JP3432222B2 - 多重波長検出用の毛管フローセル - Google Patents
多重波長検出用の毛管フローセルInfo
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は多重波長検出装置（MWD）に於いて、放射
線、特に光学的放射線（optical radiation）の吸光度
を測定する改善された毛管フローセル装置（cap−illar
y flowcell apparatus）に関するものである。
線、特に光学的放射線（optical radiation）の吸光度
を測定する改善された毛管フローセル装置（cap−illar
y flowcell apparatus）に関するものである。
発明の背景
分析対象物の毛管内の有無及び濃度を毛管フローセル
の吸光度を利用し、求めることができる。
の吸光度を利用し、求めることができる。
多重波長検出装置と可変波長検出装置では、光学系の
基本構成は異なっているが、両方の検出装置において頻
繁に見られる設計では２本の光ビームが使用され、分析
対象物を含むフローセルと、基準ビームに対応する基準
フローセルが用いられている。このような設計では、ビ
ーム源のエネルギーレベルの変動及び波長に依存する出
力信号の変化量の低下を補正し、濃度の低い分析物の同
定を可能とする。分析物16を通過し検出装置22に到達す
る電磁放射線（即ち、信号）は、分析物16を通過せずに
検出装置22に到達する電磁放射線（即ちノイズ）と競合
する。
基本構成は異なっているが、両方の検出装置において頻
繁に見られる設計では２本の光ビームが使用され、分析
対象物を含むフローセルと、基準ビームに対応する基準
フローセルが用いられている。このような設計では、ビ
ーム源のエネルギーレベルの変動及び波長に依存する出
力信号の変化量の低下を補正し、濃度の低い分析物の同
定を可能とする。分析物16を通過し検出装置22に到達す
る電磁放射線（即ち、信号）は、分析物16を通過せずに
検出装置22に到達する電磁放射線（即ちノイズ）と競合
する。
可変波長検出装置においては、ある放射線源からの広
帯域な光学的放射線をモノクロメータのような波長選択
装置を通過させ、狭帯域の、殆ど単色光の電磁放射線に
変換しフローセルの入射開口部に焦点が合わされる。こ
の場合、フローセル内の分析物により散乱又は吸収され
ない光学的放射線は、フローセル内を透過し検出装置の
素子により電気的な信号に変換される。検出素子の感度
と面積が入射光ビームを捉えるのに充分であれば、ビー
ムの焦点を再度合わせる必要はない。図１及び図２に、
電磁放射線の中のひとつの波長ｓλを求める従来技術の
可変波長検出装置を示す。
帯域な光学的放射線をモノクロメータのような波長選択
装置を通過させ、狭帯域の、殆ど単色光の電磁放射線に
変換しフローセルの入射開口部に焦点が合わされる。こ
の場合、フローセル内の分析物により散乱又は吸収され
ない光学的放射線は、フローセル内を透過し検出装置の
素子により電気的な信号に変換される。検出素子の感度
と面積が入射光ビームを捉えるのに充分であれば、ビー
ムの焦点を再度合わせる必要はない。図１及び図２に、
電磁放射線の中のひとつの波長ｓλを求める従来技術の
可変波長検出装置を示す。
図１は可変波長検出装置における毛管フローセル内の
光の経路を示す。電磁放射源10からの単一波長（ｓλ）
の単色光（図では矢印で示されている）は入射開口部14
のところに位置するマスク13を通過し、フローセルに入
射する。マスク13は、フローセルの中の毛管の内径を透
過することができない（即ち分析物を透過できない）光
放射線を制限することを目的とし設けられている。毛細
管壁16と毛細管内の分析物18を透過し、射出開口部20か
ら出る電磁放射線は検出素子22により、電気信号に変換
される。参考のため、フローセルシステムの光軸αを図
に示す。
光の経路を示す。電磁放射源10からの単一波長（ｓλ）
の単色光（図では矢印で示されている）は入射開口部14
のところに位置するマスク13を通過し、フローセルに入
射する。マスク13は、フローセルの中の毛管の内径を透
過することができない（即ち分析物を透過できない）光
放射線を制限することを目的とし設けられている。毛細
管壁16と毛細管内の分析物18を透過し、射出開口部20か
ら出る電磁放射線は検出素子22により、電気信号に変換
される。参考のため、フローセルシステムの光軸αを図
に示す。
図２は可変波長検出装置における代替毛管フローセル
内の光の経路を示す。電磁放射源10からの単一波長（ｓ
λ）の単色光（図においては、矢印で表されている）は
入射開口部14からフローセル12内に入射する。球面レン
ズ15を用い、分析物18を含む毛管16の内径に、入射孔14
を再結像する。このように毛管壁16と毛管内の分析物18
を透過し、射出開口部20から出る再結像された電磁放射
線は検出素子22により、電気信号に変換される。参考の
