JP2016038208A - Optical detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical detector that can accomplish simultaneously and at high resolution optical measurement of a plurality of wavelengths while preventing a sample flowing in a flow cell from degenerating.SOLUTION: A light source device is provided with a plurality of light emitting diodes that emit light beams of mutually different wavelengths. An optical system is so configured as to guide light beams emitted from the light emitting diodes to a flow cell. An optical detector detects the intensity of the light beams from the flow cell. A controller is equipped with light source switching means that is so configured as to consecutively change over the light emitting diode emitting the light beam of the wavelength to be used for measurement at timings different from each other. An arithmetic processor is equipped with a change-over switch circuit that so switches over an arithmetic unit which captures detection signals of the optical detector in synchronism with the timing of light emitting diode switching over by the light source switching means that the arithmetic unit matching the wavelength of the light beam emitted from the light emitting diodes captures the detection signals of the optical detector at the time of irradiation of the flow cell with the light beam.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えばHPLC(高速液体クロマトグラフ)において分離した試料成分を検出するための検出器として用いられる光学的検出器に関するものである。   The present invention relates to an optical detector used as a detector for detecting sample components separated in, for example, HPLC (high performance liquid chromatograph).

液体クロマトグラフ用検出器として用いられる光学的検出器として分光光度計が挙げられる。分光光度計には、前分光方式と呼ばれるものと後分光方式と呼ばれるものがある。   A spectrophotometer is mentioned as an optical detector used as a detector for liquid chromatographs. The spectrophotometer includes a so-called pre-spectroscopy method and a so-called post-spectroscopy method.

前分光方式の分光光度計は、回転可能な分光器を光源とフローセルとの間(フローセルの前段側)に配置し、分光器の回転角を調節することによってフローセルに特定の波長の光を照射し、フローセルを透過した光の強度、又はフローセル内の試料から発せられる蛍光の強度を光検出器によって検出することで、フローセルを流れる試料中の特定成分濃度を定量するように構成されている(例えば、特許文献1の図6参照。)。   The spectrophotometer of the pre-spectrometer type places a rotatable spectroscope between the light source and the flow cell (on the front side of the flow cell), and irradiates the flow cell with light of a specific wavelength by adjusting the rotation angle of the spectroscope. The concentration of the specific component in the sample flowing through the flow cell is quantified by detecting the intensity of light transmitted through the flow cell or the intensity of fluorescence emitted from the sample in the flow cell by a photodetector ( For example, refer to FIG. 6 of Patent Document 1.)

他方、後分光方式の分光光度計は、フローセルの後段側に分光器を配置し、フローセルからの光を分光器で波長成分ごとに分光し、それらの波長成分をフォトダイオードアレイで同時に検出する(例えば、特許文献1の図10参照。)。   On the other hand, the spectrophotometer of the post-spectral method has a spectroscope disposed on the rear stage side of the flow cell, separates the light from the flow cell for each wavelength component by the spectroscope, and simultaneously detects these wavelength components by the photodiode array ( For example, refer to FIG.

特開2012−220472号公報JP 2012-220472 A

近年、液体クロマトグラフによる分析の高速化が進み、検出器の検出速度(分解能)の向上が求められている。後分光方式の分光光度計は、フローセルからの多波長成分の光の強度をフォトダイオードアレイによって同時に検出することができるという利点がある反面、フローセルに多波長成分を含む強いエネルギーの光を照射するため、試料によってはその成分の変質が起こることがある。   In recent years, analysis using a liquid chromatograph has been accelerated, and an improvement in detection speed (resolution) of a detector has been demanded. The spectrophotometer of the post-spectral method has an advantage that the intensity of the light of the multi-wavelength component from the flow cell can be detected simultaneously by the photodiode array, but irradiates the flow cell with a strong energy light containing the multi-wavelength component. Therefore, depending on the sample, alteration of its components may occur.

前分光方式の分光光度計では、分光器によって分光された光のうち特定の波長成分の光のみをフローセルに照射するため、試料に照射される光エネルギーによる試料の変質の問題は生じにくい。しかし、複数の波長についての光学的測定を同時に行なうためには、分光器を高速で駆動してフローセルに照射される光の波長成分の切替えを行なう必要があり、測定波長の切替速度が分光器の機械的な駆動速度に依存するため、多波長同時測定の分解能を向上させるには限界がある。   In the pre-spectral spectrophotometer, the flow cell is irradiated only with light having a specific wavelength component out of the light dispersed by the spectroscope, so that the problem of sample deterioration due to light energy applied to the sample is unlikely to occur. However, in order to perform optical measurement of multiple wavelengths simultaneously, it is necessary to switch the wavelength component of the light irradiated to the flow cell by driving the spectrometer at high speed, and the switching speed of the measurement wavelength is Because of this, there is a limit to improving the resolution of simultaneous measurement of multiple wavelengths.

そこで、本発明は、フローセルを流れる試料の変質を防止しつつ複数の波長についての光学的測定を同時にかつ高分解能で行なうことができる光学的検出器を提供することを目的とするものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical detector capable of simultaneously performing optical measurement for a plurality of wavelengths with high resolution while preventing deterioration of a sample flowing through a flow cell.

