(57)【要約】光源２からの光を遮光するためのシャッタ１６（遮光用シャッタ）と、光源２から発せられる光の光路上の位置であって光源２と集光ミラー４との間の位置と光路から外れた位置との間でシャッタ１６を移動させるシャッタ駆動機構１８が設けられている。検出器制御部２０は光源２の点灯とシャッタ駆動機構１８によるシャッタの駆動を制御するための光照射制御手段２２を備えている。光照射制御手段２２は、試料の吸光度測定を行なう際にのみシャッタ１６を開くよう構成されている。
2013140617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光を発する光源と、
測定対象の試料を流すフローセルと、
前記光源からの光を前記フローセルに導くための光学系と、
光を検出するための光検出器と、
前記光源から前記フローセルに導かれる光の光路上に遮光用シャッタを配置して前記光源から前記フローセルへの光を遮光することができるシャッタ機構と、
試料の測定が実行されるときのみ前記遮光用シャッタを前記光路上から外し、試料の測定が実行されるとき以外は前記遮光用シャッタを前記光路上に配置するように前記シャッタ機構の動作を制御する光照射制御手段と、を備えた検出器。
【請求項２】
前記光学系は、前記光源と前記フローセルとの間に前記光源からの光を集光して前記フローセルに導くための集光手段を備え、
前記シャッタ機構は、前記遮光用シャッタを前記光源と前記集光手段の間に配置して前記光源から前記フローセルへの光を遮光するものである請求項１に記載の検出器。
【請求項３】
前記光源から前記フローセルに導かれる光の光路上に配置され、前記フローセルに照射される光から測定に使用しない波長域にある光の少なくとも一部を減光又は遮光する特性をもつ減光フィルタをさらに備えた請求項１又は２に記載の検出器。
【請求項４】
減光フィルタを前記光路上に配置する動作と前記光路上から外す動作を行なうフィルタ駆動機構をさらに備え、
前記フィルタ駆動機構は、少なくとも光照射により変質する性質をもつ試料の測定の際に前記減光フィルタを前記光路上に配置する請求項１又は２に記載の検出器。
【請求項５】
前記光学系は前記フローセルを透過した光を前記光検出器に導く構成も有する請求項１から４のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項６】
測定光を発する光源と、
測定対象の試料を流すフローセルと、
前記光源からの光を前記フローセルに導くための光学系と、
光を検出するための光検出器と、
少なくとも試料の測定が実行される際に前記光源から前記フローセルに導かれる光の光路上に配置され、前記フローセルに照射される光から測定に使用しない波長域にある光の少なくとも一部を減光又は遮光する特性をもつ減光フィルタと、を備えた検出器。
【請求項７】
減光フィルタを前記光路上に配置する動作と前記光路上から外す動作を行なうフィルタ駆動機構をさらに備え、
前記フィルタ駆動機構は、少なくとも光照射により変質する性質をもつ試料の測定の際に前記減光フィルタを前記光路上に配置する請求項６に記載の検出器。
【請求項８】
前記光学系は、前記光源と前記フローセルとの間に前記光源からの光を集光して前記フローセルに導くための集光手段を備え、
前記減光フィルタは前記光源と前記集光手段の間に配置されるものである請求項６又は７に記載の検出器。
【請求項９】
前記光学系は前記フローセルを透過した光を前記光検出器に導く構成も有する請求項６から８のいずれか一項に記載の検出器。
【請求項１０】
分析流路と、
前記分析流路中に試料を導入するための試料導入部と、
前記分析流路中で移動相を送液するための移動相送液部と、
前記分析流路上で前記試料導入部の下流側に設けられ、前記試料導入部により導入された試料を成分ごとに分離するための分析カラムと、
前記分析流路上で前記分析カラムの下流側に設けられ、前記分析カラムで分離された試料成分を検出するための請求項１から５のいずれか一項に記載の検出器と、を備えた液体クロマトグラフ。
【請求項１１】
前記試料導入部、前記移動相送液部及び前記検出器に制御信号を送信することでその動作を制御する制御部をさらに備え、
前記検出器の前記光照射制御手段は、前記制御部から試料の分析を開始するための信号を受信したときに前記遮光用シャッタを前記光源からの光の光路上から外し、前記制御部から試料の分析を終了するための信号を受信したときに前記遮光用シャッタを前記光路上に配置するように構成されている請求項１０に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１２】
前記試料導入部、前記移動相送液部及び前記検出器に制御信号を送信することでその動作を制御する制御部をさらに備え、
前記検出器の前記光照射制御手段は、前記制御部から試料の分析を開始するための信号を受信したときに前記遮光用シャッタを前記光源からの光の光路上から外すとともにその分析が開始してからの経過時間を計時し、その分析の開始からその分析に要する時間が経過したときに前記遮光用シャッタを前記光路上に配置するように構成されている請求項１０に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１３】
前記移動相送液部は移動相を送液している間に移動相を送液中であることの信号を前記検出器に送信するようになっており、
前記検出器の前記光照射制御手段は、前記移動相送液部から移動相を送液中であることの信号を受信している間は前記遮光用シャッタを前記光源からの光の光路上から外し、前記移動相送液部から移動相を送液中であることの信号を受信しなくなったときに前記遮光用シャッタを前記光路上に配置するように構成されている請求項１０に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１４】
前記検出器で得られた検出信号に基づいて試料についての演算処理を行なう演算処理部と、
前記検出器の前記遮光用シャッタが前記光路上に配置されている状態で測定した前記光検出器の素子の暗電流値を保持した暗電流データ保持部と、をさらに備え、
