JP3469569B2 - Flow cell - Google Patents
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- JP3469569B2 JP3469569B2 JP2001288001A JP2001288001A JP3469569B2 JP 3469569 B2 JP3469569 B2 JP 3469569B2 JP 2001288001 A JP2001288001 A JP 2001288001A JP 2001288001 A JP2001288001 A JP 2001288001A JP 3469569 B2 JP3469569 B2 JP 3469569B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、フローセルに関す
るものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flow cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液体クロマトグラフに用いられる多波長
検出器の一例を示すと、図１のようになっている。同図
に示すように、光源１から出射された光束は、集光系
（図では１枚のレンズで代表している）２によって集光
されフローセル３に入射する。フローセル３は、図２に
示すようにガラス等の透明部材でつくられた窓板４，４
に挟まれた円柱状の試料室６内を溶媒が流れるようにな
っており、光源１からの光はこの試料室６に向かって照
射されている。そして、光は試料室６を通過する間に、
溶媒に含まれている試料によって吸収を受ける。2. Description of the Related Art An example of a multi-wavelength detector used in a liquid chromatograph is shown in FIG. As shown in the figure, the light flux emitted from the light source 1 is condensed by a condenser system (represented by a single lens in the figure) 2 and is incident on the flow cell 3. The flow cell 3 is a window plate 4 or 4 made of a transparent material such as glass as shown in FIG.
The solvent flows in the cylindrical sample chamber 6 sandwiched between the two, and the light from the light source 1 is emitted toward the sample chamber 6. Then, while the light passes through the sample chamber 6,
It is absorbed by the sample contained in the solvent.
【０００３】フローセル３を透過した光は、光分散光学
系（図では、１枚の回折格子で代表している）７によっ
て光分散され、フォトダイオードアレーの光検知器８に
入射し、各波長ごとの電気信号に変換されデータとして
取り出されるようになっている。The light transmitted through the flow cell 3 is dispersed by a light dispersion optical system (represented by a single diffraction grating in the figure) 7 and is incident on a photodetector 8 of a photodiode array for each wavelength. Each of them is converted into an electric signal and is taken out as data.
【０００４】ところで、上述した図２に示すフローセル
を、液体クロマトグラフ用多波長検出器に使用すると、
次のような不具合が生じる。By the way, when the flow cell shown in FIG. 2 is used in a multi-wavelength detector for a liquid chromatograph,
The following problems occur.
【０００５】すなわち、フローセルへの入射光の利用効
率が悪い。これは、一般的に光源１からの光は立体角を
もってフローセル３へ入射する。従って、入射光の一部
は円柱状の試料室６の内壁に衝突して吸収され、フロー
セル３を透過することができず、フローセル３への入射
光の利用効率の減少を招く。このことは、光検知器８
（ダイオードアレイ）から出力される検出信号（電気信
号）の微弱化を招き、測定データのノイズが増加する原
因となる。That is, the utilization efficiency of the incident light on the flow cell is poor. This is because light from the light source 1 generally enters the flow cell 3 with a solid angle. Therefore, a part of the incident light collides with the inner wall of the cylindrical sample chamber 6 and is absorbed, cannot pass through the flow cell 3, and the utilization efficiency of the incident light on the flow cell 3 is reduced. This means that the photodetector 8
The detection signal (electrical signal) output from the (diode array) is weakened, which causes an increase in noise in the measurement data.
【０００６】このような問題を改善するための提案とし
て、従来例えば特公平８−３４８３号公報に開示された
発明がある。係る公報に開示された発明の一つとして、
フローセルの形状を図３に示すように、試料室６の内形
状を光の進行方向に沿って広くなる円錐台形状になるよ
うに設定した。係る構成をとると、ある程度の立体角が
あってもフローセル３内に入射した光は、試料室６の内
周面に衝突しないので吸収されることがない。なお、こ
のように試料室６の内形状を光の進行方向に沿って広く
なる円錐台形状になるように設定したものとしては、本
発明と目的が異なるものの特公昭５４−３３８７１号
や、実公昭４０−１４０８０号公報などもある。As a proposal for improving such a problem, there is an invention disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-3483, for example. As one of the inventions disclosed in this publication,
As shown in FIG. 3, the shape of the flow cell was set so that the inner shape of the sample chamber 6 was a truncated cone shape that widens in the light traveling direction. With such a configuration, the light that has entered the flow cell 3 does not collide with the inner peripheral surface of the sample chamber 6 even if there is a certain solid angle, and is not absorbed. It should be noted that, in the case where the inner shape of the sample chamber 6 is set to be a truncated cone shape that widens in the traveling direction of light in this way, Japanese Patent Publication No. 54-33871 or Japanese Patent Publication No. There is also a publication of Japanese Patent Publication No. 40-14080.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たその図３に示す形状の試料室６を有するフローセル３
では、以下の問題を有する。すなわち、吸光度は同じで
も屈折率が異なる溶媒が入れ替わるとき、光検知器８の
出力は変化し、測定データのベースラインの変動を招
く。この原因は、次のように考えられている。すなわ
ち、今まで流れていた溶媒と異なる屈折率を有する新た
な溶媒がフローセル３中に流れこむと、フローセル３の
中心部ほど流速が速いため、フローセル３の試料室６の
内壁近辺に比べて試料室６の中心部に屈折率の違う新た
な溶媒の濃度が濃い状態が生じる。このことがレンズと
同じような効果（いわゆるレンズ効果）を生じさせるた
め、フローセル３への入射光は屈曲し、その一部はフロ
ーセル３の試料室６の内壁に衝突することによって吸収
される。このため、上記したように光検知器８の出力は
変化し測定データのベースラインの変動が生じる。However, the flow cell 3 having the sample chamber 6 having the shape shown in FIG. 3 described above.
