JP2873692B2 - 単一の対数データコンバータを有するデュアルビームマルチチャンネル分光光度計 - Google Patents
単一の対数データコンバータを有するデュアルビームマルチチャンネル分光光度計Info
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フォトダイオードアレイ、および光信号を
吸光度に変換する単一の対数データコンバータを有する
簡単かつ新規な光学系を用いた、デュアルビームマルチ
チャンネル分光光度計に関するものである。特に、前記
光学系は、光学素子を、一対の同等なサンプルおよび参
照ビームが、本質的に平行になってそれぞれサンプルお
よび参照セルを通過し、水平に規定された単一の平面回
折格子に向けられ、かつ集束され、さらに、前記平面回
折格子によって、前記サンプルおよび参照ビームは、そ
れぞれ一対の垂直に配置されたフォトダイオードアレイ
上に分光されたのち、光信号が、単一の対数データコン
バータによって吸光度単位（AU）に変換されるような構
成において使用する。この分光光度計は極めて正確であ
り、非常に低い、つまり２×10-4AU/℃よりも低いドリ
フトを示し、また非常に低い、つまり±２×10-5AUより
も低いノイズを示している。
吸光度に変換する単一の対数データコンバータを有する
簡単かつ新規な光学系を用いた、デュアルビームマルチ
チャンネル分光光度計に関するものである。特に、前記
光学系は、光学素子を、一対の同等なサンプルおよび参
照ビームが、本質的に平行になってそれぞれサンプルお
よび参照セルを通過し、水平に規定された単一の平面回
折格子に向けられ、かつ集束され、さらに、前記平面回
折格子によって、前記サンプルおよび参照ビームは、そ
れぞれ一対の垂直に配置されたフォトダイオードアレイ
上に分光されたのち、光信号が、単一の対数データコン
バータによって吸光度単位（AU）に変換されるような構
成において使用する。この分光光度計は極めて正確であ
り、非常に低い、つまり２×10-4AU/℃よりも低いドリ
フトを示し、また非常に低い、つまり±２×10-5AUより
も低いノイズを示している。
デュアルビームマルチチャンネル分光光度計は、特
に、高圧の液体クロマトグラフィーにおいて、サンプル
からクロマトグラフカラムから溶出されたときに同サン
プルの吸収スペクトルを記録するのに適している。
に、高圧の液体クロマトグラフィーにおいて、サンプル
からクロマトグラフカラムから溶出されたときに同サン
プルの吸収スペクトルを記録するのに適している。
従来技術と発明の課題 液体クロマトグラフィーにおいて、サンプルはクロマ
トグラフカラムによって分離される。サンプルから分離
された成分は、通常、屈折計または分光光度計によって
検出される。屈折計は１つの化学成分を多の化学成分と
区別することがないので、分光光度計、特に、UV分光光
度計を使用することが望ましい。これまでに、ダブルビ
ームUV分光光度計が、液体クロマトグラフィー、特に高
圧の液体クロマトグラフィー（HPLC）において使用され
てきている。
トグラフカラムによって分離される。サンプルから分離
された成分は、通常、屈折計または分光光度計によって
検出される。屈折計は１つの化学成分を多の化学成分と
区別することがないので、分光光度計、特に、UV分光光
度計を使用することが望ましい。これまでに、ダブルビ
ームUV分光光度計が、液体クロマトグラフィー、特に高
圧の液体クロマトグラフィー（HPLC）において使用され
てきている。
このようなHPLCのためのダブルビームUV分光光度計の
１つが、シェッフェル（Schoeffel）らによる英国特許
第3,985,441号に記載されている。光学系は、一対のマ
ルチ方向再集束光学ミラーを有し、２つの同一面積内に
ある光を、単一の光源から単一の回折格子上に向け、さ
らに前記回折格子はビームを一対のスペクトルに分光す
る。一対のアパーチュアが、スペクトルの対から選別さ
れる非常に狭い波長範囲の光のみが一対の光学セルを通
過するようにする。前記光学セルを通過した光ビーム
は、一対の光検出器に到達し、光検出器の出力信号はア
ナログ対数比回路によって吸光度単位に変換される。
１つが、シェッフェル（Schoeffel）らによる英国特許
第3,985,441号に記載されている。光学系は、一対のマ
ルチ方向再集束光学ミラーを有し、２つの同一面積内に
ある光を、単一の光源から単一の回折格子上に向け、さ
らに前記回折格子はビームを一対のスペクトルに分光す
る。一対のアパーチュアが、スペクトルの対から選別さ
れる非常に狭い波長範囲の光のみが一対の光学セルを通
過するようにする。前記光学セルを通過した光ビーム
は、一対の光検出器に到達し、光検出器の出力信号はア
ナログ対数比回路によって吸光度単位に変換される。
しかしながら、HPLCに対して使用される通常のUV分光
光度計は、単一の狭い波長帯での吸光度を記録すること
ができるだけである。すなわち、サンプルの成分のすべ
てが、その最適の吸光度で検出され得るわけではない。
実際、いくつかの成分は、もし選択された波長で紫外光
を吸収しなければ、全く検出されることがない。
光度計は、単一の狭い波長帯での吸光度を記録すること
ができるだけである。すなわち、サンプルの成分のすべ
てが、その最適の吸光度で検出され得るわけではない。
実際、いくつかの成分は、もし選択された波長で紫外光
を吸収しなければ、全く検出されることがない。
HPLC用のマルチ波長分光光度計を発展させる試みがこ
れまでになされてきた。このような装置の第１世代は、
回転するミラーまたは振動する検流計を使用することに
よって代表される、スペクトルを走査するための移動す
る力学的部分を有していた。第２世代の装置は、ビジコ
ンチューブを使用していた。しかしながら、これらの装
置は非常に高価であり、これらは適当な一時的な解決方
法にすぎないものであった。これに関しては、1976年４
月に発行された、ジャーナル オブ クロマトグラフ
サイエンス（J.of Chroma.Sci.）、第14巻、P.195〜P.2
01のデシイ（Dessy）らによる論文を参照されたい。
れまでになされてきた。このような装置の第１世代は、
回転するミラーまたは振動する検流計を使用することに
よって代表される、スペクトルを走査するための移動す
る力学的部分を有していた。第２世代の装置は、ビジコ
ンチューブを使用していた。しかしながら、これらの装
置は非常に高価であり、これらは適当な一時的な解決方
法にすぎないものであった。これに関しては、1976年４
月に発行された、ジャーナル オブ クロマトグラフ
サイエンス（J.of Chroma.Sci.）、第14巻、P.195〜P.2
01のデシイ（Dessy）らによる論文を参照されたい。
デシイらは、HPLCにおいて分離された各成分のスペク
トルを記録するための手段を与えるために、フォトダイ
オードアレイを用いたシステムを提案している。光源、
すなわち重水素ランプまたはキセノンランプからの光
は、光ファイバからなる光パイプ手段によって、HPLCユ
ニットのサンプルおよび参照セル上に向けられる。そし
て、光は、再び光パイプ手段によって、一対の凹面ホロ
グラフィック回折格子へ向けられ、前記回折格子は、光
ビームを一対のフォトダイオードアレイ上に集束し、か
つ分光する。フォトダイオードアレイからの信号は、ア
ナログ対数コンバータ回路によって、読み取り可能な形
式に処理される。スペクトルの記録に必要な時間は約3.
1秒である。これは、成分がクロマトグラフシステムか
ら溶出されるときに、成分のスペクトルの記録を行うた
めには遅すぎるものである。さらに、光学系の構成は、
フォトダイオードアレイが、分光されない光ビームによ
る干渉を避けるために、フローセルから離れているよう
になっている。このことは、光学系のためのハウジング
が大きくなってしまうことを意味する。
トルを記録するための手段を与えるために、フォトダイ
オードアレイを用いたシステムを提案している。光源、
すなわち重水素ランプまたはキセノンランプからの光
は、光ファイバからなる光パイプ手段によって、HPLCユ
ニットのサンプルおよび参照セル上に向けられる。そし
て、光は、再び光パイプ手段によって、一対の凹面ホロ
グラフィック回折格子へ向けられ、前記回折格子は、光
ビームを一対のフォトダイオードアレイ上に集束し、か
つ分光する。フォトダイオードアレイからの信号は、ア
ナログ対数コンバータ回路によって、読み取り可能な形
式に処理される。スペクトルの記録に必要な時間は約3.