前記演算処理部は、試料についての演算処理において、試料の測定時に前記検出器で得られた検出信号から前記暗電流データ保持部に保持されている暗電流値を差し引いて前記演算処理に用いるようになっている請求項１０から１３のいずれか一項に記載の液体クロマトグラフ。
【請求項１５】
分析流路と、
前記分析流路中に試料を導入するための試料導入部と、
前記分析流路中で移動相を送液するための移動相送液部と、
前記分析流路上で前記試料導入部の下流側に設けられ、前記試料導入部により導入された試料を成分ごとに分離するための分析カラムと、
前記分析流路上で前記分析カラムの下流側に設けられ、前記分析カラムで分離された試料成分を検出するための請求項６から９のいずれか一項に記載の検出器と、を備えた液体クロマトグラフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体クロマトグラフにおいて分析カラムで分離された試料成分を検出するために使用される検出器及びその検出器を備えた液体クロマトグラフに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフにおいて分析カラムで分離された試料成分を検出するために使用される検出器として、マルチチャネル型吸光度検出器などの分光光度計が多く使用される（特許文献１参照。）。【０００３】
図２２にマルチチャネル型吸光度検出器の構成を概略的に示す。
この検出器は、測定光を発する光源２、液体クロマトグラフの分析カラムからの溶出液を流すためのフローセル６、光を検出するための光検出器１４及び光源２からの光をフローセル６に導くとともにフローセル６を透過した光を光検出器１４に導く光学系を備えている。光学系はミラー４、ミラー８及び凹面回折格子１２により構成されている。【０００４】
ミラー４は光源２から発せられる光の光軸上に配置されており、ミラー４で反射した光の光軸上にフローセル６が配置されている。フローセル６を透過した光の光軸上にミラー８が配置されており、ミラー８で反射した光の光軸上の位置にスリット１０及び凹面回折格子１２が配置され、凹面回折格子１２で分光された光を受光することができる位置に光検出器１４が配置されている。すなわち、光源２からの光をミラー４で反射させてフローセル６に集光し、フローセル６を透過した光をミラー８で反射させてスリット１０に集光し、スリット１０を通過した光を凹面回折格子１２で分光して光検出器１４上に結像する。光源２は例えば重水素ランプであり、光検出器１４は例えばホトダイオードアレイなどのマルチチャネル型の光検出器である。【０００５】
光検出器１４では、フローセル６を透過した所定の波長範囲ごとの光の強度の時間的な変化が検出され、その検出信号は吸光度変化として変換されて演算制御装置（図示は省略）に送られ、分析データ処理が行なわれる。そのデータ処理で得られた吸光度データにより、試料の定性のための吸収スペクトルを得たり、特定成分に吸収のある波長での吸光度と試料濃度との関係から特定成分の定量を行なったりすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７０２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図２２に示したような従来の検出器では、フローセル６には分光される前の光が入射するため、分光された光に比べて強いエネルギーをもつ光がフローセル６に入射する。ある試料についての分析が終了したときは、次回の分析が開始されるまで移動相の送液が停止される。一方で、検出器の光源は、点灯してから光量が安定するまでに時間がかかるため、ある試料の分析が終了し移動相の送液が停止されても光源は点灯したままにされていることが多い。そのため、試料の分析が行なわれていない状態でも光源からフローセルに対して光が照射され続けることになる。【０００８】
フローセル６の光通過部分にはレンズや窓板などの部品が設けられている。液体クロマトグラフの吸光度検出器では、紫外光や可視光が多く使用されるため、フローセル６に設けられているレンズや窓板などの部品の材質に、紫外光や可視光に透過性のある合成石英ガラスが使用されることが多い。また、フローセル以外のミラー４、ミラー８、回折格子１２には反射材としてアルミニウムを使用したものが使用されることが多い。エネルギーの強い光がこれらの部品を通過し続けると、これらの部品の劣化が進行して光透過率が低下してしまうことがある。これらの部品の性能が劣化するとフローセル６を透過する光量が低下し、その結果、光検出器１４に入射する光の強度が低下してノイズの割合が増大する。その結果、液体クロマトグラフの分析精度が低下し、高感度分析にも影響を与える。【０００９】
そこで、本発明は、フローセルを構成する部品及びその他の光学素子の劣化を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる検出器の第１形態は、測定光を発する光源と、光を検出するための光検出器と、測定対象の試料を流すフローセルと、光源からの光をフローセルに導くとともにフローセルを透過した光を光検出器に導くための光学系と、光源からフローセルに導かれる光の光路上に遮光用シャッタを配置して光源からフローセルへの光を遮光することができるシャッタ機構と、試料の測定が実行されるときのみ遮光用シャッタを光路上から外し、試料の測定が実行されるとき以外は遮光用シャッタを光路上に配置するようにシャッタ機構の動作を制御する光照射制御手段と、を備えたものである。【００１１】
本発明にかかる検出器の第２形態は、測定光を発する光源と、測定対象の試料を流すフローセルと、光源からの光をフローセルに導くための光学系と、光を検出するための光検出器と、少なくとも試料の測定が実行される際に光源からフローセルに導かれる光の光路上に配置され、フローセルに照射される光から測定に使用しない波長域にある光の少なくとも一部を減光又は遮光する特性をもつ減光フィルタと、を備えたものである。【００１２】
