JPH07107498B2 - 多波長同時測光光度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液体クロマトグラフイーまたは、一般のルー
チン分析、反応分析において用いられる多波長同時測光
光度計に係り、特に波長域、感度、測光値リニアリテイ
ー等に関して高性能が要求される多波長同時測光光度計
に関する。

〔発明の背景〕

従来の多波長同時測光光度計は、例えば実開昭57−1398
49号に示す如く、本質的に、重水素ランプとタングステ
ンランプを切り換えて紫外域または、可視域の光を測定
するものであり、全波長域の光を文字通り同時測光する
ものではない。切り換えを高速度で繰り返し行なうこと
により、準同時測光が可能であるが、フイルターの出し
入れも切り換えと同期して行なう必要があり、全般的に
機械系も無理がかかる。また、切り換え時間を無視した
としても光のエネルギーの1/2は、捨てていることにな
る。そこで、半透鏡を用いて、同時に２種類の光源の光
を同一光軸に導く方法もあるが、やはり光のエネルギー
の1/2を捨てなければならず、また、第２次光除去、迷
光除去が行ないにくい欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光のエネルギーをロスせず、即ち感度
を損なわず紫外から可視までの波長領域で同時測光する
ことができ、測光値のリニアリテイを高め波長分解能を
高めることのできる多波長同時測光光度計を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

紫外光光源及び可視光光源と、試料室と、紫外光光源及
び可視光光源からの光を試料室へ方向づける前置分光器
と、試料室からの光が入射される主分光器とを備えた多
波長同時測光光度計において、前置分光器は、紫外光光
源からの光が入射される第１の分散手段と、この第１の
分散手段からの分散光をゼロ次光にする第２の分散手段
と、第１の分散手段と第２の分散手段との間の光路に配
置される中間スリツトと、可視光光源からの光を中間ス
リツトを介さずに第２の分散手段に方向づける可視光方
向づけ手段と、第２の分散手段からのゼロ次光および第
２の分散手段からの可視光の分散光を試料室の方向へ取
り出す共通の出射スリツトとを有し、主分光器は、試料
室からの光を分散させる第３の分散手段と、この第３の
分散手段により分散された光を紫外光波長域と可視光波
長域とに領域のまま分別する波長域分別手段を有し、波
長域分別手段からの紫外光を受光する第１のマルチチャ
ンネル検知器と、波長域分別手段からの可視光を受光す
る第２のマルチチャンネル検知器とを設け、紫外光及び
可視光の同時測定モードの際は、紫外光光源及び可視光
光源のそれぞれを点灯するとともに波長域分別手段と第
２のマルチチャンネル検知器との間に短波長カツトフイ
ルタを配置し、紫外光測定モードの際は、紫外光光源か
らの光のみを前置分光器に入射させ、短波長カツトフイ
ルタを光路より外すようにしたことにより、光のエネル
ギーをロスせず、紫外から可視までの波長領域で、同時
測光することができ、測光値のリニアリテイを高め、波
長分解能を高めようというものである。

したがつて、本発明によれば、前置分光器の１次光光路
とゼロ次光光路の双方を利用して、エネルギーロスなく
紫外光と可視光を同一光軸に乗せることができる。ま
た、本発明によれば、前置分光器による波長域選択と、
主分光器の各検知器の前に挿入するフイルター選択を連
動して行なうことにより、２次光除去、迷光除去をほぼ
完全に行なうことができる。さらに、本発明によれば、
前置分光器による短波長域選択と可視光測定用検知器前
のシヨートカツトフイルターの除去を連動して行なうこ
とにより、紫外光の１次分散光、２次分散光の双方を測
定してS/N改善を行なうことができる。さらにまた、本
発明によれば、検知器を波長域に応じて複数個使用して
いるところから、ビツト数の少ない検知器を用いていて
も分解能を高め、またスペクトル面上で分離することに
より分離の弊害を無くすることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図には、本発明の一実施例が示されている。

図において、分光器ユニツト１の内部には、凹面回折格
子8,10を用いたゼロ分散形複分光器すなわち、分散が丁
度打ち消される減分散形複分光器である前置分光器と凹
面回折格子16を中心とし、光束分割部と２個のマルチチ
ヤネル検知器よりなる主分光器及び試料室14が含まれ
る。また、分光器ユニツト１の外部には、重水素ランプ
２及びタングステンランプ３が存在する。

