IT9019577A1 - PROCEDURE AND DEVICE FOR INTERFACING A CHROMATOGRAPHIC EQUIPMENT WITH A MASS SPECTROMETER - Google Patents
PROCEDURE AND DEVICE FOR INTERFACING A CHROMATOGRAPHIC EQUIPMENT WITH A MASS SPECTROMETERInfo
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Description
separati via SFC. separated via SFC.
In effetti, a causa della natura dell 'analisi 3FC, 1 ' i nter facci amento non è così semplice come nel caso 6C-MS. In particolare, le difficoltà principali derivano dalla necessità di mantenere condizioni di fluido supercritico nel 1 'interfacci a pur evitando al contempo una "deposiz ionel! o precipitazione dei composti del campione che eluiscono dalla estremità terminale della colonnain effetti, detti componenti, del campione sono sol vaiati in una soluzione super cri ti ca nella quale essi vengono mantenuti fino a quando eluiscono dalia restrizione posta alla fine della colonna. Allo scopo di mantenere condizioni supercri ciche durante la separazione è necessario tenere la colonna ad una temperatura pari o maggiore a quel,la super cr itica per la specifica fase mobile utilizzata, ed è anche necessario disporre una qualche forma di restrizione all'estremità finale della colo nn a :in motio da ragg1ung ere o superare 1a pressi on e supercritica della singola fase mobile. In fact, due to the nature of the 3FC analysis, the processing is not as simple as in the 6C-MS case. In particular, the main difficulties derive from the need to maintain supercritical fluid conditions in the interface while avoiding at the same time a "deposition in the sample compounds which elute from the terminal end of the column, in fact, said components of the sample are solved in a supercritical solution in which they are maintained until they elute from the restriction placed at the end of the column. the supercritic for the specific mobile phase used, and it is also necessary to arrange some form of restriction at the final end of the column: in order to reach or exceed the supercritical pressure of the single mobile phase.
Possono essere utilizzate varie forme di. restrizioni per limitare il flusso all'uscita della colonna e regolare la pressione all 'interno della colonna. Various forms of. restrictions to limit the flow at the outlet of the column and regulate the pressure inside the column.
Possibili. realizzazioni di restrizioni prevedono d.i fissare alia parte finale della colonna un tratto a ppor tuno di u.n condot to con sezione r idotta e d iametro .interno uniforme, o c!i u.n condotto ai cui interno è disposto un materiale permeabile (ad esempio vetro sinterizzato) o un tratto di condotto la cui estremità o la cui posizione i Rimedi at amente a. monte delia detta estremità è stata rastremata così da produrre la desiderata restrizione. In alternativa, analogamente a quest 'ultima reaiizzaz ione, l'estremità della colonna capi ilare di silice fusa può essere essa. stessa rastremata per fornire detta restrizione. Possible. embodiments of restrictions provide for fixing to the final part of the column a portion of a duct with a reduced section and a uniform internal diameter, or a duct inside which a permeable material (for example sintered glass) is disposed or a section of duct whose end or position the Remedies a. upstream of said end has been tapered to produce the desired restriction. Alternatively, similarly to the latter realization, the end of the head column of fused silica can be it. itself tapered to provide this restriction.
In corrispondenza. delia restrizione si verifica u.n 'improvvisa decompressione della fase mobile di fluido super critico, il quale viene cosi vaporizzato interamente o quasi interamente: questa decompressione modifica in modo sostanziale le proprietà di soìvatazione di detto fluido i.n quanto questo passa bruscamente da una regione con pressione relativamente? alta sul lato interno della restrizione, grazie alla quale è possibile la fase supercri tic.a, ai lato esterno delia restrizione, vale a dire in una regione con pressione rei.ativamente bassa dove espande rapidamente dando un gas o una fase vapore. In correspondence. of the restriction a sudden decompression of the mobile phase of super critical fluid occurs, which is thus vaporized entirely or almost entirely: this decompression substantially modifies the relief properties of said fluid as it abruptly passes from a region with relatively low pressure. ? high on the inner side of the restriction, thanks to which the supercritical phase is possible, on the outer side of the restriction, i.e. in a region with relatively low pressure where it expands rapidly giving a gas or vapor phase.
Questo rapido cambiamento di fase è accompagnato da una regione localizzata di raffredda mento a causa dell'effetto JGULE-7HQMPS0N. Cosi il campione che eluisce dal dispositivo di restrizione della colonna, non essendo più sufficientemente sol vaiato dalla fase mobile che evapora ed essendo sottoposto ad un rapido ratfredtiamento, può precipitare e tornare ad uno stato solido. This rapid phase change is accompanied by a localized cooling region due to the JGULE-7HQMPS0N effect. Thus the sample which elutes from the column restriction device, being no longer sufficiently solved by the evaporating mobile phase and being subjected to rapid cooling, can precipitate and return to a solid state.
