(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の液が導入され、その液の光学特性を測定するための測定光が一端側から入射し他端側から出射するように配置されるセル部と、
前記セル部内に液を流入させるための入口部と、
前記セル部内の液を前記セル部から流出させるための出口部と、を備え、
前記入口部から前記セル部内に流入した液と先に前記セル部内を満たしている液との間の界面が前記セル部を通過する前記測定光の光路上の２箇所に形成されるように、前記入口部と前記出口部が設けられており、
前記入口部は、前記測定光の進行方向に対して略垂直な方向から前記セル部内に液を流入させるように、前記セル部の前記一端と前記他端の間の位置に設けられている、フローセル。
【請求項２】
前記入口部は前記セル部の前記一端と前記他端の間の中央部に設けられ、前記出口部は前記セル部の前記一端側と前記他端側の２箇所に設けられている請求項１に記載のフローセル。
【請求項３】
光源と、
請求項１又は２に記載のフローセルと、
前記フローセルを経た光を検出する光センサと、
前記光源からの光を前記フローセルへ導くとともに前記フローセルを通過した光を前記光センサへ導く光学系と、を備えた検出器。
【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などの分析装置に用いられる検出器用のフローセルとそのフローセルを備えた検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体クロマトグラフ用の検出器として光を利用するものがよく用いられる。そのような検出器は、内部の空間（セル部）を液が流れるフローセルが光源からの光の光路上に配置され、そのフローセルを透過した光を光センサによって検出するように構成される（特許文献１参照。）。フローセルを透過した光を検出することによって、フローセル内部のセル部を流れる液の影響による吸光度や屈折率の変化を測定し、試料成分の検出や定量を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０４８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば移動相の組成変化や試料溶媒の流入など、分析中にセル部内を満たしている液とは異なる種類の液がセル部内に導入されると、セル部内では元々存在していた液と新たに導入された別種類の液との間の界面で屈折率差が生じる。セル部内にそのような界面が生じると、フローセルを通過する光がその界面で屈折し、その影響でフローセルを透過する光の光量の変化や、光軸の屈折による光路の変化を生じ、光量変化や屈折率変化として検出される。これらの変化は測定対象試料による反応ではないが、疑似ピーク（試料成分ピークではないピーク）を形成し、分析精度に影響を与える場合があった。【０００５】
そこで、本発明は、フローセルのセル部内における液体界面での光の屈折による影響を小さく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】
【０００６】
本発明に係るフローセルは、測定対象の液が導入され、その液の光学特性を測定するための測定光が一端側から入射し他端側から出射するように配置されるセル部と、前記セル部内に液を流入させるための入口部と、前記セル部内の液を前記セル部から流出させるための出口部と、を備え、前記入口部から前記セル部内に流入した液と先に前記セル部内を満たしている液との間の界面が前記セル部を通過する前記測定光の光路上の２箇所に形成されるように、前記入口部と前記出口部が設けられているものである。【０００７】
従来のフローセルは、セル部に液を流入させるための入口部がセル部の一端側に設けられており、セル部から液を流出させるための出口部がセル部の他端側に設けられていた。そのため、セル部を満たしている液とは異なる種類の液が入口部からセル部内に流入すると、セル部を通過する測定光の光路上に測定光を屈折させる界面が１箇所にだけ生じてしまうことになる。しかしながら、そのような界面の発生自体をなくすことは不可能である。【０００８】
そこで、本発明者は、測定光を屈折させる界面を測定光の光路上の２箇所に発生させ、互いの界面における測定光の屈折を打ち消し合うようにすることで、セル部内に生じる界面での測定光の屈折の影響を小さくするという発想に至った。本発明はそのような発想に基づいてなされたものである。【０００９】
