(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が通過するフローセルと、このフローセルに励起光を照射する励起光学系と、フローセルからの蛍光強度を検出する蛍光測定光学系とを備えた蛍光検出器において、
前記フローセルはその断面積がそのフローセルへの入口流路の断面積よりも大きくなったものであり、
検出領域の位置及び大きさの両方を異ならせるように、前記フローセルでの励起光学系による励起領域と蛍光測定光学系による蛍光測定領域の少なくとも一方を、フローセルの流路部分の断面積の大きい広い領域と、前記入口流路部分に限定され前記流路部分領域よりも狭い領域との間で切り換える切換え機構を備えていることを特徴とする蛍光検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体クロマトグラフやフローインジェクション分析装置などの検出器として利用される蛍光検出器に関するものであり、特にフローセルを備えた蛍光検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フローセルを備えた蛍光検出器は、フローセルに励起光を照射する励起光学系と、フローセルからの蛍光強度を検出する蛍光測定光学系とを備えている。
液体クロマトグラフを使用する分析では、分析条件に合わせて検出器のフローセルの容量を変更する必要が生じることがある。そのような場合、フローセルを容量の異なるものに変更することにより対応している。例えば、標準的な条件の分析においては、内径４.６ｍｍ程度のカラムを使用することが多いが、微量試料の分析を行なうときや移動相の使用量を節約するときなどの場合は、内径がそれよりも小さいカラムを使用し、移動相の流量を減少させて分析している。移動相の流量を抑えた分析では、標準的な条件で使用するフローセルでは容量が大きすぎてフローセル内で拡散が生じ、十分な分解能が得られないため、より容量の小さいフローセルに交換して分析を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
分析条件に合わせてフローセルを交換しようとすれば、分析条件に応じたフローセルを複数種類用意しておかなければならないし、分析条件が変わるたびにフローセルの交換作業という煩わしい作業をともなう。
本発明は標準的なフローセルを装着しておき、分析条件が変わってもフローセルを交換することなしに、分析条件の変更に対応できるようにすることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光検出器は、試料が通過するフローセルと、このフローセルに励起光を照射する励起光学系と、フローセルからの蛍光強度を検出する蛍光測定光学系とを備え、前記フローセルはその断面積がそのフローセルへの入口流路の断面積よりも大きくなったものであり、検出領域の位置及び大きさの両方を異ならせるように、前記フローセルでの励起光学系による励起領域と蛍光測定光学系による蛍光測定領域の少なくとも一方を、フローセルの流路部分の断面積の大きい広い領域と、前記入口流路部分に限定され前記流路部分領域よりも狭い領域との間で切り換える切換え機構が備えられている。
切換え機構は励起光学系もしくは蛍光測定光学系のスリットにより、又は励起光学系とフローセルの間の照射光学系によりもしくはフローセルと蛍光測定光学系の間の受光光学系により実現することができる。
【０００５】
励起領域を変化させる場合を例にして説明すると、フローセルのうち励起光が照射された領域のみが蛍光を発するため、フローセル内での励起光照射領域を入口付近に限定すると、カラムで分離された成分がフローセル内で拡散する前に励起されるので、クロマトグラムのピークの広がりを抑制しながら高感度に蛍光検出を行なうことができる。その結果、実効的にフローセル容量を減少させたことになる。
一方、フローセルの断面積の大きい流路部分を中心とする領域に励起光を照射すれば、そのフローセル本来の蛍光検出を行なうことができる。
蛍光測定領域を変化させる場合も同様である。励起領域と蛍光測定領域はともに変化させてもよく、一方のみを変化させてもよい。
【０００６】
【実施例】
図１（Ａ）は励起光学系のスリットを切換え機構とした実施例であり、励起光学系のスリット形状を変化させることによりフローセル内での励起領域を変化させるようにしたものである。