Then, it has the following problems. That is, when solvents having the same absorbance but different refractive indices are exchanged, the output of the photodetector 8 changes, causing a variation in the baseline of measurement data. The cause is considered as follows. That is, when a new solvent having a refractive index different from that of the solvent that has flowed up to now flows into the flow cell 3, the flow velocity is higher toward the center of the flow cell 3, so that the sample is compared with the vicinity of the inner wall of the sample chamber 6 of the flow cell 3. In the center of the chamber 6, a new solvent having a different refractive index is formed in a high concentration. Since this produces the same effect as a lens (so-called lens effect), the incident light on the flow cell 3 is bent, and part of it is absorbed by colliding with the inner wall of the sample chamber 6 of the flow cell 3. Therefore, as described above, the output of the photodetector 8 changes and the baseline of the measurement data fluctuates.
【０００８】また、結果物（完成された発明）同士を比
較すると、本発明の構造と類似するものとして、特開平
２−２５９４５２号公報に開示された分光光度計があ
る。この公報に開示された発明では、フローセル単独で
見ると、光入口側が広くなった内形状からなる試料室を
有している。しかし、その公報の発明では、フローセル
と光源との間、つまりフローセルの光入口側の外側にス
リットを設置するのを必須の構成とするとともに、スリ
ット近傍、つまりフローセルの光入り口側より光源側で
光が結像するようにしている。Further, when comparing the resultant products (completed inventions), there is a spectrophotometer disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-259452, which has a structure similar to that of the present invention. In the invention disclosed in this publication, the flow cell alone has a sample chamber having an inner shape with a wider light entrance side. However, in the invention of the publication, between the flow cell and the light source, that is, it is essential to install a slit outside the light inlet side of the flow cell, and in the vicinity of the slit, that is, on the light source side from the light inlet side of the flow cell. The light is focused.
【０００９】係る構成をとることにより、そのスリット
により光束を絞り込んだ後フローセル内に入射させ、そ
の入射した光のうち、外側を進む光は試料室の内周面で
反射させてフォトセンサに受光させないようにしてい
る。つまり、溶媒等のセル内の条件変化にともなう影響
の受けにくい光路の近軸付近のみをフォトセンサに受光
させ、その光を利用して吸光度変化を測定するようにし
ている。したがって、受光されて測定に使用される光量
が減少し感度劣化を招く。With this configuration, the light beam is narrowed by the slit and then made incident on the flow cell, and out of the incident light, the light traveling outside is reflected by the inner peripheral surface of the sample chamber and received by the photosensor. I try not to let it. In other words, the photosensor receives light only in the vicinity of the paraxial part of the optical path that is unlikely to be affected by changes in conditions such as the solvent in the cell, and the change in absorbance is measured using the light. Therefore, the amount of light that is received and used for measurement is reduced, causing sensitivity deterioration.
【００１０】本発明の目的とするところは、ガスケット
とフローセルブロックとの密着を解消し、ガスケットを
簡単に取り外すことができるフローセルを提供すること
である。また、フローセルへの入射光の利用効率が高
く、なおかつ、フローセル中を流れる溶媒の屈折率が変
わった場合でもベースラインの変動を極力小さく抑える
ことのできる液体クロマトグラフ用ＵＶ検出器等に用い
るフローセルを提供することにある。An object of the present invention is to provide a flow cell which eliminates the close contact between the gasket and the flow cell block and allows the gasket to be easily removed. Further, the flow cell used in a UV detector for a liquid chromatograph, which has a high utilization efficiency of incident light to the flow cell and can suppress the fluctuation of the baseline as small as possible even when the refractive index of the solvent flowing in the flow cell is changed. To provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明に係るフローセル
では、軸方向に貫通する試料室を備えたフローセルブロ
ックと、そのフローセルブロックの軸方向両端面に、ガ
スケットを介して着脱可能に取り付けられた窓板とを備
えたフローセルである。そして、前記ガスケットの外周
縁付近に対面する前記フローセルブロックの表面には、
溝を形成した。そして、好ましくは、試料室の内形状
が、円錐台形状とすることである。また、光入口側から
光出口側にいくに従って、徐々に縮小する円錐台形状と
すると良い。In the flow cell according to the present invention, a flow cell block provided with a sample chamber penetrating in the axial direction and both axial end faces of the flow cell block are detachably attached via gaskets. A flow cell having a window plate. And, on the surface of the flow cell block facing near the outer peripheral edge of the gasket,
A groove was formed. And, preferably, the inner shape of the sample chamber is a truncated cone shape. Further, it is preferable that the shape of the truncated cone is gradually reduced from the light entrance side to the light exit side.
【００１２】なお、フローセルが用いられる液体クロマ
トグラフ用ＵＶ検出器としては、例えば、光源と、その
光源から出射した光をフローセルに入射させる第１光学
系と、フローセルから出射された光を光検知手段に受光
させる第２光学系とを備え、前記フローセルは、軸方向
に延びる試料室の内形状が、光入口側から光出口側にい
くに従って、徐々に縮小する円錐台形状とする。そし
て、さらに、前記第１光学系は、前記フローセルの光出
口側端部、或いはその光出口側端部より外側で結像する
ように調整することである。As a UV detector for a liquid chromatograph in which a flow cell is used, for example, a light source, a first optical system for making light emitted from the light source enter the flow cell, and light detection for the light emitted from the flow cell A second optical system for allowing the means to receive light; and the flow cell has a conical trapezoidal shape in which the inner shape of the sample chamber extending in the axial direction gradually decreases from the light inlet side to the light outlet side. Further, the first optical system is adjusted so that an image is formed on the light exit side end of the flow cell or outside the light exit side end.
【００１３】本発明のフローセルは、試料室の内形状が
円錐台形状で、光の入口側に径の大きい方の底面が向い
ている。光が通過する以上は、両端の開口部はそれぞれ
所定の面積を有するため（たとえ微小であっても）、内
形状は、円錐ではなく円錐台形状となる。In the flow cell of the present invention, the inner shape of the sample chamber is a truncated cone shape, and the bottom surface having the larger diameter faces the light entrance side. As long as the light passes through, the openings at both ends have a predetermined area (even if they are minute), so that the inner shape is not a cone but a truncated cone shape.