本発明にかかる吸光度検出器は、試料を流通させるフローセルと、互いに異なる波長の光を発する複数の発光ダイオードを備えた光源装置と、各発光ダイオードから発せられる光を同一光路上の光としてフローセルに導く光学系と、フローセルからの光を検出するための光検出器と、各発光ダイオードを互いに異なるタイミングで連続的に点灯させるように構成された光源切替手段を有する制御部と、光検出器で得られた検出信号に基づいて所定の演算を行なう演算部を、各発光ダイオードから発せられる光の波長ごとに有するとともに、発光ダイオードから発せられた光の波長に対応した演算部にその光がフローセルに照射されたときの光検出器の検出信号が取り込まれるように、光源切替手段による発光ダイオードの切替えのタイミングと同期して光検出器の検出信号を取り込む演算部を切り替えるように構成された切替スイッチ回路を有する演算処理部と、を備えたものである。   An absorbance detector according to the present invention includes a flow cell for circulating a sample, a light source device including a plurality of light emitting diodes that emit light of different wavelengths, and light emitted from each light emitting diode as light on the same optical path to the flow cell. An optical system for guiding, a photodetector for detecting light from the flow cell, a control unit having light source switching means configured to light each light emitting diode continuously at different timings, and a photodetector. A calculation unit that performs a predetermined calculation based on the obtained detection signal is provided for each wavelength of light emitted from each light-emitting diode, and the light flows to the calculation unit corresponding to the wavelength of light emitted from the light-emitting diode. The timing of switching the light emitting diode by the light source switching means so that the detection signal of the photodetector when it is irradiated is captured An arithmetic processing unit having a switching circuit configured to switch the operation section taking the detection signal of the photodetector in synchronism, in which with a.

本発明では、互いに異なる波長の光を発する複数の発光ダイオードを有し、制御部は、それらの発光ダイオードを互いに異なるタイミングで連続的に点灯させるように構成されているので、フローセルに特定の波長成分の光のみを照射することができ、フローセルを流れる試料の変質を防止することができる。発光ダイオードは、点灯状態と消灯状態の瞬時の切替えが可能であるため、フローセルに照射する光の波長の切替えを、分光器の機械的な駆動による波長の切替えよりも高速で行なうことができる。さらに、演算処理部は、各発光ダイオードから発せられる光の波長ごとに演算部を有するとともに、発光ダイオードから発せられた光の波長に対応した演算部にその光がフローセルに照射されたときの光検出器の検出信号が取り込まれるように、光源切替手段による発光ダイオードの切替えのタイミングと同期して光検出器の検出信号を取り込む演算部を切り替えるように構成された切替スイッチ回路を有するので、複数波長についての光学的測定を同時にかつ高分解能で行なうことができる。   In the present invention, the control unit has a plurality of light emitting diodes that emit light having different wavelengths, and the control unit is configured to continuously turn on the light emitting diodes at different timings. It is possible to irradiate only component light, and to prevent the sample flowing through the flow cell from being altered. Since the light emitting diode can be switched instantaneously between the lighting state and the extinguishing state, the wavelength of light irradiated to the flow cell can be switched at a higher speed than the wavelength switching by mechanical driving of the spectrometer. Further, the arithmetic processing unit has a calculation unit for each wavelength of light emitted from each light emitting diode, and light when the light is irradiated to the flow cell to the arithmetic unit corresponding to the wavelength of light emitted from the light emitting diode. Since it has a changeover switch circuit configured to switch the calculation unit that captures the detection signal of the photodetector in synchronization with the switching timing of the light emitting diode by the light source switching means so that the detection signal of the detector is captured, Optical measurements of wavelength can be made simultaneously and with high resolution.

光学的検出器の一実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Example of an optical detector. 同実施例の演算制御部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the calculation control part of the Example. 4波長について同時に試料の光学的測定を行なう場合の各光源部の点灯又は消灯のタイミングと、演算手段による信号処理の切替えタイミングの一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of the lighting timing of each light source part in the case of performing optical measurement of a sample simultaneously about 4 wavelengths, and the switching timing of the signal processing by a calculating means. 光学的検出器の他の実施例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other Example of an optical detector. 同実施例の演算制御部の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the calculation control part of the Example.

本発明において、光検出器は、フローセルを透過した光を受光する位置に設けることができる。そうすれば、フローセル内を流れる試料の吸光度を測定することができる。   In the present invention, the photodetector can be provided at a position for receiving light transmitted through the flow cell. Then, the absorbance of the sample flowing in the flow cell can be measured.

また、光検出器は、フローセルに照射される光の光軸上の位置から外れた位置に設けられ、発光ダイオードから照射される励起光によって励起されたフローセル内の試料から発せられる蛍光を検出するものであってもよい。その場合、フローセルと光検出器との間に、励起光成分を除去する蛍光フィルタが設けられる。   The photodetector is provided at a position off the position on the optical axis of the light irradiated to the flow cell, and detects fluorescence emitted from the sample in the flow cell excited by the excitation light irradiated from the light emitting diode. It may be a thing. In that case, a fluorescent filter for removing the excitation light component is provided between the flow cell and the photodetector.

