JPH07253421A - ガスクロマトグラフシステム - Google Patents
ガスクロマトグラフシステムInfo
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- JPH07253421A JPH07253421A JP6335592A JP33559294A JPH07253421A JP H07253421 A JPH07253421 A JP H07253421A JP 6335592 A JP6335592 A JP 6335592A JP 33559294 A JP33559294 A JP 33559294A JP H07253421 A JPH07253421 A JP H07253421A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コールドトラップで実質的に同時に低沸点成
分と高沸点成分を焦束できるようなガスクロマトグラフ
システムを提供する。 【構成】 毛細管とＰＬＯＴカラムの二つの部分を有す
るコールドトラップを有し、毛細管は、一端において分
析カラムと試料気体源に連結され、その他端においてＰ
ＬＯＴカラムの第一端に連結され、ＰＬＯＴカラムの他
端は、キャリアガス源および真空源に連結され、毛細管
とＰＬＯＴカラムは、両方とも、コールドトラップの温
度が制御された環境内に位置して、収集動作の間、温度
制御手段が比較的低温を保持して試料成分を凝縮し、コ
ールドトラップから分析カラムへの試料の注入動作中
は、温度制御手段が比較的高温を保持して試料成分を気
化するようにして、毛細管が高沸点気体の凝縮を可能な
らしめる一方で、ＰＬＯＴカラムが低沸点気体の凝縮を
可能とする。
分と高沸点成分を焦束できるようなガスクロマトグラフ
システムを提供する。 【構成】 毛細管とＰＬＯＴカラムの二つの部分を有す
るコールドトラップを有し、毛細管は、一端において分
析カラムと試料気体源に連結され、その他端においてＰ
ＬＯＴカラムの第一端に連結され、ＰＬＯＴカラムの他
端は、キャリアガス源および真空源に連結され、毛細管
とＰＬＯＴカラムは、両方とも、コールドトラップの温
度が制御された環境内に位置して、収集動作の間、温度
制御手段が比較的低温を保持して試料成分を凝縮し、コ
ールドトラップから分析カラムへの試料の注入動作中
は、温度制御手段が比較的高温を保持して試料成分を気
化するようにして、毛細管が高沸点気体の凝縮を可能な
らしめる一方で、ＰＬＯＴカラムが低沸点気体の凝縮を
可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスクロマトグラフ法
の速度、操作上の柔軟性および精度を増大するためのガ
スクロマトグラフシステムに関する。
の速度、操作上の柔軟性および精度を増大するためのガ
スクロマトグラフシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスクロマトグラフは、揮発性有機化合
物と揮発性無機化合物の複雑な混合物を分離分析するた
めに広く利用されている技術である。混合物は、移動気
体によって吸着剤(sorbent) を有するカラムからその成
分を溶離することによってその成分に分離される。
物と揮発性無機化合物の複雑な混合物を分離分析するた
めに広く利用されている技術である。混合物は、移動気
体によって吸着剤(sorbent) を有するカラムからその成
分を溶離することによってその成分に分離される。
【０００３】ガスクロマトグラフ法は、次の二つに大別
される。すなわち、気−液クロマトグラフィと気−固ク
ロマトグラフィである。気−液クロマトグラフィは現在
最も広く利用されているタイプであり、不活性な支持構
造（一般に毛細管）上に薄層として被覆された非揮発性
液体収着剤を組み込んでいる。
される。すなわち、気−液クロマトグラフィと気−固ク
ロマトグラフィである。気−液クロマトグラフィは現在
最も広く利用されているタイプであり、不活性な支持構
造（一般に毛細管）上に薄層として被覆された非揮発性
液体収着剤を組み込んでいる。
【０００４】キャリアガスと呼ばれる移動気体相がクロ
マトグラフ分析カラム内を流れる。被分析物は移動気体
相と収着剤の間で分離し、被分析成分の分離係数もしく
は溶解度に応じた速度でカラム内を移動する。筒状ガラ
スもしくはステンレス鋼製毛細管のようないろいろなタ
イプの分析カラムが用いられる。
マトグラフ分析カラム内を流れる。被分析物は移動気体
相と収着剤の間で分離し、被分析成分の分離係数もしく
は溶解度に応じた速度でカラム内を移動する。筒状ガラ
スもしくはステンレス鋼製毛細管のようないろいろなタ
イプの分析カラムが用いられる。
【０００５】使用にあたっては、被分析物をカラムの入
口端において移動するキャリアガス流中に導入する。試
料を構成する成分がカラムに沿って分離し、被分析成分
の性質に特有の間隔と濃度でカラムの出口端から溶出(e
lute) する。カラムの出口端にある検出器、例えば熱伝
導度検出器もしくは水素炎(flame) イオン化式検出器
（ＦＩＤ）が被分析成分の存在に応答する。
口端において移動するキャリアガス流中に導入する。試
料を構成する成分がカラムに沿って分離し、被分析成分
の性質に特有の間隔と濃度でカラムの出口端から溶出(e
lute) する。カラムの出口端にある検出器、例えば熱伝
導度検出器もしくは水素炎(flame) イオン化式検出器
（ＦＩＤ）が被分析成分の存在に応答する。
【０００６】溶離された物質がＦＩＤ中で燃焼すると、
水素炎中に荷電種(charging species)が形成される。水
素炎の挙動は、関連電子機器でもって(with associated
electronics) 時間に対して検出器出力の大きさをトレ
ース(trace) するバイアスされた(biased)イオン検出器
を介してモニタ(monitored) される。
水素炎中に荷電種(charging species)が形成される。水
素炎の挙動は、関連電子機器でもって(with associated
electronics) 時間に対して検出器出力の大きさをトレ
ース(trace) するバイアスされた(biased)イオン検出器
を介してモニタ(monitored) される。
【０００７】複雑な混合物に対するトレースは強さの異
なる多くのピ−クを含んでいる。被分析物の個々の成分
が、特有の時間に、成分濃度の関数である大きさを有す
るピ−クを生ずるので、クロマトグラフ図を検討するこ
とによって多くの情報が得られる。
なる多くのピ−クを含んでいる。被分析物の個々の成分
が、特有の時間に、成分濃度の関数である大きさを有す
るピ−クを生ずるので、クロマトグラフ図を検討するこ
とによって多くの情報が得られる。
【０００８】試料を分離カラム中に導入するために現在
いろいろの方法が用いられている。一般的なタイプのガ
スクロマトグラフシステムの一つにおいては、熱焦束室
(thermal focussing chamber) もしくはコールドトラッ
プが用いられている。コールドトラップは、典型的に
は、窒素のような冷却ガス(cold gas)を含み、それを貫
通して被分析物を導く毛細試料管を有する容器である。
コールドトラップ内で、入って来る被分析物を低温に曝
すことによって、被分析物成分が毛細管上に凝縮(conde
nse)する。
いろいろの方法が用いられている。一般的なタイプのガ
スクロマトグラフシステムの一つにおいては、熱焦束室
(thermal focussing chamber) もしくはコールドトラッ
プが用いられている。コールドトラップは、典型的に
は、窒素のような冷却ガス(cold gas)を含み、それを貫
通して被分析物を導く毛細試料管を有する容器である。
コールドトラップ内で、入って来る被分析物を低温に曝
すことによって、被分析物成分が毛細管上に凝縮(conde
nse)する。
【０００９】試料をカラム内に注入して分離したいとき
には、コールドトラップを貫通する試料管の温度を急激
に上昇させて試料を気化(vaporizing)させる。次に、ト
ラップを通って連続的に流れるキャリアガス流が被分析
物を分離カラム内に注入する。
には、コールドトラップを貫通する試料管の温度を急激
に上昇させて試料を気化(vaporizing)させる。次に、ト
ラップを通って連続的に流れるキャリアガス流が被分析
物を分離カラム内に注入する。
【００１０】熱焦束室を用いるタイプの典型的なガスク
ロマトグラフシステムにおいては、捕捉動作(trapping
mode of operation)の間、コールドトラップ試料管の入
口端（例えば、注入の間はキャリアガス流の方向の）に
毛細管を有する単一のコールドトラップが入って来る被
分析物成分(incoming analyte)を捕捉(trap)する。
ロマトグラフシステムにおいては、捕捉動作(trapping
mode of operation)の間、コールドトラップ試料管の入
口端（例えば、注入の間はキャリアガス流の方向の）に
毛細管を有する単一のコールドトラップが入って来る被
分析物成分(incoming analyte)を捕捉(trap)する。
【００１１】その後、コールドトラップ試料管を加熱し
て、試料はカラム内に導入されるまでに試料管の全長を
通過しなければならない。したがって、被分析物成分(c
omponent) が気化(vaporize)される所とカラムが始まる
所の間の試料流動流路領域(sample flow circuit regio
ns) が、注入された被分析物成分がカラムの入口端に供
給される時間を長くするが故に望ましくないシステム
“死容積”を生ずる。そして、死容積はシステムの分解
能および効率に悪影響を及ぼす。
て、試料はカラム内に導入されるまでに試料管の全長を
通過しなければならない。したがって、被分析物成分(c
omponent) が気化(vaporize)される所とカラムが始まる
所の間の試料流動流路領域(sample flow circuit regio
ns) が、注入された被分析物成分がカラムの入口端に供
給される時間を長くするが故に望ましくないシステム
“死容積”を生ずる。そして、死容積はシステムの分解
能および効率に悪影響を及ぼす。
【００１２】このために今日、所謂“高速ガスクロマト
グラフ”もしくは“高速ＧＣ”が著しく強調されてい
る。その用途には、プロセス流動の監視、環境の監視お
よびエンジン排気の分析がある。理想的には、以前は数
分間以上かかっていたのに対して数秒間以内で分析をこ
なうことができるようになればよいのである。分析速度
の増大は、分離カラムを比較的短くすること、もしく
は、他の技術を用いて測定対象(interest)成分が迅速に
カラムを通過するようにすることによって達成すること
ができる。
グラフ”もしくは“高速ＧＣ”が著しく強調されてい
る。その用途には、プロセス流動の監視、環境の監視お
よびエンジン排気の分析がある。理想的には、以前は数
分間以上かかっていたのに対して数秒間以内で分析をこ
なうことができるようになればよいのである。分析速度
の増大は、分離カラムを比較的短くすること、もしく
は、他の技術を用いて測定対象(interest)成分が迅速に
カラムを通過するようにすることによって達成すること
ができる。