本発明にかかる液体クロマトグラフは、分析流路と、分析流路中に試料を導入するための試料導入部と、分析流路中で移動相を送液するための移動相送液部と、分析流路上で試料導入部の下流側に設けられ、試料導入部により導入された試料を成分ごとに分離するための分析カラムと、分析流路上で分析カラムの下流側に設けられ、分析カラムで分離された試料成分を検出するための検出器と、を備えたものであって、検出器として、本発明にかかる検出器の第１形態又は第２形態を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる検出器の第１形態では、光源からフローセルに導かれる光の光路上に遮光用シャッタを配置して光源からフローセルへの光を遮光することができるシャッタ機構と、試料の測定が実行されるときのみ遮光用シャッタを光路上から外し、試料の測定が実行されるとき以外は遮光用シャッタを光路上に配置するようにシャッタ機構を制御する光照射制御手段と、を備えているので、試料の測定が実行されていないときは光源からの光が遮光用シャッタによって遮光されてフローセルを通過しない。これにより、フローセルを光源からの光が通過する時間を短縮することができ、フローセルを構成するレンズなどの部品やその他の光学素子の劣化の進行を抑制することができる。【００１４】
本発明の検出器の第２形態では、光源からフローセルに導かれる光の光路上に配置され、フローセルに照射される光から測定に使用しない波長域にある光の少なくとも一部を減光又は遮光するための減光フィルタを備えているので、少なくとも試料の測定時にフローセルに照射される光の強度を低下させることができ、フローセルを構成するレンズなどの部品やその他の光学素子の劣化の進行を抑制することができる。【００１５】
上記第１の又は第２の検出器を備えた本発明の液体クロマトグラフでは、検出器のフローセルを構成するレンズなどの部品やその他の光学素子の劣化の進行が抑制されるので、分析の信頼性の低下を抑制することができる。【００１６】
また、本発明にかかる検出器の第２形態及びその第２形態を備えた液体クロマトグラフでは、以下の問題点を改善することができるという効果も得られる。
まず、試料の測定の際、フローセルに対し強いエネルギーをもつ光が照射されるとフローセル内の試料が変質し、特に低濃度の試料は光照射による変質の影響を大きく受け、濃度と吸光度の関係の直線性が悪化して定量の精度が悪化するという問題点がある。【００１７】
図１５はフローセルへの送液を停止してフローセルに試料としてある消炎鎮痛剤を封入して測定した光照射開始時からの経過時間ごとの吸光度スペクトルを示すグラフである。図１６は、図１５のデータにおける測定波長２６０ｎｍにおける吸光度の時間的変化を示すグラフである。図１５において光照射開始時の吸光度スペクトルが試料の本来の吸光度スペクトルということができ、光照射開始時から時間の経過とともに吸光度スペクトルが変化し、波長２６０ｎｍでの吸光度は時間の経過とともに増加している。液体クロマトグラフでは試料はフローセルの中を通過しながら光の照射を受けるが、その通過時間内で試料は変質し、低濃度ほどその影響は大きくなる。この例では、波長２６０ｎｍにおける直線性は図１７のＡのグラフのように悪化する。また、図１５、図１６の例とは逆に光の照射により吸光度が低下することもあり、その場合は図１７のＢのように直線性が悪化する。試料が低濃度になるほど吸光度の直線性が悪化する理由としては、試料濃度が低くなるほど試料一分子あたりの受光する光量が増加するため、変質する分子の割合が増加し、本来の吸光度から変化するからであると考えられる。【００１８】
また、吸光度の測定に使用される波長以外の光がフローセルの試料に照射され、そのような波長の光によって励起されて蛍光を発する成分が試料に含まれていた場合、その成分から発せられる蛍光の波長範囲に吸光度の測定に使用される波長が含まれていると、その蛍光の影響により濃度と吸光度の関係の直線性が悪化し、定量の精度が悪化するという問題点もある。例えば、図１５のような吸収スペクトルをもつ試料の測定において、２６０ｎｍで吸光度を測定して試料の定量を行なう場合、２１０ｎｍ付近の波長の光によって励起され２６０ｎｍ付近の波長の蛍光を発する成分が試料に含まれていると、試料から発せられる蛍光も光検出器によって測定されてしまい、その測定値が吸光度の測定に使用されるため、試料濃度と測定される吸光度の直線性が悪化し、定量の精度が悪化する。【００１９】
以上の問題は、減光フィルタによってフローセルに照射される光から測定に使用しない成分を除去することで改善又は解決することができる。照射される光のエネルギーによる試料の劣化の問題は、測定に使用しない波長の光の一部を減光フィルタによって減光又は遮光しフローセルに照射される光のエネルギーを低減することで改善できる。試料に含まれる成分から発せられる蛍光の問題は、そのような成分を励起する波長成分を減光フィルタによって除去することで解決できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】検出器の一実施例を概略的に示す構成図である。
【図２】同実施例のシャッタ駆動機構の一例を概略的に示す図である。
【図３】液体クロマトグラフの一実施例を示す概略構成図である。
【図４】液体クロマトグラフの他の実施例を示す概略構成図である。
【図５】図１の実施例のシャッタ開閉動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１の実施例のシャッタ開閉動作の他の例を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１の実施例のシャッタ開閉動作のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１の実施例のシャッタ開閉動作のさらに他の例を説明するためのフローチャートである。
【図９】図３の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図４の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】フローセルの構造の一例を示す図である。
【図１２】検出器の他の実施例を概略的に示す構成図である。
【図１３】液体クロマトグラフのさらに他の実施例を示す概略構成図である。