1秒である。これは、成分がクロマトグラフシステムか
ら溶出されるときに、成分のスペクトルの記録を行うた
めには遅すぎるものである。さらに、光学系の構成は、
フォトダイオードアレイが、分光されない光ビームによ
る干渉を避けるために、フローセルから離れているよう
になっている。このことは、光学系のためのハウジング
が大きくなってしまうことを意味する。
別の初期のデュアルビーム分光光度計が日立製作所に
よって商品化されている。日立635Mデュアルビームチャ
ンネルUV検出器は、光源として重水素ランプを使用して
いる。ビームが分解され、一対のフローセルを通って、
非点収差凹面レプリカ回折格子上に向けられ、この回折
格子は、ビームを８つのチャンネルを有するフォトアレ
イ上に集束すると同時に分光する。フォトセルアレイの
８つの対からの信号は、選択された波長ごとに一対づつ
モニタされる。これは、単一波長のみの記録を改良する
ものであった。しかしながら、この装置は、全スペクト
ルを記録するために使用することはできない。さらにこ
の装置は、デシイらによる装置に類似する光学配置を有
しており、同種の欠点を有している。
よって商品化されている。日立635Mデュアルビームチャ
ンネルUV検出器は、光源として重水素ランプを使用して
いる。ビームが分解され、一対のフローセルを通って、
非点収差凹面レプリカ回折格子上に向けられ、この回折
格子は、ビームを８つのチャンネルを有するフォトアレ
イ上に集束すると同時に分光する。フォトセルアレイの
８つの対からの信号は、選択された波長ごとに一対づつ
モニタされる。これは、単一波長のみの記録を改良する
ものであった。しかしながら、この装置は、全スペクト
ルを記録するために使用することはできない。さらにこ
の装置は、デシイらによる装置に類似する光学配置を有
しており、同種の欠点を有している。
1987年７月７日に発行された米国特許第4,678,917号
には、マルチチャンネル分光光度計からの同時読み取り
を行うための方法、および装置が記述されている。光源
からのビームは分光され、分光された２つのビームは、
それぞれ反射器へ向けられ、そして、サンプルセルおよ
び参照セルを通過する。それぞれのセルからの放射は回
折回折格子に向けられ、回折回折格子は、ビームを多色
発散ビームに分解し、前記ビームを光検出器の直線状ア
レイへ導く。光検出器の出力信号は、信号分離チャンネ
ルを通じて標本化および保持回路へ導かれる。標本化お
よび保持回路は、シーケンスコントロールからの制御信
号に応答して作動する多重スイッチによって制御されて
いる。多重スイッチは、標本化および保持回路に、アナ
ログモードからディジタルモードへ変換された信号を、
標本化して保持するようにさせる。ディジタル化された
データは、ディジタルコンピュータ等のデータ処理ユニ
ットによって記憶され、処理された後、吸光度単位対波
長の関数として表示される。この装置は、全スペクトル
にわたる記録を可能にする。
には、マルチチャンネル分光光度計からの同時読み取り
を行うための方法、および装置が記述されている。光源
からのビームは分光され、分光された２つのビームは、
それぞれ反射器へ向けられ、そして、サンプルセルおよ
び参照セルを通過する。それぞれのセルからの放射は回
折回折格子に向けられ、回折回折格子は、ビームを多色
発散ビームに分解し、前記ビームを光検出器の直線状ア
レイへ導く。光検出器の出力信号は、信号分離チャンネ
ルを通じて標本化および保持回路へ導かれる。標本化お
よび保持回路は、シーケンスコントロールからの制御信
号に応答して作動する多重スイッチによって制御されて
いる。多重スイッチは、標本化および保持回路に、アナ
ログモードからディジタルモードへ変換された信号を、
標本化して保持するようにさせる。ディジタル化された
データは、ディジタルコンピュータ等のデータ処理ユニ
ットによって記憶され、処理された後、吸光度単位対波
長の関数として表示される。この装置は、全スペクトル
にわたる記録を可能にする。
米国特許第4,678,917号において記述された分光光度
計は、いくつかの欠点を有している。米国特許第4,678,
917号において用いられたアナログ−ディジタルコンバ
ータは、高価な複合回路を必要とする。光学系は、添付
図面に示されているように、一対の集束されない発散ビ
ームを、フォトダイオードアレイ上に発生するため、ノ
イズレベルが増大するという問題を引き起こす。さら
に、サンプルセルの近くに配置された光源の発熱がセル
に影響を及ぼし、得られた結果に付加的なエラーを生じ
させる。すなわち、これらの問題をすべて回避するため
に、異なった光学装置が必要とされる。
計は、いくつかの欠点を有している。米国特許第4,678,
917号において用いられたアナログ−ディジタルコンバ
ータは、高価な複合回路を必要とする。光学系は、添付
図面に示されているように、一対の集束されない発散ビ
ームを、フォトダイオードアレイ上に発生するため、ノ
イズレベルが増大するという問題を引き起こす。さら
に、サンプルセルの近くに配置された光源の発熱がセル
に影響を及ぼし、得られた結果に付加的なエラーを生じ
させる。すなわち、これらの問題をすべて回避するため
に、異なった光学装置が必要とされる。
本発明の目的は、正確で、コンパクトで、安定性を有
し、しかも安価なデュアルビーム分光光度計を提供する
ことである。
し、しかも安価なデュアルビーム分光光度計を提供する
ことである。
本発明の別の目的は、システムが安定性および極めて
低いドリフトを有するようにするため、光源、並びにサ
ンプルおよび参照セルが互いに離れて配置された、簡単
な構造の安価な光学系を有するデュアルビーム分光光度
計を提供することである。
低いドリフトを有するようにするため、光源、並びにサ
ンプルおよび参照セルが互いに離れて配置された、簡単
な構造の安価な光学系を有するデュアルビーム分光光度
計を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、簡単な回路を使用し、し
かも安価なマルチチャンネルフルスペクトル分光光度計
からの信号を、同時に記録するための単一のコンバータ
を提供することである。
かも安価なマルチチャンネルフルスペクトル分光光度計
からの信号を、同時に記録するための単一のコンバータ
を提供することである。
発明の要約 本発明は、 A.単一の光源と、 B.前記光源からの光円錐を規定するアパーチュアと、 C.前記光円錐から出た一対の同等なビームである参照ビ
ームおよびサンプルビームをそれぞれ反射して、参照セ
ルおよびサンプルセルへ向かわせるための一対の平面鏡
へ導く凹面鏡の第１の対と備え、 前記凹面鏡の第１の対および一対の平面鏡は、前記凹
面鏡の第１の対が前記ビームをそれぞれ光学セル上に集
束し、かつ各鏡面における入射光ビームと反射光ビーム
とのなす角度が20゜よりも小さくなるように配置された
ものであり、さらに、 D.前記参照セルおよびサンプルセルからのビームを、前
記ビームのそれぞれをスペクトルに分解し、前記参照ビ
ームおよびサンプルビームを、それぞれ参照フォトダイ
オードアレイおよびサンプルフォトダイオードアレイへ
向ける単一の平面回折格子へ導く凹面鏡の第２の対を備
え、 前記凹面鏡および平面回折格子は、前記凹面鏡の第２
の対が前記ビームをそれぞれのフォトダイオードアレイ
上に集束し、入射光ビームと反射光ビームとのなす角度
が、前記凹面鏡および回折格子上で20゜よりも小さくな
るように配置されたものであり、さらに、 E.約30〜70個の素子からなり、前記各スペクトルを捕捉
し、前記各光ビームの強度をそれぞれ参照電気信号およ
びサンプル電気信号に変換する参照フォトダイオードア
レイおよびサンプルフォトダイオードアレイと、 F.前記一対のフォトダイオードアレイからの電気信号を
吸光度単位に変換するデータコンバータとを備えたもの
であることを特徴とするフルスペクトルマルチチャンネ
ル分光光度計に関するものである。
ームおよびサンプルビームをそれぞれ反射して、参照セ
ルおよびサンプルセルへ向かわせるための一対の平面鏡
へ導く凹面鏡の第１の対と備え、 前記凹面鏡の第１の対および一対の平面鏡は、前記凹
面鏡の第１の対が前記ビームをそれぞれ光学セル上に集
束し、かつ各鏡面における入射光ビームと反射光ビーム
とのなす角度が20゜よりも小さくなるように配置された
ものであり、さらに、 D.前記参照セルおよびサンプルセルからのビームを、前
記ビームのそれぞれをスペクトルに分解し、前記参照ビ
ームおよびサンプルビームを、それぞれ参照フォトダイ
オードアレイおよびサンプルフォトダイオードアレイへ
向ける単一の平面回折格子へ導く凹面鏡の第２の対を備
え、 前記凹面鏡および平面回折格子は、前記凹面鏡の第２
の対が前記ビームをそれぞれのフォトダイオードアレイ
上に集束し、入射光ビームと反射光ビームとのなす角度
が、前記凹面鏡および回折格子上で20゜よりも小さくな
るように配置されたものであり、さらに、 E.約30〜70個の素子からなり、前記各スペクトルを捕捉
し、前記各光ビームの強度をそれぞれ参照電気信号およ
びサンプル電気信号に変換する参照フォトダイオードア
レイおよびサンプルフォトダイオードアレイと、 F.前記一対のフォトダイオードアレイからの電気信号を
