

所述试样配置部使用对应于试样形状的合适的试样配置部。例如在测定气体试样或液体试样的情形时，使用流通池或标准池作为试样配置部，在测定固体试样的情形时，使用试样台作为试样配置部。

所述温度调整部例如使用包括以下部件的温度调整部：加热器，对壳体的内部进行加热；温度测量部，测定壳体的内部的温度；及输出调整部，根据所述温度测量部与目标温度的差来调整加热器的输出。

针对所述多个光源的组合分别预先确定的温度是基于点亮各光源时的壳体内部的温度上升的程度、与温度调整部能够调整的温度范围而确定。

本发明的分光光度计包括光源部，所述光源部包括多个光源，根据分析对象的试样的吸光特性等点亮其等中的一至多个光源来进行试样的测定。在所述分光光度计中，在测定之前指定试样的测定所使用的一至多个光源的组合后，从存储部读取与所指定的光源的组合相对应的温度，并设定为目标温度。然后，在测定中利用温度调整部将壳体内部的温度维持为目标温度。

在本发明的分光光度计中，根据所使用的光源的组合来设定目标温度，因此不论测定所使用的光源的组合如何，均可对其内部适当地进行温度调整。

附图说明

图1是包括本发明的分光光度计的一实施例的液相色谱仪的主要部分结构图。

图2是本实施例的分光光度计的主要部分结构图。

图3是对本实施例中的目标温度的确定方法进行说明的概念图。

图4是对要点亮的灯的组合与光源室及分光室的上升温度的关系进行说明的表。

图5是对使用加热器时的光源室及分光室的上升温度进行说明的表。

图6是表示要点亮的灯的组合与光源室及分光室的目标温度的关系的表。

[符号的说明]

1：液相色谱仪

10：送液单元

11a、11b：容器

12a、12b：送液泵

13：混合机

20：自动进样器

21：温度调整机构

30：柱温箱

31：管柱

32：温度调整机构

40：分光光度计

41：光源室(灯室)

42：分光室

50：系统控制器

70：控制处理部

71：存储部

72：分析用程序

75：输入部

76：显示部

411：氘灯

412：钨灯

413：镜子

416：传感器

417：加热器

421：聚光透镜

422：流通池

423：狭缝

424：衍射光栅

425：光二极管阵列

426：传感器

427：加热器

721：测定条件输入接收部

722：方法文件制作部

723：测定执行部

具体实施方式

以下，参照图式对本发明的分光光度计的一实施例进行说明。本实施例的分光光度计用来对液相色谱仪中试样所含的成分进行测定。

图1是包括本实施例的分光光度计的液相色谱仪1的主要部分结构图。所述液相色谱仪1包括送液单元10、自动进样器20、柱温箱30、分光光度计40、系统控制器50、及控制处理部70。

送液单元10包括：容器11a、容器11b，收容流动相的溶液；送液泵12a、送液泵12b，输送所述容器11a、容器11b内的溶液；及混合机13，将两种溶液加以混合。在柱温箱30中收容有管柱31。

将送液单元10中所制备的流动相经由自动进样器20导入柱温箱30内的管柱31中。在自动进样器20中预先设置有一至多个分析对象的液体试样。为了防止液体试样挥发或变质，而通过温度调整机构21(典型而言为冷却器)将自动进样器20的内部维持为特定的温度。在自动进样器20中，将设置于其内部的一至多个分析对象的液体试样依序注入流动相中。注入流动相中的液体试样跟随流动相的流动而通过管柱31。

柱温箱30包括管柱31的温度调整机构32(典型而言为加热器)。在通过管柱31的期间，试样中的各成分随着时间推移而分离。

图2中示出分光光度计40的概略结构。在分光光度计40的壳体内部设置有光源室(灯室)41、及分光室42。图2中将光源室41与分光室42邻接配置，但也可以将这些分开配置。在光源室41设置有对所述光源室41内的特定位置的温度进行测定的传感器416、及对光源室41内进行加热的加热器417。另外，在分光室42也设置有对所述分光室42内的特定位置的温度进行测定的传感器426、及对分光室42内进行加热的加热器427。本实施例中的传感器416、传感器426为热敏电阻，但也可以使用能够测量温度的合适的传感器。对加热器417、加热器427的通电量是以将光源室41及分光室42分别维持为特定的温度(下文所述的目标温度)的方式，由控制处理部70的测定执行部723进行反馈控制。