ため、フローセルシステムの光軸αを図に示す。
内の光の経路を示す。電磁放射源10からの単一波長（ｓ
λ）の単色光（図においては、矢印で表されている）は
入射開口部14からフローセル12内に入射する。球面レン
ズ15を用い、分析物18を含む毛管16の内径に、入射孔14
を再結像する。このように毛管壁16と毛管内の分析物18
を透過し、射出開口部20から出る再結像された電磁放射
線は検出素子22により、電気信号に変換される。参考の
ため、フローセルシステムの光軸αを図に示す。
多重波長検出装置では、複数の波長を有する、光放射
源をフローセルに照射する。フローセル内の分析物は複
数の波長を持つ光放射線を吸光する可能性がある。フロ
ーセル内の分析物により吸光されない光放射線は、フロ
ーセル内を透過し、ポリクロメーターを通過する。ポリ
クロメーターは通過した光放射線を、帯域波長により複
数の狭帯域に分散させ、各々の狭帯域の光は検出装置上
の異なった検出素子に焦点が合わされ、電気信号に変換
される。フローセル内の分析物の吸光度は波長ごとの吸
光度又は複数の異なった波長の透過として測定される。
複数の波長を有する電磁放射線（ｍλ）を用いた従来技
術の多重波長検出装置を図３に示す。ポリクロメーター
により代表的な波長（λ１、λ２及びλ３）に分けられ
た後の結果が示されている。
源をフローセルに照射する。フローセル内の分析物は複
数の波長を持つ光放射線を吸光する可能性がある。フロ
ーセル内の分析物により吸光されない光放射線は、フロ
ーセル内を透過し、ポリクロメーターを通過する。ポリ
クロメーターは通過した光放射線を、帯域波長により複
数の狭帯域に分散させ、各々の狭帯域の光は検出装置上
の異なった検出素子に焦点が合わされ、電気信号に変換
される。フローセル内の分析物の吸光度は波長ごとの吸
光度又は複数の異なった波長の透過として測定される。
複数の波長を有する電磁放射線（ｍλ）を用いた従来技
術の多重波長検出装置を図３に示す。ポリクロメーター
により代表的な波長（λ１、λ２及びλ３）に分けられ
た後の結果が示されている。
図３は多重波長検出装置における毛管フローセル内の
光の経路を示す。電磁放射源10からの複数の波長（ｍ
λ）を含む多色光（図においては、矢印で表されてい
る）は入射開口部14のところに設けられたマスク13を通
過しフローセル12内に入射する。マスク13は、フローセ
ル内の毛管の内径を透過することができない（即ち分析
物を透過できない）光放射を制限することを目的とし設
けられている。毛細管壁16と毛細管内の分析物18を透過
し、射出開口部20から出る電磁放射線はポリクロメータ
ー24により、離散された帯域（λ１、λ２、λ３）に分
けられる。ポリクロメーターは、図に示すような入射開
口部21を含む設計でもよいし、又フローセル10の射出開
口部20をポリクロメーターの入射開口部として使用して
もよい。離散した波長を有する各々の電磁放射線は離散
した検出素子22により電気信号に変換される。参考のた
めに、フローセルシステムの光軸αを図に示す。
光の経路を示す。電磁放射源10からの複数の波長（ｍ
λ）を含む多色光（図においては、矢印で表されてい
る）は入射開口部14のところに設けられたマスク13を通
過しフローセル12内に入射する。マスク13は、フローセ
ル内の毛管の内径を透過することができない（即ち分析
物を透過できない）光放射を制限することを目的とし設
けられている。毛細管壁16と毛細管内の分析物18を透過
し、射出開口部20から出る電磁放射線はポリクロメータ
ー24により、離散された帯域（λ１、λ２、λ３）に分
けられる。ポリクロメーターは、図に示すような入射開
口部21を含む設計でもよいし、又フローセル10の射出開
口部20をポリクロメーターの入射開口部として使用して
もよい。離散した波長を有する各々の電磁放射線は離散
した検出素子22により電気信号に変換される。参考のた
めに、フローセルシステムの光軸αを図に示す。
可変波長検出装置と多重波長検出装置の基本的な設計
の違いは、フローセルの設計、特に分析物を透過する光
放射線に関連して異なった要件を課す。通常、可変波長
検出装置では、光放射線ビームが分析物を透過した後
に、焦点を合わせる必要がないように設計されており、
分析物を含む毛管と検出素子間ではビームに介入するこ
とはない。一般的に、多重波長検出装置では、ビームが
分析試料を透過した後、ポリクロメーターへの入射前
に、ビームの焦点を再度合わせることが必要である。フ
ローセルの射出開口部はポリクロメーターの入射開口部
として機能させることもできる。
の違いは、フローセルの設計、特に分析物を透過する光
放射線に関連して異なった要件を課す。通常、可変波長
検出装置では、光放射線ビームが分析物を透過した後
に、焦点を合わせる必要がないように設計されており、
分析物を含む毛管と検出素子間ではビームに介入するこ
とはない。一般的に、多重波長検出装置では、ビームが
分析試料を透過した後、ポリクロメーターへの入射前
