JP6658918B2 - 液体クロマトグラフ用検出器 - Google Patents

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Description

本発明は、液体クロマトグラフ用検出器に関し、特に、分析カラムからの溶出液を流通させるフローセルを備えた液体クロマトグラフ用検出器に関するものである。
液体クロマトグラフ用検出器の多くは光を利用するものである。光の光路上にセルを配置し、そのセル中で試料を流通させることで、試料と光の反応（吸光度や屈折率）を検出する（特許文献１参照。）。かかる液体クロマトグラフ用検出器の代表的なものとして吸光光度計検出器が知られている。吸光光度計検出器は、分離カラムから溶出した試料溶液を通過させる流路（セル）を内部に有するフローセルを有する。そして、光源からそのフローセルに対して所定波長領域の光を照射し、フローセルを透過した光の強度を光検出器によって測定して所定波長領域での吸光度を求めることで、セルを流れる試料溶液中の試料成分濃度を定量する。
かかる検出器では、フローセルのほか、光源からの光をフローセルに入射させ、フローセルから出射した光を検出器へ導くための光学系が共通の筐体内に収容されている。測定光以外の光による外部から筐体内への侵入や検出器外部の雰囲気による光学系への影響を極力小さくするために、筐体内は略密閉系にされている。
特開平１１−１７３９７８号公報
分析中は常に移動相がフローセル内を流れている。移動相には有機溶媒が含まれており、フローセルで液漏れが発生すると、その有機溶媒が気化して筐体内に充満し、光学系を構成するレンズやミラー、回折格子等の劣化や腐食の原因となる。
フローセルから漏れた液による光学系への影響を抑制する方法として、フローセルから漏れた液を筐体の外部へ排出するための排出口をフローセルの下方に設けることが有効であるが、排出口を設けるとその排出口から外気が侵入し、それが光学系等の劣化や腐食の原因となり得ることがわかった。しかし、排出口を設けないとすると、フローセルで液漏れが発生した場合に漏れた液の行き場がなく、最悪の場合にはフローセルや分光器内の光学素子が水没してしまうという事態も生じ得る。
そこで、本発明は、フローセルから漏れた液を排出する排出口を設けた場合でも、光学系がフローセルで漏れた液や外気の影響を受けにくい構造の検出器を提供することを目的とするものである。
本発明に係る検出器は、測定光を発する光源と、試料溶液を流通させるセルを内部に有するフローセルと、前記フローセルからの光を検出する光検出器と、前記光源からの光を前記フローセルに導くとともに前記フローセルからの光を前記光検出器に導く光学系と、前記フローセルを前記光学系とは空間的に分離するように前記フローセルを覆うフローセル収容部と、を備えた検出器である。前記フローセル収容部の側面のうち前記フローセルの光入射面及び光射出面に対向する側面は、光透過性材料からなる壁面により構成されているか、又は光透過性板材により密閉されている。
ここで、「光透過性材料からなる壁面」及び「光透過性板材」とは、測定波長に対して吸収特性をもたず、かつ液体クロマトグラフの移動相として用いられる有機溶媒等に対して耐性をもつ材料からなるものである。
好ましい一実施形態では、前記フローセルの周囲を囲う前記フローセル収容部の壁面は光を透過させない材料により構成され、前記フローセルの光入射面及び光射出面に対向する壁面に前記フローセルへ入射する光及び前記フローセルから出射した光を通過させるための開口が設けられており、その開口が前記光透過性板材により密閉されている。
上記の場合、前記フローセル収容部の壁面と前記光透過性板材との間に両者の隙間を埋める弾性封止部材が挟み込まれていることが好ましい。そうすれば、フローセル収容部内の気体が光学系の収容されている空間側へ漏れることがより確実に抑制され、光学系の劣化や腐食をより確実に防止することができる。
前記光透過性板材として石英板などのガラス材を用いることができる。
