CN103674844A - 流通室 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流通室。与以往的流通室相比，其不会使光量降低，不会产生光轴上的位置关系等的问题就能使光路长度彼此不同的流通室安装于同一光学***。该流通室在供试样液体流动的直线状毛细管（1）的一端装有用于将测定光导入到毛细管（1）内的光导入构件，在其另一端装有将透过在毛细管（1）内流动的试样液体并利用该毛细管（1）传输的光导出到外部的光导出构件，将光导入构件作为***于毛细管（1）内的光波导管（5）、光导出构件作为安装于毛细管（1）另一端开口部的窗构件（8），从而抑制毛细管（1）的透光量的损耗且不会在吸光度检测装置等光学***上产生位置关系的问题就能在上述光学***上安装光路长度不同的流通室（10）。

Description

流通室

技术领域

本发明涉及一种例如在测定液体的吸光度等时用于供被测定液体流动的同时照射测定光的流通室。

背景技术

在液相色谱仪等中所使用的吸光度检测装置中，在将被测定液体（以下称为“试样液体”）填充或连续地流通至称为小室的容器内的状态下，照射来自光源的测定光，检测透过了试样液体的光的强度并求得每个波长的吸光度。为了以高灵敏度测定微量的试样液体，需要使小室的截面积较小、光路长度较长。因此，以往以来，实用化一种称为“光导管小室”等的流通室，作为小室采用直线状的毛细管，在该小室的内部流动试样液体，并且从该毛细管的一端侧沿着该毛细管延伸的方向照射光，在该毛细管的外壁面上或内壁面上使光进行全反射而将光传输到毛细管的另一端侧（例如参照非专利文献1）。

作为在毛细管的外壁面上使光进行全反射而进行光传输的流通室，公知有一种毛细管使用熔融石英、使全反射发生在毛细管的外壁面的石英-空气的边界面上的流通室（例如参照专利文献1）。

另一方面，作为在毛细管的内壁面上使光进行全反射而进行光传输的流通室，公知有一种使用在内壁面上涂覆了特氟隆（日文：テフロン）（注册商标）AF的毛细管的流通室（例如参照专利文献2）。

此外，作为用于向毛细管导入测定光的构造和用于将透过毛细管内的试样液体的光从毛细管导出的构造，实用化有两端空间耦合构造和两端光波导管耦合构造。

两端空间耦合构造为以下这样的构造：在毛细管的两端部配置光导入用窗构件和光导出用窗构件，经由上述窗构件使来自光源的光直接地、即穿过空间地入射到毛细管内，并且，使透过试样液体的光直接地从相同的毛细管射出至空间（例如参照专利文献3）。

另一方面，两端光波导管耦合构造为以下这样的构造：在毛细管的两端部分别***光纤等光波导管，经由其一端侧的光波导管将来自光源的光导入到毛细管内，经由另一端侧的光波导管将透过试样液体的光导出到毛细管外（例如参照专利文献4）。

专利文献1：美国特许4477186号说明书

专利文献2：日本特表2002－536673号公报

专利文献3：日本特开平11－173975号公报

专利文献4：日本特许第3657900号公报

非专利文献1：「セル外壁面での全反射を利用する長光路キャピラリーセル中での光源光の分布と光路」（角田欣一他、日本化学会誌1989（2）、ｐ233－236、1989年）（《在利用小室外壁面上的全反射的长光路毛细管小室中的光源光的分布和光路》（角田欣一等，日本化学会志1989（2），p233～p236，1989年））

然而，试样液体的吸光度与试样液体的浓度和光路长度成正比（朗伯－比尔定律）。在上述的使用了毛细管的流通室中，只要使用光路长度较长的小室，也就能够以较高感度测定低浓度的试样液体。但是，在测定高浓度的试样液体时，光路长度较长时，吸光度会变得过大而变成低光量，导致难以测定。由此，通过分开使用利用试样液体的浓度而改变光路长度的小室，能够提高吸光度的检测精度，进而能够应用于液相色谱仪而使其分析精度提高。

然而，在欲将光路长度不同的小室连接于同一光学***时，在上述的小室构造中的、两端空间耦合构造中，光入射口位置和光射出口位置中的任一位置、或者两个位置处于按照每个小室而彼此不同的位置，导致光自光轴的最佳位置偏离。

另一方面，在两端光波导管构造中，通过改变毛细管全长、光波导管***到毛细管两端的***量，能够以光入射口位置和光射出口位置形成相同的状态使光路长度变化，但由于在使用光波导管时产生光量损失，因此与上述的两端空间耦合构造相比，存在光量降低的问题。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其课题在于提供一种流通室，与以往的流通室相比，该流通室不会使光量降低，不产生在光轴上的位置关系等的问题就能够将光路长度彼此不同的流通室安装于同一光学***。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明为一种流通室，该流通室在供试样液体流动的直线状的毛细管的一端安装有用于将测定光导入到该毛细管内的光导入构件，在上述毛细管的另一端安装有用于将透过在该毛细管内流动的试样液体并利用该毛细管传输的光导出至外部的光导出构件，其特征在于，上述光导入构件为从上述毛细管的一端开口部***到该毛细管内的光波导管，上述光导出构件为安装于该毛细管的另一端开口部的窗构件（技术方案1）。