吸光度単位に変換するデータコンバータとを備えたもの
であることを特徴とするフルスペクトルマルチチャンネ
ル分光光度計に関するものである。
さらに、前記フルスペクトルマルチチャンネル分光光
度計は、 （ｉ）フォトダイオードアレイの特定の参照フォトダイ
オード素子およびサンプルフォトダイオード素子に対応
する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、 前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対する前記
参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が前記サン
プルによる吸光度に比例するものであることを特徴とす
る。
度計は、 （ｉ）フォトダイオードアレイの特定の参照フォトダイ
オード素子およびサンプルフォトダイオード素子に対応
する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、 前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対する前記
参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が前記サン
プルによる吸光度に比例するものであることを特徴とす
る。
実施例 本発明は、 A.単一の光源と、 B.前記光源からの光円錐を規定するアパーチュアと、 C.前記光円錐から出た一対の同等なビームである参照ビ
ームおよびサンプルビームをそれぞれ反射し、前記参照
およびサンプルビームを一対の参照セルおよびサンプル
セルへ向ける一対の平面鏡へ導く凹面鏡の第１の対とを
備え、 前記凹面鏡の第１の対および一対の平面鏡は、前記凹
面鏡の第１の対が前記ビームをそれぞれ光学セル上に集
束し、かつ各鏡面における入射光ビームと反射光ビーム
とのなす角度が20゜よりも小さくなるように配置された
ものであり、さらに、 D.前記参照セルおよびサンプルセルからのビームを、前
記ビームのそれぞれをスペクトルに分解し、前記参照ビ
ームおよびサンプルビームを、それぞれ参照フォトダイ
オードアレイおよびサンプルフォトダイオードアレイへ
向ける単一の平面回折格子へ導く凹面鏡の第２の対を備
え、 前記凹面鏡および平面回折格子は、前記凹面鏡の第２
の対が前記ビームをそれぞれのフォトダイオードアレイ
上に集束し、入射光ビームと反射光ビームとのなす角度
が、前記凹面鏡および回折格子上で20゜よりも小さくな
るように配置されたものであり、さらに、 E.約30〜70個の素子からなり、前記各スペクトルを捕捉
し、前記各光ビームの強度をそれぞれ参照電気信号およ
びサンプル電気信号に変換する参照フォトダイオードア
レイおよびサンプルフォトダイオードアレイと、 F.前記一対のフォトダイオードアレイからの電気信号を
吸光度単位に変換するデータコンバータとを備えたもの
であることを特徴とするフルスペクトルマルチチャンネ
ル分光光度計に関するものである。
ームおよびサンプルビームをそれぞれ反射し、前記参照
およびサンプルビームを一対の参照セルおよびサンプル
セルへ向ける一対の平面鏡へ導く凹面鏡の第１の対とを
備え、 前記凹面鏡の第１の対および一対の平面鏡は、前記凹
面鏡の第１の対が前記ビームをそれぞれ光学セル上に集
束し、かつ各鏡面における入射光ビームと反射光ビーム
とのなす角度が20゜よりも小さくなるように配置された
ものであり、さらに、 D.前記参照セルおよびサンプルセルからのビームを、前
記ビームのそれぞれをスペクトルに分解し、前記参照ビ
ームおよびサンプルビームを、それぞれ参照フォトダイ
オードアレイおよびサンプルフォトダイオードアレイへ
向ける単一の平面回折格子へ導く凹面鏡の第２の対を備
え、 前記凹面鏡および平面回折格子は、前記凹面鏡の第２
の対が前記ビームをそれぞれのフォトダイオードアレイ
上に集束し、入射光ビームと反射光ビームとのなす角度
が、前記凹面鏡および回折格子上で20゜よりも小さくな
るように配置されたものであり、さらに、 E.約30〜70個の素子からなり、前記各スペクトルを捕捉
し、前記各光ビームの強度をそれぞれ参照電気信号およ
びサンプル電気信号に変換する参照フォトダイオードア
レイおよびサンプルフォトダイオードアレイと、 F.前記一対のフォトダイオードアレイからの電気信号を
吸光度単位に変換するデータコンバータとを備えたもの
であることを特徴とするフルスペクトルマルチチャンネ
ル分光光度計に関するものである。
好ましい実施例において、入射光ビームと反射光ビー
ムとのなす角度は、凹面鏡の第１の対では、約12.4゜で
あり、また、一対の平面鏡においては約11.5゜である。
一方、凹面鏡の第２の対および回折格子において、前記
入射光ビームと反射光ビームとのなす角度は、共に約1
5.8゜である。
ムとのなす角度は、凹面鏡の第１の対では、約12.4゜で
あり、また、一対の平面鏡においては約11.5゜である。
一方、凹面鏡の第２の対および回折格子において、前記
入射光ビームと反射光ビームとのなす角度は、共に約1
5.8゜である。
本発明によるデュアルビームマルチチャンネル分光光
度計は、光吸収化合物の、約190nm〜700nmにわたる吸収
スペクトルを記録するのに適している。この装置は、特
に、サンプルセルが、サンプルの溶出される分離カラム
の端に連結されたフローセルとして形成される、HPLC装
置に対する検出器として適している。
度計は、光吸収化合物の、約190nm〜700nmにわたる吸収
スペクトルを記録するのに適している。この装置は、特
に、サンプルセルが、サンプルの溶出される分離カラム
の端に連結されたフローセルとして形成される、HPLC装
置に対する検出器として適している。
本発明によるデュアルビームマルチチャンネル分光光
度計は、時間につれての光源のエネルギー出力の変動、
回折格子の能率および鏡のコーティング並びに波長の関
数としての光検出器の応答に関連した多くの問題を除去
するものである。さらに、本発明によるデュアルビーム
マルチチャンネル分光光度計はコンパクトで安価であ
り、また、簡単で安価な光学素子を、参照およびサンプ
ルビームが本質的に平行であり、参照およびサンプルフ
ローセルが光源から離れて配置され、フォトダイオード
アレイが光源、並びにサンプルおよび参照セルから離れ
て配置されるような光学配置において使用する。
度計は、時間につれての光源のエネルギー出力の変動、
回折格子の能率および鏡のコーティング並びに波長の関
数としての光検出器の応答に関連した多くの問題を除去
するものである。さらに、本発明によるデュアルビーム
マルチチャンネル分光光度計はコンパクトで安価であ
り、また、簡単で安価な光学素子を、参照およびサンプ
ルビームが本質的に平行であり、参照およびサンプルフ
ローセルが光源から離れて配置され、フォトダイオード
アレイが光源、並びにサンプルおよび参照セルから離れ
て配置されるような光学配置において使用する。
光学系は、光ビームを単一の光源から単純な光路に沿
って伝達する、簡単で安価な光学素子を用いている。熱
光源が、温度による影響を回避するためにサンプルおよ
び参照セルから離れて配置されている。分光部は、３つ
の素子のみ、すなわち、２つの凹面鏡および１つの平面
回折格子のみが使用されるような構成となっている。回
折格子は、参照およびサンプルフォトダイオードアレイ
上の、スペクトルの短波長領域に対する第１の位置から
長波長領域に対する第２の位置まで回転することができ
る。
って伝達する、簡単で安価な光学素子を用いている。熱
光源が、温度による影響を回避するためにサンプルおよ
び参照セルから離れて配置されている。分光部は、３つ
の素子のみ、すなわち、２つの凹面鏡および１つの平面
回折格子のみが使用されるような構成となっている。回
折格子は、参照およびサンプルフォトダイオードアレイ
上の、スペクトルの短波長領域に対する第１の位置から
長波長領域に対する第２の位置まで回転することができ
る。
さらに、本発明によるマルチチャンネル分光光度計
は、単一の対数データコンバータを有しており、このコ
ンバータは、サンプルおよび参照フォトダイオードアレ
イからの信号を吸光度単位に自動的に変換するための簡
単な回路を使用している。このデータ変換の方法を使用
することにより、光源のエネルギーのゆらぎによるいか
なる変動も自動的に除去される。さらに、回路が簡単で
あるため、製作コストが大幅に削減される。
は、単一の対数データコンバータを有しており、このコ
ンバータは、サンプルおよび参照フォトダイオードアレ
イからの信号を吸光度単位に自動的に変換するための簡
単な回路を使用している。このデータ変換の方法を使用
することにより、光源のエネルギーのゆらぎによるいか
なる変動も自動的に除去される。さらに、回路が簡単で
あるため、製作コストが大幅に削減される。
第１図において、装置は、光学系並びに（ブロックダ
イヤグラム形式で表された）データコンバータおよびホ
ストコンピュータを有している。光源（Ｓ）は、典型的
には、紫外領域用の重水素またはキセノンランプであ
る。可視領域での吸光度測定が要求される場合には、タ
ングステン−ハロゲンランプが使用可能である。アパー
チュア（A1）によって形成される光円錐は、凹面鏡（MC
