DE3738327A1 - Verfahren zur gaschromatographischen analyse von gemischen fluessiger stoffe und gaschromatograph fuer seine durchfuehrung - Google Patents
Verfahren zur gaschromatographischen analyse von gemischen fluessiger stoffe und gaschromatograph fuer seine durchfuehrungInfo
- Publication number
- DE3738327A1 DE3738327A1 DE19873738327 DE3738327A DE3738327A1 DE 3738327 A1 DE3738327 A1 DE 3738327A1 DE 19873738327 DE19873738327 DE 19873738327 DE 3738327 A DE3738327 A DE 3738327A DE 3738327 A1 DE3738327 A1 DE 3738327A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- column
- sample
- carrier gas
- detector
- introduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/38—Flow patterns
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
- G01N2030/025—Gas chromatography
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/06—Preparation
- G01N30/12—Preparation by evaporation
- G01N2030/126—Preparation by evaporation evaporating sample
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/38—Flow patterns
- G01N30/40—Flow patterns using back flushing
- G01N2030/402—Flow patterns using back flushing purging a device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur gaschromato
graphischen Analyse von Gemischen flüssiger Stoffe und
einen Gaschromatographen für seine Durchführung.
Die Erfindung kann allgemein zur Analyse flüssiger Mehr
komponentengemische mit einem breiten Bereich von Siede
temperaturen auf zahlreichen Gebieten der Technik einge
setzt werden, insbesondere in der chemischen, pharmazeu
tischen und der Lebensmittelindustrie sowie etwa der Erd
ölförderung.
Aus US 37 98 973-A ist ein Verfahren zur chromatographischen
Analyse flüssiger Stoffgemische bekannt, bei dem man eine
Probe der zu analysierenden Stoffe mit Hilfe einer Mikro
spritze in den Verdampfer eines Gaschromatographen unter
Durchstechen einer Membran aus einem selbstdichtenden Ma
terial mit der Spritzennadel und Einspritzen der Probe in
den Innenraum der Verdampfungskammer einführt, die mit dem
Eingang der chromatographischen Säule pneumatisch verbun
den ist. Die Probendämpfe, die im Innenraum der Ver
dampfungskammer entstehen, werden mit einem Trägergasstrom
in die chromatographische Säule übertragen, in der die
chromatographische Trennung des Gemisches der zu analysie
renden Stoffe in die einzelnen Komponenten erfolgt. Die
getrennten Komponenten der Analysenprobe werden am Ausgang
der chromatographischen Säule mit Hilfe eines geeigneten
Detektors (Wärmeleitfähigkeitsdetektor, Flammenionisa
tionsdetektor und andere) detektiert, wobei das Signal des
Detektors mit Hilfe einer Registriereinrichtung, bei
spielsweise eines Schreibers, registriert und das erhalte
ne Chromatogramm zur Berechnung der Konzentration der zu
analysierenden Stoffe verwendet werden.
Bei sämtlichen bekannten Gaschromatographen, die auf der
Basis des beschriebenen Analysenverfahrens arbeiten, wer
den die Präzision und die Reproduzierbarkeit der Analysen
ergebnisse wesentlich durch das Vorhandensein einer
Membran aus einem selbstdichtenden Material (beispielswei
se aus Siliconkautschuk) beeinflußt, die im Verdampfer des
Gaschromatographen im Kanal für die Einführung der
Spritzennadel angebracht ist. Diese Membran ist für das
Auftreten von sogenannten "Geisterpeaks" verantwortlich,
die auf einem Chromatogramm bei programmierter Aufheizung
der chromatographischen Säule sogar dann erscheinen, wenn
keine Probe in den Verdampfer eingeführt wird. Bei der
Einführung der Probe mit einer Spritze, deren Nadel die
Membran aus dem selbstdichtenden Material durchsticht, er
folgt ein Ausstechen von Teilchen des Membranmaterials mit
den Rändern der Nadel, die in die Verdampfungskammer oder
zum Eingang der chromatographischen Säule übertragen
werden. Diese Teilchen stellen ferner auch eine Quelle für
Gasentwicklung dar. Außerdem sind derartige Membranen aus
selbstabdichtendem Material nicht haltbar, verlieren
schnell ihre Dichtigkeit und müssen öfters ausgewechselt
werden.
Bekannt ist ferner ein Verfahren zur chromatographischen
Analyse von Gemischen flüssiger Stoffe unter Einsatz einer
membranlosen Einrichtung für die Einführung der Proben in
die chromatographische Säule (US 44 14 857 A). Gemäß diesem
Verfahren wird eine Probe des Analysengemischs unter Zu
hilfenahme einer Spritze bzw. eines anderen Probenträgers
durch einen offenen Kanal für die Einführung der Probe in
den Verdampfer eines Gaschromatographen eingeführt, wobei
dieser Kanal mit Hilfe eines mit dem Probenträger verbun
denen Dichtungselements für den Zeitraum der Einführung
der Probe, ihrer Verdampfung und der Übertragung der
Dämpfe der Probe aus dem Verdampfer in die chromatographi
sche Säule hermetisch verschlossen wird. Die Übertragung
der Dämpfe der Probe aus dem Verdampfer in die chromato
graphische Säule erfolgt mit dem Trägergasstrom, der die
Dämpfe durch eine Drossel mit konstantem Querschnitt, die
zwischen der Verdampfungskammer und dem Eintrittsabschnitt
der chromatographischen Säule angebracht ist, verdrängt.
Nach der Überführung der Dämpfe der zu analysierenden
Stoffe aus dem Verdampfer in die chromatographische Säule
stellt man die Zufuhr des Trägergasstroms zum Verdampfer
ein und leitet diesen zum Eingang der chromatographischen
Säule hinter dem Austritt der Drossel mit konstantem Quer
schnitt. Der größte Teil des Trägergasstroms, der durch
die Drossel in die Verdampfungskammer eintritt, reinigt
dabei den Innenraum des Verdampfers von den Rückständen
der Probenstoffe und spült diese in die Atmosphäre aus.
Dieses Verfahren ist äußerst effektiv und ermöglicht es,
viele Nachteile der bekannten, unter Verwendung einer
Membran aus selbstdichtendem Material arbeitenden Ver
fahren zu vermeiden. Es erlaubt jedoch eine Analyse nur
unter der Bedingung der Einführung der Probe in die Säule
mit vorheriger Verdampfung. Das schränkt den Bereich der
zu analysierenden flüssigen Stoffe ein und ermöglicht es
u.a. nicht, einige Stoffe zu analysieren, die sich unter
Einwirkung hoher Temperaturen im Verdampfer des Gaschroma
tographen zersetzen.
Bekannt ist schließlich auch ein Verfahren zur chromato
graphischen Analyse, bei dem die Einführung einer flüssi
gen Probe mit Hilfe einer Mikrospritze mit einer Spezial
nadel unmittelbar in den Eintrittsabschnitt der chromato
graphischen Säule (on column) bei einer unter dem Siede
punkt der Analysenstoffe liegenden Temperatur erfolgt. Die
Spritzennadel führt man durch den Kanal für die Einführung
des Probenträgers in die Säule ein, der mit einem Drehhahn
verschlossen ist. Vor der Einführung der Probe wird der
Kanal für die Einführung des Probenträgers durch Drehen
des Hahns in eine entsprechende Stellung geöffnet. Nach
der Einführung der Probe wird der Kanal für die Einführung
des Probenträgers verschlossen, und die Temperatur in der
Säule wird allmählich erhöht, wobei mit dem Trägergasstrom
die verdampfenden Analysenstoffe in den Haupttrennteil der
Säule gebracht werden, in dem die Analysenprobe in ihre
einzelnen Komponenten aufgetrennt wird, die am Ausgang der
Säule mit einem geeigneten Detektor detektiert werden
(vgl. z.B. US 42 69 608 A).
Der Gaschromatograph zur Durchführung dieses Verfahrens
enthält eine chromatographische Kapillarsäule, die in
einem Thermostaten mit programmierbarer Temperatur vorge
sehen ist, einen Kanal für die Einführung der Probe, der
mit der Kapillarsäule pneumatisch verbunden ist, eine
Einrichtung für das dichte Verschließen und Öffnen des
Kanals für die Einführung des Probenträgers, die als Dreh
hahn ausgeführt ist, der in diesem Kanal untergebracht
ist, eine Rohrleitung zur Zuführung des Trägergases, die
mit dem Kanal für die Einführung der Probe verbunden ist,
und einen Detektor, der am Ausgang der chromatographischen
Säule angeordnet ist.
Das Einspritzen der flüssigen Probe in den Eintrittsab
schnitt der Säule erfolgt bei diesem bekannten Verfahren
ohne hermetisches Verschließen des Kanals für die Einfüh
rung der Probe, d.h., wenn kein Trägergasstrom in Richtung
vom Eingang zum Ausgang der chromatographischen Säule
strömt. Dies führt zu einem unkontrollierbaren Verlust an
Analysenstoffen, der auf den Austritt von Lösungsmittel
dämpfen durch den Kanal für die Einführung des Probenträ
gers in die Atmosphäre sowie auf dem Anhaften eines Teils
der flüssigen Probe an der Außenfläche der Nadel der
Mikroliterspritze zurückzuführen ist. Der letztgenannte
Effekt wird durch das Hineinziehen eines Teils der Probe
in den Ringraum zwischen der Außenoberfläche der Nadel der
Mikrospritze und den Wänden der Kapillarsäule durch Ka
pillarkräfte verursacht (vgl. z.B. K. Grob, Jr., journal
of Chromatography 283 (1984), 21-25). Hierdurch wird die
Genauigkeit der chromatographischen Analyse verringert.
Dieses bekannte Verfahren und die entsprechende Vorrich
tung für seine Durchführung ermöglichen es nicht, die
Analyse unter Trennung der Probe am Eintritt in den Haupt
teil einer chromatographischen Trennsäule durchzuführen,
was den Bereich ihrer praktischen Anwendbarkeit begrenzt.
Der Gaschromatograph zur Durchführung dieses Verfahrens
ist infolge des Vorhandenseins eines Drehhahns im Kanal
für die Einführung des Probenträgers kompliziert, was die
Möglichkeit einschränkt, Gaschromatographen dieses Typs
mit automatischen Dosierungsvorrichtungen für flüssige
Proben (Autosamplern) zu koppeln. Versuche, die funktio
nellen Möglichkeiten von Vorrichtungen dieses Typs zu er
weitern, führten zu einer noch größeren Verkomplizierung
der Bauart und als Folge davon zu verringerter Zuverläs
sigkeit (vgl. EP 1 40 020 B).
