JPS59198349A - レ−ザ利用密閉型多光子イオン化検出装置 - 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】 この発明はレーザ利用密閉型多光子イオン化検出装置に
係りレーザ光線′ｆｃｔ圧印加の下で材料にあてて流れ
る微小電流を検知して試料内の成分の存在量を知るもの
である。　クロマトクラン法。

特に高速液体クロマトグラフ法において紫外可視域に吸
収スペクトルを示す化合物全検出する際。

従来の吸収法を原理とする検出器が用いられてきたが、
このような検出器は簡単で便利ではあるが感度が不足し
て極微童存在種の検出には不充分であった。

又近時レーザ光線の発光分光分析への使用が注目されだ
したが、これはレーザ光線がコヒーレントな（干渉性の
よい）光で単色性が従来の光よりも６桁以上もよく指向
性がきわめてよく光線の拡が９が１ミリラジアン以下で
あり、光線のエネルギ密度がきわめて高く、在来の強い
光の１０′。倍にも達する等の４質をもっているからで
おる。

更にこのレーザ光線を光源とし多光子イオン化法を利用
した開放型の検出器も試作されたが、溶媒の蒸発と液滴
の形状の変動のため高感度なものかえられなかった。

このような点全考慮して、この発明では密閉型検出槽内
で試料に一対の電極を用いて高圧電圧を印加し、レーザ
光線にあてることにより試料内に存在する光を吸収する
成分の存在に比例して微小電流が流れることを検知して
この成分の存在量もしくは濃度を求めることができるも
のである。

即ちこの発明は密閉型検出槽と、該検出槽内を一方より
試料を流入させ他方より流出させる試料管と、該試料管
の中央部に照射されるレーザ光線と該試料管の中央部に
おいて前記試料を挾んで電圧印加の下に設けられる一対
の電極並びに該一対の電極に接続される微小電流検出回
路とを備えることによりレーザ光線照射に起因して微小
電流にもとづいて試料内の成分の存在ｉｔ’ｔ−検出す
ることを特徴とするもので、検出槽を密閉型として溶媒
の蒸発や液滴の変動を防ぎレーザ光線を光源とし試料に
あてることにより再現性よくイオン電流を測定するので
従来の吸光度法より高感度であり、微量存在種の検出に
適するものである。

図についてこの発明の検出装置の１実施例を説明すると
、第１図は構成断面図、第２図は第１図における試料管
の中央部電極存在部分の拡大斜面図、並びに回路構成図
である。

図において１はアルミ（金属）箱よりなる密閉型検出ｍ
ｔ　２ａ、２ｂは試料入口出口を任意に受は持つ試料管
で、１個の金属製円筒状試料管２’ｆＬＩ状に折曲して
、その中央部で２つに分割した形をとり、試料管２の中
央部つまり各試料管２ａ、　２１）の先端を平坦に伸ば
して各接触しないように対向電極３ａ、３ｂとして使用
する。　尚勿論試料管に金属管でなくプラスチック管の
ような絶縁管を用いることもでき、この場合は金属電極
を別個に挿入して対向せしめて用いる。　　４はレーザ
照射装置で、レーザ発振部４ａで発生せるレーザ光線を
直接或は途中必要に応じ適宜屈曲せるレーザ誘導器Ａを
使用して位置傾きが微細調節可能なレンズ４ｂをへて電
極５ａ、５ｂ間の間隙に集光照射するようにする。

従って最初からほぼ適当な位置にレーザと試料槽を調整
して、電極３ａ、５ｂ間の試料全正確に集光照射できる
ようにすればよい。　又電圧印力口の下に試料にレーザ
光線を照射することによシ、試料中の成分がレーザ光線
つまり複数の光子を吸収してイオン化された際に電流が
流れるので、この電流を直流阻止コンデンサＣ６或は市
販のボックスカー増幅器を用いて測定回路５で適宜増幅
して微小電流値を測定するもので、この場合印加電圧下
において試料内に存在する光を吸収する成分の存在量に
比例して微小電流が流れることをこの発明人は検知でき
たので、これにより試料内の成分の存在量又は濃度を求
めることができた。　更に６は試料管２ａ、２ｂの先端
を包囲して試料が槽内に漏出しないようにした絶縁性包
囲容器で、検出感度金あけるために余分なデッドスペー
スを作らないように試料管２の外径と同じ穴がおいてい
る程度にし、試料に冒されない絶縁性容器を用いる。

又第２図は電極存在部分の拡大分解斜視図で、先に説明
した包囲容器６にはレーザ光線で階動しない石英を使っ
てレーザ照射用窓６ａ　ｆ取りつけて外方よりレーザ光
線を照射する一方試料管２ａ。

