JP2006162262A - 示差屈折率検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】
リファレンスセル内が参照液で充分置換されたかどうかのパージ判定を自動的に行なうことにより個人差をなくし、不必要な待機時間を短縮する。
【解決手段】
パージ判定部４６では、リファレンス流路に切り替えられて待機時間を経過した後、測定流路に切り替えられ、その後、再びリファレンス流路に切り替えられとき、測定流路からリファレンス流路への切替えの前後での受光素子３４の出力の変動量を変動量閾値設定部４４に保持された閾値と比較してリファレンスセルのパージ完了を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は高速液体クロマトグラフなどの分析装置で検出器として用いられる示差屈折計に関するものである。

液体クロマトグラフの検出器の１つとして示差屈折計が用いられている。示差屈折計では、測定光の光軸に対して傾斜した隔壁で仕切られた２つのセルをサンプルセルとリファレンスセルとして、サンプルセルに試料溶液を流し、リファレンスセルに参照液を流すか保持する。そのフローセルの両セルを通ってきた測定光を透過させ、その透過光をミラーにより反射させて再びフローセルの両セルを透過させた測定光を受光素子上にスリット像として結像させ、そのスリット像の変位を検出する（特許文献１参照。）。

フローセルの両セル内の液体が同じ時は、光は傾斜した隔壁面で屈折することなく受光素子に結像される。一方、サンプルセルとリファレンスセル内の溶液が異なる時は、光は傾斜した隔壁面で屈折され、受光素子に結像される。
測定は、両セル内の液体が参照液の場合を基準とし、サンプルセル内に試料溶液を導入して、その出力と基準値との差に基づいて屈折率を求める。

リファレンスセル内に参照液を導入するには、リファレンスセルとサンプルセルをフローセル外の流路によって接続し、サンプルセルを介してリファレンスセルに参照液を流す。
液体クロマトグラフではリファレンスセルには試料成分を含まない移動相を参照液として保持する。測定する溶出液が変わったとき、リファレンスセルに保持されている先の溶出液を新たな溶出液の移動相に置換（パージ）するが、リファレンスセルの置換が充分に行なわれなかった場合はベースラインが移動してピークの高さなどに影響を及ぼすため、リファレンスセルの置換は充分に行なう必要がある。
リファレンスセル内の参照液の置換は、サンプルセルを経てリファレンスセルに参照液として移動相を流すことにより行なう。リファレンスセル内が充分置換されたかどうかの判断は、移動相がリファレンスセルを通らず、サンプルセルだけを通るように流路を切り替えた直後の出力値の変動量（以下ＲＩ値の変動量という）を目視で観察して行なっていた。
特開平８−１２９０００４号公報

示差屈折率検出器のパージはユーザーによってなされるため、ユーザーは、リファレンスセルに参照液が流れるように流路を切り替える操作と、流路を切り替えた後、所定の待機時間経過後に再び流路を切り替える操作を行なわなければならない。
そして、リファレンスセル内が参照液によって充分に置換されたかどうかの判断はユーザーにゆだねられている。そのため、パージの仕方に個人差が発生し、リファレンスセル内が充分置換されたという第三者的保証がない。また、パージのために必要以上の時間を待機することもある。
本発明は、リファレンスセル内が参照液で充分置換されたかどうかのパージ判定を自動的に行なうことにより、個人差をなくし、不必要な待機時間を短縮することを目的とする。

本発明は、測定光の光軸に対して傾斜した隔壁で仕切られたサンプルセルとリファレンスセルを備えたフローセルと、このフローセルで屈折された測定光を受光する受光素子と、上記フローセルの両セルにスリットを通ってきた測定光を透過させ、上記受光素子上に上記スリットの像を結像させる光学系とを備え、上記受光素子の出力から上記スリット像の変位を求めて上記フローセルを流れる液の屈折率変化を検出する示差屈折率検出器において、上記フローセルにつながる流路は、サンプルセルのみに液を供給する測定流路と、サンプルセルを経てリファレンスセルにも液を供給するリファレンス流路とを構成し、かつ両流路の間を切り換える流路切換え機構を備え、さらにリファレンスセルの溶媒置換を自動的に判定するパージ判定制御部を備える。

パージ判定制御部は、図１に示されるように、パージ判定に対する上記受光素子３４の出力変動に対する閾値を保持する変動量閾値設定部４４と、流路がリファレンス流路に切り替えられた状態での待機時間を保持する待機時間設定部４２と、リファレンス流路に切り替えられて待機時間を経過した後、測定流路に切り替えられ、その後、再びリファレンス流路に切り替えられとき、測定流路からリファレンス流路への切替えの前後での受光素子３４の出力の変動量を変動量閾値設定部４４に保持された閾値と比較してリファレンスセルのパージ完了を判定するパージ判定部４６と、パージ判定動作開始時に流路をリファレンス流路に切り替え、パージ判定部４６がパージが完了したと判定するまではリファレンス流路で待機時間を経過したときに測定流路に切り替え、その後、再びリファレンス流路に切り替え、パージ判定部４６がパージが完了したと判定したときに測定流路に切り替えてその後のリファレンス流路への切替えを停止するように上記流路切換え機構の切換え動作を制御する流路切替え制御部４８とを備えている。

