DE60024176T2

DE60024176T2 - Differenzial-Refraktometer und damit ausgerüsteter Flüssigkeits-Chromatograph

Info

Publication number: DE60024176T2
Application number: DE60024176T
Authority: DE
Inventors: Tsunemi Kawasaki-shi Tokieda; Yukio Kawasaki-shi Nogami; Saburo Inoue
Original assignee: Showa Denko KK; ERC Inc
Current assignee: Idex Health and Science KK; Resonac Holdings Corp
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001033386A; ATE310947T1; DE60024176D1; EP1070957B1; EP1070957A3; EP1070957A2; JP3574010B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Differenzial-Brechungsindex-Detektor und einen mit diesem ausgerüsteten Flüssigkeitschromatographen.
Genauer gesagt, betrifft die Erfindung einen Differenzial-Brechungsindex-Detektor, der die Verarbeitung dem Spülvorgang für die Referenzzelle durch Elutionsmittel zu Beginn des Betriebs bis zur Stabilitätsbestätigungsoperation durch Beurteilen, ob sich der Detektor in einem analysefähigen Zustand befindet, automatisch ausführen kann, um dadurch effizientere Analysearbeiten zu ermöglichen, und sie betrifft auch einen mit diesem Detektor ausgerüsteten Flüssigkeitschromatographen.
Einschlägige Technik
Die 5 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen herkömmlichen Differenzial-Brechungsindex-Detektor für einen Flüssigkeitschromatographen zeigt, wie er in Shodex, Operation Manual, Nr. 858, August 1984, offenbart ist und der den nächstkommenden Stand der Technik offenbart. Wie es in 5 dargestellt ist, verfügt ein herkömmlicher Differenzial-Brechungsindex-Detektor über zwei Zellen 11 und 12 aus einer Referenzzelle 11 zum Befüllen mit oder Hindurchleiten einer Referenzlösung und einer Probenzelle 12, durch die eine eine Probe enthaltende Lösung geleitet wird. Diese Zellen 11 und 12 sind so angeordnet, dass ihre schrägen Flächen einander zugewandt sind. Die Probenzelle 12 ist durch eine Elutionsmittel-Einlassleitung 14 zum Einleiten eines aus einer Trennsäule 13 eluierten Elutionsmittels und einer Probenzelle-Auslassleitung 15 angeschlossen. Die Referenzzelle 11 ist durch eine Referenzzelle-Einlassleitung 16 in Kommunikation mit der Probenzelle-Auslassleitung 15 sowie eine Referenzzelle-Auslassleitung 17 angeschlossen.
An der Verbindung zwischen der Probenzelle-Auslassleitung 17 und einer Leitung 18, die sich extern von der Verbindung der Probenauslassleitung 15 mit der Referenzzelle-Einlassleitung 16 erstreckt, ist ein Dreiwege-Magnetventil 19 vorhanden. Mit diesem Dreiwege-Magnetventil 19 ist eine Elutionsmittel-Auslassleitung 20 zum Auslassen des Elutionsmittels nach außen verbunden. Durch intermittierendes Umschalten des Dreiwege-Magnetventils 19 bei Bedarf kann das aus der Probenzelle 12 heraus geströmte Dreiwege-Magnetventil intermittierend in die Referenzzelle 11 eingelassen werden.
Auf einer Seite in Bezug auf die Referenzzelle 11 und die Probenzelle 12 ist eine Lichtquelle 21 zum Abstrahlen eines Messstrahls vorhanden, und auf der anderen Seite ist ein Reflektor 22 zum Reflektieren des durch diese Zellen 11 und 12 gestrahlten Messstrahls vorhanden. Ferner ist in der Nähe der Lichtquelle 21 ein Fotoempfänger-Bauteil zum Erfassen der Auslenkung des Messstrahls einhergehend mit der Brechungsindexdifferenz des Elutionsmittels in den zwei Zellen 11 und 12 vorhanden.
