JPH09133668A - ガスクロマトグラフィーシステム又はガスクロマトグラフィーシステムに分析物サンプルを搬送する方法 - Google Patents
ガスクロマトグラフィーシステム又はガスクロマトグラフィーシステムに分析物サンプルを搬送する方法Info
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- JPH09133668A JPH09133668A JP8281138A JP28113896A JPH09133668A JP H09133668 A JPH09133668 A JP H09133668A JP 8281138 A JP8281138 A JP 8281138A JP 28113896 A JP28113896 A JP 28113896A JP H09133668 A JPH09133668 A JP H09133668A
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- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/32—Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
Abstract
(57)【要約】
【課題】 再現可能のかつ迅速に決定可能な量のサンプ
ル搬送を行う新規のガスクロマトグラフィーシステムを
提供する。 【解決手段】 カラム及びチャンバーを備えたインジェ
クタを有するガスクロマトグラフィーシステムにおい
て、キャリヤガスを常態では一定の速度でチャンバーに
流入させ、かつカラム入口で一定の一次圧を保持する。
サンプリング・レセプタクルで選択的にサンプル容器を
搬送ガス源又はチャンバーに連通させる。該容器を一次
圧より高い出発圧に搬送ガスで加圧する。次いで、搬送
ガス内の分析物サンプルを、容器圧が一次圧よりも高く
維持されている間容器圧により、容器からチャンバーに
搬送する。搬送中、キャリヤガス流は停止させ、それに
より分析物サンプルを時間との一次関数的に一次圧によ
りチャンバーを経てカラムに搬送させる。スタンバイ及
びガス抜き状態を設ける。
ル搬送を行う新規のガスクロマトグラフィーシステムを
提供する。 【解決手段】 カラム及びチャンバーを備えたインジェ
クタを有するガスクロマトグラフィーシステムにおい
て、キャリヤガスを常態では一定の速度でチャンバーに
流入させ、かつカラム入口で一定の一次圧を保持する。
サンプリング・レセプタクルで選択的にサンプル容器を
搬送ガス源又はチャンバーに連通させる。該容器を一次
圧より高い出発圧に搬送ガスで加圧する。次いで、搬送
ガス内の分析物サンプルを、容器圧が一次圧よりも高く
維持されている間容器圧により、容器からチャンバーに
搬送する。搬送中、キャリヤガス流は停止させ、それに
より分析物サンプルを時間との一次関数的に一次圧によ
りチャンバーを経てカラムに搬送させる。スタンバイ及
びガス抜き状態を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にガスクロ
マトグラフィーシステム、特にこのようなシステムへの
サンプル搬送を制御することに関する。
マトグラフィーシステム、特にこのようなシステムへの
サンプル搬送を制御することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスクロマトグラフィーは、要するにキ
ャリヤガス内の試験サンプルの成分を吸着させかつカラ
ム内の静止相により脱着させる物理的分離方法である。
この場合には、サンプルのパルスを間断のないキャリヤ
ガス流に注入する。カラムの末端部で、個々の成分は程
度の差こそあれ適時に分離される。ガスの検出は、時間
目盛りのパターンを提供し、該パターンは、校正又は既
知のサンプルとの比較により、試験サンプルの成分を示
す。このようなシステムの主な構成部品は、カラム、サ
ンプルをキャリヤガスに導入しかつ該混合物をカラムに
注入するインジェクタ、サンプルをインジェクタ内に搬
送する手段、カラムの外側端部に設けられた検出器、及
び検出器の出力を処理しかつディスプレイするコンピュ
ータのようなデバイスである。サンプルを揮発状態に維
持しかつ成分の識別を改良するために、炉を使用するこ
ともできる。
ャリヤガス内の試験サンプルの成分を吸着させかつカラ
ム内の静止相により脱着させる物理的分離方法である。
この場合には、サンプルのパルスを間断のないキャリヤ
ガス流に注入する。カラムの末端部で、個々の成分は程
度の差こそあれ適時に分離される。ガスの検出は、時間
目盛りのパターンを提供し、該パターンは、校正又は既
知のサンプルとの比較により、試験サンプルの成分を示
す。このようなシステムの主な構成部品は、カラム、サ
ンプルをキャリヤガスに導入しかつ該混合物をカラムに
注入するインジェクタ、サンプルをインジェクタ内に搬
送する手段、カラムの外側端部に設けられた検出器、及
び検出器の出力を処理しかつディスプレイするコンピュ
ータのようなデバイスである。サンプルを揮発状態に維
持しかつ成分の識別を改良するために、炉を使用するこ
ともできる。
【０００３】解放型管又は充填毛管型のカラムを使用す
る際には、より正確にかつ便利に大量のサンプルを注入
するために、サンプルを有する極く細いキャリヤガス流
が望まれる。そのために、ガス混合物の僅かな部分がカ
ラムに注入されかつ大部分は分離されかつ排出される。
このようなシステムは、“スプリット・インジョクショ
ン（split injection）”として公知である。該インジ
ェクタは、一般に隔壁を有し、該隔壁を貫通してサンプ
ルは注入される。該隔壁は、その中に挿入され、加圧さ
れるサンプルバイアル上のダイアフラムに挿入されるニ
ードルでサンプルに接続された固定の管を有することが
できる。インジェクタ内の混合チャンバーは一般に、隔
壁に沿って通過せしめられるキャリヤガスの一部分であ
るパージガスのための出口を有する。パージガスは、高
温で操作中に隔壁から放出される蒸気を除去する。さも
なければ、該蒸気はカラムに流入するキャリヤ及びその
試験サンプルを汚染することがある。
る際には、より正確にかつ便利に大量のサンプルを注入
するために、サンプルを有する極く細いキャリヤガス流
が望まれる。そのために、ガス混合物の僅かな部分がカ
ラムに注入されかつ大部分は分離されかつ排出される。
このようなシステムは、“スプリット・インジョクショ
ン（split injection）”として公知である。該インジ
ェクタは、一般に隔壁を有し、該隔壁を貫通してサンプ
ルは注入される。該隔壁は、その中に挿入され、加圧さ
れるサンプルバイアル上のダイアフラムに挿入されるニ
ードルでサンプルに接続された固定の管を有することが
できる。インジェクタ内の混合チャンバーは一般に、隔
壁に沿って通過せしめられるキャリヤガスの一部分であ
るパージガスのための出口を有する。パージガスは、高
温で操作中に隔壁から放出される蒸気を除去する。さも
なければ、該蒸気はカラムに流入するキャリヤ及びその
試験サンプルを汚染することがある。
【０００４】インジェクタ内のキャリヤガス流を制御す
るために、若干の選択的手段が使用される。その１つ
は、流出導管から調節される背圧であり、この場合には
質量流はインジェクタへの流入導管内で制御される。隔
壁パージは、細いパージ流及びインジェクタ内の選択さ
れた圧力を維持するために流出導管内での制限により行
われる。最近のシステムでは、電子圧力センサが可変制
限器を制御し、流量及び圧力を調節する。
るために、若干の選択的手段が使用される。その１つ
は、流出導管から調節される背圧であり、この場合には
質量流はインジェクタへの流入導管内で制御される。隔
壁パージは、細いパージ流及びインジェクタ内の選択さ
れた圧力を維持するために流出導管内での制限により行
われる。最近のシステムでは、電子圧力センサが可変制
限器を制御し、流量及び圧力を調節する。
【０００５】サンプルバイアルからのサンプル（分析物
を含有する）の１つの注入手段は、“ヘッドスペース・
サンプリング（headspace sampling）”として公知であ
る。通常のヘッドスペース・サンプリングにおいては、
サンプル材料（固体、液体、気体又はそれらの混合物）
は、バイアル内に密封され、かつ一定の温度条件下に特
定の時間曝される。バイアル気相内の分析物濃度は、こ
のサーモスタットでの調温時間中に液及び／又は固相と
の平衡状態に達するべきである。引き続き、バイアル
を、調温及び平衡化から生じる“自然”の内部圧よりも
高いレベルにキャリヤガスで加圧する。次に、加圧した
バイアルを、バイアル気相の一部をカラム内に搬送する
ために短時間バイアルに挿入される皮下注射器タイプの
ニードルを備えたＧＣカラムに接続する。このタイプの
サンプルバイアルからのヘッドスペース・サンプル搬送
は、一般に“バランスト・プレッシャー・サンプリング
