JPH09170981A - 少量のサンプル体積のための光測定式フロー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】少量のサンプルを高感度で液相分析するための
光測定装置の提供。 【解決手段】セル本体１０２と、セル本体１０２の第１
の表面に隣接するように配置された光入力手段１０４
と、予め定められた波長あるいは波長範囲の光を光入力
手段を通して放射する光源１０５と、セル本体１０２の
第１の表面と対向する第２の表面に隣接するように配置
された光出力手段１０６と、光出力手段１０６と隣接す
るように配置された光検出器１０７と、セル本体１０２
中に形成されたフローチャネル１０８を設け、チャネル
１０８の壁の表面は予め定められた波長よりも小さい粗
さをするものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本願発明は、分光法に関し、より詳細に
は、溶液中の少量のサンプルの分光法に関する。

【０００２】

【発明の背景】サンプル分析計測において、及び特に液
体クロマトグラフィー及びキャピラリ電気泳動システム
のような分離システムにおいては、一般に、寸法が小さ
い程、性能特性が改善され且つ同時に分析コストが低減
される。これらの技術は、好ましくは、極端に小容積の
流動液体サンプルを取り扱えるよう、5から10マイクロ
メートルまでの範囲の小さい内径を有するキャピラリを
用いて実行される。

【０００３】一例として、マイクロカラム液体クロマト
グラフィー(μLC)が説明されており、この場合、およそ
4.6mmの直径を有するカラムに比較して直径100-200μm
のカラムが用いられる。

【０００４】別のアプローチ法は、キャピラリ電気泳動
法を使用するもので、これは直径5-100μmのキャピラリ
で実施される分離技術である。

【０００５】キャピラリ電気泳動法は、小溶質の分離方
法として有用であることが立証されている。例えば、Jo
urnal of Chromatography, vol.218, p.209, 1981；及
びAnalytical Chemistry, vol.53, p.1298, 1981参照。

【０００６】しかし、これらの技術に固有のいくつかの
大きい問題点が残っている。

【０００７】例えば、在来のキャピラリ電気泳動法で
は、実質的な検出限界が存在する。例えば、キャピラリ
電気泳動法の場合、一般に、光の検出は、シングルパス
検出技術によるオンカラムで実行され、この場合は、電
磁エネルギーがサンプルを通過し、光線はキャピラリの
軸に直角に進み、そのキャピラリを一回だけ横切ること
になる。従って、在来のキャピラリ電気泳動システムで
は、検出経路長は、本来、キャピラリの直径によって制
限される。

【０００８】ベールの法則(Beer's law)の通り、吸光度
は、下記の式により経路長に関連付けられる： A = e*b*c* ここで： A = 吸光度 e = モル吸光係数、(1/m*cm) b = 経路長 c = 濃度 (m/l)

【０００９】上式から、25μmのキャピラリにおけるサ
ンプルの吸光度(A)は、典型的にUV/Vis分光法に使われ
る経路長1cmの在来のセルにおける吸光度と比較して、4
00倍低くなることが容易に分かるであろう。

【００１０】在来の液体クロマトグラフィー計測に使わ
れる標準検出セルでは、上述のキャピラリ分離技術のナ
ノリットル(nl)の少量のサンプル体積を処理するのに対
してそのセル容積はおよそ1000倍（3桁分）大きくなる
という欠点がある。在来のこれらのセルの形状を縮小し
てnl容積に釣り合わせるには、製造上の観点からも光測
定の局面からも両方とも問題がある。

【００１１】例えば、経路長1mmで約10nlのセル容積を
得るには、該セルの円形内径は120μmより小さくなけれ
ばならない。

【００１２】ジュウテリウムランプ又はキセノンフラッ
シュランプのような在来のランプを用いるUV及びUV/Vis
検出のアプローチでは、そのような狭いチャネルに十分
な光を通過させるのは困難である。光処理量の損失のた
め光学的経路長の利得は何れも妨げられ、オンカラム検
出での感度向上はもはや不可能となる。

