特許 6604677 示差屈折率の測定方法、測定装置、および、測定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6604677

(24)【登録日】2019年10月25日

(45)【発行日】2019年11月13日

(54)【発明の名称】示差屈折率の測定方法、測定装置、および、測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/41 20060101AFI20191031BHJP

   G01N 30/74 20060101ALI20191031BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/41 B

   G01N30/74 Z

【請求項の数】13

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2019-72504(P2019-72504)

(22)【出願日】2019年4月5日

【審査請求日】2019年6月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000232689

【氏名又は名称】日本分光株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092901

【弁理士】

【氏名又は名称】岩橋 祐司

(74)【代理人】

【識別番号】100188260

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 愼二

(72)【発明者】

【氏名】茂木 智博

(72)【発明者】

【氏名】桑嶋 幹

【審査官】 中澤 真吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２０７８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２１５７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３３３０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２０５３６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７５４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０５２７４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−１２９００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３３３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１１８６６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００５７９４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／４１

Ｇ０１Ｎ ３０／８６、３０／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料用ポンプを使って試料用セルに試料液を送液し、参照用ポンプを使って参照用セルに参照液を送液し、前記試料用セルおよび前記参照用セルを順次透過する光の進行方向の変化を光検出器で検出することによって、前記試料液および前記参照液の示差屈折率を測定する方法であって、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、
に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定ステップ、および、
前記示差屈折率の測定開始前に、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整ステップを備え、
前記位相差調整ステップは、
前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整するステップである、
ことを特徴とする示差屈折率の測定方法。

【請求項2】

請求項１記載の測定方法において、前記調整値決定ステップは、
前記参照用セルに溶媒を封入して、前記参照用ポンプによる前記参照用セルへの溶媒の送液を停止し、前記試料用ポンプを使って前記試料用セルに溶媒を送液している状態にして、前記試料用ポンプの位相情報および前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するステップと、
前記試料用セルに溶媒を封入して、前記試料用ポンプによる前記試料用セルへの溶媒の送液を停止し、前記参照用ポンプを使って前記参照用セルに溶媒を送液している状態にして、前記参照用ポンプの位相情報および前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するステップと、
前記２つのポンプの位相情報および前記２つのノイズ波形情報から、前記２つのポンプの位相が揃った状態における前記２つのノイズ波形を比較して、当該２つのノイズ波形の位相差を読み取って、当該位相差に基づいて前記２つのポンプの位相差の調整値を決定するステップと、を含むことを特徴とする示差屈折率の測定方法。

【請求項3】

請求項２記載の測定方法において、
試料側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを停止させて、
参照側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを停止させること、を特徴とする示差屈折率の測定方法。

【請求項4】

請求項２記載の測定方法において、
試料側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを駆動させたまま、当該参照用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放し、
参照側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを駆動させたまま、当該試料用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、を特徴とする示差屈折率の測定方法。

【請求項5】

請求項２から４のいずれかに記載の測定方法において、
前記調整値決定ステップは、前記２つのポンプの位相情報に基づいて、当該２つのポンプの位相が一致するように前記２つのノイズ波形情報の時間軸を調整するステップを含むことを特徴とする示差屈折率の測定方法。

【請求項6】

試料液が通過する試料用セル、参照液が通過する参照用セル、および、前記２つのセルを順次透過する光の進行方向の変化を検出する光検出器を有する示差屈折率用の検出部と、
前記試料用セルに溶媒を送液する試料用ポンプと、
前記試料用ポンプから前記試料用セルまでの流路に設けられて前記試料用ポンプからの溶媒に試料を注入して試料液を形成する試料注入部と、
前記参照用セルに溶媒を参照液として送液する参照用ポンプと、
制御装置と、を備え、
前記光検出器の出力信号に基づいて前記試料液および前記参照液の示差屈折率を測定する装置であって、前記制御装置は、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、
に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定手段、および、
前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整手段、を含むことを特徴とする示差屈折率の測定装置。

【請求項7】

試料液を成分ごとに分離する分離部が前記試料注入部から前記試料用セルまでの流路に設けられている液体クロマトグラフであることを特徴とする請求項６記載の示差屈折率の測定装置。

【請求項8】

ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）であることを特徴とする請求項７記載の示差屈折率の測定装置。

【請求項9】

コンピュータを、
試料用セルに試料液を送液するために試料用ポンプを駆動させる駆動指令手段、
参照用セルに参照液を送液するために参照用ポンプを駆動させる駆動指令手段、
および、
前記試料用セルおよび前記参照用セルを順次透過した光を検出する光検出器の出力信号を取得する信号取得手段、
として機能させる示差屈折率の測定プログラムであって、
さらに前記コンピュータを、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、
に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定手段、および、
前記示差屈折率の測定開始前に、前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整手段として機能させることを特徴とする示差屈折率の測定プログラム。

【請求項10】

請求項９記載の測定プログラムにおいて、
前記コンピュータを、さらに、
前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプのそれぞれの位相情報を取得する位相情報取得手段、
前記参照用セルに溶媒を封入した状態にして、前記参照用ポンプによる前記参照用セルへの溶媒の送液を停止させて、前記試料用ポンプを使って前記試料用セルに溶媒を送液している状態にして、前記試料用ポンプの位相情報とともに、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するノイズ波形情報取得手段、および、
前記試料用セルに溶媒を封入した状態にして、前記試料用ポンプによる前記試料用セルへの溶媒の送液を停止させて、前記参照用ポンプを使って前記参照用セルに溶媒を送液している状態にして、前記参照用ポンプの位相情報とともに、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するノイズ波形情報取得手段、として機能させて、
前記調整値決定手段は、前記２つのポンプの位相情報および前記２つのノイズ波形情報から、前記２つのポンプの位相が揃った状態における前記２つのノイズ波形を比較して、当該２つのノイズ波形の位相差を読み取って、当該位相差に基づいて前記２つのポンプの位相差の調整値を決定することを特徴とする示差屈折率の測定プログラム。

【請求項11】

請求項１０記載の測定プログラムにおいて、
前記位相情報取得手段は、２つのポンプのそれぞれの脈流波形情報を取得する脈流情報取得手段であり、取得したポンプの脈流波形情報をポンプの位相情報とすることを特徴とする示差屈折率の測定プログラム。

【請求項12】

請求項１０または１１記載の測定プログラムにおいて、
試料側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを停止させて、
参照側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを停止させること、を特徴とする示差屈折率の測定プログラム。

【請求項13】

請求項１０または１１記載の測定プログラムにおいて、
試料側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを駆動させたまま、当該参照用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放し、
参照側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを駆動させたまま、当該試料用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、を特徴とする示差屈折率の測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は示差屈折率検出器を備えた分析装置による示差屈折率の測定に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、試料用セルと参照用セルとが一体になった検出セルを用いて、試料用セル中の試料液と参照用セル中の参照液との両方を透過するように光をあてて、その透過光の位置に基づいて両液の屈折率の差を検出する示差屈折率検出部（ＲＩ検出部と呼ぶ。）を備えた分析装置がある。

