JPH10253529A - 液体クロマトグラフ装置用センサー - Google Patents

液体クロマトグラフ装置用センサー

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JPH10253529A
JPH10253529A JP6915397A JP6915397A JPH10253529A JP H10253529 A JPH10253529 A JP H10253529A JP 6915397 A JP6915397 A JP 6915397A JP 6915397 A JP6915397 A JP 6915397A JP H10253529 A JPH10253529 A JP H10253529A
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JP
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light
metal film
optical lens
sensor
sample
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JP6915397A
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Katsumi Yoneda
勝實 米田
Haruo Tajima
晴雄 田島
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NIPPON LASER DENSHI KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】試料成分に影響を与えないと共に溶媒等に制約
されずに物理化学的変化を高精度に分析することができ
る液体クロマトグラフ装置用センサーの提供。試料中に
予め判明している成分以外の物質が含まれているかをも
検出することができる液体クロマトグラフ装置用センサ
ーの提供。 【解決手段】フローセル本体に入口流路及び出口流路間
に検出部を露出して設ける。フローセル本体に検出部を
密閉するように金属膜を設けると共に金属膜上にプリズ
ムを設ける。プリズムの一方にて検出部の金属膜表面に
光を所定幅の入射角で照射させる発光部材を設ける。プ
リズムの他方にて金属膜から反射した光を受光して夫々
の入射角に応じた光強度を検出する受光部材を設けてセ
ンサーを構成する。該センサーをカラムから順次分離さ
れて送出される試料の物理化学的変化を分析する液体ク
ロマトグラフ装置に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、液体クロマトグ
ラフ装置において試料を分析するのに使用する液体クロ
マトグラフ装置用センサーに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】溶媒中に展開した試料
を分離して分析する液体クロマトグラフ装置用の検出器
として、特定波長の紫外光を照射してその分光スペクト
ルにより分析する紫外吸光検出器や蛍光を使用する蛍光
検出器等が一般に知られている。
【0003】しかしながら、例えば紫外吸光検出器によ
り検出可能な試料はそれ自体が紫外光を吸収し、かつ紫
外光で分解しない特性でなければならず、又溶媒自体が
紫外光を吸収しないことが要求される。従って、試料自
体が紫外光を吸収しない場合や紫外光の吸収により分解
する場合等にあっては試料を分析できなかった。
【0004】又、液体クロマトグラフ装置にあっては予
め判明している試料の成分に適した検出器を使用して分
析しているが、試料中に不明物質が含まれている場合に
は従来の検出器では不明物質が含まれていることすら検
出できない場合もあった。
【0005】本発明は上記した従来の欠点を解決するた
めに発明されたものであり、その課題とする処は、試料
成分に影響を与えないと共に溶媒等に制約されずに物理
化学的変化を高精度に分析することができる液体クロマ
トグラフ装置用センサーを提供することにある。
【0006】又、本発明の他の課題は、試料中に予め判
明している成分以外の物質が含まれているかをも検出す
ることができる液体クロマトグラフ装置用センサーを提
供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、入口
流路及び出口流路間に検出部を露出して設けたフローセ
ル本体と、フローセル本体に検出部を密閉するように設