【図１４】検出器の他の実施例を概略的に示す構成図である。
【図１５】フローセルへの送液を停止してフローセルに消炎鎮痛剤を封入して測定した光照射開始時からの経過時間ごとの吸光度スペクトルを示すグラフである。
【図１６】図１５のデータにおける測定波長２６０ｎｍにおける吸光度の時間的変化を示すグラフである。
【図１７】試料に照射される光による試料の変質が吸光度の直線性に与える影響を説明するための図である。
【図１８】検出器のさらに他の実施例を概略的に示す構成図である。
【図１９】シャッタ及びフィルタ駆動機構の一例を概略的に示す図である。
【図２０】減光フィルタの波長特性の一例を示す図である。
【図２１】減光フィルタを取り付けたフローセルの一例を示す図である。
【図２２】従来の検出器の一例を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００２１】
１      検出器
２      光源
４，８、４０、４４、５０      ミラー
６      フローセル
１０      スリット
１２、４８      回折格子（分光素子）
１４      ホトダイオードアレイ（光検出器）
１６      シャッタ
１８      シャッタ駆動機構
２０      検出器制御部
２２      光照射制御手段
２３      演算制御装置
２４      分析流路
２６      送液ポンプ
２８      移動相
３０      試料注入部
３２      分析カラム
５２      ビームスプリッタ
５４      試料側光検出器
５６      参照側光検出器
６０      減光フィルタ
６２      シャッタ及びフィルタ駆動機構
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
光源からの光をフローセルに導く光学系として、光源とフローセルとの間に光源からの光を集光してフローセルに導くための集光ミラーが設けられていることがある。このような集光ミラーに強いエネルギーをもつ光が照射され続けると、フローセルのレンズなどと同様に劣化が進行し、反射率が低下するという問題が生じる。【００２３】
そこで、本発明の検出器の第１形態において、シャッタ機構を、遮光用シャッタを光源と集光ミラーの間に配置して光源からフローセルへの光を遮光するものとしてもよい。そうすれば、試料の分析が実行されていないときには、光源からの光が集光ミラーに照射されないようになり、集光ミラーへの光の照射時間を低減して集光ミラーの劣化の進行を抑制することができる。【００２４】
同様に、本発明の検出器の第２形態においても、減光フィルタが光源と集光ミラーの間に配置されるようにすれば、集光ミラーに照射される光のエネルギーを低減することができ、集光ミラーの劣化の進行を抑制することができる。【００２５】
なお、本発明にかかる検出器の第１形態及び第２形態は、光学系がフローセルを透過した光を光検出器に導く構成を有するものも含む。例えば分光光度計には、光源からの光を分光器で分光し、分光された光をフローセルに導いてフローセルの直後に設けられた検出器でその透過光を検出する前分光方式と、光源からの光をフローセルに導いて照射し、フローセルを透過した光を分光器に導いて分光し、分光された光を検出器で検出する後分光方式がある。前分光方式ではフローセルと検出器との間に光学系が存在せず、後分光方式ではフローセルと検出器との間に光学系が存在する。本発明の検出器はこれらの両方式を含む。【００２６】
本発明の検出器の第１形態においては、少なくとも試料の測定が実行される際に光源からフローセルに導かれる光の光路上に配置され、フローセルに照射される光から測定に使用しない波長域にある光の少なくとも一部を減光又は遮光する特性をもつ減光フィルタをさらに備えていてもよい。そうすれば、遮光用シャッタによってフローセルを構成するレンズなどの部品やその他の光学素子の劣化の進行を抑制することができるとともに、測定時に試料に照射される光のエネルギーを低減して試料の劣化を抑制することができる。【００２７】
上記の場合の好ましい実施形態としては、減光フィルタを光路上に配置する動作と光路上から外す動作を行なうフィルタ駆動機構をさらに備え、フィルタ駆動機構は、少なくとも光照射により変質する性質をもつ試料の測定の際に減光フィルタを光路上に配置するようになっているものが挙げられる。これにより、光照射により変質する試料の分析の際に試料の変質を防止することができるとともに、光照射によっては変質しない試料の分析の際に減光フィルタを光路上から外して測定に使用する光量を減衰させることなく高感度分析を行なうことも可能になる。【００２８】
本発明の検出器の第２形態の好ましい実施形態としても、減光フィルタを光路上に配置する動作と光路上から外す動作を行なうフィルタ駆動機構をさらに備え、フィルタ駆動機構は、少なくとも光照射により変質する性質をもつ試料の測定の際に減光フィルタを光路上に配置するようになっているものが挙げられる。これにより、光照射により変質する試料の分析の際に試料の変質を防止することができるとともに、光照射によっては変質しない試料の分析の際に減光フィルタを光路上から外して測定に使用する光量を減衰させることなく高感度分析を行なうことも可能になる。【００２９】
本発明の検出器の第１形態を備えた液体クロマトグラフの好ましい実施形態の一例として、試料導入部、移動相送液部及び検出器に制御信号を送信することでその動作を制御する制御部をさらに備え、検出器の光照射制御手段が、制御部から試料の分析を開始するための信号を受信したときに遮光用シャッタを光源からの光の光路上から外し、制御部から試料の分析を終了するための信号を受信したときに遮光用シャッタを光路上に配置するように構成されているものが挙げられる。【００３０】
また、本発明の検出器の第１形態を備えた液体クロマトグラフの好ましい実施形態の他の例として、試料導入部、移動相送液部及び検出器に制御信号を送信することでその動作を制御する制御部をさらに備え、検出器の光照射制御手段は、制御部から試料の分析を開始するための信号を受信したときに遮光用シャッタを光源からの光の光路上から外すとともにその分析が開始してからの経過時間を計時し、その分析の開始からその分析に要する時間が経過したときに遮光用シャッタを光路上に配置するように構成されているものが挙げられる。【００３１】
