JPH054631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄層クロマトグラフや液体クロマトグ
ラフの定量分析に用いられる水素炎イオン化検出
装置に関する。

〔従来の技術〕

クロマトグラフイの分野では、そのクロマトグ
ラフの定量分析を行うために水素炎イオン化検出
装置を用いることが知られている。例えば、ガス
クロマトグラフイの分野では、ガスクロマトグラ
フすなわちカラムに接続された水素ガスバーナ
と、この水素ガスバーナによつて形成される水素
炎の先端近傍に配置されたコレクタ電極と、該水
素ガスバーナと該コレクタ電極との間に電圧を印
加する電源手段と、上述のカラムから得られる分
離試料ガスを水素炎によつて燃焼させた際に該コ
レクタ電極に生じる電流を検出して増幅する増幅
器と、この増幅器からの出力値をガスクロマトグ
ラムとして記録すべく該増幅器に接続された記録
器とからなる水素炎イオン化検出装置が用いられ
ている。

このような水素炎イオン化検出装置の原理につ
いては周知であるけれども、本発明の理解のため
にここで簡単に述べることにする。先ず、水素ガ
スバーナとコレクタ電極との間に所定の電圧を印
加した状態で、ガスクロマトグラフすなわちカラ
ムから順次排出されてくる分離試料ガスが水素ガ
スバーナに供給されてその水素炎でもつて燃焼さ
せられると、その燃焼ガスはイオン化された状態
となつてコレクタ電極にイオン電流を生じさせる
ことになる。このイオン電流値は該燃焼ガスの量
によつて決まり、この燃焼ガス量は上述のカラム
からの分離試料ガスの量に対応する。したがつ
て、水素炎イオン化検出装置の記録器の出力値
（イオン電流値）を適当に検量することによつて、
上述の分離試料ガスの定量分析を行うことが可能
となる。

以上に述べたようなガスクロマトグラフ用の水
素炎イオン化検出装置においては、その記録器の
出力値の検量線については直線性が得られるの
で、ガスクロマトグラフの定量分析については、
良好な定量性および再現性が得られている。

ところで、薄層クロマトグラフや液体クロマト
グラフの定量分析を行うために、上述の水素炎イ
オン化検出装置と同様な構成を持つものを用いる
ことも知られている。第４図には、薄層クロマト
グラフの定量分析用の水素炎イオン化検出装置の
原理が示されている。

第４図に示すように、この水素炎イオン化検出
装置は水素ガスバーナ１を具備し、この水素ガス
バーナ１は空気供給用の外側管２と、水素ガス供
給用の内側管３とから構成される。この水素ガス
バーナ１によつて、図示するような水素炎４が形
成される。また、水素炎イオン化装置は水素炎４
の先端近傍に配置されるようになつたコレクタ電
極５と、このコレクタ電極５に接続された増幅器
６と、この増幅器６と水素ガスバーナ１との間に
設けられた電源７とを具備する。第４図から明ら
かなように、電源７の正側は増幅器６を介してコ
レクタ電極５に接続され、また電源７の負側が水
素ガスバーナ１に接続され、このためコレクタ電
極５は陽極、水素ガスバーナ１は陰極とされる。
なお、増幅器６の出力側は適当な記録器（図示さ
れない）に接続される。

第４図において、薄層クロマトグラフは参照番
号８でもつて示されており、この薄層クロマトグ
ラフ８は例えば特公昭52−35320（特許第907248
号）に開示されているような薄層クロマトグラフ
から作成され得る。すなわち、そのような薄層ク
ロマトグラフは石英のような特に耐熱性に優れた
ガラス材料から作られた直径0.8ないし1.0ミリの
棒要素の表面に無機性吸着剤としてシリカゲル、
アルミナ、珪藻土等の微粉末を被着したものであ
る。この種の棒状の薄層クロマトグラフ８を用い
る薄層クロマトグラフイでは、該薄層クロマトグ
ラフ８に試料をスポツトし、これを通常の液体ク
ロマトグラフイの場合と同様に展開溶媒でもつて
展開し、これにより試料が棒状の薄層クロマトグ
ラフ８に沿つて分離されることになる。

このようにして得られた薄層クロマトグラフ８
は、第４図に示すように、適当な周知の送り手段
（図示されない）によつて水素炎４の巾を徐々に
通過させられる。このとき分離試料物質は水素炎
４によつて燃焼させられ、この燃焼ガスが上述の
ガスクロマトグラフ用の水素炎イオン化検出装置
の場合と同様にコレクタ電極５にイオン電流を生
じさせ、これにより薄層クロマトグラフの定量分
析が達成され得ることになる。

