JP2021004793A - 光散乱検出装置および光散乱検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出器の配置角度に依存せず、例えば分子量算出精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる光散乱検出装置および光散乱検出方法を提供すること。【解決手段】光散乱検出装置１は、試料セル２と、試料セル２にコヒーレント光Ｌ１を照射する光源３と、試料セル２から周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光Ｌ３を受光する複数の検出器４と、散乱光Ｌ３を制限する複数のアパーチャ５とを備え、試料セル２は、液体試料Ｑが封入された試料チャンネル２２を有し、光源３は、コヒーレント光Ｌ１が試料チャンネル２２の一端側から入射して試料チャンネル２２内を通過するように配され、複数の検出器４は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延びる試料セル２の中心軸Ｏ２１を中心とする同一の円周上に配されており、各アパーチャ５の開口幅Ｗ５１は、配置角度θが９０°のところで最大となり、配置角度θが９０°から離れるにつれて小さくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、光散乱検出装置および光散乱検出方法に関する。

液体試料中に分散しているタンパク質等の微粒子を分離するための手法として、サイズ排除クロマトグラフィ（ＳＥＣ）やゲルろ過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）が知られている。近年、クロマトグラフィ検出装置としては、紫外線（ＵＶ）吸光度検出装置や示差屈折率検出装置に加え、多角度光散乱（ＭＡＬＳ）検出装置が用いられている。多角度光散乱検出装置は、測定試料の分子量や粒子径が算出可能であるという特長がある。

多角度光散乱検出装置としては、径方向に貫通して形成され、液体試料が充填される透孔を有するセルと、透孔にビームを向かって照射する光源と、セルの外周に沿って間隔を置いて配置され、セル（液体試料）から散乱する散乱光を受光する複数の検知器と、を備える検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−１２０９４７号公報

特許文献１に記載の多角度光散乱検出装置に対し、検出器に入射する散乱光を制限するために、複数のアパーチャを追加した構成の検出装置もある（図１０参照）。図１０に示す従来の多角度光散乱検出装置１０００は、径方向（Ｘ軸方向）に貫通して形成され、液体試料Ｑが充填される透孔１００１を有するセル１００２と、ビームＢＭを透孔１００１に向かって照射する光源１００３と、セル１００２と光源１００３との間に配置された集光レンズ１００７と、セル１００２の外周に沿って間隔を置いて配置され、セル１００２（液体試料Ｑ）から散乱する散乱光を受光する複数の検知器１００４と、セル１００２と各検出器１００４の間に配され、開口部１００５の幅によって検出器１００４に入射する散乱光を制限する複数のアパーチャ１００６と、を備える。

なお、図１０では、検出器１００４およびアパーチャ１００６として、代表的に、配置角度θ_１に位置する検出器１００４Ａ、第１のアパーチャ１００６Ａ−１および第２のアパーチャ１００６Ａ−２と、配置角度θ_１よりも大きい配置角度θ_２に位置する検出器１００４Ｂ、第１のアパーチャ１００６Ｂ−１および第２のアパーチャ１００６Ｂ−２と、が描かれている。そして、第１のアパーチャ１００６Ａ−１、第２のアパーチャ１００６Ａ−２、第１のアパーチャ１００６Ｂ−１および第２のアパーチャ１００６Ｂ−２は、いずれも、開口部１００５の幅が同じである。

図１１に示すように、多角度光散乱検出装置１０００では、配置角度θ_２の検出器１００４Ｂの受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲よりも、配置角度θ_１の検出器１００４Ａの受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲が大きくなってしまう。従って、多角度光散乱検出装置１０００では、配置角度が９０度から離れるに従って、検出器１００４で受光する散乱光発生領域が大きくなる傾向にあるということができる。そのため、図１２のグラフに示すように、各検出器がセルの中心からの距離が等しい位置に配置されていたとしても、配置角度が異なれば、各検出器が受光する散乱光発生領域にばらつきが生じる結果となる。このばらつきは、例えば分子量や粒子径を算出する上で誤差となり、よって、正確な算出が困難となる。

本発明の目的は、検出器の配置角度に依存せず、例えば分子量算出精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる光散乱検出装置および光散乱検出方法を提供することにある。

本発明の第１の態様は、液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出装置であって、前記液体試料を保持する透明な試料セルと、前記試料セルにコヒーレント光を照射する光源と、前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を受光する複数の検出器と、前記試料セルと前記各検出器の間に配され、開口幅によって前記検出器に入射する前記散乱光を制限する複数のアパーチャと、を備え、前記試料セルは、該試料セルを直線的に貫くように形成され、前記液体試料が封入された試料チャンネルを有し、前記光源は、前記コヒーレント光が前記試料チャンネルの一端側から入射して前記試料チャンネル内を通過するように配され、前記複数の検出器は、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配されており、前記複数の検出器は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する角度が９０°の位置を基準位置として、前記基準位置により近い位置に配置された第１検出器と、前記基準位置により遠い位置に配置された第２検出器とを含み、前記第１検出器のアパーチャの開口幅は、前記第２検出器のアパーチャの開口幅よりも大きい光散乱検出装置に関する。