【００１３】さらに、ボール盤、フライス盤又は超音波
加工機のような機械加工ツールの技術レベルでは、これ
らの要件を満たすために3〜15 nlという好ましい範囲の
セル容積をもつようこれらの検出セルの寸法を縮小する
ことは困難である。従って、現在利用できるほとんどの
計測は、上述のオンカラム検出の対処法を用いている。

【００１４】この顕著な検出限界を考慮に入れて、検出
経路長を拡大するために、また、従ってキャピラリ電気
泳動システムにおける分析感度を伸ばすべく、従来技術
において多くの試みが実施されてきた。

【００１５】US-A-5,061,361では、検出点にバブルを生
じさせるためキャピラリフローセルの微細な操作を伴う
アプローチを記述している。

【００１６】US-A-5,141,548では、キャピラリにZ字形
の構成を用いて、そのZの拡張部分を横切って検出を実
行することが説明されている。

【００１７】さらに別のアプローチは、キャピラリの主
軸に沿う検出（軸ビーム検出）によって検出系路を拡張
しようとするものである。Xi等のAnalytical Chemistr
y, vol.62, p.1580, 1990参照。

【００１８】US-A-5,273,633では、キャピラリ電気泳動
法の分野において検出系路を拡張するための別のアプロ
ーチが記述されており、この場合、キャピラリの反射面
外壁が設けられ、さらにそのシステムは、入射窓と、そ
の入射窓の下流に出口窓を包含する。入射窓に入る光は
多重内反射でキャピラリ部分を通過し、その後それが検
出される出口窓を通過するもので、多重内反射で効果的
な経路長の拡張を実現している。

【００１９】これらのアプローチは、光の一部がキャピ
ラリの中央部ではなく、少なくとも部分的に透明なキャ
ピラリ壁を通して伝播し、サンプルと接触しない、とい
う現象を避けることはできない。このため、検出器の直
線性が減少し、検出器の感度を決める有効経路長が縮小
する。

【００２０】欧州特許出願No.92112114.1では、液体を
充填した管又はキャピラリに沿って軸方向に光を誘導で
きるよう、フローセルをフッ素高分子でコーティングす
る方式の光測定装置が記述されている。セル壁で全内反
射をさせるためには、フッ素高分子は、管中の液体の屈
折率より小さい屈折率をもっていなければならない。こ
れらの高分子は利用できることはできるが、非常に高価
であり、且つ溶媒及び酸類に晒される時、コーティング
の強固さという点でその有用性が限定される。

【００２１】前述の各アプローチは、経路長を拡張する
という問題を扱ってきたが、それはキャピラリの事後加
工を伴うか、そうでなければ諸々の困難な技術的対処法
を使うという点で限界がある。

【００２２】オンカラム検出のアプローチでは、しばし
ば、図8と図9に示したものと同じような装備を用いる。

【００２３】図8と図9に示すように、キャピラリの出口
近くの小面積がUV/Visの光源からの光で照射され、そし
てキャピラリ壁を通る迷光を遮るためキャピラリの背後
に幅Oのスリットが配置される。そのスリットを透過し
た光が検出されることになる。ランベルト・ベールの法
則(Lambert-Beer's law)を使えば、理想セルに対する検
出信号は、下式で決められる： A(λ)=ε(λ)・C・D=log IO(λ)／I(λ) ここで、 A(λ) = 波長の関数としての吸光度単位(AU)の吸光度 ε(λ)= 波長の関数としてのモル吸光係数 C = モル溶質濃度 D = 経路長 IO = 入射光子束 I = 透過光子束

【００２４】もしカラム壁を通る迷光が検出器に達する
ことがあるようなら、上式は下記のように書き直す必要
がある： A = log ((IO＋IS)/(I＋IS)) ここで、IS = キャピラリ壁を通る迷光。

【００２５】図10では、典型的な検出器応答を示す。検
出の下限は、検出器のベースラインとその感度で決ま
り、それは検出器応答の勾配dA/dcで記述することがで
きる。

