JP2745568B2 - キャピラリセル検出器の調整方法及び調整機構 - Google Patents

キャピラリセル検出器の調整方法及び調整機構

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JP2745568B2 JP63248832A JP24883288A JP2745568B2 JP 2745568 B2 JP2745568 B2 JP 2745568B2 JP 63248832 A JP63248832 A JP 63248832A JP 24883288 A JP24883288 A JP 24883288A JP 2745568 B2 JP2745568 B2 JP 2745568B2
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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
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高速液体クロマトグラフやキャピラリゾーン
電気泳動装置など、キャピラリを使った分析装置におけ
るキャピラリ検出器における調整方法と調整機構に関す
るものである。
(従来の技術) キャピラリ検出器はキャピラリセルに直交する方向か
らキャピラリセルに励起用レーザビームを照射し、キャ
ピラリセルからの蛍光を検出する。このようなキャピラ
リ検出器はまだ実用化されていないが、すでに提案はさ
れている(例えば、Journal of Chromatographic Scien
ce,Vol.23,pp.273−278,1985参照)。
(発明が解決しようとする課題) キャピラリセル検出器では、キャピラリセルに照射す
る励起光としては集光性のよさの点からレーザビームが
最適である。有利な感度を得るためにはキャピラリセル
へレーザビームを適正に照射しなければならないが、キ
ャピラリセルへレーザビームを適正に照射することは容
易ではない。その原因としては以下の点が考えられる。
(1)キャピラリの内径は0.05〜0.2mm程度というよう
に微細であり、またこれに照射されるレーザビームも微
細である。
(2)蛍光の検出には励起光として紫外線レーザが使用
されるが、これは目に見えず扱いにくい。
(3)レーザビームを適正にキャピラリに入射させるた
めの適当な調整機構が提案されていない。
本発明は円形断面のキャピラリセルを備えたキャピラ
リセル検出器において、高感度分析を行なうために、レ
ーザビームを適正にキャピラリセルに入射させるための
位置調整方法と、調整を自動化する場合の調整機構を提
供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の方法では、集光レンズ又はキャピラリセルを
レーザビーム光軸と直交する方向に移動させてレーザビ
ームでキャピラリセルを横切らせ、キャピラリセルによ
る散乱光の2つのピーク位置の中間に集光レンズ又はキ
ャピラリセルの位置を固定する。
本発明の調整機構は、集光レンズ又はキャピラリセル
をレーザビーム光軸と直交する方向に移動させてレーザ
ビームでキャピラリセルを横切らせる機構と、検出部の
検出信号からキャピラリセルによる散乱光のピークを検
出するピーク検出部と、検出された2つのピーク位置の
中間の位置を算出して前記集光レンズ又はキャピラリセ
ルの位置を決定する調整位置決定部と、前記集光レンズ
又はキャピラリセルを調整位置へ移動させるために前記
移動機構へ信号を出力する移動機構制御部とを備えてい
る。
(作用) レーザビーム6をキャピラリセル8に集光させる集光
レンズ2又はキャピラリセル8を、第3図(A)〜
(C)に示されるようにレーザビーム光軸と直交する方
向に移動させると、レーザビーム6はキャピラリセル8
を横切る方向に移動する。
キャピラリセル8にキャリヤ液のみを流したとき、レ
ーザビーム6がキャピラリセル8にあたると散乱し、散
乱光が検出部で検出される。
第4図において、検出部がキャピラリセル8の左方向
にあるとした場合、レーザビーム6がa,cの位置におい
て散乱光が強くなり、ピークが検出される。bのように
レーザビーム6が正しくキャピラリセル8に入射したと
きは散乱光は最も小さくなる。
レーザビーム6をa,b,cの方向に移動させることによ
り、第5図にa,cで示される2つの散乱光ピークが検出
される。なお第5図で左端の大きなピークpはレーザビ
ームがスリットに当たって光が検出部に入射して得られ
るピークである。
これら2つの散乱光ピークa,cの中間にレーザビーム
が位置するように集光レンズ2とキャピラリセル8の相
対的な位置を固定すれば、バックグラウンドの低い位置
に集光レンズを固定したことになる。
(実施例) 第1図は一実施例を表わす。
8はキャピラリセルであり、その内径は約100μmで
ある。10は励起光のレーザビーム6をキャピラリセル8
に照射するHe−Cdレーザ装置であり、その発振波長は32
5nmである。He−Cdレーザ装置から出力されるレーザビ