本発明の第２の態様は、液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出方法であって、前記液体試料を保持する透明な試料セルを直線的に貫くように形成された試料チャンネル内に、前記液体試料を封入する工程と、光源からのコヒーレント光が前記試料チャンネル内を通過するように、該コヒーレント光を前記試料チャンネルの一端側から照射する工程と、前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配置された複数の検出器によって受光する工程と、を含み、前記散乱光を受光する工程は、前記試料セルと前記各検出器の間に配される複数のアパーチャの開口幅によって、前記各検出器に入射する前記散乱光を制限する工程を含み、前記複数の検出器は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する角度が９０°の位置を基準位置として、前記基準位置により近い位置に配置された第１検出器と、前記基準位置により遠い位置に配置された第２検出器とを含み、前記第１検出器のアパーチャの開口幅は、前記第２検出器のアパーチャの開口幅よりも大きい、光散乱検出方法に関する。

本発明によれば、配置角度によらず各検出器の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさを合わせる、すなわち、同じとすることができる。これにより、各検出器での光強度は、ほぼ同じとなる、すなわち、許容誤差の範囲内に収まり、よって、検出器の配置角度に依存せず、例えば分子量算出精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる。

図１は、本発明の光散乱検出装置の第１実施形態を示す平面図である。 図２は、図１に示す光散乱検出装置を用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。 図３は、本発明の光散乱検出方法の工程順番を示すフローチャートである。 図４は、本発明の光散乱検出装置の第２実施形態を示す平面図である。 図５は、図２に示す光散乱検出装置を移動機構停止状態で用いた場合の各配置角度における光強度を示すグラフである。 図６は、図２に示す光散乱検出装置を移動機構作動状態で用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。 図７は、本発明の光散乱検出装置の第３実施形態を示す平面図である。 図８は、本発明の光散乱検出装置の第４実施形態を示す平面図である。 図９は、図８に示す光散乱検出装置を用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。 図１０は、従来の光散乱検出装置の構成を示す平面図である。 図１１は、図１０に示す光散乱検出装置で各検出器が受光する散乱光発生領域の差異を説明するための図である。 図１２は、図１０に示す光散乱検出装置を用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。

以下、本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の光散乱検出装置の第１実施形態を示す平面図である。図２は、図１に示す光散乱検出装置を用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。図３は、本発明の光散乱検出方法の工程順番を示すフローチャートである。なお、以下では、説明の都合上、水平方向のうちの一方向を「Ｘ軸方向」といい、水平方向のうちのＸ軸方向と直交する方向を「Ｙ軸方向」といい、鉛直方向、すなわち、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向を「Ｚ軸方向」という。また、各軸方向の矢印側を「正側」といい、矢印と反対側を「負側」ということがある。また、図２、図６、図９、図１２に示すグラフは、いずれも、セル中心（ｘ＝０）で発生する散乱光を受光する光強度を１とし、受光する散乱光強度相対値のセル位置依存性（ｘ依存性）を計算した結果である。

図１に示す本発明の光散乱検出装置１は、液体試料Ｑ中に分散しているタンパク質等の微粒子の分子量や回転半径（サイズ）等を検出するための多角度光散乱（ＭＡＬＳ）検出装置である。光散乱検出装置１は、液体試料Ｑを保持する透明な試料セル２と、試料セル２にコヒーレント光Ｌ１を照射する光源３と、試料セル２に入射するコヒーレント光Ｌ１を収束する集光レンズ６と、試料セル２（液体試料Ｑ）から散乱する散乱光Ｌ２を受光する複数の検出器４と、検出器４に入射する散乱光Ｌ２を制限する複数のアパーチャ５と、を備える。

また、本発明の光散乱検出方法は、光散乱検出装置１を用いて、液体試料Ｑ中に分散しているタンパク質等の微粒子の分子量や回転半径等を検出する方法である。図３に示すように、この光散乱検出方法は、液体試料封入工程（第１の工程）と、コヒーレント光照射工程（第２の工程）と、散乱光受光工程（第３の工程）と、を含み、これらの工程が順に実行される。

図１に示すように、試料セル２は、円柱状をなし、その中心軸Ｏ_２１がＺ軸方向と平行に配置された円柱状部２１を有する。円柱状部２１は、当該円柱状部２１（試料セル２）をＸ軸方向に沿って直線的に貫くように形成され、液体試料Ｑが封入された試料チャンネル２２を有する。なお、試料チャンネル２２は、中心軸Ｏ_２１と交差するのが好ましい。

