(57)【要約】【課題】  １つの光源から複数のフローセルに測定光を照射させるようにして、複数のサンプルを測定できるようにしたフローセル検出装置、及びこれを利用した吸光光度計を提供する。【解決手段】    フローセル検出装置は、平行に配列され且つサンプルが流れる流路で形成された複数のフローセルと、前記それぞれのフローセルの側面を挟んで対向する位置に配置され、所定の波長域の光線を透過させるウィンドウと、を備え、最初のフローセルの側面に設けたウィンドウに照射された光線が、前記複数のフローセルの側面に設けたウィンドウの全てを透過するように、前記フローセルと前記ウィンドウを配置したことを特徴とするフローセル検出装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に配列され且つサンプルが流れる流路で形成された複数のフローセルと、
前記それぞれのフローセルの側面を挟んで対向する位置に配置され、所定の波長域の光線を透過させるウィンドウと、を備え、
最初のフローセルの側面に設けたウィンドウに照射された光線が、前記複数のフローセルの側面に設けたウィンドウの全てを透過するように、前記フローセルと前記ウィンドウを配置したことを特徴とするフローセル検出装置。
【請求項２】
前記複数のフローセルのうち、隣接するフローセルの間に設けたウィンドウは互いに共有することを特徴とする請求項１に記載のフローセル検出装置。
【請求項３】
前記複数のフローセルは、２つのフローセルである請求項１に記載のフローセル検出装置。
【請求項４】
平行に配列した２つのフローセルの側面の対向する位置に光線を透過させるウィンドウを設け、
一方のフローセルにサンプルを流したときに、他方のフローセルは空の状態にして吸光度を測定し、
他方のフローセルに前記一方のフローセルに流したサンプルと異なるサンプルを流したときに、一方のフローセルを空の状態にして吸光度を測定するようにして複数種類のサンプルの吸光度を測定するようにしたことを特徴とするフローセル検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フローセル検出装置及びフローセル検出方法に関し、詳しくは近赤外線等の光をサンプルに照射し、その透過光の光度、ないしスペクトルを測定する吸光光度計において、サンプルが通過するフローセルの両面に透明な窓を持つ構成を隣り合う複数のフローセルに適用することで複数種類のサンプルの測定を可能にしたフローセル検出装置及びフローセル検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における吸光光度計に使用されるフローセルの構成は、図３に示すように、光源１１１と、サンプルを通過させるためのフローセル１１２と、このフローセル１１２に対して直交する方向に光源１１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３と、この第１ウィンドウ１１３にフローセル１１２を介して対向する位置に設けられ、フローセル１１２を通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４と、第２ウィンドウ１１４を介した延長線上に設けた検出器１１５と、光源１１１からの光線を第１ウィンドウ１１３方向に伝達する光ファイバ等で構成されている第１光伝達手段１１６と、第２ウィンドウ１１４から出た光線を検出器１１５に伝達する光ファイバ等で構成されている第２光伝達手段１１７と、から大略構成されている。
このような構成からなる吸光光度計において、光源１１１からで出た測定光を、第１光伝達手段１１６を通じて第１ウィンドウ１１３を介してフローセル１１２中のサンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４を介して第２光伝達手段１１７を通して検出器１１５に照射し、その光量を測定する。
【０００３】
図４は、他の吸光光度計を示したものであり、多種のサンプルを測定する場合に使用されるもので、実施例においては同一構造のフローセルを２つ用意したものであり、一方のフローセルの構成は、第１光源１１１Ａと、サンプルを通過させるための第１フローセル１１２Ａと、この第１フローセル１１２Ａに対して直交する方向に第１光源１１１Ａからの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３Ａと、この第１ウィンドウ１１３Ａに第１フローセル１１２Ａを介して対向する位置に設けられ、第１フローセル１１２Ａを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４Ａと、第２ウィンドウ１１４Ａを介した延長線上に設けた第１検出器１１５Ａと、第１光源１１１Ａからの光線を第１ウィンドウ１１３Ａ方向に伝達する光ファイバ等で構成されている第１光伝達手段１１６Ａと、第２ウィンドウ１１４Ａから出た光線を第１検出器１１５Ａに伝達する光ファイバ等で構成されている第２光伝達手段１１７Ａと、から大略構成されてる。