【００１４】フローセル中に今まで流れていた溶媒と異
なった屈折率をもつ溶媒が流れ込んだ場合、屈折率が変
化することにより、光分散素子から見た場合のフローセ
ルの光入口の位置は変動する。しかし、光検知器上には
機械的に位置が固定されるフローセルの光出口が結像さ
れる。このため、フローセル中において屈折率の異なる
溶媒が入れ替わる際に生じるベースラインの変化を、極
力小さくすることができる。When a solvent having a refractive index different from that of the solvent that has been flowing so far flows into the flow cell, the refractive index changes, and the position of the light inlet of the flow cell when viewed from the light dispersing element changes. . However, the light outlet of the flow cell, which is mechanically fixed in position, is imaged on the photodetector. Therefore, the change in the baseline that occurs when the solvents having different refractive indexes are replaced in the flow cell can be minimized.
【００１５】フローセルへの入射光の焦点はフローセル
の光出口に合わせてある。また、円錐台の立体角は入射
光の立体角より大きくとることにより、入射光は壁面に
接触することなくフローセルの光出口に到達するため、
光エネルギーの損失は生じない。つまり、より大きい立
体角の光を利用できる。従って、エネルギーの損失なし
にフローセルの光出口の像をフォトダイオードアレー等
の光検知器上につくることができる。The incident light on the flow cell is focused on the light exit of the flow cell. Moreover, since the solid angle of the truncated cone is set to be larger than the solid angle of the incident light, the incident light reaches the light outlet of the flow cell without contacting the wall surface.
There is no loss of light energy. That is, light with a larger solid angle can be used. Thus, an image of the light exit of the flow cell can be created on a photodetector such as a photodiode array without loss of energy.
【００１６】また、実施の形態で示したように、光出口
側に流入路を設けると、溶媒（試料）は入射光の出口側
から入口側方向に流れる。すると、溶媒が流れる方向に
向かってセルの内径は大きくなっているため、セル中心
部の溶媒の流れはセル周辺部にも広がる。これにより、
セル中心部の流速は抑えられ、レンズ効果を小さくする
ことができる。これによっても、セル中において屈折率
の異なる溶媒が入れ替わる際のベースラインの変化を小
さくすることができる。Further, as shown in the embodiment, when the inflow path is provided on the light exit side, the solvent (sample) flows from the exit side of the incident light toward the entrance side. Then, since the inner diameter of the cell increases in the direction in which the solvent flows, the flow of the solvent in the central portion of the cell spreads also to the peripheral portion of the cell. This allows
The flow velocity at the center of the cell is suppressed, and the lens effect can be reduced. This also makes it possible to reduce the change in the baseline when the solvents having different refractive indexes are replaced in the cell.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】図４は、本発明の要部となるフロ
ーセルの一例を示している。同図に示すように、フロー
セル１０は、軸方向に貫通する試料室１１を備えた筒状
のフローセルブロック１２の軸方向両端面に、それぞれ
透明な石英ガラス板等からなる窓板１３を取り付けてい
る。図示省略するが窓板１３とフローセルブロック１２
の間には、薄肉の適当な形状のテフロン（登録商標）製
のシートを介在させて液密性を確保し、さらにその窓板
１３は、Ｏリング（図示省略）を介してそのＯリングの
内径と同程度の開口１４ａが開いている抑え板１４にて
フローセルブロックに密着されることにより固定され
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 4 shows an example of a flow cell which is an essential part of the present invention. As shown in the figure, the flow cell 10 has a cylindrical flow cell block 12 provided with a sample chamber 11 penetrating in the axial direction, and a window plate 13 made of a transparent quartz glass plate or the like is attached to both axial end surfaces thereof. There is. Although not shown, the window plate 13 and the flow cell block 12
A thin Teflon (registered trademark) sheet having an appropriate shape is interposed between them to ensure liquid-tightness, and the window plate 13 has an O-ring (not shown) through which an O-ring is formed. It is fixed by being brought into close contact with the flow cell block by the holding plate 14 having an opening 14a having the same size as the inner diameter.
【００１８】そして、光は、一方の抑え板１４（図中左
側）の開口１４ａから窓板１３を介して試料室１１内に
入り、反対側の窓板１３から開口１４ａを介して出射す
る。さらに、フローセルブロック１２には、軸方向両端
近傍に、径方向に延びる流入路１５ａ及び流出路１５ｂ
を設けている。これにより、試料（溶媒）は、光出口側
の流入路１５ａから試料室１１内に進入し、試料室１１
内を軸方向に進んだ後、光入口側の流出路１５ｂを通っ
て外部に排出されるように流れる。Then, the light enters the sample chamber 11 through the window plate 13 from the opening 14a of the one restraining plate 14 (on the left side in the figure), and exits through the opening 14a from the window plate 13 on the opposite side. Further, in the flow cell block 12, inflow passages 15a and outflow passages 15b extending in the radial direction are provided near both ends in the axial direction.
Is provided. As a result, the sample (solvent) enters the sample chamber 11 through the inflow passage 15a on the light exit side, and the sample chamber 11
After traveling in the inside in the axial direction, it flows so as to be discharged to the outside through the outflow passage 15b on the light inlet side.
【００１９】ここで本発明では、試料室１１の内形状を
円錐台形状とし、しかも、光出口側が細くなるように形
成している。すなわち、内形状が円錐台形状の試料室１
１を用意し、検出器にセットする際に光入口側に円錐台
形状の底面（開口部の径が大きい）が位置するようにす
る。そして、具体的にセットした状態の本発明の一形態
である多波長検出器の一例を示すと、図５に示すように
なる。In the present invention, the inner shape of the sample chamber 11 is frustoconical, and the light exit side is narrowed. That is, the sample chamber 1 having an inner shape of a truncated cone
When No. 1 is prepared and set in the detector, the truncated cone-shaped bottom surface (the diameter of the opening is large) is located on the light entrance side. FIG. 5 shows an example of the multi-wavelength detector which is one mode of the present invention in the state of being specifically set.
