(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリー液体クロマトグラフィーのための、紫外線（ＵＶ）発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づいた吸光検出システムであって、
紫外線を生成するＬＥＤと、
前記ＬＥＤからの前記紫外線を受け取って集束させる第１のレンズと、
前記第１のレンズからの前記紫外線をフィルタリングするバンドパスフィルターと、
前記バンドパスフィルターからの前記紫外線を受け取って集束させる第２のレンズと、
前記第２のレンズから受け取られた前記紫外線を通過させる少なくとも１つのスリットであって、迷光がキャピラリーカラムに入るのを低減するように配置されているものであり、当該スリットの幅は前記キャピラリーカラムの内径より小さいものである、前記スリットと、
前記少なくとも１つのスリットを通過した前記紫外線を受け取る前記キャピラリーカラムであって、このキャピラリーカラムは前記紫外線が当該キャピラリーカラムの断面を通過してオンカラム検出を行うように配置されているものである、前記キャピラリーカラムと、
前記キャピラリーカラムを通過した前記紫外線を受け取る検出器と
を有するシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
前記検出器で受け取られた前記紫外線を分析することにより、キャピラリーカラム内の液体に含まれる少なくとも１つの化合物による前記紫外線の吸収を分析するシステムから成るものであるシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
当該検出システムからのノイズを低減するため、前記検出器により受信されたデータを処理するスムージングシステムから成るものであるシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、前記スムージングシステムは、固定ウィンドウの平均化によるスムージングと、固定幅の移動ウィンドウの平均化によるスムージングと、指数関数的に移動平均を重み付けするスムージングと、ベースラインノイズ処理でホワイトノイズ化を行うよう構成された因果性または非因果性フィルターを使ったスムージングとから成るスムージングシステム群から選択されるものであるシステム。
【請求項５】
請求項３記載のシステムにおいて、さらに、
前記キャピラリーカラムからの前記紫外線を受け取るフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから電流を受け取りそれを電圧値に変換する動作可能な増幅器と、
前記動作可能な増幅器から前記電圧値を受信しそれをデジタル値に変換するするアナログデジタルコンバータと
から成るものであるシステム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、さらに、
前記動作可能な増幅器と前記アナログデジタルコンバータ間に配置され、当該検出システムにおけるノイズを低減するＲＣフィルターから成るものであるシステム。
【請求項７】
請求項３記載のシステムにおいて、前記スムージングシステムは、さらに、ハードウェアに実装されたスムージングシステムから成るものであるシステム。
【請求項８】
請求項３記載のシステムにおいて、前記スムージングシステムは、さらに、ソフトウェアに実装されたスムージングシステムから成るものであるシステム。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、さらに、
前記ＬＥＤおよび前記検出器に供電するＤＣ電源から成るものであるシステム。
【請求項１０】
紫外線発光ダイオードに基づいた紫外線吸光検出システムを使ってキャピラリー液体クロマトグラフィーを行う方法であって、
紫外線光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）と、前記ＬＥＤからの前記紫外線を受け取って集束させる第１のレンズと、前記第１のレンズからの前記紫外線をフィルタリングするバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターからの前記紫外線を受け取って集束させる第２のレンズと、前記第２のレンズから受け取られた前記紫外線を通過させる少なくとも１つのスリットであって、キャピラリーカラムに入る迷光を低減するように配置されているものである、前記少なくとも１つのスリットと、前記少なくとも１つのスリットを通過した前記紫外線を受け取る前記キャピラリーカラムであって、前記紫外線が当該キャピラリーカラムの断面を通過してオンカラム検出を行うように配置されているものであり、前記スリットの幅は前記キャピラリーカラムの内径より小さいものである、前記キャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムを通過した前記紫外線を受け取る検出器とを提供する工程と、
前記ＬＥＤから前記紫外線を生成する工程と、
前記検出器を使って、前記キャピラリーカラムを通過する前記紫外線を測定する工程と、
前記検出器で受け取られた前記紫外線を分析することにより、キャピラリーカラム内の液体に含まれる少なくとも１つの化合物による前記紫外線の吸収を分析する工程と
を有する方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、さらに、
安定した紫外線光源を使うことにより、かつ、前記ＬＥＤからの前記紫外線を分割するビームスプリッタで生成可能な基準信号を不要にすることにより、前記キャピラリーカラムを通過する前記紫外線の量を最大化する工程を有するものである方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、さらに、
前記検出器により受け取られる前記紫外線の量を少なくとも２桁増加させる工程を有するものである方法。
【請求項１３】
請求項１０記載の方法において、さらに、
前記ＬＥＤにより生成される前記紫外線の波長を選択する工程と、
前記ＬＥＤにより生成される前記紫外線の波長と合致するよう前記バンドパスフィルターを選択することにより前記キャピラリーカラムに達する迷光を低減する工程と
を有するものである方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法において、さらに、
