JP4688366B2 - 吸光度検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定波長におけるサンプルの吸光度を測定する吸光度検出器、特に発光部の光源としてＬＥＤを用い、ＬＥＤの光量変化を補正できる簡便な吸光度検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸光光度法は、多数の物質の定量法として公定法にも用いられ、汎用性の高い測定方法として様々な分野で使用されている。このような吸光光度法の測定を行うためには、測定すべきサンプルによる光の吸収を検出するための吸光度検出器が必要である。
【０００３】
吸光度検出器は、発光部及び受光部と、サンプルを入れるセル部とで構成され、発光部と受光部の測定光路上にセル部が設置されている。発光部は測定する波長によっても異なるが、可視光領域の波長を測定する場合にはタングステンランプやハロゲンランプが使用され、この光源の光を回析格子や分光フィルタにより分光して、一定波長の光をサンプルの入ったセル部に照射する。サンプルを透過した光は、フォトダイオードや光電子増倍管を用いた受光部で検出し、その光の透過率から吸光度が算出される。
【０００４】
また、ある特定の物質を測定するための簡易的な専用検出器の場合には、測定光の波長を変更する必要がないため、発光部として高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた吸光度検出器が利用されている。ただし、発光部にＬＥＤを用いた吸光度検出器においては、用いたＬＥＤ固有の波長しか使用できないため、複数の波長を用いて測定を行いたい場合には、波長の異なる複数のＬＥＤを設置する必要がある。即ち、複数のＬＥＤは発光波長が異なるものを使用し、それぞれ異なる成分の吸光度測定に使用する。
【０００５】
波長の異なる複数のＬＥＤを設置した従来の吸光度検出器の一例として、ＬＥＤを２個使用した吸光度検出器を図４に示す。この吸光度検出器のセル部はサンプル３を入れる測定容器２と、測定容器２を収納する挿入管１とで構成され、挿入管１にはその中心軸を通るように光路１ａと光路１ｂが設けてある。この挿入管１の同じ側に且つ長さ方向に沿って２個のＬＥＤ４ａ、４ｂが配置され、挿入管１の光路１ａを挟んで反対側にはＬＥＤ４ａと対をなすフォトダイオード５ａが、光路１ｂを挟んで反対側にはＬＥＤ４ｂと対をなすフォトダイオード５ｂがそれぞれ対向して設置されている。
【０００６】
発光部であるＬＥＤ４ａ、４ｂは、ＣＰＵ１２に接続した制御部１３によってＯＮ／ＯＦＦ及び発光量が制御される。受光部であるフォトダイオード５ａ、５ｂはアンプ部１４に接続され、アンプ部１４でフォトダイオード５ａ、５ｂの出力電流が電圧に変換される。この電気信号は更にＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換され、ＣＰＵ１２で演算されて表示部１６に測定結果が表示される。また、ＣＰＵ１２には、設定操作などのための操作キー１７及びデータなどの記憶のためのメモリ１８が接続されている。
【０００７】
この吸光度検出器を用いて吸光度の測定を行う場合、ＬＥＤ４ａの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ４ｂをＯＦＦにし、ＬＥＤ４ａのみをＯＮにして発光させる。ＬＥＤ４ａからの光は挿入管１の光路１ａを通り、測定容器２に入ったサンプル３を通過してフォトダイオード５ａに達する。フォトダイオード５ａで発生した電流はアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及びＣＰＵ１２で処理され、サンプル３の光透過率が計算され、更にランベルト−ベールの法則により透過率から吸光度に換算される。
【０００８】
同様にＬＥＤ４ｂの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ４ａをＯＦＦにし、ＬＥＤ４ｂのみを発光させる。ＬＥＤ４ｂからの光は挿入管１の光路１ｂを通り、測定容器２に入ったサンプル３を通過してフォトダイオード５ｂに達する。フォトダイオード５ｂで発生した電流は上記と同様に処理され、ＬＥＤ４ｂの発光波長でのサンプル３の光透過率が計算され、更に透過率から吸光度に換算される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、吸光度検出器の発光部に用いる光源の発光量は温度や時間経過などにより変動するため、吸光度の測定値に誤差を与える要因になっている。このような場合には、光源の光強度の変動を補正するため、サンプルの入ったセル部を透過した光の強度を測定すると同時に、サンプルを透過していない光源からの直接光を測定する方式か、又はサンプルの入ったセル部に２つの光路を設け、サンプルを透過した光と透過していない光の両方の光強度を測定する２光路方式が採用される場合が多い。
【００１０】
２光路方式の吸光度検出器の場合、光源からの光をハーフミラーなどによってサンプル用の光路と参照用の光路とに分ける方法が頻繁に用いられる。しかし、このような２光路方式は、構造が極めて複雑になるだけでなく、製造コストも非常に高くなるという欠点があった。特にＬＥＤを光源に用いた簡易的な吸光度検出器の場合には、このような２光路方式の吸光度検出器では簡便で安価であるというメリットが完全に失われてしまう。
【００１１】
このような事情から、従来のＬＥＤを光源に用いた簡易的な吸光度検出器においては、ＬＥＤの光強度の変動を補正するために、サンプルの入ったセル部を透過した光の強度を測定すると同時に、参照光としてサンプルを透過していない光源からの直接光を測定する方式が採用されている。具体的には、図４に示すように、直接光測定用のフォトダイオードとして、ＬＥＤ４ａに近接してフォトダイオード５ｃを、及びＬＥＤ４ｂに近接してフォトダイオード５ｄを設置し、例えばＬＥＤ４ａの発光波長の吸光度を測定する場合、ＬＥＤ４ａから光路１ａを通ってサンプル３を透過した透過光をフォトダイオード５ａで測定すると同時に、ＬＥＤ４ａからの直接光を別のフォトダイオード５ｃで参照光として測定することにより、ＬＥＤ４ａの光強度を補正している。
【００１２】