【００１３】そして、有用な情報を得るためには、個々
の被分析成分が検出器において別々に溶離し、ひいて
は、明瞭なピ−クを生じなければならない。カラムの入
口端において試料が注入される時間が増大するにつれ
て、成分の溶離によって生ずるピ−クは広くなる傾向が
ある。したがって、短時間の間にガスクロマトグラフ評
価を行なうには、注入の間、カラムに狭い試料“プラ
グ”(plug)を提供することが不可欠である。従来のコー
ルドトラップ型ガスクロマトグラフシステムにつきもの
の死容積が欠点であるのはこの理由によるのである。
の被分析成分が検出器において別々に溶離し、ひいて
は、明瞭なピ−クを生じなければならない。カラムの入
口端において試料が注入される時間が増大するにつれ
て、成分の溶離によって生ずるピ−クは広くなる傾向が
ある。したがって、短時間の間にガスクロマトグラフ評
価を行なうには、注入の間、カラムに狭い試料“プラ
グ”(plug)を提供することが不可欠である。従来のコー
ルドトラップ型ガスクロマトグラフシステムにつきもの
の死容積が欠点であるのはこの理由によるのである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のガスクロマ
トグラフシステムでは、熱焦束室もしくはコールドトラ
ップを用いる上述の型のガスクロマトグラフシステムに
おいて、収集動作においても注入動作においても(cllec
tion or injection modes)コールドトラップ試料管の全
長にわたって理想的に均一な一定温度に保持することは
不可能であると理解しなければならない。実際に、コー
ルドトラップ毛細管の入口端と出口端には、温度勾配が
存在する。
トグラフシステムでは、熱焦束室もしくはコールドトラ
ップを用いる上述の型のガスクロマトグラフシステムに
おいて、収集動作においても注入動作においても(cllec
tion or injection modes)コールドトラップ試料管の全
長にわたって理想的に均一な一定温度に保持することは
不可能であると理解しなければならない。実際に、コー
ルドトラップ毛細管の入口端と出口端には、温度勾配が
存在する。
【００１５】収集動作(collection mode of operation)
の間は、被分析物が毛細管の入口（注入中におけるキャ
リアガスの流動方向の）近くに凝縮する(condenses) の
で、注入段階中に領域が充分に加熱されて混合物の測定
対象(interest)成分すべてを気化(vaporize)させるよう
にすることが必要である。この必要性のために、コール
ドトラップ試料管のいくらかの部分を試料管の入口端に
おいて収集(collect)された試料を気化(vaporize)させ
るのに必要な温度よりも著しく高い温度まで加熱する。
さらに、被分析物成分(analyte) は、それを焦束室を完
全に通過させるのに必要な時間だけ過度な温度に曝され
る。
の間は、被分析物が毛細管の入口（注入中におけるキャ
リアガスの流動方向の）近くに凝縮する(condenses) の
で、注入段階中に領域が充分に加熱されて混合物の測定
対象(interest)成分すべてを気化(vaporize)させるよう
にすることが必要である。この必要性のために、コール
ドトラップ試料管のいくらかの部分を試料管の入口端に
おいて収集(collect)された試料を気化(vaporize)させ
るのに必要な温度よりも著しく高い温度まで加熱する。
さらに、被分析物成分(analyte) は、それを焦束室を完
全に通過させるのに必要な時間だけ過度な温度に曝され
る。
【００１６】これらの過度な温度や試料管中における大
きな“滞留時間”は、被分析物成分の分解に関係してい
る。したがって、被分析物成分(insected of component
s)をその自然の状態でカラムから放出するかわりにもと
の分子(parts of the initial molecute) に分解され
る。試料のこのような分解は、分析を著しく複雑化し、
ある種の評価においては得られたクロマトグラフ図がほ
とんど無価値となる。
きな“滞留時間”は、被分析物成分の分解に関係してい
る。したがって、被分析物成分(insected of component
s)をその自然の状態でカラムから放出するかわりにもと
の分子(parts of the initial molecute) に分解され
る。試料のこのような分解は、分析を著しく複雑化し、
ある種の評価においては得られたクロマトグラフ図がほ
とんど無価値となる。
【００１７】上記の欠点の多くに取り組む改良されたコ
ールドトラップが、米国特許出願Ｎｏ．５９０，１７
４、現在は米国特許Ｎｏ．５，０９６，４７１、の部分
継続である米国特許Ｎｏ．５，１４１，５３４に開示さ
れている。
ールドトラップが、米国特許出願Ｎｏ．５９０，１７
４、現在は米国特許Ｎｏ．５，０９６，４７１、の部分
継続である米国特許Ｎｏ．５，１４１，５３４に開示さ
れている。
【００１８】逆流(reverse flow)コールドトラップ装置
においては、捕捉動作(trapping mode) の間は、より揮
発性の（低沸点）化合物は揮発性の低い（高沸点）化合
物がコールドトラップに入るまでにコールドトラップを
完全に通過する傾向を有する。低沸点化合物が高速で通
過するために、低沸点化合物と高沸点化合物を実質的に
同時に冷凍焦束(cryofocus) （もしくはコールドトラッ
プ）することが困難となる。この結果、一般に、高沸点
化合物も冷凍焦束し、かつ、検出を行なおうとした時に
低沸点化合物が失われる。
においては、捕捉動作(trapping mode) の間は、より揮
発性の（低沸点）化合物は揮発性の低い（高沸点）化合
物がコールドトラップに入るまでにコールドトラップを
完全に通過する傾向を有する。低沸点化合物が高速で通
過するために、低沸点化合物と高沸点化合物を実質的に
同時に冷凍焦束(cryofocus) （もしくはコールドトラッ
プ）することが困難となる。この結果、一般に、高沸点
化合物も冷凍焦束し、かつ、検出を行なおうとした時に
低沸点化合物が失われる。
【００１９】すなわち従来は、高沸点化合物が捕捉(tra
pped) され得るまでに低沸点化合物が毛細管を通過して
しまうので、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を同時
に捕捉することができなかった。また逆に、もしＰＬＯ
Ｔカラムだけがコールドトラップ中に使用されたなら
ば、低沸点化合物は捕捉することができたが、注入動作
中およびバックフラッシュ動作中、高沸点化合物は溶離
するのが遅く、かつ、ＰＬＯＴカラムはひどく汚染され
るという問題があった。
pped) され得るまでに低沸点化合物が毛細管を通過して
しまうので、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を同時
に捕捉することができなかった。また逆に、もしＰＬＯ
Ｔカラムだけがコールドトラップ中に使用されたなら
ば、低沸点化合物は捕捉することができたが、注入動作
中およびバックフラッシュ動作中、高沸点化合物は溶離
するのが遅く、かつ、ＰＬＯＴカラムはひどく汚染され
るという問題があった。
【００２０】本発明は上記の点を考慮にいれてなされた
ものであって、コールドトラップで実質的に同時に低沸
点成分と高沸点成分を焦束できるようなガスクロマトグ
ラフシステムを提供することを目的としている。
ものであって、コールドトラップで実質的に同時に低沸
点成分と高沸点成分を焦束できるようなガスクロマトグ
ラフシステムを提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のガス
クロマトグラフシステムは、試料源と、キャリアガス源
と、クロマトグラフ分離カラムと、試料の成分の存在を
感知するために前記カラムに連通する検出器と、第一端
と第二端を有し第一端が前記カラムおよび試料源に連通
する第一試料管と、第一試料管の第二端に連通する第一
端および前記キャリアガス源に連通する第二端を有する
第二試料管と、前記第一試料管の温度を試料のいくつか
の成分を凝縮するための第一低温とこれら成分を気化さ
せるための第一高温の間に制御し前記第二試料管の温度
を前記試料の他の成分を凝縮するための第二低温とこの
成分を気化させるための第二高温の間に制御するための
温度調節手段と、前記カラム、第一試料管および第二試
料管内における流体の流動を制御し、前記試料を第一試
料管第一端内に流入させるための制御可能圧力手段とを
有し、収集動作の間は前記第一および第二試料管がそれ
ぞれ前記第一および第二低温にある間に圧力手段が前記
試料を第一試料管第一端に引き込んで第一および第二試
料管内に通し、注入動作の間は前記第一および第二試料
管をそれぞれ前記第一および第二高温に加熱させ、か
つ、キャリアガスを前記第二試料管第二端に流入させ、
第二試料管、第一試料管およびカラムを連続的に通って
検出器に達せしめるように前記温度調節手段および圧力
手段を制御する制御手段を設けたことを特徴としてい
る。
クロマトグラフシステムは、試料源と、キャリアガス源
と、クロマトグラフ分離カラムと、試料の成分の存在を
感知するために前記カラムに連通する検出器と、第一端
と第二端を有し第一端が前記カラムおよび試料源に連通
する第一試料管と、第一試料管の第二端に連通する第一
端および前記キャリアガス源に連通する第二端を有する
第二試料管と、前記第一試料管の温度を試料のいくつか
の成分を凝縮するための第一低温とこれら成分を気化さ
せるための第一高温の間に制御し前記第二試料管の温度
を前記試料の他の成分を凝縮するための第二低温とこの
成分を気化させるための第二高温の間に制御するための
温度調節手段と、前記カラム、第一試料管および第二試
料管内における流体の流動を制御し、前記試料を第一試
料管第一端内に流入させるための制御可能圧力手段とを
有し、収集動作の間は前記第一および第二試料管がそれ
ぞれ前記第一および第二低温にある間に圧力手段が前記
試料を第一試料管第一端に引き込んで第一および第二試
料管内に通し、注入動作の間は前記第一および第二試料
管をそれぞれ前記第一および第二高温に加熱させ、か
つ、キャリアガスを前記第二試料管第二端に流入させ、
第二試料管、第一試料管およびカラムを連続的に通って
検出器に達せしめるように前記温度調節手段および圧力
手段を制御する制御手段を設けたことを特徴としてい
る。
【００２２】また、前記制御可能圧力手段が第二試料管
第二端に連通する真空源を含むようにしてもよい。さら
に、前記キャリアガス源を第二試料管第二端に連通させ
る第一分岐管、試料源を第一試料管第一端に連通させる
第二分岐管および分岐管の間に流体を流動させるために
第一および第二分岐管の間に設けられた第一バルブ手段
を含み、収集動作の間、この第一バルブ手段を閉じて、
キャリアガスを第一分岐管を通って真空源内に流入さ
せ、かつ、試料を第二分岐管および第一試料管を通って
真空源の方へ流動させるようにしてもよい。
第二端に連通する真空源を含むようにしてもよい。さら
に、前記キャリアガス源を第二試料管第二端に連通させ
る第一分岐管、試料源を第一試料管第一端に連通させる
第二分岐管および分岐管の間に流体を流動させるために
