JPH04168347A - 液体クロマトグラフィー用示差屈折率検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液体クロマトグラフィー用示差屈折率検出方
法及びその装置に係り、さらに詳しくは、分析のための
高感度領域と、分取のための中感度領域との双方に用い
ることができる液体クロマトグラフィー用示差屈折率検
出方法及びその装置に関する。

［従来の技術］ 液体クロマトグラフィー用示差屈折率検出装置は、溶液
物性型の汎用検出装置として広く用いられており、フレ
ネル型と偏光型との二つのタイプがある。

第３図は、従来からある偏光型タイプの液体クロマトグ
ラフィー用示差屈折率検出装置の概略構成を示す説明図
である。

同図によれば、フィラメント型ランプにより形成される
光源１から出たスリット光Ｒは、入射スリット２を経て
レンズ３で集光された後、試料側セル５と対照側セル６
とからなるフローセル４を通過してミラー７へと至る。

このミラー７から反射したスリット光Ｒは、再度フロー
セル４を通過し、二分割された受光素子８，９へと到達
し、これらの受光素子８．９により電気信号に変換され
、所定の処理を行なうことで屈折率を検出することがで
きるようになっている。

この場合、フローセル４内で通過光の屈折に変化が生じ
た際には、受光素子８．９に到達するスリット像が基準
位置からずれ、その際のずれを電気的に出力することが
できるようになっている。

したがって、電気的な出力値には、直線性をもたせる必
要があり、このため、前記入射スリット２のスリット横
幅を例えば０．５ｍｍ程度の狭いものとし、受光素子８
．９上のスリット像のずれ幅が小さ（なるようにしてい
る。

また、フローセル４とミラー７とを備えるセルブロック
は、比較的大きく形成されているので、レンズ３からミ
ラー７までの距離Ｃ′も比較的長いものとなる結果、入
射スリット２も０．５ｍｍ程度の狭いスリット幅で形成
することで、スリット光Ｒに必要な光量を保持させる必
要があった。

しかも、レンズ３から受光素子８．９までの距離ｍ′は
、当該レンズ３の焦点距離に一致するものであることか
ら、その距離ｍ′も１５０〜２００ｍｍという比較的長
いものとなり、これらの光学系を収容するための温度調
節用框体も比較的大型化し、結果的に容積が大きなもの
となっていた。

さらに、上記構成からなる液体クロマトグラフィー用示
差屈折率検出装置の場合には、検出される屈折率に温度
依存性があるため、温度調節する必要があり、このため
、光学系は、熱容量の大きなアルムニウム製の温度調節
用框体内に収容され、外部周辺温度の影響を受けないよ
うにする必要があり、このような理由からも大きな温度
調節用框体が用いられることになる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の示差屈折率検出装置における前記入射
スリット２は、そのスリット幅が０．５ｍ＋ｎ程度の狭
いものであることから、分析用の高感度領域の測定には
好適であるとしても、そのままの構成のもとでは分取用
の中感度領域の測定に対応させることができない。

このため、同一の装置を分取用の中感度領域の測定にも
用いようとする場合には、前記フローセル４をセル角度
が４５°の市販品から、例えば３０゜というようにセル
角度を落した特注品に交換する必要があり、それだけコ
スト高になる不都合があった。

また、さきに述べた必要から大きな容量（体積のほか、
熱容量も含む）を有する温度調節用框体を用いるという
ことは、その内部の現在温度と所望する設定温度との間
に大きな隔たりがある場合、当該設定温度にまで立ち上
げるために多くの時間を要することを意味し、実際に測
定可能な状態にまで立ち上げるためには、通常、２時間
程度の待機時間を要するという作業性が悪くなる不都合
があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、従来装置にみられた上記課題に鑑みてなされ
たものである。

そのうち、本発明に係る検出方法に係る構成上の特徴は
、示差屈折率を検出するための光学系が収容される熱容
量を小さくして形成された温度調節用框体に対する温度
調節をＰｒＤ制御手段により行ない、かつ、このＰＩＤ
制御手段に組み込まれているトランジスタを温度制御用
の熱源とするとともに、前記光学系においては、点光源
と同等な発光ダイオードから発せられる光を集光し、横
幅が１〜１．５＋＋ｍ前後のスリットを有する第１スリ
ット部を介して光量を均一に調整して照射されるスリッ
ト光を第２スリット部のスリットを介して散乱光を除去
したスリット光に調整した直後に平行光束にしてセル角
度が４５°のフローセル内を通過させ、この通過直後に
反射させたスリット光を再度前記フローセル内を通過さ
せた直後に集光し、前記第２スリット部のスリットを介
して再び散乱光を除去したスリット光に調整した後、こ
の第２スリット部と前記第１スリット部との間の距離と
同等の離間距離を有して配設されている二分割光電変換
素子上にスリット像として結像させ、−方の光電変換量
と他方の光電変換量とを比較することで移動相中の溶質
の濃度を測定して屈折率を検出することにある。

