JP2807274B2 - ガスクロマトグラフィのための高温度フレームジェット - Google Patents
ガスクロマトグラフィのための高温度フレームジェットInfo
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- JP2807274B2 JP2807274B2 JP1209716A JP20971689A JP2807274B2 JP 2807274 B2 JP2807274 B2 JP 2807274B2 JP 1209716 A JP1209716 A JP 1209716A JP 20971689 A JP20971689 A JP 20971689A JP 2807274 B2 JP2807274 B2 JP 2807274B2
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- jet
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
- G01N30/64—Electrical detectors
- G01N30/68—Flame ionisation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はガスクロマトグラフィの分野に関し、特に、
クロマトグラフィのカラムから出るサンプルを、カラム
によりその構成成分に分離した後に分析するガスクロマ
トグラフィ装置に使用するフレーム（flame）検出器に
関する。フレーム検出器の１つのタイプであるフレーム
電離検出器はガスクロマトグラフィの出力を分析するた
めの、周知でかつ一般に使用される装置である。フレー
ム電離検出器の例は、米国特許第3,585,005号および第
4,182,740号に説明されている。フレーム電離検出器
は、特に、有機成分を分析するのに有用である。
クロマトグラフィのカラムから出るサンプルを、カラム
によりその構成成分に分離した後に分析するガスクロマ
トグラフィ装置に使用するフレーム（flame）検出器に
関する。フレーム検出器の１つのタイプであるフレーム
電離検出器はガスクロマトグラフィの出力を分析するた
めの、周知でかつ一般に使用される装置である。フレー
ム電離検出器の例は、米国特許第3,585,005号および第
4,182,740号に説明されている。フレーム電離検出器
は、特に、有機成分を分析するのに有用である。
フレーム電離検出器において、構成成分に分離され
る、ガスクロマトグラフィのカラムから出るサンプルが
空気／水素の炎内で混合される。典型的に、ガスクロマ
トグラフィのカラムの出口端および水素燃料源は中空の
フレームジェット内にあり、オリフィスを通って出る混
合物が炎を維持するための酸素を供給する空気流と出合
う。炎内でのサンプルの分解により生じたイオンは、ガ
ス流により運ばれ、通常集（collector）電極といわれ
る電極を通過する。集電極は、サンプル混合物の変化に
対応するイオン流の変化が読み取られる流れ測定装置に
接続される。多くの市販された装置において、検出器内
の他の電極は数十から数百ボルトのDC電圧で分極され
る。典型的に、金属製のフレームジェットがこの“分極
電極”として使われる。
る、ガスクロマトグラフィのカラムから出るサンプルが
空気／水素の炎内で混合される。典型的に、ガスクロマ
トグラフィのカラムの出口端および水素燃料源は中空の
フレームジェット内にあり、オリフィスを通って出る混
合物が炎を維持するための酸素を供給する空気流と出合
う。炎内でのサンプルの分解により生じたイオンは、ガ
ス流により運ばれ、通常集（collector）電極といわれ
る電極を通過する。集電極は、サンプル混合物の変化に
対応するイオン流の変化が読み取られる流れ測定装置に
接続される。多くの市販された装置において、検出器内
の他の電極は数十から数百ボルトのDC電圧で分極され
る。典型的に、金属製のフレームジェットがこの“分極
電極”として使われる。
金属製のフレームジェットの使用に関連した１つの問
題は、金属表面が高温で非常に不活性ではなく、クロマ
トグラフィのカラムの端部から出るサンプルを吸着ある
いは他の影響を与えることにより、検出器の性能に悪影
響を与えることである。この問題は、フレームジェット
のオリフィスの近くにカラムの端部を配置して、サンプ
ルと接触するような金属表面の部分を最少化することに
より解消し得る。しかし、このアプローチは、サンプル
とフレームジェットの内側の金属表面との接触をなくす
ものではない。
題は、金属表面が高温で非常に不活性ではなく、クロマ
トグラフィのカラムの端部から出るサンプルを吸着ある
いは他の影響を与えることにより、検出器の性能に悪影
響を与えることである。この問題は、フレームジェット
のオリフィスの近くにカラムの端部を配置して、サンプ
ルと接触するような金属表面の部分を最少化することに
より解消し得る。しかし、このアプローチは、サンプル
とフレームジェットの内側の金属表面との接触をなくす
ものではない。
ガスクロマトグラフィはより高温で作動させる傾向に
ある。500℃程度の高温で作動するガスクロマトグラフ
ィ装置、たとえばVarian Model 3410が市販され、入手
可能である。このため、以前採用されていたポリイミド
で被覆されたクロマトグラフィのカラムに代わってアル
ミニウムで被覆されたカラムがより使用されるようにな
ってきた。というのは、ポリイミドの被覆では約350℃
以上の高温で存続できないからである。被覆材としてよ
い電気伝導体であるアルミニウムを使用すると、電気シ
ョートが生ずるため、カラムを金属製のフレームジェッ