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur gaschromatographischen Analyse von Gemischen
flüssiger Stoffe sowie einen Gaschromatographen für seine
Durchführung anzugeben, welche die Analyse einer umfassen
den Palette flüchtiger flüssiger Stoffe unter verschiede
nen Bedingungen der Einführung der Probe und ihrer Tren
nung durch Änderung der Temperatur und der Richtung des
Trägergasstromes bei der Analyse sowohl an der Stelle der
Einführung der Probe als auch im Bereich ihrer chromato
graphischen Trennung erlauben.
Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. Vorteilhafte Aus
führungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur gaschromatographischen
Analyse von Gemischen flüssiger Stoffe, bei dem man eine
Analysenprobe bei einer unter dem Siedepunkt der zu
analysierenden Stoffe liegenden Temperatur mit Hilfe eines
Probenträgers in den Eintrittsabschnitt einer chromato
graphischen Säule einführt, wobei man einen Trägergasstrom
durch die Säule hindurchströmen läßt, die Temperatur in
der Säule allmählich erhöht und die zu analysierenden
Stoffe in den Dampfzustand überführt und die vom
Trägergasstrom transportierten und in der Säule getrennten
Stoffe am Austritt aus der Säule mit Hilfe eines Detektors
detektiert,
ist dadurch gekennzeichnet, daß man
- - den Trägergasstrom in mindestens zwei Teilströme aufteilt, von denen man einem Teilstrom dem Detektor und den anderen Teilstrom der Säule zuführt,
- - zum Zeitpunkt der Einführung der jeweiligen Probe und
während ihrer chromatographischen Trennung den Teil
strom, welcher der Säule zugeführt wird, in Richtung vom
Eingang zum Ausgang durch die Säule leitet,
den Teilstrom, der dem Detektor zugeführt wird, mit dem aus der Säule austretenden Teilstrom zusammenführt und vermischt und
den zusammengeführten Trägergasstrom durch den Detektor hindurchleitet, und - - nach dem Übergang der Analysenstoffe aus der Säule in
den Detektor den Teilstrom, welcher der Säule zugeführt
wird, in Richtung vom Ausgang zum Eingang durch die
Säule leitet, wobei der Auslaß in die Atmosphäre erfolgt
und die Säule von Probenrückständen gereinigt wird,
und
den anderen Teilstrom unmittelbar dem Detektor zuführt, wodurch der Druck des Trägergases an seinem Eingang stabilisiert und dadurch auch ein konstanter Betrieb des Detektors erzielt wird.
Durch die Aufteilung des Trägergasstroms in zwei Teilströ
me, von denen einer in beliebiger Richtung, d.h. vom
Eingang zum Ausgang oder vom Ausgang zum Eingang, durch
die Säule hindurchgeleitet werden kann, und der andere
Teilstrom ständig dem Detektor zugeführt wird, sowie da
durch, daß bei einer beliebigen Strömungsrichtung des Trä
gergasstroms durch die Säule die Arbeitsbedingungen des
Detektors infolge der Stabilisierung der Durchflußmenge
des Trägergasstroms durch den Detektor konstant bleiben,
wird die Möglichkeit der Anwendung verschiedener Bedingun
gen der Einführung der Probe in den Anfangsabschnitt der
Säule gewährleistet, ohne dabei den Betrieb des Detektors
zu beeinträchtigen.
Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, daß durch die Änderung der Strömungsrichtung
des Trägergasstroms in der Säule nach dem Austreten aller
Analysenstoffe aus der Säule in den Detektor die Dauer der
Analyse von Mehrkomponentengemischen durch Abtreiben hoch
siedender Komponenten von Gemischen, die für Analysen
zwecke nicht von Interesse sind, mit dem Trägergasstrom,
der in Richtung vom Ausgang zum Eingang durch die Säule
hindurchgeleitet und in die Atmosphäre abgeleitet wird,
verringert werden kann.
Durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 2 können die Analysen
stoffe von in der Probe vorhandenem Lösungsmittel befreit
werden, das eine Siedetemperatur unter dem Siedepunkt der
Analysenstoffe aufweist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß die Verluste an Analysenstoffen bei der
Einführung der Proben in den Eintrittsabschnitt der Säule
dadurch verringert werden, daß zum Zeitpunkt der Einfüh
rung der Probe der Teilstrom des Trägergasstroms, welcher
der Säule zugeführt wird, in Richtung vom Eingang zum Aus
gang durch die Säule hindurchgeleitet wird. Dabei werden
ein Austritt von Dämpfen der Analysenstoffe aus dem Ein
trittsabschnitt der Säule in die Atmosphäre und ein Hin
einziehen eines Teils der Analysenstoffe in den Ringraum
zwischen der Außenfläche des Probenträgers, beispielsweise
der Nadel einer Mikrospritze, und den Innenwänden der
Säule verhindert, was die Genauigkeit der chromatographi
schen Analysen erhöht.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt es außerdem bei der
Veränderung der Richtung des Trägergasstroms in der Säule
nach dem Übergang der Analysenstoffe aus der Säule in den
Detektor zu einer Reinigung der Säule von Rückständen der
Probensubstanzen. Dies schließt wiederum eine gegenseitige
Verschmutzung nacheinander zu analysierender Proben aus
und trägt auch zur Erhöhung der Analysengenauigkeit bei.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens be
steht darin, daß durch Veränderung der Strömungsrichtung
des Trägergasstroms in der Säule nach der Überführung
aller Analysenstoffe aus der Säule in den Detektor dieser
in den Zeitabständen zwischen den Analysen verschiedener
Stoffproben nicht mit der Säule in Verbindung steht und
keine Verschmutzung des Detektors mit Stoffdämpfen, die in
der Säule enthalten sind, insbesondere mit Dämpfen der un
beweglichen Flüssigphase, erfolgt, die in der Säule zur
Trennung der Analysenstoffe verwendet wird. Das erhöht die
zeitliche Stabilität des Austrittssignals des Detektors
und damit die Reproduzierbarkeit chromatographischer
Analysen.
Bei der Analyse von Gemischen von Stoffen, die in einer
großen Menge eines Lösungsmittels gelöst sind, dessen
Siedepunkt unter der Siedetemperatur der Analysenstoffe
liegt, ist es zweckmäßig, nach der Einführung der Probe in
den Eintrittsabschnitt der Säule und vor der Temperatur
steigerung in der Säule einen Teil des Trägergasstroms,
welcher der Säule zugeführt wird, in Richtung vom Ausgang
zum Eingang durch die Säule hindurchströmen zu lassen, wo
bei das Lösungsmittel in die Atmosphäre abgeführt wird und
dadurch die Analysenstoffe vom Lösungsmittel befreit
werden.
Hierdurch wird die Anwendung anderer Bedingungen zur Ein
führung einer Probe in die Säule mit ihrer vorherigen
Konzentration infolge des Abtreibens der Lösungsmittel
dämpfe gewährleistet. Das trägt ebenfalls zur Erweiterung
der Palette der zu analysierenden flüssigen Stoffe bei,
wobei zugleich zusätzlich die Empfindlichkeit der chroma
tographischen Analysen infolge der Vergrößerung der Menge
der jeweiligen Probe, die in den Eintrittsabschnitt der
Säule eingeführt wird, erhöht werden kann.
Bei der Steigerung der Temperatur der Säule ist es erfin
dungsgemäß günstig, die Temperatur des Eintrittsabschnitts
der Säule, in dem sich die Probe befindet, höher zu halten
als die Temperatur des übrigen Teils der Säule. Dies be
wirkt eine zusätzliche Kompression des Bandes der Proben
komponenten bei ihrer Überführung mit dem Trägergasstrom
aus dem Eintrittsabschnitt der Säule in ihren Haupttrenn
teil und hat eine Erhöhung der Wirksamkeit der chromato
graphischen Trennung zur Folge.
Bei Verwendung einer hochwirksamen Kapillartrennsäule als
chromatographische Säule mit einem Innendurchmesser
0,25 mm ist es möglich bei der Temperatursteigerung in
der Säule einen Teil des Trägergasstroms, welcher der
chromatographischen Säule zugeführt und durch diese in
Richtung vom Eingang zum Ausgang hindurchgeleitet wird,
nach dem Passieren des Eintrittsabschnitts der Säule
zusammen mit den Dämpfen der Analysenstoffe in zwei Teil
ströme aufzuteilen, von denen man einen durch den übrigen
Teil der Säule hindurchströmen läßt, und der andere Teil
strom mit einem Teil der Dämpfe der Probenstoffe in die
Atmosphäre abgeleitet wird.
Dies gewährleistet ebenfalls die Realisierung noch anderer
Bedingungen der Einführung einer Probe in chromatographi
sche Kapillarsäulen mit Aufteilung der Probe zusammen mit
dem Trägergasstrom (split mode), was auch zur Erweiterung
der Palette der zu analysierenden flüssigen Stoffe bei
trägt und die Bedingungen der chromatographischen Trennung
in Kapillarsäulen optimiert.
Der erfindungsgemäße Gaschromatograph zur Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung umfaßt eine chroma
tographische Säule mit einem Thermostaten, an deren
Eingang ein Einspritzblock vorgesehen ist, der einen Kanal
zur Einführung einer Probe der Analysenstoffe mit Hilfe
eines Probenträgers aufweist, der pneumatisch mit einer
Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases verbunden
ist,
einen am Ausgang vorgesehenen Detektor zum Erfassen der in der Säule getrennten Analysenstoffe
sowie eine Einrichtung zum dichten Abschluß und zum Öffnen des Kanals für die Einführung der jeweiligen Probe, er ist gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases, die mit dem Ausgang der Säule verbunden ist,
eine Drossel mit konstantem Querschnitt, die am Eingang des Detektors hinter der Anschlußstelle der zusätzlichen Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases zum Ausgang der Säule angeordnet ist,
einen Druckregler für das Trägergas, der in der zusätz lichen Rohrleitung vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Durchflußmenge des Trägergases durch den Detektor dient,
eine Einrichtung zum Regulieren des Trägergasstroms, die in der Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases angeordnet ist, die mit dem Kanal für die Einführung der Probe verbunden ist,
und
eine Einrichtung in Form eines Dichtungselements, das mit dem Probenträger verbunden und zusammen mit dem Pro benträger am Eingang des Einspritzblocks vorgesehen ist.
einen am Ausgang vorgesehenen Detektor zum Erfassen der in der Säule getrennten Analysenstoffe
sowie eine Einrichtung zum dichten Abschluß und zum Öffnen des Kanals für die Einführung der jeweiligen Probe, er ist gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases, die mit dem Ausgang der Säule verbunden ist,
eine Drossel mit konstantem Querschnitt, die am Eingang des Detektors hinter der Anschlußstelle der zusätzlichen Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases zum Ausgang der Säule angeordnet ist,
einen Druckregler für das Trägergas, der in der zusätz lichen Rohrleitung vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Durchflußmenge des Trägergases durch den Detektor dient,
eine Einrichtung zum Regulieren des Trägergasstroms, die in der Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases angeordnet ist, die mit dem Kanal für die Einführung der Probe verbunden ist,
und
eine Einrichtung in Form eines Dichtungselements, das mit dem Probenträger verbunden und zusammen mit dem Pro benträger am Eingang des Einspritzblocks vorgesehen ist.