しかしながら、このようなＬＥＤを光源とする吸光度検出器では、異なる成分の吸光度測定に用いるため発光波長が異なる複数のＬＥＤを設置しているのが通常であるため、ＬＥＤ４ａ、４ｂとそれぞれ対をなして設置した透過光測定用の複数のフォトダイオード５ａ、５ｂとは別に、参照光測定用として更に複数のフォトダイオード５ｃ、５ｄをＬＥＤ４ａ、４ｂの近傍に設置しなければならず、フォトダイオードの数が増えて構造が複雑になり、また製造コストも増加するという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、異なる成分の吸光度測定に用いるため、発光部の光源として発光波長が異なる複数のＬＥＤを設置している吸光度検出器において、フォトダイオードの数を増やすことなく、複数のＬＥＤについて温度や時間経過などにより変動する光量変化を補正することができ、簡単な構造で且つ安価な吸光度検出器を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する吸光度検出器は、サンプルを入れるセル部と、ＬＥＤからなる発光部と、フォトダイオードからなる受光部とを備えた吸光度検出器において、セル部を挟んで互いに対向するＬＥＤとフォトダイオードを少なくとも２対備え、任意の対のＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向がこれに隣接する対との間で逆向きとなるように、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとをセル部の同じ側に近接して配置し、サンプルの吸光度を測定する際に任意の対のＬＥＤのみを発光させ、当該ＬＥＤと同じ対のフォトダイオードでサンプルを透過した光を受光して透過光強度を測定すると同時に、当該ＬＥＤに近接して配置された隣接する対のフォトダイオードでサンプルを透過していない当該ＬＥＤからの光を参照光として受光し、参照光強度を測定して当該ＬＥＤの光量変化を補正することを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の吸光度検出器においては、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとを、セル部の長さ方向に沿って又はセル部の円周方向に沿って交互に、近接して配置したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、セル部を挟んで互いに対向するＬＥＤとフォトダイオードの対を２対以上設置するとき、各対の配置を工夫して、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとをセル部の同じ側に近接して配置する。従って、任意の対とこれに隣接する対との間で、ＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向が互いに逆向きになっている。これにより、ＯＮ操作で発光しているＬＥＤからの直接光を、その発光しているＬＥＤとは別のＯＦＦ状態のＬＥＤと対をなすフォトダイオードで受光して、参照光としての光強度を測定するようにしたものである。
【００１８】
本発明の吸光度検出器の代表的な一具体例について、図１を参照して更に詳しく説明する。図４に示す従来の吸光度検出器では、複数のＬＥＤ４ａ、４ｂ及びこれと対をなす複数のフォトダイオード５ａ、５ｂ６は、それぞれ挿入管１の同じ側に長さ方向に沿って配置されている。これに対して、図１に示す本発明の吸光度検出器では、１対のＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａに対して、これに隣接する対のＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂを光の照射方向が逆向きになるように、即ちＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ｂ、及びＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ａを、それぞれ挿入管１の同じ側に且つ長さ方向に沿い近接して配置してある。
【００１９】
この吸光度検出器を用いて吸光度の測定を行う場合、ＬＥＤ６ａの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ６ｂはＯＦＦにして、ＬＥＤ６ａを発光させ、測定容器２に入ったサンプル３を通過した光は透過光としてフォトダイオード７ａで受光し、同時にＬＥＤ６ａの光は同じ側に近接して配置した別の対のフォトダイオード７ｂに主に直接光として到達し、サンプル３の吸収の影響を受けない参照光として測定される。同様に、ＬＥＤ６ｂの発光波長の吸光度を測定するときには、ＬＥＤ６ａをＯＦＦにし、ＬＥＤ６ｂの光のうちサンプル３を通過した透過光はフォトダイオード７ｂで受光すると同時に、ＬＥＤ６ｂからの直接光を同じ側に近接して設置した別の対のフォトダイオード７ａで受光する。
【００２０】
何れの場合も、サンプル３を通過した透過光は、発光したＬＥＤ６ａ又は６ｂとそれぞれ対をなすフォトダイオード７ａ又は７ｂで受光され、発生した電流はをアンプ部１４で電圧変換され、Ａ／Ｄ変換器１５を経て、ＣＰＵ１２により透過光強度が電圧値として測定される。一方、発光したＬＥＤ６ａ又は６ｂとは別の対をなすフォトダイオード７ｂ又は７ａ（対をなすＬＥＤ６ｂ又は６ａはＯＦＦ状態）により、サンプル３を通過していないＬＥＤ６ａ又は６ｂの直接光が受光され、その参照光強度を同様に測定することによって、上記透過光強度ないしは電圧値を適正に補正することができる。
【００２１】
このような構造を有する本発明の吸光度検出器によれば、発光しているＬＥＤ（例えばＬＥＤ６ａ）の参照光を測定するために、ＯＦＦ状態で発光していないＬＥＤ（例えばＬＥＤ６ｂ）と対をなすフォトダイオード（例えばフォトダイオード７ｂ）を利用することができる。即ち、ＬＥＤと対をなすフォトダイオードは、そのＬＥＤの透過光を受光するための本来の受光部として使用されるだけでなく、対をなすＬＥＤがＯＦＦ状態のときには、別の対の発光しているＬＥＤの参照光を受光するために利用される。
【００２２】
従って、本発明の吸光度検出器では、参照光を測定するためにフォトダイオードを増やす必要がなく、本来的にＬＥＤと対をなすべき数、即ちＬＥＤと同数のフォトダイオードだけで、サンプルの吸光度測定用としての機能と、ＬＥＤの参照光測定用としての機能とを併せ持つことができる。このため、簡単な構造で常にＬＥＤの参照光を測定することが可能になり、温度変動などによりＬＥＤの光量が変動しても、光量を適切に補正することが可能である。
【００２３】
