Способ регистрации флуоресценции для жидкостной хроматографии

 

Изобретение относится к флуоресцентному анализу и может быть использовано при разработке оптических детекторов , предназначенных для анализа малых количеств флуоресцирующих веществ в жидкостной хроматографии. Цель - повышение чувствительности регистрации путем уменьшения влияния фона флуоресценции. Способ включает направление лучей пучка преимущественно лазерного источника света в поток жидкости в световодном режиме, обусловленном эффектом полного внутреннего отражения, на участке потока, окруженном прозрачной средой, преимущественно газом или жидкостью. По крайней мере от части длины этого участка потока собирают флуоресцентное излучение со всех направлений, кроме направления, совпадающего с направлением потока, и направляют его для регистрации. Возбуждающий свет и большую часть рассеянного света отводят по потоку в световодном режиме от участка потока, с которого собирают флуоресценцию, и гасят. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄSU ÄÄ1651171 (Я)5 С 01 N 21/64, 30/74

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645115/25 (22) 31.01.89 (46) 23.05.91. Бюл. й- 19 (75) P.Ï.Селегин, В.П.Выскребенцев и А.А.Цукерваник (53) 543.42(088.8) (56) Авторсксе свидетельство СССР

Ф 1179111, кл. G 01 N 21/64, 1985.

Заявка PCT W082/03918, кл. G 01 N 21/64, 1982.

Патент США Ф 4088407, кл. С 01 N 1/10, 1978. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦКИ

ДЛЯ ЯЩЦКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ (57) Изобретение относится к флуоресцентному анализу и может быть использовано при разработке оптических детекторов, предназначенных для анализа малых количеств флуоресцирующих веществ в жидкостной хроматографии.

Изобретение относится к флуоресцентному анализу и может быть использовано при разработке оптических детекторов, предназначенных для анализа малых количеств флуоресцирующих веществ в жидкостной хроматографии, Цйль изобретения — повышение чувствительности регистрации путем уменьшения влияния фона флуоресценции.

На фиг. 1 показано устройство для реализации способа регистрации флуоресценции; на фиг. 2 — часть потока жидкости, окруженного воздухом, с которого собирается флуоре< центное излучение, и направление лучей воз2

Цель - повышение чувствительности регистрации путем уменьшения влияния фона флуоресценции. Способ включает направление лучей пучка преимущественно лазерного источника света в поток жидкости в световодном режиме, обусловленном эффектом полного внутреннего отражения, на участке потока, окруженном прозрачной средой, преимущественно газом или жидкостью. По крайней мере от части длины этого участка потока собирают флуоресцентное излучение со всех направлений, кроме направления, совпадающего с направлением потока, и направляют его для регистрации. Возбуждающий свет и боль- а шую часть рассеянного света отводят Е по потоку в световодном режиме от участка потока, с которого собирают флуоресценцию, и гасят. 4 ил. буждения с максимальным углом расходимости, где о „ — предельный угол полного внутрейнего отражения; на фиг. 3 — то же, с направлением возбуждающего пучка света против направления потока жидкости на фиг. 4— то же, с окружением этой части потока

"жидким кожухом", протекающим в прозрачной трубке.

Способ реализуют следующим образом. В

В качестве возбуждающего пучка мо- й» жет быть использован лазерный пучок монохроматического ультрафиолетового излучения от источника 1. Лазерный пучок с помощью оптики возбуждения (линза 2 и волоконный световод 3, 1651171 установленный в капилляр 4, по которому протекает элюат из хроматографической системы) направляют в поток элюата вдоль его оси, где на части

5 потока лучи возбуждающего пучка света направляют под углами, большими предельного угла О(д полного внутреннего.отражения к боковой поверхности части 5 потока элюата с показателем преломления n „, которую окружает прозрачная среда с показателем преломления и (фиг. 2-4), т.е. свет, вышедший из световода 3 заполняет пространство конуса с углом при вершине 9 < 90 - . Причем заранее пока"P затели преломления подбирают такими, чтобы выполнялось условие n4„

Такой прозрачной средой может быть воздух (фиг ° 2 и 3).

Кроме воздуха, в качестве газовой среды могут быть использованы и другие пазы. Например, если исследуемое вещество в потоке жидкости окисляется, то использовать воздух нецеле- 25 сообразно из-за наличия в нем кислорода. В этом случае следует использовать инертные газы (азот, аргон, неон, диоксид углерода и др.) и, кроме того, почти все полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) в большинстве своем являющиеся канцерогенными веществами, флуоресцируют, но среди них есть исключения, напри мер., коронен. Если в качестве газа, окружающего поток, использовать за35 кись азота, который вступая в реак,цию с короненом образует флуорофор " нитропроизводная короиена, то в приповерхностном слое потока образовавшийся флуорофор под воздействием возбуждающего излучения испускает флуоресценцню.

