JP6284312B2 - 試料導入方法および試料導入装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば揮発性有機化合物を含む試料の希釈および導入に好適で、試料を加圧移送して試料の気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度の正確性を得られるとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリ−オ−バ−やコンタミネ−ションを防止して希釈精度を向上し、しかも試料と希釈液の移送手段を合理化して構成を簡潔化し、これを容易かつ安価に製作できるようにした、試料導入方法および試料導入装置に関する。

試料を分析装置に合理的に導入する方法として、パージ・トラップ（Ｐｕｒｇｅ ａｎｄ Ｔｒａｐ）試料濃縮導入方法がある。この試料濃縮導入方法は、液状試料を試料管（パ−ジ容器）に採り、試料管に不活性ガスを流すことによって、液状試料に存在する分析対象成分を含む揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を、種々の成分を含有する、いわゆる試料マトリックスから強制的に追い出し、一旦トラップ管の捕集材にトラップさせ、その後加熱脱離させてガスクロマトグラフ（ＧＣ）またはガスクロマトグラフ／質量分析計（ＧＣ/ＭＳ）等の分析装置へ導入し、分析対象成分の分離および分析を行うようにしている。
その際、前記液状試料を試料管に採る場合、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の濃度を、ＧＣまたはＧＣ/ＭＳ等の分析装置の適切な濃度範囲に調整することが必要とされることがある。

しかし、従来のパージ・トラップ試料濃縮導入方法は、試料および標準試料の調整に手動式のものが多く、その場合は操作が煩雑で個人差ないし誤差を生じ易く、分析結果の正確性を得られないという問題があった。
また、前記試料の自動調整にしても、試料の濃度調整の際、試料が計量ポンプやシリンジ部に入ってキャリ−オ−バ−やコンタミネ−ション等の問題を起こし、分析精度や信頼性が低下する問題があり、特にこの問題は高感度分析の場合に顕著になる等の問題があった。

このような問題を解決する試料の希釈方法として、試料液を吸引するノズルからシリンジポンプまでの流路を作動液で満たし、シリンジポンプによって少量の空気と、所定量の希釈液、少量の空気と所定量の試料液の順に吸引し、これらを前記ポンプによって希釈容器に吐出し、試料液を希釈するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかし、前記希釈方法は、希釈試料液を吸引し分析カラムへ導入するノズルやシリンジポンプを要して構成が複雑になり、またノズルからシリンジポンプまでの流路に、空気と希釈液と試料液との吸引を順に行なうため、吸引操作が煩雑で手間が掛かり希釈に時間が掛かるとともに、試料液と希釈液との吸引と吐出を同一のノズルで行っているため、試料のキャリ−オーバ−やコンタミネ−ションの問題を生じ、しかもシリンジポンプが経時的に摩耗し、正確な計量を期待できない上に、そのメンテナンスに費用が嵩み、また吸引時の陰圧によって揮発性物質の試料が気散して計量が不正確になり、希釈精度の正確性を得られない等の問題があった。

前記問題を解決する試料の希釈方法として、試料液と作動液と希釈液または空気を吸引および吐出するシリンジポンプとニ−ドル、試料液と希釈液との混合液を収容する希釈容器を備え、ニ−ドルからシリンジポンプまでの流路を作動液で満たすとともに、シリンジポンプによって少量の空気と所定量の希釈液、少量の空気と所定量の試料液の順にニ−ドルで吸引後、前記ポンプで所定量の希釈液と少量の空気、所定量の試料液を希釈容器に吐出し、希釈容器における試料液と希釈液の混合液の液面高さを希釈容器の内径の３倍以下にしたものがある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、前記希釈方法は前述の希釈方法と同様に、希釈試料液を吸引し分析カラムへ導入するニ−ドルやシリンジポンプを要して構成が複雑になり、またニ−ドルからシリンジポンプまでの流路に、空気と希釈液と試料液との吸引を順に要するため、吸引操作が煩雑で手間が掛かり希釈に時間が掛かるとともに、試料液と希釈液との吸引と吐出を同一のニ−ドルで行っているため、試料のキャリ−オーバ−やコンタミネ−ションの問題を生じ易く、しかもシリンジポンプが経時的に摩耗し、正確な計量を期待できない上に、そのメンテナンスに費用が嵩み、また吸引時の陰圧によって揮発性物質の試料が気散して計量が不正確になり、希釈精度の正確性を得られない等の問題があった。

そこで、前記問題を解決する他の希釈方法として、試料吸引路先端に吸引針を設け、試料容器に並列して混合液用容器を設けるとともに、一定量の試料を吸引・吐出する第１のシリンジと、この第１のシリンジよりも大きな容量で一定量の希釈液を吸引・吐出する第２のシリンジとを備え、この第２のシリンジは三方弁を介して、希釈液に連通する第１の流路と、前記試料吸引路に接続される第２の流路とに接続され、この第２の流路の間に第１のシリンジを接続し、この第１のシリンジによって試料容器から試料を吸引し、第２のシリンジによって希釈液を吸引し、それぞれのシリンジで吸引した液体を混合液用容器に吐出して、希釈試料を精度良く作成するようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

しかし、前記希釈方法は、試料と希釈液と吸引・吐出する二つのシリンジとその制御を要し、それらの構成が複雑になるとともに、単一の吸引針を試料液と混合液と洗浄液の吸引・吐出に共用しているため、試料のキャリ−オーバ−やコンタミネ−ションの問題を生じ、しかも二つのシリンジが経時的に摩耗し、正確な計量を期待できない上に、そのメンテナンスに費用が嵩み、また吸引時の陰圧によって揮発性物質の試料が気散して計量が不正確になり、希釈精度の正確性を得られない等の問題があった。

このような問題を解決する別の希釈方法として、導入する試料の量よりも大きい容量の試料希釈導管に試料と希釈液を前後して供給し、試料が前記導管を流れる間に希釈液中で分散させ、前記導管に形成される試料濃度勾配の特定域の試料部分を分析装置の分析流路に導入するようにした方法がある（例えば、特許文献４参照）。

しかし、前記希釈方法は試料を積極的に希釈させているため、導入試料の増量を助長して分析コストの増加を招き、しかも正確な希釈率が分からず、また試料濃度勾配の特定域の試料部分を分析流路に導入する際、特定域の試料部分が温度や圧力等の環境変化によって希釈率が変動するため、分析結果に信頼性を得られないという問題があった。

また、前記問題を解決する他の希釈方法として、閉じたル−プを形成している希釈液を流通させる流路と、該流路に接続され希釈液を前記流路内で往復動させる希釈液ポンプ機構と、前記流路に希釈液を供給する希釈液供給機構と、試料を吸引・吐出するプロ−ブと、試料を前記プロ−ブに吸引・吐出する試料ポンプ機構とを備え、希釈液ポンプ機構と試料ポンプ機構とを制御装置に連係し、短時間で試料の希釈を行なうとともに、希釈倍率の正確性を向上し得るようにした方法がある（例えば、特許文献４参照）。

しかし、前記希釈方法は、閉じたル−プの流路に希釈液を流通させるために、希釈液の供給ポンプの他に、希釈液移動シリンジや試料シリンジを要して設備が大掛かりになるとともに、これらのシリンジポンプが経時的に摩耗し、正確な計量を期待できない上に、そのメンテナンスに費用が嵩み、また吸引時の陰圧によって揮発性物質の試料が気散して計量が不正確になり、希釈精度の正確性を得られない上に、プロ−ブから吸引された試料の一部が流路に残留し、これが希釈液と共に流通して試料のキャリ−オーバ−やコンタミネ−ションの問題を生ずる惧れがあった。

更に、前記問題を解決する別の希釈方法として、分離カラムへの移動相流路に試料を注入する試料注入部に、分析対象の試料を供給する試料流路と、希釈液を供給する希釈液流路と、これらの流路を切り換えて共通の希釈試料流路へ接続する選択バルブを備え、希釈液と試料液を送液する希釈用送液部と、希釈用送液部から送られる試料と希釈液からなる希釈試料液の一定量を一時的に収容するサンプルル−プと、該サンプルル−プを移動相流路または希釈試料流路へ切換えて接続し、サンプルル−プに収容した希釈試料液をそのまま移動相流路へ導入するサンプル注入バルブと、サンプル注入部の作動を制御するサンプル注入制御部とを備え、該サンプル注入制御部は、希釈試料流路へ導入されるサンプルと希釈液の割合が予め設定された値になるように選択バルブの切換えを制御するようにした方法がある（例えば、特許文献６参照）。