また、円柱状部２１は、透明性を有する材料で構成され、その構成材料としては、特に限定されず、例えば、無色透明な石英ガラスが挙げられる。
液体試料封入工程では、試料チャンネル２２内に、液体試料Ｑを封入する。この封入作業は、例えば、封入装置によって自動的に行われてもよいし、作業者によって手作業で行われてもよい。

光源３は、試料セル２にコヒーレント光Ｌ１を照射する。「コヒーレント光」とは、光束内の任意の２点における光波の位相関係が時間的に不変で一定に保たれており、任意の方法で光束を分割した後、大きな光路差を与えて再び重ね合わせても完全な干渉性を示す光をいう。光源３としては、例えば、可視光レーザを照射するためのレーザ光源が採用される。自然界には完全なコヒーレント光Ｌ１は存在せず、シングルモードで発振するレーザ光はコヒーレント状態に近い光である。

光源３は、試料セル２に対しＸ軸方向負側に配置され、試料チャンネル２２の一端２２１側に臨んでいる。これにより、光源３から発せられたコヒーレント光Ｌ１は、試料チャンネル２２の一端２２１側から入射する。そして、このコヒーレント光Ｌ１は、試料チャンネル２２内を通過して、試料チャンネル２２の他端２２２側から出射する。

コヒーレント光照射工程では、光源３を用いて、試料セル２にコヒーレント光Ｌ１を照射することが行われる。これにより、光源３からのコヒーレント光Ｌ１が試料チャンネル２２内を通過するように、コヒーレント光Ｌ１を試料チャンネル２２の一端２２１側から照射することができる。

光源３と試料セル２との間には、集光レンズ６が配置されている。集光レンズ６は、平凸レンズであり、コヒーレント光Ｌ１の入射側が凸面６１となっており、出射側が平面６２となっている。
なお、光散乱検出装置１では、集光レンズ６に代えて、複数の複合レンズや集光ミラーを組み合わせて構成した集光光学系を配置してもよい。この集光光学系でも、集光レンズ６と同様に、試料セル２に入射するコヒーレント光Ｌ１を収束することができる。

試料セル２の周囲には、円柱状部２１の外周面２１１から離間して、複数の検出器４が配置されている。前述したように、コヒーレント光Ｌ１は、試料チャンネル２２内を通過する。そして、この通過途中で、コヒーレント光Ｌ１は、液体試料Ｑによって、試料セル２から周囲に異なる散乱角を以て散乱して散乱光Ｌ２となる。各検出器４は、散乱光Ｌ２を受光することができる。また、光散乱検出装置１では、円柱状部２１の外周面２１１がレンズの役割を果たし、その焦点位置に各検出器４の受光面が位置している。従って、複数の検出器４は、鉛直方向に延びる試料セル２の中心軸Ｏ_２１を中心とする同一の円周上に、すなわち、半径Ｒの円周上に、受光面が配された状態となる。

なお、図１では、試料セル２へのコヒーレント光Ｌ１の入射方向に対する角度が９０°の位置を基準位置とした場合、検出器４として、代表的に、基準位置により近い位置に配置された、すなわち、配置角度θ_１に位置する検出器（第１検出器）４Ａと、基準位置により遠い位置に配置された、すなわち、配置角度θ_１よりも大きい配置角度θ_２に位置する検出器（第２検出器）４Ｂと、が描かれている。
また、検出器４としては、本実施形態ではフォトダイオードを採用しているが、これに限定されず、例えば、２次元ＣＭＯＳ等のアレイ検出器を採用してもよい。
散乱光受光工程では、散乱光Ｌ２を試料セル２の中心軸Ｏ_２１をＸＹ平面上で中心とする同一の円周上に配置された複数の検出器４によって受光することができる。

試料セル２と各検出器４の間には、複数のアパーチャ５が散乱光Ｌ２の光軸方向に沿って離間して配置されている。各アパーチャ５は、散乱光Ｌ２の光軸方向に沿って貫通して形成された開口部５１を有する。開口部５１は、少なくとも鉛直方向に沿った辺が直状であり、好ましくは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に縦長の長方形状をなす。そして、各アパーチャ５は、開口部５１の開口幅Ｗ_５１によって、当該アパーチャ５に対応する検出器４に入射する散乱光Ｌ２を制限することができる。
そして、散乱光受光工程は、試料セル２と各検出器４の間に配される複数のアパーチャ５の開口幅Ｗ_５１によって、各検出器４に入射する散乱光Ｌ２を制限する散乱光制限工程を含んでいる（図３参照）。

なお、図１では、複数のアパーチャ５として、代表的に、試料セル２と検出器４Ａの間に配置され、試料セル２側に位置する第１のアパーチャ板５Ａ−１と、検出器４側に位置する第２のアパーチャ板５Ａ−２と、試料セル２と検出器４Ｂの間に配置され、試料セル２側に位置する第１のアパーチャ板５Ｂ−１と、検出器４側に位置する第２のアパーチャ板５Ｂ−２と、が描かれている。