Die Lichtquelle 21, das Fotoempfänger-Bauteil 23 und das Dreiwege-Magnetventil 19 sind auf einen Signalverarbeitungsteil 24 konvergiert. Dieser Signalverarbeitungsteil 24 hat die Funktion des Ausgebens der Brechungsindexdifferenz des Elutionsmittels in die zwei Zellen 11 und 12 als elektrisches Signal auf Grundlage eines vom Fotoempfänger-Bauteil 23 ausgegebenen Signals, und des gleichzeitigen Steuerns des Antriebs des Dreiwege-Magnetventils 19 und des Betreibens der Lichtquelle 21 auf Grundlage eines von außen gelieferten Betriebssignals.
Beim herkömmlichen Differenzial-Brechungsindex-Detektor wird elektrische Spannung geladen, und dann wird durch eine nicht dargestellte Eingabeeinheit ein Startvorgang ausgelöst, und im Ergebnis wird das Dreiwege-Magnetventil 19 über den Signalverarbeitungsteil 24 betätigt, um einen solchen Zustand herbeizuführen, dass die Leitung 18 geschlossen ist und die Referenzzelle-Auslassleitung 17 mit der Elutionsmittel-Auslassleitung 20 verbunden ist.
Anschließend werden die folgenden Operationen der Reihe nach ausgeführt.
(1) Anfängliche Lösungsreinigungsoperation
Dies ist eine Operation zum Spülen des Inneren der Referenzzelle 11 mit einem Elutionsmittel zu Beginn des Betriebs des Differenzial-Brechungsin dex-Detektors.
(2) Stabilisieren der Lösungsreinigungsoperation
Dies ist eine Operation zum Klären, ob andere Faktoren als die Änderung des Brechungsindex in einem stabilisierten Zustand vorliegen, was durch kontinuierliches Hindurchleiten eines Elutionsmittels, das aus der Probenzelle 12 geflossen ist, durch die Referenzzelle 11 erfolgt.
(3) Stabilitätsbestätigungsoperation
Dies ist eine Operation zum Klären, ob sich der Differenzial-Brechungsindex-Detektor in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat, während der Strömungskanal in einem analysierbaren Zustand gehalten wird, wobei der Fluss von Elutionsmittel in die Referenzzelle 11 gestoppt wird.
Durch diese Operationen kann der Differenzial-Brechungsindex-Detektor in einem analysefähigen Zustand stabilisiert werden.
Wenn ein herkömmlicher Differenzial-Brechungsindex-Detektor als Flüssigkeitschromatographdetektor verwendet wird, führt die Änderung des Brechungsindex des Elutionsmittels zu einem schwerwiegenden Problem. Der Brechungsindex des Elutionsmittels ändert sich nicht nur beim Eluieren einer Probe, sondern auch durch Verschmutzung des Elutionsmittels selbst, die Konzentration gelösten Gases, die Temperatur und dergleichen. Demgemäß sind, um den Differenzial-Brechungsindex-Detektor zu Beginn des Betriebs zu stabilisieren, abweichend von einem Ultraviolettabsorptions-Detektor, der ein üblicher Flüssigkeitschromatographdetektor ist, eine anfängliche Lösungsreinigungsoperation zum Spülen der Referenzzelle 1 mit einer Lösung zu Beginn des Betriebs und zum anschließenden Stabilisieren dieser Stabilitätsbestätigungsoperation sowie eine Stabilitätsbestätigungsoperation zum Überwachen des Ausgangssignals (Chromatogramm) über eine relativ lange Zeitperiode, bis ein stabilier Zustand erreicht ist, erforderlich. Demgemäß sind in nachteiliger Weise viel Arbeit und eine lange Zeitperiode erforderlich.
Ferner erfolgt die Beurteilung, dass der Differenzial-Brechungsindex-Detektor einen stabilen Zustand erreicht hat, in vielen Fällen intuitiv, und es besteht starke Abhängigkeit von der Erfahrung und Geschicklichkeit der beurteilenden Person. Dies führt natürlich zu starken persönlichen Fehlern bei der Beurteilung des stabilen Zustands. Fallabhängig kann der Zustand übermäßig stabil sein, oder seine Stabilität kann mangelhaft sein. So ist diese intuitive Beurteilung dahingehend von Nachteil, dass kein effizienter Betrieb erzielt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde entwickelt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Differenzial-Brechungsindex-Detektor zu schaffen, bei dem die Verarbeitung ab einer anfänglichen Lösungsreinigungsoperation mit intermittierendem Einleiten eines Elutionsmittels in eine Referenzzelle bis zu einer Stabilitätsbestätigungsoperation mit der Bestätigung, dass sich der Differenzial-Brechungsindex-Detektor in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat, automatisiert ist, um dadurch Befürchtungen hinsichtlich persönlicher Fehler bei der Beurteilung des stabilen Zustands zu beseitigen und einen hoch effizienten Analysevorgang zu ermöglichen, und auch einen mit diesem Detektor ausgerüsteten Flüssigkeitschromatographen zu schaffen.