ーム6の直径は1.2mmである。レーザビーム6の光軸上
には、キャピラリセル8との間に、キャピラリセル8か
ら焦点距離を隔てて集光レンズ2が設けられている。集
光レンズ2はレーザビーム6を集光させる。集光レンズ
2の焦点距離を例えば25mmとしたとき、焦点位置(キャ
ピラリセル8の位置)ではレーザビーム6のくびれの直
径が約30μmになる。
集光レンズ2はキャピラリセル8と直交する平面内で
レーザビーム6の光軸と直交する方向(矢印14の方向)
に移動することができるように支持されている。集光レ
ンズ2のホルダにはねじ16の先端が当接し、ねじ16は固
定ねじ17に螺合されている。ねじ16を回転させることに
より集光レンズ2を14方向に移動させることができる。
集光レンズ2を移動させるねじ16はパルスモータ18によ
って回転させることができる。ねじ16にパルスモータを
取りつけないときは、ねじ16を手動で回転させることも
できる。20はパルスモータ駆動回路であり、CPU22によ
って制御される。ねじ16,17、パルスモータ18及びパル
スモータ駆動回路20は集光レンズ駆動機構を構成する。
キャピラリセル8も矢印14で示される方向に移動する
ことができるように支持されている。
キャピラリセル8からの蛍光を検出するために、レー
ザビーム6の光軸と直交する方向に蛍光を取りだすよう
に、スリット24が設けられている。スリット24はコニカ
ルスリットであり、第2図に拡大して示されるように、
スリット24の孔の直径が1mm、肉厚が0.5mmで、内壁が12
0度の傾きを持っている。
スリット24から入射した光は集光レンズ26で集められ
てカットフィルタ28を通り、光電子増倍管30で検出され
る。カットフィルタ28は例えば380nmより長波長側を透
過させるような特性をもったフィルタを使用する。
光電子増倍管30の検出信号は増幅器32によって増幅さ
れて、デジタル信号に変換された後、CPU22に取り込ま
れる。
本実施例のキャピラリ検出器において、レーザビーム
6が正しくキャピラリセル8に入射するように調整する
方法を説明する。
カットフィルタ28を光路から外しておき、キャピラリ
セル8にキャリヤ液を流しておく。
キャピラリセル8をスリット24からある位置に固定
し、集光レンズ2をねじ16を回転させることにより矢印
14方向に移動させる。集光レンズ2を移動させることに
より、第3図(A),(B),(C)に示されるように
レーザビーム6がキャピラリセル8を横切るように移動
する。
いま、例えばレーザビーム6がスリット24にあたる位
置からキャピラリセル8の方向へ移動し、キャピラリセ
ル8の一端から入射し中央部を経て他端側へ抜けていく
ようにレンズ2を移動させる。この過程を光電子増倍管
30で散乱光強度でモニタすると、第5図に示されるよう
な散乱光ピークが得られる。最初の大きなピークpはレ
ーザビーム6がスリット24に当たって光が入射すること
により得られるピークであり、次のピークaは第4図に
拡大して示されるように、レーザビーム6がキャピラリ
セル8の一端にあたって散乱して得られるピークであ
り、ピークcはレーザビーム6がキャピラリセル8の他
端にあたって散乱して得られるピークである。
これらのピークp,a,cを例えばレコーダに記録し、ピ
ークa,cの中間にくるように集光レンズ2を固定すれ
ば、レーザビーム6は正しくキャピラリセル8に入射す
ることになる。
散乱光ピークa,cが観測されるのは、第4図に示され
るように、キャピラリセル8とレーザビーム6の位置関
係において、a,cではレーザビーム6がキャピラリセル
8の壁面で反射して一部の反射光が光電子増倍管30に入
り、高いバックグラウンドを与えるからである。この現
象はキャピラリセル8の内径より細いレーザビーム6が
用いられたとき、キャピラリセル8の両側で起こり、観
測者は2つのピークa,cを認めることになる。
集光レンズ2を固定し、キャピラリセル8を矢印14方
向に移動させることによってもピークa,cを検出するこ
とができ、同様の調整を行なうことができる。
次に、この調整をCPU22からの制御によって自動的に
行なう機構について説明する。
CPU22は、第6図に示されるように、検出部の検出信
号からキャピラリセル8による散乱光のピークを検出す
るピーク検出部40と、検出された2つのピーク位置の中
間の位置を算出して集光レンズ2の位置を決定する調整
位置決定部42と、集光レンズ2を調整位置へ移動させる
ためにパルスモータ駆動回路20へ信号を出力する移動機
構制御部42とを備えている。
CPU22による調整動作を第7図により説明する。
レーザビーム6がスリット24にあたる位置からキャピ
ラリセル8の方向にレーザビーム6を移動させるものと
する。キャピラリセル8にはキャリヤ液を流しておき、
パルスモータ18を駆動し(ステップS1)、まず最初の大
きな散乱光ピークpを検出することによってスリット位
置を検出する(ステップS2)。この大きなピークpはお
およその位置を予測することが容易であり、従ってピー