発光ダイオードなどの発光ダイオードには製造バラツキが存在し、発光ダイオードから発せられる光に測定波長以外の波長の光を含まれていることもあり得る。そこで、発光ダイオードの発光側に発光ダイオードから発せられる光よりも狭い波長範囲の透過域をもつバンドパスフィルタが配置されていることが好ましい。そうすれば、フローセルに不要な波長範囲の光が照射されることが抑制され、試料の変質の防止や測定精度の向上を図ることができる。   There are manufacturing variations in light emitting diodes such as light emitting diodes, and the light emitted from the light emitting diodes may contain light of a wavelength other than the measurement wavelength. Therefore, it is preferable that a band pass filter having a transmission region in a narrower wavelength range than the light emitted from the light emitting diode is disposed on the light emitting side of the light emitting diode. If it does so, it can suppress that the light of an unnecessary wavelength range is irradiated to a flow cell, and can aim at prevention of quality change of a sample and improvement of measurement accuracy.

光学的検出器の1つである吸光度検出器の一実施例について、図1を用いて説明する。   One embodiment of an absorbance detector, which is one of optical detectors, will be described with reference to FIG.

この吸光度検出器は、複数の波長成分の光をそれぞれ異なるタイミングで発することができる光源装置2を備えている。光源装置2から発せられた光は試料が流れるフローセル22に照射され、フローセル12を透過した光をフォトダイオード22(光検出器)で受光するようになっている。   The absorbance detector includes a light source device 2 that can emit light having a plurality of wavelength components at different timings. The light emitted from the light source device 2 is applied to the flow cell 22 through which the sample flows, and the light transmitted through the flow cell 12 is received by the photodiode 22 (photodetector).

光源装置2は、互いに異なる波長の光を発する4つの光源部4,6,8及び10を備えている。光源部4は250nm、光源部6は260nm、光源部8は270nm、光源部10は280nmの波長の光をそれぞれ発する。   The light source device 2 includes four light source units 4, 6, 8, and 10 that emit light having different wavelengths. The light source unit 4 emits light of a wavelength of 250 nm, the light source unit 6 of 260 nm, the light source unit 8 of 270 nm, and the light source unit 10 of light of 280 nm.

光源部4には波長250nmの光を発する発光ダイオード4aが設けられている。発光ダイオード4aの発光側に250±4nmの波長範囲に透過特性を有するバンドパスフィルタ4bが設けられ、さらにその前方にバンドパスフィルタ4bを透過した光を平行光にするコリメーションレンズ4cが設けられている。発光ダイオード4aから発せられる光は大部分が250nm付近の波長の光であるため、バンドパスフィルタ4bは必ずしも設けられている必要はないが、この実施例では、発光ダイオードの生産バラツキを考慮して設けられている。これは、光源部6,8及び10のバンドパスフィルタ6b,8b及び10bについても同様である。   The light source unit 4 is provided with a light emitting diode 4a that emits light having a wavelength of 250 nm. A band-pass filter 4b having a transmission characteristic in a wavelength range of 250 ± 4 nm is provided on the light-emitting side of the light-emitting diode 4a, and a collimation lens 4c for collimating light transmitted through the band-pass filter 4b is provided in front of the band-pass filter 4b. Yes. Since most of the light emitted from the light emitting diode 4a is light having a wavelength in the vicinity of 250 nm, the bandpass filter 4b is not necessarily provided. However, in this embodiment, in consideration of production variations of the light emitting diodes. Is provided. The same applies to the bandpass filters 6b, 8b and 10b of the light source units 6, 8 and 10.

光源部6には波長260nmの光を発する発光ダイオード6aが設けられている。発光ダイオード6aの発光側に260±4nmの波長範囲に透過特性を有するバンドパスフィルタ6bが設けられ、さらにその前方にバンドパスフィルタ6bを透過した光を平行光にするコリメーションレンズ6cが設けられている。   The light source unit 6 is provided with a light emitting diode 6a that emits light having a wavelength of 260 nm. A band-pass filter 6b having a transmission characteristic in a wavelength range of 260 ± 4 nm is provided on the light-emitting side of the light-emitting diode 6a, and a collimation lens 6c that converts the light transmitted through the band-pass filter 6b into parallel light is provided in front of the band-pass filter 6b. Yes.

光源部8には波長270nmの光を発する発光ダイオード8aが設けられている。発光ダイオード8aの発光側に270±4nmの波長範囲に透過特性を有するバンドパスフィルタ8bが設けられ、さらにその前方にバンドパスフィルタ8bを透過した光を平行光にするコリメーションレンズ8cが設けられている。   The light source unit 8 is provided with a light emitting diode 8a that emits light having a wavelength of 270 nm. A band-pass filter 8b having a transmission characteristic in a wavelength range of 270 ± 4 nm is provided on the light-emitting side of the light-emitting diode 8a, and a collimation lens 8c for collimating light transmitted through the band-pass filter 8b is provided in front of the band-pass filter 8b. Yes.

光源部10には波長280nmの光を発する発光ダイオード10aが設けられている。発光ダイオード10aの発光側に280±4nmの波長範囲に透過特性を有するバンドパスフィルタ10bが設けられ、さらにその前方にバンドパスフィルタ10bを透過した光を平行光にするコリメーションレンズ10cが設けられている。   The light source unit 10 is provided with a light emitting diode 10a that emits light having a wavelength of 280 nm. A band-pass filter 10b having a transmission characteristic in a wavelength range of 280 ± 4 nm is provided on the light-emitting side of the light-emitting diode 10a, and a collimation lens 10c for collimating the light transmitted through the band-pass filter 10b is provided in front of the band-pass filter 10b. Yes.

