JP2000346805A - 蛍光分光光度計 - Google Patents

蛍光分光光度計

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JP2000346805A
JP2000346805A JP11162580A JP16258099A JP2000346805A JP 2000346805 A JP2000346805 A JP 2000346805A JP 11162580 A JP11162580 A JP 11162580A JP 16258099 A JP16258099 A JP 16258099A JP 2000346805 A JP2000346805 A JP 2000346805A
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temperature
flow cell
sample
fluorescence
compound semiconductor
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JP11162580A
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Aimei Maeda
愛明 前田
Mitsuo Kitaoka
光夫 北岡
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光強度の温度係数が大きな試料に対しても
信頼性のある定量分析が行える。 【解決手段】 試料室全体を断熱材21で覆うことによ
り外部と熱的に遮断し、フローセル28およびフローセ
ル28へ試料溶液を導く導入管27をヒーター(加熱手
段)23、ペルチェ素子(冷却手段)24、白金抵抗体
(温度検出手段)25および温度制御回路26で設定温
度に保つことにより、フローセルに到達する試料溶液は
常に設定温度に達し、一定の温度で測定される。さら
に、光電面の材料がバイアルカリ化合物半導体またはマ
ルチアルカリ化合物半導体からなる光電子倍増管を蛍光
検出に用いることにより、検出器の温度係数を低く抑え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体クロマトグラ
フ等の分析装置で検出器として用いられる蛍光分光光度
計に関し、さらに詳しくはフローセルを有し連続的に液
体試料の測定が可能な蛍光分光光度計に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】液体クロマトグラフの検出器の一つとし
て蛍光分光光度計が用いられている。蛍光分光光度計
は、試料励起光の波長を変えて一波長における蛍光を測
定し或いは試料励起光の波長を一定とし蛍光の波長分布
を測定し或いは試料励起光波長、測定波長の両方を一定
として測定を行う。液体クロマトグラフに用いられる他
の検出器と比較し、蛍光分光光度計は非常に感度が高く
選択的な検出器であり、試料成分と移動相として用いら
れる溶液との物理的性質がよく似ている場合、微量試
料、貴重で高価な試料を分析する際には無くてはならな
い検出器となっている。蛍光を出さない試料成分に対し
ては蛍光誘導体を作る様々な手法も開発されており、多
くの試料の検出が可能となっている。図1に示すよう
に、蛍光分光光度計は光源部1、励起分光器2、モニタ
部3、試料室4、蛍光分光器5からなっている。光源と
しては一般的にはキセノンランプ6が用いられ、集光ミ
ラー7で集光されたキセノンランプの光はスリット8を
通って、平面鏡9で反射され、グレーティング10に入
射し分光される。分光されたキセノンランプの光はビー
ムスプリッタ11を通してレンズ12により試料室にあ
るフローセル13の中心部に集光される。ビームスプリ
ッタ11上では一部の光が反射され、モニタ光としてフ
ォトセル14に入射し電気信号に変換され、光源などの
変動分を補償するために使用される。フローセル13か
ら出た蛍光はレンズ15によりスリット16に集光さ
れ、スリット16を通してグレーティング17に入射す
る。グレーティング17で分光された蛍光はスリット1
8を通して光電子倍増管19で電気信号に変換され電気
系(図示せず)で処理される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】液体クロマトグラフに
おいて、カラム部で分離された試料は検出器のフローセ
ルに導かれるが、カラムから溶出されフローセル内で検
出されるまでのあいだで分離された試料のピークが広が
り分離度が低下するのを避けるため、カラム体積に比べ
カラム出口からフローセルまでの導入管およびフローセ
ル内部の体積をできるだけ小さくするように設計されて
いる。そのため、フローセル内での試料溶液の流速はカ
ラム内に比べ非常に早いものとなる。液体クロマトグラ
フ測定の際には、通常カラム部はカラムオーブンにより
一定温度に保たれて使用されるが、検出部は特に温度調
節は行われていない。この結果、フローセルに達したと
きの試料溶液の温度は測定されている場所の温度、カラ
ムオーブンの温度、移動相溶液の流速、カラム体積とカ
ラム出口からフローセルまでの体積の比等、多くの影響
を受けることとなり、一定に保たれることはない。液体
クロマトグラフで蛍光検出法を用いる対象となる試料の
中には蛍光強度の温度係数が大きいもの、すなわち試料
の温度によって蛍光強度が大きく変化するものがある。
例えば、トリプトファン、インドール−3−酢酸、P−
