JPS6231294B2 - - Google Patents

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JPS6231294B2
JPS6231294B2 JP54016091A JP1609179A JPS6231294B2 JP S6231294 B2 JPS6231294 B2 JP S6231294B2 JP 54016091 A JP54016091 A JP 54016091A JP 1609179 A JP1609179 A JP 1609179A JP S6231294 B2 JPS6231294 B2 JP S6231294B2
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JP
Japan
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light
intensity
laser
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section
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JP54016091A
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English (en)
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JPS55109933A (en
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Sanju Fukuda
Nobuyuki Baba
Kenji Arichika
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Priority to GB8005090A priority patent/GB2043887A/en
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Publication of JPS6231294B2 publication Critical patent/JPS6231294B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • GPHYSICS
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    • G01N21/49Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/51Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid inside a container, e.g. in an ampoule

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  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被検出液体から散乱される光の強度
を検出し、該液体中の溶質成分の分子量等を決定
するためのレーザ光散乱光度計に関するものであ
つて、新規な光学系及び電気系によつて、散乱光
強度を精度よく測定するための装置を提供するも
のである。
光散乱法は、溶液中溶質分子の分子量、分子の
大きさなどを決定する測定法として重要である
が、測定操作が煩雑であるなどの理由で必ずしも
一般に普及しているとは言えない。たとえば、水
銀灯を光源とする従来の光散乱法によつて分子量
を決定するに際しては、濃度の異なるいくつかの
試料溶液について、通常、30゜から150゜の範囲
の角度における散乱光強度を測定し、Zimmプロ
ツトなどの方法で濃度および角度を零に外挿する
操作が必要である。
しかしながら、レーザ光散乱法では上記両外挿
操作を施すことなしに分子量を決定することが可
能となる。即ち、レーザを光源とする光散乱光度
計によると、5゜あるいはそれ以下の小角度で散
乱光強度を測定することができるので、実際上角
度零への外挿は不要となる。さらに、入射光強度
が大きいので、非常に希薄な溶液を測定試料とす
ることができるから、通常、濃度零への外挿を行
なう必要もない。この場合、測定する散乱強度は
溶質の分子量と溶液濃度の積に比例するから、濃
度検出器にレーザ光散乱光度計を分子量検出器と
して併用することによつて、被検出液体中の溶質
の分子量を連続して測定することが可能となる。
従来知られているレーザ光散乱光度計では、特
にその測定セル部は特殊な構造を有するため特別
な加工精度が要求され実用性に乏しく、さらに、
入射光強度の変動がそのまま散乱光強度の変動と
して表われるので安定した測定値を得ることが困
難であるなどの欠点があり、より実用性のある光
度計が要望されている。本発明者らは、これら欠
点を改良すべく研究を重ねた結果、入射光強度の
変動に由来する散乱光強度の変動を無くなるため
の光学系およびそれに対応した電気系および従来
よりも簡単な構造の測定セルを有することを特徴
とするレーザ光散乱光度計を完成したものであ
る。
即ち、本発明は、被検出液体の散乱光強度を測
定するレーザ光散乱光度計において、測定セルと
光トラツプを中心に装着した円環スリツトとをそ
れらの中心軸がいずれもレーザ入射光束の光軸に
一致するように配し、かつ、前記光トラツプで反
射された透過光成分を検出する透過光強度検出部
および前記円環スリツトにより限定された散乱光
成分を検出する散乱光強度検出部とを設け、更
に、前記透過光強度検出部によつて検出される透
過光強度の変動を検出すると共にその変動に対応
する出力信号を前記散乱光強度検出部に入力する
変動解消回路を形成し、この出力信号によつて、
入射光強度の変動によつて生じる散乱光強度検出
部の出力の変動を相殺するように構成したレーザ
光散乱光度計および前記レーザ光散乱光度計にお
いて測定セルが、中心軸がレーザ入射光束の光軸
と一致するように孔穿された円筒状の光束通過部