【００２６】検出の上限は、比較的高濃度レベルでの検
出器応答の非直線性で決まる。

【００２７】好ましくない迷光は、ランベルト・ベール
の法則による理論的直線勾配からの偏向の原因となる。
典型的なHPLC (HPLC=高圧液体クロマトグラフィー)の検
出セルと比較して、勾配の急峻さは、（キャピラリの内
径に関連した）有効経路長とキャピラリ壁を通る迷光と
によって左右される。その結果、検出器の操作で信頼で
きる結果が得られる線形範囲が存在する。

【００２８】図11は、液体クロマトグラフィーに用いら
れる従来技術のフローセルの断面を示すものである。

【００２９】セル組立体1100は、放射源1102と光検出装
置1104の間に置かれる。放射源1102から放出された放射
光を集束するため、レンズ1106が放射光源1102とセル組
立体1100の間に配置される。

【００３０】セル本体1108は、液体サンプルを保持する
ため、そこにコンジット（水路）が機械加工されてい
る。窓又はレンズ1112及び1114は、ガスケット1116を使
ってセル本体1108にはめ込む。ねじ1118及び1120で窓11
12及び1114がセル本体1108に押しつけられる。

【００３１】注入管1122と出口管1124とは、ねじ付き取
付具1126で注入ポート1128と出口ポート1130とにそれぞ
れ接続され、セル1100へのサンプルの供給及び取り出し
をする。通常、ステンレス鋼から作られる管1122と1124
とは、ねじ付き取付具1126でセル本体1108に連結され
る。

【００３２】典型的には、これらのセル1100は、3〜15
μlの範囲のセル容積1110を有している。セル1100は、
0.5〜1.5 mmの内径と3〜10 mmの長さをもっている。セ
ル1100の内径は、そうしないと測定した光測定信号の予
期せぬ外乱を招きかねない光線がセル壁に当たる現象が
防がれるような大きさである。アパーチュア、円錐セル
形状及び／又はレンズ類もまた、この問題を避けるのに
使用される。

【００３３】最も一般的には、UV/Vis吸光測定の放射源
1102として、ジュウテリウムランプが使われる。

【００３４】キャピラリ電気泳動法及びμ-液体クロマ
トグラフィーでは、サンプル容積は上述より約1000倍小
さい。従って、フローセルはずっと小さくしなければな
らない。

【００３５】上述の従来技術のフローセルの縮小化は、
穿孔又は超音波加工のような機械加工がそのような小寸
法に適していないため、効き目がないであろう。

【００３６】さらに、そのような小セルを通しての光の
処理量は、もし追加変更が何らなされないなら、劇的に
減少するであろう。

【００３７】光処理量が減少すると、光測定ノイズの増
大を来す結果となり、所望の感度ゲインが得られない。

【００３８】

【発明の概要】少量のサンプル体積での液相検出技術に
用いられる、検出の感度と直線性が高い光測定式フロー
セルを提供することは、本願発明の主要な目的である。

【００３９】この目的は、請求項１による光測定式フロ
ーセルによって解決されるものである。

【００４０】本願発明は、セル本体と；セル本体の第１
表面に隣接して配置された光入力装置と；光入力装置を
通して予め決めた波長又は波長範囲の光を放出する光源
と；第１表面に相対してセル本体の第２表面に隣接して
配置された光出力装置と；光出力装置に隣接して配置さ
れた光検出器と；セル本体に形成されたフローチャネル
とを設け、このチャネル壁の表面は、予め決めた波長よ
り微細な粗さを有する少量のサンプル体積のための光測
定装置を提供するものである。

【００４１】セル本体は、非透明な材料から作ってよ
く、そうすれば光源からの光は、チャネルを通過するが
セル壁を通過しない。

【００４２】最大の直線性は、チャネル壁全域の迷光を
避けることによって達成される。

【００４３】接続されるキャピラリ群は、流れの乱れを
減ずるため及びキャピラリの内径をチャネル径に合わせ
るため、その出口部分で内径を拡張してよい。死空間
は、キャピラリをチャネルに突合せ結合することにより
避けられる。