（balanced-pressure sampling）”として公知である。
該バイアル圧は、サンプル搬送後に、引き続き多重ヘッ
ドスペース抽出（ＭＨＥ）技術で、同じバイアルから繰
り返しサンプリングを行うために放圧することができ
る。
を含有する）の１つの注入手段は、“ヘッドスペース・
サンプリング（headspace sampling）”として公知であ
る。通常のヘッドスペース・サンプリングにおいては、
サンプル材料（固体、液体、気体又はそれらの混合物）
は、バイアル内に密封され、かつ一定の温度条件下に特
定の時間曝される。バイアル気相内の分析物濃度は、こ
のサーモスタットでの調温時間中に液及び／又は固相と
の平衡状態に達するべきである。引き続き、バイアル
を、調温及び平衡化から生じる“自然”の内部圧よりも
高いレベルにキャリヤガスで加圧する。次に、加圧した
バイアルを、バイアル気相の一部をカラム内に搬送する
ために短時間バイアルに挿入される皮下注射器タイプの
ニードルを備えたＧＣカラムに接続する。このタイプの
サンプルバイアルからのヘッドスペース・サンプル搬送
は、一般に“バランスト・プレッシャー・サンプリング
（balanced-pressure sampling）”として公知である。
該バイアル圧は、サンプル搬送後に、引き続き多重ヘッ
ドスペース抽出（ＭＨＥ）技術で、同じバイアルから繰
り返しサンプリングを行うために放圧することができ
る。
【０００６】通常のサンプリングシステムでは、カラム
内に搬送されるサンプルの全量は、若干のパラメータの
うちで、サンプル搬送時間に左右される。注入されるサ
ンプルの量は、時間の一次関数でなく、サンプリング期
間中のバイアル内の圧力低下速度に依存する。バイアル
からの低いサンプル流速では、圧力は緩慢に低下し、か
つサンプル量はほぼ時間の一次関数である。高い流速で
は、圧力は急速に低下し、かつサンプル量は、一般に容
易に又は正確には確かめることができない指数関数的圧
力低下により決定される。
内に搬送されるサンプルの全量は、若干のパラメータの
うちで、サンプル搬送時間に左右される。注入されるサ
ンプルの量は、時間の一次関数でなく、サンプリング期
間中のバイアル内の圧力低下速度に依存する。バイアル
からの低いサンプル流速では、圧力は緩慢に低下し、か
つサンプル量はほぼ時間の一次関数である。高い流速で
は、圧力は急速に低下し、かつサンプル量は、一般に容
易に又は正確には確かめることができない指数関数的圧
力低下により決定される。
【０００７】このシステムと関連した第２の問題は、ヘ
ッドスペース・バイアル圧は周囲（大気）圧に対して相
対的に制御されることである。重大な周囲圧変動は、こ
のようなシステムにおいてカラムに搬送されるサンプル
の量に影響を及ぼすことになる。それというのも、サン
プル搬送中のカラム流速は周囲圧の関数であるからであ
る。
ッドスペース・バイアル圧は周囲（大気）圧に対して相
対的に制御されることである。重大な周囲圧変動は、こ
のようなシステムにおいてカラムに搬送されるサンプル
の量に影響を及ぼすことになる。それというのも、サン
プル搬送中のカラム流速は周囲圧の関数であるからであ
る。
【０００８】別の問題は、ＭＨＥサンプリングにおいて
は、バイアル圧は、各分析の間に周囲圧に放圧されるこ
とにある。該放出圧は、サンプルの一部をヘッドスペー
スバイアルから抽出し、かつ抽出されるサンプルの量は
一定に維持されるべきである。周囲圧が変動すれば、抽
出されるサンプルも変動する。
は、バイアル圧は、各分析の間に周囲圧に放圧されるこ
とにある。該放出圧は、サンプルの一部をヘッドスペー
スバイアルから抽出し、かつ抽出されるサンプルの量は
一定に維持されるべきである。周囲圧が変動すれば、抽
出されるサンプルも変動する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、サン
プル搬送の量を再現可能でありかつ迅速に決定可能であ
る改良されたガスクロマトグラフィーシステムを提供す
ることである。より特別の課題は、サンプルのガスクロ
マトグラフィーカラムへの搬送が時間の一次関数である
ガスクロマトグラフィーシステムを提供することであ
る。もう１つの課題は、サンプル搬送が周囲圧に依存し
ないようなシステムを提供することである。
プル搬送の量を再現可能でありかつ迅速に決定可能であ
る改良されたガスクロマトグラフィーシステムを提供す
ることである。より特別の課題は、サンプルのガスクロ
マトグラフィーカラムへの搬送が時間の一次関数である
ガスクロマトグラフィーシステムを提供することであ
る。もう１つの課題は、サンプル搬送が周囲圧に依存し
ないようなシステムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記のかつその他の課題
は、少なくとも部分的には、カラム入口を備えたガスク
ロマトグラフィーカラム、キャリヤガス流及び搬送ガス
中の分析物サンプルを選択的に受け入れるチャンバーを
有するインジェクタ手段からなるガスクロマトグラフィ
ーシステムにより解決される。該チャンバーは、ガス及
びサンプルをカラム内に注入するためのカラム入口と連
通している。流動手段が、キャリヤガス流を一定の速度
で混合チャンバーに流入させ、かつ搬送期間中にキャリ
ヤガス流を停止させる手段を有する。一次圧力手段が、
カラム入口での一定の一次圧を維持する。該システム
は、搬送圧の搬送圧源、及びサンプルバイアルを選択的
に搬送圧源と又は混合チャンバーと連通させる搬送手段
を有する。
は、少なくとも部分的には、カラム入口を備えたガスク
ロマトグラフィーカラム、キャリヤガス流及び搬送ガス
中の分析物サンプルを選択的に受け入れるチャンバーを
有するインジェクタ手段からなるガスクロマトグラフィ
ーシステムにより解決される。該チャンバーは、ガス及
びサンプルをカラム内に注入するためのカラム入口と連
通している。流動手段が、キャリヤガス流を一定の速度
で混合チャンバーに流入させ、かつ搬送期間中にキャリ
ヤガス流を停止させる手段を有する。一次圧力手段が、
カラム入口での一定の一次圧を維持する。該システム
は、搬送圧の搬送圧源、及びサンプルバイアルを選択的
に搬送圧源と又は混合チャンバーと連通させる搬送手段
を有する。
【００１１】制御システムは、逐次に加圧状態及びサン
プル搬送状態を含む１組の作動状態によって該クロマト
グラフィーシステムを操作するための搬送手段と作用結
合されている。加圧状態では、サンプル容器は、搬送ガ
スで加圧され、その際サンプル容器は、容器圧を一次圧
よりも高い出発圧にするように、搬送圧源と連通され
る。サンプル搬送状態では、分析物サンプルは搬送ガス
内でサンプル容器から混合チャンバーに、搬送期間中の
容器圧によって搬送される。この期間は、容器圧が、出
発圧から低下する間、一次圧よりも高く維持されるよう
に、予め選択されている。搬送期間中、加圧及びキャリ
ヤガス流は停止せしめられる。それにより、分析物サン
プルは、搬送期間中時間の一次関数的に一次圧によりチ
ャンバーを経てカラム内に搬送される。
プル搬送状態を含む１組の作動状態によって該クロマト
グラフィーシステムを操作するための搬送手段と作用結
合されている。加圧状態では、サンプル容器は、搬送ガ
スで加圧され、その際サンプル容器は、容器圧を一次圧
よりも高い出発圧にするように、搬送圧源と連通され
る。サンプル搬送状態では、分析物サンプルは搬送ガス
内でサンプル容器から混合チャンバーに、搬送期間中の
容器圧によって搬送される。この期間は、容器圧が、出
発圧から低下する間、一次圧よりも高く維持されるよう
に、予め選択されている。搬送期間中、加圧及びキャリ
ヤガス流は停止せしめられる。それにより、分析物サン
プルは、搬送期間中時間の一次関数的に一次圧によりチ
ャンバーを経てカラム内に搬送される。
【００１２】有利には、搬送手段は、選択的にサンプル
容器を周囲大気に連通する手段を有し、かつ更に作動状
態のセットは、サンプル容器を周期大気にガス抜きする
ためのガス抜き状態を有する。ガス抜き状態は、搬送期
間が終了すると開始し、その際サンプル容器は周囲大気
と連通され、サンプル容器と混合チャンバーの間の連通
は遮断され、かつキャリヤガスは流動せしめられる。
容器を周囲大気に連通する手段を有し、かつ更に作動状
態のセットは、サンプル容器を周期大気にガス抜きする
ためのガス抜き状態を有する。ガス抜き状態は、搬送期
間が終了すると開始し、その際サンプル容器は周囲大気
と連通され、サンプル容器と混合チャンバーの間の連通
は遮断され、かつキャリヤガスは流動せしめられる。
【００１３】より有利には、搬送手段は更に、大気に対
して解放可能なガス抜き導管を有し、その際搬送手段は
選択的に搬送ガスから選択されたフラッシュガス又はチ
ャンバーから逆流するキャリヤガスを受け入れる。作動
状態のセットは、更に、加圧状態の前のスタンバイ状態
を有し、該スタンバイ状態では、ガス抜き導管は開かれ
かつ搬送手段はフラッシュガスを受け入れる。