トのオリフィスの近傍に配置できない。
ある。500℃程度の高温で作動するガスクロマトグラフ
ィ装置、たとえばVarian Model 3410が市販され、入手
可能である。このため、以前採用されていたポリイミド
で被覆されたクロマトグラフィのカラムに代わってアル
ミニウムで被覆されたカラムがより使用されるようにな
ってきた。というのは、ポリイミドの被覆では約350℃
以上の高温で存続できないからである。被覆材としてよ
い電気伝導体であるアルミニウムを使用すると、電気シ
ョートが生ずるため、カラムを金属製のフレームジェッ
トのオリフィスの近傍に配置できない。
サンプルが金属表面と接触するときに生ずる問題を解
決する他の方法は石英で構成されたフレームジェットを
使用することである。その石英は、分極電極を形成する
ためフレームジェットの外側表面上になした金属コート
面または炎の近傍に配置される分離した分極電極を有す
る。しかし、この方法は高温の動作において満足のいく
ものではない。石英の微細な粒子が検出器の作動中に生
じ、その炎の中に入る傾向にあるからである。石英の粒
子が放出されると、鋭い雑音スパイクが生じ、その大き
さおよび周波数は、燃料ガス比を含む複数の変数の関数
となる。ジェットのオリフィスに近い石英の薄片が炎に
より加熱され、より大きな体積になっていく相転移を受
け、そして局所的なストレスを受けたとき、その微細粒
子が生成されると信じられている。石英フレームジェッ
トの先端部に関連した雑音の問題が、その装置の温度が
上昇したとき、増大する。
決する他の方法は石英で構成されたフレームジェットを
使用することである。その石英は、分極電極を形成する
ためフレームジェットの外側表面上になした金属コート
面または炎の近傍に配置される分離した分極電極を有す
る。しかし、この方法は高温の動作において満足のいく
ものではない。石英の微細な粒子が検出器の作動中に生
じ、その炎の中に入る傾向にあるからである。石英の粒
子が放出されると、鋭い雑音スパイクが生じ、その大き
さおよび周波数は、燃料ガス比を含む複数の変数の関数
となる。ジェットのオリフィスに近い石英の薄片が炎に
より加熱され、より大きな体積になっていく相転移を受
け、そして局所的なストレスを受けたとき、その微細粒
子が生成されると信じられている。石英フレームジェッ
トの先端部に関連した雑音の問題が、その装置の温度が
上昇したとき、増大する。
したがって、本発明の目的は、分極電極を形成し、物
理的にも、化学的にも不活性な、ガスクロマトグラフィ
のフレーム検出器に使用するフレームジェットを提供す
ることである。
理的にも、化学的にも不活性な、ガスクロマトグラフィ
のフレーム検出器に使用するフレームジェットを提供す
ることである。
本発明の他の目的は、500℃といった高い温度で高性
能なガスクロマトグラフィにフレーム電離検出器に使用
するフレームジェットを提供することである。
能なガスクロマトグラフィにフレーム電離検出器に使用
するフレームジェットを提供することである。
発明の概要 本発明の新規な設計は、大部分が高純度なアルミナま
たは他の適切なセラミック材から構成されるフレームジ
ェットから成り、さらにそのフレームジェット分極電極
として働くように金属製の外側表面を有するものであ
る。高純度のアルミナは非常に不活性で、たとえば、電
極の表面のための好適実施例において使用され、および
フレームジェットを取り付けるための金属、Kovar（Car
penter Technology Corp.所有の登録された商標）と非
常に近似した膨張係数を有するので、アルミナが好適実
施例において使用される。この設計において、カラムと
ジェットオリフィスとの間のフレームジェットの全内側
構造物、すなわち、クロマトグラフィのカラムの端部か
ら出るサンプルと接触する内側部分はサンプルと金属表
面との接触を防止するためにセラミック材から構成され
る。
たは他の適切なセラミック材から構成されるフレームジ
ェットから成り、さらにそのフレームジェット分極電極
として働くように金属製の外側表面を有するものであ
る。高純度のアルミナは非常に不活性で、たとえば、電
極の表面のための好適実施例において使用され、および
フレームジェットを取り付けるための金属、Kovar（Car
penter Technology Corp.所有の登録された商標）と非
常に近似した膨張係数を有するので、アルミナが好適実
施例において使用される。この設計において、カラムと
ジェットオリフィスとの間のフレームジェットの全内側
構造物、すなわち、クロマトグラフィのカラムの端部か
ら出るサンプルと接触する内側部分はサンプルと金属表
面との接触を防止するためにセラミック材から構成され
る。
本発明の好適実施例の特徴において、フレームジェッ
トは、さらにその化学的不活性化を改良するために、シ
リレート（silylating）工程により処理される。
トは、さらにその化学的不活性化を改良するために、シ
リレート（silylating）工程により処理される。
実施例 第１図は、ガスクロマトグラフィの出力を分析すると
きに使用する典型的な水素フレーム電離検出器10の略示
を示す。フレームジェット（flame jet）20のオリフィ
スのところで炎25が維持されている。炎25は水素が空気
中で燃焼することで生じる。水素はフレームジェット20
の内側から検出器内へ導入される一方、空気中はフレー
ムジェット20の外側で導入される。空気中の酸素は、炎
25を維持するフレームジェット20のオリフィスの先端部
から出てくる水素と混合する。空気と水素の混合物を点
火する周知の装置が設けられる（図示せず）。ガスクロ
マトグラフィのカラムの端部から出たサンプルがフレー