【００４４】この組合せによって、キャピラリ分離法の
効率を維持しながら、nlのサンプル体積の高精度で且つ
線形の検出が可能となる。

【００４５】

【好ましい具体例の詳細な説明】発明を詳細に説明する
前に、本発明は、装置類が変更されてもよいよう、説明
する装置類の特定の構成部品に限定されないということ
を理解しなければならない。

【００４６】また、本明細書に使用される用語は、特定
の具体例のみの記述のためのものであって、限定しよう
とするものではないということも理解すべきである。

【００４７】さらに理解すべきは、同一の基本構造は、
吸光度測定に用いられるだけではなく、流動又は静止サ
ンプルに関する蛍光もしくはラマン分光又は比色法にも
用いてよいということである。

【００４８】本明細書及び前出の請求の範囲において
は、下記の意味であると定義されるべき多くの用語に論
及されている。

【００４９】用語"液相分析"は、液相状態の微細な及び
／又は巨大分子の液質の何れについても実行される任意
の分析を指すのに用いる。

【００５０】ここで用いられるような用語"液相分析"に
は、クロマトグラフィー的分離、電気泳動的分離、及び
電気クロマトグラフィー的分離が含まれる。

【００５１】用語"クロマトグラフィー的処理"は、一般
に、成分の優先分離から成り、且つそれには、逆相、疎
水性相互作用、イオン交換、分子ふるいクロマトグラフ
ィー及び類似の方法が含まれる。

【００５２】用語"電気泳動的分離"は、実効電荷を有す
る粒子又は巨大分子の移動を指すもので、ここでは、前
記移動は電界に影響を受ける。それ故、"電気泳動的分
離"には、（ポリアクリルアミド、アガロース及びその
組合せのような）ゲルを充填したカラムで実施される分
離並びに液体で実施される分離が含まれる。

【００５３】用語"電気クロマトグラフィー的分離"は、
電気泳動的及びクロマトグラフィー的技法の組合せを意
味する。

【００５４】以下に、本願発明の好ましい具体例を説明
する。

【００５５】好ましい具体例によるフローセルは、3-15
nl 位の少量のサンプル体積を分析するのに用いられる
ものである。

【００５６】これは、セルを通して強い光束を与える設
計と、流れの乱れを最小にして高効率の分離を維持する
特徴とによって達成されるものである。

【００５７】図1Aは、本願発明の具体例による光測定式
流量装置100の断面図を示す。

【００５８】光測定式流量装置は、非透明材料のセル本
体102を包含する。第１透明窓104は、セル本体102の第
１表面に隣接して配置される。

【００５９】光源105及び／又はレンズ類もしくは鏡類
のような光誘導装置（図示せず）は、予め決めた波長又
は波長範囲の光をそこを通して放射する第１透明窓104
に隣接して配置する。

【００６０】第２透明窓106は、第１表面に相対してセ
ル本体102の第２表面に隣接して配置する。

【００６１】光検出装置107は、第２透明窓106に隣接し
て配置する。光検出装置107は、鏡、格子（非表示）及
びフォトダイオードアレイを包含してよい。

【００６２】フローチャネル108は、セル本体102内部に
形成される。図1Aに示した具体例によれば、フローチャ
ネル108は、3つの部分 108a、108b、108cから成る。フ
ローチャネル108の第１部分108aは、第１透明窓104に隣
接して形成され、セル本体102の第１表面に実質上並行
に広がる。フローチャネル108の第２部分108bは、セル
本体102の第１表面から第２表面まで広がる。フローチ
ャネル108の第３部分108cは、第２透明窓106に隣接して
形成され、実質的に平行にセル本体102の第２表面に達
する。

【００６３】図1Aから分かるように、フローチャネル10
8の第１、第２及び第３部分 108a-cには、接合部分108d
が含まれる。これらの接合部分108dは、フローチャネル
108のそれぞれの部分 108a、108b及び108b、108cを、好
ましくは、45°の角度で連結するものである。