また、本発明の検出器の第１形態を備えた液体クロマトグラフの好ましい実施形態のさらに他の例として、移動相送液部は移動相を送液している間に移動相を送液中であることの信号を検出器に送信するようになっており、検出器の光照射制御手段は、移動相送液部から移動相を送液中であることの信号を受信している間は遮光用シャッタを光源からの光の光路上から外し、移動相送液部から移動相を送液中であることの信号を受信しなくなったときに遮光用シャッタを光路上に配置するように構成されているものが挙げられる。【００３２】
本発明の検出器の第１形態を備えた液体クロマトグラフにおいては、検出器で得られた検出信号に基づいて試料についての演算処理を行なう演算処理部と、検出器の遮光用シャッタが光路上に配置されている状態で測定した光検出器の素子の暗電流値を保持した暗電流データ保持部と、をさらに備え、演算処理部は、試料についての演算処理において、試料の測定時に検出器で得られた検出信号から暗電流データ保持部に保持されている暗電流値を差し引いて演算処理に用いるようになっていてもよい。【００３３】
以下、図面を用いて本発明の検出器及び液体クロマトグラフの一実施例について説明する。まず、図１を用いて検出器の一実施例について説明する。
この検出器１は、測定光を発する光源２、液体クロマトグラフの分析カラムからの溶出液を流すためのフローセル６、光を検出するための光検出器１４及び光源２からの光をフローセル６に導くとともにフローセル６を透過した光を光検出器１４に導く光学系を備えている。光学系はミラー４、ミラー８及び凹面回折格子１２により構成されている。【００３４】
ミラー４は光源２から発せられる光の光軸上に配置されており、ミラー４で反射した光の光軸上にフローセル６が配置されている。フローセル６を透過した光の光軸上にミラー８が配置されており、ミラー８で反射した光の光軸上の位置にスリット１０及び凹面回折格子１２が配置され、凹面回折格子１２で分光された光を受光することができる位置に光検出器１４が配置されている。すなわち、光源２からの光をミラー４で反射させてフローセル６に集光し、フローセル６を透過した光をミラー８で反射させてスリット１０に集光し、スリット１０を通過した光を凹面回折格子１２で分光して光検出器１４上に結像する。光源２は例えば重水素ランプであり、光検出器１４は例えばホトダイオードアレイなどのマルチチャネル型の光検出器である。【００３５】
フローセル６の構造の一例を図１１に示す。筐体４２の内部にセル３６が形成されている。セル３６の一端に入口流路３８が接続され、セル３６の他端に出口流路４０が接続されている。セル３６の光入射側の側方にレンズ４４がガスケット４５を介して配置されており、レンズ４４とガスケット４５は固定ネジ４６によって筐体４２に固定されている。セル３６の光出射側の側方に平板状の窓板４８がガスケット４９を介して配置され、窓板４８とガスケット４９は固定ネジ５０によって筐体４２に固定されている。レンズ４４及び窓板４８は例えば合成石英ガラスからなるものであり、ガスケット４５及び４９はフッ素樹脂からなるものである。【００３６】
図１に戻って説明すると、光検出器１４では、フローセル６を透過した所定の波長範囲ごとの光の強度の時間的な変化が検出され、その検出信号は吸光度変化として変換されて演算制御装置２３に送られ、分析データ処理が行なわれる。そのデータ処理で得られた吸光度データにより、試料の定性のための吸収スペクトルを得たり、特定成分に吸収のある波長での吸光度と試料濃度との関係から特定成分の定量を行なったりすることができる。【００３７】
光源２からの光を遮光するためのシャッタ１６（遮光用シャッタ）と、光源２からの光の光路上に配置したり光路上から外したりすることができるシャッタ駆動機構１８が設けられている。この実施例では、シャッタ１６が光源２と集光ミラー４との間において光源２からの光の光路上に配置されるようになっている。シャッタ１６及びシャッタ駆動機構１８はシャッタ機構を構成する。以下において、シャッタ１６を光源２からの光の光路上に配置することをシャッタ１６を「閉じる」と表現し、シャッタ１６を該光路上から外すことをシャッタ１６を「開く」と表現する。【００３８】
シャッタ駆動機構１８の一例は、図２に示されているように、モータ１８ａによって光を遮光するシャッタ１６を回転駆動するものである。シャッタ１６の位置はモータ１８ａに電圧を印加してモータ１８ａの回転を制御するモータ駆動部１８ｂによって制御する。なお、シャッタ機構の構成はこれに限定されるものではなく、シャッタ１６を開閉できる構成であればどのような構成であってもよい。【００３９】
図１に戻って説明すると、この検出器１は検出器制御部２０を備えている。検出器制御部２０はコンピュータにより実現され、外部の演算制御装置２３から与えられる制御信号に基づいて光源２、シャッタ駆動機構１８及び光検出器１４を制御するものである。また、光検出器１４で得られた検出信号は検出器制御部２０を介して演算制御装置２３に入力され、演算制御装置２３にて吸光度などを求める演算がなされる。演算制御装置２３については後述する。【００４０】
検出器制御部２０は光源２の点灯とシャッタ駆動機構１８によるシャッタの駆動を制御するための光照射制御手段２２を備えている。光照射制御手段２２は、試料の吸光度測定を行なう際にのみシャッタ１６を開くよう構成されている。【００４１】
光照射制御手段２２は、図５のフローチャートに示されているように、演算制御装置２３からの試料の分析開始の信号を受けるまでシャッタ１６を閉じておき、分析開始の信号を受けたときにシャッタ１６を開くように構成されている。そして、検出器制御部２０は、演算制御装置２３からの分析終了の信号を受けたときにシャッタ１６を再び閉じるように構成されている。【００４２】
なお、分析終了後にシャッタ１６を閉じる動作は、必ずしも上記のように演算制御装置２３からの信号に基づいて行なわれる必要はない。図６のフローチャートに示されているように、検出器制御部２０が演算制御装置２３から分析開始の信号を受けたときに分析の所要時間の情報も受け、検出器制御部２０でその分析開始からの時間を計時し、分析の所要時間が経過したときにシャッタ１６を閉じるように、光照射制御手段２２が構成されていてもよい。【００４３】