しかし、前記希釈方法は、希釈試料流路に導入された試料と希釈液を希釈用ポンプによってサンプルル−プへ送出しているため、希釈用ポンプに試料が残留して試料のキャリ−オーバ−やコンタミネ−ションを生ずる惧れがある上に、高精度のサンプル送出用ポンプと希釈用ポンプを要するため、構成が複雑で高価になる等の問題があった。

特公平８−１０２１４号公報 特開２０１１−１３０４５号公報 特開昭６３−７１６５０号公報 特許第２８６９１５８号公報 特許第３６６５２５７号公報 特許第４５３０４８５号公報

本発明はこのような問題を解決し、例えば揮発性有機化合物を含む試料の希釈および導入に好適で、試料を加圧移送して試料の気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度の正確性を得られるとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリ−オ−バ−やコンタミネ−ションを防止して希釈精度を向上し、しかも試料と希釈液の移送手段を合理化して構成を簡潔化し、これを容易かつ安価に製作できるようにした、試料導入方法および試料導入装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、希釈液導入路と試料導入路に連通する移送路に希釈液または試料を貯留可能な保持ループを介挿し、前記移送路の下流側の試料希釈用流路に希釈液または試料を貯留可能な計量ループを介挿し、前記保持ループと計量ループに希釈液を満たし、試料導入路の上流側のニードルに保持した試料を試料導入路へ導入し、前記保持ループを含む移送路へ移動後、希釈液を前記保持ループを含む移送路へ導入し、所定量の試料と希釈液を計量ループへ導入してサンドイッチ構造に充填し、所定の希釈率に調整後、希釈液に拡散した希釈試料をパージ容器へ導入する試料導入方法において、一端が試料希釈用流路に連通し、他端が不活性ガス源に連通する第１加圧ガス導管に、洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、該第６切換弁にニードルの内外二重構造の外側通路を連通し、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、前記外側通路に不活性ガスを圧送し、該試料容器内の揮発性物質を含有する試料を内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送し、試料の移送時における気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度を向上するとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリーオーバーやコンタミネーションを防止して希釈精度を向上し、試料を確実かつ安全に導入するようにして、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適にしている。

請求項２の発明は、希釈試料をパージ容器へ導入後、前記第６切換弁とニードルの連通を遮断し、前記洗浄容器に不活性ガスを圧送し、該容器内の洗浄液を前記試料希釈用流路へ押し出し、該試料希釈用流路と計量ループを洗浄するとともに、前記洗浄液を前記移送路へ導入し、保持ループを洗浄後、前記試料導入路へ移動し、前記洗浄液を内側通路を介しニードルへ導入して洗浄し、希釈試料を分析装置側の試料濃縮部へ導入後、試料導入部の洗浄容器に不活性ガスを圧送して洗浄液を洗浄路へ送り出し、該洗浄路の試料希釈用流路、計量ループ、移送路、保持ループ、試料導入路、内側通路からニードルへ導入して、これらの流路を迅速かつ能率良く洗浄するようにしている。
請求項３の発明は、前記洗浄後、前記第６切換弁とニードルの遮断を維持し、不活性ガスを試料希釈用流路と計量ループへ圧送するとともに、前記移送路および保持ループと試料導入路を経て前記内側通路からニードルへ導入し、これら各通路に残留し付着する洗浄液を吹き飛ばし、洗浄後に各通路に残留し付着する洗浄液を吹き飛ばし、コンタミネーションを確実に防止して希釈精度を向上するようにしている。
請求項４の発明は、互いに異なる揮発性物質を含有する試料を収納した複数の試料容器を用意し、各試料の所定量を試料導入路へ送出し、移送路を経て試料希釈用流路の計量ループへ導入し、複数の試料を合理的に導入し、これらを例えばパージ容器へ一度に送り込んで合理的に分析し得るようにして、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適にしている。

請求項５の発明は、送液ポンプを介挿した希釈液導入路と、試料容器に連通する試料導入路とを第１切換弁に接続し、該第１切換弁に希釈液または試料を貯留可能な保持ループを介挿した移送路を接続し、該移送路の下流側に第２切換弁を配置し、該第２切換弁に希釈液または試料を貯留可能な計量ループを介挿した試料希釈用流路を接続し、前記希釈液を送液ポンプを介して保持ループと計量ループへ搬送可能にするとともに、試料導入路の上流側のニードルに保持した試料を、不活性ガスを介し試料導入路を経て前記保持ループを含む移送路へ導入可能に設け、試料と希釈液の所定量を計量ループへ導入し、かつこれらをサンドイッチ構造に充填可能に設け、所定の希釈率に調整後、拡散した希釈試料をパージ容器へ導入可能にした試料導入装置において、一端が試料希釈用流路に連通し、他端を不活性ガス源に連通可能に配置した第１加圧ガス導管を設け、該第１加圧ガス導管に、洗浄液を収容する洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、前記ニードルの基部側に内外二重構造の通路部を配置し、該通路部の外側通路に前記第６切換弁を連通可能に設け、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、ニードルの外側通路に不活性ガスを圧送可能に設け、前記試料容器内の揮発性物質を含有する試料をニードルの内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送可能にし、試料の移送時における気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度を向上するとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリーオーバーやコンタミネーションを防止して希釈精度を向上し、試料を確実かつ安全に導入する試料と希釈液の移送手段を合理化して構成を簡潔化し、これを容易かつ安価に製作できるようにして、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適にしている。

請求項６の発明は、移送路の下流側の第２切換弁を三方弁に構成し、該第２切換弁と保持ループとの間に三方切換弁を介挿し、移送路と試料希釈用流路に希釈液を充填後、前記三方切換弁より上流側の移送路へ試料を充填し、該充填試料を移送路に導入した希釈液を介して、前記第２切換弁より下流側の計量ループへ充填可能にし、三方切換弁によって配管や制御作動を簡潔に行なうとともに、保持ループに対する試料の移送と、残留試料の計量ループへの移送を確実かつ正確に行うようにしている。
請求項７の発明は、希釈液導入路と、試料導入路と、移送路とを六方切換弁に接続し、該六方切換弁の希釈液導入路と移送路に連通するポートに保持ループを接続し、希釈液と試料の移送を同時に実行可能にして、希釈作業を迅速かつ効率良く行なえるとともに、部品点数の低減と希釈制御作動を簡潔化している。
請求項８の発明は、希釈試料を前記パージ容器へ導入後、希釈液を前記六方切換弁から保持ループを経て移送路へ送出可能に設け、該移送路の下流側の第２切換弁から計量ループへ移動し、前記各流路と六方切換弁と第２切換弁を洗浄可能にし、各流路と切換弁に残留する試料を洗浄し、コンタミネーションを防止して希釈精度を向上するようにしている 請求項９の発明は、洗浄容器内に給液管と洗浄液導管を配管し、前記洗浄容器に不活性ガスを導入して洗浄液を洗浄液導管または給液管に押し出し可能に設け、前記洗浄液導管から押し出された洗浄液を、前記六方切換弁を介して保持ループへ移動可能に設け、該保持ループから試料導入流路へ送出し、前記内側通路を経てニードルを洗浄可能にし、洗浄容器内の洗浄液を洗浄液導管または給液管の２系統に分けて移動し、洗浄を合理的かつ速やかに行なうようにし、このうち洗浄液導管に送出した洗浄液を、六方切換弁と保持ループ、試料導入流路と内側通路とニードルへ循環移動させて、各流路を合理的かつ速やかに洗浄するようにしている。
請求項１０の発明は、不活性ガスを介し洗浄容器から給液管に押し出された洗浄液を、計量ループと移送路および六方切換弁へ導入可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にし、洗浄容器内の洗浄液を洗浄液導管または給液管の２系統に分けて移動し、このうち給液管に押し出された洗浄液を、計量ループと移送路および六方切換弁へ導入し、これらの各流路を合理的かつ速やかに洗浄するようにしている。
請求項１１の発明は、送液ポンプを介して希釈液を六方切換弁へ送出可能に設け、該希釈液を六方切換弁から移送路および試料希釈用流路および計量ループへ移動可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にし、これらの各流路を希釈液によって合理的かつ速やかに洗浄するようにしている。

請求項１の発明は、一端が試料希釈用流路に連通し、他端が不活性ガス源に連通する第１加圧ガス導管に、洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、該第６切換弁にニードルの内外二重構造の外側通路を連通し、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、前記外側通路に不活性ガスを圧送し、該試料容器内の揮発性物質を含有する試料を内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送するから、試料の移送時における気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度を向上するとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリーオーバーやコンタミネーションを防止して希釈精度を向上し、試料を確実かつ安全に導入することができるため、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適な効果がある。

