JP2013044647A - Gas chromatography apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスクロマトグラフ装置に関する。さらに詳しくは、ガスクロマトグラフ装置の制御技術に関する。 The present invention relates to a gas chromatograph apparatus. In more detail, it is related with the control technique of a gas chromatograph apparatus.
ガスクロマトグラフ装置は、気体試料をキャリアガスに乗せてカラムへ送り込み、カラムの内部で試料中の各成分を時間的に分離して、カラム出口に設けた検出器により検出する装置である。試料中の各成分とカラム内部の固定相との相互作用の強さに応じて各成分がカラム内部を移動する速度が異なるため、各成分は時間的に分離される。このとき、キャリアガスの流速は、試料中の成分を十分に分離でき、かつシャープな形状のピークを得ることができる最適流速域内の速度に設定される。多くのガスクロマトグラフ装置では、最適流速域が広く、安全性が高いヘリウムガスがキャリアガスとして用いられている。安全性の面でヘリウムガスに劣るものの、ヘリウムガスと同様に最適流速域が広い水素ガスをキャリアガスとして用いる場合もある。 The gas chromatograph device is a device in which a gas sample is placed on a carrier gas and sent to a column, each component in the sample is temporally separated inside the column, and detected by a detector provided at the column outlet. Since the speed at which each component moves inside the column varies depending on the strength of the interaction between each component in the sample and the stationary phase inside the column, each component is separated in time. At this time, the flow rate of the carrier gas is set to a speed within an optimum flow rate range where components in the sample can be sufficiently separated and a sharp peak can be obtained. In many gas chromatograph apparatuses, helium gas having a wide optimum flow rate range and high safety is used as a carrier gas. Although it is inferior to helium gas in terms of safety, hydrogen gas having a wide optimum flow rate region may be used as the carrier gas, as is the case with helium gas.
キャリアガスや試料中の各成分がカラム内部を移動する速度はカラム内部の温度等によって変化する。そのため、これらを安定させた後でなければ正確に分析を行うことができない。しかし、装置の電源を投入してから、カラム内部の温度等を所定値で安定させるまでには長時間を要する。そのため、ある分析を終了した後に次の分析を行うまでに時間が空く場合でも、電源を投入したままでカラム内部の温度等を分析時と同様に所定値で安定させた待機状態に維持することが一般的である。そして、待機状態においてもカラムにはキャリアガスを流通させている。これは、カラム内の固定相が外部から侵入する水分や酸素により変質することを防止したり、逆に、カラムの出口側が真空状態である場合、例えばGC/MSの場合に、固定相がカラム出口から流出することを防ぐためである。 The speed at which the carrier gas and each component in the sample move inside the column varies depending on the temperature inside the column. Therefore, accurate analysis can only be performed after these have been stabilized. However, it takes a long time for the temperature inside the column to stabilize at a predetermined value after the apparatus is turned on. Therefore, even if there is time before the next analysis is completed after a certain analysis is completed, the temperature inside the column, etc. should be maintained in a standby state in which the temperature inside the column is stabilized at a predetermined value as in the analysis. Is common. Even in the standby state, the carrier gas is circulated through the column. This prevents the stationary phase in the column from being deteriorated by moisture or oxygen entering from the outside, or conversely, when the outlet side of the column is in a vacuum state, for example in the case of GC / MS, the stationary phase is This is to prevent outflow from the outlet.
このように、ガスクロマトグラフ装置では、待機状態でもキャリアガスをカラム内に流通させてカラムを保護している。しかし、待機状態において測定時と同量のキャリアガスを流通させるとランニングコストが高くなってしまう。こうした問題を軽減するため、例えば特許文献1では、待機状態においてキャリアガスの流量を減らすガスクロマトグラフ装置が提案されている。
Thus, in the gas chromatograph apparatus, the carrier gas is circulated in the column even in the standby state to protect the column. However, if the same amount of carrier gas as in the measurement is circulated in the standby state, the running cost becomes high. In order to alleviate such a problem, for example,
特許文献1に記載のガスクロマトグラフ装置を用いれば、待機状態におけるキャリアガスの流量を抑制することができる。しかし、たとえ流量を抑制したとしても、待機状態が長く続くとキャリアガスの消費量は大きくなる。特に、多くのガスクロマトグラフ装置のキャリアガスとして用いられるヘリウムガスは、近年、価格の高騰が進んでおり、装置のランニングコストを抑える工夫が求められている。
If the gas chromatograph apparatus described in
本発明が解決しようとする課題は、待機状態において、低コストでカラムを保護することができるガスクロマトグラフ装置及びガスクロマトグラフ質量分析装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a gas chromatograph apparatus and a gas chromatograph mass spectrometer capable of protecting a column at a low cost in a standby state.
