流通池及液体分析装置制造方法及图纸

就利用了在玻璃毛细管外表面的光全反射的流通池而言，防止在与配管的连结部灵敏度降低。就与用于向玻璃毛细管(601)导入溶液的配管(605)的连结部以及与用于将溶液从毛细管排出的配管的连结部而言，将玻璃毛细管的外表面用反射测定光的无机材料层(602)修饰，进而将其表面用增强层(711)修饰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流通池及液体分析装置
本专利技术涉及用于对试样进行光谱分析的流通池，特别涉及液体分析装置中使用的光谱分析用流通池。
技术介绍
液相色谱装置等所代表的的液体分析装置所具备的用紫外、可见、红外光对试样进行光谱分析的装置中设置有流通池，使用该流通池进行吸光分析、荧光分析。通常情况下，流通池的光路长度越长分析灵敏度越高。但是，在具有长的光路长度的流通池中测定光会碰到流路内壁，产生透过流通池的测定光量减少从而灵敏度降低的问题。特别是以吸光度法为原理的情况下，碰到流路内壁的测定光形成无序的光反射、光散射、光吸收，甚至经常带来噪音增加(非专利文献I)。也就是说，已知有如下问题:由于温度变化、压力变化、溶液的组成变化等外部因素而产生的溶液的折射率变化，使得相对于入射光的它们的反射光、散射光的比率变化，表观上吸光度变化即作为噪音或漂移而检测到的问题。为了解决这些问题，尝试了通过使测定光在流路壁面上进行全反射从而设法改善灵敏度的方法。该方法可以大致分为在流路内壁具备光反射层的方式和在流路外壁具备光反射层的方式这两种。作为前者，专利技术了如下方式，将具有比在光谱分析中最常用的溶剂即水(折射率1.33)更低的折射率的有机材料、特别是将氟系列高分子的Teflon(注册商标名)AF作为光反射层涂布于流路内壁的方式(专利文献1、专利文献2)。通过形成这种结构，如图1所示，在流通池内部的溶液103和流路内壁101上具备的光反射层102的界面上能够实现测定光104的全反射。但是在这种方法中，污染物吸附在流路内壁时，则光全反射条件发生破坏，导致灵敏度降低。而且存在以下问题，在具有长的光路长度的流通池内，在流路内壁上难于在可发挥其光学特性的状态下进行涂布光全反射所需要的低折射率的有机材料，因此使光路长度变长存在上限。作为后者，专利技术了如下方式，通过在具备流路的流通池材质中采用不吸收测定光的玻璃毛细管，并在玻璃毛细管外表面设置光反射层，如图2所示，使从溶液103中传播来的测定光104在玻璃毛细管201外表面和光反射层202的界面进行全反射。由于是基于中间隔着玻璃毛细管的溶液和光反射层间的折射率差的光全反射，所以容易使光路长度变长，理论上有使光路长度变长不存在上限的优点。例如专利技术了如下方法，作为光反射层采用空气，在流路外壁和空气的界面实现测定光的全反射的方法(非专利文献2)。图3表示了该流通池的典型结构。流通池整体结构包括:玻璃毛细管201 ;将测定光进行入射、接受的2个光纤302、303 ;将溶液导入、排出的2个配管304、305 ;以及连接它们的2个具备流路的连结部306、307。测定光根据溶液和空气的折射率差在玻璃毛细管201的外表面和空气的界面进行全反射的同时在流通池内传播。作为其他结构，专利技术了作为在玻璃毛细管表面设置的光反射层采用了 Teflon(注册商标名)AF的流通池(专利文献3)。在制造这些流通池时，需要将玻璃毛细管、光纤、配管和具有用于连接它们的流路的连结部不漏液地进行连接，已知有使用套圈、螺母等机械部件负载压力，从而将各部件间的缝隙堵塞进行连接的方法和在连结部材质中使用热熔性树脂负荷热量，从而将各部件间的缝隙用熔融的树脂堵塞进行连接的方法。与前者相比，由于后者的部件数量少以及花费的时间短，所以优选使用后者的热熔融的方法。现有技术文献专利文献I美国专利第5184192号说明书专利文献2美国专利第6542231号说明书专利文献3美国专利第5570447号说明书非专利文献非专利文献1J.Chromatogr.465，227 (1989)非专利文献2Appl.Spectrosc.43, 49 (1989)