請求項２の発明は、希釈試料をパージ容器へ導入後、前記第６切換弁とニードルの連通を遮断し、前記洗浄容器に不活性ガスを圧送し、該容器内の洗浄液を前記試料希釈用流路へ押し出し、該試料希釈用流路と計量ループを洗浄するとともに、前記洗浄液を前記移送路へ導入し、保持ループを洗浄後、前記試料導入路へ移動し、前記洗浄液を内側通路を介しニードルへ導入して洗浄するから、希釈試料を分析装置側の試料濃縮部へ導入後、試料導入部の洗浄容器に不活性ガスを圧送して洗浄液を洗浄路へ送り出し、該洗浄路の試料希釈用流路、計量ループ、移送路、保持ループ、試料導入路、内側通路からニードルへ導入して、これらの流路を迅速かつ能率良く洗浄することができる。
請求項３の発明は、洗浄後、前記第６切換弁とニードルの遮断を維持し、不活性ガスを試料希釈用流路と計量ループへ圧送するとともに、前記移送路および保持ループと試料導入路を経て前記内側通路からニードルへ導入し、これら各通路に残留し付着する洗浄液を吹き飛ばすから、洗浄後に各通路に残留し付着する洗浄液を吹き飛ばし、コンタミネーションを確実に防止して希釈精度を向上することができる。
請求項４の発明は、互いに異なる揮発性物質を含有する試料を収納した複数の試料容器を用意し、各試料の所定量を試料導入路へ送出し、移送路を経て試料希釈用流路の計量ループへ導入するから、複数の試料を合理的に導入し、これらを例えばパージ容器へ一度に送り込んで合理的に分析できるため、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適な効果がある。

請求項５の発明は、一端が試料希釈用流路に連通し、他端を不活性ガス源に連通可能に配置した第１加圧ガス導管を設け、該第１加圧ガス導管に、洗浄液を収容する洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、前記ニードルの基部側に内外二重構造の通路部を配置し、該通路部の外側通路に前記第６切換弁を連通可能に設け、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、ニードルの外側通路に不活性ガスを圧送可能に設け、前記試料容器内の揮発性物質を含有する試料をニードルの内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送可能にしたから、試料の移送時における気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度を向上するとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリーオーバーやコンタミネーションを防止して希釈精度を向上し、試料を確実かつ安全に導入する試料と希釈液の移送手段を合理化して構成を簡潔化し、これを容易かつ安価に製作できるため、揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適な効果がある。

請求項６の発明は、移送路の下流側の第２切換弁を三方弁に構成し、該第２切換弁と保持ループとの間に三方切換弁を介挿し、移送路と試料希釈用流路に希釈液を充填後、前記三方切換弁より上流側の移送路へ試料を充填し、該充填試料を移送路に導入した希釈液を介して、前記第２切換弁より下流側の計量ループへ充填可能にしたから、三方切換弁によって配管や制御作動を簡潔に行なうとともに、保持ループに対する試料の移送と、残留試料の計量ループへの移送を確実かつ正確に行なうことができる。
請求項７の発明は、希釈液導入路と、試料導入路と、移送路とを六方切換弁に接続し、該六方切換弁の希釈液導入路と移送路に連通するポートに保持ループを接続し、希釈液と試料の移送を同時に実行可能にしたから、希釈作業を迅速かつ効率良く行なえるとともに、部品点数の低減と希釈制御作動を簡潔化することができる。
請求項８の発明は、希釈試料を前記パージ容器へ導入後、希釈液を前記六方切換弁から保持ループを経て移送路へ送出可能に設け、該移送路の下流側の第２切換弁から計量ループへ移動し、前記各流路と六方切換弁と第２切換弁を洗浄可能にしたから、各流路と切換弁に残留する試料を洗浄し、コンタミネーションを防止して希釈精度を向上することができる。
請求項９の発明は、洗浄容器内に給液管と洗浄液導管を配管し、前記洗浄容器に不活性ガスを導入して洗浄液を洗浄液導管または給液管に押し出し可能に設け、前記洗浄液導管から押し出された洗浄液を、前記六方切換弁を介して保持ループへ移動可能に設け、該保持ループから試料導入流路へ送出し、前記内側通路を経てニードルを洗浄可能にしたから、洗浄容器内の洗浄液を洗浄液導管または給液管の２系統に分けて移動し、洗浄を合理的かつ速やかに行なうようにし、このうち洗浄液導管に送出した洗浄液を、六方切換弁と保持ループ、試料導入流路と内側通路とニードルへ循環移動させて、各流路を合理的かつ速やかに洗浄することができる。
請求項１０の発明は、不活性ガスを介し洗浄容器から給液管に押し出された洗浄液を、計量ループと移送路および六方切換弁へ導入可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にしたから、洗浄容器内の洗浄液を洗浄液導管または給液管の２系統に分けて移動し、このうち給液管に押し出された洗浄液を、計量ループと移送路および六方切換弁へ導入し、これらの各流路を合理的かつ速やかに洗浄することができる。
請求項１１の発明は、送液ポンプを介して希釈液を六方切換弁へ送出可能に設け、該希釈液を六方切換弁から移送路および試料希釈用流路および計量ループへ移動可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にしたから、これらの各流路を希釈液によって合理的かつ速やかに洗浄することができる。

本発明をＶＯＣの希釈に適用した自動希釈装置の概要を示す説明図である。 （ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第１工程を示す説明図、（ｂ）は前記第１工程における希釈液の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第２工程を示す説明図、（ｂ）は前記第２工程における試料の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第３工程を示す説明図、（ｂ）は前記第３工程における試料の導入状況を示す説明図である。

（ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第４工程を示す説明図、（ｂ）は前記第４工程の希釈液による洗浄状況を示す説明図である。 （ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第５工程を示す説明図、（ｂ）は前記第５工程における試料と希釈液の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第６工程を示す説明図、（ｂ）は前記第６工程において試料希釈用流路の希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮部へ移送する状況を示している。

本発明の第２実施形態に適用した自動希釈装置の試料自動計量・希釈部の要部を示す説明図である。 （ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第１工程を示す説明図、（ｂ）は前記第１工程における希釈液の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第２工程を示す説明図、（ｂ）は前記第２工程における試料の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第３工程を示す説明図、（ｂ）は前記第３工程における試料の導入状況を示す説明図である。

（ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第４工程を示す説明図、（ｂ）は前記第４工程の希釈液による洗浄状況を示す説明図である。 （ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第５工程を示す説明図、（ｂ）は前記第５工程における試料と希釈液の導入状況を示す説明図である。 （ａ）は前記第２実施形態の自動希釈装置の試料自動計量・希釈部における希釈工程の第６工程を示す説明図、（ｂ）は前記第６工程において試料希釈用流路の希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮部へ移送する状況を示している。

本発明の第３の実施形態に適用した自動希釈装置の試料自動計量・希釈部の要部を示す説明図である。 本発明の第４の実施形態に適用した自動希釈装置の試料自動計量・希釈部の要部を示す説明図である。 本発明の第５の実施形態に適用した自動希釈装置の試料自動計量・希釈部の要部を示す説明図である。 本発明の第６の実施形態に適用した自動希釈装置の試料自動計量・希釈部の要部を示す説明図である。

以下、本発明を液状試料、（以下、単に試料と呼ぶ）に存在する揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の希釈ないし成分分析に適用した図示の実施形態について説明すると、図１乃至図７において１は自動希釈装置で、これは各種成分が存在する前記試料を所定濃度に希釈可能にしている。
前記自動希釈装置１は、希釈液を自動的に計量して送出する試料計量・希釈部２と、ヘリウムまたは窒素ガス等の不活性ガスの加圧ガスによって、試料収納容器中の試料を前記試料計量・希釈部２へ移送する試料導入部３と、試料計量・希釈部２によって所定濃度に希釈した希釈試料を濃縮し、かつこれをＧＣまたはＧＣ／ＭＳ等の分析装置４へ導入するパージ・トラップ試料濃縮導入部５、とで構成され、前記各部２，３，５を隣接して配置している。

前記試料計量・希釈部２は、その前工程側の試料導入部３と、後工程側のパージ・トラップ試料濃縮導入部５の間に配置され、これは前記試料導入部３に連絡する試料導入路６と、希釈液導入路７と、前記試料と希釈液を移送する移送路８と、所定量の試料と希釈液を導入する試料希釈用流路９と、希釈した一定量の試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する希釈試料流路１０と、を備え、これらの流路は略同径で比較的大径の内径を有する導管で構成されている。
具体的には０．５〜５ｍｍの内径の導管を使用するが、これに限定されない。