上記課題を解決するために成された本発明は、キャリアガスに乗せて導入される気体試料に含まれる各成分を時間的に分離するカラムを有し、前記気体試料の分析を実行する分析モードと分析を実行しない待機モードとを切り替えて実行可能なガスクロマトグラフ装置であって、
a) 前記キャリアガスを前記カラムに導入するキャリアガス流路と、
b) 前記キャリアガスとは別のカラム保護ガスを前記カラムに導入するカラム保護ガス流路と、
c) 前記キャリアガスと前記カラム保護ガスのうちのいずれか一方のみがカラムに導入されるように、前記キャリアガス流路及び前記カラム保護ガス流路と前記カラムの間に設けられた流路切替部と、
d) 前記分析モード時には前記キャリアガスを前記カラムに導入し、前記待機モード時には前記カラム保護ガスを前記カラムに導入するように前記流路切替部を制御する流路制御部と
を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an analysis mode in which a column for temporally separating components contained in a gas sample introduced on a carrier gas is separated and the analysis of the gas sample is performed. And a gas chromatograph device that can be executed by switching between a standby mode in which analysis is not performed,
a) a carrier gas flow path for introducing the carrier gas into the column;
b) a column protection gas flow path for introducing a column protection gas different from the carrier gas into the column;
c) Channel switching provided between the carrier gas channel and the column protective gas channel and the column so that only one of the carrier gas and the column protective gas is introduced into the column. And
d) a flow path control unit that controls the flow path switching unit so as to introduce the carrier gas into the column in the analysis mode and to introduce the column protective gas into the column in the standby mode. And
本発明に係るガスクロマトグラフ装置では、キャリアガスとして使用するガスよりも安価なガスをカラム保護ガスとして使用することができる。例えば、キャリアガスがヘリウムガスである場合には、カラム保護ガスとして、窒素ガスやアルゴンガス、あるいは水素ガス等を使用し、待機モード(待機状態)においてカラムを保護すればよい。これにより、待機状態においてヘリウムガスを用いてカラムの保護を行っていた従来のクロマトグラフ装置に比べ、低コストでカラムを保護することができる。また、キャリアガスが水素ガスである場合には、カラム保護ガスとして、窒素ガスやアルゴンガス等を用いればよい。
さらに、カラム保護ガスとして、キャリアガスと同じ種類のガスであって、その純度が低いものを用いてもよい。
In the gas chromatograph apparatus according to the present invention, a gas that is less expensive than the gas used as the carrier gas can be used as the column protective gas. For example, when the carrier gas is helium gas, nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, or the like may be used as the column protective gas to protect the column in the standby mode (standby state). As a result, the column can be protected at a lower cost than the conventional chromatographic apparatus in which the column is protected using helium gas in the standby state. Further, when the carrier gas is hydrogen gas, nitrogen gas, argon gas, or the like may be used as the column protective gas.
Furthermore, the column protective gas may be the same type of gas as the carrier gas and has a low purity.
本発明に係るガスクロマトグラフ装置は、更に
e) 前記カラムに導入するガスのフロー状態を制御するモードとして、線速度一定モード、流量一定モード、及び圧力一定モードのうち、少なくとも一つの制御モードを有するフローコントローラと、
f) 前記分析モードから前記待機モードへの移行時に、前記フローコントローラによる制御モード及び該モードに関するパラメータを変更することなく、前記カラムに導入するガスを前記キャリアガスから前記カラム保護ガスに変更した場合の線速度、カラム保護ガスの流量、及びカラム保護ガスの圧力のうちの少なくとも一つの値を推算し、その推算値が予め設定された範囲内であるかを判定する判定部と、
g) 前記判定部が前記推算値が前記範囲内ではないと判定した場合に、予め定められた方法により使用者に前記フローコントローラの制御モード及び/又は該モードに関するパラメータの変更を促す変更指示部と
を備えることが望ましい。
The gas chromatograph apparatus according to the present invention further includes
e) a flow controller having at least one control mode among a constant linear velocity mode, a constant flow rate mode, and a constant pressure mode as a mode for controlling the flow state of the gas introduced into the column;
f) At the time of transition from the analysis mode to the standby mode, the gas introduced into the column is changed from the carrier gas to the column protective gas without changing the control mode by the flow controller and the parameters related to the mode. A determination unit that estimates at least one value of the linear velocity, the flow rate of the column protective gas, and the pressure of the column protective gas, and determines whether the estimated value is within a preset range;
g) When the determination unit determines that the estimated value is not within the range, a change instruction unit that prompts the user to change a control mode of the flow controller and / or a parameter related to the mode by a predetermined method. It is desirable to provide.
