JPH06201669A

JPH06201669A - 試料濃縮装置

Info

Publication number: JPH06201669A
Application number: JP36004692A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Noda; 廣野田; Toyoaki Fukushima; 豊明福島
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】トラップカラムの残留効果をなくし、冷却媒
体を供給する煩わしさもなくす。【構成】トラップカラム２にはアセトンでコーティン
グされる充填剤担体が充填されており、六方バルブ１８
を経てアセトンの有機溶媒流路１４、キャリアガス流路
２２に接続され、さらに六方バルブ１６を経てサンプリ
ングシリンジ２０、キャリアガス流路２２、カラム２６
に接続されている。トラップカラム２は加熱されたり冷
却されたりするために熱良導体ブロック４を介してサー
モモジュール６と接触している。試料成分を濃縮するに
あたり、前の試料ガスの濃縮に用いたトラップカラム２
のアセトンを加熱して放出させ、トラップカラム２を冷
却して新しいアセトンをトラップカラム２の充填剤担体
にコーティングし、次の試料成分の濃縮に供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスクロマトグラフやガ
スクロマトグラフ−質量分析計などの分析装置で分析す
る試料を、分析装置に導入する前に濃縮する試料濃縮装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】試料ガス中の試料成分を濃縮する装置と
しては、ＴＥＮＡＸ（商標）などのポーラスポリマーや
活性炭を充填したトラップカラムを用い、室温で又はト
ラップカラムを必要に応じて冷却しながらにトラップカ
ラムに試料ガスを流して試料成分を充填剤に吸着させ、
分析時にトラップカラムを加熱して吸着試料成分を脱離
させてガスクロマトグラフへ導入する方法が行なわれて
いる。他の濃縮方法としては、中空の冷却管を用い、冷
却管をドライアイスや液体窒素で冷却した状態で試料ガ
スを冷却管に流して凝縮させる。分析時には冷却管を加
熱して吸着試料成分を蒸発させ、直接（オンライン）又
は用手的にガスクロマトグラフに導入している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】充填剤が充填されたト
ラップカラムを用いる方法では、トラップされた試料成
分を脱離させるための加熱過程で充填剤に吸着されてい
た前の試料ガス成分が脱離してくる。トラップカラムを
繰り返し使用するときは、このように前の試料ガス成分
が発生する、いわば残留効果があるため、引続き行なわ
れる試料濃縮作業の妨げになる。

【０００４】冷却トラップを使用する方法は、充填剤を
用いないので残留効果がない点では好ましいが、消耗剤
としての冷却媒体が必要であり、冷却媒体供給の煩わし
さや困難さを伴う。本発明はトラップカラムの残留効果
をなくし、冷却媒体を供給する煩わしさもなくした試料
濃縮装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の試料濃縮装置
は、有機溶媒でコーティングされる充填剤担体が充填さ
れたトラップカラムと、トラップカラムを冷却及び加熱
する冷却・加熱手段と、有機溶媒をキャリアガスにより
気化して移送する有機溶媒流路と、試料成分を含んだガ
スを供給する試料ガス流路と、キャリアガスを供給する
キャリアガス流路と、有機溶媒流路、試料ガス流路又は
キャリアガス流路を選択してトラップカラムの入口に接
続するとともに、トラップカラムの出口をガスクロマト
グラフカラム又は排出口へ選択して接続する流路切換え
手段とを備えている。

【０００６】

【作用】充填剤担体にコーティングされていた有機溶媒
が飛散して再生されたトラップカラムを冷却しながら、
新しい有機溶媒をキャリアガスによってトラップカラム
に導入し、充填剤担体をコーティングする。その後、試
料ガスをトラップカラムに導入して試料成分を有機溶剤
にトラップさせる。分析時にはトラップカラムを加熱
し、トラップカラムにトラップされている試料成分を脱
離させて分析装置へ導く。試料成分の脱離後、トラップ
カラムの出口を排出側に切り換え、トラップカラムを更
に高温に加熱して有機溶媒を揮散させてトラップカラム
を再生させる。この操作を繰り返し、試料ガスごとにト
ラップカラムの充填剤担体にコーティングされた有機溶
媒を新しいものに変えることによって残留効果がなくな
る。