前記第２のレンズからの前記紫外線の焦点がキャピラリーカラムの内径（ｉｎｓｉｄｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＩＤ）に等しく若しくはそれ未満になるよう、前記第１のレンズに対して前記第２のレンズを配置する工程を有するものである方法。
【請求項１５】
請求項１０記載の方法において、さらに、
前記キャピラリーカラムを通過する迷光を低減する工程であって、当該工程を
前記第１のレンズと前記第２のレンズ間に前記バンドパスフィルターを提供する工程と、
前記第２のレンズと前記キャピラリーカラム間に少なくとも１つのスリットを提供する工程と
により行うものである、前記キャピラリーカラムを通過する迷光を低減する工程を有するものである方法。
【請求項１６】
請求項１０記載の方法において、さらに、
ピーク形状を改善し検出感度を高める工程を有するものである方法。
【請求項１７】
請求項１０記載の方法において、さらに、
前記検出器により受信されたデータのスムージングを行うことにより、前記検出システムにおけるノイズを低減する工程を有するものである方法。
【請求項１８】
請求項１０記載の方法において、さらに、
前記キャピラリーカラムからの前記紫外線を受け取るフォトダイオードを提供する工程と、
前記フォトダイオードから電流を受け取りそれを電圧値に変換する動作可能な増幅器を提供する工程と、
前記動作可能な増幅器から前記電圧値を受信しそれを記録可能なデジタル値に変換するするアナログデジタルコンバータを提供する工程と
を有するものである方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、さらに、
前記動作可能な増幅器と前記アナログデジタルコンバータ間にＲＣフィルターを配置することにより、前記検出システムにおけるノイズを低減する工程を有するものである方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、さらに、
前記検出器により受信されたデータのソフトウェア・スムージングを行うことにより、前記検出システムにおけるノイズを低減する工程を有するものである方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の方法において、さらに、
前記検出器により受信されたデータのスムージングをハードウェア・システムを使って行うことにより、前記検出システムにおけるノイズを低減する工程を有するものである方法。
【請求項２２】
請求項１０記載の方法において、さらに、
ＤＣ電源を使って前記ＬＥＤと、前記検出システムの前記検出器とに供電することにより、前記検出システムを携帯可能にする工程を有するものである方法。
【請求項２３】
紫外線発光ダイオードに基づいた紫外線吸光検出システムを使ってキャピラリー液体クロマトグラフィーを行う方法であって、
紫外線光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）と、前記ＬＥＤからの前記紫外線を受け取って集束させるダブルレンズシステムと、前記ＬＥＤからの前記紫外線をフィルタリングするバンドパスフィルターと、前記ダブルレンズシステムから受け取られた前記紫外線を通過させ、迷光の通過を低減する少なくとも１つのスリットと、前記少なくとも１つのスリットを通過した前記紫外線を受け取るキャピラリーカラムであって、前記紫外線が当該キャピラリーカラムの断面を通過してオンカラム検出を行うように配置されているものであり、前記スリットの幅は前記キャピラリーカラムの内径より小さいものである、前記キャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムを通過した前記紫外線を受け取る検出器とを提供する工程と、
前記ＬＥＤから前記紫外線を生成する程と、
前記検出器を使って、前記キャピラリーカラムを通過する前記紫外線を測定する工程と、
前記検出器で受け取られた前記紫外線を分析することにより、キャピラリーカラム内の液体に含まれる少なくとも１つの化合物による前記紫外線の吸収の分析から収集されたデータをスムージングして、前記検出器からのノイズを低減する工程と
を有する方法。
【請求項２４】
携帯可能な紫外線発光ダイオードに基づいた紫外線吸光検出システムを使ってキャピラリー液体クロマトグラフィーを行う方法であって、
紫外線光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）と、前記ＬＥＤからの前記紫外線を受け取って集束させる第１のレンズと、前記第１のレンズからの前記紫外線をフィルタリングするバンドパスフィルターと、前記バンドパスフィルターからの前記紫外線を受け取って集束させる第２のレンズと、前記第２のレンズから受け取られた前記紫外線を通過させる少なくとも１つのスリットであって、キャピラリーカラムに入る迷光を低減するように配置されているものである、前記少なくとも１つのスリットと、前記少なくとも１つのスリットを通過した前記紫外線を受け取る前記キャピラリーカラムであって、前記紫外線が当該キャピラリーカラムの断面を通過してオンカラム検出を行うように配置されているものであり、前記スリットの幅は前記キャピラリーカラムの内径より小さいものである、前記キャピラリーカラムと、前記キャピラリーカラムを通過した前記紫外線を受け取る検出器と、ＤＣ電源を提供する電源とを提供する工程と、
前記ＤＣ電源を使って前記ＬＥＤから前記紫外線を生成する工程と、
前記ＤＣ電源を使って動作する前記検出器を使って、前記キャピラリーカラムを通過する前記紫外線を測定する工程と、
前記検出器で受け取られた前記紫外線を分析することにより、キャピラリーカラム内の液体に含まれる少なくとも１つの化合物による前記紫外線の吸収を分析する工程と
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
液体クロマトグラフィー（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ＬＣ）は、溶液中の化学物質の成分を分析するために行われる。図１は、光源からの紫外線（ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ：ＵＶ  ｌｉｇｈｔ）１０が、キャピラリーカラム１４内の液体１２を透過して紫外線検出器１６へ伝達される様子を示したものである。この紫外線が前記液体１２中の化合物に吸収されると、前記検出器１６における光強度を解釈して、化合物を検出および定量化することができる。
【０００２】
