JP2566740Y2 - 化学発光分析計の反応器 - Google Patents

化学発光分析計の反応器

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JP2566740Y2
JP2566740Y2 JP1993015158U JP1515893U JP2566740Y2 JP 2566740 Y2 JP2566740 Y2 JP 2566740Y2 JP 1993015158 U JP1993015158 U JP 1993015158U JP 1515893 U JP1515893 U JP 1515893U JP 2566740 Y2 JP2566740 Y2 JP 2566740Y2
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chemiluminescence
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敏和 大西
哲志 井ノ上
富士夫 古賀
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Horiba Ltd
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Horiba Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76Chemiluminescence; Bioluminescence

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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、流体試料を別流体と反
応させたときに生じる化学発光の光量を検出し、その検
出信号に基づいて前記流体試料の濃度を測定する化学発
光分析計において、流体試料と別流体とを反応させる反
応器に関する。
【0002】
【従来の技術】流体試料と別流体とを反応させて生じる
化学発光に基づいて、前記流体試料の濃度を測定する化
学発光分析計で使用される反応器として、例えば、図4
〜5に示したものが知られている。図4〜5において、
21は器体で、これにジグザグ状に屈曲させて長くした
中空の反応流路22が設けられている。23は反応流路
22の一端に連通させて器体21に設けられた中空の合
流部、24a,24bは合流部23に流体試料と別流体
とを各別に導入するために器体21に設けられた一対の
導入路で、その各端部が合流部23に連通している。2
5は反応流路22の他端に連通して設けられた前記流体
の流出路、26は反応流路22を流通する混合流体の反
応で生じる化学発光を受光して、その光量を検出するた
めに、反応流路22の側部に相対して配置されたフオト
ダイオードである。
【0003】前記化学発光分析計の反応器は、例えば、
導入路24aに流体試料としてNOガスを、導入路24
bにオゾン(O)をそれぞれ導入する。この導入路2
4a,24bのそれぞれに導入されたNOガスとO
が合流部23で合流混合し反応して化学発光しながら反
応流路22を流通して、流出路25から器体21外に流
出する。そして、前記NOガスとOとが混合して前記
反応流路22を流通する間に生じる化学発光を光検出素
子26で検出する。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】前記従来の化学発光分
析計の反応器は、その反応流路22をジグザグ状に屈曲
させて構成し、そのほぼ全体と重なる状態に光検出素子
26を配置しているから、導入路24a,24bのそれ
ぞれに導入した前記NOガスとOのそれぞれを合流さ
せるために、反応流路22の一端に連通させて設ける合
流部23は、反応流路22の外周よりも外側に突出する
状態になる。したがって、前記光検出素子26の受光面
よりも外側に前記合流部23は位置し、前記受光面とは
相対向しない状態になる。一方、前記化学発光はNOガ
スとOとの反応で継続的に生じるが、この化学発光は
NOガスとOとが最初に混合したときに生じる化学発
光が最も強くなる。