して解放可能なガス抜き導管を有し、その際搬送手段は
選択的に搬送ガスから選択されたフラッシュガス又はチ
ャンバーから逆流するキャリヤガスを受け入れる。作動
状態のセットは、更に、加圧状態の前のスタンバイ状態
を有し、該スタンバイ状態では、ガス抜き導管は開かれ
かつ搬送手段はフラッシュガスを受け入れる。
【００１４】本発明の目的は、また、前記の作動状態を
実施する方法により達成される。
実施する方法により達成される。
【００１５】
【実施例】次に図面に示した実施例につき本発明を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１６】図１に示されたガスクロマトグラフィーシ
ステム１０において、クロマトグラフィーカラム１２は
インジェクタ１４と検出器１６の間に接続されている。
該システムは、以下に説明するように背圧タイプであ
る。カラム、インジェクタ及び検出器は、通常、例えば
選択された試験材料源をサンプリングするためのオート
サンプラーを備えたパーキン・エルマー・オートシステ
ムＧＣ（Perkin-Elmer Auto Sysyem GC）と関連したも
のである。特にスプリット流を利用するカラムのタイプ
は、毛管カラムである。例えば、該カラムは、０.３２
ｍｍの内径及び５ｍｍのポリジメチルシロキサン固定相
のフィルムを有する２５ｍの長さの溶融シリカ管から形
成されていてもよい。カラムは選択的に開放型充填管状
カラムであってもよい。検出器は、例えば熱線、フレー
ムイオン化又は質量分光分析タイプであってもよいが、
実際の検出器は本発明にとっては重要ではない。
ステム１０において、クロマトグラフィーカラム１２は
インジェクタ１４と検出器１６の間に接続されている。
該システムは、以下に説明するように背圧タイプであ
る。カラム、インジェクタ及び検出器は、通常、例えば
選択された試験材料源をサンプリングするためのオート
サンプラーを備えたパーキン・エルマー・オートシステ
ムＧＣ（Perkin-Elmer Auto Sysyem GC）と関連したも
のである。特にスプリット流を利用するカラムのタイプ
は、毛管カラムである。例えば、該カラムは、０.３２
ｍｍの内径及び５ｍｍのポリジメチルシロキサン固定相
のフィルムを有する２５ｍの長さの溶融シリカ管から形
成されていてもよい。カラムは選択的に開放型充填管状
カラムであってもよい。検出器は、例えば熱線、フレー
ムイオン化又は質量分光分析タイプであってもよいが、
実際の検出器は本発明にとっては重要ではない。
【００１７】通常のものであるインジェクタ１４（図
２）は、典型的には、頂部の近くに混合チャンバー２０
を有する管状ケーシング１８から構成されている（図示
のように、配向は重要ではない）。該混合チャンバー
は、入口通路２２を介してキャリヤガスを受け入れる。
該チャンバーの上のインジョクション継手２４に、厚い
（約０.５ｃｍ）シリコーンゴムディスクである隔壁２
６が設けられている。試験サンプル材料、一般にはヘッ
ドスペース・サンプリング内のガスは、選択的に搬送導
管２９から中空ニードル２８で隔壁を経てサンプラー３
０から、混合物を形成するためにキャリヤガス中に注入
される。サンプル材料は一般に瞬間的に注入される、従
って混合物はキャリヤガスの連続流内のパルスを形成す
る。
２）は、典型的には、頂部の近くに混合チャンバー２０
を有する管状ケーシング１８から構成されている（図示
のように、配向は重要ではない）。該混合チャンバー
は、入口通路２２を介してキャリヤガスを受け入れる。
該チャンバーの上のインジョクション継手２４に、厚い
（約０.５ｃｍ）シリコーンゴムディスクである隔壁２
６が設けられている。試験サンプル材料、一般にはヘッ
ドスペース・サンプリング内のガスは、選択的に搬送導
管２９から中空ニードル２８で隔壁を経てサンプラー３
０から、混合物を形成するためにキャリヤガス中に注入
される。サンプル材料は一般に瞬間的に注入される、従
って混合物はキャリヤガスの連続流内のパルスを形成す
る。
【００１８】ケーシング１８内に頂部の近く、但し入口
２２の下でＯリングでガラス管３２が保持されている。
キャリヤガス（選択的にサンプルのパルスを含有する）
は、インジェクタの底部に向かって該管を貫流する。該
カラムを底部で継手４２で保持する。カラムのための入
口ポイント４３は、カラムを通過させるべきキャリヤガ
スの連続流（選択的にサンプルを有する）の少量の試験
分を受け取る。キャリヤガス（いくらかのサンプルを含
有する）のバランスの殆ど又は全部は、ケーシングと管
の間の環状通路を経て上向きに流れ、かつ出口通路４４
から流出する。インジェクタの細部は、この実施例から
異なっていてもよいことは自明なことである。
２２の下でＯリングでガラス管３２が保持されている。
キャリヤガス（選択的にサンプルのパルスを含有する）
は、インジェクタの底部に向かって該管を貫流する。該
カラムを底部で継手４２で保持する。カラムのための入
口ポイント４３は、カラムを通過させるべきキャリヤガ
スの連続流（選択的にサンプルを有する）の少量の試験
分を受け取る。キャリヤガス（いくらかのサンプルを含
有する）のバランスの殆ど又は全部は、ケーシングと管
の間の環状通路を経て上向きに流れ、かつ出口通路４４
から流出する。インジェクタの細部は、この実施例から
異なっていてもよいことは自明なことである。
【００１９】外部にそらされないとしたら、キャリヤガ
スの一部は通路４４を経て排出される。該キャリヤガス
は、例えば、０.００７〜１０.５ｋｇ／ｃｍ2（０.１〜
１５０ｐｓｉｇ）のゲージ圧を有するヘリウム、窒素、
水素、空気、又はアルゴンとメタンのような混合物であ
ってもよい。該システムはそれ自身のガス制御装置を備
えているので、キャリヤガス供給源４５（図１）から装
置１０への圧力を正確に維持する必要はない。キャリヤ
ガス流速は、例えば１００ｍｌ／ｍｉｎであってよく、
その際１ｍｌ／ｍｉｎがカラムに取り入れられる。
スの一部は通路４４を経て排出される。該キャリヤガス
は、例えば、０.００７〜１０.５ｋｇ／ｃｍ2（０.１〜
１５０ｐｓｉｇ）のゲージ圧を有するヘリウム、窒素、
水素、空気、又はアルゴンとメタンのような混合物であ
ってもよい。該システムはそれ自身のガス制御装置を備
えているので、キャリヤガス供給源４５（図１）から装
置１０への圧力を正確に維持する必要はない。キャリヤ
ガス流速は、例えば１００ｍｌ／ｍｉｎであってよく、
その際１ｍｌ／ｍｉｎがカラムに取り入れられる。
【００２０】前述のように、混合チャンバー２０は、サ
ンプルインプットのために一方側で隔壁２６により制限
されていてもよい。このような場合には、該チャンバー
は、隔壁に沿って通過したキャリヤガスの一部として取
り入れられるパージガスのための近くの流出通路４６を
有するべきである。典型的には約２ｍｌ／ｍｉｎの流速
を有するパージガスは、高温での作業中に隔壁から放出
される蒸気を除去する。該蒸気は、さもなけれればキャ
リヤガス及びそのカラムへ流入する試験サンプルを汚染
する恐れがある。パージガスは、多孔質の焼結金属部材
のような固定のレストリクタ４７（図１）を経て周囲空
間４８に流出する。（ここで及び請求項で使用されてい
るように、用語“周囲空間”は、該システムよりも低い
圧力の領域又は条件を示し、一般には大気であるが、し
かし真空室、又は流出物を捕集および濾過するための空
間、又は流出物を廃棄、使用又は試験するための任意の
別の後続装置であってもよい。）パージガスを一定の流
速に維持するように、通常の圧力調節器４９（機械的又
は電気的に制御される）がレストリクタ４７への一定の
圧力を維持する。パージ導管には弁５１が配置されてい
るが、これは本発明の操作のためには通常は開いてい
る。レストリクタ４７と周囲空間の間に流量計（図示せ
ず）が配置されていてもよい。
ンプルインプットのために一方側で隔壁２６により制限
されていてもよい。このような場合には、該チャンバー
は、隔壁に沿って通過したキャリヤガスの一部として取
り入れられるパージガスのための近くの流出通路４６を
有するべきである。典型的には約２ｍｌ／ｍｉｎの流速
を有するパージガスは、高温での作業中に隔壁から放出
される蒸気を除去する。該蒸気は、さもなけれればキャ
リヤガス及びそのカラムへ流入する試験サンプルを汚染
する恐れがある。パージガスは、多孔質の焼結金属部材
のような固定のレストリクタ４７（図１）を経て周囲空
間４８に流出する。（ここで及び請求項で使用されてい
るように、用語“周囲空間”は、該システムよりも低い
圧力の領域又は条件を示し、一般には大気であるが、し
かし真空室、又は流出物を捕集および濾過するための空
間、又は流出物を廃棄、使用又は試験するための任意の
別の後続装置であってもよい。）パージガスを一定の流
速に維持するように、通常の圧力調節器４９（機械的又
は電気的に制御される）がレストリクタ４７への一定の
圧力を維持する。パージ導管には弁５１が配置されてい
るが、これは本発明の操作のためには通常は開いてい
