JPH056651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、一般的には分光光度計、けい光分光
器などの測光装置に関し、特定すると、２以上の
波長で流体の吸光度特性をほぼ同時にモニターす
ることができ、紫外／可視光吸光度検出器として
使用することのできる上記の装置に関する。この
種の吸光度検出器は高性能液体クロマトグラフイ
ー（HPLC）システムにおいて使用するに適して
いる。

〔発明の背景〕

液体クロマトグラフイーの分野および本明細書
全体を通じて使用されている多重波長検出器とい
う用語は、サンプル用の溶液の吸光度特性を２以
上の波長で“同時に”検出することのできる吸光
度検出器を意味している。この“同時に”という
用語は、異なつた波長での一連の測定が、分析さ
れるサンプルの濃度変化が非常に小さいものであ
るように十分短い時間内で行われることを意味し
ている。この多重波長という専門用語は、オフラ
イン調整を吸光度検出器に施して、関係する範囲
の異なつた波長で異なるサンプル流れを分析する
ことができるようにしたものを意味する“可変”
波長検出器もしくは“同調可能”波長検出器とい
う用語と対照をなす。

過去において、紫外／可視光吸光度検出器を
HPLCシステムに使用することは周知であつた。
なぜなら、相当の数の化合物が紫外／可視領域の
輻射を吸収するからである。線放射源を波長選択
フイルターと一緒に使用するか、広領域連続輻射
源をモノクロメーターと一緒に使用して、単一波
長で所与のサンプル溶液を分析するという装置が
従来の装置の大多数を占めていた。しかしこの測
定方法の場合、分析されるべき化合物が、照射さ
れる波長ではほんのわずかしか吸収せず、その結
果これらの化合物に対してＳ／Ｎ比が容認できな
い程低下してしまうという問題が起こる。

輻射源が、原子発光プロセスにより発生される
固定波長のきわめて狭い波長帯域（1nm以下）の
線放射ではなく連続輻射を発している状況におい
て吸光度検出器が一般に特定波長で作動するとい
われる場合、かかる吸光度検出器は実際には特定
波長ではなく所定の波長帯域幅にわたつて作動し
ており、かかる波長帯域幅はフイルタやモノクロ
メーターなどの波長選択素子によつて決定され、
輻射源によつては決定されないことに注意された
い。

先の単一波長吸光度検出器の応答を改良するた
めにまた関係する化合物に関して別の情報を得る
ために、異なつた波長でサンプルの吸光度を測定
し、そして吸光度の比を求め、これをサンプルの
濃度変化を最少にするような短い時間間隔で行う
ことさえ提案された。このような多重波長装置の
例がコーイチ サルトー（Koichi Saltoh）、ノ
ブオ スズキ（Nobuo Suzuki）による“アナリ
テイカル ケミストリー（Analytical
Chemistry）”第51巻、11号、1979年９月発行所
収の論文に例示されている。ここで例示されてい
る分光光度計は二重ビームの光学装置であり、
30Wの重水素ランプおよび30Wのタングステンラ
ンプの２種の交互に使用される連続光源を使用し
ており、200nmから800nmの間の波長を走査する
ことができる。モノクロメーターの波長は回折格
子の角度位置に依存し、この角度位置は電気的駆
動モーター／クラツチ機構により制御される。回
折格子は２Hzもしくは１Hzの速度で所望のスペク
トルの全領域にわたり動く。軸符号器が回折格子
の角度位置を検出する。各走査サイクルの間、所
望の波長での吸光度データは光検出器システムに
抽出される。この光検出器システムは光電子増倍
管を含み適当な増幅機能を有する。ある所与の波
長での吸光度を測定する時間間隔が短く、ランプ
の輻射電力も低いので、光検出器システムに記録
される信号レベルは非常に限られたものである。
このため、信号対雑音比は低くなり、測定感度は
限定される。