液体クロマトグラフィー（ＬＣ）に使用される先行技術システムの一例を図２に示す。標準的な紫外線光源、例えば水銀（Ｈｇ）灯２０は、寿命が短く、予熱時間が長く、光出力が不安定であるという問題を抱えている。図２は、レンズ２２を使って前記光源を分割しなければならない場合には、結果的に当該光源の光出力が低下することを示したものである。この光源２０は、その光を分割して試料物質２４および標準物質２６を通過させることで、それぞれ試料フォトセル２７および標準フォトセル２８により残りの光を検出することができる。
【０００３】
標準的な紫外線光源と比べて、より安定し、よりノイズが少ない新規光源が提案されてきている。中でも、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ：ＬＥＤｓ）は、寿命が長く、安定性が高く、高輝度出力で、必要な電力が低いため、関心を集めている。また、ＬＥＤは小サイズで、標準的な光源と比べて小型である。ＬＥＤの略単色の性質を考慮すると、モノクロメーターは不要である。ＬＥＤベースの検出器は、高価な光学レンズを使わずに製作できる。
【０００４】
図３は、光源としてＬＥＤ  ３０を使用するＬＣ検出システムのブロック図である。ＬＣには紫外線範囲が望ましいが、これはＬＣで分析される多くの化合物がその範囲の吸光を呈するためである。先行技術では、不特定ＬＥＤ  ３０からの光を直接フロースルーセルに集光し、信号フォトダイオード３２を使って検出を実現できることが示されている。ただし、その検出器３２はノイズが高く、検出限界が高く、線形性が限られるという問題があった。また、そのシステムには迷光レベルが高い問題が生じる可能性もあった。ＬＣ検出システムの問題の１つは、シリコンフォトダイオード３２が、紫外線より高い波長のほうが感度が高いことで、これはフォトダイオードの感度プロットから明らかである。そのため、紫外線より高い波長におけるＬＥＤ  ３０の発光は、当該システムに著しい迷光を招く。図３に示したシステムでもビームスプリッタ３３が必要であり、これにより前記ＬＥＤ  ３０からの光の一部は標準ダイオード３６に送られる。前記光の他の部分は、スリット３４を通し、さらに溶融石英管（フューズドシリカチューブ）３５を通して送られた。前記検出器３２および前記標準ダイオード３６は、入力として増幅器３７に結合された。
【０００５】
別の先行技術システムは、半球形レンズＬＥＤを光源として使用し、オンキャピラリー検出用に光電子増倍管を備えている。このシステムは、迷光が高レベルで当該システムの線形範囲および検出限界が損なわれる可能性があった。
【０００６】
キャピラリーカラムはＬＣ作業で普及したが、そのようなカラムの検出要件を満たす検出器が必要とされた。水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプベースの検出器を使ったオンキャピラリー検出用の先行技術ＬＣ検出システムは、良好な性能を実現した。しかし、市販のフローセルベースの検出器は、キャピラリーカラムに著しいデッドボリュームをもたらす可能性があった。さらに、低容積のフローセル（数ｎＬ）は高価で、塩の析出による詰まりが生じるおそれもある。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
（特許文献１）  米国特許出願公開第２０１２／０００１０９４号明細書
（特許文献２）  米国特許第４，９２７，２６５号明細書
（特許文献３）  米国特許出願公開第２００４／００７０７６３号明細書
（特許文献４）  米国特許第５，５３３，０６３号明細書  
（特許文献５）  米国特許出願公開第２０１３／０２８４９４３号明細書
（特許文献６）  米国特許出願公開第２０１０／０３２４８３０号明細書
（特許文献７）  米国特許出願公開第２０１２／０２５２７０４号明細書
（特許文献８）  国際公開第２０１３／１８１３６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
キャピラリーカラムの内径まで光線を集束できるシステムが必要とされている。迷光を排除するため狭く集光する方法の１つでは、キャピラリーカラムの内径以下の寸法のスリットを使用する。ただし、キャピラリーカラムの前でスリットを使うと、図３に示すように通過光も減少してしまう。光源からの光強度が低下すると、検出器のＳＮ比も低下してしまう。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、液体内の化合物を検出および定量化するキャピラリー液体クロマトグラフィーのため紫外線ＬＥＤベースの吸光検出を行うシステムおよび方法であり、安定した紫外線光源を使って電力要件を軽減することにより単純化されたシステムでビームスプリッタおよび標準セルが不要になる結果、携帯可能で実質的により小さく検出限界が比較的低いシステムがもたらされる。
【０００９】
当業者であれば、本発明のこれらの実施形態等は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに考慮することで明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、紫外線検出システムの動作を示した図であり、紫外線はキャピラリーカラムを透過する。
【図２】図２は、ビームスプリッタおよびＨｇ光源を使って試料光源および標準光源を生成する先行技術の検出システムを示した図である。
【図３】図３は、代替先行技術の検出システムを示した図であり、このシステムでは、紫外線ＬＥＤを光源として使用するが、依然としてビームスプリッタを使って標準光源を生成しており、紫外線強度が低下する問題を抱えている。
【図４】図４は、本発明の第１の実施形態の第１の概略図であり、キャピラリーＬＣシステムの主要なハードウェア要素を示している。
【図５】図５は、本発明の前記第１の実施形態の第２の概略図であり、キャピラリーＬＣシステムのさらに詳しい構造を示している。
【図６】図６は、フィルターがある場合（オレンジ色）およびない場合（青色）の光出力のスペクトルを重ね合わせたグラフである。
【図７】図７は、フィルターがない場合のデジタル化およびダークＲＭＳノイズに対するソフトウェア・スムージングの効果と、０．５秒フィルターがある場合の全ＲＭＳノイズに対するソフトウェア・スムージングの効果を示したグラフである。
【図８】図８は、前記第１の実施形態のＳＮ比改善を例示した２つのグラフを示した図であり、信号は（Ａ）スムージングがない場合、および（Ｂ）４２００データ点／０．１秒のスムージングがある場合について得られた。
