流通室的制作方法
流通室的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流通室。與以往的流通室相比，其不會使光量降低，不會產(chǎn)生光軸上的位置關(guān)系等的問題就能使光路長度彼此不同的流通室安裝于同一光學(xué)系統(tǒng)。該流通室在供試樣液體流動的直線狀毛細(xì)管（1）的一端裝有用于將測定光導(dǎo)入到毛細(xì)管（1）內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在其另一端裝有將透過在毛細(xì)管（1）內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管（1）傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出到外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，將光導(dǎo)入構(gòu)件作為插入于毛細(xì)管（1）內(nèi)的光波導(dǎo)管（5）、光導(dǎo)出構(gòu)件作為安裝于毛細(xì)管（1）另一端開口部的窗構(gòu)件（8），從而抑制毛細(xì)管（1）的透光量的損耗且不會在吸光度檢測裝置等光學(xué)系統(tǒng)上產(chǎn)生位置關(guān)系的問題就能在上述光學(xué)系統(tǒng)上安裝光路長度不同的流通室（10）。
【專利說明】流通室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如在測定液體的吸光度等時用于供被測定液體流動的同時照射測定光的流通室。
【背景技術(shù)】[0002]在液相色譜儀等中所使用的吸光度檢測裝置中，在將被測定液體(以下稱為“試樣液體”)填充或連續(xù)地流通至稱為小室的容器內(nèi)的狀態(tài)下，照射來自光源的測定光，檢測透過了試樣液體的光的強(qiáng)度并求得每個波長的吸光度。為了以高靈敏度測定微量的試樣液體，需要使小室的截面積較小、光路長度較長。因此，以往以來，實用化一種稱為“光導(dǎo)管小室”等的流通室，作為小室采用直線狀的毛細(xì)管，在該小室的內(nèi)部流動試樣液體，并且從該毛細(xì)管的一端側(cè)沿著該毛細(xì)管延伸的方向照射光，在該毛細(xì)管的外壁面上或內(nèi)壁面上使光進(jìn)行全反射而將光傳輸?shù)矫?xì)管的另一端側(cè)(例如參照非專利文獻(xiàn)I)。
[0003]作為在毛細(xì)管的外壁面上使光進(jìn)行全反射而進(jìn)行光傳輸?shù)牧魍ㄊ?，公知有一種毛細(xì)管使用熔融石英、使全反射發(fā)生在毛細(xì)管的外壁面的石英-空氣的邊界面上的流通室(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另一方面，作為在毛細(xì)管的內(nèi)壁面上使光進(jìn)行全反射而進(jìn)行光傳輸?shù)牧魍ㄊ?，公知有一種使用在內(nèi)壁面上涂覆了特氟隆(日文7 口 >)(注冊商標(biāo))AF的毛細(xì)管的流通室(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]此外，作為用于向毛細(xì)管導(dǎo)入測定光的構(gòu)造和用于將透過毛細(xì)管內(nèi)的試樣液體的光從毛細(xì)管導(dǎo)出的構(gòu)造，實用化有兩端空間耦合構(gòu)造和兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造。
[0006]兩端空間耦合構(gòu)造為以下這樣的構(gòu)造:在毛細(xì)管的兩端部配置光導(dǎo)入用窗構(gòu)件和光導(dǎo)出用窗構(gòu)件，經(jīng)由上述窗構(gòu)件使來自光源的光直接地、即穿過空間地入射到毛細(xì)管內(nèi)，并且，使透過試樣液體的光直接地從相同的毛細(xì)管射出至空間(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
[0007]另一方面，兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造為以下這樣的構(gòu)造:在毛細(xì)管的兩端部分別插入光纖等光波導(dǎo)管，經(jīng)由其一端側(cè)的光波導(dǎo)管將來自光源的光導(dǎo)入到毛細(xì)管內(nèi)，經(jīng)由另一端側(cè)的光波導(dǎo)管將透過試樣液體的光導(dǎo)出到毛細(xì)管外(例如參照專利文獻(xiàn)4)。
[0008]專利文獻(xiàn)1:美國特許4477186號說明書
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特表2002 - 536673號公報
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開平11 - 173975號公報
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特許第3657900號公報
[0012]非專利文獻(xiàn)1:「七 > 外壁面T O全反射&利用t 3長光路々^匕。9丨J 一七 > 中T乃光源光O分布i光路」(角田欣一他、日本化學(xué)會誌1989 (2)、P 233 — 236、1989年)(《在利用小室外壁面上的全反射的長光路毛細(xì)管小室中的光源光的分布和光路》(角田欣一等，日本化學(xué)會志1989 (2)，p233~p236,1989年))