尚、図１の具体例では２対のＬＥＤとフォトダイオードを備えた吸光度検出器について説明したが、ＬＥＤとフォトダイオードは同数であれば、３対又はそれ以上であってもよい。例えば４対のＬＥＤとフォトダイオードの場合、図２に示すように、ＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａの対と、ＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂの対と、ＬＥＤ６ｃとフォトダイオード７ｃの対と、ＬＥＤ６ｄとフォトダイオード７ｄの対とを、ＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向が任意の対とこれに隣接する対との間で互いに逆向きとなるように、即ち挿入管１を挟んでＬＥＤ６ａ、６ｃとフォトダイオード７ｂ、７ｄが同じ側に、またＬＥＤ６ｂ、６ｄとフォトダイオード７ａ、７ｃが同じ側になるように、それぞれ挿入管１の長さ方向に沿って、ＬＥＤとフォトダイオードを近接して交互に配置すればよい。
【００２４】
また、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとは、図１及び図２に示すように挿入管１の長さ方向に沿って交互に配置する以外に、挿入管１の円周方向に沿って交互に近接して配置することもできる。例えば、図３に示すように、ＬＥＤ８ａとフォトダイオード９ｂを挿入管１の同じ側に、またＬＥＤ８ｂとフォトダイオード９ａとを同じ側に、それぞれ挿入管１の円周方向に沿い近接して交互に配置すればよい。このように挿入管１の円周方向に沿って複数のＬＥＤ８ａ、８ｂとフォトダイオード９ａ、９ｂを配置すれば、光路１１ａ、１１ｂをほぼ同一水平面上に集中できるので、複数のＬＥＤとフォトダイオードを挿入管の長さ方向に沿って配置した場合に比べてサンプル量が少なくて済み、装置全体の更なるコンパクト化が可能である。
【００２５】
【実施例】
亜硝酸測定用の発光波長５５５ｎｍのＬＥＤと、アンモニア測定用の６６０ｎｍのＬＥＤとを備えた吸光度検出器について、図１に基づいて詳しく説明する。サンプル３の入った測定容器２を入れる挿入管１を横方向に貫通して、光路１ａと光路１ｂが挿入管１の長さ方向に近接して設けてある。挿入管１を挟んで、光路１ａの両側には５５５ｎｍのピーク発光波長を有するＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａが、及び光路１ｂの両側には６６０ｎｍのピーク発光波長を有するＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂが、それぞれ光の照射方向が逆向きになるように設置されている。即ち、ＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ｂ、及びＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ａとは、それぞれ挿入管１の同じ側に、その長さ方向に沿い近接して配置されている。
【００２６】
ＬＥＤ６ａ、６ｂはＣＰＵ１２に接続された制御部１３により、ＯＮ／ＯＦＦ及び発光量が制御される。フォトダイオード７ａ、７ｂはアンプ部１４に接続されており、フォトダイオード７ａ、７ｂの出力電流はアンプ部１４で電圧に変換され、更にＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換されてＣＰＵ１２に送られる。ＣＰＵ１２には、測定結果を表示するための表示部１６、設定などのための操作キー１７、及びデータなどの記憶のためのメモリ１８が接続されている。
【００２７】
この吸光度検出器による測定操作を説明する。亜硝酸は下記の操作により測定する。最初に、参照用のサンプル３として測定容器２に純水を入れ、この測定容器２を挿入路１にセットする。続いて、ＬＥＤ６ｂはＯＦＦにした状態で、制御部１３によりＬＥＤ６ａに電流を流し、５５５ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ａの光は光路１ａを通って測定容器２のサンプル３を通過し、更に光路１ａを経てフォトダイオード７ａに到達する。この透過光を受光したフォトダイオード７ａで発生した電流は、アンプ部１４により電圧変換され及びＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換され、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＳとして測定される。同時に、ＬＥＤ６ａの光は直接又は挿入管１の壁面で反射し、ＬＥＤ６ａに近接して設置されたフォトダイオード７ｂに参照光として到達する。このとき、フォトダイオード７ｂで発生した電流が同様にアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５を通って変換され、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＲとして測定する。
【００２８】
次に、亜硝酸サンプルの測定を、例えばナフチルエチレンジアミン吸光光度法により行う。混合用の試験管に亜硝酸を含んだサンプル１０ｍｌを入れ、１０ｇ／ｌのスルファニルアミド塩酸溶液を１ｍｌ添加して良く振り混ぜ、５分間放置した後、１ｇ／ｌの二塩化Ｎ−１−ナフチルエチレンジアンモニウム溶液１ｍｌを加えて振り混ぜ、更に約２０分間放置する。この溶液の一部をサンプル３として測定容器２に移し、挿入管１にセットする。続いて、上記参照用サンプルの場合と同様に、ＬＥＤ６ｂをＯＦＦにして、ＬＥＤ６ａから５５５ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ａのサンプル３を通過した透過光をフォトダイオード７ａで受光し、同様の処理により電圧値ＳＳを測定する。同時に、ＬＥＤ６ａからフォトダイオード７ｂに直接到達した光を参照光として受光し、同様に処理して電圧値ＳＲを測定する。
【００２９】
上記の操作において、純水を測定した時の電圧値ＲＳを透過率１として、亜硝酸サンプルの透過率を下記数式１により算出する。更に、求めた亜硝酸サンプルの透過率から、ランベルト−ベールの法則に従って、下記数式２により亜硝酸サンプルの吸光度を計算することができる。
【００３０】
【数１】
亜硝酸サンプルの透過率＝電圧値ＳＳ／電圧値ＲＳ×電圧値ＳＲ／電圧値ＲＲ
【００３１】
【数２】
亜硝酸サンプルの吸光度＝−ｌｏｇ(亜硝酸サンプルの透過率)
【００３２】
上記数式１において、電圧値ＳＲ／電圧値ＲＲはＬＥＤ６ａの光量変化を補正するためのものであり、この補正を行わない場合には吸光度測定値に誤差が生じる。実際に、純水の透過光の電圧値ＲＳが１０００ｍＶで、亜硝酸サンプルの透過光の電圧値ＳＳが５００ｍＶであった場合、亜硝酸サンプルの吸光度は０.３０１になり、ＬＥＤの光量が変化しなければ正確な吸光度の測定が可能である。しかし、純水測定時のＬＥＤの光量に比べ亜硝酸測定時の光量が１０％低下したときには、電圧値ＳＳは４５０ｍＶになるため、吸光度は０.３４７となって１０％以上の誤差が生じる結果となる。
