JPS5847239A - 液体クロマトグラフ装置 - Google Patents

液体クロマトグラフ装置

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JPS5847239A
JPS5847239A JP56145962A JP14596281A JPS5847239A JP S5847239 A JPS5847239 A JP S5847239A JP 56145962 A JP56145962 A JP 56145962A JP 14596281 A JP14596281 A JP 14596281A JP S5847239 A JPS5847239 A JP S5847239A
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JP
Japan
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light
substance
light source
separation column
liquid chromatograph
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Application number
JP56145962A
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English (en)
Inventor
Shingo Hirose
廣瀬 信吾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NISSHIN DENKI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
NISSHIN DENKI SEISAKUSHO KK
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Publication date
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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
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分析に用いられる液体クロマトグラフの改良に
関する。%に、液体クロマトグラフの分離カラム出口に
現われる分離された物質に光線を照射して検出を行う装
置の改良に関する。
医薬品が体内で代謝および吸収または***される状態を
調べることにより、医薬品の作用および副作用を観察す
ることが、医薬品の開発には不可欠である。ことに近年
医薬品の作用および副作用についてきわめて詳しく調べ
ることが求められるようになり、血液、尿その他の***
物や分泌物または組織中等に含1れる極く微量の物質を
定量する技術が必要になった。このだめの手段として、
液体クロマトグラフは優れた装置として知られている。
液体クロマトグラフは、試料を展開剤とともに分離カラ
ムの中に通過させると、試料中の成分が、その物理的お
よび化学的性質に応じで分離されて出口に現われるよう
に構成された装置である。この液体クロマトグラフのカ
ラ人出口に現われ産物質に微量に含まれる化学物質を検
出するために、出口に現われた物質に光線を照射し、こ
の照射に励起されて化学物質が発する螢光を検出する技
術が、微量な成分を検出する優れた方法として知られて
いる。
従来この方法によれば、一般に+ ml中に10−6g
r程度に存在する化学物質を検知できる感度があるが、
前述のような最近の医学領域の分析の要望をみたすには
この程度では不十分になった。この対策として、照射す
る光線のエネルギを増大させることが考えられ、強力な
水銀ランプを用いるものが開発されたが、なお感度の向
上には限界がある。
本発明はこれを改良するもので、液体クロマトグラフの
分離カラム出口に現われる物質の検出感度を向上させ、
さらに微量の成分を定量することのできる装置を提供す
ることを目的とする。
本発明は、液体クロマトグラフの分離カラム出口に現わ
れる物質に光線を照射する手段として、パルス状に発光
する励起用光源装置を使用することを第一の特徴とする
また、螢光を変換して得られる電気信号を入力とする検