【0003】

この分析装置には、ＲＩ検出部の各セルに試料液または参照液を送るための流路の構成が２種類ある（特許文献１の段落［０００３］参照）。一つ目は、いわゆる参照液の封入タイプであり、１台の送液ポンプと、この送液ポンプから試料用セルまでを結ぶ試料側の流路と、同じ送液ポンプから参照用セルまでを結ぶ参照側の流路と、これら２つの流路を切り替える切替弁と、を備える。ここでは「シングルフロータイプ」と呼ぶ。シングルフロータイプでは、まず、参照用セルに参照液を封入し、次に、流路を切り替えて、試料用セルに試料液を送液する。参照セルに参照液を封入した状態で、両液の示差屈折率を測定するため、検出器の出力信号のベースラインがドリフトしやすい。

【0004】

二つ目は、試料用セルおよび参照用セルに対して、それぞれ専用の送液ポンプを設けて、参照用セルおよび試料用セルへの同時送液を可能にした、いわゆる併流タイプであり、「デュアルフロータイプ」とも呼ぶ。デュアルフロータイプでは、シングルフロータイプよりも測定中の両液の条件が近くなり、ベースラインのドリフトが生じにくい。また、連続測定や長時間測定、ピーク面積計算において有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開平５−５２７４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

発明者らは、デュアルフロータイプの分析装置の更なる性能向上を目指し、ＲＩ検出部の出力信号に含まれるノイズの低減化に取り組んだ。デュアルフロータイプでは、２台の送液ポンプの脈流がそれぞれのセル内の液に影響を及ぼすことが、ノイズの低減化の妨げになっていると考えて鋭意研究を進めた。本発明の目的は、ＲＩ検出部の出力信号のノイズ低減を可能とし、安定した示差屈折率の測定を実現することができる示差屈折率の測定方法、示差屈折率の測定装置、および、示差屈折率の測定プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち、本発明の示差屈折率の測定方法は、
試料用ポンプを使って試料用セルに試料液を送液し、参照用ポンプを使って参照用セルに参照液を送液し、前記試料用セルおよび前記参照用セルを順次透過する光の進行方向の変化を光検出器で検出することによって、前記試料液および前記参照液の示差屈折率を測定する方法であって、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定ステップと、
前記示差屈折率の測定開始前に、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整ステップを備え、
前記位相差調整ステップは、
前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整するステップである、
ことを特徴とする。

【0008】

本発明の測定方法に従って、試料用ポンプおよび参照用ポンプの位相差を調整すれば、試料用セルに伝搬した脈流に起因する光検出器の出力信号に含まれるノイズと、参照用セルに伝搬した脈流に起因する光検出器の出力信号に含まれるノイズとが、打ち消しあって、ＲＩ検出部の出力信号のノイズが低減される。例えば、試料側の流路には、試料注入部、分離カラム、他の検出器など、分析の目的や条件に適合した機器が接続される。一方、参照側の流路には、さまざまな事情で必ずしも試料側の流路と同一の機器が接続される訳ではない。また、分析の環境条件によっては、試料側の流路の長さと参照側の流路の長さが大きく異なる場合もある。これらの理由で、試料側および参照側の２つの流路の容量（システム容量とも呼ぶ）が異なり、各流路における脈流の伝搬係数が異なるような場合であっても、本発明の測定方法によれば、各流路における脈流の伝搬係数の相違に関わらず、ＲＩ検出部の出力信号のノイズ低減が確実になされる。

【0009】

また、前記位相差調整ステップの前に、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を決定する調整値決定ステップを備え、
前記調整値決定ステップは、
前記参照用セルに溶媒を封入して、前記参照用ポンプによる前記参照用セルへの溶媒の送液を停止し、前記試料用ポンプを使って前記試料用セルに溶媒を送液している状態にして、前記試料用ポンプの位相情報および前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するステップと、
前記試料用セルに溶媒を封入して、前記試料用ポンプによる前記試料用セルへの溶媒の送液を停止し、前記参照用ポンプを使って前記参照用セルに溶媒を送液している状態にして、前記参照用ポンプの位相情報および前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するステップと、
前記２つのポンプの位相情報および前記２つのノイズ波形情報から、前記２つのポンプの位相が揃った状態における前記２つのノイズ波形を比較して、当該２つのノイズ波形の位相差を読み取って、当該位相差に基づいて前記２つのポンプの位相差の調整値を決定するステップと、を含むことが好ましい。

【0010】

本発明の測定方法に従えば、比較的簡単な手順で、試料用ポンプおよび参照用ポンプの位相差の調整値を決定することができる。発明者らは、上述のように、ＲＩ検出部の出力信号のノイズの正体が、試料用セルに伝搬した脈流に起因するノイズと、参照用セルに伝搬した脈流に起因するノイズとが重なり合ったものであると考えた。そこで、各ポンプを単独駆動させた際に生じるノイズ波形を個々に取得し、それら２つのノイズ波形が打ち消しあうようなポンプの位相差の条件を導き出すことにした。例えば、同一の分析装置を用いる場合であっても、試料側および参照側の２つの流路に接続される機器は様々に変更され、それぞれの流路長さも変更される。本発明の測定方法によれば、システム容量に応じたポンプの位相差の調整値を容易に決定することができるので、分析装置のシステム構成が頻繁に変更されるような場合にも適用する。

【0011】

また、本発明の測定方法において、試料側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを停止させること、および、参照側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを停止させること、が好ましい。
あるいは、本発明の測定方法において、試料側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを駆動させたまま、当該参照用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、および、参照側の前記ノイズ波形情報を取得するステップでは、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを駆動させたまま、当該試料用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、が好ましい。

【0012】

上記のように、試料側および参照側のノイズ波形情報の読み取りを、他方のポンプを停止させて一方のポンプだけを駆動させた状態にして実行してもよいし、両方のポンプを駆動させたまま、一方のポンプをパージさせた（ドレインへ流す）状態にして実行してもよい。特に、後者の場合は、両方のポンプを停止させる動作が不要になるので、ノイズ波形情報の読み取り時間の短縮化を図れる。

【0013】

また、前記調整値決定ステップは、前記２つのポンプの位相情報に基づいて、当該２つのポンプの位相が一致するように前記２つのノイズ波形情報の時間軸を調整するステップを含むことが好ましい。

【0014】

上記の調整値決定ステップのように、ノイズ波形と同時に取得するポンプの位相情報を利用して、２つのノイズ波形情報の時間軸を調整することにより、それぞれのノイズ波形を取得する際の各ポンプの位相を一致させることができる。その結果、個々に取得した２つのノイズ波形について、それぞれのポンプの位相が揃った状態におけるノイズ波形の位相差を容易に読み取ることができる。よって、２つのノイズ波形が打ち消しあうようなポンプの位相差の条件を容易に導き出すことができる。

