JP2017058382A - 液体クロマトグラフ用検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】分光器など複数の光学素子を有する光学ユニットへの外気の侵入を安価に防止する。
【解決手段】液体クロマトグラフ用検出器は、光源、光学ユニット、フローセル部、測定光検出素子を備えている。光学ユニットは、光源からの光を分光して励起光を抽出する光学系、抽出された励起光の一部をリファレンス光として取り出すビームスプリッタ、及びビームスプリッタによって取り出されたリファレンス光を検出するリファレンス光検出素子を備えている。ビームスプリッタは筐体の内側に固定された固定部材によって筐体の射出窓を内側から覆うように筐体の内側に取り付けられており、射出窓はビームスプリッタ及び固定部材によって筐体の内側から封止されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体クロマトグラフにおいて分析カラムで分離された試料成分を検出する検出器に関するものである。

液体クロマトグラフ用の検出器の一つとして、液体クロマトグラフの分析カラムで分離された試料成分を流すためのフローセルを備え、そのフローセルを流れる試料に対して励起光を照射し、励起した試料から発せられる蛍光を検出素子に導いて検出する蛍光分光光度計がある（例えば、特許文献１参照。）。

蛍光分光光度計は、光源、光源からの光を分光する分光器などの光学素子を有し試料を励起させる励起光成分を抽出する光学系、光学系により抽出された励起光が照射されるフローセル、及び励起された試料から発せられる蛍光を検出する検出素子を備えている。

特開２００１−８３０９３号公報

上記のような液体クロマトグラフ用の検出器において、回折格子やミラーなどの光学素子を有する光学系はフローセルとは別の筐体内に収容されて個別のユニット（光学ユニットという）として構成されることが一般的である。しかし、その光学ユニット内にフローセルを流れる移動相用有機溶媒からの揮発性ガスや空気中の微粒子が侵入し、その影響でミラーや回折格子などの光学素子が劣化したり曇ったりして、測定精度の低下の原因になることが問題となっていた。これを防止するために、筐体の隙間にスポンジやパッキンを挟んだり接着剤で隙間を埋めたりしていた。

フローセルを流れる試料に照射される励起光の強度を測定し、その測定値に基づいて測定された蛍光強度を補正するということが行なわれることがある。その場合、光学ユニット内には、リファレンス光を検出するための検出素子と光学系により抽出された励起光の一部をその検出素子へ導くためのビームスプリッタが設けられる。通常、リファレンス光を取り出すためのビームスプリッタは光学ユニットの筐体の励起光用の出口部分に配置されるが、リファレンス光の光軸を調整する必要があるため、このビームスプリッタは回転することができるように構成されていた。そのため、ビームスプリッタは光学ユニットの筐体に固定されておらず、ビームスプリッタと筐体との間に隙間が存在し、光学ユニットの励起光出口には光学ユニットの外部の空気が侵入する隙間が存在していた。光学ユニットの励起光出口部分をガラスなどの透明材料で封止して空気の侵入を遮断すると装置構成のコストが増大すると共に励起光が若干減少するという問題がある。

そこで、本発明は、分光器など複数の光学素子を有する光学ユニットへの外気の侵入を安価に防止することも目的とするものである。

本発明にかかる液体クロマトグラフ用検出器は、光源と、筐体、その筐体内に光源からの光を取り込む入射窓、筐体内に設けられ入射窓から取り込まれた光を分光する分光器、分光器で分光された光のうち測定に用いる光を抽出するスリット、スリットにより抽出された光の一部をリファレンス光として検出するリファレンス光検出素子、射出窓の近傍においてスリットにより抽出された光の一部を反射させてリファレンス光検出素子へ導くビームスプリッタ、及びビームスプリッタを透過した光を筐体外へ射出する射出窓を備えた光学ユニットと、光学ユニットの射出窓から射出された光が照射される位置に配置され、試料を流すためのフローセルと、フローセルからの光を検出する測定光検出素子と、を備え、ビームスプリッタは筐体の内側に固定された固定部材によって射出窓を筐体の内側から覆うように筐体の内側に取り付けられており、射出窓はビームスプリッタ及び固定部材によって筐体の内側から封止されている。

本発明の液体クロマトグラフ用検出器は、ビームスプリッタが、筐体の内側に固定された固定部材によって射出窓を筐体の内側から覆うように筐体の内側に取り付けられ、それによって射出窓がビームスプリッタ及び固定部材によって筐体の内側から封止されているので、移動相用の有機溶媒の揮発性ガスや空気中の微粒子が光学ユニット内へ流入することが抑制され、分光器などの光学部品の劣化や曇りの発生が抑制される。また射出窓を封止する別のガラス部材が不要となるためコスト削減とガラスによる減光がなくなる。

液体クロマトグラフ用検出器の一実施例を概略的に示す構成図である。 同実施例の光学ユニットの筐体に設けられた射出窓部分を筐体の外側からみた斜視図である。

液体クロマトグラフ用検出器の一つである蛍光分光光度計の一実施例について、図１を用いて説明する。

この検出器は、光源ユニット２、光学ユニット４、フローセルユニット６（フローセル部）及び検出ユニット８からなる。各ユニット２，４，６及び８はそれぞれ筐体２ａ，４ａ，６ａ及び８ａを有し、互いに独立したユニットとして構成されている。

光源ユニット２は筐体２ａ内に光源１０を備え、光源１０により発せられた光を筐体２ａの光出口から光学ユニット４に向けて照射するように配置されている。

光学ユニット４の筐体４には、光源ユニット２からの光を取り込むための入射窓１２と、測定で使用する波長範囲の光を射出する射出窓３２が設けられている。入射窓１２は外気の侵入を防止する透明のガラス板によって封止されている。筐体４ａ内には、入口スリット１４、ミラー１６、回折格子１８（分光器）、出口スリット２０、ビームスプリッタ２２、射出窓封止部材２４、集光レンズ２６及びリファレンス光検出素子２８が配置されている。