【００２０】同図に示すように、この多波長検出器は光
源として、重水素ランプ２０及びタングステンランプ２
１を使用しており、各ランプ２０，２１の出射面側に
は、石英製の窓板２２を設け、その窓板２２に形成した
開口部分から所定波長の光が出射するようになってい
る。そして、各ランプ２０，２１から出射される光の進
路は、ほぼ直交するようにし、その交差位置にアルミ等
を適当な厚さもしくは間隔で蒸着したハーフミラー２３
を配置し、そこにおいて両ランプ２０，２１からの光が
適当な割合の比率で合成され、一つの光路上を進むよう
にしている。As shown in the figure, this multi-wavelength detector is used as a light source for a deuterium lamp 20 and a tungsten lamp 2.
1 is used, a quartz window plate 22 is provided on the emission surface side of each lamp 20, 21, and light of a predetermined wavelength is emitted from an opening portion formed in the window plate 22. . The paths of the light emitted from the lamps 20 and 21 are set to be substantially orthogonal to each other, and the half mirror 23 in which aluminum or the like is vapor-deposited at an appropriate thickness or at an interval is provided.
Is arranged so that the lights from both lamps 20 and 21 are combined at an appropriate ratio and travel on one optical path.
【００２１】この合成された光は、軸外し楕円鏡２５に
て集光され、フローセル１０の試料室１１内を通過す
る。ここで、上記したように、フローセル１０は、試料
室１１の両端開口のうち、径の大きい方を軸外し楕円鏡
２５側に位置させる。しかも、上記集光された光は、フ
ローセル１０の出口側面（試料室１１の径の小さい方の
開口部分）に結像するように調整されている。そして、
このフローセル１０の部分を拡大して示すと、図６のよ
うになる。同図中各符号は、図４に示したものに対応
し、また、符号２６は、Ｏリングである。The combined light is condensed by the off-axis elliptical mirror 25 and passes through the sample chamber 11 of the flow cell 10. Here, as described above, the flow cell 10 is positioned on the ellipsoidal mirror 25 side with the larger diameter of the openings at both ends of the sample chamber 11 being off-axis. Moreover, the condensed light is adjusted so as to form an image on the outlet side surface of the flow cell 10 (the opening portion of the sample chamber 11 having the smaller diameter). And
FIG. 6 is an enlarged view of the flow cell 10. In the figure, the reference numerals correspond to those shown in FIG. 4, and the reference numeral 26 is an O-ring.
【００２２】一方、フローセルを通過した光は、フロー
セル室内での液漏れの影響を遮断するための石英窓板２
８を通過した後、球面鏡２９，平面鏡３０の順に反射さ
れポリクロメータの入射スリット３１上に結像する。そ
して、ポリクロメータの入射スリット３１から出射した
光は、回折格子３２により各波長に分散され光検知器
（フォトダイオードアレイ：ＰＤＡ）３３上に結像する
ようにしている。なお、図示省略するが、この光検知器
３３の後段には、信号処理装置が設置され、光検知器３
３から出力される光強度に応じた電気信号に基づいて、
所定の信号処理をするようになっている。On the other hand, the light that has passed through the flow cell is a quartz window plate 2 for blocking the influence of liquid leakage in the flow cell chamber.
After passing through 8, the spherical mirror 29 and the plane mirror 30 are reflected in this order to form an image on the entrance slit 31 of the polychromator. Then, the light emitted from the entrance slit 31 of the polychromator is dispersed into each wavelength by the diffraction grating 32 and imaged on the photodetector (photodiode array: PDA) 33. Although not shown, a signal processing device is installed in the subsequent stage of the photodetector 33, and
Based on the electric signal according to the light intensity output from 3,
It is designed to perform predetermined signal processing.
【００２３】なお、上記の石英窓板２８を設けたのは以
下の理由による。フローセル１０で溶媒が漏れた場合、
その漏れ出た溶媒そのもの或いは気化したものがポリク
ロメータ側に流れ込むと、回折格子３２や各種鏡がただ
ちに劣化してしまう。そこで係る事態の発生を未然に防
止するために、溶媒に対して安定な石英窓板２８を設け
てフローセルとポリクロメータとを隔離している。The quartz window plate 28 is provided for the following reason. If the solvent leaks in the flow cell 10,
If the leaked solvent itself or vaporized one flows into the polychromator side, the diffraction grating 32 and various mirrors are immediately deteriorated. Therefore, in order to prevent such a situation from occurring, a quartz window plate 28 that is stable against the solvent is provided to separate the flow cell and the polychromator.
【００２４】なお、上記したフローセル１０のより具体
的な構造の一例を示すと、図７，図８のようにすること
ができる。円錐台形状の試料室１１を備えたフローセル
ブロック１２の軸方向両端にテフロン（登録商標）製の
シート（ガスケット）３４を介して窓板１３を配置し、
その窓板の外側にＯリング２６を介して抑え板１４を配
置し、その抑え板１４をネジ３５にてフローセルブロッ
ク１２に固定することにより、上記した各部材を密着状
態で固定するようにしている。なお、図８において図示
省略した光出口側も、光入口側と同様の構成をとること
ができる（中心の開口面積・径は異なる）。また具体的
な試料室１１の寸法としては光入口側の径が２．１ｍｍ
で、光出口側の径が０．８ｍｍとすることができ、窓板
１３，１３の間隔は１０．０ｍｍとすることができる。
もちろんこの寸法に限定されるわけではないが、好まし
い寸法（比）の一つである。An example of a more specific structure of the flow cell 10 described above can be as shown in FIGS. 7 and 8. The window plates 13 are arranged at both axial ends of a flow cell block 12 having a truncated cone-shaped sample chamber 11 with a Teflon (registered trademark) sheet (gasket) 34 interposed therebetween.