【0015】

本発明の示差屈折率の測定装置は、
試料液が通過する試料用セル、参照液が通過する参照用セル、および、前記２つのセルを順次透過する光の進行方向の変化を検出する光検出器を有する示差屈折率用の検出部と、
前記試料用セルに溶媒を送液する試料用ポンプと、
前記試料用ポンプから前記試料用セルまでの流路に設けられて前記試料用ポンプからの溶媒に試料を注入して試料液を形成する試料注入部と、
前記参照用セルに溶媒を参照液として送液する参照用ポンプと、
制御装置と、を備え、
前記光検出器の出力信号に基づいて前記試料液および前記参照液の示差屈折率を測定する装置であって、前記制御装置は、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定手段と、
前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整手段、を含むことを特徴とする。

【0016】

本発明の測定装置の構成によれば、試料用ポンプおよび参照用ポンプの位相差が調整されているので、試料用セルに伝搬した脈流に起因する光検出器の出力信号に含まれるノイズと、参照用セルに伝搬した脈流に起因する光検出器の出力信号に含まれるノイズとが、打ち消しあって、ＲＩ検出部の出力信号のノイズが低減される。従って、ＲＩ検出部の出力信号について低ノイズの分析装置を提供することができる。

【0017】

前記測定装置は、試料液を成分ごとに分離する分離部が前記試料注入部から前記試料用セルまでの流路に設けられている液体クロマトグラフ（ＬＣ）であることが好ましく、特に、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）であることが好ましい。

【0018】

本発明の測定装置を液体クロマトグラフ（ＬＣ）、特にゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）に適用した場合、測定されるＲＩのクロマトグラムのベースラインのノイズレベルが低減され、本発明の効果が最大限に生かされる。

【0019】

本発明の示差屈折率の測定プログラムは、
コンピュータを、
試料用セルに試料液を送液するために試料用ポンプを駆動させる駆動指令手段、
参照用セルに参照液を送液するために参照用ポンプを駆動させる駆動指令手段、
および、
前記試料用セルおよび前記参照用セルを順次透過した光を検出する光検出器の出力信号を取得する信号取得手段、
として機能させる示差屈折率の測定プログラムであって、
さらに前記コンピュータを、
試料側と参照側の流路の長さの違い、又は、試料側と参照側の流路に接続されている機器の違い、に応じた前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差の調整値を、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報に基づいて決定する調整値決定手段と、
前記示差屈折率の測定開始前に、前記試料用ポンプからの脈流が前記試料用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズと、前記参照用ポンプからの脈流が前記参照用セル内に伝搬することによって前記光検出器の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプの位相差を調整する位相差調整手段として機能させることを特徴とする。

【0020】

また、前記コンピュータを、さらに、
前記試料用ポンプおよび前記参照用ポンプのそれぞれの位相情報を取得する位相情報取得手段、
前記参照用セルに溶媒を封入した状態にして、前記参照用ポンプによる前記参照用セルへの溶媒の送液を停止させて、前記試料用ポンプを使って前記試料用セルに溶媒を送液している状態にして、前記試料用ポンプの位相情報とともに、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するノイズ波形情報取得手段、および、
前記試料用セルに溶媒を封入した状態にして、前記試料用ポンプによる前記試料用セルへの溶媒の送液を停止させて、前記参照用ポンプを使って前記参照用セルに溶媒を送液している状態にして、前記参照用ポンプの位相情報とともに、前記光検出器の出力信号に生じるノイズ波形情報を取得するノイズ波形情報取得手段、として機能させて、
前記調整値決定手段は、前記２つのポンプの位相情報および前記２つのノイズ波形情報から、前記２つのポンプの位相が揃った状態における前記２つのノイズ波形を比較して、当該２つのノイズ波形の位相差を読み取って、当該位相差に基づいて前記２つのポンプの位相差の調整値を決定することが好ましい。

【0021】

ここで、前記位相情報取得手段は、２つのポンプのそれぞれの脈流波形情報を取得する脈流情報取得手段であり、取得したポンプの脈流波形情報をポンプの位相情報とすることが好ましい。
また、試料側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを停止させるとともに、参照側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを停止させること、が好ましい。あるいは、試料側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記参照用セルに溶媒が封入された状態で、前記参照用ポンプを駆動させたまま、当該参照用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、および、参照側の前記ノイズ波形情報取得手段は、前記試料用セルに溶媒が封入された状態で、前記試料用ポンプを駆動させたまま、当該試料用ポンプの吐出側のドレイン弁を開放すること、が好ましい。

【0022】

以上の測定プログラムの構成によれば、コンピュータを利用したポンプの位相差調整の自動化、有線または無線のネットワークを介した遠隔操作が可能になる。

【0023】

なお、本発明では、試料用ポンプおよび参照用ポンプの位相差の調整値を決定する際に、光検出器の出力信号とともに、ポンプの位相情報を取得する。例えば、ポンプの周期的な動作（プランジャーの変位位置やカムの回転位置など）の検出信号に基づいて、ポンプの位相情報を取得してもよい。あるいは、ポンプの周期的な動作によって発生する脈流の位相情報を、ポンプの位相情報としてもよい。例えば、ポンプの吐出直後の溶媒圧力の検出信号に基づいて、ポンプの位相情報を取得してもよい。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、デュアルフロータイプのＲＩ検出部を備えた分析装置において、ＲＩ検出部の出力信号のノイズ低減が可能になり、安定した示差屈折率の測定を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】第一実施形態の液体クロマトグラフの全体構成を示すブロック図。

【図2】前記実施形態の示差屈折率（ＲＩ）検出部の一般的な検出原理を示す図。

【図3】前記実施形態の液体クロマトグラフによるＲＩ測定のフローチャート。

【図4】前記実施形態のポンプ位相差の調整値を決定するためのフローチャート。

【図5】前記実施形態のポンプ位相差を調整するためのフローチャート。

【図6】前記実施形態で調整値を決定する際に取得する試料用ポンプの脈流波形と試料側のノイズ波形の一例を示す図。

【図7】前記実施形態で調整値を決定する際に取得する参照用ポンプの脈流波形と参照側のノイズ波形の一例を示す図。

【図8】前記実施形態で調整値を決定する際の時間軸を調整する方法を説明する図。

【図9】前記実施形態で２つのノイズ波形から調整値を読み取る方法を説明する図。

【図10】ポンプを同期モードで駆動させた際に検出されるベースライン信号の図。

【図11】前記実施形態のポンプ位相差の調整後のベースライン信号の図。

【図12】第二実施形態のポンプ位相差の調整方法の説明図。

【図13】前記実施形態のポンプ位相差の調整値を決定するためのフローチャート。

【図14】第一実施形態のクロマトグラフをＧＰＣ（デュアルフロータイプ）に適用した場合に測定したクロマトグラムの一例を示す図。

【図15】比較のため、従来型のＧＰＣ（シングルフロータイプ）を用いて測定したクロマトグラムの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図１は、本発明の一実施形態に係る液体クロマトグラフ１の概略構成図である。この液体クロマトグラフ１は、デュアルフロータイプであって、一組の送液ポンプ２、試料注入部３、カラムオーブン４、ＲＩ検出部５、溶媒ボトル６および制御装置７を主な構成として含む。