ミラー１６は入射窓１２から取り込まれ入口スリット１４を通過した光を回折格子１８へ導くように配置されている。回折格子１８はミラー１６からの光を波長によって分光し、出口スリット２０側へ導く分光器である。回折格子１８は回転可能であり、測定に用いられる波長範囲の光のみが出口スリット２０によって抽出されるように、その配置角度が調節される。出口スリット２０は射出窓３２の近傍に配置されており、出口スリット２０により抽出された光が射出窓３２から射出されるようになっている。

出口スリット２０と射出窓３２との間にビームスプリッタ２２が配置されており、その側方に集光レンズ２６を介してリファレンス光検出素子２８が配置されている。ビームスプリッタ２２は、ハーフミラー又は透明ガラス板が入射光に対して斜め方向に配置されたものである。ビームスプリッタ２２は出口スリット２０により抽出された光の一部をリファレンス光としてリファレンス光検出素子２８側へ導くものである。

ビームスプリッタ２２を透過した光が射出窓３２からフローセルユニット６に向かって射出される。出口スリット２０により抽出される光は、例えば２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長範囲の光であり、フローセルユニット６のフローセル３４を流れる試料を励起させるための励起光として用いられる。リファレンス光検出素子２８は、出口スリット２０を通過した光の一部の光をリファレンス光としてその強度を検出することにより、フローセル３４に照射される励起光の強度を検知するためのものである。リファレンス光検出素子２８で得られたリファレンス光強度は、後述する測定光検出素子４８で得られる測定光強度の補正に用いられる。

ビームスプリッタ２２は、図２に示されているように、矩形の平面を有し、その周縁部のうち一端部が筐体４の内壁面に固定されている。ビームスプリッタ２２の他の周縁部は固定部材２４によって筐体４ａの内側に固定されている。ビームスプリッタ２２及び固定部材２４は筐体４ａの内側から射出窓３２を覆っており、射出窓３２を筐体４ａの内側から封止している。ビームスプリッタ２２の筐体４ａへの固定部分、ビームスプリッタ２２と固定部材２４との連結部分、固定部材２４の筐体４ａへの固定部分のそれぞれの隙間にスポンジやパッキンが挟み込まれているか、各固定部分又は連結部分が接着剤で固定されている。筐体４ａの内部と外部は、ビームスプリッタ２２及び固定部材２４を境界として空間的に分離され、筐体４ａの内部は密閉された空間となっている。固定部材２４は、例えばアルミの表面に黒アルマイト処理した板状の部材である。

図１に戻って説明を続けると、光学ユニット４の射出窓３２側にフローセルユニット６が配置されている。フローセルユニット６は光学ユニット４の射出窓３２に対向する位置に集光レンズ３６を有し、射出窓３２から射出された励起光を集光レンズ３６によって筐体６ａ内のフローセル３４に集光して照射するようになっている。励起光により励起されたフローセル３４の試料からは蛍光が発生する。フローセルユニット６の筐体６ａには、試料から発せられた蛍光を射出するための蛍光出口４０が設けられており、フローセル３４の試料から発せられた蛍光が集光レンズ３８によって蛍光出口４０から射出され、検出ユニット８の蛍光入口４２から蛍光ユニット８の筐体８ａ内に取り込まれるようになっている。

蛍光ユニット８内には入口スリット４４、回折格子４６及び測定光検出素子４８が設けられている。回折格子４６は、入口スリット４４を介して取り込まれた光を分光して測定光検出素子４８に導くように配置されている。測定光検出素子４８で得られた検出信号は、図示されていない演算処理装置に取り込まれ、測定光検出素子４８に入射した光のスペクトルデータが得られる。これにより、フローセル３４を流れる試料から発せられた蛍光に相当する波長成分の強度が測定され、試料濃度が求められる。

２ 光源ユニット
２ａ 光源ユニット筐体
４ 光学ユニット
４ａ 光学ユニット筐体
６ フローセルユニット
６ａ フローセルユニット筐体
８ 検出ユニット
８ａ 検出ユニット筐体
１０ 光源
１２ 入射窓
１４，４４ 入口スリット
１６ ミラー
１８，４６ 回折格子
２０ 出口スリット
２２ ビームスプリッタ
２４ 固定部材
２６，３６，３８ 集光レンズ
２８ リファレンス光検出素子
３２ 射出窓
３４ フローセル
４０ 蛍光出口
４２ 蛍光入口
４８ 測定光検出素子

Claims (1)

1. 光源と、
   筐体、前記筐体内に前記光源からの光を取り込む入射窓、前記筐体内に設けられ前記入射窓から取り込まれた光を分光する分光器、前記分光器で分光された光のうち測定に用いる光を抽出するスリット、前記スリットにより抽出された光の一部をリファレンス光として検出するリファレンス光検出素子、前記射出窓の近傍において前記スリットにより抽出された光の一部を反射させて前記リファレンス光検出素子へ導くビームスプリッタ、及び前記ビームスプリッタを透過した光を前記筐体外へ射出する射出窓を備えた光学ユニットと、
   前記光学ユニットの射出窓から射出された光が照射される位置に配置され、試料を流すためのフローセルと、
   前記フローセルからの光を検出する測定光検出素子と、を備え、
   前記ビームスプリッタは前記筐体の内側に固定された固定部材によって前記射出窓を前記筐体の内側から覆うように前記筐体の内側に取り付けられており、前記射出窓は前記ビームスプリッタ及び前記固定部材によって前記筐体の内側から封止されている液体クロマトグラフ用検出器。

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