[0013]然而，試樣液體的吸光度與試樣液體的濃度和光路長度成正比(朗伯一比爾定律)。在上述的使用了毛細(xì)管的流通室中，只要使用光路長度較長的小室，也就能夠以較高感度測定低濃度的試樣液體。但是，在測定高濃度的試樣液體時，光路長度較長時，吸光度會變得過大而變成低光量，導(dǎo)致難以測定。由此，通過分開使用利用試樣液體的濃度而改變光路長度的小室，能夠提高吸光度的檢測精度，進(jìn)而能夠應(yīng)用于液相色譜儀而使其分析精度提高。
[0014]然而，在欲將光路長度不同的小室連接于同一光學(xué)系統(tǒng)時，在上述的小室構(gòu)造中的、兩端空間耦合構(gòu)造中，光入射口位置和光射出口位置中的任一位置、或者兩個位置處于按照每個小室而彼此不同的位置，導(dǎo)致光自光軸的最佳位置偏離。
[0015]另一方面，在兩端光波導(dǎo)管構(gòu)造中，通過改變毛細(xì)管全長、光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管兩端的插入量，能夠以光入射口位置和光射出口位置形成相同的狀態(tài)使光路長度變化，但由于在使用光波導(dǎo)管時產(chǎn)生光量損失，因此與上述的兩端空間耦合構(gòu)造相比，存在光量降低的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]本發(fā)明是鑒于上述實際情況而完成的，其課題在于提供一種流通室，與以往的流通室相比，該流通室不會使光量降低，不產(chǎn)生在光軸上的位置關(guān)系等的問題就能夠?qū)⒐饴烽L度彼此不同的流通室安裝于同一光學(xué)系統(tǒng)。
[0018]用于解決問題的方案
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明為一種流通室，該流通室在供試樣液體流動的直線狀的毛細(xì)管的一端安裝有用于將測定光導(dǎo)入到該毛細(xì)管內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在上述毛細(xì)管的另一端安裝有用于將透過在該毛細(xì)管內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出至外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，其特征在于，上述光導(dǎo)入構(gòu)件為從上述毛細(xì)管的一端開口部插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管，上述光導(dǎo)出構(gòu)件為安裝于該毛細(xì)管的另一端開口部的窗構(gòu)件(技術(shù)方案I)。
[0020]在此，在本發(fā)明中，能夠適當(dāng)?shù)夭捎蒙鲜龉獠▽?dǎo)管為石英圓柱或沒有外包覆的光纖的結(jié)構(gòu)(技術(shù)方案2)。
[0021]此外，在本發(fā)明中，能夠采用在上述光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置有石英凸透鏡的結(jié)構(gòu)(技術(shù)方案3)。
[0022]本發(fā)明通過以下方式來解決課題:將在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)的構(gòu)造中的、僅光導(dǎo)入側(cè)的構(gòu)造做成將光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管內(nèi)的構(gòu)造(光波導(dǎo)管耦合)，將光導(dǎo)出側(cè)的構(gòu)造做成使用了窗構(gòu)件的構(gòu)造(空間耦合)。
[0023]S卩，為了使光路長度不相同，不需要向毛細(xì)管的兩端插入光波導(dǎo)管，只要是向其中的任一端插入了光波導(dǎo)管的構(gòu)造即可，由此，與作為兩端光波導(dǎo)管耦合的以往的構(gòu)造相比能夠抑制光量的損耗。而且，對于將光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)中的哪一側(cè)做成插入有光波導(dǎo)管的構(gòu)造，如下所述，由于將光導(dǎo)入側(cè)做成插入有光波導(dǎo)管的構(gòu)造會使光量的損耗較小，因而更加適宜，在本發(fā)明中即采用該結(jié)構(gòu)。
[0024]對于向毛細(xì)管內(nèi)插入光波導(dǎo)管而進(jìn)行入射或射出光的結(jié)構(gòu)，使光波導(dǎo)管的端部面向毛細(xì)管的外部，與經(jīng)由用于封堵毛細(xì)管的端部的石英制等的窗入射或射出光的結(jié)構(gòu)相t匕，僅在不必?fù)?dān)心產(chǎn)生光波導(dǎo)管和窗之間的耦合損耗的情況下有效，但在光導(dǎo)出側(cè)，由于在毛細(xì)管內(nèi)被傳輸過來的光利用插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管被拾取的關(guān)系，因此，僅與毛細(xì)管的光傳輸截面積與光波導(dǎo)管的截面積之差的量相對應(yīng)地產(chǎn)生光損耗。即，由于毛細(xì)管在其外壁面和空氣的邊界面使光進(jìn)行全反射地對光進(jìn)行傳輸，因此，其光傳輸截面積成為包含毛細(xì)管的外壁面在內(nèi)的其內(nèi)側(cè)的截面積，相對于此，由于光波導(dǎo)管插入毛細(xì)管的內(nèi)壁面的內(nèi)側(cè)，因此其光傳輸截面積小于毛細(xì)管的光傳輸截面積，與此相對應(yīng)地被拾取的光量變小。另外，在光導(dǎo)入側(cè)不產(chǎn)生這樣的損耗。