けられる金属膜と,該金属膜上に設けられるプリズム
と、該プリズムの一方にて検出部の金属膜表面に光を所
定幅の入射角で照射する発光部材と、該プリズムの他方
にて金属膜から反射した光を受光して夫々の入射角に応
じた光強度を検出する受光部材とからなり、溶媒中に展
開した試料が金属膜及び検出部内を流通する際に金属膜
に対して異なる入射角で光を照射し、金属膜からの反射
光を受光部材で受光し、反射光強度を検出するセンサー
とから液体クロマトグラフ装置用センサーを構成する。
【0008】そして溶媒中に展開した試料が金属膜及び
検出部内を流通する際に金属膜に対して光を異なる入射
角で照射し、金属膜からの反射光を受光部材で受光し、
反射光強度が最小になる共振角に基づいて試料の誘電率
を検出することにより試料の物理化学的変化を分析す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に従
って説明する。
【0010】図1は本実施形態に係る液体クロマトグラ
フ装置用センサーの説明図である。
【0011】図2は液体クロマトグラフ装置の概略を示
す説明図である。
【0012】図3は他の光学系例を示す説明図である。
【0013】公知の液体クロマトグラフ装置1はカラム
3、該カラム3の出口側に直列接続される単一或いは複
数の検出器5及び本実施形態に係る液体クロマトログラ
フ用センサー7、制御装置9及び記録装置11等から構
成される。
【0014】その内、カラム3は溶媒中に展開した試料
をシリンダー内に充填された多孔質充填剤内に通過させ
て試料中の各成分を分子量の少ない順に出口側へ送出し
て分離する。
【0015】各検出器5はカラム3から分子量の小さい
順に送出されて検出部13c内を通過する試料を分析す
るものであり、例えば吸光検出器、蛍光検出器、示差屈
折検出器、電気化学検出器等が使用される。これら各種
検出器5は試料の各成分、試料が展開される溶媒の種
類、又検出精度等により適宜選択される。
【0016】記録装置11は検出器5及び液体クロマト
ログラフ用センサー7により分析された試料の成分を記
録する。又、制御装置9は例えば試料と溶媒を混合する
ポンプ(図示せず)を駆動制御してグラジェントを作製
したり、検出器5及び液体クロマトログラフ用センサー
7により分析された試料を記録装置11に記録させるよ
うに制御するものであり、グラジェントを作製する際に
は試料と溶媒を所要の混合比となるように電磁弁の
時間等が予めプログラムされている。
【0017】次に、本実施形態に係る液体クロマトログ
ラフ用センサー7を説明すると、液体クロマトログラフ
用センサー7は金属膜13dの表面に光を照射して試料
側の金属膜13d表面に疎密波を発生させ、疎密波と試
料とが共振する屈折率を検出することにより試料の誘電
率を求める表面プラズモン原理に基づいている。
【0018】即ち、液体クロマトログラフ用センサー7
のフローセル本体13はカラム3側或いは前段の検出器
5と連通する第1流路13a及び次段の検出器5と連通
する第2流路13bの両者間に微小空間の検出部13c
を露出して設け、検出部13cに応じたフローセル本体
13に、例えば金薄膜(Au)等の金属膜13dを密閉
するように取付けて検出部13cを形成している。金属
膜13dの表面は、例えばメルカプトプロピオン酸等の
溶液中への浸漬により表面に自己組織化単分子膜を形成
させて試料中の異物が付着するのを少なくし、該異物付
着による共振角検出のばらつきを少なくしている。
【0019】検出部13cに応じた金属膜13d表面に
は、例えば一定屈折率からなるガラス製のプリズム15
が取付けられ、該プリズム15の一方側には単色光を発
光するレーザダイオード、発光ダイオード等の発光部材
17が、又他方側にはCCD(Charged Coupled Devic
e)、受光ダイオード等の受光部材19が配置される。
発光部材17は検出部13c中心に応じた金属膜13d
表面に所要幅(例えば16度)の入射角で入射される光
が焦点を結ぶように構成されている。又、受光部材19
は金属膜13dから反射される光の光強度を夫々の反射
角に応じて検出するように構成されている。尚、発光部
材17としては単色光を発光する発光部材のほかにキセ
ノンランプ、水銀ランプ等で単色フィルターにより単色
光を照射可能な部材であってもよい。又、発光部材17
としては白色光を発光するものであってもよく、この場
合は受光部材19に単色フィルターを設ければよい。
【0020】発光部材17は、例えば図2に示すように