配置角度θ_１に位置する第１のアパーチャ板５Ａ−１および第２のアパーチャ板５Ａ−２は、互いに開口幅Ｗ_５１が同じであり、検出器４Ａに入射する散乱光Ｌ２を段階的に制限する。一方、配置角度θ_２に位置する第１のアパーチャ板５Ｂ−１および第２のアパーチャ板５Ｂ−２も、互いに開口幅Ｗ_５１が同じであり、検出器４Ｂに入射する散乱光Ｌ２を段階的に制限する。

また、光散乱検出装置１では、各アパーチャ５の開口幅Ｗ_５１は、配置角度θに応じて異ならせている。すなわち、各アパーチャ５の開口幅Ｗ_５１は、配置角度θが９０°のところで最大となり、配置角度θが９０°から離れるにつれて小さくなっている。従って、図１に示すように、配置角度θ_１での開口幅Ｗ_５１は、配置角度θ_２での開口幅Ｗ_５１よりも小さい。そして、本実施形態では、配置角度θが９０°での開口幅Ｗ_５１をＷ_{５１（ＭＡＸ）}とした場合、各アパーチャ５の開口幅Ｗ_５１は、開口幅Ｗ_{５１（ＭＡＸ）}に、試料セル２の中心軸Ｏ_２１から各検出器４までの距離、すなわち、半径Ｒと、各検出器４の配置角度θの正弦値と、を乗じた値（＝Ｗ_{５１（ＭＡＸ）}×Ｒ×ｓｉｎθ）となっている。なお、この値には、本発明の目的を達成することができるのであれば、若干の補正を加えた値も、本発明の範囲内に含まれる。

前述したように、配置角度θによらず開口幅Ｗ_５１が同じとなっている場合、各検出器４が試料セル２の中心軸Ｏ_２１から等距離の位置に配置されていたとしても、各検出器４での受光する散乱光発生領域にばらつきが生じる結果となる（図１０、図１２参照）。そして、このばらつきは、例えば分子量や粒子径を算出する上で誤差となり、よって、正確な算出が困難となる。

これに対し、光散乱検出装置１では、前記のように開口幅Ｗ_５１を配置角度θに応じて異ならせている。この場合、配置角度θによらず各検出器４の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさを合わせる、すなわち、同じとすることができ、よって、各検出器４での検出結果として、図２のグラフが得られる。図２のグラフに示すように、各検出器４が試料セル２の中心軸Ｏ_２１から等距離の位置に配置されている場合、各検出器４での光強度は、ほぼ同じとなる、すなわち、許容誤差の範囲内に収まる。これにより、光散乱検出装置１では、検出器４の配置角度θに依存せず、例えば分子量や粒子径を正確に算出する、すなわち、分子量算出精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる。なお、図２のグラフは、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率と、試料セル２（円柱状部２１）の屈折率とが同じ（例えば屈折率１．４６）場合の結果である。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の光散乱検出装置の第２実施形態を示す平面図である。図５は、図２に示す光散乱検出装置を移動機構停止状態で用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。図６は、図２に示す光散乱検出装置を移動機構作動状態で用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。
以下、これらの図を参照して本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、第１のアパーチャ板を移動させる移動機構を備えること以外は前記第１実施形態と同様である。

図４に示すように、本実施形態の光散乱検出装置１は、第１のアパーチャ板５Ａ−１を移動させる移動ユニット７Ａと、第１のアパーチャ板５Ｂ−１を移動させる移動ユニット７Ｂと、を備える。移動ユニット７Ａと、移動ユニット７Ｂとは、移動対象となるアパーチャ５が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、移動ユニット７Ａについて代表的に説明する。なお、光散乱検出装置１では、配置角度θ_２の大きさによっては、移動ユニット７Ｂを省略することもできる。

移動ユニット７Ａは、第１のアパーチャ板５Ａ−１を第２のアパーチャ板５Ａ−２に対して移動させる移動機構７１と、移動機構７１の作動を制御する制御部７２と、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報を記憶する記憶部７３と、を備える。
移動機構７１は、第１のアパーチャ板５Ａ−１に連結され、例えば、モータ、ボールねじ、リニアガイド等で構成されている。この移動機構７１は、第１のアパーチャ板５Ａ−１を、第２のアパーチャ板５Ａ−２に対して平行に、かつ水平方向、すなわち、試料セル２の外周面２１１と、検出器４Ａに向かう散乱光Ｌ２の光軸との交点における外周面２１１上の接線方向に移動させることができる。