２ｂ間には電源Ｅ抵抗Ｒをへて高圧電源が印加され、試
料管２ａ、２ｂ特に両電極３ａ、’３ｂ間にくる試料に
対して高圧を与えておきこの部分にレーザ光線をあてる
ことにより微小電流が両電極３ａ、３ｂ間に流れ、コン
デンサＣ，，或はボックスカー積分器をへて測定回路５
で微小電流値を測定できる。

つまりは試料中の光を吸収する成分が複数の光子を吸収
してイオン化され、流れる電流を両電極６ａ５ｂ　を含
む測定回路５で測定すれば試料内の光を吸収する成分の
存在量もしくは０度を求めることができる。　又包囲容
器６と密閉型検出槽１を二重にして密閉して用いること
により試料の漏洩や蒸発を防いで液滴の形状の変動をも
たすことなく高感度な分析を可能とする。

次に第３図は高速液体クロマトグラフ法？第１図になら
って実施した場合の概略構成図で、７は高速液体クロマ
トグラフ装置で試料液が試料管２ａをへて密閉型検出槽
１の包囲容器６内に訪導される。　一方レーザ照射装置
４ａよすのレーザ光線は位置傾き微細調節可能の集光レ
ンズ４ｂより容器６０石英窓６ａ　ｆへて電極３ａ、５
ｂの対向間隙に集束照射される。　かくて照射された試
料液は廃液受け８に収容される。

又この間電極３ａ、３ｂ間には高圧電源部９よりの電圧
が保囮抵抗Ｒ（ｉ７介して与えられ、検知抵抗（又は負
荷抵抗）ＲＬで微小検知電流が電圧分の形でと９だされ
、増幅器又はボックスカー積分器１０で増幅されてから
測定回路５で測定記録されるのである。　尚高圧電源に
は通常直流電源の方が安価であるのご用いられるが、交
流電源でもよい。

但し交流の場合はレーザ照射装置とタイミングをとる必
要がある。

次に第４図は第３図の高速度液体クロマトグラフを用い
た場合の実施例クロマトグラへで、図Ａはこの発明によ
る光イオン化と保持時間の関係を示す線図１図Ｂは従来
性われていた吸収光度法により紫外吸収と保持時間の関
係を示す線図で、市販のものを使っている。　又図でサ
ンダルは（ａｌが９−ブロモアントラセン（６４ｎｇｊ
、（ｂｌが１−クロロアントラセン（４５ｎｇ）、（ｃ
）がアントラセン（１６１１ｇ　）　、　　（ｄ）がピ
レン（２０ｎ　ｇ　）　、　　（ｅ）がテトラフェン（
９１Ｈｇである。　貰だ検出限界を１とめると下記の表
となる。

又開放型検出器の限界はアントラセンで４０００Ｐｙと
報告されており、この発明による結果は在来法に比較し
、格段の進歩全示している。

以上は試料に液体を使用したが、気体試料に使用するこ
ともでき、又ガスクロマトグラフや他のクロマトグラフ
法とも容易に担み合せることができる。

かくてこの発明により、クロマトグラフ法と組合せて従
来法より感度がよく、より微量存在様の検出器に適する
。

例えば半導体やモジミック材料中の不純物や病気の診断
や病因追求、薬物効果の判定のための生体試料中の極微
量植の検出定量等社会的要望の高い分野の要望にこたえ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例側断面図、第２図は第１図
における電極存在部分の拡大分解斜視図。 第３図は高速液体クロマトグラフ法を第１図にならって
実施した場合の概略構成図、第４図は第３図による実際
例の特性クロマトグラムである。 図で１は密閉型検出槽、２ａ、２ｂは試料管、３ａ。 ６ｂは電極、４はレーザ照射装置、４ａはレーザ発光部
、４ｂはレーザ誘導管、５は測定回路、６は包囲容器、
７は高速液体クロマトグラフ装置。 ９は高圧電源部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　　密閉型検出槽と、該検出槽内を一方より試料
   を流入させ他方より流出させる試料管と、該試料管の中
   央部に照射されるレーザ光線と該試料管の中央部におい
   て前記試料を挾んで電圧印加の下に設けられる一対の電
   極並びに該一対の電極に接続される微小電流検出回路と
   を備えることによりレーザ光線照射に起因する微小電流
   にもとづいて試料内の成分の存在量を検出することを特
   徴とするレーザ利用密閉型多光子イオン化検出装置。 （２）　　前記電極としては試料の出し入れに用いるス
   テンレスのような金属の試料管全中央部において切り離
   し夫々の先端を干たく伸ばして夫々対向せしめて用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ利
   用密閉型多光子イオン化検出装置。 （３）試料の出し入れに用いる試料管をプラスチックの
   ような絶縁管として、別に電極を挿入して対装置。 （４）密閉型検出槽にはシールド可能の金属箱を用いる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ利
   用密閉型多光子イオン化検出装置。