【0005】すなわち、導入路24a,24bに導入さ
れたNOガスとOのそれぞれが前記合流部23で混合
反応したときに生じる化学発光が最も強くなるけれど
も、前記のように、合流部23は光検出素子26の受光
面とは相対向していないから、合流部23で最初に生じ
た化学発光は光検出素子26で検出されない。この結
果、NOガスとOとの反応で生じる化学発光の受光ロ
スが大きくなり、その検出感度が低下し、かつS/N比
がやや悪くなる課題がある。また、前記反応流路22を
器体21に中空に形成しているから、反応流路22の形
成に要する手間が多くなるとともに、この反応流路22
を流通する前記両流体から生じる化学発光が光検出素子
26に入射するときは、反応流路22を構成した器体2
1の一部を透過することが必要である。すなわち、器体
21の透過による化学発光のロスのおそれもあるから、
この点からも感度及びS/N比が低下する課題がある。
【0006】本考案は、上記のような課題を解決するも
のであって、NOガスなどの流体試料とOなどの別流
体との混合反応で生じる化学発光を効率よく検出して、
測定感度及びS/N比を向上させることが可能な化学発
光分析計の反応器をうることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案の化学発光分析計
の反応器は以下のように構成されている。
【0008】すなわち、器体に反応流路が設けられると
ともに、流体試料とこの流体試料と反応させる別流体と
を、各別に前記反応流路端部の合流部に導入する一対の
導入路が、前記合流部に連通させて器体に設けられ、前
記流体試料と別流体の反応で生じる化学発光を検出する
光検出素子が、前記反応流路と相対して配置された化学
発光分析計の反応器において、一側を全長にわたって開
口した渦巻状凹溝を器体の側面に形成するとともに、そ
の渦巻状凹溝の表面を光線反射面として、前記渦巻状凹
溝を設けた器体の側面に重ねて配置した光学窓材で、前
記渦巻状凹溝の開口部を全長にわたって密閉して渦巻状
の反応流路が構成され、更に、前記合流部を、前記渦巻
状凹溝の中心側端部で兼用するか、または、中心側端部
に連通させて設ける一方、前記光学窓材の側部に、それ
を透過した化学発光を検出する前記光検出素子が前記合
流部に相対した状態で、かつ、前記渦巻状凹溝の外周側
端部に設けた流体流出路に相対しない状態で配置された
ことを特徴とする。
【0009】前記渦巻状の反応流路は、方形状などのよ
うに直線状部を連通させて形成、または円形状に形成す
るなど、その形状は任意にすることが可能である。そし
て、反応流路の外周部に設ける流体流出路は、光検出器
素子と相対していない反応流路の外周部であれば、反応
流路の外周側端部または前記外周側端部よりも中心側に
寄った位置などの任意の位置に設けることができる。
【0010】前記渦巻状凹溝は、光線を透過しない素材
からなる器体に設けて、その渦巻状凹溝の表面を光線反
射面とするか、または光線を透過する素材からなる器体
に渦巻状凹溝を形成して、その渦巻状凹溝の表面に光線
反射膜を形成するなど任意である。したがって、器体を
構成するる素材としては、流体試料と別流体とを流通さ
せることが可能な任意の素材が使用可能である。また、
光学窓材は、反応流路を流通する流体試料と別流体の反
応で生じる化学発光を、そのほぼ全波長域にわたってそ
のまま透過させる窓材、または、光検出素子に対応し
て、前記化学発光における特定の波長域を透過させる光
学フイルタを前記光学窓材として使用することも可能で
ある。光検出素子としては、フオトダイオード、光電子
倍増管などの任意のものを使用することが可能である。
【0011】
【作用】考案の化学発光分析計の反応器の作用の概要
は以下の通りである。つまり、一方の導入路に導入され
たNOガスなどの流体試料と他方の導入路に導入された
などの別流体とが、渦巻状に形成された反応流路の
中心側端部に設けられた合流部に流入する。合流部に流
入した前記両流体は、互いに混合し反応して化学発光を
生じて反応流路を、その外周端方向に流通し流体流出路
から器体外に流出する。このように反応流路を混合して
流通する前記流体試料と別流体から生じて光検出素子に
入射する化学発光の光量を検出し、その検出信号に基づ