とこれに接続するように円筒状に孔穿された被検
出液体流路部を有するセル構成材と、該レーザ入
射光束に対して該セル構成材の前面および後面に
装着された2つのガラスブロツクから構成されて
いるフロー型セルであるレーザ光散乱光度計であ
る。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。
第1図は、本発明の光度計における光学系の一
例について構成概略図を示す。
本発明の光度計の主たる部分は、被検出液体の
散乱光強度を測定するレーザ光散乱光度計におい
て、測定セル2と光トラツプ3を中心に装着した
円環スリツト4とをそれらの中心軸がいずれもレ
ーザ入射光束の光軸に一致するように配し、か
つ、前記光トラツプ3で反射された透過光成分を
検出する透過光強度検出部10および前記円環ス
リツト4により限定された散乱光成分を検出する
散乱光強度検出部9とからなる一対の検出部を備
えている。そして、透過光成分および散乱光成分
の強度が測定されることにより入射光強度の変動
に由来する散乱光強度の変動を解消するものであ
る。
以下、実施例について説明する。
スリツト1を通過したレーザ入射光は、入射光
軸と一致する中心軸を有する測定セル2におい
て、被検出液体から散乱された散乱光成分および
透過した透過光成分の2成分に分光される。そし
て、透過光は入射光束の光軸と一致する中心軸を
有する円環スリツト4の中心に装着し、かつ、受
光面が入射光束の光軸に対し45゜の平面を有する
光トラツプにより直角に反射され、中性フイルタ
8を経て透過光検出用光電子増倍管(以下、R―
PMと略す)10に受光される。一方、散乱光
は、入射光軸と一致する中心軸を有し、かつ、特
定散乱角度θに対応する円環スリツト4を通過
後、レンズ5により集光され、受光スリツト6を
通過後、レンズ7により平行光線となり、散乱光
検出用光電子増倍管(以下、S―PMと略す)9
に受光される。散乱角度θは通常10゜以下、好ま
しくは5゜以下になるように円環スリツトの大き
さを選定することができる。
このように、R―PM10およびS―PM9の二
つの検出部でそれぞれ検出された透過光成分およ
び散乱光成分は、第2図に示す如く構成された電
気回路において、入射光強度の変動に由来する散
乱光強度の変動を解消するように作用する。
このことは即ち、散乱光強度測定値の変動を無
くし、測定の安定性および測定精度の向上を約束
するものである。
第2図は、入射光強度の変動の影響を解消する
ために構成された上記電気回路の一例を概略図と
して示すもので、R―PM10に接続された増巾
器IC.2と光電子増倍管対照電圧設定部16とを
増巾器IC.3に並列に接続し、この増巾器IC.3の
出力が帰還されるようにした光電子増倍管印加電
源部17をR―PM10に接続して変動解消回路
18を形成し、この変動解消回路18から得られ
た印加電圧―HVの出力信号は同時にS―PM9に
も入力され、増巾器IC.1を介して出力されるよ
うに構成した電気制御回路である。
即ち、入射光の強度はR―PMによつて電気信
号に変換され、回路IC.2によつて増幅され、回
路IC.3の入力として出力される。
IC.3において、IC.2からの入力は光電子増倍
管対照電圧設定部16よりの対照電圧PM.Voltと
比較され、両者の差が常に零になるように光電子
増倍管印加電源部17よりの印加電圧―HVが作
動する。例えば、入射光強度に増加変動が生じた
場合を想定すると、S―PMの出力電流が増加
し、IC.1からの出力も増加するので光度計の感
度が増加することになる。一方、R―PMからの
出力電流も増加し、IC.2で変換された電圧出力
も増加する。その場合、IC.3の基準電圧である
PM.Volt設定信号よりも増加するので、この信号
とIC.2からの出力との差が零になるまで、光電
子増倍管印加電圧電源部17への制御信号を低下
させ、負高圧印加電圧を低下させる。低下させた
PM.Voltの変化分はS―PMにも同時に供給され
るから、光度計(S―PM)の感度は常に一定に
なるよう補償されることになる。
逆に入射光強度が減少した場合は、上記と全く
逆の動作をして、変動を補償する。このように、
入射光の強度をR―PMで連続的に監視し、入射
光強度の変動が光度計の出力に影響しないように
S―PMへ供給する印加電圧を連続してコントロ
ールしているので光度計の出力の安定度は大幅に
改善される。
第3図aおよびbには本発明の一実施例とし
て、測定セルの構造概略図を示す。
図はいずれもレーザ入射光に平行な断面を示す
ものである。
本発明の測定セルは、中心軸がレーザ入射光束
の光軸と一致するように孔穿された円筒状の光束
通過部12と該光束通過部12に接続するように
円筒状に孔穿された被検出液体流路部、即ち、入
口液体流路部13および出口液体流路部14を有
するセル構成材と、前記レーザ入射光束に対して
該セル構成材の前面および後面に装着された2つ
のガラスブロツク11aおよび11bとから構成
されているフロー型セルである。
そして、被検出液体は、入口液体流路部13か
ら導入され、光束通路部12を通過し、出口液体
流路部14から流出するように送液される。
このとき、入射光は前面ガラスブロツク11
a、光束通路部12の中心軸上および後面ガラス
ブロツク11bを通過し、透過光成分と散乱光成
分とに分光される。
斜線部のセル構成材15は光反射のできるだけ
少ないものがよく、例えば、黒色のポリテトラフ
ルオロエチレンあるいはポリクロロトリフルオロ
エチレンなどの耐溶剤性の良好な合成樹脂を加工
してこれに当てることができる。
光束通路部12、入口液体流路部13、および
出口液体流路部14は該セル構成材を円筒状に孔
穿加工することによつて容易に製作することがで
きる。
第3図aの測定セルにおいては、送液される被
検出液体は、入口液体流路部13から光束通路部
12に送液され、前面および後面ガラスブロツク
11aおよび11bのセル接続面を通過後、出口
液体流路部14から流出される。
第3図bの測定セルにおいては、被検出液体は
入口液体流路部13から一方のガラスブロツク1
1aあるいは11bのセル接続面を通過し、光束
通路部12に送液され、他方のガラスブロツク1