記憶部７３には、各種の液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報が記憶されている。
制御部７２は、記憶部７３から分析対象となる液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報を抽出する。そして、制御部７２は、抽出した溶媒の屈折率情報に基づいて、移動機構７１を作動させて、第１のアパーチャ板５Ａ−１の移動量（移動距離）を制御する。
なお、散乱光制限工程では、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報に基づいて、第１のアパーチャ板５Ａ−１を、第２のアパーチャ板５Ａ−２に対して平行に、かつ水平方向に移動させることができる。

ところで、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率と、試料セル２（円柱状部２１）の屈折率とが異なる（例えば溶媒の屈折率が１．３３３であり、試料セル２の屈折率が１．４６）場合、移動ユニット７Ａ、移動ユニット７Ｂを停止させたままでいると、図５に示すグラフのような結果が得られる。この図５のグラフから明らかなように、各検出器４での光強度は、配置角度θが小さくなれば小さくなるほど（例えば配置角度θが２８度の場合）、配置角度θが大きいときの光強度に対して乖離が生じる傾向にあることが分かる。

そこで、光散乱検出装置１は、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率と、試料セル２（円柱状部２１）の屈折率とが異なった場合でも、配置角度θの大小における光強度の乖離を防止するべく、前述したように、配置角度θが小さい配置角度θ_１に位置する第１のアパーチャ板５Ａ−１を第２のアパーチャ板５Ａ−２に対して移動させることができる。これにより、図６に示すグラフのような結果が得られる。この図６のグラフから明らかなように、配置角度θの大小によらず、各配置角度θに対応する光強度のグラフは、互いにほぼ重なっており、前記乖離が生じるのが防止されている。これにより、検出器４の配置箇所によらず、例えば分子量や粒子径を正確に算出することができる。

＜第３実施形態＞
図７は、本発明の光散乱検出装置の第３実施形態を示す平面図である。
以下、この図を参照して本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、移動ユニットによる移動対象が異なること以外は前記第２実施形態と同様である。

図７に示すように、本実施形態では、移動ユニット７Ａは、第２のアパーチャ板５Ａ−２および検出器４Ａを移動させ、移動ユニット７Ｂは、第２のアパーチャ板５Ｂ−２および検出器４Ｂを移動させるよう構成されている。本実施形態でも、移動ユニット７Ａと、移動ユニット７Ｂとは、移動対象となるアパーチャ５が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、移動ユニット７Ａについて代表的に説明する。

移動ユニット７Ａの移動機構７１は、第２のアパーチャ板５Ａ−２および検出器４Ａが載置されたベース７４に連結され、第２のアパーチャ板５Ａ−２および検出器４を、第１のアパーチャ板５Ａ−１に対して平行に、かつ水平方向に一括して移動させることができる。

制御部７２は、記憶部７３から抽出した溶媒の屈折率情報に基づいて、移動機構７１を作動させて、第２のアパーチャ板５Ａ−２および検出器４Ａの移動量（移動距離）を制御する。
なお、散乱光制限工程では、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報に基づいて、第２のアパーチャ板５Ａ−２および検出器４Ａを、第１のアパーチャ板５Ａ−１に対して平行に、かつ水平方向に移動させることができる。

以上のような構成により、配置角度θの大小によらず、各検出器４で検出される光強度同士の間で前記乖離が生じるのが防止される。これにより、検出器４の配置箇所によらず、例えば分子量や粒子径を正確に算出することができる。

＜第４実施形態＞
図８は、本発明の光散乱検出装置の第４実施形態を示す平面図である。図９は、図８に示す光散乱検出装置を用いた場合の各配置角度における各検出器が受光する散乱光強度の相対値を示すグラフである。
以下、これらの図を参照して本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法の第４実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、移動ユニットに代えて、回動ユニットを備えること以外は前記第２実施形態と同様である。

図８に示すように、本実施形態の光散乱検出装置１は、回動ユニット８Ａと、回動ユニット８Ｂと、を備える。回動ユニット８Ａと、回動ユニット８Ｂとは、配置箇所が異なること以外は、同じ構成であるため、以下、回動ユニット８Ａについて代表的に説明する。なお、光散乱検出装置１では、配置角度θ_２の大きさによっては、回動ユニット８Ｂを省略することもできる。

回動ユニット８Ａは、第１のアパーチャ板５Ａ−１と第２のアパーチャ板５Ａ−２との間に配置された光線調整部材８４と、光線調整部材８４を回動させる回動機構８１と、回動機構８１の作動を制御する制御部８２と、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報を記憶する記憶部８３と、を有する。

回動機構８１は、光線調整部材８４に連結され、例えば、モータ、減速機等で構成されている。この回動機構８１は、光線調整部材８４をＺ軸方向と平行な回動軸Ｏ_８４回り、すなわち、水平方向に回動させることができる。
光線調整部材８４は、回動軸Ｏ_８４回りに回動することにより、第１のアパーチャ板５Ａ−１から第２のアパーチャ板５Ａ−２に向かう散乱光Ｌ２（光線）の位置を調整することができる。また、光線調整部材８４が、平行平板ガラスからなる。これにより、光線調整部材８４を簡単な構成とすることができ、よって、例えば、光線調整部材８４の製造コストを抑えることができる。