The pressing plate 14 is arranged outside the window plate via the O-ring 26, and the pressing plate 14 is fixed to the flow cell block 12 with the screw 35 so that the above-mentioned members are fixed in a close contact state. There is. The light exit side, not shown in FIG. 8, can have the same configuration as the light entrance side (the opening area and diameter of the center are different). As a specific dimension of the sample chamber 11, the diameter on the light inlet side is 2.1 mm.
Thus, the diameter on the light outlet side can be 0.8 mm, and the distance between the window plates 13 and 13 can be 10.0 mm.
Of course, it is not limited to this size, but it is one of the preferred sizes (ratio).
【００２５】さらにまた、シート３４とフローセルブロ
ック１２との接合面のうち、シート３４の外周縁付近に
対面するフローセルブロック１２の表面には、溝３６が
形成されている。すなわち、使用状態においてはシート
３４とフローセルブロック１２はしっかりと密着して気
密性・液密性を確保している。しかし、一旦分解しよう
とした場合には、密着しているために取り外しにくい。
そこで、予め接合面の一部に溝３６を設けておき、取り
外す際には、その溝３６を設けた位置の真上からドライ
バー等をシート３４に接触させるとともに溝３６に向け
て押し込む。すると、その押された部分が溝３６内に沈
み込むため、それにともないシート３４の押された部分
の反対側が浮き上がる。これにより、シート３４とフロ
ーセルブロック１２との密着が解消されるので、例え
ば、その浮き上がった部分を摘んで引き上げることによ
り、シート３４を簡単に取り外すことができる。係る目
的のための溝３６を設けている。Further, a groove 36 is formed on the surface of the flow cell block 12 which faces the vicinity of the outer peripheral edge of the sheet 34 among the joining surfaces of the sheet 34 and the flow cell block 12. That is, in the use state, the sheet 34 and the flow cell block 12 are firmly in close contact with each other to ensure air tightness and liquid tightness. However, once disassembled, it is difficult to remove due to the close contact.
Therefore, a groove 36 is provided in a part of the joint surface in advance, and when the groove 36 is removed, a driver or the like is brought into contact with the seat 34 from directly above the position where the groove 36 is provided and is pushed toward the groove 36. Then, the pushed portion sinks into the groove 36, so that the opposite side of the pushed portion of the sheet 34 floats. As a result, the close contact between the seat 34 and the flow cell block 12 is canceled, so that the seat 34 can be easily removed, for example, by picking up and lifting the raised portion. A groove 36 is provided for this purpose.
【００２６】図９，図１０は、本発明の別の実施の形態
を示している。本形態では、上記した図５に示す装置
と、光学系が異なり、よりコンパクトにした多波長検出
器に適用した例を示している。この多波長検出器は、光
源として重水素ランプ４０を使用している。なお、使用
波長によっては、ハロゲンランプを使用したり、また、
両者を切り替えて使用するようにしてもよい。光源４０
から出射された光は、第１補助光学系（非球面鏡）４１
により、フローセル１０の光出口側開口に結像するよう
にしている。9 and 10 show another embodiment of the present invention. In this embodiment, an optical system is different from the device shown in FIG. 5 described above, and an example applied to a more compact multi-wavelength detector is shown. This multi-wavelength detector uses a deuterium lamp 40 as a light source. Depending on the wavelength used, a halogen lamp may be used,
You may switch and use both. Light source 40
The light emitted from the first auxiliary optical system (aspherical mirror) 41
Thus, an image is formed on the light exit side opening of the flow cell 10.
【００２７】フローセル１０の後段には、第２補助光学
系４３（平面鏡４３ａ，レンズ４３ｂ）が配置され、フ
ローセルから出射した光を、ポリクロメータ４４の入射
スリット４５に結像させるようにしている。さらに、入
射スリット４５から出射した光は、回折格子４６により
分光され、フォトダイオードアレイ等の光検知器４７上
にスペクトルが結像する。なお、符号４８は、ポリクロ
メータの入射側に設けられたシャッターで、ソレノイド
やモータで駆動され、そのシャッター４８を動かすこと
により光路が遮られようになっている。そして、このシ
ャッター４８は、必要に応じてそれを閉じることにより
光学系及び電気系のバックグランド信号を測定するため
に使用される。そして、本形態では、第１補助光学系に
より第１光学系が構成され、第２補助光学系４３とポリ
クロメータ４４内の光学系により第２光学系が構成され
る。A second auxiliary optical system 43 (a plane mirror 43a and a lens 43b) is arranged at the subsequent stage of the flow cell 10 so that the light emitted from the flow cell is imaged on the entrance slit 45 of the polychromator 44. Further, the light emitted from the entrance slit 45 is dispersed by the diffraction grating 46, and the spectrum is imaged on the photodetector 47 such as a photodiode array. Reference numeral 48 denotes a shutter provided on the incident side of the polychromator, which is driven by a solenoid or a motor, and the optical path is blocked by moving the shutter 48. The shutter 48 is used to measure background signals of the optical system and the electrical system by closing it as necessary. In the present embodiment, the first auxiliary optical system constitutes the first optical system, and the second auxiliary optical system 43 and the optical system in the polychrometer 44 constitute the second optical system.
【００２８】なお、この光学系では、実公平７−５４８
２４号公報に開示された単一波長のＵＶ検出器において
波長によって回折光結像距離をほぼ一定にするという技
術を多波長のＵＶ検出器に適用したもので、回折格子４
６の分散方向は、光路平面上ではなく光路平面からある
角度をもっている。この配置によって、回折格子面が入
射光軸にほぼ正対できるので、回折格子の横方向のサイ
ズを大きくしなくともより立体角の大きい光を分光する
ことができる。さらに、ポリクロメータの横方向のサイ
ズを小さくすることができる。In this optical system, the fairness is 7-548.