第一および第二分岐管の間に設けられた第一バルブ手段
を含み、収集動作の間、この第一バルブ手段を閉じて、
キャリアガスを第一分岐管を通って真空源内に流入さ
せ、かつ、試料を第二分岐管および第一試料管を通って
真空源の方へ流動させるようにしてもよい。
【００２３】加えて、前記注入動作の間、第一バルブ手
段が開かれて、キャリアガスを第二分岐管の少なくとも
一部を通って流動させ、それによって、その部分を洗い
流すようにしてもよい。そして、制御手段が、ガスクロ
マトグラフシステムを制御して、真空源が動かされ、第
一バルブ手段が開かれて、カラムおよび第二分岐管が洗
い流されるバックフラッシュ動作を与えるようにしても
よい。また、前記第二分岐管の第一バルブ手段と試料源
との間に第一流体制限手段を、第二分岐管の第一バルブ
手段とカラムとの間に第二流体制限手段をそれぞれ備
え、これらの流体制限手段が各動作の間における流体の
流動を制御するようにしてもよい。
段が開かれて、キャリアガスを第二分岐管の少なくとも
一部を通って流動させ、それによって、その部分を洗い
流すようにしてもよい。そして、制御手段が、ガスクロ
マトグラフシステムを制御して、真空源が動かされ、第
一バルブ手段が開かれて、カラムおよび第二分岐管が洗
い流されるバックフラッシュ動作を与えるようにしても
よい。また、前記第二分岐管の第一バルブ手段と試料源
との間に第一流体制限手段を、第二分岐管の第一バルブ
手段とカラムとの間に第二流体制限手段をそれぞれ備
え、これらの流体制限手段が各動作の間における流体の
流動を制御するようにしてもよい。
【００２４】さらに、前記第一分岐管の第一バルブ手段
と第二試料管の間に、各動作の間、流体の流動を制御す
るための第三流体制限手段を備えるように構成してもよ
い。そして、前記真空源が真空ポンプと第二バルブ手段
から成るように構成してもよい。また、前記カラムの入
口端を真空源および第三バルブ手段に連通させる第三分
岐管を含み、第三バルブ手段が開かれ、第一バルブ手段
が閉じられてバックフラッシュ動作が得られるように構
成してもよい。
と第二試料管の間に、各動作の間、流体の流動を制御す
るための第三流体制限手段を備えるように構成してもよ
い。そして、前記真空源が真空ポンプと第二バルブ手段
から成るように構成してもよい。また、前記カラムの入
口端を真空源および第三バルブ手段に連通させる第三分
岐管を含み、第三バルブ手段が開かれ、第一バルブ手段
が閉じられてバックフラッシュ動作が得られるように構
成してもよい。
【００２５】さらに、前記分離カラムが、直列に連結さ
れた第一分離カラム、第二分離カラムと、キャリアガス
源をこれらの分離カラム間中点に連通させる第四分岐管
を含むように構成してもよい。
れた第一分離カラム、第二分離カラムと、キャリアガス
源をこれらの分離カラム間中点に連通させる第四分岐管
を含むように構成してもよい。
【００２６】そして、前記圧力制御手段が、注入動作の
第一段階においては前記試料を前記第一および第二分離
カラムの両方を通って検出器の方へ流動させ、かつ、前
記注入動作の第二段階においては第二分離カラムを通っ
て前記検出器の方へ連続的に流動させつつ、前記第一カ
ラム内にバックフラッシュ流を生ぜしめるように構成し
てもよい。
第一段階においては前記試料を前記第一および第二分離
カラムの両方を通って検出器の方へ流動させ、かつ、前
記注入動作の第二段階においては第二分離カラムを通っ
て前記検出器の方へ連続的に流動させつつ、前記第一カ
ラム内にバックフラッシュ流を生ぜしめるように構成し
てもよい。
【００２７】
【作用】上記本発明のガスクロマトグラフシステムの第
一実施例は、以前に述べた領域のそれぞれについて現有
の装置を改善する。そして、トラップの第一部分におい
て高沸点化合物を捕捉(trap)するための毛細管と低沸点
化合物を捕捉(trap)する有孔層開放筒状(porous layer
open tubular) （ＰＬＯＴ）カラムを有するコールドト
ラップが供給される。
一実施例は、以前に述べた領域のそれぞれについて現有
の装置を改善する。そして、トラップの第一部分におい
て高沸点化合物を捕捉(trap)するための毛細管と低沸点
化合物を捕捉(trap)する有孔層開放筒状(porous layer
open tubular) （ＰＬＯＴ）カラムを有するコールドト
ラップが供給される。
【００２８】毛細管の一端は分析カラムの近くに位置
し、収集動作(mode)の間、この端において、試料ガス源
から発した試料ガスがコールドトラップ内に導入され
る。毛細管の他端は、その第二端が真空源に連結したＰ
ＬＯＴカラムの第一端に連結している。コールドトラッ
プは、収集動作(mode)中はコールドトラップを低温に保
持し、注入動作中はコールドトラップの温度を上昇させ
て捕捉(trapped) された試料を気化(vaporize)させる温
度制御源を含んでいる。試料ガスの流れ(flow of sampl
e)は、連結されたキャリアガス源および真空源と共同作
用を行なう流動バルブの状態によって決定される。した
がって、上記のようなコールドトラップは、実質的に同
時間の間、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を捕捉(t
rapping)することができる。
し、収集動作(mode)の間、この端において、試料ガス源
から発した試料ガスがコールドトラップ内に導入され
る。毛細管の他端は、その第二端が真空源に連結したＰ
ＬＯＴカラムの第一端に連結している。コールドトラッ
プは、収集動作(mode)中はコールドトラップを低温に保
持し、注入動作中はコールドトラップの温度を上昇させ
て捕捉(trapped) された試料を気化(vaporize)させる温
度制御源を含んでいる。試料ガスの流れ(flow of sampl
e)は、連結されたキャリアガス源および真空源と共同作
用を行なう流動バルブの状態によって決定される。した
がって、上記のようなコールドトラップは、実質的に同
時間の間、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を捕捉(t
rapping)することができる。
【００２９】また、第２実施例においては、上記のシス
テムは、カラムの中点の近くにおいてキャリアガス源が
加えられるクロマトグラフ分離カラム(analytical colu
mn)（以下、単にカラムという）に連結する。カラム
は、コールドトラップとキャリアガス入口の間に前カラ
ムを、また、キャリアガス入口と水素炎(flame) イオン
化検出器の間に後カラムを含んでいる。
テムは、カラムの中点の近くにおいてキャリアガス源が
加えられるクロマトグラフ分離カラム(analytical colu
mn)（以下、単にカラムという）に連結する。カラム
は、コールドトラップとキャリアガス入口の間に前カラ
ムを、また、キャリアガス入口と水素炎(flame) イオン
化検出器の間に後カラムを含んでいる。
【００３０】二つの分析部分は、カラムにキャリアガス
が供給されている間に、前カラムをバックフラッシュす
る一方で同時に供給されたキャリアガスによって後カラ
ム内に被分析物を流入させ続け、それによって、より高
い沸点の化合物の分析を続けることが可能となる。すな
わち、第２実施例の形状は、第１実施例の上記利点を提
供し、かつ、バックフラッシュと分析が同時に起こり得
る(can occur) が故にサイクル時間を短縮する。
が供給されている間に、前カラムをバックフラッシュす
る一方で同時に供給されたキャリアガスによって後カラ
ム内に被分析物を流入させ続け、それによって、より高
い沸点の化合物の分析を続けることが可能となる。すな
わち、第２実施例の形状は、第１実施例の上記利点を提
供し、かつ、バックフラッシュと分析が同時に起こり得
る(can occur) が故にサイクル時間を短縮する。
【００３１】本発明は収集動作(collection)が行なわれ
ていない時に入口システムが連続的にキャリアガスで洗
い流され、ひいては、以前に述べられた記憶による影響
の可能性がさらに低下するというもう一つの利点を与え
る。
ていない時に入口システムが連続的にキャリアガスで洗
い流され、ひいては、以前に述べられた記憶による影響
の可能性がさらに低下するというもう一つの利点を与え
る。
【００３２】本発明のその他の利点は、実施例に関する
以下の説明、特許請求範囲および図面から、本発明が関
連する技術に熟練した人には明らかとなろう。
以下の説明、特許請求範囲および図面から、本発明が関
連する技術に熟練した人には明らかとなろう。
【００３３】
【実施例】図１〜３は、本発明のガスクロマトグラフシ
ステム１０の概略図である。図示されているように、ガ
スクロマトグラフシステム１０は、窒素などの極低温気
体を流すための入口および出口を有する熱焦束室もしく
はコールドトラップ１２ａ，１２ｂを含む。
ステム１０の概略図である。図示されているように、ガ
スクロマトグラフシステム１０は、窒素などの極低温気
体を流すための入口および出口を有する熱焦束室もしく
はコールドトラップ１２ａ，１２ｂを含む。
【００３４】コールドトラップ１２ａ，１２ｂは二つの
部分から成る。第一部分１２ａは、毛細管室(capillary
tube section)と呼んでもよい熱焦束室であり、高沸点
化合物を捕捉(trapping)および焦束(focusing)する毛細
管(capillary) １４を収容している。コールドトラップ
の第二部分１２ｂは、毛細管室(capillary trap)１２ａ
によっては充分には捕捉されずに毛細管室１２ａを通過
した低沸点化合物を捕捉および焦束するＰＬＯＴカラム
１５から成る有孔層開放筒形（ＰＬＯＴ）カラム室(PLO
T trap) と呼んでもよい焦束室である。
部分から成る。第一部分１２ａは、毛細管室(capillary
tube section)と呼んでもよい熱焦束室であり、高沸点
化合物を捕捉(trapping)および焦束(focusing)する毛細
管(capillary) １４を収容している。コールドトラップ
の第二部分１２ｂは、毛細管室(capillary trap)１２ａ
によっては充分には捕捉されずに毛細管室１２ａを通過
した低沸点化合物を捕捉および焦束するＰＬＯＴカラム
１５から成る有孔層開放筒形（ＰＬＯＴ）カラム室(PLO
T trap) と呼んでもよい焦束室である。
【００３５】毛細管１４と呼んでもよい金属試料管(met
al capillary sample tube) が毛細管室(chamber) １２
ａを貫通して毛細管室(chamber) １２ａ内に被分析物成
分を導き入れる。ＰＬＯＴカラム１５と呼んでもよいＰ
ＬＯＴ試料管１５がＰＬＯＴカラム室(chamber) １２ｂ
を貫通してＰＬＯＴカラム室１２ｂ内に被分析物成分を
導き入れる。
al capillary sample tube) が毛細管室(chamber) １２
ａを貫通して毛細管室(chamber) １２ａ内に被分析物成
分を導き入れる。ＰＬＯＴカラム１５と呼んでもよいＰ
ＬＯＴ試料管１５がＰＬＯＴカラム室(chamber) １２ｂ
を貫通してＰＬＯＴカラム室１２ｂ内に被分析物成分を
導き入れる。
【００３６】毛細管室１２ａおよびＰＬＯＴカラム室１
２ｂの各々に対する一対の伝導性ブロックもしくは半田