Nel caso specifico di u.n cromatagrafo tipo 3FC accoppiato con uno spettrometro di massa, il fluido supercritico deve essere lasciato espandere in una regione sotto vuoto dello' spettrometro di massa, prima della ioni2iasione e della successiva analÌSÌ delia massa, aumern...anoo cosi ~ entità del cambiamento di fase e dell'effetto di raffreddamento precedentemente descritti. In the specific case of a type 3FC chromatograph coupled with a mass spectrometer, the supercritical fluid must be allowed to expand in a vacuum region of the mass spectrometer, before the ion ionization and subsequent mass analysis, increase ... magnitude of the phase change and cooling effect described above.
Sono stati finora utilizzati due metodi per ovviare alla citata difficoltà. Two methods have so far been used to overcome the aforementioned difficulty.
Secondo un primo metodo, si utilizza un'ipterfaccia costituito da un nastro trasportatore, Questo dispositivo (brevettato da Finningan MAI, LISA) è utilizzato sia per interfaccia massa-cromatografia liquida LC--MS, che per interfaccia 3FC-M3, e trasporta fisicamente sul nastro il campione, da un punto di deposizione riscaldato. vicino alla fine colonna, fino alia fonte di ioni. Lo svantaggio principale di questo metodo è dato dal fatto che 1'apparecchiatura relativa è molto costosa e che è utilizzabile solo per volumi di campioni, o di eìuente, reiativamente grandi. According to a first method, an hyper interface consisting of a conveyor belt is used.This device (patented by Finningan MAI, LISA) is used both for LC - MS mass-liquid chromatography interface, and for 3FC-M3 interface, and physically transports on the tape the sample, from a heated deposition point. near the end of the column to the ion source. The main disadvantage of this method is that the related equipment is very expensive and can only be used for relatively large volumes of samples or components.
Nel secondo metodo, che viene utilizzato per 1'accoppiamento SFC capi11are--MS, il campione viene vaporizzato riscaldando l'estremità della colonna o la restrizione per mezzo di u.na resistenza elettrica. Uno svantaggio di questo metodo έ dato dal fatto che è necessario un alto grado di precisione meccanica allo scopo di assicurare un contatto termico adequato tra resistenza elettrica e la restri 2 i ane alla fine della colonna. Un 'ulteriore svantaggio di questo metodo è che l 'elemento riscaldante a resistenza elettrica deve essere posizionato in modo che :in circostanze ideali solo la zona effettiva di decompressione viene riscaldata. In pratica, però, a causa della posizione non ideale dell'elemento riscaldante a resistenza elettrica, la fase mobile viene r isca1d ata anc he orim a di rag q iungere la zon a di decompressione, alternando in tal modo le proprietà fisiche e di solvaia;·:ione della detta fase mondile, cosa che nei casi più gravi può portare ad una precipitazione completa, o parziale, del soluto prima che questo raggiunga la zona di decompressi one più fortemente ri scal data. In the second method, which is used for the capillary SFC-MS coupling, the sample is vaporized by heating the end of the column or the restriction by means of an electrical resistance. A disadvantage of this method is that a high degree of mechanical precision is required in order to ensure adequate thermal contact between the electrical resistance and the restraint at the end of the column. A further disadvantage of this method is that the electrical resistance heating element must be positioned so that: in ideal circumstances only the actual decompression zone is heated. In practice, however, due to the non-ideal position of the electrical resistance heating element, the mobile phase is also reduced to reach the decompression zone, thus alternating the physical and solvent properties. Ion of the said world phase, which in the most severe cases can lead to a complete or partial precipitation of the solute before it reaches the more strongly rescaled decompression zone.
Pertanto, nel caso del 1 'interi accia con nastro trasportatore le condizioni supercr itiche non vengono mantenute all'interno del 1 'interi accia dal momento che il campione deve essere prima depositato sul nastro, mentre con il riscaldamento a resistenza elettrica, riscaldando la restrizione sulla parte terminale della colonna si possono presentare delle difficoltà nel mantenere in modo accurato l e condi z i oni di f l ui do supercri ti co a monte del l a zona di decompressi one. Therefore, in the case of the 1 'integer with conveyor belt the supercritical conditions are not maintained inside the 1' integer since the sample must first be deposited on the belt, while with electrical resistance heating, heating the restriction on the terminal part of the column there may be difficulties in accurately maintaining the supercritical fuse condition upstream of the decompression zone.
Si mi l i probl emi sorgono. seppur i n modo meno evi dente, anche i n un ' infcerfaccia LC-MS, dove é necessaria la presenza di un condotto di trasferimento allo scopo di vaporizzare il campione liquido e permettergli di raggiungere la camera di ionizzazione dello spettrometro di massa. Yes, there the problems arise. albeit in a less obvious way, also in an LC-MS interface, where the presence of a transfer duct is necessary in order to vaporize the liquid sample and allow it to reach the ionization chamber of the mass spectrometer.