ムジェット20内で放出され、オリフィスを通る炎の中に
至る水素により押し流される。サンプル中の化合物は、
コレクタ電極30を通ったガス流により押し出されるイオ
ンを生成する炎25中で混合される。電子測定手段40は、
イオン流内の変化を測定し、これら測定結果は記録手段
（図示せず）に送られる。電子測定手段40および記録手
段としていろいろなタイプのものが従来から知られてお
り、これ以上の説明は不要であろう。従来技術の装置に
おいて、フレームジェット20は典型的に金属で構成され
ており、そのジェット20は、電圧源50への電気的な接続
により分極電極のように機能する。
きに使用する典型的な水素フレーム電離検出器10の略示
を示す。フレームジェット（flame jet）20のオリフィ
スのところで炎25が維持されている。炎25は水素が空気
中で燃焼することで生じる。水素はフレームジェット20
の内側から検出器内へ導入される一方、空気中はフレー
ムジェット20の外側で導入される。空気中の酸素は、炎
25を維持するフレームジェット20のオリフィスの先端部
から出てくる水素と混合する。空気と水素の混合物を点
火する周知の装置が設けられる（図示せず）。ガスクロ
マトグラフィのカラムの端部から出たサンプルがフレー
ムジェット20内で放出され、オリフィスを通る炎の中に
至る水素により押し流される。サンプル中の化合物は、
コレクタ電極30を通ったガス流により押し出されるイオ
ンを生成する炎25中で混合される。電子測定手段40は、
イオン流内の変化を測定し、これら測定結果は記録手段
（図示せず）に送られる。電子測定手段40および記録手
段としていろいろなタイプのものが従来から知られてお
り、これ以上の説明は不要であろう。従来技術の装置に
おいて、フレームジェット20は典型的に金属で構成され
ており、そのジェット20は、電圧源50への電気的な接続
により分極電極のように機能する。
第２図は従来から知られているタイプのフレームジェ
ット20の断面図である。金属製の先端部22が、その先端
部を電気的に絶縁するために絶縁管27に取り付けられて
いる。典型的な市販製品では、金属製の先端部22はKova
r（商標）（たとえば、コバルト、鉄およびニッケルの
合金）で作られている。絶縁管27はアルミナで作られて
いる。Kovar（商標）およびアルミナの両方は高温度動
作に耐えることができ、ほとんど同じ膨張係数を持つ。
金属製先端部22は電圧源50に接続され（第１図に示され
ている）、分極電極として機能する。クロマトグラフィ
のカラム60はフレームジェット20の内側内まで至ってい
る。その結果、分離したサンプルはその容積内に放出さ
れ、水素燃料の流れによりフレームジェットオリフィス
29へ押し流される。上述したように、つぎにサンプルと
水素燃料がオリフィス29を通ってフレームジェット20か
ら出て、炎の中に至る。
ット20の断面図である。金属製の先端部22が、その先端
部を電気的に絶縁するために絶縁管27に取り付けられて
いる。典型的な市販製品では、金属製の先端部22はKova
r（商標）（たとえば、コバルト、鉄およびニッケルの
合金）で作られている。絶縁管27はアルミナで作られて
いる。Kovar（商標）およびアルミナの両方は高温度動
作に耐えることができ、ほとんど同じ膨張係数を持つ。
金属製先端部22は電圧源50に接続され（第１図に示され
ている）、分極電極として機能する。クロマトグラフィ
のカラム60はフレームジェット20の内側内まで至ってい
る。その結果、分離したサンプルはその容積内に放出さ
れ、水素燃料の流れによりフレームジェットオリフィス
29へ押し流される。上述したように、つぎにサンプルと
水素燃料がオリフィス29を通ってフレームジェット20か
ら出て、炎の中に至る。
多くの金属は、純粋な状態では活性的であるが、Kova
r（商標）も含めて、空気中の酸素にさらされたとき、
比較的安定で、不活性の酸素表面層を素早く形成する。
従来のフレームジェットにおいて、この酸化層がサンプ
ルと活性金属表面との接触による干渉を妨げるように働
くと考えられていた。しかし、ガスクロマトグラフィ装
置を高温度、たとえば、350℃以上の温度で作動させる
とき、酸化層は、サンプル分析を妨げる活性金属が残る
フレームジェットの内側を流れる水素ガスにより還元さ
れる。このような分析を妨げる例として、サンプルの吸
着や後の脱着がある。これらはクロマトグラフィのピー
クに“テール”（tail）をもたらす。高温ガスクロマト
グラフィにおいて、フレームジェット全体が、そのフレ
ームジェット内でのサンプルの濃縮を妨げるために、高
温度に維持されなければならないことは理解されよう。
r（商標）も含めて、空気中の酸素にさらされたとき、
比較的安定で、不活性の酸素表面層を素早く形成する。
従来のフレームジェットにおいて、この酸化層がサンプ
ルと活性金属表面との接触による干渉を妨げるように働
くと考えられていた。しかし、ガスクロマトグラフィ装
置を高温度、たとえば、350℃以上の温度で作動させる
とき、酸化層は、サンプル分析を妨げる活性金属が残る
フレームジェットの内側を流れる水素ガスにより還元さ
れる。このような分析を妨げる例として、サンプルの吸
着や後の脱着がある。これらはクロマトグラフィのピー
クに“テール”（tail）をもたらす。高温ガスクロマト
グラフィにおいて、フレームジェット全体が、そのフレ
ームジェット内でのサンプルの濃縮を妨げるために、高
温度に維持されなければならないことは理解されよう。
サンプルと金属製のフレーム先端部22との接触が、カ
ラム60の端部をオリフィス29に近接して配置することに
より維持し得ることは明らかであるが、この間の距離