【図９】図９は、一体型ナノフローポンプシステムおよびＬＥＤ検出器を使った分離を示したグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施形態の構成要素のブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の第３の実施形態の構成要素のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照するが、本発明の種々の実施形態は参照番号が与えられており、当業者が本発明を作製して使用できるよう説明される。以下の説明は本発明の実施形態を例示したものであり、続けて記載する請求項を限定すると見なすべきではないことを理解すべきである。
【００１２】
説明を始める前に、オンカラム検出とは、充填層の材料がカラムの末端以前に終わるため当該カラムの最後の部分が実際には空である場合を指すことを理解すべきである。しかしながら、カラムの末端まで充填層材料があり、キャピラリーを加えてそのキャピラリーの一部で検出を行わなければならない場合もある。そのため、本発明のすべての実施形態は、すべての実施形態の範囲内に双方の構成を含むものと見なすべきであり、その場合、検出はオンカラムで、充填層材料を含まないカラム領域、または充填層材料が末端まで加えられたキャピラリー内において行われる。
【００１３】
第１の実施形態は、キャピラリー液体クロマトグラフィーに使用する低検出限界のＬＥＤベース紫外線吸光検出器である。この第１の実施形態の第１の態様では、ＬＥＤ光源が選択される。ＬＥＤ出力波長は、駆動電流およびジャンクション温度（接合部温度）の変更により変化する可能性がある。そのため、ＬＥＤは定電流を供給して駆動し、システムの加熱は避けるべきである。
【００１４】
ＬＥＤ光源の準単色性は、当該システムにおける迷光を助長して検出器の非線形性を招く。この検出システムは、当該システム内でフィルターを使用して、望ましい吸光帯以外のいかなるＬＥＤ光からも保護すべきである。
【００１５】
オンカラムキャピラリー検出は、キャピラリーカラムに好適であるが、これは余分なカラム帯の分散を排除することにより狭いピーク幅が得られ、ピーク分解能が保たれるためである。前記検出器の短期的なノイズは、検出限界を決定する場合があり、一般に積分、スムージング、および／またはローパスＲＣフィルターの使用により低減される。
【００１６】
この第１の実施形態は、紫外線ＬＥＤベースの吸光検出器に、現場分析用の小型化という大きな可能性があることを示している。前記検出器設計をさらに最適化し、ノイズレベルを低減すると、小口径キャピラリーカラムの検出限界が改善される可能性がある。この第１の実施形態では、特にキャピラリーＬＣオンカラム検出のための、持ち運びできる２６０ｎｍＬＥＤベースの紫外線吸光検出器が得られた。当該システムは比較的小さく軽量で、先行技術と比べて電力消費量が非常に低い。
【００１７】
図４は、本発明の前記第１の実施形態の要素を導入した第１の概略図である。これらの要素は、紫外線ベースのＬＥＤ  ４０と、第１のボールレンズ４２と、前記ＬＥＤ  ４０光源用に調整したバンドパスフィルター４６と、第２のボールレンズ４８と、カミソリの刃から成るスリット５０と、約１５０μｍの内径（ｉｎｎｅｒ  ｄｉａｍｅｔｅｒ：ＩＤ）および約３６５μｍの外径を有しうるキャピラリーカラム５２と、シリコンフォトダイオード検出器５４とを含む。
【００１８】
図４に示した本発明の要素は縮尺どおりではない。前記第２のボールレンズ４８からの紫外線は、図よりはるかに短距離で集束しうる。さらに、前記第２のボールレンズ４８の直径は、前記キャピラリーカラム５４の内径の１０倍を超えうる。そのため、図３および４は、本発明の構成要素の物理的順序を、実際のサイズを示さずに示すよう提供されたものであることを理解すべきである。
【００１９】
また、前記第１および第２のボールレンズ４２、４８による紫外線集束の図面は縮尺どおりでなく、単に例示的なものであることを理解すべきである。
【００２０】
上に記載した検出システムの構成要素と同じ機能を、その同じ機能を提供する他の構成要素で置き換えて提供することは可能である。例えば、図４には第１および第２のボールレンズ４２、４８を示したが、異なるタイプのレンズで置き換えてもよく、その場合も前記第１の実施形態の範囲内に含まれると見なすべきである。また、単一のレンズを使って望ましい集光効果を得ることにより、前記最初の２つのボールレンズの機能を提供することも可能である。また、前記第１の実施形態の全態様について与えられる値は単におおよそのものであり、当該第１の実施形態の望ましい機能から逸脱することなく最大５０％異なりうることを理解すべきである。
【００２１】
図５は、前記第１の実施形態の構造をより詳しく示した破断側面図である。図５に示したこのシステムは、本発明を限定するものと見なすべきではなく、前記第１の実施形態の原理を実証するものと見なすべきである。そのため、当該第１の実施形態の構成要素のサイズ、形状、重量、電力、感度、または他の任意の特徴について与えられた具体的な値は単に例示的なものであり、これら所与の値と異なる場合がある。
【００２２】
図５は、第１のボールレンズ４２を有するＬＥＤ  ４０を示したものである。このＬＥＤ  ４０は、ＬＥＤホルダー４４に内設できる。このＬＥＤ  ４０は、前記第１のボールレンズ４２と一体的に製造でき、または製造後の当該第１のボールレンズ４２に取り付け若しくはこれに隣接して配置できる。当該ＬＥＤ  ４０は、前記キャピラリーカラム５２で分析する化合物に適した任意の望ましい紫外線帯域幅のものから選択できる。前記第１の実施形態は、２６０ｎｍのＬＥＤ  ４０を使用するが、この紫外線波長は必要に応じて変更できる。
【００２３】
当該第１の実施形態では、第１のボールレンズ４２を備えた市販の２６０ｎｍ  紫外線ＬＥＤ  ４０が光源として使用された。このＬＥＤ  ４０は、前記ＬＥＤホルダー４４に取り付けられた。前記ＬＥＤホルダー４４は、黒色の鏡筒に螺入され、止め輪で強固に保持された。前記第１のボールレンズ４２は、直径６ｍｍであってよく、または前記ＬＥＤ  ４０からの光を集光させる任意の適切なサイズであってよい。
【００２４】
前記第１の実施形態は、前記第１のボールレンズ４２後に配置されるバンドパスフィルター４６を含む。前記バンドパスフィルター４６は、前記ＬＥＤ  ４０から検出器に達する迷光および／または任意の周囲光を低減するため使用される２６０ｎｍのバンドパスフィルターであってよい。前記バンドパスフィルターの値は、前記ＬＥＤ  ４０光源を最適化するよう必要に応じて調整できる。
【００２５】