フローセル２は下側から上側に向かってカラムからの流出液が流されるようになっており、フローセル２内では図１（Ｃ）に示されるように、入口流路４の断面積よりもフローセル２内での断面積の方が大きくなっている。入口流路４は例えばカラムとフローセル２を接続するキャピラリーである。断面積の一例を示すと、フローセル２内の断面積は直径１.５ｍｍ、入口流路４のキャピラリーの断面積は直径０.２〜０.３ｍｍである。フローセル２に励起光を照射する励起光学系では、その励起側分光器（図示略）の出口スリット１２を経て集光レンズ８により励起光束１０がフローセル２に照射される。出口スリット１２は、図１（Ａ）に示されるように、一方の薄板スリット板６ａには左側から右側に向かって狭くなった台形で、その上側の辺が水平方向になったスリット孔１２ａが開けられており、他方の薄板スリット板６ｂには上から下に向かって狭くなった台形のスリット孔１２ｂが開けられている。出口スリット１２はこの２枚のスリット板６ａ，６ｂを組み合わせ、それぞれのスリット孔１２ａ，１２ｂの重なった部分として形成され、そのスリット１２を通った励起光が集光レンズ８を経てフローセル２に照射される。スリット１２は、スリット板６ａを水平方向に変位させることによりスリット高さが無段階に変更され、スリット板６ｂを垂直方向に変位させることによりスリット幅が無段階に変更される。
【０００７】
スリット１２を透過した励起光は、集光レンズ８によってフローセル２内の流路に集光されるが、スリット１２の像がフローセル２内に結像される光学配置になっている。そのためスリット１２の形状を変更することによりフローセル２内の励起領域を変化させることができる。
【０００８】
集光レンズ８ではスリット像が上下反転してフローセル２の流路に結像されるようになっている。図１（Ａ）でスリット板６ａを右方向に変位させ、スリット板６ｂを下方向に変位させてスリット孔を最大としたとき、励起光がフローセル内の流路全体を照射し、逆にスリット板６ａを左方向に変位させ、スリット板６ｂを上方向に変位させてスリット孔を最小で、しかも最も高い位置にしたときにフローセル２内の入口付近の流路に励起光が限定されて照射されるようになっている。スリット１２の上端の高さは一定であるため、スリット孔を最も小さくしたときは励起領域はフローセル２内の下端部の入口付近の流路に限定され、スリット孔を最も大きくしたときは励起領域はフローセル２内の下端から上端に至る流路全体に広がる。
【０００９】
スリット孔を変化させたときのフローセル２内での励起領域を水平断面の図１（Ｂ）と垂直断面の図１（Ｃ）に示す。スリット孔を最大としたときは実線で示される励起光光束１０ａとなってフローセル２内の流路全体が照射され、スリット孔を最も小さくしたときは破線で示される励起光光束１０ｂとなってフローセル２内の流路の斜線部が照射される。その斜線部は、水平方向でみても中心部の狭い領域に限定されている。
【００１０】
図２はフローセル２と励起分光器の間の照射光学系のレンズ１８にズーム機能をもたせ、そのレンズ１８により切換え機構を実現した実施例を示したものである。この実施例では、励起分光器の出口スリット１２は固定したままで、照射光学系のズーム機構でフローセル２内の励起領域を変化させる。励起分光器の出口スリット１２を通った光が照射光学系のレンズ１８によって集光されるが、そのレンズ１８の位置関係を変更することによりフローセル２内の流路に結像するスリット像を変化させるようにしている。
【００１１】
図２（Ａ）はスリット１２の像がフローセル２の流路全体に広がるように照射光学系のレンズ１８を設定した例であり、図２（Ｂ）は水平断面を示したものであり、フローセル２内での励起光照射領域を斜線部で示している。
【００１２】
図２（Ｃ）は照射光学系のレンズ１８を変位させてスリット１２の像をフローセル２内の流路の入口部分に限定して励起光を照射するようにした場合である。この場合は、励起光はフローセル２内の流路の入口部分で、その断面図を示す図２（Ｄ）に示されるように水平方向でみても中心部の狭い領域に限定されている。
【００１３】
図１の実施例の光学系では、スリット孔のサイズを変化させるために励起光をフローセル内の入口部に限定したときはスリット孔のサイズが減少させられてフローセルに集光される光量が減少するが、図２の実施例ではフローセルの実効容量を減少させるように励起光の照射領域をフローセル内の下部に限定しても、そこを通過する光量は変化しないので、感度の点で有利である。
【００１４】
図１と図２の実施例には蛍光測定光学系は図示されていないが、蛍光測定光学系の蛍光測定領域をフローセル内の流路全体にわたる領域に固定しておいてもよく、次の図３の実施例のような励起光測定光学系を備えて励起領域の変化と同期して蛍光測定領域が励起領域と同じになるように変化させてもよい。
【００１５】