に、ビームの焦点を再度合わせることが必要である。フ
ローセルの射出開口部はポリクロメーターの入射開口部
として機能させることもできる。
フローセル内に毛管カラムが設けられていることによ
り、フローセルの設計に制約がでる。色の完全性（chro
matic integrity）はオフカラムの色分散を最小化する
ことにより保たれるので、オンカラム検出が通常使用さ
れる。オンカラム検出では、毛管はフローセルの一部と
なっている。
り、フローセルの設計に制約がでる。色の完全性（chro
matic integrity）はオフカラムの色分散を最小化する
ことにより保たれるので、オンカラム検出が通常使用さ
れる。オンカラム検出では、毛管はフローセルの一部と
なっている。
アルビンらは、1991年発行の分析化学誌第63巻「毛管
電気泳動における蛍光検出−試料及び技術の誘導に関す
る評価」（“Fluorescence Detection in Capillary El
ectrophoresis:Evaluation of Derivatizing Reagents
and Tech−niques,"Anal Chem.63（1991））で毛管電気
泳動蛍光検出器を説明しているが、本装置では単色光の
ビームが毛管フローセルを透過する前に一つのサファイ
ヤレンズを用い焦点を合わせている。
電気泳動における蛍光検出−試料及び技術の誘導に関す
る評価」（“Fluorescence Detection in Capillary El
ectrophoresis:Evaluation of Derivatizing Reagents
and Tech−niques,"Anal Chem.63（1991））で毛管電気
泳動蛍光検出器を説明しているが、本装置では単色光の
ビームが毛管フローセルを透過する前に一つのサファイ
ヤレンズを用い焦点を合わせている。
コバヤシらは、1989年発行の色層分析誌第480巻179〜
184頁「高性能毛管電気泳動におけるフォトダイオード
アレイ検出」（“Photodiode Array Detection in High
−Performance Capillary Electrophoresis,"J.Chrom.4
80（1989）:179−184）で、分光計の標準セルを毛管で
置き換えることを説明しているが、同方法では、ダイオ
ードアレイの飽和を避けるため、装置の光強度を低下し
ている。
184頁「高性能毛管電気泳動におけるフォトダイオード
アレイ検出」（“Photodiode Array Detection in High
−Performance Capillary Electrophoresis,"J.Chrom.4
80（1989）:179−184）で、分光計の標準セルを毛管で
置き換えることを説明しているが、同方法では、ダイオ
ードアレイの飽和を避けるため、装置の光強度を低下し
ている。
モアリングらは、1990年発行のLC:GC誌第８巻第１号3
4〜46「自動毛管電気泳動システムの分析面」（“Analy
tical Aspects of an Automated Capillary Electropho
resis System,"LC:GC8（１）:34−46（1990））で、一
つのサファイヤレンズを用い単色光のビームが毛管フロ
ーセルに照射される前に焦点を合わせる可変波長検出装
置を説明している。
4〜46「自動毛管電気泳動システムの分析面」（“Analy
tical Aspects of an Automated Capillary Electropho
resis System,"LC:GC8（１）:34−46（1990））で、一
つのサファイヤレンズを用い単色光のビームが毛管フロ
ーセルに照射される前に焦点を合わせる可変波長検出装
置を説明している。
スパニアックらは1989年発行の色層分析誌第480巻185
〜196頁「膠質粒子動電学的毛管色層分析学における器
具の開発」（“Instrumental Developments in Micella
r Electrokinetic Capillary Chromatography,"J.Chro
m.480（1989）:185−196）で、下記のように製造される
毛管フローセルを説明している。毛管フローセルは毛管
皮膜を一部除去し、毛管を２枚の顕微鏡スライドの間に
挟みエポキシで接着し、毛管とスライドをブラケットに
取り付け、装置の前面を黒く塗装し、アルゴンレーザー
で塗装された部分をエッチングする。絶縁テープを用
い、ごく一部を除きマスクすることにより、フローセル
が完成する。可変波長検出装置と多重波長検出装置にお
けるフローセルの使用が説明されており、多重波長検出
装置で使用するときには、重水素放電管から発生された
光放射線のビームは毛管を通過後、２つの別個のレンズ
を通過し分光計の入射開口部に焦点が合わされる。
〜196頁「膠質粒子動電学的毛管色層分析学における器