本発明に係る検出器は、フローセルを光学系とは空間的に分離するようにフローセルを覆うフローセル収容部を備え、フローセル収容部の側面のうちフローセルの光入射面及び光射出面に対向する側面が光透過性材料からなる壁面により構成されているか、又は光透過性板材により密閉されているので、フローセルへの光の入射やフローセルからの光の射出を阻害することなく、フローセルを収容する空間と光学系を収容する空間とを空間的に分離することができる。これにより、フローセルで液漏れが発生した場合でもその気化物が光学系に影響を与えることを抑制することができ、さらにフローセルから漏れた液の排出口をフローセルの下方に設けた場合でもその排出口から侵入する外気の影響が光学系に及ぶことを抑制することができる。その結果、光学系を構成する光学素子の交換頻度が低減されるため、部品コストの低減を図ることができる。
一実施例の分光器内部を示す概略構成図である。 同実施例のフローセル収容部の入射側壁面を内側からみた図である。 同実施例のフローセル収容部の入射側壁面を側方からみた図である。
以下、図面を参照して検出器の一実施例について説明する。
図１、図２及び図３を用いて一実施例の検出器の構成について説明する。
図１は分光器の内部を示している。分光器２の内部にはフローセル収容部６が設けられており、フローセル収容部６内にフローセル８が収容されている。さらに、分光器２の内部には、ミラー１０、１２、回折格子１４、及び光検出器１６が設けられている。測定光を発する光源４は分光器２の外部に設けられており、分光器２の筐体には、光源４からの光を取り込むための入口スリット（図示は省略）が設けられている。
分光器２は内部空間が筐体によって略密閉されており、光源４からの光以外の光が入り込まないようになっている。分光器２の内部では、入口スリットを介して分光器２内に導入された測定光をミラー１０で反射させてフローセル８へ導き、フローセル８を透過した光をミラー１２で反射させて回折格子１４へ導き、さらに回折格子１４によって測定波長の光を光検出器１６へ導く。すなわち、ミラー１０、１２及び回折格子１４は、光源４からの光をフローセル８へ入射させるとともに、フローセル８から出射した光を検出器１６へ導くための光学系を構成している。
フローセル収容部６は、ミラー１０、１２及び回折格子１４からなる光学系や光検出器１６が収容されている空間とは分離された空間を形成するように、フローセル８の周囲を覆う壁面を有する。フローセル収容部６を画する壁面は分光器２の筐体の壁面と同一の材質（例えば、アルミニウム材）で構成されている。
フローセル８の内部に液体クロマトグラフの移動相を流通させるセル８ａが設けられており、そのセル８ａの両端に通じる入口及び出口がフローセル８の外面に設けられている。フローセル８外面の入口及び出口には、分光器２の筐体に設けられた孔（図示は省略）を介して配管が接続されるようになっており、それによってセル８ａを液体クロマトグラフの分離カラムからの溶出液が流れる。
フローセル収容部６の壁面のうちフローセル８の光入射面（図において左側の面）に対向する壁面６ａには、ミラー１０で反射した光をフローセル収容部６内へ導くための開口１８が設けられている。フローセル収容部６の壁面のうちフローセル８の光出射面（図において右側の面）に対向する壁面６ｂには、フローセル８を透過した光をミラー１２へ向けて出射させるための開口２２が設けられている。
フローセル収容部６の壁面６ａ及び６ｂの内側に、それぞれ光透過性板材２０及び２４が設けられている。光透過性板材２０及び２４は、試料の測定波長に対して吸収特性をもたず、かつ液体クロマトグラフの移動相として用いられる有機溶媒等に対して薬品耐性をもつ材料からなる板状の部材である。光透過性板材２０及び２４の代表的なものとして石英板が挙げられるが、上記特性を有するものであれば、他の材質からなる板状部材を用いてもよい。
光透過性板材２０及び２４はそれぞれ開口１８及び２２を封止してフローセル収容部８を略密閉系とするものである。図２及び図３を用いて開口１８及び２２を封止する構造の一例について説明する。なお、ここでは壁面６ａ側の構造についてのみ説明するが、壁面６ｂ側についても同様の構造を有する。
図２及び図３に示されているように、光透過性板材２０は開口１８よりも大きい四角形状の板状部材である。壁面６ａと光透過性板材２０との間には開口１８の周囲を囲う枠状の弾性封止部材２６が挟み込まれている。弾性封止部材２６は、例えば独立気泡のフォーム材(スポンジ)からなるものである。