[0025]因而，根據(jù)技術(shù)方案I的發(fā)明，在抑制光量的損耗的同時，不有損各種光路長度的流通室在光軸上的位置關(guān)系就能夠使各種光路長度的流通室安裝在吸光度測定裝置等的裝置側(cè)的同一光學(xué)系統(tǒng)上。
[0026]此外，在本發(fā)明中，在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)所使用的光波導(dǎo)管通過使用在其外壁面一空氣的界面上進(jìn)行全反射的光波導(dǎo)管，即，如技術(shù)方案2的發(fā)明那樣使用沒有外包覆的光纖或石英圓柱(桿)，能夠使光量進(jìn)一步增加。在通常的具有包覆的光纖中，由芯和包層的折射率之差來決定可傳輸?shù)腘A (數(shù)值孔徑)，但必定為低折射率材料，因此NA也被限定。通過在外壁面一空氣的界面上進(jìn)行全反射，產(chǎn)生高于具有芯和包層的光纖的折射率差，能夠傳輸NA更高的光，能夠使光量更多。
[0027]此外，如技術(shù)方案3的發(fā)明所述，通過在光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置石英凸透鏡，能夠提高來自光源的光的聚光效果，能夠使導(dǎo)入到毛細(xì)管內(nèi)的光量增多。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，相對于以往的兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造的流通室，使光量增多的同時，也不有損具有各種光路長度的流通室在光軸上的位置關(guān)系就能夠?qū)⒕哂懈鞣N光路長度的流通室安裝在例如液相色譜儀的吸光度檢測裝置所包括的同一檢測光學(xué)系統(tǒng)上，通過選擇適宜的流通室來進(jìn)行安裝，能夠精確地檢測從低濃度到高濃度的試樣液體的吸光度，并進(jìn)而能夠進(jìn)行精確的分析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的實施方式中的光路長度較長的例子(A)和光路長度較短的例子(B)的示意性剖視圖。
[0031]圖2是表示本發(fā)明中所使用的吸光度檢測裝置中的光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0032]圖3是表示本發(fā)明和比較例的每個入射NA的透光量的比較測定結(jié)果的圖表。
[0033]圖4是表示本發(fā)明和比較例的綜合透光量的比較測定結(jié)果的與圖3相同的圖表。
[0034]附圖標(biāo)記說明
[0035]I毛細(xì)管；2a、2b保持構(gòu)件；3小室保持件；4a液體導(dǎo)入通路；4b液體導(dǎo)出通路；5光波導(dǎo)管；6保持構(gòu)件；7石英凸透鏡；8窗構(gòu)件；10流通室；11光源；12聚光系統(tǒng)；13檢測系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0036]以下參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0037]圖1的(A)和圖1的(B)是本發(fā)明的實施方式的示意性剖視圖，圖1的(A)表示光路長度較長的例子，圖1的(B)表示光路長度較短的例子。
[0038]由熔融石英構(gòu)成的毛細(xì)管I的兩端利用管套等樹脂制的保持構(gòu)件2a、2b液密地安裝于小室保持件3。小室保持件3形成有與毛細(xì)管I的一端側(cè)連通的液體導(dǎo)入通路4a、同樣與毛細(xì)管I的另一端側(cè)連通的液體導(dǎo)出通路4b，試樣液體經(jīng)由液體導(dǎo)入通路4a被導(dǎo)入到毛細(xì)管I內(nèi)，在毛細(xì)管I內(nèi)流動的試樣液體經(jīng)由液體導(dǎo)出通路4b被排出到外部。另外，在圖1中，光照射的朝向和液體流動的朝向相同，但上述朝向也可以是相反朝向。即，也可以將光導(dǎo)入通路作為4b側(cè)，將光導(dǎo)出通路作為4a側(cè)。
[0039]在毛細(xì)管I的一端側(cè)插入有光波導(dǎo)管5。該光波導(dǎo)管5可以使用石英圓柱(桿)或沒有外包覆的光纖，并借助保持構(gòu)件6保持于小室保持件3。在該光波導(dǎo)管5的處于毛細(xì)管I的外側(cè)的端部、即向光波導(dǎo)管5導(dǎo)入光的入口部位配置有石英凸透鏡7。另外，光波導(dǎo)管5的直徑為0.1mm?1.0mm左右。
[0040]另一方面，在毛細(xì)管I的另一端側(cè)安裝有窗構(gòu)件8。該窗構(gòu)件8的形狀沒有特別限定，但可以由例如平坦的板狀或透鏡構(gòu)成。
[0041]圖1的(A)所示的光路長度較長的流通室與圖1的(B)所示的光路長度較短的流通室的不同點(diǎn)在于光波導(dǎo)管5向毛細(xì)管I內(nèi)插入的插入量(換言之為光波導(dǎo)管5的長度)，對于其他的毛細(xì)管1、小室保持件3等構(gòu)件，在圖1的(A)和圖1的(B)中分別標(biāo)注相同附圖標(biāo)記表示的構(gòu)件彼此為完全相同的形狀和尺寸，從石英凸透鏡7到窗構(gòu)件8的組裝狀態(tài)下的尺寸完全相同。