また、本発明に係る検出装置の構成上の特徴は、スリッ
ト光を放射するための発光部と、放射された前記スリッ
ト光を偏光反射するための偏光反射部と、反射された偏
光後の前記スリット光を光電変換するための受光部とを
熱容量を小さくすべくコンパクトに形成された温度調節
用框体内に収容して構成され、前記発光部は、点光源と
同等な発光ダイオードと１〜１．５ｍｍ前後の横幅のス
リットを有して照射光量を均一化するための第１スリッ
ト部との間に集光レンズを相互に近接配置して形成し、
前記偏光反射部は、通過光であるスリット光からの散乱
光の除去が可能なスリットを有する第２スリット部と反
射ミラーとの間にコリメーターレンズとセル角度が４５
＠のフローセルとを相互に近接配置して形成し、前記受
光部は、前記偏光反射部における第２スリット部との間
の距離をこの第２スリット部と前記発光部との間の距離
と同等に設定して配置される二分割光電変換素子を用い
て形成するとともに、前記温度調節用框体には、温度制
御のためのＰＩＤ制御手段を配設し、このＰＩＤ制御を
構成しているトランジスタを温度調節のための熱源とし
つつ温度制御可能としたことにある。

［作　用］ 本発明は、スリット幅が従来よりも広い１〜１．５ｍｍ
前後のスリットを介して光量を均一に調整してスリット
光を照射することができ、しかも、発光部における発光
ダイオードと集光レンズと第１スリット部との相互のほ
か、偏光反射部における第２スリット部とコリメーター
レンズとフローセルと反射ミラーとの相互のそれぞれを
近接配置し、さらに、偏光反射部と受光部との離間距離
を発光部と偏光反射部との離間距離を同等としであるの
で、発光部から発せられるスリット光が１〜１．５ｍｍ
前後の広幅のものであっても、受光部における二分割光
電変換素子の横幅をさほど広げることなくスリット像と
して結像させることができ、したがって、分析用の高感
度領域から分取用の中感度領域までをカバーして測定す
ることができる。

また、光学系の全体をこのようにしてコンパクト化する
ということは、温度調節用框体自体もこれに対応してコ
バクト化することができることを意味し、したがって、
その全体熱容量も小さくすることかできるので、この温
度調節用框体に対する温度調節を応答性の高いＰＩＤ制
御手段により行ない、かつ、このＰＩＤ制御手段に組み
込まれているトランジスタをその熱源とすることで、従
来は設定温度にまで立ち上げるために２時間程度を要し
ていたものを、約１５分間程度にまで短縮することがで
き、作業効率を格段に向上させることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳説する。

第１図は、本発明装置に係る全体構成の概要を示す説明
図である。

同図によれば、装置の全体は、スリット光Ｒを照射する
ための発光部１２と、照射された前記スリット光Ｒを偏
光反射するための偏光反射部１７と、反射された偏光後
の前記スリット光Ｒを光電変換処理するための受光部３
１とを有し、これらの光学系１１は、熱容量を小さくす
べくコンパクトに形成されたアルミニウムからなる温度
調節用框体Ｃ内に収容して構成されている。

このうち、前記発光部１２は、その直径が１ｍｍ前後で
ある点光源と同等な発光面を有してなる発光ダイオード
１３と、１〜１゜５ｍｍ前後の横幅のスリット１６を有
して照射光量を均一化するための第１スリット部１５と
を有し、これら発光ダイオード１３と第１スリット部１
５との間には、集光レンズ１３が介在配置され、かつ、
それぞれを相互に近接配置することで形成されている。

また、前記偏光反射部１７は、入射時と反射時との通過
光であるスリット光Ｒから不必要な散乱光の除去が可能
な例えば１ｍｍ前後の横幅で形成されたスリット１９を
有する第２スリット部１８と反射ミラー２４との間（Ｉ
２）にコリメーターレンズ２０とセル角度が４５°に仕
切られた試料側セル２２と対照側セル２３とからなるフ
ローセル２１とが相互に近接配置されて形成されている
。なお、試料側セル２２には、効率的な熱交換が可能に
配設された導入路２５と排出路２６とが、対照側セル２
３には、同様に効率的な熱交換が可能な導入路２７と排
出路２８とがそれぞれ配管されている。