光源部4は、フローセル12に向かって発光ダイオード4aからの光を射出するように配置され、光源部6,8及び10は、光源部4からフローセル12への光の光軸に対して垂直に発光ダイオード6a,8a及び10aからの光を射出するように配置されている。ここで、光源部4,6,8又は10を点灯させるとは、それぞれの発光ダイオード4a,6a,8a又は10aを点灯させることを意味する。   The light source unit 4 is arranged to emit light from the light emitting diode 4 a toward the flow cell 12, and the light source units 6, 8, and 10 are perpendicular to the optical axis of light from the light source unit 4 to the flow cell 12. It arrange | positions so that the light from the light emitting diodes 6a, 8a, and 10a may be inject | emitted. Here, lighting the light source unit 4, 6, 8 or 10 means lighting each light emitting diode 4a, 6a, 8a or 10a.

光源部4からフローセル12への光の光軸上に、各光源部4,6,8及び10からの光をフローセル12に導く光学系をなすハーフミラー14,16,18が配置されている。ハーフミラー14,16及び18は光源部4からの光の光軸に対して斜めに配置されている。ハーフミラー14は光源部6からの光の光軸を光源部4からの光の光軸と合一化させてフローセル12に導くものである。ハーフミラー16は光源部8からの光の光軸を光源部4及び光源部6からの光の光軸と合一化させてフローセル12に導くものである。ハーフミラー18は光源部10からの光の光軸を光源部4、光源部6及び光源部8からの光の光軸と合一化させてフローセル12に導くものである。   On the optical axis of the light from the light source unit 4 to the flow cell 12, half mirrors 14, 16, and 18 that form an optical system that guides the light from each of the light source units 4, 6, 8, and 10 to the flow cell 12 are disposed. The half mirrors 14, 16 and 18 are arranged obliquely with respect to the optical axis of the light from the light source unit 4. The half mirror 14 unites the optical axis of the light from the light source unit 6 with the optical axis of the light from the light source unit 4 and guides it to the flow cell 12. The half mirror 16 unites the optical axis of the light from the light source unit 8 with the optical axis of the light from the light source unit 4 and the light source unit 6 and guides it to the flow cell 12. The half mirror 18 unites the optical axis of the light from the light source unit 10 with the optical axes of the light from the light source unit 4, the light source unit 6, and the light source unit 8 and guides them to the flow cell 12.

フローセル12を透過した光を検出するためのフォトダイオード22がフローセル12を挟んで光源部4とは反対側に設けられている。ハーフミラー18とフローセル12との間に、光源部4,6,8又は10からフローセル12に照射される光の一部を参照光として取り出すビームスプリッタ20が設けられている。ビームスプリッタ20により取り出された光を受光する位置に、参照光強度を検出するためのフォトダイオード25(参照光検出器)が設けられている。   A photodiode 22 for detecting light transmitted through the flow cell 12 is provided on the opposite side of the light source unit 4 with the flow cell 12 interposed therebetween. A beam splitter 20 is provided between the half mirror 18 and the flow cell 12 to extract a part of light irradiated to the flow cell 12 from the light source unit 4, 6, 8 or 10 as reference light. A photodiode 25 (reference light detector) for detecting the reference light intensity is provided at a position for receiving the light extracted by the beam splitter 20.

フォトダイオード22の検出信号は、増幅器23及びアナログ/デジタル変換器(A/D変換器)24を経て、測定信号として演算制御部28に取り込まれる。フォトダイオード25の検出信号は、増幅器26及びA/D変換器27を経て、参照信号として演算制御部28に取り込まれる。   The detection signal of the photodiode 22 is taken into the arithmetic control unit 28 as a measurement signal through the amplifier 23 and the analog / digital converter (A / D converter) 24. The detection signal of the photodiode 25 passes through the amplifier 26 and the A / D converter 27 and is taken into the arithmetic control unit 28 as a reference signal.

演算制御部28は、光源装置2の各光源部4,6,8及び10の点灯と消灯の切替えを制御する制御部としての光源切替手段29、及びフォトダイオード22と25からの信号に基づいてフローセル12を流れる試料の吸光度を求める演算処理部としての演算手段30を備えている。   The arithmetic control unit 28 is based on signals from the light source switching means 29 and the photodiodes 22 and 25 as a control unit that controls switching on and off of the light source units 4, 6, 8, and 10 of the light source device 2. Computation means 30 is provided as a computation processing unit for obtaining the absorbance of the sample flowing through the flow cell 12.

光源切替手段29はフローセル12に照射される光の波長が連続的に切り替えられるように、各発光ダイオード4a,6a,8a及び10aの点灯状態と消灯状態の切替えを行なうように構成されている。各発光ダイオード4a,6a,8a及び10aはそれぞれに対応して設けられたLEDドライバ32,34,36及び38から必要な電流が与えられることで点灯する。各LEDドライバ32,34,36及び38は演算制御部28から与えられる点灯又は消灯の信号に基づいて各発光ダイオード4a,6a,8a及び10aに必要な電流を供給し、又は電流の供給を停止する。   The light source switching means 29 is configured to switch the light emitting diodes 4a, 6a, 8a and 10a between the on state and the unlit state so that the wavelength of light applied to the flow cell 12 can be continuously switched. Each of the light emitting diodes 4a, 6a, 8a and 10a is turned on when a necessary current is applied from the LED drivers 32, 34, 36 and 38 provided correspondingly. Each LED driver 32, 34, 36 and 38 supplies a necessary current to each light emitting diode 4a, 6a, 8a and 10a based on a lighting or extinguishing signal given from the arithmetic control unit 28, or stops the supply of current. To do.