付けされた連結物を介してヒータ回路１６が金属試料管
(metal sample tube) １４およびＰＬＯＴカラム１５に
別々に連結され、かつ、室間の共通連結によって各室１
２ａ，１２ｂに対する個々の加熱制御用電位が与えられ
る。
２ｂの各々に対する一対の伝導性ブロックもしくは半田
付けされた連結物を介してヒータ回路１６が金属試料管
(metal sample tube) １４およびＰＬＯＴカラム１５に
別々に連結され、かつ、室間の共通連結によって各室１
２ａ，１２ｂに対する個々の加熱制御用電位が与えられ
る。
【００３７】ヒータ１６が、試料管を極めて迅速に加熱
する短時間持続高電流パルスを与える。本発明と一緒に
利用し得るそのようなヒータ回路の一つに、米国特許Ｎ
ｏ．５，０９６，４７１に述べられたような多段容量放
電回路がある。
する短時間持続高電流パルスを与える。本発明と一緒に
利用し得るそのようなヒータ回路の一つに、米国特許Ｎ
ｏ．５，０９６，４７１に述べられたような多段容量放
電回路がある。
【００３８】この管１４は、溶融シリカ毛細管であるの
が好ましいガスクロマトグラフ分析カラム２０にも連結
される。カラム２０の反対側の端が水素炎(flame) イオ
ン化検出器（ＦＩＤ）であってもよい検出器２２に連結
されている。
が好ましいガスクロマトグラフ分析カラム２０にも連結
される。カラム２０の反対側の端が水素炎(flame) イオ
ン化検出器（ＦＩＤ）であってもよい検出器２２に連結
されている。
【００３９】キャリアガス源２４が水素もしくはヘリウ
ムのようなキャリアガスを供給し、分枝管を介してＰＬ
ＯＴカラム１５に通じている。試料源２６は、キャリア
ガス源２４の圧力よりも低く、周囲圧力以下であっても
よい圧力で試料を供給し、さらに別の分岐管を介して毛
細管１４およびカラム２０の連結部に連結されている。
真空ポンプ２８がＰＬＯＴカラム１５の一端に通じ、ほ
ぼ数Ｔｏｒｒの低圧を与える。
ムのようなキャリアガスを供給し、分枝管を介してＰＬ
ＯＴカラム１５に通じている。試料源２６は、キャリア
ガス源２４の圧力よりも低く、周囲圧力以下であっても
よい圧力で試料を供給し、さらに別の分岐管を介して毛
細管１４およびカラム２０の連結部に連結されている。
真空ポンプ２８がＰＬＯＴカラム１５の一端に通じ、ほ
ぼ数Ｔｏｒｒの低圧を与える。
【００４０】図示されているように、いろいろの空気圧
式制限器３０，３２，３４が、いろいろの流路を通る流
体の流量を制御し、これらがいろいろの長さの毛細管に
形成されている。
式制限器３０，３２，３４が、いろいろの流路を通る流
体の流量を制御し、これらがいろいろの長さの毛細管に
形成されている。
【００４１】好ましくは空気圧式もしくは電気式に制御
されるオン／オフバルブである三つ揃いのバルブ３６，
３８，３９が設けられている。図示されているように、
バルブ３８がキャリアガス流路と試料流路の間における
流体の流量を制御し、バルブ３６はＰＬＯＴカラム１５
の一端を真空ポンプ２８に曝し、そして、バルブ３９は
毛細管１４の一端と分離カラム２０を真空ポンプ２８に
曝す。
されるオン／オフバルブである三つ揃いのバルブ３６，
３８，３９が設けられている。図示されているように、
バルブ３８がキャリアガス流路と試料流路の間における
流体の流量を制御し、バルブ３６はＰＬＯＴカラム１５
の一端を真空ポンプ２８に曝し、そして、バルブ３９は
毛細管１４の一端と分離カラム２０を真空ポンプ２８に
曝す。
【００４２】別の実施例（図示せず）においては、賦活
(energized) されない時にもともとバルブ３６の機能を
果たす真空ポンプ２８の利益になるようにバルブ３６を
省いてもよい。バルブ３６, ３８, ３９、ならびに、ヒ
ータ１６運転は制御器４０によって調整される。
(energized) されない時にもともとバルブ３６の機能を
果たす真空ポンプ２８の利益になるようにバルブ３６を
省いてもよい。バルブ３６, ３８, ３９、ならびに、ヒ
ータ１６運転は制御器４０によって調整される。
【００４３】以下、図１〜３を参照してシステム１０の
作用を説明する。図中、矢印は、操作のいろいろの動作
(various modes of operation)における流体の流動方向
を示す。図１は、収集動作(collection mode of operat
ion)におけるシステム１０を表わす。この方式において
は、バルブ３６が開かれ、バルブ３８と３９が閉じられ
る。
作用を説明する。図中、矢印は、操作のいろいろの動作
(various modes of operation)における流体の流動方向
を示す。図１は、収集動作(collection mode of operat
ion)におけるシステム１０を表わす。この方式において
は、バルブ３６が開かれ、バルブ３８と３９が閉じられ
る。
【００４４】バルブ３６を開かせることによって、真空
ポンプ２８が、キャリアガス源２４、試料源２６および
検出器２２から始まる三つの別々の流路に対する最低圧
力点として作用する。かくして、流体は真空ポンプ２８
に向かってすべての流路を通過する。
ポンプ２８が、キャリアガス源２４、試料源２６および
検出器２２から始まる三つの別々の流路に対する最低圧
力点として作用する。かくして、流体は真空ポンプ２８
に向かってすべての流路を通過する。
【００４５】この動作の間は、焦束室１２ａ，１２ｂが
低温にあり、したがって、試料のいくつかの化合物はカ
ラム２０に最も近い端において試料が毛細管室１２ａ内
に導入されるにつれて毛細管１４上に凝縮する。
低温にあり、したがって、試料のいくつかの化合物はカ
ラム２０に最も近い端において試料が毛細管室１２ａ内
に導入されるにつれて毛細管１４上に凝縮する。
【００４６】また、低沸点化合物のうちの或るもの（メ
タンのような）は、凝縮することなしに試料管１４を通
過して焦束室（ＰＬＯＴカラム室）１２ｂのＰＬＯＴカ
ラム１５内に流入する。このように、低沸点化合物は焦
束から逃れ得ず、焦束室１２ｂのＰＬＯＴカラム１５中
に焦束される。
タンのような）は、凝縮することなしに試料管１４を通
過して焦束室（ＰＬＯＴカラム室）１２ｂのＰＬＯＴカ
ラム１５内に流入する。このように、低沸点化合物は焦
束から逃れ得ず、焦束室１２ｂのＰＬＯＴカラム１５中
に焦束される。
【００４７】高沸点化合物は熱焦束室（毛細管室）１２
ａの試料管１４中で凝縮し、試料管１４を通過せず、し
たがって、ＰＬＯＴカラム１５には達しない。かくし
て、熱焦束室１２ａが部分的に濾過器として働いて高沸
点化合物が焦束室１２ｂのＰＬＯＴカラム１５に達する
のを防止する。
ａの試料管１４中で凝縮し、試料管１４を通過せず、し
たがって、ＰＬＯＴカラム１５には達しない。かくし
て、熱焦束室１２ａが部分的に濾過器として働いて高沸
点化合物が焦束室１２ｂのＰＬＯＴカラム１５に達する
のを防止する。
【００４８】このような濾過作用は、高沸点化合物がＰ
ＬＯＴカラム１５を通過する速度が著しく遅いので、単
にＰＬＯＴカラム１５が試料の化合物を捕捉するために
使用される場合、必要とされるであろうバックフラッシ
ュ時間を短縮する上で有利である。さらに、高沸点化合
物のうちの或るものは、ＰＬＯＴカラム１５に達したな
らば、ＰＬＯＴカラム１５に対して汚染作用(contamina
ting effect)を有する。少量のキャリアガスが真空ポン
プ２８において排出され続けることに留意されたい。
ＬＯＴカラム１５を通過する速度が著しく遅いので、単
にＰＬＯＴカラム１５が試料の化合物を捕捉するために
使用される場合、必要とされるであろうバックフラッシ
ュ時間を短縮する上で有利である。さらに、高沸点化合
物のうちの或るものは、ＰＬＯＴカラム１５に達したな
らば、ＰＬＯＴカラム１５に対して汚染作用(contamina
ting effect)を有する。少量のキャリアガスが真空ポン
プ２８において排出され続けることに留意されたい。
【００４９】例えば数秒間の試料収集動作(sample coll
ection interval)後、バルブ３８を開き、バルブ３６を
閉じ、注入動作に対応してバルブ３９を閉じたままにす
る。同時に、ヒータ回路１６によって加熱パルスを与え
て収集(collected) された試料を気化(vaporize)させ
る。この方式においては、大気に曝された検出器２２が
キャリアガス源２４に対するシステムの最低圧力点を構
成する。この方式におけるキャリアガスの主流は、制限
器３０、ＰＬＯＴカラム（PLOT trap)１５、および試料
管１４を通ってカラム２０に入る。
ection interval)後、バルブ３８を開き、バルブ３６を
閉じ、注入動作に対応してバルブ３９を閉じたままにす
る。同時に、ヒータ回路１６によって加熱パルスを与え
て収集(collected) された試料を気化(vaporize)させ
る。この方式においては、大気に曝された検出器２２が
キャリアガス源２４に対するシステムの最低圧力点を構
成する。この方式におけるキャリアガスの主流は、制限
器３０、ＰＬＯＴカラム（PLOT trap)１５、および試料
管１４を通ってカラム２０に入る。
【００５０】キャリアガスの二次前方流はキャリアガス
源２４から発してバルブ３８、制限器３２を通ってカラ
ム２０に至る。これら二つの流路内における相対的流量
は、制限器３０，３２の特性によって決定される。この
動作の間に、導管および制限器３４を洗い流し、ひいて
は、先行試料残分が後続評価に影響を及ぼさないように
する効果を有する逆流が制限器３４内に起こることも重
要である。
源２４から発してバルブ３８、制限器３２を通ってカラ
ム２０に至る。これら二つの流路内における相対的流量
は、制限器３０，３２の特性によって決定される。この
動作の間に、導管および制限器３４を洗い流し、ひいて
は、先行試料残分が後続評価に影響を及ぼさないように
する効果を有する逆流が制限器３４内に起こることも重
要である。
【００５１】さらに、制限器３２を通るキャリアガス流
が、熱焦束室１２ａ，１２ｂからカラム２０へ導入され
つつある試料を希釈することに留意すべきである。した
がって、この流路内における流量を制限することが重要
である。前に述べたように、注入動作においては、ＰＬ
ＯＴカラム１５および試料管１４の各々の出口側におい
て収集(collected) された試料は、それらの各試料管の
残りを通過することなしに捕捉管(trapping tubes)から
出て行く。
が、熱焦束室１２ａ，１２ｂからカラム２０へ導入され
つつある試料を希釈することに留意すべきである。した
がって、この流路内における流量を制限することが重要
である。前に述べたように、注入動作においては、ＰＬ
ＯＴカラム１５および試料管１４の各々の出口側におい
て収集(collected) された試料は、それらの各試料管の
残りを通過することなしに捕捉管(trapping tubes)から
出て行く。
【００５２】この際、本発明のいくつかの重要な要素を
挙げよう。第一は、収集された試料を気化するためにヒ
ータ回路１６によって与えられる上記の加熱パルスはい
ろいろの仕方で加えられてもよいことである。例えば、
ヒータ回路１６は両焦束室１２ａ，１２ｂに同時に加熱
パルスを与えて、実質的に同時に試料管１４とＰＬＯＴ
カラム１５のそれぞれの温度を高めてもよい。
