JPS5811848A - 作用電極分割型マイクロフロ−セルによるボルタンメトリ−検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロフローセルによる新規のポルタンメ
トリー検出システムに関するものである。

マイクロフローセル型ポルタンメトリー検出器は、その
名称が示す通シ、被験液が流通する極微サイズのフロー
チャンネルを形成シ、このチャンネル、又はこれとその
関連流路にそれぞれ作用電極、対極及び参照電極を露出
させ、微量の試料を高感度に検出しようとするものであ
る。このフローセルに装備する作用電極、特にチャンネ
ル内に露出する電極面の大きさは、チャンネル幅によっ
て規制され、経験的にはそのチャンネル幅に対応する幅
と、少くともこれに等しい長さの矩形内に収まる程度に
されている。

一般に、作用電極の極端面の大きさを増すと、作用電極
一対極間インピーダンスが小さくなり、電極電流はこれ
に逆比例して大きくなり検出性能が向」ニすると考えら
れるが、実際には極面積が大きくなると、電極電流に占
める、いわゆる拡散電流が大きくなること等により、ノ
イズが増えるため、精度等の向上は期待できない。

本発明者は、作用電極の電極面を大きくする代りに、従
来経験的に採用されてきた大きさの作用電極を少くとも
２個設けた、いわば「作用電極分割型」としたマイクロ
フローセルを創出し、これと検出回路方式を種々組合せ
て実験した結果、次のような事実を発見した。

すなわち、分割配置した複数の作用電極を導線で接続し
て、これらに対極間電圧を一括的に、印加し、一括的に
合成電極電流を検出する場合、これ奪液体クロマトグラ
フィー検出器として用いるときのクロマトグラフは、こ
れら作用電極の面積の総和に等しい極面積を有する１個
の作用電極によるクロマトグラフと変わらない。しかし
ながら、これらの作用電極に各別に（電気回路的独立し
て）同一の電位を印加し、各別に電極電流を検出（増幅
）した後に各検出出力を加算し、その加算値をもって合
成電極電流とする場合には、ノイズが低下し、成分ピー
クの識別性が向上した。

この後者の態様による利益は、前記各別の検出信号の加
算により、成分ピークはそのまま加算されるが、ピーク
間に現れるノイズは、作用電極ごとに異るため加算によ
シ相殺される部分が多いこと等によるものと考えられる
。

本発明は上述の発見に基き、マイクロ７０−セルにおい
て少くとも２個の作用電極を形成し、これらの作用電極
に各別に同一の電位を印加し、かつ各別に電極電流を検
出した後に、各検出信号を加算し、その加算値をもって
ポルタンメトリーの合成電極電流とするように構成した
ポルタンメトリー検出システムを提供するものである。

第１図は、本発明の作用電極分割型マイクロフローセル
を用いたポルタンメトリー検出システムの実施例を示す
もので、検出器本体（１）は、上部ブロック（２）、ス
ペーサ（３）及び下部ブロック（４）からなる三層構造
を有する。上部ブロック（２）、スペーサ（３）及び下
部ブロック（４）はテフロン果樹脂又はアクリル系樹脂
等の絶縁性物質からなっている。スペーサ（３）は細長
いフローチャンネル（５）を上、下ブロック（２）、（
４）間に形成するだめの開口を打抜いたものであわ、チ
ャンネル（５）の範囲内で対向する上、下ブロック（２
Ｌ（４）の面は平滑に仕上げられている。上部ブロック
（２）には、フローチャンネル（５）の一端に通ずる液
入口管（６）が境膜されると共に、フローチャンネル（
５）の他端に通ずる参照電極支持孔（７）が形成される
。この支持孔（７）には上方よシ、参照電極（８）が挿
入されると共に、上部ブロック（２）の図における左端
面から挿入された対極兼用の液出口管（９）が連通して
いる。

下部ブロック（４）には、この実施例では２電極型セル
とするために、２個の作用電極（ｎ）　、　（１２）が
境膜され、各作用電極の上端面が下部ブロック（４）の
上面においてフローチャンネル（５）に露出するように
なっている。

検出器のための電気回路は、各作用電極に接続された入
力線を有する二つの電流検出回路０３）。

（１４）と、これら検出回路の各出力線に接続された二
つの増幅回路θ５）、（１６）と、これら増幅回路の出
力に接続された加算器０７）及び指示記録計０８）を備
えている。

各作用電極（ＩＩ）　、　（１２）は、それぞれ電流検
出回路（１ａ）　、　Ｑ４）を介して電圧制御回路０９
）に接続される。

電圧制御回路（１９）は、導線（財）によって参照電極
（８）に接続された参照入力端子Ｇ２１）と、導線に）
によって対極兼用の液出口管（９）に接続された対極電
位端子（２椴を有する。これにより、作用電極（＋］）
　、　（＋２）は対極（９）に対して同一の電位を印加
されるが、これらの電極電流は各別の回路において検出
・増幅されることになる。