【００３３】
一方、上記と同じ条件でフォトダイオード７ａにより透過光を測定すると同時に、フォトダイオード７ｂによりＬＥＤ６ａの光量を直接光として測定した場合には、参照用の純水を通過した光の電圧値ＲＲを１０００ｍＶとすると、ＬＥＤの光量が１０％低下した時の亜硝酸サンプルの電圧値ＳＲは９００ｍＶとして検出され、数式１から透過率は０.５と計算される結果、亜硝酸サンプルの吸光度は０.３０１になり、光量が変化しても誤差は発生しない。このように、２対のＬＥＤとフォトダイオードを用いて透過光と参照光の測定を行えば、温度や時間変化などによるＬＥＤ光量の変化を無視することができる。
【００３４】
具体的に、上記した図１の本発明による吸光度検出器を用いて、ＬＥＤの光量補正を行ないながら、測定時の環境温度を０℃、２５℃、４０℃に変化させて、３種類の濃度の亜硝酸サンプルについて吸光度をナフチルエチレンジアミン吸光光度法により測定した。比較のために、図４に示す従来の吸光度検出器を用い、ＬＥＤの光量補正を行わずに（フォトダイオード５ｃ、５ｄを設置せず）、亜硝酸サンプルの吸光度を測定した。得られた結果を下記表１に示す。この結果から分かるように、従来例の吸光度検出器では環境温度の変化によりＬＥＤ発光量が変動するため、吸光度測定値が大きく変動しているのに対して、本発明例の吸光度検出器では環境温度が変化しても吸光度測定値の変化が極めて少ない。
【００３５】
【表１】
【００３６】
また、アンモニアについては、同様に下記の操作により測定する。参照用のサンプル３として測定容器２に純水を入れ、挿入路１に測定容器２をセットする。続いて、ＬＥＤ６ａをＯＦＦにした状態で、ＬＥＤ６ｂをＯＮにして６６０ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ｂの光は光路１ｂを通って測定容器２のサンプル３を通過し、フォトダイオード７ｂに到達する。この透過光を受光したフォトダイオード７ｂで発生した電流をアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５で変換し、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＳとして測定する。同時にＬＥＤ６ｂの光は直接又は挿入管１の壁面で反射して、ＬＥＤ６ｂに近接して設置されたフォトダイオード７ａに到達し、この参照光を受光したフォトダイオード７ａで発生した電流を同様に処理して、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＲとして測定する。
【００３７】
次に、アンモニアサンプルの測定を、例えばインドフェノール青吸光光度法により行う。５０ｍｌのメスフラスコにアンモニウムイオンを含んだサンプル２５ｍｌを入れ、ナトリウムフェノキシド溶液１０ｍｌを添加して良く振り混ぜ、次亜鉛素酸ナトリウム溶液（有効塩素１０ｇ／ｌ）５ｍｌを加え、水を標線まで加えた後、栓をして振り混ぜ、約３０分間放置する。この溶液の一部をサンプル３として測定容器２に移し、挿入管１にセットする。続いて、上記と同様にＬＥＤ６ａをＯＦＦにした状態で、ＬＥＤ６ｂをＯＮにして６６０ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ｂの光は光路１ｂを通って測定容器２のサンプル３を通過し、フォトダイオード７ｂで受光され、フォトダイオード７ｂで発生した電流をアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５で変換して、ＣＰＵ１２により電圧値ＳＳとして測定する。同時にＬＥＤ６ｂからの直接光をフォトダイオード７ａで受光し、同様に処理してＣＰＵ１２により電圧値ＳＲとして測定する。
【００３８】
アンモニアサンプルの透過率及び吸光度の計算は亜硝酸サンプルの場合と同様であり、光量補正を行わない場合の誤差の発生、及びフォトダイオード７ａでのＬＥＤ６ｂからの直接光の測定による光量補正も同様である。
【００３９】
具体的に、上記した図１の本発明による吸光度検出器を用いて、ＬＥＤの光量補正を行ないながら、測定時の環境温度を０℃、２５℃、４０℃に変化させて、３種類の濃度のアンモニアサンプルにおいて吸光度をインドフェノール青吸光光度法により測定した。比較のために、図４に示す従来の吸光度検出器を用い、ＬＥＤの光量補正を行わずに（フォトダイオード５ｃ、５ｄを設置せず）、アンモニアサンプルの吸光度を測定した。得られた結果を下記表２に示す。従来例の吸光度検出器では温度の影響が顕著であるのに対して、本発明例の吸光度検出器ではＬＥＤの光量補正により、環境温度の影響が極めて少ないことが分かる。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、光源に２個以上のＬＥＤを用いた吸光度検出器において、光源の各ＬＥＤと対をなすフォトダイオード以外にフォトダイオードの数を増やす必要がなく、簡単な構造で常にＬＥＤの参照光を測定することができ、温度変動や時間経過などによりＬＥＤの光量が変動しても、その光量変化を補正することにより精度良い吸光度の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸光度検出器の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】図１の吸光度検出器の変形例を示す概略の断面図である。
【図３】本発明の吸光度検出器の他の具体例を示す概略の断面図である。
【図４】従来の吸光度検出器を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
１ 挿入管
２ 測定容器
３ サンプル
４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、８ａ、８ｂ ＬＥＤ
５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、９ａ、９ｂ フォトダイオード
１２ ＣＰＵ
１３ 制御部
１４ アンプ部
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ 表示部
１７ 操作キー