Nella domanda di brevetto italiano n. 2 i3Ξ9-Λ/39 depositata il 28 Luglio 193? a nome della richiedente viene descritto un dispositivo per risolvere i sopracitati problemi comprendente un condotto riscaldante posizionato all'estremità terminale del 1a colonna per vaporizzare o mantenere ir. uno stato vaporizzato i campioni che elui scono da od attraverso la parte terminale di detta colonna. Allo scopo di evitare un trasf eri mento di calore a monte della colonna, è prevista una camera isolante i.ntor·no a lla col onna a monte di detto coridott o ri sealdante. In the Italian patent application n. 2 i3Ξ9-Λ / 39 filed July 28, 193? In the name of the applicant, a device is described for solving the aforementioned problems comprising a heating duct positioned at the terminal end of the 1st column to vaporize or maintain ir. a vaporized state is the samples which elute from or through the terminal part of said column. In order to avoid a heat transfer upstream of the column, an insulating chamber is provided in the column upstream of said heat reducing or heating element.
Benché questa reai izzaz ione sia abbastanza efficace nell 'evitare la precipitazione dei campioni e nel mantenere le richieste condizioni superereiti che nella porzione a monte della colonna, può presentare alcuni inconvenienti a causa del 1 <'>accuratezza meccanica necessaria alia su.a produzione. Inoltre, passando da un accoppi amento GC-tiS ad uno SFC o HPLC-MS è necessario modificare in parte la struttura dell ' interf acci a. Although this reaction is quite effective in avoiding the precipitation of the samples and in maintaining the required conditions beyond that in the upstream portion of the column, it can present some drawbacks due to the mechanical accuracy necessary for its production. Furthermore, when switching from a GC-tiS coupling to an SFC or HPLC-MS it is necessary to partially modify the structure of the interface.
Si presenta pertanto la necessità di un procedi mento per interfacci are un ' apparecchi atura cromatografica (in particolare un ' apparecchi a tur a SFC) con uno spettrometro di massa che per(netta di mantenere le? desiderate? condizioni dalla fase mobile (in particolare condizioni di fluido eupercritico) nella colonna cromatografica durante la vaporizzazione dei componenti del campione che elniscono dal1 'estremità terminaie del1a colorma o attraverso di essa. Therefore, the need arises for a procedure for interfacing a chromatographic apparatus (in particular an SFC turbo apparatus) with a mass spectrometer which, in order to maintain the? Desired? Conditions from the mobile phase (in particular eupercritic fluid conditions) in the chromatographic column during the vaporization of the components of the sample which elude from the terminal end of the colorma or through it.
Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un procedimento ed un dispositivo per interfacciare un 'apparecchiatura cromatoqr afic.a (in particolare una apparecchiatura SFC) con uno spottrometro di massa vaporizzando in modo selettivo i componenti del campione che elui.scono dall'estremità terminale delia colorina senza alterare le condizioni della fase mobile in detta colonna. Più in partieoiare, l'invenzione concerne un procedimento per interfacciare un 'apparecchiatura cromatoqrafica con uno spettrometro di massa, caratterizzato dal fatto di: riscaldare 1 componenti del campione che elui scono attraverso o dalla porzione a valle della colonna c r cimat ograf ica per ot t eri e r e c omp o n enti e 1 u i t i vaporizzati; isolare i mezzi di r i scal damento della colonna per ridurre .la trasmissione di calore alla porzione a monte di detta colonna; e dissipare o trasmettere calore a detta porzione a monte della colonna. L'invenzione concerne inoltre un dispositivo per interiacciare un 'apparecchiatura cromatografics con uno spettrometro di massa, caratterizzato dal fatto di comprendere: An object of the present invention is to provide a process and a device for interfacing a chromatoqr afic.a apparatus (in particular an SFC apparatus) with a mass spottrometer by selectively vaporizing the components of the sample which elute from the end. terminal of the colorine without altering the conditions of the mobile phase in said column. More in particular, the invention relates to a process for interfacing a chromatography apparatus with a mass spectrometer, characterized by: heating the components of the sample which elute through or from the downstream portion of the chromatographic column to obtain you were e r e c omp o n ents and 1 u i t i vaporized; insulating the heating means of the column to reduce the transmission of heat to the upstream portion of said column; and dissipating or transmitting heat to said upstream portion of the column. The invention also relates to a device for interleaving a chromatographic apparatus with a mass spectrometer, characterized in that it comprises:
mezzi per riscaldare i componenti dei campione che eìuiscono attraverso o dalla porzione a valle della colonna cromatografica per ottenere componenti eluiti vaporizzati; mezzi per isolare detti mezzi di riscaldamento della colonna per ridurre la trasmissione di calore alla porzione a monte della colonna cromatografica; e mezzi per dissipare o trasmettere calore a detta porzione a monte della colonna. means for heating the sample components ejecting through or from the downstream portion of the chromatographic column to obtain vaporized eluted components; means for isolating said column heating means for reducing heat transmission to the upstream portion of the chromatographic column; and means for dissipating or transmitting heat to said upstream portion of the column.