【0027】

一組の送液ポンプ２は、試料用ポンプ２１および参照用ポンプ２２であり、いずれも往復ポンプである。各ポンプは、プランジャー（又はピストン）を前後に往復させて、溶媒ボトル６中の溶媒を吸込む動作と、溶媒を圧縮して吐出する動作とを繰り返す。プランジャーの往復移動の駆動方式はカム式が多いが、クランク式やボールねじ式などの他の方式でも構わない。

【0028】

試料用ポンプ２１が吐出した溶媒は、試料用ポンプ２１からＲＩ検出部５の試料用セル５１までの試料側の流路を流れる。その流路上に、試料注入部３および分離カラム４１が接続されている。一方、参照用ポンプ２２が吐出した溶媒は、「参照液」として参照用ポンプ２２からＲＩ検出部５の参照用セル５２までの参照側の流路を流れる。その流路上にはリファレンスループ４２が接続されている。

【0029】

試料注入部３はオートインジェクターおよび手動インジェクターの少なくとも一方を有し、試料用ポンプ２１からの溶媒に試料を注入する。溶媒に試料が注入されたものを「試料液」と呼ぶ。

【0030】

試料側および参照側の２つの流路は、カラムオーブン４内を通っている。カラムオーブン４には、分離カラム４１、リファレンスループ４２、これら分離カラム４１およびリファレンスループ４２を加熱するための加熱装置が収容されている。

【0031】

試料液は、分離カラム４１を通過する過程で、内部の充填剤によって成分ごとに分離して、分離カラム４１から分離された成分ごとに排出される。本実施形態のようにＲＩ検出部５を用いた液体クロマトグラフ１は、ポリマーの分子量測定に特に適している。特に、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）と呼ばれる液体クロマトグラフは、多孔質の充填剤からなる分離カラムを用いて、示差屈折率のクロマトグラムを取得し、その溶出ピークの保持時間やピーク形状などからポリマーの分子量や分子量分布などの物性情報を得るように構成されている。

【0032】

リファレンスループ４２は、パイプをループ状に巻いたものである。リファレンスループ４２のループ長さを変更することで、参照側の流路のシステム容量が調整される。

【0033】

ＲＩ検出部５は、検出セル、この検出セルに光を照射するための光源（不図示）、および検出セルの透過光を検出する光検出器を有する。検出セルは、試料用セル５１および参照用セル５２が仕切り板を介して一体に形成されたセルである。光検出器５３は、試料用セル５１中の試料液および参照用セル５２中の参照液を順次透過した透過光の進行方向に設けられ、透過光が検出面のどの位置に入射したかを検出する。そして、光検出器５３からの透過光の位置情報は、出力信号の強度の大小によって、制御装置７に伝達される。制御装置７は、光検出器５３からの出力信号に基づいて、試料液および参照液の示差屈折率（ＲＩ）を算出する。

【0034】

図２を用いて、ＲＩの検出原理を簡単に説明する。図２は、検出セルを上から見た図である。検出セルの外形は、上面が正方形である角柱形状であり、セル内の仕切り板５４によって内部空間が２つに区切られている。一方が試料用セル５１であり、その外形は、直角二等辺三角形の上面を有する角柱形状である。他方が参照用セル５２であり、同様に上面が直角二等辺三角形である角柱形状の外形を有する。試料用セル５１には、図示しないが、セル内への液体の入口と、液体の出口とが形成され、参照用セル５２にも、同様に、液体の入口および出口が形成されている。

【0035】

試料用セル５１に屈折率ｎ_Ｓの試料液が入れられ、参照用セル５２に異なる屈折率ｎ_Ｒの参照液が入れられた場合、試料用セル５１の側壁に対して直角に照射された光は、２種類の液体の屈折率に差があることで、液体の境界面で屈折する。セル内の仕切り板５４に対する入射角ｉと出射角ｒ（ｒ＞ｉ）によって示されるように、検出セルの透過光は、光源からの光の光軸に対して偏向角だけ傾斜した方向に進行する。ＲＩ検出実行の際、参照用セル５２へは参照液（溶媒のみ）が送液され、試料用セル５１へは前段の分離カラムで分離された複数成分が溶媒とともに順次送液されるので、送られてくる成分ごとに２つの液体の示差屈折率が変化して、検出セルの透過光の偏向角が変化する。従って、光検出器５３が検出する透過光の進行方向の位置情報から、試料液と参照液の示差屈折率の僅かな変化を算出することができる。

【0036】

なお、検出セルとしては、図２の構造に限定されない。例えば、検出セルの出射面を反射面に変更すれば、その反射面を反射した光は再び検出セル内を通って、入射面側から外に出る。これによって検出セルの透過光を光源と同じ側で検出できる。

【0037】

図１を用いて、試料側の流路に沿って説明すると、溶媒ボトル６内の溶媒は、試料用ポンプ２１によって試料注入部３に送られて、試料を注入される。試料注入部３からの試料液は、分離カラム４１に送られて各成分に分離される。各成分が分離された状態の試料液は、ＲＩ検出部５の試料用セル５１に送られる。試料用セル５１の入口から入った試料液は、出口から排出されてドレインを通って廃液される。

【0038】

これに対し、参照側の流路では、溶媒ボトル６内の溶媒は、参照用ポンプ２２によって参照液としてリファレンスループ４２に送られる。リファレンスループ４２からの参照液は、ＲＩ検出部５の参照用セル５２に送られる。参照用セル５２の入口から入った参照液は、出口から排出されてドレインを通って廃液される。なお、参照液を再利用する場合は、ドレインの手前で流路を切り換えて、参照液を溶媒ボトル６に回収してもよい。

【0039】

ＲＩ検出部５には、試料用セル５１および参照用セル５２のそれぞれの入口手前の流路に熱交換器を接続してもよい。この場合、試料液は、試料側の熱交換器を通ってから試料用セル５１に入り、参照液は参照側の熱交換器を通ってから参照用セル５２に入る。その他、図１の分離カラム４１およびＲＩ検出部５の間の流路に、分離した成分の示差屈折率とＵＶ吸光度の両方を検出するためにＵＶ吸光度検出器が接続される場合もある。

【0040】

次に、本実施形態の液体クロマトグラフ１の制御系の構成について説明する。

【0041】

図１に示すように、制御装置７は、コンピュータなどの演算処理手段を含み、送液ポンプ２１，２２、試料注入部３、カラムオーブン４、光検出器５３などの機器に電気的に接続されている。図１には、その一部の電気的な接続を破線で示す。すなわち、制御装置７は、送液ポンプ２１，２２に設けられたポンプの位相検出器２３，２４から、各ポンプの位相情報の信号を受け、また、送液ポンプ２１，２２の吐出口に設けられた圧力計などの脈流検出器２５，２６から、各ポンプの脈流波形情報の信号を受ける。一方、制御装置７から各ポンプの駆動用モーターへ制御用信号が送られる。また、制御装置７は、光検出器５３から出力信号を受ける。

【0042】

例えば、カム駆動式の往復ポンプ（レシプロポンプ）の場合、モーターの駆動力によってカムの回転軸が回転すると、カム面に常時当接しているプランジャーの頭部がカムの偏心量に応じて前後に変位する。