多重波長吸光度検出を利用する他の試みは、ベ
ツクマンインストルメント社（Beckman
Instruments）により製造されたモデル165マル
チチヤネル ラピツド スキヤニング ウルトラ
ヴアイオレツト／ヴイジユアル デイテクタ
（Model 165 Multichannel Rapid Scanning
UV−Vis Detector）に見出される。この装置も
また従来の重水素ランプを使用している２重ビー
ム装置であり、この重水素ランプは連続的に電圧
を印加され、関係する波長範囲にわたり輻射を発
生するが、かかる２重ビーム装置は、常時移動す
る回折格子を備えるのでなく、位置決めシステム
を用いて、回折格子を所望の波長に対応する位置
に迅速に動かすのである。回折格子のこの位置は
ある十分な時間だけ保持され、光検出器システム
が十分な輻射エネルギーを受け取り、有効な信号
レベルが得られるようになされる。しかし、重水
素ランプの輻射エネルギーが低いので、回折格子
を保持する時間を十分長くとらなければならない
ことから、吸光度を測定することができる波長の
数が著しく制限される。さらに、サンプル測定の
利用可能な寿命が短いことにより、逐次の測定が
同時と思われるような場合には利用できるサンプ
ル測定時間が短いため、サンプルが次に監視され
るべき波長に相当する正しい位置に回折格子を迅
速に変位することが必要である。それゆえ、この
システムは、大きな慣性に打ち勝つて、回折格子
を一定に始動・駆動・停止し、しかもこれらを非
常に高速で行わねばならない。このようなシステ
ムは、機械要素の摩擦を低くすることが要求さ
れ、回折格子の高速の動作を要求される位置に正
しく停止させしかも望ましくない振動を起こさな
いようにすることに伴う他の困難性がある。さら
に、このベツクマンシステムは、閉ループサーボ
位置決め器とそれに付随するセンサを使用して、
回折格子を正確に位置づけることに依存している
が、これにより吸光度検出器の構造がさらに複雑
になる。

以上述べた従来技術による多重波長吸光度検出
器の例では、根本的な作動限界を示しており、こ
れは２以上の波長の測定に連続光源を使用してい
ることによる。この結果、測定する際の時間と吸
収検出器が受けとる輻射エネルギーの量とのかね
合いが問題となる。もし問題とする波長でのエネ
ルギー通過を十分なものとし、その結果Ｓ／Ｎ比
を増大するように測定時間を長くするならば、同
時に測定することのできる波長の数は限定される
かもしくは速い溶離ピークは検出されない。その
反対に、測定時間を短かいものとすると、Ｓ／Ｎ
比は低いものとなる。一方高い強度で、幅広い連
続波長にわたつて作動するパルス光源が過去に提
案されたが（たとえば米国特許第3810696号明細
書を参照）、これらは単一波長での応用に使用さ
れてきた。さらに、この従来の特許における１つ
の重要な考察は、輻射源の強度を増大しながら、
ハイパワー連続輻射源による望ましくない加熱効
果を克服しようとすることである。

〔発明の要約〕

先に述べた従来技術による吸光度検出器の限界
を本発明により解決することができる。好ましい
実施例において、多重波長検出器は、回折格子お
よび発光管（好ましくはキセノンフラツシユラン
プ）を有するものとして例示されており、回折格
子は関係するスペクトル幅にわたつて連続的に回
転し、発光管は高い強度で短い寿命のフラツシユ
列を発生する。輻射のパルスの寿命が回折格子の
運動速度に比べ極端に短いので（たとえば数μs）、
各光パルス中における回折格子の動きを実質上停
止させてしまうというストロボスコープ的な効果
が得られる。回折格子は、ステツピングモーター
のような同期モーターにより駆動され、その角度
位置により吸光度検出器システムへ伝達される波
長を決定する。モーターの位置と出力波長との関
係は正弦関数によつて近似され、フラツシユが起
こる時刻は、マイクロプロセツサにより同期され
る。このマイクロプロセツサは、回折格子と出力
波長との関係を記憶しており、モーターの位置の
値をランプスペクトルの逐次の波長領域に対応的
に割り当てる。

好ましい実施例において、輻射源の輻射が、吸
光度検出器の近くに設けられたサンプル用のセル
および参照用セルの両方に伝達され、しかも各セ
ル上の同等の位置に各ビームが正確に位置するよ
うに伝達されるよな形式の２重ビーム光分光器が
与えられる。これは、２つのセルの一方の光路に
屈折素子を設け、有効ビーム路長を他のセルの有
効ビーム路長と等しいものとすることにより実現
される。参照用セルの所望の部分上にビームを整
合させるために、この屈折素子は、この装置の製
造上の公差を補償するように調節可能とする。装
置には、マイクロプロセツサを使用することによ
り、また別の位置決め手段を使用を必要とせず
に、所望の出力波長に関してモーターの位置（す
なわち回折格子の位置）を校正する用意もなされ
ている。

