JP2000346798A

JP2000346798A - 吸光光度検出器

Info

Publication number: JP2000346798A
Application number: JP11162326A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kurahashi; 倉橋辰雄
Original assignee: KURAHASHI GIKEN KK
Current assignee: KURAHASHI GIKEN KK
Priority date: 1999-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】同一光源で二流路型セル構造とした一体型吸
光光度検出器を提供しようとする。【解決手段】１個の発光ダイオード６からなる白色又
は相当の連続スペクトル域を有する光源素子５と、前記
光源素子から出た光を少なくとも２分岐させて貫通させ
るための少なくとも２本の互いに独立したサンプル液流
路１８ａ、１８ｂを有するフローセル本体部３と、前記
少なくとも２本のサンプル液流路に入射する前、又は各
サンプル液流路を貫通した後の光の波長を選択する手段
３０ａ、３０ｂと、前記手段による選択波長の各セル流
路貫通後の強度を測定する少なくとも２個の受光素子２
９ａ、２９ｂとを備えた吸光光度検出器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液体サンプル用吸
光光度検出器、特に白色又は相当の連続スペクトル域を
有する固体発光素子を用いた多流路型の吸光光度検出器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体サンプル用吸光光度検出器は、液体
クロマトグラフ分析装置やフローインジェクション分析
装置の検出器として広く利用されている。近年、発光ダ
イオードからなる単波長素子が一体型吸光光度検出器の
光源として用いられつつあり、この方式によれば分光光
学系が不要で且つ光源自体の発熱量が小さいため小型化
要求をみたし、さらに温度安定性の向上によるノイズや
ゼロドリフト特性の改善が可能となる。

【０００３】一方、発光ダイオードはその出力及び波長
特性ともに年々向上し、例えば、波長４００ｎｍ台〜６
００ｎｍ台において十分な発光強度スペクトルを有する
白色発光素子が得られるようになり、このような波長特
性を吸光光度検出器の光源として有効に利用することで
小型分析装置の新たな可能性を開くことができる。

【０００４】本発明者は、先に特願平１０−１２２９３
０号「吸光光度検出器」として、１個の固体発光素子に
おいて複数波長の吸光光度を測定できるようにした一体
型吸光光度検出器を発明し、特許出願したものである。
しかしながら、この先願発明は１個の光源で一試料を多
角的に測定することを意図して、複数波長のための複数
の試料透過光路を、一つの液入口から一つの液出口の間
に曲折的に連通形成したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記先願発明
における複数の試料透過光路を各独立した流路とするこ
とにより、複数試料を同一又は異なった条件で測定する
等の有益な分析手法に用いうる吸光光度検出器を提供し
ようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明は、１個の発光ダイオードからなる白色又は相
当の連続スペクトル域を有する光源素子と、前記光源素
子から出た光を少なくとも２分岐させて貫通させるため
の少なくとも２本の互いに独立したサンプル液流路を有
するフローセル本体部と、前記少なくとも２本のサンプ
ル液流路に入射する前、又は各サンプル液流路を貫通し
た後の光の波長を選択する手段と、前記手段による選択
波長の各セル流路貫通後の強度を測定する少なくとも２
個の受光素子とを備えたことを特徴とする吸光光度検出
器を構成したものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照して説明する。まず、実施例の全体
構造を分解して示す図１において、吸光光度検出器１は
図の左側より円板又は円柱形の光源部ホルダーブロック
２と、合わせて直方体となるフローセル本体ブロック３
及び受光部ホルダーブロック４とを順次遮光的に縦続連
結し、一体化するように形成されたものである。光源部
ホルダーブロック２は遮光に適した黒色の「ジュラコ
ン」と称されるポリアセタール樹脂硬化物の円筒体から
なり、その一端面に開口した出射光路孔５を同軸的に形
成し、この孔５の内奥に白色発光ダイオード６を収納し
たものである。白色発光ダイオード６の一対のリード脚
はホルダーブロック２の他端側において出射光路孔５と
背中合わせとなるように形成されたプラグ孔７内に突出
している。プラグ孔７はホルダーブロック２の他端面に
開口し、前記一対のリード脚の先端はこの開口から挿入
された引出しリード８に接続され、プラグ孔７には遮光
に適した黒色の密栓用エポキシ樹脂Ｐが充填される。