一方、液体クロマトグラフすなわちカラムから
順次排出されてくる分離試料液体を帯状あるいは
円板状の耐熱多孔性物質層に付着させ、これを液
体クロマトグラフとして水素炎４の中に徐々に通
過させることによつて、液体クロマトグラフにつ
いてもかかる薄層クロマトグラフの場合と同様な
定量分析を行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、第４図に示すような薄層クロマトグラフ
用あるいは液体クロマトグラフ用の水素炎イオン
化検出装置においては、その記録器（図示されな
い）の出力値（イオン電流）を検量する際の検量
線について直線性が得られず、その検量線特性は
羃乗関数となり、このため薄層クロマトグラフや
液体クロマトグラフの定量分析についての定量性
および再現性はガスクロマトグラフの場合に比べ
て劣る。なお、検量線特性がなぜ羃乗関数となる
かという理由については、薄層クロマトグラフや
液体クロマトグラフが水素ガスバーナとコレクタ
電極との間の電界内に配置された場合にそこに電
荷が与えられて、該コレクタ電極にイオン電流が
発生した際に該薄層クロマトグラフや液体クロマ
トグラフに電子雪崩が生じるためであると考えら
れる。

したがつて、本発明の目的は、ガスクロマトグ
ラフの定量分析の際と同様に良好な定量性および
再現性をもつて、薄層クロマトグラフや液体クロ
マトグラフの定量分析を行い得る新規な水素炎イ
オン化検出装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、薄層クロマトグラフや液体ク
ロマトグラフを水素炎中に通過させ、その被検出
物質を該水素炎でもつて燃焼させてイオン化し、
そのイオン化燃焼ガスからイオン電流を電極手段
によつて検出することにより該被検出物質を定量
的に分析する水素炎イオン化検出装置において、
イオン電流の検出値に対する検量線に直線性を与
えるために、電極手段が水素炎中への薄層クロマ
トグラフや液体クロマトグラフ通過箇所よりも上
方の箇所に配置されかつ被検出物質を水素炎によ
つて燃焼させた際の燃焼ガスに晒されるようにな
つた陽極および陰極から構成されることが特徴と
される。

本発明の一実施例によれば、前記電極手段は円
筒状陽極要素と円筒状陰極要素とから構成され、
これら円筒状陽極要素および円筒状陰極要素には
異なつた直径が与えられ、それら両電極要素の一
方が他方の内側に同心状に配置される。なお、こ
の実施例の変形例として、内側に配置された円筒
状電極要素を円柱状電極要に置き代えてもよい。

また、本発明の別の実施例によれば、前記電極
手段は一対の平行電極板要素から構成される。

本発明のさらに別の実施例によれば、前記電極
手段は複数の陽極板要素と複数の陰極板要素とか
ら構成され、これら陽極板要素および陰極板要素
が交互に配置される。

本発明のさらに別の実施例によれば、前記電極
手段はリング状陽極要素とリング状陰極要素とか
ら構成され、これらリング状陽極要素およびリン
グ陰極要素に同一直径が与えられ、それら両電極
要素は互いに平行に隔設される。

本発明のさらに別の実施例によれば、前記電極
手段は複数のリング状陽極要素と複数のリング状
陰極要素とから構成され、これらリング状陽極要
素およびリング陰極要素が交互に配置される。

〔作用〕

上述の記載から明らかなように、本発明によれ
ば、水素ガスバーナを電極として用いずに、陽極
および陰極からなる電極手段を被検出物質の燃焼
ガスに晒されるように水素炎の先端近傍に配置す
ることによつて、薄層クロマトグラフや液体クロ
マトグラフ自体がイオン電流発生機構に関与しな
いようにされている。このため本発明によれば、
イオン電流値に対する検量線特性として、先に述
べたガスクロマトグラフ用の水素炎イオン化検出
装置の場合と同様な直線性が得られる。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して本発明による水素炎
イオン化検出装置の幾つかの実施例について説明
する。第１図ないし第３図にはそれぞれ本発明の
別の実施例が示されており、これら実施例による
水素炎イオン化検出装置は薄層クロマトグラフの
定量分析に用いられるものとして図示されている
が、これら水素炎イオン化検出装置は液体クロマ
トグラフの定量分析にも用いられ得るものであ
る。なお、第１図ないし第３図において、水素ガ
スバーナ、増幅器、電源および薄層クロマトグラ
フについては第４図に示したものと同様な構成と
することができるので、それら構成要素は第４図
の場合と同じ参照番号でもつて示されている。