1R），（MC1S）によって反射され、参照ビームおよびサ
ンプルビームを形成し、これらのビームは、それぞれ、
光学的窓を備えたサンプルセルおよび参照セル上に集束
される。HPLCに適用される場合には、前記２つのセルが
共に小さい体積を有するフローセルであるか、または、
参照セルが正確なアパーチュアによって置き換えられ
る。
イヤグラム形式で表された）データコンバータおよびホ
ストコンピュータを有している。光源（Ｓ）は、典型的
には、紫外領域用の重水素またはキセノンランプであ
る。可視領域での吸光度測定が要求される場合には、タ
ングステン−ハロゲンランプが使用可能である。アパー
チュア（A1）によって形成される光円錐は、凹面鏡（MC
1R），（MC1S）によって反射され、参照ビームおよびサ
ンプルビームを形成し、これらのビームは、それぞれ、
光学的窓を備えたサンプルセルおよび参照セル上に集束
される。HPLCに適用される場合には、前記２つのセルが
共に小さい体積を有するフローセルであるか、または、
参照セルが正確なアパーチュアによって置き換えられ
る。
セルまたはフローセルを通過した後、各ビームは、凹
面鏡（MC2R），（MC2S）によって、単一の水平に規定さ
れた回折格子（Ｇ）上に捕捉される。回折格子（Ｇ）
は、各ビームを反射し、かつ一対の対応するフォトダイ
オードアレイ上に集束する。また、凹面鏡は、分光され
たビームを、それぞれのダイオードアレイ上に集束す
る。フォトダイオードアレイ中の各ダイオード素子（E
i）は、分光されたビームを所定の波長領域（dLi）にわ
たって集束する。回折格子の所定の角度位置に対して、
フォトダイオードアレイによって集束された波長範囲
は、アレイ中の各素子に対する波長領域の総和である。
面鏡（MC2R），（MC2S）によって、単一の水平に規定さ
れた回折格子（Ｇ）上に捕捉される。回折格子（Ｇ）
は、各ビームを反射し、かつ一対の対応するフォトダイ
オードアレイ上に集束する。また、凹面鏡は、分光され
たビームを、それぞれのダイオードアレイ上に集束す
る。フォトダイオードアレイ中の各ダイオード素子（E
i）は、分光されたビームを所定の波長領域（dLi）にわ
たって集束する。回折格子の所定の角度位置に対して、
フォトダイオードアレイによって集束された波長範囲
は、アレイ中の各素子に対する波長領域の総和である。
凹面鏡および平面鏡並びに回折格子は、各光ビームに
対して、入射ビームと反射ビームとのなす角度が20゜よ
りも小さくなるように配置されている。このようにし
て、参照ビームおよびサンプルビームは、実質上平行に
保たれ、光源並びにサンプルおよび参照セル、並びにフ
ォトダイオードアレイは、本質的に直線のトンネル内に
おいて互いに離れて配置され得る。入射ビームと反射ビ
ームとのなす角度は、凹面鏡の第１の対では約12.4゜で
あり、平面鏡では約11.5゜、また、凹面鏡の第２の対お
よび回折格子では共に15.8゜であることが好ましい。
対して、入射ビームと反射ビームとのなす角度が20゜よ
りも小さくなるように配置されている。このようにし
て、参照ビームおよびサンプルビームは、実質上平行に
保たれ、光源並びにサンプルおよび参照セル、並びにフ
ォトダイオードアレイは、本質的に直線のトンネル内に
おいて互いに離れて配置され得る。入射ビームと反射ビ
ームとのなす角度は、凹面鏡の第１の対では約12.4゜で
あり、平面鏡では約11.5゜、また、凹面鏡の第２の対お
よび回折格子では共に15.8゜であることが好ましい。
サンプルアレイ中の各波長素子（EiS）は、対応する
参照アレイ中の波長素子（EiR）を有している。発生電
圧の比の対数は、サンプルセルにおける化合物の所定の
波長領域に対する吸光度に比例する。吸光度はサンプル
セル中の化合物濃度に比例するから、重要な化合物を定
量分析するために用いることができる。２つのアレイ中
の連続する素子を比較することによって、吸光度が、波
長の関数として計算され得る。
参照アレイ中の波長素子（EiR）を有している。発生電
圧の比の対数は、サンプルセルにおける化合物の所定の
波長領域に対する吸光度に比例する。吸光度はサンプル
セル中の化合物濃度に比例するから、重要な化合物を定
量分析するために用いることができる。２つのアレイ中
の連続する素子を比較することによって、吸光度が、波
長の関数として計算され得る。
回折格子の傾斜を変化させることによって、異なった
波長領域が選択され得る。移動可能なフィルターホルダ
ーが、フィルターを光源と凹面鏡の第１の対の間にある
ビーム中に介在させることにより、長波長領域における
可能な２次のオーダーの影響を除去することができる
（第１図参照）。フィルターホルダーの別の部分が、ア
レイの暗電流をチェックするためにビームを遮るように
配置され得る。
波長領域が選択され得る。移動可能なフィルターホルダ
ーが、フィルターを光源と凹面鏡の第１の対の間にある
ビーム中に介在させることにより、長波長領域における
可能な２次のオーダーの影響を除去することができる
（第１図参照）。フィルターホルダーの別の部分が、ア
レイの暗電流をチェックするためにビームを遮るように
配置され得る。
単一の対数データコンバータが、フォトダイオードア
レイとともに使用される。非線型データコンバータは、
製作コストがかからない簡単な回路を有する比計量およ
び対数データコンバータである。
レイとともに使用される。非線型データコンバータは、
製作コストがかからない簡単な回路を有する比計量およ
び対数データコンバータである。
第４図は、ビーム強度のサンプル吸光度への変換の概
念を説明するための、簡単な対数コンバータ回路を示す
ものである。第５図は、第４図に示したコンバータ回路
に対するタイミングダイヤグラムを示している。サンプ
ル信号電圧（Vs）および参照信号電圧（Vr（０））は、
それぞれ同一のビーム波長での各ビームの強度に対応す
るものであり、データコンバータ回路にインプットされ
る。
念を説明するための、簡単な対数コンバータ回路を示す
ものである。第５図は、第４図に示したコンバータ回路
に対するタイミングダイヤグラムを示している。サンプ
ル信号電圧（Vs）および参照信号電圧（Vr（０））は、
それぞれ同一のビーム波長での各ビームの強度に対応す
るものであり、データコンバータ回路にインプットされ
る。
理想的なスイッチ（SW）は、最初閉じられており、コ
ンデンサ電圧が所定の初期電圧レベル（Vr（０））に設
定される。この後、スイッチ（SW）が開放されると同時
に、タイマーが作動する。コンパレータが、コンデンサ
（Ｃ）の電圧がサンプル電圧まで減衰したことを検出し
たとき、タイマーが停止する。この時間間隔はサンプル
の吸光度に比例しており、コンバータによって出力され
る。その後、この変換のプロセスが、フォトダイオード
アレイからのサンプル電気信号および参照電気信号のイ
ンプットの付加的な対に対して繰り返され、多くの波長
にわたるサンプル吸光度のスペクトルが発生する。一旦
フォトダイオードアレイが多波長スペクトルを発生する
ために標本化されると、前記サイクルは、時間にわたる
一連の波長スペクトルが与えられるまで繰り返され得
る。
ンデンサ電圧が所定の初期電圧レベル（Vr（０））に設
定される。この後、スイッチ（SW）が開放されると同時
に、タイマーが作動する。コンパレータが、コンデンサ
（Ｃ）の電圧がサンプル電圧まで減衰したことを検出し
たとき、タイマーが停止する。この時間間隔はサンプル
の吸光度に比例しており、コンバータによって出力され
る。その後、この変換のプロセスが、フォトダイオード
アレイからのサンプル電気信号および参照電気信号のイ
ンプットの付加的な対に対して繰り返され、多くの波長
にわたるサンプル吸光度のスペクトルが発生する。一旦
フォトダイオードアレイが多波長スペクトルを発生する
ために標本化されると、前記サイクルは、時間にわたる
一連の波長スペクトルが与えられるまで繰り返され得
る。
第５図のタイミングチャートは、１回のデータ変換に
対するコンパレータの入力および出力信号を示してお
り、このとき、スイッチ（SW）は最初閉じられ、コンデ
ンサ（Ｃ）は参照信号電圧レベルまで充電されている。
その結果、コンパレータ入力（Vr）は参照信号電圧に等
しく、一方、コンパレータ入力（Vs）はサンプル信号電
圧に等しくなっている。参照信号電圧はサンプル信号電
圧よりも大きいので、コンパレータ出力（Vo）は、Vsよ
りも大きいVrに対して安定状態にある。
対するコンパレータの入力および出力信号を示してお
り、このとき、スイッチ（SW）は最初閉じられ、コンデ
ンサ（Ｃ）は参照信号電圧レベルまで充電されている。
その結果、コンパレータ入力（Vr）は参照信号電圧に等
しく、一方、コンパレータ入力（Vs）はサンプル信号電
圧に等しくなっている。参照信号電圧はサンプル信号電
圧よりも大きいので、コンパレータ出力（Vo）は、Vsよ
りも大きいVrに対して安定状態にある。
時刻t0で、スイッチ（SW）が開放され、コンデンサ
（Ｃ）は抵抗（Ｒ）を通して放電する。コンデンサ
（Ｃ）がサンプル信号電圧レベルまで放電したとき、コ
ンパレータ出力（Vo）がフリップし、タイマーをトリガ
ーして停止させる。この時間は、t1で表される。t0から
t1までの時間間隔は、Ｔである。コンパレータ入力（Vr