ガスの種類が異なると、粘性等の特性が変化する。そのため、ガスが切り替えられた後もフローコントローラによる制御モードがそのまま継続され、該モードに関する諸パラメータが同一のままであると、キャリアガスをカラムに導入する場合とカラム保護ガスをカラムに導入する場合ではガス導入部のデバイスで制御するパラメータ(ガス流量、ガス圧力等)の値が異なる。例えば、線速度一定モードでガスのフロー状態を制御しているときに、カラムに導入するガスを粘性の高いガスから粘性の低いガスに切り替える際には、カラムに流すガスの流量を低下させる必要がある。こうした場合、ガス導入部のデバイスで制御可能な流量の下限値を下回ってしまい、ガスのフロー状態を制御することができなくなってしまう可能性がある。
本発明に係るガスクロマトグラフ装置では、上記の構成を備えることにより、分析モードから待機モードへの移行時にガスの流量や圧力を制御できなくなることを防止することができる。
When the type of gas is different, characteristics such as viscosity change. Therefore, even if the control mode by the flow controller is continued as it is after the gas is switched and the parameters related to the mode remain the same, the carrier gas is introduced into the column and the column protective gas is introduced into the column. Then, the values of parameters (gas flow rate, gas pressure, etc.) controlled by the gas introduction device are different. For example, when the gas flow state is controlled in the constant linear velocity mode, when switching the gas to be introduced into the column from a highly viscous gas to a less viscous gas, it is necessary to reduce the flow rate of the gas flowing through the column. There is. In such a case, there is a possibility that the lower limit value of the flow rate that can be controlled by the device of the gas introduction unit will fall below and the gas flow state cannot be controlled.
In the gas chromatograph apparatus according to the present invention, by providing the above configuration, it is possible to prevent the flow rate and pressure of the gas from being uncontrollable when shifting from the analysis mode to the standby mode.
本発明に係るガスクロマトグラフ装置は、更に
h) 前記待機モードから前記分析モードへの移行時に、前記流路切替部の切り替えを行ってから所定の時間が経過した後、所定の方法によりカラム保護ガスからキャリアガスへの置換が完了したことを使用者に通知する通知部
を備えることが望ましい。
The gas chromatograph apparatus according to the present invention further includes
h) Upon transition from the standby mode to the analysis mode, after a predetermined time has elapsed since the switching of the flow path switching unit, the replacement of the column protective gas with the carrier gas has been completed by a predetermined method. It is desirable to provide a notification unit that notifies the user.
待機モードから分析モードに移行する際に流路制御部が流路切替部の切り替えを行ってから、カラム内を流れるガスがカラム保護ガスからキャリアガスに置換されるまでには一定の時間を要する。カラム内を流れるガスの置換が完了するまでに分析を開始してしまうと、測定精度が低下してしまう。一方、必要以上の長時間にわたってガスの置換完了を待つと時間のロスになるとともに、ランニングコストも増加する。
上記構成を備えることにより、ガスの置換に係る必要十分な時間だけ分析の開始を待つことができる。なお、上記所定の時間の長さは、予めカラム内を流れるガスがキャリアガスに置換されるまでに要する時間を計測しおくことにより、定めることができる。
When the flow path control unit switches the flow path switching unit when shifting from the standby mode to the analysis mode, it takes a certain time until the gas flowing in the column is replaced with the carrier gas from the column protective gas. . If the analysis is started before the replacement of the gas flowing through the column is completed, the measurement accuracy is lowered. On the other hand, waiting for gas replacement completion for a longer time than necessary results in time loss and increased running costs.
By providing the above configuration, it is possible to wait for the start of analysis for a necessary and sufficient time related to gas replacement. The length of the predetermined time can be determined by measuring in advance the time required until the gas flowing in the column is replaced with the carrier gas.
本発明に係るガスクロマトグラフ装置は、あるいは
i) 質量分析用の標準物質をその内部に導入可能な質量分析装置と、
j) 前記待機モードから前記分析モードに移行する際に、前記標準物質と前記カラム保護ガスの質量分析を行い、前記標準物質から生成したイオンのマスピークの強度と前記カラム保護ガスから生成したイオンのマスピークの強度とを比較するピーク比較部と
を備えるようにしてもよい。
The gas chromatograph apparatus according to the present invention, or
i) a mass spectrometer capable of introducing a standard substance for mass spectrometry into the interior thereof;
j) When shifting from the standby mode to the analysis mode, mass analysis of the standard material and the column protective gas is performed, and the intensity of mass peaks of ions generated from the standard material and the ions generated from the column protective gas are analyzed. You may make it provide the peak comparison part which compares the intensity | strength of a mass peak.
上記の構成では、流路制御部が流路切替部を切り替えた後、待機モードから分析モードへの移行を完了するまでの間、質量分析装置内に一定量の標準物質を導入し続ける。標準物質から生成したイオンのマスピークの強度が常に一定であるのに対し、カラム保護ガスから生成したイオンのマスピークの強度は、カラム内部を流れるガスの置換が進むにつれて低下していく。従って、標準物質のマスピークの強度とカラム保護ガスのマスピークの強度を比較することによって、カラム内部を流れるガスがキャリアガスに置換されていることを確認することができる。 In the above configuration, after the flow path control unit switches the flow path switching unit, a certain amount of standard substance is continuously introduced into the mass spectrometer until the transition from the standby mode to the analysis mode is completed. The intensity of the mass peak of ions generated from the standard substance is always constant, whereas the intensity of the mass peak of ions generated from the column protective gas decreases as the replacement of the gas flowing inside the column proceeds. Therefore, by comparing the intensity of the mass peak of the standard substance and the intensity of the mass peak of the column protective gas, it can be confirmed that the gas flowing inside the column is replaced with the carrier gas.