る。レストリクタ４７と周囲空間の間に流量計（図示せ
ず）が配置されていてもよい。
【００２１】本発明のシステムは、有利には電子ニュー
マチック制御装置を有する背圧カラム調節装置を利用す
る。操作中に、カラムへのキャリヤ及びサンプルの注入
は、キャリヤの圧力と流速の両者の調節で達成される。
有利には、該操作は、入力及び出力のために要求される
ようなアナログ／デジタルコンバータ５８（適当な増幅
器回路を有する）、処理ユニット６０（ＣＰＵ）、メモ
リー６２（ＲＡＭ及びディスク）、キーボード６４又は
オペレータ入力のための別の手段、及びモニタ６６及び
／又はプリンタによるディスプレイにより実施される。
該コンピュータはまた、サンプルの注入及びそのカラム
内の活性要素による選択的吸着及び脱着、又は分配吸収
及び排出に依存する出力における変化を示すカラム検出
器からの導電線６８内の信号を処理しかつディスプレイ
する。更に、作業圧及び流量をディスプレイすることも
望まれる。一般に、プログラミング・ソフトウエア及び
／又はファームウエアを備えた適当なコンピュータは、
市販のクロマトグラフィーシステム、例えばパーキン・
エルマー・モデル１０２２ＧＣプラス・インテグレータ
で提供され、該システムは“Ｃ”プログラミングを有す
るIntelTM80386プロセッサを使用する。
マチック制御装置を有する背圧カラム調節装置を利用す
る。操作中に、カラムへのキャリヤ及びサンプルの注入
は、キャリヤの圧力と流速の両者の調節で達成される。
有利には、該操作は、入力及び出力のために要求される
ようなアナログ／デジタルコンバータ５８（適当な増幅
器回路を有する）、処理ユニット６０（ＣＰＵ）、メモ
リー６２（ＲＡＭ及びディスク）、キーボード６４又は
オペレータ入力のための別の手段、及びモニタ６６及び
／又はプリンタによるディスプレイにより実施される。
該コンピュータはまた、サンプルの注入及びそのカラム
内の活性要素による選択的吸着及び脱着、又は分配吸収
及び排出に依存する出力における変化を示すカラム検出
器からの導電線６８内の信号を処理しかつディスプレイ
する。更に、作業圧及び流量をディスプレイすることも
望まれる。一般に、プログラミング・ソフトウエア及び
／又はファームウエアを備えた適当なコンピュータは、
市販のクロマトグラフィーシステム、例えばパーキン・
エルマー・モデル１０２２ＧＣプラス・インテグレータ
で提供され、該システムは“Ｃ”プログラミングを有す
るIntelTM80386プロセッサを使用する。
【００２２】ガス導管７０は、キャリヤガスを制御した
流入速度でガス源４５から入口通路２２を経てインジェ
クタ１４内に搬送する。流量制御手段６９は、通常の又
はその他の所望のタイプであり、かつ大気に対する制御
手段入口に圧力ゲージ７１を有する。
流入速度でガス源４５から入口通路２２を経てインジェ
クタ１４内に搬送する。流量制御手段６９は、通常の又
はその他の所望のタイプであり、かつ大気に対する制御
手段入口に圧力ゲージ７１を有する。
【００２３】この実施例においては、流量制御手段６９
は、流速検出器７４、可変流速レストリクタ７２及びそ
れらの間に閉ループ操作のためにフィードバック流量制
御器を有する。有利には、但し任意に、流入導管７０内
にソレノイド遮断弁７３が配置されている。流入流速を
検出ために、流速検出器７４が流入導管内に位置する。
この検出器は有利には、流入導管７０内に挿入された固
定のガスレストリクタ素子７６、及び該固定レストリク
タを横切って、即ちレストリクタ素子７６の各端部８
０，８２に並列接続された差圧検出器７８からなる。校
正されるレストリクタ素子７６で、差圧検出器からの比
例信号が流入流速の直接的測定値を提供する。レストリ
クタは毛管チューブであってもよいが、しかし有利であ
るのは層流タイプであり、好ましくは焼結多孔性タイプ
３１６ステンレススチールの０.６４ｃｍ×０.６４ｃｍ
プラグから形成され、該プラグは例えばレストリクタを
横切った０.７ｋｇ／ｃｍ2（１０ｐｓｉ）の低下を伴う
６.３ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）入力でヘリウム１００
ｍｌ／ｍｉｎの流量を提供する。その他の有用な速度は
１〜３００ｍｌ／ｍｉｎである。校正は、迅速にレスト
リクタを測定流速を有するシステムに分離接続すること
により行う。
は、流速検出器７４、可変流速レストリクタ７２及びそ
れらの間に閉ループ操作のためにフィードバック流量制
御器を有する。有利には、但し任意に、流入導管７０内
にソレノイド遮断弁７３が配置されている。流入流速を
検出ために、流速検出器７４が流入導管内に位置する。
この検出器は有利には、流入導管７０内に挿入された固
定のガスレストリクタ素子７６、及び該固定レストリク
タを横切って、即ちレストリクタ素子７６の各端部８
０，８２に並列接続された差圧検出器７８からなる。校
正されるレストリクタ素子７６で、差圧検出器からの比
例信号が流入流速の直接的測定値を提供する。レストリ
クタは毛管チューブであってもよいが、しかし有利であ
るのは層流タイプであり、好ましくは焼結多孔性タイプ
３１６ステンレススチールの０.６４ｃｍ×０.６４ｃｍ
プラグから形成され、該プラグは例えばレストリクタを
横切った０.７ｋｇ／ｃｍ2（１０ｐｓｉ）の低下を伴う
６.３ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）入力でヘリウム１００
ｍｌ／ｍｉｎの流量を提供する。その他の有用な速度は
１〜３００ｍｌ／ｍｉｎである。校正は、迅速にレスト
リクタを測定流速を有するシステムに分離接続すること
により行う。
【００２４】フィードバック流量制御器は、流入流速を
一定に保つように流入流速に対して可変レストリクタを
調節ために、流速検出器７４、特に圧力変換器７８と作
用結合されている。適当なタイプのレストリクタは、ポ
ータ・インストルメント社（Porter Instrument Co.）
のモデルＥＰＣ１００１のような、狭い孔上でロッド端
部を運動させる電磁石により操作される可変オリフィス
である。選択的なものは、ステッパモータにより制御さ
れるねじ付きステムのニードル弁である。
一定に保つように流入流速に対して可変レストリクタを
調節ために、流速検出器７４、特に圧力変換器７８と作
用結合されている。適当なタイプのレストリクタは、ポ
ータ・インストルメント社（Porter Instrument Co.）
のモデルＥＰＣ１００１のような、狭い孔上でロッド端
部を運動させる電磁石により操作される可変オリフィス
である。選択的なものは、ステッパモータにより制御さ
れるねじ付きステムのニードル弁である。
【００２５】１実施例（図示せず）では、検出器７４か
らの電気信号を変調して相応する電流を可変レストリク
タ７２に送って該レストリクタを適当に調節する電子増
幅器であってもよい。有利な実施例（図示されている）
において、該制御器は、クロマトグラフィーシステム１
０を操作し、かつコンピュータ処理しかつ結果をディス
プレイするために利用されるコンピュータプログラム９
０の部分に組み込まれている。このようなプログラムは
ソフトウエア又はファームウエアであってよい。
らの電気信号を変調して相応する電流を可変レストリク
タ７２に送って該レストリクタを適当に調節する電子増
幅器であってもよい。有利な実施例（図示されている）
において、該制御器は、クロマトグラフィーシステム１
０を操作し、かつコンピュータ処理しかつ結果をディス
プレイするために利用されるコンピュータプログラム９
０の部分に組み込まれている。このようなプログラムは
ソフトウエア又はファームウエアであってよい。
【００２６】圧力変換器７８からの圧力信号は、コンピ
ュータ６０と種々の検出器及び制御素子との間に接続さ
れた複数の操作信号導線９２の１つを通過する。この圧
力信号は、圧力整定値と比較され、かつ生じた差はエラ
ー信号となり、該エラー信号は必要な制限制御信号を計
算するための標準ＰＩＤ（比例、積分偏差）制御アルゴ
リスムを通過せしめられる。これは制御信号を計算し、
該制御信号はデジタル／アナログ変換器（又は所望によ
りその他の信号変換器）及び増幅器を経てレストリクタ
制御装置に導かれる。有利には、維持される流速は質量
流速である。このような場合には、コンピュータプログ
ラムは、ガス特性、特に粘度、キャリヤ供給圧及びガス
温度についての記憶された情報からレストリクタへのフ
ィードバック信号を計算する。
ュータ６０と種々の検出器及び制御素子との間に接続さ
れた複数の操作信号導線９２の１つを通過する。この圧
力信号は、圧力整定値と比較され、かつ生じた差はエラ
ー信号となり、該エラー信号は必要な制限制御信号を計
算するための標準ＰＩＤ（比例、積分偏差）制御アルゴ
リスムを通過せしめられる。これは制御信号を計算し、
該制御信号はデジタル／アナログ変換器（又は所望によ
りその他の信号変換器）及び増幅器を経てレストリクタ
制御装置に導かれる。有利には、維持される流速は質量