アニシジンといった物質は室温付近で−5%/℃の蛍光
強度の温度係数を有する。この様な蛍光強度の温度係数
が大きな物質を測定する際には、検出器のフローセル内
における試料温度の変動による蛍光強度の変化は無視で
きなくなり、測定値のばらつきが大きく定量分析に対す
る信頼性が著しく低下するという問題点があった。
【0004】また、試料から出た蛍光を電気信号に変換
する光電子倍増管の感度も周囲の温度の影響を受けるこ
とが知られており、やはり定量値に対する信頼性を低下
させる原因となっている。本発明は、フローセル内の試
料温度を、分析が行われている場所の温度、カラムオー
ブンの温度、溶液の流速等の分析条件の影響を受けるこ
となく一定とし、さらに光電子倍増管の温度係数を低く
抑え感度が周囲の温度に影響されないようにすること
で、信頼性の高い定量値を得ることができるようにした
蛍光分光光度計を提供することを目的とするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、検出器のフローセルおよびフローセルへの
試料溶液の導入管の一部が断熱材で被覆され、フローセ
ル部またはフローセル部に試料溶液を導入する導入管の
部分に熱交換器を設け、これらを加熱および冷却、或い
は冷却する手段と、フローセル部またはフローセル部に
試料溶液を導入する導入管の部分の温度を検出する手段
と、その検出された温度が所定の温度になるように制御
する温度調節手段とが設けられている。これによりフロ
ーセル内部における試料溶液の液温を一定に保つことが
可能となる。
【0006】試料から出た蛍光を電気信号に変換する光
電子倍増管においては、光電面で入射光を光電子に変換
して電気信号を得るが、光電面の材料により変換効率
(陰極感度)、陰極感度と入射光の波長との関係(分光
感度特性)、周囲の温度に対する陰極感度の変化(温度
係数)等の特性が異なる。本発明においては光電面の材
料としてバイアルカリ化合物半導体またはマルチアルカ
リ化合物半導体からなる光電子倍増管が他の材料からな
る光電面を有している光電子倍増管より小さな温度係数
を有している。光電面の材料がバイアルカリ化合物半導
体またはマルチアルカリ化合物半導体からなる光電子倍
増管を蛍光検出用いることにより、検出器の温度係数を
低く抑えることができ、光電子倍増管における温度変化
により検出される蛍光強度が変化するという問題を解決
できる。これらの結果、蛍光分光光度計を検出器として
用いる分析において、全体として分析条件、分析が行わ
れる環境温度の影響を受けない、精度および信頼性の高
い定量分析が可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】図2は、本発明の蛍光分光光度計
の試料室の一実施例を示している。図2においては、蛍
光分光光度計の試料室のみが示されており、光源、スリ
ット、ミラー、光電子倍増管などの他の光学系は省略さ
れている。まず、構成について説明する。本発明による
蛍光分光光度計のセル部全体は断熱材21で覆われてお
り、内部にヒーター23、ペルチェ素子24および白金
抵抗体25を備えたヒーティング・クーリングブロック
22が設置されている。ヒーター23、ペルチェ素子2
4および白金抵抗体25はヒーティング・クーリングブ
ロック22を一定温度に保持できるよう温度制御回路2
6に接続されている。ヒーティング・クーリングブロッ
ク22には熱交換部33が密着されており、その内部に
カラム(図示せず)から溶出してきた溶液が流れる導入
管27が埋め込まれ、導入管27はフローセル28に接
続されている。光源部(図示せず)で集光、分光された
励起光をフローセル28の中心部に集光するため、また
フローセル28において試料からから出た蛍光を集光し
光電子倍増管(図示せず)に入射させるためレンズ2
9、30が備えられている。ヒーティング・クーリング
ブロック22を一定温度に保持するため、ペルチェ素子
24には冷却を補助する手段としてフィン31が密着さ
れており、さらにフィン31に冷却風を供給するためフ
ァン32が設置されている。
【0008】次に、動作について説明する。ヒーティン
グ・クーリングブロック22には加熱手段として電流を
流すことにより発熱するヒーター23、冷却手段として
ペルチェ素子24および温度検出手段として白金抵抗体
25が備えられており、外部の温度制御回路26によっ
て白金抵抗体25の温度を検出し、その検出温度が所定
の一定温度になるように温度制御回路26からヒーター
23、ペルチェ素子24への通電を制御している。温度
検出手段としては白金抵抗体のほか、種々の熱電対等を
用いることができる。ペルチェ素子24には冷却のため
フィン31が密着されており、さらにフィン31に冷却
風を送るためのファン32が設置され、十分な冷却能力
を有するように設計されている。ヒーティング・クーリ
ングブロック22には熱交換部33が密着されており、
熱交換部33はヒーティング・クーリングブロック22
と同じ設定温度で一定にコントロールされることができ
る。熱交換器部には導入管27が設置されており、カラ
ムから溶出された溶液が流れ込み、フローセル28へと
導く。導入管27としては内径0.1mmから0.5m
m程度のステンレス製パイプを用いることにより十分な
熱交換能力を得ることができ、流入する溶液はフローセ
ル28に到達するまでに設定温度に達することができ
る。
【0009】また、導入管27としてステンレス製パイ
プを用いることにより液体クロマトグラフ分析に用いら