先ず、第１図を参照すると、そこに用いられた
電極手段９は水素ガスバーナによつて形成される
水素炎４の先端近傍に配置され、このため電極手
段９は薄層クロマトグラフ８上の分離試料物質の
燃焼ガスに晒されることになる。

第１図の実施例においては、電極手段９は円筒
状陽極要素１０と円筒状陰極要素１１とから構成
される。円筒状陽極要素１０の直径は円筒状陰極
要素１１の直径よりも大きくされて、小径の円筒
状陰極要素１１は大径の円筒状陽極要素１０の内
側に同心状に配置される。円筒状陽極要素１０に
は突出部１２が一体的に形成され、この突出部１
２が増幅器６を介して電源７に正側に接続され
る。一方、円筒状陰極要素１１にも突出部１３が
一体的に形成され、この突出部１３は円筒状陽極
要素１０の開口部を貫通して外側に延びて、電源
７の負側に接続される。

先の記載から明らかなように、薄層クロマトグ
ラフ８上の分離試料物質が水素炎４によつて燃焼
させられると、その燃焼ガスはイオン化された状
態となつて円筒状陽極要素１０にイオン電流を生
じさせ、このイオン電流は増幅器６によつて増幅
された後に適当な記録器（図示されない）によつ
て記録される。

第４図に示した従来の水素炎イオン化検出装置
の構成とは異なつて、第１図の水素炎イオン化検
出装置の構成によれば、上述したようなイオン電
流発生機構に対する薄層クロマトグラフ８の影響
が排除されるので、かかる記録器からの出力値に
対する検量線特性については、先に述べたガスク
ロマトグラフ用の水素炎イオン化検出装置の場合
と同様に優れた直線性が得られる。

第１図の実施例の変形例として、小径の円筒状
陰極要素１１を円柱状陰極要素に置き代えてもよ
い。

第２図には本発明による水素炎イオン化検出装
置の別の実施例が示されており、この水素炎イオ
ン化検出装置はその電極手段９が一対の平行電極
板要素すなわち陽極板要素１４および陰極板要素
１５から構成される点を除けば第１図に示したも
のと同様なものである。なお、第２図の変形実施
例として、電極手段９を複数の陽極板要素と複数
の陰極板要素とから構成し、これら陽極板要素お
よび陰極板要素を交互に配置させてもよい。この
ような変形実施例によれば、第２図のものよりも
一層良好な検出感度が期待される。

第３図には本発明による水素炎イオン化検出装
置のさらに別の実施例が示されており、この水素
炎イオン化検出装置はその電極手段９が一対のリ
ング状電極要素すなわちリング状陽極要素１６お
よびリング状陰極要素１７から構成される点を除
けば第１図に示したものと同様なものである。第
３図から明らかなように、両電極要素１６および
１７は被検出物質の燃焼ガスが上昇する方向に沿
つて隔設される。なお、第３図の変形実施例とし
て、第２図の変形実施例の場合と同様に一層良好
な検出感度が得られるように、電極手段９を複数
のリング状陽極要素と複数のリング状陰極要素と
から構成し、これらリング状陽極要素およびリン
グ状陰極要素を交互に配置させてもよい。

〔発明の効果〕

以上の記載から明らかなように、本発明による
薄層クロマトグラフ用あるいは液体クロマトグラ
フ用の水素炎イオン化検出装置においては、薄層
クロマトグラフや液体クロマトグラフ自体がイオ
ン電流発生機構に関与しないようにされているこ
とから、イオン電流値に対する検量線特性とし
て、先に述べたガスクロマトグラフ用の水素炎イ
オン化検出装置の場合と同様な直線性が得られ、
このため薄層クロマトグラフや液体クロマトグラ
フの定量分析についての定量性および再現性が改
善されることになる。

この点を具体的に示すべく、本発明者は第４図
の従来の水素炎イオン化検出装置と第１図の水素
炎イオン化検出装置との再現性について以下のよ
うな比較試験を行つた。

試料として、コレステロールエステル（CE）、
トリグリセライド（TG）、フリーコレステロー
ル（FC）のそれぞれ６mg、８mg、３mg／mlのト
ルエン溶液が用いられた。薄層クロマトグラフと
して、先に述べたようなガラス棒要素すなわち無
機性吸着剤の外側被着層を持つガラス棒要素が用
いられた。この薄層クロマトグラフには上述の試
料が1μlスポツトされ、次いでそれはｎ−ヘキサ
ン：ジエチルエーテル＝９：１の展開溶媒でもつ
て７cmに亙つて展開分離された。