【０００８】好ましい実施形態において、光源部ホルダ
ーブロック２にはさらに、出射光路孔５の側面において
発光ダイオード６の位置に開口した、参照測定用受光素
子のための収納孔９を形成したものである。この孔９の
他端はホルダーブロック２の円周面に開口している。孔
９内において出射光路孔５に近接した部分は適当に縮径
した同孔５への開口端部となっており、孔９内に収納さ
れた受光素子１０の頭部はこの開口端部に当接し、この
素子１０のリード脚及びそれに接続された引出しリード
１１の先端部はこの素子１０とともに遮光に適した黒色
の密栓用エポキシ樹脂Ｐにより固定される。参照測定用
受光素子は、このような１個の配置以外に、測定流路数
に合わせて複数個設ける配置とすることもできる。光源
部ホルダーブロック２の前記一端側の周縁には、軸方向
にわずかに突出した円周突起１２が形成されている。こ
の突起１２はフローセル本体ブロック３とこのブロック
２との連結部の外周を覆い、連結部から光路系統への周
囲光の入射を阻止する遮光手段となるものである。

【０００９】フローセル本体ブロック３はその正面が前
記光源部ホルダーブロック２の一端に対応する端面と円
周段差１３を有し、背面側にも対称的な端面及び段差１
３’を有する、例えばＰＥＥＫ（ポリ・エーテル・エー
テル・ケトン）からなる略直方体形の樹脂成形体であ
る。本体ブロック３の正面からは光源部ホルダーブロッ
ク２の出射光路孔５の出口に対応し、かつその出射光路
孔５より大きい直径のねじ孔１４を有し、このねじ孔に
は中心開口１５を穿設した窓押しねじ１６が係合固定さ
れる。

【００１０】本体ブロック３の背面は、上半傾斜面３ａ
及び下半傾斜面３ｂからなる屋根型に突出し、これらの
各傾斜面に前記ねじ孔１４と同様なねじ孔１４'a及び１
４'bが対称的に形成されるとともに、押しねじ１６と同
様な押しねじ１６'a及び１６'bがこれに係合するように
なっている。本体ブロック３において、これらのねじ孔
１４及び１４'a、１４'bの底面からはさらに窓枠孔１７
及び１７'a、１７'bがそれぞれ形成される。これらの窓
枠孔１７−１７'a間及び１７−１７'b間には本体ブロッ
ク３の中心軸、すなわち光源光軸を挟んで対称的に、例
えば各１５°程度の開き角で分岐した光軸が設定され、
これらの分岐光軸を中心軸とするサンプル液流路孔（フ
ローセル孔）１８ａ及び１８ｂが貫通形成され、二流路
型の試料セルを構成する。

【００１１】窓枠孔１７及び１７'a、１７'b内にはそれ
ぞれ押しねじ１６及び１６'a、１６'bと、シール用パッ
キング１９及び１９'a、１９'bに挟持された透光部材と
しての透明板２０及び平凸レンズ２１ａ、２１ｂが装填
される。これらのパッキングは例えばテトラフルオロエ
チレン重合体（いわゆるテフロン）からなり、このうち
光源側パッキング１９にはサンプル流路孔１８ａ、１８
ｂの光源側端部に対応した、流路孔よりやや大きい口径
の一対の開口が形成される。パッキング１９のこれら開
口内の流路孔端部からは流路孔１８ａ、１８ｂを、本体
ブロック３の両側面に連通した入口流路孔（後述）に導
くための端面溝１８ａ’、１８ｂ’が形成される。

【００１２】透明板２０及び平凸レンズ２１ａ、２１ｂ
は適当な機械的強度を有するガラス物質又は光透過性樹
脂、典型的には石英ガラスからなり、発光ダイオード６
から出射光路孔５及び押しねじの中心開口１５を経て入
射した光ビームを透過させ、これをパッキング１９の一
対の開口（図４Ａ参照）から液流路孔１８ａ、１８ｂに
導くものである。同様に、液流路孔１８ａ、１８ｂの後
端側における平凸レンズ２１ａ、２１ｂはこれらの液流
路孔を通過した光をパッキング１９'a、１９'bより受け
入れて透過させ、押しねじ１６'a、１６'bの中心開口１
５'a、１５'bに導くものである。

【００１３】フローセル本体ブロック３にはさらに、平
凸レンズ２１ａ、２１ｂの各内側面のパッキング１９'
a、１９'bの中心孔、及び液流路孔１８ａ、１８ｂの後
端から始まる本体ブロック３の端面溝（図４Ｂをも参
照）を介してサンプル液を排出するための出口流路孔２
３及び２４がそれぞれ形成される。出口流路孔２３及び
２４において、それぞれ本体ブロック３の上側面及び下
側面に達する始端には、サンプル液ドレン流路（図示せ
ず）に直結するための接続口部が形成され、これらの接
続口部にはサンプル液排出用の流路配管２５ａ及び２５
ｂが、それぞれ配管固定用押しねじ２６ａ及び２６ｂに
より固定され、流路接続されるようになっている。