以下図面を参照しながら本発明の好ましい実施
例を詳細に説明する。

〔好ましい実施例の詳細な説明〕

第１図において、HPLCシステムにおいて使用
するに適している吸光度検出器１０を示す。吸光
度検出器はキセノンフラツシユランプ１１を有
し、このキセノンフラツシユランプは、紫外より
可視領域にわたる電磁スペクトルをパルス輻射で
発生することができる。電源回路およびトリガー
回路１２がキセノンフラツシユランプに接続し、
光制御回路およびタイミング回路１３からのフラ
ツシユ要求パルスを受け取る。電圧パルスのトリ
ガーはマイクロプロセツサ１４により制御され
る。

キセノンフラツシユランプ１１に電圧が印加す
ると、キセノンフラツシユランプは多色出力を発
生し、この出力は球面鏡１６と移動可能な回折格
子１８を含むモノクロメーター１５に入射する
（第２図参照）。モノクロメーターからの出力ビー
ムは、回折格子の傾斜角度に対応する波長を中心
としたある波長バンドである。この出力ビームは
ビームスプリツター２０で２本のビーム２５，３
５に分けられ、フローセル体２２へ互いに平行に
導かれる。このフローセル体は一対のフローセル
２７，３７を含み、ビーム２５はフローセル２７
を通過してフオトダイオード２９へと伝達し、ビ
ーム３５はフローセル３７を通過して別のフオト
ダイオード３９へと伝達する。各電荷積分器４０
Ａ，４０Ｂがフオトダイオードの各出力を集め、
対数関数回路４２に提供する。この対数関数回路
４２で２つの信号の対数比を取る。対数関数回路
４２の出力はサンプルホールド回路４４に蓄えら
れ、Ａ／Ｄ変換器４６によりデジタル形式に変換
され、マイクロプロセツサ１４により読み出され
る。電荷積分器４０Ａの出力もまたデジタル形式
に変換され、マイクロプロセツサにより読み出さ
れる。

主に第２図を参照しながら、吸光度検出器１０
の動作、特にその光エネルギー伝達について詳し
く考察する。マイクロプロセツサ１４は光制御回
路およびタイミング回路１３に命令信号を送る。
これにより電源回路およびトリガー回路１２はキ
セノンフラツシユランプ１１を起動し、キセノン
フラツシユランプ１１は非常に短かく（5μs）か
つ強い（22kW）光パルスを１秒間に10個の割合
で発生する。レンズ１７がキセノンフラツシユラ
ンプによるアークの像をアパーチユア１９上に結
像し、近似的な点光源を提供する。マイクロプロ
セツサの制御下でモーター２３により所望のフイ
ルター２１をビーム路に挿入し、あるカツトオフ
波長以下のキセノンフラツシユランプの波長スペ
クトルをさえぎることも可能である。このアパー
チユアからのビームは球面鏡１６へと導かれる。
この球面鏡の上と下の反射領域１６Ａ，１６Ｂ以
外には不透明のマスク２６が塗布されている。先
の所望のフイルターがビーム側（IN）もしくは
ビームの外側（OUT）にあるかどうかに依存し
て、先の点光源からの全波長が存在し、球面鏡の
下反射領域１６Ｂを照射し、球面鏡により回折格
子１８上にほぼコリメートされた光ビームを照射
する。ステツピングモータ２４が適当なリンク機
構（図示せず）により回折格子１８を前方もしく
は後方に連続的に回転させ、この角度位置の範囲
により、キセノンフラツシユランプの出力波長内
で所望の波長範囲とすることができる。回転動作
が波長帯の２種の変動に対応し、一方は波長が長
くなり、他方は波長が短くなる。フラツシユが起
こる瞬間（フラツシユ時点）での回折格子の瞬間
的な角度位置により、どの波長区間が他の光学系
を通つてフオトダイオード２９，３９に到達する
かを決定する。ビームは回折格子により回折し、
ある輻射スペクトルに分散され、その後球面鏡の
上反射部分１６Ａへ導かれ、ある範囲の波長がこ
こでビームスプリツター２０を通過するように集
光する。上に述べたモノクロメーターは普通エバ
ート（Ebert）モノクロメーターと呼ばれてい
る。

このビームスプリツター２０は入射してきたビ
ームを２本の互いに平行な出力ビーム２５，３５
に分離し、出力ビームをフローセル体２２へと導
く。各出力ビームはフローセル体のフローセル２
７，３７の各入口に入射し、ここを通過する。フ
ローセル２７は分析されるべきサンプルを含み通
常クロマトグラフイーのカラムの出口に接続して
おり、したがつてカラム溶離剤が流れている。他
方のフローセル３７は参照用であり、通常、空気
を含むが先のサンプル用セルと同様の流体を流し
てもよい。フローセル体およびそのフローセルの
形状については米国特許明細書第4011451号に例
示され、フローセルにテーパーを施して、吸収特
性が測定される様々な液体に対し、その摩擦係数
が変化することによる障害効果を最少限なものと
している。フローセルの動作については先の米国
特許明細書第4011451号中に詳細に説明されてい
る。