前記各導入部ないし流路６〜１０に第１乃至第４切換弁１１〜１４が配置され、このうち第１および第３切換弁１１，１３は三方弁の電磁弁で構成され、また、第２切換弁１２は四方弁で構成され、第４切換弁は二方弁で構成されていて、それらの作動をパーソナルコンピュ−タを駆使した制御装置（図示略）で制御している。

前記試料導入路６の上流側に後述のニ−ドルが接続され、その下流側に第１切換弁１１が接続されている。
前記第１切換弁１１は、試料導入路６と希釈液導入路７と移送路８の交差部に配置され、その希釈作動前は図示の実線のように試料導入路６が移送路８に連通して、試料を移送路８へ移送可能にし、希釈液の導入時に図示の破線のように切換えられて希釈液導入路７を移送路８へ連通させている。

前記希釈液導入路７の上流部に精製水等の希釈液１５を収容する容器１６が配置され、該希釈液導入路７の中流部に希釈液１５の移送手段として、送液ポンプ１７が配置されている。
前記送液ポンプ１７は作動時間を基に希釈液１５の送出量を自動的に計量し、その信号を前記制御装置へ出力可能にしている。この場合、送液手段としてシリンジポンプを使用することも可能である。

前記移送路８の下流部に第２切換弁１２が配置され、該第２切換弁１２に排液管１８が接続され、該管１８を介して試料と希釈液１５の余剰分を排液タンク１９へ排出可能にしている。
すなわち、前記第２切換弁１２は、希釈作動前は図示の実線のように移送路８と試料希釈用流路９が連通して、希釈液１５または試料を後述の計量ル−プへ移送可能にしている

また、第２切換弁１２は、後述する保持ル−プの洗浄時に図示の破線のように切換えられて、移送路８を排出管１８に連通可能にされ、更に希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する際は、図示の破線のように切換えられて、試料希釈用流路９と希釈試料流路１０とを連通可能にしている。

前記第１切換弁１１と第２切換弁１２との間の移送路８において、当該送液路を捲回して構成した貯留部である保持ル−プ２０を設ける。これにより、コンパクトに配置可能にしている。この実施形態では試料の希釈率をｎ倍とする場合、移送路８の容量を後述の試料希釈用流路９の容量の１／ｎ以上に設定している。

前記第３切換弁１３は試料希釈用流路９に配置され、希釈作動前は図示の実線のように排出管２１に連通し、移送された希釈液１５の余剰分を排液タンク２２へ排出可能にしている。
そして、希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する際、図示の破線のように切換えられて後述する試料導入部３の加圧ガス導管に連通し、不活性ガスを試料希釈用流路９へ導入可能にしている。

前記第２および第３切換弁１２，１３の間の試料希釈用流路９において、当該送液路を捲回して構成した貯留部である計量ル−プ２３を設ける。これにより、コンパクトに配置可能にしている。

前記希釈試料流路１０の下流側に第４切換弁１４が配置され、該切換弁１４は前記制御装置によって作動を制御され、パージ・トラップ作動前は図示の実線のように、希釈試料流路１０をパージ・トラップ試料濃縮導入部５の希釈試料導入部２５に連通し、希釈試料を前記導入部５のパージ容器２６へ導入可能にしている。
そして、後述する内部標準溶液の導入時に図示の破線のように切換え、第４切換弁１４を内部標準溶液導管２７に連通し、内部標準溶液を第４切換弁１４のバルブ溝（図示略）に導入し、その余剰分を排液タンク１９へ排出可能にしている。

前記標準溶液導管２７の一端は内部標準溶液収納容器２８に挿入され、該容器２８に加圧ガス導管２９が挿入されていて、該導管２９に導入された不活性ガスによって、前記容器２８内の内部標準溶液３０を内部標準溶液導管２７へ押し出し可能にしている。

一方、前記試料導入部３は、不活性ガス源に連通する第１および第２加圧ガス導管３１，３２を備え、このうち第１加圧ガス導管３１は、前記第３切換１３を介して試料希釈用流路９に連通可能にされ、その中流ないし下流部に第５および第６切換弁３３，３４を離間して配置している。前記第５および第６切換弁３３，３４は三方弁の電磁弁で構成され、それらの作動を前記制御装置によって制御している。

前記第５切換弁３３は第１加圧ガス導管３１の中流部に配置され、希釈作動前は図示の実線のように第６三方弁３４に連通して不活性ガスを導入可能にされ、前記計量ループ２３、保持ループ２０等の洗浄時に図示の破線のように切換え、第５切換弁３３に接続した給液管３５に連通可能にしている。

前記給液管３５の先端部は、洗浄容器３６の蓋を貫通して内部の洗浄液３７に没入し、また前記洗浄容器３６に前記第２加圧ガス導管３２の先端部が挿入されていて、該導管３２に導入した不活性ガスによって、洗浄水等の洗浄液３７を給液管３５へ押し出し可能にしている。この場合、洗浄液３７を加温し、または温水を用いることによって洗浄効果を高め、僅かなキャリーオーバーやコンタミネーションを強力に除去し得る。

前記第６切換弁３４は第１加圧ガス導管３１の下流部に配置され、希釈作動前は図示の実線のように試料計量・希釈部２の試料希釈用流路９に連通し、不活性ガスを導入可能にするとともに、試料を保持ループ２０ないし移送管８へ移送する際は、図示の破線のように切換え、第６切換弁３４に接続したガス流路３８に連通可能にされている。

前記ガス流路３８の先端部は、ニードル３９に隣接する内外二重構造の外側通路（図示略）に接続され、該通路に不活性ガスを導入可能にしている。
前記ニードル３９の先端部は、試料容器４０の蓋を貫通して内部に収容したＶＯＣの存在する液状の試料４１に挿入され、該試料４１を不活性ガスによって内側通路（図示略）に連通する試料導入路６へ押し出し可能にしている。図中、４２はニードル３９から排出された液体を収容する排出容器である。

前記パージ・トラップ試料濃縮導入部５は、希釈試料を導入する希釈試料導入部２５と、一端がパージ容器２６に連通し、試料に含まれていたＶＯＣを移送するパージ試料流路４３と、該パージ試料流路４３の他端に接続した六方弁からなる切換弁４４と、該切換弁４４に一端を接続したトラップ流路４５と分析流路４６、および不活性ガス源に連通する加圧ガス導管４７を備えている。

このうち、前記パージ容器２６はＵ字管状に形成され、その両側の閉塞端を上側に配置し、この一方の上端部に希釈試料導入部２５の端部を挿入し、その近接位置に前記パージ試料流路４３の一端を挿入している。
一方、パージ容器２６の他方の閉塞端に、不活性ガス源に連通する加圧ガス導管４８が接続され、この不活性ガスをパージガスとしてパージ容器２６に導入し、該容器２６内で気液分離し上方に滞留するガス状の試料を濃縮試料流路４３へ押し出し可能にしている。
図中、４９はパージ容器２６内で気液分離して滞留した液状部で、該液状部に希釈液１５と試料４１中の液状部と、内部標準溶液３０が混入している。

前記切換弁４４の作動を前記制御装置によって制御し、希釈作動前は図示の実線のように、パージ試料流路４３をトラップ流路４５に連通し、パージ後のガス状の試料４１、つまり試料に含まれていたＶＯＣをトラップ流路４５に介挿したトラップ管５０の吸着剤５１にトラップさせ、分析試料を濃縮させている。
前記切換弁４４の他のポ−トは、希釈作動前は図示の実線のように、加圧ガス導管４７が分析流路４６に連通し、不活性ガスを分析流路４６に供給して、ＧＣまたはＧＣ／ＭＳ等の分析装置４に供給している。図中、５２は分析流路４６に介挿したトランスファ−ラインで、分析流路４６を所定温度に加温しコールドスポットを作らず分析精度を確保している。

前記トラップ管５０の周面にヒータ（図示略）が設置され、該ヒータを加熱して前記吸着した濃縮試料を脱着可能にしている。
すなわち、前記吸着した濃縮試料の成分を分析する際、トラップ管５０の外周に設置したヒータ（図示略）を加熱して吸着試料を脱着している。
そして、三方弁からなる第７切換弁５３に不活性ガス源に連通する加圧ガス導管５４を接続し、分析時に第７切換弁５３を図示の破線のように切換え、加圧ガス導管５４をトラップ流路４５に連通させて、切換弁４４を介しガス状の脱着成分を分析流路４６へ移送可能にしている。