他方のフローセルの構成は、第２光源１１１Ｂと、サンプルを通過させるための第２フローセル１１２Ｂと、この第２フローセル１１２Ｂに対して直交する方向に第２光源１１１Ｂからの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３Ｂと、この第１ウィンドウ１１３Ｂに第２フローセル１１２Ｂを介して対向する位置に設けられ、第２フローセル１１２Ｂを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４Ｂと、第２ウィンドウ１１４Ｂを介した延長線上に設けた第２検出器１１５Ｂと、第２光源１１１Ｂからの光線を第１ウィンドウ１１３Ｂ方向に伝達する光ファイバ等で構成されている第１光伝達手段１１６Ｂと、第２ウィンドウ１１４Ｂから出た光線を第２検出器１１５Ｂに伝達する光ファイバ等で構成されている第２光伝達手段１１７Ｂと、から大略構成されている。
【０００４】
このような構成からなる吸光光度計においては、一方のフローセルには、第１サンプルを流通させ、もう一方の他方のフローセルには第２サンプルを流通させるようにする。
即ち、第１サンプルを測定する場合には、第１光源１１１Ａからで出た測定光を、第１光伝達手段１１６Ａを通じて第１ウィンドウ１１３Ａを介して第１フローセル１１２Ａ中の第１サンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４Ａを介して第２光伝達手段１１７Ａを通して第１検出器１１５Ａに照射し、その光量を測定する。第２サンプルを測定する場合には、第２光源１１１Ｂからで出た測定光を、第１光伝達手段１１６Ｂを通じて第１ウィンドウ１１３Ｂを介して第２フローセル１１２Ｂ中の第２サンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４Ｂを介して第２光伝達手段１１７Ｂを通して第２検出器１１５Ｂに照射し、その光量を測定する。
【０００５】
図５は更に別の吸光光度計を示したもので、サンプル切替手段により、複数のサンプルから一つのサンプルを選択して、フローセルに導入して測定するというものであり、それは、光源１１１と、サンプルを通過させるためのフローセル１１２と、このフローセル１１２に対して直交する方向に光源１１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３と、この第１ウィンドウ１１３にフローセル１１２を介して対向する位置に設けられ、フローセル１１２を通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４と、第２ウィンドウ１１４を介した延長線上に設けた検出器１１５と、光源１１１からの光線を第１ウィンドウ１１３方向に伝達する光ファイバ等で構成されている第１光伝達手段１１６と、第２ウィンドウ１１４から出た光線を検出器１１５に伝達する光ファイバ等で構成されている第２光伝達手段１１７と、フローセル１１２に流通させる第１サンプル或は第２サンプルを切り替えるサンプル切替手段１１８と、から大略構成されている。
【０００６】
このような構成からなる吸光光度計においては、先ず、測定したいサンプル、実施例に於いてはサンプル切替手段１１８により第１サンプル或は第２サンプルを選択してフローセル１１２に流通させるようにする。そして、光源１１１からで出た測定光を、第１光伝達手段１１６を通じて第１ウィンドウ１１３を介してフローセル１１２中の第１サンプル或は第２サンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４を介して第２光伝達手段１１７を通して検出器１１５に照射し、その光量を測定する。
【０００７】
図６は、フローセルを複数個用意し、フローセルへの照射光、及びフローセルからの透過光を測定光切替手段によってそれぞれ選択し、検出器に照射するというものであり、それは、光源１１１と、第１サンプルを通過させるための第１フローセル１１２Ａと、この第１フローセル１１２Ａに対して直交する方向に光源１１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３Ａと、この第１ウィンドウ１１３Ａに第１フローセル１１２Ａを介して対向する位置に設けられ、第１フローセル１１２Ａを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４Ａと、第２サンプルを通過させるための第２フローセル１１２Ｂと、この第２フローセル１１２Ｂに対して直交する方向に光源１１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１１３Ｂと、この第１ウィンドウ１１３Ｂに第２フローセル１１２Ｂを介して対向する位置に設けられ、第２フローセル１１２Ｂを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１１４Ｂと、第２ウィンドウ１１４Ｂを介した延長線上に設けた検出器１１５と、光源１１１からの光線を第１フローセル１１２Ａ或は第２フローセル１１２Ｂ方向に切り替えて伝達する第１測定光切替手段１１９と、第１フローセル１１２Ａ或は第２フローセル１１２Ｂからの透過光を切り替えて検出器１１５に照射する第２測定光切替手段１２０と、から大略構成されている。