Der Vorteil dieses Gaschromatographen besteht in seiner
einfachen und betriebssicheren Bauart, da er keine beweg
lichen abdichtenden bzw. umschaltenden Elemente (Hähne,
Ventile u. dgl.) aufweist, die mit der jeweiligen Probe wäh
rend ihres Durchlaufs vom Probeneinführungssystem bis zum
Detektor in Berührung kommen könnten. Das einzige abdich
tende Element ist das Dichtungselement, das mit dem Pro
benträger verbunden ist und den Eintritt des Kanals für
die Einführung der Probe zusammen mit dem Probenträger zum
Zeitpunkt der Einführung der Probe in den Eintrittsab
schnitt der Säule und bei der Trennung der Komponenten der
Probe in der Säule abdichtet bzw. verschließt. Dabei
strömt der Trägergasstrom zum Zeitpunkt des Verschließens
des Eingangs des Kanals für die Einführung der Probe in
Richtung vom Eingang zum Ausgang durch die Säule hindurch,
und bei der Öffnung des Eingangs des Kanals für die Ein
führung der Probe durch Herausführung des Probenträgers
aus dem Kanal strömt der Trägergasstrom in der Säule um
gekehrt in Richtung vom Ausgang zum Eingang, wodurch eine
Reinigung der Säule und des Kanals für die Einführung der
Probe von Rückständen des Probenmaterials erfolgt.
Diese Konzeption des Gaschromatographen macht es möglich,
eine breite Palette von flüchtigen flüssigen Stoffen unter
verschiedenen Bedingungen der Einführung der Probe zu
analysieren und diese infolge der Veränderung der Richtung
des Trägergasstroms in der Säule zu einem beliebigen Zeit
punkt der Analyse in Verbindung mit der Veränderung der
Temperatur in der Säule zu trennen.
Diese Bauart des Gaschromatographen bewirkt außerdem eine
Verkürzung der Analysendauer infolge der Änderung der
Richtung des Trägergasstroms in der Säule nach dem Aus
tritt aller Analysenstoffe aus der Säule in den Detektor
und infolge des Abblasens eines Teils hochsiedender Stoffe
der jeweiligen Probe in die Atmosphäre, die für die
Analyse nicht von Interesse sind. Der Chromatograph
gewährleistet ferner auch eine Reinigung der Säule in den
Zeiträumen zwischen den Analysen von Proben verschiedener
Stoffe von Rückständen der Proben, schließt eine gegensei
tige Verschmutzung hintereinander zu analysierender Stoff
proben aus und verringert die Verschmutzung des Detektors
mit Stoffdämpfen aus der Säule, insbesondere mit Dämpfen
von immobilen Phasen, die als Sorptionsmittel in chromato
graphischen Säulen verwendet werden.
Nach einer erfindungsgemäßen Variante des Gaschromato
graphen, die für die Verwendung gefüllter chromatographi
scher Trennsäulen besonders geeignet ist, ist es zweck
mäßig, die Einrichtung zum Regulieren des Trägergasstroms
als Druckregler auszuführen, an dessen Ausgang ein steuer
bares Absperrventil vorgesehen ist, dem eine Drossel mit
konstantem Querschnitt parallelgeschaltet wird.
Dies ermöglicht, die Stabilität der Bedingungen der Pro
beneinführung und der chromatographischen Trennung durch
Stabilisierung des Druckes des Trägergases am Eintritt in
die Säule zu erhöhen und den Verbrauch an Trägergas durch
Verschließen der Rohrleitung für die Zuführung des Träger
gases, die mit dem Kanal für die Einführung der Probe ver
bunden ist, nach der Beendigung der Analyse und der Öff
nung des Kanals für die Einführung der Probe zu verrin
gern.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Gaschromatographen ist mit einer Einrichtung für die Er
hitzung und Abkühlung des Eintrittsabschnitts der chroma
tographischen Säule versehen, in den die Analysenproben
eingeführt werden. Hierdurch können die Temperaturbedin
gungen der Einführung der Probe und ihrer chromatographi
schen Trennung entsprechend im Eintrittsabschnitt der
chromatographischen Säule und in ihrem übrigen Trennteil
unabhängig optimiert werden. Insbesondere bei der Tempera
tursteigerung in der Säule wird die Temperatur des Ein
trittsabschnitts der Säule, in dem sich die jeweilige
Probe befindet, höher gehalten als die Temperatur des
übrigen Teils der Säule. Diese Maßnahme trägt zur Kompres
sion des Bandes der Analysenstoffe bei ihrer Überführung
mit dem Trägergasstrom aus dem höher erhitzten Eintritts
abschnitt der Säule in ihren kälteren Trennteil bei und
erhöht die Wirksamkeit der chromatographischen Trennung.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gas
chromatographen, die besonders für den Einsatz von Kapil
lartrennsäulen geeignet ist, weist einen Gasstromteiler
auf, der in Form eines Zwischenabzweigstückes ausgeführt
und zwischen dem Eintrittsabschnitt und dem übrigen Teil
der Säule vorgesehen ist, wobei der Eingang des Gasstrom
teilers mit dem Eintrittsabschnitt der Säule, einer seiner
Ausgänge mit dem übrigen Teil der Säule und der andere
Ausgang durch ein steuerbares Absperrventil und eine re
gelbare Drossel mit der Atmosphäre verbunden sind.
Dies gewährleistet die Realisierung noch anderer Bedin
gungen der Probeneinführung in Kapillartrennsäulen mit
Teilung der Probe zusammen mit dem Trägergasstrom (split
mode), was ebenfalls zur Erweiterung der Palette der zu
analysierenden Stoffe beiträgt und die Bedingungen der
chromatographischen Trennung in Kapillartrennsäulen opti
miert.
Es ist ferner günstig, beim erfindungsgemäßen Gaschromato
graphen bei Einsatz einer Kapillartrennsäule als Einrich
tung zum Regulieren des Gasstroms, die in der Rohrleitung
für die Zuführung des Trägergases vorgesehen ist, die mit
dem Kanal für die Einführung der Probe in Verbindung
steht, einen Gasdurchflußregler zu verwenden. Hierdurch
wird die Konstruktion des Gaschromatographen noch weiter
vereinfacht, weil die Notwendigkeit entfällt, in der
Rohrleitung für die Zuführung des Trägergases ein
steuerbares Absperrventil anzubringen, das beim Arbeiten
mit gefüllten Trennsäulen erforderlich ist.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei
spielen und schematischer Zeichnungen erläutert; es
zeigen:
Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Gaschromatographen vor der
Durchführung einer Analyse, teilweise geschnitten;
Fig. 2 den Gaschromatographen von Fig. 1 zum Zeitpunkt
der Einführung einer Probe unter Zuhilfenahme
eines Probenträgers und bei der chromatographi
schen Analyse einer Probe gemäß der Erfindung;
Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Gaschromatographen mit einer Kapil
lartrennsäule und einer Einrichtung für die Er
hitzung und Abkühlung des Eintrittsabschnitts der
Säule zu einem Zeitpunkt vor der Durchführung der
Analyse;
Fig. 4 den Gaschromatographen von Fig. 3 zum Zeitpunkt
der Einführung einer Probe und ihrer chromato
graphischen Trennung gemäß der Erfindung;
und
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Gaschromatographen mit einer Kapillartrennsäu
le und einem Gasstromteiler.
In den Fig. 1 und 2 ist eine besonders einfache Ausfüh
rungsform eines erfindungsgemäßen Gaschromatographen in
zwei Betriebszuständen dargestellt: In Fig. 1 der Be
triebszustand zum Zeitpunkt vor der Einführung einer Probe
und in Fig. 2 zum Zeitpunkt der Einführung der Probe und
der Durchführung der chromatographischen Analyse.
Der Gaschromatograph weist einen Einspritzblock 1, einen
Probenträger 2, eine chromatographische Säule 3 und einen
Detektor 4 auf. Die Säule 3 kann eine beliebige, bekannte
Bauart haben und stellt üblicherweise ein Rohr aus einem
inerten Material, beispielsweise aus Glas, das mit Teil
chen eines Sorptionsmittels gefüllt ist, oder eine
Kapillare aus einem inerten Stoff (Glas, Schmelzquarz
o. dgl.) dar, deren Innenoberfläche mit einer Schicht der
unbeweglichen flüssigen Phase überzogen ist. Der
Probenträger 2 kann ebenfalls eine beliebige, bekannte
Bauart aufweisen und stellt in der betrachteten
Ausführungsform eine Mikrospritze mit einem Gehäuse 5 aus
einem transparenten Material, beispielsweise aus Glas,
dar, in dem längs seiner Längsachse ein beweglicher Kolben
6 vorgesehen ist. Mit dem Gehäuse 5 der Spritze ist eine
Kanüle 7 verbunden, deren Innenkanal am Kanal des Gehäuses
5 anschließt. Der Einspritzblock des erfindungsgemäßen
Gaschromatographen weist ein zylindrisches Gehäuse 8 aus
einem inerten wärmebeständigen Material, beispielsweise
aus nichtrostendem Stahl, auf, in dem längs seiner
Längsachse der Eintrittsabschnitt 9 der chromato
graphischen Säule 3 angeordnet ist, der mit Hilfe eines
ringförmigen Dichtungselements 10 aus einem wärme
beständigen weichen Material, beispielsweise aus Graphit,
befestigt ist. Das Dichtungselement 10 wird mit einer
Überwurfmutter 11 angedrückt und bildet eine hermetische
Dichtung zwischen den Außenwänden des Eintrittsabschnitts
9 der Säule 3 und den Innenwänden des Gehäuses 8 des
Einspritzblocks 1. Der der Stelle der Befestigung der
Säule entgegengesetzte Teil des Gehäuses 8 des Ein
spritzblocks 1 ist mit einem erweiterten zylindrischen
Kopf 12 versehen, der in seiner Längsachse einen Kanal für
die Einführung der jeweiligen Probe mit Hilfe des
Probenträgers 2 aufweist. Bei der dargestellten Ausfüh
rungsform wird die Verbindung des Probenträgers 2 mit dem
Innenkanal des Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 durch
Einführen der Kanüle 7 der Spritze durch den Kanal des
Kopfes 12 des Einspritzblocks 1 in den Innenraum des Ein
trittsabschnitts 9 der chromatographischen Säule gewähr
leistet. Der Innenraum des Eintrittsabschnitts 9 der Säule
enthält bis zur Höhe des maximalen Eindringens der Spritze
der Kanüle 7 keine Teilchen des Sorptionsmittels. An den
Einspritzblock 1 ist eine Rohrleitung 13 für die Zuführung
eines Trägergases, beispielsweise Stickstoff, angeschlos
sen, die durch den inneren Ringraum zwischen dem
Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 und den Innenwänden des
Gehäuses 8 des Einspritzblocks 1 mit dem Kanal für die
Einführung der Probe in Verbindung steht.