【００６４】フローチャネル部分の連結には、45°以外
の角度も可能であることは明らかである。

【００６５】何れにしろ、各接合部分108dを何ら面取り
しないで連結することは可能である。

【００６６】透明窓104、106は、融解石英から作ること
ができ、また、セル本体102に直接融合させてよい。

【００６７】注入キャピラリ114と出口キャピラリ116の
端末を収容するために、穴110と112を設ける。これらの
穴110と112は超音波で加工してもよい。

【００６８】図1Aでは、本願発明のキャピラリ／フロー
チャネル結合に関する特徴を示す。

【００６９】特に、キャピラリ電気泳動法においては、
分離効率を維持するために、キャピラリ／フローチャネ
ル結合部分での電界の歪みを最小にすることは重要であ
る。

【００７０】図1Aに示すように、セル本体102のチャネ
ル108の幅より小さいID（ID=内径）を有する注入キャピ
ラリ114がセル100に結合される。注入キャピラリ114
は、その径をチャネル幅に釣り合わせるためにキャピラ
リ／フローチャネル結合部でそのIDを広めにする。

【００７１】キャピラリ114のIDを拡張できる種々のア
プローチがある。

【００７２】１具体例では、もう管内部の容積に圧力を
かけ、且つキャピラリのIDが所望の大きさに拡張される
までキャピラリをガズ炎中で回転させる。これには数秒
要するかも知れない。

【００７３】その後で、キャピラリの中空部中央に刻み
目を付け、軸方向に張力をかける。キャピラリは、中空
部中央で割れてその縁端はくっきりとした方形となる。
従って、キャピラリ／フローチャネル連結部は、緩やか
なカーブと遷移部をもつよう形成されて、平滑な流れを
実現し且つ外乱を防ぐ。

【００７４】キャピラリ電気泳動又はμ-液体クロマト
グラフィーのようなマイクロカラム分離に使えるキャピ
ラリは、典型的には、25〜100μmの範囲の内径を有す
る。

【００７５】図1Aに示すセルは、極めて少ないサンプル
体積用に設計されている。この具体例では、セルのフロ
ーチャネルは、150×150μm未満の長方形断面と1.3mm未
満のチャネル長を有し、その結果、10 nl未満のセル容
積となる。1mmの検出経路長では、50μm-IDの融解石英
キャピラリを用いるオンカラム検出のアプローチと比較
する時、最高で20倍までの高さの感度となる。

【００７６】１つの好ましい具体例では、セル本体102
は、Heraeus社から市販されている（商標）Black Supra
sil（黒色融解石英）のような、非透明材料から作られ
る。

【００７７】図1Bに示すように、セル本体102は、第１
及び第２部分 102a、102bから成る。部分118a及び118b
を形成する第１及び第２フローチャネルは、セル本体10
2の第１部分102aと第２部分102bとの間に、図1Aに示す
フローチャネルが形成されるように配置される。セル本
体102は、セル本体102の第１部分102aと、部分118a、11
8bを形成する第１及び第２フローチャネルと、セル本体
の第２部分102bとを一緒に直接融合して形成する。

【００７８】前述の処理法は、当分野で既知であり、し
ばしば、キュベット及びその類に用いられるものであ
る。

【００７９】図1Cは、セル本体102の断面図を示し、部
分118a、118bを形成するフローチャネルと得られるフロ
ーチャネル108とをより詳細に示す。

【００８０】非透明であるセル本体102についての対策
は、セル壁を通る迷光の発生が避けられるという点にお
いて顕著な有利さをもっている。

【００８１】上文にて既に概説したように、この迷光
は、オンカラム検出又は透明な壁をもつセルを使う従来
技術の検出器では明らかな固有の問題である。それによ
って、検出器の直線性が低下し、また有効経路長及び従
って感度が低下する。