Als Ergebnis umfassender Untersuchungen haben die Erfinder herausgefunden, dass die oben angegebenen Aufgaben unter Verwendung eines Differenzial-Brechungsindex-Detektors gemäß dem Anspruch 1 und eines mit diesem Detektor ausgerüsteten Flüssigkeitschromatographen gemäß dem Anspruch 7 gelöst werden können.
Während der Zeitperiode ab dem Laden elektrischer Spannung bis zur Stabilisierung des Detektors im analysefähigen Zustand sind keine Bedienungen und Beurteilungen durch einen Bediener erforderlich, weswegen Befürchtungen hinsichtlich Bedienungen und Beurteilungen, die durch die individuelle Geschicklichkeit bestimmt werden, beseitigt werden können, und im Ergebnis kann der stabile Zustand immer auf einem konstanten Wert gehalten werden und es können effizientere Analysearbeiten erzielt werden.
Ferner ist eine Maßnahme vorhanden, um anzukündigen, dass sich der Detektor im analysefähigen Zustand stabilisiert hat, damit der Bediener schnell erkennt, dass sich der Detektor im analysefähigen Zustand stabilisiert hat und er die Analysearbeit effizient ausführen kann.
Infolgedessen kann die Verarbeitung ab der anfänglichen Lösungsreinigungsoperation des Einleitens eines Elutionsmittels in eine Referenzzelle bis zur Stabilitätsbestätigungsoperation des Stabilisierens des Differenzial-Brechungsindex-Detektors im analysefähigen Zustand automatisiert werden, und dadurch kann eine hoch effiziente Analyseoperation erzielt werden.
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitschromatograph ist dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem erfindungsgemäßen Differenzial-Brechungsindex-Detektor ausgerüstet ist.
Beim erfindungsgemäßen Flüssigkeitschromatograph ist ein erfindungsgemäßer Differenzial-Brechungsindex-Detektor vorhanden, so dass die Referenzzelle und die Probenzelle automatisch und schnell ohne jegliche Mitwirkung einer Bedienperson stabilisiert werden können und die Flüssigkeitschromatographie effizienter ausgeführt werden kann.
Ferner kann, wenn der erfindungsgemäße Differenzial-Brechungsindex-Detektor bei einem Flüssigkeitschromatographen angewandt wird, der Analysevorgang der Flüssigkeitschromatographie mit beachtlich hoher Effizienz ausgeführt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das den Signalverarbeitungsteil zeigt, der einen wichtigen Teil eines Differenzial-Brechungsindex-Detektors für einen Flüssigkeitschromatographen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet.
2 ist ein Flussdiagramm, das Funktionen eines Differenzial-Brechungsindex-Detektors für einen Flüssigkeitschromatographen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
3 ist eine erläuternde Ansicht, die das Rechenverfahren für den Driftwert beim Differenzial-Brechungsindex-Detektor für einen Flüssigkeitschromatographen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist eine erläuternde Ansicht, die das Rechenverfahren für den Rauschwert beim Differenzial-Brechungsindex-Detektor für einen Flüssigkeitschromatographen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm, das einen herkömmlichen Differenzial-Brechungsindex-Detektor für einen Flüssigkeitschromatographen zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung auf Grundlage der Figuren konkret erläutert, jedoch ist die Erfindung in keiner Weise hierauf beschränkt.