In der Rohrleitung 13 für die Zuführung des Trägergases
ist eine Einrichtung 14 zum Regulieren des Trägergasstroms
vorgesehen, die verschiedene in der Gaschromatographie be
kannte Ausführungsformen aufweisen kann. In der in Fig. 1
und 2 schematisch dargestellten konkreten Ausführungsva
riante ist die Einrichtung 14 zum Regulieren des Träger
gasstroms ein Druckregler, wie er üblicherweise bei
bekannten Gaschromatographen zur Einstellung konstanter
Druckwerte am Eingang der chromatographischen Säule einge
setzt wird. In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Gaschromatographen ist der
Druckregler, beispielsweise von pneumatischem Typ, mit
einem steuerbaren Absperrventil 15 versehen, das an seinem
Ausgang angeordnet und mit einer parallelgeschalteten
Drossel 16 mit konstantem Querschnitt versehen ist. Bei
anderen möglichen Ausführungsformen kann die Einrichtung
14 zum Regulieren des Trägergasstroms ein in der Gas
chromatographie bekannter Gasdurchflußregler von pneumati
schem bzw. mechanischem Typ sein, beispielsweise eine
Drossel mit regelbarem Querschnitt, ein Nadelventil o. dgl.
Der Gaschromatograph weist erfindungsgemäß eine zusätzli
che Rohrleitung 17 für die Zuführung des Trägergases auf,
die mit dem Ausgang der Säule 3 verbunden ist. In der
Rohrleitung 17 ist ein Druckregler 18 vorgesehen. Am Ein
tritt des Detektors 4, beispielsweise eines Flammenionisa
tionsdetektors, ist eine Drossel 19 mit konstantem Quer
schnitt angebracht, die hinter der Anschlußstelle der zu
sätzlichen Rohrleitung 17 für die Zuführung des Trägerga
ses an den Ausgang der Säule 3 angeordnet ist. Die Rohr
leitung 13 für die Zuführung des Trägergases, die mit dem
Kanal für die Einführung der Probe verbunden ist, und die
Rohrleitung 17 für die Zuführung des Trägergases, die mit
dem Ausgang der Säule 3 verbunden ist, sind zu einer ge
meinsamen Rohrleitung 20 für die Zuführung des Trägergases
zusammengeführt, die mit einer (nicht dargestellten) Trä
gergasquelle verbunden ist. Der Einspritzblock 1, die
Säule 3 und der Detektor 4 sind in unabhängigen Thermosta
ten 21, 22 und 23 untergebracht, die in Fig. 1 und 2 ge
strichelt dargestellt sind. Der Probenträger 2 ist mit
einem Dichtungselement 24 versehen, das in der beschriebe
nen Ausführungsform ein ringförmiges Verbindungsstück aus
einem elastischen inerten Material, beispielsweise aus
Siliconkautschuk, darstellt und an der Kanüle 7 der
Spritze am Fuß des Gehäuses 5 angebracht ist. Das Dich
tungselement 24 erfüllt zusammen mit dem Probenträger 2
die Funktion einer Einrichtung zum dichten Abschluß und
zum Öffnen des Kanals für die Einführung der Probe, der im
Kopf 12 des Einspritzblocks 1 vorgesehen ist. Die Abdich
tung bzw. der Verschluß des Kanals für die Einführung der
Probe wird durch die Positionierung des Dichtungselements
24, das mit dem Probenträger 2 verbunden ist, am Eintritt
des Kanals für die Einführung der Probe bei der Einführung
der Kanüle 7 in den Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 ge
sichert, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Drosseln 16 und 19
mit konstantem Querschnitt stellen in der konkreten Aus
führungsform z.B. ein Kapillarrohr mit plattgedrücktem Ab
schnitt dar.
Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie
folgt:
Zum Anfangszeitpunkt vor der Durchführung einer chromato
graphischen Analyse ist das Absperrventil 15 geschlossen,
und der Trägergasstrom wird kontinuierlich durch die Rohr
leitung 17 durchgelassen und gelangt durch diese zum Aus
gang der Säule 3, wo der Trägergasstrom in zwei Teilströme
aufgeteilt wird. Ein Teilstrom des Trägergases tritt in
die Säule 3 ein und durchläuft sie in Richtung vom Ausgang
zum Eingang und gelangt ferner durch den Kanal für die
Einführung der Probe im Kopf 12 des Einspritzblocks 1 in
die Atmosphäre, wodurch ein gegensinniges Durchblasen der
Säule erfolgt und ein Eindringen von Umgebungsluft in den
Innenraum des Einspritzblocks 1 und der Säule 3 verhindert
wird. Der andere Teil des Trägergasstroms tritt aus der
Rohrleitung 17 durch die Drossel 19 mit konstantem Quer
schnitt in den Detektor 4 ein und gelangt durch diesen in
die Atmosphäre. Dabei wird durch das Vorliegen des Druck
reglers 18 für das Trägergas, der in der Rohrleitung 17
vorgesehen ist, und der Drossel 19, die am Eingang des De
tektors 4 angeordnet ist, die Durchflußmenge des Träger
gases durch den Detektor 4 konstantgehalten, wodurch sta
bile Betriebsbedingungen erzielt werden. Das Verhältnis
zwischen dem Teilstrom des Trägergases, der in der rück
läufigen Richtung durch die Säule 3 hindurchströmt, und
dem Teilstrom, der den Detektor 4 durchströmt, wird durch
das Verhältnis der Strömungswiderstände der Säule 3 und
der Drossel 19 bestimmt.
Wenn als chromatographische Säule 3 eine gefüllte Säule
eingesetzt wird, die ein Rohr aus einem inerten Material
mit einem Innendurchmesser von 2 bis 3 mm darstellt, das
mit Teilchen eines Sorptionsmittels ausgefüllt ist, und
als Detektor 4 ein Flammenionisationsdetektor verwendet
wird, wird der Strömungswiderstand der Drossel 19 so
gewählt, daß die Durchflußmenge des Trägergases durch den
Detektor 50 bis 60 ml/min beträgt. Die Durchflußmenge des
Trägergases durch die Säule 3 in Richtung vom Ausgang zum
Eingang wird im Bereich von 15 bis 20 ml/min festgelegt.
Dieser Durchsatz wird mit Hilfe eines (nicht dargestell
ten) Durchflußmengenmessers an der Stelle des Austritts
eines Teils des Trägergasstroms aus der Säule 3 durch den
Kanal für die Einführung der Probe, der im Kopf 12 des
Einspritzblocks 1 vorgesehen ist, in die Atmosphäre
kontrolliert. Die Temperatur des unteren Teils des Ein
spritzblocks 1, der mit dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule
3 verbunden ist, wird mit Hilfe des Thermostats 21 um 10
bis 15°C höher als Raumtemperatur, aber unter dem Siede
punkt der Komponenten des zu analysierenden flüssigen
Stoffgemischs gehalten. Mit Hilfe des Thermostats 22 wird
die Temperatur der Säule 3 auf gleichen Werten gehalten.
Der Detektor 4 und die Drossel 19 werden mit Hilfe des
Thermostats 23 während der ganzen Dauer der Analyse und in
den Zeitabständen zwischen den Analysen auf einer konstan
ten Temperatur gehalten, die über der Kondensationstempe
ratur der Dämpfe der Analysenstoffe liegt. In diesem Be
triebszustand des Gaschromatographen wird ein geringer
Teil des Trägergasstroms vom Ausgang des Druckreglers 14
durch die Drossel 16 in die Atmosphäre abgeleitet (1 bis
2 ml/min).
Vor Beginn der Analyse wird eine dosierte Menge des zu
analysierenden flüssigen Stoffgemischs mit Hilfe der
Mikrospritze 2 entnommen; die Kanüle 7 der Mikrospritze 2
führt man durch den Kanal für die Einführung der Probe im
Kopf 12 des Einspritzblocks 1 in den Eintrittsabschnitt 9
der Säule 3 bis zum Anschlag ein, wenn das Dichtungsele
ment 24, das an der Kanüle 7 am Fuß des Gehäuses 5 der
Mikrospritze 2 befestigt ist, den Eintritt in den Kanal
für die Einführung der Probe hermetisch verschließt
(Fig. 2). Zu diesem Zeitpunkt öffnet man das Ventil 15 und
führt die Analyse des Gemischs entsprechend dem erfin
dungsgemäßen Verfahren durch. Der durch die Rohrleitung 20
zuzuführende Trägergasstrom wird in zwei Teilströme aufge
teilt. Ein Teil des Trägergasstroms wird durch den Druck
regler 14 und durch das offene Absperrventil 15 dem Ein
gang der Säule 3 zugeleitet und durch diese in Richtung
vom Eingang zum Ausgang (in Fig. 2 mit Pfeil angegeben)
durchgeleitet. Unter Strömung des Trägergases durch die
Säule 3 in der genannten Richtung erfolgt mit Hilfe des
Kolbens 6 der Mikrospritze 2 die Einführung der Analysen
probe in den Innenraum des Eintrittsabschnitts 9 der Säule
3 auf die Schicht des (nicht dargestellten) Sorptionsmit
tels, die im Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 etwas unter
halb der Spitze der Kanüle 7 der Mikrospritze 2 liegt. Zum
Zeitpunkt der Einführung der Probe wird die Temperatur der
Säule 3 einschließlich ihres Eintrittsabschnitts 9, in den
die Probe eingebracht ist, unter dem Siedepunkt der Analy
senstoffe gehalten. Nach der Einführung der Probe beginnt
man die Temperatur in der Säule schrittweise zu erhöhen,
wobei die Analysenstoffe in den Dampfzustand übergeführt
werden. Die Dämpfe der Analysenstoffe werden mit dem Trä
gergasstrom in Richtung vom Eingang zum Ausgang durch die
Säule 3 transportiert, und bei ihrem Durchströmen durch
die Säule erfolgt ihre chromatographische Trennung in ein
zelne Komponenten. Der zweite Teil des Trägergasstroms
wird über die Rohrleitung 17 durch den Druckregler 18 dem
Eingang des Detektors 4 zugeführt, in dem er mit dem Teil
des Trägergasstroms vermischt wird, der die Säule 3 pas
siert hat, und der zusammengeführte Trägergasstrom, der
die aus der Säule 3 austretenden getrennten Analysenstoffe
mit sich führt, gelangt durch die Drossel 19 und durch den
Detektor 4, in dem es zur Detektion der getrennten Analy
senstoffe kommt.