挙げよう。第一は、収集された試料を気化するためにヒ
ータ回路１６によって与えられる上記の加熱パルスはい
ろいろの仕方で加えられてもよいことである。例えば、
ヒータ回路１６は両焦束室１２ａ，１２ｂに同時に加熱
パルスを与えて、実質的に同時に試料管１４とＰＬＯＴ
カラム１５のそれぞれの温度を高めてもよい。
【００５３】第二に、焦束室１２ａ, １２ｂの各々に対
する加熱パルスの大きさを変えて、一方の焦束室内にお
ける加熱度を他の焦束室内におけるそれと比較して変化
させてもよいことである。この加熱度の変化は、各焦束
室の特別の要求に対してなされてもよい(may be direct
ed to the specific requirements of each particul
ar focusing chamber)。
する加熱パルスの大きさを変えて、一方の焦束室内にお
ける加熱度を他の焦束室内におけるそれと比較して変化
させてもよいことである。この加熱度の変化は、各焦束
室の特別の要求に対してなされてもよい(may be direct
ed to the specific requirements of each particul
ar focusing chamber)。
【００５４】第三に、各焦束室１２ａ，１２ｂに加えら
れる各加熱パルスの持続時間は、捕捉されるべき試料、
試料管１４およびＰＬＯＴカラム１５それぞれの特定の
加熱需要に従って変えてもよいことである。
れる各加熱パルスの持続時間は、捕捉されるべき試料、
試料管１４およびＰＬＯＴカラム１５それぞれの特定の
加熱需要に従って変えてもよいことである。
【００５５】第四に、いくつかの用途においては焦束室
１２ｂによって捕捉された低沸点化合物のみについて検
出を行なうことが望ましい場合、検出カラム２０に最も
近い試料管１４端において高沸点化合物を捕捉すること
は、加熱パルスおよびキャリアガスの大きな圧力が加え
られた後に、高沸点化合物よりもずっとゆっくり試料管
１４を通過するかもしれない高沸点化合物の移行距離を
最小限化することによって有利な影響を与える。
１２ｂによって捕捉された低沸点化合物のみについて検
出を行なうことが望ましい場合、検出カラム２０に最も
近い試料管１４端において高沸点化合物を捕捉すること
は、加熱パルスおよびキャリアガスの大きな圧力が加え
られた後に、高沸点化合物よりもずっとゆっくり試料管
１４を通過するかもしれない高沸点化合物の移行距離を
最小限化することによって有利な影響を与える。
【００５６】焦束室１２ｂ内に捕捉された低沸点化合物
は試料管１４を迅速に通過して、注入動作の間、高沸点
化合物を追い越して分離カラムに入るので、図３を参照
して以下述べるように、分離カラムをバックフラッシュ
する前にカラム２０の入口端寄りの高沸点化合物を残し
て、低沸点化合物がずっと迅速にカラム２０を通過する
であろう。
は試料管１４を迅速に通過して、注入動作の間、高沸点
化合物を追い越して分離カラムに入るので、図３を参照
して以下述べるように、分離カラムをバックフラッシュ
する前にカラム２０の入口端寄りの高沸点化合物を残し
て、低沸点化合物がずっと迅速にカラム２０を通過する
であろう。
【００５７】図３は、両バルブ３８、３９が開かれてお
り、バルブ３６が閉じられているバックフラッシュ動作
(backflash mode of operation) の間のガスクロマトグ
ラフシステム１０を示している。この動作(mode)におい
ては、キャリアガス源２４と検出器２２がシステムに対
する高圧点となり、一方、真空ポンプ２８が低圧点とな
る。
り、バルブ３６が閉じられているバックフラッシュ動作
(backflash mode of operation) の間のガスクロマトグ
ラフシステム１０を示している。この動作(mode)におい
ては、キャリアガス源２４と検出器２２がシステムに対
する高圧点となり、一方、真空ポンプ２８が低圧点とな
る。
【００５８】カラム２０内に残留するどの被分析物成分
も、それらが真空ポンプ２８を通って排出され得るバル
ブ３９を通って、注入とは逆方向に導かれるであろう。
トラップが高温に保持されるならば、両焦束室(focusin
g chambers) １２ａ，１２ｂから排出されなかった成分
も両焦束室（コールドトラップ）１２ａ，１２ｂから排
出されて、バルブ３９に導かれ、そこで真空ポンプ２８
を通って排出される。
も、それらが真空ポンプ２８を通って排出され得るバル
ブ３９を通って、注入とは逆方向に導かれるであろう。
トラップが高温に保持されるならば、両焦束室(focusin
g chambers) １２ａ，１２ｂから排出されなかった成分
も両焦束室（コールドトラップ）１２ａ，１２ｂから排
出されて、バルブ３９に導かれ、そこで真空ポンプ２８
を通って排出される。
【００５９】また、カラム２０内に残留するどの被分析
成分をも焦束室１２ａ，１２ｂ内へ導きもどして、トラ
ップが冷温に保持されていれば、それらを再焦束する
か、あるいは、好ましくはないのであるが、真空ポンプ
２８から排出させるには、バルブ３９を閉じたままにし
ておき、バルブ３６を開く。
成分をも焦束室１２ａ，１２ｂ内へ導きもどして、トラ
ップが冷温に保持されていれば、それらを再焦束する
か、あるいは、好ましくはないのであるが、真空ポンプ
２８から排出させるには、バルブ３９を閉じたままにし
ておき、バルブ３６を開く。
【００６０】高沸点化合物は、典型的には、バルブ３９
および真空ポンプ２８を通って排出される時よりも遅く
ＰＬＯＴカラム１５を通過するので、焦束室(cold tra
p) １２ａ，１２ｂおよび真空ポンプ２８を通って被分
析物成分を排出することは好ましくない。それでも、こ
のシステムは、再収集動作(retrapping)および再注入動
作を与えるのに使用することができる。バルブ３８が開
かれているので、キャリアガス源２４から試料源２６
（キャリアガス源よりも低圧にある）への洗い流し流が
残る。したがって、システムは、バックフラッシュの
間、試料による汚染を受けない。
および真空ポンプ２８を通って排出される時よりも遅く
ＰＬＯＴカラム１５を通過するので、焦束室(cold tra
p) １２ａ，１２ｂおよび真空ポンプ２８を通って被分
析物成分を排出することは好ましくない。それでも、こ
のシステムは、再収集動作(retrapping)および再注入動
作を与えるのに使用することができる。バルブ３８が開
かれているので、キャリアガス源２４から試料源２６
（キャリアガス源よりも低圧にある）への洗い流し流が
残る。したがって、システムは、バックフラッシュの
間、試料による汚染を受けない。
【００６１】所望の流体流動方向および相対的流量を与
えるためには、特定用途の特定の要求に従って制限器３
０，３２，３４の大きさ(value) を選択することが必要
であろう。なお、或る場合には、システムを形成するの
に使用されているいろいろの導菅の固有の流動制限特性
のために別々の制限器素子は必要ないかもしれない。
えるためには、特定用途の特定の要求に従って制限器３
０，３２，３４の大きさ(value) を選択することが必要
であろう。なお、或る場合には、システムを形成するの
に使用されているいろいろの導菅の固有の流動制限特性
のために別々の制限器素子は必要ないかもしれない。
【００６２】第一実施例の実験的雛型(experimental pr
ototype)においては、カラム２０は０．２５ミクロン厚
のメチルシリコン固定相を含む長さ４．０ｍ、内径０．
２５ｍｍの溶融シリカ毛細管から成る。各制限器は、長
さが、それぞれ、２５ｃｍ，６０ｃｍ，２５ｃｍの制限
器３０，３２，３４であって内径０．１ｍｍの溶融シリ
カ不活性化毛細管から成る。バルブ３６，３８，３９
は、低死容積の電気的に動かされるソレノイドバルブで
ある。
ototype)においては、カラム２０は０．２５ミクロン厚
のメチルシリコン固定相を含む長さ４．０ｍ、内径０．
２５ｍｍの溶融シリカ毛細管から成る。各制限器は、長
さが、それぞれ、２５ｃｍ，６０ｃｍ，２５ｃｍの制限
器３０，３２，３４であって内径０．１ｍｍの溶融シリ
カ不活性化毛細管から成る。バルブ３６，３８，３９
は、低死容積の電気的に動かされるソレノイドバルブで
ある。
【００６３】使用された真空ポンプ２８は、２段ポンプ
（商品名：Central Scientific HYVAC 7）である。ま
た、試料管１４は、内径０．３０ｍｍのＣｕ／Ｎｉ毛細
管から成り、そして、ＰＬＯＴカラム１５は、内径０．
３２ｍｍの管（商品名：PoraPLOT Q）から成る。
（商品名：Central Scientific HYVAC 7）である。ま
た、試料管１４は、内径０．３０ｍｍのＣｕ／Ｎｉ毛細
管から成り、そして、ＰＬＯＴカラム１５は、内径０．
３２ｍｍの管（商品名：PoraPLOT Q）から成る。
【００６４】前に簡単に述べたように、ガスクロマトグ
ラフシステム１０は多くの著しい利点を有する。ここに
述べたような直列の焦束室(cold trap) １２ａ，１２ｂ
は、ＰＬＯＴカラム１５内における低沸点化合物の捕捉
(trapping)を可能ならしめる一方で、毛細管１４内にお
いて高沸点化合物を濾過し、それによって、高沸点化合
物がＰＬＯＴカラム１５に入るのを防止することができ
る。
ラフシステム１０は多くの著しい利点を有する。ここに
述べたような直列の焦束室(cold trap) １２ａ，１２ｂ
は、ＰＬＯＴカラム１５内における低沸点化合物の捕捉
(trapping)を可能ならしめる一方で、毛細管１４内にお
いて高沸点化合物を濾過し、それによって、高沸点化合
物がＰＬＯＴカラム１５に入るのを防止することができ
る。
【００６５】これによって、メタンのような毛細管１４
内においてほとんど捕捉され得ない(untrapable)低沸点
化合物に対する捕捉機構(trapping mechanism)をずっと
効率的にできる。毛細管１４中で捕捉された高沸点化合
物は、ＰＬＯＴカラム１５中で捕捉された時よりもずっ
と迅速に毛細管１４から排出されるので、第二の利点は
注入サイクル中に達成される。
内においてほとんど捕捉され得ない(untrapable)低沸点
化合物に対する捕捉機構(trapping mechanism)をずっと
効率的にできる。毛細管１４中で捕捉された高沸点化合
物は、ＰＬＯＴカラム１５中で捕捉された時よりもずっ
と迅速に毛細管１４から排出されるので、第二の利点は
注入サイクル中に達成される。
【００６６】また、第三に、高沸点化合物の或るもの
は、ＰＬＯＴカラム１５を汚染し、それによって、冷凍
焦束を用いる次の分析の精度を低下する可能性がある。
は、ＰＬＯＴカラム１５を汚染し、それによって、冷凍
焦束を用いる次の分析の精度を低下する可能性がある。
【００６７】さらに、逆試料採取システムには多く固有
の利点が達成されている。これらの利点には、熱焦束室
内での気化(vaporization)に起因する試料の分解が少な
くなること、試料が曝される最高温度が低下すること、
システム死容積が小さくなること、および、試料管１４
の寿命が延びることが含まれる。
の利点が達成されている。これらの利点には、熱焦束室
内での気化(vaporization)に起因する試料の分解が少な
くなること、試料が曝される最高温度が低下すること、
