JP2002181799A - 多層ガスクロマトグラフ - Google Patents
多層ガスクロマトグラフInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分析サイクル間の中断時間を最小限に抑え、
試料分析の迅速な実施が可能なガスクロマトグラフを提
供する。 【解決手段】 本発明のガスクロマトグラフは、分析す
べき試料を受容する注入口（12）と、注入口と流体連通
し、その内側表面に固定相の被覆を施されているプリカ
ラム（14）と、プリカラムと流体連通してプリカラムの
下流に位置し、その内側表面に固定相の被覆を施されて
いるメインカラム（16）と、メインカラムと流体連通し
てメインカラムの下流に位置する検出器（18）を含むこ
とを特徴とする。
試料分析の迅速な実施が可能なガスクロマトグラフを提
供する。 【解決手段】 本発明のガスクロマトグラフは、分析す
べき試料を受容する注入口（12）と、注入口と流体連通
し、その内側表面に固定相の被覆を施されているプリカ
ラム（14）と、プリカラムと流体連通してプリカラムの
下流に位置し、その内側表面に固定相の被覆を施されて
いるメインカラム（16）と、メインカラムと流体連通し
てメインカラムの下流に位置する検出器（18）を含むこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ガスクロ
マトグラフに関するものである。とりわけ、本発明は、
分析サイクル間の中断時間を最小限に抑えて、試料分析
の迅速な実施を可能にする多層ガスクロマトグラフに関
するものである。
マトグラフに関するものである。とりわけ、本発明は、
分析サイクル間の中断時間を最小限に抑えて、試料分析
の迅速な実施を可能にする多層ガスクロマトグラフに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスクロマトグラフィは、１つ以上の検
体を含んでいる可能性のある問題となる試料を分析し、
検体の種類を定性的に判定し、かつ試料内における検体
のそれぞれの濃度を定量的に判定するのに利用されてい
る。ガスクロマトグラフィは、極めて感度が高く、従っ
て、通常は、試料の極めて精密な分析が必要とされる場
合に利用される。分析には、さまざまな個々の検体の識
別、または試料の分類のためにあらかじめ分析されてい
る試料に対する試料の全体的反応（例えばクロマトグラ
ム）の比較を含むことがある。
体を含んでいる可能性のある問題となる試料を分析し、
検体の種類を定性的に判定し、かつ試料内における検体
のそれぞれの濃度を定量的に判定するのに利用されてい
る。ガスクロマトグラフィは、極めて感度が高く、従っ
て、通常は、試料の極めて精密な分析が必要とされる場
合に利用される。分析には、さまざまな個々の検体の識
別、または試料の分類のためにあらかじめ分析されてい
る試料に対する試料の全体的反応（例えばクロマトグラ
ム）の比較を含むことがある。
【０００３】ガスクロマトグラフィには、一般に、ガス
クロマトグラフを利用した試料物質の検体の分離が必要
とされる。通常、ガスクロマトグラフには、試料が注入
される注入口と、検体を分離するカラムと、種々の検体
を検出し、所望の場合には、定量的に評価する検出器と
が含まれている。カラムは、通常、融解石英を細長い管
に成形したものから形成されている。一例として、クロ
マトグラフのカラムは、おおよそ50〜530ミクロン（μ
ｍ）程度の内径と、約１〜30メートルの長さを備える。
クロマトグラフ装置の寸法を縮小するため、通常、カラ
ムはコイル状の構造をなすように構成される。一例とし
て、例えば、0.0283立方メートル（１立方フィート）の
空間内にカラムを納めることができるように、コイルの
直径をおおよそ0.20メートル（８インチ）とすることが
できる。
クロマトグラフを利用した試料物質の検体の分離が必要
とされる。通常、ガスクロマトグラフには、試料が注入
される注入口と、検体を分離するカラムと、種々の検体
を検出し、所望の場合には、定量的に評価する検出器と
が含まれている。カラムは、通常、融解石英を細長い管
に成形したものから形成されている。一例として、クロ
マトグラフのカラムは、おおよそ50〜530ミクロン（μ
ｍ）程度の内径と、約１〜30メートルの長さを備える。
クロマトグラフ装置の寸法を縮小するため、通常、カラ
ムはコイル状の構造をなすように構成される。一例とし
て、例えば、0.0283立方メートル（１立方フィート）の
空間内にカラムを納めることができるように、コイルの
直径をおおよそ0.20メートル（８インチ）とすることが
できる。
【０００４】ガスクロマトグラフのカラムの内壁は、一
般に固定相と呼ばれる材料で被覆が施されている。固定
相材料には、注入された試料のさまざまな検体が保持さ
れ、熱を加えることによって、検体が解放され、時間的
に分離されて検出器に受容される。カラムの温度及び、
注入と検出との間で経過する所要時間を知ることによっ
て、検出器を通過する個々の検体を識別することができ
る。
般に固定相と呼ばれる材料で被覆が施されている。固定
相材料には、注入された試料のさまざまな検体が保持さ
れ、熱を加えることによって、検体が解放され、時間的
に分離されて検出器に受容される。カラムの温度及び、
注入と検出との間で経過する所要時間を知ることによっ
て、検出器を通過する個々の検体を識別することができ
る。
【０００５】当該技術において公知であるように、より
重い化合物は、より軽い化合物に比べてカラムから溶
離、流出するのにより多くの熱及び／またはより長い時
間が必要になる。例えば、比較的低い温度（例えば100
℃）において、より軽い検体は、カラムの固定相から僅
か数秒で流出することがあるが、一方より重い検体は、
分離するのに何分もまたは何時間も必要とすることがあ
る。従って、温度が高くなるほど、カラムからより重い
検体をより速く流出させることが可能であることが明ら
かである。しかしながら、例えばいくつかの軽い化合物
と重い化合物を含んでいる場合のように、試料が多くの
部分からなる場合には、高温（例えば300℃）によっ
て、軽い検体はすぐに流出し、多くの異なる検体が同時
に検出器に到達することになる。このように検体が同時
に到達することによって、検出器が非選択式、非分離式
の場合、さまざまな検体を互いに識別することができな
くなるので、試料検体の分析が困難になる。この問題を
回避するため、ガスクロマトグラフでは、一定の速さ
（例えば200℃／分）でカラム温度を上昇させるプログ
ラムされた空気浴によって過熱される場合が多い。こう
したやり方でカラムを加熱することによって、より軽い
検体の十分な分離に必要とされる低温がもたらされると
ともに、同時により重い検体をカラムから流出するのに
必要とされる高温も得られる。
重い化合物は、より軽い化合物に比べてカラムから溶
離、流出するのにより多くの熱及び／またはより長い時
間が必要になる。例えば、比較的低い温度（例えば100
℃）において、より軽い検体は、カラムの固定相から僅
か数秒で流出することがあるが、一方より重い検体は、
分離するのに何分もまたは何時間も必要とすることがあ
る。従って、温度が高くなるほど、カラムからより重い
検体をより速く流出させることが可能であることが明ら
かである。しかしながら、例えばいくつかの軽い化合物
と重い化合物を含んでいる場合のように、試料が多くの
部分からなる場合には、高温（例えば300℃）によっ
て、軽い検体はすぐに流出し、多くの異なる検体が同時
に検出器に到達することになる。このように検体が同時
に到達することによって、検出器が非選択式、非分離式
の場合、さまざまな検体を互いに識別することができな
くなるので、試料検体の分析が困難になる。この問題を
回避するため、ガスクロマトグラフでは、一定の速さ
（例えば200℃／分）でカラム温度を上昇させるプログ
ラムされた空気浴によって過熱される場合が多い。こう
したやり方でカラムを加熱することによって、より軽い
検体の十分な分離に必要とされる低温がもたらされると
ともに、同時により重い検体をカラムから流出するのに
必要とされる高温も得られる。
【０００６】ほとんどの試料の分析状況について十分に
機能するが、従来のガスクロマトグラフにはいくつかの
欠点がある。第１に、最終温度から初期温度にカラムの
温度を下げるため、通常、分析サイクル間において冷却
時間が必要になる。一例として、この冷却には、約15分
以上必要となることがある。極めて長い時間期間ではな
いが、とりわけ、僅か数分しか必要としない場合が多
い、「高速」クロマトグラフィで、試料の分析が実施さ
れている場合、この所要時間は相当のものである。冷却
時間以外に、システムを平衡状態にさせるのに、時間が
浪費される。当該技術において公知であるように、試料
分析の実施前に、熱平衡が得られなければ、検体の保持
時間にかなりの変動が生じることがある。さらに、加熱
プログラミング中に生じるカラムからのしみ出し、カラ
ムブリードの変動によって、検体のピークをマスクする
可能性のあるクロマトグラムのベースラインノイズ及び
／またはドリフトが増大する可能性がある。
機能するが、従来のガスクロマトグラフにはいくつかの
欠点がある。第１に、最終温度から初期温度にカラムの
温度を下げるため、通常、分析サイクル間において冷却
時間が必要になる。一例として、この冷却には、約15分
以上必要となることがある。極めて長い時間期間ではな
いが、とりわけ、僅か数分しか必要としない場合が多
い、「高速」クロマトグラフィで、試料の分析が実施さ
れている場合、この所要時間は相当のものである。冷却
時間以外に、システムを平衡状態にさせるのに、時間が
浪費される。当該技術において公知であるように、試料
分析の実施前に、熱平衡が得られなければ、検体の保持
時間にかなりの変動が生じることがある。さらに、加熱
プログラミング中に生じるカラムからのしみ出し、カラ
ムブリードの変動によって、検体のピークをマスクする
可能性のあるクロマトグラムのベースラインノイズ及び
／またはドリフトが増大する可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上から明らかなよう
に、本発明の目的は、分析サイクル間のダウン時間を最
小限に抑えて、迅速な試料分析の実施を可能にするガス
クロマトグラフを提供することにある。
に、本発明の目的は、分析サイクル間のダウン時間を最
小限に抑えて、迅速な試料分析の実施を可能にするガス