【００８２】非透明セル本体においては、セルの出力は
透明アパーチュアを限定し、これは、セルが、例えば、
ダイオードアレイ型の検出器に用いられる場合に有利で
ある。

【００８３】図1B及び1Cに示した部品類を共に融合する
前に、凹凸が無く平らな表面が得られるようその部品類
を機械加工し且つ研磨する。およそ0.5μm未満の表面粗
さは、引き続いて行われる融合処理の要件故、達成しな
ければならない。

【００８４】しかも、優れた表面品質を備えることは、
本願発明の別の本質的特性に対する要件でもある。優れ
た表面品質は、セルに入射し且つセルに当たる光線をそ
れらがこの壁に入射する角度と同じ角度で反射させる。

【００８５】この特性を図2A、図2B及び図2Cにてより詳
細に説明する。

【００８６】図2Aに示すように、水晶のような、透過媒
質204上への入射光線202の第１部分200は、物質204中へ
屈折され、そこで入射光線202の第２部分206が反射され
る。

【００８７】屈折角θtは、両媒質、例えば空気と水晶
の屈折率 n に依存し、反射角θrは、常に、入射角θi
に等しい。

【００８８】反射光線量は、入射角θiによって決ま
る。

【００８９】図2Bと図2Cは、散乱と正反射との差異を示
すものである。

【００９０】図2Bから分かるように、媒質208の表面は
不規則性を有しており、この場合、これらの不規則性
は、入射光線210の波長に比べて大きい。この不規則性
が原因で散乱反射が起こるのである。

【００９１】媒質212は、反射光線の波長に比べて不規
則性が小さい滑らかな表面をもっている。このことは、
入射光線214の正反射のための前提条件である。

【００９２】図3は、反射率対入射角のグラフを示し、
ここでは入射する媒質として水(n=1.33)を及び光線がそ
の中へ屈折する物質として水晶(n=1.5)を想定してい
る。

【００９３】80度を上回る入射角で、反射光線の量が劇
的に増大することが、このグラフより分かる。

【００９４】入射角に対する反射率の依存性は、次式で
表すことができる： Rp(i)=(tan(θi-θt(i))**2/(tan(θi+θt(i))**2 Rr(i)=(sin(θi-θt(i))**2/(sin(θi+θt(i))**2 R(i)=(Rp(i) ＋Rr(i))/ 2 （**はべき乗を表す演算子である）

【００９５】本願発明は、この効果を利用してセルによ
る高い光処理量を、従って光測定ノイズを低く保ちなが
ら、達成するものである。チャネル壁は、このようにセ
ルを通して光を誘導しながら、正反射が得られるよう平
坦で且つ研磨された状態に保たれる。在来の光源を使用
するUV/Vis検出では、小容積の照射に固定した光学系が
必要である。チャネルの寸法は小さく且つチャネルは狭
いので、セルに入る光を検出器の方へ誘導することと共
にセル壁での散乱反射で光を逃がさないようにすること
が必要である。

【００９６】図4に示す第２の具体例によれば、光測定
式フローセル100は、さらに、注入キャピラリ114を支え
る第１キャピラリ支持装置120と出口キャピラリ116を支
える第２キャピラリ支持装置122とを包含する。

【００９７】キャピラリ114と116は、接着剤124、もし
くはセルにキャピラリをはめ込むのに通常用いられるプ
ラスチック取付具を使って、セルに固定できる。

【００９８】キャピラリ類を導き且つ取り付けるための
その他の装置を用いてもよい。

【００９９】図5は、本願発明の第３の具体例を示す。
図5に示すフローセル500は、第１及び第２の具体例に部
分的に一致しており、それ故、第１及び第２の具体例と
同じ参照記号を有する類似部品類の説明は省略する。

【０１００】第１及び第２の具体例とは対照的に、図5
に示すフローセル500は、第１及び第２の透明窓を含ん
でいない。

【０１０１】フローセル500は、セル本体102の第１表面
に隣接して配置された第１非透明部分504とセル本体102
の第２表面に隣接して配置された第２非透明部分504と
を包含する。