１８ メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定波長におけるサンプルの吸光度を測定する吸光度検出器、特に発光部の光源としてＬＥＤを用い、ＬＥＤの光量変化を補正できる簡便な吸光度検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
吸光光度法は、多数の物質の定量法として公定法にも用いられ、汎用性の高い測定方法として様々な分野で使用されている。このような吸光光度法の測定を行うためには、測定すべきサンプルによる光の吸収を検出するための吸光度検出器が必要である。
【０００３】
吸光度検出器は、発光部及び受光部と、サンプルを入れるセル部とで構成され、発光部と受光部の測定光路上にセル部が設置されている。発光部は測定する波長によっても異なるが、可視光領域の波長を測定する場合にはタングステンランプやハロゲンランプが使用され、この光源の光を回析格子や分光フィルタにより分光して、一定波長の光をサンプルの入ったセル部に照射する。サンプルを透過した光は、フォトダイオードや光電子増倍管を用いた受光部で検出し、その光の透過率から吸光度が算出される。
【０００４】
また、ある特定の物質を測定するための簡易的な専用検出器の場合には、測定光の波長を変更する必要がないため、発光部として高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた吸光度検出器が利用されている。ただし、発光部にＬＥＤを用いた吸光度検出器においては、用いたＬＥＤ固有の波長しか使用できないため、複数の波長を用いて測定を行いたい場合には、波長の異なる複数のＬＥＤを設置する必要がある。即ち、複数のＬＥＤは発光波長が異なるものを使用し、それぞれ異なる成分の吸光度測定に使用する。
【０００５】
波長の異なる複数のＬＥＤを設置した従来の吸光度検出器の一例として、ＬＥＤを２個使用した吸光度検出器を図４に示す。この吸光度検出器のセル部はサンプル３を入れる測定容器２と、測定容器２を収納する挿入管１とで構成され、挿入管１にはその中心軸を通るように光路１ａと光路１ｂが設けてある。この挿入管１の同じ側に且つ長さ方向に沿って２個のＬＥＤ４ａ、４ｂが配置され、挿入管１の光路１ａを挟んで反対側にはＬＥＤ４ａと対をなすフォトダイオード５ａが、光路１ｂを挟んで反対側にはＬＥＤ４ｂと対をなすフォトダイオード５ｂがそれぞれ対向して設置されている。
【０００６】
発光部であるＬＥＤ４ａ、４ｂは、ＣＰＵ１２に接続した制御部１３によってＯＮ／ＯＦＦ及び発光量が制御される。受光部であるフォトダイオード５ａ、５ｂはアンプ部１４に接続され、アンプ部１４でフォトダイオード５ａ、５ｂの出力電流が電圧に変換される。この電気信号は更にＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換され、ＣＰＵ１２で演算されて表示部１６に測定結果が表示される。また、ＣＰＵ１２には、設定操作などのための操作キー１７及びデータなどの記憶のためのメモリ１８が接続されている。
【０００７】
この吸光度検出器を用いて吸光度の測定を行う場合、ＬＥＤ４ａの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ４ｂをＯＦＦにし、ＬＥＤ４ａのみをＯＮにして発光させる。ＬＥＤ４ａからの光は挿入管１の光路１ａを通り、測定容器２に入ったサンプル３を通過してフォトダイオード５ａに達する。フォトダイオード５ａで発生した電流はアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５、及びＣＰＵ１２で処理され、サンプル３の光透過率が計算され、更にランベルト−ベールの法則により透過率から吸光度に換算される。
【０００８】
同様にＬＥＤ４ｂの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ４ａをＯＦＦにし、ＬＥＤ４ｂのみを発光させる。ＬＥＤ４ｂからの光は挿入管１の光路１ｂを通り、測定容器２に入ったサンプル３を通過してフォトダイオード５ｂに達する。フォトダイオード５ｂで発生した電流は上記と同様に処理され、ＬＥＤ４ｂの発光波長でのサンプル３の光透過率が計算され、更に透過率から吸光度に換算される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、吸光度検出器の発光部に用いる光源の発光量は温度や時間経過などにより変動するため、吸光度の測定値に誤差を与える要因になっている。このような場合には、光源の光強度の変動を補正するため、サンプルの入ったセル部を透過した光の強度を測定すると同時に、サンプルを透過していない光源からの直接光を測定する方式か、又はサンプルの入ったセル部に２つの光路を設け、サンプルを透過した光と透過していない光の両方の光強度を測定する２光路方式が採用される場合が多い。
【００１０】
２光路方式の吸光度検出器の場合、光源からの光をハーフミラーなどによってサンプル用の光路と参照用の光路とに分ける方法が頻繁に用いられる。しかし、このような２光路方式は、構造が極めて複雑になるだけでなく、製造コストも非常に高くなるという欠点があった。特にＬＥＤを光源に用いた簡易的な吸光度検出器の場合には、このような２光路方式の吸光度検出器では簡便で安価であるというメリットが完全に失われてしまう。
【００１１】
このような事情から、従来のＬＥＤを光源に用いた簡易的な吸光度検出器においては、ＬＥＤの光強度の変動を補正するために、サンプルの入ったセル部を透過した光の強度を測定すると同時に、参照光としてサンプルを透過していない光源からの直接光を測定する方式が採用されている。具体的には、図４に示すように、直接光測定用のフォトダイオードとして、ＬＥＤ４ａに近接してフォトダイオード５ｃを、及びＬＥＤ４ｂに近接してフォトダイオード５ｄを設置し、例えばＬＥＤ４ａの発光波長の吸光度を測定する場合、ＬＥＤ４ａから光路１ａを通ってサンプル３を透過した透過光をフォトダイオード５ａで測定すると同時に、ＬＥＤ４ａからの直接光を別のフォトダイオード５ｃで参照光として測定することにより、ＬＥＤ４ａの光強度を補正している。
【００１２】