Die 1 ist ein Blockdiagramm, das den Signalverarbeitungsteil zeigt, der einen wichtigen Teil eines Differenzial-Brechungsindex-Detektors für einen Flüssigkeitschromatographen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet. In dieser Figur entspricht die Zahl 1 einem A/D-Wandler, wo ein analoges Signal entsprechend der Ablenkung der optischen Achse von durch eine Referenzzelle und eine Probenzelle gestrahltem Licht, einhergehend mit einer Brechungsindexdifferenz der Referenzlösung und der Probenlösung vom nicht dargestellten Fotoempfänger-Bauteil (Detektionsteil) ausgegeben wird und in ein digitales Signal gewandelt wird; 2 ist ein Digitalcomputer zum Anwenden einer vorbestimmten Verarbeitung auf das vom A/D-Wandler 1 ausgegebene digitale Signal; und 3 ist ein D/A-Wandler, wo das digitale Signal als Ergebnis der Verarbeitung vom Digitalcomputer ausgegeben und in ein analoges Signal gewandelt wird, um es als Ausgangssignal auszugeben.
Die Zahl 4 entspricht einer Eingabeeinheit zum Eingeben von Parametern wie jeweiligen Grenzen für einen Driftwert und einen Rauschwert oder zum Angeben von Hinweisen betreffend Bedienvorgänge wie das Betätigen und Stoppen und auch zum Eingeben von Eingabedaten und dergleichen in den Digitalcomputer 2; 5 entspricht einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben des vom Digitalcomputer 2 hinsichtlich des Betriebszustands ausgegebenen Verarbeitungsergebnisses, z.B. ob sich der Detektor in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat oder nicht; 6 ist eine Dreiwege-Magnetventil-Treiberschaltung zum Ansteuern eines Dreiwege-Magnetventils durch Umschalten des Strömungskanals des Elutionsmittels zur Referenzzelle oder zur Probenzelle; und 7 entspricht einer Lichtquelle-Treiberschaltung zum Ansteuern einer nicht dargestellten Lichtquelle.
Die Ausgabeeinheit 5 verfügt über eine Mitteilungseinheit zum Mitteilen, dass sich der Detektor in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat, wenn dies bei der Stabilitätsbestätigungsoperation klar gestellt wird, und auch zum Mitteilen, dass ein Zustand, in dem der später beschriebene Driftwert größer als die Driftgrenze ist und/oder der Rauschwert größer als die Rauschgrenze ist, über eine vorbestimmte Zeit hinaus andauert. Die Mittei lungseinrichtung ist eine Anzeigeeinheit wie ein Display, eine akustische Einheit zum Ausgeben einer Mitteilung durch Schall oder eine Audioeinheit zum Ausgeben einer Sprachmitteilung. Auch kann als Mitteilungseinrichtung eine Einheit angebracht sein, die die Mitteilung durch Schwingung oder dergleichen ausgibt.
Der Digitalcomputer 2 speichert ein Programm (Maßnahme) 8 als zuvor erstellte, zeitserielle Prozedur.
Gemäß diesem Programm 8 werden die folgenden Arbeiten sequenziell ausgeführt.
(1) Anfängliche Lösungsreinigungsoperation
Das Elutionsmittel, das zu Beginn des Betriebs des Detektors durch die Probenzelle geleitet wird, wird entsprechend der zuvor erstellten, zeitseriellen Prozedur intermittierend durch die Referenzzelle geleitet, um Blasen in der Probenzelle und der Referenzzelle zu beseitigen und um auch grob einen Elutionsmittel-Spülvorgang auszuführen.
(2) Stabilisieren der Lösungsreinigungsoperation
Nach Abschluss der anfänglichen Lösungsreinigungsoperation werden, während das Elutionsmittel, das aus der Probe heraus geströmt ist, weiterhin durch die Referenzzelle läuft, ein Driftwert und ein Rauschwert aus einem Signal ermittelt, das der Brechungsindexdifferenz entspricht, was auf Grundlage des vom Fotoempfänger-Bauteil gelieferten Signals erfolgt. Diese Werte werden mit einer zuvor eingestellten Driftgrenze und einer Rauschgrenze verglichen, und wenn der Driftwert kleiner als die Driftgrenze ist und gleichzeitig der Rauschwert kleiner als die Rauschgrenze ist, wird das Elutionsmittel, das durch die Probenzelle gelaufen ist, daran gehindert, durch die Referenzzelle zu laufen. Wenn der Driftwert größer als die Driftgrenze ist und/oder der Rauschwert größer als die Rauschgrenze ist, wird die Vergleichsoperation erneut ausgeführt.