待機モード中にカラムが劣化することを防ぐため、本発明に係るガスクロマトグラフ装置においても、従来と同様にカラム内にガスを流通させて保護する。しかし、本発明に係るガスクロマトグラフ装置では、待機モードにおいてカラムに流しておく保護ガスとして、キャリアガスよりも安価なガスを使用することができる。例えば、キャリアガスがヘリウムガスである場合には、カラム保護ガスとして、窒素ガスやアルゴンガス、あるいは水素ガス等を使用し、待機状態においてカラムを保護する。これにより、待機状態においてヘリウムガスを用いてカラムの保護を行っていた従来のクロマトグラフ装置に比べ、低コストでカラムを保護することができる。 In order to prevent the column from deteriorating during the standby mode, the gas chromatograph apparatus according to the present invention also protects the gas by flowing through the column as in the conventional case. However, in the gas chromatograph apparatus according to the present invention, a gas that is less expensive than the carrier gas can be used as the protective gas that flows through the column in the standby mode. For example, when the carrier gas is helium gas, nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, or the like is used as the column protective gas to protect the column in the standby state. As a result, the column can be protected at a lower cost than the conventional chromatographic apparatus in which the column is protected using helium gas in the standby state.
以下、本発明に係るガスクロマトグラフ装置の一実施例について、図1を参照して説明する。本実施例のガスクロマトグラフ装置は、検出部として質量分析装置を備えるGC/MSである。 An embodiment of a gas chromatograph apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG. The gas chromatograph apparatus according to the present embodiment is a GC / MS including a mass spectrometer as a detection unit.
本実施例のGC/MSは、キャリアガス流路1、カラム保護ガス流路2、前記2つの流路のうちいずれか一方のみを後段の流路と連通させる流路切替部3、流路切替部3の後段に位置してガスのフロー状態を制御するフローコントローラ(AFC)4、気体試料を注入する試料注入部5、キャピラリカラム6、及びキャピラリカラム6の出口端に配置された質量分析装置11を備える。キャピラリカラム6はヒータ8を備えたカラムオーブン7内に配置される。
本実施例のGC/MSは、さらに上記の各構成機器を動作させる機器制御部10と、機器制御部10に指示を与えるコンピュータ20を備える。所要のプログラムを搭載したコンピュータ20は、モード切替部21、データ処理部22、判定部23、変更指示部24、モード情報記憶部25、及び移行時間記憶部26を備える。コンピュータ20が有する各部の詳細については後述する。また、コンピュータ20には入力部30、表示部31が接続されている。
The GC / MS according to the present embodiment includes a carrier
The GC / MS according to the present embodiment further includes a
はじめに、分析モード時の動作を説明する。本実施例のGC/MSでは、キャリアガスとしてヘリウムガスを、カラム保護ガスとして窒素ガスを、それぞれ使用する。機器制御部10は、モード切替部21の指示に従い、ヘリウムガスをキャピラリカラム6に導入するように流路切替部3を制御し、所定のタイミングで試料注入部5から気体試料を注入する。また、フローコントローラ4は、キャピラリカラム6の入口端におけるヘリウムガスの注入圧が100kPaに維持されるように圧力一定モードで制御している。
First, the operation in the analysis mode will be described. In the GC / MS of the present embodiment, helium gas is used as a carrier gas, and nitrogen gas is used as a column protective gas. The
ヘリウムガスに乗ってカラムオーブン7内のキャピラリカラム6に導入された試料中の各成分は、キャピラリカラム6内部で時間的に分離されて、順次出口端に到達する。出口端に到達した各成分は質量分析装置11のイオン化部111においてイオン化され、質量分離部112を通った後、イオン検出器113で検出される。イオン検出器113で得た検出信号はA/D変換器(ADC)15によりデジタル変換されたあと、コンピュータ20内のデータ処理部22に送られる。
Each component in the sample introduced into the
次に、分析モードから待機モードへの移行について、図2を参照して説明する。使用者が入力部30を通じて分析モードから待機モードへの移行を指示すると、モード切替部21は分析モード時の機器制御パラメータ(キャリアガスの種類、フローコントローラ4による制御モード及び制御パラメータ等)をモード情報記憶部25に保存する(ステップS1)。
また、判定部23が、予め設定された条件(ガスの粘性、キャピラリカラムの内径及び長さ、カラムオーブンの温度等)に基づき、フローコントローラ4の制御モード(圧力一定モード)及び制御パラメータ(注入圧100kPa)を変更することなく、カラムに導入するガスをヘリウムガスから窒素ガスに変更した場合のガス流量及び線速度を推算する(ステップS2)。そして、推算値が、予め設定された値の範囲(ガス供給デバイス等により制御可能な流量範囲、カラムを保護可能な線速度の範囲、質量分析装置11で許容できる流量範囲)であるかを判定する(ステップS3)。推算値が設定値の範囲外である場合には、判定部23は、使用者にフローコントローラ4の制御モード及び/又は制御パラメータを変更するよう促す画面を表示部31に表示する。これを受けて使用者が制御モード及び/又は制御パラメータを変更する(ステップS31)と、判定部23は再び推算値を算出して判定を行う。これは、判定部23による推算値が予め設定された値の範囲内になるまで繰り返し行う。なお、本実施例はGC/MSであるため、予め設定された値の範囲の一つに「質量分析装置11で許容できる流量範囲」が含まれるが、これは用いる検出器の種類によって異なる。