重水素ランプ２より放射される紫外光は、レンズ４によ
り集光された後の入射スリツト６より複分光器内に入
り、ミラー７を経て凹面回折格子８に入射する。凹面回
折格子８により分散された光のうち、特定の波長域の光
は、中間スリツト９を通過する。中間スリツト９は、単
色光を取り出すことを目的とするのではなく、幅広く一
定の波長域の光を取出するものであるところから、一般
に、スリツト間隔は広くまた中間スリツト切り換え機構
26によつて切り換えることにより別の波長域を選択でき
る構造になつている。

第４図は、実施例における機能系統図を示す。

中間スリツト９を通過した光は、第２の凹面回折格子
（第１の分散手段）10により再び分散されるが、分散方
向は第１の凹面回折格子８と逆方向となり、出射スリツ
ト11の位置においては、波長分散の無い状態となり、光
は１箇所に集まる。但し波長域は、既に中間スリツト９
により限定されているので、スリツト11を通過する光は
完全な白色光ではなく、特定の波長域の光が白色光的に
混じり合つたものとなる。出射スリツト11を通過した光
は、レンズ13で集光され、試料室14内のフローセル15を
通過する。フローセル15を通過した光はフローセル15の
内壁を主分光器の入射スリツトにした形で、凹面回折格
子（第２の分散手段）16に入射する。凹面回折格子16で
分散された後、ミラー17を経由してスペクトル像位置へ
向うが、このスペクトル像位置に、波長域分割ミラー
（波長域分別手段）20が有り、短波長光は、トロイドミ
ラー18により再び収れんして、フオトダイオードアレイ
検知器（第１のアレイ形検知器）19の受光面上に、スペ
クトル像を結像する。長波長光は、トロイドミラー21に
より再び収れんして、フオトダイオードアレイ検知器
（第２のアレイ形検知器）22の受光面上にスペクトル像
を結像する。長波長測光路には、測定モードにより、シ
ヨートカツトフイルター23が挿入されるよう、フイルタ
着脱機構24が設けられている。

一方、タングステンランプ３より出た可視光は、レンズ
５により集光され、熱線カツトフイルター25を通過した
後、ミラー12を経由し、第２の凹面回折格子10に向う。
この際に光の進む光軸は、凹面回折格子10の法線に関
し、光の出射光光軸と対称になる位置になる。すなわ
ち、タングステンランプを出て凹面回折格子10に入射す
る光は、そのゼロ次回折光が出射スリツトから出てくる
ように設計されている。

第２図及び第３図は測定モードにおいて光の進む状態を
示したものである。図において、実線は重水素ランプよ
り放射された紫外光、破線は、タングステンランプより
放射された可視光を示す。また、一点鎖線は、上記紫外
光の２次分散光を示している。第２図は、紫外、可視光
同時測光モードの説明図であり、中間スリツト９は、20
0nmより600nmの波長域の光を通過させる。すなわち重水
素ランプの放射する大部分の紫外光とわずかな可視光が
複分光器を通過してフローセル15に向う。さらにこれに
複分光器における後方の分光器に入つてきたタングステ
ンランプの光、すなわち、可視光が加算され、200nmよ
り600nm以上にわたつて高いエネルギーを有する光束が
フローセル15に向うことになる。フローセルを通過した
光は主分光器の凹面回折格子16で分散されるが、紫外光
は、トロイドミラー18を経てフオトダイオードアレイ検
知器19に入射する。他方、可視光と紫外光の２次光は、
トロイドミラー21を経てフオトダイオードアレイ検知器
22に向うが、紫外光の２次光は、シヨートカツトフイル
ター23により除去され、可視光のみが検知器に入る。

第３図は、紫外光高感度測定モードにおける光の進みの
方の説明図である。第２図と異なるのは、タングステン
ランプ３が消灯していること、中間スリツト９が、200n
mより300nmの紫外光のみ通過させるようになつているこ
と、可視域用検知器22の前にあつたフイルターが除去さ
れ、200〜600nmの信号が外側に出力されるか200〜300nm
において、各波長の１次光信号と２次光信号の荷重平均
が外部に出力されるかが決まる。