具の開発」（“Instrumental Developments in Micella
r Electrokinetic Capillary Chromatography,"J.Chro
m.480（1989）:185−196）で、下記のように製造される
毛管フローセルを説明している。毛管フローセルは毛管
皮膜を一部除去し、毛管を２枚の顕微鏡スライドの間に
挟みエポキシで接着し、毛管とスライドをブラケットに
取り付け、装置の前面を黒く塗装し、アルゴンレーザー
で塗装された部分をエッチングする。絶縁テープを用
い、ごく一部を除きマスクすることにより、フローセル
が完成する。可変波長検出装置と多重波長検出装置にお
けるフローセルの使用が説明されており、多重波長検出
装置で使用するときには、重水素放電管から発生された
光放射線のビームは毛管を通過後、２つの別個のレンズ
を通過し分光計の入射開口部に焦点が合わされる。
発明の要約
本発明の毛管フローセルは光軸を含む保持手段から構
成されており、該光軸は下記の順番に配置された（１）
第一の（入射）開口部、（２）第一のレンズ、（３）そ
の長軸の中心が光軸を横切る毛管及び（４）第二のレン
ズにより構成されている。第一のレンズは、入射開口部
からの電磁放射線が毛管の内径を通過するよう焦点を合
わせる。これにより、毛管内の分析物により発生される
信号が最大化される。第二のレンズは、毛管を透過した
電磁放射線の焦点を合わせる。通常、第二のレンズは、
電磁放射線の焦点をフローセルの射出開口部又はポリク
ロメーターの入射開口部に合わせ、信号レベルを最大化
し、散乱することによりノイズになる光の量を最小化す
る。より望ましいのは、フローセルの射出開口部をポリ
クロメーターの入射開口部として使うことである。
成されており、該光軸は下記の順番に配置された（１）
第一の（入射）開口部、（２）第一のレンズ、（３）そ
の長軸の中心が光軸を横切る毛管及び（４）第二のレン
ズにより構成されている。第一のレンズは、入射開口部
からの電磁放射線が毛管の内径を通過するよう焦点を合
わせる。これにより、毛管内の分析物により発生される
信号が最大化される。第二のレンズは、毛管を透過した
電磁放射線の焦点を合わせる。通常、第二のレンズは、
電磁放射線の焦点をフローセルの射出開口部又はポリク
ロメーターの入射開口部に合わせ、信号レベルを最大化
し、散乱することによりノイズになる光の量を最小化す
る。より望ましいのは、フローセルの射出開口部をポリ
クロメーターの入射開口部として使うことである。
保持手段としては、毛管の中心が、保持手段の光軸を
直接横切るよう、毛管を正確に保持できる手段が含まれ
ていることが望ましい。該保持手段は二つの係合する部
品から成され、係合する部品の間に毛管を保持するよう
溝を形成してもよい。
直接横切るよう、毛管を正確に保持できる手段が含まれ
ていることが望ましい。該保持手段は二つの係合する部
品から成され、係合する部品の間に毛管を保持するよう
溝を形成してもよい。
図の簡単な説明
図１は従来技術の可変波長検出装置と毛管フローセル
を示す。図２は別の従来技術の可変波長検出装置と毛管
フローセルを示す。図３は従来技術の多重波長検出装置
と毛管フローセルを示す。図４は本発明による可変波長
検出装置と毛管フローセルを示す。図５は本発明の毛管
フローセルの断面を示す。図６は図５のフローセルの一
つのサブユニットの係合面を示す。
を示す。図２は別の従来技術の可変波長検出装置と毛管
フローセルを示す。図３は従来技術の多重波長検出装置
と毛管フローセルを示す。図４は本発明による可変波長
検出装置と毛管フローセルを示す。図５は本発明の毛管
フローセルの断面を示す。図６は図５のフローセルの一
つのサブユニットの係合面を示す。
発明の最良形態の開示
本発明は、ポリクロメーターを用いる多重波長検出装
置において、高い撮像能力を提供するフローセルの設計
に関するもので、毛管内の分析物の検出下限をより下げ
るための高いスループット、毛管を交換可能に保持する
手段と、標準的な多重波長検出装置の典型的な液体クロ
マトグラフィーフローセルと置き換える能力を提供す
る。
置において、高い撮像能力を提供するフローセルの設計
に関するもので、毛管内の分析物の検出下限をより下げ
るための高いスループット、毛管を交換可能に保持する
手段と、標準的な多重波長検出装置の典型的な液体クロ
マトグラフィーフローセルと置き換える能力を提供す
る。
図において、同一の機能は同一の番号で表されてい
る。図は、解読しやすいよう描かれており、寸法関係は
正しくはない。
る。図は、解読しやすいよう描かれており、寸法関係は
正しくはない。
図４は本発明における毛管フローセル内の光ビームの
経路を示している。電磁放射線源10により複数の波長
（ｍλ）を有する多色光が発生される。集束された入射
電磁放射線（矢印で示す）は入射開口部14よりフローセ
ル12に入射する。電磁放射線は第一のレンズ26を通過
し、第一のレンズはフローセルの入射開口部から入射す