(3) Stabilitätsbestätigungsoperation
Während das Elutionsmittel nur durch die Probenzelle geleitet wird, werden aus einem Signal entsprechend der Brechungsindexdifferenz auf Grundlage des Signals vom Fotoempfänger-Bauteil ein Driftwert und ein Rauschwert ermit telt. Diese Werte werden mit einer zuvor eingestellten Driftgrenze und einer Rauschgrenze verglichen, und wenn der Driftwert kleiner als die Driftgrenze ist und gleichzeitig der Rauschwert kleiner als die Rauschgrenze ist, wird beurteilt, dass sich der Detektor im analysefähigen Zustand stabilisiert hat. Wenn der Driftwert größer als die Driftgrenze ist und/oder der Rauschwert größer als die Rauschgrenze ist, wird die Vergleichsoperation erneut ausgeführt.
Nachfolgend wird die Funktion des Differenzial-Brechungsindex-Detektors gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf das in der 2 dargestellte Flussdiagramm beschrieben.
(1) Anfängliche Lösungsreinigungsoperation
Es wird elektrische Spannung geladen (SP1), und wenn durch die Eingabeeinheit 4 ein Signal START eingegeben wird (SP2), wird die Dreiwege-Magnetventil-Treiberschaltung 6 so betrieben, dass das Dreiwege-Magnetventil gespült wird und das durch die Probenzelle geleitete Elutionsmittel intermittierend durch die Referenzzelle läuft, wodurch Blasen in der Probenzelle und der Referenzzelle beseitigt werden und auch eine grobe Elutionsmittel-Spülung erzielt wird (SP3).
(2) Stabilisieren der Lösungsreinigungsoperation
Nach Abschluss der anfänglichen Lösungsreinigungsoperation wird die Dreiwege-Magnetventil-Treiberschaltung so betrieben, dass sie das Dreiwege-Magnetventil öffnet und das aus der Probenzelle herausgeströmte Elutionsmittel kontinuierlich durch die Referenzzelle leitet (SP4).
Während das Elutionsmittel weiterhin kontinuierlich durch die Referenzzelle läuft, werden durch ein Signal entsprechend der Brechungsindexdifferenz auf Grundlage des von einem nicht dargestellten Fotoempfänger-Bauteil gelieferten Signals ein Driftwert und ein Rauschwert berechnet (SP5).
Danach werden der berechnete Driftwert und Rauschwert mit der Driftgrenze und der Rauschgrenze verglichen, die zuvor durch die Eingabeeinheit 4 eingegeben wurden (SP6).
Dabei wird, wenn der Driftwert und der Rauschwert beide kleiner als die Grenze geworden sind, die Dreiwege-Magnetventil-Treiberschaltung 6 so be trieben, dass sie den Strömungskanal umschaltet und den Fluss von Elutionsmittel in die Referenzzelle stoppt (SP7).
Wenn in SP6 der Driftwert größer als die Driftgrenze ist und/oder der Rauschwert größer als die Rauschgrenze ist, wird ermittelt, ob dieser Zustand über eine vorbestimmte Zeit angedauert hat oder nicht (SP8). Wenn sich ergibt, dass der Zustand nicht über eine vorbestimmte Zeit hinaus angedauert hat, werden die Arbeiten von SP5 bis SP6 wiederholt, und wenn ermittelt wird, dass der Zustand über eine vorbestimmte Zeit hinaus andauert, teilt die Mitteilungseinrichtung mit, dass eine vorbestimmte Zeit oder mehr verstrichen ist (SP9), und die Arbeiten werden beendet.
(3) Stabilitätsbestätigungsoperation
Nach Abschluss der Stabilisierung der Lösungsreinigungsoperation wird das Elutionsmittel kontinuierlich durch die Probenzelle geleitet (SP10), und in diesem Zustand werden aus einem Signal entsprechend der Brechungsindexdifferenz auf Grundlage des vom nicht dargestellten Fotoempfänger-Bauteil gelieferten Signals ein Driftwert und ein Rauschwert berechnet (SP11). Der berechnete Driftwert und der Rauschwert werden mit der Driftgrenze und der Rauschgrenze verglichen, die zuvor durch die Eingabeeinheit 24 eingegeben wurde (SP12).
Dabei teilt die Mitteilungseinrichtung mit, wenn der Driftwert und der Rauschwert beide kleiner als jeweilige Grenzen geworden sind, dass der Detektor einen analysefähigen Zustand erreicht hat (SP13), und die Arbeiten werden beendet.