【００１４】受光部ホルダーブロック４の正面側はフロ
ーセル本体ブロック３の背面側、すなわち光路終端側の
屋根型に対応する浅い谷型の端面２２と、外囲突起２７
を有し、この端面からは、押しねじ中心開口１５'a、１
５'bと同軸の受光部収納孔２８a 、２８b が形成され
る。これらの受光部収納孔２８a 、２８b の縮小底部に
は同一特性の光電セルからなる吸光測定用受光素子２９
a 、２９b が収納され、その手前の孔部にはこれら素子
２９a 、２９b の正面を覆う形でそれぞれ任意の選択波
長とした干渉フィルター３０a 、３０b が配置され、本
体ブロック３の傾斜面３a 、３b に圧接する入口パッキ
ング３１a 、３１b により保持される。なお、２個の干
渉フィルター３０a 、３０b は本体ブロック３後部にお
ける平凸レンズ２１ａ、２１ｂの背後に配置してもよ
い。

【００１５】従って、受光素子２９a 、２９b は押しね
じ中心開口１５'a、１５'bからそれぞれ入射する各サン
プル透過光のうち、対応する干渉フィルター３０a 、３
０b でそれぞれ選択された波長成分を受光することがで
きる。各受光素子の一対のリード脚３２a 、３２b はブ
ロック４背面から形成されたプラグ孔３３a 、３３b に
挿入された引出しリード３４a 、３４b の先端に接続さ
れ、この引出しリレードの先端及び受光素子のリード脚
は密栓用エポキシ樹脂Ｐにより同素子とともに固定され
る。

【００１６】図２は前述した吸光光度検出器１の３個の
ブロック２、３及び４が連結された状態を、図１と同一
方向から見た側面図であって、前述したサンプル液流路
孔の端面溝１８'a、１８'b及びこれらに連なる流路孔１
８"a、１８"bを併せて略示し、更にこれら流路孔１８"
a、１８"bに連なったサンプル液の入口流路配管３５
ａ、３５ｂとそれらの固定用押しねじ３６ａ、３６ｂ
（但し、図２では配管３５ａ用押しねじ３６ａしか現れ
ない。）を示したものであり、三ブロック一体化及び全
体構造がよく理解されるであろう。このように、一体化
された構造は、小型の恒温槽内に全体的に収納すること
が可能であり、これによって温度変化に基づく不安定要
因を容易に排除することができる。

【００１７】図３は前述した吸光光度検出器１の３個の
ブロック２、３及び４が連結される位置関係を分離状態
において示す斜視図であり、光源部ホルダーブロック２
はその円周リッジ１２がフローセル本体ブロック３の正
面側円周段差１３と嵌合し、本体ブロック３の背面側は
その段差１３’が受光部ホルダーブロック４の正面側に
おける外囲突起２７と嵌合することにより図２に示す一
体型をなすものである。好ましい実施例においては、こ
の一体型構造を完全に固定するため、フローセル本体ブ
ロック３の一端面及び他端面に、一対のねじ孔３７、３
８（但し、図３には一端面のみ示す。）が軸方向に穿設
され、光源部ホルダーブロック２及び受光部ホルダーブ
ロック３にはこれらのねじ孔３７、３８に対応するねじ
挿通孔３７’、３８’が形成される。したがって、３ブ
ロックを図２の如く嵌合した後、両側のブロック２及び
４のねじ挿通孔３７’及び３８’から適当なねじ３９を
挿通して本体ブロック３のねじ孔３７及び３８に係合さ
せることにより、この一体型構造を完全に維持すること
ができる。

【００１８】図４Ａは本体ブロック３における光源側透
明板２０のためのシール用パッキング１９と、サンプル
液流路孔１８a 、１８b 等との対応関係を示すために、
パッキング１９の前面からこれらの流路孔１８a 、１８
b を見た端面図である。パッキング１９の前記一対の開
口４０、４１は流路孔１８a 、１８b 入口端に対応する
小孔であり、それらの部分から始まる本体ブロック３の
端面溝１８'a、１８'bがブロック３側面に向かう入口流
路孔１８"a、１８"bに連なっていることが分かる。な
お、端面溝１８'a、１８'bを設ける代わりにサンプル液
流路孔１８a 、１８b の入口端と、入口流路孔１８"a、
１８"bの対応する開口端との間を、パッキング１９にお
いて開口４０、４１から始まるスリットにより連通させ
る構造にしてもよい。