在此，在本发明中，能够适当地采用上述光波导管为石英圆柱或没有外包覆的光纤的结构（技术方案2）。

此外，在本发明中，能够采用在上述光波导管的靠光源侧的端部设置有石英凸透镜的结构（技术方案3）。

本发明通过以下方式来解决课题：将在毛细管的光导入侧和光导出侧的构造中的、仅光导入侧的构造做成将光波导管***到毛细管内的构造（光波导管耦合），将光导出侧的构造做成使用了窗构件的构造（空间耦合）。

即，为了使光路长度不相同，不需要向毛细管的两端***光波导管，只要是向其中的任一端***了光波导管的构造即可，由此，与作为两端光波导管耦合的以往的构造相比能够抑制光量的损耗。而且，对于将光导入侧和光导出侧中的哪一侧做成***有光波导管的构造，如下所述，由于将光导入侧做成***有光波导管的构造会使光量的损耗较小，因而更加适宜，在本发明中即采用该结构。

对于向毛细管内***光波导管而进行入射或射出光的结构，使光波导管的端部面向毛细管的外部，与经由用于封堵毛细管的端部的石英制等的窗入射或射出光的结构相比，仅在不必担心产生光波导管和窗之间的耦合损耗的情况下有效，但在光导出侧，由于在毛细管内被传输过来的光利用***到该毛细管内的光波导管被拾取的关系，因此，仅与毛细管的光传输截面积与光波导管的截面积之差的量相对应地产生光损耗。即，由于毛细管在其外壁面和空气的边界面使光进行全反射地对光进行传输，因此，其光传输截面积成为包含毛细管的外壁面在内的其内侧的截面积，相对于此，由于光波导管***毛细管的内壁面的内侧，因此其光传输截面积小于毛细管的光传输截面积，与此相对应地被拾取的光量变小。另外，在光导入侧不产生这样的损耗。

因而，根据技术方案1的发明，在抑制光量的损耗的同时，不有损各种光路长度的流通室在光轴上的位置关系就能够使各种光路长度的流通室安装在吸光度测定装置等的装置侧的同一光学***上。

此外，在本发明中，在毛细管的光导入侧所使用的光波导管通过使用在其外壁面－空气的界面上进行全反射的光波导管，即，如技术方案2的发明那样使用没有外包覆的光纤或石英圆柱（杆），能够使光量进一步增加。在通常的具有包覆的光纤中，由芯和包层的折射率之差来决定可传输的NA（数值孔径），但必定为低折射率材料，因此NA也被限定。通过在外壁面－空气的界面上进行全反射，产生高于具有芯和包层的光纤的折射率差，能够传输NA更高的光，能够使光量更多。

此外，如技术方案3的发明所述，通过在光波导管的靠光源侧的端部设置石英凸透镜，能够提高来自光源的光的聚光效果，能够使导入到毛细管内的光量增多。

发明的效果

根据本发明，相对于以往的两端光波导管耦合构造的流通室，使光量增多的同时，也不有损具有各种光路长度的流通室在光轴上的位置关系就能够将具有各种光路长度的流通室安装在例如液相色谱仪的吸光度检测装置所包括的同一检测光学***上，通过选择适宜的流通室来进行安装，能够精确地检测从低浓度到高浓度的试样液体的吸光度，并进而能够进行精确的分析。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中的光路长度较长的例子（A）和光路长度较短的例子（B）的示意性剖视图。

图2是表示本发明中所使用的吸光度检测装置中的光学***的整体结构例的框图。

图3是表示本发明和比较例的每个入射NA的透光量的比较测定结果的图表。

图4是表示本发明和比较例的综合透光量的比较测定结果的与图3相同的图表。

附图标记说明

1毛细管；2a、2b保持构件；3小室保持件；4a液体导入通路；4b液体导出通路；5光波导管；6保持构件；7石英凸透镜；8窗构件；10流通室；11光源；12聚光***；13检测***。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

图1的（A）和图1的（B）是本发明的实施方式的示意性剖视图，图1的（A）表示光路长度较长的例子，图1的（B）表示光路长度较短的例子。

由熔融石英构成的毛细管1的两端利用管套等树脂制的保持构件2a、2b液密地安装于小室保持件3。小室保持件3形成有与毛细管1的一端侧连通的液体导入通路4a、同样与毛细管1的另一端侧连通的液体导出通路4b，试样液体经由液体导入通路4a被导入到毛细管1内，在毛细管1内流动的试样液体经由液体导出通路4b被排出到外部。另外，在图1中，光照射的朝向和液体流动的朝向相同，但上述朝向也可以是相反朝向。即，也可以将光导入通路作为4b侧，将光导出通路作为4a侧。