フローセル２７，３７を通過した後、ビーム２
５，３５はフオトダイオード２９，３９に入射
し、フオトダイオードに到達した輻射の強度に比
例して、光エネルギーを電気信号に変換する。サ
ンプルにより光を吸収すると参照用のフオトダイ
オード３９が検出する強度に影響を与えることな
くサンプル用のフオトダイオード２９での強度が
減少する。これら２つの電気信号の対数比は対数
関数回路４２で設定され、回折格子の角度位置に
対応する波長でのサンプルの吸光度に相当するア
ナログ信号を提供する。先に述べたように、この
アナログ信号は適当に変換されてマイクロプロセ
ツサ１４により読み出され、その後、Ｄ／Ａ変換
器４８により、相当するアナログ出力とされる。

フラツシユは短い寿命を有するので、動いてい
る回折格子は静止しているものとみなされる。な
ぜならフラツシユの寿命内の回折格子１８の角度
位置の変動は極端に小さいからである。それゆえ
回折格子が動くことによる出力波長の変動は吸光
度検出器のスペクトル帯域幅に比較して無視でき
る。この効果はストロボスコープによる高速動作
の見かけの静止と同様である。フラツシユの寿命
が短かいので、光パルス時間の回折格子の動きを
実際上静止させ、同時にキセノンフラツシユラン
プ１１の瞬間的な高い出力強度はこれに相当する
高い光エネルギーレベルとして光学系に与えられ
る。このようにして、回折格子の動きに対してフ
ラツシユのタイミングを適当に調整することによ
り、雑音に対する信号特性を高めると同時にこの
光学系を多重の望ましい波長で作動させることが
できる。この調整機能は、マイクロプロセツサ１
４が適当な時間信号を送り、ステツピングモータ
ー２４の適当な位置（すなわち回折格子の適当な
位置）でキセノンフラツシユランプのフラツシユ
をトリガーすることにより制御される。このマイ
クロプロセツサは各波長で別々に測定された吸収
信号を記憶し、このデータ値を組み合せて、各測
定波長に対する連続した吸収出力を求める。さら
に、回折格子はたえず動いているので、Ｓ／Ｎ比
を犠牲にせずに、互いに区別のはつきりした多種
の波長を測定することもできる。

回折格子の位置とキセノンフラツシユランプの
フラツシユ時点との間を調整することにより、吸
光度検出器は、ステツピングモーター２４の位置
と光学系の波長との関係について自動校正できる
ことになるが、これは１つの重要な特徴である。
上に例示した検出器システムにおいては回折格子
の位置を検出する別個のセンサを含まないので、
ステツピングモーターの位置（すなわち回折格子
の角度位置）を直接検出はしない。それゆえ、ス
テツピングモーターの位置を決定しなければなら
ない。いつたんこれを決定すれば、ある所与の波
長に対応するステツピングモーター２４の位置が
わかる。第５図に示すように、キセノンフラツシ
ユランプの出力は連続しており、ある限界波長約
185mm以下ではゼロであり、徐々に変化するバツ
クグランド上に強く現われる数本のピーク出力が
あり、この波長構造を利用して行う。これらのピ
ーク出力は、キセノンフラツシユランプのスペク
トルにわたつて、ある一定の繰返し現われる特性
波長（たとえば第５図に図示の約23nmや約
247nmなどの波長）に生ずる。

ステツピングモーター２４の位置は、回折格子
の回転範囲内のステツピングモーターの角度のよ
り決定され、この位置と出力波長との関係は数学
上の正弦関数第４図参照によつて近似することが
できる。かかる正弦関数は、後述の自動校正をお
こなうために、マイクロプロセツサのメモリに記
憶される。マイクロプロセツサがフオトダイオー
ドの出力を読み出して、キセノンフラツシユラン
プのスペクトルの一定の特徴を識別することによ
り、このスペクトルの既知の波長に対応したステ
ツピングモーターの位置を決定することができ
る。既知の特性（すなわちピーク出力）とステツ
ピングモーターの位置との対応関係（第６図に図
示の関数）を実際に測定してこれをマイクロプロ
セツサのメモリに記憶し、測定が行なわれる既知
の特性が生ずると予想されるキセノンフラツシユ
ランプの連続出力の上記特性波長に関して先の数
学的関数を表わすテーブル値と先の実測された対
応関係とを比較する。理論的に導き出された値と
ある特定の吸光度検出器システムでの実測値との
間に差があれば、これを補償する新しい値で、ス
テツピングモーターの位置との波長との上記関係
を表わすテーブル値を適当に調整する。このよう
にして、吸光度検出器もまた自動校正である。