1bあるいは11aのセル接続面を通つて出口液
体流路部14から流出される。
上記例に示したフロー型測定セルにおける光束
通路部の大きさは特に限定されるものではない
が、例えば、円筒の直径は4mm以下、好ましくは
2mm以下に、円筒の長さは20mm以下、好ましくは
10mm以下とするのが望ましい。
本発明のフローセルは、その容量が100μl以
下、通常50μlの小容量セルであるので、微量の
測定試料で高精度の測定を行なうことができる利
点を有する。また、セル構成材は黒色であり、液
体―ガラス界面から反射される光を吸収すること
ができるので、迷光レベルの低い散乱強度の測定
が可能になる。さらに、光束通路部は、その形状
が単純な円筒形であり、デツドボリユームが小さ
い被検出液体の流れの乱れを伴なわないで、分子
量分別装置(後記のGPC,FFFなど)から流出
する各溶出成分の検出装置として特に優れてい
る。
本発明は、特に被検出液体の散乱強度を連続的
に高精度をもつて測定するためのフロー型レーザ
光散乱光度計を提供するものであり、このこと
は、即ち、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ
イ(GPC)、フイールドフローフラクチオネーシ
ヨン(FFF)などの分離装置の検出器として本
発明のレーザ光散乱光度計を適用することによつ
て発明の効果を充分に発揮するものであり、被検
出液体各溶出成分の分子量を直接評価することを
可能とし、例えば、GPCのもつ分離機能に分子
量解析機能を付与するものである。
テトラヒドロフラン(THF)を溶離液とする
GPC装置に本発明のレーザ光散乱光度計を適用
し、ベースラインの変動、即ち、溶媒THFの散
乱強度に対応する応答の安定性を調べた結果、ベ
ースラインの変動は24時間の連続測定で0.1%以
下であり、極めて安定した測定値が得られること
を確認した。なお、比較のため第2図に示した入
射光強度の変動解消回路を作動させない場合につ
いて同じ測定を行なつた結果、ベースラインの変
動は4%であつた。このことから、本発明による
入射光強度の変動解消システムが有効に生かされ
ていることを確かめることができた。
なお、GPCおよび本発明のレーザ光散乱光度
計から得られる2つのクロマトグラムの応答比か
ら、各溶出成分の分子量を決定することが可能で
あつた。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明のレーザ光散乱光度計の一実施
例を示すもので、第1図はその光学系の構成概略
図、第2図は電気回路概略図、第3図a,bは測
定セルの要部断面図である。 符号説明、S―PM:散乱光検出用光電子増倍
管、R―PM:透過光検出用光電子増倍管、IC.
1,2,3:増巾器、1,6:スリツト、2:測
定セル、3:光トラツプ、4:円環スリツト、
5,7:レンズ、8:中性フイルタ、9,10:
光電子増倍管、11a,b:ガラスブロツク、1
2:光束通路部、13:入口液体流路部、14:
出口液体流路部、15:セル構成材、16:光電
子増倍管対照電圧設定部、17:光電子増倍管印
加電圧電源部、18:変動解消回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 被検出液体の散乱光強度を測定するレーザ光
    散乱光度計において測定セルと光トラツプを中心
    に装着した円環スリツトとをそれらの中心軸がい
    ずれもレーザ入射光束の光軸に一致するように配
    し、かつ、前記光トラツプで反射された透過光成
    分を検出する透過光強度検出部および前記円環ス
    リツトにより限定された散乱光成分を検出する散
    乱光強度検出部とを設け、更に、前記透過光強度
    検出部によつて検出される透過光強度の変動を検
    出すると共に、その変動に対応した出力信号を前
    記散乱光強度検出部に入力する変動解消回路を形
    成し、この出力信号によつて、入射光強度の変動
    によつて生じる散乱光強度検出部の出力の変動を
    相殺するように構成したことを特徴とするレーザ
    光散乱光度計。 2 上記測定セルは、中心軸がレーザ入射光束の
    光軸と一致するように孔穿された円筒状の光束通
    過部とこれに接続するように円筒状に孔穿された
    被検出液体流路部を有するセル構成材と、該レー
    ザ入射光束に対して該セル構成材の前面および後
    面に装着された2つのガラスブロツクから構成さ
    れているフロー型セルである特許請求の範囲第1
    項記載のレーザ光散乱光度計。
JP1609179A 1979-02-16 1979-02-16 Laser beam scattering photometer Granted JPS55109933A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1609179A JPS55109933A (en) 1979-02-16 1979-02-16 Laser beam scattering photometer
DE19803005354 DE3005354A1 (de) 1979-02-16 1980-02-13 Laser-streulichtphotometer
GB8005090A GB2043887A (en) 1979-02-16 1980-02-14 Laser Light Scattering Photometer

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GB (1) GB2043887A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01102686U (ja) * 1987-12-28 1989-07-11

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH01102686U (ja) * 1987-12-28 1989-07-11

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