L'invenzione verrà ora descritta in maggiore dettaglio, con riferimento ai disegni allegati a titolo i1lustrativo e- non limitativo, dove: The invention will now be described in greater detail, with reference to the accompanying drawings for illustrative and non-limiting purposes, where:
- la figura 1. è una vista schematica di una possibile realizzazione dell'invenzione: - figure 1. is a schematic view of a possible embodiment of the invention:
- la figura 2 è una vista prospettica di una rea!izzazione preferenziale dei mezzi di riscaldamento; Figure 2 is a perspective view of a preferential embodiment of the heating means;
- le figure 3 e 4 sono viste schematiche in sezione di due possibili realizzazioni degli elementi isolanti; e Figures 3 and 4 are schematic sectional views of two possible embodiments of the insulating elements; And
- la figura 5 è una vista in sezione di un dispositivo di interfaccia preferenziale secondo 1'invenzione. Figure 5 is a sectional view of a preferential interface device according to the invention.
Come mostrato in fiq. 1, i componenti del campione da analizzare, in arrivo dal1'apparecchiatura cromatoqrafica i dove sono stati separati, vengono alimentati alla zona di interfaccia , .1unqo un tratto cosiddetto di trasferimento del i a col onna 4. Secondo l ' i nvenz i one, i componenti sono ri scal dati mentre eluiscono attraverso o □alla porzione a valle 3 della colonna cromatografica 4, in modo da ottenere composti eluiti in uno stato gassoso, cioè vaporizzati, evitando contemporaneamente un passaggio di calore dalla zona.3 del1'interfaccia alla porzione a monte 2 della colonna cromatografics, nel caso di un funzionamento SFC-MS o LC-MS. As shown in fiq. 1, the components of the sample to be analyzed, arriving from the chromatographic apparatus where they have been separated, are fed to the interface zone, a so-called column transfer section 4. According to the invention, the components are re-scaled while eluting through or □ to the downstream portion 3 of the chromatographic column 4, so as to obtain compounds eluted in a gaseous state, i.e. vaporized, simultaneously avoiding a passage of heat from the zone 3 of the interface to the portion a upstream 2 of the chromatografics column, in the case of an SFC-MS or LC-MS operation.
fi questo scopo, il dispositivo secondo .1'invenzione comprende mezzi di riscaldamento 5 disposti nella zona a valle 3 dell'area di interfaccia per riscaldare detta porzione a valle del1a colonna: mezzi isolanti ·.3⁄4 disposti a monte di detti mezzi di riscaldamento 5 per ridurre la trasmissione di calore alla porzione a monte di detta colonna <c.ioè alla zona 2) e mezzi di. dissipazione del calore 7 per dissipare il calore eventualmente trasmesso alla zona 2 dalla zona 3. For this purpose, the device according to the invention comprises heating means 5 arranged in the downstream zone 3 of the interface area to heat said portion downstream of the column: insulating means .3⁄4 arranged upstream of said means of heating 5 to reduce the transmission of heat to the upstream portion of said column (i.e. to zone 2) and means of. heat dissipation 7 to dissipate any heat transmitted to zone 2 from zone 3.
Si vuole qui far notare che i termini "a monte" e "a valle" si riferiscono alle corrispendenti porzioni di colonna nella sola area del1'interiaccia. Più speci f i catamente, l a porz i one " a val l e" è l a porz i one termi nal e del l a col o n n a . c omp resa l a p orz i on e t er m i n a 1 e d i qual unque condotto aggi unt i vo come ad esemp i o una restri z i one in una colonna tipo 3FC, a partire dal 1 'elemento isol ante ó : sostanz ialmente la "porziore a valle" della colonna corrisponde alla zona 3. La "porzione a monte·’' è quella parte della colonna che è posizonata immediatamente a monte dei mezzi isolanti e che sostanzialmente corrisponde alla zona 2 di ria. i. It should be noted here that the terms "upstream" and "downstream" refer to the corresponding portions of the column only in the area of the interior. More speci fically, the "a val l e" portion is the terminal portion of the col o n n a. c omp yield l a p orz i on and t er m i n a 1 and any additional duct such as for example a restriction in a 3FC type column, starting from the first insulating element ó: substantially the "downstream portion "of the column corresponds to zone 3. The" upstream portion '' is that part of the column which is positioned immediately upstream of the insulating means and which substantially corresponds to zone 2 of the column.
Secondo l'invenzione, è così possibile effettuare un r iscal damento meno localizzato vale a dire che è possibile riscaldare anche una porzione della colonna senza alterare in modo sostanziale le condizioni della fase mobile nella parte della colonna a monte dei mezzi isolanti 6. According to the invention, it is thus possible to carry out a less localized heating, that is to say that it is also possible to heat a portion of the column without substantially altering the conditions of the mobile phase in the part of the column upstream of the insulating means 6.
Inoltre, come sarà evidente dalla descrizione seguente, la struttura del dispositivo resta immutata per tutti i tipi di accoppi amento cromatoyraf o-spettrometro di. massa. Furthermore, as will be evident from the following description, the structure of the device remains unchanged for all types of chromatoyraf or spectrometer coupling. mass.