図中、５５はパージ容器２６と切換弁４４との間のパージ試料流路４３に配置した三方弁からなる第８切換弁で、該切換弁５５に不活性ガス源に連通する加圧ガス導管５６が接続され、希釈作動前は切換弁４４を介してパージ試料流路４３をトラップ流路４５に連通させ、試料４１に含まれていたＶＯＣをトラップ流路４５へ移送させている。
そして、吸着試料の分析前、切換弁５５を図示の破線のように切換え、加圧ガス導管５６を濃縮試料流路４３に連通し、不活性ガスを切換弁４４を介してトラップ流路４５へ移送し、吸着剤５１に吸着された試料４１の水分を除去し乾燥を促進可能にしている。

このように構成した試料液自動希釈方法ないしその装置は、液状試料４１または希釈液１５の送出手段として、送液ポンプ１７やシリンジポンプを使用して加圧送液し、従来の吸引方式のシリンジの使用を廃し、試料導入ないし移送の際におけるＶＯＣの気散や気泡の発生を防止し、試料を確実かつ安全に移送して希釈精度を向上し分析精度を向上し、シリンジの吸引に伴なう揮発性物質の気散や気泡の発生による計量ないし分析の正確性と信頼性の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な摩耗やそのメンテナンス費用の節減を図るようにしている。
また、試料４１の移送手段として不活性ガスを試料導入路６に導入して移送路８へ移送して実現しているから、従来のような高価なポンプの使用を廃し、構成を簡潔化して容易かつ安価に製作し得る。

本発明によってＶＯＣを含む試料を希釈する場合は、先ず保持ル−プ２０と計量ル−プ２３に希釈液１５を満たし、その後、不活性ガスの圧力によって試料４１を試料容器４０から保持ル−プ２０へ移送し、次に、給液ポンプ１７から送出された希釈液１５の圧力によって、試料４１を移送路８および試料希釈用流路９へ圧送し、従来の吸引方式による移送のような揮発性物質の陰圧による気散や気泡の発生を防止し、正確な計量と移送を実現して希釈精度の向上するようにしている。

前記試料４１を希釈する場合は、先ず希釈液導入路７と保持ル−プ２０を含む移送路８と、計量ル−プ２３を含む試料希釈用流路９に希釈液１５を満たす。
次に、試料容器４０からＶＯＣを含む液状の試料４１を取り出し、これを保持ル−プ２０へ移送し、その所定量の試料４１を計量ル−プ２３へ移送する。
そして、保持ル−プ２０を洗浄後、試料４１を計量ル−プ２３へ移送し、該計量ル−プ２３内に試料４１と希釈液１５とをサンドイッチ状に充填して貯留する。
この後、計量ル−プ２３内の液状試料４１をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する。

先ず、第１工程として、希釈液導入路７と保持ル−プ２０を含む移送路８と、計量ル−プ２３を含む試料希釈用流路９に希釈液１５を満たす場合は、第１および第２切換弁１１，１２を図２の実線位置に切換え、第１切換弁１１から試料導入路６への流路を遮断するとともに、第２切換弁１２から排液管１８と希釈試料流路１０への流路を遮断して送液ポンプ１７を始動する。
そして、容器１６中の希釈液１５を希釈液導入路７、移送路８、試料希釈用流路９へ移送し、保持ル−プ２０と計量ル−プ２３、および第１および第２切換弁１１，１２を希釈液１５で満たし、その余剰液を排液タンク２２へ排出する。この状況は図２（ｂ）のようである。

次に、第２工程として、ＶＯＣを含む試料４１を保持ル−プ２０へ移送する場合は、先ず試料容器４０から液状の試料４１を取り出す。
その場合は、ニ−ドル３９を試料容器４０に挿入して試料４１に没入し、第６切換弁３４と第２切換弁１２を図１の破線位置へ切換える。
そして、不活性ガスを第６切換弁３４からガス流路３８へ導き、該流路３８からニ−ドル３９の直上の外側通路へ移動させて試料容器４０へ導入し、該容器４０内の試料４１を試料導入路６へ押し出す。

そして、前記試料４１を試料導入路６から第１切換弁１１を経て移送路８へ送出し、移送路８に満たされていた希釈液１５を押し出し、代わりに液状試料４１をその分導入して保持ル−プ２０とその下流部へ移送後、その余剰液を第２切換弁１２から排液管１８へ導いて排液タンク１９に排出する。

この状況は図３（ｂ）のようで、これによって試料導入路６と、第１および第２切換弁１１，１２との間の移送路８に、試料４１が満たされる。
そして、第１および第２切換弁１１，１２との間に移送された試料４１の所定量が、この後計量ル−プ２３へ移送され、その容量は所定の希釈率によって自動的に算出され、これを希釈液１５を送出する送液ポンプ１７が実行する。

次に、第３工程として、移送路８と保持ル−プ２０内の所定量の試料４１を計量ル−プ２３へ移送する場合は、第１および第２切換弁１１，１２を図３の破線位置に切換え、第１切換弁１１から試料導入路６への流路と、第２切換弁１２から排液管１８への流路と希釈試料流路１０への流路を遮断して給液ポンプ１７を始動し、容器１６中の希釈液１５を所定量、希釈液導入路７から移送路８へ送出する。

このようにすると、前記送出された希釈液１５によって、第１および第２切換弁１１，１２との間の移送路８に満たされていた試料４１が、移送路８の下流側から試料希釈用流路９へ押し出され、その一部が計量ル−プ２３に導入され、移送路８の下流部から計量ル−プ２３の上流部までの間に試料４１が満たされる。
この場合、給液ポンプ１７は、計量ル−プ２３に対する試料４１の導入分に相当する希釈液１５の送出量を計量し、その送液時間分、駆動する。
そして、前記試料４１の導入によって、計量ル−プ２３に満たされていた希釈液１５の一部が押し出され、排液タンク２２に排出される。この状況は図４（ｂ）のようである。

この後、第４工程として保持ル−プ２０を洗浄する場合は、前記試料４１の移送時における第２切換弁１２を図４の破線位置に切換え、また第１切換弁１１を前記移送状態と同様な状態に維持して、前記切換弁１２から試料希釈用流路９と希釈試料流路１０への流路を遮断し、給液ポンプ１７を始動して容器１６の希釈液１５を希釈液導入路７から移送路８へ移送し、保持ル−プ２０を経て第２切換弁１２から排液管１８へ導いて排液タンク１９に排出する。
この状況は図５（ｂ）のようで、これにより保持ル−プ２０から第２切換弁１２の間の移送路８に残留し付着する試料４１と、排液管１８に残留する試料４１を排出して洗浄し、試料４１によるキャリ−オ−バ−やコンタミネ−ションの問題を未然に防止する。

次に、第５工程として第２切換弁１２と計量ループ２３との間の試料４１を計量ループ２３へ移送する場合は、前記洗浄時における第２切換弁１２を図５の破線位置へ切換え、排液管１８への流路を遮断して給液ポンプ１７を始動する。
そして、容器１６の希釈液１５を希釈液導入路７から移送路８および保持ループ２０を経て計量ループ２３へ移送する。この状況は図６（ｂ）のようで、計量ループ２３内においては希釈液１５−試料４１−希釈液１５といったサンドイッチ構造となるため、試料４１が加圧ガスやパージ・トラップ試料濃縮部内のガスに直接触れることが無く、ごく微小な気散まで防ぐことが出来る。
一方、上記微小な気散の問題を考慮する必要がない試料の場合、サンドイッチ構造にする必要が無く、第４工程、第５工程を省略することも可能である。その場合は、時間短縮が図れ、希釈水の削減も可能である。

こうして計量ループ２３に所定量の試料４１と希釈液１５を充填し、所定の希釈率に調整後、第６工程として前記希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する場合は、第２および第３切換弁１２，１３を図１の破線位置に切換えるとともに、第４切換弁１４を図１の実線位置に保持し、第２切換弁１２から移送路８および排液管１８への流路を遮断するとともに、第３切換弁１３を第１加圧ガス導管３１に連通し、また希釈試料流路１０を希釈試料導入部２５に連通する。
この状況の下で不活性ガスを第１加圧ガス導管３１に導入し、該不活性ガスを計量ループ２３、試料希釈用流路９、希釈試料流路１０、希釈試料導入部２５へ圧送し、パージ容器２６へ導入する。この状況は図７（ｂ）のようである。