は、アルミニウムで被覆されたカラムを利用するとき
に、アルミニウム被覆のカラムと（分極電極である）金
属製のフレームジェットの先端部との電気的ショートを
妨げるために維持されなければならない。上述したよう
に、350℃以上の温度で動作させるときに、アルミニウ
ムで被覆されたカラムを利用することが一般的となって
きている。なぜならば、ポリイミドで覆ったものはこの
ような温度に耐え得ないからである。いずれにせよ、比
較的小さい金属表面との接触であっても、不所望のピー
クのテーリング（tailing）を引き起こし、装置の性能
を悪くする。したがって、カラムの端部と金属製のフレ
ームジェット先端部との間に絶縁材を使用することで
は、その絶縁材がカラム60の端部とフレームジェット先
端部のオリフィス29とを近接させ得るにしても、その問
題は解消されないだろう。
ラム60の端部をオリフィス29に近接して配置することに
より維持し得ることは明らかであるが、この間の距離
は、アルミニウムで被覆されたカラムを利用するとき
に、アルミニウム被覆のカラムと（分極電極である）金
属製のフレームジェットの先端部との電気的ショートを
妨げるために維持されなければならない。上述したよう
に、350℃以上の温度で動作させるときに、アルミニウ
ムで被覆されたカラムを利用することが一般的となって
きている。なぜならば、ポリイミドで覆ったものはこの
ような温度に耐え得ないからである。いずれにせよ、比
較的小さい金属表面との接触であっても、不所望のピー
クのテーリング（tailing）を引き起こし、装置の性能
を悪くする。したがって、カラムの端部と金属製のフレ
ームジェット先端部との間に絶縁材を使用することで
は、その絶縁材がカラム60の端部とフレームジェット先
端部のオリフィス29とを近接させ得るにしても、その問
題は解消されないだろう。
本発明の一実施例が第３図に示され、ここで、第１お
よび第２図の要素に対応した要素は、各符号に100を付
加た符号で示されている。したがって、フレームジェッ
ト120は金属製のフレーム先端部122およびアルミナ製の
絶縁部材127から成っている。ガスクロマトグラフィの
カラム160はフレームジェット120の内側空間内で終わっ
ている。しかし、第２図に関連して説明したフレームジ
ェットと対照的に、セラミック製の管状要素170は、サ
ンプルをカラム160の端部からオリフィス129を通り、い
かなる金属表面に接触することなく炎（図示せず）内に
流す経路を形成するために、金属製のフレーム先端部12
2に接合されている。本発明の好適な実施例において、
セラミック製の管状要素170はアルミナで作られ、金属
製のフレーム先端部122は、Kovar（商標）で作られてい
る。また、この材料の組み合わせは、高温に耐える能
力、およびそれらの同様の膨張係数のため互いによい働
きをする。近年の高温度動作に対して、要素170のため
に選択されたセラミック材料が500℃程度の温度で非常
に化学的に不活性であることは重要である。したがっ
て、いろいろな純度のアルミナを入手できるが、本発明
の好適実施例に使用されるアルミナは不活性を高度なレ
ベルなものにするために、少なくとも純度95％であるべ
きである。もし他のセラミック材料で置き換えるなら
ば、高温度でのその材料の化学的活性を注意深く調べて
置かなければならない。第３図で説明したように本発明
の好適実施例において、セラミック製の管状要素170を
金属製のフレーム先端部122に接合するために使用され
る接合材は高純度のアルミナ接合材である。このような
接合材は入手可能なものであり、たとえば、コトロニク
ス・コーポレーション（ニューヨーク、ブルックリン）
からCeramic Adhesive Type 989として購入できる。
よび第２図の要素に対応した要素は、各符号に100を付
加た符号で示されている。したがって、フレームジェッ
ト120は金属製のフレーム先端部122およびアルミナ製の
絶縁部材127から成っている。ガスクロマトグラフィの
カラム160はフレームジェット120の内側空間内で終わっ
ている。しかし、第２図に関連して説明したフレームジ
ェットと対照的に、セラミック製の管状要素170は、サ
ンプルをカラム160の端部からオリフィス129を通り、い
かなる金属表面に接触することなく炎（図示せず）内に
流す経路を形成するために、金属製のフレーム先端部12
2に接合されている。本発明の好適な実施例において、
セラミック製の管状要素170はアルミナで作られ、金属
製のフレーム先端部122は、Kovar（商標）で作られてい
る。また、この材料の組み合わせは、高温に耐える能
力、およびそれらの同様の膨張係数のため互いによい働
きをする。近年の高温度動作に対して、要素170のため
に選択されたセラミック材料が500℃程度の温度で非常
に化学的に不活性であることは重要である。したがっ
て、いろいろな純度のアルミナを入手できるが、本発明
の好適実施例に使用されるアルミナは不活性を高度なレ
ベルなものにするために、少なくとも純度95％であるべ
きである。もし他のセラミック材料で置き換えるなら
ば、高温度でのその材料の化学的活性を注意深く調べて
置かなければならない。第３図で説明したように本発明
の好適実施例において、セラミック製の管状要素170を
金属製のフレーム先端部122に接合するために使用され
る接合材は高純度のアルミナ接合材である。このような
接合材は入手可能なものであり、たとえば、コトロニク
ス・コーポレーション（ニューヨーク、ブルックリン）
からCeramic Adhesive Type 989として購入できる。
本発明の他の実施例が第４図に示され、ここで、第１