流速である。このような場合には、コンピュータプログ
ラムは、ガス特性、特に粘度、キャリヤ供給圧及びガス
温度についての記憶された情報からレストリクタへのフ
ィードバック信号を計算する。
【００２７】クロマトグラフィーカラムを通る一定の流
量を維持するために、混合チャンバー２０（図２）内で
は一定の圧力が維持されるべきである。このことを達成
するために、該システムは更に、カラム通路内への一定
の選択された一次圧を維持するように、流出通路を貫流
するキャリヤガスを調節ために一次圧制御手段を有して
いる。これは背圧調節モードをもたらす。
量を維持するために、混合チャンバー２０（図２）内で
は一定の圧力が維持されるべきである。このことを達成
するために、該システムは更に、カラム通路内への一定
の選択された一次圧を維持するように、流出通路を貫流
するキャリヤガスを調節ために一次圧制御手段を有して
いる。これは背圧調節モードをもたらす。
【００２８】通常の又は別の所望の背圧制御手段である
一次圧制御手段９４は、出口通路４４と周囲空間４８と
の間の分割流出口に接続されている。これは機械的のよ
うな任意のタイプの圧力調節器であってよい。調節する
ことができる通常の又はその他のガス弁装置である可変
流量レストリクタ９６を使用するのが有利である。この
可変レストリクタは有利には、流量制御レストリクタ７
２と同じタイプのものである。
一次圧制御手段９４は、出口通路４４と周囲空間４８と
の間の分割流出口に接続されている。これは機械的のよ
うな任意のタイプの圧力調節器であってよい。調節する
ことができる通常の又はその他のガス弁装置である可変
流量レストリクタ９６を使用するのが有利である。この
可変レストリクタは有利には、流量制御レストリクタ７
２と同じタイプのものである。
【００２９】有利には、レストリクタ９６の前方（図示
されている）又は後方のレストリクタ導管１００内にソ
レノイド遮断弁９８が設置されている。この場合には、
レストリクタを妨害するようなサンプルからの成分を除
去するためにレストリクタの前方の流出導管にカーボン
フィルタ８８を設置すべきである。出口通路の圧力（周
囲圧に対する相対圧）を測定するために圧力変換器１０
２が接続されている。例えば流量制御器のためと同じタ
イプのものであってよい、圧力変換器からレストリクタ
９６へのフィードバック制御器を、有利にはコンピュー
タにより利用する。別の変換器１０４は、真空１０５に
対する周囲圧を監視し、該圧力をコンピュータは圧力整
定値に組み込む。
されている）又は後方のレストリクタ導管１００内にソ
レノイド遮断弁９８が設置されている。この場合には、
レストリクタを妨害するようなサンプルからの成分を除
去するためにレストリクタの前方の流出導管にカーボン
フィルタ８８を設置すべきである。出口通路の圧力（周
囲圧に対する相対圧）を測定するために圧力変換器１０
２が接続されている。例えば流量制御器のためと同じタ
イプのものであってよい、圧力変換器からレストリクタ
９６へのフィードバック制御器を、有利にはコンピュー
タにより利用する。別の変換器１０４は、真空１０５に
対する周囲圧を監視し、該圧力をコンピュータは圧力整
定値に組み込む。
【００３０】例えばサンプルレセプタクル１０８を有す
るサンプル搬送手段は、サンプル容器１０６、例えばバ
イアルへのアクセスを有し、該バイアルは通常パーキン
・エルマー・オート・システムＧＣにおけるように自動
化されているオートサンプラー内の複数のバイアルの１
つであってよい。レセプタクルはバイアルから分析物サ
ンプルの一部を受け取る。サンプリングレセプタクル
は、本発明の目的を達成する任意の通常の又はその他の
所望のタイプであってよい。好適なレセプタクル（図３
〜６）は、 パーキン・エルマーＨＳ−４０オートメイ
テッド・ヘッドスペース・サンプラーであり、これは米
国特許第４,４８４,４８３号明細書に記載された発明の
改良型である。
るサンプル搬送手段は、サンプル容器１０６、例えばバ
イアルへのアクセスを有し、該バイアルは通常パーキン
・エルマー・オート・システムＧＣにおけるように自動
化されているオートサンプラー内の複数のバイアルの１
つであってよい。レセプタクルはバイアルから分析物サ
ンプルの一部を受け取る。サンプリングレセプタクル
は、本発明の目的を達成する任意の通常の又はその他の
所望のタイプであってよい。好適なレセプタクル（図３
〜６）は、 パーキン・エルマーＨＳ−４０オートメイ
テッド・ヘッドスペース・サンプラーであり、これは米
国特許第４,４８４,４８３号明細書に記載された発明の
改良型である。
【００３１】レセプタクル１０８（例えば図３参照）に
は、ニードル１１０が摺動可能にレセプタクルケーシン
グ１１２に配置されており、該ケーシングは上方チャン
バー１２０と下方チャンバー１２２がニードルとケーシ
ングの間に描かれているように、３つのＯリング１１
４，１１６，１１８により隔離されている。該ニードル
は長手方向の中空区分１２４を有し、該中空区分はその
上端部では上方横方向オリフィス１２６で、かつその下
端部では下方横方向オリフィス１２８で終わっており、
各オリフィスは中空区分と連通している。これらのオリ
フィスは、隣接したＯリングの間の分離距離とほぼ同じ
距離で分離されている。ニードルは、垂直方向で可動で
あり、かつサンプリングブロック（図示せず）に固定さ
れた上端部１３０を有しており、前記サンプリングブロ
ックは、オリフィスが選択的にチャンバーに又はケーシ
ングの外側に連通するように、ニードルをＯリングを貫
通して上下運動させる。搬送圧制御源１１９からの導管
１１７及びインジェクタ１２（図１）及びカラム１２へ
の導管２９は、共通のガス導管１３２により下方チャン
バーに１２２に接続されている。上方チャンバー１２０
は、調節（但し、これは通常変更されないままである）
ためのニードル弁であってよい絞り１４４を介して遮断
弁１４６と接続されている。搬送導管は、固有の抵抗を
有し、該固有の抵抗は、一次圧制御器によって確立され
るようなインジェクタと、レセプタクル１０８との間に
圧力差を生じる。この抵抗は、測定すれば、圧力差から
導管２９内の流速を計算するために使用することができ
る。搬送導管は、例えば長さ７５ｃｍ×内径０.２５ｍ
ｍであてよく、この場合には５ｐｓｉの圧力低下を生じ
る。
は、ニードル１１０が摺動可能にレセプタクルケーシン
グ１１２に配置されており、該ケーシングは上方チャン
バー１２０と下方チャンバー１２２がニードルとケーシ
ングの間に描かれているように、３つのＯリング１１
４，１１６，１１８により隔離されている。該ニードル
は長手方向の中空区分１２４を有し、該中空区分はその
上端部では上方横方向オリフィス１２６で、かつその下
端部では下方横方向オリフィス１２８で終わっており、
各オリフィスは中空区分と連通している。これらのオリ
フィスは、隣接したＯリングの間の分離距離とほぼ同じ
距離で分離されている。ニードルは、垂直方向で可動で
あり、かつサンプリングブロック（図示せず）に固定さ
れた上端部１３０を有しており、前記サンプリングブロ
ックは、オリフィスが選択的にチャンバーに又はケーシ
ングの外側に連通するように、ニードルをＯリングを貫
通して上下運動させる。搬送圧制御源１１９からの導管
１１７及びインジェクタ１２（図１）及びカラム１２へ
の導管２９は、共通のガス導管１３２により下方チャン
バーに１２２に接続されている。上方チャンバー１２０
は、調節（但し、これは通常変更されないままである）
ためのニードル弁であってよい絞り１４４を介して遮断
弁１４６と接続されている。搬送導管は、固有の抵抗を
有し、該固有の抵抗は、一次圧制御器によって確立され
るようなインジェクタと、レセプタクル１０８との間に
圧力差を生じる。この抵抗は、測定すれば、圧力差から
導管２９内の流速を計算するために使用することができ
る。搬送導管は、例えば長さ７５ｃｍ×内径０.２５ｍ
ｍであてよく、この場合には５ｐｓｉの圧力低下を生じ
る。
【００３２】ニードル１１０は、セルフシール・ダイヤ
フラム１４８、例えば厚さ０.５ｃｍのシリコーンゴム
又は同種のものからなるディスクを有するサンプルバイ
アル１０６に向かってインジェクタケーシングを経て降
下することができる。該ニードルは、ダイヤフラムを穿
孔し、下方オリフィス１２８をサンプル１３４に到達す
るためにバイアル内に侵入させる。従って、ニードルの
中空区分は、サンプルバイアルのヘッドスペースと連通
する。
フラム１４８、例えば厚さ０.５ｃｍのシリコーンゴム
又は同種のものからなるディスクを有するサンプルバイ
アル１０６に向かってインジェクタケーシングを経て降
下することができる。該ニードルは、ダイヤフラムを穿
孔し、下方オリフィス１２８をサンプル１３４に到達す
るためにバイアル内に侵入させる。従って、ニードルの
中空区分は、サンプルバイアルのヘッドスペースと連通
する。
【００３３】補助又は搬送圧制御器１１９（図１）は、