このように試料４１の希釈に際しては、加圧ガス（不活性ガス）によって試料４１を保持ル−プ２０を含む移送路８に移送し、その第１および第２切換弁１１，１２間の試料４１に対し、給液ポンプ１７を始動して所定量の希釈液１５を送出し、計量ル−プ２３に段階的に導入している。
その際、希釈液１５の圧力によって試料４１を加圧して移送しているから、移送時にＶＯＣの気散や気泡の発生がなく、またシリンジに試料を吸入することもないから、所定量の試料４１を計量ル−プ２３へ確実かつ安定して移送し得、希釈精度と分析精度を向上し得るとともに、シリンジによる試料の吸入時間の問題を解消して速やかに希釈し得る。

こうして希釈試料をパ−ジ容器２６へ移送する際、ＧＣ／ＭＳの検出器（図示略）の感度補正のために内部標準溶液３０を導入する場合がある。
その場合は、第４切換弁１４を図１の破線位置に切換え、不活性ガスを内部標準溶液収納容器２８に導入して、内部標準溶液３０を内部標準溶液導管２７へ押し出し、これを第４切換弁１４のバルブ溝（図示略）に充填して置く。この後、第４切換弁１４を図１の実線位置に切換え、この内部標準溶液３０を希釈試料と一緒にパ−ジ容器２６へ導入する。

前記パ−ジ容器２６の一方から希釈試料と内部標準溶液３０を導入し、それらが容器２６内部に入ったところで、パ−ジ容器２６の他方に連通する加圧ガス導管４８から不活性ガスを送り、パ−ジ容器２６に入った希釈試料と内部標準溶液３０の混合溶液試料を前記不活性ガスによりパ−ジして、分析対象成分を含んだ希釈試料とし、この気化したガス状の希釈試料をパ−ジ容器２６の一方からパージ試料流路４３へ押し出す。

前記ガス状の希釈試料はパージ試料流路４３を移動し、第８切換弁５５を貫通して六方弁からなる切換弁４４に導かれ、該切換弁４４からトラップ流路４５に導かれてトラップ管５０に導入される。
前記ガス状の希釈試料の中に気化した分析対象成分が含まれており、この分析対象成分がトラップ管５０に捕集され、分析対象成分を含まないガスがトラップ流路４５を移動して第７切換弁５３に導かれ、該切換弁５３から外部へ排出される。

この後、第８切換弁５５を図１の破線位置に切換え、パージ試料流路４３への流通を遮断して、加圧ガス導管５６から不活性ガスを導入し、この不活性ガスを切換弁４４からトラップ流路４５に導いてトラップ管５０の吸着剤５１に導入し、該吸着剤５１を除湿して乾燥を促し、前記不活性ガスを切換弁５３から外部へ排出する。

次に、前記トラップした濃縮試料を分析する際は、切換弁４４を図１の破線位置に切換え、パージ試料流路４３への流通を遮断するとともに、第７切換弁５３を図１の破線位置に切換え、外部への導通を遮断する。
このような状況の下でトラップ管５０のヒ−タ（図示略）を加熱し、吸着剤５１にトラップした濃縮試料を脱着後、加圧導管５４から不活性ガスを第７切換弁５３に導入し、これをトラップ流路４５に導いてトラップ管５０に導入し、前記脱着したガス状の脱着試料を不活性ガスと一緒に移動し、切換弁４４から分析流路４６へ移動する。

そして、前記ガス状の脱着試料を分析流路４６に沿って移動し、加温下のトランスファーライン５２を経てＧＣまたはＧＣ／ＭＳ等の分析装置４へ導入し、脱着成分を検出して分析する。
一方、前記希釈試料をパージ容器２６へ移送後、第３切換弁１３を図１の破線位置に切換え、第６切換弁３４は図１の実線位置に維持し、また第５切換弁３３を図１の破線位置に切換え、不活性ガスを第２加圧ガス導管３２を介して洗浄容器３６に導入する。

このようにすると、洗浄液３７が洗浄容器３６から給液管３５に押し出され、これが給液管３５に連通する試料希釈用流路９を移動して計量ループ２３から第２切換弁１２に導かれ、該第２切換弁１２から移送路８を移動し、保持ループ２０から第１切換弁１１に導かれる。
そして、第１切換弁１１から試料導入路６を経て二重管の内側流路を移動してニードル３９に導かれ、前記移動経路の各切換弁３４、１３、１２、１１と流路９、８、６を洗浄して、排出容器４２に排出される。

この後、第５切換弁３３を図１の実線位置に切換え、給液管３５の流通を遮断して不活性ガスを第１加圧ガス導管３１に導入し、これを前記第１加圧ガス導管３１に連通する試料希釈用流路９を移動して計量ループ２３から第２切換弁１２へ導き、該第２切換弁１２から移送路８を移動して保持ループ２０から第１切換弁１１へ導く。
そして、前記第１切換弁１１から試料導入路６を経て、二重管の内側流路を移動してニードル３９に導き、前記移動経路の各切換弁３４、１３、１２、１１と流路９、８、６に付着した洗浄液３７を吹き飛ばし、それらの乾燥を促がして次期希釈精度を確保する。

このように実施形態は、希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５に導入し、希釈試料から揮発性を有する分析対象成分を強制的に追い出し、この分析対象成分を吸着剤５１にトラップして濃縮する。
そして、前記濃縮試料を加熱して脱着し、その脱着成分を分析装置４へ導入して成分分析するから、試料４１に存在する微量な対象成分を合理的かつ精度良く分析し得る。しかも、計量ル−プ２３には希釈液１５−液状試料４１−希釈液１５が充填され、従来のような空気の充填を要しないから、それだけ希釈作業を容易かつ速やかに行える。

図８乃至図１８は本発明の他の実施形態を示し、前述の実施形態と対応する構成部分に同一の符号を用いている。
このうち、図８乃至図１４は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態は試料計量・希釈部２における第２切換弁５７を前述の四方弁から三方弁の電磁弁とし、該切換弁５７の作動を前記制御装置によって制御し、希釈作動前は図示のように移送路８が試料希釈用流路９に導通し、第２切換弁５７から希釈試料流路１０への導通を遮断している。
また、移送路８の保持ル−プ２０と第２切換弁５７との間に、三方弁の電磁弁からなる切換弁５８を配置し、該切換弁５８の作動を前記制御装置によって制御し、切換弁５８に排液タンク１９に連通する排出管１８の一端を接続している。

前記第２の実施形態によって試料４１を希釈する場合は、第１実施形態と実質的に同一で、給液ポンプ１７を駆動して容器１６の希釈液１５を希釈液導入路７に送出し、この希釈液１５を保持ル−プ２０を含む移送路８と、計量ル−プ２３を含む試料希釈用流路９に満たし、その余剰液を排液タンク２２へ排出する。この状況は図９（ａ），（ｂ）のようである。
この後、試料容器４０から液状の試料４１を取り出し、これを保持ル−プ２０へ移送する。その際、ニ−ドル３９を試料容器４０に挿入して試料４１に没入し、第６切換弁３４と切換弁５８を図８の破線位置へ切換える。

そして、不活性ガスを第６切換弁３４からガス流路３８へ導き、該流路３８からニ−ドル３９の直上の外側通路へ移動させて試料容器４０へ導入し、該容器４０内の試料４１を試料導入路６へ押し出し、前記試料４１を試料導入路６から第１切換弁１１を経て移送路８へ圧送する。
こうして、移送路８に満たされていた希釈液１５を押し出し、代わりに液状試料４１を導入して保持ル−プ２０とその下流側へ移送し、その余剰液を切換弁５８から排液管１８へ導いて排液タンク１９に排出する。この状況は図１０（ａ），（ｂ）のようで、試料導入路６と、第１切換弁１１と切換弁５８との間の移送路８と、保持ル−プ２０に試料４１が満たされる。

次に、保持ル−プ２０内の所定量の試料４１を計量ル−プ２３へ移送する。
この場合は、第１切換弁１１を図８の破線位置に切換え、また切換弁５８を図８の実線位置に切換え、第２切換弁５７を図８の実線位置に保持して、第１切換弁１１から試料導入路６への流通を遮断し、切換弁５８から排液管１８への通路を遮断して給液ポンプ１７を始動し、容器１６中の希釈液１５を所定量、希釈液導入路７から移送路８へ送出する。
このようにすると、前記送出された希釈液１５によって、移送路８と保持ル−プ２０に満たされていた試料４１が移送路８の下流側から試料希釈用流路９へ押し出され、その一部が計量ル−プ２３に導入され、該計量ル−プ２３から希釈液１５の一部が排液タンク２２に排出される。この状況は図１１（ａ），（ｂ）のようである。