さらに、前記受光部３１は、偏光反射部１７における第
２スリット部１８との間の距離ｍ（ｍは、前記コリメー
ターレンズ２０の焦点距離に一致し、９０〜１３０ｍｍ
前後に設定される）をこの第２スリット部１８と前記発
光部１２との間の距離と同等に設定して配置される二分
割光電変換素子３３のほか、その入光側に配設されるナ
ルグラス３２を有して形成されている。なお、二分割光
電変換素子３３は、発光部１２における第１スリット部
１５のスリット１６を広幅に形成していることに対応し
て、比較的広い受光面積を有して形成されている。

しかも、前記温度調節用框体Ｃは、温度検出素子３９を
有するＰＩＤ制御手段３７により温度制御されており、
このＰＩＤ制御手段３７を構成しているトランジスタ３
８が温度制御用の熱源として用いられている。

次に、本発明装置の一実施例を示す第１図を参酌してそ
の作用ととも本発明方法の実施例を説明する。

すなわち、発光部１２と偏光反射部１７と受光部３１と
からなる示差屈折率を検出するための光学系１１が収容
される温度調節用框体Ｃは、第２スリット部１８と反射
ミラー２４との間の距離氾と、偏光反射　′部１７にお
ける第２スリット部１８との間の距離ｍととが比較的短
（なっていることから、小型化して形成されたものが用
いらている。したがって、温度調節用框体Ｃは、その全
体熱容量も比較的小さなものとなっている。そして、こ
の温度調節用框体Ｃに対する温度調節は、応答性の高い
ＰＩＤ制御手段３７により行なわれ、しかも、このＰＩ
Ｄ制御手段３７に組み込まれているトランジスタ３８が
温度制御用の熱源として用いられている。

一方、前記光学系１１の発光部１２においては、点光源
と同等な発光ダイオード１３から発せられる光を集光レ
ンズ１４を介して集光し、横幅が１〜１．５ｍｍ前後の
スリット１６を有する第１スリット部１５を通過させる
ことでその光量を均一化させたスリット光Ｒが偏光反射
部１７に向けて照射される。

このようにして偏光反射部１７に到達したスリット光Ｒ
は、まず、第２スリット部１８のスリット１９を介する
ことで、不必要な散乱光を除去したスリット光Ｒとして
導入され、この直後に配置されているコリメーターレン
ズ２０を介することで平行光束となったスリット光Ｒは
、セル角度が４５”に仕切られたフローセル２１内の試
料側セル２２と対照側セル２３とを順次通過し、このフ
ローセル２１の直後に配置されている反射ミラー２４に
到達して反射される。

反射されたスリット光Ｒは、再度、前記フローセル２１
を逆に対照側セル２３、試料側セル２２の順に通過し、
前記コリメータレンズ２０に逆方向から入光することで
、二分割光電変換素子３３の位置が焦点となるように集
光されながら前記第２スリット部１８のスリット１９へ
と至る。

この第２スリット部１８では、そのスリット１９を介し
て再び不必要な散乱光が除去されたスリット光Ｒに調整
され、しかる後、この第２スリット部１８と前記第１ス
リット部１５との間の距離と同等の離間距離ｍを有して
配設されている前記受光部３１方向へと送り出される。

受光部３１方向へと送り出されたスリット光Ｒは、二分
割フォトダイオードなどからなる二分割光電変換素子３
３上に到達し、第１光電変換部３４と第２光電変換部３
５とに対しスリット像として結像される。この場合、二
分割光電変換素子３３は、発光部１２における第１スリ
ット部１５のスリット１６が比較的広幅に形成されてこ
とから、これに対応すべく比較的広い面積を有するもの
が用いられているので、測定領域を広くとることができ
、したがって、特にその構成を変えることなく、分析用
の高感度領域から分取用の中感度領域に至るまで測定す
ることができる。

そして、前記二分割光電変換素子３３は、スリット像の
うち、第１光電変換部３４の結像割合と、第２光電変換
部３５の結像割合とに応じた電気量にそれぞれ変換し、
これを比較することで移動相中の溶質の濃度が測定され
、その屈折率を検出することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、スリット幅が従来よ
りも広くしたスリットを介して光量を均一に調整してス
リット光を照射することができ、しかも、発光部におけ
る発光ダイオードと集光レンズと第１スリット部との相
互のほか、偏光反射部における第２スリット部とコリメ
ーターレンズとフローセルと反射ミラーとの相互のそれ
ぞれを近接配置し、さらに、偏光反射部と受光部との離
間距離を発光部と偏光反射部との離間距離を同等としで
あるので、発光部から発せられるスリット光が広幅のも
のであっても、受光部における二分割光電変換素子を比
較的広くすることでスリット像として結像させることが
できるので、低いコストのもとて分析用の高感度領域か
ら分取用の中感度領域までをカバーして測定することが
できる。