前記第１の実施形態において、２６０ｎｍバンドパスフィルターは、前記黒色のネジ式管内の、前記ＬＥＤ  ４０と前記第２のボールレンズ４２間に配置できる。
【００２６】
この第１の実施形態の別の要素は、前記バンドパスフィルター４６後に第２のボールレンズ４８を配置し、使用することである。前記第２のボールレンズ４８の機能は、前記第１のボールレンズ４２により集光された紫外線を受け取り、さらに集束させることである。紫外線の集束は、前記キャピラリーカラム５２内に送られる光が前記内径（ＩＤ）の幅に等しく若しくはそれより小さくなるよう行うことが望ましい。これは好ましいことではあるが、紫外線光源の集束は、当該第１の実施形態において前記キャピラリーカラム５２のＩＤに等しく若しくはそれより小さくならなくともよい。
【００２７】
前記第１の実施形態において、溶融石英ボールレンズは前記第２のボールレンズ４８では直径３ｍｍとでき、３ｍｍのボールレンズディスクに取り付けて前記ＬＥＤの焦点に配置できる。前記第２のボールレンズ取り付け部は、前記ＬＥＤ  ４０および前記バンドパスフィルター４６を収容する前記黒色鏡筒に螺入可能な取り付け部に心合わせできる。
【００２８】
前記キャピラリーカラム５２を透過して前記検出器で受け取られる光量が高まることにより、前記検出器に入射する光の強度は、先行技術のキャピラリーＬＣ設計より最大３桁高められることが実験で認められた。
【００２９】
前記検出器５４に達する迷光を低減するため、前記第２のボールレンズ４８の後、かつ前記キャピラリーカラム５２の前に１若しくはそれ以上のスリット５０を設けた。それらのスリット５０は、カミソリの刃または他の任意の適切な装置により設けられる。それらのスリットは幅約１００μｍにできる。
【００３０】
前記バンドパスフィルター４６と前記スリット５０との組み合わせにより、迷光は３．６％の値まで実験的に低減されたが、これは迷光を３０．５％の値まで低減するよう作用する先行技術のシステムと比べて非常に低い。先行技術の設計は、比較的高い波長の迷光を排除する、明らかにさほど効果的ではない特殊な紫外線指数のフォトダイオードを使うか、市販カラム（ＩＤ  １ｍｍ）の端部に接続されたＩＤ  ２５０μｍの中空キャピラリーの前にスリット（幅１００μｍ）を使うかのどちらかであった。これにより、前記キャピラリーカラム５２を透過する光は低下した。さらに、より大直径の管からより小直径の管への接続による帯域拡張により、検出感度が損なわれる。
【００３１】
前記キャピラリーカラム５２を透過する紫外線は、紫外線検出器５４に当たるよう配置される。この紫外線検出器５４は、紫外線感度のある任意の装置であってよい。
【００３２】
前記第１の実施形態において、前記紫外線検出器５４はシリコンフォトダイオードであってよい。そのフォトダイオード５４は、雄ネジでダイオードホルダー上に配置できる。このダイオードホルダーに螺入するよう、黒色のキャップを作製できる。この黒色のキャップは、中央に前記キャピラリーカラム５２を保持するよう切溝を有することができ、中央の穴が光の通過を可能にし、その穴の対向しあう側の溝がスリットを定位置に保持する。一対のカミソリの刃を使用すると、前記調整可能な１つまたは複数のスリット５０を作製できる。そのスリット５０は、前記キャップの前記中央の穴の対向しあう側に配置して、前記キャピラリーカラムの外径を長手方向に覆うようにできる。
【００３３】
前記検出器５４では、動作可能な増幅器を使って前記フォトダイオードから電流を受け取り、それを電圧値に変換することができる。アナログデジタルコンバータを使用すると、コンピュータまたは他の記録装置で前記電圧出力を記録することができる。そのアナログデジタルコンバータへの入力部では、ローパスＲＣフィルターを使用できることを理解すべきである。
【００３４】
以下の例では、前記第１の実施形態のみに関する実験値を示すが、その性能を限定するものと見なすべきではない。データ点は、１ｋＨｚ〜４２ｋＨｚのレートでサンプリングした。次いでこれらのデータ点を１０Ｈｚのレートでスムージングし、前記検出システムのノイズレベルを低減した。これらの値は限定的なものと見なすべきではなく、本発明の諸実施形態の原理を例示する役割を果たすと見なすべきである。前記データ点サンプリングレートおよびデータスムージングレートは、使用する検出システムの結果を最適化するよう調整できる。
【００３５】
前記ＬＥＤ  ４０およびシリコンフォトダイオード検出器５４は、６Ｖおよび１２ＶのＤＣ電力をそれぞれ動作に必要とする。前記検出器５４は、０．１３９Ａｍｐの電流を必要とし、４Ａｍｐ時間の１２Ｖ  ＤＣ電池を使うと約２５時間動作できるだけでなく、配線電力でもＡＣ−ＤＣアダプタを通して動作できる。ただし、前記第１の実施形態の検出システムはＤＣ電源を使って動作できるため、前記ＤＣ電力要件により携帯可能であるだけでなく、前記検出システムが比較的小寸法であることにより携帯可能であることを理解すべきである。
【００３６】
これらの実験では、別段の断りがない限り、注入体積６０ｎＬの一体型ストップトフロー・インジェクターを使用した。すべての実験において、１５０μｍ  ＩＤ×３６５μｍ  ＯＤのテフロン（登録商標）コーティングしたキャピラリーカラム５２を使用した。吸光度値は、報告されている場合、透過率値の逆数の共通の対数をとることにより計算されたものである。この透過率は、ベースラインを記録して得られた基準信号で、試料信号を除算することにより計算した。
【００３７】
検出器ノイズは、ベースラインデータを１分間測定して決定した。中空の溶融石英キャピラリーは、ナノフロー・ポンプシステムに接続し、水を充填した。次に、前記ベースラインを約１分間記録し、ピークピークの吸光度を計算した。これにより、ピークピーク（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ：ｐ−ｐ）ノイズが得られた。短時間のノイズ（ＲＭＳ）は、記録されたベースラインの標準偏差として計算した。ダークノイズ測定用には前記ＬＥＤ  ４０をオフにして、ベースラインの標準偏差としてダークノイズを測定した。デジタイザノイズを決定するため、Ａ／Ｄコンバータの正負端子を短絡した。検出器のドリフトは、前記キャピラリーに３００ｎＬ／分で水を流してベースラインを１時間記録したのち、そのベースラインの傾きを測定して決定した。
【００３８】