この後、保持ループ２０を希釈液１５で洗浄する。その場合は、第１切換弁１１を事前の状態に維持し、切換弁５８を図１１の破線位置に切換えて給液ポンプ１７を始動し、容器１６の希釈液１５を希釈液導入路７から保持ループ２０を経て移送路８へ移送し、切換弁５８から排液管１８へ導いて排液タンク１９に排出する。この状況は図１２（ａ），（ｂ）のようである。

次に、移送路８の下流部と第２切換弁５７、および試料希釈用流路９に滞留している試料４１を計量ル−プ２３へ移送する。
この場合は、切換弁５８を図１２の破線位置に切換え、第２切換弁５７を洗浄時の状態に維持して排液管１８への導通を遮断後、給液ポンプ１７を始動する。
そして、給液ポンプ１７から送出された希釈液１５によって、前記滞留している試料４１を計量ル−プ２３側へ押し出し、計量ル−プ２３内に希釈液１５−試料４１−希釈液１５をサンドイッチ構造に充填し、計量ル−プ２３内の試料４を所定の希釈率に希釈する。この状況は図１３（ａ），（ｂ）のようである。

こうして計量ル−プ２３に所定の希釈率に調整した試料４１を貯留後、前記希釈試料をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送する。
その場合は、第２および第３切換弁５７，１３を図８の破線位置に切換え、第２切換弁５７から移送路８への導通を遮断するとともに、第３切換弁１３から排出管２１への導通を遮断して、不活性ガスを加圧ガス導管３１に導入し、不活性ガスを計量ル−プ２３、試料希釈用流路９、希釈試料流路１０を経て希釈試料導入部２５へ圧送し、パ−ジ容器２６へ導入する。この状況は図１４（ａ），（ｂ）のようである。

このように前記実施形態は第２切換弁５７を三方弁で構成し、その配管や制御作動を簡潔にするとともに、移送路８に介挿した切換弁５８によって、保持ル−プ２０に対する試料４１の移送と、残留試料の計量ル−プ２３への移送を確実かつ正確に行なうようにしている。

図１５は本発明の第３の実施形態を示し、この実施形態は第２の実施形態の応用形態に係り、その第１切換弁１１と切換弁５８を組み合わせて六方弁の電磁弁からなる切換弁５９に構成し、この切換弁５９の作動を前記制御装置によって制御している。
前記切換弁５９に保持ル−プ２０を接続し、結果的に切換弁５８を省略して構成を簡潔化し、部品点数の低減と希釈制御作動を簡潔化し、前記二つの切換弁５８，５９を個々に操作する煩雑を解消し、希釈作業を合理的かつ速やかに行なうようにしている。

すなわち、この実施形態において試料４１を希釈する場合は、先ず切換弁５９を図１５の破線位置に切換え、希釈液導入路７を移送路８に連通して給液ポンプ１７を始動し、希釈液１５を切換弁５９から移送路８へ移送し、第２切換弁５７から計量ル−プ２３に導入して希釈液１５を満たした後、その余剰液を排出管２１から排液タンク２２へ排出する。

この後、第２切換弁５７と切換弁５９との前記状態を維持し、第６切換弁３４を図１５の破線位置に切換え後、ニードル３９を試料容器４０に挿入して試料４１に没入する。
この状況の下で不活性ガスを第１加圧ガス導管３１に導入し、該ガスを第６切換弁３４からガス流路３８へ導き、該流路３８からニードル３９の外側通路へ移動して試料容器４０へ導入し、該容器４０内の試料４１を試料導入路６へ押し出す。

そして、前記試料４１を試料導入路６から切換弁５９に導入し、保持ル−プ２０から排液管１８に導いて保持ル−プ２０に試料４１を満たし、その余剰試料を排液タンク２２に排出する。
このように、前記希釈液１５の導入時と試料４１の導入時には、切換弁５９は同じ切換え位置に置かれているから、希釈液１５の移送と試料４１の移送を同時に行なうことができ、それだけ希釈作業を迅速かつ効率良く行なえる。

この後、切換弁５９を図１５の実線位置に切換え、切換弁５９と試料導入路６および切換弁５９と排液管１８との導通を遮断して、給液ポンプ１７を始動し、容器１６中の希釈液１５を所定量、希釈液導入路７から切換弁５９へ送出して保持ル−プ２０に導入し、保持ル−プ２０に満たされた試料４１の所定量を移送路８から第２切換弁５７を経て計量ル−プ２３へ送出する。

次に、切換弁５９を図１５の破線位置に切換えて給液ポンプ１７を始動し、容器１６中の希釈液１６を切換弁５９、移送路８、試料希釈用流路９、計量ル−プ２３へ押し出し、保持ル−プ２０と計量ル−プ２３との間に残留する試料４１を計量ル−プ２３へ導入し、該計量ル−プ２３を希釈液１５−試料４１−希釈液１５のサンドイッチ構造に充填する。

そして、第３および第４切換弁１３，１４を図１５の破線位置に切換え、第１加圧ガス導管３１に不活性ガスを導入し、これを計量ループ２３、試料希釈用流路９、希釈試料流路１０へ圧送し、計量ループ２３内の希釈試料をパ−ジ容器２６へ移送する。
この後、パージ・トラップ試料濃縮導入部５における希釈試料のパージ・トラップ工程と、濃縮試料の分析は前述の実施形態と同様に行なう。

次に、この実施形態における洗浄は次のようである。
すなわち、前記試料４１をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送後、切換弁５９を図１５の実線位置に切換え、給液ポンプ１７を始動して希釈液１５を切換弁５９から保持ル−プ２０を経て移送路８へ送出し、これを第２切換弁５７から計量ル−プ２３へ移動し、更に第３切換弁１３から排出管２１に導いて排液タンク２２に排出する。
このようにして、前記流路８，９と切換弁５９、各切換弁５７，１３と保持ル−プ２０と計量ループ２３に残留する試料４１を希釈液１５によって洗浄する。

図１６は本発明の第４の実施形態を示し、この実施形態は前記第３の実施形態の応用形態に係り、排液管１８に三方弁の電磁弁からなる第９切換弁６０を接続し、該切換弁６０の他のポ−トに洗浄液導管６１の一端を接続し、この他端を前記洗浄容器３６の内部に開口している。
前記第９切換弁６０は、希釈作動前は洗浄液管６１との流通を遮断され、試料４１をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送後に切換えて切換弁５９に連通させ、洗浄液導管６１を切換弁６０と洗浄容器３６に連通させる。

そして、不活性ガスを加圧導管３２から洗浄容器３６へ導入し、内部の洗浄液３７を洗浄液管６１へ押し出し、この洗浄液３７を第９切換弁６０から切換弁５９に導入して保持ループ２０を洗浄し、保持ループ２０の洗浄後に試料導入流路６へ移動してニードル３９
を洗浄し、その洗浄後に洗浄液３７を排出容器４２に排出する。
一方、切換弁５９の前記切換え状態を維持して給液ポンプ１７を駆動し、容器１６の希釈液１５を切換弁５９に導入し、該切換弁５９から移送路８および第２切換弁５７を経て試料希釈用流路９へ移動し、計量ループ２３を洗浄後に排出管２１から排液タンク２２に排出する。

このように、この実施形態は切換弁５９の切換状態を維持して、洗浄液３７による保持ル−プ２０や試料導入流路６とニードル３９の洗浄と、希釈液１５による移送路８や計量ル−プ２３の洗浄を同時に行なえるから、この種の洗浄作業を合理的かつ速やかに行える

図１７は本発明の第５の実施形態を示し、この実施形態は前記第４の実施形態の応用形態に係り、希釈液導入路７に第１０切換弁６２を介挿し、該切換弁６２の他のポ−トに排液管６３の一端を接続し、この他端を前記排液タンク１９に連通させる。
前記第１０切換弁６２は、希釈作動前は排液管６３との流通を遮断され、液状試料４１をパージ・トラップ試料濃縮導入部５へ移送後の洗浄時に切換えられて、排液管６３を切換弁５９と排液タンク１９に連通させる。