また、複数の試料の分析を連続して行なう場合、検出器制御部２０の光照射制御手段２２は、図７のフローチャートに示されているように、演算制御装置２３からの一連の分析の開始の信号に基づいてシャッタ１６を開き、演算制御装置２３からの一連の分析の終了の信号に基づいてシャッタ１６を閉じるように構成されている。【００４４】
なお、複数の試料の分析を連続して行なう場合における一連の分析の終了後にシャッタ１６を閉じる動作についても、必ずしも上記のように演算制御装置２３からの信号に基づいて行なわれる必要はない。図８のフローチャートに示されているように、検出器制御部２０が演算制御装置２３から分析開始の信号を受けたときに演算制御装置２３に設定された分析スケジュールの情報も受け、さらに最後の分析を開始する際に最後の分析であることの情報とその分析の所要時間を検出器制御部２０が演算制御装置２３から受け、最後の分析の開始の信号を受信してからその所要時間が経過するまでの時間を計時して、最後の分析が終了したときにシャッタ１６を閉じるように、光照射制御手段２２が構成されていてもよい。【００４５】
次に、液体クロマトグラフの一実施例を図３を用いて説明する。
分析流路２４上に、上流側から移動相２８を送液するための送液ポンプ２６、試料を分析流路２４中に注入するための試料注入部（オートサンプラ）３０、試料を成分ごとに分離するための分析カラム３２及び検出器１が設けられている。演算制御装置２３は演算処理部及び制御部の機能を備えたものであり、送液ポンプ２６、試料注入部３０及び検出器１の動作を制御するとともに検出器１で得られた信号に基づいて吸光度などを求める演算を行なう。演算制御装置２３は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）や専用のコンピュータのほか、それらのコンピュータとシステムコントローラを含むものによって実現することができる。システムコントローラはＰＣや専用のコンピュータと送液ポンプ２６、試料注入部３０及び検出器１などの各装置との間に介在してこれらの各装置に動作や動作条件を設定するものである。【００４６】
この液体クロマトグラフの動作の一例について図３とともに図１及び図９のフローチャートを用いて簡単に説明する。
演算制御装置２３には分析スケジュール及び分析条件が設定されている。この液体クロマトグラフの動作を開始すると、演算制御装置２３から動作開始の信号が検出器１と送液ポンプ２６に与えられる。動作開始の信号を受けた検出器１はシャッタ１６を閉じるとともに光源２を点灯させる。動作開始の信号を受けた送液ポンプ２６は移動相の送液を開始する。その後、検出器１の光源２の発光光量が安定するまで一定時間待機する。【００４７】
光源２の発光が安定するまでの待機時間が経過した後、演算制御装置２３から検出器１と試料注入部３０に分析開始の信号が与えられる。分析開始の信号を受けた検出器１はシャッタ１６を開き、光源２からの光をフローセル６に照射する。分析開始の信号を受けた試料注入部３０は分析流路２４に試料を注入する。分析流路２４に注入された試料は分析カラム３２において成分ごとに分離された後、検出器１のフローセル６に導入されることで吸光度が測定され、成分濃度が定量される。【００４８】
分析が終了した後、次に測定すべき試料が分析スケジュールにある場合は、試料注入部３０によって次の試料が分析流路２４に注入されて分析される。分析スケジュールの全ての試料についての分析が終了した場合は、演算制御装置２３が分析終了の信号を検出器１に与え、分析終了の信号を受けた検出器１はシャッタ１６を閉じ、フローセル６に照射される光を遮光する。【００４９】
他の分析スケジュールがある場合は、演算制御装置２３が新たな分析スケジュールに基づいて検出器１と試料注入部３０に分析開始の信号を与え、それによって検出器１がシャッタ１６が開き、試料注入部３０が分析流路２４に試料を順次注入してその分析スケジュールの分析を実行する。【００５０】
他に分析スケジュールがなく、この液体クロマトグラフの動作を終了する場合には、演算制御装置２３が検出器１と送液ポンプ２６に動作終了の信号を与える。動作終了の信号を受けた検出器１は光源２を消灯させ、送液ポンプ２６は移動相の送液を停止する。これにより、液体クロマトグラフの動作が終了する。【００５１】
なお、本発明の検出器及び液体クロマトグラフは、検出器１のシャッタ１６の開閉が演算制御装置２３からの信号や分析開始からの経過時間に基づいて行なわれるものに限定されるものではない。例えば、図１３に示されているように、送液ポンプ２６は移動相を送液している間は移動相を送液中であることの信号を検出器１の検出器制御部２０に発信するようになっており、検出器制御部２０は送液ポンプ２６からの信号を受信している間はシャッタ１６を開き、信号を受信しなくなったときにシャッタ１６を閉じるようになっていてもよい。【００５２】
また、光源２を消灯させることなくシャッタ１６を閉じて光検出器１４に入射する光を遮光できるという利点により、光検出器１４の素子の暗電流による影響をなくす機能を装置に設けることが可能である。シャッタ１６を閉じて光検出器１４への入射光を遮光した状態で、マルチチャネル型の光検出器１４の各素子の信号を測定することで、光検出器１４の各素子の暗電流値を測定することができる。その暗電流値を用いて測定値の補正を行なうことができる。【００５３】
具体的には、図４に示されているように、測定した暗電流値を保持しておく暗電流データ保持部２３ａを演算制御装置２３に設けておく。そして、吸光度の演算を行なう際に、図１０のフローチャートに示されているように、シャッタ１６を開いた状態での試料についての光検出器１４の各素子の検出信号データを採取し、暗電流データ保持部２３ａに保持された暗電流値を採取した検出信号値から差し引き、暗電流値を差し引いた後の検出信号データを用いて試料成分の吸光度を求める演算を行なう。これにより、光検出器１４の暗電流の影響を低減した吸光度を求めることができる。なお、図４の例では、暗電流データ保持部２３ａが演算制御装置２３に設けられているが、暗電流データ保持部２３ａは検出器制御部２０に設けられたデータメモリやその他の記憶装置によっても実現することができる。【００５４】