Come mostrato schemat icameni·,e in fiq. i, nella realizzazione pref erenzi aie è previsto un condotto metallico 3 che ha la funzione di condotto di alloggiamento e sostegno della colonna cromatograf ica 4 per il trasf eri mento dai 1 'apparecchi atura 1 ai 1 'interfaccia con io spettrometro, secondo una tecnica nota nell'arte. Contrari amente ai dispositivi noti, nel dispositivo secondo la presente invenzione il detto condotto di trasferimento S si estende dal1'apparecchiatura cromatografica I attraverso i citati messi isolanti 6 e di dissipa::ione del calore 7 e attraverso almeno parte dei citati messi di riscaldamento 5, vale a dire almeno fino al tratto inisiale di detti messi 5. As shown schemat icameni ·, and in fiq. In the preferred embodiment, a metal conduit 3 is provided which has the function of housing and support conduit for the chromatographic column 4 for the transfer from the atura apparatus 1 to the interface with the spectrometer, according to a technique known in the art. Contrary to the known devices, in the device according to the present invention the said transfer duct S extends from the chromatographic apparatus I through the aforementioned insulating agents 6 and heat dissipating agents 7 and through at least part of the aforementioned heating agents 5 , that is to say at least up to the initial portion of said put 5.
Nella reaiissasione preferensiale, come meglio mostrato in fig. 5, il condotto di trasferimento 8 passa attraverso i messi di riscaldamento 5 e sporge nel "naso" 9 dei1 'interfaccia, vaie a dire che si estende quasi fino alla camera di ioniszazione. In the preferensial reaction, as best shown in FIG. 5, the transfer duct 8 passes through the heating media 5 and protrudes into the "nose" 9 of the interface, that is to say that it extends almost as far as the ionisation chamber.
La fig. 2 mostra una vista prospettica schematica di una possibile realissasione dei messi di riscaldamento 5, che comprendono un elemento 10 costituito da una resistenza, una termocoppia i l ed un corpo metallico 12 avente un'alta conducici1ità termica: quest'ultimo è preferibi3.mente realizzata in bronzo o in un simile metallo ed è provvisto di un foro centrale Ì2a che alloggia il sopracitato condotto di trasferimento 3 e/o la colonna 4, e di altri due fori sostanzialmente paralleli al foro 12a i quali alloggiano rispettivamente la citata resistenza 10 e la t.ermocoppia .1.1. Fig. 2 shows a schematic perspective view of a possible embodiment of the heating agents 5, which comprise an element 10 consisting of a resistance, a thermocouple 11 and a metal body 12 having a high thermal conductivity: the latter is preferably made of bronze or in a similar metal and is provided with a central hole ì2a which houses the aforementioned transfer duct 3 and / or the column 4, and with two other holes substantially parallel to the hole 12a which respectively house the aforementioned resistance 10 and the t .hermocouple .1.1.
Nella reaiissasione preferens iale, la resistenza è del tipo TWIN CORE HEATER, prodotto dalla Philips Scientific iCambridge UK) e impegna in modo reversibile il relativo foro GÌ al i oggi amento così da poter essere facilmente sostituita quando necessario. In the preferens ial reality, the resistor is of the TWIN CORE HEATER type, produced by Philips Scientific iCambridge UK) and reversibly engages the relevant GÌ hole at the present time so that it can be easily replaced when necessary.
Si può utilizzare qualsiasi mezzo adatto ad isolare termicamente i mezzi di riscaldamento 5 rispetto alla citata porzione a monte della colonna 4. Any means suitable for thermally insulating the heating means 5 with respect to the aforementioned upstream portion of the column 4 can be used.
Due possibili realizzazioni dei mezzi di isolamento 6 sono rispettivamente mostrate nelle figure 3 e 4. Two possible embodiments of the insulation means 6 are respectively shown in Figures 3 and 4.
Più in particolare, in fiq. 3 l'elemento isolante 8 è costituito da un elemento isolante tradizionale, ad esempio un elemento ceramico, mentre in fio. 4 l'elemento ó è costituito da una camera vuota solidale e coassiale con il condotto S, che nella fattispecie ò costituita da un'espansione dello stesso condotto di trasferimento 3. la quale separa i mezzi di dissipazione 7 dai mezzi di riscaldamento 5 e, essendo collegata con la camera di ionizzazione, si trova sotto alto vuoto e fornisce così un buon effetto isolante. More specifically, in fiq. 3 the insulating element 8 is constituted by a traditional insulating element, for example a ceramic element, while in fio. 4 the element ó consists of an empty chamber integral and coaxial with the duct S, which in this case is constituted by an expansion of the same transfer duct 3. which separates the dissipation means 7 from the heating means 5 and, being connected to the ionization chamber, it is under high vacuum and thus provides a good insulating effect.