クpの面積のしきい値を設定しておき、ピーク面積がそ
のしきい値を越えたときにスリット位置であると判定す
る。
さらにレーザビーム6がキャピラリセル8の方向に移
動するように、パルスモータ18を回転させてレンズ2を
移動させ、キャピラリセル8による第1のピークaを検
出し(ステップS3)、その時のピーク位置X1を記憶する
(ステップS4)。
さらにパルスモータ18を駆動し、キャピラリセル8に
よる第2のピークcを検出し(ステップS5)、その時の
ピーク位置X2を記憶する(ステップS6)。
そして、2つのピークの中心(X2−X1)/2を算出し、
集光レンズ2がその位置にくるようにパルスモータ18を
駆動し、その位置で停止させる(ステップS7)。
ピークa,cの検出には既知の種々の方法を用いること
ができる。例えばスロープの立上りと立下がりのしきい
値を定めておき、2つのしきい値の位置の平均値をピー
ク位置とし、又は2つのしきい値の間の位置で微分係数
が0になったところをピークとする。
集光レンズ2を固定しておいてキャピラリセル8を移
動させても同じように2つのピークa,cを検出すること
ができるので、集光レンズ2の移動に代えてキャピラリ
セル8を移動させても集光レンズ2とキャピラリセル8
を最適な位置を調整することができる。
(発明の効果) 本発明では集光レンズ又はキャピラリセルをレーザビ
ーム光軸と直交する方向に移動させてレーザビームでキ
ャピラリセルを横切らせ、キャピラリセルによる散乱光
の2つのピーク位置の中間に集光レンズ又はキャピラリ
セルの位置を固定するようにしたので、キャピラリセル
検出器の位置調整を容易に行なうことができるようにな
る。
また、本発明では集光レンズとキャピラリセルの位置
調整を自動的に行なうようにしたので、キャピラリセル
検出器の位置調整が楽になり、キャピラリセル検出器を
用いるうミクロ液体クロマトグラフなどの装置の実用的
価値が増す。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例を示す構成図、第2図は同実施例のス
リットを拡大して示す断面図、第3図(A),(B),
(C)は集光レンズの移動に伴なうレーザビームの移動
を示す図、第4図はキャピラリセルとレーザビームの位
置関係を示す図、第5図は集光レンズを移動させたとき
に得られる散乱光ピークを示す波形図、第6図はCPUの
機能を示すブロック図、第7図はCPUの動作を示すフロ
ーチャートである。 2……集光レンズ、6……レーザビーム、8……キャピ
ラリセル、10……レーザ装置、14……レンズ移動方向、
16……ねじ、18……パルスモータ、20……パルスモータ
駆動回路、22……CPU、24……スリット、30……光電子
増倍管。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−47633(JP,A) 特開 昭62−91836(JP,A) 特開 昭62−100643(JP,A) 特開 昭62−245942(JP,A) 特開 昭62−8038(JP,A) 特開 昭61−294334(JP,A) 特開 昭57−136161(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円形断面のキャピラリセルに直交する方向
    からキャピラリセルに励起用レーザビームを照射し、キ
    ャピラリセルからの蛍光を検出する検出部を備えたキャ
    ピラリセル検出器において、レーザ装置とキャピラリセ
    ルとの間のレーザビーム光軸上でキャピラリセルから焦
    点距離を隔てて集光レンズを設け、キャピラリセルにキ
    ャリヤ液のみを流し、前記集光レンズ又はキャピラリセ
    ルをレーザビーム光軸と直交する方向に移動させてレー
    ザビームでキャピラリセルを横切らせて散乱光を前記検
    出部で検出し、キャピラリセルによる散乱光の2つのピ
    ーク位置の中間に前記集光レンズ又はキャピラリセルの
    位置を固定する調整方法。
  2. 【請求項2】円形断面のキャピラリセルに直交する方向
    からキャピラリセルに励起用レーザビームを照射し、キ
    ャピラリセルからの蛍光を検出する検出部を備えたキャ
    ピラリセル検出器において、レーザ装置とキャピラリセ
    ルとの間のレーザビーム光軸上でキャピラリセルから焦
    点距離を隔てて集光レンズを設け、この集光レンズ又は
    キャピラリセルをレーザビーム光軸と直交する方向に移
    動させる機構と、前記検出部の検出信号からキャピラリ
    セルによる散乱光のピークを検出するピーク検出部と、
    検出された2つのピーク位置の中間の位置を算出して前
    記集光レンズ又はキャピラリセルの位置を決定する調整
    位置決定部と、前記集光レンズ又はキャピラリセルを調
    整位置へ移動させるために前記移動機構へ信号を出力す
    る移動機構制御部とを備えた調整機構。
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