【０００７】

【実施例】図１は一実施例を表わす。２はトラップカラ
ムで、有機溶媒でコーティングされる充填剤担体が充填
されている。充填剤担体としてはガラス粉末、珪藻土、
アランダムなどを使用することができる。トラップカラ
ム２は加熱されたり冷却されたりできるように、熱良導
体のブロック４と接触しており、そのブロック４にはサ
ーモモジュール６の一面が接触している。サーモモジュ
ール６の他の面にはクーラー８により冷却されて循環し
ている冷却水が接触している。ブロック４、サーモモジ
ュール６及びクーラー８は加熱・冷却手段を構成してい
る。

【０００８】トラップカラム２の充填剤担体にコーティ
ングされ、試料成分をトラップする溶媒として、溶媒容
器にはアセトン１０が収容されており、アセトン１０を
キャリアガスにより気化してトラップカラムへ送るため
に、キャリアガスがソレノイドバルブ１２によって制御
されてアセトン１０中に供給される。アセトン１０の気
化ガスをキャリアガスとともに移送するために溶媒容器
の上部空間に有機溶媒流路１４が接続されている。

【０００９】流路切換え手段として２つの六方バルブ１
６，１８が設けられている。第１の六方バルブ１６には
試料成分を含んだ試料ガスを供給するためのサンプリン
グシリンジ２０につながる試料ガス流路、キャリアガス
を供給するキャリアガス流路２２、ガスクロマトグラフ
２４のカラム２６、及び第２の六方バルブ１８が接続さ
れている。第２の六方バルブ１８にはソレノイドバルブ
２８を備えたキャリアガス流路２２と有機溶媒流路１４
が同じポートに接続され、他のポートにトラップカラム
２が接続されているとともに、排出流路３０も接続され
ている。

【００１０】六方バルブ１６の実線の流路では、サンプ
リングシリンジ２０からの試料ガス流路が排出側に接続
され、キャリアガスがキャリアガス流路２２から六方バ
ルブ１６及び六方バルブ１８を経てカラム２６へ導入さ
れる。六方バルブ１６の破線の流路では、サンプリング
シリンジ２０からの試料ガス流路が六方バルブ１８側へ
接続され、キャリアガスは六方バルブ１８を経ないでカ
ラム２６へ導入される。

【００１１】六方バルブ１８の実線の流路では、有機溶
媒流路１４によりキャリアガスで送られたアセトン又は
ソレノイドバルブ２８を経て送られたキャリアガスがト
ラップカラム２へ送られ、トラップカラム２の出口が排
出流路３０へ接続される。六方バルブ１８の破線側の流
路では、六方バルブ１６の流路とトラップカラム２とが
接続される。３２はガスクロマトグラフ２４のＦＩＤ検
出器、３４は検出器３２の検出信号を処理するデータ処
理装置である。

【００１２】本実施例の動作を図１と図２を参照して説
明する。時刻Ｔ₁でプログラムがスタートする。プログ
ラムはパーソナルコンピュータ制御による場合はキー入
力によりスタートさせられる。時刻Ｔ₁では六方バルブ
１８は実線の流路のままであるが、六方バルブ１６が実
線の流路から破線の流路に切り換えられ、ソレノイドバ
ルブ１２が開かれ、サーモモジュール６によりトラップ
カラム２が−２０〜−４０℃に冷却される。これによ
り、有機溶媒流路１４を経てキャリアガスによりアセト
ン１０がトラップカラム２に送られ、トラップバルブ２
の充填剤担体にコーティングされる。

【００１３】時刻Ｔ₂になると、ソレノイドバルブ１２
が閉じられてアセトンの移送が完了し、移送されたアセ
トンはトラップカラム２に留まる。時刻Ｔ₃になると、
六方バルブ１８が破線の流路に切り換えられて、サンプ
リングシリンジ２０が六方バルブ１６と１８を介してト
ラップカラム２と通じる。トラップカラム２の温度が所
定の温度に安定するための一定時間の後、サンプリング
シリンジ２０から試料ガスがトラップカラム２へ送ら
れ、試料成分がトラップカラム２にトラップされる。