特定波長の単色光を照射する光源17aと、光源17a
から照射された光を所要の入射角幅に応じた平行光線に
する第1レンズ17bと、第1レンズ17bからの平行
光線を金属膜13d上にて焦点を結ぶように収束させる
第2レンズ17cとから構成されている。これにより金
属膜13d上には光が所要幅の入射角で焦点を結ぶよう
に照射される。又、受光部材19は金属膜13d表面か
らの光を所要幅の平行光線にする第3レンズ19aと、
所要の検出分解能に応じたピッチで多数の受光素子が配
列されたCCD19bとから構成され、CCD19bの
各受光素子は各入射角に対応する反射光の光強度を検出
する。
【0021】発光部材17及び受光部材19としては図
3に示すように構成してもよい。即ち、発光部材17は
特定波長の単色光を発光する光源17dと、光源17d
からの光を時間の経過に伴って所要幅の反射角で反射さ
せるポリゴンミラー等の反射部材17eと、反射部材1
7eからの光を平行光線にする第4レンズ17f及び第
4レンズ17fからの光を金属膜13d上にて焦点を結
ぶように収束させる第5レンズ17gとから構成され
る。これにより金属膜13d上には入射角度を所要幅で
変更させながら光が入射される。又、受光部材19は金
属膜13dから所要度で反射された光を平行光線にする
第6レンズ19cと、該第6レンズ19cからの光を、
例えばフォトダイオード19d上にて収束させる第7レ
ンズ19eとから構成され、フォトダイオード19dは
反射部材17eの移動(回転)に伴って金属膜13d上
に異なる入射角に対応して順次反射される光の強度を検
出する。
【0022】更に、発光部材17としては所要の角度で
回動する単一の光源を使用すると共に受光部材19を発
光部材17と同様に回動させ、金属膜13d上に対して
光を所要幅の入射角で照射させると共に夫々の入射角に
対応する金属膜13dからの反射光を受光してその光強
度を検出可能にしてもよい。
【0023】そして液体クロマトログラフ用センサー7
は以下の表面プラズモン原理で検出部13c内の試料の
屈折率(誘電率)を検出してその物理化学的変化を分析
する。
【0024】即ち、金属膜13dに対するレーザ光の照
射に伴って該金属膜13dと検出部13cを流通する試
料(誘電体)との境界面には電子の疎密波Kspが生じ
る。この疎密波Kspは、金属膜13dの誘電率をεm 、
試料の誘電率をεs 、真空中におけるレーザ光の波数ベ
クトルを(ω/c)とするとき、
【0025】
【式1】 の関係が成立する。
【0026】そして金属膜13dと検出部13cを流通
する試料(誘電体)の境界における入射光の波数ベクト
ルの平行成分が、疎密波の波数ベクトルと一致したとき
に疎密波が共振し、反射光の強度が最小になる。今、プ
リズム15の屈折率をnとすると、
【0027】
【式2】 が成立する。
【0028】このように金属膜13d表面に光を異なる
入射角で照射して反射光の強度が最小になる共振角を検
出することにより試料の屈折率、即ち誘電率を分析する
ことができる。即ち、上記式2においてプリズム15の
屈折率n及び金属膜13dの誘電率が一定であり、かつ
受光部材19からの検出信号により共振角を検出して試
料の誘電率εs を求めることができる。
【0029】今、液体クロマトログラフ用センサー7に
より、例えば図4に実線Aで示すようにエタノールの共
振角が検出されると、同図に実線Bで示すように予め検
出された水の共振角との比較により共振角の差、従って
誘電率の差に基づいてエタノールの濃度、温度等の物理
化学変化を分析する。
【0030】又、試料成分が予め判明していない場合で
あっても、検出部13c内における試料の誘電率を検出
することにより試料中にある物質が存在することを分析
することができる。この場合にあっては、液体クロマト
ログラフ用センサー7の前段或いは後段に設けられた各
種の検出器5により液体クロマトログラフ用センサー7
により検出された試料の成分を特定することができる。
【0031】このように本実施形態は、検出部13c内
を通過する試料の誘電率を、表面プラズモンによる共鳴
角を検出して試料の誘電率を解析することによりその物
理化学的変化を分析することができると共に試料中に予
め判明している成分以外の物質が存在しているか否かを
も分析することができる。又、屈折率に基づいて試料の
物理化学的変化を分析するため、液体クロマトログラフ
装置の検出精度を高めることができる。
【0032】
【発明の効果】このため本発明は、試料成分に影響を与