記憶部８３には、各種の液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報が記憶されている。
制御部８２は、記憶部８３から分析対象となる液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報を抽出する。そして、制御部８２は、抽出した溶媒の屈折率情報に基づいて、回動機構８１を作動させて、光線調整部材８４の回動量（回動角度）を制御する。
なお、散乱光制限工程では、液体試料Ｑ中の溶媒の屈折率情報に基づいて、光線調整部材を水平方向に回動させることができる。

以上のような構成の光散乱検出装置１では、図９に示すグラフのような結果が得られる。この図９のグラフから明らかなように、配置角度θの大小によらず、各配置角度θに対応する光強度のグラフは、互いにほぼ重なっており、前記乖離が生じるのが防止されている。これにより、検出器４の配置箇所によらず、例えば分子量や粒子径を正確に算出することができる。

以上、本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法を図示の実施形態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い。また、光散乱検出装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。また、本発明の光散乱検出装置および光散乱検出方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。

［態様］
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る光散乱検出装置は、
液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出装置であって、
前記液体試料を保持する透明な試料セルと、
前記試料セルにコヒーレント光を照射する光源と、
前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を受光する複数の検出器と、
前記試料セルと前記各検出器の間に配され、開口幅によって前記検出器に入射する前記散乱光を制限する複数のアパーチャと、
を備え、
前記試料セルは、該試料セルを直線的に貫くように形成され、前記液体試料が封入された試料チャンネルを有し、
前記光源は、前記コヒーレント光が前記試料チャンネルの一端側から入射して前記試料チャンネル内を通過するように配され、
前記複数の検出器は、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配されており、
前記各アパーチャの開口幅は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する配置角度が９０°のところで最大となり、配置角度が９０°から離れるにつれて小さくなる。

第１項に記載の光散乱検出装置によれば、配置角度によらず各検出器の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさを合わせる、すなわち、同じとすることができる。これにより、各検出器での光強度は、ほぼ同じとなる、すなわち、許容誤差の範囲内に収まり、よって、検出器の配置角度に依存せず、例えば分子量精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる。

（第２項）第１項に記載の光散乱検出装置において、
前記各アパーチャの開口幅は、前記試料セルの中心軸から各検出器までの距離と、各検出器の配置角度の正弦値と、を乗じた値である。

第２項に記載の光散乱検出装置によれば、配置角度によらず各検出器の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさをより正確に合わせる、すなわち、同じとすることができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の光散乱検出装置において、
前記各アパーチャは、前記試料セル側に配置される第１のアパーチャ板と、前記検出器側に配置される第２のアパーチャ板と、を有する。

第３項に記載の光散乱検出装置によれば、検出器に入射する散乱光を過不足なく制限することができる。

（第４項）第３項に記載の光散乱検出装置において、
前記第１のアパーチャ板を、前記第２のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる移動機構を備える。

第４項に記載の光散乱検出装置によれば、第１のアパーチャ板の位置を調整することができる。

（第５項）第４項に記載の光散乱検出装置において、
前記移動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第１のアパーチャ板を移動させる。

第５項に記載の光散乱検出装置によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第１のアパーチャ板の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第６項）第３項に記載の光散乱検出装置において、
前記第２のアパーチャ板及び前記検出器を、前記第１のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる移動機構を備える。

第６項に記載の光散乱検出装置によれば、第２のアパーチャ板および検出器の位置を一括して調整することができる。

（第７項）第６項に記載の光散乱検出装置において、
前記移動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第２のアパーチャ板及び前記検出器を移動させる。

第７項に記載の光散乱検出装置によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第２のアパーチャ板および検出器の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第８項）第３項に記載の光散乱検出装置において、
前記各アパーチャは、
前記第１のアパーチャ板と前記第２のアパーチャ板との間に配置され、前記第１のアパーチャ板から前記第２のアパーチャ板に向かう光線の位置を調整する光線調整部材と、
前記光線調整部材を、水平方向に回動させる回動機構と、
を有する。

第８項に記載の光散乱検出装置によれば、第１のアパーチャ板から第２のアパーチャ板に向かう光線の位置の微調整を行うことができる。

（第９項）第８項に記載の光散乱検出装置において、
前記回動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記光線調整部材を回動させる。

第９項に記載の光散乱検出装置によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第１のアパーチャ板から第２のアパーチャ板に向かう光線の位置の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第１０項）第９項に記載の光散乱検出装置において、
前記光線調整部材が、平行平板ガラスからなる。