第４図および第１図の双方の水素炎イオン化検
出装置の作動条件については同じにされた。すな
わち、水素ガスバーナへの水素ガスの供給流量に
ついては160ml／min、また空気の供給流量につ
いては2000ml／minとされ、電極間の印加電圧に
ついては300Vとされた。なお、薄層クロマトグ
ラフを水素炎の中に通過させる際の送り速度につ
いては４mm／secとされた。

以上に述べた条件下でかかる薄層クロマトグラ
フの定量分析が第４図および第１図のそれぞれの
水素炎イオン化検出装置において５回繰り返され
た。その分析結果を従来の場合と本発明の場合と
についてそれぞれ別表およびに示す。

各別表において、ｎは分析回数を示し、CE欄
に示された数値はコレステロールエステルの検量
値、TG欄に示された数値はトリグリセライドの
検量値、FC欄に示された数値はフリーコレステ
ロールの検量値を示す。これら検量値は適当な周
知の記録器によつて得られたクロマトグラムのそ
れぞれのピーク領域における積分値であつて、面
積百分率として示されている。なお、各回数毎の
３つの検量値の総和が100％とならない理由は不
可避的な不純物が上述の試料に含まれているから
である。

また、各別表の下側欄に示された記号はそれ
ぞれの検量値の平均値を、SDは標準偏差を、ま
たCVは変動係数を示している。

別表およびを比較すれば明らかなように、
本発明による場合の変動係数は従来の場合の変動
係数よりも大巾に小さい。したがつて、本発明に
よれば、薄層クロマトグラフや液体クロマトグラ
フの定量分析についての定量性および再現性が改
善されることが分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄層クロマトグラフ用の
水素炎イオン化検出装置の一実施例を示す図式
図、第２図は本発明による薄層クロマトグラフ用
の水素炎イオン化検出装置の別の実施例を示す図
式図、第３図は本発明による薄層クロマトグラフ
用の水素炎イオン化検出装置のさらに別の実施例
を示す図式図、第４図は薄層クロマトグラフ用の
従来の水素炎イオン化検出装置の一例を示す図式
図である。 １……水素ガスバーナ、４……水素炎、６……
増幅器、７……電源、８……薄層クロマトグラ
フ、９……電極手段。

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 薄層クロマトグラフや液体クロマトグラフを
   水素炎中に通過させ、その被検出物質を該水素炎
   でもつて燃焼させてイオン化し、そのイオン化燃
   焼ガスからイオン電流を電極手段によつて検出す
   ることにより該被検出物質を定量的に分析する水
   素炎イオン化検出装置において、 前記イオン電流の検出値に対する検量線に直線
   性を与えるために、前記電極手段が前記水素炎中
   への前記薄層クロマトグラフや液体クロマトグラ
   フ通過箇所よりも上方の箇所に配置されかつ前記
   被検出物質を前記水素炎によつて燃焼させた際の
   燃焼ガスに晒されるようになつた陽極および陰極
   からなることを特徴とする水素炎イオン化検出装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段が円筒状陽極
   要素と円筒状陰極要素とから構成され、これら円
   筒状陽極要素および円筒状陰極要素が異なつた直
   径を有し、しかもそれら両電極要素の一方が他方
   の内側に同心円状に配置されるていることを特徴
   とする水素炎イオン化検出装置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段が円筒状電極
   要素と、この円筒状電極要素の内側に配置された
   円筒状電極要素とから構成され、これら両電極要
   素のうちの一方が陽極とされ、その他方の電極要
   素が陰極とされることを特徴とする水素炎イオン
   化検出装置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段が一対の平行
   電極板要素から構成されることを特徴とする水素
   炎イオン化検出装置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段が複数の陽極
   板要素と複数の陰極板要素とから構成され、これ
   ら陽極板要素および陰極板要素が交互に配置され
   ていることを特徴とする水素炎イオン化検出装
   置。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段がリング状陽
   極要素とリング状陰極要素とから構成され、これ
   らリング状陽極要素およびリング状陰極要素が同
   一直径を有し、しかも互いに平行に隔設されてい
   ることを特徴とする水素炎イオン化検出装置。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の水素炎イオン
   化検出装置において、前記電極手段が複数のリン
   グ状陽極要素と複数のリング状陰極要素とから構
   成され、これらリング状陽極要素およびリング状
   陰極要素が交互に配置されることを特徴とする水
   素炎イオン化検出装置。