クロマトグラフを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の層また
はチャネルを有するガスクロマトグラフに関する。クロ
マトグラフには、一般に、分析すべき試料を受容する注
入口と、複数のクロマトグラフ層のそれぞれに配置され
ているカラムと、各カラムが注入口と流体を流通させ、
すなわち流体連通し、かつ注入口の下流に位置し、その
内側表面に固定相の被覆、コーティングが施されている
ことと、カラムの少なくとも１つと流体連通し、かつカ
ラムの下流に位置する検出器とが含まれている。好まし
い構成の場合、クロマトグラフには、カラムの上流のク
ロマトグラフ層のそれぞれに配置されているプリカラム
が含まれ、各プリカラムは、注入口と流体連通し、かつ
その内側表面に固定相の被覆が施されている。
はチャネルを有するガスクロマトグラフに関する。クロ
マトグラフには、一般に、分析すべき試料を受容する注
入口と、複数のクロマトグラフ層のそれぞれに配置され
ているカラムと、各カラムが注入口と流体を流通させ、
すなわち流体連通し、かつ注入口の下流に位置し、その
内側表面に固定相の被覆、コーティングが施されている
ことと、カラムの少なくとも１つと流体連通し、かつカ
ラムの下流に位置する検出器とが含まれている。好まし
い構成の場合、クロマトグラフには、カラムの上流のク
ロマトグラフ層のそれぞれに配置されているプリカラム
が含まれ、各プリカラムは、注入口と流体連通し、かつ
その内側表面に固定相の被覆が施されている。
【０００９】本発明の特徴及び利点は、添付の図面に関
連づけて、以下の明細書を読むことによって明らかにな
るであろう。本発明は以下の図面を参考にすることによ
って、一層理解することができる。本発明の原理を明確
に説明することに重点を置いているため、図中の構成要
素は必ずしも正しい縮尺で示されていない。
連づけて、以下の明細書を読むことによって明らかにな
るであろう。本発明は以下の図面を参考にすることによ
って、一層理解することができる。本発明の原理を明確
に説明することに重点を置いているため、図中の構成要
素は必ずしも正しい縮尺で示されていない。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、同様の参照番号がいくつか
の図を通じて対応する部分を示している図面をより詳細
に参照する。図１及び２には、本発明の第１のガスクロ
マトグラフ10が例示されている。当該技術の通常の技術
者には理解されるように、これらの図は、主として、ガ
スクロマトグラフ10のカラム構成を例示しており、従っ
て、必ずしも、システムの動作に必要とされる全ての構
成要素を例示するものではない。
の図を通じて対応する部分を示している図面をより詳細
に参照する。図１及び２には、本発明の第１のガスクロ
マトグラフ10が例示されている。当該技術の通常の技術
者には理解されるように、これらの図は、主として、ガ
スクロマトグラフ10のカラム構成を例示しており、従っ
て、必ずしも、システムの動作に必要とされる全ての構
成要素を例示するものではない。
【００１１】図１を参照すると、ガスクロマトグラフ10
には、一般に、注入口12、複数のプリカラム14、複数の
メインカラム16、複数の検出器18が含まれている。図１
に示されているように、種々のプリカラム14、メインカ
ラム16、検出器18が、異なる層またはチャネルに配置さ
れ、それによってガスクロマトグラフ10は、多層または
多チャネル構成を有する。一例として、３つのこうした
層を設けることが可能である。このような構成におい
て、クロマトグラフ10は、約25.4〜76.2mm（約１〜３イ
ンチ）の高さ、約101.6〜304.8mm（約４〜12インチ）の
長さ、約50.8〜152.4mm（約２〜６インチ）の幅（図
２）を有することが可能である。図１に例示されるよう
に、ガスクロマトグラフ10の各層は、一例として、ケイ
酸カルシウムから構成することができる種々の絶縁層20
から形成されている。図１に示す構成の場合、５つの絶
縁層20が設けられている。絶縁層の構成に関して望まし
いのは、Pabcoから入手可能な材料Super Firetemp Lで
ある。
には、一般に、注入口12、複数のプリカラム14、複数の
メインカラム16、複数の検出器18が含まれている。図１
に示されているように、種々のプリカラム14、メインカ
ラム16、検出器18が、異なる層またはチャネルに配置さ
れ、それによってガスクロマトグラフ10は、多層または
多チャネル構成を有する。一例として、３つのこうした
層を設けることが可能である。このような構成におい
て、クロマトグラフ10は、約25.4〜76.2mm（約１〜３イ
ンチ）の高さ、約101.6〜304.8mm（約４〜12インチ）の
長さ、約50.8〜152.4mm（約２〜６インチ）の幅（図
２）を有することが可能である。図１に例示されるよう
に、ガスクロマトグラフ10の各層は、一例として、ケイ
酸カルシウムから構成することができる種々の絶縁層20
から形成されている。図１に示す構成の場合、５つの絶
縁層20が設けられている。絶縁層の構成に関して望まし
いのは、Pabcoから入手可能な材料Super Firetemp Lで
ある。
【００１２】クロマトグラフ10の上部の２つの絶縁層20
間には、第１の熱源22が配置されている。さらに、第５
の絶縁層20に隣接して、第２の熱源24が配置されてい
る。この構成の場合、ガスクロマトグラフ10の種々の層
のそれぞれが、２つの熱源22と24の間に配置されてい
る。一例として、熱源22、24は、それぞれ、ステンレス
鋼のような金属材料から構成され、その表面上に厚膜ヒ
ータが設けられているヒートプレート、熱板から構成す
ることができる。適切な厚膜ヒータは、Watlow Industr
iesから入手可能である。以下の説明から理解されるよ
うに、熱源22及び熱源24は、ガスクロマトグラフ10の注
入口12、プリカラム14、メインカラム16、検出器18を加
熱する。すなわち、第１の熱源22及び第２の熱源24は、
クロマトグラフ層を横切って、クロマトグラフ層間で温
度勾配が生じるように、異なる温度でガスクロマトグラ
フ10を加熱する。こうした温度勾配に関して、ガスクロ
マトグラフ10の各層は等温線に位置しており、すなわち
ガスクロマトグラフ10の各層は各層毎に同じ温度に加熱
され、従って、熱平衡に達すると、各層は互いに異なる
温度になる。
間には、第１の熱源22が配置されている。さらに、第５
の絶縁層20に隣接して、第２の熱源24が配置されてい
る。この構成の場合、ガスクロマトグラフ10の種々の層
のそれぞれが、２つの熱源22と24の間に配置されてい
る。一例として、熱源22、24は、それぞれ、ステンレス
鋼のような金属材料から構成され、その表面上に厚膜ヒ
ータが設けられているヒートプレート、熱板から構成す
ることができる。適切な厚膜ヒータは、Watlow Industr
iesから入手可能である。以下の説明から理解されるよ
うに、熱源22及び熱源24は、ガスクロマトグラフ10の注
入口12、プリカラム14、メインカラム16、検出器18を加
熱する。すなわち、第１の熱源22及び第２の熱源24は、
クロマトグラフ層を横切って、クロマトグラフ層間で温
度勾配が生じるように、異なる温度でガスクロマトグラ
フ10を加熱する。こうした温度勾配に関して、ガスクロ
マトグラフ10の各層は等温線に位置しており、すなわち
ガスクロマトグラフ10の各層は各層毎に同じ温度に加熱
され、従って、熱平衡に達すると、各層は互いに異なる
温度になる。
【００１３】一般に、注入口12は、従来の設計のスプリ
ット／スプリットレス注入口（split/splitless inle
t）として形成されている。注入口12には、分析すべき
試料をクロマトグラフ10に注入できるようにする隔壁、
セプタム26が含まれている。さらに図１に例示されてい
るように、通常、注入口12と、注入口供給ライン28及び
第１の注入口ベント30及び第２の注入口ベント32との間
で流体が流通する。注入口12と、注入口供給ライン28及
び第１の注入口ベント30及び第２の注入口ベント32は流
体連通している。後述するように、注入口供給ライン28
は、キャリヤガスを注入口12に供給する。通常、第１の
注入口ベント30は、注入口12のセプタム26に接続され、
一方、第２の注入口32は、注入口12の本体に接続されて
いる。もちろん、所望であれば、代替的な注入口または
他の試料導入手段を利用することも可能である。
ット／スプリットレス注入口（split/splitless inle
t）として形成されている。注入口12には、分析すべき
試料をクロマトグラフ10に注入できるようにする隔壁、
セプタム26が含まれている。さらに図１に例示されてい
るように、通常、注入口12と、注入口供給ライン28及び
第１の注入口ベント30及び第２の注入口ベント32との間
で流体が流通する。注入口12と、注入口供給ライン28及
び第１の注入口ベント30及び第２の注入口ベント32は流
体連通している。後述するように、注入口供給ライン28
は、キャリヤガスを注入口12に供給する。通常、第１の
注入口ベント30は、注入口12のセプタム26に接続され、
一方、第２の注入口32は、注入口12の本体に接続されて
いる。もちろん、所望であれば、代替的な注入口または
他の試料導入手段を利用することも可能である。
【００１４】注入口12とプリカラム14の間に、スプリッ
タ34が配置されている。図１に示されるように、スプリ
ッタ34は、スプリッタ供給ライン35を介して注入口12と
流体連通している。使用時、スプリッタ34は、注入口12
からキャリヤガスを受容し、ガス流を、通常は等しい、
３つのキャリヤガス流に分割する。各クロマトグラフレ
ベルまたはチャネルは、同じ量のキャリヤガス流を受容
することが望ましい。異なる温度及びこれらの異なる温
度によるキャリヤガスの粘性変化のため、カラムの寸法
を変更して、カラムのそれぞれに対して等しい流量を保
証することができる。結果生じるガス流のそれぞれが、
第１のプリカラム42、第２のプリカラム44、第３のプリ
カラム46にそれぞれガスを供給する第１のプリカラム供
給ライン36、第２のプリカラム供給ライン38、第３のプ
リカラム供給ライン40に供給される。各プリカラム14に
は、その内側表面を被覆する固定相を有する細く長い管
が含まれている。図２を参照すると、プリカラム14は、
毛管タイプのカラムまたは充填タイプのカラムが含まれ