また、光学系の全体をこのようにしてコンパクト化し、
しかも、光源からの発熱もなくしであるので、小型化し
て熱容量が小さくなっている温度調節用框体に対する温
度調節を応答性の高いＰＩＤ制御手段により行ない、か
つ、とのＰＩＤ制御手段に組み込まれているトランジス
タをその熱源とすることで、従来は設定温度にまで立ち
上げるために２時間程度を要していたものを、約１５分
間程度にまで短縮することができ、作業効率を格段に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る装置の概略構成の一例を示す説
明図、第２図は、本発明における光学系の相互関係を示
す説明図、第３図は、従来例における光学系の相互関係
を示す説明図である。 １１・・・光学系、　　　　　１２・・・発光部、１３
・・・発光ダイオード、　１４・・・集光レンズ、１５
・・・第１スリット部、　１６・・・スリット、１７・
・・偏光反射部、　　　１８・・・第２スリット部、１
９・・・スリット、 ２０・・・コリメーターレンズ、 ２１・・・フローセル、　　　２２・・・試料側セル、
２３・・・対照側セル、　　　２４・・・反射ミラー、
２５、２７・・・導入路、　　　２６．２８・・・排出
路、３１・・・受光部、　　　　　３２・・・ナルグラ
ス、３３・・・二分割光電変換素子、 ３４・・・第１光電変換部、　３５・・・第２光電変換
部、３７・・・ＰＩＤ制御手段、　　３８・・・トラン
ジスタ、３９・・・温度検出素子、　　Ｃ・・・温度調
節用框体、Ｒ・・・スリット光。 特許出願人　有限会社　島村計器製作所第２面 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）示差屈折率を検出するための光学系が収容される
   熱容量を小さくして形成された温度調節用框体に対する
   温度調節をＰＩＤ制御手段により行ない、かつ、このＰ
   ＩＤ制御手段に組み込まれているトランジスタを温度制
   御用の熱源とするとともに、前記光学系においては、点
   光源と同等な発光ダイオードから発せられる光を集光し
   、横幅が１〜１．５ｍｍ前後のスリットを有する第１ス
   リット部を介して光量を均一に調整して照射されるスリ
   ット光を第２スリット部のスリットを介して散乱光を除
   去したスリット光に調整した直後に平行光束にしてセル
   角度が４５゜のフローセル内を通過させ、この通過直後
   に反射させたスリット光を再度前記フローセル内を通過
   させた直後に集光し、前記第２スリット部のスリットを
   介して再び散乱光を除去したスリット光に調整した後、
   この第２スリット部と前記第１スリット部との間の距離
   と同等の離間距離を有して配設されている二分割光電変
   換素子上にスリット像として結像させ、一方の光電変換
   量と他方の光電変換量とを比較することで移動相中の溶
   質の濃度を測定して屈折率を検出することを特徴とする
   液体クロマトグラフィー用示差屈折率検出方法。
2. （２）スリット光を放射するための発光部と、放射され
   た前記スリット光を偏光反射するための偏光反射部と、
   反射された偏光後の前記スリット光を光電変換するため
   の受光部とを熱容量を小さくすべくコンパクトに形成さ
   れた温度調節用框体内に収容して構成され、前記発光部
   は、点光源と同等な発光ダイオードと１〜１．５ｍｍ前
   後の横幅のスリットを有して照射光量を均一化するため
   の第１スリット部との間に集光レンズを相互に近接配置
   して形成し、前記偏光反射部は、通過光であるスリット
   光からの散乱光の除去が可能なスリットを有する第２ス
   リット部と反射ミラーとの間にコリメーターレンズとセ
   ル角度が４５゜のフローセルとを相互に近接配置して形
   成し、前記受光部は、前記偏光反射部における第２スリ
   ット部との間の距離をこの第２スリット部と前記発光部
   との間の距離と同等に設定して配置される二分割光電変
   換素子を用いて形成するとともに、前記温度調節用框体
   には、温度制御のためのＰＩＤ制御手段を配設し、この
   ＰＩＤ制御を構成しているトランジスタを温度調節のた
   めの熱源としつつ温度制御可能としたことを特徴とする
   液体クロマトグラフィー用示差屈折率検出装置。