在光源室41的内部收容有氘灯411与钨灯412。通过在由测定执行部723执行的控制下使镜子413旋转，而将来自氘灯411与钨灯412的光择一性地导入分光室42内。在液体试样所含的成分中包括对紫外光的灵敏度高的成分(成分A)与对可见光的灵敏度高的成分(成分B)这两种成分的情形时，在测定中预先将氘灯411与钨灯412这两者点亮，以如下方式控制镜子413：在成分A从管柱31溶出并被导入流通池422中的时段对流通池422照射紫外光，在成分B被导入流通池422中的时段对流通池422照射可见光。在液体试样仅包括对紫外光的灵敏度高的成分的情形时，仅使用(点亮)氘灯411，在液体试样仅包括对可见光的灵敏度高的成分的情形时，仅使用(点亮)钨灯412。如此，本实施例中可使用(可点亮)的光源的组合存在三种。

此外，在将氘灯411与钨灯412这两者点亮的情形时，可不利用镜子413进行切换，而将来自氘灯411与钨灯412这两者的光照射至流通池422。

在分光室42配置有聚光透镜421、流通池422、狭缝423、衍射光栅424、及光二极管阵列425。对流通池422依序导入管柱31中分离的试样中的成分。从光源室41导入的光通过聚光透镜421聚光并照射至流通池422。穿射通过流通池422的成分的光穿过狭缝423，被衍射光栅424进行波长分离后，射入光二极管阵列425。构成光二极管阵列425的各元件输出与在预先确定的采样时间射入的光量相应的信号。来自光二极管阵列425的输出信号被发送至控制处理部70，并被依序保存于存储部71。

控制处理部70除了包括存储部71以外，作为功能区块，而包括测定条件输入接收部721、方法文件制作部722、及测定执行部723。控制处理部70的实体为通常的计算机，通过利用处理器执行预先安装的分析用程序72，来实现这些功能区块。另外，在控制处理部70连接有输入部75与显示部76。

在存储部71中保存有与测定时(点亮光源时)的光源室41与分光室42的目标温度相关的信息。具体而言，保存有针对以下三种情形的各情形分别确定光源室41与分光室42的目标温度的信息：(1)仅点亮氘灯411；(2)仅点亮钨灯412；及(3)将氘灯411与钨灯412这两者点亮。

目标温度是考虑点亮氘灯与钨灯时的发热会使光源室41与分光室42的内部的温度分别上升何种程度来确定。以下对所述方面进行说明。

图3是对目标温度的确定方法进行说明的概念图。如图3所示，点亮光源时的发热量按照仅点亮钨灯时(仅W)、仅点亮氘灯时(仅D₂)、将氘灯及钨灯都点亮时(W+D₂)的顺序变大。图3中由以实线围成的框来表示这些的发热量。这表示光源室41与分光室42中点亮灯后从点亮前(装置启动时)的环境温度(室温)起的温度上升。图4表示本实施例中的点亮光源时的上升温度。

继而，考虑在点亮光源后将对分别设置于光源室41与分光室42的加热器417、加热器427的通电量设为最大时的光源室41与分光室42的上升温度。图3中由以虚线围成的框来表示加热器的可发热量。即，表示在点亮各光源时光源室41与分光室42最大上升至几度。各灯的点亮时的目标温度根据将对加热器417、加热器427的通电量设为最大时相对于光源室41与分光室42的上升温度(最大上升温度)的预先确定的比例(本实施例中为50％)的温度而设定。图5中示出本实施例中的对加热器通电产生的上升温度(最大上升温度与相当于其50％的温度)。

将使用图4及图5所示的数值所确定的目标温度的一览示于图6。将氘灯411与钨灯412这两者点亮的情形时，光源室41的目标温度为室温+26.5℃，分光室42的目标温度为室温+21℃。另外，仅点亮氘灯411的情形时，光源室41的目标温度为室温+22.5℃，分光室42的目标温度为室温+18℃。进而，仅点亮钨灯412的情形时，光源室41的目标温度为室温+12.5℃，分光室42的目标温度为室温+13℃。在本实施例中，将目标温度确定为相对于室温的相对温度，但于在室温的变化小的环境中使用分光光度计的情形等时，也可以将目标温度确定为绝对的温度。

继而，对使用本实施例的液相色谱仪1的测定的流程进行说明。此处，仅对测定的流程中的本实施例中具有特征性的工序进行说明，省略与现有相同的顺序或测定的详情相关的说明。

使用者通过输入部75进行特定的操作后，测定条件输入接收部721在显示部76显示使使用者输入测定条件的画面。所述测定条件包括测定时所使用的光源(氘灯411、钨灯412)的指定。除此以外，测定条件包括流动相的种类或流速、柱温箱30的温度、分光光度计40中获得数据的采样间隔等。这些测定条件的输入可通过由使用者输入至在显示部76所显示的输入栏中来进行。使用者输入测定条件后，通过方法文件制作部722制作记载了这些测定条件的方法文件。另外，方法文件制作部722从存储部71读取与使用者所指定的光源的组合相对应的温度信息，设定光源室41与分光室42的目标温度，将其值添加至方法文件中并保存于存储部71。此外，于预先在存储部71中保存了方法文件的情形时，也可以替换为通过读取所述方法文件来输入测定条件的操作。在所述情形时，测定条件输入接收部721基于记载于所读取的方法文件中的光源的种类来设定光源室41与分光室42的目标温度。