る電磁放射線を、毛管16の内径に含まれる分析物18に焦
点を合わせる。焦点を合わせることにより、毛管16の内
径に含まれる分析物18を電磁放射線が実質的に透過する
ことになる。このような電磁放射線の焦点合わせによ
り、分析物を透過する電磁放射線の量を最大化し、“信
号”レベルを最大化する。同時に、分析物を透過せず、
ノイズとなる電磁放射線の量を最小化する。
経路を示している。電磁放射線源10により複数の波長
（ｍλ）を有する多色光が発生される。集束された入射
電磁放射線（矢印で示す）は入射開口部14よりフローセ
ル12に入射する。電磁放射線は第一のレンズ26を通過
し、第一のレンズはフローセルの入射開口部から入射す
る電磁放射線を、毛管16の内径に含まれる分析物18に焦
点を合わせる。焦点を合わせることにより、毛管16の内
径に含まれる分析物18を電磁放射線が実質的に透過する
ことになる。このような電磁放射線の焦点合わせによ
り、分析物を透過する電磁放射線の量を最大化し、“信
号”レベルを最大化する。同時に、分析物を透過せず、
ノイズとなる電磁放射線の量を最小化する。
分析物18を透過した、電磁放射線は第二のレンズ28を
透過し、第二のレンズは、透過するノイズの量を最小化
しながら、射出開口部20又は・及びポリクロメーター24
の入射開口部21を“信号”が通過するように焦点を合わ
せる。分析物の照射された領域は、第二のレンズにより
ポリクロメーターの入射開口部に再結像されることが望
ましい。望ましい実施例では、フローセルの集束射出角
（Φ）はポリクロメーターの入射角に等しくなるよう設
定されている。ポリクロメーター24はビームを離散した
帯域（λ１、λ２、λ３）に分け、離散された波長を有
する電磁放射線は前述の実施例と同じように離散された
検出素子22により、電気信号に変換される。
透過し、第二のレンズは、透過するノイズの量を最小化
しながら、射出開口部20又は・及びポリクロメーター24
の入射開口部21を“信号”が通過するように焦点を合わ
せる。分析物の照射された領域は、第二のレンズにより
ポリクロメーターの入射開口部に再結像されることが望
ましい。望ましい実施例では、フローセルの集束射出角
（Φ）はポリクロメーターの入射角に等しくなるよう設
定されている。ポリクロメーター24はビームを離散した
帯域（λ１、λ２、λ３）に分け、離散された波長を有
する電磁放射線は前述の実施例と同じように離散された
検出素子22により、電気信号に変換される。
図５に示すよう、毛管フローセル101は、貫通孔119を
有する保持手段103を含む。貫通孔119の中に設けられた
光学的素子により電磁放射線ビームの焦点がくり返し合
わされる。光学的素子による選択、焦点合わせ、焦点の
再合わせにより、望ましくは多重波長の電磁放射線の細
いビームが光軸αに沿って発生される。
有する保持手段103を含む。貫通孔119の中に設けられた
光学的素子により電磁放射線ビームの焦点がくり返し合
わされる。光学的素子による選択、焦点合わせ、焦点の
再合わせにより、望ましくは多重波長の電磁放射線の細
いビームが光軸αに沿って発生される。
一般的に、重水素放電管又はその他の入射多重波長電
磁放射線源（図示せず）からの放射線を複数の波長を含
む電磁放射線ビームになるよう焦点を合わせる。ビーム
は、第一のレンズを完全に照射するように、入射開口部
を通過するように集束されていることが望ましい。
磁放射線源（図示せず）からの放射線を複数の波長を含
む電磁放射線ビームになるよう焦点を合わせる。ビーム
は、第一のレンズを完全に照射するように、入射開口部
を通過するように集束されていることが望ましい。
（１）入射開口部105、（２）第一のレンズ107、
（３）その長軸の中心が光軸を横切る毛管及び（４）第
二のレンズの順番で形成される多重波長電磁放射線にお
いて、多重波長電磁放射線の経路の中心に位置する線を
光軸αと一般的には定義される。第一のレンズ107は、
開口部105から入射する電磁放射線が毛管109の内径を実
質的に透過するように、焦点を合わせる。第二のレンズ
111は毛管を透過した電磁放射線が光軸αに合うよう焦
点を合わせる。第二のレンズ111は、射出開口部113が設
けられている場合は、電磁放射線が射出開口部113を通
過し又ポリクロメーターの入射開口部に放射線の焦点を
合わせる。フローセルから射出されるビームの集束角は
ポリクロメーターのアクセプタンス角に合致することが
望ましい。フローセルの射出開口部113とポリクロメー
ター（図示せず）の入射開口部は同一のポートであって
もよい。
（３）その長軸の中心が光軸を横切る毛管及び（４）第
二のレンズの順番で形成される多重波長電磁放射線にお
いて、多重波長電磁放射線の経路の中心に位置する線を
光軸αと一般的には定義される。第一のレンズ107は、
開口部105から入射する電磁放射線が毛管109の内径を実
質的に透過するように、焦点を合わせる。第二のレンズ
111は毛管を透過した電磁放射線が光軸αに合うよう焦