以上例示した実施例に関し、キセノンフラツシ
ユランプの出力エネルギー強度の特性について３
つの特性を測定した。しかしながら、以上議論し
た原理は、測定する特性がいくつであつても適用
できる。波長が約144nmから約185nmでは、空気
と光学素子による吸収でフオトダイオード２９，
３９に到達するキセノンフラツシユランプ１１か
らのエネルギーはない。またフオトダイオードは
185nmで最初にエネルギーを検出した。またキセ
ノンフラツシユランプの連続した出力において第
１の大きなピークの最大は約230nmである。

回折格子の完全な一回転を起こすステツピング
モーターのステツプ数はマイクロプロセツサ１４
のメモリに記憶されている。マイクロプロセツサ
は、ステツピングモーターが回転を始めてからあ
る予め設定したステツプ数でフラツシユが起こる
よう命令する。かかるステツプ数については以下
で詳述する。自動校正の手順はまずゼロエネルギ
ー点I₀を捜すことから始まる。このゼロエネルギ
ー点I₀とは、キセノンフラツシユランプからのエ
ネルギーがフオトダイオードへ到達しない上述の
約144nm〜約185nmの波長領域の一点に対応した
ステツピングモーターの位置である。かかる
144nm〜185nmの範囲の波長間隔41nmに対応す
るモーターステツプ数はマイクロプロセツサのメ
モリに記憶されている。ステツピングモーターが
回転を始めたときのステツピングモーター位置は
ほとんどの場合ゼロエネルギー点I₀にはないの
で、ステツピングモーター位置として任意にステ
ツプ値を選択し、回折格子の完全な一回転を生ず
る上述のモーターステツプ数を、上記の波長間隔
41nmに対応するモーターステツプ数よりも少な
いステツプ数のいくつかの区間（以下、サブステ
ツプ区間という）に分割し、マイクロプロセツサ
が、回折格子を動かすとともに、モーターが回転
を始めてから完全に一回転するまで、このサブス
テツプ区間の開始時（フラツシユ時点）にフラツ
シユが起こるように命令し、参照用フオトダイオ
ードに到達したエネルギーを測定し、マイクロプ
ロセツサのメモリに記憶する。このようにしてメ
モリに記憶されたものは第６図の関数である。こ
のようにそれぞれのサブステツプ区間の開始時に
ランプスペクトル強度の測定が行なわれ、測定さ
れたエネルギーのうちで最も低いエネルギー、す
なわちゼロエネルギー値、に対応するステツピン
グモーターの位置がゼロエネルギー点I₀となり、
新たなステツプ値としてマイクロプロセツサのメ
モリに記憶されている。なお、この時点では、た
とえば特性波長185nmの点や230nmの点に対応す
るモーターステツプ数は大雑把な値である。かか
るマイクロプロセツサのサーチモードの間に引き
続いて起こるエネルギー測定では、ステツピング
モーターのこのステツプ値（ゼロエネルギー点
I₀）が参照される。ゼロエネルギー点I₀を決定し
た後、他の２つの特性波長（たとえば上述の
185nmと320nmの特性波長）について対応するス
テツピングモーターのステツプ値を正確に決定す
る手続が続く。後述すると、マイクロプロセツサ
はゼロエネルギー点I₀から所望の最初の特性波長
（たとえば第６図の185nmの特性波長）までの大
雑把なモータステツプ数しか記憶していないか
ら、かかる特性波長に対応する正確なモータステ
ツプ値を見出すために、上述のステツプ数よりも
さらに少ないステツプ数のサブステツプ間隔で
（ほぼ−モーターステツプごとに）キセノンフラ
ツシユランプをフラツシユさせ、エネルギーの立
上りを検出する。エネルギーが立ち上がつたとき
のステツピングモーターの位置が185nm点に対応
する正確なモータステツプ値に対応する。次に、
かかる185nm点から次のピーク（たとえば
230nm）までの大雑把なモーターステツプ数が記
憶されているので、185nm点に対応するモータス
テツプ値を見出したのと同様の手続にしたがつ
て、230nm点に対応する正確なモーターステツプ
値を見出す。230nmのピークは非常に狭くそして
明確に定長られた点であるので、その識別生によ
つて、波長とモータステツプ値との間の関係を明
確に確立する。