在毛细管1的一端侧***有光波导管5。该光波导管5可以使用石英圆柱（杆）或没有外包覆的光纤，并借助保持构件6保持于小室保持件3。在该光波导管5的处于毛细管1的外侧的端部、即向光波导管5导入光的入口部位配置有石英凸透镜7。另外，光波导管5的直径为0.1mm～1.0mm左右。

另一方面，在毛细管1的另一端侧安装有窗构件8。该窗构件8的形状没有特别限定，但可以由例如平坦的板状或透镜构成。

图1的（A）所示的光路长度较长的流通室与图1的（B）所示的光路长度较短的流通室的不同点在于光波导管5向毛细管1内***的***量（换言之为光波导管5的长度），对于其他的毛细管1、小室保持件3等构件，在图1的（A）和图1的（B）中分别标注相同附图标记表示的构件彼此为完全相同的形状和尺寸，从石英凸透镜7到窗构件8的组装状态下的尺寸完全相同。

在此，作为使光路长度变化的其他的方法，可以采用使光波导管***到毛细管的***量恒定而改变毛细管的长度的方法，或者，同时改变光波导管***到毛细管的***量和毛细管长度这两者的方法，上述方法都能够实现光路长度的变化。

以上的本发明的实施方式应用于例如液相色谱仪的吸光度检测装置。即，将从液相色谱仪的柱溶出来的液体作为试样液体而在毛细管1中流动，并且穿过光波导管5向毛细管1内的试样液体照射光，经由窗构件8利用毛细管1外的检测***对该透射光进行检测。在图2中利用框图表示该光学***的结构例。在该图2中，标注附图标记10来表示图1的流通室。来自光源11的光利用聚光***12聚光，将聚光后的光经由图1所示的流通室10的石英凸透镜7并利用光波导管5导入到毛细管1内。透过了毛细管1内的试样液体的光经由窗构件8被引导至检测***13。检测***13由例如光栅等波长色散元件和光电二极管阵列等构成，利用该检测***13，可以检测透过了试样液体的光的每个波长的强度，从该检测结果能够求出试样液体对每个波长的光的吸光度，由此能够分析从柱溶出的试样液体中的成分。

如上所述，如果以上的安装于聚光***12和检测***13之间的流通室10没有与试样液体的浓度相对应地使其光路长度适当地变化的话，就无法精确地测定，但在本发明中，如图1的（A）、图1的（B）所示那样，准备有光路长度不同的流通室，通过更换与试样浓度相对应的光路长度的流通室能够进行应对。在进行该更换时，由于各流通室的从光入口侧的石英凸透镜7到光出口侧的窗构件8的外观形状和尺寸彼此相同，因此能够始终以最佳的位置关系安装于装置侧的光学***的光轴上。而且，由于光波导管5仅设置于光导入侧，因此，与以往的将光波导管设置在毛细管的光导入侧和光导出侧这两侧的构造的流通室相比，光量增多。

此外，无论在毛细管的光导入侧和光导出侧中的任一侧设置光波导管，光量都有很大程度的不同，通过如本发明这样的将光波导管设置在光导入侧，能够确认光量变得更多。在图3和图4中利用图表表示其验证结果。

上述图表为使用石英杆作为光波导管时，在将该光波导管设置在毛细管的光导入侧的情况下和将该光波导管设置在光导出侧的情况下进行的透光量的比较测定而得到的结果。图3的图表表示每个入射NA的透光量的比较结果，图4的图表表示综合透光量的比较结果。如从上述图表中明确的那样，通过将光波导管设置在毛细管的光导入侧，除了NA超过0.3的较大的入射角的光以外，在供实用的区域中的各NA的情况的透光量都较多，在综合光量方面，与将光波导管设置在光导出侧的情况相比能够获得大约1.35倍的光量，能够证实本发明的结构的有用性。

Claims (3)

1.一种流通室，其在供试样液体流动的直线状的毛细管的一端安装有用于将测定光导入到该毛细管内的光导入构件，在上述毛细管的另一端安装有用于将透过在该毛细管内流动的试样液体并利用该毛细管传输的光导出到外部的光导出构件，其特征在于，

上述光导入构件为从上述毛细管的一端开口部***到该毛细管内的光波导管，上述光导出构件为安装于该毛细管的另一端开口部的窗构件。

2.根据权利要求1所述的流通室，其特征在于，

上述光波导管为石英圆柱或没有外包覆的光纤。

3.根据权利要求1或2所述的流通室，其特征在于，

在上述光波导管的靠光源侧的端部设置有石英凸透镜。

Images