[0042]在此，作為使光路長度變化的其他的方法，可以采用使光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管的插入量恒定而改變毛細(xì)管的長度的方法，或者，同時改變光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管的插入量和毛細(xì)管長度這兩者的方法，上述方法都能夠?qū)崿F(xiàn)光路長度的變化。
[0043]以上的本發(fā)明的實施方式應(yīng)用于例如液相色譜儀的吸光度檢測裝置。即，將從液相色譜儀的柱溶出來的液體作為試樣液體而在毛細(xì)管I中流動，并且穿過光波導(dǎo)管5向毛細(xì)管I內(nèi)的試樣液體照射光，經(jīng)由窗構(gòu)件8利用毛細(xì)管I外的檢測系統(tǒng)對該透射光進(jìn)行檢測。在圖2中利用框圖表示該光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。在該圖2中，標(biāo)注附圖標(biāo)記10來表示圖1的流通室。來自光源11的光利用聚光系統(tǒng)12聚光，將聚光后的光經(jīng)由圖1所示的流通室10的石英凸透鏡7并利用光波導(dǎo)管5導(dǎo)入到毛細(xì)管I內(nèi)。透過了毛細(xì)管I內(nèi)的試樣液體的光經(jīng)由窗構(gòu)件8被引導(dǎo)至檢測系統(tǒng)13。檢測系統(tǒng)13由例如光柵等波長色散元件和光電二極管陣列等構(gòu)成，利用該檢測系統(tǒng)13，可以檢測透過了試樣液體的光的每個波長的強(qiáng)度，從該檢測結(jié)果能夠求出試樣液體對每個波長的光的吸光度，由此能夠分析從柱溶出的試樣液體中的成分。
[0044]如上所述，如果以上的安裝于聚光系統(tǒng)12和檢測系統(tǒng)13之間的流通室10沒有與試樣液體的濃度相對應(yīng)地使其光路長度適當(dāng)?shù)刈兓脑?，就無法精確地測定，但在本發(fā)明中，如圖1的(A)、圖1的(B)所示那樣，準(zhǔn)備有光路長度不同的流通室，通過更換與試樣濃度相對應(yīng)的光路長度的流通室能夠進(jìn)行應(yīng)對。在進(jìn)行該更換時，由于各流通室的從光入口側(cè)的石英凸透鏡7到光出口側(cè)的窗構(gòu)件8的外觀形狀和尺寸彼此相同，因此能夠始終以最佳的位置關(guān)系安裝于裝置側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光軸上。而且，由于光波導(dǎo)管5僅設(shè)置于光導(dǎo)入偵牝因此，與以往的將光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)這兩側(cè)的構(gòu)造的流通室相比，光量增多。[0045]此外，無論在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)中的任一側(cè)設(shè)置光波導(dǎo)管，光量都有很大程度的不同，通過如本發(fā)明這樣的將光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)入側(cè)，能夠確認(rèn)光量變得更多。在圖3和圖4中利用圖表表示其驗證結(jié)果。
[0046]上述圖表為使用石英桿作為光波導(dǎo)管時，在將該光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)的情況下和將該光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)出側(cè)的情況下進(jìn)行的透光量的比較測定而得到的結(jié)果。圖3的圖表表示每個入射NA的透光量的比較結(jié)果，圖4的圖表表示綜合透光量的比較結(jié)果。如從上述圖表中明確的那樣，通過將光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)，除了 NA超過0.3的較大的入射角的光以外，在供實用的區(qū)域中的各NA的情況的透光量都較多，在綜合光量方面，與將光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)出側(cè)的情況相比能夠獲得大約1.35倍的光量，能夠證實本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的有用性。
【權(quán)利要求】
1.一種流通室，其在供試樣液體流動的直線狀的毛細(xì)管的一端安裝有用于將測定光導(dǎo)入到該毛細(xì)管內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在上述毛細(xì)管的另一端安裝有用于將透過在該毛細(xì)管內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出到外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，其特征在于， 上述光導(dǎo)入構(gòu)件為從上述毛細(xì)管的一端開口部插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管，上述光導(dǎo)出構(gòu)件為安裝于該毛細(xì)管的另一端開口部的窗構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流通室，其特征在于， 上述光波導(dǎo)管為石英圓柱或沒有外包覆的光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流通室，其特征在于， 在上述光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置有石英凸透鏡。