Next, the transition from the analysis mode to the standby mode will be described with reference to FIG. When the user instructs the transition from the analysis mode to the standby mode through the
In addition, the
フローコントローラ4の制御モード及び制御パラメータの設定が完了すると、モード切替部21は機器制御部10を通じて流路切替部3を動作させ、キャピラリカラム6に連通する流路をキャリアガス流路1からカラム保護ガス流路2に変更する(ステップS4)。これにより、キャピラリカラム6に導入されるガスがヘリウムガスから窒素ガスに変更され、待機モードへの移行が完了する。待機モードに移行すると、キャピラリカラム内を流通するガスが、徐々にヘリウムガスから窒素ガスに置換される。
When the setting of the control mode and control parameters of the
本実施例のGC/MSでは、待機モードの間、窒素ガスによりキャピラリカラムを保護することができるため、従来のように待機モードでもヘリウムガスを流通させていた従来のガスクロマトグラフ装置に比べ、低コストでカラムを保護することができる。 In the GC / MS of the present embodiment, the capillary column can be protected by nitrogen gas during the standby mode, so that it is lower than the conventional gas chromatograph apparatus in which helium gas is circulated even in the standby mode as in the prior art. The column can be protected at a cost.
続いて、待機モードから分析モードへの復帰について、図3を参照して説明する。待機モードを終了しようとする時点では、キャピラリカラム6内を窒素ガスが流通している。従って、気体試料の分析を開始する前に、キャピラリカラム6内を流通している窒素ガスをキャリアガスであるヘリウムガスに置換しておく必要がある。
Next, the return from the standby mode to the analysis mode will be described with reference to FIG. At the time when the standby mode is to be ended, nitrogen gas is flowing through the
モード切替部21は、まず、モード情報記憶部25から分析モード用の機器制御パラメータを読み出す(ステップS5)。そして、モード切替部21は、読み出した分析モード用の機器制御パラメータに基づき、機器制御部10を通じてフローコントローラ4等の各機器のパラメータ設定を行う。また、流路切替部3を動作させて、キャピラリカラム6に連通させる流路をカラム保護ガス流路2からキャリアガス流路1に戻す(ステップS6)。
First, the
続いて、モード切替部21は、キャピラリカラム6内のガスを窒素ガスからヘリウムガスに置換するために要するガス置換時間を移行時間記憶部26から読み出し、その時間待機する(ステップS7)。なお、移行時間記憶部26には、予備実験によりガス置換時間を測定して予め保存しておく。
Subsequently, the
ガス置換時間経過後、モード切替部21は、キャピラリカラム6内を流通するガスがヘリウムガスに置換され、試料の分析を行うことが可能な状態になったことを表示部31の画面上に表示し、使用者に通知する。こうして、分析モードへの復帰が完了する。
After the gas replacement time has elapsed, the
上記実施例は検出器として質量分析装置を使用するGC/MSであるが、水素炎イオン化検出器(FID)等の検出器を使用する場合でも同じ手順により分析モードから待機モードへの移行、及び待機モードから分析モードへの復帰を行うことができる。なお、本実施例のモード切替部21は、モードの切り替え等を行うと共に流路制御部及び通知部として機能する。
The above example is a GC / MS using a mass spectrometer as a detector, but even when using a detector such as a flame ionization detector (FID), the transition from the analysis mode to the standby mode is performed by the same procedure, and It is possible to return from the standby mode to the analysis mode. The
次に、待機モードから分析モードへの復帰において、別の方法でキャピラリカラム内のガスが窒素ガスからヘリウムガスに置換されたことを確認して分析モードへの復帰を完了させる、別の実施例について、図4及び図5を参照して説明する。 Next, when returning from the standby mode to the analysis mode, another embodiment is used to confirm that the gas in the capillary column has been replaced with nitrogen gas from helium gas and to complete the return to the analysis mode. Will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
この場合の装置構成を図4に示す。このGC/MSは、イオン化部111の手前の位置で、質量分析に使用する標準物質であるPFTBAを注入する標準物質注入部9を備えている。また、コンピュータ20は、後述する動作を行うピーク比較部27を備えている。これら以外の構成は図1に示したGC/MSと同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。また、この実施例の待機モード移行ステップ(ステップS1からステップS4)、及び分析モード復帰ステップの一部(ステップS5及びステップS6)は上記実施例と同じであるため、これらについても説明を省略する。