技术实现思路
专利技术要解决的问题在流路外壁上具备光反射层的方式中，在连结部附近产生问题。图4表示了作为光反射层采用了空气的流通池的连结部附近的截面图。在填充了溶液103的连结部306内部，玻璃毛细管201、光纤302、配管304如图4所示配置。但是，在该结构中，由于在玻璃毛细管201的外表面与连结部306接触的位置，光全反射条件受到破坏，所以测定光104的光量发生衰减，灵敏度降低。作为光反射层采用Teflon(注册商标名)AF所代表的的低折射率的有机材料来尝试解决上述问题时，产生有机材料所特有的问题。一个是制造上的问题。连结部材质中使用的热熔性树脂的熔点，常常比光反射层中使用的有机材料的使用上限的温度高，并且与分解温度非常接近。例如，作为热熔性树脂的典型例子的聚醚醚酮树脂的熔点为约340°C?370°C，作为光反射层中使用的有机材料的典型例子的Tef 1n (注册商标名)AF的使用上限温度为285°C，分解温度为360°C。因为热熔融时各部件的温度常常达到热熔性树脂的熔点以上，所以在这种条件下制造流通池时，存在有机材料失去作为光反射层的功能，或者有机材料本身消失的问题。另一个是性能的长期稳定性问题。与玻璃毛细管的热膨胀系数相比较，作为光反射层使用的有机材料的热膨胀系数常常大100倍以上。例如，作为玻璃毛细管的典型材料的二氧化硅的热膨胀系数为5.6X10-7/°C，作为光反射层使用的有机材料的典型例子的Teflon (注册商标名)AF的热膨胀系数为8.0X10_5/°C。因此，在温度变化剧烈的使用条件、环境下，仅光反射层中使用的有机材料伴随温度变化而反复进行膨胀收缩。通过长期在有机材料上多次产生局部应力集中，从而关联到使光反射层中使用的有机材料从玻璃毛细管表面剥离，导致测定光量降低。因此，在流路外壁具备光反射层的方式中，光反射层使用空气或有机材料的以往方法存在以下问题，根据来自上述材料物性的理由，在连结部附近不能维持全反射条件，灵敏度降低。由于这种技术上的制约，在流路外壁具备光反射层的方式中的以往流通池结构下，为了确保测定光104的光全反射条件，如图5所示，不得不将光纤302的端面配置于玻璃毛细管201内相对于与连结部306接触的位置靠玻璃毛细管的内部侧。但是在这种结构下，由于玻璃毛细管201的内壁和光纤302间的缝隙最大为数十微米程度较微小，所以流向流通池内部的柱内的填充微粒、析出盐、微细的污染物等微细物507被捕获在缝隙内。这种现象不仅阻碍溶液103的流动，引起分析值的变化，而且最坏的情况是堵塞流路，使流通池的内压急速升高从而导致流通池破损。而且，从灵敏度的观点来看，由于折射率越低测定光的传播效率越高，所以期望折射率最低的空气(折射率I)作为光反射层，但是因为有机材料的折射率比较高(折射率1.29?1.32)，存在测定光的传播效率本来就不充分的问题。本专利技术是鉴于上述问题而完成的专利技术，其目的在于，在流路外壁具备光反射层的方式中，解决连结部附近的灵敏度降低的问题，提供高灵敏度的流通池。本专利技术的代表性方式的流通池，具备:设置于光源和光检测器之间，具备从光源传播来的测定光通过的具有试样流路的玻璃毛细管；向玻璃毛细管内部入射测定光的光纤；接受通过了玻璃毛细管内部的测定光的光学元件；向玻璃毛细管内部导入溶液的第一配管；将通过了玻璃毛细管的溶液排出的第二配管；具有连接玻璃毛细管和光纤以及第一配管的流路的第一连结部；以及具有连接玻璃毛细管和光学元件以及第二配管的流路的第二连结部。