Детектор для жидкостной хроматографии Советский патент 1981 года по МПК G01J1/04 G01N21/41 

(ЗА) ДЕТЕКТОР ДЛЯ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

I

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к детекторам для препаративной жидкостной хроматографии, и может быть использовано в системах автоматического контроля технологических процессов как самостоятельный концентратомер.

Известен фотоэлектрический детектор, используемый для регистрации выхода разделяемых на хроматографичёской колонке веществ, содержащий источник излучения, проточные кюветы, модулятор, преобразователь или компенсирующий элемент, фотоприемник и систему регистрации р.

Однако известный детектор обеспечивает регистрацию изменения только одного физического свойства анализируемой среды.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является детектор для жидкостной хроматографии, содержащий последовательно установленные на его оси источник света, кювету, линейный поляризатор, модулятор состояния поляризации, компенсатор, выполненный в виде двух поляризационных пластин, плоскости поляризации которых повернуты друг относительно друга, и систему регистрации 2j.

Недостатком известного детектора является то, что он обеспечивает регистрацию только одного физического свойства анализируемой среды (коэффициента преломления). Это не гарантирует от нерегулируемого пропуска компонета в подвижной фазе на выходе из колонки.

Цель изобретения - повышение до15стоверности измерений за счет увеличения числа измеряемых параметров.

Поставленная цель достигается тем, что в детекторе для жидкостной хроматографии, содержащем последовательно

К установленные на его оси источник света, кювету, линейный поляризатор, модулятор состояния поляризации, компенсатор, выполненный в виде двух поляризационных пластин, плоскости поляризации которых повернуты друг относительно друга, и систему регистрации угол между плоскостями поляризации пластин компенсатора лежит в пределах О о 80°, причем биссектриса 3Tof-o угла совпадает с линией раздела поляризационных пластин и перпендикулярна плоскости поляризации линейного поляризатора, а фотометрическая кювета установлена под углом к оптической оси. На фиг. 1 показана блок-схема пре лагаемого детектора; фиг. 2 - график поясняющий принцип его работы. Детектор содержит источник 1 света, конденсатор 2, диафрагму 3, фильтр Ц, линейный поляризатор 5 с устройством установки нуля, кюветы б магнитооптический модулятор 7, компенсатор 8, систему регистрации, включающую фотоэлемент 9, усилитель 10, реверсивный двигатель 11, кинетически связанный с пером самопишуще го прибора 12 и компенсатором В, состоящим из поляризационных пластин 13 и 1. Регистрация изменения оптической плотности, показателя преломления, флуоресценции, вращения плоскости по ляризации или их совокупности в измерительной кювете происходит следую щим образом.. Элементы 1, 2 и 3 формируют два пучка света, которые проходят фильтр k, линейный поляризатор 5, измерительную и сравнительную кюветы 6 и м дулятор 7 в котором они модулируются по колебаниям плоскости поляризации. Модулированные пучки света поступают на компенсатор 8, причем луч света от измерительной кюветы постугшет на часть 13, а от сравнительной на часть 14 компенсатора. Изменение коэффициента поглощения или флуоресценции в измерительной кю вете приводит к изменению интенсивности светового потока, поступающего на часть 13 компнсатора. Изменение показателя преломления приводит к смещению положения луча света отно сительно линии раздела поляризационных пластин, что равносильно дифференциальному изменению интенсивностей световых потоков, проходящих через части 13 и И компенсатора. Изменение оптической активности раствора в измерительной кювете влечет 8 4 за собой поворот плоскости поляризации света через нее проходящего, что также приводит к дифференциальному изменению интенсивности светового потока через часть 13 конмпенсатора. Учитывая изложенное выше, для регистрации отклика устройства на изменение любого из перечисленных физических параметров среды в измерительной кювете достаточно регистрировать изменение интенсивности светового потока через измерительный канал. Для рассматриваемого случая при равенстве интенсивностей световых потоков через части 13 и 14 компенсатора и модуляции, суммарная интенсивность светового потока на выходе системы также изменяется по этому закону, что графически представлено кривой 15, а интенсивности световых потоков от отдельных частей 13 и 14по кривым 1б и 17 (фиг. 2). Если в указанной системе установить угол плоскости поляризации линейного поляризатора, как показано на фиг. 2, и световой поток промодулирювать по колебаниям плоскости поляризации, на фотоэлементе появится переменная составляющая с удвоенной частотой модуляции (кривая 18, фиг. 2). Если один из световых потоков, например 16, уменьшится до 16 , суммарная интенсивность светового потока будет изменяться по кривой 19, а на фотоэлементе выделится переменный сигнал с частотой модуляции (кривая 20, фиг. 2). При уменьшении светового потока 17 до 17 , суммарная интенсивность изменяется по кривой 21, а на фотоэлементе выделяется переменный сигнал с той же .частотой модуляции, но противоположной фазы (кри.вая 22, фиг. 2). Переменный сигнал с фотоэлемента 9, усиленный усилителем 10, заставит отрабатывать реверсивный двигатель 11 и поворачивать компенсатор до восстановления первоначальной фазы сигнала - до равенства световых потоков через элементы 13 и 14 компенсатора. Таким образом, величина угла поворота компенсатора, необходимая для восстановления первоначальной фазы сигнала, определит изменение оптической плотности, коэффициента преломления, флуоресценции или оптической активности раствора в измерительной кювете.

Размещение фотометрической кюветы под углом ЗЗ к зондирующему излучению обеспечивает возможность отклика устройства как на изменение оптической плотности, так и на изменение коэффициента преломления растворенного в исследуемом растворе вещества, если его коэффициент преломления отличается от коэффициента преломления растворителя. В известных фотометрических устройствах кювета располагается под углом 90, при этом преломления света не происходит.

Если рассматриваемый угол больше 3-5 зондирующее излучение сместится за пределы фотоэлектрического устройства или вообще не пройдет через кюеету.

8 качестве компенсатора используется элемент, состоящий из двух поляризационных пластин, плоскости поляризации которых сдвинуты относительно друг друга на угол 80°, что обесг ечивает максимальную амплитуду переменной составляющей светового потока на выходе из системы и, следовательно, возможность с высокой чувствительностью измерять угол вращения исследуемого раствора, проходящего через измерительную кювету. При углах, близких к О или 90, переменная составляющая светового потока на выходе из системы минимальна, и возможность отклика устройства на оптическую активность контролируемого раствора практически сводится к нулю.

Угол поворота компенсатора может измеряться с точностью O.OOl и выше, что обеспечивает очень высокую чувствительность предлагаемого устройства и позволяет обнаруживать присутствие нанограммовых количеств веществ в подвижной фазе, а обеспечение отклика на любой из четырех физических параметров контролируемой среды практически гарантирует от нерегистрируемого пропуска компонента на выходе из жидкостной хроматографической колонки.

Формула изобретения

Детектор для жидкостной хроматографии, содержащий последовательно установленные на его оси источник света, кювету, линейный поляризатор, модулятор состояния поляризации, компенсатор, выполненный в виде двух поляризационных пластин, плоскости поляризации которых повернуты друг относительно друга, и систему регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет увеличения числа измеряемых параметров, угол между плоскостями поляризации пластин компенсатора лежит в пределах (.80 причем биссектриса этого угла совпадает с линией раздела поляризационных пластин и перпендикулярна плоскости поляризации линейного поляризатора, а фотометрическая кювета установлена под углом к оптической оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 01 N 21/46, 20.C3.79 (прототип) .