変動量閾値は、ユーザーが入力してもよいし、制御部によって設定されてもよい。
待機時間は、ユーザーが入力してもよいし、制御部によって設定されてもよい。

本発明は、パージ判定部によってリファレンスセルのパージ完了を判定するようにしたので、パージ操作に関して個人差のないデータであることを保証でき、ユーザーがパージの進行を装置の前に座って監視しなくてよくなり、パージ操作が自動化される。

リファレンスセルを満たす参照液はサンプルセルを経て供給されるため、リファレンスセルにサンプルセルを流れる試料溶液の溶媒と同じ溶媒を満たすことができるため、検出感度がよくなる。
リファレンスセル内の状態を再現しやすいため、追試験を行なう必要がある場合などに有利である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図２は本発明の示差屈折率検出器の一実施例を示す光学系の概略図である。
２０は光源であり、光源２０からの測定光はレンズ２２とスリット２４及びレンズ２６を経てフローセル１に照射される。フローセル１は入射光軸に対して傾斜した隔壁３０で仕切られたサンプルセル１ｓとリファレンスセル１ｒを備え、セル１ｓにはカラムからの試料溶液が流れ、セル１ｒには参照液が満たされる。フローセル１の隔壁３０の傾斜角は所望の感度に応じて設定されるが、例えば図のセル１では入射光軸に対する傾斜角は４５°である。３２はフローセル１を透過した測定光を反射して再びフローセル１に戻すミラーである。測定光は隔壁３０を通過することにより試料溶液と参照液との屈折率の差に応じて屈折し、受光素子３４に導かれる。

フローセル１を透過した測定光は受光素子３４上に測定光のスリット像を結像する。フローセル１における試料溶液と参照液との屈折率の差に応じてスリット像が受光素子３４上で移動し、受光素子３４からはその移動量に応じた出力信号が検出される。

図３は同実施例における装置内の流路図である。
フローセル１の隔壁３０で仕切られたサンプルセル１ｓ及びリファレンスセル１ｒは、それぞれ入口３ｓ，３ｒと出口５ｓ，５ｒを備えている。セル１ｓの入口３ｓは溶液注入用の入口ポート１１と接続されている。セル１ｓの出口５ｓとセル１ｒの入口３ｒはＴ型ジョイント７を介する流路によって接続されており、Ｔ型ジョイント７の残りの一端は電磁弁９の一方のポート（Ａ側）に接続されている。
セル１ｒの出口５ｒは電磁弁９の他方のポート（Ｂ側）に接続され、電磁弁９の共通のポートは出口ポート１３に接続されている。

入口ポート１１から流路に注入された溶液は、電磁弁９がＡ側のときは、
（Ａ）入口３ｓ、サンプルセル１ｓ、出口５ｓ、Ｔ型ジョイント７、測定流路６ｓ及び電磁弁９から出口ポート１３の順に流れ、
電磁弁９がＢ側のときは、
（Ｂ）入口３ｓ、サンプルセル１ｓ、出口５ｓ、Ｔ型ジョイント７、リファレンス流路６ｒ、入口３ｒ、リファレンスセル１ｒ、出口５ｒ、リファレンス流路６ｒ及び電磁弁９から出口ポート１３の順に流れる。
電磁弁９は図１に示されたパージ判定制御部の流路切替え制御部４８で制御されて流路の切替えを行なうものであり、Ｔ型ジョイント７を介して電磁弁９のＡ側とＢ側を切り替える。
入口ポート１１及び出口ポート１３は、それぞれ図示していないカラムやドレインなどと接続することで、液体クロマトグラフ用検出器として使用できる。

試料溶液の屈折率を測定する時は、電磁弁９のＡ側を開ける。この時、セル１ｓを通過した液はセル１ｒを通らず出口ポート１３に流れ、セル１ｒ内の液は封入された状態となる（ＲＦｌｏｗがオフ）。
一方、測定開始前にセル１ｓとセル１ｒ内に屈折率の等しい溶媒を流す時は、電磁弁９のＢ側を開ける。この時セル１ｓを通過した液はセル１ｒを通過して出口ポート１３に流れる（Ｒｆｌｏｗスイッチがオン）。

同実施例における装置中のパージ判定制御部は図１に示されたものであり、液体クロマトグラフやその他の分析装置内の制御装置、又は外部のコンピュータにより実現される。
パージ判定部４６にパージが充分であると判定された場合、パージ完了とともに、ユーザー又はシステムコントローラーなどシステム側に完了したことを知らせる。