システム死容積が小さくなること、および、試料管１４
の寿命が延びることが含まれる。
【００６８】さらに、バルブ３６，３８，３９のどれも
が試料成分の流路に存在せず、それにより、実質的に記
憶効果および試料汚染を最低限に抑える。また、試料収
集が起こっていない時に入口システムが連続的に浄化さ
れ、これによってさらに記憶効果が最小限化される。
が試料成分の流路に存在せず、それにより、実質的に記
憶効果および試料汚染を最低限に抑える。また、試料収
集が起こっていない時に入口システムが連続的に浄化さ
れ、これによってさらに記憶効果が最小限化される。
【００６９】最後に、システム１０が真空ポンプ２８を
用いて試料源２６から試料を引くので、システムは、直
接大気監視を含めて広い範囲の入口環境に適用可能であ
る。
用いて試料源２６から試料を引くので、システムは、直
接大気監視を含めて広い範囲の入口環境に適用可能であ
る。
【００７０】図４〜７は、本発明のガスクロマトグラフ
システム１００の第二実施例の概略図である。図４〜７
においては、記載された構成物の多くは、図１〜３にお
いて記載されたそれら構成物と実質的に同じ機能を果た
す。このような場合には、似た構成物は、図１〜３にお
けると同じ符合を用い、その詳細な説明を省略する。
システム１００の第二実施例の概略図である。図４〜７
においては、記載された構成物の多くは、図１〜３にお
いて記載されたそれら構成物と実質的に同じ機能を果た
す。このような場合には、似た構成物は、図１〜３にお
けると同じ符合を用い、その詳細な説明を省略する。
【００７１】図１〜３を参照して述べられるように、ガ
スクロマトグラフシステム１００は、窒素などの極低温
気体を流すための入口および出口を有する熱焦束室もし
くはコールドトラップ１２ａ，１２ｂを含む。ガスクロ
マトグラフシステム１００はまた図１〜３に示すように
連結されたヒータ回路１６を有する。
スクロマトグラフシステム１００は、窒素などの極低温
気体を流すための入口および出口を有する熱焦束室もし
くはコールドトラップ１２ａ，１２ｂを含む。ガスクロ
マトグラフシステム１００はまた図１〜３に示すように
連結されたヒータ回路１６を有する。
【００７２】試料管１４の一端が、カラム中点２３にお
いて連結される前カラム部分２１ａと後カラム部分２１
ｂを有するガスクロマトグラフ分離カラム２１（以下、
単にカラムという）に連結され、好ましくは、溶融シリ
カ毛細管である。カラム２１の各部分は、両方ともガス
クロマトグラフ分離カラムであって、中点２３における
それらの連結部に対するそれらの位置を定義するために
前カラムおよび後カラムと呼んでもよい。
いて連結される前カラム部分２１ａと後カラム部分２１
ｂを有するガスクロマトグラフ分離カラム２１（以下、
単にカラムという）に連結され、好ましくは、溶融シリ
カ毛細管である。カラム２１の各部分は、両方ともガス
クロマトグラフ分離カラムであって、中点２３における
それらの連結部に対するそれらの位置を定義するために
前カラムおよび後カラムと呼んでもよい。
【００７３】前カラム２１ａとの連結部とは反対側の後
カラム２１ｂの端がＦＩＤ２２に連結されている。キャ
リアガス源２４が水素もしくはヘリウムのようなキャリ
アガスを供給し、ＰＬＯＴカラム１５の一端に通じてい
る。
カラム２１ｂの端がＦＩＤ２２に連結されている。キャ
リアガス源２４が水素もしくはヘリウムのようなキャリ
アガスを供給し、ＰＬＯＴカラム１５の一端に通じてい
る。
【００７４】キャリアガス源２４は、別の分岐管を介し
て中点２３において前カラム２１ａにも通じている。試
料源２６は、キャリアガス源２４の圧力よりも低く、周
囲圧力以下であってもよい圧力で試料を供給し、さらに
別の分岐管を介して試料管１４および前カラム２１ａに
連結されている。
て中点２３において前カラム２１ａにも通じている。試
料源２６は、キャリアガス源２４の圧力よりも低く、周
囲圧力以下であってもよい圧力で試料を供給し、さらに
別の分岐管を介して試料管１４および前カラム２１ａに
連結されている。
【００７５】真空ポンプ２８がＰＬＯＴカラム１５の一
端に通じ、ほぼ数Ｔｏｒｒだけ試料圧より低い真空ポン
プ圧を与える。いろいろの流路を通る流体の流量を制御
するために使用されるいろいろの長さの毛細管から成る
いろいろの空気圧式制限器３０，３２，３４が設けられ
る。
端に通じ、ほぼ数Ｔｏｒｒだけ試料圧より低い真空ポン
プ圧を与える。いろいろの流路を通る流体の流量を制御
するために使用されるいろいろの長さの毛細管から成る
いろいろの空気圧式制限器３０，３２，３４が設けられ
る。
【００７６】図１〜３を参照して述べられているように
好ましくは空気圧式もしくは電気式に制御されるオン／
オフバルブである多数のバルブ３６，３８，３９，４１
が設けられている。図示されているように、バルブ３８
がキャリアガス流路と試料流路の間における流体の流動
を制御し、バルブ３６はＰＬＯＴカラム１５の入口端を
真空ポンプ２８に曝し、そして、バルブ３９は前カラム
２１ａの入口端と真空源２８の間における流体流動を制
御し、バルブ４１はキャリアガス源２４とカラム中点２
３の間における流体流動を制御する。
好ましくは空気圧式もしくは電気式に制御されるオン／
オフバルブである多数のバルブ３６，３８，３９，４１
が設けられている。図示されているように、バルブ３８
がキャリアガス流路と試料流路の間における流体の流動
を制御し、バルブ３６はＰＬＯＴカラム１５の入口端を
真空ポンプ２８に曝し、そして、バルブ３９は前カラム
２１ａの入口端と真空源２８の間における流体流動を制
御し、バルブ４１はキャリアガス源２４とカラム中点２
３の間における流体流動を制御する。
【００７７】図１〜３を参照して述べられるように、も
ともと各バルブの機能を果たす真空ポンプの利益になる
ようにバルブ３６，３９を省いてもよい。バルブ３６，
３８，３９，４１、ならびに、ヒータ１６の運転は制御
器４０によって調整される。
ともと各バルブの機能を果たす真空ポンプの利益になる
ようにバルブ３６，３９を省いてもよい。バルブ３６，
３８，３９，４１、ならびに、ヒータ１６の運転は制御
器４０によって調整される。
【００７８】以下、図４〜７を参照してシステム１００
の作用を説明する。図４〜７は、収集動作(collection
mode of operation)におけるシステム１００を表わす。
この方式においては、バルブ３６，４１が開かれ、バル
ブ３８，３９が閉じられる。バルブ３６を開かせること
によって、真空ポンプ２８が、キャリアガス源２４、試
料源２６および中点２３から始まる三つの別々の流路に
対する最低圧力点として作用する。
の作用を説明する。図４〜７は、収集動作(collection
mode of operation)におけるシステム１００を表わす。
この方式においては、バルブ３６，４１が開かれ、バル
ブ３８，３９が閉じられる。バルブ３６を開かせること
によって、真空ポンプ２８が、キャリアガス源２４、試
料源２６および中点２３から始まる三つの別々の流路に
対する最低圧力点として作用する。
【００７９】かくして、流体は真空ポンプ２８に向かっ
てすべての流路を通過する。この運転方式の間は、図１
〜３を参照して述べられるように、焦束室(cold trap)
１２ａ，１２ｂが低温にあり、したがって、前カラム２
１ａに最も近い端において試料が焦束室１２ａ，１２ｂ
内に導入されるにつれて、試料が試料管１４上に凝縮
し、試料のいくつかがＰＬＯＴカラム１５上に凝縮す
る。少量のキャリアガスが真空ポンプ２８において排出
され続ける。
てすべての流路を通過する。この運転方式の間は、図１
〜３を参照して述べられるように、焦束室(cold trap)
１２ａ，１２ｂが低温にあり、したがって、前カラム２
１ａに最も近い端において試料が焦束室１２ａ，１２ｂ
内に導入されるにつれて、試料が試料管１４上に凝縮
し、試料のいくつかがＰＬＯＴカラム１５上に凝縮す
る。少量のキャリアガスが真空ポンプ２８において排出
され続ける。
【００８０】それから、試料源２６を洗い流し、試料の
残りをコールドトラップ１２ａ，１２ｂ内に引き込み得
るようにするためには、短い時間（０．５〜１．０秒）
の間、バルブ３８を開いたままにしておく。この入口洗
い流し操作に対する流体流動方向は図５に示す通りであ
る。この操作は、導菅と制限器３４をきれいにし、それ
によって、先行試料の残りによって次の評価が影響を受
けることがなくなる点において重要である。
残りをコールドトラップ１２ａ，１２ｂ内に引き込み得
るようにするためには、短い時間（０．５〜１．０秒）
の間、バルブ３８を開いたままにしておく。この入口洗
い流し操作に対する流体流動方向は図５に示す通りであ
る。この操作は、導菅と制限器３４をきれいにし、それ
によって、先行試料の残りによって次の評価が影響を受
けることがなくなる点において重要である。
【００８１】例えば数秒間の試料収集動作の(sample co
llection) 後、バルブ３８を開いたままにしておき、バ
ルブ３６を閉じて、第６図に示すように注入動作(mode)
を行なわせる。同時に、ヒータ回路１６によって加熱パ
ルスを与えて収集(collected) された試料を気化(vapor
ize)させる。加熱パルスを加えるいろいろの方式は、図
１〜３を参照して述べられた通りである。
llection) 後、バルブ３８を開いたままにしておき、バ
ルブ３６を閉じて、第６図に示すように注入動作(mode)
を行なわせる。同時に、ヒータ回路１６によって加熱パ
ルスを与えて収集(collected) された試料を気化(vapor
ize)させる。加熱パルスを加えるいろいろの方式は、図
１〜３を参照して述べられた通りである。
【００８２】この動作(mode)においては、大気に曝され
た検出器２２がキャリアガス源２４に対するシステムの
最低圧力点を構成する。この動作(mode)におけるキャリ
アガスの主流は、制限器３０、ＰＬＯＴカラム１５、試
料管１４、前カラム２１ａと後カラム２１ｂを通ってＦ
ＩＤ２２に入る。
た検出器２２がキャリアガス源２４に対するシステムの
最低圧力点を構成する。この動作(mode)におけるキャリ
アガスの主流は、制限器３０、ＰＬＯＴカラム１５、試
料管１４、前カラム２１ａと後カラム２１ｂを通ってＦ
ＩＤ２２に入る。
【００８３】キャリアガスの二次前方流はキャリアガス
源２４から発してバルブ３８、制限器３２を通って前カ
ラム２１ａに至る。これら二つの流路内における相対的
流量は、制限器３０，３２の特性によって決定される。
制限器３２を通るキャリアガス流が焦束室(cold trap)
１２ａ，１２ｂから導入されつつある試料を希釈する。
したがって、この流路内における流量を制限することが
重要である。
源２４から発してバルブ３８、制限器３２を通って前カ
ラム２１ａに至る。これら二つの流路内における相対的
流量は、制限器３０，３２の特性によって決定される。
制限器３２を通るキャリアガス流が焦束室(cold trap)
１２ａ，１２ｂから導入されつつある試料を希釈する。
したがって、この流路内における流量を制限することが
重要である。
【００８４】図７は、バルブ３８，３９，４１が開か
れ、バルブ３６が閉じられている、分析と同時にバック
フラッシュ動作を行う(during a simultaneous analysi