および第２図の要素に対応した要素は、各符号に200を
付加した符号で示されている。この実施例は、金属製の
先端部222に直接蝋付けされたセラミック部材227から成
る。フレームジェットの金属部分に対してKovar（商
標）を使用する他の利点が、それをセラミック材、特に
アルミナに蝋付けさせることができる点であることがわ
かるだろう。セラミック部材227は、金属製の先端部222
内に入れ子式に入るような適切な形に機械削りされてい
る。また、この実施例において、サンプルガスは、セラ
ミック部材227の内側容積内のクロマトグラフィのカラ
ム260の端部から放出され、オリフィスを介して炎（図
示せず）の中へと水素燃料により押し出される。サンプ
ルはそれが炎の中に進むときに、いかなる金属表面とも
接触しない。
および第２図の要素に対応した要素は、各符号に200を
付加した符号で示されている。この実施例は、金属製の
先端部222に直接蝋付けされたセラミック部材227から成
る。フレームジェットの金属部分に対してKovar（商
標）を使用する他の利点が、それをセラミック材、特に
アルミナに蝋付けさせることができる点であることがわ
かるだろう。セラミック部材227は、金属製の先端部222
内に入れ子式に入るような適切な形に機械削りされてい
る。また、この実施例において、サンプルガスは、セラ
ミック部材227の内側容積内のクロマトグラフィのカラ
ム260の端部から放出され、オリフィスを介して炎（図
示せず）の中へと水素燃料により押し出される。サンプ
ルはそれが炎の中に進むときに、いかなる金属表面とも
接触しない。
第２図、第３図、および第４図での金属製要素22、12
2、および222が、それぞれ電気接続手段（第１図で対称
的に示されている）を介してDC分極電圧源に接続されて
いる。第３図および第４図の両実施例において、アルミ
ニウムで被覆されたカラムの端部は、電気的なショート
の恐れもなく、フレームジェット120、220の出口オリフ
ィス129、229のそれぞれに近接して配置できる。カラム
をオリフィスに近接して配置することにより、フレーム
ジェット内でその表面とサンプルとの接触を減らすこと
ができる。フレームジェットの内表面が不活性に作られ
ていても、本発明を実施するときには役に立たない容積
を最小にするため、およびフレームジェットの加熱され
た内表面上での熱分解によりサンプルが分解する可能性
を減らすために、可能な限りカラム端部をフレームジェ
ットのオリフィスに近接させることが依然として望まし
い。この後者の問題は非常に高い温度で動作させるとき
に、非常に重要となる。
2、および222が、それぞれ電気接続手段（第１図で対称
的に示されている）を介してDC分極電圧源に接続されて
いる。第３図および第４図の両実施例において、アルミ
ニウムで被覆されたカラムの端部は、電気的なショート
の恐れもなく、フレームジェット120、220の出口オリフ
ィス129、229のそれぞれに近接して配置できる。カラム
をオリフィスに近接して配置することにより、フレーム
ジェット内でその表面とサンプルとの接触を減らすこと
ができる。フレームジェットの内表面が不活性に作られ
ていても、本発明を実施するときには役に立たない容積
を最小にするため、およびフレームジェットの加熱され
た内表面上での熱分解によりサンプルが分解する可能性
を減らすために、可能な限りカラム端部をフレームジェ
ットのオリフィスに近接させることが依然として望まし
い。この後者の問題は非常に高い温度で動作させるとき
に、非常に重要となる。
本発明の他の特徴は、フレームジェットをシリレート
（silylating）試薬で処理することがフレームジェット
の化学的活性をさらに不動態化し、性能をより改良する
ことを見いだした点である。シリレート（silylating）
処理は、ジクロロジメチル・シランまたはN,O−bis−ト
リメチルシリル−トリフルオロアセテミド（BSTFA）の
ような適当な試薬を400℃を越える温度のフレームジェ
ットの中を通すことで達成され得る。
（silylating）試薬で処理することがフレームジェット
の化学的活性をさらに不動態化し、性能をより改良する
ことを見いだした点である。シリレート（silylating）
処理は、ジクロロジメチル・シランまたはN,O−bis−ト
リメチルシリル−トリフルオロアセテミド（BSTFA）の
ような適当な試薬を400℃を越える温度のフレームジェ
ットの中を通すことで達成され得る。
この発明の利点は、同じ条件の作動により生じたクロ
マトグラムを表した第５図および第６図を参照すること
で分かるだろう。ただし、第５図のクロマトグラムは従
来技術の全金属製のフレームジェットから成るフレーム
電離検出器を用いて記録されたものであり、第６図のク
ロマトグラムは本発明に従ったフレームジェットから成
るフレーム電離検出器を用いて記録されたものである。
両クロマトグラム（Varian 3410GCシステムで、アルミ
ニウムで被覆された0.53mmのカラムを使用）は、100炭
素単位を越えて伸びた主に平坦なポリエチレポリマーか
ら成るPolywax 655の分離を表わしている。両図とも、
水平軸は時間を、垂直時はピーク高を示す。軸の目盛
は、両クロマトグラムとも同じで、すなわち、両図と
も、水平軸に沿った一単位は同じ時間増加を示す。
マトグラムを表した第５図および第６図を参照すること
で分かるだろう。ただし、第５図のクロマトグラムは従
来技術の全金属製のフレームジェットから成るフレーム
電離検出器を用いて記録されたものであり、第６図のク
ロマトグラムは本発明に従ったフレームジェットから成
るフレーム電離検出器を用いて記録されたものである。