The technique of making the diffracted light image formation distance almost constant according to the wavelength in the single-wavelength UV detector disclosed in Japanese Patent No. 24 is applied to a multi-wavelength UV detector.
The dispersion direction of 6 has an angle from the optical path plane, not on the optical path plane. With this arrangement, the diffraction grating surface can face the incident optical axis substantially, so that light with a larger solid angle can be dispersed without increasing the size of the diffraction grating in the lateral direction. Further, the lateral size of the polychromator can be reduced.
【００２９】また、入射光とは異なる光学平面上に光検
知器（フォトダイオードアレイ）４７が設置されている
ので、ポリクロメータ内の入射光の光学平面上に存在す
るポリクロメータの側壁、遮光板、その他の構造物から
反射される光が光検知器４７に到達せず、結果として光
学系として迷光が減少し、たとえば吸光度検出器として
使用した場合は直線性のダイナミックレンジがより大き
くなる。Further, since the photodetector (photodiode array) 47 is installed on an optical plane different from the incident light, the side wall of the polychromator existing on the optical plane of the incident light in the polychromator and the light shielding plate. The light reflected from other structures does not reach the photodetector 47, resulting in a reduction in stray light as an optical system, and a wider linear dynamic range when used as an absorbance detector, for example.
【００３０】＊＊実験結果
本発明に係るフローセルを作成し、フォトダイオードア
レイからの出力及び溶媒の成分を変化させた場合のベー
スラインの変動を、円柱形状のフローセルと比較した。
波長及び溶媒等の測定条件を以下の通り行い、またフロ
ーセルに入射した光は、フローセルの光の出口側に結像
するようにしている。** Experimental Results A flow cell according to the present invention was prepared, and the fluctuation of the baseline when the output from the photodiode array and the composition of the solvent were changed was compared with that of a cylindrical flow cell.
The measurement conditions such as wavelength and solvent are set as follows, and the light incident on the flow cell is imaged on the light exit side of the flow cell.
【００３１】まず、フローセルがＨ２０で満たされてい
るときの、光検出器（フォトダイオードアレイ）からの
２５０ｎｍ及び４００ｎｍにおける出力は以下のようで
あった。First, the outputs at 250 nm and 400 nm from the photodetector (photodiode array) when the flow cell was filled with H 2 0 were as follows.
【００３２】[0032]
【表１】 [Table 1]
【００３３】すなわち、従来型のフローセルより、本発
明に係る実施の形態によるフローセルの方が２５０ｎｍ
において約１．３倍、４００ｎｍにおいて約１．２倍エ
ネルギーが高い。なお、円筒形状のフローセルの場合に
は、光の焦点をフローセルのどの位置にあわせるかによ
って光検出器からの出力は多少変化するといわれてい
る。そして，表１に示した値は、本発明品同様光出口側
に結像したものである。但し、光入口側に結像した場合
でもほとんど差が認められなかった。That is, the flow cell according to the embodiment of the present invention is 250 nm thicker than the conventional flow cell.
Is about 1.3 times higher and that at 400 nm is about 1.2 times higher. In the case of a cylindrical flow cell, it is said that the output from the photodetector changes slightly depending on which position of the flow cell the light is focused on. The values shown in Table 1 are the ones imaged on the light exit side as in the case of the present invention. However, even when the image was formed on the light entrance side, almost no difference was observed.
【００３４】次に表２に示すように、溶媒の成分を変化
させた場合のベースラインの変動を示す。Next, as shown in Table 2, variations in the baseline when the components of the solvent are changed are shown.
【００３５】[0035]
【表２】 [Table 2]
【００３６】また、上記溶媒条件での従来型の円柱状の
試料室を有するフローセルによるベースラインの変化
は、図１１に示すようになった。また、同様の条件での
本発明では、図１２に示すようになった。ここで、Ｈ２
Ｏのみを流しているときのベースラインをそれぞれＢ１
（従来：図１１），Ｂ３（本発明：図１２）、ＣＨ３Ｃ
Ｎのみを流しているときのベースラインをそれぞれＢ２
（従来：図１１），Ｂ４（本発明：図１２）、グラジエ
ント中のベースラインの変動区間をそれぞれＢ１２（従
来：図１１），Ｂ３４（本発明：図１２）とおくと、以
下の２つのことがわかる。Further, the change of the baseline by the flow cell having the conventional cylindrical sample chamber under the above solvent conditions is as shown in FIG. Further, according to the present invention under the same condition, it becomes as shown in FIG. Where H 2
The baseline when only O is flowing is B1
(Conventional: FIG. 11), B3 (Invention: FIG. 12), CH 3 C
The base line when only N is flowing is B2.
(Conventional: FIG. 11), B4 (Invention: FIG. 12), and the variation sections of the baseline in the gradient are B12 (Conventional: FIG. 11) and B34 (Invention: FIG. 12), respectively. I understand.
【００３７】（１）Ｂ１２とＢ３４のベースライン変動
の幅（図中の幅を示す矢印の長さ）を比較すると、本発
明の方が減少している。
（２）Ｂ１，Ｂ２のベースラインの高さは一致していな
いが、Ｂ３，Ｂ４のベースラインの高さは一致してい
る。(1) Comparing the widths of the baseline fluctuations of B12 and B34 (the length of the arrow indicating the width in the figure), the present invention has a smaller width. (2) The heights of the baselines B1 and B2 are not the same, but the heights of the baselines B3 and B4 are the same.