【0043】

本実施形態では、ポンプの位相を検出する位相検出器２３，２４が、チョッパーおよびフォトインタラプターによって構成されている。チョッパーは、カムの回転軸から当該回転軸に直交する一方向へ延設された部材などで構成されている。また、フォトインタラプターは、チョッパーがカムの回転軸の周りを１周する間に１回だけ光を遮るように、設けられている。このような位相検出器２３，２４がカムの軸の回転位置を検出することで、プランジャーの１往復の移動を１周期とするポンプの周期的な動作、つまり、ポンプの位相状態を監視することができる。

【0044】

あるいは、位相検出器２３，２４に代えて、ポンプの位相情報を取得するために、プランジャーの変位位置を直接検出するような位相検出器を用いてもよい。その他、プランジャーを往復移動させるためのカム駆動モーターやボールねじ駆動モーターへの制御信号（例えば、ステッピングモーターのように入力クロック数でモーター回転量を制御する場合は、そのクロック数など）を検出する手段を用いて、ポンプの位相を検出してもよい。

【0045】

なお、チョッパーおよびフォトインタラプターを利用する場合は、試料用ポンプ２１のチョッパーが光を遮断するタイミングでのポンプ２１のプランジャーの位置と、参照用ポンプ２２のチョッパーが光を遮断するタイミングでのポンプ２２のプランジャーの位置とが一致するように、それぞれのチョッパーおよびフォトインタラプターが取り付けられている。

【0046】

制御装置７には、２台のポンプ２１，２２を同期運転させる機能手段（シンクロモード手段）として当該制御装置７を機能させるプログラムが記憶されている。例えば、試料用ポンプ２１と参照用ポンプ２２を同じモータークロック信号で駆動制御する１枚の制御ボードを制御装置７に設けてもよい。

【0047】

制御装置７は、各ポンプのプランジャーを、例えば、０．１秒から数百秒間の範囲で設定された所定時間で１往復させる。プランジャーの往復運動と同じ周期で、ポンプ内の溶媒の加圧状態と減圧状態が周期的に繰り返される。このような送液圧力の周期的な変化が、いわゆる脈流となって流路を伝搬する。本実施形態では、ポンプの位相検出器２３，２４とは別に、ポンプの吐出口または吐出口から所定距離の流路上に、溶媒圧力を検出する脈流検出器２５，２６を設けて、これらの検出信号をポンプの脈流信号として利用している。その他、ポンプの駆動用モーターの電流値波形から、ポンプによる脈流を検出してもよい。

【0048】

なお、本実施形態では、位相検出器２３，２４をポンプの位相検出手段として、また、脈流検出器２５，２６をポンプによる脈流の検出手段として、それぞれ別個に設けているが、どちらか一方の検出手段で、ポンプの位相および脈流の両方を検出してもよい。

【0049】

図１では制御装置７を機能ブロックで表している。制御装置７は、コンピュータが測定プログラムを実行することにより、図１に示す複数の機能ブロックの実行手段として機能する。

【0050】

まず、制御装置７は、コンピュータが測定プログラムを実行することにより、試料用ポンプの駆動指令手段７１、参照用ポンプの駆動指令手段７２、試料注入部の駆動指令手段７３、光検出器の出力信号を取得する信号取得手段７４、ポンプの位相情報を取得する位相情報取得手段７５、ポンプ吐出側のドレイン弁の駆動指令手段７６などとして機能する。

【0051】

試料用ポンプの駆動指令手段７１の機能は、試料用ポンプ２１の駆動モーターを所定の回転速度で駆動させることであり、試料用ポンプ２１に対してＰＷＭ信号などの駆動指令信号が発せられる。この駆動指令手段７１は、位相情報取得手段７５によって取得された試料用ポンプ２１の往復運動の位相情報に基づいて、駆動モーターの回転速度を所定の回転速度に維持する。

【0052】

参照用ポンプの駆動指令手段７２の機能は、参照用ポンプ２２の駆動モーターを試料用ポンプ２１の駆動モーターと同じ回転速度で駆動させることであり、参照用ポンプ２２に対してＰＷＭ信号などの駆動指令信号が発せられる。この駆動指令手段７２も、位相情報取得手段７５によって取得された参照用ポンプ２２の往復運動の位相情報に基づいて、駆動モーターの回転速度を制御している。

【0053】

試料注入部の駆動指令手段７３の機能は、オートインジェクターなどの試料注入部３に試料を注入させることである。

【0054】

光検出器の信号取得手段７４の機能は、光検出器５３の出力信号を取得することである。つまり、信号取得手段７４は、試料液および参照液の示差屈折率に応じて変化する光検出器５３からの出力信号強度の時間変化を読み取っている。ドレイン弁の駆動指令手段７６の機能は、後述するノイズ波形情報を取得する際に、各ポンプ２１，２２と脈流検出器２５，２６との間にそれぞれ設けられたドレイン弁２７，２８を開閉させることである。

【0055】

また、制御装置７は、コンピュータが測定プログラムに含まれる位相差調整プログラムを実行することにより、試料側のノイズ波形情報取得手段８１、参照側のノイズ波形情報取得手段８２、ノイズ波形情報の時間軸調整手段８３、ポンプ位相差の調整値決定手段８４、ポンプ位相差の調整手段８５などとして機能する。

【0056】

試料側のノイズ波形情報取得手段８１の機能は、試料用ポンプ２１の発する脈流に起因するＲＩ検出部５の出力信号のノイズ波形を取得することである。具体的には、試料側のノイズ波形情報取得手段８１は、参照用ポンプ２２を駆動させて参照用セル５２に溶媒を封入した状態にして参照用ポンプ２２を停止させるとともに、試料用ポンプ２１を駆動させて試料用セル５１に溶媒を送液させた状態を維持する。そして、位相検出器２３からの試料用ポンプ２１の位相情報とともに、光検出器５３からの出力信号を取得して、出力信号に含まれているノイズ波形情報を読み取る。

【0057】

なお、試料側のノイズ波形情報を取得する際、参照用ポンプ２２を駆動させたままでも、試料用ポンプ２１のみが溶媒を送液する状態を作ることができる。例えば、図１に示すように、参照用ポンプ２２の吐出口に設けたドレイン弁２８を開放して、参照用ポンプ２２から吐出される溶媒をドレインに送る（パージする）ようにする。これで、参照用ポンプ２２の駆動を停止させずに、参照用ポンプ２２による参照用セル５２への溶媒の送液を止めることができる。

【0058】

参照側のノイズ波形情報取得手段８２の機能は、参照用ポンプ２２の発する脈流に起因するＲＩ検出部５の出力信号のノイズ波形を取得することである。具体的には、参照側のノイズ波形情報取得手段８２は、試料用ポンプ２１を駆動させて試料用セル５１に溶媒を封入した状態にして試料用ポンプ２１を停止させるとともに、参照用ポンプ２２を駆動させて参照用セル５２に溶媒を送液させた状態を維持する。そして、位相検出器２４からの参照用ポンプ２２の位相情報とともに、光検出器５３からの出力信号を取得して、出力信号に含まれているノイズ波形情報を読み取る。