Nach dem Austritt aller Komponenten des zu analysierenden
Gemischs, die für die betreffende Analyse von Interesse
sind, wird die Kanüle 7 aus dem Eintrittsabschnitt 9 der
Säule 3 herausgezogen, wodurch der Kanal für die
Einführung der Probe, der im Kopf 12 des Einspritzblocks 1
angeordnet ist, geöffnet wird; gleichzeitig wird das Ab
sperrventil 15 verschlossen, wodurch der Trägergasstrom in
den in Fig. 1 angedeuteten Zustand gebracht wird. Hierbei
gelangt der Trägergasstrom durch die Rohrleitung 17 zum
Ausgang der Säule 3, wo er in zwei Teilströme aufgeteilt
wird. Ein Teilstrom des Trägergases strömt durch die Säule
3 in Richtung vom Ausgang zum Eingang und wird durch den
Kanal für die Einführung der Probe im Kopf 12 des Ein
spritzblocks 1 in die Atmosphäre abgelassen. Dabei erfolgt
eine Reinigung der Säule 3, insbesondere ihres Eintritts
abschnitts 9, von hochsiedenden Rückständen des zu analy
sierenden Stoffgemischs. Der andere Teilstrom des Träger
gases gelangt durch die Drossel 19 zum Detektor 4 und wird
durch diesen in die Atmosphäre abgelassen. Durch das Vor
liegen des Druckreglers 18 und der Drossel 19 mit konstan
tem Querschnitt verändert sich dabei die Durchflußmenge
des Trägergases durch den Detektor 4 nicht. Nach Beendi
gung der Analyse wird die Temperatur im Thermostat 22 der
Säule 3 auf die Ausgangstemperatur gebracht, die um 10 bis
15°C über der Raumtemperatur liegt.
Im Rahmen der Erfindung ist von besonderer Bedeutung, daß
sich der erfindungsgemäße Gaschromatograph mit bekannten
automatischen Einrichtungen für die Einführung flüssiger
Proben unter Einsatz einer Spritze als Probenträger opti
mal kombinieren läßt. Dabei erfolgt das Festhalten der
Spritze in der in Fig. 2 abgebildeten Stellung, wenn das
Dichtungselement 24 den Kanal für die Einführung der Probe
im Kopf 12 des Einspritzblocks 1 hermetisch verschließt,
durch einen Mechanismus für die Verschiebung der Spritze,
der bei den bekannten automatischen Einrichtungen zur Ein
führung von Flüssigkeitsproben (Autosamplern) stets vor
handen ist. Dabei läßt sich der Betrieb einer solchen
automatischen Einrichtung für die Einführung von Proben
mit der automatischen Umschaltung des Absperrventils 15
und mit einer automatischen Einrichtung zur Programmierung
der Temperaturwerte des Thermostats 22 der Säule 3 leicht
kombinieren. Es ist auch hervorzuheben, daß die oben be
schriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gas
chromatographen auch in Kombination mit einer Kapillar
trennsäule eingesetzt werden kann. Dabei werden der prin
zipielle Aufbau des Chromatographen und seine Arbeitsweise
nicht geändert.
Die oben beschriebene Ausführungsform des Gaschromatogra
phen läßt die Durchführung eines Analysenverfahrens zu,
bei dem eine vorherige Konzentrierung der jeweiligen flüs
sigen Probe durch Abblasen der Dämpfe des leichtflüchtigen
Lösungsmittels erfolgt, in dem die wenig flüchtigen hoch
siedenden Analysenstoffe gelöst sind. Hierzu wird nach dem
Einspritzen der jeweiligen flüssigen Probe auf die Schicht
des Sorptionsmittels im Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3
(Betriebszustand gemäß Fig. 2) die Kanüle 7 der Spritze 2
aus dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 und aus dem Kanal
für die Einführung der Probe herausgeführt, das Absperr
ventil 15 verschlossen und der Gaschromatograph in den in
Fig. 1 dargestellten Betriebszustand gebracht. In diesem
Betriebszustand wird ein Teil des Trägergasstroms durch
die Säule 3 vom Ausgang zum Eingang durchgelassen, und das
Abblasen der Dämpfe des leichtsiedenden Lösungsmittels aus
dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 erfolgt durch den
Kanal für die Einführung der Probe im Kopf 12 des Ein
spritzblocks 1 in die Atmosphäre. Das Abblasen der Dämpfe
des Lösungsmittels ist in 10 bis 15 s beendet. Danach wird
das Ventil für die Einführung der Probe im Kopf 12 des
Einspritzblocks 1 durch Einsetzen der Spritze 2 in die in
Fig. 2 abgebildete Stellung hermetisch verschlossen, das
Absperrventil 15 wird geöffnet, und man beginnt, die
Temperatur des Thermostats 21 der Säule 3 zu erhöhen, wo
bei die chromatographische Analyse der aufkonzentrierten
Komponenten der flüssigen Probe in der oben beschriebenen
Reihenfolge erfolgt. Die oben erläuterte Konzentrierung
der hochsiedenden Komponenten der zu analysierenden flüs
sigen Probe durch vorheriges Abblasen der Dämpfe des
leicht flüchtigen Lösungsmittels kann zur Erhöhung der
Empfindlichkeit chromatographischer Analysen herangezogen
werden. Dabei kann dem Eintrittsabschnitt 9 der chromato
graphischen Säule eine relativ große Menge des zu analy
sierenden flüssigen Stoffgemischs (10 bis 15 µl und mehr)
zugeführt werden.
In den Fig. 3 und 4 sind zwei Betriebszustände einer
anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gaschromato
graphen dargestellt, der vorwiegend für das Arbeiten mit
einer Kapillartrennsäule geeignet ist. In den Fig. 3 und 4
sind gleiche Elemente des Chromatographen wie in den Fig. 1
und 2 mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Im Unterschied
zu der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Gaschro
matograph der Fig. 3 und 4, der teilweise schematisch und
teilweise im Schnitt dargestellt ist, dadurch gekennzeich
net, daß er mit einer Einrichtung 25 für die Erhitzung und
Abkühlung des Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 versehen
ist. Diese Einrichtung 25 weist in der dargestellten Aus
führungsform einen Schlangenkühler 26 mit Rohrstutzen 27
und 28 für die Zuführung und Abführung eines Kältemittels,
beispielsweise Leitungswasser, und eine Heizspirale 29
auf, die vom Schlangenkühler 26 durch eine Schicht 30 aus
einem wärmeisolierenden Material getrennt ist. Der
Schlangenkühler 26 ist unmittelbar an den Wänden des
Gehäuses 8 des Einspritzblocks 1 angebracht. An der Außen
wandung des Gehäuses 8 ist eine Temperaturmeßeinrichtung
31, beispielsweise ein Thermoelement, angeordnet, das mit
einer automatischen Temperaturprogrammiereinrichtung 32
beliebiger und bekannter Bauart verbunden ist, wie sie
üblicherweise in der Gaschromatographie zur Programmierung
der Temperatur des Thermostats der chromatographischen
Säule verwendet wird.
Ein weiterer Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber
dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Gaschromatographen be
steht darin, daß die Einrichtung 14 zum Regulieren des
Trägergasstroms, die in der Rohrleitung 13 für die Zufüh
rung des Trägergases vorgesehen ist, in Form eines Gas
durchflußreglers von pneumatischem bzw. mechanischem Typ
ausgeführt ist.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform des
Gaschromatographen mit Kapillartrennsäule arbeitet wie
folgt:
Vor der Analyse wird der durch die Rohrleitung 20 zuzufüh
rende Trägergasstrom in zwei Teilströme aufgeteilt. Der
kleinere Teilstrom (1 bis 2 ml/min) des Trägergases wird
durch die Rohrleitung 13 und den Gasdurchflußregler 14 dem
Eingang der Säule 3 zugeführt und durch den Kanal für die
Einführung der Probe, der im Kopf 12 des Einspritzblocks 1
vorgesehen ist, in die Atmosphäre abgelassen. Der andere
Teilstrom des Trägergases wird durch die Rohrleitung 17
und den Druckregler 18 dem Ausgang der Säule 3 zugeführt,
wo er auch in zwei Teilströme aufgeteilt wird: Der kleine
re Teilstrom (5 bis 6 ml/min) des Trägergases strömt durch
die Säule 3 in Richtung von ihrem Ausgang zum Eingang und
gelangt durch den Kanal für die Einführung der Probe im
Kopf 12 des Einspritzblocks 1 in die Atmosphäre. Der
größere Teilstrom des Trägergases (50 bis 60 ml/min), der
durch die Rohrleitung 17 zugeführt wird, strömt durch die
Drossel 19 mit konstantem Querschnitt in den Detektor 4
ein und tritt aus diesem in die Atmosphäre aus. Dabei wird
die Durchflußmenge des Trägergases durch den Detektor 4
mit Hilfe des Druckreglers 18 und der Drossel 19 stabili
siert. Das Gehäuse 8 des Einspritzblocks 1 und der Ein
trittsabschnitt 9 der Säule 3 werden zu diesem Zeitpunkt
mit Hilfe der Einrichtung 25 für die Erhitzung und Abküh
lung des Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 auf Raumtempe
ratur oder einer nahe daran liegenden Temperatur gehalten,
d.h. auf einer Temperatur, die unterhalb des Siedepunkts
der Komponenten des zu analysierenden flüssigen Stoffge
mischs liegt. Der Thermostat 22 der Säule 3 wird auf einer
Temperatur gehalten, die um 5 bis 10°C über der
Raumtemperatur liegt; den Thermostaten 22 des Detektors 4
hält man auf einer Temperatur oberhalb der Konden
sationstemperatur der Dämpfe der Analysenstoffe. Unter
diesen Bedingungen stabilisieren sich die Betriebs
bedingungen des Gaschromatographen vor dem Beginn einer
Analyse.
Vor Analysenbeginn wird eine dosierte Menge des zu analy
sierenden flüssigen Stoffgemischs mit Hilfe der Spritze 2
entnommen; die Kanüle 7 der Spritze 2 wird durch den Kanal
für die Einführung der Probe im Kopf 12 des Einspritz
blocks 1 in den Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 bis zum
Anschlag eingeführt, wenn das Dichtungselement 24 den Ein
tritt in den Kanal für die Einführung der Probe hermetisch
verschließt.
Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu einer automatischen Umver
teilung der Gasströme im Gasflußschema des Chromato
graphen. Der Trägergasstrom, der durch die Rohrleitung 13
und die als Gasdurchflußregler ausgebildete Einrichtung 14
zur Regulierung des Trägergasstroms in den Ringraum zwi
schen der Außenfläche des Eintrittsabschnitts 9 der Säule
3 und den Innenwänden des Gehäuses 8 des Einspritzblocks 1
eintritt, wird dem Eingang der Säule 3 zugeführt, und
strömt durch die Säule 3 in Richtung von ihrem Eingang zum
Ausgang. Der Trägergasstrom, der durch die Rohrleitung 17
und den Druckregler 18 eintritt, wird dem Ausgang der
Säule 3 zugeführt, wo er sich mit dem Gasstrom aus der
Säule 3 vermischt und durch die Drossel 19 und den Detek
tor 4 hindurch in die Atmosphäre gelangt. Nach Einführung
einer flüssigen Probe in den Eintrittsabschnitt 9 der Säu
le 3 beginnt man, die Temperatur des Eintrittsabschnitts 9
automatisch nach dem vorgegebenen Programm mit Hilfe der
Einrichtung 25 für die Erhitzung und Abkühlung und der
Temperaturprogrammiereinrichtung 32 zu erhöhen.