【０００８】
このような構成からなる吸光光度計において、先ず、測定するサンプルを選択する。実施例の場合は第１サンプル或は第２サンプルを選択する。第１サンプルを選択した場合は、第１フローセル１１２Ａに光線が入射できるように第１測定光切替手段１１９を第１フローセル１１２Ａ側に切り替え、且つ第１フローセル１１２Ａを透過した光線を検出器１１５に入射できるように第２測定光切替手段１２０を第１フローセル１１２Ａ側に切り替える。
第２サンプルを選択した場合は、第２フローセル１１２Ｂに光線が入射できるように第１測定光切替手段１１９を第２フローセル１１２Ｂ側に切り替え、且つ第２フローセル１１２Ｂを透過した光線を検出器１１５に入射できるように第２測定光切替手段１２０を第２フローセル１１２Ｂ側に切り替える。
そして、第１サンプルを選択したときには、光源１１１からで出た測定光を、第１測定光切替手段手段１１９を通じて第１ウィンドウ１１３Ａを介して第１フローセル１１２Ａ中の第１サンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４Ａを介して第２測定光切替手段１２０を通して検出器１１５に照射し、その光量を測定する。
同じく、第２サンプルを選択したときには、光源１１１からで出た測定光を、第１測定光切替手段手段１１９を通じて第１ウィンドウ１１３Ｂを介して第２フローセル１１２Ｂ中の第２サンプルを透過させ、透過光を再び第２ウィンドウ１１４Ｂを介して第２測定光切替手段１２０を通して検出器１１５に照射し、その光量を測定する。
【特許文献１】特開２００２−２９６１７８号公報（第３頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、従来技術で説明した図３に示す吸光光度計においては、一つのフローセルで単一のサンプルしか測定することができないという問題がある。
図４に示す吸光光度計においては、全く同じ構成のフローセルを複数用意するため、その分コストがかかり、又、設置場所も測定するサンプルの数だけ多くとるという問題がある。
図５に示す吸光光度計においては、サンプル切替手段が必要であり、サンプル切替手段と流路、フローセルのコンタミが発生する可能性がある。又、サンプルの切替に時間がかかり、測定値が低下する可能性がある。
図６に示す吸光光度計においては、測定光切替手段が必要であり、典型的には光伝達手段に光ファイバを用い、測定光切替手段にマルチプレクサを用いるが、マルチプレクサには可動部があり、光量が著しく低下するという問題がある。又、もとの測定サンプルに戻した際に、測定値の再現性が悪いといった問題もある。
【００１０】
従って、簡便な構造のフローセルであっても、複数種類のサンプルが正確に測定できるようなフローセルの構造に解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本願発明のフローセル検出装置及びフローセル検出方法は、次に示す構成にしたことである。
【００１２】
（１）フローセル検出装置は、平行に配列され且つサンプルが流れる流路で形成された複数のフローセルと、前記それぞれのフローセルの側面を挟んで対向する位置に配置され、所定の波長域の光線を透過させるウィンドウと、を備え、最初のフローセルの側面に設けたウィンドウに照射された光線が、前記複数のフローセルの側面に設けたウィンドウの全てを透過するように、前記フローセルと前記ウィンドウを配置したことである。
（２）前記複数のフローセルのうち、隣接するフローセルの間に設けたウィンドウは互いに共有することを特徴とする（１）に記載のフローセル検出装置。
（３）前記複数のフローセルは、２つのフローセルである（１）に記載のフローセル検出装置。
【００１３】
（４）フローセル検出方法は、平行に配列した２つのフローセルの側面の対向する位置に光線を透過させるウィンドウを設け、一方のフローセルにサンプルを流したときに、他方のフローセルは空の状態にして吸光度を測定し、他方のフローセルに前記一方のフローセルに流したサンプルと異なるサンプルを流したときに、一方のフローセルを空の状態にして吸光度を測定するようにして複数種類のサンプルの吸光度を測定するようにしたことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のフローセル検出装置及びフローセル検出方法は、複数のフローセルを平行に配置し、その配置したフローセルの側面にウインドウを設け、そのウィンドウに光源からの光線を照射するようにしたことで、簡単な構造であっても複数種類のサンプルの測定をすることができる。
又、一つのフローセルには１種類のサンプルしか流さないので、サンプル間のコンタミの影響がない。更に、濃度や組成の著しく異なるサンプルや、混合すると危険なサンプルを流しても別々のフローセルに流すため、問題が発生しない。
更に、測定光切替手段が不要なので、光量が確保でき、測定流路を戻したときの再現性の問題がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本願発明に係るフローセル検出装置及びフローセル検出方法の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