【００３８】また、同様に、図３に示す光出口側が広く
した円錐台形状の試料室を持ったフローセルによるベー
スラインの変化は、図１３に示すようになる。ここで、
上記と同様にＨ２Ｏのみを流している時のベースライン
をＢ５、ＣＨ３ＣＮのみを流している時のベースライン
をＢ６とし、グラジエント中のベースラインの変動区間
をＢ５６とおくと、以下の２つのことがわかる。
（１）Ｂ５６とＢ３４のベースライン変動の幅（図中の
幅を示す矢印の長さ）を比較すると、本発明の方が減少
している。
（２）Ｂ５，Ｂ６のベースラインの高さは一致していな
いが、Ｂ３，Ｂ４のベースラインの高さは一致してい
る。Similarly, FIG. 13 shows changes in the baseline due to the flow cell having the frustoconical sample chamber whose light exit side shown in FIG. 3 is widened. here,
As in the above case, if the baseline when only H 2 O is flowing is B5, the baseline when only CH 3 CN is flowing is B6, and the fluctuation range of the baseline in the gradient is B56, You can see two things. (1) Comparing the widths of the baseline fluctuations of B56 and B34 (the length of the arrow indicating the width in the figure), the present invention has a smaller width. (2) The heights of the baselines of B5 and B6 do not match, but the heights of the baselines of B3 and B4 do match.
【００３９】以上のことから、従来の試料室が円柱状の
フローセルや、光入口側を狭くした円錐台形状の試料室
を持ったフローセルと、本発明品とを比較すると、本発
明品の方が溶媒組成が変化した場合のベースラインの安
定度が目覚ましく改善されていることがわかる。From the above, comparing the conventional sample cell with a cylindrical flow cell or a flow cell having a truncated cone-shaped sample chamber with a narrow light inlet side, the sample of the present invention is compared. It can be seen that the baseline stability is significantly improved when the solvent composition changes.
【００４０】以上のように、液体クロマトグラフ用多波
長検出器において、本発明に係るフローセルを使用する
ことにより、従来使用されているフローセルに比べて、
エネルギーも高く、また溶媒変化にともなうベースライ
ンの変動を最小に抑えることができ、安定した測定が可
能となる。As described above, by using the flow cell according to the present invention in the multi-wavelength detector for liquid chromatograph, as compared with the flow cell used conventionally,
The energy is high, and the fluctuation of the baseline due to the change of the solvent can be minimized, which enables stable measurement.
【００４１】また、上記した各実施の形態では、いずれ
も多波長検出器に適用した例を示したが、本発明ではこ
れに限ることはなく、単一波長を試料に照射するタイプ
のＵＶ検出器に適用できる。一例を示すと、図１４に示
すように、光源５０から出射した光は、球面鏡５１，ス
リット５２，回折格子５３，球面鏡５４を備えた第１光
学系を経て、フローセル１０に入射するようにしてい
る。このように第１光学系側に分散素子である回折格子
５３を設けて波長分散し、目的の波長の光のみをフロー
セル１０内に通過させるようにしている。また、フロー
セル１０の後段には、フォトダイオード５５を配置して
いる。In each of the above-described embodiments, an example in which they are applied to a multi-wavelength detector has been shown, but the present invention is not limited to this, and UV detection of the type in which a sample is irradiated with a single wavelength. Applicable to vessels. As an example, as shown in FIG. 14, the light emitted from the light source 50 enters the flow cell 10 via the first optical system including the spherical mirror 51, the slit 52, the diffraction grating 53, and the spherical mirror 54. There is. In this way, the diffraction grating 53, which is a dispersive element, is provided on the first optical system side to perform wavelength dispersion, and only the light of the target wavelength is allowed to pass through the flow cell 10. Further, a photodiode 55 is arranged at the subsequent stage of the flow cell 10.
【００４２】また、上記した各実施の形態では、いずれ
もフローセルに対する入射光は、そのフローセルの光出
口側で結像するようにしたが、本発明はこれに限ること
はなく、例えば図１５に示すように、光出口側よりもさ
らに外側で結像するようにしてもよい。但し、その場合
には、光出口側の開口径よりも、通過する光の光束の径
を小さくし、フローセルにて吸収されないように構成す
るのがよい。In each of the above-described embodiments, the incident light to the flow cell is focused on the light exit side of the flow cell, but the present invention is not limited to this and, for example, FIG. As shown, the image may be formed further outside than the light exit side. However, in that case, it is preferable that the diameter of the light flux of the passing light be made smaller than the diameter of the opening on the light exit side so that the light flux is not absorbed by the flow cell.
【００４３】さらにまた、図１６に示すようなタイプの
検出器にも適用できる。すなわち、タングステンランプ
６０から出射した光をレンズ６１で集束させ、シースル
ータイプの重水素ランプ６２に集光する。これにより、
重水素ランプ６２からは、２つのランプから発光される
光が合成された状態で出射される。そして、その光をレ
ンズ６３で集束させてフローセル６４の光出口側で結像
させる。このフローセル６４も、光入口側が広くなった
円錐台形状の試料室を備えたものを用いている。さら
に、フローセル６４を透過した光を、レンズ６５で集光
するとともに、スリット６６上に結像させ回折格子６７
に照射させ、波長分散させた光を、光検出器６８で検出
するようになっている。図から明らかなように、光検出
器６８以外の光学部品が、同一直線状に並ぶため、構造
がシンプルとなる。さらに、フローセル６４の出口とレ
ンズ６５との間隔よりも、レンズ６５とスリット６６と
の間隔を短くすることで波長分解能を高くし、かつ光の
利用効率も高くすることができる。Furthermore, it can be applied to a detector of the type shown in FIG. That is, the light emitted from the tungsten lamp 60 is converged by the lens 61 and condensed on the see-through type deuterium lamp 62. This allows
From the deuterium lamp 62, the lights emitted from the two lamps are emitted in a combined state. Then, the light is focused by the lens 63 and imaged on the light exit side of the flow cell 64. The flow cell 64 is also provided with a frustoconical sample chamber having a wider light entrance side. Further, the light transmitted through the flow cell 64 is condensed by the lens 65 and is imaged on the slit 66, and the diffraction grating 67 is formed.