出器が、上記光源の発光パルスに同期1−て作動するも
のであることを第二の特徴とする。
上記励起用光源装置は、窒素レーザ装置によるものが性
能のうえからは最適である。また上記励起用光源装置は
、検出感度がいく分低くてもよいものについては、キセ
ノンフラッシュランプによるものが、価格が安価である
点において優れている。
パルス状に発光させることにより、小型の装置で光エネ
ルギを集中させることができ、装置の発熱が小さくでき
るのできわめて有利である。さらに、このパルス状の発
光に同期して螢光を検出することにより、光の雑音を排
除することができるので、信号雑音比がきわめて向上す
る利点がある。
光源装置の発光パルスの幅は0.1n8〜20n8、繰
返し周波数は0.11(Z〜200 H2が適当である
上記検出する手段には電子増倍管を含むことがよい。
また、液体クロマトグラフの分離カラム出口に現われる
物質に呈色試薬を混合し反応させる手段を備え、螢光を
生じやすいように化学的修飾を行うことがよい。
また、窒素レーザの出力光を光ファイバにより照射位置
へ導き、さらに検出光を光ファイバにより検出器に導く
ことがよい。
また、分離カラムの出口に現われる物質は、管路その他
の壁面の内側に通すのではなく、液滴状あるいは導路壁
の外側を通すように構成して、照射光および螢光を捕捉
する装置に対して露出した状態に置くことがよい。これ
により、壁面における光の散乱または吸収を避けること
ができる。
以下実施例図面を用いてさらに詳しく説明する。
第1図は本発明第一実施例の装置構成図である。
溶離液1は送液ポンプ2を介して管路3に送出される。
分析の対象となる試料5はサンプルバルブ6からこの管
路3に公知の手法により定量注入される。管路3の液体
は送液ポンプ2の作用により、カラム7に高圧で送られ
る。カラム7は公知の充填剤および溶離液を含むクロマ
トグラフ用分離カラムであって、通過する物質の物理的
および化学的性質に応じて分離が行われ、その出口8に
はこれらが時系列的に現われる。この出口8に現われた
物質は、照射板9の表面を伝ってドレイン1゜に流れる
この照射板9の表面には、励起用光源装置であるレーザ
装M12から、レンズ13を介してレーザ光線が照射さ
れる。この光線の進路には光トラップ14が設けられ吸
収される。レーザ装置12は電源15により駆動される
この照射板9の表面では、出口8から現われた物質がと
のレーザ光線により照射されて、これによりこの物質の
発する螢光がフィルタ16およびレンズ17を介して捕
捉され、電子増倍管18を経て電気信号として送出され
る。この電子増倍管18は電源19により駆動される。
この電子増倍管18の電気出力は検出器21に入力され
、る。第1図の一点鎖線で示す部分は暗箱22に収容さ
れる。
レーザ装置12の発する光線はスプリッタ23でその一
部が分岐され、光電変換器24により電気信号に変換さ
れて、検出器21に入力される。検出器21の出力は端
子25に送出される。
ここで、本発明装置の特徴とするところは、その第1点
は、このレーザ装置12がパルス状に駆動されて、パル
ス状の光線を発するところにある。
葦だその第2点は、検出器21がこのパルスに同期して
作動するところにある。
さらに本発明の特徴とする第3点は、レーザ装置12と
して波長357.1nmの光線を発する窒素レーザ装置
を用いるところにある。さらに第4点として、カラム7
0出口8に現われた物質を容器に導くのではなく、照射
光に対して露出状態にある照射板9の表面を通過させる
ことにある。
この実施例VCおいて、この検出器21はボックスカー
積分器である。光電変換器24から与えられる同期信号
に応じて、電子増倍管18から与えられる入力信号に対
して積分動作を行う。有効な信号が存在する時間の情報
を積分するとともに、有効な信号が存在[−ない時間に
人力する信号(ま、雑音としてこれを排除するように動
作する。
このような装置では次のような特長がある。壕ず波長3
37.1nmの光線は、各種の生物系螢光物質の励起光
の波長として、実用的に得られる単色光として最適のも
のである。すなわち、この波長537.1nmの光線に
より励起されて螢光を発する生物系物質はきわめて多い
。次に、レーザ装置12け単色光であるので、これにょ
シ励起された螢光の波長と単純々散乱光との分離がしや
すい。レーザ装置12はパルス状に駆動されるので、小