【0059】

なお、試料側と同様、参照側のノイズ波形情報を取得する際も、試料用ポンプ２１を駆動させたまま、参照用ポンプ２２のみが溶媒を送液する状態を作ることができる。つまり、試料用ポンプ２１の吐出側のドレイン弁２７を開放して、試料用ポンプ２１から吐出される溶媒をドレインに送るようにする。本実施形態の制御装置７は、ドレイン弁の駆動指令手段７６によって自動制御弁付きのドレイン弁２７，２８が自動開閉するように構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば手動型のドレイン弁を用いることもでき、ドレイン弁の開閉動作を手動で実行しても構わない。

【0060】

ノイズ波形情報の時間軸調整手段８３の機能は、位相情報取得手段７５による各ポンプ２１，２２の位相情報に基づいて、当該２台のポンプ２１，２２の位相が一致するように、ノイズ波形情報取得手段８１，８２による２つのノイズ波形情報の時間軸を調整することである。すなわち、試料側および参照側のノイズ波形情報取得手段８１，８２が読み取ったノイズ波形情報は、一方のポンプによる検出セルへの溶媒の送液を行って、他方のポンプによる検出セルへの溶媒の送液を停止させた状態で、検出された光検出器５３の出力信号の情報である。よって、２つのノイズ波形を比較するには、試料側のノイズ波形の測定期間の試料用ポンプ２１の位相と、参照側のノイズ波形の測定期間の参照用ポンプ２２の位相とを一致させる必要がある。

【0061】

ポンプ位相差の調整値決定手段８４の機能は、時間軸調整手段８３によって時間軸を調整された２つのノイズ波形情報から、当該ノイズ波形の位相差を読み取り、これに基づいて、ポンプ２１，２２の位相差の調整値（オフセット角）を決定することである。

【0062】

ポンプ位相差の調整手段８５の機能は、調整値決定手段８４により決定された調整値を用いて、実際に２台のポンプ２１，２２の位相差の調整を実行することである。

【0063】

図３〜５のフローチャート、および、具体的な信号波形の一例（図６〜９）を用いて、制御装置７によるＲＩ測定の流れを詳しく説明する。図３に、制御装置７によるＲＩの測定フローの全体の流れを示す。液体クロマトグラフ１による示差屈折率の測定は、使用する分離カラムの種類や検出器の種類などの測定条件に適合したシステム構成が組み立てられた後、開始される。

【0064】

まず、制御装置７は、試料用ポンプ２１および参照用ポンプ２２の位相差の調整値を決定する（ステップＳ１）。次に、制御装置７は、決定したポンプ位相差の調整値に基づいて、２台のポンプ２１，２２の位相差を調整する（ステップＳ２）。次に、制御装置７は、試料用セル５１および参照用セル５２にそれぞれ溶媒を送液して光検出器５３の出力信号のベースラインの安定性を確認する（ステップＳ３）。その確認が得られた場合は、制御装置７は、試料を注入して示差屈折率の検出を開始する（ステップＳ４）。

【0065】

図４は、図３のフローにおけるポンプ位相差の調整値決定ステップＳ１の詳しい流れである。ステップＳ１１〜Ｓ１５では、ＲＩ検出部５から得られるノイズ波形情報と、そのノイズの要因となるポンプの脈流波形情報とに基づいて、最終的な（最適化後の）ノイズ波形が最小になるようなポンプ位相差の調整値（オフセット角）を決定する。ノイズ波形が最小になる場合とは、ノイズ波形の振幅が最小になる場合としてもよいが、好ましくは、図１０（Ｄ）のノイズ波形に示すように面積値を算出し、この面積値が最小になるようにポンプ位相差の調整値を決定する。各々の変動サイクルについての谷部同士を結んだラインを基準とした面積値を一例として示す。ここでのノイズ波形は、各ポンプからの脈動によるノイズの合成波形であるから、面積値のような積分値で評価する方が、迅速に判断できる。

【0066】

なお、ここでの説明は、ポンプの位相情報取得手段７５が、２つのポンプのそれぞれの脈流波形情報を取得する脈流情報取得手段であり、脈流検出器２５，２６からのポンプの脈流波形情報をポンプの位相情報として利用する場合を説明する。ポンプの脈流波形は、各ポンプの吐出口に設けた脈流検出器２５，２６によって取得される。例えば、脈流検出器として圧力計を用いて、溶媒圧力の変化を測定してもよいし、ポンプの駆動用モーターの電流値波形を測定してもよい。

【0067】

脈流波形情報の取得に代えて、ポンプの往復移動の位相情報を取得し、ポンプの位相情報とノイズ波形情報に基づいてポンプ位相差の調整値を決定してもよい。例えばチョッパーとフォトインタラプターを用いて構成されるような位相検出器２３，２４に基づいて、ポンプの位相情報を検出する場合は、一方の位相検出器２３が検出するカムの位相角と他方の位相検出器２４が検出するカムの位相角とが一致すること、また、２台のポンプが同期モードで駆動可能であること（位相差がゼロであること）を予め確認してもよい。位相検出器の検出タイミングの調整が必要な場合は、チョッパーの取付位置を変更したり、補正値を設定したりする。

【0068】

以下、図４に従って、ポンプ位相差の調整値決定ステップについて説明する。まず、ステップＳ１１では、制御装置７が、試料用ポンプ２１および参照用ポンプ２２を同期駆動させて、試料用セル５１および参照用セル５２の両方に溶媒が送液された状態にする。その後、参照用ポンプ２２のドレイン弁２８を開放する。これにより、参照用セル５２に溶媒が満たされた状態で、参照用セル５２への送液が停止した状態になり、また、試料用セル５１へは溶媒が送液されている状態になる。そして、制御装置７は、試料用セル５１への送液状態における試料用ポンプ２１の脈流検出器２５からの脈流波形情報を取得しつつ、光検出器５３の出力信号を所定時間分だけ取得する。光検出器５３の出力信号は、ＲＩ検出部５のベースラインの信号であり、周期的なノイズ波形を含んでいる。制御装置７は、ベースラインからノイズ波形情報を読み取る。

【0069】

図６（Ａ）に、ステップＳ１１において取得するベースライン信号を示す。ノイズ波形を見やすくするため、信号強度軸の縮尺を大きくした。１周期が約２．４秒であるノイズ波形が認められる。図６（Ｂ）に、ステップＳ１１における試料用ポンプ２１の脈流信号強度の変化を示す。図６（Ｂ）には、図６（Ａ）と同周期の脈流波形が認められる。また、図６（Ａ）のノイズ波形のピークには、図６（Ｂ）の脈流波形のピークに対して約１．２秒の位相のズレが認められる。