制作方法文件，并由使用者通过特定的操作来指示测定开始后，测定执行部723基于记载于方法文件中的测定条件来测定试样。测定执行部723通过光源室41的传感器416、分光室42的传感器426来分别测量装置启动时的(点亮氘灯411、钨灯412之前的)光源室41及分光室42的温度。然后，根据此后要执行的测定中所使用的光源的组合，来设定光源室41及分光室42的目标温度的绝对值。在预先将目标温度确定为绝对的数值的情形时不需要所述工序。测定执行部723在氘灯411及/或钨灯412开始通电后，待机特定时间直至灯的点亮状态稳定，然后开始对光源室41的加热器417、分光室42的加热器427进行通电。然后，按照特定的时间间隔，利用光源室41的传感器416、分光室42的传感器426分别测量光源室41及分光室42的温度，并基于所述温度与目标温度的差对加热器417、加热器427的通电量进行反馈控制。开始反馈控制后，测定控制部73依据记载于方法文件中的条件测定试样。

以往，分光光度计的温度调整通常不论测定时所使用(点亮)的光源的组合如何，均一致地设定。例如，在图4及图5所示的例子中，在以所产生的热量为中间的仅点亮氘灯411时为基准而确定目标温度的情形时，光源室41的目标温度为室温+22.5℃，分光室42的目标温度为室温+18℃。然而，例如在仅点亮钨灯412的测定中，即使将光源室41的加热器417的输出设为最大，也只能上升至20℃，无法将光源室41的温度调整为室温+22.5℃。如此，若不论所使用的光源如何均一致地设定分光光度计的目标温度，则存在无法将光源室41或分光室42维持为目标温度的情形。另外，例如在点亮氘灯411与钨灯412这两者的测定中，若减小光源室41的加热器的输出而止于3.5℃的加热，则虽然暂且可以将光源室41的温度调整为室温+22.5℃，但若从装置启动时的温度(即目标温度的设定所使用的温度)上升3.5℃以上则无法进行温度调整。即，即使能够进行温度调整，对室温变动的追随性也差(能够追随的温度范围小)。

与此相对，在本实施例的液相色谱仪1中，针对测定时所使用(即点亮)的光源的组合分别设定光源室41与分光室42的目标温度，因此不论测定所使用的光源的组合如何，均可对其内部适当地进行温度调整。

所述实施例为一例，可根据本发明的主旨适当进行变更。

在所述实施例中已对液相色谱仪1中所使用的分光光度计进行了说明，但在仅使用分光光度计的情形或将分光光度计并入其他分析装置中使用的情形时也可以与所述同样地构成。

在所述实施例中，对光源室41与分光室42分别配置了一组传感器416、传感器426与加热器417、加热器427，但也可以根据光源室41或分光室42的大小配置多组传感器与加热器。另外，也可以在光源室41或分光室42配置用来使来自加热器417、加热器427的热循环的风扇等。

在所述实施例中，已对针对光源室41与分光室42分别设定各自的目标温度的情形进行了说明，但也可以对光源室41与分光室42设定共通的目标温度。另外，也可以不仅在光源室41与分光室42设置传感器及加热器，而且在流通池422也设置传感器及加热器，并且对流通池422也设定另外的目标温度。例如，在经冷却或加热的液体试样在流通池422的内部流通的情形时，仅将流通池422局部冷却或加热。在这种情形时，可构成为对流通池422个别地进行温度调整。

在所述实施例中，已对包括氘灯与钨灯作为光源的结构进行了说明，但包括其他种类的光源的分光光度计中也可以采用所述同样的结构。进而，以包括多个同种光源而能够利用点亮的光源的数量来变更对试样照射的光量的方式构成的分光光度计中也可以采用所述同样的结构。即，所述实施例中的光源的组合中也可包括多个同种的光源。