本願発明の第１実施例のフローセル検出方法を具現化できるフローセル検出装置は、吸光光度計に採用されるもので、それは、図１に示すように、近赤外光線を発射する光源１１と、平行に配列され且つサンプルが流れる流路で形成された複数のフローセル（実施例の場合２つの第１フローセル１２及び第２フローセル１３）と、この第１及び第２フローセル１２、１３の側面に対して直交する方向に光源１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１４と、この第１ウィンドウ１４と第１フローセル１２を介して対向する位置に設けられ、第１フローセル１２を通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１５と、第２ウィンドウ１５と第２フローセル１３を介して対向する位置に設けられ、第２フローセル１３を通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第３ウィンドウ１６と、第３ウィンドウ１６を介した延長線上に設けた検出器と１７と、光源１１からの光線を第１ウィンドウ１４方向に伝達する第１測定光伝達手段１８と、第３ウィンドウ１６から出た光線を検出器１７に伝達する第２測定光伝達手段１９と、から大略構成されている。
第１及び第２測定光伝達手段１８，１９は、単なる空間のこともあれば、光ファイバや内面を鏡面にしたライトパイプを使うことができる構成になっている。
【００１７】
このような構成からなるフローセル検出装置において、第１及び第２フローセル１２、１３は独立した２つの流路を持っており、各流路の両側には透明な第１及び第２及び第３ウィンドウ１４、１５、１６が設置されている。第１フローセル１２と第２フローセル１３の間は一つの第２ウィンドウ１５が各フローセルのウィンドウを互いに共有した構成になっている。
そして、光源１１から照射された測定光は、第１測定光伝達手段１８を通して第１フローセル１２の第１ウィンドウ１４を通り、第１サンプルが流れる第１フローセル１２を通過し、更に第２ウィンドウ１５を通過し、第２サンプルが流れる第２フローセル１３を通過し、第３ウィンドウ１６を通過した後に、第２測定光伝達手段１９を通して検出器１７に照射される。
今、第１フローセル１２に第１サンプルを流し、第２フローセル１３は空のまま（乾燥空気、窒素など、当該測定光の波長域で光吸収のないガスを流してパージしながら）にした状態で測定すると、光源１１から検出器１７に至る光路上で、第１フローセル１２の部分だけで第１サンプルによる吸収が発生し、第１サンプルの吸光度、スペクトル、ないし濃度等を測定することができる。
次に、第１フローセル１２を流す第１サンプルを止め、必要に応じて溶剤や純水等で第１フローセル１２を洗浄した後に、第１フローセル１２を乾燥空気等でパージして流路を乾燥させ、第２フローセル１３に別のサンプルである第２サンプルを流す。この状態で測定すると、同様に第２サンプルだけを測定することができる。
【００１８】
このように、従来技術で説明した図３に示すものと殆ど同じ構成で、複数（２種類）のサンプルの測定をすることができるのである。
そして、一つの第１フローセル１２或は第２フローセル１３には１種類のサンプル（第１サンプル或は第２サンプル）しか流さないので、サンプル間のコンタミの影響がない。濃度や組成の著しく違うサンプルや、混合すると危険なサンプルを流しても別個に流すため、問題は発生しない。
また、測定光切替手段が不要であるので、光量が確保でき、測定流路を戻した時に発生する再現性の不具合は発生しない。
【００１９】
次に、変形例として、図１に示した複数のフローセルに同一のサンプルを流すようにして、光路長を最適なものに選択して測定するようにしてもよい。これは、例えば、第１フローセル１２の光路長（光が通るサンプルの厚さ）を１ｍｍ、第２フローセル１３の光路長を２ｍｍとし、サンプルを（１）第１フローセル１２だけ流す、（２）第２フローセル１３だけ流す（３）第１フローセル１２と第２フローセル１３の両方に流す（これらの選択は図示しない電磁弁等の制御で行う）ことにより、セル全体の等価的な光路長を（１）１ｍｍ、（２）２ｍｍ、（３）３ｍｍと変化させることができる。
一般に光路長が長いと吸光度（透過率逆数の常用対数）の変化が大きくなるので感度がよくなるが、長すぎると透過光量が極端に落ちて相対的にノイズの影響が大きくなるため、測定に使用する波長の吸光度が適当な範囲（例えば、０、３〜１）に入るようにするのが最もＳ／Ｎがよい測定が可能になる、図示しない外部の電磁弁等で上記の（１）、（２）、（３）のようにサンプルを流す流路を選択することにより、自動的にＳ／Ｎの高い光路長を選択して測定を行うことができるのである。
【００２０】