（ｔ））は、次式によって与えられる。
（Ｃ）は抵抗（Ｒ）を通して放電する。コンデンサ
（Ｃ）がサンプル信号電圧レベルまで放電したとき、コ
ンパレータ出力（Vo）がフリップし、タイマーをトリガ
ーして停止させる。この時間は、t1で表される。t0から
t1までの時間間隔は、Ｔである。コンパレータ入力（Vr
（ｔ））は、次式によって与えられる。
Vr（ｔ）＝Vr（０）・ｅ−t/Rc． （１） （１）式を移項することにより、 1n〔Vr（０）/Vr（ｔ）〕＝（1/RC）t, （２） または、 log〔Vr（０）/Vr（ｔ）〕＝（ln10/RC）t. （３） を得る。
時間間隔Ｔの終端で、Vr（Ｔ）＝Vsであり、 log〔Vr（０）/Vs〕＝（ln10/RC）Ｔ＝kT, （４） ただし、ｋ＝定数＝ln10/RCが成立する。吸光度は、
サンプル信号電圧に対する参照信号電圧の比の対数、lo
g〔Vr（０）/Vs〕に直接的に比例するために、時間間隔
Ｔは吸光度に関する指標を提供する。
サンプル信号電圧に対する参照信号電圧の比の対数、lo
g〔Vr（０）/Vs〕に直接的に比例するために、時間間隔
Ｔは吸光度に関する指標を提供する。
第６図は、スイッチ（SW）による電荷注入およびコン
パレータに対するインプットバイアス電流を考慮した対
数コンバータ回路の実施例を示すものである。第７図
は、第６図に示した回路に対するタイミングダイアグラ
ムを示している。ソリッドステートスイッチは、切り換
えの際に微小量の電荷を注入する傾向があるため、スイ
ッチが開放されたとき、コンデンサの初期電圧に微小な
ずれが生じる。この微小なずれを考慮するために、付加
的なスイッチ（SW′）がサンプル信号電圧パス中に付け
加えられる。その結果、参照信号電圧パスおよびサンプ
ル信号電圧パスの両方において、同じずれが発生する。
スイッチ（SW′），（SW）は、同一のモノリシックICか
らなる素子であることが好ましい。しかしながら、スイ
ッチ（SW′），（SW）は、実質的に同一のパラメータを
有していることが必要であるにすぎない。
パレータに対するインプットバイアス電流を考慮した対
数コンバータ回路の実施例を示すものである。第７図
は、第６図に示した回路に対するタイミングダイアグラ
ムを示している。ソリッドステートスイッチは、切り換
えの際に微小量の電荷を注入する傾向があるため、スイ
ッチが開放されたとき、コンデンサの初期電圧に微小な
ずれが生じる。この微小なずれを考慮するために、付加
的なスイッチ（SW′）がサンプル信号電圧パス中に付け
加えられる。その結果、参照信号電圧パスおよびサンプ
ル信号電圧パスの両方において、同じずれが発生する。
スイッチ（SW′），（SW）は、同一のモノリシックICか
らなる素子であることが好ましい。しかしながら、スイ
ッチ（SW′），（SW）は、実質的に同一のパラメータを
有していることが必要であるにすぎない。
RC回路中に望ましくないエラー電圧を発生させ得るイ
ンプットバイアス電流を考慮するために、コンパレータ
に帯する２つの入力チャンネルの両方において、同一の
インピーダンスが与えられる。すなわち、抵抗（Ｒ′）
およびコンデンサ（Ｃ′）が、サンプル信号電圧パスに
付け加えられる。抵抗（Ｒ′）およびコンデンサ
（Ｃ′）は、これと対をなす片方、すなわち抵抗（Ｒ）
およびコンデンサ（Ｃ）と同じ数値をもった同一タイプ
のものであることが好ましい。しかしながら、抵抗
（Ｒ′）およびコンデンサ（Ｃ′）の接続方法は、抵抗
（Ｒ）およびコンデンサ（Ｃ）の接続方法と異なってお
り、コンデンサ（Ｃ′）は、放電しないようになってい
る。
ンプットバイアス電流を考慮するために、コンパレータ
に帯する２つの入力チャンネルの両方において、同一の
インピーダンスが与えられる。すなわち、抵抗（Ｒ′）
およびコンデンサ（Ｃ′）が、サンプル信号電圧パスに
付け加えられる。抵抗（Ｒ′）およびコンデンサ
（Ｃ′）は、これと対をなす片方、すなわち抵抗（Ｒ）
およびコンデンサ（Ｃ）と同じ数値をもった同一タイプ
のものであることが好ましい。しかしながら、抵抗
（Ｒ′）およびコンデンサ（Ｃ′）の接続方法は、抵抗
（Ｒ）およびコンデンサ（Ｃ）の接続方法と異なってお
り、コンデンサ（Ｃ′）は、放電しないようになってい
る。
第６図に示した回路に変更を加えることにより、スイ
ッチによる電荷注入およびコンパレータバイアス電流
が、コンパレータに対する２つの入力チャンネルの両方
で実質的に等しくなるようにすることができる。すなわ
ち、電荷注入およびバイアス電流は、コンパレータ出力
への影響を実質上除去する共通モード信号としてあらわ
れる。
ッチによる電荷注入およびコンパレータバイアス電流
が、コンパレータに対する２つの入力チャンネルの両方
で実質的に等しくなるようにすることができる。すなわ
ち、電荷注入およびバイアス電流は、コンパレータ出力
への影響を実質上除去する共通モード信号としてあらわ
れる。
第６図に示した対数コンバータの実施例の動作に関し
ては、スイッチ（SW），（SW′）は、最初閉じられ、コ
ンデンサ（Ｃ）は参照信号電圧レベルまで充電され、コ
ンデンサ（Ｃ′）はサンプル信号電圧レベルまで充電さ
れる。時刻t0で、スイッチ（SW），（SW′）が開放さ
れ、タイマーがカウントし始める。第４図に示した回路
におけるのと同様に、スイッチ（SW）の開放によって、
コンデンサ（Ｃ）は抵抗（Ｒ）を通じて放電する。コン
デンサ（Ｃ）がサンプル信号電圧レベルまで放電したと
き、コンパレータ出力がフリップし、タイマをトリガし
て停止させる。この時間をt1とし、またt0からt1までの
時間間隔をＴとする。第４図に示した回路におけるのと
同様に、Vr（Ｔ）に対して次式が成立する。
ては、スイッチ（SW），（SW′）は、最初閉じられ、コ
ンデンサ（Ｃ）は参照信号電圧レベルまで充電され、コ
ンデンサ（Ｃ′）はサンプル信号電圧レベルまで充電さ
れる。時刻t0で、スイッチ（SW），（SW′）が開放さ
れ、タイマーがカウントし始める。第４図に示した回路
におけるのと同様に、スイッチ（SW）の開放によって、
コンデンサ（Ｃ）は抵抗（Ｒ）を通じて放電する。コン
デンサ（Ｃ）がサンプル信号電圧レベルまで放電したと
き、コンパレータ出力がフリップし、タイマをトリガし
て停止させる。この時間をt1とし、またt0からt1までの
時間間隔をＴとする。第４図に示した回路におけるのと
同様に、Vr（Ｔ）に対して次式が成立する。
log〔Vr（０）/Vs〕＝（ln10/RC）Ｔ＝kT, ただし、ｋ＝定数＝ln10/RC. また同様に、吸光度は時間間隔Ｔに直接的に比例す
る。
る。
第３図は、多重波長吸光度検出を提供するために実施
される。フォトダイオードアレイ回路および対数コンバ
ータ回路を示したものである。第８図は、タイミング信
号S0〜S6に対するタイミングダイアグラムを示してい
る。
される。フォトダイオードアレイ回路および対数コンバ
ータ回路を示したものである。第８図は、タイミング信
号S0〜S6に対するタイミングダイアグラムを示してい
る。
デュアルビームは、それぞれ平面回折格子に達した
後、多波長スペクトルに分光される。サンプルソースに
関係する多波長スペクトルビームは、サンプルソースフ
ォトダイオードアレイに達し、一方、参照ソースに関係
する多波長スペクトルビームは、参照ソースフォトダイ
オードアレイに達する。フォトダイオードアレイは、そ
れぞれ、30個〜70個、好ましくは40個、最も好ましくは
38個のダイオードからなっている。各ダイオードは、そ
れぞれ他のダイオードが受光する光の波長と異なる特定
の波長の光を受光する。サンプル信号チャンネルおよび
参照信号チャンネルは、共に読み取られるべきフォトダ
イオードを選択するマルチプレクサーを有している。マ
ルチプレクサーは、各チャンネルに対応するラインを選
択し、サンプルチャンネルに対して選択されたフォトダ
イオード、および参照チャンネルに対して選択されたフ
ォトダイオードは、それぞれのビームから同一波長の光
を受光する互いに対応するフォトダイオードとなる。各
アレイ中のフォトダイオードが順次読み取られ、フォト
ダイオードアレイからの出力信号が、データコンバータ
回路に、シリアルシーケンスで接続される。サンプル信
号はサンプルソースチャンネルを通過し、一方、これに
対応する参照信号は参照ソースチャンネルを通過する。
ホストコンピュータは、フォトダイオードの標本化に対
するシーケンスを決定するためのライン選択を与える。
しかしながら、ライン選択は、別のソースから決定され
ることができ、または、アレイ中のダイオードに順次ア
クセスするように自動的にプログラムされ得る。
後、多波長スペクトルに分光される。サンプルソースに
関係する多波長スペクトルビームは、サンプルソースフ
ォトダイオードアレイに達し、一方、参照ソースに関係
する多波長スペクトルビームは、参照ソースフォトダイ
オードアレイに達する。フォトダイオードアレイは、そ
れぞれ、30個〜70個、好ましくは40個、最も好ましくは
38個のダイオードからなっている。各ダイオードは、そ
れぞれ他のダイオードが受光する光の波長と異なる特定
の波長の光を受光する。サンプル信号チャンネルおよび
参照信号チャンネルは、共に読み取られるべきフォトダ
イオードを選択するマルチプレクサーを有している。マ