在所述实施例中，已对向试样照射来自氘灯411及钨灯412的光并将来自试样的透射光进行波长分离而检测的结构的分光光度计进行了说明，但分光光度计的结构可根据测定的目的而适当变更。例如，也可以构成为将从氘灯411及钨灯412发出的光进行波长分离，而对试样照射一至多种特定波长的光(单色光)。在所述情形时，可使用仅包括一个光检测元件代替光二极管阵列425者。进而，也可以构成为不限于来自试样的透射光，而对来自试样的荧光或散射光等进行测定。除此以外，在所述实施例中是设为对从液相色谱仪1的管柱31溶出的液体试样进行测定的结构，但也可以用于气体试样或固体试样的测定。例如在固体试样的情形时，使用将所述固体试样固定于特定位置的试样载置台等即可。

[形态]

本领域技术人员理解，所述多个例示性的实施方式为以下形态的具体例。

(第一形态)

本发明的第一形态的分光光度计包括：

试样配置部，配置分析对象的试样；

检测部，对来自所述试样的光进行检测；

壳体，收容所述试样配置部、所述光源部、及所述检测部；

目标温度设定部，从所述存储部读取与所述光源指定接收部所接收的光源的组合相对应的温度并设定为目标温度；及

所述多个光源可为同一种类的光源，也可为不同种类的光源。

针对所述多个光源的组合分别预先确定的温度是基于点亮各光源时的壳体内部的温度上升的程度、与温度调整部能够调整的温度范围而决定。

第一形态的分光光度计包括光源部，所述光源部包括多个光源，根据分析对象的试样的吸光特性点亮其等中的一至多个光源来进行试样的测定。在所述分光光度计中，在测定之前指定试样的测定所使用的一至多个光源的组合后，从存储部读取与所输入的光源的组合相对应的温度，并设定为目标温度。然后，在测定中利用温度调整部将壳体内部的温度维持为目标温度。

在第一形态的分光光度计中，根据所使用的光源的组合来设定目标温度，因此不论测定所使用的光源的组合如何，均可对其内部适当地进行温度调整。

(第二形态)

根据所述第一形态的分光光度计，本发明的第二形态的分光光度计中，

所述多个光源包括氘灯与钨灯，

在所述存储部中保存仅点亮氘灯的情形时的温度信息、仅点亮钨灯的情形时的温度信息、及点亮氘灯及钨灯时的温度信息。

本发明的第二形态的分光光度计包括氘灯与钨灯。氘灯主要发出紫外光区的光，钨灯主要发出可见光区的光。因此，在第二形态的分光光度计中，可根据试样的吸光特性照射紫外光区至可见光区的范围广泛的光进行测定。

(第三形态)

根据所述第一形态或第二形态的分光光度计，本发明的第三形态的分光光度计中，

所述壳体包括：光源收容部，收容所述光源部；及检测部收容部，收容所述检测部，

所述温度的信息是针对所述光源收容部与所述检测部收容部分别确定，

所述目标温度是针对所述光源收容部与所述检测部收容部分别设定，

所述温度调整部将所述光源收容部与所述检测部收容部分别维持为所述目标温度。

在第三形态的分光光度计中，壳体包括收容光源部的光源收容部、及收容检测部的检测部收容部，并针对其等分别设定目标温度。在分光光度计中点亮光源后，光源收容部的温度上升大于检测部收容部的温度上升。因此，预先将光源收容部的目标温度设定为高于检测部收容部的目标温度。在第二形态的分光光度计中，分别将光源收容部与检测部收容部个别地维持为目标温度，因此可更确实地进行温度调整。

(第四形态)

本发明的第四形态的液相色谱仪包括所述第一形态至第三形态的任一分光光度计。

在液相色谱仪中，试样所含的成分的鉴定或定量广泛地使用分光光度计。第四形态的液相色谱仪不论测定所使用的光源的种类或组合如何，均可对其内部适当地进行温度调整，因此可抑制漂移或噪声等，而对试样准确地进行鉴定或定量。

Claims

1.一种分光光度计，其特征在于，包括：

试样配置部，配置分析对象的试样；

检测部，对来自所述试样的光进行检测；

壳体，收容所述试样配置部、所述光源部、及所述检测部；

目标温度设定部，从所述存储部读取与所述光源指定接收部所接收的光源的组合相对应的温度，并设定为目标温度；以及

2.根据权利要求1所述的分光光度计，其特征在于，

所述多个光源包括氘灯与钨灯，

在所述存储部中保存仅点亮氘灯的情形时的温度信息、仅点亮钨灯的情形时的温度信息、以及点亮氘灯及钨灯时的温度信息。

3.根据权利要求1所述的分光光度计，其特征在于，

所述壳体包括：光源收容部，收容所述光源部；以及检测部收容部，收容所述检测部，

4.一种液相色谱仪，其特征在于，包括根据权利要求1所述的分光光度计。