さいエネルギ消量で高いエネルギの光線が送tbできる
それと同時に、前述のようにこのパルスに同期して検出
を行うので、検出の信号雑音比が著しく向上する。
これに加えて、電子増倍W18を使用することにより、
さらにエネルギレベルの小さい螢光をも捕捉することが
できる。
レーザ装置12の駆動パルスは、この例ではパルス幅5
〜10 ns 、繰返し周波数10)1z、 ピーク電
力500 kWである。
第2図は本発明第二実施例装置の構成図である。
この図はカラム7の下部から表示された図であって、カ
ラム7の上部については第1図の例と同様である。
この例では、カラム7と出口8との間に混合管27と反
応カラム28が挿入され、この混合管27には呈色試薬
29が液送ポンプ30により送られるように構成される
。反応カラム28は、端子32から電流が与えられて加
熱することができるように構成されている。
また、出口8からは液状の物質が水滴状に現われ、この
水滴が受は棒33を伝って下に流れるように構成される
。この水滴を光線が直接照射する。
この光線はレーザ装置12から光ファイバ34により導
かれる。水滴内の物質から発せられる螢光は光ファイバ
35によりフィルタ16に導かれる。さらに、レーザ装
置12の背面光が光電変換器24によシ検出されて、検
出器21に与えられる。
その他の構成については前記第一実施例と同様である。
この装置によれば、呈色試薬を混合し、これを反応カラ
ム28で試料物質と反応させて、出口8に現われる物質
の螢光を増大させることができる。
また、光ファイバ34によシ照射光線を導くことにより
、発熱するレーザ装w12を暗箱22から遠ざけること
ができるとともに、照射角度その他の設定をこまかく行
うことができる。また、螢光を光ファイバ35により導
くことによ郵、フィルタ16および電子増倍管18を任
意の位置に配置できるので、装置がコンパクトになる。
検出器21の他の例は、ボックスカー積分器以外の同期
積分器である。す々わち、パルスゲート形のホトンカウ
ンタまたはゲート形ビデオ増幅器を用いる。
検出器21はレーザ光線でなくレーザ装置12の駆動用
のパルスに同期させてもよい。
第3図は本発明第三実施例装置の要部構造図である。こ
の例は、分離カラム7または反応カラム28の出口に現
われる液滴38を直接に光ファイバ35の端部に載置す
るように構成されたものである。
このような構造では、液滴38の周囲で散乱する光線が
少なくなり、信号雑音比を改善することができる。
第3図の構造で、照射側の光ファイバ34に液滴38を
載置させてもよく、また、双方の光フーγイバ34およ
び35の端部全ともに液滴に接触させてもよい。
次に測定結果の一例について説明する。この例は上記第
一実施例装置によるものである。
リボフラビン全含有する錠剤を遮光した容器の中で、p
H4の酢酸緩衝液に溶かす。これをクロロホルム−メタ
ノール(2:1)混合i 20 mtで抽出後、減圧下
で乾固し、残留物を10m1のメタノールに溶解する。
これを3分して、それぞれメタノールを加えて正確に1
000倍に希釈して希釈溶液を作る。
この溶液10μtを試料としてとり、第1図により説明
した液体クロマトグラフ装置により、リボフラビンの定
量を行う。
この液体クロマトグラフ装置の分離カラムは、そのサイ
ズが3.1mmφX 1000 mmであって、充填さ
れた展開剤はLi 0hrosorb S工60で、内
部標準物質は2 、2’ −diphenic acl
dを用いる。
検出は窒素レーザ(波長337.1 nm )により励
起された螢光(波長564 nm )を測定する。レー
ザのパルス繰返し周期は5H2,ピーク電力は約500
kWである。
測定の結果の一例を第4図に示す。この第4図の横軸は
時間(分)であり、縦軸は相対螢光強度である。Aはリ
ボフラビンによる螢光であって、Bは2 、2’、 −
diphenic aci4による螢光である。
この測定から、この装置のリボフラビンに対スる検出感
度は 5、OX 10 ’  gr/mt であることがわかった。
従来方法によシ水銀ランプを用いたものでは、その検出
感度は 1、OX 10 ’  gr/mt であったので、本発明の装置がきわめて高感度であるこ
とが確かめられた。
以上説明したように、本発明によれば、パルス状に発光
する励起用光源を用いるので、瞬時光エネルギを高くす
ることができ、検出感度を高くすることができる。平均
消費電力を小さくできるので装置が小形に作れる。この