s andbackflush mode of operation)ガスクロマトグラ
フシステム１００を示す。この動作においては、キャリ
アガス源２４がシステムに対する高圧点として作用し、
一方、真空ポンプ２８が低圧点となる。
れ、バルブ３６が閉じられている、分析と同時にバック
フラッシュ動作を行う(during a simultaneous analysi
s andbackflush mode of operation)ガスクロマトグラ
フシステム１００を示す。この動作においては、キャリ
アガス源２４がシステムに対する高圧点として作用し、
一方、真空ポンプ２８が低圧点となる。
【００８５】前カラム２１ａ内に残留するどの被分析物
成分も逆方向に流動して真空ポンプ２８から排出され
る。バルブ３８が開かれているので、キャリアガス源２
４から（キャリアガス源よりも低圧にある）試料源２６
への洗い流し流が残る。したがって、システムは、バッ
クフラッシュ動作中、試料入口からの汚染を受けない。
成分も逆方向に流動して真空ポンプ２８から排出され
る。バルブ３８が開かれているので、キャリアガス源２
４から（キャリアガス源よりも低圧にある）試料源２６
への洗い流し流が残る。したがって、システムは、バッ
クフラッシュ動作中、試料入口からの汚染を受けない。
【００８６】前カラム２１ａがバックフラッシュされ
て、低沸点物質よりもずっと低い速度でカラム２１ａ，
２１ｂ内を移動する高沸点化合物を除去すると同時に、
低沸点化合物が後カラム２１ｂから分析用ＦＩＤ２２内
に流入する。したがって、前カラム２１ａと後カラム２
１ｂの中点２３を通過した低沸点物質は検出器２２内に
流入し続ける一方、高沸点物質はバックフラッシュされ
る。
て、低沸点物質よりもずっと低い速度でカラム２１ａ，
２１ｂ内を移動する高沸点化合物を除去すると同時に、
低沸点化合物が後カラム２１ｂから分析用ＦＩＤ２２内
に流入する。したがって、前カラム２１ａと後カラム２
１ｂの中点２３を通過した低沸点物質は検出器２２内に
流入し続ける一方、高沸点物質はバックフラッシュされ
る。
【００８７】このように設計された分割カラムによっ
て、低沸点物質が後カラム２１ｂ内を移動し続けると同
時に、高沸点物質がバックフラッシュされるカラムの長
さが短くなるほど、分割されない(non-split) カラムを
用いた時よりも分析時間を短縮することができる。
て、低沸点物質が後カラム２１ｂ内を移動し続けると同
時に、高沸点物質がバックフラッシュされるカラムの長
さが短くなるほど、分割されない(non-split) カラムを
用いた時よりも分析時間を短縮することができる。
【００８８】図１〜３に示す装置を用いた時のように、
所望の流体流動方向および相対的流量を与えるために
は、特定用途の特定の要求に従って制限器３０，３２，
３４の値を選択することが必要であろう。なお、或る場
合には、システムを形成するのに使用されたいろいろの
導菅(various conduits)の固有の流動制限特性のために
別々の制限器素子は必要ないかもしれない。
所望の流体流動方向および相対的流量を与えるために
は、特定用途の特定の要求に従って制限器３０，３２，
３４の値を選択することが必要であろう。なお、或る場
合には、システムを形成するのに使用されたいろいろの
導菅(various conduits)の固有の流動制限特性のために
別々の制限器素子は必要ないかもしれない。
【００８９】カラムのバックフラッシュ時における変化
および停滞時間なしに分析を続行するには、バルブ４１
を開いた時に中点２３における圧力が変化してはならな
い。というのは、バルブ４１を通る流体流動が検出器２
２への唯一のキャリアガス源となるからである。もし圧
力が正しく設定されるならば、バルブ４１が開かれた
時、検出器２２への流体流量は変化しないはずである。
および停滞時間なしに分析を続行するには、バルブ４１
を開いた時に中点２３における圧力が変化してはならな
い。というのは、バルブ４１を通る流体流動が検出器２
２への唯一のキャリアガス源となるからである。もし圧
力が正しく設定されるならば、バルブ４１が開かれた
時、検出器２２への流体流量は変化しないはずである。
【００９０】バックフラッシュ圧力の最終的調整は、試
料注入と、バックフラッシュした時としない時における
混合物中の既知成分の停滞時間の比較を用いて行なって
もよい。溶出時間のずれは、キャリアガス源２４からキ
ャリアガスを供給する圧力調節器（図示せず）に対する
調節を行なうことによって補正してもよい。前カラム２
１ａと後カラム２１ｂの中点２３へガスを供給する分岐
管内の圧力を適当に調節することによって、バルブ４１
を省くことができるが、このようにしても、バルブ４１
が存在する時と同じ効果を得ることができる。
料注入と、バックフラッシュした時としない時における
混合物中の既知成分の停滞時間の比較を用いて行なって
もよい。溶出時間のずれは、キャリアガス源２４からキ
ャリアガスを供給する圧力調節器（図示せず）に対する
調節を行なうことによって補正してもよい。前カラム２
１ａと後カラム２１ｂの中点２３へガスを供給する分岐
管内の圧力を適当に調節することによって、バルブ４１
を省くことができるが、このようにしても、バルブ４１
が存在する時と同じ効果を得ることができる。
【００９１】さらに、バックフラッシュを開始する時間
は、分析中に除去したいと思われる特定の成分によって
左右される。予想されるバックフラッシュ開始時間は、
気体圧縮性に起因し、前カラム２１ａと後カラム２１ｂ
が僅かに異なる長さを有するように前カラム２１ａと後
カラム２１ｂの中点２３が配置されたカラムの長さに沿
っての圧損により変化するかもしれない。かくして、バ
ックフラッシュ開始に要する正確な時間は、使用される
特定のシステムに対して実験的に求めねばならない。
は、分析中に除去したいと思われる特定の成分によって
左右される。予想されるバックフラッシュ開始時間は、
気体圧縮性に起因し、前カラム２１ａと後カラム２１ｂ
が僅かに異なる長さを有するように前カラム２１ａと後
カラム２１ｂの中点２３が配置されたカラムの長さに沿
っての圧損により変化するかもしれない。かくして、バ
ックフラッシュ開始に要する正確な時間は、使用される
特定のシステムに対して実験的に求めねばならない。
【００９２】ここに図４〜７に記載するようなクロマト
グラフシステムの一例としては、カラム２１は長さ２
６．０ｍ、内径０．２５ｍｍの溶融シリカ毛細管であ
り、その内部に、０．２５ミクロン厚のメチルシリコン
固定相を含む。毛細管１４は内径０．３０ｍｍのＣｕ／
Ｎｉ管であり、ＰＬＯＴカラム１５は内径０．３２ｍｍ
の管（商品名：Pora PLOT Q ）である。各制限器は、長
さが、それぞれ、４０ｃｍ，８０ｃｍ，４０ｃｍの制限
器３０，３２，３４を有する内径０．１ｍｍの溶融シリ
カ不活性化毛細管から成る。
グラフシステムの一例としては、カラム２１は長さ２
６．０ｍ、内径０．２５ｍｍの溶融シリカ毛細管であ
り、その内部に、０．２５ミクロン厚のメチルシリコン
固定相を含む。毛細管１４は内径０．３０ｍｍのＣｕ／
Ｎｉ管であり、ＰＬＯＴカラム１５は内径０．３２ｍｍ
の管（商品名：Pora PLOT Q ）である。各制限器は、長
さが、それぞれ、４０ｃｍ，８０ｃｍ，４０ｃｍの制限
器３０，３２，３４を有する内径０．１ｍｍの溶融シリ
カ不活性化毛細管から成る。
【００９３】バルブ３６，３８，３９，４１は、２方低
死容積バルブであって、電気的に動かされる。キャリア
ガスが連続的に供給されて３２．５ｐｓｉのシステム圧
力を与え、２０．０ｐｓｉの中点２３に圧力が与えられ
る。なお、本実施例において使用された真空ポンプ２８
は２段ポンプであったが、２段ポンプに限定される必要
はない。
死容積バルブであって、電気的に動かされる。キャリア
ガスが連続的に供給されて３２．５ｐｓｉのシステム圧
力を与え、２０．０ｐｓｉの中点２３に圧力が与えられ
る。なお、本実施例において使用された真空ポンプ２８
は２段ポンプであったが、２段ポンプに限定される必要
はない。
【００９４】図１〜３を参照して述べた上記の利点に加
えて、図４〜７に示した構成からさらに次のような利点
が得られる。前カラム２１ａをバックフラッシュし、一
方、同時に、前カラム２１ａに加えられたバックフラッ
シュと同じ圧力を用いて後カラム２１ｂ内で試料を分析
し続けることによって分析時間は著しく短縮される。高
沸点物質が短距離にわたって前カラムから逆洗される一
方で高沸点物質の分析が実質的に同時に起こるので、高
沸点物質が分析カラムから溶離するのを待つ必要がない
が故に、分析時間がさらに短縮される。
えて、図４〜７に示した構成からさらに次のような利点
が得られる。前カラム２１ａをバックフラッシュし、一
方、同時に、前カラム２１ａに加えられたバックフラッ
シュと同じ圧力を用いて後カラム２１ｂ内で試料を分析
し続けることによって分析時間は著しく短縮される。高
沸点物質が短距離にわたって前カラムから逆洗される一
方で高沸点物質の分析が実質的に同時に起こるので、高
沸点物質が分析カラムから溶離するのを待つ必要がない
が故に、分析時間がさらに短縮される。
【００９５】上記は本発明の具体的実施例を構成する
が、本発明は、特許請求の範囲の固有の範囲および鮮明
な意味から離脱することなしに修正、改変および変更で
きることが認識されることは言うまでもない。
が、本発明は、特許請求の範囲の固有の範囲および鮮明
な意味から離脱することなしに修正、改変および変更で
きることが認識されることは言うまでもない。
【００９６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のガスクロ
マトグラフシステムは、トラップの第一部分において高
沸点化合物を捕捉するための毛細管と低沸点化合物を捕
捉するＰＬＯＴカラムを有するコールドトラップを形成
し、毛細管の一端は分析カラムの近くに位置し、収集動
作の間、この端において、試料ガス源から発した試料ガ
スがコールドトラップ内に導入すると共に、毛細管の他
端は、その第二端が真空源に連結したＰＬＯＴカラムの
第一端に連結し、コールドトラップは、収集動作中はコ
ールドトラップを低温に保持し、注入動作中はコールド
トラップの温度を上昇させて凝縮された試料を気化させ
る温度制御源を含んでいるので、試料流は、連結された
キャリアガス源および真空源と共同作用を行なう流動バ
ルブの状態によって決定され、コールドトラップは実質
的に同時間の間、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を
凝縮することができる。
マトグラフシステムは、トラップの第一部分において高
沸点化合物を捕捉するための毛細管と低沸点化合物を捕
捉するＰＬＯＴカラムを有するコールドトラップを形成
し、毛細管の一端は分析カラムの近くに位置し、収集動
作の間、この端において、試料ガス源から発した試料ガ
スがコールドトラップ内に導入すると共に、毛細管の他
端は、その第二端が真空源に連結したＰＬＯＴカラムの
第一端に連結し、コールドトラップは、収集動作中はコ
ールドトラップを低温に保持し、注入動作中はコールド
トラップの温度を上昇させて凝縮された試料を気化させ
る温度制御源を含んでいるので、試料流は、連結された