【００１４】試料ガスの送出完了後、時刻Ｔ₄で六方バ
ルブ１６，１８が実線の流路に切り換えられるととも
に、サーモモジュール１６が冷却側から加熱側に切り換
えられる。サーモモジュール１６は、トラップカラム２
にトラップされた試料成分が脱離し、かつアセトンがト
ラップカラム２内に留まるようにするためにトラップカ
ラム２の温度を５〜１５℃にするように調節される。時
刻Ｔ₅では六方バルブ１８が短時間破線側に切り換えら
れることによって、キャリアガス流路２２からのキャリ
アガスが六方バルブ１６、１８を経てトラップカラム２
へ送られ、トラップカラム２から脱離した試料成分がキ
ャリアガスによってバルブ１８，１６を経てカラム２６
へ送られる。それとともに、ガスクロマトグラフ２４で
は分析動作を開始する。

【００１５】その後、時刻Ｔ₆でソレノイドバルブ２８
が開かれてキャリアガス流路２２からキャリアガスがト
ラップカラム２へ送られ、サーモモジュール６はトラッ
プカラム２の温度を８０〜１００℃まで上昇させてトラ
ップカラム２の充填剤担体にコーティングされていたア
セトンを気化させて排出流路３０から排出させる。これ
によりトラップカラム２が再生されて次の濃縮作業に備
えられる。

【００１６】図２のタイミングチャートで、時刻Ｔ₃か
らＴ₄の間でサンプリングシリンジ２０から試料ガスを
トラップカラム２へ送出する期間は、トラップカラム２
の温度を更に低下させて、例えば−３０〜−４０℃とい
うように低くする方が試料成分をトラップする効率が高
くなる。また、時刻Ｔ₄とＴ₅の区間ではトラップカラム
２の入口と出口が閉じられた状態でサーモモジュール６
が冷却側から加熱側に切り換えられることによってトラ
ップされた試料ガス成分が気化する。このとき、加熱温
度を更に高めて６０〜８０℃とすることにより試料成分
がより多く気化し、その後再び５〜１５℃の温度まで下
げて気相中の試料成分濃度を高めることにより、試料成
分を短時間でカラム２６へ導入することが可能になる。

【００１７】トラップカラム２の充填剤担体にコーティ
ングする有機溶媒としては、アセトンの他に例えばＤＭ
Ｆ（ジメチルホルムアミド）その他の溶媒を用いること
ができる。アセトンは多種類の物質をトラップすること
ができ、汎用性を備えている。例えばガスクロマトグラ
フで空気中のエチレンを分析して植物活性に及ぼす影響
を測定する場合など、溶媒としてはアセトンが好都合で
ある。一方、ＤＭＦはアセチレンに選択性のある溶媒で
あり、特にアセチレンの分析の際には好都合である。分
析しようとする試料成分に応じて最適な溶媒を選択すれ
ばよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明ではトラップカラムの固定相の液
体を試料ガスが変わる度に新鮮なものと交換するように
したので、前の試料ガスの影響が現われずにすみ、分析
結果の再現性が高まる。また、トラップカラムを冷却し
たり加熱するために、サーモモジュールのような加熱・
冷却手段を用いることにより、冷却媒体供給の煩わしさ
や困難さを伴わない。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す流路図である。

【図２】同実施例の動作を示すタイミングチャートであ
る。

【符号の説明】

２トラップカラム４熱良導体ブロック６サーモモジュール１０アセトン１２，２８ソレノイドバルブ１４有機溶媒流路１６，１８六方バルブ２０サンプリングシリンジ２２キャリアガス流路２６ガスクロマトグラフのカラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機溶媒でコーティングされる充填剤担
体が充填されたトラップカラムと、前記トラップカラム
を冷却及び加熱する冷却・加熱手段と、前記有機溶媒を
キャリアガスにより気化して移送する有機溶媒流路と、
試料成分を含んだガスを供給する試料ガス流路と、キャ
リアガスを供給するキャリアガス流路と、前記有機溶媒
流路、試料ガス流路又はキャリアガス流路を選択して前
記トラップカラムの入口に接続するとともに、前記トラ
ップカラムの出口をガスクロマトグラフカラム又は排出
口へ選択して接続する流路切換え手段と、を備えたこと
を特徴とする試料濃縮装置。