自動校正手続の最終段階は、前述のステツピン
グモーターの位置と出力波長との関係を表わすマ
イクロプロセツサに記憶されていたテーブル値を
上述の手続によつて決定された実測値で更新する
ことである。このようにして、メモリ中でテーブ
ル化されており、波長に対するステツピングモー
ターの位置に関係する理想的な数学的関数はその
後、実測された情報に対応して最新なものとされ
る。

第３図には、吸光度検出器１０の信号検出／変
換部を詳細に例示しており、これはビームスプリ
ツター２０、フローセル体２２、フオトダイオー
ド２９，３９を含む。ビームスプリツターはフロ
ーセル体に対して適当な角度でハウジング６２内
に一体に組み込まれており、モノクロメーター１
５の出力波長を受け取り、サンプル用フローセル
２７および参照用フローセル３７の各々にビーム
２５，３５を導く。わかり易いように、これらの
ビームは２点鎖線で示している。モノクロメータ
ーからの出力ビームは通常は、ビームスプリツタ
ーの入力側に近い部分反射鏡６４とこれに平行か
つその後にある完全反射鏡６６の双方によつて分
割される。

パルス型キセノンフラツシユランプ１１の連続
フラツシユ間の変化しうるので、エネルギーをサ
ンプル用セルおよび参照用セル両方に伝達すると
いう２重ビームシステムは、キセノンフラツシユ
ランプのフラツシユの強度における先の変化を補
償するのに有効である。市販の吸光度検出器具に
おける、機械的公差上の大きさの制約および他の
制限により、２本のビームを正しくマツチングす
ることが困難でありその結果雑音に対する信号の
特性が減少する。

石英ロツド７０を参照用ビーム３５のビーム路
に設置することにより、参照用ビームのビーム長
さとサンプル用ビーム２５のビーム長さを等しい
ものとする。言葉を換えて言うと、石英ロツドの
機能により、参照用ビームの焦点とサンプル用ビ
ームの焦点とを同一平面上にし、参照用ビームの
焦点がフローセル体の入口窓にくるようにする。
様々な光学素子のアライメントのずれを補償する
ために、この石英ロツドは参照用ビーム路に交互
に垂直な２種の直交方向内で傾斜することができ
るように、支持構造体内に回動自在に吊り下げら
れている。そうして石英ロツドは２方向（図の面
の内方向と外方向および図の面内で横方向）に動
くのである。この様子は、第２図で石英ロツド７
０の近くにある矢印によつて分かり易く図示され
ている。このようにして、参照用ビームの位置を
換えて、参照用セルのビームの予め設定された入
口窓の位置がサンプル用セルへのビームの入口窓
の相当の位置と対応するように一致させることが
できる。

その後、各ビームは各フローセルを通つて各フ
オトダイオードへ伝達する。サンプル用フローセ
ル側のフオトダイオードの強度は、サンプル用フ
ローセル内に含まれておりHPLCカラムからの有
機溶離剤によつて吸収されるエネルギー量だけ減
少し、吸光度量に比例したアナログ信号が電気的
検出回路により発生する。

好ましい実施例について説明したが、本発明の
技術思想から逸脱することなく様々な応用・変更
が可能であることは当業者には明らかであろう。
例えば、上に述べた実施例では回折格子の位置を
決定する別途の位置決めシステムを用いることな
くその動作を述べた。ところで、本発明の技術思
想は、軸符号器等のような位置検出センサと回折
格子を予め選択された角度位置で、フラツシユに
同調するように、連続的に動かす適当なサーボ位
置決め手段とを含むように拡張することができ
る。