Comunque, a causa della differenza di temperatura fra la zona 3 e la zona 2, necessariamente presente nei collegamenti 3FC-HS, LC-MS e MPLC-MS (per esempio 300 gradi C e 50 gradi C in un normale collegamento SFC-MS) , s i può verificare una trasmissione di calore attraverso 1 'elemento isolante ó. Questa trasmissione di calore si verificherà soprattuto se, come nella reai izzaz ione descritta, il condotto 8 si estende attraverso gli elementi 6. 7 ed almeno parte del corpo riscaldato 12, funciendo così da mezzo per la trasmissione del calore a monte. However, due to the temperature difference between zone 3 and zone 2, necessarily present in the 3FC-HS, LC-MS and MPLC-MS connections (for example 300 degrees C and 50 degrees C in a normal SFC-MS connection) , if a heat transmission can occur through the insulating element 6. This heat transmission will occur above all if, as in the described realization, the duct 8 extends through the elements 6. 7 and at least part of the heated body 12, thus acting as a means for the transmission of heat upstream.
Allo scopo di evitare qualunque alterazione sostanziale della fase mobile nella porzione a monte della colonna, sono previsiti mezzi 7 per dissipare il calore trasmesso alla porzione di colonna a monte di detti mezzi isolanti ó. Detti mezzi di dissipazione del calore sono costituiti in modo vantaggioso da un manicotto metallico avente un'alta conducifai1ita termica, come ad esempio un manicotto in rame, che alloggia parte della colonna 4 e del condotto di trasferimento 3, se questo è presente, provvedendo a dissipare per conduzione :i.l calore in arrivo dalla, citata porzione a valle della colonna, cioè- della In order to avoid any substantial alteration of the mobile phase in the upstream portion of the column, means 7 are provided for dissipating the heat transmitted to the upstream portion of the column of said insulating means ó. Said heat dissipation means are advantageously constituted by a metal sleeve having a high thermal conductivity, such as for example a copper sleeve, which houses part of the column 4 and of the transfer duct 3, if this is present, providing for dissipate by conduction: i. the heat arriving from the aforementioned downstream portion of the column, i.e.
zona 3-In una realizzazione preferenziale, il manicotto in rame 7 è provvisto di una resistenza e di una termocoppia inon mostrate) per riscaldare in modo controllato il .manicotto 7, il condotto di trasferimento 3 e/o la colonna 4 quando richiesto, questo riscaldamento essendo regolato in modo indipendente rispetto a quello della zona 3. zone 3 - In a preferred embodiment, the copper sleeve 7 is provided with a resistance and a thermocouple (not shown) to heat in a controlled manner the sleeve 7, the transfer conduit 3 and / or the column 4 when required, this heating being regulated independently from that of zone 3.
Questa trasmissione di calore dal manicotto alla colonna e al condotto S £ necessaria in caso di un interi acci amento SFC-MS o GC-MS per mantenere alla temperatura del forno la porzione di colonna 4 che è alloggiata nel condotto di trasf er i mento S i n corri spondenza del l a ci tata zona 2. In quest 'ul timo caso .i l mani cotto 7 costi tui sce pertanto una parte dei mezz i di ri scal damento del l a l i nea di trasferimento. This heat transfer from the sleeve to the column and duct S £ necessary in the case of a complete SFC-MS or GC-MS acci ation in order to maintain at the furnace temperature the portion of the column 4 which is housed in the transfer duct S i n correspondence of the cited zone 2. In the latter case, the mani cotta 7 therefore constitutes a part of the heating means of the transfer line.
Graz i e al l a resistenza e alla termocoppia presenti nel manicotto 7, questo può essere riscaldato in modo controllato e solo quando ciò è necessario; vale a dire che i.l riscaldamento viene immediatamente interrotto per mezzo di opportuni interruttori quando la termocoppia rileva che il calore trasmesso dalla porzione a valle ha portato la temperatura del manicotto al di sopra del valore prescelto per essa. A questo punto, il manicotto trasmetterà il calore in arrivo dalla porzione a valle all'ambiente circostante (che non è sotto alto vuoto) fungendo così da dissipatore di calore. Thanks to the resistance and the thermocouple present in the sleeve 7, this can be heated in a controlled manner and only when this is necessary; that is to say that the heating is immediately interrupted by means of suitable switches when the thermocouple detects that the heat transmitted by the downstream portion has brought the temperature of the sleeve above the value selected for it. At this point, the sleeve will transmit the incoming heat from the downstream portion to the surrounding environment (which is not under high vacuum) thus acting as a heat sink.
In fig. 5 viene mostrata una realizzazione preferenziale dell'effettiva area di interfaccia in un dispositivo secondo l'invenzione, comprendente un'involucro 13 per contenere i citati elementi di interfac.cia 5-11. L'involucro 13 è simile a quelli noti nella tecnica per un 'interiaccia GC-HS e comprende una flangia 15 ed una porzione a soffietto 14 per fissare detto involucro alla camera di ionizzazione dello spettrometro di massa. In fig. 5 shows a preferential embodiment of the actual interface area in a device according to the invention, comprising a casing 13 for containing the aforementioned interface elements 5-11. The casing 13 is similar to those known in the art for a GC-HS interleaf and comprises a flange 15 and a bellows portion 14 for fixing said casing to the ionization chamber of the mass spectrometer.