両クロマトグラム（Varian 3410GCシステムで、アルミ
ニウムで被覆された0.53mmのカラムを使用）は、100炭
素単位を越えて伸びた主に平坦なポリエチレポリマーか
ら成るPolywax 655の分離を表わしている。両図とも、
水平軸は時間を、垂直時はピーク高を示す。軸の目盛
は、両クロマトグラムとも同じで、すなわち、両図と
も、水平軸に沿った一単位は同じ時間増加を示す。
２つのクロマトグラムを比較すると、セラミックフレ
ームジェットが良い形をしたピークを生成しているこ
と、すなわち、ピークがより鋭く、テーリング（tailin
g）をもつこともなく、よい分解能をもっていることは
明らかである。さらに、第６図のクロマトグラムは、フ
レームジェット内でサンプル損失が減少するために感度
が改良されたことを示す。第６図のクロマトグラムでの
多くのピークが、目盛りから外れているけれども、その
改善は５〜10倍程度と考えられる。
ームジェットが良い形をしたピークを生成しているこ
と、すなわち、ピークがより鋭く、テーリング（tailin
g）をもつこともなく、よい分解能をもっていることは
明らかである。さらに、第６図のクロマトグラムは、フ
レームジェット内でサンプル損失が減少するために感度
が改良されたことを示す。第６図のクロマトグラムでの
多くのピークが、目盛りから外れているけれども、その
改善は５〜10倍程度と考えられる。
上述の構造においていろいろな変形をなすことが可能
であり、本発明のさまざまな変更や実施例をその思想か
ら逸脱することなくなすことが可能であるので、上説明
および添付図面に含まれる総ての事柄は説明のためのも
のであり、限定的に解すべきではない。特に、発明の好
適実施例をフレーム電流検出器に関連して説明してきた
けれども、本発明の利点は特定の熱イオン検出器のよう
なガスクロマトグラフィにおいて使用される他のタイプ
のフレーム検出器でも明らかに得られる。
であり、本発明のさまざまな変更や実施例をその思想か
ら逸脱することなくなすことが可能であるので、上説明
および添付図面に含まれる総ての事柄は説明のためのも
のであり、限定的に解すべきではない。特に、発明の好
適実施例をフレーム電流検出器に関連して説明してきた
けれども、本発明の利点は特定の熱イオン検出器のよう
なガスクロマトグラフィにおいて使用される他のタイプ
のフレーム検出器でも明らかに得られる。
第１図は、フレームジェットが分極電極として働くフレ
ーム電離検出器の略示図である。 第２図は、フレーム電離検出器に使用する従来技術のフ
レームジェットの断面図である。 第３図は、本発明のフレームジェットの断面図である。 第４図は、本発明のフレームジェットの他の実施例を示
す。 第５図は、従来フレーム電離検出器を用いてなしたPoly
wax 655のクロマトグラムである。 第６図は、本発明のフレーム電離検出器を同じ条件もと
でなしたPolywax 655のクロマトグラムである。
ーム電離検出器の略示図である。 第２図は、フレーム電離検出器に使用する従来技術のフ
レームジェットの断面図である。 第３図は、本発明のフレームジェットの断面図である。 第４図は、本発明のフレームジェットの他の実施例を示
す。 第５図は、従来フレーム電離検出器を用いてなしたPoly
wax 655のクロマトグラムである。 第６図は、本発明のフレーム電離検出器を同じ条件もと
でなしたPolywax 655のクロマトグラムである。
【主要符号の説明】 20、120、220……フレームジェット 22、122、222……先端部 27、127、227……絶縁材管（セラミック部材） 29、129、229……オリフィス 60、160、260……カラム 170……管状要素
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−124459（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−6640（ＪＰ，Ｂ２) 英国公開2037066（ＧＢ，Ａ) 英国公開1451795（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 27/62 - 27/70
Claims (10)
- 【請求項１】ガスクロマトグラフィ装置において使用す
るフレーム検出器であって、 出口先端部およびガスクロマトグラフィのカラムのサン
プル抽出端を包含する中空内部を有するフレームジェッ
トを含んで成り， 前記フレームジェットの内部表面は，セラミック材料か
ら成るガスクロマトグラフィのカラムの抽出端から抽出
されたサンプルガスに接触し， フレームジェットの出口先端部は，さらにフレームジェ
ットが分極電極として使用できるように金属製の外側表
面要素を含み， 前記内部表面は,350度以上の動作温度において，前記ガ
スクロマトグラフィのカラムの前記サンプル抽出端と前
記出口先端部との間の領域にあるサンプルがいかなる金
属部分と接触しないように，非常に不活性のセラミック
材料のみにより作られている，ことを特徴とするフレー
ム検出器。 - 【請求項２】請求項１に記載のフレーム検出器であっ
て、 前記金属製の外側表面要素がニッケル、コバルトおよび
鉄の合金から作られる、ところのフレーム検出器。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のフレーム検出器
であって、 前記セラミック材料が、高純度のアルミナである、とこ
ろのフレーム検出器。 - 【請求項４】請求項３に記載のフレーム検出器であっ
て， 前記アルミナの純度が少なくとも95％である，ところの
