示差屈折計

示差屈折計（DRI ）または屈折率検出器（RIまたはRID）は、溶媒に対する分析物の屈折率を測定する検出器です。これらは、高性能液体クロマトグラフィーやサイズ排除クロマトグラフィーの検出器としてよく使用されます。溶媒とは異なる屈折率を持つものなら何でも検出できるため、汎用検出器と考えられていますが、感度は低いです。^[1]

屈折率増分は、mL/gで表されることが多い^[2]溶液の屈折率と濃度の変化です。示差屈折計を使用すると、この項の測定が容易になります。^[3]一般的な光源には、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンイオンレーザー、ナトリウムランプなどがあります。^[4] 2つのコンパートメントまたはフローセルがあり、1つはサンプル用、もう1つは参照溶液用です。^{[5] [4]}${\displaystyle {\frac {dn}{dC}}}$

光学ウェッジまたはプリズムはセルの後に配置され、フローセルから来る光を分離します。^[4]屈折率の違いにより、光路は異なる角度で反射します。^{[6] [7]}この差は光学ウェッジ/プリズムによって拡大されます。^[8]

波長範囲を測定できる検出器（通常はフォトダイオードアレイ）^{[4] [8]}は、2つの光路の位置を測定します。検出器は屈折率に比例する屈折角を定量化します。

示差屈折計にはさまざまなブランドがあります。人気のあるモデルは次のとおりです。

• ウォーターズ2414屈折率検出器^[9]
• アジレント1290インフィニティII屈折率検出器^[10]
• サーモサイエンティフィックRefractoMax521屈折率検出器^[11]

すべての屈折率検出器は、機器を最初にセットアップする際の校正と定期的な品質管理が必要です。^{[9] [10] [11]}ほとんどの製造業者は、純水と既知の屈折率のショ糖校正溶液を使用した校正を推奨しています。^[12]機器が校正モードになると、純水がゼロ基準値として機能し、ショ糖溶液が既知の屈折率を出力と比較し、それに応じて機械が調整されます。^[13]

ポンプをしばらく使用しなかった後は、チャネル内に拡散した汚染空気をチューブから除去する必要があります。これは通常、イソプロピルアルコールを使用して行われます。^[10]

示差屈折計は、サイズ排除クロマトグラフィーにおけるポリマーサンプルの分析によく使用されます。示差屈折計から収集できるその他の種類の情報は次のとおりです。

溶質の分子量（または重合の程度）は特定の屈折率増分に対応するため、溶質重量の増加と屈折率増分の関係をプロットすることで、未知の溶質の正確な分子量を決定することができます。^[14]

溶質の添加量を増やすと溶媒の粘度と分極率が変化しますが、これは低粘度に依存する機器では測定できません。^[14]示差屈折計は外部ツールであるため、^{[15] [16]}溶媒の粘度は測定の物理的な障壁にならず、汎用的な検出器となります。^[17]

溶質の形状は誘起双極子に影響を与えます。^[18]これは溶媒の分極率に影響を与え、屈折率に影響を与えます。^[19]

示差屈折計の精度に影響を与える可能性のある実際的な要因は多数あります。

溶質を溶媒に加えると、溶液の光学密度が変化する。溶質の大きさ^[20] 、分極率^[19]、形状、分子構造^[20]はすべて溶液の屈折率に影響を与える。一般的にはガウス分布が観察されるが、偏差も生じる。^[20]

温度は溶液の多くの特性に影響を与えるため、正確な測定を行うには温度管理が必要です。^[21]測定ごとに温度が変化すると、その変化は測定された屈折率に反映されます。^[22]

コーシーの方程式とセルマイヤーの方程式は、波長が媒体の屈折率に与える影響を説明します。

示差屈折計の使用と結果は多くの科学分野で価値があり、その理論と機能は薬物分析^{[23]やナノ粒子追跡[24]}など様々な研究方向に応用されています。

屈折率の性質により、RID は追加の分析化学機器と組み合わせて使用​​できます。他の機器を使用した後、示差屈折計は、クロマトグラフィー装置、分光計、検出器から溶出する化合物を即座に (さらに) 特性評価できます。

• 高速液体クロマトグラフィー（HPLC）^{[25] [26]}
• 紫外可視分光法^[27]
• 質量分析法^[28]
• 蒸発光散乱検出（ELSD）^[29]