【００１９】図４Ｂは本体ブロック３における受光部側
平凸レンズ２１a のためのシール用パッキング１９'a
と、サンプル液流路孔１８a との流路接続関係を示すた
めに、パッキング１９'aの後面から対応する流路孔１８
a を見た端面図である。パッキング１９'aの中心孔３８
は流路孔１８a の断面よりやや大きい同心円孔であり、
例えば下流側となる流路孔１８a からこの孔内に流入す
るサンプル液が、孔底となる平凸レンズの背面部との間
から本体ブロック３の端面溝５０を通る薄層流となって
出口孔２３に流入するように案内する。なお、端面溝５
０を設ける代わりにサンプル液流路孔１８a の終端部
と、出口孔２３の対応する開口端との間を、パッキング
１９'aにおいて開口３８から始まるスリットにより連通
させる構造にしてもよい。パッキング１９'bと、サンプ
ル液流路孔１８b との流路接続関係も上記と同様であ
る。

【００２０】以上述べた構成において、光源部ホルダー
ブロック２の参照測定用受光素子１０、及び受光部ホル
ダーブロック４の吸光測定用受光素子２９a 、２９b の
検出信号を増幅するための演算増幅器、いわゆるプリア
ンプをＩＣチップ（図示せず）により構成し、これを各
受光素子とともに密栓用エポキシ樹脂Ｐで固定すること
により各引出しリード１１及び３４a 、３４b からは演
算増幅出力が好ましく引き出されることになる。また、
参照測定用受光素子は光源部ホルダーブロック２でな
く、同ブロック２に収納された同一の、又は参照光源と
しての発光ダイオードの光を参照できる位置にある限
り、フローセル本体ブロック３、又は受光部ホルダーブ
ロック４に設けてもよい。

【００２１】図５は本発明の吸光光度検出器を用いた測
定流路構成の一例を示す線図である。この図において、
４２はキャリヤー液ボトル、４３は第１試薬ボトル、４
４は第２試薬ボトル、４５は廃液ボトル、４６は試料注
入部であり、吸光光度検出器の前記サンプル液流路孔
（フローセル孔）１８a は第１試薬を添加された試料を
受け入れる反応コイル＃１後のフローセル＃１として用
いられ、第２のサンプル液流路孔１８b は更にその後に
接続された反応コイル＃２後のフローセル＃２として用
いられる。各セルの吸光光度出力は前述した引出しリー
ド３４a 、３４b により、参照光度出力を伝達引出しリ
ード１１とともに増幅器４７に導かれるが、この増幅器
４７は前述したブロック４内蔵のＩＣチップから構成し
うる。増幅器４７の出力はデジタル処理装置又は記録計
４８に供給され、演算処理結果が表示されるようになっ
ている。

【００２２】Ｐ1 はキャリヤー液を試料注入部４６に送
り込むための送液ポンプ、Ｐ2 は第１試薬を反応コイル
＃１の手前で注入試料に添加するための送液ポンプ、Ｐ
3 は第２試薬を反応コイル＃２の手前でフローセル＃１
通過後の試料に添加するための送液ポンプである。この
構成においては、出発試料は同一であるが、まず第１試
薬と反応させたものをフローセル＃１としてのサンプル
液流路孔１８a に通して吸光分析することにより、試料
の一属性を測定し、この測定後試料をさらに第２試薬と
反応させたものをフローセル＃２としてのサンプル液流
路孔１８b に通して吸光分析することにより、この場合
は同一試料の別の属性を同一の光源から発する各選択波
長によって測定することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上述べた通りに構成されたの
で、複数の試料透過光路を各独立した流路とすることに
より、互いに関連性があるか又は異なった複数試料を同
一の光源を用いて測定することができる吸光光度検出器
を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】好ましい実施例の構造を分解して示す縦断面図
である。