The light detector 68 irradiates the light and wavelength-dispersed the light. As is apparent from the figure, the optical components other than the photodetector 68 are arranged in the same straight line, so that the structure is simple. Furthermore, by shortening the distance between the lens 65 and the slit 66 rather than the distance between the exit of the flow cell 64 and the lens 65, it is possible to increase the wavelength resolution and also the light utilization efficiency.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上のように、本発明に係るフローセル
では、ガスケットを取り外す際には、ガスケットを溝に
向けて押し込む。すると、その押された部分が溝内に沈
み込むため、それにともないガスケットの押された部分
の反対側が浮き上がる。これにより、ガスケットとフロ
ーセルブロックとの密着が解消されるので、ガスケット
を簡単に取り外すことができる。As described above, in the flow cell according to the present invention, when removing the gasket, the gasket is pushed toward the groove. Then, the pushed portion sinks into the groove, and accordingly, the opposite side of the pushed portion of the gasket rises. This eliminates the close contact between the gasket and the flow cell block, so that the gasket can be easily removed.
【００４５】また、フローセルの試料室の内形状を光入
口側が広くなった円錐台形状とし、かつ、セルへの入射
光の焦点はセルの光出口近傍或いはそれよりも外側に設
けたことにより、立体角を大きくとることができ、フロ
ーセルへの入射光の利用効率が高く、なおかつ、フロー
セル中を流れる溶媒の屈折率が変わった場合でもベース
ラインの変動を極力小さく抑えることができる。Further, since the inner shape of the sample chamber of the flow cell is a truncated cone shape with the light entrance side being wide, and the focus of the incident light on the cell is provided near the light exit of the cell or outside thereof, The solid angle can be made large, the efficiency of utilization of the incident light to the flow cell is high, and even if the refractive index of the solvent flowing in the flow cell is changed, the fluctuation of the baseline can be suppressed as small as possible.
【図１】従来技術を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a conventional technique.
【図２】従来技術を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional technique.
【図３】従来技術を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional technique.
【図４】本発明の要部となるフローセルの一例を示す図
である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a flow cell which is a main part of the present invention.
【図５】本発明に係る検出器の一実施の形態を示す図で
ある。FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a detector according to the present invention.
【図６】本発明に用いられるフローセルを示す模式図で
ある。FIG. 6 is a schematic diagram showing a flow cell used in the present invention.
【図７】そのフローセルの具体的な構造の一例を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a specific structure of the flow cell.
【図８】その断面図である。FIG. 8 is a sectional view thereof.
【図９】本発明に係る検出器の他の実施の形態を示す平
面図である。FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the detector according to the present invention.
【図１０】図９に示す検出器を示す側面図である。10 is a side view showing the detector shown in FIG. 9. FIG.
【図１１】従来の装置を用いて行った測定結果を示す図
である。FIG. 11 is a diagram showing a result of measurement performed using a conventional device.
【図１２】本発明の装置を用いて行った測定結果を示す
図である。FIG. 12 is a diagram showing a result of measurement performed using the apparatus of the present invention.
【図１３】従来の装置を用いて行った測定結果を示す図
である。FIG. 13 is a diagram showing measurement results performed using a conventional device.
【図１４】本発明に係る検出器の他の実施の形態を示す
平面図である。FIG. 14 is a plan view showing another embodiment of the detector according to the present invention.
【図１５】フローセルと入射光の結像位置の関係を示す
図である。FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a flow cell and an imaging position of incident light.
【図１６】本発明に係る検出器の他の実施の形態を示す
平面図である。FIG. 16 is a plan view showing another embodiment of the detector according to the present invention.
１０ フローセル １１ 試料室 １２ フローセルブロック １３ 窓板 １４ 抑え板 １５ａ 流入路 １５ｂ 流出路 ２０，２１，４０，５０，６０，６２ ランプ（光源） ２２ 窓板 ２３ ハーフミラー（第１光学系） ２５ 軸外し楕円鏡（第１光学系） ２８ 石英窓板 ２９ 球面鏡（第２光学系） ３０ 平面鏡（第２光学系） ３１ 入射スリット（第２光学系） ３２，４６，６７ 回折格子（第２光学系） ３３，４７，６８ 光検知器 ３６ 溝 ４１ 第１補助光学系（第１光学系） ４３ 第２補助光学系（第２光学系） ４４ ポリクロメータ（第２光学系） ５１，５４ 球面鏡（第１光学系） ５３ 回折格子（第１光学系） 10 flow cells 11 Sample chamber 12 flow cell block 13 window 14 Suppression plate 15a Inflow path 15b Outflow path 20, 21, 40, 50, 60, 62 Lamp (light source) 22 window board 23 Half mirror (first optical system) 25 Off-axis elliptical mirror (first optical system) 28 Quartz window plate 29 Spherical mirror (second optical system) 30 Plane mirror (second optical system) 31 entrance slit (second optical system) 32,46,67 Diffraction grating (second optical system) 33,47,68 photo detector 36 groove 41 First Auxiliary Optical System (First Optical System) 43 Second Auxiliary Optical System (Second Optical System) 44 Polychrometer (second optical system) 51,54 Spherical mirror (first optical system) 53 Diffraction grating (first optical system)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/61 B25B 25/00 - 33/00 F28F 3/00 - 7/02 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ) 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/61 B25B 25/00-33/00 F28F 3/00-7/02 WPI / L (QUESTEL) Practical file (PATOLIS) Patent file (PATOLIS)
Claims (2)
セルブロックと、 そのフローセルブロックの軸方向両端面に、ガスケット
を介して着脱可能に取り付けられた窓板とを備えたフロ
ーセルであって、 前記ガスケットの外周縁付近に対面する前記フローセル
ブロックの表面には、溝を形成したことを特徴とするフ
ローセル。1. A flow cell comprising: a flow cell block having a sample chamber penetrating in the axial direction; and window plates detachably attached via gaskets to both axial end faces of the flow cell block. A flow cell, wherein a groove is formed on a surface of the flow cell block facing the vicinity of an outer peripheral edge of the gasket.
たことを特徴とする請求項１に記載のフローセル。2. The flow cell according to claim 1, wherein the inner shape of the sample chamber is a truncated cone shape.
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