演算制御部28の構成の一例について図2を用いて説明する。   An example of the configuration of the arithmetic control unit 28 will be described with reference to FIG.

演算制御部28は、光源切替手段29(図1参照。)をなす時分割制御回路40、フローセル12に照射される光の波長ごとの吸光度を算出するために各波長に対応して設けられた演算部44a‐44d、参照信号を各演算部44a‐44dに振り分ける切替スイッチ回路42a、測定信号を各演算部44a‐44dに振り分ける切替スイッチ回路42b、及び各演算部44a‐44dで求められた測定値を出力する通信部52を備えている。参照信号は、フォトダイオード25で得られた検出信号を増幅器26で増幅し、A/D変換器27でデジタル処理した信号である。測定信号は、フォトダイオード22で得られた検出信号を増幅器23で増幅し、A/D変換器24でデジタル処理した信号である。   The arithmetic control unit 28 is provided corresponding to each wavelength in order to calculate the absorbance for each wavelength of the light irradiated to the flow cell 12 and the time division control circuit 40 that constitutes the light source switching means 29 (see FIG. 1). Calculation unit 44a-44d, changeover switch circuit 42a for distributing the reference signal to each calculation unit 44a-44d, changeover switch circuit 42b for distributing the measurement signal to each calculation unit 44a-44d, and measurement obtained by each calculation unit 44a-44d A communication unit 52 that outputs a value is provided. The reference signal is a signal obtained by amplifying the detection signal obtained by the photodiode 25 by the amplifier 26 and digitally processing it by the A / D converter 27. The measurement signal is a signal obtained by amplifying the detection signal obtained by the photodiode 22 by the amplifier 23 and digitally processing the signal by the A / D converter 24.

時分割制御回路40は、点灯する発光ダイオードが連続的に切り替わるように、各発光ダイオード4a,6a,8a及び10aを駆動するLEDドライバ32,34,36及び38に対して点灯信号又は消灯信号を時分割で与えるように構成された回路である。時分割制御回路40は、点灯させる光源を切り替えるタイミングで切替信号を切替スイッチ回路42a及び42bに出力する。   The time division control circuit 40 sends a lighting signal or a light-off signal to the LED drivers 32, 34, 36, and 38 that drive the light emitting diodes 4a, 6a, 8a, and 10a so that the light emitting diodes that are turned on are continuously switched. It is a circuit configured to be given in a time division manner. The time division control circuit 40 outputs a switching signal to the changeover switch circuits 42a and 42b at the timing of switching the light source to be lit.

切替スイッチ回路42a及び42bは、時分割制御回路40からの切替信号に基づき、測定信号及び参照信号に基づいて吸光度を求める演算処理を実行させる演算部を演算部44a‐44dの間で、フローセル12に照射される光の波長の切替えに同期して切り替える回路である。   The change-over switch circuits 42a and 42b, based on the switching signal from the time-division control circuit 40, have a calculation unit that executes a calculation process for obtaining absorbance based on the measurement signal and the reference signal between the calculation units 44a-44d. This is a circuit that switches in synchronization with the switching of the wavelength of the light that is irradiated onto the light.

演算部44a‐44dはそれぞれ光源部4,6,8及び10から発せられる光の波長に対応して設けられている。演算部44aは波長250nmの光に対応し、演算部44bは波長260nmの光に対応し、演算部44cは波長270nmの光に対応し、演算部44dは波長280nmの光に対応する。切替スイッチ42a及び42bは、光源部4(発光ダイオード4a)の点灯時に得られた参照信号及び測定信号が演算部44aに取り込まれ、光源部6(発光ダイオード6a)の点灯時に得られた参照信号及び測定信号が演算部44bに取り込まれ、光源部8(発光ダイオード8a)の点灯時に得られた参照信号及び測定信号が演算部44cに取り込まれ、光源部10(発光ダイオード10a)の点灯時に得られた参照信号及び測定信号が演算部44dに取り込まれるように、参照信号及び測定信号を各演算部44a‐44dに振り分ける。   The calculation units 44a to 44d are provided corresponding to the wavelengths of light emitted from the light source units 4, 6, 8 and 10, respectively. The computing unit 44a corresponds to light having a wavelength of 250 nm, the computing unit 44b corresponds to light having a wavelength of 260 nm, the computing unit 44c corresponds to light having a wavelength of 270 nm, and the computing unit 44d corresponds to light having a wavelength of 280 nm. The change-over switches 42a and 42b receive the reference signal and the measurement signal obtained when the light source unit 4 (light emitting diode 4a) is turned on, and the reference signal obtained when the light source unit 6 (light emitting diode 6a) is turned on. The measurement signal is taken into the calculation unit 44b, and the reference signal and the measurement signal obtained when the light source unit 8 (light emitting diode 8a) is turned on are taken into the calculation unit 44c and obtained when the light source unit 10 (light emitting diode 10a) is turned on. The reference signal and the measurement signal are distributed to the calculation units 44a to 44d so that the reference signal and the measurement signal thus received are taken into the calculation unit 44d.