点を合わせる。第二のレンズ111は、射出開口部113が設
けられている場合は、電磁放射線が射出開口部113を通
過し又ポリクロメーターの入射開口部に放射線の焦点を
合わせる。フローセルから射出されるビームの集束角は
ポリクロメーターのアクセプタンス角に合致することが
望ましい。フローセルの射出開口部113とポリクロメー
ター（図示せず）の入射開口部は同一のポートであって
もよい。
入射ビームの直径は入射開口部105によってまず制約
を受け成形される。図示された状態では、入射開口部10
5と射出開口部113は各々開口板115と127を有している。
望ましい実施例では、開口板115及び127は、保持手段10
3の表面からへこんだ表面に保持リング117により固定さ
れている。
を受け成形される。図示された状態では、入射開口部10
5と射出開口部113は各々開口板115と127を有している。
望ましい実施例では、開口板115及び127は、保持手段10
3の表面からへこんだ表面に保持リング117により固定さ
れている。
開口部を奥まった場所に位置することにより、開口板
115及び127を保護し、又異なった大きさの開口が必要な
ときには、開口板115及び127の簡単な交換を可能とす
る。
115及び127を保護し、又異なった大きさの開口が必要な
ときには、開口板115及び127の簡単な交換を可能とす
る。
開口板115及び127は製造の簡易化のためにプラスチッ
ク製であってもよい。入射開口105の直径は、望ましく
は、毛管109の内径に合致する開口105の像の最大直径に
対応するよう選択される。射出開口113の直径は、望ま
しくは、ポリクロメーターの入射開口部に合う、毛管の
内径の像の最大直径に対応するよう選択される。
ク製であってもよい。入射開口105の直径は、望ましく
は、毛管109の内径に合致する開口105の像の最大直径に
対応するよう選択される。射出開口113の直径は、望ま
しくは、ポリクロメーターの入射開口部に合う、毛管の
内径の像の最大直径に対応するよう選択される。
入射開口部105を通過する際、ビームは保持手段103内
のボア119を通過する。該ボア119の中には、第一のレン
ズ107、その長軸の中心が光軸を横切る毛管109及び第二
のレンズ111がこの順番で配置されている。
のボア119を通過する。該ボア119の中には、第一のレン
ズ107、その長軸の中心が光軸を横切る毛管109及び第二
のレンズ111がこの順番で配置されている。
第一のレンズ107及び第二のレンズ111は望ましくは球
面のサファイヤレンズである。サファイヤレンズが望ま
れる理由は、本装置が必要とする電磁放射線の波長域全
体に渡り電磁放射線を効率良く透過できること、高い屈
折率及び短い焦点距離で電磁放射線の焦点を合わせるこ
とが可能なこと、及び廉価であること等である。
面のサファイヤレンズである。サファイヤレンズが望ま
れる理由は、本装置が必要とする電磁放射線の波長域全
体に渡り電磁放射線を効率良く透過できること、高い屈
折率及び短い焦点距離で電磁放射線の焦点を合わせるこ
とが可能なこと、及び廉価であること等である。
レンズの位置決めはボア119をレンズの直径よりも若
干小さく製造することによって行われる。例えば、直径
2.0mmのレンズを収納するには、直径1.95mmのボアを形
成する。次に、球面レンズをボア119内に挿入する。依
って、保持手段103の素材としては、比較的柔らかい材
料が望ましく、アセタールのようなプラスチックが適当
である。
干小さく製造することによって行われる。例えば、直径
2.0mmのレンズを収納するには、直径1.95mmのボアを形
成する。次に、球面レンズをボア119内に挿入する。依
って、保持手段103の素材としては、比較的柔らかい材
料が望ましく、アセタールのようなプラスチックが適当
である。
入射開口部105よりフローセルに入射する光が毛管109
の内径を透過するよう第一のレンズは入射開口部105及
び毛管109から適当な距離のところに位置される。
の内径を透過するよう第一のレンズは入射開口部105及
び毛管109から適当な距離のところに位置される。
毛管109は望ましくは標準的な毛管で、そのような毛
管は外径が約375ミクロン、内径は約50ミクロンであ
る。標準的な毛管を利用した一つの好ましい実施例で
は、第一のレンズ107及び第二のレンズ111は各々直径2.
0mmのサファイヤの球面レンズであり、入射開口部105は
通常直径が0.5から0.6mmで、第一のレンズからやく7mm
離れたところに配置される。毛管109は、望ましくは、
第一のレンズ107及び第二のレンズ111に接触するよう配
置される。射出開口部118は、望ましくは、第二のレン
ズ111から約7mm離れたところに配置される。
管は外径が約375ミクロン、内径は約50ミクロンであ
る。標準的な毛管を利用した一つの好ましい実施例で
は、第一のレンズ107及び第二のレンズ111は各々直径2.