Wenn in SP12 der Driftwert größer als die Driftgrenze ist und/oder der Rauschwert größer als die Rauschgrenze ist, wird beurteilt, ob dieser Zustand über eine vorbestimmte Zeit angedauert hat oder nicht (SP14). Wenn ermittelt wird, dass der Zustand nicht über eine vorbestimmte Zeit angedauert hat, werden die Arbeitsvorgänge von SP11 bis SP12 wiederholt, und wenn ermittelt wird, dass der Zustand über eine vorbestimmte Zeit angedauert hat, teilt die Mitteilungseinrichtung mit, dass die vorbestimmte Zeit oder mehr verstrichen ist (SP15), und die Arbeitsvorgänge werden beendet.
Die Verfahren zum Berechnen des Driftwerts und des Rauschwerts werden nachfolgend beschrieben.
Beim Berechnen des Driftwerts wird, wie es in der 3 dargestellt ist, ein Ausgangssignalwert mit vorbestimmten Zeitintervallen Delta T (z.B. von 3 bis 15 Minuten) gemessen, und der Absolutwert der Differenz zwischen dem Ausgangssignalwert zum betreffenden Zeitpunkt und dem Ausgangssignalwert zum vorigen Zeitpunkt wird berechnet und als Wert zu diesem Zeitpunkt abgespeichert. Auf dieselbe Weise wird der zum letzten Zeitpunkt berechnete Wert als Wert zum letzten Zeitpunkt abgespeichert, und der vor dem letzten Zeitpunkt berechnete Wert bildet den Wert zum vorletzten Zeitpunkt. Der einfache Mittelwert dieses Werts zum aktuellen Zeitpunkt, des Werts zum letzten Zeitpunkt und des Werts zum vorletzten Zeitpunkt wird als Driftwert zum aktuellen Zeitpunkt definiert.
Auch kann der Driftwert zum aktuellen Zeitpunkt ein geglätteter Wert sein, der unter Verwendung einer Glättungskonstante erhalten wird. Der Ausgangssignalwert zu jedem Messzeitpunkt kann ein Mittelwert mehrerer Messwerte sein, um die Streuung bei der Messung zu verringern.
Bei der Berechnung des Rauschwerts werden, wie es in der 4 dargestellt ist, momentane Rauschwerte in mehreren Blöcken erhalten (k + 1 Blöcke, wobei k eine ganze Zahl ist, die z.B. 9 ≤ k ≤ 29 genügt), geteilt entsprechend vorbestimmten Zeitintervallen Delta t (z.B. von 0,5 bis 1 Minute), und der Mittelwert der erhaltenen momentanen Rauschwerte wird als Rauschwert zum betreffenden Zeitpunkt definiert.
Bei der Bestimmung des momentanen Rauschwerts werden, wie es in der 4 dargestellt ist, gerade Linien so gezogen, dass sie den minimalen Ausgangssignalwert in einem Block enthalten und gleichzeitig mit einem oder mehreren anderen Ausgangssignalwerten in Kontakt stehen. Von diesen geraden Linien wird diejenige mit dem kleinsten Absolutwert des Gradienten heraus gegriffen, und unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen dieser geraden Linie und dem Ausgangssignal wird der Maximalwert unter den Absolutwerten der Differenz zu diesem Zeitpunkt ermittelt. In ähnlicher Weise werden gerade Linien so gezogen, dass sie den maximalen Ausgangssignalwert in einem Block enthalten und gleichzeitig mit einem oder mehreren anderen Ausgangssignalwerten in Kontakt stehen. Von diesen geraden Linien wird diejenige gerade Linie mit dem kleinsten Absolutwert des Gradienten heraus gegriffen, und unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen dieser geraden Linie und dem Ausgangssignal wird der Maximalwert unter den Absolutwerten der Differenz zum selben Zeitpunkt bestimmt. Der größere Wert dieser ermittelten Werte wird als momentaner Rauschwert des betreffenden Blocks definiert. Es ist auch möglich, einen kleineren Wert der ermittelten Maximalwerte als momentanen Rauschwert zu verwenden.