La parete frontale dell'involucro 13 è provvista di tre orifizi 16, 17 e 13, i quali al l oggi ano ri spettivamente l e? estremità terminali del citato condotto di trasferimento 9 e di due linee di a.l i. mentasi one per il gas di .ionizzazione chimica e per il gas di riferimento e taratura. Dette estremità del condotto 3 e delle linee di alimentazione sono saldate ai relativi fori alio scopo rii ottenere un lato dell 'involucro che à a tenuta di vuoto eccetto che per le citate linee di alimentazione e per il condotto di trasf eri mento. The front wall of the casing 13 is provided with three orifices 16, 17 and 13, which at present, respectively, are there. terminal ends of the aforementioned transfer duct 9 and of two lines of a.l i. mentation for the chemical ionization gas and for the reference and calibration gas. Said ends of the duct 3 and of the supply lines are welded to the relative holes in order to obtain a side of the casing which is vacuum-tight except for the aforementioned supply lines and for the transfer duct.
Intorno alla parte terminale dell 'involucro 13 è fissato, e pref er i b i 1 mente avvitato, un 'elemerito 19 sagomato sostanzia.lmente ad "U", il quale ha la funzione di collettore in quanto raccoglie e convoglia attraverso le scanalature 20 il gas per la ionizzazione? chimica e il gas di riferimento per farli fluire nella camera di ionizzazione attr averso il "naso" 9 in morio sostanzialmente coassiale con i composti vaporizzati in arrivo dal condotto di trasferimento 8. A substantially "U" shaped element 19 is fixed around the terminal part of the casing 13 and is preferably screwed, which has the function of a collector in that it collects and conveys the gas through the grooves 20. for ionization? chemistry and the reference gas to make them flow into the ionization chamber through the "nose" 9 in morio substantially coaxial with the vaporized compounds arriving from the transfer duct 8.
Come precedentemente accennato, il condotto di trasferimento 3 può anche impegnare solo il tratto iniziale dell'elemento di risealriamente 5 o estendersi invece fino a sporgere nella camera di ionizzazione, L'eiemerito riscaldante 12 è posizionato contro il lato interno della citata parete frontale dell'involucro 13 e viene isolato per mezzo di un isolante 21; per una migliore comprensione dei disegno, in fiq. 5 la termocoppia il e ia resistenza 10 non sono rappresentate. As previously mentioned, the transfer duct 3 can also engage only the initial portion of the reseal element 5 or extend instead until it protrudes into the ionization chamber. The heating element 12 is positioned against the inner side of the aforementioned front wall of the casing 13 and is insulated by means of an insulator 21; for a better understanding of the drawing, in fiq. 5 the thermocouple II and the resistor 10 are not shown.
A monte del corpo riscaldante 12 sono disposti i mezzi isolanti 6 e, a monte di questi, il mani cotto di dissipazione del calore 7. Come mostrato, le pareti di contatto tra l'elemento riscaldante 5 e 1'elemento isolante 6 sono sagomate a tronco di cono per minimizzare la trasmissione di calore tra dette pareti. The insulating means 6 are arranged upstream of the heating body 12 and, upstream of these, the heat dissipation sleeve 7. As shown, the contact walls between the heating element 5 and the insulating element 6 are shaped like a truncated cone to minimize the transmission of heat between said walls.
La parte terminale della colonna cromatografica 4 può essere posizonata in qualunque punto del condotto di trasferimento 3, o del condotto assiale 12a dei. mezzi 5 >cioè del corpo 12 in fio. 5), compreso tra la parete sagomata a tronco di cono dell'elemento di risciaidamante* 5 e la fonte di ioni, in funzione del tipo di utilizzo dell 'interfaccia. Ad esempio, in un normale accoppiamento GC-H3 la colonna sporgerà dal condotto 3 nella camera di ionizzazione, secondo una disposizione nota nella tecnica. In un'interfaccia SFC-MS o LC-MS, la parte terminale della colonna 4 sarà posi.zonata all'interno del condotto 8, ad esempio in una delle due posizioni mostrate in fig. 5 in linea piena e linea tratteggi afca, rispettivamente. In ogni caso, comunque, la struttura del dispositivo rimane i ovari ata. The end part of the chromatographic column 4 can be positioned in any point of the transfer duct 3, or of the axial duct 12a of the. means 5> i.e. of the body 12 in flo. 5), between the truncated cone shaped wall of the rinsing element * 5 and the ion source, depending on the type of use of the interface. For example, in a normal GC-H3 coupling the column will protrude from the duct 3 into the ionization chamber, according to an arrangement known in the art. In an SFC-MS or LC-MS interface, the end part of the column 4 will be positioned inside the duct 8, for example in one of the two positions shown in fig. 5 solid line and afca dashed line, respectively. In any case, however, the structure of the device remains the ovari ata.
