JP4964647B2 - 蛍光検出装置 - Google Patents
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Description
又、従来のオンカラム方式では、励起光をフローセルの長軸方向に垂直に照射するため、光路長がフローセルの内径となってしまうため、光路長が短く、発せられる蛍光量も少なくなってしまう。蛍光量の減少は検出感度の低下を示し、微量分析が困難となる。
更に、キャピラリーの内径に励起光を集光するためには、高集光能力のある対物レンズを使用する必要がある。このようなレンズは一般的に高価であり、装置自体の価格も高価になってしまう。
さらに、対物レンズの代わりに集光能力の高いボールレンズを使用することで、対物レンズに比べ調整の精度が緩やかで、安価な装置系の構成が提案されている。
しかし、カラム径の微細化によるダウンサイジングに於いて、カラム・フローセル部間の配管の体積がデットボリュームとなり、分析結果に悪影響を及ぼすことが分かっているので、可能な限りデットボリュームを小さくする必要性がある。又、レーザー励起蛍光検出器を質量分析計の前に直結し、モニタリングを行なうシステムがあるが、この検出器間の配管体積がデットボリュームとなる。
この際、従来の装置筐体部にフローセルが組み込まれている装置では、内容量の少ないフローセルを用いていても、装置間を連結する配管を短くすることは物理的に困難である。
近年、LC−MSやキャピラリー電気泳動−MS、多次元LCなどの普及により、第1の検出手段の後に、再度分離や検出を行なうという手法が用いられる機会が多くなっている。これを行なう場合、第1の検出手段から次の手法までに移る過程の流路は、分析・検出におけるデットボリュームとなる。装置筐体にフローセル部が組み込まれている状態では、フローセルとして内容量の少ないものを用いていても、装置間を連結する配管を短くすることは物理的に不可能になる。
この拡散は、分析時の流量に対してセル容量が大きい場合に顕著に発生し、この拡散により分離されたピーク(成分)の分離度が低下してしまう。
上記の理由により、フローセル内の容量は、分析時の流量に適した容量をもつフローセルの使用が必須である。
又、フローセルユニット1Uに於いては、励起光やノイズ蛍光をカットするためにフィルターも着脱自在に構成されている。
これらの変更の必要性が発生する部材をフローセルユニットに配置することにより、フローセルユニットの変更のみで多様な分析に対応できるように構成している。
流量の変更を行なう場合は、最適なセル容量をもつフローセルユニットに変更し、励起光の変更では、フローセルユニット内のフィルター部分のみを変更することで対応可能である。
フローセルユニットは、セル容量に係わらず外形を統一し、フィルター部分も統一した形状とすることにより、他のユニットへの接続はセル容量の違い、フィルターの違いに関らず同様に行なえる。
更に、最も光学調整の難しい励起光照射部分に関しては、微調整可能な構造をとることにより、最適化できる構成とした。
この方式により、簡便に各分析手法に最適なレーザー励起蛍光検出を提供することが可能となる。
板状の場合は、フローセル1と柱状レンズ4の間に設置し、筒状の場合は、キャピラリーチューブ1をL字型に形成した段階で、キャピラリーチューブ1を筒状スリット2に通し固定する。
スリット2の通孔21は、フローセルから柱状レンズ4を通してセンサー6に至る方向になるように固定する。
又、平凸レンズ8及びボールレンズ7は、フローセルユニット1U内に設けた微動調節可能なレンズ入れ71に設置することにより、レーザー光(励起光)照射の微調整が可能となる。
例えば、内径30μmのものを使用した場合、セル容量は約2nLとなり、内径50μmではセル容量約6nL、内径75μmではセル容量約18nL、内径250μmでは容量約250nLとなる。
この装置本体B内のレーザー発生器12で発せられたレーザー光は、光ファイバー9により、フローセル部Aに導かれ、これにより励起された蛍光は、センサー6に集光され、この光をセンサー6が感知し、電気的な信号として、演算部を含む装置本体Bに入力される。この得られた検出信号が演算部で処理され、分析データ処理装置に出力される。
このフィルター5は、フィルター入れ51に所望数を収納させ、フィルター入れ51はフローセルユニット1Uにネジにより着脱自在とするのが良い。
レーザー発生器12からのレーザー光は、ほぼ平行光で出射されている。これを平凸レンズ14を用いて、光ファイバー9の端面全体に照射されるように集光する。このためには、平凸レンズ14による焦点16をファイバー9の端面たる入射面91に位置するのではなく、焦点16をファイバー端面の入射面91の内側に位置させるようにレンズ、ファイバー間の距離を調節する(図10)か、もしくは、ファイバー端面たる入射面91以前に焦点16を位置させるように、レンズ、ファイバー間の距離を調節する(図11)事により、ファイバー束を無駄なく使用することが出来る。
装置本体に配置したレーザー発生器には、波長266nmの紫外光レーザーを発生するものを使用した。制御・光源部からフローセル部までレーザー光を伝播する光ファイバーには、コア径115μm、クラッド径125μmで、266nmの波長の紫外光に対して、高い透過率も持つものを使用した。
フローセルとなるキャピラリーチューブには、内径75μm、外形375μmのフューズドシリカ製のものを使用し、キャピラリーをL字に曲げたときの局率半径はR<1.0mmとし、蛍光を集光できる範囲の内容量には(セル容量)は、約18nL(光路長4mm)とした。キャピラリーとロッドレンズの間のスリットには0.3mm×4mmのスリットを置き、ノイズとなる蛍光を除去した。フローセルからの蛍光を集光するロッドレンズには、3mm×6mm(サファイア製)の円柱状のレンズを使用した。集光した蛍光は、フィルターを通りノイズ成分となる蛍光を除去し、目的成分の蛍光のみを光電子増倍管を用いて検出を行なった。
2 スリット
3 セル部本体
4 ロッドレンズ
5 フィルター
6 センサー
7 ボールレンズ
8 平凸レンズ
9 光ファイバー
10 電源
11 制御部
12 レーザー発生器
13 レーザーコントローラー
14 平凸レンズ
15 レーザー光
16 焦点
17 平凸レンズ
Claims (5)
- レーザー光発生器より発したレーザー光をフローセル屈曲部に入射させると共に、該フローセルより出る蛍光を、フローセル長軸方向に平行に設置した蛍光集光レンズを介して光検出部に集光させる蛍光検出装置に於いて、フローセルとしてのキャピラリーチューブ、該キャピラリーチューブ長軸方向に平行に且前記蛍光集光レンズとの間に設置するスリット、該スリットに対向して配置した蛍光集光レンズ及びキャピラリーチューブへ入射させるレーザー光のレーザー集光レンズをフローセルユニットとして一体的に構成し、レーザー光を伝播する光ファイバー先端を内蔵したレーザー照射ユニットを前記レーザー集光レンズに対向して前記フローセルユニットに着脱自在としたことを特徴とする蛍光検出装置。
- 前記フローセルユニットに対し、信号伝達線を結んだセンサーを内蔵するセンサーユニットを該センサーが前記フローセルユニットの蛍光集光レンズに対向するように、着脱自在に設置したことを特徴とする請求項1に記載の蛍光検出装置。
- 前記フローセルユニットの蛍光集光レンズに対向する位置に光学フィルターを着脱自在としたことを特徴とする請求項1又は2に記載の蛍光検出装置。
- 前記フローセルユニットに設け、光ファイバーからのレーザー光を集光するレンズはボールレンズと平凸レンズより成ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の蛍光検出装置。
- 光ファイバーとキャピラリーチューブ間に、レンズを位置調整可能に収納したレンズ入れを設けたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の蛍光検出装置。
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