しかしながら、このようなＬＥＤを光源とする吸光度検出器では、異なる成分の吸光度測定に用いるため発光波長が異なる複数のＬＥＤを設置しているのが通常であるため、ＬＥＤ４ａ、４ｂとそれぞれ対をなして設置した透過光測定用の複数のフォトダイオード５ａ、５ｂとは別に、参照光測定用として更に複数のフォトダイオード５ｃ、５ｄをＬＥＤ４ａ、４ｂの近傍に設置しなければならず、フォトダイオードの数が増えて構造が複雑になり、また製造コストも増加するという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、異なる成分の吸光度測定に用いるため、発光部の光源として発光波長が異なる複数のＬＥＤを設置している吸光度検出器において、フォトダイオードの数を増やすことなく、複数のＬＥＤについて温度や時間経過などにより変動する光量変化を補正することができ、簡単な構造で且つ安価な吸光度検出器を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する吸光度検出器は、サンプルを入れるセル部と、ＬＥＤからなる発光部と、フォトダイオードからなる受光部とを備えた吸光度検出器において、セル部を挟んで互いに対向するＬＥＤとフォトダイオードを少なくとも２対備え、任意の対のＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向がこれに隣接する対との間で逆向きとなるように、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとをセル部の同じ側に近接して配置し、サンプルの吸光度を測定する際に任意の対のＬＥＤのみを発光させ、当該ＬＥＤと同じ対のフォトダイオードでサンプルを透過した光を受光して透過光強度を測定すると同時に、当該ＬＥＤに近接して配置された隣接する対のフォトダイオードでサンプルを透過していない当該ＬＥＤからの光を参照光として受光し、参照光強度を測定して当該ＬＥＤの光量変化を補正することを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の吸光度検出器においては、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとを、セル部の長さ方向に沿って又はセル部の円周方向に沿って交互に、近接して配置したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、セル部を挟んで互いに対向するＬＥＤとフォトダイオードの対を２対以上設置するとき、各対の配置を工夫して、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとをセル部の同じ側に近接して配置する。従って、任意の対とこれに隣接する対との間で、ＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向が互いに逆向きになっている。これにより、ＯＮ操作で発光しているＬＥＤからの直接光を、その発光しているＬＥＤとは別のＯＦＦ状態のＬＥＤと対をなすフォトダイオードで受光して、参照光としての光強度を測定するようにしたものである。
【００１８】
本発明の吸光度検出器の代表的な一具体例について、図１を参照して更に詳しく説明する。図４に示す従来の吸光度検出器では、複数のＬＥＤ４ａ、４ｂ及びこれと対をなす複数のフォトダイオード５ａ、５ｂ６は、それぞれ挿入管１の同じ側に長さ方向に沿って配置されている。これに対して、図１に示す本発明の吸光度検出器では、１対のＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａに対して、これに隣接する対のＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂを光の照射方向が逆向きになるように、即ちＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ｂ、及びＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ａを、それぞれ挿入管１の同じ側に且つ長さ方向に沿い近接して配置してある。
【００１９】
この吸光度検出器を用いて吸光度の測定を行う場合、ＬＥＤ６ａの発光波長の吸光度を測定するときは、ＬＥＤ６ｂはＯＦＦにして、ＬＥＤ６ａを発光させ、測定容器２に入ったサンプル３を通過した光は透過光としてフォトダイオード７ａで受光し、同時にＬＥＤ６ａの光は同じ側に近接して配置した別の対のフォトダイオード７ｂに主に直接光として到達し、サンプル３の吸収の影響を受けない参照光として測定される。同様に、ＬＥＤ６ｂの発光波長の吸光度を測定するときには、ＬＥＤ６ａをＯＦＦにし、ＬＥＤ６ｂの光のうちサンプル３を通過した透過光はフォトダイオード７ｂで受光すると同時に、ＬＥＤ６ｂからの直接光を同じ側に近接して設置した別の対のフォトダイオード７ａで受光する。
【００２０】
何れの場合も、サンプル３を通過した透過光は、発光したＬＥＤ６ａ又は６ｂとそれぞれ対をなすフォトダイオード７ａ又は７ｂで受光され、発生した電流はをアンプ部１４で電圧変換され、Ａ／Ｄ変換器１５を経て、ＣＰＵ１２により透過光強度が電圧値として測定される。一方、発光したＬＥＤ６ａ又は６ｂとは別の対をなすフォトダイオード７ｂ又は７ａ（対をなすＬＥＤ６ｂ又は６ａはＯＦＦ状態）により、サンプル３を通過していないＬＥＤ６ａ又は６ｂの直接光が受光され、その参照光強度を同様に測定することによって、上記透過光強度ないしは電圧値を適正に補正することができる。
【００２１】
このような構造を有する本発明の吸光度検出器によれば、発光しているＬＥＤ（例えばＬＥＤ６ａ）の参照光を測定するために、ＯＦＦ状態で発光していないＬＥＤ（例えばＬＥＤ６ｂ）と対をなすフォトダイオード（例えばフォトダイオード７ｂ）を利用することができる。即ち、ＬＥＤと対をなすフォトダイオードは、そのＬＥＤの透過光を受光するための本来の受光部として使用されるだけでなく、対をなすＬＥＤがＯＦＦ状態のときには、別の対の発光しているＬＥＤの参照光を受光するために利用される。
【００２２】
従って、本発明の吸光度検出器では、参照光を測定するためにフォトダイオードを増やす必要がなく、本来的にＬＥＤと対をなすべき数、即ちＬＥＤと同数のフォトダイオードだけで、サンプルの吸光度測定用としての機能と、ＬＥＤの参照光測定用としての機能とを併せ持つことができる。このため、簡単な構造で常にＬＥＤの参照光を測定することが可能になり、温度変動などによりＬＥＤの光量が変動しても、光量を適切に補正することが可能である。
【００２３】
尚、図１の具体例では２対のＬＥＤとフォトダイオードを備えた吸光度検出器について説明したが、ＬＥＤとフォトダイオードは同数であれば、３対又はそれ以上であってもよい。例えば４対のＬＥＤとフォトダイオードの場合、図２に示すように、ＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａの対と、ＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂの対と、ＬＥＤ６ｃとフォトダイオード７ｃの対と、ＬＥＤ６ｄとフォトダイオード７ｄの対とを、ＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向が任意の対とこれに隣接する対との間で互いに逆向きとなるように、即ち挿入管１を挟んでＬＥＤ６ａ、６ｃとフォトダイオード７ｂ、７ｄが同じ側に、またＬＥＤ６ｂ、６ｄとフォトダイオード７ａ、７ｃが同じ側になるように、それぞれ挿入管１の長さ方向に沿って、ＬＥＤとフォトダイオードを近接して交互に配置すればよい。