したがつて、本実施例によれば、200〜600nm域測定モ
ードと200〜300nm域高感度測定モードの切り換えが容易
であること。ビツト数の少ないフオトダイオードアレ
イ検知器であつても２個使用することにより、200〜600
nm域測定が可能であること、200〜600nm域測定モード
において、タングステンランプの光を重水素ランプの光
を混合する段階で光量ロスを生じないこと、波長域分割
の分割波長近辺で弊害を生じないこと、短波長の２次光
の影響を受けないこと、200〜300nm域測定モードにお
いて、２次分散光を積極的に活用してデータのS/Nを高
め得ること、300nm以上の光が迷光となつて混入するこ
とを防ぎ、側光値のリニアリテイーを高め得ること等の
効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、紫外域及び可視域を含む広い波長域の
測定モードと、紫外波長域の測定モードとを切り替える
ことができるにもかかわらず、試料測定のための光量損
失が少ない高感度測定ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における光学系の図、第２図は
実施例における紫外−可視域モードの説明図、第３図は
実施例における紫外域モードの説明図、第４図は実施例
における機能系統図である。 １……分光器ユニツト、２……重水素ランプ、３……タ
ングステンランプ、４……レンズ、５……レンズ、６…
…入射スリツト、７……ミラー、８……凹面回折格子、
９……中間スリツト、10……凹面回折格子、11……出射
スリツト、12……ミラー、13……レンズ、14……試料
室、15……フローセル、16……凹面回折格子、17……ミ
ラー、18……トロイドミラー、19……フオトダイオード
アレイ検知器、20……波長域分割ミラー、21……トロイ
ドミラー、22……フオトダイオードアレイ検知器、23…
…シヨートカツトフイルター、24……フイルタ着脱機
構、25……熱線カツトフイルタ、26……中間スリツト選
択機構。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外光光源及び可視光光源と、試料室と、
   前記紫外光光源及び前記可視光光源からの光を前記試料
   室へ方向づける前置分光器と、前記試料室からの光が入
   射される主分光器とを備えた多波長同時測光光度計にお
   いて、前記前置分光器は、前記紫外光光源からの光が入
   射される第１の分散手段と、この第１の分散手段からの
   分散光をゼロ次光にする第２の分散手段と、前記第１の
   分散手段と前記第２の分散手段との間の光路に配置され
   る中間スリツトと、前記可視光光源からの光を前記中間
   スリツトを介さずに前記第２の分散手段に方向づける可
   視光方向づけ手段と、前記第２の分散手段からの前記ゼ
   ロ次光および前記第２の分散手段からの可視光の分散光
   を前記試料室の方向へ取り出す共通の出射スリツトとを
   有し、前記主分光器は、前記試料室からの光を分散させ
   る第３の分散手段と、この第３の分散手段により分散さ
   れた光を紫外光波長域と可視光波長域とに領域のまま分
   別する波長域分別手段を有し、前記波長域分別手段から
   の紫外光を受光する第１のマルチチャンネル検知器と、
   前記波長域分別手段からの可視光を受光する第２のマル
   チチャンネル検知器とを設け、紫外光及び可視光の同時
   測定モードの際は、前記紫外光光源及び前記可視光光源
   のそれぞれを点灯するとともに前記波長域分別手段と前
   記第２のマルチチャンネル検知器との間に短波長カツト
   フイルタを配置し、紫外光測定モードの際は、前記紫外
   光光源からの光のみを前記前置分光器に入射させ、前記
   短波長カツトフイルタを光路より外すようにしたことを
   特徴とする多波長同時測光光度計。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の多波長同時測
   光光度計において、第２の分散手段の分散素子に回折格
   子を用い、前置分光器からの紫外光のゼロ次光と可視光
   の分散光とが、重なって試料室に入射するようにしたこ
   とを特徴とする多波長同時測光光度計。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載の多波長同時測
   光光度計において、第３の分散手段の分散素子に回折格
   子を用い、紫外光及び可視光の同時測定モードの際は、
   それぞれの波長域の光を第１及び第２のマルチチャンネ
   ル検知器で検知し、紫外光測定モードの際は、第２のマ
   ルチチャンネル検知器を短波長光の２次光測定に用いる
   ようにしたことを特徴とする多波長同時測光光度計。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項記載の多波長同時測
   光光度計において、第３の分散手段による分散光が、波
   長ごとにスペクトル像を収れんする近傍にミラーを差し
   込み、波長域に応じて光束を複数光路に分割し、それぞ
   れの光路で光を第１及び第２のマルチチャンネル検知器
   上に再収れんさせることを特徴とする多波長同時測光光
   度計。