いて前記流体試料の濃度を測定する。前記化学発光の検
出において、混合した両流体の反応で生じる化学発光
は、両流体が最初に合流混合したときに生じる化学発光
が最も強くなる。そして、前記両流体を最初に合流させ
る合流部が、渦巻状に形成された反応流路の中心側端部
に光検出素子と相対して設けられている。したがって、
前記両流体のそれぞれが合流部に流入して、最初に混合
したときに生じる最も強い化学発光が効率よく光検出素
子に入射し、それをを光検出素子が検出するから、化学
発光の検出感度及びS/N比を向上させる。
【0012】すなわち、本考案では、一対の導入路のそ
れぞれから合流部に導入されて混合反応し、渦巻状の反
応流路を流通する流体試料と別流体から生じる化学発光
を光検出素子で検出する。そして、前記渦巻状の反応流
路を、器体の側面に設けた渦巻状凹溝の開口部を光学窓
材で密閉して形成しているから、渦巻状の反応流路を、
ほぼ任意の形状に容易に能率よく形成することが可能で
ある。そして、前記渦巻状凹溝の表面を光線反射面にし
ているから、反応流路を流通する前記両流体から生じる
化学発光は、直接または渦巻状凹溝の表面で反射され
て、前記光学窓材を透過して光検出素子に入射する。す
なわち、前記両流体から生じた化学発光を効率よく光検
出素子に入射させることができ、検出感度及びS/N比
を向上させる。
【0013】
【実施例】本考案の化学発光分析計の反応器の第1実施
例を図1〜2について説明する。図1〜2において、1
は四ふつ化エチレン樹脂からなる直方体状の器体で、そ
の一側面に渦巻状凹溝2が形成され、かつその表面を光
線反射面にしている。3は前記渦巻状凹溝2の中心側端
部に連通させて、その底面側に有底の孔状に設けられた
合流部、4a,4bは前記合流部3の相対した側面に連
通させて、器体1の渦巻状凹溝2と反対側の面に各独立
状に設けられた一対の導入路、5は渦巻状凹溝2の外周
側端部に連通させて器体1に設けた流体流出路である。
【0014】そして、器体1の渦巻状凹溝2を設けた側
面に光学窓材としての光学フイルタ6を密接させて、渦
巻状凹溝2の開口部を全長にわたって密閉して渦巻状の
反応流路7が構成されている。器体1に対する光学フイ
ルタ6の密接は、これらを互いに圧接または接着剤で接
着するなど任意である。8は光学フイルタ6を透過した
光線を受光するために、光学フイルタ6の側部に配置さ
れた光検出素子としてのフオトダイオード、9はフオト
ダイオード8の温度上昇を防ぐために、その側部に配置
されたペルチェ素子、10a,10bは前記器体1、光
学フイルタ6、フオトダイオード8、ペルチェ素子9を
収容したケーシングである。
【0015】前記のように構成した反応器は、例えば、
導入路4aに流体試料としてのNOガスを、導入路4b
に別流体としてのOをそれぞれ導入する。この導入路
4a,4bに導入されたNOガスとOとが、合流部3
に流入混合してから渦巻状の反応流路7を流通し流体流
出口5から器体1外に流出する。そして、前記NOガス
とOとが合流部3で互いに混合し反応しながら反応流
路7を流通する間に生じる化学発光が、光学フイルタ6
を透過してフオトダイオード8に入射されるから、その
光線をフオトダイオード8が検出して信号を出力する。
【0016】前記フオトダイオード8の出力信号に基づ
いて、前記NOガスの濃度を測定するものであるが、前
記合流部3は、渦巻状凹溝2の中心側端部で底面側に設
けられており、光学フイルタ6を介してフオトダイオー
ド8と相対している。したがって、合流部3でNOガス
とOとが混合して、それらから最初に生じる最も強い
化学発光が光学フイルタ6を透過してフオトダイオード
8に入射するから、化学発光をフオトダイオード8で効
率よく検出することが可能であって、その検出感度及び
S/N比を、前記従来の反応器に比して大きく向上させ
ることが可能である。
【0017】そして、前記渦巻状の反応流路7は、器体
1の側面に形成した渦巻状凹溝2の開口部全長を光学フ
イルタ6で密閉して構成している。したがって、渦巻状
凹溝2はほぼ任意の形状に容易にかつ能率よく形成する
ことが可能である。そして、前記渦巻状凹溝2の表面を
光線反射面としているから、反応流路7を流通する間に
前記NOガスとOとの反応で生じる化学発光を、直接