るが、複数回にわたって円形に巻かれたコイル48をなす
ように構成することが望ましい。プリカラムコイル48
は、コイル全体にわたって温度が等しくなるように、随
意的に、金属製外皮（図示せず）内に収容することがで
きる。一例として、毛管タイプのカラムのコイル48は、
直径を約76.2mm（約３インチ）、巻き数を約１〜30とす
ることが可能である。さらに別の例として、プリカラム
14は、内径を約50〜530μmとすることができる。充填タ
イプのカラムに関して、プリカラム14は、内径を約２〜
３mmとすることができる。
タ34が配置されている。図１に示されるように、スプリ
ッタ34は、スプリッタ供給ライン35を介して注入口12と
流体連通している。使用時、スプリッタ34は、注入口12
からキャリヤガスを受容し、ガス流を、通常は等しい、
３つのキャリヤガス流に分割する。各クロマトグラフレ
ベルまたはチャネルは、同じ量のキャリヤガス流を受容
することが望ましい。異なる温度及びこれらの異なる温
度によるキャリヤガスの粘性変化のため、カラムの寸法
を変更して、カラムのそれぞれに対して等しい流量を保
証することができる。結果生じるガス流のそれぞれが、
第１のプリカラム42、第２のプリカラム44、第３のプリ
カラム46にそれぞれガスを供給する第１のプリカラム供
給ライン36、第２のプリカラム供給ライン38、第３のプ
リカラム供給ライン40に供給される。各プリカラム14に
は、その内側表面を被覆する固定相を有する細く長い管
が含まれている。図２を参照すると、プリカラム14は、
毛管タイプのカラムまたは充填タイプのカラムが含まれ
るが、複数回にわたって円形に巻かれたコイル48をなす
ように構成することが望ましい。プリカラムコイル48
は、コイル全体にわたって温度が等しくなるように、随
意的に、金属製外皮（図示せず）内に収容することがで
きる。一例として、毛管タイプのカラムのコイル48は、
直径を約76.2mm（約３インチ）、巻き数を約１〜30とす
ることが可能である。さらに別の例として、プリカラム
14は、内径を約50〜530μmとすることができる。充填タ
イプのカラムに関して、プリカラム14は、内径を約２〜
３mmとすることができる。
【００１５】プリカラム14の下流には、メインカラム16
がある。図１に示されるように、ガスクロマトグラフ10
には、第１のメインカラム50、第２のメインカラム52、
第３のメインカラム54を含むことができる。プリカラム
14と同様に、メインカラム16には、固定相材料によって
カラム内側表面に被覆が施されている。それぞれのプリ
カラム14は、第１の供給ライン56、第２の供給ライン5
8、第３の供給ライン60によって、それぞれ対応するメ
インカラム16と、すなわち第１のメインカラム50、第２
のメインカラム52、第３のメインカラム54と接続されて
いる。従って、使用時、キャリヤガスは、プリカラム14
のそれぞれを介して、カラム供給ライン56〜60のそれぞ
れを通り、それぞれのメインカラム16に流入する。図２
を参照すると、メインカラム16のそれぞれは、通常、複
数回にわたって円形に巻かれているコイル62をなすよう
に構成されている毛管タイプまたは充填タイプのカラム
としても構成される。プリカラムコイル48と同様、メイ
ンカラムコイル62は、コイル全体にわたって温度が等し
くなるように、所望であれば、薄い金属製外皮（図示せ
ず）内に収容することができる。一例として、毛管タイ
プのカラムの場合、コイル62のそれぞれは、直径が約7
6.2mm（約３インチ）であり、巻き数は約４〜120とする
ことができる。さらに別の例として、各メインカラム16
は、内径を約50〜530μmとすることができる。充填タイ
プのカラムの場合、各カラム16の内径は、約２〜３ｍｍ
とすることができる。
がある。図１に示されるように、ガスクロマトグラフ10
には、第１のメインカラム50、第２のメインカラム52、
第３のメインカラム54を含むことができる。プリカラム
14と同様に、メインカラム16には、固定相材料によって
カラム内側表面に被覆が施されている。それぞれのプリ
カラム14は、第１の供給ライン56、第２の供給ライン5
8、第３の供給ライン60によって、それぞれ対応するメ
インカラム16と、すなわち第１のメインカラム50、第２
のメインカラム52、第３のメインカラム54と接続されて
いる。従って、使用時、キャリヤガスは、プリカラム14
のそれぞれを介して、カラム供給ライン56〜60のそれぞ
れを通り、それぞれのメインカラム16に流入する。図２
を参照すると、メインカラム16のそれぞれは、通常、複
数回にわたって円形に巻かれているコイル62をなすよう
に構成されている毛管タイプまたは充填タイプのカラム
としても構成される。プリカラムコイル48と同様、メイ
ンカラムコイル62は、コイル全体にわたって温度が等し
くなるように、所望であれば、薄い金属製外皮（図示せ
ず）内に収容することができる。一例として、毛管タイ
プのカラムの場合、コイル62のそれぞれは、直径が約7
6.2mm（約３インチ）であり、巻き数は約４〜120とする
ことができる。さらに別の例として、各メインカラム16
は、内径を約50〜530μmとすることができる。充填タイ
プのカラムの場合、各カラム16の内径は、約２〜３ｍｍ
とすることができる。
【００１６】キャリヤガス（及び、適用できるならば、
試料ガス）は、メインカラム16から流出した後、それぞ
れガスを第１の検出器70、第２の検出器72、第３の検出
器74に搬送する第１の検出器供給ライン64、第２の検出
器供給ライン66、第３の検出器供給ライン68に流入す
る。種々の試料検体が識別され、所望の場合に、定量化
されるのは、これらの検出器18のそれぞれにおいてであ
る。キャリヤガスは、検出器18を介して流れ、それぞ
れ、第１の検出器ベント76、第２の検出器ベント78、第
３の検出器ベント80を備えた検出器から排気される。
試料ガス）は、メインカラム16から流出した後、それぞ
れガスを第１の検出器70、第２の検出器72、第３の検出
器74に搬送する第１の検出器供給ライン64、第２の検出
器供給ライン66、第３の検出器供給ライン68に流入す
る。種々の試料検体が識別され、所望の場合に、定量化
されるのは、これらの検出器18のそれぞれにおいてであ
る。キャリヤガスは、検出器18を介して流れ、それぞ
れ、第１の検出器ベント76、第２の検出器ベント78、第
３の検出器ベント80を備えた検出器から排気される。
【００１７】さらに、図１を参照すると、ガスクロマト
グラフ10には、通常、第１のパージライン82、第２のパ
ージライン84、第３のパージライン86が含まれている。
図１に示されるように、第１のパージライン82、第２の
パージライン84、第３のパージライン86は、それぞれ、
第１のカラム供給ライン56、第２のカラム供給ライン5
8、第３のカラム供給ライン60と流体連通している。さ
らに詳細に後述するように、これらのパージライン82〜
86は、試料ガスがメインカラム16に供給された後、プリ
カラム14、スプリッタ34、注入口12を洗浄するために利
用される。
グラフ10には、通常、第１のパージライン82、第２のパ
ージライン84、第３のパージライン86が含まれている。
図１に示されるように、第１のパージライン82、第２の
パージライン84、第３のパージライン86は、それぞれ、
第１のカラム供給ライン56、第２のカラム供給ライン5
8、第３のカラム供給ライン60と流体連通している。さ
らに詳細に後述するように、これらのパージライン82〜
86は、試料ガスがメインカラム16に供給された後、プリ
カラム14、スプリッタ34、注入口12を洗浄するために利
用される。
【００１８】図３及び４には、ガスクロマトグラフ10で
利用される空気圧システム88が図解されている。これら
の図には、特定の経路指定構成が描かれているが、この
経路指定案に対する修正は、当該技術の通常の技術者の
技能範囲内に含まれることが理解されなければならな
い。まず、メインカラム充填モードを図解する図３を参
照すると、空気圧システム88には、第１の分岐ライン92
を介して注入口供給ライン28と流体連通しているシステ
ム供給ライン90が含まれている。システム供給ライン90
は、第２の分岐ライン94及び第３の分岐ライン96とも流
体連通している。さらに、空気圧システム88には、第３
の分岐ラインと流体連通しているパージ供給ライン98も
含まれている。パージ供給ライン98は、パージライン82
〜86のそれぞれとも流体連通している。さらに図３に
は、センサライン102と流体連通している圧力センサ100
も図解されている。センサライン102は、第１のパージ
ライン82と流体連通しており、従って、第１のカラム供
給ライン56とも流体連通している。
利用される空気圧システム88が図解されている。これら
の図には、特定の経路指定構成が描かれているが、この
経路指定案に対する修正は、当該技術の通常の技術者の
技能範囲内に含まれることが理解されなければならな
い。まず、メインカラム充填モードを図解する図３を参
照すると、空気圧システム88には、第１の分岐ライン92
を介して注入口供給ライン28と流体連通しているシステ
ム供給ライン90が含まれている。システム供給ライン90
は、第２の分岐ライン94及び第３の分岐ライン96とも流
体連通している。さらに、空気圧システム88には、第３
の分岐ラインと流体連通しているパージ供給ライン98も
含まれている。パージ供給ライン98は、パージライン82
〜86のそれぞれとも流体連通している。さらに図３に
は、センサライン102と流体連通している圧力センサ100
も図解されている。センサライン102は、第１のパージ
ライン82と流体連通しており、従って、第１のカラム供
給ライン56とも流体連通している。
【００１９】さらに図３を参照すると、第１の分岐ライ
ン92と注入口供給ライン28の間には、注入口供給ライン
28に対してキャリヤガスの流入を可能にしたり又は妨げ
たりすることが可能な弁104が配置されている。一例と
して、弁104には、キャリヤガスを注入口供給ライン28
にまたはパージ供給ライン98に流せるようにする二方弁
が含まれる。第１の分岐ライン92に沿った弁104の上流
には、流量コントローラ106が配置されている。同様
に、第２の分岐ライン94及び第３の分岐ライン96に沿っ
て、それぞれ流量コントローラ108及び110を配置するこ
とができる。一般に、各流量コントローラ106〜110に
