JPS59145933A - 複光束分光光度計 - 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】 この発明は複光束（ダブルビーム）方式の分光光度計に
関するものである。

−・般に複光束分光光度計は、吸光度測定対象となる試
料を収容もしくはその試料が通過する測定側試料室と、
空の試料セルもしくは波長特性を持たない光透過率が１
００％に近い標準側試料室と全備え、測定側試料室を透
過した光（以下これを試料光と記す）および標準側試料
室を透過した光（以下これを参照光と記す）の強度を検
出し、その試料光強度と参照光強度との比から測定試料
の吸光度を測定するものである。

このような複光束分光光度計の従来のものとしては、光
強度を検出するだめの検出器として単一のものを用い、
チョッパーあるいはセクター等の機械的光路切替手段に
よって交互に参照光の光路と試料光の光路とを切替えて
、検出器に参照光と試料光を交〃に入射させ、その検出
器の出力を光路切替手段の動作と同期して同期整流する
等の手段により参照光強度信号と試料光強度信号とに分
離し、両信号の比を適宜の手段によって求めて最終的に
出力する型式のものが一般的であった。しかしながらこ
の型式の複光束分光光度計においては、機械的に光路を
切替えているため、参照光と試料光の切替えの繰返し周
波数をある程度以上大きくすることはできず、通常は十
数ヘルツ程度と低い周波数であり、そのため波長走査を
行う場合に千の走査速度をある程度以上大きくすること
ができず、したがって測定に吸する時間をある程度以−
に短縮することはできなかった・ 寸だ従来の複光束分光光度計としては、前述のような機
械的光路切替手段を用いずに検出器を２個設けて、一方
の検出器により参照光強度を検出１〜、他方の検出器に
より試料光強度を検出する構成とし、各検出器からの試
料光強度信号と参照光強度信号との比を比率演算回路に
より求めるようにしたものも知られている。このような
分光光度計では機械的光路切替手段を用いないため高速
走査が可能となるが、その反面法のような欠点力くある
。すなわち、この場合には各検出器からそれぞれ参照光
強度および試料光強度に対応する直流信号が出力される
から、それぞれの信号を直流増幅してその比率を測定す
ることになるが、このような直流増幅では光４全のふら
つきや電気的ノイズあるいは温度変化に伴うドリフト等
の影響が大きく、賎 そのため高ノ度の測定が困難となり、測定精度の向上に
も限界があるのが実情である。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、従来の
機械的光路切替手段を用いた分光器゛と比較して格段に
高速度での走査を行うことができ、しかも従来の２個の
検出器を用いた分光計と比較してノイズやドリフト、光
源のふらつき等の影響を小さくして格段に測定精度を向
上させ得るようにした複光束分光光度計を提供すること
を目的とするものである。

すなわちこの発明の複光束外）゛Ｃ２光度計は、測定側
試料室を透過した試料光の強度を検出する検出器および
標準側試料室を透過した参照光の強度を検出する検出器
と、これら両検出器の出力信号を交互に切替える電気的
信号切替手段と、その信号切替手段からの出力を対数増
幅するだめの対数増幅器と、その対数増幅器の出力を交
流増幅する主増幅器と、その主増幅器の出力を整流する
整流器とを有する構成とされていることを特徴とするも
のである。

以丁この発明の実施例につき図面を参照して詳細に説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の分光光度計を示すもので
あり、光源１から出／こ白色光は分光器２によって単色
光となり、ビームスプリッタ−３によって２つの光束に
分離され、一方の光束は測定ｆｌｌｌ＋試料室４Ａを通
過し、他方の光束は標準側試料室４Ｂを通過する。測定
側試料室４Ａを通過した光、すなわち試料光は試料光検
出用の検出器５Ａ。

例えば光電子増倍管あるいはンメトダイオード等に入射
されてその強度が検出される。また標準側試料室４Ｂを
通過した光、すなわち参照光は参照光検出用の検出器５
　Ｂ、例えば光電子増倍管あるいはフォトダイオード等
に入射されてその強度がイ黄出される。両検出器５Ｂの
出力信号すなわち試料光強度信号Ｓおよび参照光強度信
号Ｒはそれぞれ前置増幅器６Ａ　、６Ｂを経て電気的信
号切替手段７に加えられる。この信号切替手段７は、所
定の周波数のパルスを発生するパルス発生器８からのパ
ルスに同期して動作する半導体回路等からなるアナログ
スイッチであり、その信号切替手段７の出力が試料光強
度信号Ｓおよび参照光強度信号Ｒに交互に切替えられる
。その出力は対数増幅器９に加えられて対数増幅され、
さらにその対数増幅器９の出力の交流成分が主増幅器１
０によ・り交流増幅され、整流器例えば同期整流器１１
に入力される。この同期整流器１１は前記パルス発生器
８からのパルスに同期して、しだがって信号切替手段７
の切替動作に同期して主増幅器９の出力の交流信号を整
流する。この同期整流器１１の出力は記録計１２におい
て記録される。

次に上述のような実施例の作用について説明する。

試料光強度信号Ｓに相当する試料光検出用の検出器５Ａ
の出力を■ｓ１参照参照光強度信号和当する参照光検出
用の検出器５Ｂの出力をＶＲとし、まだ各前置増幅器６
Ａ、６Ｂの増幅度をａとすれば、信号切替手段７の出力
は第２図に示すように表わされる。ここで第２図の信号
の周波数は機械的光路切替手段の場合と比較して格段に
高い周波数とすることができる。まだ対数増＠器９の出
力は第３図に・示すように表わされる。第３図に示すよ
うに対数増幅器９の出力の交流成分Ｐは次の（１）式で
表わされる。