選択した圧力をレセプタクル１０８に負荷する。この補
助圧源は、主キャリヤガス供給源４５から入力される。
搬送圧制御器１１９は機械タイプのような任意の圧力制
御器を使用することができるが、この圧力制御器は通常
は一次背圧制御器９４のために好ましい（既述の）もの
と同じタイプにものである。従って、この実施例におい
ては、可変絞り１５０及び遮断弁１５２が供給源からの
導管１５４内に直列配置されている。圧力変換器１５６
は、レセプタクル内への導管１１７の圧力（周囲圧に対
する）を測定し、かつフィードバック制御装置により、
一定の圧力を維持するために絞りを変化させる。背圧の
ための前記のようなフィードバックを行うためには、専
用増幅器又は好ましくはコンピュータプログラムを使用
する。ガス抜き孔及び補助制御器においける圧力の制御
における補助手段として機能するために、可変絞りと大
気との間に大気に対する絞り１６０を備えた圧力制御器
１５８が配置されている。
選択した圧力をレセプタクル１０８に負荷する。この補
助圧源は、主キャリヤガス供給源４５から入力される。
搬送圧制御器１１９は機械タイプのような任意の圧力制
御器を使用することができるが、この圧力制御器は通常
は一次背圧制御器９４のために好ましい（既述の）もの
と同じタイプにものである。従って、この実施例におい
ては、可変絞り１５０及び遮断弁１５２が供給源からの
導管１５４内に直列配置されている。圧力変換器１５６
は、レセプタクル内への導管１１７の圧力（周囲圧に対
する）を測定し、かつフィードバック制御装置により、
一定の圧力を維持するために絞りを変化させる。背圧の
ための前記のようなフィードバックを行うためには、専
用増幅器又は好ましくはコンピュータプログラムを使用
する。ガス抜き孔及び補助制御器においける圧力の制御
における補助手段として機能するために、可変絞りと大
気との間に大気に対する絞り１６０を備えた圧力制御器
１５８が配置されている。
【００３４】該システムは、４つの逐次状態、即ちスタ
ンバイ、加圧、搬送及びガス抜きによるサイクリングに
より作動する。このサイクリングは、本発明による方法
に基づき手動制御により実施できるが、しかし有利には
コンピュータプログラミングにより実施する。
ンバイ、加圧、搬送及びガス抜きによるサイクリングに
より作動する。このサイクリングは、本発明による方法
に基づき手動制御により実施できるが、しかし有利には
コンピュータプログラミングにより実施する。
【００３５】スタンバイ状態（図３）では、ニードル１
１０は、下方オリフィス１２８がケーシング１１２の下
方チャンバー１２２内にあり、かつ上方オリフィス１２
６が上方チャンバー１２０内にあり、それにより２つの
チャンバーがニードルの中空区分に連通されるように上
昇せしめられている。キャリヤガスは質量流制御器６９
からその開口弁７３を介してインジェクタ１４に供給さ
れ、一方一次背圧制御器９４はインジェクタ内の圧力を
その圧力整定値に基づき制御する。搬送ガス圧源１１９
からの補助弁１５２は開かれる。搬送ガス圧整定値は、
一次背圧整定値よりも大きく、例えば１.１ｋｇ／ｃｍ2
（１５ｐｓｉ）及び０.７ｋｇ／ｃｍ2であり、古いサン
プルを搬送ガスによりインジェクタ入口から洗い流す。
選択的に、搬送圧は、逆圧に基づき、キャリヤガスがイ
ンジェクタ入口２２から搬送導管２９を経てレセプタク
ルシステムに逆流しかつガス抜き絞り１４４を経て流出
するように、背圧整定値よりも低く設定することができ
る。絞り弁１４６を使用する場合には、該弁はこのスタ
ンバイ状態では開いているが、しかしその後保持状態の
ために閉じることもできる。
１０は、下方オリフィス１２８がケーシング１１２の下
方チャンバー１２２内にあり、かつ上方オリフィス１２
６が上方チャンバー１２０内にあり、それにより２つの
チャンバーがニードルの中空区分に連通されるように上
昇せしめられている。キャリヤガスは質量流制御器６９
からその開口弁７３を介してインジェクタ１４に供給さ
れ、一方一次背圧制御器９４はインジェクタ内の圧力を
その圧力整定値に基づき制御する。搬送ガス圧源１１９
からの補助弁１５２は開かれる。搬送ガス圧整定値は、
一次背圧整定値よりも大きく、例えば１.１ｋｇ／ｃｍ2
（１５ｐｓｉ）及び０.７ｋｇ／ｃｍ2であり、古いサン
プルを搬送ガスによりインジェクタ入口から洗い流す。
選択的に、搬送圧は、逆圧に基づき、キャリヤガスがイ
ンジェクタ入口２２から搬送導管２９を経てレセプタク
ルシステムに逆流しかつガス抜き絞り１４４を経て流出
するように、背圧整定値よりも低く設定することができ
る。絞り弁１４６を使用する場合には、該弁はこのスタ
ンバイ状態では開いているが、しかしその後保持状態の
ために閉じることもできる。
【００３６】次の状態、即ち加圧状態（図４）では、キ
ャリヤガス流及び一次背圧はそのままである。補助弁１
５２は、キャリヤガス流のために解放状態を維持する。
搬送圧制御器１１９は、一次背圧整定値１.４ｋｇ／ｃ
ｍ2（２０ｐｓｉ）よりも高い選択された出発圧１.８ｋ
ｇ／ｃｍ2（２５ｐｓｉ）である所望のサンプル容器加
圧整定値に設定されている。レセプタクルニードル１１
０は下方のオリフィス１２８が選択された容器内にある
ように挿入されており、その際上方オリフィス１２６は
容器を下方のレセプタクルチャンバー１２２に連通させ
る。搬送圧調節器１１９からサンプル容器及び搬送導管
２９にガスが流入し、ガス状サンプルを容器内の選択さ
れた出発圧まで上昇させる。搬送導管からインジェクタ
１４への過剰の流量は、背圧調節器９４を経て、インジ
ェクタチャンバー内の下方背圧が一定に維持されるよう
に、放出される。
ャリヤガス流及び一次背圧はそのままである。補助弁１
５２は、キャリヤガス流のために解放状態を維持する。
搬送圧制御器１１９は、一次背圧整定値１.４ｋｇ／ｃ
ｍ2（２０ｐｓｉ）よりも高い選択された出発圧１.８ｋ
ｇ／ｃｍ2（２５ｐｓｉ）である所望のサンプル容器加
圧整定値に設定されている。レセプタクルニードル１１
０は下方のオリフィス１２８が選択された容器内にある
ように挿入されており、その際上方オリフィス１２６は
容器を下方のレセプタクルチャンバー１２２に連通させ
る。搬送圧調節器１１９からサンプル容器及び搬送導管
２９にガスが流入し、ガス状サンプルを容器内の選択さ
れた出発圧まで上昇させる。搬送導管からインジェクタ
１４への過剰の流量は、背圧調節器９４を経て、インジ
ェクタチャンバー内の下方背圧が一定に維持されるよう
に、放出される。
【００３７】搬送状態（図５）においては、キャリヤガ
ス制御器６９からのキャリヤガス流は、閉じられた関連
弁７３で停止される。補助弁１５２は閉じられ、かつニ
ードルは容器１０６内に留まっている。（図４〜６で
は、図４内の導管７０及び１１７を含む破線は、相応す
る状態のための当該の導管内の流れは描かれていな
い。）搬送ガス内のサンプルは、容器１０６から、該サ
ンプル容器圧が一次背圧整定値よりも高く維持される限
り、中空区分１２４及び下方質１２２を経て搬送導管２
９に流入する。サンプル流はインジェクタ１４内に進行
する。この時間中、調節器９４による過剰ガスの放出に
よってインジェクタ内の圧力が一定であることに基づ
き、インジェクタからカラムに流入するサンプルの流量
は、搬送導管を通る流速が低下しても、一次制御器から
の流出が補償のために減少するので、一定に保たれる。
ス制御器６９からのキャリヤガス流は、閉じられた関連
弁７３で停止される。補助弁１５２は閉じられ、かつニ
ードルは容器１０６内に留まっている。（図４〜６で
は、図４内の導管７０及び１１７を含む破線は、相応す
る状態のための当該の導管内の流れは描かれていな
い。）搬送ガス内のサンプルは、容器１０６から、該サ
ンプル容器圧が一次背圧整定値よりも高く維持される限
り、中空区分１２４及び下方質１２２を経て搬送導管２
９に流入する。サンプル流はインジェクタ１４内に進行
する。この時間中、調節器９４による過剰ガスの放出に
よってインジェクタ内の圧力が一定であることに基づ
き、インジェクタからカラムに流入するサンプルの流量
は、搬送導管を通る流速が低下しても、一次制御器から
の流出が補償のために減少するので、一定に保たれる。
【００３８】キャリヤガス流制御器６９及びその弁７３
は、サンプル搬送中は遮断されている。サンプルはカラ
ム内と背圧調節器の外に分かれる。搬送導管２９からの
サンプルの流量は減少する（容器内の圧力の低下に基づ
き）ので、背圧調節器制御抵抗は、入口内の一定の圧力
を維持するために、より一層制限される。これらの状況
の下で、カラム流量は一定に維持され、かつカラムに搬
送されるサンプルの全量は、サンプリング時間の一次関
数的関係を示す。搬送導管からのサンプルの流量が減少
しカラム流速に達すると、背圧制御弁は完全に遮断され
る。カラム内に搬送されるサンプルの付加的量は、この
時点に到達した後に付加的サンプリング時間と非一次関
数的関係を示す。従って、この時点よりもサンプル搬送
時間を短くするのが好ましい。