The apparatus configuration in this case is shown in FIG. The GC / MS includes a standard
図4に示す構成では、上述したステップS6を行った後、モード切替部21の指示に従って標準物質注入部9は一定量のPFTBAを注入し続ける(ステップS71)。これにより、質量分析装置のイオン化部111には、窒素ガスとヘリウムガスに加え、PFTBAが導入され、それぞれがイオン化される。これらのイオンは、質量分離部112を通過した後、イオン検出器113で検出される。イオン検出器113で得た検出信号は、A/D変換器15によりA/D変換された後、データ処理部22でスペクトル化されて表示部31に表示される(ステップS72)。
このとき、ピーク比較部27は、窒素ガスとPFTBAのそれぞれから生成されるイオンの強度を比較する(ステップS73)。そして、これらのピーク強度の比が予め設定された値以下になった時点で、キャピラリカラム6内を流れるガスが窒素ガスからヘリウムガスに置換されたと判断する。
これを受け、モード切替部21は、試料の分析を行うことが可能な状態になったことを表示部31の画面上に表示し、使用者に通知する。なお、この実施例におけるPFTBAは質量分析に用いる標準物質の一例として挙げたものであり、当然、標準物質の種類はこれに限定されない。
In the configuration shown in FIG. 4, after performing step S6 described above, the standard
At this time, the
In response to this, the
上記実施例はいずれも一例であって、本発明の趣旨に沿って適宜変更や修正を行うことが可能である。
例えば、上記実施例では、キャリアガスがヘリウムガスであり、カラム保護ガスが窒素ガスである場合を例に説明したが、この組み合わせに限らず、カラム保護ガスがキャリアガスよりも安価なガスである組み合わせであればよい。このとき、必ずしもカラム保護ガスをキャリアガスと異なる種類のガスにする必要はなく、キャリアガスよりも純度が低い同一種類のガスとしてもよい。
また、比較的高価なガスであっても、使用するカラムの特性や当該ガスの粘性によっては、カラムに流すガスの流量を抑え、低コストでカラムを保護することができる場合がある。図6にその一例を示す。
The above-described embodiments are merely examples, and can be appropriately changed or modified in accordance with the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the case where the carrier gas is helium gas and the column protective gas is nitrogen gas has been described as an example. However, the present invention is not limited to this combination, and the column protective gas is less expensive than the carrier gas. Any combination may be used. At this time, the column protective gas does not necessarily need to be a different type of gas from the carrier gas, and may be the same type of gas having a lower purity than the carrier gas.
Even if the gas is relatively expensive, depending on the characteristics of the column used and the viscosity of the gas, the flow rate of the gas flowing through the column may be suppressed, and the column may be protected at low cost. An example is shown in FIG.
図6は、GC/MS装置においてフローコントローラが圧力一定モード(注入口圧100kPa)でガスのフロー状態を制御し、内径0.25mmのキャピラリカラム内にガスの導入する場合の、種々のガス(水素ガス、ヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガス)の流量を計算した結果である。また、図6(a)は長さ30mのキャピラリカラムの場合、図6(b)は長さ10mのキャピラリカラムの場合の結果であり、キャピラリカラムの温度が40℃である場合と100℃である場合についてそれぞれ計算した結果を示している。これらの条件下では、アルゴンガスを使用すると、ガスそのものは比較的高価であるが、流量を抑えて低コストでカラムを保護することができる。 FIG. 6 shows various gases (hydrogen) when the flow controller controls the gas flow state in the constant pressure mode (inlet pressure 100 kPa) in the GC / MS apparatus and introduces the gas into a capillary column having an inner diameter of 0.25 mm. It is the result of calculating the flow rates of gas, helium gas, nitrogen gas, and argon gas. 6 (a) shows the results for a capillary column with a length of 30 m, and FIG. 6 (b) shows the results for a capillary column with a length of 10 m. The capillary column temperature is 40 ° C. and 100 ° C. The calculation results for each case are shown. Under these conditions, when argon gas is used, the gas itself is relatively expensive, but the column can be protected at a low cost by reducing the flow rate.