図３（Ａ）は、蛍光測定光学系のスリットを変化させることによりフローセル内の流路で蛍光を測定する領域を変化させるようにした実施例を示したものである。フローセル２内で発生した蛍光は、集光レンズ２０を経て蛍光分光器入口スリット２４を透過して蛍光分光器に入射し、検出器で検出される。蛍光分光器の入口スリット２４は２枚の薄板スリット板２２ａと２２ｂからなり、それぞれには図１の実施例のスリット板１２ａ，１２ｂと同様の台形状のスリット孔２４ａ，２４ｂが設けられている。スリット板２２ａ，２２ｂを水平方向と垂直方向にそれぞれ変位させることによって、スリット２４の孔の高さと幅を変化させることができる。
【００１６】
この場合もスリット孔を最大にすることによりフローセル２内の流路全体からの蛍光を検出することができ、スリット板２２ｂの位置を最も高くし、スリット板２２ａの位置を左方向に動かすことでスリットの大きさが小さくなることにより、フローセル２内の入口部を含む下部の流路に限定された領域からの蛍光のみを検出できるようになる。この場合の集光レンズ２０も上下方向が反転するように結像されるものである。
【００１７】
図３の実施例で、励起光学系はフローセル内の流路全体を照射するものであってもよい。また図１又は図２の実施例と組み合わせることにより、蛍光測定側のスリットでフローセル内の流路全体からの蛍光を検出するときは励起側もフローセル内の流路全体を照射するようにし、蛍光測定側でフローセル内の流路の入口部分のみからの蛍光を限定して検出するときは励起光も入口部分に限定して励起光照射を行なうように変化させるようにしてもよい。そのように両方の光学系で、励起領域と蛍光検出領域を限定した場合の平面図を図３（Ｂ）の斜線部として示している。
【００１８】
実施例は励起光学系の集光レンズに光を入射させる前のスリットの大きさと位置を変化させたり、蛍光測定光学系では集光レンズを透過したあとのスリットの大きさと位置を変化させるようにしているが、大きさと位置を変化させるスリットをレンズ８又は１８とフローセル２の間に配置したり、集光レンズ２０とフローセル２の間に配置するようにしても同様の効果を得ることができる。
実施例ではスリットの大きさと高さを無段階に変化させることができるが、励起光照射領域または蛍光測定領域をフローセル内の流路全体にわたる領域と、入口部分に限定された領域の少なくとも２つの領域を含む複数の領域の間で段階的に可変にしてもよい。
【００１９】
本発明の蛍光検出器が用いられる分析装置の操作部にフローセルの実効容量を変化させるスイッチなどを設け、それに応じてスリット板やズームレンズを自動的に変位させるようにすれば、フローセルの実効容量の切換えが容易になる。
また、外部のコントローラや検出器に流路の切換えによるカラムの選択や流量の変更などの分析条件と、本発明による実効的なフローセル容量の変更を同期させるようにすれば、フローセル容量を含めた最適な分析条件を自動で選択することが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、フローセルでの励起光学系による励起領域と蛍光測定光学系による蛍光測定領域の少なくとも一方を、フローセルの断面積の大きい流路部分を中心とする領域と、入口部分に限定された領域との間で切り換えるようにしたので、フローセルを交換することなく、分析条件に合わせて実質的なセル容量を選択することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は励起光学系のスリットを切換え機構とした第１の実施例の励起側を示す斜視図、（Ｂ）はその実施例におけるフローセルでの励起領域を示す水平断面図、（Ｃ）は垂直断面図である。
【図２】励起光学系にズーム機能をもたせた第２の実施例を示す図であり、（Ａ）は励起領域をフローセル内の流路全体に広げた状態の正面図、（Ｂ）はその状態でのフローセルでの励起領域を示す水平断面図、（Ｃ）は励起領域をフローセル内の流路の入口部分に限定した状態の正面図、（Ｄ）はその状態でのフローセルでの励起領域を示す水平断面図である。
【図３】（Ａ）は、蛍光測定光学系のスリットを切換え機構とした第３の実施例の蛍光測定側を示す斜視図、（Ｂ）は励起領域と蛍光検出領域をともに限定した状態でのフローセルでの励起及び蛍光測定領域を示す水平断面図である。
【符号の説明】
２      フローセル
４      フローセルへの入口流路
６，２４      スリット
６ａ，６ｂ，２２ａ，２２ｂ      スリット板
８，１８，２０      レンズ
１２ａ，１２ｂ，２４ａ，２４ｂ    スリット孔
【図１】
0003684747.tif 000002
【図２】
0003684747.tif 000003
【図３】
0003684747.tif 000004