本発明に係るフローセルは、入口部からセル部内に流入した液と先にセル部内を満たしている液との間の界面がセル部を通過する測定光の光路上の２箇所に形成されるように、入口部と出口部が設けられている。これにより、測定光が２箇所に形成された界面を通過する際に互いに対称な方向へ屈折して互いの界面での屈折が打ち消し合い、セル部内に生じる界面での測定光の屈折の影響が小さくなる。【００１０】
本発明に係るフローセルの好ましい実施形態では、入口部が、測定光の進行方向に対して略垂直な方向からセル部内に液を流入させるように、セル部の一端と他端の間の位置に設けられている。セル部の一端と他端の間の位置に入口部が設けられていれば、入口部を介してセル部内に流入した液の両側に、先にセル部を満たしていた液との間の界面が形成される。【００１１】
さらに好ましい実施形態では、入口部は前記セル部の前記一端と前記他端の間の中央部に設けられ、前記出口部は前記セル部の前記一端側と前記他端側の２箇所に設けられている。これにより、入口部からセル部内に流入した液がセル部の両端へ向かって均等に広がるようにしてセル部内を流れ、セル部内に流入する液の両側に互いに対称な界面が形成されるようになる。セル部内に流入する液の両側に形成される界面が互いに対称であれば、互いの界面での測定光の屈折が打ち消し合いやすくなり、セル部内の界面における屈折の影響がさらに小さくなる。【００１２】
本発明に係る検出器は、光源と、上述のフローセルと、前記フローセルを経た光を検出する光センサと、前記光源からの光を前記フローセルへ導くとともに前記フローセルを通過した光を前記光センサへ導く光学系と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るフローセルでは、入口部からセル部内に流入した液と先にセル部内を満たしている液との間の界面がセル部を通過する測定光の光路上の２箇所に形成されるように、入口部と出口部が設けられているので、測定光が２箇所に形成された界面を通過する際に互いに対称な方向へ屈折して互いの界面での屈折が打ち消し合い、セル部内に生じる界面での測定光の屈折の影響が小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】検出器の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例のフローセルを示す断面図である。
【図３】従来構造のフローセル（比較例）を示す断面図である。
【図４】実施例のフローセルと比較例のフローセルのそれぞれに溶媒を導入したときの信号変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るフローセルの一実施例及びそのフローセルを備えた検出器の一実施例について、図面を用いて説明する。
【００１６】
まず、検出器の一実施例の構成について図１の概略構成図を用いて説明する。
【００１７】
この実施例の検出器は、光源２、集光レンズ４、フローセル６、ミラー８、入口スリット１０、分光器１２及び光センサ１４を備えている。光センサ１４は、例えばフォトダイオードアレイである。
【００１８】
光源２により発せられる測定光の光路上に、集光レンズ４及びフローセル６が配置されており、光源２からの測定光が集光レンズ４を介してフローセル６へ照射されるようになっている。フローセル６内を液体クロマトグラフの分離カラムを経た溶液が流れる。
【００１９】
ミラー８はフローセル６を透過した測定光を反射させて入口スリット１０側へ導くように配置されており、入口スリット１０を経た測定光が回折格子などの分光器１２に導かれるようになっている。分光器１２に導かれた光は各波長成分の光に分光されて光センサ１４に入射するようになっている。
【００２０】
光センサ１４は各波長成分の光の強度を検出するものであり、その強度に応じた検出信号を発生させる。図示は省略されているが、光センサ１４には、専用のコンピュータや汎用のコンピュータによって実現される演算処理装置が接続されている。その演算処理装置は光センサ１４で得られた検出信号強度に基づいて、フローセル６を流れる液の吸光度スペクトルを求め、試料成分の検出や定量を行なうようになっている。なお、この実施例では、検出器の一例として吸光度検出器の構成を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、示差屈折率検出器であってもよい。
【００２１】
フローセル６について図２を用いて説明する。