ノイズレベルは、ソフトウェア・スムージングを行って低減した。ただし、スムージング機能はハードウェアでより高速に行うことができ、ソフトウェア・スムージングに代えて使用できることを理解すべきである。スムージング技術は各種使用できるが、前記第１の実施形態で使用したスムージング技術は固定ウィンドウの平均化であった。使用できる他のスムージング技術としては、固定幅の移動ウィンドウの平均化によるスムージング（単純移動平均）、指数関数的に移動平均を重み付けするスムージング（指数移動平均）、およびベースラインノイズ処理でホワイトノイズ化を行うよう構成された因果性または非因果性フィルターを使ったスムージングなどがあるが、これに限定されると見なすべきではない。
【００３９】
ＩＤ  １５０μｍのキャピラリーカラム５２にウラシル溶液を５．３５ｐｍｏｌ注入して、異なるスムージングレートでＳＮ比が決定され、最良のスムージングレートがそれ以降の作業に使用された。短時間のノイズに対するＲＣフィルターの効果（時定数は０．５ｓおよび１ｓ）も、任意のスムージングを実行する場合としない場合とで調べた。当該システムの迷光評価には、黒色インクを充填したキャピラリーを使用した。迷光レベルは、水を充填したキャピラリーカラム５２で得られた電圧信号で、黒色インクの状態について得られた電圧信号を除算し、１００を乗算して測定した。
【００４０】
アントラキノン−２−スルホン酸ナトリウム（ＳＡＳ）、アデノシン−５−一リン酸（ＡＭＰ）、ＤＬ−トリプトファン（ＤＬＴ）、およびフェノール濃度の異なる溶液を、ＨＰＬＣグレードの水で生成した。溶液は、窒素雰囲気の圧力下で、前記検出器５４に挿入したキャピラリーを通じて流れるようにした。ベースラインデータは、各濃度実験の前後で前記キャピラリーに水を流して記録した。ベースライン補正をした最大吸光度単位（ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ  ｕｎｉｔ：ＡＵ）値を、モル濃度（Ｍ）に対してプロットし、前記検出器５４の線形性を決定した。フロースルー実験の検出限界は、ベースラインの標準偏差の３倍と報告された。前記検出器５４の感度決定には、両対数プロットを使用した。また、ＰＥＧＤＡモノリス型カラムへの注入を行ってフェノール用の較正データが得られ、ベースライン補正済みピーク領域を濃度に対してプロットした。溶出条件については次の段落で説明する。検出限界は、ブランク注入（ｎ＝４）で得られたベースライン領域の標準偏差の３倍と決定され、被検物のピークゾーン内で算出された。
【００４１】
ＰＥＧＤＡモノリス型キャピラリーカラム５２（１６．５ｃｍ×１５０μｍ  ＩＤ）を用い、一体型システムを使ってフェノール（すなわち、フェノール、カテコール、レゾルシノール、およびピロガロール）のアイソクラティック（定組成）分離を行った。前処理した前記キャピラリーカラム５２にモノマー混合物を充填し、紫外線により開始する重合を５分間行った。重合後、前記モノリス型カラムをメタノール、次いで水で少なくとも６時間洗浄し、未反応化合物を除去した。前記モノマー混合物の組成は次のとおりである。ＤＭＰＡ（０．００２ｇ）、ＰＥＧＤＡ  ７００（０．２ｇ）、ドデカノール（０．１５  ｇ）、デカノール（０．１５ｇ）、デカン（０．２ｇ）、およびテルジトール（ｔｅｒｇｉｔｏｌ）１５−Ｓ−２０（０．３ｇ）。前記フェノール化合物をＨＰＬＣ水に溶解し、移動相は８０／２０  ％（ｖ／ｖ）のアセトニトリル／水混合物とした。分離は３５０ｎＬ／分で行った。
【００４２】
紫外線ＬＥＤベースの吸光検出器５４は、前述した水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプベースの検出器より著しく小さい可能性がある。オンキャピラリーカラム検出の場合、吸光度値は小さい可能性があるため、良好な検出限界を得るにはノイズ低減が重要になる。明るい光源ＬＥＤ４０は、吸光度の計算に使用される光電流を高めるが、それに比例したノイズ増大を伴わない。検出システムのコスト削減および小型化のため、複数波長の検出器の代わりに単一波長（２６０ｎｍ）の検出器５４を製作した。
【００４３】
前記ＬＥＤ  ４０は一体型の溶融石英第１のボールレンズ４２（直径６．３５ｍｍ）を有し、焦点（１５〜２０ｍｍ）で最小１．５〜２．０ｍｍのスポットに光線を集束させたが、これではまだキャピラリーカラム５２の寸法（ＩＤ  ０．０７５〜０．２０ｍｍ）には広すぎた。そのため、前記第２の溶融石英ボールレンズ４８（直径３ｍｍ）を前記ＬＥＤ  ４０の焦点に配置したところ、集光が改善された。前記第１および前記第２のボールレンズ４２、４８は、任意の適切な材料で構築してよい。
【００４４】
前記ＬＥＤ  ４０は帯域幅±５ｎｍの光を発するよう選択されたが、このＬＥＤはより高波長の光も発していたことが分光器で認められた。付加的な波長の光は、当該システムの迷光に有意に寄与していた可能性がある。
【００４５】
実験中は、ＦＷＨＭ（半値全幅）が２０ｎｍの２６０ｎｍバンドパスフィルターを使用した。図６の重ね合わせスペクトルは、前記フィルターを伴う、または伴わない前記ＬＥＤ  ４０からの光出力を示したもので、前記フィルターがより高波長の光を良好に排除したことを確認している。前記ＬＥＤ  ４０の位置は、前記キャピラリーカラム５２の中央で最適な集光が行えるよう最適化した。
【００４６】
このＬＥＤ  ４０はそれ自体で安定していることが報告されたため、標準セルは当該第１の実施形態の設計から省略した。この標準セルの省略により、当該第１の実施形態ではビームスプリッタも省略されたため、前記キャピラリーカラム５２を透過する紫外線が増加した。前記第１および第２のボールレンズ４２、４８以外の光学レンズは使用しなかったため、当該第１の実施形態では、光学素子の複雑な位置合わせも、複数表面による透過損失も回避できた。
【００４７】
前記検出器５４の機能の一部である、当該第１の実施形態の特徴は、検出データの処理を行うことである。この第１の実施形態を実験に使用する場合、前記検出器５４の短時間ＲＭＳノイズは、信号スムージングおよびローパスフィルターを使わない場合８ｍＶであることがわかった。スムージングなしのダークＲＭＳノイズは、６．９５ｍＶと算出された。ソフトウェア・スムージングにより、ダークＲＭＳノイズレベルは、図７に示すように７４．４μＶまで低下した。暗電圧値は明るい部屋および暗い部屋で同じだったことから、前記キャピラリーカラム５２はライトガイドとして作用しないことが確認された。デジタイザノイズは、検出器で達成可能な最小ノイズを著しく助長するおそれがある。デジタイザのＲＭＳおよびｐ−ｐノイズは、それぞれ２．４ｍＶおよび７．７ｍＶであることがわかった。デジタイザＲＭＳノイズに対するソフトウェア・スムージングの効果を図７に示すように調べ、得られた最小ＲＭＳおよびｐ−ｐノイズレベルはそれぞれ１５μＶおよび９５μＶであった。