は、圧力センサ及び弁が含まれている。従って、流量コ
ントローラ106〜110は、それぞれの分岐ライン92〜96を
流れるガス流の圧力を検知し、検知した圧力に応答し
て、流量を調整することが可能である。
ン92と注入口供給ライン28の間には、注入口供給ライン
28に対してキャリヤガスの流入を可能にしたり又は妨げ
たりすることが可能な弁104が配置されている。一例と
して、弁104には、キャリヤガスを注入口供給ライン28
にまたはパージ供給ライン98に流せるようにする二方弁
が含まれる。第１の分岐ライン92に沿った弁104の上流
には、流量コントローラ106が配置されている。同様
に、第２の分岐ライン94及び第３の分岐ライン96に沿っ
て、それぞれ流量コントローラ108及び110を配置するこ
とができる。一般に、各流量コントローラ106〜110に
は、圧力センサ及び弁が含まれている。従って、流量コ
ントローラ106〜110は、それぞれの分岐ライン92〜96を
流れるガス流の圧力を検知し、検知した圧力に応答し
て、流量を調整することが可能である。
【００２０】空気圧システム88には、前述の弁及び流量
コントローラ以外に、一般に、第２の注入口ベント32に
沿って配置されている弁112がさらに含まれている。図
３に点線で示されるように、弁112は、圧力センサ100に
関連して制御される。望ましい構成の場合、制御システ
ム（図示せず）は、圧力センサ100によって検知された
圧力をモニタし、弁112を調整して、プリカラム14及び
メインカラム16内の圧力を制御する。空気圧システム88
には、弁112以外に、一般に、パージライン82〜86に沿
ってそれぞれ配置されている第１の流量制限器、すなわ
ち第１の流量リストリクタ114、第２の流量リストリク
タ116、第３の流量リストリクタ118がさらに含まれてい
る。後述するように、流量リストリクタ114〜118は、パ
ージライン82〜86を介するキャリヤガスの流量を制限す
るために利用される。
コントローラ以外に、一般に、第２の注入口ベント32に
沿って配置されている弁112がさらに含まれている。図
３に点線で示されるように、弁112は、圧力センサ100に
関連して制御される。望ましい構成の場合、制御システ
ム（図示せず）は、圧力センサ100によって検知された
圧力をモニタし、弁112を調整して、プリカラム14及び
メインカラム16内の圧力を制御する。空気圧システム88
には、弁112以外に、一般に、パージライン82〜86に沿
ってそれぞれ配置されている第１の流量制限器、すなわ
ち第１の流量リストリクタ114、第２の流量リストリク
タ116、第３の流量リストリクタ118がさらに含まれてい
る。後述するように、流量リストリクタ114〜118は、パ
ージライン82〜86を介するキャリヤガスの流量を制限す
るために利用される。
【００２１】以上で、第１のガスクロマトグラフ10の主
要な構成要素に関する説明を終え、次に、クロマトグラ
フ10の動作について議論する。まず、図１を参照する
と、システムは、熱源22及び24を所望の温度に到達させ
ることによって起動される。望ましい構成の場合、第１
の熱源22は、例えば350℃といった相対的に高い温度ま
で加熱され、第２の熱源24は、例えば50℃といった相対
的に低い温度まで加熱される。熱は、これらの熱源22、
24からガスクロマトグラフ10のそれぞれの層を介して伝
達され、これによって第１の熱源22から第２の熱源24ま
でガスクロマトグラフを横切って温度勾配が形成される
ことになる。一例として、第１の層すなわち上部層を約
300℃の温度に設定し、第２の層すなわち中間層を約200
℃の温度に設定し、第３の層すなわち底部層を約100℃
の温度に設定することができる。
要な構成要素に関する説明を終え、次に、クロマトグラ
フ10の動作について議論する。まず、図１を参照する
と、システムは、熱源22及び24を所望の温度に到達させ
ることによって起動される。望ましい構成の場合、第１
の熱源22は、例えば350℃といった相対的に高い温度ま
で加熱され、第２の熱源24は、例えば50℃といった相対
的に低い温度まで加熱される。熱は、これらの熱源22、
24からガスクロマトグラフ10のそれぞれの層を介して伝
達され、これによって第１の熱源22から第２の熱源24ま
でガスクロマトグラフを横切って温度勾配が形成される
ことになる。一例として、第１の層すなわち上部層を約
300℃の温度に設定し、第２の層すなわち中間層を約200
℃の温度に設定し、第３の層すなわち底部層を約100℃
の温度に設定することができる。
【００２２】ガスクロマトグラフ10が平衡に達し、所望
の熱勾配が得られると、クロマトグラフ10を使用して、
試料物質の分析を行うことが可能になる。通常、物質の
少量の試料が注入口セプタム26を介して注入口12に注入
される。一例として、試料は液体の形態で、体積を約0.
1〜10マイクロリットルとすることが可能である。注入
口が第１の熱源22に近接しているため、試料が注入口12
に流入すると、蒸発して、ガスになる。当該技術におい
て公知であるように、注入口供給ライン28に供給される
キャリヤガスは、ガス状となった試料、すなわち試料ガ
スを搬送して、クロマトグラフ10に通す。一例として、
キャリヤガスには、ヘリウムのような実質上不活性なガ
スが含まれる。このキャリヤガスを、約0.07〜3.5kg/cm
2（約１〜50ポンド／平方インチ（psi））の上部圧力、
出口圧力で注入口12に供給することが可能である。カラ
ムの試料容量が制限されているため、注入口12に注入さ
れる試料の一部は、第２の注入口ベント32を介して、ク
ロマトグラフ10から排気される。
の熱勾配が得られると、クロマトグラフ10を使用して、
試料物質の分析を行うことが可能になる。通常、物質の
少量の試料が注入口セプタム26を介して注入口12に注入
される。一例として、試料は液体の形態で、体積を約0.
1〜10マイクロリットルとすることが可能である。注入
口が第１の熱源22に近接しているため、試料が注入口12
に流入すると、蒸発して、ガスになる。当該技術におい
て公知であるように、注入口供給ライン28に供給される
キャリヤガスは、ガス状となった試料、すなわち試料ガ
スを搬送して、クロマトグラフ10に通す。一例として、
キャリヤガスには、ヘリウムのような実質上不活性なガ
スが含まれる。このキャリヤガスを、約0.07〜3.5kg/cm
2（約１〜50ポンド／平方インチ（psi））の上部圧力、
出口圧力で注入口12に供給することが可能である。カラ
ムの試料容量が制限されているため、注入口12に注入さ
れる試料の一部は、第２の注入口ベント32を介して、ク
ロマトグラフ10から排気される。
【００２３】試料ガスは、キャリヤガスによって注入口
12からスプリッタ34に搬送され、このガス流は、通常は
等しい３つの流れに分割され、この３つの流れはプリカ
ラム供給ライン36〜40に沿って供給される。一般に、ス
プリッタ34に供給されるガス流は、流量コントローラ10
6と弁112の組み合わせによって制御される。上述のよう
に、第１の層（すなわち、第１のプリカラム42及び第１
のメインカラム50）内における圧力は、圧力センサ100
によってモニタされる。従って、第１の層内の圧力及
び、従って他の残りの層内の圧力が、所望の圧力でなけ
れば、第２の注入口ベント32を通るガス流を制御して、
圧力が高すぎる場合には、クロマトグラフ10からより多
くのガスを排気し、圧力が低すぎる場合には、第２の注
入口ベント32を介して排気されるガスを少なくすること
が可能である。明らかに、各層またはチャネルにおける
圧力は、単一チャネルで制御される。このような構成の
場合、制御チャネルは、マスタチャネルであり、他のチ
ャネルは、スレーブチャネルである。この構成は望まし
いが、所望であれば、各チャネルを独立して制御するこ
とも可能であることが理解される。
12からスプリッタ34に搬送され、このガス流は、通常は
等しい３つの流れに分割され、この３つの流れはプリカ
ラム供給ライン36〜40に沿って供給される。一般に、ス
プリッタ34に供給されるガス流は、流量コントローラ10
6と弁112の組み合わせによって制御される。上述のよう
に、第１の層（すなわち、第１のプリカラム42及び第１
のメインカラム50）内における圧力は、圧力センサ100
によってモニタされる。従って、第１の層内の圧力及
び、従って他の残りの層内の圧力が、所望の圧力でなけ
れば、第２の注入口ベント32を通るガス流を制御して、
圧力が高すぎる場合には、クロマトグラフ10からより多
くのガスを排気し、圧力が低すぎる場合には、第２の注
入口ベント32を介して排気されるガスを少なくすること
が可能である。明らかに、各層またはチャネルにおける
圧力は、単一チャネルで制御される。このような構成の
場合、制御チャネルは、マスタチャネルであり、他のチ
ャネルは、スレーブチャネルである。この構成は望まし
いが、所望であれば、各チャネルを独立して制御するこ
とも可能であることが理解される。
【００２４】ガス流がスプリッタ34によって分割された
後、ガスはプリカラム14に流入する。プリカラム14に達
すると、試料ガスの一部は、プリカラムの内側表面に配
置されている固定相によってトラップ、捕獲される。試
料ガスの残りの部分は、カラム供給ライン56〜60を介し
てメインカラム16に供給され、これらのカラムの内側表
面に配置されている固定相によって捕獲される。キャリ
ヤガス及びカラム16の固定相から流出した検体は、さら
に、検出器供給ライン64〜68を介して検出器18に流れ
る。後述するように、検出器18は、種々の検体の存在
を、それらが検出器に到達した時に検出する。検出器18
からのキャリヤガスは、検出器ベント76〜80を介してガ
スクロマトグラフ10から排気される。
後、ガスはプリカラム14に流入する。プリカラム14に達
すると、試料ガスの一部は、プリカラムの内側表面に配
置されている固定相によってトラップ、捕獲される。試
料ガスの残りの部分は、カラム供給ライン56〜60を介し
てメインカラム16に供給され、これらのカラムの内側表
面に配置されている固定相によって捕獲される。キャリ
ヤガス及びカラム16の固定相から流出した検体は、さら
に、検出器供給ライン64〜68を介して検出器18に流れ
る。後述するように、検出器18は、種々の検体の存在
を、それらが検出器に到達した時に検出する。検出器18
からのキャリヤガスは、検出器ベント76〜80を介してガ
スクロマトグラフ10から排気される。