В силу эффекта полного внутреннего. отражения в среду с псу выходит часть 45 флуоресцентного излучейия анализируе-мого вещества и меньшая часть рассеянного элюатом излучения, поскольку последнее имеет преимущественное направЛение распространения вдоль возбуждающего пучка. На фиг. 2-4 для

50 точки 0 в центре части 5 потока показано сечение телесного угла (заштрихованный участок) в плоскости фигур, из которого может выходить флуоресцентное и рассеянное излучения. Вышед-5 шее из потока излучение собирается практически с полного телесного угла

4Ф стерадиан, для чего может быть использован зеркальный конденсор, выполненный в виде эллипсоидного отражателя 6, в первом фокусе которого расположена часть 5 потока. Собранные отражателем 6 лучи направляются им для выделения необходимого спектрального диапазона, например, с помощью оптического фильтра 7 и далее на приемник 8 излучения для регистрации.

Элюат отводится через сливную трубку 9.

При направлении возбуждающего потока по направлению потока жидкости (фиг. 2) часть флуоресцентного излучения, примерно равная части флуоресцентного излучения, вышедшего через боковую поверхность части 5 потока, большая часть рассеянного излучения и лучи возбуждающего пучка в световодном режиме распространяются в потоке элюата. При этом значительно большая часть излучения распространяется вдоль потока элюата, посколь" ку в ней присутствует возбуждающее излучение, и эта часть излучения гасится в сливной трубке 9. Рассеянное излучение испускается как по направленив возбуждающего пучка, так и в обратном направлении. Излучение, рассеянное в обратном направлении, попадает. в световод 3 и в капилляр 4, отражаясь от стенок которого отводится от части 5 потока.

Гашение излучения в сливной труб ке 9 можно производить, например, czieдукщим образом. Скорость элвата подбирают такой, чтобы капли образовывались на некотором расстоянии (12 см) от входного конца сливной трубки. Тогда излучение, прошедшее в световодном режиме до участка образования капель, рассеивается на них и поглощается светопоглощающим слоем, нанесенным на внутреннюю поверхность сливной трубки 9, или сливную трубку

9 изгибавт под углом 90 до участка образования капель, и тогда излучение, прошедшее s струе, отражается от изгиба трубки и поглощается светопоглощаю@им слоем на участке трубки за изгибом.

При направлении возбуждающего пучка против направления потока элюата (фиг. 3) прозрачной средой, окружающей часть 5 потока, также является воздух. Скорость элюата на части

5 потока можно получать 1 мл/мин и выше (фиг. 2 и 3). ности °

Способ регистрации флуоресценции для жидкостной хроматографии, включающий облучение потока жидкости, окруженного по боковой поверхности прозрачной средой, пучком света, ось которого совпадает с осью потока, регистрацию флуоресцентного излучения, вышедшего через боковую поверхность, отличающийся тем, .что, с целью повьппения чувствительности регистрации путем уменьшения влияния фона флуоресценции, в качестве прозрачной среды используют газ или жидкость, значение показателя преломления которой меньше, чем значение показателя преломления облучаемой жидко-, сти, при этом пучок света, возбуждающий флуоресценцию, направляют под углами, большими предельного угла полного внутреннего отражения к боковой поверхности потока, а излучение, вышедшее в потоке из той его части, с которой собирают регистрируемое излучения гасят

16511

Прозрачной средой может являться жидкость, например вода, для которой и =1,33. Для воды подбирают раство- рйтели с большими показателями преломления, например, циклогексан (n=.

=1,43) хлороформ (п=1,45) циклогексанол (п=1,4б) и другие (фиг. 4), часть

5 потока элюата с "жидким кожухом"

10 в одном направлении протекает в прозрачной трубке 11, например кварцевой, причем элюат в "жидком кожухе" протекает ламинарно.

Для обеспечения совместного протекания элюата и "жидкого кожуха" исполь— зуют известное устройство 12, при этом скорость элюата можно получать от

10 до сотен мкл/мин. Когда элюат протекает в "жидком кожухе", возбуждающий пучок света можно направлять и 20 против потока элюата, аналогично показанному на фиг. 3.

Можно использовать (фиг. 3 и 4) устройство для гашения излучения, прошедшего в световодном режиме по 25 части 5 потока, выполненного в виде рога Вуда. Излучение, рассеянное в обратном направлении.к направлению возбуждающего пучка, отводится из части 5 потока аналогично тому, как 30 описанному для устройства, показанного на фиг. 2.

Использование способа обеспечивает следующие преимущества: отсутствие выхода возбуждающего света из

35 детектируемого объема жидкости в оптический тракт регистрации и уменьшение выхода рассеянного жидкостью излучения, которые являются основными составляющими фона при флуоресцент- 40

71

6 ном детектировании, позволяют уменьшить фон флуоресценции, что обеспечивает регистрацию меньшей интенсивности флуоресценции анализируемой жидкости и, таким образом, увеличение чувствительности регистрации; уменьшение фона флуоресценции, в свою очередь, позволяет увеличить телесный угол сбора флуоресценции почти до полнсго телесного угла, что также вносит вклад в увеличение чувствительФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

1651171

Фи8.2

1651171

Составитель Е.Дорофеева

Редактор.О.Головач Техред С,Мигуиова КорректоР М- Самбовская

Заказ 1602 Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, !О1