ルチプレクサーは、各チャンネルに対応するラインを選
択し、サンプルチャンネルに対して選択されたフォトダ
イオード、および参照チャンネルに対して選択されたフ
ォトダイオードは、それぞれのビームから同一波長の光
を受光する互いに対応するフォトダイオードとなる。各
アレイ中のフォトダイオードが順次読み取られ、フォト
ダイオードアレイからの出力信号が、データコンバータ
回路に、シリアルシーケンスで接続される。サンプル信
号はサンプルソースチャンネルを通過し、一方、これに
対応する参照信号は参照ソースチャンネルを通過する。
ホストコンピュータは、フォトダイオードの標本化に対
するシーケンスを決定するためのライン選択を与える。
しかしながら、ライン選択は、別のソースから決定され
ることができ、または、アレイ中のダイオードに順次ア
クセスするように自動的にプログラムされ得る。
サンプルおよび参照信号は、それぞれ、信号を信号電
圧に変換する個々の電荷増幅器を通過し、その後、電圧
信号は電荷調整回路を通過する。
圧に変換する個々の電荷増幅器を通過し、その後、電圧
信号は電荷調整回路を通過する。
電荷調整回路は、それぞれ、サンプル電圧または参照
電圧、およびフォトダイオードの暗電流およびマルチプ
レクサーの電荷注入を補正するための補正電圧を合計す
るレジスタ回路網を有している。補正電圧は、ホストコ
ンピュータから、ディジタル−アナログコンバータを介
して個々のレジスタ回路網に入力される。そして、サン
プル信号電圧および参照信号電圧は、個々の標本化およ
び保持回路に入力される。実施例の１つにおいて、標本
化および保持回路は、それぞれ、オンラインのサンプル
信号電圧および参照信号電圧、または補正電圧の計算を
可能にする修正信号のどちらかを選択するためのマルチ
プレクサーを有している。ホストコンピュータで生じた
入力（Ｍ）は標本化および保持回路が作動するモードを
決定する。
電圧、およびフォトダイオードの暗電流およびマルチプ
レクサーの電荷注入を補正するための補正電圧を合計す
るレジスタ回路網を有している。補正電圧は、ホストコ
ンピュータから、ディジタル−アナログコンバータを介
して個々のレジスタ回路網に入力される。そして、サン
プル信号電圧および参照信号電圧は、個々の標本化およ
び保持回路に入力される。実施例の１つにおいて、標本
化および保持回路は、それぞれ、オンラインのサンプル
信号電圧および参照信号電圧、または補正電圧の計算を
可能にする修正信号のどちらかを選択するためのマルチ
プレクサーを有している。ホストコンピュータで生じた
入力（Ｍ）は標本化および保持回路が作動するモードを
決定する。
標本化および保持回路からの出力がなされた後、サン
プル信号電圧および参照信号電圧は、データコンバータ
回路に入力される。データコンバータ回路は第６図に示
されるような回路に対応し、カウンタ／ラッチは、第６
図におけるタイマに対応する。カウンタにラッチされる
カウントは、サンプルの吸光度に比例し、そしてホスト
コンピュータによって読み取られ、かつ処理され、フォ
ーマットされ、記憶され、または表示される。
プル信号電圧および参照信号電圧は、データコンバータ
回路に入力される。データコンバータ回路は第６図に示
されるような回路に対応し、カウンタ／ラッチは、第６
図におけるタイマに対応する。カウンタにラッチされる
カウントは、サンプルの吸光度に比例し、そしてホスト
コンピュータによって読み取られ、かつ処理され、フォ
ーマットされ、記憶され、または表示される。
サンプルおよび参照信号のパイプライン化は、電荷の
電圧への変換、信号調節および対数変換を含んでおり、
第３図のタイミングおよび制御回路によって制御され
る。タイミングおよび制御回路は、プログラマブル論理
アレイ（PLA）、ROMルックアップテーブル、およびディ
スクリート論理回路、並びにCPU、または、データ変換
プロセスに対するタイミング信号を周期的に発生するこ
とができる他の回路から構成され得る。好ましい実施例
において、タイミング信号は、第８図のタイミングダイ
アグラムに示したように、S0〜S6の信号を含んでいる。
第３図の回路のタイミングが、第８図においてS0〜S6の
タイミング信号によって示されている。
電圧への変換、信号調節および対数変換を含んでおり、
第３図のタイミングおよび制御回路によって制御され
る。タイミングおよび制御回路は、プログラマブル論理
アレイ（PLA）、ROMルックアップテーブル、およびディ
スクリート論理回路、並びにCPU、または、データ変換
プロセスに対するタイミング信号を周期的に発生するこ
とができる他の回路から構成され得る。好ましい実施例
において、タイミング信号は、第８図のタイミングダイ
アグラムに示したように、S0〜S6の信号を含んでいる。
第３図の回路のタイミングが、第８図においてS0〜S6の
タイミング信号によって示されている。
第８図において、第１ポイントで、システムはホスト
コンピュータによるトリガ待ちのアイドル状態にある。
システムはトリガされた後、１クロックパルスの間作動
しない。
コンピュータによるトリガ待ちのアイドル状態にある。
システムはトリガされた後、１クロックパルスの間作動
しない。
第２ポイントで、標本化および保持回路が、S2によっ
てストローブされ、信号調整回路からデータを得る。こ
の信号は、荷電されていないフォトダイオードからの電
荷増幅出力であり、前述のサイクルの間にホストコンピ
ュータによって与えられる暗電流補正によって修正され
る。
てストローブされ、信号調整回路からデータを得る。こ
の信号は、荷電されていないフォトダイオードからの電
荷増幅出力であり、前述のサイクルの間にホストコンピ
ュータによって与えられる暗電流補正によって修正され
る。
第３ポイントで、S1の立ち上がりのエッジによって、
前述の変換によって得られたデータがカウンターからデ
ータレジスタへクロックされる。この信号は、またカウ
ンタをクリアし、データコンバータのコンデンサ
（Ｃ′），（Ｃ）を次の変換のために初期化する。
前述の変換によって得られたデータがカウンターからデ
ータレジスタへクロックされる。この信号は、またカウ
ンタをクリアし、データコンバータのコンデンサ
（Ｃ′），（Ｃ）を次の変換のために初期化する。
第４ポイントで、S1の下降するエッジによって、アナ
ログスイッチ（SW），（SW′）が開放され、カウンタが
作動し、データ変換動作が開始される。標本化および保
持回路は、S2によって保持状態におかれ、データ変換に
対する持続信号を与える。
ログスイッチ（SW），（SW′）が開放され、カウンタが
作動し、データ変換動作が開始される。標本化および保
持回路は、S2によって保持状態におかれ、データ変換に
対する持続信号を与える。
第５ポイントで、S5が低下することにより、電荷増幅
器がリセットされ、サンプルビームフォトダイオードア
レイおよび参照ビームフォトダイオードアレイからの信
号の次の対に対する準備がなされる。
器がリセットされ、サンプルビームフォトダイオードア
レイおよび参照ビームフォトダイオードアレイからの信
号の次の対に対する準備がなされる。
第６ポイントで、S6によって、ホストコンピュータの
割り込み要求が初期化され、一方、S4によって、マルチ
プレクサーがストローブされ、ライン選択をロードし、
次のサンプル信号および参照信号を個々のフォトダイオ
ードアレイから伝送する準備をする。
割り込み要求が初期化され、一方、S4によって、マルチ
プレクサーがストローブされ、ライン選択をロードし、
次のサンプル信号および参照信号を個々のフォトダイオ
ードアレイから伝送する準備をする。
第６ポイントおよび（第１ポイントでの）次のサイク
ルの開始の間におけるある時点で、ホストコンピュータ
は割り込みを受け、（１）カウンタ／ラッチからデータ
を読み取り、（２）選択されるべき次のフォトダイオー
ドの数をマルチプレクサーに出力し、（３）信号調整回
路に入力される次の信号に対する暗電流補正を出力す
る。フォトダイオードアレイ出力のパイプラインシーケ
ンスのために、ホストコンピュータは、サンプル信号お
よび参照信号に関する異なる操作を同時に実行する。例
えば、Ｎ個のサンプル信号電圧がデータコンバータセク
ションによって変換されるとき、Ｎ−１個の吸光度出力
がカウンタ／ラッチから読み取られ、一方、暗電流補正
がＮ＋１個のサンプル信号電圧および参照信号電圧に対
して信号調整回路に与えられ、そして、Ｎ＋１個のサン
プル信号および参照信号は、まさに電荷増幅器に導入さ
れる信号となる。加えて、ホストコンピュータは、Ｎ＋
２個の信号に対するフォトダイオードメンバのためのラ
イン選択信号を発生する。
ルの開始の間におけるある時点で、ホストコンピュータ
は割り込みを受け、（１）カウンタ／ラッチからデータ
を読み取り、（２）選択されるべき次のフォトダイオー
ドの数をマルチプレクサーに出力し、（３）信号調整回
路に入力される次の信号に対する暗電流補正を出力す
る。フォトダイオードアレイ出力のパイプラインシーケ
ンスのために、ホストコンピュータは、サンプル信号お
よび参照信号に関する異なる操作を同時に実行する。例
えば、Ｎ個のサンプル信号電圧がデータコンバータセク
ションによって変換されるとき、Ｎ−１個の吸光度出力
がカウンタ／ラッチから読み取られ、一方、暗電流補正