【文檔編號】G01N21/05GK103674844SQ201310328601
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】畠堀貴秀, 森谷直司, 和田幸久, 中間勇二 申請人:株式會社島津制作所
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流通室。與以往的流通室相比，其不會使光量降低，不會產(chǎn)生光軸上的位置關(guān)系等的問題就能使光路長度彼此不同的流通室安裝于同一光學(xué)系統(tǒng)。該流通室在供試樣液體流動的直線狀毛細(xì)管（1）的一端裝有用于將測定光導(dǎo)入到毛細(xì)管（1）內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在其另一端裝有將透過在毛細(xì)管（1）內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管（1）傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出到外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，將光導(dǎo)入構(gòu)件作為插入于毛細(xì)管（1）內(nèi)的光波導(dǎo)管（5）、光導(dǎo)出構(gòu)件作為安裝于毛細(xì)管（1）另一端開口部的窗構(gòu)件（8），從而抑制毛細(xì)管（1）的透光量的損耗且不會在吸光度檢測裝置等光學(xué)系統(tǒng)上產(chǎn)生位置關(guān)系的問題就能在上述光學(xué)系統(tǒng)上安裝光路長度不同的流通室（10）。
【專利說明】流通室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種例如在測定液體的吸光度等時用于供被測定液體流動的同時照射測定光的流通室。
【背景技術(shù)】[0002]在液相色譜儀等中所使用的吸光度檢測裝置中，在將被測定液體(以下稱為“試樣液體”)填充或連續(xù)地流通至稱為小室的容器內(nèi)的狀態(tài)下，照射來自光源的測定光，檢測透過了試樣液體的光的強(qiáng)度并求得每個波長的吸光度。為了以高靈敏度測定微量的試樣液體，需要使小室的截面積較小、光路長度較長。因此，以往以來，實用化一種稱為“光導(dǎo)管小室”等的流通室，作為小室采用直線狀的毛細(xì)管，在該小室的內(nèi)部流動試樣液體，并且從該毛細(xì)管的一端側(cè)沿著該毛細(xì)管延伸的方向照射光，在該毛細(xì)管的外壁面上或內(nèi)壁面上使光進(jìn)行全反射而將光傳輸?shù)矫?xì)管的另一端側(cè)(例如參照非專利文獻(xiàn)I)。
[0003]作為在毛細(xì)管的外壁面上使光進(jìn)行全反射而進(jìn)行光傳輸?shù)牧魍ㄊ?，公知有一種毛細(xì)管使用熔融石英、使全反射發(fā)生在毛細(xì)管的外壁面的石英-空氣的邊界面上的流通室(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]另一方面，作為在毛細(xì)管的內(nèi)壁面上使光進(jìn)行全反射而進(jìn)行光傳輸?shù)牧魍ㄊ?，公知有一種使用在內(nèi)壁面上涂覆了特氟隆(日文7 口 >)(注冊商標(biāo))AF的毛細(xì)管的流通室(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]此外，作為用于向毛細(xì)管導(dǎo)入測定光的構(gòu)造和用于將透過毛細(xì)管內(nèi)的試樣液體的光從毛細(xì)管導(dǎo)出的構(gòu)造，實用化有兩端空間耦合構(gòu)造和兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造。
[0006]兩端空間耦合構(gòu)造為以下這樣的構(gòu)造:在毛細(xì)管的兩端部配置光導(dǎo)入用窗構(gòu)件和光導(dǎo)出用窗構(gòu)件，經(jīng)由上述窗構(gòu)件使來自光源的光直接地、即穿過空間地入射到毛細(xì)管內(nèi)，并且，使透過試樣液體的光直接地從相同的毛細(xì)管射出至空間(例如參照專利文獻(xiàn)3)。
[0007]另一方面，兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造為以下這樣的構(gòu)造:在毛細(xì)管的兩端部分別插入光纖等光波導(dǎo)管，經(jīng)由其一端側(cè)的光波導(dǎo)管將來自光源的光導(dǎo)入到毛細(xì)管內(nèi)，經(jīng)由另一端側(cè)的光波導(dǎo)管將透過試樣液體的光導(dǎo)出到毛細(xì)管外(例如參照專利文獻(xiàn)4)。
[0008]專利文獻(xiàn)1:美國特許4477186號說明書
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特表2002 - 536673號公報
[0010]專利文獻(xiàn)3:日本特開平11 - 173975號公報
[0011]專利文獻(xiàn)4:日本特許第3657900號公報