演算部44a‐44dのそれぞれは、参照信号と測定信号のそれぞれの高周波成分を除去するためのデジタルフィルタ46、デジタルフィルタ46を経た参照信号I0でデジタルフィルタ46を経た測定信号Iを除算した値(I/I0)を求める除算部48、吸光度として−log10(I/I0)を求める吸光度算出部50を備えており、吸光度算出部50により求められた−log10(I/I0)が測定値として通信部52を介して外部のモニタ等に出力される。演算部44a‐44dは演算処理手段30(図1参照。)をなしている。 Each of the calculation units 44a to 44d is a digital filter 46 for removing high frequency components of the reference signal and the measurement signal, and a value obtained by dividing the measurement signal I passed through the digital filter 46 by the reference signal I 0 passed through the digital filter 46 (I / I 0) dividing section 48 for obtaining the, -log 10 (I / I 0 ) comprises the absorbance calculation section 50 for obtaining the, -log 10 obtained by the absorbance calculation section 50 (I / I 0 as absorbance ) Is output as a measurement value to an external monitor or the like via the communication unit 52. The calculation units 44a to 44d constitute the calculation processing means 30 (see FIG. 1).

演算制御装置28の時分割制御回路40、切替スイッチ回路42a,42b、演算部44a‐44dはソフトウエアにより実現することができる。また、時分割制御回路40、切替スイッチ回路42a,42b及び通信部52をハードウエア、演算部44a‐44dをソフトウエアで実現してもよい。   The time division control circuit 40, the changeover switch circuits 42a and 42b, and the calculation units 44a to 44d of the calculation control device 28 can be realized by software. The time division control circuit 40, the changeover switch circuits 42a and 42b, and the communication unit 52 may be realized by hardware, and the calculation units 44a to 44d may be realized by software.

図3に各光源部4,6,8及び10の点灯又は消灯のタイミングと、参照信号及び測定信号を取り込む演算部の切替えタイミングの一例を示す。図3において、各波長の入力信号がオンのときはその波長に対応した演算部に参照信号及び測定信号が取り込まれ、オフのときはその波長に対応した演算部には参照信号及び測定信号が取り込まれないことを意味する。   FIG. 3 shows an example of the timing of turning on or off each of the light source units 4, 6, 8, and 10 and the switching timing of the arithmetic unit that takes in the reference signal and the measurement signal. In FIG. 3, when the input signal of each wavelength is on, the reference signal and the measurement signal are taken into the calculation unit corresponding to the wavelength, and when the input signal is off, the reference signal and the measurement signal are input to the calculation unit corresponding to the wavelength. It means that it will not be captured.

この例では、測定を開始した後、光源部4を点灯させ、その後一定時間が経過した後に光源部4を消灯させて光源部6を点灯させ、さらに一定時間が経過した後に光源部6を消灯させて光源部8を点灯させ、さらに一定時間が経過した後に光源部10を点灯させる。光源部10を一定時間点灯させた後、光源部10を消灯させ、また光源部4を点灯させる。光源部4を点灯させてから光源部10を消灯させるまでを1サイクルとし、測定中にこのサイクルを連続して繰り返す。1サイクルに要する時間は、例えば25m秒である。   In this example, after the measurement is started, the light source unit 4 is turned on, and after a certain time has elapsed, the light source unit 4 is turned off to turn on the light source unit 6, and after a certain time has passed, the light source unit 6 is turned off. The light source unit 8 is turned on, and the light source unit 10 is turned on after a predetermined time has passed. After the light source unit 10 is turned on for a certain time, the light source unit 10 is turned off and the light source unit 4 is turned on. The cycle from turning on the light source unit 4 to turning off the light source unit 10 is defined as one cycle, and this cycle is continuously repeated during measurement. The time required for one cycle is, for example, 25 milliseconds.

測定中に各フォトダイオード22及び25で得られた信号は、光源部4が点灯しているときは波長250nmの光の参照信号及び測定信号として、光源部6が点灯しているときは波長260nmの光の参照信号及び測定信号として、光源部8が点灯しているときは波長270nmの光の参照信号及び測定信号として、光源部10が点灯しているときは波長280nmの光の参照信号及び測定信号として処理され、各波長に対応した演算部44a‐44dにおいて各波長についての吸光度が求められる。   The signals obtained by the photodiodes 22 and 25 during the measurement are a reference signal and a measurement signal of light having a wavelength of 250 nm when the light source unit 4 is lit, and a wavelength of 260 nm when the light source unit 6 is lit. As a light reference signal and a measurement signal, a light reference signal and a measurement signal having a wavelength of 270 nm when the light source unit 8 is turned on, and as a light reference signal and a measurement signal having a wavelength of 280 nm when the light source unit 10 is turned on. It is processed as a measurement signal, and the absorbance for each wavelength is obtained in the computing units 44a-44d corresponding to each wavelength.