【００２５】図３を参照する。システム供給ライン90に
よって供給されるキャリヤガスの一部が、第２の分岐ラ
イン94及び第３の分岐ライン96に分流される。第２の分
岐ライン94では、流量コントローラ108を利用して、こ
のラインに沿って搬送されるキャリヤガスの量が制御さ
れる。第２の分岐ラインの流量は、通常、一定であり、
これによって第１の分岐ライン92から注入口供給ライン
28へのキャリヤガスの流れが止まっても、なおかつ、比
較的わずかな量のキャリヤガスが、注入口供給ライン28
を介して注入口12に流入している。この流入によって、
注入口セプタム26の汚染が阻止される。第３の分岐ライ
ン96に関して、同様に、キャリヤガスが、絶えず流量コ
ントローラ110を介して流れるので、これによって第１
の分岐ライン92からパージ供給ライン98へのキャリヤガ
スの供給が完全に終了しても、パージライン82〜86のそ
れぞれに、比較的少量のキャリヤガス流がもたらされ
る。このガス流によって、試料検体によるパージライン
82〜86の汚染が防止される。
よって供給されるキャリヤガスの一部が、第２の分岐ラ
イン94及び第３の分岐ライン96に分流される。第２の分
岐ライン94では、流量コントローラ108を利用して、こ
のラインに沿って搬送されるキャリヤガスの量が制御さ
れる。第２の分岐ラインの流量は、通常、一定であり、
これによって第１の分岐ライン92から注入口供給ライン
28へのキャリヤガスの流れが止まっても、なおかつ、比
較的わずかな量のキャリヤガスが、注入口供給ライン28
を介して注入口12に流入している。この流入によって、
注入口セプタム26の汚染が阻止される。第３の分岐ライ
ン96に関して、同様に、キャリヤガスが、絶えず流量コ
ントローラ110を介して流れるので、これによって第１
の分岐ライン92からパージ供給ライン98へのキャリヤガ
スの供給が完全に終了しても、パージライン82〜86のそ
れぞれに、比較的少量のキャリヤガス流がもたらされ
る。このガス流によって、試料検体によるパージライン
82〜86の汚染が防止される。
【００２６】試料ガスがメインカラム16に達すると、プ
リカラム14を介するキャリヤガスの流れが逆転し、これ
によってガスクロマトグラフ10の第１の半分が、図３に
示されるものと逆の働きをする。通常、試料ガスはメイ
ンカラム16に瞬時に到達するので、この逆流が生じるの
は、ほんの数秒後である。図４には、この逆流する状態
が図解されている。すなわち、この図は空気圧システム
88の待機モード、スタンバイモードを図解している。図
４に示されるように、キャリヤガスの流れは、弁104を
トグル、切り換えることによって逆転され、これによっ
て第１の分岐ライン92によって供給されるキャリヤガス
が、注入口供給ライン28からパージ供給ライン98に転換
される。従って、注入口12に対する比較的大量のキャリ
ヤガスの供給が終了し、代わりに、パージ供給ライン98
にもたらされる。キャリヤガスは、このパージ供給ライ
ン98を介して、パージライン82〜86のそれぞれに達す
る。図４に示されるように、ガス流は、パージライン82
〜86のそれぞれに沿って設けられている流量リストリク
タ114〜118によって制限される。流量リストリクタ114
〜118によって、それぞれのパージライン82〜86相互間
での空気圧のクロストーク、漏れが防止される。
リカラム14を介するキャリヤガスの流れが逆転し、これ
によってガスクロマトグラフ10の第１の半分が、図３に
示されるものと逆の働きをする。通常、試料ガスはメイ
ンカラム16に瞬時に到達するので、この逆流が生じるの
は、ほんの数秒後である。図４には、この逆流する状態
が図解されている。すなわち、この図は空気圧システム
88の待機モード、スタンバイモードを図解している。図
４に示されるように、キャリヤガスの流れは、弁104を
トグル、切り換えることによって逆転され、これによっ
て第１の分岐ライン92によって供給されるキャリヤガス
が、注入口供給ライン28からパージ供給ライン98に転換
される。従って、注入口12に対する比較的大量のキャリ
ヤガスの供給が終了し、代わりに、パージ供給ライン98
にもたらされる。キャリヤガスは、このパージ供給ライ
ン98を介して、パージライン82〜86のそれぞれに達す
る。図４に示されるように、ガス流は、パージライン82
〜86のそれぞれに沿って設けられている流量リストリク
タ114〜118によって制限される。流量リストリクタ114
〜118によって、それぞれのパージライン82〜86相互間
での空気圧のクロストーク、漏れが防止される。
【００２７】代替的な構成（図示せず）の場合、空気圧
システムを単純化し、注入口供給ライン28及びパージ供
給ライン98にシステム供給ライン90を直接接続すること
ができる。このような構成では、注入口供給ライン28及
びパージ供給ライン98のそれぞれは、ラインを通る流量
を制御するため、それ自体の流量コントローラを含むこ
とが可能である。当技術分野の通常の技術者には、この
構成は、分岐ライン92、94、96を不要とするが、それに
もかかわらず、図３に示されるシステム88と同じ機能性
をもたらすので、空気圧システムを単純化するというこ
とが明らかである。
システムを単純化し、注入口供給ライン28及びパージ供
給ライン98にシステム供給ライン90を直接接続すること
ができる。このような構成では、注入口供給ライン28及
びパージ供給ライン98のそれぞれは、ラインを通る流量
を制御するため、それ自体の流量コントローラを含むこ
とが可能である。当技術分野の通常の技術者には、この
構成は、分岐ライン92、94、96を不要とするが、それに
もかかわらず、図３に示されるシステム88と同じ機能性
をもたらすので、空気圧システムを単純化するというこ
とが明らかである。
【００２８】流量リストリクタ114〜118を通過した後、
キャリヤガスは、カラム供給ライン56〜60のそれぞれに
向かう。図４から明らかなように、クロマトグラフ10の
空気圧システム88は、パージライン82〜86からもたらさ
れるガス流を分割して、各クロマトグラフレベルまたは
チャネルに供給される流量のほぼ半分が、プリカラム14
を通り、残りの半分が、メインカラム16を流れるよう
に、平衡がとられる。このように動作することによっ
て、メインカラム16を介するガス流は、図３に図解され
る第１のモードから図４に図解される第２のモードへ切
り替わる際に、中断されない。
キャリヤガスは、カラム供給ライン56〜60のそれぞれに
向かう。図４から明らかなように、クロマトグラフ10の
空気圧システム88は、パージライン82〜86からもたらさ
れるガス流を分割して、各クロマトグラフレベルまたは
チャネルに供給される流量のほぼ半分が、プリカラム14
を通り、残りの半分が、メインカラム16を流れるよう
に、平衡がとられる。このように動作することによっ
て、メインカラム16を介するガス流は、図３に図解され
る第１のモードから図４に図解される第２のモードへ切
り替わる際に、中断されない。
【００２９】さらに図４において確認されるように、キ
ャリヤガスの半分は、プリカラム14を通過し、プリカラ
ム供給ライン36〜40を逆流して、スプリッタ34に向か
う。キャリヤガスは、スプリッタ34から注入口12に供給
される。一旦そこに達すると、キャリヤガスはクロマト
グラフ10から排気される。すなわち、第２の注入口ベン
ト32を利用して、注入口の本体から検体が除去される。
同様に、セプタム26の汚染を阻止するため、第２の分岐
ライン94によって供給されるガス流が、第１のベントラ
イン30を介してセプタムをパージする。キャリアガスの
残りの半分は、前進流として、メインカラム16を通過す
る。
ャリヤガスの半分は、プリカラム14を通過し、プリカラ
ム供給ライン36〜40を逆流して、スプリッタ34に向か
う。キャリヤガスは、スプリッタ34から注入口12に供給
される。一旦そこに達すると、キャリヤガスはクロマト
グラフ10から排気される。すなわち、第２の注入口ベン
ト32を利用して、注入口の本体から検体が除去される。
同様に、セプタム26の汚染を阻止するため、第２の分岐
ライン94によって供給されるガス流が、第１のベントラ
イン30を介してセプタムをパージする。キャリアガスの
残りの半分は、前進流として、メインカラム16を通過す
る。
【００３０】以上から明らかなように、キャリヤガスの
逆流によって、ガスクロマトグラフ10の第１の半分から
試料検体が除去される。しかしながら、当該技術におい
て公知であるように、より重い試料検体は、プリカラム
14の内側表面に配置されている固定相によって保持され
る。これらの検体は、時間とともに固定相から流出する
が、この所要時間は、プリカラムを維持する温度によっ
て変化する。例えば、比較的高温に維持される第１のプ
リカラム42では、試料の比較的軽い検体は、急速に固定
相から流出し、従って、スタンバイ動作中に、ガスクロ
マトグラフ10から比較的急速に除去される（以前に除去
済みでなければ）。しかしながら、より重い検体は、よ
り長い時間期間にわたってプリカラム42に保持される。
従って、キャリヤガスが第３のプリカラム46を介して逆
流しても、かなり時間が経過するまで、必ずしも、より
重い検体がプリカラム14から除去されるわけではない。
よって、複数の試料分析を連続して実施する場合、プリ
カラム44及び46のようなより低い温度のプリカラムに、
これらのより重い検体が蓄積することがある。しかしな
がら、ガスクロマトグラフ10は、その使用中の大部分の
時間をスタンバイモードで動作するので、検体が空気圧
システムによって絶えず戻され、これらの検体はメイン
カラム16に到達せず、最終的には、クロマトグラフから
除去される。
逆流によって、ガスクロマトグラフ10の第１の半分から
試料検体が除去される。しかしながら、当該技術におい
て公知であるように、より重い試料検体は、プリカラム
14の内側表面に配置されている固定相によって保持され
る。これらの検体は、時間とともに固定相から流出する
が、この所要時間は、プリカラムを維持する温度によっ
て変化する。例えば、比較的高温に維持される第１のプ
リカラム42では、試料の比較的軽い検体は、急速に固定
相から流出し、従って、スタンバイ動作中に、ガスクロ
マトグラフ10から比較的急速に除去される（以前に除去
済みでなければ）。しかしながら、より重い検体は、よ
り長い時間期間にわたってプリカラム42に保持される。
従って、キャリヤガスが第３のプリカラム46を介して逆