【００４８】
これらのデータからわかるように、前記フォトダイオードおよび増幅器からのノイズを含む暗電流ノイズと、デジタイザノイズとは、どちらも全ベースラインノイズに寄与し、どちらも効果的に低減された。全ノイズレベルをさらに低減するため、２つのローパスフィルター（時定数＝０．５ｓおよび１ｓ）を前記Ａ／Ｄコンバータの入力に適用した。非平均ＲＭＳノイズレベルは、それぞれ２．４２ｍＶおよび２．３ｍＶまで低下した。
【００４９】
ＳＮ比に関するソフトウェア・スムージングの効果についても調べ、クロマトグラムのピーク幅に関する信号強度に対するスムージングの効果は無視できることがわかった一方、ＲＭＳノイズレベルは、入射光の強度（Ｉｏ）（５．７μＡＵ）に相当する電圧で、フィルターを使用せずに０．１８ｍＶのレベルまで低減した。０．５ｓフィルターおよび４２００データ点／０．１ｓのスムージングにより、ＲＭＳノイズは、さらに０．１４ｍＶ（４．４μＡＵ）まで低下した。このように、前記ＬＥＤ検出器のＲＭＳノイズは、以前の検出器および他の紫外線ＬＥＤ検出器（〜１０−５ＡＵ）より１桁低かった（〜１０−６ＡＵ）。前記検出器５４のドリフトは非常に低い（１０−５ＡＵ/時間）ことがわかり、これはピーク幅と比べて無視でき、一般的なクロマトグラムの間は問題ない。
【００５０】
図７でわかるように、ＲＭＳノイズレベルは、０．１秒ごとに平均するデータ点の数が１００から２４００に増えるとともに低下したが、スムージングするデータ点が２４００を超えた後のノイズレベルは有意に低下しなかった。ウラシルに関するＳＮ比は、図８に示すように、１４（スムージングなし）から４０８（４２００データ点スムージング）に増加した。前記ＬＥＤはドリフトが低く、それ自体光安定性のあることが報告および観察されたため、標準セルは含めず、当該第１の実施形態の前記検出器５４の設計が単純化された。前記キャピラリーカラム５２通過後のフォトダイオード信号（平均７０μＡ）は、以前の研究（ｎＡ範囲）より３桁大きかった。
【００５１】
迷光は、真の吸光度値から負へのずれを生じるおそれがある。スリット５０の幅をキャピラリーカラム５２の内径（すなわち１５０μｍ）に等しくなるよう調整したところ、迷光レベルは１７．３％と測定された。目視検査により、湾曲した前記キャピラリーカラム５２の壁を通じ、著しいレベルの光が前記検出器５４に達したことがわかった。そのため、前記スリット５０の幅を１００μｍに狭めたところ、迷光レベルが３．６％まで低下した。光強度の減少は、前記ＬＥＤ  ４０の駆動電流を増加させて（１３．３ｍＡ）補完した。したがって、出力電圧の信号強度は前記スリット５０幅を狭めてもまったく損なわれなかった。
【００５２】
実験中、前記ＬＥＤ  ４０は、その最大動作電流のわずか半分で動作させた。前記キャピラリーでの前記検出器５４の最大吸光度は１．４ＡＵと算出され、これは水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプ検出器で得られた値（０．９４ＡＵ）より高い。
【００５３】
紫外線吸光検出器の線形性は、光源から前記キャピラリーカラム５４のＩＤへの不適切な集光により損なわれるおそれがある。検出限界は、検出器５４の短時間ノイズおよび被検物のモル吸光係数に依存する。本実験では、被検物の選択は、モル吸光係数および関連性の高い以前のＬＥＤ検出器研究に基づいて行った。前記検出器５４は試験した最大濃度まで線形応答を呈したため、当該システムでの迷光が低いことが確認された。前記線形ダイナミックレンジは、すべての被検物について３桁にわたった。ＳＮ比３での検出限界は、ＳＡＳの場合、実験的に２４．６ｎＭ（７．６３ｐｐｂ）または１．５ｆｍｏｌであることがわかった。この検出限界は、先行技術の水銀Ｐｅｎ  Ｒａｙランプベース検出器より５倍低い可能性がある。
【００５４】
また、アントラキノンおよびアントラセンが同様なモル吸光係数を呈することを考慮し、この検出限界は、上記で報告した基準なしの単一波長フローセル（１ｃｍ長）ベースの検出限界より３倍低い。ＡＭＰの検出限界（８７．９ｎＭまたは３０．５ｐｐｂ）は、同じキャピラリーカラム５４の寸法（ＩＤ  ７５μｍ）で、上記で報告した基準なしのＬＥＤ検出器より２３０倍低い。ＤＬＴの場合、ＳＮ比３での検出限界は、２９９ｎＭ（６１ｐｐｂ）または１７．９ｆｍｏｌであることがわかった。この検出限界は、同じキャピラリー寸法（ＩＤ  ２５０μｍ）について上記で報告した基準付き検出器より６０倍低い。このように、種々の化合物に関する検出限界の変動は、２６０ｎｍでのモル吸光係数の変動と一貫している。
【００５５】
前記検出器５４の検出限界は、キャピラリースケールで検出が行われたことを考慮すると、顕著である。ＳＡＳ、ＡＭＰ、およびＤＬＴの較正データを表１に記載する。３つの化合物のピーク領域のＲＳＤ（ｎ＝３）は、０．４〜２．６％の範囲であった。これらの領域は、水を搬送流体として使って、中空のキャピラリーカラムに異なる濃度の各化合物を３回６００ｎＬ／分で注入することにより計算された。
【００５６】
【表１】
0006804436.tif 000002
【００５７】
前記検出器５４はオンカラム検出のため特に設計されたため、その検出器性能はフェノールを使ってＬＣ条件下で試験され、表２に示すフロースルー実験と比較された。検出器の線形性は、どちらの条件下でも優良であり、検出限界は互いに同様であることがわかった。そのため、実際のＬＣ条件下で使用された場合に検出器性能が損なわれることはなかった。
【００５８】
【表２】
0006804436.tif 000003
【００５９】
キャピラリーＬＣは、本発明の前記第１の実施形態により行われる。そのため、前記検出システムは、キャピラリーカラム内の液体に含まれる少なくとも１つの化合物による紫外線の吸収を分析するシステムを含み、前記分析は、前記検出器で受け取られる紫外線を分析することにより行う。吸光を分析するこのシステムは、前記検出器の一部であってよく、または当該検出システムに接続され前記検出器からデータを受信するコンピュータシステムであってもよい。
【００６０】
また特筆すべき点として、前記第１の実施形態は、モノリス型キャピラリーカラムを使ってオンカラムＬＣ検出を行う。オンカラム検出を使うと、カラム外の帯域拡張を低減できるため、ピーク形状を改善でき、検出感度を高められる。
【００６１】