0mmのサファイヤの球面レンズであり、入射開口部105は
通常直径が0.5から0.6mmで、第一のレンズからやく7mm
離れたところに配置される。毛管109は、望ましくは、
第一のレンズ107及び第二のレンズ111に接触するよう配
置される。射出開口部118は、望ましくは、第二のレン
ズ111から約7mm離れたところに配置される。
図示されている好ましい実施例では、保持手段は二つ
の係合する部品103a及び103bを含む。標準的な多重波長
吸光度装置に於いて改善されたフローセルが円形のクラ
ンプ穴によって保持できるように、第一の部品103aの外
径の一部には、望ましくは、へこみ部が設けられてい
る。第一の部品103aは入射開口部105を含み、入射開口
部105は、望ましくは、多重波長電磁放射線源により発
生される集束されたビームの集点位置に配置される。第
一の部品103aは第一のレンズ107を摩擦又は圧入により
保持するよう構成されている。第二の部品103bは第二の
レンズ111を同様に保持するよう構成されており、第二
の部品103bは、望ましくは、射出開口部113を含んでい
る。射出開口部113を通過した光は、ポリクロメーター
に入射し、波長によりビームが分離され、異なった波長
に於ける信号の有無が求められる。好ましい実施例で
は、保持手段の直径は約2cmで、長さは約1.3cmである。
の係合する部品103a及び103bを含む。標準的な多重波長
吸光度装置に於いて改善されたフローセルが円形のクラ
ンプ穴によって保持できるように、第一の部品103aの外
径の一部には、望ましくは、へこみ部が設けられてい
る。第一の部品103aは入射開口部105を含み、入射開口
部105は、望ましくは、多重波長電磁放射線源により発
生される集束されたビームの集点位置に配置される。第
一の部品103aは第一のレンズ107を摩擦又は圧入により
保持するよう構成されている。第二の部品103bは第二の
レンズ111を同様に保持するよう構成されており、第二
の部品103bは、望ましくは、射出開口部113を含んでい
る。射出開口部113を通過した光は、ポリクロメーター
に入射し、波長によりビームが分離され、異なった波長
に於ける信号の有無が求められる。好ましい実施例で
は、保持手段の直径は約2cmで、長さは約1.3cmである。
保持手段103の第一の部品103aは、第二の部品103bの
ボス部と係合するへこみ部を有している。両部品は、各
々に設けてある穴125にネジ（図示せず）が挿入できる
よう配置されている。該ネジは、保持手段103を一体に
保つ機能を果たす。
ボス部と係合するへこみ部を有している。両部品は、各
々に設けてある穴125にネジ（図示せず）が挿入できる
よう配置されている。該ネジは、保持手段103を一体に
保つ機能を果たす。
毛管109は、その長軸の中心が検出装置の光軸に位置
するように配置される。図６は、保持手段103の第一の
部品103aの係合面（内側）を示す。図５に示すよう、毛
管109は保持手段103の第一の部品103aに設けられた溝12
1により保持され、溝121はいかなる断面形状を有してい
てもよいが、利便上、台形の形をしている。毛管109は
溝121により、実質的に囲まれている。一方のサブユニ
ットの係合面には円形の溝が設けられており、同溝の中
にはＯリング123が収められている。本Ｏリングは、二
つのサブユニットの係合を援助し、毛管を高い圧力をか
けずに確実に保持できるようになっている。第２のサブ
ユニット（図示されず）は第一のサブユニットと係合
し、保持装置を構成する。この二つのサブユニットは、
圧入後にネジ等を用い一体に固定する。ネジが切られた
ボア125が図示されている。
するように配置される。図６は、保持手段103の第一の
部品103aの係合面（内側）を示す。図５に示すよう、毛
管109は保持手段103の第一の部品103aに設けられた溝12
1により保持され、溝121はいかなる断面形状を有してい
てもよいが、利便上、台形の形をしている。毛管109は
溝121により、実質的に囲まれている。一方のサブユニ
ットの係合面には円形の溝が設けられており、同溝の中
にはＯリング123が収められている。本Ｏリングは、二
つのサブユニットの係合を援助し、毛管を高い圧力をか
けずに確実に保持できるようになっている。第２のサブ
ユニット（図示されず）は第一のサブユニットと係合
し、保持装置を構成する。この二つのサブユニットは、
圧入後にネジ等を用い一体に固定する。ネジが切られた
ボア125が図示されている。
本発明は特定の実施例を参照し説明されているが、本
発明の原理から逸脱することなく色々な修正が当該業者
により可能である。本発明の技術分野で公知もしくは自
明な修正、変化、使用、適応等は、本発明及び特許請求
の範囲に含まれるものである。
発明の原理から逸脱することなく色々な修正が当該業者
により可能である。本発明の技術分野で公知もしくは自
明な修正、変化、使用、適応等は、本発明及び特許請求
の範囲に含まれるものである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−179240（ＪＰ，Ａ)
米国特許5037199（ＵＳ，Ａ)
米国特許5039855（ＵＳ，Ａ)
米国特許4747687（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/61
G01N 27/447
G01N 30/74
ＥＵＲＯＰＡＴ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (9)
- 【請求項１】（１）集束する多重波長電磁放射線の焦点
に配置される第一の開口部、（２）第一のレンズ、
（３）その長軸の中心が光軸を横切る毛管、及び（４）
第二のレンズの順に定義される光軸を含む保持手段を構
成する毛管フローセルに於いて、第一のレンズは、第一
の開口部より入射する多重波長の電磁放射線を毛管の内
径を透過するよう焦点を合わせ、第二のレンズは毛管を
透過した多重波長の電磁放射線の焦点を合わせる、集束
する多重波長電磁放射線を用いて分析物を測定するため
の毛管フローセル。 - 【請求項２】（１）第一の開口部、（２）第一のレン
ズ、（３）その長軸の中心が光軸を横切る毛管、（４）
第二のレンズ及び（５）第二の開口部の順に構成される
請求項１に記載するフローセルに於いて、第二のレンズ
が第二の開口部を通過するように電磁放射線の焦点を合
わせるフローセル。 - 【請求項３】請求項２のフローセルに於いて、第二の開
口部がポリクロメーターの入射開口部であるフローセ
ル。 - 【請求項４】請求項１のフローセルに於いて、第一のレ
ンズ及び第二のレンズのうちの少なくともひとつが球面
レンズであるフローセル。 - 【請求項５】請求項４のフローセルに於いて、第一のレ
ンズ及び第二のレンズのうちの少なくともひとつがサフ
ァイヤレンズであるフローセル。 - 【請求項６】請求項１のフローセルに於いて、毛管が交
換可能であるフローセル。 - 【請求項７】請求項１のフローセルで、可変波長検出装