流しても、かなり時間が経過するまで、必ずしも、より
重い検体がプリカラム14から除去されるわけではない。
よって、複数の試料分析を連続して実施する場合、プリ
カラム44及び46のようなより低い温度のプリカラムに、
これらのより重い検体が蓄積することがある。しかしな
がら、ガスクロマトグラフ10は、その使用中の大部分の
時間をスタンバイモードで動作するので、検体が空気圧
システムによって絶えず戻され、これらの検体はメイン
カラム16に到達せず、最終的には、クロマトグラフから
除去される。
【００３１】メインカラム16において、検体は、いくつ
かのクロマトグラフ層でそれぞれ異なる温度に曝され
る。当該技術において公知であるように、異なる温度に
曝されることによって、検体が固定層から流出し、それ
によってキャリヤガスによって検出器18まで搬送され
る。上述の例において、第１のメインカラム50がおおよ
そ300℃で、第２のメインカラム52がおおよそ200℃で、
第３のメインカラム54がおおよそ100℃である場合、比
較的軽い検体は、第１のメインカラム50及び第２のメイ
ンカラム52が高温であるため、これらのカラムを素早く
通過する。従って、第１の検出器70及び第２の検出器72
は、通常、即座にこれらの比較的軽い検体を検出する。
かのクロマトグラフ層でそれぞれ異なる温度に曝され
る。当該技術において公知であるように、異なる温度に
曝されることによって、検体が固定層から流出し、それ
によってキャリヤガスによって検出器18まで搬送され
る。上述の例において、第１のメインカラム50がおおよ
そ300℃で、第２のメインカラム52がおおよそ200℃で、
第３のメインカラム54がおおよそ100℃である場合、比
較的軽い検体は、第１のメインカラム50及び第２のメイ
ンカラム52が高温であるため、これらのカラムを素早く
通過する。従って、第１の検出器70及び第２の検出器72
は、通常、即座にこれらの比較的軽い検体を検出する。
【００３２】図５には、それぞれの検出器70〜74のそれ
ぞれのクロマトグラムが図解されている。これらのクロ
マトグラムは、第１の検出器70、第２の検出器72、第３
の検出器74にそれぞれ関連した、第１のチャネル120、
第２のチャネル122、第３のチャネル124としてそれぞれ
表される。図５に示されるように、第１のチャネル120
及び第２のチャネル122には、クロマトグラムの初期に
おいて検出される比較的軽い検体を表す複数のピークが
含まれている。これらのクロマトグラムから確認される
ように、これらの比較的軽い検体を表すピークは１つに
まとまり、従って、汎用検出器によって検出するのに十
分なほど分離していない。しかしながら、それぞれのク
ロマトグラフ層間における温度勾配のため、これらの軽
い検体は、より低い温度のクロマトグラフ層において、
適切に分離され、従って検出される。例えば、第３のチ
ャネル124には、良好に分離された、これらの比較的軽
い検体のそれぞれが含まれる。図５に示される例の場
合、第３の検出器74によって検出される検体には、Ｃ
８、Ｃ９、Ｃ10、Ｃ12、Ｃ14が含まれる。
ぞれのクロマトグラムが図解されている。これらのクロ
マトグラムは、第１の検出器70、第２の検出器72、第３
の検出器74にそれぞれ関連した、第１のチャネル120、
第２のチャネル122、第３のチャネル124としてそれぞれ
表される。図５に示されるように、第１のチャネル120
及び第２のチャネル122には、クロマトグラムの初期に
おいて検出される比較的軽い検体を表す複数のピークが
含まれている。これらのクロマトグラムから確認される
ように、これらの比較的軽い検体を表すピークは１つに
まとまり、従って、汎用検出器によって検出するのに十
分なほど分離していない。しかしながら、それぞれのク
ロマトグラフ層間における温度勾配のため、これらの軽
い検体は、より低い温度のクロマトグラフ層において、
適切に分離され、従って検出される。例えば、第３のチ
ャネル124には、良好に分離された、これらの比較的軽
い検体のそれぞれが含まれる。図５に示される例の場
合、第３の検出器74によって検出される検体には、Ｃ
８、Ｃ９、Ｃ10、Ｃ12、Ｃ14が含まれる。
【００３３】さらに図５に示されるように、第２の検出
器72は、第３の検出器74によって検出される最も重い検
体よりもさらに重い各検体を検出することができる。従
って、第２のチャネル122には、Ｃ14、Ｃ16、Ｃ18、Ｃ2
0、Ｃ24に関するピークが含まれる。同様に、第１の検
出器70は、第２の検出器72によって検出される最も重い
検体よりもさらに重い各検体を検出することができる。
従って、一例として、第１のチャネル120には、Ｃ24、
Ｃ28、Ｃ32、Ｃ36、Ｃ40に関するピークが含まれる。通
常、任意の２つの隣接チャネル間においてピークが重
複、オーバラップすることが望ましい。これによって、
チャネル利得に関して、チャネルを互いに較正すること
が可能になる。この較正を利用して、もし必要であれ
ば、クロマトグラフ層相互間の異なる分割比を考慮する
ことが可能になる。
器72は、第３の検出器74によって検出される最も重い検
体よりもさらに重い各検体を検出することができる。従
って、第２のチャネル122には、Ｃ14、Ｃ16、Ｃ18、Ｃ2
0、Ｃ24に関するピークが含まれる。同様に、第１の検
出器70は、第２の検出器72によって検出される最も重い
検体よりもさらに重い各検体を検出することができる。
従って、一例として、第１のチャネル120には、Ｃ24、
Ｃ28、Ｃ32、Ｃ36、Ｃ40に関するピークが含まれる。通
常、任意の２つの隣接チャネル間においてピークが重
複、オーバラップすることが望ましい。これによって、
チャネル利得に関して、チャネルを互いに較正すること
が可能になる。この較正を利用して、もし必要であれ
ば、クロマトグラフ層相互間の異なる分割比を考慮する
ことが可能になる。
【００３４】当技術分野の通常の技術者には明らかなよ
うに、それぞれのクロマトグラフ層間におけるこれらの
種々の検体の分離は、第１の層を利用して最も重い検体
を検出し、第３の層を利用して最も軽い検体を検出し、
第２の層を利用して中間の重さの検体を検出することを
可能とし、検出プロセスをはかどらせる。従って、十分
な検体の分離によって、全ての試料検体を短い時間期間
でほぼ同時に検出することが可能になる。一例として、
図５に示されるクロマトグラムをおおよそ100秒で生成
することが可能である。さらに、そのそれぞれのクロマ
トグラフ層は別個の温度になっているので、クロマトグ
ラフの温度を初期温度からピーク温度まで上昇させる必
要がない。従って、分析サイクル間の冷却時間が不要に
なる。
うに、それぞれのクロマトグラフ層間におけるこれらの
種々の検体の分離は、第１の層を利用して最も重い検体
を検出し、第３の層を利用して最も軽い検体を検出し、
第２の層を利用して中間の重さの検体を検出することを
可能とし、検出プロセスをはかどらせる。従って、十分
な検体の分離によって、全ての試料検体を短い時間期間
でほぼ同時に検出することが可能になる。一例として、
図５に示されるクロマトグラムをおおよそ100秒で生成
することが可能である。さらに、そのそれぞれのクロマ
トグラフ層は別個の温度になっているので、クロマトグ
ラフの温度を初期温度からピーク温度まで上昇させる必
要がない。従って、分析サイクル間の冷却時間が不要に
なる。
【００３５】上記で明らかなように、通常、クロマトグ
ラフ10のより低い温度の層におけるより重い検体の保持
によって、試料分析の結果が歪曲、スキューされること
はない。しかしながら、時には、クロマトグラフ10の反
復利用後に、比較的高温条件下でシステムを浄化、パー
ジして、より重い化合物が確実に除去されることが望ま
しい。一例として、クロマトグラフ10は、第１の熱源22
及び第２の熱源24の両方をおおよそ350℃の温度にし、
空気圧システムを図４に示されるスタンバイモードにし
て、動作させることができる。例えば、15〜30分、この
温度で動作する所定の時間の経過後、一般に、クロマト
グラフ10から全ての試料検体が完全にパージされる。
ラフ10のより低い温度の層におけるより重い検体の保持
によって、試料分析の結果が歪曲、スキューされること
はない。しかしながら、時には、クロマトグラフ10の反
復利用後に、比較的高温条件下でシステムを浄化、パー
ジして、より重い化合物が確実に除去されることが望ま
しい。一例として、クロマトグラフ10は、第１の熱源22
及び第２の熱源24の両方をおおよそ350℃の温度にし、
空気圧システムを図４に示されるスタンバイモードにし
て、動作させることができる。例えば、15〜30分、この
温度で動作する所定の時間の経過後、一般に、クロマト
グラフ10から全ての試料検体が完全にパージされる。
【００３６】図６は、本発明の第２のガスクロマトグラ
フ200を図解する。この図から明らかなように、クロマ
トグラフ200は、図１〜５に関連して上述したガスクロ
マトグラフ10の構成要素と共通したものを多く使用して
いる。従って、第２のガスクロマトグラフ200の説明
は、ガスクロマトグラフ10に設けられていない特徴に限
定する。ガスクロマトグラフ10と同様、ガスクロマトグ
ラフ200には、第１の熱源22及び第２の熱源24が含まれ
ている。しかしながら、図６に示される実施態様の場
合、ガスクロマトグラフ200は、周囲温度以下の状態
（例えば低温）での使用を意図したものである。例え
ば、クロマトグラフ200を用いて、冷媒材料（refrigera
nt material）を分析することができる。当該技術にお
いて公知であるように、このような材料の検体は、比較
的低い温度で固定相から流出する。従って、第１の熱源
22はおおよそ250℃の温度に維持され、第２の熱源24は
およそそ０℃の温度に維持される。これらの温度によっ
て、３つのクロマトグラフ層を、それぞれおおよそ200
℃、100℃、０℃に維持することが可能である。
フ200を図解する。この図から明らかなように、クロマ
トグラフ200は、図１〜５に関連して上述したガスクロ
マトグラフ10の構成要素と共通したものを多く使用して
いる。従って、第２のガスクロマトグラフ200の説明
は、ガスクロマトグラフ10に設けられていない特徴に限
定する。ガスクロマトグラフ10と同様、ガスクロマトグ
ラフ200には、第１の熱源22及び第２の熱源24が含まれ
ている。しかしながら、図６に示される実施態様の場
合、ガスクロマトグラフ200は、周囲温度以下の状態