れる種々の溶媒に対してもパイプが腐食することはな
い。さらに、内径が0.1mmから0.5mmと細くパ
イプの内容積が小さいため、カラム部で分離された試料
のピークが広がり分離度が低下するということも防止で
きる。導入管27の長さおよび内径は分析条件により適
宜変更される。また、酸性の移動相を用いる場合にはチ
タン製のパイプを使用する事が好ましい。試料はフロー
セル28で蛍光強度を測定された後、ドレインより排出
される。セル部全体は断熱材21により外部とは熱的に
遮断されており、外部の温度変化等の影響を受けること
はほとんどなく、セル部全体が設定温度で一定に保持さ
れることができる。結果として、フローセル28に達す
る試料溶液は常に設定温度に一定に保たれるため、蛍光
強度の温度係数の大きな試料に対しても分析条件、分析
が行われる環境温度の影響を受けない精度、信頼性の高
い定量分析を行うことが可能となる。
【0010】フローセル28において試料から出た蛍光
はレンズ29、30により集光されグレーティングによ
り分光された後、光電子倍増管により電気信号に変換さ
れる。本発明の蛍光分光光度計では光電子倍増管の光電
面の材料としてバイアルカリあるいはマルチアルカリか
らなる化合物半導体が用いられている。バイアルカリ化
合物半導体としてはSb−Rb−Cs、Sb−K−C
s、Na−K−Sb等の化合物半導体を用いることがで
き、マルチアルカリ化合物半導体としてはNa−K−S
b−Cs等の化合物半導体を用いることができる。これ
らの化合物半導体からなる光電面を有する光電子倍増管
は周囲の温度に対する感度の変化が小さく、液体クロマ
トグラフによって定量分析を行うに当たってはその変化
量は実質的には問題とならない。
【0011】蛍光分光光度計において、セル部の温度を
一定に保ちフローセル28に到達する試料溶液を常に設
定温度に一定に保つことを可能にし、さらに光電面の材
料としてバイアルカリあるいはマルチアルカリからなる
化合物半導体が用いられている光電子倍増管を使用する
ことを同時に実施することにより、分析条件、分析が行
われる環境温度の影響を受けない精度、信頼性の高い定
量分析が可能となる。
【0012】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を
行うことができる。例えば、ヒーティング・クーリング
ブロック22において、加熱手段としてのヒーター23
を用いず、冷却手段としてのペルチェ素子24と温度検
出手段としての白金抵抗体25のみを用いて温度制御す
ることも可能である。この場合、試料の蛍光強度は一般
に負の温度係数を有するため、低温で温度制御し測定を
行うほうが信号自体が大きくなり、高感度での分析が可
能になる。また、温度検出手段をヒーティング・クーリ
ングブロック22のみならず、熱交換部33、フローセ
ル28近傍にも設け温度制御するようにしてもよい。
【0013】
【発明の効果】本発明では以上説明したように構成され
ているので、フローセル内部における試料溶液の液温を
常に設定温度で一定に保つことができ、さらに検出器の
温度係数を低く抑えることができるので、精度、信頼性
の高い定量分析が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な蛍光分光光度計の構成図である。
【図2】本発明の蛍光光度分光計の試料室の一実施例を
示す概略図である。
【符号の説明】
1…光源部 2…励起分光器 3…モニタ部 4…試料室 5…蛍光分光器 6…キセノンランプ 7…集光ミラー 8、16、18…スリット 9…平面鏡 10、17…グレーティング 11…ビームスプリッター 12、15…レンズ 13…フローセル 14…フォトセル 19…光電子倍増管 21…断熱材 22…ヒーティング・クーリングブロック 23…ヒーター(加熱手段) 24…ペルチェ素子(冷却手段) 25…白金抵抗体(温度検出手段) 26…温度制御回路 27…導入管 28…フローセル 29、30…レンズ 31…フィン 32…ファン 33…熱交換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA01 CA03 DA05 EA01 EA18 GA07 GA08 GB07 GB16 HA01 HA02 HA03 HA09 JA04 LA02 MA03 NA13 2G057 AA04 AC01 BA05 DC07 EA01 EA06 2G059 AA01 BB04 DD12 DD16 EE07 FF04 JJ05 JJ11 JJ13 JJ14 JJ22 KK02 MM14 MM17 NN02 2G065 AA04 AB11 AB18 AB24 AB27 BA02 BA18 BB06 BB11 BB12 BB15 BB23 BB28 CA21 CA25 DA08

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フローセルを有する蛍光分光光度計であ
    って、フローセルに流入する溶液の液温を一定温度に保
    持する手段を有し、かつ蛍光検出用の光電子倍増管の光
    電面にバイアルカリ化合物半導体またはマルチアルカリ
    化合物半導体を用いることを特徴とする蛍光分光光度
    計。
JP11162580A 1999-06-09 1999-06-09 蛍光分光光度計 Pending JP2000346805A (ja)

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