次に、光学的検出器としての蛍光検出器の一実施例について図4を用いて説明する。なお、図1の吸光度検出器と同じ構成である箇所には同じ符号を付し、その構成についての説明を省略する。   Next, an embodiment of a fluorescence detector as an optical detector will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location which is the same structure as the light absorbency detector of FIG. 1, and description about the structure is abbreviate | omitted.

この蛍光検出器は、図1の吸光度検出器と同じ構成を有する光源装置2を備えている。光源装置2の各光源部4,6,8及び10から発せられる250nm、260nm、270nm及び280nmの波長の光をフローセル12内の試料に励起光として照射し、励起された試料から発せられる蛍光をフォトダイオード22aにより検出する。フォトダイオード22aは、フローセル12から出た光のうちフローセル12に照射される励起光の光軸に対して垂直な方向の成分を受光する向きに配置されている。   This fluorescence detector includes a light source device 2 having the same configuration as the absorbance detector of FIG. The sample in the flow cell 12 is irradiated with light having wavelengths of 250 nm, 260 nm, 270 nm, and 280 nm emitted from the light source units 4, 6, 8, and 10 of the light source device 2 as excitation light, and fluorescence emitted from the excited sample is emitted. Detection is performed by the photodiode 22a. The photodiode 22a is arranged in a direction to receive the component in the direction perpendicular to the optical axis of the excitation light irradiated to the flow cell 12 out of the light emitted from the flow cell 12.

フローセル12とフォトダイオード22aとの間に蛍光フィルタ54が設けられている。蛍光フィルタ54は、フローセル12からの光のうち励起光成分を除去して蛍光成分を抽出するように、励起光の最長波長よりも長い波長(例えば290nm)以下の波長の光をカットする特性を有するフィルタである。   A fluorescent filter 54 is provided between the flow cell 12 and the photodiode 22a. The fluorescence filter 54 has a characteristic of cutting light having a wavelength shorter than the longest wavelength (for example, 290 nm) of the excitation light so as to remove the excitation light component from the light from the flow cell 12 and extract the fluorescence component. It is a filter having.

測定用の光検出器であるフォトダイオード22aの検出信号は、増幅器23a及びA/D変換器24aを経て測定信号として演算制御部28aに取り込まれる。参照用の光検出器であるフォトダイオード25の検出信号は、増幅器26及びA/D変換器27を経て参照信号として演算制御部28aに取り込まれる。   A detection signal of the photodiode 22a, which is a photo detector for measurement, is taken into the arithmetic control unit 28a as a measurement signal through the amplifier 23a and the A / D converter 24a. A detection signal of the photodiode 25 as a reference photodetector is taken into the arithmetic control unit 28a as a reference signal through the amplifier 26 and the A / D converter 27.

演算制御部28aは図1の実施例の演算制御部28と同様に光源切替手段29aと演算処理手段30aを備えている。光源切替手段29aは励起光を発する光源を光源部4,6,8及び10の間で連続的に切り替えるように構成されており、演算処理手段30aはフォトダイオード22a及び25の検出信号を光源部光源部4,6,8及び10の点灯・消灯のタイミングに同期して時分割で取り込み、各波長の励起光がフローセル12に照射されたときの蛍光強度を求める。   Similar to the calculation control unit 28 in the embodiment of FIG. 1, the calculation control unit 28a includes a light source switching unit 29a and a calculation processing unit 30a. The light source switching unit 29a is configured to continuously switch the light source that emits the excitation light between the light source units 4, 6, 8, and 10, and the arithmetic processing unit 30a sends the detection signals of the photodiodes 22a and 25 to the light source unit. The fluorescence intensity when excitation light of each wavelength is irradiated on the flow cell 12 is obtained in synchronization with the timing of turning on / off the light sources 4, 6, 8, and 10.

図5に演算制御部28aの具体的な構成の一例を示すが、図1の実施例における演算制御部28の構成(図2参照。)とほぼ同じである。演算制御部28aは、フローセル12に各波長の励起光が照射されたときの蛍光強度を求めるための演算処理手段30aとして、各光源部4,6,8及び10に対応した演算部45a‐45dを備えている。励起光の波長は、光源切替手段29aとしての時分割制御回路40により時分割で切り替えられ、参照信号及び測定信号を取り込む演算部が切替スイッチ回路42a,42bによって励起光の波長の切替えに同期して切り替えられる。   FIG. 5 shows an example of a specific configuration of the arithmetic control unit 28a, which is substantially the same as the configuration of the arithmetic control unit 28 (see FIG. 2) in the embodiment of FIG. The calculation control unit 28a is a calculation processing unit 30a for obtaining the fluorescence intensity when the flow cell 12 is irradiated with the excitation light of each wavelength, and the calculation units 45a-45d corresponding to the light source units 4, 6, 8, and 10 are used. It has. The wavelength of the excitation light is switched in a time division manner by the time division control circuit 40 as the light source switching means 29a, and the arithmetic unit that takes in the reference signal and the measurement signal is synchronized with the switching of the wavelength of the excitation light by the changeover switch circuits 42a and 42b. Can be switched.

各演算部45a‐45dはデジタルフィルタ46、除算部48及び蛍光算出部50aを備えており、最終的に蛍光算出部50aによって算出された蛍光強度としての値が通信部52を介して外部モニタ等に出力される。   Each calculation unit 45a-45d includes a digital filter 46, a division unit 48, and a fluorescence calculation unit 50a, and finally the value as the fluorescence intensity calculated by the fluorescence calculation unit 50a is sent to an external monitor or the like via the communication unit 52. Is output.