がＮ＋１個のサンプル信号電圧および参照信号電圧に対
して信号調整回路に与えられ、そして、Ｎ＋１個のサン
プル信号および参照信号は、まさに電荷増幅器に導入さ
れる信号となる。加えて、ホストコンピュータは、Ｎ＋
２個の信号に対するフォトダイオードメンバのためのラ
イン選択信号を発生する。
第７ポイントで、リセット信号が電荷増幅器から取り
除かれ、そして、システムは処理時間においてアイドル
状態にとどまり得る。
除かれ、そして、システムは処理時間においてアイドル
状態にとどまり得る。
第８ポイントで、フォトダイオードマルチプレクサー
は、サンプル信号および参照信号を個々のフォトダイオ
ードから個々の電荷増幅器へ伝送することが可能とな
る。
は、サンプル信号および参照信号を個々のフォトダイオ
ードから個々の電荷増幅器へ伝送することが可能とな
る。
第９ポイントで、マルチプレクサーが作動しなくな
り、電荷増幅器の入力回路を開放する。したがって、電
荷増幅器の出力は一定となり、（調節された後、）次の
サイクルにおいて標本化および保持回路による作動の指
示を待つ。
り、電荷増幅器の入力回路を開放する。したがって、電
荷増幅器の出力は一定となり、（調節された後、）次の
サイクルにおいて標本化および保持回路による作動の指
示を待つ。
第10ポイントで、S0が高くなり、タイミングジェネレ
ータが次のサイクルをトリガし、第１ポイントからタイ
ミングシーケンスを再スタートさせるまで、データフロ
ーを妨げる。
ータが次のサイクルをトリガし、第１ポイントからタイ
ミングシーケンスを再スタートさせるまで、データフロ
ーを妨げる。
第８図のタイミングダイヤグラムの時間スケールは、
10.24マイクロ秒のクロック周期である。したがって、
１波長変換に対する完全なフローシーケンスには約1.22
3ミリ秒を要する。サイクル間の間隔は通常2.50ミリ秒
である。しかし、タイミングジェネレータはこの時間の
約1/2の時間動作しない。フォトダイオードアレイごと
の約40個のダイオードに対して、全スペクトルの変換に
約0.1秒を要する。サンプル信号および参照信号の出力
は、リアルタイムで接続され、約40対のフォトダイオー
ド電荷の単なる凍結されたスナップショットではないの
で、スペクトルの最初の波長での信号の変換と、最後の
波長での信号の変換との間にわずかな時間変動を生じ
る。カウンタ／ラッチからの吸光度出力は、ホストコン
ピュータによってフォーマットされ、時間につれてのサ
ンプル吸光度対ビーム波長の３次元的プロットを発生す
る。
10.24マイクロ秒のクロック周期である。したがって、
１波長変換に対する完全なフローシーケンスには約1.22
3ミリ秒を要する。サイクル間の間隔は通常2.50ミリ秒
である。しかし、タイミングジェネレータはこの時間の
約1/2の時間動作しない。フォトダイオードアレイごと
の約40個のダイオードに対して、全スペクトルの変換に
約0.1秒を要する。サンプル信号および参照信号の出力
は、リアルタイムで接続され、約40対のフォトダイオー
ド電荷の単なる凍結されたスナップショットではないの
で、スペクトルの最初の波長での信号の変換と、最後の
波長での信号の変換との間にわずかな時間変動を生じ
る。カウンタ／ラッチからの吸光度出力は、ホストコン
ピュータによってフォーマットされ、時間につれてのサ
ンプル吸光度対ビーム波長の３次元的プロットを発生す
る。
発明の効果 時間の１周期にわたってテストされた本発明によるマ
ルチチャンネル分光光度計は、標準的なフロー条件を有
するサンプルセル中の標準的な少さい体積のフローセル
を使用した場合には、210nm〜280nmのスペクトル範囲
で、また190nm〜700nmのスペクトル範囲で、極めて高い
安定性を示し、ウォームアップ後、２×10-4AU/℃また
は２×10-4AU/時より小さいドリフトを示し、±２×10
-5AUのノイズレベルを示す。
ルチチャンネル分光光度計は、標準的なフロー条件を有
するサンプルセル中の標準的な少さい体積のフローセル
を使用した場合には、210nm〜280nmのスペクトル範囲
で、また190nm〜700nmのスペクトル範囲で、極めて高い
安定性を示し、ウォームアップ後、２×10-4AU/℃また
は２×10-4AU/時より小さいドリフトを示し、±２×10
-5AUのノイズレベルを示す。
第１図は、本発明による分光光度計の概略図、 第２図は、水平に規定された平面回折格子が、スペクト
ルの異なる領域がフォトダイオードアレイ上に集束され
る第２の位置まで回転した場合を示す、光学系の側面
図、 第３図は、本発明による分光光度計のエレクトロニクス
を示す概略図、 第４図は、ビーム強度のサンプル吸光度への変換の概念
を示すデータコンバータ回路の概略図、 第５図は、第４図に示したコンバータ回路に対するタイ
ミングダイアグラムを示す図、 第６図は、スイッチおよびコンパレータに対する入力バ
イアス電流による電荷注入の原因となる対数コンバータ
回路の実施例を示す図、 第７図は、第６図に示した回路のタイミングダイアグラ
ムを示す図、 第８図は、第３図に示した回路のタイミング信号S0〜S6
に対するタイミングダイアグラムを示す図である。 （Ｓ）……光源 （A1）……アパーチュア （MC1R），（MC1S）……凹面鏡 （Ｇ）……回折格子 （Ei）……ダイオード素子 （EiS），（EiR）……波長素子 （SW），（SW′）……スイッチ （Ｃ），（Ｃ′）……コンデンサ （Ｒ），（Ｒ′）……抵抗
ルの異なる領域がフォトダイオードアレイ上に集束され
る第２の位置まで回転した場合を示す、光学系の側面
図、 第３図は、本発明による分光光度計のエレクトロニクス
を示す概略図、 第４図は、ビーム強度のサンプル吸光度への変換の概念
を示すデータコンバータ回路の概略図、 第５図は、第４図に示したコンバータ回路に対するタイ
ミングダイアグラムを示す図、 第６図は、スイッチおよびコンパレータに対する入力バ
イアス電流による電荷注入の原因となる対数コンバータ
回路の実施例を示す図、 第７図は、第６図に示した回路のタイミングダイアグラ
ムを示す図、 第８図は、第３図に示した回路のタイミング信号S0〜S6
に対するタイミングダイアグラムを示す図である。 （Ｓ）……光源 （A1）……アパーチュア （MC1R），（MC1S）……凹面鏡 （Ｇ）……回折格子 （Ei）……ダイオード素子 （EiS），（EiR）……波長素子 （SW），（SW′）……スイッチ （Ｃ），（Ｃ′）……コンデンサ （Ｒ），（Ｒ′）……抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−119026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157537（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−58181（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−41837（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01J 3/18 G01J 3/32 G01J 3/42 G01J 3/02
Claims (15)
- 【請求項１】サンプルを収容するサンプルセルと、 参照セルと、 放射ビームを前記サンプルセルを通過させて案内する手
段と、 放射ビームを前記参照セルを通過させて案内する手段
と、 前記サンプルセルからのビーム強度出力をサンプル信号
電圧に変換する手段と、 前記参照セルからのビーム強度出力を参照信号電圧に変
換する手段と、 前記参照信号電圧を蓄積したのち、前記参照信号電圧を
放電し、前記参照信号電圧を前記サンプル信号電圧レベ
ルまで指数関数的に減少させる手段と、 前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減少する
時間間隔を測定するための手段とを有するものであっ
て、前記時間間隔が前記参照信号電圧の前記サンプル信
号電圧に対する比の対数に比例し、前記対数が前記サン
プルによるビームの吸光度に比例するものであることを
特徴とする、液体溶液中のサンプルの吸光度を測定する
ための吸光度検出器。 - 【請求項２】サンプルセルからのビーム強度出力をサン
プル信号電圧に変換するステップと、 参照セルからのビーム強度出力を参照信号電圧に変換す
るステップと、 前記参照信号電圧を蓄積し、前記参照信号電圧を放電
し、前記参照信号電圧を前記サンプル信号電圧レベルま
で指数関数的に減少させるステップと、 前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで指数関数
的に減少する時間間隔を測定するステップとを有し、前
記時間間隔が前記参照信号電圧の前記サンプル信号電圧
に対する比の対数に比例し、前記参照信号電圧の前記サ
ンプル信号電圧に対する比の対数が、サンプルの吸光度
に比例することを特徴とする、１つのビームがサンプル
セルを通過し第２のビームが参照セルを通過するデュア
ルビームシステムを使用し、サンプルセルに収容された
液体溶液中のサンプルによる吸光度を検出するための方
法。 - 【請求項３】ビームを、２つの多波長スペクトルを規定