なお、この実施例では増幅回路（１６）と指示泪録計０
８）との間を切換スイッチＳＷによって接続し、このＳ
Ｗを第２の位置に切換えることにより１、増幅回路０６
）の出力を指示計録計の第２の入力に直入することもで
きる。

以上の構成において、フローチャンネル（５）ニ液入ロ
管（６）から導入した被験液を液出口管（９）に向けて
流通させ、補助電極ブロック（２）と各作用電極との間
に流れる電流を検出し、これらを加算することにより、
被験液を、正確かつ高感度、及び連込的に分析すること
ができる。この場合、２ペン式の指示記録計０８）は、
加算！　（＋７）からの合成電極電流をいずれか一方の
ペンで作図するが、切換スイッチＳＷを第２の位置に切
換えれば、増幅回路（１５）の出力を（加算器（１′７
）を介して）第１のペンで、増幅回路（１６）の出力を
第２のペンで各別に作図することもできる。

第２図Ａ及びＢ並びに第３図Ａ及びＢは、いずれも試料
としてカテコールアミンの標準品を分離カラムにそれぞ
れ１０ｐｇ、並びに１００　ｐｇ注入し、それらの溶出
成分を本発明のシステムによシ検出したクロマトグラム
であり、各図のＡは電極（１］）のみによる電流を、ま
た各図のＢは電極０１）の電流及び電極０２）の電流を
それぞれ加算した値を示している。ただし、第２図及び
第３図において、ＡとＢの二つのグラフは記録紙におい
て見やすいピーク高さとするために、増幅回路の増幅率
、及び記録計入力調整等が適当に選択しである。

そこで、第２図Ａ及びＢを比較すると、成分ピーク（２
机（ハ）、（ロ）及び（ハ）のうち、（イ）、（ハ）が
同図Ａにおいては、両者間のノイズ０［相］と紛られし
いが、同図Ｂにおいてはノイズ０［相］が両ピーク（ハ
）、（ハ）間で落ち込み、成分ピークと誤認するおそれ
はほとんどないことがわかる。まだ、第３図Ａ及びＢを
比較すると、成分ピーク（２５つ、（２６つ、（２７つ
及び（２８つ　が、両グラフとも尖鋭に現れていること
は同じであるが、同図ＢはＡに比してノイズレベルに関
する相対的なピーク高さが大きくなっている。

すなわち、第２図及び第３図において、本発明のシステ
ムによる検出結果Ｂは、単一作用電極による検出結果、
Ａよシも秀れておシ、複数電極であっても導線でこれら
を接続した場合には、結果Ａと同じになることはすでに
述べたとおりである。これは、電極０２）のみの電極電
流のグラフも、電極０１）のみの場合のグラフとほぼ同
様であつた（図示せず）ことからも明らかである。従っ
て、本発明は、単一作用電極による分析よりも正確で精
度の高い分析を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検出器の実施例を示す断面及びブロッ
ク線図、第２図Ａ及びＢは従来の検出システムと本発明
のシステムによるクロマトグラフ測定曲線図、第３図Ａ
及びＢは試料量を変えた場合の同様な測定曲線図である
。 （２）・・−・・・・・上部ブロック （８）・・・・・・・・・・・スペーサ（４）・・・・
・・・・・・・・・下部ブロック（５）・・・・・・・
・・・フローチャンネル（６）・・・・・・・・・・・
・液入口管（７）・・・・・・・・・・・参照電極支持
孔（８）・・・・・・・・・・・・参照電極（９）・・
・・・・　対極兼液出口管 （］］）＋　（１２）・・・・・・・・作用電極Ｑａ）
、　０４）・・・・・・・・・・電流検出回路（１５）
、　（１６）・・・・・・・・・・増幅回路０７）・・
・・　・加算器 （＋８）・・・・・・・・・・・・・指示記録計０９）
・・・・・・・電圧制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被験液を流通させるためのフローチャンネル内に露出し
   だ端面を有する少くとも２個の作用電極及び１個の対極
   を設けたマイクロフローセル検出器と、 前記少くとも２個の作用電極の各々と前記対極との間に
   各別に同一の電位差を印加するための電圧制御回路と、 前記２個の作用電極の各々に流れる電流を各別に検出す
   るだめの電流検出回路、及び前記電流検出回路における
   前記少くとも２個の作電電極の各電流検出信号を加算す
   るための加算器 を備えたことにより、同一電位を印加した少くとも２個
   の作用電極の各別に検出された電極電流信号の加算値を
   前記作用電極への印加電位に対する合成電極電流として
   記録するようにしたことを特徴とするポルタンメトリー
   検出システム。