以上の実施例では、4つの光源部4,6,8及び10を時分割で切り替える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2つ、3つ又は5つ以上の光源部を時分割で切り替えるようにしてもよい。   In the above embodiment, the configuration in which the four light source units 4, 6, 8, and 10 are switched in a time division manner has been described. However, the present invention is not limited to this, and two, three, or five or more are provided. You may make it switch a light source part by a time division.

2 光源装置
4,6,8,10 光源部
4a,6a,8a,10a 発光ダイオード(発光ダイオード)
4b,6b,8b,10b バンドパスフィルタ
4c,6c,8c,10c コリメーションレンズ
12 フローセル
14,16,18 ハーフミラー
20 ビームスプリッタ
22,22a,25 フォトダイオード
23,23a,26 増幅器
24,24a,27 アナログ/デジタル変換器
28,28a 演算制御部
29,29a 光源切替手段
30,30a 演算手段
32,34,36,38 LEDドライバ
40 時分割制御回路
42a,42b 切替スイッチ回路
44a‐44d,45a‐45d 演算部
46 デジタルフィルタ
48 除算部
50 吸光度算出部
50a 蛍光算出部
52 通信部
2 Light source device 4, 6, 8, 10 Light source part 4a, 6a, 8a, 10a Light emitting diode (light emitting diode)
4b, 6b, 8b, 10b Band pass filter 4c, 6c, 8c, 10c Collimation lens 12 Flow cell 14, 16, 18 Half mirror 20 Beam splitter 22, 22a, 25 Photo diode 23, 23a, 26 Amplifier 24, 24a, 27 Analog / Digital converter 28, 28a Arithmetic controller 29, 29a Light source switching means 30, 30a Arithmetic means 32, 34, 36, 38 LED driver 40 Time division control circuit 42a, 42b Changeover switch circuit 44a-44d, 45a-45d Arithmetic unit 46 Digital filter 48 Division unit 50 Absorbance calculation unit 50a Fluorescence calculation unit 52 Communication unit

Claims (4)

試料を流通させるフローセルと、
互いに異なる波長の光を発する複数の発光ダイオードを備えた光源装置と、
前記各発光ダイオードから発せられる光を同一光路上の光として前記フローセルに導く光学系と、
前記フローセルからの光を検出するための光検出器と、
前記各発光ダイオードを互いに異なるタイミングで連続的に点灯させるように構成された光源切替手段を有する制御部と、
前記光検出器で得られた検出信号に基づいて所定の演算を行なう演算部を、前記各発光ダイオードから発せられる光の波長ごとに備えているとともに、前記発光ダイオードから発せられた光の波長に対応した前記演算部にその光が前記フローセルに照射されたときの前記光検出器の検出信号が取り込まれるように、前記光源切替手段による前記発光ダイオードの切替えのタイミングと同期して前記光検出器の検出信号を取り込む演算部を切り替える切替スイッチ回路を備えている演算処理部と、を備えた光学的検出器。
A flow cell for circulating the sample;
A light source device including a plurality of light emitting diodes that emit light of different wavelengths;
An optical system for guiding light emitted from each of the light emitting diodes to the flow cell as light on the same optical path;
A photodetector for detecting light from the flow cell;
A control unit having light source switching means configured to continuously turn on each of the light emitting diodes at different timings;
A calculation unit that performs a predetermined calculation based on a detection signal obtained by the photodetector is provided for each wavelength of light emitted from each of the light emitting diodes, and the wavelength of the light emitted from the light emitting diodes. The photodetector is synchronized with the switching timing of the light emitting diodes by the light source switching means so that the detection signal of the photodetector when the light is irradiated to the flow cell is input to the corresponding arithmetic unit. And an arithmetic processing unit provided with a changeover switch circuit for switching a calculation unit that captures the detection signal of the optical detector.
前記光検出器は前記フローセルを透過した光を受光する位置に設けられている請求項1に記載の光学的検出器。   The optical detector according to claim 1, wherein the photodetector is provided at a position for receiving light transmitted through the flow cell. 前記光検出器は、前記フローセルに照射される光の光軸上の位置から外れた位置に設けられ、前記発光ダイオードから照射される励起光によって励起された前記フローセル内の試料から発せられる蛍光を検出するものであり、
前記フローセルと前記光検出器との間に、励起光成分を除去する蛍光フィルタが設けられている請求項1に記載の光学的検出器。
The light detector is provided at a position deviating from a position on the optical axis of light irradiated to the flow cell, and emits fluorescence emitted from a sample in the flow cell excited by excitation light irradiated from the light emitting diode. Is to detect,
The optical detector according to claim 1, wherein a fluorescence filter that removes an excitation light component is provided between the flow cell and the photodetector.
前記発光ダイオードの発光側に前記発光ダイオードから発せられる光より狭い波長範囲の透過域をもつバンドパスフィルタが配置されている請求項1から3のいずれか一項に記載の吸光度検出器。   4. The absorbance detector according to claim 1, wherein a band-pass filter having a transmission region with a narrower wavelength range than the light emitted from the light emitting diode is disposed on the light emitting side of the light emitting diode.
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