[0012]非專利文獻(xiàn)1:「七 > 外壁面T O全反射&利用t 3長光路々^匕。9丨J 一七 > 中T乃光源光O分布i光路」(角田欣一他、日本化學(xué)會誌1989 (2)、P 233 — 236、1989年)(《在利用小室外壁面上的全反射的長光路毛細(xì)管小室中的光源光的分布和光路》(角田欣一等，日本化學(xué)會志1989 (2)，p233~p236,1989年))
[0013]然而，試樣液體的吸光度與試樣液體的濃度和光路長度成正比(朗伯一比爾定律)。在上述的使用了毛細(xì)管的流通室中，只要使用光路長度較長的小室，也就能夠以較高感度測定低濃度的試樣液體。但是，在測定高濃度的試樣液體時，光路長度較長時，吸光度會變得過大而變成低光量，導(dǎo)致難以測定。由此，通過分開使用利用試樣液體的濃度而改變光路長度的小室，能夠提高吸光度的檢測精度，進(jìn)而能夠應(yīng)用于液相色譜儀而使其分析精度提高。
[0014]然而，在欲將光路長度不同的小室連接于同一光學(xué)系統(tǒng)時，在上述的小室構(gòu)造中的、兩端空間耦合構(gòu)造中，光入射口位置和光射出口位置中的任一位置、或者兩個位置處于按照每個小室而彼此不同的位置，導(dǎo)致光自光軸的最佳位置偏離。
[0015]另一方面，在兩端光波導(dǎo)管構(gòu)造中，通過改變毛細(xì)管全長、光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管兩端的插入量，能夠以光入射口位置和光射出口位置形成相同的狀態(tài)使光路長度變化，但由于在使用光波導(dǎo)管時產(chǎn)生光量損失，因此與上述的兩端空間耦合構(gòu)造相比，存在光量降低的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]本發(fā)明是鑒于上述實際情況而完成的，其課題在于提供一種流通室，與以往的流通室相比，該流通室不會使光量降低，不產(chǎn)生在光軸上的位置關(guān)系等的問題就能夠?qū)⒐饴烽L度彼此不同的流通室安裝于同一光學(xué)系統(tǒng)。
[0018]用于解決問題的方案
[0019]為了解決上述課題，本發(fā)明為一種流通室，該流通室在供試樣液體流動的直線狀的毛細(xì)管的一端安裝有用于將測定光導(dǎo)入到該毛細(xì)管內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在上述毛細(xì)管的另一端安裝有用于將透過在該毛細(xì)管內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出至外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，其特征在于，上述光導(dǎo)入構(gòu)件為從上述毛細(xì)管的一端開口部插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管，上述光導(dǎo)出構(gòu)件為安裝于該毛細(xì)管的另一端開口部的窗構(gòu)件(技術(shù)方案I)。
[0020]在此，在本發(fā)明中，能夠適當(dāng)?shù)夭捎蒙鲜龉獠▽?dǎo)管為石英圓柱或沒有外包覆的光纖的結(jié)構(gòu)(技術(shù)方案2)。
[0021]此外，在本發(fā)明中，能夠采用在上述光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置有石英凸透鏡的結(jié)構(gòu)(技術(shù)方案3)。
[0022]本發(fā)明通過以下方式來解決課題:將在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)的構(gòu)造中的、僅光導(dǎo)入側(cè)的構(gòu)造做成將光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管內(nèi)的構(gòu)造(光波導(dǎo)管耦合)，將光導(dǎo)出側(cè)的構(gòu)造做成使用了窗構(gòu)件的構(gòu)造(空間耦合)。
[0023]S卩，為了使光路長度不相同，不需要向毛細(xì)管的兩端插入光波導(dǎo)管，只要是向其中的任一端插入了光波導(dǎo)管的構(gòu)造即可，由此，與作為兩端光波導(dǎo)管耦合的以往的構(gòu)造相比能夠抑制光量的損耗。而且，對于將光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)中的哪一側(cè)做成插入有光波導(dǎo)管的構(gòu)造，如下所述，由于將光導(dǎo)入側(cè)做成插入有光波導(dǎo)管的構(gòu)造會使光量的損耗較小，因而更加適宜，在本發(fā)明中即采用該結(jié)構(gòu)。
[0024]對于向毛細(xì)管內(nèi)插入光波導(dǎo)管而進(jìn)行入射或射出光的結(jié)構(gòu)，使光波導(dǎo)管的端部面向毛細(xì)管的外部，與經(jīng)由用于封堵毛細(xì)管的端部的石英制等的窗入射或射出光的結(jié)構(gòu)相t匕，僅在不必?fù)?dān)心產(chǎn)生光波導(dǎo)管和窗之間的耦合損耗的情況下有效，但在光導(dǎo)出側(cè)，由于在毛細(xì)管內(nèi)被傳輸過來的光利用插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管被拾取的關(guān)系，因此，僅與毛細(xì)管的光傳輸截面積與光波導(dǎo)管的截面積之差的量相對應(yīng)地產(chǎn)生光損耗。即，由于毛細(xì)管在其外壁面和空氣的邊界面使光進(jìn)行全反射地對光進(jìn)行傳輸，因此，其光傳輸截面積成為包含毛細(xì)管的外壁面在內(nèi)的其內(nèi)側(cè)的截面積，相對于此，由于光波導(dǎo)管插入毛細(xì)管的內(nèi)壁面的內(nèi)側(cè)，因此其光傳輸截面積小于毛細(xì)管的光傳輸截面積，與此相對應(yīng)地被拾取的光量變小。另外，在光導(dǎo)入側(cè)不產(chǎn)生這樣的損耗。