は、サンプル搬送中は遮断されている。サンプルはカラ
ム内と背圧調節器の外に分かれる。搬送導管２９からの
サンプルの流量は減少する（容器内の圧力の低下に基づ
き）ので、背圧調節器制御抵抗は、入口内の一定の圧力
を維持するために、より一層制限される。これらの状況
の下で、カラム流量は一定に維持され、かつカラムに搬
送されるサンプルの全量は、サンプリング時間の一次関
数的関係を示す。搬送導管からのサンプルの流量が減少
しカラム流速に達すると、背圧制御弁は完全に遮断され
る。カラム内に搬送されるサンプルの付加的量は、この
時点に到達した後に付加的サンプリング時間と非一次関
数的関係を示す。従って、この時点よりもサンプル搬送
時間を短くするのが好ましい。
【００３９】質量流制御器６９及びその弁がサンプル搬
送中にセットオンされたとすれば、インジェクタ４４内
のサンプルは、カラムに流入する前に付加的キャリヤガ
スで希釈されることになる。搬送導管からのサンプル流
速は時間とともに低下するので、入口の内側の新たに希
釈されたキャリヤガス流内のサンプル濃度は次第に低下
し、かつカラム内に搬送されるサンプル量はもはやサン
プリング時間の一次関数的関係でなくなる。従って、キ
ャリヤガス流は、この状態のために遮断される。
送中にセットオンされたとすれば、インジェクタ４４内
のサンプルは、カラムに流入する前に付加的キャリヤガ
スで希釈されることになる。搬送導管からのサンプル流
速は時間とともに低下するので、入口の内側の新たに希
釈されたキャリヤガス流内のサンプル濃度は次第に低下
し、かつカラム内に搬送されるサンプル量はもはやサン
プリング時間の一次関数的関係でなくなる。従って、キ
ャリヤガス流は、この状態のために遮断される。
【００４０】ガス抜き状態（図６）では、ニードル１１
０は上方オリフィス１２６大気と連通させるために更に
降下せしめられる。この状態の１つの選択においては、
システム弁及び整定値を、スタンバイ状態と同じ状態に
セットすることができる。キャリヤガスはインジェクタ
１４から搬送導管２９に流入し、この導管から全ての残
留サンプルを効果的にバックフラッシングする。
０は上方オリフィス１２６大気と連通させるために更に
降下せしめられる。この状態の１つの選択においては、
システム弁及び整定値を、スタンバイ状態と同じ状態に
セットすることができる。キャリヤガスはインジェクタ
１４から搬送導管２９に流入し、この導管から全ての残
留サンプルを効果的にバックフラッシングする。
【００４１】有利には、同じ容器からの繰り返しサンプ
リング（ＭＨＥ技術、図６には示されていない）ガス抜
き状態において、補助弁１５２を開いたままにし、かつ
補助圧調節器絶対整定値を周囲圧よりも僅かに高いレベ
ル、例えば１.８ｋｇ／ｃｍ2（２５ｐｓｉ）高い、６.
３ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）に調節する。容器内の残
留サンプルは、容器圧が搬送圧制御器整定値に等しくな
るまで、レストリクタ１４４の外に排出される。この動
作は、ガス抜き後、引き続いてのサンプリングのために
一定のサンプル容器圧を補償する。
リング（ＭＨＥ技術、図６には示されていない）ガス抜
き状態において、補助弁１５２を開いたままにし、かつ
補助圧調節器絶対整定値を周囲圧よりも僅かに高いレベ
ル、例えば１.８ｋｇ／ｃｍ2（２５ｐｓｉ）高い、６.
３ｋｇ／ｃｍ2（９０ｐｓｉ）に調節する。容器内の残
留サンプルは、容器圧が搬送圧制御器整定値に等しくな
るまで、レストリクタ１４４の外に排出される。この動
作は、ガス抜き後、引き続いてのサンプリングのために
一定のサンプル容器圧を補償する。
【００４２】ニードルをサンプル容器から引き抜くと、
該システムはスタンバイ状態に戻される。従って、この
４つの状態の連続は、時間との一次関数でサンプルをカ
ラムに導入し、その際１つのサンプリングから次のサン
プリングへのサンプルの容量は再現可能である。
該システムはスタンバイ状態に戻される。従って、この
４つの状態の連続は、時間との一次関数でサンプルをカ
ラムに導入し、その際１つのサンプリングから次のサン
プリングへのサンプルの容量は再現可能である。
【００４３】前記には本発明を特殊な実施例につき説明
して来たが、本発明の技術思想及び特許請求の範囲に包
含される様々な変更及び修正が可能であることは当業者
には自明のことである。従って、本発明は、特許請求の
範囲又はその等価思想によってのみ制限されるに過ぎな
い。
して来たが、本発明の技術思想及び特許請求の範囲に包
含される様々な変更及び修正が可能であることは当業者
には自明のことである。従って、本発明は、特許請求の
範囲又はその等価思想によってのみ制限されるに過ぎな
い。
【図１】本発明によるガスクロマトグラフィーシステム
を示す概略的構成図である。
を示す概略的構成図である。
【図２】図１のシステムで使用される通常のインジェク
タの縦断面図である。
タの縦断面図である。
【図３】図１のシステムの第１の作動状態、即ちスタン
バイ状態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図であ
る。
バイ状態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図であ
る。
【図４】図１のシステムの第２の作動状態、即ち加圧状
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
【図５】図１のシステムの第３の作動状態、即ち搬送状
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
【図６】図１のシステムの第４の作動状態、ガス抜き状
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
態を、レセプタクルの垂直断面図で示す図である。
１０ ガスクロマトグラフィーシステム、 １２ クロ
マトグラフィーカラム、 １４ インジェクタ、 １６
検出器、 ２０ 混合チャンバー、 ２２入口流路、
２４ インジョクション継手、 ２６ 隔壁、２８
ニードル、 ２９ 搬送導管、 ３０ サンプラー、
４５ キャリヤガス供給装置、 ４７固定のレストリク
タ、 ４８ 周囲空間、 ４９ 圧力調節器、 ５６
コンピュータ、 ６９ 流量制御器、 ７２ 流量制御
レストリクタ、 ７４ 流速検出器、７８ 差圧検出
器、 ９０ コンピュータプログラム、 ９４ 一次圧
力装置、 ９６ 可変流量レストリクタ、 １０２，１
０４ 圧力変換器、 １０６ サンプル容器（バイア
ル）、 １０８ レセプタクル、 １１０ ニードル、
１１２ ケーシング、 １１９ 搬送ガス圧源、 １
２２ 下方チャンバー、 １２８ 下方オリフィス、
１３４ サンプル、 １４４ガス抜き絞り、１４６
絞り弁、 １５２ 補助弁
マトグラフィーカラム、 １４ インジェクタ、 １６
検出器、 ２０ 混合チャンバー、 ２２入口流路、
２４ インジョクション継手、 ２６ 隔壁、２８
ニードル、 ２９ 搬送導管、 ３０ サンプラー、
４５ キャリヤガス供給装置、 ４７固定のレストリク
タ、 ４８ 周囲空間、 ４９ 圧力調節器、 ５６
コンピュータ、 ６９ 流量制御器、 ７２ 流量制御
レストリクタ、 ７４ 流速検出器、７８ 差圧検出
器、 ９０ コンピュータプログラム、 ９４ 一次圧
力装置、 ９６ 可変流量レストリクタ、 １０２，１
０４ 圧力変換器、 １０６ サンプル容器（バイア
ル）、 １０８ レセプタクル、 １１０ ニードル、
１１２ ケーシング、 １１９ 搬送ガス圧源、 １
２２ 下方チャンバー、 １２８ 下方オリフィス、
１３４ サンプル、 １４４ガス抜き絞り、１４６
絞り弁、 １５２ 補助弁
Claims (16)
- 【請求項１】 ガスクロマトグラフィーシステムにおい
て、 カラム入口を有するガスクロマトグラフィーカラムを有
し、 選択的にキャリヤガス流及び搬送ガス流内の分析物サン
プルを受け入れるチャンバーを備えたインジェクタ手段
を有し、前記チャンバーはガス及びサンプルをカラム内
に中に注入するためのカラム入口と連通しており、 搬送期間中にキャリヤガス流を停止する手段を有する、
キャリヤガス流を一定の流速でチャンバー内に流入させ
る手段を有し、 カラム入口で一定の一次圧を維持するための一次圧力手
段を有し、 分析物サンプルを容れたサンプル容器を加圧するための
加圧手段を有し、該加圧は、容器圧を一次圧よりも高い
出発圧にするために搬送ガスで行われ、かつ搬送期間中
に容器圧によって搬送ガス内の分析物サンプルがサンプ
ル容器から前記チャンバー内に搬送されるように、サン
プル容器を該チャンバーと連通させる搬送手段を有し、
前記搬送期間とは、容器圧が出発圧から低下する過程
で、加圧及びキャリヤガス流の停止に伴い、一次圧より
も高く維持される期間であり、それにより分析物サンプ
ルは、該搬送期間中時間との一次関数的関係で一次圧に
より前記チャンバーを経て前記カラム内に搬送されるこ