また渦巻状凹溝2の表面で反射して光学フイルタ6を透
過させて効率よくフオトダイオード8に入射することが
できるから、より感度及びS/N比を向上させることが
可能である。
【0018】図3は第2実施例を示し、前記合流部に関
する。この実施例は、器体1の側面に設けられた渦巻状
凹溝2の中心側端部を、そのまま合流部3に兼用したも
のである。したがって、渦巻状凹溝2の中心側端部であ
る合流部3に連通させて、一対の導入路4a,4bが設
けられている。他の構成は、前記第1実施例と同じであ
るから、同符号を付して示した。
【0019】前記渦巻状凹溝2の中心側端部である合流
部3もフオトダイオード8と相対しているから、この合
流部3で合流し混合反応して最初に生じる化学発光を効
率よくフオトダイオード8に入射させることができ、感
度及びS/N比を向上させることが可能である。すなわ
ち、渦巻状凹溝2の中心側端部に設ける合流部3は、そ
れを光検出素子としてのフオトダイオード8と相対して
設ければ、その構成については任意にすることが可能で
ある。
【0020】
【考案の効果】本考案の化学発光分析計の反応器は、上
記のように、反応流路を渦巻状凹溝で構成し、合流部
、前記渦巻状凹溝の中心側端部で兼用するか、また
は、中心側端部に連通させて設け、この合流部に相対し
て状態で光検出素子を配置したものである。よって、前
合流部で流体試料と別流体とが合流し混合反応して最
初に生じる最も強い化学発光を効率よく前記光検出素子
に入射させることが可能であり、感度及びS/N比を向
上させることができる。
【0021】その上、器体の側面に設けた渦巻状凹溝の
開口部全長を光学窓材で密閉して前記反応流路を構成し
ているから、この反応流路をほぼ任意の形状に容易にか
つ能率よく形成することが可能である。そして、前記渦
巻状凹溝の表面を光線反射面としているから、反応流路
を流通する間に前記両流体の反応で生じる化学発光を、
直接また渦巻状凹溝の表面で反射し光学窓材を透過させ
て効率よく光検出素子に入射することができ、より感度
及びS/N比を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1実施例の一部を断面した平面図で
ある。
【図2】第1実施例の断正面図である。
【図3】第2実施例の断正面図である。
【図4】従来例の一部を断面した平面図である。
【図5】従来例の正面図である。
【符号の説明】
1:器体、2:渦巻状凹溝、3:合流部、4a・4b:
導入路、5:流体流出路、6:光学フイルタ、7:反応
流路、8:フオトダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−121592(JP,A) 実開 平1−53954(JP,U) 実開 平1−53955(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 器体に反応流路が設けられるとともに、
    流体試料とこの流体試料と反応させる別流体とを、各別
    に前記反応流路端部の合流部に導入する一対の導入路
    が、前記合流部に連通させて器体に設けられ、前記流体
    試料と別流体の反応で生じる化学発光を検出する光検出
    素子が、前記反応流路と相対して配置された化学発光分
    析計の反応器において、一側を全長にわたって開口した
    渦巻状凹溝を器体の側面に形成するとともに、その渦巻
    状凹溝の表面を光線反射面として、前記渦巻状凹溝を設
    けた器体の側面に重ねて配置した光学窓材で、前記渦巻
    状凹溝の開口部を全長にわたって密閉して渦巻状の反応
    流路が構成され、更に、前記合流部を、前記渦巻状凹溝
    の中心側端部で兼用するか、または、中心側端部に連通
    させて設ける一方、前記光学窓材の側部に、それを透過
    した化学発光を検出する前記光検出素子が前記合流部に
    相対した状態で、かつ、前記渦巻状凹溝の外周側端部に
    設けた流体流出路に相対しない状態で配置されたことを
    特徴とする化学発光分析計の反応器。
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