【００２４】
また、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとは、図１及び図２に示すように挿入管１の長さ方向に沿って交互に配置する以外に、挿入管１の円周方向に沿って交互に近接して配置することもできる。例えば、図３に示すように、ＬＥＤ８ａとフォトダイオード９ｂを挿入管１の同じ側に、またＬＥＤ８ｂとフォトダイオード９ａとを同じ側に、それぞれ挿入管１の円周方向に沿い近接して交互に配置すればよい。このように挿入管１の円周方向に沿って複数のＬＥＤ８ａ、８ｂとフォトダイオード９ａ、９ｂを配置すれば、光路１１ａ、１１ｂをほぼ同一水平面上に集中できるので、複数のＬＥＤとフォトダイオードを挿入管の長さ方向に沿って配置した場合に比べてサンプル量が少なくて済み、装置全体の更なるコンパクト化が可能である。
【００２５】
【実施例】
亜硝酸測定用の発光波長５５５ｎｍのＬＥＤと、アンモニア測定用の６６０ｎｍのＬＥＤとを備えた吸光度検出器について、図１に基づいて詳しく説明する。サンプル３の入った測定容器２を入れる挿入管１を横方向に貫通して、光路１ａと光路１ｂが挿入管１の長さ方向に近接して設けてある。挿入管１を挟んで、光路１ａの両側には５５５ｎｍのピーク発光波長を有するＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ａが、及び光路１ｂの両側には６６０ｎｍのピーク発光波長を有するＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ｂが、それぞれ光の照射方向が逆向きになるように設置されている。即ち、ＬＥＤ６ａとフォトダイオード７ｂ、及びＬＥＤ６ｂとフォトダイオード７ａとは、それぞれ挿入管１の同じ側に、その長さ方向に沿い近接して配置されている。
【００２６】
ＬＥＤ６ａ、６ｂはＣＰＵ１２に接続された制御部１３により、ＯＮ／ＯＦＦ及び発光量が制御される。フォトダイオード７ａ、７ｂはアンプ部１４に接続されており、フォトダイオード７ａ、７ｂの出力電流はアンプ部１４で電圧に変換され、更にＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換されてＣＰＵ１２に送られる。ＣＰＵ１２には、測定結果を表示するための表示部１６、設定などのための操作キー１７、及びデータなどの記憶のためのメモリ１８が接続されている。
【００２７】
この吸光度検出器による測定操作を説明する。亜硝酸は下記の操作により測定する。最初に、参照用のサンプル３として測定容器２に純水を入れ、この測定容器２を挿入路１にセットする。続いて、ＬＥＤ６ｂはＯＦＦにした状態で、制御部１３によりＬＥＤ６ａに電流を流し、５５５ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ａの光は光路１ａを通って測定容器２のサンプル３を通過し、更に光路１ａを経てフォトダイオード７ａに到達する。この透過光を受光したフォトダイオード７ａで発生した電流は、アンプ部１４により電圧変換され及びＡ／Ｄ変換器１５でデジタル変換され、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＳとして測定される。同時に、ＬＥＤ６ａの光は直接又は挿入管１の壁面で反射し、ＬＥＤ６ａに近接して設置されたフォトダイオード７ｂに参照光として到達する。このとき、フォトダイオード７ｂで発生した電流が同様にアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５を通って変換され、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＲとして測定する。
【００２８】
次に、亜硝酸サンプルの測定を、例えばナフチルエチレンジアミン吸光光度法により行う。混合用の試験管に亜硝酸を含んだサンプル１０ｍｌを入れ、１０ｇ／ｌのスルファニルアミド塩酸溶液を１ｍｌ添加して良く振り混ぜ、５分間放置した後、１ｇ／ｌの二塩化Ｎ−１−ナフチルエチレンジアンモニウム溶液１ｍｌを加えて振り混ぜ、更に約２０分間放置する。この溶液の一部をサンプル３として測定容器２に移し、挿入管１にセットする。続いて、上記参照用サンプルの場合と同様に、ＬＥＤ６ｂをＯＦＦにして、ＬＥＤ６ａから５５５ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ａのサンプル３を通過した透過光をフォトダイオード７ａで受光し、同様の処理により電圧値ＳＳを測定する。同時に、ＬＥＤ６ａからフォトダイオード７ｂに直接到達した光を参照光として受光し、同様に処理して電圧値ＳＲを測定する。
【００２９】
上記の操作において、純水を測定した時の電圧値ＲＳを透過率１として、亜硝酸サンプルの透過率を下記数式１により算出する。更に、求めた亜硝酸サンプルの透過率から、ランベルト−ベールの法則に従って、下記数式２により亜硝酸サンプルの吸光度を計算することができる。
【００３０】
【数１】
亜硝酸サンプルの透過率＝電圧値ＳＳ／電圧値ＲＳ×電圧値ＳＲ／電圧値ＲＲ
【００３１】
【数２】
亜硝酸サンプルの吸光度＝−ｌｏｇ(亜硝酸サンプルの透過率)
【００３２】
上記数式１において、電圧値ＳＲ／電圧値ＲＲはＬＥＤ６ａの光量変化を補正するためのものであり、この補正を行わない場合には吸光度測定値に誤差が生じる。実際に、純水の透過光の電圧値ＲＳが１０００ｍＶで、亜硝酸サンプルの透過光の電圧値ＳＳが５００ｍＶであった場合、亜硝酸サンプルの吸光度は０.３０１になり、ＬＥＤの光量が変化しなければ正確な吸光度の測定が可能である。しかし、純水測定時のＬＥＤの光量に比べ亜硝酸測定時の光量が１０％低下したときには、電圧値ＳＳは４５０ｍＶになるため、吸光度は０.３４７となって１０％以上の誤差が生じる結果となる。
【００３３】