前記キャピラリーＬＣシステムの応用を、図９に示すようにフェノール化合物を使って実証した。全被検物について、アイソクラティックモードで良好な分解能が得られた。ＬＣ実験下でのベースライン安定度は著しく、この検出器が低ドリフトを呈することが確認された。前記化合物の分単位の保持時間および秒単位のピーク幅（ｔＲ／ｗｂ１／２）は、フェノール（１１．７９／１０．４）、カテコール（１２．９８／１３．４）、レゾルシノール（１４．０３／１２．８）、およびピロガロール（１４．８５／１６．６）であることがわかった。ピーク保持時間の再現性は、０．１〜０．２％（ｎ＝４）の範囲だった。保持された化合物のカラム効率（Ｎ／ｍ）および最小理論段高さ（μｍ）は、フェノール（１５６，８３８／６．４）、カテコール（１１３，１１８／８．８）、レゾルシノール（１４４，６７３／６．９）、およびピロガロール（９６，９６３／１０．４）であった。
【００６２】
前記第１の実施形態は、２６０ｎｍ  紫外線ＬＥＤ  ４０を使って製作される高感度のオンカラム検出器５４であってよく、ｐｐｂ範囲の検出が可能である。前記検出器５４のノイズレベルは、ソフトウェア・スムージングおよびローパスフィルターを使って著しく低減され（すなわち３．４〜４．４ＡＵ）、これはキャピラリーカラム５２作業用に設計された吸光検出器でこれまで達成された最低のノイズレベルに含まれる。この低い検出限界は、当該システムで集光が良好であること、迷光が少ないこと、ノイズが非常に低いことに起因する可能性がある。
【００６３】
前記第１の実施形態の低い検出限界が試験化合物について得られたのは、前記キャピラリーＬＣシステムで集光が良好であること、迷光が少ないこと、ノイズが非常に低いためである可能性がある。経路長１５０μｍの前記キャピラリー形式におけるＳＡＳの検出限界は、経路長１ｃｍのＬＥＤベースの検出器より３倍低い可能性がある。ＡＭＰおよびＤＬＴの検出限界は、同じ経路長の検出器と比べ、２３０倍および６０倍改善された。また、我々の検出器におけるフェノールの検出限界は、フロースルー実験下および分離条件下で同じであった。このように、実際の液体クロマトグラフィー操作で検出器性能が損なわれることはなかった。フェノール混合物の再現可能なアイソクラティック分離も実証された。
【００６４】
前記検出システムのノイズレベルは、ソフトウェア・スムージングを使って低減した。スムージングなしの場合、全二乗平均平方根ノイズレベルは８ｍＶであった。４２００データ点／０．１秒のスムージングではノイズレベルが０．１８ｍＶまで低減され、前記アナログデジタルコンバータの入力にローパスＲＣフィルター（時定数２Ｈｚ）を使うとノイズレベルはさらに０．１４ｍＶまで低減された（４．４μＡＵと等価）。これは、これまでキャピラリーベースの検出器で達成された最低のノイズレベルの１つである。ソフトウェア・スムージングなしで前記ＲＣフィルターだけを使うと、ノイズレベルは８ｍＶ〜２．４ｍＶにしか低減されなかった。このように、前記検出システムから高周波ノイズを効果的に排除する上でローパスフィルタリングだけでは明らかに不十分であった。ＳＮ比は、５．３５ｐｍｏｌのウラシルピークについて１４から４０８へと高まった。ノイズレベルは、検出器の一部がローパスフィルターだけに依存する先行技術より、最高２桁小さかった。
【００６５】
前記第１の実施形態のサイズ、重量、電力要件、および携帯性に関する最終コメントは、前記キャピラリーＬＣシステムの複雑でない設計の直接的な結果である。一般的な市販システムは、１１×１３×２２ｃｍのサイズを有し、３．３ポンドの重量を有し、定格ＡＣ電力線を必要とし、約１ｍＡＵの感度を有する。これと対照的に、前記第１の実施形態は、おおよそ５．２×３×３ｃｍのサイズを有し、０．２ポンドの重量を有し、１２ＤＣ電源で動作でき、１．６８Ｗしか使わず、約１０μＡＵの感度を有することができる。これらの値は、単におおよそのものであり、前記第１の実施形態の特徴を逸脱することなく、場合により最大５０％異なることを理解すべきである。
【００６６】
図１０および１１は、本発明の第２および第３の実施形態として提供されたものである。具体的にいうと、これら第２および第３の実施形態のすべての特徴および機能は、前記第１のボールレンズ４２と、前記フィルター４６と、前記第２のボールレンズ４８との順序を変えたことを除き、前記第１の実施形態と同じである。図１０は、前記第１のボールレンズ４２を前記第２のボールレンズ４８に隣接して配置し、前記フィルター４６を完全に排除できることを図で例示したものである。
【００６７】
前記フィルター４６は、紫外線光源をより完全に単色に作製できるようになれば、最終的に不要になる。フィルタリングは、迷光が前記キャピラリーカラム５４に達しないよう行われる。紫外線光源から迷光がまったく若しくはほとんど発せられなければ、前記フィルターは不要になり、本発明の原理を逸脱することなく、前記システムから取り除くことができる。
【００６８】
これと対照的に、図１１は、前記フィルター４６を前記ＬＥＤ  ４０と前記第１のボールレンズ４２間に配置し、前記第２のボールレンズ４８を図１０のように前記第１のボールレンズ４２に隣接して配置できることを図で例示したものである。すなわち、前記フィルター４６は、双方のボールレンズ４２、４８の前に配置でき、これらのボールレンズ間に配置でき、あるいはこのフィルターを完全に排除して前記ＬＥＤ  ４０からの紫外線を望ましく集光およびフィルタリングすることも実現できる。
【００６９】
以上、少数の実施形態例のみ説明してきたが、当業者であれば、本発明を実質的に変更しない範囲で前記実施形態例に多数の修正形態が可能であることが容易に理解されるであろう。このため、そのようなすべての修正形態は、以下の請求項で定義された本開示の範囲に包含されるよう意図されている。本明細書の請求項のいずれに関する限定についても、米国特許法第１１２条第６項を行使しないことが出願人の明確な意図であるが、前記請求項が、文言「手段」（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）をそれに伴う機能とともに明示的に使用する場合は、その限りではない。
【図１】
0006804436.tif 000004
【図２】
0006804436.tif 000005
【図３】
0006804436.tif 000006
【図４】
0006804436.tif 000007
【図５】
0006804436.tif 000008
【図６】
0006804436.tif 000009
【図７】
0006804436.tif 000010
【図８】
0006804436.tif 000011
【図９】
0006804436.tif 000012
【図１０】
0006804436.tif 000013
【図１１】
0006804436.tif 000014