Dabei bleibt die Spritze 2 in der in Fig. 4 abgebildeten
Stellung, wenn das Dichtungselement 24 den Eingang des
Kanals für die Einführung der Probe im Kopf 12 des Ein
spritzblocks 1 hermetisch verschließt und der Trägergas
strom, der durch die Rohrleitung 13 in den Einspritzblock
eintritt, durch die Säule 3 in Richtung vom Eingang zum
Ausgang strömt. Die Temperatur des übrigen Teils der Säule
3, die sich im Thermostat 22 befindet, wird unverändert
gelassen, d.h. um 5 bis 10°C über der Raumtemperatur ge
halten. Bei Steigerung der Temperatur des Eintrittsab
schnitts 9 der Säule 3 erfolgt ein allmählicher Übergang
der Komponenten des flüssigen Stoffgemischs in den Dampf
zustand. Die Dämpfe der Analysenstoffe werden mit dem Trä
gergasstrom vom Eintrittabschnitt 9 der Säule 3 in den
übrigen Teil der Säule 3 übergeführt, in dem eine
niedrigere Temperatur vorliegt und Kondensation der Dämpfe
und eine Kompression des Bandes der Komponenten der Analy
senprobe an der Schicht des Sorptionsmittels erfolgt. Nach
der Überführung der Analysenstoffe aus dem Eintrittsab
schnitt 9 der Säule in ihren übrigen Teil beginnt man, die
Temperatur des Thermostats 22 der Säule 3 zu erhöhen, wo
durch die chromatographische Trennung der Komponenten des
zu analysierenden Stoffgemischs unter den Bedingungen der
Programmierung der Temperatur der Säule 3 erfolgt. Derar
tige Temperaturbedingungen bei der Einführung einer Probe
flüssiger Stoffe und ihrer chromatographischen Analyse in
einer Kapillartrennsäule schließen den Austritt von
Dämpfen der Analysenstoffe aus dem Eintrittsabschnitt 9
der Säule 3 in den Ringraum zwischen dem Eintrittsab
schnitt 9 der Säule 3 und den Innenwänden des Gehäuses 8
des Einspritzblocks 1 und in die Rohrleitung 13 aus.
Dies trägt zugleich zur Kompression des Bandes der Proben
komponenten bei der Einführung einer Probe und zur Steige
rung der Wirksamkeit der chromatographischen Trennung bei.
Nach Beendigung der chromatographischen Analyse, wenn alle
Analysenkomponenten der Probe aus der Säule 3 ausgetreten
und vom Detektor 4 registriert sind, wird die Kanüle 7 der
Spritze 2 aus dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3
herausgezogen, wodurch der Kanal für die Einführung der
Probe im Kopf 12 des Einspritzblocks 1 geöffnet wird. Der
Gasfluß des Chromatographen wird automatisch in den in
Fig. 3 dargestellten Zustand gebracht, in dem der
Teilstrom des Trägergases, der dem Ausgang der Säule 3 zu
geführt wird, die Säule 3 in Richtung von ihrem Ausgang
zum Eingang durchströmt, und dabei die Säule 3 und insbe
sondere ihren Eintrittsabschnitt 9 von Rückständen der
Probensubstanzen reinigt. Dann erfolgt die Abkühlung des
Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 durch Einleitung eines
Kältemittels in den Schlangenkühler 26 und Abschaltung der
Heizspirale 29. Die Temperatur des Eintrittsabschnitts 9
der Säule 3 wird gleich oder nahe der Raumtemperatur
eingestellt. Die Temperatur des Thermostats 22 der Säule 3
wird auf ihren Ausgangswert gebracht, wodurch der Gaschro
matograph in einen Zustand gebracht wird, in dem er für
die Analyse der nächsten Probe bereit ist.
In Fig. 5 ist teilweise schematisch und teilweise im
Schnitt eine Ausführungsform des Gaschromatographen mit
Kapillartrennsäule und Gasstromteiler des Trägergasstroms
dargestellt.
Die Elemente des in Fig. 5 gezeigten Gaschromatographen
sind gleich den Elementen des Gaschromatographen der Fig.
1 und 2 und mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die in
Fig. 5 abgebildete Ausführungsform des Gaschromatographen
unterscheidet sich von der in den Fig. 1 und 2 dadurch,
daß er mit einem Gasstromteiler 33 des Trägergasstroms
versehen ist, der als Zwischenabzweigstück ausgebildet
ist, dessen Eingang mit dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule
3 und dessen einer Ausgang mit dem übrigen Teil der Säule
3 und dessen anderer Ausgang mit der Rohrleitung 34 zum
Ablassen des Trägergases in die Atmosphäre verbunden sind,
in der Rohrleitung 34 sind hintereinander ein steuerbares
Absperrventil 35 und eine regelbare Drossel 36 vorgesehen.
Der Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3 ist ein Glasrohr mit
einem Innendurchmesser von 1 bis 3 mm, das teilweise mit
Teilchen eines Sorptionsmittels gefüllt ist. Das eine Ende
des Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 ist im Einspritz
block 1 und das andere Ende im Eintrittskanal des Gas
stromteilers 33 befestigt. Der übrige Teil der Säule 3 ist
ein Kapillarrohr mit einem Innendurchmesser von 0,5 mm
oder weniger, dessen Innenwandung mit einer Schicht (mit
unbeweglicher flüssiger Phase, beispielsweise mit Methyl
silicon-Elastomer) überzogen sind. Das eine Ende des
Kapillarrohrs ist im Ausgangskanal des Gasstromteilers 33
befestigt; das andere ist mit der Drossel 19 mit konstan
tem Querschnitt verbunden.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Gaschromatographen arbeitet wie folgt:
Vor der Einführung einer Probe sind die Absperrventile 15
und 35 geschlossen. Der Trägergasstrom wird aus der Rohr
leitung 20 durch die Rohrleitung 17 und den Druckregler 18
dem Ausgang der Säule 3 zugeführt, wo er in zwei Teilströ
me aufgeteilt wird. Ein Teilstrom des Trägergases (5 bis
10 ml/min) strömt durch die Säule 3 in Richtung von ihrem
Ausgang zum Eingang und gelangt durch den Eintrittsab
schnitt 9 der Säule 3 und den Kanal für die Einführung der
Probe, der im Kopf des Einspritzblocks 1 vorgesehen ist,
in die Atmosphäre, wodurch eine Reinigung der Säule 3 und
insbesondere ihres Eintrittsabschnitts 9 erfolgt und ein
Eindringen von Atmosphärenluft in den Eintrittsabschnitt 9
der Säule 3 verhindert wird. Die Temperatur des Eintritts
abschnitts 9 und des übrigen Teils der Säule 3 wird mit
Hilfe des Thermostats 22 um 5 bis 10°C über der Raumtem
peratur gehalten. Zum Zeitpunkt der Einführung einer Probe
des flüssigen Gemischs der zu analysierenden Stoffe mit
Hilfe der Spritze 2 erfolgt der hermetische Verschluß des
Kanals für die Einführung der Probe im Einspritzblock 1
durch Verschließen des Eintritts in diesen Kanal mit dem
Dichtungselement 24. Nach dem hermetischen Verschließen
des Kanals für die Einführung der Probe werden die Ab
sperrventile 15 und 35 geöffnet, und die Probe wird auf
die Schicht der Sorptionsmittelteilchen im Eintrittsab
schnitt 9 der Säule 3 eingespritzt. Dann wird die Spritze
2 in der Stellung belassen, in der das Dichtungselement
24, das auf die Kanüle 7 der Spritze 2 aufgebracht ist,
den Kanal für die Einführung der Probe im Einspritzblock 1
hermetisch verschließt, wobei man beginnt, die Temperatur
der Säule 3 zu erhöhen, indem man ihren Eintrittsabschnitt
9 mit Hilfe des Thermostats 22 erhitzt. Bei Steigerung der
Temperatur des Eintrittsabschnitts 9 der Säule 3 gehen die
Komponenten der flüssigen Probe in den Dampfzustand über,
und die entstehenden Dämpfe werden mit dem Trägergasstrom
mitgerissen und in den Gasstromteiler 33 übertragen, in
dem sie zusammen mit dem Trägergasstrom in zwei Teilströme
aufgeteilt werden.
Der kleinere Teil der Stoffdämpfe geht zusammen mit dem
kleineren Teilstrom des Trägergases (1 bis 3 ml/min) in
den übrigen Teil der Säule 3 über, in dem ihre chromato
graphische Trennung in Komponenten erfolgt. Der größere
Teil der Stoffdämpfe wird zusammen mit dem größeren Teil
strom des Trägergases (5 bis 30 ml/min) durch die Rohrlei
tung 34, das offene steuerbare Absperrventil 35 und die
regelbare Drossel 36 in die Atmosphäre abgelassen. Das
Verhältnis des Teilstroms des Trägergases, der durch die
Rohrleitung 34 in die Atmosphäre abgelassen wird und des
Teilstroms, der dem übrigen (Kapillar-) Teil der Säule
zugeleitet wird, hängt vom Verhältnis zwischen dem Strö
mungswiderstand, der durch die regelbare Drossel 36 er
zeugt wird, und dem Strömungswiderstand, der durch den
übrigen (Kapillar-) Teil der Säule 3 und die Drossel 19
mit konstantem Querschnitt erzeugt wird, ab. Derartige Be
dingungen der Einführung einer Probe in die Kapillartrenn
säule werden als Bedingungen mit Strömungsteilung (split
mode) bezeichnet. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausfüh
rungsform des Gaschromatographen können auch Probenein
führungsbedingungen ohne Strömungsteilung (splitless mode)
realisiert werden. Unter diesen Bedingungen der Einführung
der Probe wird vor dem Einspritzen der Probe auf die
Schicht der Teilchen des Sorptionsmittels im Eintrittsab
schnitt 9 der Säule 3 und nach dem hermetischen Verschlie
ßen des Kanals für die Einführung des Probenträgers 2 nur
das Absperrventil 15 geöffnet, und das Absperrventil 35
bleibt geschlossen. Die bei der Steigerung der Temperatur
der Säule 3 entstehenden Stoffdämpfe werden vom Trägergas
strom vollständig aus dem Eintrittsabschnitt 9 der Säule 3
in ihren übrigen Kapillarteil übertragen, in dem ihre
chromatographische Trennung erfolgt.