Ｐ　＝　ｌｏｇ　；Ｉ−Ｖｎ　　ｌｏｇ　ａ・Ｖｓとこ
ろで物質の吸光は次の（２）式または（３）式によって
与えられる。

−ｃＣ石　　　　　　　　・・・・・・（２）Ｉ＝Ｔｏ
１０ ＩｏＪ上−ε（Ｊ　　　　　　　　　・・・−・（３）
■ 但し■。は入射光強度、■は厚さ石なる物質層を通過し
７た光の強度、Ｃは光を吸収する物質の濃度、εは吸光
係数である。

溶液の場合、（２＋　、　（３）式の１゜が標準側試料
室４Ｂを通過した参照光の強度■１に相当し、■が測定
側試料室４Ａを通過しだ試料光の強度■８に相当し、し
たがって測定試料の吸光度りは で与えられる。Ｔ　ｎ／Ｉ　３の値はＶＲ／ｖ８の値に
相当するから、 となる。この（５）式と（１）式とを対比すれば、対数
増幅器９の出力の交流成分Ｐが吸光度りに相当している
ことが明らかである。

しだがって対数増幅器９の出力の交流成分のみを主増幅
器１０により交流増幅しかつ同期整流器１１によって整
流した信号の強度、すなわち記録計１２に記録された値
は、吸光度りを主増幅器１０の増幅度Ｇによって増幅し
たＧＤの値となる。

以上の説明において、交流増幅の場合には直流増幅の場
合と異なり、ドリフトや低周波ノイズの影響を受けるこ
となく１０００〜１００００倍程度の高利得で増幅する
ことができ、したがって試料による吸収が小さい場合に
も、ノイズやドリフトに影響されることなく、高感度、
高精度で吸光度を測定することができる。特に高速液体
クロマトグラフ用の検知器として使用される分光光度計
においては、時間の経過に対する吸光度パターンの変化
がｉＥ　４１ｇに測定されることが必要であり、また試
料の吸収も数チからせいぜい十数チと通常の分光分析の
場合よりも小さいから、ドリフトや低周波ノイズの影響
が大きい場合には正確な時間−吸光度パターンが得られ
なくなるが、上述のようにこの発明の分光光度計ではノ
イズやドリフトの影響が極めて小さくしかも高成度の測
定が容易であり、しだがって高速液体クロマトグラフ用
の検知器として最適である。

なお、各検出器５Ａ、５Ｂとしてフメトダイオードアレ
イを用いて、多波長分光器を構成し得ることは勿論であ
る。なおこの場合分光器（回折格子）は１、各試料室と
各検出器との間にそれぞれ配［〆］１されることになる
。そして各検出器以降の回路は第１図と同様であれば良
い。

以」二の説明で明らかなようにこの発明の複光束分光光
度計においては参照光と試料光をそれぞれ別の検出器に
より検出し、電気的信号切替手段によって参照光強度信
号と試料光強度信号を切替えているから、従来のチョッ
パー等の機械的光路切替手段を用いた複光束分光光度計
と比較して〆格段に高い周波数で切換えることができ、
そのだめ波長走査を行う場合にその走査速度を従来より
も格段に高めて、測定に要する時間を格段に短縮するこ
とができる。まだこの発明の複光束分光光度計は交流増
幅を行うため、低周波ノイズやドリフトの影響を受ける
ことなく高感度かつ高精度で試料の吸光度を測定するこ
とができ、特に高速液体クロマトグラフ用の検知器とし
て最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の複光束分光光度計の一例を示すブロ
ック図、第２図は第１図の例における信号切替手段の出
力波形を示す波形図、第３図は第１図の例における対数
増幅器の出力波形を示す波形図である。 ４Ａ・・・測定側試料室、４Ｂ・・・標準側試料室、５
Ａ、５Ｂ・・・検出器、７・・・１１ｉ気的信号切替手
段、９・・・対数増幅器、１０・・・主増幅器、１】・
・・同期整流器。 出願人　日本分光工業株式会社 代丼人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 丁　　　続　　　補　　　正　　　囚　　（方式）ｌ′
ｌｆｌ和５９年３　月２６日 １Ｊｌ　ｕ’［庁艮官　乙杉和夫殿 １．１ｉイ′１の表出 昭和５７　？’ｌ特６′（願ダｉ　１６９０３９号２、
発明の名相１ 複光束分光光度訓 ３、補正をづる者 事イ′１どの関係　特Ｗ［出願人 イ］　所　　東京都八王子市石川町２９６７番地の５名
　称　　口木分光］−葉株式会社 ４、代理人 イ］　所　　東京都滉］メ三１１１３丁目４番１８号二
葉ビル８０３号　電話＜　４５３）　６５９１５　補ｉ
）−命令の日ｆ勺 昭和５９年２　Ｊ］２８目（発送［１）６、補正の対象
　　　　　　　　　　　　　　　　　／（１〉別紙の通
り委任状を提出する。　　　　　゛・　／′（２）図面
のン７Ｉｉ’：（内容に変更なし）を提出する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 測定側試料室を透過した試料光の強度を検出する検出器
   および標準側試料室を透過した参照光の強度を検出する
   検出器と、これら両検出器の出力信号を所定の周波数で
   交互に切替える電気的信号切替手段と、その信号切替手
   段の出力信号を対数増幅するだめの対数増幅器と、その
   対数増幅器の出力を交流増幅する主増幅器と、その主増
   幅器の出力を整流する整流器とを有する構成とされてい
   ることを特徴とする複光束分光光度計。