Il dispositivo sopra descritto può così essere vantaggi osamente utilizzato per i nterf acci are apparecchi ature GC, LC e 3FC con uno spettrometro di massa in modo semplice ed intercambiabile, vale a dire senza la necessità di cambiare in tutto o in parte la struttura del 1 ' i uteri acci a quando si passa da un collegamento GC--MS a un collegamento SFC-MS o LC-MS. The device described above can thus be advantageously used for interfacing ature GC, LC and 3FC apparatuses with a mass spectrometer in a simple and interchangeable way, i.e. without the need to change all or part of the structure of the device. 'i uteri acci a when switching from a GC-MS link to an SFC-MS or LC-MS link.
Durante il funzionamento, la porzione a vaile delia colonna 4, corr ispendente alla zona 3, viene riscaldata dall'elemento di riscaldamento 5 ad una temperatura sufficiente a vapor iz.zare o a mantenere in uno stato vaporizzato i componenti dei campione che eluiscono attraverso o da detta porzione terminale della colonna. Il calore eventualmente trasmesso alla porzione a monte della colonna (corrispandente alla zona 2) attraverso i mezzi isolanti 6, viene dissipato grazie ai mezzi di dissipazione 7 quando la temperatura della porzione a monte della colonna supera un valore prestati In operation, the valve portion of the column 4, running to the zone 3, is heated by the heating element 5 to a temperature sufficient to vaporize or maintain in a vaporized state the components of the sample which elute through or from. said end portion of the column. The heat possibly transmitted to the upstream portion of the column (corresponding to zone 2) through the insulating means 6, is dissipated thanks to the dissipation means 7 when the temperature of the upstream portion of the column exceeds a given value
Se necessario, durante l'analisi i messi di dissipazione del calore, in particolare il manicotto meta.iiico ,·, possono essere a ioro vol’c.a ristiaidati, grazie alla resistenza efi alla termocoppia, ad una temperatura predeterminata che può essere praticamente identica alla temperatura della zona 3 (in un interfaccia GC-M3) o molto differente da essa (in un ' i nterf acci a LC-MS o SFC-MS) » In quest'ultimo caso, la termocoppia relativa al manicotto metallico 7 arresterà il riscaldamento di detto manicotto quando, a causa di una trasmissione di calore dai mezzi di ri scal damento 5 del l a porzi one a val l e del l a col onna, i l valore del l a temperatura del manicotto 7 viene innalzato al di sopra di quello predeterminato. Una volta interrotto il riscaldemento i mezzi 7 fungono da dissipatore di calore. If necessary, during the analysis the heat dissipation media, in particular the meta.iiic sleeve, can be re-adjusted, thanks to the efi resistance to the thermocouple, to a predetermined temperature which can be practically identical to the temperature of zone 3 (in a GC-M3 interface) or very different from it (in an LC-MS or SFC-MS interface) "In the latter case, the thermocouple relating to the metal sleeve 7 will stop the heating of said sleeve when, due to a transmission of heat from the heating means 5 of the valley portion and of the column, the value of the temperature of the sleeve 7 is raised above the predetermined one. Once the heating is interrupted, the means 7 act as a heat sink.
Passando da un tipò di accoppiamento all'altro, si modifica d.i conseguenza la eventuale temperatura di riscaldamento dei mezzi 7 e, se desiderato, la posizione dell'estremità della colonna 4. Passing from one type of coupling to the other, the possible heating temperature of the means 7 and, if desired, the position of the end of the column 4 are consequently modified.
I componenti del campione così vaporizzati vengono alimentati coassialmente al gas di riferimento ed al gas per la ionizzazione chimica attraverso il naso 9, nella camera di ionizzazione dello spettrometro di massa. The sample components thus vaporized are coaxially fed to the reference gas and to the gas for chemical ionization through the nose 9, into the ionization chamber of the mass spectrometer.
Claims (14)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT19577A IT1241652B (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Method and device for interfacing a chromatographic apparatus with a mass spectrometer |
| EP19900114061 EP0410341A3 (en) | 1989-07-28 | 1990-07-23 | Method and apparatus for interfacing chromatographic equipment with a mass spectrometer |
| JP20108190A JPH03110462A (en) | 1989-07-28 | 1990-07-27 | Method and apparatus for interface connection of chromatography apparatus to mass spectrograph |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT19577A IT1241652B (en) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Method and device for interfacing a chromatographic apparatus with a mass spectrometer |
Publications (3)
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|---|---|
| IT9019577A0 IT9019577A0 (en) | 1990-03-06 |
| IT9019577A1 true IT9019577A1 (en) | 1991-09-06 |
| IT1241652B IT1241652B (en) | 1994-01-26 |
Family
ID=11159185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT19577A IT1241652B (en) | 1989-07-28 | 1990-03-06 | Method and device for interfacing a chromatographic apparatus with a mass spectrometer |
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|---|---|
| IT (1) | IT1241652B (en) |
-
1990
- 1990-03-06 IT IT19577A patent/IT1241652B/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT9019577A0 (en) | 1990-03-06 |
| IT1241652B (en) | 1994-01-26 |
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