Die Erfindungskonzeption macht es möglich, beliebige be
kannte Bedingungen der Einführung von Proben flüssiger
Stoffe in eine chromatographische Säule zu realisieren,
und zwar: Die direkte Einführung einer Probe in die Säule
(on column) ohne vorherige Verdampfung der Stoffe; die
direkte Einführung einer Probe mit vorheriger Aufkon
zentrierung der Probe durch Abblasen von Dämpfen des Lö
sungsmittels, das in der Probe vorhanden ist; die Einfüh
rung einer Probe mit Strömungsteilung des Trägergasstroms
(split mode) sowie die Einführung einer Probe ohne Strö
mungsteilung (splitless mode) und andere mehr.
Damit läßt sich eine breite Palette flüchtiger Stoffe
durch Wahl optimaler Bedingungen der Einführung der Proben
und anschließende thermische Zersetzung der Stoffe bei der
Probeneinführung analysieren. Dabei kann zugleich die
Dauer der Analyse von Mehrkomponentengemischen mit einem
breiten Bereich der Siedetemperaturen der Komponenten
durch das gegenläufige Durchblasen eines Teils der schwe
ren (hochsiedenden) Stoffe, die für die Analyse nicht von
Interesse sind, verkürzt werden. Infolge des Durchblasens
in Rückwärtsrichtung wird außerdem die Reinigung der Säule
und insbesondere ihres Eintrittsabschnitts von Rückständen
der Probe gewährleistet, wodurch eine gegenseitige Ver
schmutzung hintereinander analysierter Proben flüssiger
Stoffe ausgeschlossen wird.
Ferner sind die Einfachheit und die hohe Betriebs
sicherheit des erfindungsgemäßen Gaschromatographen von
Bedeutung, die auf das Fehlen von Drehhähnen bzw. von Ven
tilen zurückzuführen sind, die mit den Probenstoffen auf
ihrem gesamten Durchströmweg vom System der Probeneinfüh
rung bis zum Detektorsystem für die getrennten Komponenten
in Berührung kommen könnten.
Dabei läßt sich der erfindungsgemäße Chromatograph mit be
liebigen bekannten automatischen Einrichtungen für die
Einführung flüssiger Proben unter Einsatz einer Spritze
als Probenträger optimal kombinieren.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Gas
chromatographen liegt darin, daß beliebige Änderungen der
Arbeitsbedingungen des Probeneinführungssystems und der
chromatographischen Säule, einschließlich der Veränderung
der Temperatur und der Änderung der Richtung des Träger
gasstroms, die Arbeitsbedingungen des Detektors nicht be
einflussen, der zu jedem Zeitpunkt der Analyse bei kon
stanter Temperatur und konstantem Trägergasdurchsatz ar
beitet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gas
chromatographen ist darin zu sehen, daß der Detektor nur
für die Dauer der Durchführung der chromatographischen
Analyse einer Stoffprobe an den Ausgang der chromato
graphischen Säule angeschlossen wird, während er in der
ganzen übrigen Zeit, d.h. in den Zeitintervallen zwischen
den Analysen und während der Zeit, in der der
Chromatograph in den Betriebszustand gebracht wird, von
der Säule abgetrennt und mit einem Strom des reinen
Trägergases durchgeblasen wird. Dadurch wird eine verrin
gerte Verschmutzung der Innenoberflächen des Detektors
(der Elektroden, Elektrodenisolatoren etc.) durch die
Dämpfe der unbeweglichen flüssigen Phase aus der Säule ge
währleistet, die Betriebsdauer des Detektors verlängert
und die Stabilität seines Ausgangssignals erhöht, wodurch
wiederum die Reproduzierbarkeit der chromatographischen
Analysen verbessert wird.
Claims (9)
1. Verfahren zur gaschromatographischen Analyse von Gemi
schen flüssiger Stoffe, bei dem man eine Analysenprobe
bei einer unter dem Siedepunkt der zu analysierenden
Stoffe liegenden Temperatur mit Hilfe eines Probenträ
gers (2) in den Eintrittsabschnitt (9) einer chromato
graphischen Säule (3) einführt, wobei man einen Träger
gas-Strom durch die Säule (3) hindurchströmen läßt, die
Temperatur in der Säule (3) allmählich erhöht und die
zu analysierenden Stoffe in den Dampfzustand überführt
und die vom Trägergasstrom transportierten und in der
Säule (3) getrennten Stoffe am Austritt aus der Säule
(3) mit Hilfe eines Detektors (4) detektiert,
dadurch gekennzeichnet, daß man
- - den Trägergasstrom in mindestens zwei Teilströme aufteilt, von denen man einem Teilstrom dem Detektor (4) und den anderen Teilstrom der Säule (3) zuführt,
- - zum Zeitpunkt der Einführung der jeweiligen Probe und
während ihrer chromatographischen Trennung den Teil
strom, welcher der Säule (3) zugeführt wird, in Rich
tung vom Eingang zum Ausgang durch die Säule (3) lei
tet,
den Teilstrom, der dem Detektor (4) zugeführt wird, mit dem aus der Säule (3) austretenden Teilstrom zu sammenführt und vermischt und
den zusammengeführten Trägergasstrom durch den Detektor (4) hindurchleitet, und - - nach dem Übergang der Analysenstoffe aus der Säule
(3) in den Detektor (4) den Teilstrom, welcher der
Säule (3) zugeführt wird, in Richtung vom Ausgang zum
Eingang durch die Säule (3) leitet, wobei der Auslaß
in die Atmosphäre erfolgt und die Säule (3) von Pro
benrückständen gereinigt wird,
und
den anderen Teilstrom unmittelbar dem Detektor (4) zuführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man nach der Einführung der Probe in den Eintrittsab
schnitt der chromatographischen Säule (3) und vor der
Temperatursteigerung in der Säule (3) den Teilstrom des
Trägergasstroms, welcher der Säule (3) zugeführt wird,
in Richtung vom Ausgang zum Eingang durch die Säule (3)
hindurchströmen läßt, wobei der Auslaß in die Atmosphä
re erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß man bei der Temperatursteigerung in der chro
matographischen Säule (3) die Temperatur des Eintritts
abschnittes (9) der Säule (3), in dem sich die Probe
befindet, höher hält als die Temperatur im übrigen Teil
der Säule (3).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß man als chromatographische Säule (3)
eine Kapillarsäule verwendet und bei der Temperatur
steigerung in der Säule (3) den Teilstrom des Träger
gasstroms, welcher der Säule (3) zugeführt und in Rich
tung vom Eingang zum Ausgang durch diese hindurchge
leitet wird, nach dem Passieren des Eintrittsab
schnittes (9) der Säule (3) zusammen mit den Dämpfen
der Analysenstoffe in zwei Teilströme aufteilt, von de
nen man einen durch den übrigen Teil der Säule (3) hin
durchströmen läßt, wodurch man die Bedingungen der
Trennung der Analysenstoffe in der chromatographischen
Kapillarsäule (3) optimiert, und den anderen Teilstrom
des Trägergasstromes zusammen mit einem Teil der Dämpfe
der Analysenprobe in die Atmosphäre ableitet.
5. Gaschromatograph zur chromatographischen Analyse von
Gemischen flüssiger Stoffe und insbesondere zur Durch
führung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4
mit
einer chromatographischen Säule (3) mit einem Thermo staten (22), an deren Eingang ein Einspritzblock (1) vorgesehen ist, der einen Kanal zur Einführung einer Probe der Analysenstoffe mit Hilfe eines Probenträgers (2) aufweist, der pneumatisch mit einer Rohrleitung (13) für die Zuführung des Trägergases verbunden ist,
einem am Ausgang vorgesehenen Detektor (4) zum Erfassen der in der Säule (3) getrennten Analysenstoffe sowie einer Einrichtung (24) zum dichten Abschluß und zum Öffnen des Kanals für die Einführung der jeweiligen Probe, gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Rohrleitung (17) für die Zuführung des Trägergases, die mit dem Ausgang der Säule (3) verbun den ist,
eine Drossel (19) mit konstantem Querschnitt, die am Eingang des Detektors (4) hinter der Anschlußstelle der zusätzlichen Rohrleitung (17) für die Zuführung des Trägergases zum Ausgang der Säule (3) angeordnet ist,
einen Druckregler (18) für das Trägergas, der in der zusätzlichen Rohrleitung (17) vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Durchflußmenge des Trägergases dient,
eine Einrichtung (14) zum Regulieren des Träger gasstroms, die in der Rohrleitung (13) angeordnet ist, die mit dem Kanal für die Einführung der Probe verbun den ist, und
eine Einrichtung (24) in Form eines Dichtungselements, das mit dem Probenträger (2) verbunden und zusammen mit dem Probenträger (2) am Eingang des Einspritzblocks (1) vorgesehen ist.
einer chromatographischen Säule (3) mit einem Thermo staten (22), an deren Eingang ein Einspritzblock (1) vorgesehen ist, der einen Kanal zur Einführung einer Probe der Analysenstoffe mit Hilfe eines Probenträgers (2) aufweist, der pneumatisch mit einer Rohrleitung (13) für die Zuführung des Trägergases verbunden ist,
einem am Ausgang vorgesehenen Detektor (4) zum Erfassen der in der Säule (3) getrennten Analysenstoffe sowie einer Einrichtung (24) zum dichten Abschluß und zum Öffnen des Kanals für die Einführung der jeweiligen Probe, gekennzeichnet durch
eine zusätzliche Rohrleitung (17) für die Zuführung des Trägergases, die mit dem Ausgang der Säule (3) verbun den ist,
eine Drossel (19) mit konstantem Querschnitt, die am Eingang des Detektors (4) hinter der Anschlußstelle der zusätzlichen Rohrleitung (17) für die Zuführung des Trägergases zum Ausgang der Säule (3) angeordnet ist,
einen Druckregler (18) für das Trägergas, der in der zusätzlichen Rohrleitung (17) vorgesehen ist und zur Stabilisierung der Durchflußmenge des Trägergases dient,
eine Einrichtung (14) zum Regulieren des Träger gasstroms, die in der Rohrleitung (13) angeordnet ist, die mit dem Kanal für die Einführung der Probe verbun den ist, und
eine Einrichtung (24) in Form eines Dichtungselements, das mit dem Probenträger (2) verbunden und zusammen mit dem Probenträger (2) am Eingang des Einspritzblocks (1) vorgesehen ist.
6. Gaschromatograph nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Einrichtung (14) zum Regulieren des Trä
gergasstroms ein Druckregler ist, an dessen Ausgang ein
steuerbares Absperrventil (15) vorgesehen ist, dem eine
Drossel (16) mit konstantem Querschnitt parallel
geschaltet ist.