さらに、例示した光学励起手段は吸光度検出器と
共に作動するように説明したが、これらの手段は
けい光分光器にも応用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による分光光度計のブロツク図
である。第２図は、第１図のシステムの光学エネ
ルギー伝達部分を絵入りで表わした模式図であ
る。第３図は、第１図のシステムのビームスプリ
ツターとサンプル用検出セルおよび参照用検出セ
ルの断面図である。第４図は、ステツピングモー
ターの位置と出力波長との関係を示すグラフ図で
ある。第５図は、キセノンフラツシユランプの出
力特性を図示するグラフ図である。第６図は、実
測されたステツピングモータ位置とキセノンフラ
ツシユランプの既知特性との対応関係を図示する
グラフ図である。以下図面の各番号が示す名称を
以下に掲げる。 １０……吸光度検出器、１１……キセノンフラ
ツシユランプ、１２……電源回路およびトリガー
回路、１３……光制御回路およびタイミング回
路、１４……マイクロプロセツサ、１５……モノ
クロメーター、１６……球面鏡、１６Ａ……上反
射領域、１６Ｂ……下反射領域、１７……レン
ズ、１８……回折格子、１９……アパーチユア、
２０……ビームスプリツター、２１……フイルタ
ー、２２……フローセル体、２３……モーター、
２４……ステツピングモーター、２５……ビーム
（サンプル用）、２６……マスク、２７……フロー
セル、２９……フオトダイオード、３５……ビー
ム（参照用）、３７……フローセル、３９……フ
オトダイオード、４０Ａ，４０Ｂ……電荷積分
器、４２……対数関数回路、４４……サンプルホ
ールド回路、４６……Ａ／Ｄ変換器、４８……
Ｄ／Ａ変換器、６２……ハウジング、６４……部
分反射鏡、６６……完全反射鏡、７０……石英ロ
ツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体媒質に光エネルギー源を提供し、該流体
   媒質の光特性を測定する装置において、 予め設定した範囲にわたり連続した波長を発生
   することのできる輻射源と、 該輻射源からの光エネルギーを受け取る入力
   と、該輻射源のスペクトル放射内で対応する波長
   領域の出力を発生する出力を有するモノクロメー
   ター手段と、 該モノクロメーター手段の波長設定を連続的に
   変化させるための手段と、 該輻射源をパルス作動することにより該流体媒
   質への伝達のため、該スペクトル放射内で出力波
   長領域の輻射のフラツシユを発生するための手段
   と、 該スペクトル放射内の特定の波長領域に相当す
   る光エネルギーを該流体媒質に照射するための、
   前記モノクロメーター波長設定変化手段と該パル
   ス化手段とを同期させる手段と、 から成る装置。 ２ 前記モノクロメーター波長設定変化手段と前
   記パルス化手段とを自動的に校正する手段を含む
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 該モノクロメーター手段は、移動可能な回折
   格子と鏡を含んでおり、該スペクトル放射内で予
   め設定した一連の波長領域を発生し、 該予め設定した一連の波長領域は該フラツシユ
   の時点での該回折格子の角度位置に対応すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ 該輻射源は、紫外より可視にわたる電磁スペ
   クトル内で連続した輻射を発生するキセノンフラ
   ツシユランプであるような特許請求の範囲第１項
   記載の装置。 ５ 該回折格子が、該輻射源により発生する連続
   した輻射に対応する角度位置の範囲で該回折格子
   を連続的に回転させるために、該回折格子に連結
   したモーターを含む特許請求の範囲第３項記載の
   装置。 ６ 該モーターはステツピングモーターであり、
   該輻射源は、紫外より可視にわたるスペクトルの
   輻射を発生するキセノンフラツシユランプである
   特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 該流体媒質を通過する該光エネルギーは光検
   出手段により受け取られ、該光検出手段は、該流
   体媒質によるエネルギー吸収に比例した出力信号
   を発生する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８ 該モノクロメーターの出力と該光検出手段と
   の中間にあり、２本の出力ビームを形成するビー
   ムスプリツターと、 該光検出手段に近接した一対のフローセルであ
   つて、該フローセルは各々該出力ビームの１つを
   受け取り、一方の該フローセルは吸光度が測定さ
   れるべきサンプル流体を含み、他方の該フローセ
   ルは参照流体を含んでいるフローセルとを備え、 該光検出手段は２個のフオトダイオードを含
   み、一方のフオトダイオードは該サンプル流体フ
   ローセルからエネルギーを受け取り、他方のフオ
   トダイオードは該参照流体フローセルからエネル