[0025]因而，根據(jù)技術(shù)方案I的發(fā)明，在抑制光量的損耗的同時，不有損各種光路長度的流通室在光軸上的位置關(guān)系就能夠使各種光路長度的流通室安裝在吸光度測定裝置等的裝置側(cè)的同一光學(xué)系統(tǒng)上。
[0026]此外，在本發(fā)明中，在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)所使用的光波導(dǎo)管通過使用在其外壁面一空氣的界面上進(jìn)行全反射的光波導(dǎo)管，即，如技術(shù)方案2的發(fā)明那樣使用沒有外包覆的光纖或石英圓柱(桿)，能夠使光量進(jìn)一步增加。在通常的具有包覆的光纖中，由芯和包層的折射率之差來決定可傳輸?shù)腘A (數(shù)值孔徑)，但必定為低折射率材料，因此NA也被限定。通過在外壁面一空氣的界面上進(jìn)行全反射，產(chǎn)生高于具有芯和包層的光纖的折射率差，能夠傳輸NA更高的光，能夠使光量更多。
[0027]此外，如技術(shù)方案3的發(fā)明所述，通過在光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置石英凸透鏡，能夠提高來自光源的光的聚光效果，能夠使導(dǎo)入到毛細(xì)管內(nèi)的光量增多。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，相對于以往的兩端光波導(dǎo)管耦合構(gòu)造的流通室，使光量增多的同時，也不有損具有各種光路長度的流通室在光軸上的位置關(guān)系就能夠?qū)⒕哂懈鞣N光路長度的流通室安裝在例如液相色譜儀的吸光度檢測裝置所包括的同一檢測光學(xué)系統(tǒng)上，通過選擇適宜的流通室來進(jìn)行安裝，能夠精確地檢測從低濃度到高濃度的試樣液體的吸光度，并進(jìn)而能夠進(jìn)行精確的分析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的實施方式中的光路長度較長的例子(A)和光路長度較短的例子(B)的示意性剖視圖。
[0031]圖2是表示本發(fā)明中所使用的吸光度檢測裝置中的光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0032]圖3是表示本發(fā)明和比較例的每個入射NA的透光量的比較測定結(jié)果的圖表。
[0033]圖4是表示本發(fā)明和比較例的綜合透光量的比較測定結(jié)果的與圖3相同的圖表。
[0034]附圖標(biāo)記說明
[0035]I毛細(xì)管；2a、2b保持構(gòu)件；3小室保持件；4a液體導(dǎo)入通路；4b液體導(dǎo)出通路；5光波導(dǎo)管；6保持構(gòu)件；7石英凸透鏡；8窗構(gòu)件；10流通室；11光源；12聚光系統(tǒng)；13檢測系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0036]以下參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。
[0037]圖1的(A)和圖1的(B)是本發(fā)明的實施方式的示意性剖視圖，圖1的(A)表示光路長度較長的例子，圖1的(B)表示光路長度較短的例子。
[0038]由熔融石英構(gòu)成的毛細(xì)管I的兩端利用管套等樹脂制的保持構(gòu)件2a、2b液密地安裝于小室保持件3。小室保持件3形成有與毛細(xì)管I的一端側(cè)連通的液體導(dǎo)入通路4a、同樣與毛細(xì)管I的另一端側(cè)連通的液體導(dǎo)出通路4b，試樣液體經(jīng)由液體導(dǎo)入通路4a被導(dǎo)入到毛細(xì)管I內(nèi)，在毛細(xì)管I內(nèi)流動的試樣液體經(jīng)由液體導(dǎo)出通路4b被排出到外部。另外，在圖1中，光照射的朝向和液體流動的朝向相同，但上述朝向也可以是相反朝向。即，也可以將光導(dǎo)入通路作為4b側(cè)，將光導(dǎo)出通路作為4a側(cè)。
[0039]在毛細(xì)管I的一端側(cè)插入有光波導(dǎo)管5。該光波導(dǎo)管5可以使用石英圓柱(桿)或沒有外包覆的光纖，并借助保持構(gòu)件6保持于小室保持件3。在該光波導(dǎo)管5的處于毛細(xì)管I的外側(cè)的端部、即向光波導(dǎo)管5導(dǎo)入光的入口部位配置有石英凸透鏡7。另外，光波導(dǎo)管5的直徑為0.1mm?1.0mm左右。
[0040]另一方面，在毛細(xì)管I的另一端側(cè)安裝有窗構(gòu)件8。該窗構(gòu)件8的形狀沒有特別限定，但可以由例如平坦的板狀或透鏡構(gòu)成。
[0041]圖1的(A)所示的光路長度較長的流通室與圖1的(B)所示的光路長度較短的流通室的不同點(diǎn)在于光波導(dǎo)管5向毛細(xì)管I內(nèi)插入的插入量(換言之為光波導(dǎo)管5的長度)，對于其他的毛細(xì)管1、小室保持件3等構(gòu)件，在圖1的(A)和圖1的(B)中分別標(biāo)注相同附圖標(biāo)記表示的構(gòu)件彼此為完全相同的形狀和尺寸，從石英凸透鏡7到窗構(gòu)件8的組裝狀態(tài)下的尺寸完全相同。