図１の実施例では、シャッタ１６を閉じる際にシャッタ１６が光源２と集光ミラー４との間に配置されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１２に示されているように、ミラー４とフローセル６との間にシャッタ１６が配置されるようになっていてもよい。要は、他の光学部品が設けられている場合であっても、シャッタ１６を閉じる際にシャッタ１６が少なくとも光源２とフローセル６との間における光源２からの光の光路上に配置されればよく、そうすることでフローセル６を構成するレンズなどの部品、ミラー８及び回折格子１２の劣化の進行を抑制することができる。なお、図１の実施例のように、シャッタ１６を他の光学部品よりも光源２に近い位置に配置することで、集光ミラー４などより多くの光学部品の劣化の進行を抑制することができる。【００５５】
図１及び図１２を用いて説明した実施例は、光源２からの光をフローセル６に導き、フローセル６を透過した光を分光器１２により分光して光検出器１４で検出する後分光方式の分光光度計であるが、本発明にかかる検出器はこれに限定されるものではなく、光源からの光を分光器で分光した後の光をフローセルに導き、フローセルを透過した光を光検出器で検出する前分光方式の分光光度計に対しても適用することができる。【００５６】
図１４は前分光方式の分光光度計に本発明を適用した実施例を示す概略構成図である。
この実施例の検出器１ａは、光源２からの光をフローセル６に導くための光学系として、ミラー４０、スリット４２、ミラー４４、回折格子４６及びミラー５０を備えている。光源２からの光はミラー４０によってスリット４２に集光され、スリット４２を透過した光はミラー４４によって反射されて回折格子４６に入射する。【００５７】
回折格子４６に入射した光は波長方向に分光され、試料の吸光度測定に使用される波長成分がミラー５０に導かれる。回折格子４６は回折格子回転機構４８によって回転軸４７を中心に回転するようになっている。回折格子４６の回転角度とフローセル６側へ抽出される光の波長との関係は予め設定されており、検出器制御部２０ａは測定に使用する波長の光が抽出されてフローセル６に照射されるように、回折格子４６を回転させて設置角度を調節するようになっている。回折格子４６で分光されてミラー５０に入射した光はミラー５０によって反射されてフローセル６に照射され、フローセル６を透過した光がフローセル６の直後に設けられた試料側光検出器５４により検出される。【００５８】
ミラー５０とフローセル６の間にビームスプリッタ５２が設置されている。ビームスプリッタ５２はミラー５０からフローセル６に向かう光の一部を取り出して参照側光検出器５６に導くものであり、参照側光検出器５６においてフローセル６に照射される光の一部の光量が測定される。参照側光検出器５６の検出信号はフローセル６に照射される光の光量の変動による影響を補正するために使用される。【００５９】
試料側光検出器５４においてフローセル６を透過した光の強度の時間的な変化が検出され、その検出信号が吸光度変化として変換されて演算制御装置２３ａに送られる。演算制御装置２３ａは試料側光検出器５４と参照側光検出器５６の検出信号に基づいてフローセル６を流れる試料の吸光度を求め、予め用意された吸光度と試料濃度との関係を表わす検量線に基づいて特定成分の定量を行なう。【００６０】
光源２からミラー４０に向かう光の光路上にシャッタ１６が配置されるようになっている。シャッタ１６はシャッタ駆動機構１８により光路上に配置され又は光路上から外される。光源２が点灯しながらも試料の分析を行っていない状態のときにシャッタ１６を閉じることで、この検出器１ａの光学系を構成するミラー４０、ミラー４４、回折格子４６及びミラー５０のほか、フローセル６に設けられたレンズなどの劣化の進行を抑制することができる。【００６１】
なお、図１及び図１２を用いて説明した実施例と同様に、シャッタ１６が配置される位置は光源２とミラー４０との間の位置に限定されるものではなく、光源２とフローセル６との間における光源２からの光の光路上であればどこでもよく、それによってシャッタ１６よりも後段側にある光学部品やフローセル６のレンズなどの部品の劣化の進行を抑制することができる。【００６２】
次に、減光フィルタを用いた本発明の検出器の一実施例について、図１８を用いて説明する。
この実施例の検出器１ｂは、図１の検出器１に減光フィルタ（以下、フィルタ）６０を追加するとともにシャッタ駆動機構１８をシャッタ及びフィルタ駆動機構６２に変えたものである。その他の構成は図１の検出器１と同じであり、ここでの詳細な説明は省略する。光源２からミラー４に向かう光の光路上にシャッタ１６とフィルタ６０が配置されるようになっている。シャッタ１６とフィルタ６０はシャッタ及びフィルタ駆動機構６２により光源２からの光の光路上に配置され又は該光路上から外されるようになっている。なお、この実施例では、シャッタ１６とフィルタ６０がシャッタ及びフィルタ駆動機構６２という共通の機構により駆動されるようになっているが、それぞれ別々の駆動機構により駆動されるようになっていてもよい。【００６３】
シャッタ１６、フィルタ６０、シャッタ及びフィルタ駆動機構６２の構成の一例を図１９に示す。この例では、フィルタ６０がシャッタ１６の一部領域として設けられてモータ６２aにより回転駆動されるようになっている。モータ６２ａの回転駆動により、シャッタ１６を光源２からの光の光路上に配置した状態、フィルタ６０を光源２からの光の光路上に配置した状態、シャッタ１６とフィルタ６０のいずれも光源２からの光の光路上に配置しない状態にすることができるようになっている。【００６４】