Beim Differenzial-Brechungsindex-Detektor gemäß dieser Ausführungsform wird im Digitalcomputer 22 ein Programm gespeichert, das so aufgebaut ist, dass die folgenden Operationen sequenziell ausgeführt werden: eine anfängliche Lösungsreinigungsoperation des Ausführens eines Elutionsmittel-Spülvorgangs durch intermittierendes Hindurchleiten eines aus der Probenzelle heraus geflossenen Elutionsmittels durch die Referenzzelle zu Beginn des Betriebs des Detektors, eine stabilisierende Lösungsreinigungsoperation, bei der der Elutionsmittel-Spülvorgang für die Probenzelle und die Referenzzelle andauern können und gleichzeitig der zugehörige stabile Zustand ermittelt wird, und eine Probenzelle, bei der geklärt wird, ob sich der Detektor im analysefähigen Zustand stabilisiert oder nicht, was durch Hindurchleiten des Elutionsmittels nur durch die Probenzelle erfolgt. Daher kann die Verarbeitung von der anfänglichen Lösungsreinigungsoperation bis zur Stabilitätsbestätigungsoperation automatisiert werden, und es kann ein hoch effizienter Analysierbetrieb erzielt werden.
Während der Zeitperiode ab dem Laden der elektrischen Spannung bis zur Stabilisierung des Detektors im analysefähigen Zustand erübrigen sich Bedienungen und Beurteilungen durch eine Bedienperson, weswegen Befürchtungen hinsichtlich Bedienungen und Beurteilungen, wie sie von der individuellen Geschicklichkeit abhängen, beseitigt werden können. Im Ergebnis können der stabile Zustand von Faktoren, mit Ausnahme der Änderung des Brechungsindex und der stabile Zustand des Detektors, d.h. der analysefähige Zustand, immer auf einem konstanten Niveau gehalten werden, und es können effizientere Analysearbeiten erzielt werden.
Ferner kann, wenn der Differenzial-Brechungsindex-Detektor dieser Ausführungsform als Detektor eines Flüssigkeitschromatographen angewandt wird, der Detektor automatisch und schnell stabilisiert werden, ohne dass irgendeine Mitwirkung durch einen Bediener erforderlich wäre. Daher kann der Analysiervorgang der Flüssigkeitschromatographie mit beachtlich hoher Effizienz ausgeführt werden.
Vorstehend ist ein Differenzial-Brechungsindex-Detektor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, jedoch ist seine spezielle Konstruktion in keiner Weise auf diese Ausführungsform eingeschränkt, sondern es kann jegliche Änderung am Design vorge nommen werden, solange keine Abweichung vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung vorliegt.
Z.B. können die Breite der vorbestimmten Zeitintervalle Delta T oder Delta t, wie sie beim Rechenverfahren für den Driftwert oder den Rauschwert verwendet werden, oder die Anzahl der Absolutwerte der Differenz, wie sie für die einfache Mittelung verwendet werden, abhängig von der Vorrichtung, bei der der Detektor angewandt wird, geeignet geändert werden.