一方、上記と同じ条件でフォトダイオード７ａにより透過光を測定すると同時に、フォトダイオード７ｂによりＬＥＤ６ａの光量を直接光として測定した場合には、参照用の純水を通過した光の電圧値ＲＲを１０００ｍＶとすると、ＬＥＤの光量が１０％低下した時の亜硝酸サンプルの電圧値ＳＲは９００ｍＶとして検出され、数式１から透過率は０.５と計算される結果、亜硝酸サンプルの吸光度は０.３０１になり、光量が変化しても誤差は発生しない。このように、２対のＬＥＤとフォトダイオードを用いて透過光と参照光の測定を行えば、温度や時間変化などによるＬＥＤ光量の変化を無視することができる。
【００３４】
具体的に、上記した図１の本発明による吸光度検出器を用いて、ＬＥＤの光量補正を行ないながら、測定時の環境温度を０℃、２５℃、４０℃に変化させて、３種類の濃度の亜硝酸サンプルについて吸光度をナフチルエチレンジアミン吸光光度法により測定した。比較のために、図４に示す従来の吸光度検出器を用い、ＬＥＤの光量補正を行わずに（フォトダイオード５ｃ、５ｄを設置せず）、亜硝酸サンプルの吸光度を測定した。得られた結果を下記表１に示す。この結果から分かるように、従来例の吸光度検出器では環境温度の変化によりＬＥＤ発光量が変動するため、吸光度測定値が大きく変動しているのに対して、本発明例の吸光度検出器では環境温度が変化しても吸光度測定値の変化が極めて少ない。
【００３５】
【表１】
また、アンモニアについては、同様に下記の操作により測定する。参照用のサンプル３として測定容器２に純水を入れ、挿入路１に測定容器２をセットする。続いて、ＬＥＤ６ａをＯＦＦにした状態で、ＬＥＤ６ｂをＯＮにして６６０ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ｂの光は光路１ｂを通って測定容器２のサンプル３を通過し、フォトダイオード７ｂに到達する。この透過光を受光したフォトダイオード７ｂで発生した電流をアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５で変換し、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＳとして測定する。同時にＬＥＤ６ｂの光は直接又は挿入管１の壁面で反射して、ＬＥＤ６ｂに近接して設置されたフォトダイオード７ａに到達し、この参照光を受光したフォトダイオード７ａで発生した電流を同様に処理して、ＣＰＵ１２により電圧値ＲＲとして測定する。
【００３７】
次に、アンモニアサンプルの測定を、例えばインドフェノール青吸光光度法により行う。５０ｍｌのメスフラスコにアンモニウムイオンを含んだサンプル２５ｍｌを入れ、ナトリウムフェノキシド溶液１０ｍｌを添加して良く振り混ぜ、次亜鉛素酸ナトリウム溶液（有効塩素１０ｇ／ｌ）５ｍｌを加え、水を標線まで加えた後、栓をして振り混ぜ、約３０分間放置する。この溶液の一部をサンプル３として測定容器２に移し、挿入管１にセットする。続いて、上記と同様にＬＥＤ６ａをＯＦＦにした状態で、ＬＥＤ６ｂをＯＮにして６６０ｎｍの光を発光させる。ＬＥＤ６ｂの光は光路１ｂを通って測定容器２のサンプル３を通過し、フォトダイオード７ｂで受光され、フォトダイオード７ｂで発生した電流をアンプ部１４、Ａ／Ｄ変換器１５で変換して、ＣＰＵ１２により電圧値ＳＳとして測定する。同時にＬＥＤ６ｂからの直接光をフォトダイオード７ａで受光し、同様に処理してＣＰＵ１２により電圧値ＳＲとして測定する。
【００３８】
アンモニアサンプルの透過率及び吸光度の計算は亜硝酸サンプルの場合と同様であり、光量補正を行わない場合の誤差の発生、及びフォトダイオード７ａでのＬＥＤ６ｂからの直接光の測定による光量補正も同様である。
【００３９】
具体的に、上記した図１の本発明による吸光度検出器を用いて、ＬＥＤの光量補正を行ないながら、測定時の環境温度を０℃、２５℃、４０℃に変化させて、３種類の濃度のアンモニアサンプルにおいて吸光度をインドフェノール青吸光光度法により測定した。比較のために、図４に示す従来の吸光度検出器を用い、ＬＥＤの光量補正を行わずに（フォトダイオード５ｃ、５ｄを設置せず）、アンモニアサンプルの吸光度を測定した。得られた結果を下記表２に示す。従来例の吸光度検出器では温度の影響が顕著であるのに対して、本発明例の吸光度検出器ではＬＥＤの光量補正により、環境温度の影響が極めて少ないことが分かる。
【００４０】
【表２】
【発明の効果】
本発明によれば、光源に２個以上のＬＥＤを用いた吸光度検出器において、光源の各ＬＥＤと対をなすフォトダイオード以外にフォトダイオードの数を増やす必要がなく、簡単な構造で常にＬＥＤの参照光を測定することができ、温度変動や時間経過などによりＬＥＤの光量が変動しても、その光量変化を補正することにより精度良い吸光度の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸光度検出器の一具体例を示す概略の断面図である。
【図２】図１の吸光度検出器の変形例を示す概略の断面図である。
【図３】本発明の吸光度検出器の他の具体例を示す概略の断面図である。
【図４】従来の吸光度検出器を示す概略の断面図である。
【符号の説明】
１ 挿入管
２ 測定容器
３ サンプル
４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、８ａ、８ｂ ＬＥＤ
５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、９ａ、９ｂ フォトダイオード
１２ ＣＰＵ
１３ 制御部
１４ アンプ部
１５ Ａ／Ｄ変換器
１６ 表示部
１７ 操作キー
１８ メモリ
Claims (2)
- サンプルを入れるセル部と、ＬＥＤからなる発光部と、フォトダイオードからなる受光部とを備えた吸光度検出器において、セル部を挟んで互いに対向するＬＥＤとフォトダイオードを少なくとも２対備え、任意の対のＬＥＤからフォトダイオードへの光の照射方向がこれに隣接する対との間で逆向きとなるように、任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとをセル部の同じ側に近接して配置し、サンプルの吸光度を測定する際に任意の対のＬＥＤのみを発光させ、当該ＬＥＤと同じ対のフォトダイオードでサンプルを透過した光を受光して透過光強度を測定すると同時に、当該ＬＥＤに近接して配置された隣接する対のフォトダイオードでサンプルを透過していない当該ＬＥＤからの光を参照光として受光し、参照光強度を測定して当該ＬＥＤの光量変化を補正することを特徴とする吸光度検出器。
- 任意の対のＬＥＤとこれに隣接する対のフォトダイオードとを、セル部の長さ方向に沿って又はセル部の円周方向に沿って交互に、近接して配置したことを特徴とする、請求項１に記載の吸光度検出器。
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