   ギーを受け取り、そして サンプル流体の吸光度だけを表わす信号を発生
   する手段とを備える特許請求の範囲第７項記載の
   装置。 ９ 該キセノンフラツシユランプの出力はエネル
   ギーのパルスであり、該エネルギーのパルスは該
   回折格子の移動に関して十分短い寿命を有しその
   結果各エネルギーのパルス中の該回折格子の動き
   を実質的に停止させる効果を有する特許請求の範
   囲第６項記載の装置。 １０ 流体媒質を通過する光の吸光度を測定する
   分光光度計において、 予め設定した範囲にわたり連続した波長を発生
   することのできる輻射源と、 該輻射源の像を受け取り、該輻射源の対応する
   スペクトル放射を反射する回折格子と、 該スペクトル放射内で該回折格子の角度位置に
   対応する予め設定した一連の波長領域を受け取る
   光学手段と、 該回折格子の角度位置を連続的に動かすことに
   より該光学手段に該スペクトル放射内の変化する
   波長領域を提供する手段と、 該回折格子の移動時間よりも短い継続時間の間
   該輻射源をパルス作動する手段と、 該パルス作動手段と該回折格子の移動とを同期
   させ、該輻射源により照射された時点の該回折格
   子の位置を該スペクトル発光内の特定の波長領域
   に対応させる手段と、 から成る分光光度計。 １１ 該特定の波長領域を含むビームを受け取
   り、２本の対応する出力ビームを発生するビーム
   スプリツターと、 同一平面にある第１と第２の入口窓を有するフ
   ローセル要素であつて、該出力ビームの一方は該
   第１の窓に導かれ、該出力ビームの他方は第２の
   窓に導かれるフローセル要素を含む特許請求の範
   囲第１０項記載の分光光度計。 １２ 該出力ビーム双方の集光位置を該フローセ
   ル要素の入口窓と同一平面とするように、該出力
   ビームの各々のパスの長さを等化する手段を含む
   特許請求の範囲第１１項記載の分光光度計。 １３ 該等化手段は、該出力ビームの一方のビー
   ム路に位置付けられている石英ロツドである特許
   請求の範囲第１２項記載の分光光度計。 １４ 該石英ロツドは、ビーム路に垂直な２つの
   直交した方向に変位することができるように調節
   できるように支持されている特許請求の範囲第１
   ３項記載の分光光度計。 １５ 該回折格子に連結され、該輻射源により発
   生した連続輻射に対応する角度位置の範囲で該回
   折格子を連続的に回転させるモーターを含む特許
   請求の範囲第１０項記載の分光光度計。 １６ 該輻射源をパルス作動する時点で、該光学
   手段に提供される該特定の波長領域に関して該モ
   ーターの位置を自動校正するための手段を含む特
   許請求の範囲第１５項記載の分光光度計。 １７ 該自動校正手段はデジタルコンピユーター
   と検出器とを含み、 該デジタルコンピユーターは、該輻射源により
   発生される理想的な輻射スペクトル対該モーター
   の位置を表わす関数をメモリー中に記憶してお
   り、 該検出器は、該輻射源からの実際の出力輻射に
   比例した出力電気信号を発生し、 該デジタルコンピユーターは該モーターの予め
   設定した位置で該パルス作動手段に電圧を印加す
   るための信号を供給し、該検出器の出力を読み出
   して、測定されたモーター位置における前記理想
   的な輻射スペクトルの既知特性を認定し、該測定
   位置と前記メモリーに記憶された関数とを比較す
   ることにより前記測定モーター位置に関して該関
   数を調節することにより自動校正が行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１６項記載の分
   光光度計。 １８ 液体クロマトグラフイーシステムにおいて
   使用される吸光度検出器において、 紫外から可視の電磁スペクトルにおいて連続し
   た波長を発生するフラツシユランプと、 移動可能な回折格子と該回折格子から反射した
   スペクトルを受け取る鏡とからなり、該スペクト
   ル内の選択された波長の狭いバンドの出力とする
   モノクロメーターと、 クロマトグラフイーのカラムに連結され、吸光
   度が測定されるべきサンプルを受容し、該モノク
   ロメーターの出力が導かれるフローセルと、 該回折格子を連続的に回転させることにより、
   該連続した波長内で該モノクロメーターの出力を
   対応的に変化させる手段と、 予め選択された波長領域に対応する該回折格子
   の角度位置で該フラツシユランプをトリガーする
   ことにより、該サンプルの吸光度を該選択された
   波長領域で測定することができるようにする手段
   と、 からなる吸光度検出器。 １９ 該フラツシユランプはキセノンフラツシユ
   ランプである特許請求の範囲第１８項記載の吸光
   度検出器。 ２０ 該フラツシユランプの出力はエネルギーの
   パルスであり、該パルスの寿命は該回折格子の移
   動に関して十分に短く、その結果、各エネルギー
   パルス中の該回折格子の移動を実質的に停止させ
   る特許請求の範囲第１８項記載の吸光度検出器。