第１０項に記載の光散乱検出装置によれば、光線調整部材を簡単な構成とすることができ、よって、例えば、光線調整部材の製造コストを抑えることができる。

（第１１項）一態様に係る光散乱検出方法は、
液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出方法であって、
前記液体試料を保持する透明な試料セルを直線的に貫くように形成された試料チャンネル内に、前記液体試料を封入する工程と、
光源からのコヒーレント光が前記試料チャンネル内を通過するように、該コヒーレント光を前記試料チャンネルの一端側から照射する工程と、
前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配置された複数の検出器によって受光する工程と、
を含み、
前記散乱光を受光する工程は、前記試料セルと前記各検出器の間に配される複数のアパーチャの開口幅によって、前記各検出器に入射する前記散乱光を制限する工程を含み、
前記各アパーチャの開口幅は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する配置角度が９０°のところで最大となり、配置角度が９０°から離れるにつれて小さくなる。

第１１項に記載の光散乱検出方法によれば、配置角度によらず各検出器の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさを合わせる、すなわち、同じとすることができる。これにより、各検出器での光強度は、ほぼ同じとなる、すなわち、許容誤差の範囲内に収まり、よって、検出器の配置角度に依存せず、例えば分子量精度および粒子径算出精度を良好に維持することができる。

（第１２項）第１１項に記載の光散乱検出方法において、
前記各アパーチャの開口幅が、前記試料セルの中心軸から各検出器までの距離と、各検出器の配置角度の正弦値と、を乗じた値である。

第１２項に記載の光散乱検出方法によれば、配置角度によらず各検出器の受光領域と散乱光発生領域とが重なる範囲の大きさをより正確に合わせる、すなわち、同じとすることができる。

（第１３項）第１１項または第１２項に記載の光散乱検出方法において、
前記各アパーチャが、前記試料セル側に配置される第１のアパーチャ板と、前記検出器側に配置される第２のアパーチャ板と、を有する。

第１３項に記載の光散乱検出方法によれば、検出器に入射する散乱光を過不足なく制限することができる。

（第１４項）第１３項に記載の光散乱検出方法において、
前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第１のアパーチャ板を、前記第２のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる。

第１４項に記載の光散乱検出方法によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第１のアパーチャ板の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第１５項）第１３項に記載の光散乱検出方法において、
前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第２のアパーチャ板及び前記検出器を、前記第１のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる。

第１５項に記載の光散乱検出方法によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第２のアパーチャ板および検出器の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第１６項）第１３項に記載の光散乱検出方法において、
前記各アパーチャは、
前記第１のアパーチャ板と前記第２のアパーチャ板との間に配置され、前記第１のアパーチャ板から前記第２のアパーチャ板に向かう光線の位置を調整する光線調整部材を有し、
前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記光線調整部材を、水平方向に回動させる。

第１６項に記載の光散乱検出方法によれば、例えば溶媒の屈折率と試料セルの屈折率とが異なる場合、第１のアパーチャ板から第２のアパーチャ板に向かう光線の位置の位置を調整して、各検出器での受光される光強度を揃えることができる。

（第１７項）第１６項に記載の光散乱検出方法において、
前記光線調整部材が、平行平板ガラスからなる。

第１７項に記載の光散乱検出方法によれば、光線調整部材を簡単な構成とすることができ、よって、例えば、光線調整部材の製造コストを抑えることができる。

１…光散乱検出装置
２…試料セル
２１…円柱状部
２１１…外周面
２２…試料チャンネル
２２１…一端
２２２…他端
３…光源
４、４Ａ、４Ｂ…検出器
５…アパーチャ
５Ａ−１、５Ｂ−１…第１のアパーチャ
５Ａ−２、５Ｂ−２…第２のアパーチャ
５１…開口
６…集光レンズ
６１…凸面
６２…平面
７Ａ、７Ｂ…移動ユニット
７１…移動機構
７２…制御部
７３…記憶部
７４…ベース
８Ａ、８Ｂ…回動ユニット
８１…回動機構
８２…制御部
８３…記憶部
８４…光線調整部材
１０００…多角度光散乱検出装置
１００１…透孔
１００２…セル
１００３…光源
１００４、１００４Ａ、１００４Ｂ…検知器
１００５…開口部
１００６…アパーチャ
１００６Ａ−１、１００６Ｂ−１…第１のアパーチャ
１００６Ａ−２、１００６Ｂ−２…第２のアパーチャ
１００７…集光レンズ
ＢＭ…ビーム
Ｌ１…コヒーレント光
Ｌ２…散乱光
Ｏ_２１…中心軸
Ｏ_８４…回動軸
Ｑ…液体試料
Ｒ…半径
Ｗ_５１…開口幅
θ、θ１、θ２…配置角度

Claims (17)