上記実施例では、フローコントローラ4が圧力一定モードでガスのフロー状態を制御する例について説明したが、フローコントローラ4が流量一定モード、あるいは線速度一定モードでガスのフロー状態を制御するようにしても良い。この場合には、判定部23は一定値で制御しているパラメータ以外の値について推算値を算出し、設定値の範囲内であるか判定する。
また、予めモード情報記憶部25に複数の分析モード時の機器制御パラメータ(キャリアガスの種類、フローコントローラ4による制御モード及び制御パラメータ等)及び複数の待機モード時の機器制御パラメータをメソッドファイルとして保存しておき、使用者が入力部30を通じてこれらの中から所望のモードを選択し、モード切替部21に実行させることによりモード切替(分析モードから待機モードへの移行、及び待機モードから分析モードへの復帰)を行うようにしても良い。これにより、分析モードから待機モードへの移行時に、判定部23がその都度推算及び判定を行う必要がなくなり、モード切替の効率を高めることができる。また、この場合には、待機モードから分析モードへの復帰時に、前の分析モードとは異なる機器制御パラメータの分析モードに復帰させることができる。
In the above embodiment, the
In addition, device control parameters (types of carrier gas, control mode and control parameters by the
その他、上記実施例では、いずれもキャピラリカラムを使用するガスクロマトグラフ装置を例に説明したが、本発明はパックドカラムを使用するガスクロマトグラフ装置にも適用することができる。 In addition, in the said Example, although all demonstrated the gas chromatograph apparatus which uses a capillary column as an example, this invention is applicable also to the gas chromatograph apparatus which uses a packed column.
1…キャリアガス流路
2…カラム保護ガス流路
3…流路切替部
4…フローコントローラ
5…試料注入部
6…キャピラリカラム
7…カラムオーブン
8…ヒータ
9…標準物質注入部
10…機器制御部
11…質量分析装置
20…コンピュータ
21…モード切替部
22…データ処理部
23…判定部
24…変更指示部
25…モード情報記憶部
26…移行時間記憶部
27…ピーク比較部
30…入力部
31…表示部
111…イオン化部
112…質量分離部
113…イオン検出器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
a) 前記キャリアガスを前記カラムに導入するキャリアガス流路と、
b) 前記キャリアガスとは別のカラム保護ガスを前記カラムに導入するカラム保護ガス流路と、
c) 前記キャリアガスと前記カラム保護ガスのうちのいずれか一方のみがカラムに導入されるように、前記キャリアガス流路及び前記カラム保護ガス流路と前記カラムの間に設けられた流路切替部と、
d) 前記分析モード時には前記キャリアガスを前記カラムに導入し、前記待機モード時には前記カラム保護ガスを前記カラムに導入するように前記流路切替部を制御する流路制御部と
を備えることを特徴とするガスクロマトグラフ装置。 It has a column that temporally separates each component contained in a gas sample introduced on a carrier gas, and can be executed by switching between an analysis mode for performing the analysis of the gas sample and a standby mode for not performing the analysis A gas chromatograph device comprising:
a) a carrier gas flow path for introducing the carrier gas into the column;
b) a column protection gas flow path for introducing a column protection gas different from the carrier gas into the column;
c) Channel switching provided between the carrier gas channel and the column protective gas channel and the column so that only one of the carrier gas and the column protective gas is introduced into the column. And
d) a flow path control unit that controls the flow path switching unit so as to introduce the carrier gas into the column in the analysis mode and to introduce the column protective gas into the column in the standby mode. Gas chromatograph device.
f) 前記分析モードから前記待機モードへの移行時に、前記フローコントローラによる制御モード及び該モードに関するパラメータを変更することなく、前記カラムに導入するガスを前記キャリアガスから前記カラム保護ガスに変更した場合の線速度、カラム保護ガスの流量、及びカラム保護ガスの圧力のうちの少なくとも一つの値を推算し、その推算値が予め設定された範囲内であるかを判定する判定部と、
g) 前記判定部が前記推算値が前記範囲内ではないと判定した場合に、予め定められた方法により使用者に前記フローコントローラの制御モード及び/又は該モードに関するパラメータの変更を促す変更指示部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガスクロマトグラフ装置。 e) a flow controller having at least one control mode among a constant linear velocity mode, a constant flow rate mode, and a constant pressure mode as a mode for controlling the flow state of the gas introduced into the column;
f) At the time of transition from the analysis mode to the standby mode, the gas introduced into the column is changed from the carrier gas to the column protective gas without changing the control mode by the flow controller and the parameters related to the mode. A determination unit that estimates at least one value of the linear velocity, the flow rate of the column protective gas, and the pressure of the column protective gas, and determines whether the estimated value is within a preset range;
g) When the determination unit determines that the estimated value is not within the range, a change instruction unit that prompts the user to change a control mode of the flow controller and / or a parameter related to the mode by a predetermined method. The gas chromatograph apparatus according to claim 1, comprising:
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスクロマトグラフ装置。 h) Upon transition from the standby mode to the analysis mode, after a predetermined time has elapsed since the switching of the flow path switching unit, the replacement of the column protective gas with the carrier gas has been completed by a predetermined method. The gas chromatograph apparatus according to claim 1, further comprising a notification unit that notifies the user of the above.