キャリアガス源および真空源と共同作用を行なう流動バ
ルブの状態によって決定され、コールドトラップは実質
的に同時間の間、高沸点化合物と低沸点化合物の両方を
凝縮することができる。
【００９７】また、分離カラムが、直列に連結された第
一分離カラムと第二分離カラムおよび前記キャリアガス
源を前記カラム間中点に連通させる第四分岐管を含むよ
うにし、前記カラムの中点の近くにおいてキャリアガス
源が加えられるように連結でき、分析カラムは、コール
ドトラップとキャリアガス入口の間に前カラム部分を、
また、キャリアガス入口と水素炎イオン化検出器の間に
後カラム部分を含むようにすることによって、分析カラ
ムにキャリアガスが供給されている間に、前カラムをバ
ックフラッシュする一方で同時に供給されたキャリアガ
スによって後カラム内に被分析物を流入させ続け、より
高い沸点の化合物の分析を続けることが可能となる。す
なわち、バックフラッシュと分析を同時に行うことによ
りサイクル時間を短縮することができる。
一分離カラムと第二分離カラムおよび前記キャリアガス
源を前記カラム間中点に連通させる第四分岐管を含むよ
うにし、前記カラムの中点の近くにおいてキャリアガス
源が加えられるように連結でき、分析カラムは、コール
ドトラップとキャリアガス入口の間に前カラム部分を、
また、キャリアガス入口と水素炎イオン化検出器の間に
後カラム部分を含むようにすることによって、分析カラ
ムにキャリアガスが供給されている間に、前カラムをバ
ックフラッシュする一方で同時に供給されたキャリアガ
スによって後カラム内に被分析物を流入させ続け、より
高い沸点の化合物の分析を続けることが可能となる。す
なわち、バックフラッシュと分析を同時に行うことによ
りサイクル時間を短縮することができる。
【００９８】本発明は収集動作が行なわれていない時に
は、入口システムが連続的にキャリアガスで洗い流すこ
とができ、ひいては、以前の記憶による影響の可能性が
さらに低下し分析精度が向上するというもう一つの利点
を与える。
は、入口システムが連続的にキャリアガスで洗い流すこ
とができ、ひいては、以前の記憶による影響の可能性が
さらに低下し分析精度が向上するというもう一つの利点
を与える。
【図１】本発明の第一実施例によるガスクロマトグラフ
システムが収集動作にある時の流体流動方向を示す概略
図である。
システムが収集動作にある時の流体流動方向を示す概略
図である。
【図２】前記ガスクロマトグラフシステムが注入動作に
ある時の流体流動方向を示す概略図である。
ある時の流体流動方向を示す概略図である。
【図３】前記ガスクロマトグラフシステムのバックフラ
ッシュ動作における流体流動方向を示す概略図である。
ッシュ動作における流体流動方向を示す概略図である。
【図４】システムが試料採取動作にある時の本発明の第
二実施例による中点バックフラッシュ分離カラムを有す
るガスクロマトグラフシステムの概略図である。
二実施例による中点バックフラッシュ分離カラムを有す
るガスクロマトグラフシステムの概略図である。
【図５】前記ガスクロマトグラフシステムが入口洗い流
し動作にある時の流体流動方向を示す概略図である。
し動作にある時の流体流動方向を示す概略図である。
【図６】前記ガスクロマトグラフシステムが分析動作に
ある時の流体流動方向を示す概略図である。
ある時の流体流動方向を示す概略図である。
【図７】前記ガスクロマトグラフシステムが分析および
バックフラッシュ動作にある時の流体流動方向を示す概
略図である。
バックフラッシュ動作にある時の流体流動方向を示す概
略図である。
１０，１００…ガスクロマトグラフシステム、１４…第
一試料管、１５…第二試料管、１６…温度調節手段、２
０…クロマトグラフ分離カラム、２１ａ…第一分離カラ
ム、２１ｂ…第二分離カラム、２２…検出器、２３…カ
ラム間中点、２４…キャリアガス源、２６…試料源、２
８…真空ポンプ、３０…第三流体制御手段、３２…第二
流体制御手段、３４…第一流体制御手段、３６…第二バ
ルブ、３８…第一バルブ、３９…第三バルブ。
一試料管、１５…第二試料管、１６…温度調節手段、２
０…クロマトグラフ分離カラム、２１ａ…第一分離カラ
ム、２１ｂ…第二分離カラム、２２…検出器、２３…カ
ラム間中点、２４…キャリアガス源、２６…試料源、２
８…真空ポンプ、３０…第三流体制御手段、３２…第二
流体制御手段、３４…第一流体制御手段、３６…第二バ
ルブ、３８…第一バルブ、３９…第三バルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アニタ ジョー ピータース アメリカ合衆国 ミシガン州48335，ファ ーミントン ヒルズ，レビン コート 24950
Claims (11)
- 【請求項１】 試料源と、キャリアガス源と、クロマト
グラフ分離カラムと、試料の成分の存在を感知するため
に前記カラムに連通する検出器と、第一端と第二端を有
し第一端が前記カラムおよび試料源に連通する第一試料
管と、第一試料管の第二端に連通する第一端および前記
キャリアガス源に連通する第二端を有する第二試料管
と、前記第一試料管の温度を試料のいくつかの成分を凝
縮するための第一低温とこれら成分を気化させるための
第一高温の間に制御し前記第二試料管の温度を前記試料
の他の成分を凝縮するための第二低温とこの成分を気化
させるための第二高温の間に制御するための温度調節手
段と、前記カラム、第一試料管および第二試料管内にお
ける流体の流動を制御し、前記試料を第一試料管第一端
内に流入させるための制御可能圧力手段とを有し、収集
動作の間は前記第一および第二試料管がそれぞれ前記第
一および第二低温にある間に圧力手段が前記試料を第一
試料管第一端に引き込んで第一および第二試料管内に通
し、注入動作の間は前記第一および第二試料管をそれぞ
れ前記第一および第二高温に加熱させ、かつ、キャリア
ガスを前記第二試料管第二端に流入させ、第二試料管、
第一試料管およびカラムを連続的に通って検出器に達せ
しめるように前記温度調節手段および圧力手段を制御す
る制御手段を設けたことを特徴とするガスクロマトグラ
フシステム。 - 【請求項２】 前記制御可能圧力手段が第二試料管第二
端に連通する真空源を含む請求項１に記載のガスクロマ
トグラフシステム。 - 【請求項３】 前記キャリアガス源を第二試料管第二端
に連通させる第一分岐管、試料源を第一試料管第一端に
連通させる第二分岐管および前記分岐管の間に流体を流
動させるために第一および第二分岐管の間に設けられた
第一バルブ手段を含み、収集動作の間、この第一バルブ
手段を閉じて、キャリアガスを第一分岐管を通って真空
源内に流入させ、かつ、試料を前記第二分岐管および第
一試料管を通って真空源の方へ流動させる請求項２に記
載のガスクロマトグラフシステム。 - 【請求項４】 前記注入動作の間、第一バルブ手段が開
かれて、キャリアガスを第二分岐管の少なくとも一部を
通って流動させ、それによって、その部分を洗い流す請
求項３に記載のガスクロマトグラフシステム。 - 【請求項５】 前記制御手段が、さらに、ガスクロマト
グラフシステムを制御して、真空源が動かされ、第一バ
ルブ手段が開かれて、カラムおよび第二分岐管が洗い流
されるバックフラッシュ動作を与える請求項３に記載の
ガスクロマトグラフシステム。 - 【請求項６】 前記第二分岐管の第一バルブ手段と試料
源との間に第一流体制限手段を、第二分岐管の第一バル
ブ手段とカラムとの間に第二流体制限手段をそれぞれ備
え、これらの流体制御手段が前記各動作の間における流
体の流動を制御する請求項３に記載のガスクロマトグラ
フシステム。 - 【請求項７】 前記第一分岐管の第一バルブ手段と第二
試料管との間に、前記各動作の間、流体の流動を制御す
るための第三流体制限手段を備えた請求項３に記載のガ
スクロマトグラフシステム。 - 【請求項８】 前記真空源が真空ポンプと第二バルブ手
段から成る請求項３に記載のガスクロマトグラフシステ
ム。 - 【請求項９】 前記カラムの入口端を真空源および第三
バルブ手段に連通させる第三分岐管を含み、前記第三バ
ルブ手段が開かれ、第一バルブ手段が閉じられてバック
フラッシュ動作が得られる請求項３に記載のガスクロマ
トグラフシステム。 - 【請求項１０】 前記分離カラムが、直列に連結された
第一分離カラム、第二分離カラムと、キャリアガス源を
これらの分離カラム間中点に連通させる第四分岐管とを
含む請求項３に記載のガスクロマトグラフシステム。 - 【請求項１１】 前記圧力制御手段が、注入動作の第一
段階においては前記試料を前記第一および第二分離カラ
ムの両方を通って検出器の方へ流動させ、かつ、前記注
入動作の第二段階においては第二分離カラムを通って前
記検出器の方へ連続的に流動させつつ、前記第一カラム
内にバックフラッシュ流を生ぜしめる請求項１０に記載
のガスクロマトグラフシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/174,129 | 1993-12-28 | ||
| US08/174,129 US5547497A (en) | 1992-09-30 | 1993-12-28 | Apparatus for gas chromatography |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07253421A true JPH07253421A (ja) | 1995-10-03 |
Family
ID=22634947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6335592A Pending JPH07253421A (ja) | 1993-12-28 | 1994-12-20 | ガスクロマトグラフシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5547497A (ja) |
| EP (1) | EP0661537B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07253421A (ja) |
| AT (1) | ATE188034T1 (ja) |
| DE (1) | DE69422274T2 (ja) |
| ES (1) | ES2141801T3 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019514021A (ja) * | 2016-04-04 | 2019-05-30 | エンテック インスツルメンツ インコーポレイテッド | ガスクロマトグラフィ（ｇｃ）及びガスクロマトグラフィ質量分析法（ｇｃｍｓ）の感度を高めるための多重毛管カラム予備濃縮システム |
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| US11946912B2 (en) | 2020-06-30 | 2024-04-02 | Entech Instruments Inc. | System and method of trace-level analysis of chemical compounds |
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