【0070】

次に、ステップＳ１２では、制御装置７が、参照用ポンプ２２のドレイン弁２８を閉じて、参照用セル５２に溶媒を送液している状態にする。また、試料用ポンプ２１のドレイン弁２７を開放して、試料用セル５１に溶媒が満たされた状態で、試料用セル５１への送液を停止させる。そして、制御装置７は、参照用セル５２への送液状態における参照用ポンプ２２の脈流検出器２６からの脈流波形情報を取得しつつ、光検出器５３の出力信号をベースラインとして所定時間分だけ取得する。制御装置７は、取得したベースラインからノイズ波形情報を読み取る。

【0071】

図７（Ａ）に、ステップＳ１２において取得するベースラインの信号を示す。図７（Ｂ）に、ステップＳ１２における参照用ポンプ２２の脈流信号強度の変化を示す。どちらの波形情報にも、ステップＳ１１と同周期の波形が認められる。また、図７（Ａ）のノイズ波形のピークには、図７（Ｂ）の脈流波形のピークに対して約０．６秒の位相のズレが認められる。

【0072】

なお、ＲＩ検出器５の検出セルの構造上、試料用セル５１に伝搬する脈流に起因するノイズ波形と、参照用セル５２に伝搬する脈流に起因するノイズ波形とは、検出される信号の極性が反転している。本実施形態では、ステップＳ１１およびステップＳ１２で取得されるノイズ波形の位相の比較を容易にするため、ステップＳ１２にて光検出器５３の出力信号を検出する際は、光検出器５３の信号出力の極性をステップＳ１１とは逆にした。従って、図６（Ａ）のノイズ波形と図７（Ａ）のノイズ波形とは、表示の上での極性は一致している。

【0073】

ステップＳ１３では、制御装置７が、各ポンプ２１，２２の脈流波形情報に基づいて、これらの脈流波形を取得した際の各ポンプ２１，２２の位相が一致するような時間軸の調整量を読み取る。そして、２つのノイズ波形情報の時間軸を調整する。

【0074】

具体的な波形情報の処理方法を図８，図９を用いて説明する。図８に、ステップＳ１１の試料用ポンプの脈流波形（図６（Ｂ））と、ステップＳ１２の参照用ポンプの脈流波形（図７（Ｂ））とを並べて示す。ステップＳ１３では、例えば、２つの脈流波形のピークトップの時間差を、２台のポンプ２１，２２の位相差（差分Ａ）として読み取る。１つのピークトップの比較でもよいが、脈流波形の中の４０個程度のピークトップをそれぞれ比較して差分Ａを算出してもよい。図８の一例では、試料用ポンプの位相が参照用ポンプの位相よりも約１．２秒早い。そして、ステップＳ１１でのノイズ波形（図６（Ａ））と、ステップＳ１２でのノイズ波形（図７（Ａ））との時間軸を上記の差分Ａだけ調整する。つまり、図７（Ａ）に示す参照側のベースラインの信号の時間軸を差分Ａだけ遅らせる。時間軸を調整した参照側のベースラインと試料側のベースラインとを重ねたものを図９の上段に示す。図９の中段は、試料用ポンプ２１の脈流波形であり、図９の下段は、時間軸の調整後の参照用ポンプ２２の脈流波形である。

【0075】

図９の上段の２つのノイズ波形は、疑似的な同期モードで取得されたノイズ波形の各成分であると言える。各成分とは、試料用セルに伝搬した脈流に起因するノイズ波形の成分と、参照用セルに伝搬した脈流に起因するノイズ波形の成分とを指す。つまり、実際にポンプを同期モードで駆動した際に検出されるノイズ波形は、これら２つのノイズ波形の成分を重ね合わせたものになっているとみなせる。

【0076】

そして、ステップＳ１４では、図９の上段の２つのノイズ波形情報に基づいて、当該２つのノイズ波形の位相差（ΔＴ）を読み取る。例えば、時間軸調整後の参照側のベースラインのピークトップと試料側のベースラインのピークトップとの時間差を読み取ればよい。読み取ったノイズ波形の位相差（ΔＴ）が、２つのポンプ２１，２２に設定すべき位相差である。図９の例は、参照側のノイズ波形が、試料側のノイズ波形よりも約１．９秒遅れていることを示す。

【0077】

ステップＳ１５は、ノイズ波形の位相差（ΔＴ）を、参照側のベースラインのノイズ周期（Ｔ）に基づいて、位相角の差（Δθ、オフセット角と呼ぶ）に角度換算する処理であり、このオフセット角Δθをポンプ２１，２２の位相差の調整値として使用する。角度換算式を式（１）に示す。
（数１）
ΔＴ／Ｔ×３６０度＝Δθ（単位は「度」）・・・（１）

【0078】

以上のステップＳ１１からＳ１５までを実行することによって、ＲＩ検出部５のベースライン信号のノイズレベルが最小になるようなポンプの位相差の調整値を決定することができる。

【0079】

図５に、図３の測定フロー内のポンプ位相差を調整するステップＳ２の詳しい流れを示す。まず、ステップＳ２１では、制御装置７が、試料用ポンプ２１の駆動モーターを低速で回転させて、ポンプ２１のチョッパーがフォトインタラプターを遮断する回転位置で試料用ポンプ２１を停止させる。次に、ステップＳ２２では、制御装置７が、参照用ポンプ２２の駆動モーターを低速で回転させて、ポンプ２２のチョッパーがフォトインタラプターを遮断する回転位置まで回転させる。

【0080】

そして、ステップＳ２３でポンプの位相差の調整値（オフセット角Δθ）に基づいて、オフセット角Δθが０度である場合は、制御装置７が、チョッパーの遮断位置で参照用ポンプ２２を停止させる（ステップ２４）。または、オフセット角Δθが０度以外の任意の角度である場合は、制御装置７が、参照用ポンプ２２を更にオフセット角Δθの分だけ回転させてから参照用ポンプ２２を停止させる（ステップ２５）。

【0081】

以上のステップＳ２１からＳ２４（またはＳ２５）までを実行すれば、各ポンプ２１，２２からの脈流の位相差が補正され、試料用セル５１および参照用セル５２におけるそれぞれの脈流の位相が半周期だけ異なるようになり、互いに打ち消しあうため、光検出器５３の出力信号に含まれるノイズレベルを最小にすることができる。

【0082】

なお、各ポンプのチョッパーによる遮断位置は、遮断位置における各ポンプの位相が一致していればよく、遮断位置を特定の位相角にする必要はない。例えば、各ポンプのプランジャーの送液開始位置に、チョッパーによる遮断位置を合わせてもよい。

【0083】

図１０は、比較のために、デュアルフロータイプの液体クロマトグラフを同期モードで駆動させた場合のベースラインのノイズ振幅を示す図である。つまり、ポンプ位相差の調整を実行しないで、同じ回転速度の２台のポンプの位相を揃えた状態で、ＲＩ検出部の出力波形を測定したものである。各ポンプの脈流波形は、同じ周波数で同期する（図１０（Ａ），（Ｂ））。ＲＩ検出部での脈流の干渉波が生じないため、ほぼ一定のノイズ振幅のベースラインが得られる（図１０（Ｃ））。このノイズ振幅は、ベースラインの信号の強度軸の縮尺を大きくした図１０（Ｄ）からも明らかなように、まだまだ改善の余地があった。