する回折格子上に照射することにより２本のビームに分
離するステップと、 前記多波長スペクトルの１つの波長で、サンプルセルか
らのビーム強度出力をサンプル信号電圧に変換するステ
ップと、 前記サンプルセルからのビーム強度出力と同一の波長
で、参照セルからのビーム強度出力を参照信号電圧に変
換するステップと、 前記参照信号電圧を蓄積したのち、前記参照信号電圧を
放電し、前記サンプル信号電圧まで指数関数的に減少さ
せるステップと、 前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで指数関数
的に減少する時間間隔を測定するステップと、 前記多波長スペクトルの別の波長に対してすべての前記
ステップを繰り返すステップとを有し、前記時間間隔が
前記参照信号電圧の前記サンプル信号電圧に対する比の
対数に比例し、前記対数がサンプルに帰する波長での吸
光度に比例することを特徴とする、１つのビームがサン
プルセルを通過し第２のビームが参照セルを通過するデ
ュアルビームシステムを使用する前記サンプルセルに収
容された液体溶液中のサンプルによる吸光度の多波長ス
ペクトルを検出するための方法。 - 【請求項４】A.単一の光源と、 B.前記光源からの光円錐を規定するアパーチュアと、 C.前記光円錐から出た一対の同等なビームである参照ビ
ームおよびサンプルビームをそれぞれ反射して、参照セ
ルおよびサンプルセルへ向かわせるための一対の平面鏡
へ導く凹面鏡の第１の対とを備え、 前記凹面鏡の第１の対および一対の平面鏡は、前記凹面
鏡の第１の対が前記ビームをそれぞれ光学セル上に集束
し、かつ前記各鏡面における入射光ビームと反射光ビー
ムとのなす角度が20゜よりも小さくなるように配置され
たものであり、さらに、 D.前記参照セルおよびサンプルセルからのビームを、前
記ビームのそれぞれをスペクトルに分解し、前記参照ビ
ームおよびサンプルビームを、それぞれ参照フォトダイ
オードアレイおよびサンプルフォトダイオードアレイへ
向ける単一の平面回折格子へ導く凹面鏡の第２の対を備
え、 前記凹面鏡および平面回折格子は、前記凹面鏡の第２の
対が前記ビームをそれぞれのフォトダイオードアレイ上
に集束し、入射光ビームと反射光ビームとのなす角度
が、前記凹面鏡および回折格子上で20゜よりも小さくな
るように配置されたものであり、さらに、 E.約30〜70個の素子からなり、前記各スペクトルを捕捉
し、前記各光ビームの強度をそれぞれ参照電気信号およ
びサンプル電気信号に変換する参照フォトダイオードア
レイおよびサンプルフォトダイオードアレイと、 F.前記一対のフォトダイオードアレイからの電気信号を
吸光度単位に変換するデータコンバータとを備えたもの
であることを特徴とするデュアルビームフルスペクトル
マルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項５】前記光源および前記アパーチュアの間に配
置された、２次の効果を取り出すためのフィルターを有
しているものであることを特徴とする第４請求項に記載
のデュアルビームフルスペクトルマルチチャンネル分光
光度計。 - 【請求項６】前記入射光ビームと前記反射光ビームとの
なす角度が、前記凹面鏡の第１の対において約12.4゜と
なり、前記平面鏡において約11.5゜となり、前記凹面鏡
の第２の対および前記回折格子の両方において約15.8゜
となるように設定されているものであることを特徴とす
る第４請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマ
ルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項７】前記入射光ビームと前記反射光ビームとの
なす角度が、前記凹面鏡の第１の対において約12.4゜と
なり、前記平面鏡において約11.5゜となり、前記凹面鏡
の第２の対および前記回折格子の両方において約15.8゜
となるように設定されているものであることを特徴とす
る第５請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマ
ルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項８】（ｉ）フォトダイオードアレイの特定の参
照フォトダイオード素子およびサンプルフォトダイオー
ド素子に対応する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対
する前記参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が
前記サンプルによる吸光度に比例するものであることを
特徴とする第４請求項に記載のデュアルビームフルスペ
クトルマルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項９】（ｉ）フォトダイオードアレイの特定の参
照フォトダイオード素子およびサンプルフォトダイオー
ド素子に対応する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対
する前記参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が
前記サンプルによる吸光度に比例するものであることを
特徴とする第５請求項に記載のデュアルビームフルスペ
クトルマルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項１０】（ｉ）フォトダイオードアレイの特定の
参照フォトダイオード素子およびサンプルフォトダイオ
ード素子に対応する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対
する前記参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が
前記サンプルによる吸光度に比例するものであることを
特徴とする第６請求項に記載のデュアルビームフルスペ
クトルマルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項１１】（ｉ）フォトダイオードアレイの特定の
参照フォトダイオード素子およびサンプルフォトダイオ
ード素子に対応する電気信号を選別する手段と、 （ii）前記各電気信号を電圧信号に変換する手段と、 （iii）前記参照信号を蓄積したのち、前記参照信号電
圧を放電し、指数関数的に前記サンプル信号電圧レベル
まで減衰させる手段と、 （iv）前記参照信号電圧が前記サンプル信号電圧まで減
衰する時間間隔を測定する手段と、 （ｖ）前記フォトダイオードアレイの素子ごとに、前記
参照電気信号およびサンプル電気信号のそれぞれの対に
対して、前記（ｉ）〜（iv）のステップを繰り返す手段
とを有し、前記時間間隔が、前記サンプル信号電圧に対
する前記参照信号電圧の比の対数に比例し、前記対数が
前記サンプルによる吸光度に比例するものであることを
特徴とする第７請求項に記載のデュアルビームフルスペ
クトルマルチチャンネル分光光度計。 - 【請求項１２】前記フォトダイオードアレイが、それぞ
れ38個の素子を有しているものであることを特徴とする
第４請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマル
チチャンネル分光光度計。 - 【請求項１３】前記フォトダイオードアレイが、それぞ
れ38個の素子を有しているものであることを特徴とする
第５請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマル
チチャンネル分光光度計。 - 【請求項１４】前記フォトダイオードアレイが、それぞ
れ38個の素子を有しているものであることを特徴とする
第６請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマル
チチャンネル分光光度計。 - 【請求項１５】前記フォトダイオードアレイが、それぞ
れ38個の素子を有しているものであることを特徴とする
第７請求項に記載のデュアルビームフルスペクトルマル
チチャンネル分光光度計。
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| DE4410036B4 (de) * | 1994-03-23 | 2004-09-02 | Berthold Gmbh & Co. Kg | Zweistrahl-Polychromator |
| DE19543729B4 (de) * | 1995-11-23 | 2008-08-21 | Berthold Gmbh & Co. Kg | Spektrometer |
| US6904784B2 (en) * | 2001-02-27 | 2005-06-14 | Teledyne Isco, Inc. | Liquid chromatographic method and system |
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-
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