Claims

Differential-Brechungsindex-Detektor mit einer Referenzzelle (11) zum Einfüllen oder Weiterleiten einer Referenzlösung, einer Probenzelle (12) zum Weiterleiten einer eine Probe enthaltenden Lösung, einer Umschalteinrichtung (19), die es einem aus der Probenzelle (12) ausgeströmten Elutionsmittel erlaubt, intermittierend in die Referenzzelle (11) zu strömen, einer Lichtquelle (21) zum Bestrahlen von Licht auf die zwei Zellen (11, 12), einem Detektionsteil (23) zum Erfassen von durch die jeweiligen Zellen (11, 12) transmittiertem Licht, einem Signalverarbeitungsteil (24) zum Anwenden eines vorbestimmten Verfahrens auf das von dem Detektionsteil (23) ausgesendete Ausgabesignal, gekennzeichnet durch – eine Einrichtung (8) zum sequentiellen Durchführen (a) einer anfänglichen Lösungsreinigungsoperation, in der die Probenzelle (12) und die Referenzzelle (11) mit einem Elutionsmittel gereinigt werden, indem das Elutionsmittel bei Beginn des Betriebs des Detektors durch die Zellen (11, 12) geleitet wird, (b) einer stabilisierenden Lösungsreinigungsoperation, in der die Elutionsmittel-Reinigung der Probenzelle (12) und der Referenzzelle (11) ermöglicht und gleichzeitig der stabile Zustand davon bestätigt wird, und wobei die Einrichtung zum Durchführen der stabilisierenden Lösungsreinigungsoperation aufweist: – eine Einrichtung zum Gewinnen eines Driftwerts und eines Rauschwerts aus dem Ausgabesignal, während die Umschalteinrichtung (19) sich in einem Status befindet, in dem das Elutionsmittel von der Probenzelle (12) in die Referenzzelle (11) fließen kann, – eine Einrichtung zum Vergleichen der gewonnenen Werte mit einem zuvor gesetzten Drift-Grenzwert und Rausch-Grenzwert, und – eine Einrichtung um entweder (i) das durch die Probenzelle (12) durchgeleitete Elutionsmittel daran zu hindern, durch die Referenzzelle (11) hindurchzuströmen, wenn der Driftwert kleiner ist als der Drift-Grenzwert und gleichzeitig der Rauschwert kleiner ist als der Rausch-Grenzwert, oder (ii) die Operation zur Gewinnung des Driftwerts und des Rauschwerts erneut durchzuführen und diese Werte mit den zuvor eingestellten Drift- und Rauschgrenzwerten zu vergleichen, wenn der Driftwert größer ist als der Drift-Grenzwert und/oder der Rauschwert größer ist als der Rausch-Grenzwert, (c) einer Stabilitätsbestätigungsoperation, in der bestätigt wird, ob der Detektor sich in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat, indem das Elutionsmittel nur durch die Probenzelle (12) geleitet wird, und wobei das Gerät ferner aufweist: – eine Einrichtung zum Bekanntgeben, daß der Detektor sich in einem analysefähigen Zustand stabilisiert hat.
Detektor nach Anspruch 1, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Einrichtung (19) zum intermittierenden Durchleiten eines durch die Probenzelle durchgeleiteten Elutionsmittels gemäß einer zuvor eingestellten Zeitabfolge während der anfänglichen Lösungsmittel-Reinigungsoperation zu aktivieren.
Detektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Durchführen der Stabilitätsbestätigungsoperation aufweist: eine Einrichtung zum Gewinnen eines Driftwerts und eines Rauschwerts aus dem Ausgabesignal, während das Elutionsmittel nur durch die Probenzelle (12) geleitet wird, eine Einrichtung zum Vergleichen der gewonnenen Werte mit einem zuvor eingestellten Drift-Grenzwert und Rausch-Grenzwert, und eine Einrichtung, um (i) entweder festzustellen, daß der Detektor sich in dem analysefähigen Zustand stabilisiert hat, wenn der Driftwert kleiner ist als der Drift-Grenzwert und gleichzeitig der Rauschwert kleiner ist als der Rausch-Grenzwert, oder (ii) um die Operation der Drift- und Rauschwertgewinnung und des Vergleichs dieser Werte erneut durchzuführen, wenn der Driftwert größer ist als der Drift-Grenzwert und/oder der Rauschwert größer ist als der Rausch-Grenzwert.
Detektor nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Einrichtung zum Bekanntgeben, daß der Status, in dem der Driftwert größer ist als der Drift-Grenzwert und/oder der Rauschwert größer ist als der Rausch-Grenzwert sich über eine vorbestimmte Zeit hinaus fortgesetzt hat.
Detektor nach Anspruch 3 oder 4, ferner mit einer Einrichtung zum Gewinnen eines Driftwerts durch Messung des Werts des Ausgabesignals in vorbestimmten Zeitintervallen, Berechnen eines absoluten Differenzwerts zwischen dem Wert des Ausgabesignals zu der betreffenden Zeit und dem Wert des Ausgabesignals zu einer vorangegangenen Zeit, und Mitteln der berechneten Absolutwerte.
Detektor nach Anspruch 3 oder 4, ferner mit einer Einrichtung zum Gewinnen des Rauschwerts durch Mitteln von zugehörigen Instantanrauschwerten von mehreren Blöcken, die in vorbestimmte Zeitintervalle unterteilt sind.
Flüssigkeitschromatograph, der mit dem Differential-Brechungsindex-Detektor nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgerüstet ist.