とを特徴とする、ガスクロマトグラフィーシステム。 - 【請求項２】 搬送手段が、搬送期間が終了すると、サ
ンプル容器と前記チャンバーとの間の連通を遮断し、か
つキャリヤガスを流動させて、サンプル容器を周囲大気
にガス抜きするための手段を有する、請求項１記載のシ
ステム。 - 【請求項３】 加圧手段が搬送圧源を有し、該搬送手段
が初期の加圧の前に大気に対して開放可能なガス抜き導
管を有し、かつ該ガス抜き導管を開放した状態で、前記
搬送手段は、該搬送手段をフラッシュするために、フラ
ッシュガス、選択した搬送ガス又は前記チャンバーから
逆流するキャリヤガスを受け入れる、請求項２記載のシ
ステム。 - 【請求項４】 更にフラッシュガスとして搬送ガスを選
択する手段を有し、その際搬送ガスは、搬送手段をフラ
ッシュするための搬送ガスのためのスタンバイ状態の間
一次圧よりも高い圧力を有する、請求項３記載のシステ
ム。 - 【請求項５】 更にフラッシュガスとしてチャンバーか
らのキャリヤガスを選択する手段を有し、その際搬送ガ
スは、搬送手段をフラッシュするためのキャリヤガス逆
流のためにスタンバイ状態の間一次圧よりも低い圧力を
有する、請求項３記載のシステム。 - 【請求項６】 ガスクロマトグラフィーシステムにおい
て、 カラム入口を有するガスクロマトグラフィーカラムを有
し、、 選択的にキャリヤガス流及び搬送ガス流内の分析物サン
プルを受け入れるチャンバーを備えたインジェクタ手段
を有し、前記チャンバーはガス及びサンプルをカラム内
に中に注入するためのカラム入口と連通しており、 搬送期間中にキャリヤガス流を停止する手段を有する、
キャリヤガス流を一定の流速でチャンバー内に流入させ
る手段を有し、 カラム入口で一定の一次圧を維持するための一次圧力手
段を有し、 搬送ガスの搬送圧源を有し、 分析物サンプルを容れたサンプル容器を搬送圧源又はチ
ャンバーと選択的に連通する搬送手段を有し、 １組の作動状態によりクロマトグラフィーシステムを操
作するための搬送手段と作用結合された制御手段を有
し、前記１組の作動状態は、順次に ａ）サンプル容器を搬送ガスで加圧するための加圧状
態、この状態では、サンプル容器は、容器圧を一次圧よ
りも高い出発圧にするために搬送圧源と連通している、
及び ｂ）搬送期間中容器圧により搬送ガス内の分析物サンプ
ルをサンプル容器からチャンバーに搬送するためのサン
プル搬送状態からなり、前記搬送期間とは、容器圧が出
発圧から低下する過程で、加圧及びキャリヤガス流の停
止に伴い、一次圧よりも高く維持される期間であり、そ
れにより分析物サンプルは、該搬送期間中時間との一次
関数的関係で一次圧により前記チャンバーを経て前記カ
ラム内に搬送されることを特徴とする、ガスクロマトグ
ラフィーシステム。 - 【請求項７】 搬送手段がサンプル容器を周囲大気に選
択的に連通させる手段を有し、かつ作動状態の組が更に
サンプル容器を周囲大気にガス抜きするためのガス抜き
状態を有し、該ガス抜き状態は搬送期間が終了すると開
始し、その際サンプル容器は周囲大気に連通され、サン
プル容器とチャンバーの間の連通は遮断され、キャリヤ
ガスは流動せしめられる、請求項６記載のシステム。 - 【請求項８】 搬送手段が大気に対して開放可能なガス
抜き導管を有し、搬送手段が搬送ガス又はチャンバーか
ら逆流したキャリヤガスから選択したフラッシュガスを
選択的に受け入れ、かつ作動状態の組が更に加圧状態の
前のスタンバイ状態を有し、該スタンバイ状態ではガス
抜き導管は開かれかつ搬送手段は、キャリヤガス又は搬
送ガスによりフラッシュされるべき搬送手段のためのフ
ラッシュガスを受け入れる、請求項７記載のシステム。 - 【請求項９】 更に制御手段と作用結合された搬送ガス
の搬送ガス源を有し、その際搬送圧は、搬送手段をフラ
ッシュするために搬送ガスに対するスタンバイ状態中の
一次圧よりも高くなるように前記制御装置により選択さ
れる、請求項８記載のシステム。 - 【請求項１０】 更に制御手段と作用結合された搬送ガ
スの搬送ガス源を有し、その際搬送圧は、搬送手段をフ
ラッシュするために逆流するキャリヤガスに対するスタ
ンバイ状態中の一次圧よりも低くなるように前記制御装
置により選択される、請求項８記載のシステム。 - 【請求項１１】 制御手段がクロマトグラフィーシステ
ムを各サイクルのために同じ又は異なったサンプル容器
で１組の作動状態により繰り返しサイクリングさせる、
請求項７記載のシステム。 - 【請求項１２】 カラム入口を有するガスクロマトグラ
フィーカラムと、キャリヤガス及びサンプルをカラム内
に中に注入するためのカラム入口と連通した、選択的に
キャリヤガス流及び搬送ガス流内の分析物サンプルを受
け入れるチャンバーを備えたインジェクタ手段と、キャ
リヤガス流を一定の流速でチャンバー内に流入させる手
段と、カラム入口で一定の一次圧を維持する一次圧力手
段と、搬送ガスの搬送圧源と、分析物サンプルを容れた
サンプル容器を搬送圧源又はチャンバーと選択的に連通
させる搬送手段とを有するガスクロマトグラフィーシス
テムに分析物サンプルを搬送する方法において、容器圧
が一次圧よりも高い出発圧になるように搬送圧源からの
搬送ガスでサンプル容器を最初に加圧するステップと、
搬送期間中出発圧が低下する過程で搬送ガス中に分析物
サンプルがサンプル容器からチャンバー内に容器圧によ
って搬送されるように、サンプル容器をチャンバーと連
通させるステップとからなり、前記搬送期間とは、容器
圧が出発圧から低下する過程で、加圧及びキャリヤガス
流の停止に伴い、一次圧よりも高く維持される期間であ
り、それにより分析物サンプルを、該搬送期間中時間と
の一次関数的関係で一次圧により前記チャンバーを経て
前記カラム内に搬送することを特徴とする、ガスクロマ
トグラフィーシステムに分析物サンプルを搬送する方
法。 - 【請求項１３】 更に、搬送期間が終了すると、サンプ
ル容器とチャンバーとの間の連通を遮断し、かつキャリ
ヤガスを流動させて、サンプル容器を周囲大気にガス抜
きを行う、請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 大気に対して開放可能なガス抜き導管
を有しており、加圧の前に前記ガス抜き導管を開き、搬
送手段を搬送ガス又はチャンバーから逆流するキャリヤ
ガスから選択したフラッシュガスでフラッシュする、請
求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 更に、搬送手段をフラッシュするため
のフラッシュガスのための搬送期間中の一次圧よりも高
い搬送圧を選択することよりなる、請求項１４記載の方
法。 - 【請求項１６】 更に、搬送手段をフラッシュするため
の逆流するキャリヤガスのための搬送期間中の一次圧よ
りも低い搬送圧を選択することよりなる、請求項１４記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US601795P | 1995-10-23 | 1995-10-23 | |
| US60/006,017 | 1995-10-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133668A true JPH09133668A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3725262B2 JP3725262B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=21718876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28113896A Expired - Fee Related JP3725262B2 (ja) | 1995-10-23 | 1996-10-23 | ガスクロマトグラフィーシステム又はガスクロマトグラフィーシステムに分析物サンプルを搬送する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5711786A (ja) |
| EP (1) | EP0770869B1 (ja) |
| JP (1) | JP3725262B2 (ja) |
| DE (1) | DE69637803D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8182768B2 (en) | 2003-04-14 | 2012-05-22 | Perkinelmer Las, Inc. | Interface assembly for pre-concentrating analytes in chromatography |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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