【0084】

なお、デュアルフロータイプの場合、試料側および参照側の各流路のシステム容量を同等にするのが、ベースラインの安定性を確保する上で重要と言えるが、システム容量を完全に一致させることは困難である。測定条件が変われば、条件に応じた測定機器が選択されるので、各流路のシステム容量が変わるからである。例えば、液体クロマトグラフの場合、試料側の流路に設けるカラムと同じカラムを参照側に設けることはコスト面で避けたい。

【0085】

一方、図１０と同じデュアルフロータイプの液体クロマトグラフに対して、本実施形態のポンプ位相差の調整を実行した場合のベースラインのノイズ振幅を図１１に示す。２台のポンプの回転速度は同じであるが、位相差を調整した結果、所定の位相差ΔＴだけ位相が異なっている（図１１（Ａ），（Ｂ））。ベースラインのノイズ振幅は図１０と比較して大幅に低減され、安定したベースラインが得られることが分かる（図１１（Ｃ），（Ｄ））。

【0086】

本実施形態のポンプ位相差の調整を実行した結果、試料用ポンプ２１からの脈流が試料用セル５１内に伝搬することによって光検出器５３の出力信号に生じるノイズと、参照用ポンプ２２からの脈流が参照用セル５２内に伝搬することによって光検出器５３の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うようになる。従って、試料側および参照側の各流路（具体的には、送液ポンプからＲＩ検出部までの流路）のシステム容量に相違があっても、ポンプ位相差の調整を実行することによって、ベースラインのノイズ振幅を低減させることができる。そして、安定したＲＩクロマトグラムを取得することができ、各成分の定性・定量分析の信頼性が向上する。

【0087】

また、本実施形態の測定プログラムによれば、２台のポンプの適切な位相差の調整値を自動的に決定することができる。また、その調整値を使ってポンプの位相差を自動的に調整することができる。

【0088】

ここで、図１２を用いて、第二実施形態に係るポンプ位相差の調整方法について説明する。図１２の２つのグラフは、システムＡおよびシステムＢの２つの分析装置について、ポンプ位相差（横軸）とノイズレベル（縦軸）の関係の実測値である。発明者らは、２台の送液ポンプの位相差を順々に変えた場合に、そのシステム構成で最もベースラインのノイズ振幅が小さくなる位相差が存在することを実験的に確認した。ポンプの位相差をどの程度にすれば、ベースラインのノイズ振幅が最小になるかは、システム容量、溶媒の種類、および、システム圧などに応じて異なるので、システム構成毎に実験的に求める必要がある。

【0089】

そこで、第二実施形態に係るポンプ位相差の調整方法は、ベースラインをモニターしながら、ポンプの位相差を走査し、ベースラインのノイズレベルが最小になる位相差を見つけ出し、そのシステム（システム容量、移動相の種類、システム圧）に最適な位相差を決定する、という手順である。

【0090】

図１３に第二実施形態に係るポンプ位相差の調整方法のフローを示す。液体クロマトグラフの２台の送液ポンプを駆動させて試料用セルおよび参照用セルに溶媒を送液させる（Ｓ１１１）。その状態で、ＲＩ検出部のノイズレベルを取得する（Ｓ１１２）。次に、ポンプの位相差を僅かだけ変更させる（Ｓ１１３）。そして、変更後の位相角にて、ノイズレベルを取得する（Ｓ１１２）。０〜３６０度の位相差の範囲でのノイズレベルの取得が完了するまで、Ｓ１１２およびＳ１１３の一連の手順を繰り返す（Ｓ１１４）。０〜３６０度の位相差の範囲でのノイズレベルの取得が完了したら、取得した位相差とノイズレベルの関係からノイズレベルが最小になる位相差を読み取って、これをポンプの位相差の調整値にする（Ｓ１１５）。

【0091】

以上の第二実施形態の方法（Ｓ１１１〜Ｓ１１５）によっても、ポンプの位相差の調整値を決定することができる。ただし、送液ポンプと検出セルの間には或る長さの流路が存在するため、ノイズ波形をモニターしながらポンプの位相差を微小量だけ変更してから、実際にモニターしているノイズ波形に変化が生じるまでには、一定以上のタイムラグが生じる。よって、調整時間の短縮や確実性を重視する上では、第一実施形態の方法が優れている。

【0092】

最後に、図１４に第一実施形態のクロマトグラフをＧＰＣ（デュアルフロータイプ）に適用した場合のクロマトグラムの一例を示す。また、比較のため、図１５に、従来型のＧＰＣ（シングルフロータイプ）を用いて測定したクロマトグラムの一例を示す。縦軸は示差屈折率であり、横軸は保持時間である。いずれも、移動相に安定化剤を含まないテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いて、試料として５成分からなるポリスチレン標準試料を用いた。繰り返し回数はそれぞれ１０回である。

【0093】

両者を比較すれば分かるように、本実施形態に係る図１４のクロマトグラムには、図１５のクロマトグラムのようなベースラインのドリフトが見られず、安定したベースラインが得られ、測定の繰り返し性にも優れている。安定化剤を含まないＴＨＦなどのように組成の不安定な移動相を溶媒に用いる場合であっても、ＲＩ検出器の安定したベースラインを実現することができる。

【0094】

以上の実施形態では、ＲＩ検出器を利用した装置として一般的である、ＧＰＣについて説明したが、本発明は、ＧＰＣへの適用に限られず、糖分析などＲＩ検出器を使用する様々な分析装置に適用される。

【符号の説明】

【0095】

１ 液体クロマトグラフ（示差屈折率の測定装置）
２ 一組の送液ポンプ
２１ 試料用ポンプ
２２ 参照用ポンプ
２３，２４ ポンプの位相検出器
２５，２６ ポンプの脈流検出器
３ 試料注入部
４，４０ カラムオーブン
４１ 分離カラム（分離部）
４２ リファレンスループ
４３ 試料側の温度調整器
４４ 参照側の温度調整器
５ ＲＩ検出部
５１ 試料用セル
５２ 参照用セル
５３ 光検出器
６ 溶媒ボトル
７ 制御装置（コンピュータ）
９１ 試料側の溶媒混合器
９２ 参照側の溶媒混合器

【要約】

【課題】デュアルフロータイプの示差屈折率（ＲＩ）検出部を備えた分析装置において、ＲＩ検出部の出力信号のノイズを低減させる方法を提供すること。
【解決手段】試料用ポンプ２１を使って試料用セル５１に試料液を送液し、参照用ポンプ２２を使って参照用セル５２に参照液を送液し、２つのセル５１，５２を順次透過する光の進行方向の変化を光検出器５３で検出する。ＲＩ測定開始前に、試料用ポンプ２１および参照用ポンプ２２の位相差を調整する。つまり、試料用ポンプ２１からの脈流が試料用セル５１内に伝搬することによって光検出器５３の出力信号に生じるノイズと、参照用ポンプ２２からの脈流が参照用セル５２内に伝搬することによって光検出器５３の出力信号に生じるノイズとが打ち消し合うように、２つのポンプ２１，２２の位相差を調整する。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】