1. 液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出装置であって、
   前記液体試料を保持する透明な試料セルと、
   前記試料セルにコヒーレント光を照射する光源と、
   前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を受光する複数の検出器と、
   前記試料セルと前記各検出器の間に配され、開口幅によって前記検出器に入射する前記散乱光を制限する複数のアパーチャと、
   を備え、
   前記試料セルは、該試料セルを直線的に貫くように形成され、前記液体試料が封入された試料チャンネルを有し、
   前記光源は、前記コヒーレント光が前記試料チャンネルの一端側から入射して前記試料チャンネル内を通過するように配され、
   前記複数の検出器は、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配されており、
   前記複数の検出器は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する角度が９０°の位置を基準位置として、前記基準位置により近い位置に配置された第１検出器と、前記基準位置により遠い位置に配置された第２検出器とを含み、
   前記第１検出器のアパーチャの開口幅は、前記第２検出器のアパーチャの開口幅よりも大きい、光散乱検出装置。
2. 前記各アパーチャの開口幅は、前記試料セルの中心軸から各検出器までの距離と、各検出器の配置角度の正弦値と、を乗じた値である請求項１に記載の光散乱検出装置。
3. 前記各アパーチャは、前記試料セル側に配置される第１のアパーチャ板と、前記検出器側に配置される第２のアパーチャ板と、を有する請求項１又は請求項２に記載の光散乱検出装置。
4. 前記第１のアパーチャ板を、前記第２のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる移動機構を備える請求項３に記載の光散乱検出装置。
5. 前記移動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第１のアパーチャ板を移動させる請求項４に記載の光散乱検出装置。
6. 前記第２のアパーチャ板および前記検出器を、前記第１のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる移動機構を備える請求項３に記載の光散乱検出装置。
7. 前記移動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第２のアパーチャ板および前記検出器を移動させる請求項６に記載の光散乱検出装置。
8. 前記各アパーチャは、
   前記第１のアパーチャ板と前記第２のアパーチャ板との間に配置され、前記第１のアパーチャ板から前記第２のアパーチャ板に向かう光線の位置を調整する光線調整部材と、
   前記光線調整部材を、水平方向に回動させる回動機構と、
   を有する請求項３に記載の光散乱検出装置。
9. 前記回動機構は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記光線調整部材を回動させる請求項８に記載の光散乱検出装置。
10. 前記光線調整部材が、平行平板ガラスからなる請求項８又は請求項９に記載の光散乱検出装置。
11. 液体試料中の微粒子を検出するための光散乱検出方法であって、
    前記液体試料を保持する透明な試料セルを直線的に貫くように形成された試料チャンネル内に、前記液体試料を封入する工程と、
    光源からのコヒーレント光が前記試料チャンネル内を通過するように、該コヒーレント光を前記試料チャンネルの一端側から照射する工程と、
    前記試料セルから周囲に異なる散乱角を以て散乱する散乱光を、鉛直方向に延びる前記試料セルの中心軸を中心とする同一の円周上に配置された複数の検出器によって受光する工程と、
    を含み、
    前記散乱光を受光する工程は、前記試料セルと前記各検出器の間に配される複数のアパーチャの開口幅によって、前記各検出器に入射する前記散乱光を制限する工程を含み、
    前記複数の検出器は、前記試料セルへの前記コヒーレント光の入射方向に対する角度が９０°の位置を基準位置として、前記基準位置により近い位置に配置された第１検出器と、前記基準位置により遠い位置に配置された第２検出器とを含み、
    前記第１検出器のアパーチャの開口幅は、前記第２検出器のアパーチャの開口幅よりも大きい、光散乱検出方法。
12. 前記各アパーチャの開口幅が、前記試料セルの中心軸から各検出器までの距離と、各検出器の配置角度の正弦値と、を乗じた値である請求項１１に記載の光散乱検出方法。
13. 前記各アパーチャが、前記試料セル側に配置される第１のアパーチャ板と、前記検出器側に配置される第２のアパーチャ板と、を有する請求項１１又は請求項１２に記載の光散乱検出方法。
14. 前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第１のアパーチャ板を、前記第２のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる請求項１３に記載の光散乱検出方法。
15. 前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記第２のアパーチャ板および前記検出器を、前記第１のアパーチャ板に対して平行に、かつ水平方向に移動させる請求項１３に記載の光散乱検出方法。
16. 前記各アパーチャは、
    前記第１のアパーチャ板と前記第２のアパーチャ板との間に配置され、前記第１のアパーチャ板から前記第２のアパーチャ板に向かう光線の位置を調整する光線調整部材を有し、
    前記散乱光を制限する工程は、前記液体試料中の溶媒の屈折率情報に基づいて、前記光線調整部材を、水平方向に回動させる請求項１３に記載の光散乱検出方法。
17. 前記光線調整部材が、平行平板ガラスからなる請求項１６に記載の光散乱検出方法。
    
    

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