（例えば低温）での使用を意図したものである。例え
ば、クロマトグラフ200を用いて、冷媒材料（refrigera
nt material）を分析することができる。当該技術にお
いて公知であるように、このような材料の検体は、比較
的低い温度で固定相から流出する。従って、第１の熱源
22はおおよそ250℃の温度に維持され、第２の熱源24は
およそそ０℃の温度に維持される。これらの温度によっ
て、３つのクロマトグラフ層を、それぞれおおよそ200
℃、100℃、０℃に維持することが可能である。
【００３７】第２の熱源24を低温に維持するために、ガ
スクロマトグラフ200には、通常、第２の熱源にすぐ隣
接して配置されている１つ以上の熱電冷却器202が含ま
れている。一例として、各熱電冷却器202には、接合点
を通過するように電流が供給されると温度勾配を生じさ
せるダイオード接合（不図示）が並列に複数配列されて
いる。例えば、図５に示される構成の場合、冷却器202
を動作させて、第２の熱源24から熱を奪い、ヒートシン
ク204によってこの熱を除去することが可能である。図
５に示されるこの構成の特徴以外に、所望であれば、極
低温冷却を利用することも可能である。
スクロマトグラフ200には、通常、第２の熱源にすぐ隣
接して配置されている１つ以上の熱電冷却器202が含ま
れている。一例として、各熱電冷却器202には、接合点
を通過するように電流が供給されると温度勾配を生じさ
せるダイオード接合（不図示）が並列に複数配列されて
いる。例えば、図５に示される構成の場合、冷却器202
を動作させて、第２の熱源24から熱を奪い、ヒートシン
ク204によってこの熱を除去することが可能である。図
５に示されるこの構成の特徴以外に、所望であれば、極
低温冷却を利用することも可能である。
【００３８】図７は、本発明の第３のガスクロマトグラ
フ300を図解する。この図から明らかなように、クロマ
トグラフ300は、やはり、図１〜５に関連して上述のガ
スクロマトグラフ10の構成要素と共通したものを多く使
用している。従って、第３のガスクロマトグラフ300の
説明も、ガスクロマトグラフ10に設けられていない特徴
に限定される。図７から明らかなように、クロマトグラ
フ10と同様、ガスクロマトグラフ300には、キャリヤガ
スを供給することが可能な３つの別個の層が含まれてい
る。しかしながら、図７に示される実施態様の場合、３
つのクロマトグラフ層のそれぞれを別個に加熱する３つ
の熱源302、304、306が設けられている。すなわち、各
層（すなわち、プリカラム14及びメインカラム16）は、
それぞれ熱源302、熱源304、熱源306と直接接触するよ
うに配置されている。この構成の場合、クロマトグラフ
層（従ってその温度）は、その物理的な位置の変動に敏
感ではない。当該技術において公知であるように、温度
変化は、カラムの温度変化によって生じる可能性があ
る。従って、それぞれのプリカラム14及びメインカラム
16がそれぞれの熱源302〜306に直接接触している場合、
クロマトグラフ300は、このような温度変化の影響を受
けにくく、従って、より正確な分析結果がもたらされ
る。使用時、熱設計を最適化するために、第２の熱源30
4が最高温度になるように、熱源302〜306を加熱するこ
とが可能である。すなわち、このような加熱構成によれ
ば、最高温の熱源によって発生する熱のほぼ全てが利用
されるので、エネルギーの節約になる。熱源の温度及び
絶縁層の厚みは、各熱源に対して伝えられる熱出力が、
熱源から伝導される熱出力よりも少なくなるように設計
されることが好ましい。代替的な構成（図示せず）の場
合、熱源302、304、306を、注入口、プリカラム、メイ
ンカラムを別個に加熱するように分割することが可能で
ある。
フ300を図解する。この図から明らかなように、クロマ
トグラフ300は、やはり、図１〜５に関連して上述のガ
スクロマトグラフ10の構成要素と共通したものを多く使
用している。従って、第３のガスクロマトグラフ300の
説明も、ガスクロマトグラフ10に設けられていない特徴
に限定される。図７から明らかなように、クロマトグラ
フ10と同様、ガスクロマトグラフ300には、キャリヤガ
スを供給することが可能な３つの別個の層が含まれてい
る。しかしながら、図７に示される実施態様の場合、３
つのクロマトグラフ層のそれぞれを別個に加熱する３つ
の熱源302、304、306が設けられている。すなわち、各
層（すなわち、プリカラム14及びメインカラム16）は、
それぞれ熱源302、熱源304、熱源306と直接接触するよ
うに配置されている。この構成の場合、クロマトグラフ
層（従ってその温度）は、その物理的な位置の変動に敏
感ではない。当該技術において公知であるように、温度
変化は、カラムの温度変化によって生じる可能性があ
る。従って、それぞれのプリカラム14及びメインカラム
16がそれぞれの熱源302〜306に直接接触している場合、
クロマトグラフ300は、このような温度変化の影響を受
けにくく、従って、より正確な分析結果がもたらされ
る。使用時、熱設計を最適化するために、第２の熱源30
4が最高温度になるように、熱源302〜306を加熱するこ
とが可能である。すなわち、このような加熱構成によれ
ば、最高温の熱源によって発生する熱のほぼ全てが利用
されるので、エネルギーの節約になる。熱源の温度及び
絶縁層の厚みは、各熱源に対して伝えられる熱出力が、
熱源から伝導される熱出力よりも少なくなるように設計
されることが好ましい。代替的な構成（図示せず）の場
合、熱源302、304、306を、注入口、プリカラム、メイ
ンカラムを別個に加熱するように分割することが可能で
ある。
【００３９】図８は、例えば、汎用検出器のような単一
検出器402が設けられている点を除いて、図７に示され
るガスクロマトグラフ300と実質上同様である本発明の
第４のガスクロマトグラフ400を図解する。図８に示さ
れているように、それぞれのクロマトグラフ層の検出器
供給ライン64〜68のそれぞれは、検出器402に通じる連
結404で合流する。さらに図８において明らかなよう
に、検出器402にはそれ自体のベントライン406が含まれ
ている。図８に示される実施態様は、図７に示されるも
のと同様に利用される。しかしながら、ガスクロマトグ
ラフ400は、比較的単純な試料に対して使用することを
特に意図したものである。すなわち、このようなクロマ
トグラフは、十分にピークが分離され、それぞれの試料
検体が弁別されて識別されるような、検体をわずかしか
有さない試料材料に適切に適合する。単一検出器402
が、質量分析計のような感度のよい検出器、選択検出
器、セレクティブディテクタの場合、ガスクロマトグラ
フ400を、複雑な試料に対して利用することも可能であ
り、既知の解析アルゴリズム、デコンボリューションア
ルゴリズムを利用して、重なり合うピークを分析するこ
ともできる。
検出器402が設けられている点を除いて、図７に示され
るガスクロマトグラフ300と実質上同様である本発明の
第４のガスクロマトグラフ400を図解する。図８に示さ
れているように、それぞれのクロマトグラフ層の検出器
供給ライン64〜68のそれぞれは、検出器402に通じる連
結404で合流する。さらに図８において明らかなよう
に、検出器402にはそれ自体のベントライン406が含まれ
ている。図８に示される実施態様は、図７に示されるも
のと同様に利用される。しかしながら、ガスクロマトグ
ラフ400は、比較的単純な試料に対して使用することを
特に意図したものである。すなわち、このようなクロマ
トグラフは、十分にピークが分離され、それぞれの試料
検体が弁別されて識別されるような、検体をわずかしか
有さない試料材料に適切に適合する。単一検出器402
が、質量分析計のような感度のよい検出器、選択検出
器、セレクティブディテクタの場合、ガスクロマトグラ
フ400を、複雑な試料に対して利用することも可能であ
り、既知の解析アルゴリズム、デコンボリューションア
ルゴリズムを利用して、重なり合うピークを分析するこ
ともできる。
【００４０】例示を目的として、上記の説明及び図面に
おいて、本発明の特定の実施態様について詳細に開示し
てきたが、当該技術分野の技術者には明らかなように、
添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱する
ことなく、変更及び修正を施すことが可能である。例え
ば、特定の数のクロマトグラフ層を有する特定の実施態
様について図解して解説してきたが、代替的な構成が実
施可能であることは明らかである。さらに、検出器は、
クロマトグラフの一部を形成するものとして図解された
が、当該技術分野の通常の技術者には、検出器がクロマ
トグラフの外部に配置可能であることが理解される。こ
のような検出器には、一例として、汎用検出器または選
択検出器を含むことができる。さらに、本明細書では、
ガスクロマトグラフについて解説したが、多層及び複数
カラムのような本明細書に開示の概念は、他の技術にも
適用できることが理解される。
おいて、本発明の特定の実施態様について詳細に開示し
てきたが、当該技術分野の技術者には明らかなように、
添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲を逸脱する
ことなく、変更及び修正を施すことが可能である。例え
ば、特定の数のクロマトグラフ層を有する特定の実施態
様について図解して解説してきたが、代替的な構成が実
施可能であることは明らかである。さらに、検出器は、
クロマトグラフの一部を形成するものとして図解された
が、当該技術分野の通常の技術者には、検出器がクロマ
トグラフの外部に配置可能であることが理解される。こ
のような検出器には、一例として、汎用検出器または選
択検出器を含むことができる。さらに、本明細書では、
ガスクロマトグラフについて解説したが、多層及び複数
カラムのような本明細書に開示の概念は、他の技術にも
適用できることが理解される。
【００４１】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組合せからなる例示的な実施態様を示す。 １． 分析すべき試料を受容する注入口（12）と、前記
注入口と流体連通し、その内側表面に固定相の被覆を施
されているプリカラム（14）と、前記プリカラムと流体
連通して前記プリカラムの下流に位置し、その内側表面
に固定相の被覆を施されているメインカラム（16）と、