パルス状の励起用光源に同期して検出を行うことにより
、散乱光その他の光雑音を除去することができるので、
検出感度を著しく高くすることができる。
励起用光源に窒素レーザを用いるものは、その波長が各
種生物系物質の励起に適しているとともに、光源が単色
光であるので、励起された螢光を励起光と分離すること
が容易であり、さらに検出感度を高くすることができる
呈色試薬を用いることにより、測定することのできる物
質の範囲を拡大し、同時に検出感度を高めることができ
る。
光ファイバを用いることにより、光学系の装置の配置全
自由に選ぶことができるようになり、装置全体がコンパ
クトにかつ便利な装置になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第一実施例装置構成図。 第2図は本発明の第二実施例装置構成図。 第3図は本発明の第三実施例装置の要部構造図。 第4図は測定結果の一例を示す図。 1・・・溶離液、2・・・送液ポンプ、3・・・管路、
5・・・試料、6・・・サンプルバルブ、7・・・カラ
ム、8・・・出口、9・・・照射板、10・・・ドレイ
ン、12・・・レーザ装置、13・・・レンズ、14・
・・光トラップ、15・・・電蝕、16・・・フィルタ
、17・・・レンズ、18・・・電子増倍管、19・・
・電源、21・・・検出器、22・・・暗箱、23・・
・スプリッタ、24・・・光電変換器、25・・・端子
、27・・・混合管、28・・・反応カラム、29・・
・呈色試薬、30・・・送液ポンプ、33・・・受は棒
、34.35・・・光ファイバ、38・・・液滴。 特許出願人 株式会社 日辰電機製作所代理人 弁理士
井 出 直 孝 兇 2 図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料を通過させる分離カラムと、この分離カラム
    によシ分離された物質に光線を照射する手段と、この光
    線により励起される螢光を電気信号に変換して検出する
    手段とを備えた液体クロマトグラフ装置において、前記
    光線を照射する手段がパルス状に発光する励起用光源装
    置を含むことを特徴とする液体クロマトグラフ装置。
  2. (2)励起用光源装置が窒素レーザによる光源装置であ
    る特許請求の範囲第(1)項記載の液体クロマトグラフ
    装置。
  3. (3)励起用光源装置がキセノンフラッシュランプ装置
    である特許請求の範囲第(1)項記載の液体クロマトグ
    ラフ装置。
  4. (4)試料を通過させる分離カラムと、この分離カラム
    によシ分離された物質に光線を照射する手段と、この光
    線により励起される螢光を電気信号に変換して検出する
    手段とを備えた液体クロマトグラフ装置において、前記
    光線を照射する手段がパルス状に発光する励起用光源装
    置を含み、前記検出する手段が前記電気信号を入力とし
    前記励起用光源装置の発光するパルスに同期して作動す
    る検出器を含むことを特徴とする液体クロマトグラフ装
    置。
  5. (5)検出する手段に、螢光を入射光とする電子増倍管
    を含む特許請求の範囲第(2)項記載の液体クロマトグ
    ラフ装置。
  6. (6)  分離カラムの出口に現われる物質に、螢光を
    発しやすくするための呈色試薬を反応させる手段を備え
    た特許請求の範囲第(4)項または第(5)項に記載の
    液体クロマトグラフ装置。
  7. (7)光線を照射する手段に、励起用光源装置の出力光
    を光ファイバにより導く手段を含む特許請求の範囲第(
    4)項ないし第(6)項のいずれかに記載の液体クロマ
    トグラフ装置。
  8. (8)分離カラムの出口に現われる物質が、この物質を
    照射する光線およびこの物質の発する螢光を捕捉する装
    置に対して露出された状態に置かれることを特徴とする
    特徴請求の範囲第(4)項ないし第(7)項のいずれか
    に記載の液体クロマトグラフ装置。
  9. (9)検出する手段に、物質の近傍から螢光を導く光フ
    ァイバを含む特許請求の範囲第(4)項ないし第(8)
    項のいずれかに記載の液体クロマトグラフ装置。
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