【０１０２】第３の具体例によれば、光は、光入力導波
管510で光源（図示せず）からセル本体102へ誘導される
ことになる。

【０１０３】好ましくは、光入力導波管510によりセル
本体102へ誘導された光は、チャネル108を進み、出力光
ファイバ512で集められ、任意の方式の光検出器へ、例
えば、光電子増倍管、ダイオード、分光計、等へ導かれ
る。

【０１０４】好ましくは、非透明部分504と506は、Blac
k Suprasil（商標）で形成する。

【０１０５】ファイバ510と512は、好ましくは、フロー
チャネル108と直接繋がっていることに、留意するこ
と。

【０１０６】図5に示す具体例は、遠隔測定及び／又は
液相分析装置における液体誘導装置の熱的隔離が可能で
あるという点で有利である。

【０１０７】図6は、（マイクロセル＃１）付きキャピ
ラリとキャピラリ／フローチャネル接合部でIDが拡張さ
れた（マイクロセル＃２）付きキャピラリを用いた場合
のエレクトロフェログラムを示す。

【０１０８】このエレクトロフェログラムは、下記条件
で記録した： 緩衝液：ホウ酸塩20mM pH8 サンプル：ヒドロキシアセトフェノン（水中100μM） カセット温度：25℃ 注入：100mbarsec 検出：325nm, 4nm BW, 0.2sec Rt. 電圧：25 kV キャピラリ長：56cm

【０１０９】まっすぐな端末を有するキャピラリはより
大きいピーク尾部を示し、従って効率がより低いこと
は、図よりはっきり見ることができる。

【０１１０】図7のグラフでは、本願発明に従うマイク
ロセルを用いた電気泳動による分離で容易に達成された
感度利得が図示されている。

【０１１１】このエレクトロフェログラムは、下記条件
で記録した： 緩衝液：ホウ酸塩20mM pH8 サンプル：ヒドロキシアセトフェノン（水中1μM） カセット温度：25℃ 注入：200mbarsec, postinj. 100mbarsec 検出：325nm, 4nm BW, 0.2sec Rt. 電圧：25 kV キャピラリ長：56cm

【０１１２】本願発明によるセルは、検出点で3倍に拡
張される75μm IDのキャピラリを使って、キャピラリ電
気泳動法に容易に利用できる、最も感度の高いオンカラ
ム検出アプローチに匹敵するものであった。

【０１１３】本願発明は、微視的サンプルの液相分析に
当たり前例のない検出感度を提供するものである。

【０１１４】留意すべきは、本願発明は、第１及び第２
の具体例に記述されたような透明窓に、又は光入力及び
出力導波管に限定されるものではないということであ
る。光をフローセル中に入力し且つその光をフローセル
から検出器手段へ出力するためのその他の装置を用いて
もよい。

【０１１５】特定の好ましい具体例を引用して本願発明
を詳細に記述してきたが、本発明が属する技術に通常の
熟練度を有する当業者にとって、種々の修正及び改善は
前出の請求範囲の精神と範囲から逸れることなく実施し
てよいということは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本願発明の第１の具体例の断面図。