光透過性板材２０よりもさらに内側（図１及び図３における右側）に板バネ２８が設けられている。板バネ２８は、下端がネジによって分光器２の筐体底面に固定されており、その弾性力によって上端部で光透過性板材２０を壁面６ａ側へ押圧している。板バネ２８の弾性力によって光透過性板材２０が壁面６ａ側へ押圧されることで、弾性封止部材２６が変形し、壁面６ａと光透過性板材２０との間の隙間が封止される。
なお、この実施例では、光透過性板材２０を壁面６ａ側へ押圧するための弾性部材として板バネ２８を用いているが、光透過性板材２０を壁面６ａ側へ押圧する構造であれば、どのような構成を用いてもよい。
また、この実施例では、光透過性板材２０及び２４によって開口１８及び２２を封止し、フローセル収容部６内を略密閉空間としているが、例えば壁面６ａ及び６ｂそのものを石英等の光透過性材料によって構成してもよい。その場合は、壁面６ａ及び６ｂ自体が光透過性であるから開口１８及び２２が不要となり、それらを封止するための光透過性板材２０及び２４を設ける必要がない。
図１から図３において図示されていないが、分光器２の底面におけるフローセル８の下方の位置には、フローセル８から漏れた液を分光器２の外部へ排出するための排出口が設けられている。そのため、その排出口を通じて外気がフローセル収容部６内に侵入することとなるが、以上において説明した実施例の構造によって、フローセル収容部６内の空間が分光器２内の他の空間とは分離されているため、フローセル収容部６内の気体がミラー１０、１２、回折格子１４及び光検出器１６が設けられている空間側へ流出することがない。したがって、フローセル８で液漏れが発生した場合や排出口から外気が侵入した場合にも、その影響が光学系や光検出器１６に及ぶことを抑制することができる。
２ 分光器
４ 光源
６ フローセル収容部
６ａ，６ｂ 壁面
８ フローセル
８ａ セル
１０，１２ ミラー
１４ 回折格子
１６ 光検出器
１８，２２ 開口
２０，２４ 光透過性板材
２６ 弾性封止部材
２８ 板バネ
３０ ネジ

Claims (7)

  1. 測定光を発する光源と、
    前記測定光を入射させる光入射面及び前記光入射面の反対側の面であって前記測定光を射出する光射出面を有し、かつ、試料溶液を流通させるセルを内部に有するフローセルと、
    前記フローセルからの光を検出する光検出器と、
    前記光源からの光を前記フローセルに導くとともに前記フローセルからの光を前記光検出器に導く光学系と、
    前記フローセルを前記光学系とともに内部に収容する筐体であって、前記フローセルを前記光学系とは空間的に分離するように、前記フローセルの前記光入射面及び前記光出射面のそれぞれに対向する側面を有する壁面によって前記フローセルを覆うフローセル収容部が内部に設けられている筐体と、を備え、
    前記フローセル収容部の前記フローセルの前記光入射面及び前記光射出面のそれぞれに対向する前記側面が、光透過性材料からなる壁面により構成されているか、又は光透過性板材により密閉されているクロマトグラフ用検出器。
  2. 前記フローセルの周囲を囲う前記フローセル収容部の壁面は光を透過させない材料により構成され、前記フローセルの前記光入射面及び前記光射出面のそれぞれに対向する前記側面に前記フローセルへ入射する光及び前記フローセルから出射した光を通過させるための開口が設けられており、その開口が前記光透過性板材により密閉されている請求項１に記載のクロマトグラフ用検出器。
  3. 前記セルの両端に通じる入口及び出口が前記フローセルの外面に設けられ、前記入口及び出口には前記筐体に設けられた孔を介して配管が接続される、請求項１又は２に記載の検出器。
  4. 前記フローセル収容部の前記壁面は、前記分光器の前記筐体と同一の材質で構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のクロマトグラフ用検出器。
  5. 前記フローセル収容部の壁面と前記光透過性板材との間に両者の隙間を埋める弾性封止部材が挟み込まれている、請求項２に記載のクロマトグラフ用検出器。
  6. 前記筐体の底面における前記フローセルの下方の位置に、前記フローセルから漏れた液を前記筐体の外部へ排出する排出口が設けられている、請求項１から５のいずれか一項に記載のクロマトグラフ用検出器。
  7. 前記光透過性板材は石英板である、請求項１から６のいずれか一項に記載のクロマトグラフ用検出器。
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