図１、図１２及び図１４を用いて説明した実施例と同様に、試料の分析をしないときはシャッタ１６が光源２からの光の光路上に配置され、光学系を構成する光学部品の劣化が防止される。さらにこの実施例では、試料の分析を行なう際に光源２からの光の光路上にフィルタ６０を配置することで、試料の分析時における光源２からの光のエネルギーを低減してそれよりも後段側の光学部品の劣化を抑制するとともに、光照射によるフローセル６内の試料の変質を抑制することができる。また、フローセル６を流れる試料が光照射によって変質しない性質を有するものの場合には、光源２からの光の光路上にフィルタ６０を配置せずに高感度測定を実行することも可能である。【００６５】
フィルタ６０として使用するフィルタの選定方法の一例として、図１５に示されるような吸光度スペクトルをもつ試料の定量を波長２６０ｎｍにおける吸光度測定により行なう場合について説明する。
図１５の吸光度スペクトルに示されているように、この試料は測定に使用する２６０ｎｍよりも短波長側で強い吸収をもち、特に２２０ｎｍよりも短波長側において強い吸収をもっている。そこで、フィルタ６０として使用するフィルタの波長特性としては、図２０に示されているような、２２０ｎｍ付近から短波長側の光を透過させにくい特性をもつフィルタを使用することが好ましい。そうすれば、試料が吸収をもつ波長成分であって測定には使用しない波長成分の光をフィルタ６０により除去することができ、光照射による試料の劣化を抑制することができる。なお、フィルタ６０として使用されるフィルタは複数種類用意されており、測定する試料の特性に応じて使用されるフィルタが決められるようになっていてもよい。【００６６】
予め分析目的とする試料成分の吸光度スペクトルが分かっている場合は、その吸収を持つ波長範囲のうち測定に使用する波長付近の光を透過させ、測定に使用しない波長成分を減衰させる特性をもつフィルタを選択する。また、分析目的の試料成分の吸光度スペクトルが分かっていない場合でも、マルチチャネル型の吸光度検出器では容易にスペクトルを測定できるため、フィルタ６０を光路に設置しない状態で目的成分の吸光度スペクトルを測定し、目的成分の吸光度スペクトルが既知の場合と同様にフィルタの波長と透過率の特性を選択する。【００６７】
また、測定に使用する波長範囲よりも長波長側及び短波長側のいずれの光に対しても同程度の強さの吸収を持つ試料成分を測定する場合には、測定に使用する波長範囲よりも短波長側の光を減衰させるフィルタを選択することが好ましい。長波長側の光に比べて短波長側の光のほうが強いエネルギーをもつため、測定に使用する波長範囲よりも短波長側の光を減衰させるフィルタを選択することで、測定に使用する波長範囲よりも長波長側の光を減衰させるフィルタを選択するよりも試料成分の劣化を効率よく抑制することができる。【００６８】
なお、図２０のような光透過特性をもつフィルタは２２０ｎｍ以下の短波長域でもいくらかの透過率を有するため、このフィルタが吸収をもつ波長域の光を使用してフィルタを光路上に配置した状態で移動相と試料の吸光度スペクトルの差分をとって試料の吸光度スペクトルを求めることができ、試料の変質を抑制しながら正確な試料の吸光度スペクトルの測定が可能である。【００６９】
また、試料が２２０ｎｍ以下の特定の波長範囲の光により励起されて蛍光を発するものである場合に、図２０のような光透過特性をもつフィルタをフィルタ６０として使用することで、試料の励起を抑制して吸光度測定に影響する蛍光の発生を抑制することができる。【００７０】
この実施例では、フィルタ６０が光源２と集光ミラー４との間に配置されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、光源２とフローセル６との間であってフローセル６に照射される光の光路上の位置であればどこでもよい。なお、図１８の実施例のように、フィルタ６０を他の光学部品よりも光源２に近い位置に配置することで、集光ミラー４などより多くの光学部品の劣化の進行を抑制することができる。【００７１】
図１８の実施例では、フィルタ６０が駆動機構によって駆動され、光源２からの光の光路上に配置され又は光路上から外されるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタ６０を光源２からの光の光路上に常時配置してもよい。その場合、図１１のフローセル６のレンズ４４を図１８のフィルタ６０の材質で構成することで実現することができる。これにより、検出器を構成する部品点数を増加させることなく、それよりも後段側の光学部品の劣化を抑制や試料の変質の抑制が可能である。また、図２１に示されているように、フローセル６ａの入射窓側にフィルタ６０を取り付けても同様の効果を得ることができる。
【図１】
2013140617.tif 000003
【図２】
2013140617.tif 000004
【図３】
2013140617.tif 000005
【図４】
2013140617.tif 000006
【図５】
2013140617.tif 000007
【図６】
2013140617.tif 000008
【図７】
2013140617.tif 000009
【図８】
2013140617.tif 000010
【図９】
2013140617.tif 000011
【図１０】
2013140617.tif 000012
【図１１】
2013140617.tif 000013
【図１２】
2013140617.tif 000014
【図１３】
2013140617.tif 000015
【図１４】
2013140617.tif 000016
【図１５】
2013140617.tif 000017
【図１６】
2013140617.tif 000018
【図１７】
2013140617.tif 000019
【図１８】
2013140617.tif 000020
【図１９】
2013140617.tif 000021
【図２０】
2013140617.tif 000022
【図２１】
2013140617.tif 000023
【図２２】
2013140617.tif 000024
【国際調査報告】
2013140617.tif 000025
2013140617.tif 000026
2013140617.tif 000027
2013140617.tif 000028
2013140617.tif 000029
2013140617.tif 000030