前記メインカラムと流体連通して前記メインカラムの下
流に位置する検出器（18）を含むガスクロマトグラフ。
の組合せからなる例示的な実施態様を示す。 １． 分析すべき試料を受容する注入口（12）と、前記
注入口と流体連通し、その内側表面に固定相の被覆を施
されているプリカラム（14）と、前記プリカラムと流体
連通して前記プリカラムの下流に位置し、その内側表面
に固定相の被覆を施されているメインカラム（16）と、
前記メインカラムと流体連通して前記メインカラムの下
流に位置する検出器（18）を含むガスクロマトグラフ。
【００４２】２． 前記クロマトグラフが多層をなし、
各層が、前記注入口と流体連通しているプリカラムと、
前記プリカラムと流体連通して前記プリカラムの下流に
位置するメインカラムを含み、各プリカラム及びメイン
カラムが、その内側表面に固定相の被覆を施されている
１項記載のガスクロマトグラフ。
各層が、前記注入口と流体連通しているプリカラムと、
前記プリカラムと流体連通して前記プリカラムの下流に
位置するメインカラムを含み、各プリカラム及びメイン
カラムが、その内側表面に固定相の被覆を施されている
１項記載のガスクロマトグラフ。
【００４３】３． さらに、第１の熱源（22）及び第２
の熱源（24）を含み、これらの熱源が、各層が前記熱源
の間に配置されて、前記第１及び第２の熱源が別個の温
度に維持される場合、前記クロマトグラフの層相互間に
温度勾配が生じるように配列されている２項記載のガス
クロマトグラフ。
の熱源（24）を含み、これらの熱源が、各層が前記熱源
の間に配置されて、前記第１及び第２の熱源が別個の温
度に維持される場合、前記クロマトグラフの層相互間に
温度勾配が生じるように配列されている２項記載のガス
クロマトグラフ。
【００４４】４． 複数の層を有するガスクロマトグラ
フであって、分析すべき試料を受容する注入口（12）
と、前記複数のクロマトグラフの層のそれぞれに配置さ
れ、それぞれ前記注入口と流体連通して前記注入口の下
流に位置し、その内側表面に固定相の被覆を施されてい
るカラム（16）と、前記カラムの少なくとも１つと流体
連通して前記かラムの下流に位置する検出器（18）を含
むガスクロマトグラフ。
フであって、分析すべき試料を受容する注入口（12）
と、前記複数のクロマトグラフの層のそれぞれに配置さ
れ、それぞれ前記注入口と流体連通して前記注入口の下
流に位置し、その内側表面に固定相の被覆を施されてい
るカラム（16）と、前記カラムの少なくとも１つと流体
連通して前記かラムの下流に位置する検出器（18）を含
むガスクロマトグラフ。
【００４５】５． さらに、前記複数のクロマトグラフ
の層のそれぞれにおいて、前記カラムの上流に配置され
ているプリカラム（14）を含み、各プリカラムが、前記
注入口と流体連通し、その内側表面に固定相の被覆を施
されている４項記載のガスクロマトグラフ。
の層のそれぞれにおいて、前記カラムの上流に配置され
ているプリカラム（14）を含み、各プリカラムが、前記
注入口と流体連通し、その内側表面に固定相の被覆を施
されている４項記載のガスクロマトグラフ。
【００４６】６． さらに、第１の熱源（22）及び第２
の熱源（24）を含み、これらの熱源が、各層が前記熱源
の間に配置されて、前記第１及び第２の熱源が別個の温
度に維持される場合、前記クロマトグラフの層相互間に
温度勾配が生じるように配列されている４項記載のガス
クロマトグラフ。
の熱源（24）を含み、これらの熱源が、各層が前記熱源
の間に配置されて、前記第１及び第２の熱源が別個の温
度に維持される場合、前記クロマトグラフの層相互間に
温度勾配が生じるように配列されている４項記載のガス
クロマトグラフ。
【００４７】７．ガスクロマトグラフで試料物質を分析
するための方法であって、前記ガスクロマトグラフの１
つ以上のプリカラム（14）を介して、キャリヤガスによ
って、ガス形態の前記試料を搬送するステップと、前記
１つ以上のプリカラムと流体連通してそれらの下流に位
置する１つ以上のメインカラム（16）に、前記ガス形態
の前記試料を到達させるステップと、前記１つ以上のプ
リカラムを介してキャリヤガスを逆流させ、同時に前記
１つ以上のメインカラムを介してキャリヤガスの前進流
を維持するステップと、前記１つ以上のメインカラムと
流体連通してそれらの下流に位置する１つ以上の検出器
（18）によって、前記試料物質の検体を検出するステッ
プとを含む方法。
するための方法であって、前記ガスクロマトグラフの１
つ以上のプリカラム（14）を介して、キャリヤガスによ
って、ガス形態の前記試料を搬送するステップと、前記
１つ以上のプリカラムと流体連通してそれらの下流に位
置する１つ以上のメインカラム（16）に、前記ガス形態
の前記試料を到達させるステップと、前記１つ以上のプ
リカラムを介してキャリヤガスを逆流させ、同時に前記
１つ以上のメインカラムを介してキャリヤガスの前進流
を維持するステップと、前記１つ以上のメインカラムと
流体連通してそれらの下流に位置する１つ以上の検出器
（18）によって、前記試料物質の検体を検出するステッ
プとを含む方法。
【００４８】８． さらに、前記ガスクロマトグラフを
加熱して、それによって前記クロマトグラフの層の少な
くとも２つが異なる温度になるようにするステップを含
む７項記載の方法。
加熱して、それによって前記クロマトグラフの層の少な
くとも２つが異なる温度になるようにするステップを含
む７項記載の方法。
【００４９】９． ガスクロマトグラフで試料物質を分
析するための方法であって、それぞれ別個の温度に維持
されている前記ガスクロマトグラフの別個の層に配置さ
れている少なくとも２つのカラム（16）を介してガス形
態の前記試料を搬送するステップと、前記１つ以上のメ
インカラムと流体連通してそれらの下流に位置する１つ
以上の検出器（18）によって前記試料物質の検体を検出
するステップを含む方法。
析するための方法であって、それぞれ別個の温度に維持
されている前記ガスクロマトグラフの別個の層に配置さ
れている少なくとも２つのカラム（16）を介してガス形
態の前記試料を搬送するステップと、前記１つ以上のメ
インカラムと流体連通してそれらの下流に位置する１つ
以上の検出器（18）によって前記試料物質の検体を検出
するステップを含む方法。
【００５０】１０． さらに、前記クロマトグラフの層
相互間に温度勾配が生じ、各クロマトグラフの層が異な
る温度に維持されるように、前記クロマトグラフの層を
加熱するステップを含む９項記載の方法。
相互間に温度勾配が生じ、各クロマトグラフの層が異な
る温度に維持されるように、前記クロマトグラフの層を
加熱するステップを含む９項記載の方法。
【００５１】
【発明の効果】本発明は、複数の層又はチャネルを有す
るガスクロマトグラフ（10）に関する。典型的には、ガ
スクロマトグラフは、分析すべき試料を受容する注入口
（12）と、複数のクロマトグラフ層のそれぞれに配置さ
れ、それぞれが注入口と流体連通して注入口の下流に位
置し、その内側表面に固定相の被覆を有するカラム（1
6）と、１以上のカラムと流体連通してその下流に位置
する検出器（18）を含む。好適な構成では、クロマトグ
ラフは、クロマトグラムの各層でカラムの上流に配置さ
れ、それぞれが注入口と流体連通し、その内側表面に固
定相の被覆を有するプリカラムを含む。このような構成
であることによって、分析サイクル間の中断時間を最小
限に抑えて、試料分析の迅速な実施が可能となる。
るガスクロマトグラフ（10）に関する。典型的には、ガ
スクロマトグラフは、分析すべき試料を受容する注入口
（12）と、複数のクロマトグラフ層のそれぞれに配置さ
れ、それぞれが注入口と流体連通して注入口の下流に位
置し、その内側表面に固定相の被覆を有するカラム（1
6）と、１以上のカラムと流体連通してその下流に位置
する検出器（18）を含む。好適な構成では、クロマトグ
ラフは、クロマトグラムの各層でカラムの上流に配置さ
れ、それぞれが注入口と流体連通し、その内側表面に固
定相の被覆を有するプリカラムを含む。このような構成
であることによって、分析サイクル間の中断時間を最小
限に抑えて、試料分析の迅速な実施が可能となる。
【図１】本発明の第１のガスクロマトグラフの概略を示
す側面図である。
す側面図である。
【図２】線２−２に沿って描かれている図１のガスクロ
マトグラフの概略平面図である。
マトグラフの概略平面図である。
【図３】第１の動作モードで示されている図１のガスク
ロマトグラフの空気圧システムの概略を示す図である。
ロマトグラフの空気圧システムの概略を示す図である。
【図４】第２の動作モードで示されている図３の空気圧
システムの概略を示す図である。
システムの概略を示す図である。
【図５】図１及び２のガスクロマトグラフから出力され
る種々のクロマトグラムチャネルを示す図である。
る種々のクロマトグラムチャネルを示す図である。
【図６】本発明の第２のガスクロマトグラフの概略を示
す側面図である。
す側面図である。
【図７】本発明の第３のガスクロマトグラフの概略を示
す側面図である。
す側面図である。
【図８】本発明の第４のガスクロマトグラフの概略を示
す側面図である。
す側面図である。
１０ ガスクロマトグラフ １２ 注入口 １４ プリカラム １６ メインカラム １８ 検出器 ２２ 第１の熱源 ２４ 第２の熱源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 カール・エイ・ミャーホルツ アメリカ合衆国カリフォルニア州95014, クパチーノ，ローリー・アベニュー・ 18644
Claims (1)
- 【請求項１】 分析すべき試料を受容する注入口（12）
と、 前記注入口と流体連通し、その内側表面に固定相の被覆
を施されているプリカラム（14）と、 前記プリカラムと流体連通して前記プリカラムの下流に
位置し、その内側表面に固定相の被覆を施されているメ
インカラム（16）と、 前記メインカラムと流体連通して前記メインカラムの下
流に位置する検出器（18）を含むガスクロマトグラフ。
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| US09/691,601 US6497138B1 (en) | 2000-10-18 | 2000-10-18 | Multilayered gas chromatograph |
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