フレーム検出器 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のフレ
ーム検出器であって、 前記セラミック材料の表面が、前記金属製の外側表面要
素に接合された、少なくとも１つの管状のセラミック要
素を含む、ところのフレーム検出器。 - 【請求項６】請求項５に記載のフレーム検出器であっ
て、 前記少なくとも１つの管状セラミック要素を金属製の外
側表面要素に接合するために、高純度のアルミナが使用
される、ところのフレーム検出器。 - 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載のフレ
ーム検出器であって、 金属製の外側表面要素内に、少なくとも一部が入れ子式
に入り、かつ接合される機械削りされたセラミック要素
を含む、ところのフレーム検出器。 - 【請求項８】請求項７に記載のフレーム検出器であっ
て、 セラミック要素がろう付けにより金属製の外側表面要素
に取り付けられる、ところのフレーム検出器。 - 【請求項９】請求項１ないし８のいずれかに記載のフレ
ーム検出器であって、 前記フレームジェットの内部表面が，シリレート処理の
試薬により処理された非常に不活性なセラミック材料か
らなる，ところのフレーム検出器 - 【請求項１０】請求項９に記載のフレーム検出器であっ
て、 シリレート処理が、ジクロロジメチルシランまたはN,O
−bis−トリメチルシリル−トリフルオロアセテミド（B
STFA）を、400℃を越える温度でフレームジェットを通
過させることから成る、ところのフレーム検出器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US237,266 | 1988-08-26 | ||
| US07/237,266 US4999162A (en) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | High temperature flame jet for gas chromatography |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102449A JPH02102449A (ja) | 1990-04-16 |
| JP2807274B2 true JP2807274B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=22893004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209716A Expired - Lifetime JP2807274B2 (ja) | 1988-08-26 | 1989-08-15 | ガスクロマトグラフィのための高温度フレームジェット |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4999162A (ja) |
| EP (1) | EP0356008B1 (ja) |
| JP (1) | JP2807274B2 (ja) |
| CA (1) | CA1331293C (ja) |
| DE (1) | DE68919170T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5108466A (en) * | 1990-12-21 | 1992-04-28 | Hewlett-Packard Company | Apparatus and methods for controlling fluids provided to a chromatographic detector |
| US5741960A (en) * | 1994-05-27 | 1998-04-21 | Daniel Industries, Inc. | Probe chromatograph apparatus and method |
| EP0723153B1 (en) * | 1995-01-23 | 2002-08-07 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Flow modulation for facilitating detector ignition |
| DE19502285C2 (de) * | 1995-01-26 | 1996-11-21 | Michael Beckmann | Ionisationsdetektor für die Gaschromatographie |
| US5578271A (en) * | 1995-03-01 | 1996-11-26 | O.I. Corporation | Tandem photoionization detector and halogen specific detector |
| US5853664A (en) * | 1996-06-25 | 1998-12-29 | Hewlett-Packard Company | Flow modulation for facilitating detector ignition |
| US6608318B1 (en) | 2000-07-31 | 2003-08-19 | Agilent Technologies, Inc. | Ionization chamber for reactive samples |
| WO2011106747A1 (en) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Perkin Elmer Health Sciences, Inc. | Jet assembly for use in detectors and other devices |