そして、第２，３，５，６，９，１０切換弁５７，１３，３３，３４，６０，６２と切換弁５９を図１７の実線位置に切換え、加圧導管３２から洗浄容器３６に導入された不活性ガスによって、洗浄容器３６内の洗浄液３７を給液管３５と洗浄液導管６１とに押し出す。
このうち、給液管３５に押し出した洗浄液３７を、第５，６切換弁３３，３４を経て第３切換弁１３に導入し、計量ル−プ２３を洗浄後に試料希釈用流路９から第２切換弁５７を経て移送路８へ移動し、切換弁５９から第１０切換弁６２を移動して排液管６３に送出し、排液タンク１９へ排出する。

一方、洗浄液導管６１に押し出された洗浄液３７を第９切換弁６０を経て切換弁５９に導入し、保持ル−プ２０を洗浄後に試料導入流路６を移動してニードル３９を洗浄し、その洗浄後に洗浄液３７を排出容器４２に排出する。
このように、この実施形態は試料計量・希釈部２の各部を二経路に分けて洗浄液３７によって同時に洗浄し得るから、この種の洗浄作業を合理的かつ速やかに行える。

図１８は本発明の第６の実施形態を示し、この実施形態は同一または互いに異なるＶＯＣ、若しくはＶＯＣを含まない緩衝液等の複数の試料４１，４１ａを収納した試料容器４０，４０ａを用意し、これらを計量ル−プ２３の容量を超えない範囲で計量ル−プ２３に移送し、それらを希釈するようにしている。
すなわち、図３〜図４で示す工程のように、試料４１を試料容器４０から取り出して保持ル−プ２０へ送出し、その所定量を計量ル−プ２３へ送出後、別の試料４１ａを試料容器４０ａから取り出して保持ル−プ２０へ送出し、その所定量を計量ル−プ２３へ送出し、図３〜図４で示す工程を繰り返すことにより、複数の試料を計量ループ２３へ合理的に送出後、図５以降の工程を実行して複数の試料を一度にパージ容器２６へ導入している。
このように、この実施形態は複数の試料を合理的に計量ループ２３に導入し、複数の試料を一度にパージ容器２６へ導入できるから、希釈だけではなく試料環境を自動で調整することが出来る。

本発明は、試料を加圧移送して試料の気散ないし気泡の発生を防止し、試料の正確な移送と正確な計量を実現して希釈精度の正確性を得られるとともに、従来多用されていたシリンジによる試料の導入や吸引を廃し、シリンジによる希釈精度の不安を解消するとともに、シリンジの経時的な磨耗やそのメンテナンスの費用を節減し、またシリンジによる試料のキャリ−オ−バ−やコンタミネ−ションを防止して希釈精度を向上し、しかも試料と希釈液の移送手段を合理化して構成を簡潔化し、これを容易かつ安価に製作できるから、例えば揮発性有機化合物を含む試料の希釈ないし導入に好適である。

４ 分析装置
５ パージ・トラップ試料濃縮導入部
６ 試料導入路
７ 希釈液導入路
８ 移送路
９ 試料希釈用流路
１２，５７ 切換弁

１５ 希釈液
１７ 送液手段（送液ポンプ）
２０ 貯留部（保持ル−プ）
２３ 貯留部（計量ル−プ）
４１ 試料

Claims (11)

1. 希釈液導入路と試料導入路に連通する移送路に希釈液または試料を貯留可能な保持ループを介挿し、前記移送路の下流側の試料希釈用流路に希釈液または試料を貯留可能な計量ループを介挿し、前記保持ループと計量ループに希釈液を満たし、試料導入路の上流側のニードルに保持した試料を試料導入路へ導入し、前記保持ループを含む移送路へ移動後、希釈液を前記保持ル−プを含む移送路へ導入し、所定量の試料と希釈液を計量ループへ導入してサンドイッチ構造に充填し、所定の希釈率に調整後、希釈液に拡散した希釈試料をパージ容器へ導入する試料導入方法において、一端が試料希釈用流路に連通し、他端が不活性ガス源に連通する第１加圧ガス導管に、洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、該第６切換弁にニードルの内外二重構造の外側通路を連通し、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、前記外側通路に不活性ガスを圧送し、該試料容器内の揮発性物質を含有する試料を内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送することを特徴とする試料導入方法
2. 前記希釈試料をパージ容器へ導入後、前記第６切換弁とニードルの連通を遮断し、前記洗浄容器に不活性ガスを圧送し、該容器内の洗浄液を前記試料希釈用流路へ押し出し、該試料希釈用流路と計量ループを洗浄するとともに、前記洗浄液を前記移送路へ導入し、保持ループを洗浄後、前記試料導入路へ移動し、前記洗浄液を内側通路を介しニードルへ導入して洗浄する請求項１記載の試料導入方法。
3. 前記洗浄後、前記第６切換弁とニードルの遮断を維持し、不活性ガスを試料希釈用流路と計量ループへ圧送するとともに、前記移送路および保持ループと試料導入路を経て前記内側通路からニードルへ導入し、これら各通路に残留し付着する洗浄液を吹き飛ばす請求項２記載の試料導入方法。
4. 互いに異なる揮発性物質を含有する試料を収納した複数の試料容器を用意し、各試料の所定量を試料導入路へ送出し、移送路を経て試料希釈用流路の計量ループへ導入する請求項１記載の試料導入方法。
5. 送液ポンプを介挿した希釈液導入路と、試料容器に連通する試料導入路とを第１切換弁に接続し、該第１切換弁に希釈液または試料を貯留可能な保持ループを介挿した移送路を接続し、該移送路の下流側に第２切換弁を配置し、該第２切換弁に希釈液または試料を貯留可能な計量ループを介挿した試料希釈用流路を接続し、前記希釈液を送液ポンプを介して保持ループと計量ループへ搬送可能にするとともに、試料導入路の上流側のニードルに保持した試料を、不活性ガスを介し試料導入路を経て前記保持ループを含む移送路へ導入可能に設け、試料と希釈液の所定量を計量ループへ導入し、かつこれらをサンドイッチ構造に充填可能に設け、所定の希釈率に調整後、拡散した希釈試料をパージ容器へ導入可能にした試料導入装置において、一端が試料希釈用流路に連通し、他端を不活性ガス源に連通可能に配置した第１加圧ガス導管を設け、該第１加圧ガス導管に、洗浄液を収容する洗浄容器と不活性ガス源に切換可能な第５切換弁と、ニードルと不活性ガス源に切換可能な第６切換弁を介挿し、前記ニードルの基部側に内外二重構造の通路部を配置し、該通路部の外側通路に前記第６切換弁を連通可能に設け、前記ニードルを閉蓋した試料容器に挿入し、ニードルの外側通路に不活性ガスを圧送可能に設け、前記試料容器内の揮発性物質を含有する試料をニードルの内側通路へ押し出し、前記試料導入路を介し前記移送路へ搬送可能にしたことを特徴とする試料導入装置。
6. 前記移送路の下流側の第２切換弁を三方弁に構成し、該第２切換弁と保持ループとの間に三方切換弁を介挿し、移送路と試料希釈用流路に希釈液を充填後、前記三方切換弁より上流側の移送路へ試料を充填し、該充填試料を移送路に導入した希釈液を介して、前記第２切換弁より下流側の計量ループへ充填可能にした請求項５記載の試料導入装置。
7. 前記希釈液導入路と、試料導入路と、移送路とを六方切換弁に接続し、該六方切換弁の希釈液導入路と移送路に連通するポートに保持ループを接続し、希釈液と試料の移送を同時に実行可能にした請求項５記載の試料導入装置。
8. 前記希釈試料を前記パージ容器へ導入後、希釈液を前記六方切換弁から保持ループを経て移送路へ送出可能に設け、該移送路の下流側の第２切換弁から計量ループへ移動し、前記各流路と六方切換弁と第２切換弁を洗浄可能にした請求項７記載の試料導入装置。
9. 前記洗浄容器内に給液管と洗浄液導管を配管し、前記洗浄容器に不活性ガスを導入して洗浄液を洗浄液導管または給液管に押し出し可能に設け、前記洗浄液導管から押し出された洗浄液を、前記六方切換弁を介して保持ループへ移動可能に設け、該保持ループから試料導入流路へ送出し、前記内側通路を経てニードルを洗浄可能にした請求項７記載の試料導入装置。
10. 不活性ガスを介し洗浄容器から給液管に押し出された洗浄液を、計量ループと移送路および六方切換弁へ導入可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にした請求項９記載の試料導入装置。
11. 送液ポンプを介して希釈液を六方切換弁へ送出可能に設け、該希釈液を六方切換弁から移送路および試料希釈用流路および計量ループへ移動可能に設け、これらの各流路と六方切換弁を洗浄可能にした請求項７記載の試料導入装置。

Images