置で使用されるフローセル。 - 【請求項８】請求項１のフローセルで、多重波長検出装
置で使用されるフローセル。 - 【請求項９】毛管内の分析物を同定する方法であって、 （１）第一のレンズに対して、集束する多重波長放射線
をなす光ビームを、該光ビームの焦点に配置される開口
部を通じて提供する工程であって、ここで該光ビームは
第一のレンズによって焦点を合わせられ、毛管内の分析
物を透過する、工程； （２）毛管を透過したビームをポリクロメーターの入射
部に第二のレンズにより焦点を合わせる工程；および （３）ポリクロメーターに於いての信号を検知する工
程、 を包含する、方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US802,131 | 1985-11-26 | ||
| US80213191A | 1991-12-03 | 1991-12-03 | |
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|---|---|---|---|
| JP2002358758A Division JP2003202286A (ja) | 1991-12-03 | 2002-12-10 | 多重波長検出用の毛管フローセル |
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|---|---|
| JPH07506424A JPH07506424A (ja) | 1995-07-13 |
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|---|---|---|---|
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| DE29607239U1 (de) * | 1996-04-23 | 1996-06-05 | J & M Analytische Mess- und Regeltechnik GmbH, 73431 Aalen | Kapillarhalter |
| DE19641882C2 (de) * | 1996-10-10 | 1998-11-05 | Willi Fischer | Verwendung einer Einrichtung zum Feststellen metallischer Teilchen |
| US6054032A (en) * | 1998-01-27 | 2000-04-25 | 3M Innovative Properties Company | Capillary electrophoresis array |
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| TW498391B (en) * | 1999-10-13 | 2002-08-11 | Fusion Lighting Inc | Lamp apparatus and method for effectively utilizing light from an aperture lamp |
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| US7250099B2 (en) * | 2002-12-13 | 2007-07-31 | Biocal Technology, Inc. | Optical detection alignment coupling apparatus |
| AU2003213294A1 (en) | 2002-02-25 | 2003-09-09 | Waters Investments Limited | An opaque additive to block stray light in teflon af light-guiding flowcells |
| RU2212670C1 (ru) * | 2002-10-03 | 2003-09-20 | Атнашев Виталий Борисович | Способ измерения скорости потока жидкости или газа |
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| US7177023B2 (en) * | 2004-03-19 | 2007-02-13 | Applera Corporation | Fluorescent light detection |
| JP5065913B2 (ja) * | 2005-02-16 | 2012-11-07 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | キャピラリ照明における屈折率整合 |
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| US8564768B2 (en) * | 2009-04-17 | 2013-10-22 | Schlumberger Technology Corporation | High pressure and high temperature optical spectroscopy cell using spherical surfaced lenses in direct contact with a fluid pathway |
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| US9140648B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-09-22 | Ecolab Usa Inc. | Fluorometer with multiple detection channels |
| CN106536011B (zh) * | 2014-05-15 | 2019-08-20 | 布莱阿姆青年大学 | 用于毛细管液体层析法的具有低检测极限的基于低功率微型led的uv吸收检测器 |
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| US11054364B2 (en) | 2018-12-17 | 2021-07-06 | Thermo Finnigan Llc | Apparatus and methods for handling and spectrophotometry of small liquid samples |
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-
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- 2002-12-10 JP JP2002358758A patent/JP2003202286A/ja not_active Withdrawn
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