[0042]在此，作為使光路長度變化的其他的方法，可以采用使光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管的插入量恒定而改變毛細(xì)管的長度的方法，或者，同時改變光波導(dǎo)管插入到毛細(xì)管的插入量和毛細(xì)管長度這兩者的方法，上述方法都能夠?qū)崿F(xiàn)光路長度的變化。
[0043]以上的本發(fā)明的實施方式應(yīng)用于例如液相色譜儀的吸光度檢測裝置。即，將從液相色譜儀的柱溶出來的液體作為試樣液體而在毛細(xì)管I中流動，并且穿過光波導(dǎo)管5向毛細(xì)管I內(nèi)的試樣液體照射光，經(jīng)由窗構(gòu)件8利用毛細(xì)管I外的檢測系統(tǒng)對該透射光進(jìn)行檢測。在圖2中利用框圖表示該光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。在該圖2中，標(biāo)注附圖標(biāo)記10來表示圖1的流通室。來自光源11的光利用聚光系統(tǒng)12聚光，將聚光后的光經(jīng)由圖1所示的流通室10的石英凸透鏡7并利用光波導(dǎo)管5導(dǎo)入到毛細(xì)管I內(nèi)。透過了毛細(xì)管I內(nèi)的試樣液體的光經(jīng)由窗構(gòu)件8被引導(dǎo)至檢測系統(tǒng)13。檢測系統(tǒng)13由例如光柵等波長色散元件和光電二極管陣列等構(gòu)成，利用該檢測系統(tǒng)13，可以檢測透過了試樣液體的光的每個波長的強(qiáng)度，從該檢測結(jié)果能夠求出試樣液體對每個波長的光的吸光度，由此能夠分析從柱溶出的試樣液體中的成分。
[0044]如上所述，如果以上的安裝于聚光系統(tǒng)12和檢測系統(tǒng)13之間的流通室10沒有與試樣液體的濃度相對應(yīng)地使其光路長度適當(dāng)?shù)刈兓脑?，就無法精確地測定，但在本發(fā)明中，如圖1的(A)、圖1的(B)所示那樣，準(zhǔn)備有光路長度不同的流通室，通過更換與試樣濃度相對應(yīng)的光路長度的流通室能夠進(jìn)行應(yīng)對。在進(jìn)行該更換時，由于各流通室的從光入口側(cè)的石英凸透鏡7到光出口側(cè)的窗構(gòu)件8的外觀形狀和尺寸彼此相同，因此能夠始終以最佳的位置關(guān)系安裝于裝置側(cè)的光學(xué)系統(tǒng)的光軸上。而且，由于光波導(dǎo)管5僅設(shè)置于光導(dǎo)入偵牝因此，與以往的將光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)這兩側(cè)的構(gòu)造的流通室相比，光量增多。[0045]此外，無論在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)和光導(dǎo)出側(cè)中的任一側(cè)設(shè)置光波導(dǎo)管，光量都有很大程度的不同，通過如本發(fā)明這樣的將光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)入側(cè)，能夠確認(rèn)光量變得更多。在圖3和圖4中利用圖表表示其驗證結(jié)果。
[0046]上述圖表為使用石英桿作為光波導(dǎo)管時，在將該光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)的情況下和將該光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)出側(cè)的情況下進(jìn)行的透光量的比較測定而得到的結(jié)果。圖3的圖表表示每個入射NA的透光量的比較結(jié)果，圖4的圖表表示綜合透光量的比較結(jié)果。如從上述圖表中明確的那樣，通過將光波導(dǎo)管設(shè)置在毛細(xì)管的光導(dǎo)入側(cè)，除了 NA超過0.3的較大的入射角的光以外，在供實用的區(qū)域中的各NA的情況的透光量都較多，在綜合光量方面，與將光波導(dǎo)管設(shè)置在光導(dǎo)出側(cè)的情況相比能夠獲得大約1.35倍的光量，能夠證實本發(fā)明的結(jié)構(gòu)的有用性。
【權(quán)利要求】
1.一種流通室，其在供試樣液體流動的直線狀的毛細(xì)管的一端安裝有用于將測定光導(dǎo)入到該毛細(xì)管內(nèi)的光導(dǎo)入構(gòu)件，在上述毛細(xì)管的另一端安裝有用于將透過在該毛細(xì)管內(nèi)流動的試樣液體并利用該毛細(xì)管傳輸?shù)墓鈱?dǎo)出到外部的光導(dǎo)出構(gòu)件，其特征在于， 上述光導(dǎo)入構(gòu)件為從上述毛細(xì)管的一端開口部插入到該毛細(xì)管內(nèi)的光波導(dǎo)管，上述光導(dǎo)出構(gòu)件為安裝于該毛細(xì)管的另一端開口部的窗構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流通室，其特征在于， 上述光波導(dǎo)管為石英圓柱或沒有外包覆的光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流通室，其特征在于， 在上述光波導(dǎo)管的靠光源側(cè)的端部設(shè)置有石英凸透鏡。
【文檔編號】G01N21/05GK103674844SQ201310328601
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】畠堀貴秀, 森谷直司, 和田幸久, 中間勇二 申請人:株式會社島津制作所
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