次に、変形例として２つの測定流路が１つの透明ウィンドウで仕切られているのではなく、それぞれの流路に透明ウィンドウを持ち、透明ウィンドウの間を測定光伝達手段で結んだ構造でもよい。それは、図２に示すように、同一構造のフローセルを２つ用意し、一方のフローセルの構成は、第１サンプルを通過させるための第１フローセル１２Ａと、この第１フローセル１２Ａに対して直交する方向に光源１１からの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第１ウインドウ１４Ａと、この第１ウィンドウ１４Ａに第１フローセル１２Ａを介して対向する位置に設けられ、第１フローセル１２Ａを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウィンドウ１５Ａと、光源１１からの光線を第１ウィンドウ１４Ａ方向に伝達する第１測定光伝達手段１８と、第２ウィンドウ１５Ａから出た光線を第２フローセル１３Ａ方向に伝達する第２測定光伝達手段１９Ａと、からなる。
他方のフローセルの構成は、第２サンプルを通過させるための第２フローセル１３Ａと、この第２フローセル１３Ａに対して直交する方向に第１フローセル１２Ａの第２測定光伝達手段１９Ａからの光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第２ウインドウ１５Ｂと、この第２ウィンドウ１５Ｂに第２フローセル１３Ａを介して対向する位置に設けられ、第２フローセル１３Ａを通過した光線を通過させるための窓で石英ガラス等の透明な固体材料で構成されている第３ウィンドウ１６Ａと、第３ウィンドウ１６Ａを介した延長線上に設けた検出器１７と、第３ウィンドウ１６Ａから出た光線を検出器１７に伝達する第３測定光伝達手段１９と、からなる。
【００２１】
このように、２つの測定流路（第１及び第２フローセル１２Ａ、１３Ａ）が１つの透明ウィンドウで仕切られているのではなく、それぞれの流路に透明ウィンドウを持ち、透明ウィンドウの間を測定光伝達手段で結んだ構造となっている。
このようにすると、サンプルを取り入れる物理的な位置を自由に設定できるため、測定するサンプルの位置に合わせて設置することで、使い勝手のよい測定器を実現できる。
その他の使い方は、図１に示したものと同様であるので、その説明は省略する。
【００２２】
ここで、実施例においてはフローセルに透明のウィンドウを取付ける構造となっているがこれに限定されることなく、フローセル全体が透明な材料（例えばガラス）の一体構造をしたセルでもよい。
【００２３】
又、実施例においては２つのフローセルで流路を形成したがこれに限定されることなく、例えば測定流路が３以上の構成でもよい。この場合、同時にサンプルを流す流路（フローセル）は１つだけとなるが、上記変形例で示したように光路長を考慮した構成にすれば、その都度流す流路を選択できるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
平行に配列した複数のフローセルを備え、その複数のフローセルに光源を同じくした測定光を照射するようにして、複数種類のサンプルをそれぞれ異なったフローセルで測定できるフローセル検出装置、及びこれを利用した吸光光度計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本願発明の第１実施例のフローセル検出装置の構成を略示的に示した説明図である。
【図２】本願発明の第２実施例のフローセル検出装置の構成を略示的に示した説明図である。
【図３】従来技術におけるフローセル検出装置である吸光光度計の構成を略示的に示した説明図である。
【図４】従来技術におけるフローセル検出装置である吸光光度計のうち、複数のサンプルを測定できる構成例を略示的に示した説明図である。
【図５】従来技術におけるフローセル検出装置である吸光光度計のうち、複数のサンプルを測定できる他の構成例を略示的に示した説明図である。
【図６】従来技術におけるフローセル検出装置である吸光光度計のうち、複数のサンプルを測定できる更に他の構成例を略示的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１      光源
１２      第１フローセル
１２Ａ    第１フローセル
１３      第２フローセル
１３Ａ    第２フローセル
１４      第１ウィンドウ
１４Ａ    第１ウィンドウ
１５      第２ウィンドウ
１５Ａ    第２ウィンドウ
１５Ｂ    第２ウィンドウ
１６      第３ウィンドウ
１６Ａ    第３ウィンドウ
１７      検出器
１８      第１測定光伝達手段
１９      第２測定光伝達手段
１９Ａ    第２測定光伝達手段
２０      第３測定光伝達手段。
【図１】
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【図２】
2006112882.tif 000004
【図３】
2006112882.tif 000005
【図４】
2006112882.tif 000006
【図５】
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【図６】
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