【００２２】
フローセル６は、例えば石英など光透過性材料からなるブロックからなる。フローセル６の内部には、液を流通させるための空間であるセル部１８が設けられているとともに、そのセル部１８へ液を流入させるための流路である入口部２０と、セル部１８から液を流出させるための流路である出口部２２ａ，２２ｂと、を備えている。測定光はセル部１８の一端側（図において左側）から入射し、他端側（図において右側）から出射するように、フローセル６が測定光の光軸上に配置される。
【００２３】
入口部２０は、セル部１８の一端と他端の間の略中央の位置において、セル部１８を通過する測定光の光軸に対して略垂直な方向からセル部１８内に液を流入させる方向に設けられている。
【００２４】
出口部２２ａは、セル部１８を挟んで入口部２０とは反対側でセル部１８の一端の位置に設けられている。出口部２２ｂは、セル部１８を挟んで入口部２０とは反対側でセル部１８の他端の位置に設けられている。
【００２５】
このようなフローセル６の構造により、図２のシボで示されているように、入口部２０を介してセル部１８の中央部からセル部１８内に流入した液は両端の出口部２２ａ，２２ｂへ向かって両側へ広がりながらセル部１８内を満たしていくことになる。これにより、セル部１８内に導入された液の両側に、セル部１８内を先に満たしていた液との界面１及び２が形成される。セル部１８内を先に満たしていた液と新たにセル部１８に導入された液の種類が異なる場合、それらの液の界面１及び２で屈折率差が生じ、セル部１８を一端側（図において左側）から他端側（図において右側）へ通過する測定光がそれらの界面１及び２でそれぞれ屈折する。
【００２６】
図３は一般的な構造を有するフローセル６’の構造を比較例として示したものである。従来の一般的なフローセル６’は、セル部１８’の一端（又は他端）に入口部２０’、他端（又は一端）に出口部２２’を有するため、入口部２０’を通じてセル部１８’内に導入された液と先にセル部１８’内を満たしていた液との間の界面が１つだけ形成される。そのため、セル部１８’を通過する測定光は、試料溶媒などがセル部１８’に導入されたときに形成される１つの界面によって屈折し、その影響によって測定光の光路やセル部１８’からの出射位置が変化してしまう。この変化がセル部１８’内を流れる液の吸光度変化や屈折率変化として検出されてしまうことがあった。
【００２７】
これに対し、図２に示されているように、セル部１８内に液が導入されたときに２つの界面１及び２が形成されるようにすれば、界面１と界面２においてセル部１８を通過する測定光が互いに打ち消し合う方向へ屈折することになる。そのため、図３のように界面が１つしか形成されない場合に比べて、測定光の光路変化や出射位置の変化が小さくなる。
【００２８】
図４は、図２の構造のフローセル６（実施例）と図３の従来構造のフローセル６’（比較例）のそれぞれに溶媒を導入したときの検出信号データを示している。このデータからもわかるように、従来構造のフローセル６’（比較例）では、溶媒がセル部１８’内に導入されたときに検出信号が大きく変動して疑似ピークを形成している。これに対し、この実施例のフローセル６では、溶媒がセル部１８内に導入されたときの検出信号の変動が抑制されており、セル部１８内に形成される界面での測定光の屈折による影響が小さくなっていることがわかる。
【００２９】
以上において説明したように、本発明は、フローセル６の構造を、セル部１８内に種類の異なる液が導入されたときにその液の両側に２つの界面１及び２が形成されるような構造にすることで、セル部１８内に形成された界面での測定光の屈折による影響を抑制するというものである。したがって、セル部１８を通過する測定光の屈折を互いに打ち消し合うような２つの界面が形成されるのであれば、入口部２０や出口部２２ａ，２２ｂはどのような位置に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
２      光源
４      集光レンズ
６      フローセル
８      ミラー
１０      入口スリット
１２      分光器
１４      光センサ
１８      セル部
２０      入口部
２２ａ，２２ｂ      出口部
【図１】
0006750734.tif 000002
【図２】
0006750734.tif 000003
【図３】
0006750734.tif 000004
【図４】
0006750734.tif 000005