j) 前記待機モードから前記分析モードに移行する際に、前記標準物質と前記カラム保護ガスの質量分析を行い、前記標準物質から生成したイオンのマスピークの強度と前記カラム保護ガスから生成したイオンのマスピークの強度とを比較するピーク比較部と
を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のガスクロマトグラフ装置。 i) a mass spectrometer capable of introducing a standard substance for mass spectrometry into the interior thereof;
j) When shifting from the standby mode to the analysis mode, mass analysis of the standard material and the column protective gas is performed, and the intensity of mass peaks of ions generated from the standard material and the ions generated from the column protective gas are analyzed. The gas chromatograph according to claim 1, further comprising a peak comparison unit that compares the intensity of the mass peak.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140352406A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph apparatus |
WO2015045028A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph-mass spectrometer |
JP2015118011A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
CN107110830A (en) * | 2015-01-26 | 2017-08-29 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
JP2017211225A (en) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph device |
US10794875B2 (en) | 2018-11-26 | 2020-10-06 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph |
CN113325123A (en) * | 2020-02-28 | 2021-08-31 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
WO2021171550A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
WO2021171548A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0712791A (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-17 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Carrier gas pressure setting method for gas chromatograph |
JPH09127074A (en) * | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Hitachi Ltd | Adjusting device for flow rate of carrier gas at sample injection port for gas chromatograph |
JPH10253608A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Shimadzu Corp | Gas chromatograph analyzing device |
JP2000304751A (en) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Shimadzu Corp | Automatic analyzer |
JP2003527563A (en) * | 1999-04-12 | 2003-09-16 | ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア | Portable gas chromatograph mass spectrometer for on-site chemical analysis |
JP2007263678A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Taiyo Nippon Sanso Corp | Method and device for analyzing trace impurity in hydride gas |
JP2011095072A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Shimadzu Corp | Gas chromatograph apparatus |
-
2011
- 2011-08-24 JP JP2011182698A patent/JP5682506B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0712791A (en) * | 1993-06-23 | 1995-01-17 | Yamatake Honeywell Co Ltd | Carrier gas pressure setting method for gas chromatograph |
JPH09127074A (en) * | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Hitachi Ltd | Adjusting device for flow rate of carrier gas at sample injection port for gas chromatograph |
JPH10253608A (en) * | 1997-03-14 | 1998-09-25 | Shimadzu Corp | Gas chromatograph analyzing device |
JP2003527563A (en) * | 1999-04-12 | 2003-09-16 | ザ、リージェンツ、オブ、ザ、ユニバーシティ、オブ、カリフォルニア | Portable gas chromatograph mass spectrometer for on-site chemical analysis |
JP2000304751A (en) * | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Shimadzu Corp | Automatic analyzer |
JP2007263678A (en) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Taiyo Nippon Sanso Corp | Method and device for analyzing trace impurity in hydride gas |
JP2011095072A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Shimadzu Corp | Gas chromatograph apparatus |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140352406A1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-12-04 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph apparatus |
US9435774B2 (en) * | 2013-05-30 | 2016-09-06 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph apparatus |
WO2015045028A1 (en) | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph-mass spectrometer |
CN105579844A (en) * | 2013-09-25 | 2016-05-11 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph-mass spectrometer |
JPWO2015045028A1 (en) * | 2013-09-25 | 2017-03-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph mass spectrometer |
US10126276B2 (en) | 2013-09-25 | 2018-11-13 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph-mass spectrometer |
JP2015118011A (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-25 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
CN107110830A (en) * | 2015-01-26 | 2017-08-29 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
JP2017211225A (en) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph device |
US10794875B2 (en) | 2018-11-26 | 2020-10-06 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph |
CN113325123A (en) * | 2020-02-28 | 2021-08-31 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
WO2021171550A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
WO2021171548A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
JPWO2021171548A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | ||
JP2021135215A (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
CN115053131A (en) * | 2020-02-28 | 2022-09-13 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
CN115066608A (en) * | 2020-02-28 | 2022-09-16 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
CN115053131B (en) * | 2020-02-28 | 2023-09-12 | 株式会社岛津制作所 | Gas Chromatograph |
JP7380324B2 (en) | 2020-02-28 | 2023-11-15 | 株式会社島津製作所 | Gas chromatograph |
US11874205B2 (en) | 2020-02-28 | 2024-01-16 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph |
CN113325123B (en) * | 2020-02-28 | 2024-03-29 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
CN115066608B (en) * | 2020-02-28 | 2024-05-28 | 株式会社岛津制作所 | Gas chromatograph |
US12000813B2 (en) | 2020-02-28 | 2024-06-04 | Shimadzu Corporation | Gas chromatograph |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5682506B2 (en) | 2015-03-11 |
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