えないと共に溶媒等に制約されずに物理化学的変化を高
精度に分析することができる。また、本発明は、試料中
に予め判明している成分以外の物質が含まれているかを
も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る液体クロマトグラフ装置用セ
ンサーの説明図である。
【図2】液体クロマトグラフ装置の概略を示す説明図で
ある。
【図3】他の光学系例を示す説明図である。
【図4】エタノール及び水の共振角を示すグラブであ
る。
【符号の説明】
1:液体クロマトグラフ装置、3:カラム、5:検出
器、7:センサー、13:セル本体、13a:第1流
路、13b:第2流路、13c:検出部、13d:金属
膜、15:プリズム、17:発光部材、19:受光部材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入口流路及び出口流路間に検出部を露出し
    て設けたフローセル本体と、フローセル本体に検出部を
    密閉するように設けられる金属膜と,該金属膜上に設け
    られるプリズムと、該プリズムの一方にて検出部の金属
    膜表面に光を所定幅の入射角で照射する発光部材と、該
    プリズムの他方にて金属膜から反射した光を受光して夫
    々の入射角に応じた光強度を検出する受光部材とからな
    り、溶媒中に展開した試料が金属膜及び検出部内を流通
    する際に金属膜に対して異なる入射角で光を照射し、金
    属膜からの反射光を受光部材で受光し、反射光強度が最
    小になる共振角に基づいて試料の誘電率を検出するセン
    サーを、カラムから順次分離されて送出される試料の物
    理化学的変化を分析する液体クロマトグラフ装置に用い
    た液体クロマトグラフ装置用センサー。
  2. 【請求項2】請求項1において、光源は単一の発光部材
    からの光を入射角幅に応じた幅の平行光線にする第1光
    学レンズと、第1光学レンズからの平行光線を金属膜上
    に収束させる第2光学レンズとからなると共に受光部材
    は金属膜からの反射光を平行光線にする第3光学レンズ
    と、該第3光学レンズによる平行光線幅で配列された多
    数の受光素子からなる液体クロマトグラフ装置用センサ
    ー。
  3. 【請求項3】請求項2において、受光部材は電荷結合素
    子からなる液体クロマトグラフ装置用センサー。
  4. 【請求項4】請求項1において、光源は単一の発光部材
    からの光を所要の角度幅で順次反射させる反射部材と、
    反射部材からの反射光を平行光線にする第4光学レンズ
    と、第4光学レンズからの平行光線が金属膜上にて焦点
    を結ぶように収束させる第5光学レンズとからなると共
    に受光部材は金属膜からの反射光を平行光線にする第6
    光学レンズと、該第6光学レンズからの光を単一の受光
    素子上に収束させる第7光学レンズとからなる液体クロ
    マトグラフ装置用センサー。
  5. 【請求項5】請求項4において、反射部材はポリゴンミ
    ラーからなる液体クロマトグラフ装置用センサー。
JP6915397A 1997-03-05 1997-03-05 液体クロマトグラフ装置用センサー Pending JPH10253529A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000162124A (ja) * 1998-12-01 2000-06-16 Nippon Laser Denshi Kk 表面プラズモン共鳴角検出装置のセンサーチップ
JP2002296176A (ja) * 2001-01-25 2002-10-09 Fuji Photo Film Co Ltd 全反射減衰を利用したセンサー
JP2004245638A (ja) * 2003-02-12 2004-09-02 Fuji Photo Film Co Ltd 測定装置
JP2006226921A (ja) * 2005-02-18 2006-08-31 Fuji Photo Film Co Ltd 表面プラズモン共鳴測定方法
JP2006234817A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Agilent Technol Inc Spr検出能力を有するマイクロ流体デバイス

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