【図１Ｂ】セル本体の製造工程を示す図。

【図１Ｃ】セル本体の製造工程を示す図。

【図２Ａ】透明体表面上の光の屈折と反射を示す図。

【図２Ｂ】セル壁における正及び散乱反射の間の差異を
示す図。

【図２Ｃ】セル壁における正及び散乱反射の間の差異を
示す図。

【図３】透明体表面での入射角に対する反射率の関係を
示す図。

【図４】本願発明の第２の具体例の断面図。

【図５】本願発明の第３の具体例の断面図。

【図６】接合部の所での異なった直径のキャピラリとチ
ャネルによる帯域幅拡大効果を説明するエレクトロフェ
ログラムを示す図。

【図７】本願発明で達成された感度利得を説明するエレ
クトロフェログラムを示す図。

【図８】オンカラム・アプローチに用いられるスリット
とキャピラリの配置を示す図。

【図９】オンカラム・アプローチに用いられるスリット
とキャピラリの配置を示す図。

【図１０】主要な検出器応答特性を示す図。

【図１１】液体クロマトグラフィーに用いられる従来技
術のセルを示す図。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セル本体(102)と、 セル本体(102)の第１表面に隣接して配置された光入力
   装置(104; 510)と、 光入力装置(104; 510)を通して予め決めた波長又は波長
   範囲をもつ光を放出する光源(105)と、 第１表面に相対してセル本体(102)の第２表面に隣接し
   て配置された光出力装置(106; 512)と、 光出力装置(106; 512)に隣接して配置された光検出器(1
   07)と、 セル本体(102)に形成されたフローチャネル(118)とを設
   け、 チャネル(118)の壁表面が予め定められた波長より微細
   な粗さを有する少量のサンプル体積のための光測定装
   置。
2. 【請求項２】光入力装置が光入力導波管(510)を設け、
   光出力装置が光出力導波管(512)を設けた請求項１記載
   の装置。
3. 【請求項３】光入力装置が第１透明窓(104)を設け、光
   出力装置が第２透明窓(106)を設けた請求項１記載の装
   置。
4. 【請求項４】セル本体(102)が非透明材料で形成される
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の装
   置。
5. 【請求項５】前記フローチャネルが、 第１透明窓(104)に隣接して形成され、実質的に平行に
   セル本体(102)の第１表面に達する第１部分(108a)と、 セル本体(102)の第１表面から第２表面まで延びる第２
   部分(108b)と、 第２透明窓(106)に隣接して形成され且つ実質的に平行
   にセル本体(102)の第２表面に達する第３部分(108c)と
   を設けたことを特徴とする請求項３ないし４の何れかに
   記載の装置。
6. 【請求項６】注入キャピラリ(114)と出口キャピラリ(11
   6)とがフローチャネル(108)に液密的に接続されている
   請求項１ないし５の何れかに記載の装置。
7. 【請求項７】注入キャピラリ(114)と出口キャピラリ(11
   6)とはキャピラリ／フローチャネル接合部で拡張内径を
   有する請求項１６の何れかに記載の装置。
8. 【請求項８】注入及び出口キャピラリ(114, 116)を支持
   するためにセル本体(102)に取り付けられたキャピラリ
   支持装置(120, 122)を設けた請求項６または７に記載の
   装置。
9. 【請求項９】注入キャピラリ及び出口キャピラリ(114,
   116)が接着剤(124)又はプラスチック取付具でキャピラ
   リ支持装置(120, 122)に固定されることを特徴とする請
   求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】セル本体(102)は、第１及び第２部分(10
    2a、102b)と、セル本体(102)の第１部分(102a)と第２部
    分(102b)との間に配置された、部分(118a, 118b)を形成
    する第１及び第２フローチャネルとを設け、セル本体(1
    02)は、セル本体(102)の第１部分(102a)と、部分(118
    a、118b)を形成する第１及び第２フローチャネルと、第
    ２部分(102b)とを一緒に直接融合して形成されることを
    特徴とする請求項1ないし9の何れかに記載の装置。
11. 【請求項１１】フローチャネル(108)が、フローチャネ
    ル部分(108a, 108b及び108b, 108c)を45°の角度で連結
    する接合部分(108d)を包含する請求項４ないし１０の何
    れかに記載の装置。
12. 【請求項１２】フローチャネル(108)が、150×150μm未
    満の矩形断面と1.5mm未満のチャネル長とを有すること
    を特徴とする請求項１ないし１０の何れかに記載の装
    置。
13. 【請求項１３】フローチャネル(108)が、150×150μm未
    満の矩形断面、1.5mm未満のチャネル長及び10nl未満の
    全容積を有することを特徴とする請求項１ないし１１の
    何れかに記載の装置。
14. 【請求項１４】透明窓(104, 106)が融解石英から作られ
    ることを特徴とする請求項３ないし１３の何れかに記載
    の装置。