7. Gaschromatograph nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet
durch eine Einrichtung (25) zur Erhitzung und Abkühlung
des Eintrittsabschnittes (9) der Säule (3).
8. Gaschromatograph nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ge
kennzeichnet durch einen Gasstromteiler (33), der als
Zwischenabzweigstück ausgeführt ist und zwischen dem
Eintrittsabschnitt (9) der Säule (3), in den die Probe
eingeführt wird, und dem übrigen Teil der Säule (3)
vorgesehen ist, in dem die Trennung der Analysenstoffe
erfolgt, wobei der Eingang des Gasstromteilers (33) mit
dem Eintrittsabschnitt (9) der Säule (3) und einer
seiner Ausgänge mit dem übrigen Teil der Säule (3) und
sein anderer Ausgang durch ein steuerbares Absperrven
til (35) und eine regelbare Drossel (36) mit der
Atmosphäre verbunden sind.
9. Gaschromatograph nach einem der Ansprüche 5, 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14) zum
Regulieren des Trägergasstroms ein Gasdurchflußregler
ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/116,454 US4766760A (en) | 1987-11-03 | 1987-11-03 | Method of chromatographic analysis of a mixture of liquid substances and a gas chromatograph for carrying out the method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3738327A1 true DE3738327A1 (de) | 1989-05-24 |
Family
ID=22367293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873738327 Withdrawn DE3738327A1 (de) | 1987-11-03 | 1987-11-11 | Verfahren zur gaschromatographischen analyse von gemischen fluessiger stoffe und gaschromatograph fuer seine durchfuehrung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4766760A (de) |
AU (1) | AU596709B2 (de) |
DE (1) | DE3738327A1 (de) |
FR (1) | FR2623290B1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010040619A1 (de) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | Joint Analytical Systems Gmbh | Transfereinheit für analysengeräte |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5141534A (en) * | 1990-09-28 | 1992-08-25 | The Regents Of The University Of Michigan | Sample collection and inlet systems for gas chromatography apparatus |
US5482677A (en) * | 1993-05-14 | 1996-01-09 | Shell Oil Company | Thermally desorbable passive dosimeter |
US6058789A (en) * | 1994-03-26 | 2000-05-09 | Kohsaka; Hiroji | Sampling device for gas analyzers |
DE19520715C1 (de) * | 1995-06-12 | 1996-08-14 | Eberhard Gerstel | Gaschromatographische Überführungsleitung |
US5596876A (en) * | 1995-11-28 | 1997-01-28 | Scientific Instrument Services, Inc. | Miniaturized cryogenic trap apparatus |
DE19817017C2 (de) * | 1998-04-17 | 2000-02-03 | Gerstel Gmbh & Co Kg | Heizpatrone für eine gaschromatographische Überführungseinrichtung |
ES2152153B1 (es) * | 1998-05-22 | 2001-08-16 | Consejo Superior Investigacion | Dispositivo de interfase para el acoplamiento directo de cromatografia de liquidos y cromatografia de gases. |
FR2792413B1 (fr) * | 1999-04-13 | 2001-06-29 | Pierre Witier | Procede pour nettoyer la chambre de vaporisation d'un appareil de chromatographie en phase gazeuse et injecteur pour la mise en oeuvre de ce procede |
DE10119788C2 (de) * | 2001-04-23 | 2003-08-07 | Siemens Ag | Wärmeleitfähigkeitsdetektor |
US6907796B2 (en) * | 2001-05-30 | 2005-06-21 | Gerstel Systemtechnik Gmbh & Co. Kg | Temperature-controlled injector for a chemical analysis unit |
US6830730B2 (en) | 2001-09-11 | 2004-12-14 | Spectrolanalytical Instruments | Method and apparatus for the on-stream analysis of total sulfur and/or nitrogen in petroleum products |
WO2003023364A2 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-20 | Spectro Analytical Instruments | A method and apparatus for the on-stream analysis of total sulfur and/or nitrogen in petroleum products |
ITVE20070065A1 (it) * | 2007-09-27 | 2009-03-28 | Dani Instr Spa | Metodo per l'iniezione diretta di un campione liquido in una colonna cromatografica capillare ed apparecchiatura per attuare il metodo. |
US8250904B2 (en) * | 2007-12-20 | 2012-08-28 | Schlumberger Technology Corporation | Multi-stage injector for fluid analysis |
US8181544B2 (en) * | 2008-11-18 | 2012-05-22 | Picarro, Inc. | Liquid sample evaporator for vapor analysis |
US8210026B2 (en) * | 2008-12-10 | 2012-07-03 | Agilent Technologies, Inc. | System for integrated backflush in a gas chromatograph |
DE102009003429B3 (de) * | 2009-02-04 | 2010-07-01 | Joint Analytical Systems Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Aufbereiten von Proben für die Gaschromatografie |
DE102011086381A1 (de) * | 2011-11-15 | 2013-05-16 | Krones Ag | Getaktetes Wegblasen einer kontaminierten Gaswolke |
GB2548596A (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-27 | Micromass Ltd | An interface probe |
CN114910572A (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-16 | 上海中化科技有限公司 | 进样装置和方法、以及定量分析装置和方法 |
CN112730708A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-04-30 | 郑州大学 | 一种用于气相色谱中精确标定液体蒸汽浓度的装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4215563A (en) * | 1976-07-15 | 1980-08-05 | Phillips Petroleum Company | Chromatographic analysis normalizer |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1673068B2 (de) * | 1966-07-16 | 1976-07-01 | Veba-Chemie Ag, 4660 Gelsenkirchen-Buer | Vorrichtung zur beaufschlagung eines gasanalysators, insbesondere eines gaschromatographen, mit einer teilmenge eines hauptgasstromes |
GB1291724A (en) * | 1969-08-27 | 1972-10-04 | Pye Ltd | Improvements in or relating to apparatus for determining the presence of substances carried by a stream of carrier fluid |
US3686923A (en) * | 1969-12-16 | 1972-08-29 | Phillips Petroleum Co | Total sample indicator for chromatography |
US3798973A (en) * | 1972-07-14 | 1974-03-26 | Perkin Elmer Corp | Sample method and arrangement for gas chromatograph |
DE2620756C3 (de) * | 1976-05-11 | 1979-03-22 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Probeninjektionsvorrichtung für die Prozeß-Gaschromatographie mit Kapillarsäulen und Betriebsverfahren für eine solche Vorrichtung |
GB2030055B (en) * | 1978-09-26 | 1983-01-12 | Erba Strumentazione | Sample injection into gas chromatorgraphic columns |
US4442217A (en) * | 1979-08-06 | 1984-04-10 | Imperial Chemical Industries Plc | Sample injection |
SU1041925A1 (ru) * | 1979-08-16 | 1983-09-15 | Специальное Конструкторское Бюро Газовой Хроматографии | Газовый хроматограф |
FR2511261B1 (fr) * | 1981-08-17 | 1987-07-17 | K I Khromato | Procede d'introduction d'echantillons dans un chromatographe a gaz et dispositif pour sa mise en oeuvre |
AU550033B2 (en) * | 1981-08-20 | 1986-02-27 | Vsesojuzny N-I I K I K | Apparatus for injecting samples into gas chromatograph |
EP0140020B1 (de) * | 1983-09-09 | 1988-12-07 | CARLO ERBA STRUMENTAZIONE S.p.A. | Mehrzweck-Direkteingabevorrichtung in Säulen |
SU1347005A2 (ru) * | 1986-06-04 | 1987-10-23 | Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии | Газовый хроматограф |
-
1987
- 1987-11-03 US US07/116,454 patent/US4766760A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-10 AU AU80964/87A patent/AU596709B2/en not_active Ceased
- 1987-11-11 DE DE19873738327 patent/DE3738327A1/de not_active Withdrawn
- 1987-11-16 FR FR878715790A patent/FR2623290B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4215563A (en) * | 1976-07-15 | 1980-08-05 | Phillips Petroleum Company | Chromatographic analysis normalizer |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Oster, Helmut: Prozess-Chromatographie, Akademische Verlagsges., Frankfurt/main 1973, S. 148-151 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010040619A1 (de) * | 2008-10-06 | 2010-04-15 | Joint Analytical Systems Gmbh | Transfereinheit für analysengeräte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU8096487A (en) | 1989-05-11 |
AU596709B2 (en) | 1990-05-10 |
FR2623290A1 (fr) | 1989-05-19 |
FR2623290B1 (fr) | 1990-04-13 |
US4766760A (en) | 1988-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3738327A1 (de) | Verfahren zur gaschromatographischen analyse von gemischen fluessiger stoffe und gaschromatograph fuer seine durchfuehrung | |
DE3717456C1 (de) | Gaschromatograph und Verfahren zur gaschromatographischen Trennung | |
DE102006015535A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Isotopenverhältnissen | |
DE102011085316B4 (de) | Heliumeinsparungseinrichtung für einen Gaschromatographen | |
DE3616208C1 (de) | Vorrichtung zur Probenaufgabe durch Thermodesorption | |
DE19653406C1 (de) | Verfahren zum Aufgeben von gaschromatographisch zu untersuchenden Proben und Probenaufnahmerohr | |
EP1697736B1 (de) | Vorrichtung zur probenvorbereitung | |
DE19960631C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur gaschromatographischen Analyse von Proben | |
DE2139992A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur probenahme und zum aufgeben einer probe in ein analysengeraet | |
DE2334624A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur probenaufgabe bei gaschromatographen | |
DE2066174C2 (de) | Eirichtung zum Einführen von Proben in einen Chromatographen | |
EP2394158B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum aufbereiten von proben für die gaschromatografie | |
DE3129833A1 (de) | Probengeber fuer gaschromatographen | |
EP0451566B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur gaschromatographischen Trennung | |
DE2141244A1 (de) | Probeventil fur ein Gerat zum Nach weis eines Gasgemisches | |
DE69938021T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung für die Einführung von großen Proben in Kapillarsäulen für die Gaschromatographie | |
DE3132638C2 (de) | ||
DE1907318A1 (de) | Verfahren zur UEberfuehrung einer zu analysierenden Probe in die Gaschromatographenkolonne sowie das dazu benoetigte Vorkolonnensystem | |
DE10024443A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Extraktion von Analyten aus Proben und Analyse der Analyten | |
DE2017242B2 (de) | Dosierventil und verfahren zur einfuehrung eines unter druck stehenden mediums in eine analysierapparatur | |
CH615509A5 (en) | Method and sampling column for discontinuous sampling of gases, vapours or mixtures thereof | |
DE3004347A1 (de) | Probenaufgabevorrichtung fuer gaschromatographen | |
DE3028116A1 (de) | Probeneinlassvorrichtung fuer ein massenspektrometer | |
DE2857811C1 (de) | Probengeber fuer Gaschromatographen | |
DE3930654A1 (de) | Multidimensionale chromatographische anordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8130 | Withdrawal |