図４を参照して同実施例による自動パージの判断手順を詳細に示す。
測定開始前にセル１ｒ内の参照液を新たな測定対象である試料溶液の溶媒で置換するパージ操作を行なう。
ユーザー又はシステムコントローラーによりパージ開始信号が送られて自動パージを開始すると、電磁弁９はリファレンス流路６ｒに切り替えられる。
パージ判定部４６は待機時間設定部４２によって設定されたリファレンス流路６ｒでの待機時間を経過したかどうかを判定する。
待機時間は、流路の容量、流量又はＲＩ値の変動量設定値に応じて適当な時間を設定しておく。
待機時間が経過したら電磁弁９が測定流路６ｓ側に切り替えられて、ＲＩ値が測定される。このときのＲＩ値を「ＲＩ１」とする。
次に、再び電磁弁９がリファレンス流路６ｒ側に切り替えられて、ＲＩ値が測定される。このときのＲＩ値を「ＲＩ２」とする。

パージ判定部４６はＲＩ値が変動したかどうかを判定する。判定はＲＩ値変動量ΔＲＩ（＝ＲＩ１−ＲＩ２）が閾値より小さいか否かにより行なわれる。入口ポート１１からセル１ｒの出口５ｒまでの流路中の溶液が参照液に充分置換されていない場合、ＲＩ値の変動が起こる。
パージ制御部４６はこのＲＩ値の変動量が変動量閾値設定部４４による閾値以上であれば、パージ不十分と判断し、再び電磁弁９により流路を切り替えてＲＩ値変動量ΔＲＩの測定とパージ判定を行なう。

パージ判定制御部によるパージ判定は、ＲＩ値変動量ΔＲＩが閾値より小さくなるまで繰り返される。
ＲＩ値変動量ΔＲＩが閾値より小さくなってパージが完了したと判断された場合、電磁弁９により流路は測定流路６ｓ側に切り替えられて、その後の流路切換えが停止される。また、自動パージが終了したことをシステム又はユーザーに知らせる。これで、自動パージは終了となる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

本発明は高速液体クロマトグラフなどにおいて検出器として示差屈折率検出器を用いた場合、測定前のリファレンス溶液によるパージを自動化させることができる。

本発明のパージ判定制御部の機能を示したブロック図である。 同実施例の光学系における概略図である。 同実施例の装置内流路を示す流路図である。 同実施例の自動パージの判断手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ フローセル
１ｓ サンプルセル
１ｒ リファレンスセル
３ｓ，３ｒ 入口
５ｓ，５ｒ 出口
６ｓ 測定流路
６ｒ リファレンス流路
７ Ｔ型ジョイント
９ 電磁弁
１１ 入口ポート
１３ 出口ポート
３４ 受光素子
４２ 待機時間設定部
４４ 変動量閾値設定部
４６ パージ判定部
４８ 流路切替え制御部

Claims (5)

1. 測定光の光軸に対して傾斜した隔壁で仕切られたサンプルセルとリファレンスセルを備えたフローセルと、このフローセルで屈折された測定光を受光する受光素子と、前記フローセルの両セルにスリットを通ってきた測定光を透過させ、前記受光素子上に前記スリットの像を結像させる光学系とを備え、前記受光素子の出力から前記スリット像の変位を求めて前記フローセルを流れる液の屈折率変化を検出する示差屈折率検出器において、
   前記フローセルにつながる流路は、サンプルセルのみに液を供給する測定流路と、サンプルセルを経てリファレンスセルにも液を供給するリファレンス流路とを構成し、かつ両流路の間を切り換える流路切換え機構を備え、
   さらにリファレンスセルの溶媒置換を自動的に判定するパージ判定制御部を備え、このパージ判定制御部は、パージ判定に対する前記受光素子出力の変動に対する閾値を保持する変動量閾値設定部と、
   流路がリファレンス流路に切り替えられた状態での待機時間を保持する待機時間設定部と、
   リファレンス流路に切り替えられて待機時間を経過した後、測定流路に切り替えられ、その後、再びリファレンス流路に切り替えられとき、測定流路からリファレンス流路への切替えの前後での前記受光素子出力の変動量を変動量閾値設定部に保持された閾値と比較してリファレンスセルのパージ完了を判定するパージ判定部と、
   パージ判定動作開始時に流路をリファレンス流路に切り替え、パージ判定部がパージが完了したと判定するまではリファレンス流路で待機時間を経過したときに測定流路に切り替え、その後、再びリファレンス流路に切り替え、パージ判定部がパージが完了したと判定したときに測定流路に切り替えてその後のリファレンス流路への切替えを停止するように前記流路切換え機構の切換え動作を制御する流路切替え制御部と、
   を備えていることを特徴とする示差屈折率検出器。
2. 前記変動量閾値はユーザーが入力するものである請求項１に記載の示差屈折率検出器。
3. 前記変動量閾値は制御部によって設定されるものである請求項１に記載の示差屈折率検出器。
4. 前記待機時間はユーザーが入力するものである請求項２又は３に記載の示差屈折率検出器。
5. 前記待機時間は制御部によって設定されるものである請求項２又は３に記載の示差屈折率検出器。

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