并且，玻璃毛细管的与第一连结部或第二连结部接触的外表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流通池，其特征在于，具备:玻璃毛细管；向所述玻璃毛细管内部入射测定光的光纤；接受通过了所述玻璃毛细管内部的测定光的光学元件；向所述玻璃毛细管内部导入溶液的第一配管；将通过了所述玻璃毛细管的溶液排出的第二配管；具有连接所述玻璃毛细管和所述光纤以及所述第一配管的流路的第一连结部；以及具有连接所述玻璃毛细管和所述光学元件以及所述第二配管的流路的第二连结部，所述玻璃毛细管的与所述第一连结部或所述第二连结部接触的外表面，用反射所述测定光的无机材料层修饰。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.08 JP 2011-2691471.一种流通池，其特征在于，具备: 玻璃毛细管； 向所述玻璃毛细管内部入射测定光的光纤； 接受通过了所述玻璃毛细管内部的测定光的光学元件； 向所述玻璃毛细管内部导入溶液的第一配管； 将通过了所述玻璃毛细管的溶液排出的第二配管； 具有连接所述玻璃毛细管和所述光纤以及所述第一配管的流路的第一连结部；以及具有连接所述玻璃毛细管和所述光学元件以及所述第二配管的流路的第二连结部，所述玻璃毛细管的与所述第一连结部或所述第二连结部接触的外表面，用反射所述测定光的无机材料层修饰。2.根据权利要求1所述的流通池，其特征在于， 所述无机材料层为以无机物粒子和粘合剂为主骨架的具有填充了空气的空隙的层。3.根据权利要求2所述的流通池，其特征在于， 所述无机物粒子为无机氧化物微粒或无机氟化物微粒，所述粘合剂为具有烷氧基硅烷基的聚合物或热塑性聚合物。4.根据权利要求1所述的流通池，其特征在于， 所述无机材料层的表面用增强层修饰。5.根据权利要求4所述的流通池，其特征在于， 所述增强层为聚醚醚酮树脂、聚酰亚胺树脂、聚四氟乙烯树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物树脂、ABS树脂或聚氯乙烯树脂。6.根据权利要求4所述的流通池，其特征在于， 所述增强层在紫外线、可见光、红外线波长区域吸收光。7.根据权利要求1所述的流通池，其特征在于， 所述光学元件为与所述玻璃毛细管在同轴上配置的光纤、光圈材料或透镜， 所述光学元件的元件半径在所述玻璃毛细管的外半径以上， 从所述光学元件至所述玻璃毛细管的端面的距离在如下的值以下，即所述光学元件的元件半径和所述玻璃毛细管的外半径的差除以所述玻璃毛细管的中心轴和从所述玻璃毛细管端面射出的测定光所形成的角度的正切所得的值。8.根据权利要求1所述的流通池，其特征在于， 所述光纤与所述玻璃毛细管在同轴上配置， 所述玻璃毛细管的一方的端面与所述第一连结部抵接， 所述第一连结部内的与所述玻璃毛细管连接的流路内半径在所述光纤的芯半径以上、所述玻璃毛细管的内半径以下， 所述光纤的芯半径在所述玻璃毛细管的外半径以下， 从所述光纤至所述玻璃毛细管的端面的距离在如下的值以下，即所述玻璃毛细管的内半径和所述光纤的芯半径的差除以所述玻璃毛细管的中心轴和测定...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤佑介，釜堀政男，石毛悠，佐佐木洋，秋山秀之，久保晋太郎，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：日本;JP