| US11709156B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved analytical analysis |
| US11709155B2 (en) | 2017-09-18 | 2023-07-25 | Waters Technologies Corporation | Use of vapor deposition coated flow paths for improved chromatography of metal interacting analytes |
| CN110749686B (zh) * | 2018-07-24 | 2021-08-10 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种用于微型氢火焰离子化检测器的喷嘴组件 |
| EP3911946A4 (en) * | 2019-01-14 | 2022-10-19 | Agilent Technologies, Inc. | VERSATILE LINE-FREE BEAM FOR A GC DETECTOR |
| US11918936B2 (en) | 2020-01-17 | 2024-03-05 | Waters Technologies Corporation | Performance and dynamic range for oligonucleotide bioanalysis through reduction of non specific binding |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3585003A (en) * | 1967-04-06 | 1971-06-15 | Varian Associates | Ionization detector for gas chromatography |
| FR2037136A1 (en) * | 1969-02-28 | 1970-12-31 | Jeol Ltd | Flame ionisation detector for organic cpds |
| GB1335347A (en) * | 1970-01-24 | 1973-10-24 | Becker Delft Nv | Gas chromatography apparatus |
| GB1451795A (en) * | 1973-06-29 | 1976-10-06 | Pye Ltd | Flame ionisation detector |
| US3954651A (en) * | 1973-12-20 | 1976-05-04 | Macherey, Nagel & Company | Silyation agent for gas chromatography |
| US4182740A (en) * | 1976-03-01 | 1980-01-08 | Varian Associates, Inc. | Flame ionization detector |
| GB2037066B (en) * | 1978-10-09 | 1983-02-16 | Simpson C | Flame ionisation detector and method of use thereof |
| FR2580078B1 (ja) * | 1985-04-05 | 1988-05-27 | Geoservices |
-
1988
- 1988-08-26 US US07/237,266 patent/US4999162A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-24 DE DE68919170T patent/DE68919170T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-24 EP EP89307517A patent/EP0356008B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-15 JP JP1209716A patent/JP2807274B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-22 CA CA000609036A patent/CA1331293C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0356008A2 (en) | 1990-02-28 |
| CA1331293C (en) | 1994-08-09 |
| EP0356008B1 (en) | 1994-11-02 |
| US4999162A (en) | 1991-03-12 |
| EP0356008A3 (en) | 1991-07-31 |
| JPH02102449A (ja) | 1990-04-16 |
| DE68919170T2 (de) | 1995-03-09 |
| DE68919170D1 (de) | 1994-12-08 |
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| JPH0459584B2 (ja) | ||
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