【図２】好ましい実施例の、図１と同方向から見た組み
立て側面図である。

【図３】ブロック毎に分離して示す斜視図である。

【図４】透光部材のシールと液流路端との関係を光源側
（Ａ）及び受光側（Ｂ）について示す部分拡大端面図で
ある。

【図５】本発明の二流路型検出器の使用例を示すフロー
線図である。

【符号の説明】

１吸光光度検出器２光源部ホルダーブロック３フローセル本体ブロック４受光部ホルダーブロック５出射光路孔６発光ダイオード７プラグ孔８、１１、３４a 、３４b 引出しリード９受光孔１０、２９a 、２９b 受光素子１２円周突起１３円周段差１３’段差１４、１４'a、１４'b ねじ孔１５中心開口１６、１６'a、１６'b 押しねじ１７、１７'a、１７'b 窓枠孔１８a 、１８b サンプル液流路孔１８'a、１８'b 端面溝１８"a、１８"b 入口流路孔１９、１９'a、１９'b 透光部材シール用パッキング２０透明板２１a 、２１b 平凸レンズ２２谷型端面２３、２４出口流路孔２５a 、２５b 流路配管２６a 、２６b 配管固定用押しねじ２７外囲突起２８a 、２８b 受光部収納孔２９a 、２９b 受光素子３０a 、３０b 干渉フィルター３１a 、３１b パッキング３２a 、３２b リード脚３３a 、３３b プラグ孔３４a 、３４b 引出しリード３５a 、３５b 入口流路配管３６a 、３６b 配管固定用押しねじ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年２月１５日（２０００．２．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】図５は本発明の吸光光度検出器を用いた測
定流路構成の一例を示す線図である。この図において、
４２はキャリヤー液ボトル、４３は第１試薬ボトル、４
４は第２試薬ボトル、４５は廃液ボトル、４６は試料注
入部であり、吸光光度検出器の前記サンプル液流路孔
（フローセル孔）１８a は第１試薬を添加された試料を
受け入れる反応コイル＃１後のフローセル＃１として用
いられ、第２のサンプル液流路孔１８b は更にその後に
接続された反応コイル＃２後のフローセル＃２として用
いられる。各セルの吸光光度出力は前述した引出しリー
ド３４a 、３４b により、参照光度出力を伝達引出しリ
ード１１とともに増幅器４７に導かれるが、この増幅器
４７は前述したブロック４内蔵のＩＣチップから構成し
うる。増幅器４７の出力はデータ処理装置又は記録計４
８に供給され、演算処理結果が表示されるようになって
いる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１個の発光ダイオードからなる白色又は
相当の連続スペクトル域を有する光源素子と、前記光源
素子から出た光を少なくとも２分岐させて貫通させるた
めの少なくとも２本の互いに独立したサンプル液流路を
有するフローセル本体部と、前記少なくとも２本のサン
プル液流路に入射する前、又は各サンプル液流路を貫通
した後の光の波長を選択する手段と、前記手段による選
択波長の各セル流路貫通後の強度を測定する少なくとも
２個の受光素子とを備えたことを特徴とする吸光光度検
出器。
【請求項２】１個の発光ダイオードからなる白色又は
相当の連続スペクトル域を有する光源素子を収納し、且
つその素子からの出射光路孔を形成した光源部と、正面
が前記出射光路孔に対向するように配置された第１の透
光部材と、前記透光部材の背面を始端とし互いに角度を
有して離間するように延びる少なくとも２本の分岐光軸
に沿って形成された少なくとも２本のサンプル液流路
と、各サンプル液流路の終端に対向した正面を有する少
なくとも２個の第２の透光部材と、前記各サンプル液流
路の始端及び終端にそれぞれ到達するように形成された
各サンプル液流路ごとの入口孔及び出口孔とを備えてな
るフローセル本体部、及び前記第２の透光部材の各背面
に対向するように配置された少なくとも２個の干渉フィ
ルターと、各干渉フィルターの背面に対向して配置され
た光電セルからなる少なくとも２個の吸光測定用受光素
子を装備してなる受光部からなることを特徴とする吸光
光度検出器。
【請求項３】前記光源部、フローセル本体部、及び受
光部が縦続的かつ遮光的に連結可能な各１個の単体ブロ
ックからなることを特徴とする請求項２記載の吸光光度
検出器。
【請求項４】前記光源部がさらに、前記出射光路孔の
側面に開口した素子収納孔を設け、この素子収納孔内に
前記開口を通して前記出射光路孔内を見るように配置さ
れた参照測定用受光素子を装備したことを特徴とする請
求項２又は３記載の吸光光度検出器。
【請求項５】前記受光部がさらに、前記吸光測定用受
光素子の出力を増幅する演算増幅器ＩＣを填設したもの
であることを特徴とする請求項３又は４記載の吸光光度
検出器。
【請求項６】前記光源部がさらに、前記参照測定用受
光素子の出力を増幅する演算増幅器ＩＣを填設し、前記
受光部がさらに、前記吸光測定用受光素子の出力を増幅
する演算増幅器ＩＣを填設したものであることを特徴と
する請求項４記載の吸光光度検出器。
【請求項７】一体化された前記吸光光度検出器の全体
を恒温槽内に収容したことを特徴とする請求項５又は６
に記載の吸光光度検出器。