JPH10104212A - クロマトグラフ用希釈インジェクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度の試料を希釈して分析を可能とするク
ロマトグラフ用希釈インジェクターおよびガスサンプラ
ーを提供する。 【解決手段】 クロマトグラフ用希釈インジェクター１
０は、計量管５内に注入した一定量の試料をカラムに導
入するクロマトグラフ用インジェクターであり、計量管
５の管の途中に、端部を排出口側に接続した分岐管６を
備えた構成とする。計量管５は、分岐管６を境として、
計量管５内の一部分を試料で満たし他の部分を洗浄液で
満たした状態とし、試料を洗浄液で希釈した希釈液をカ
ラムに導入する。これによって、試料の導入を行うイン
ジェクターにおいて高濃度の試料を低濃度に希釈し、ク
ロマトグラフによる分析を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クロマトグラフに
関し、特にクロマトグラフに試料を導入するインジェク
ターおよびガスサンプラーに関する。

【０００２】

【従来の技術】機器分析中の分離分析法としてクロマト
グラフ法が知られている。このクロマトグラフ法は、各
種の固体または液体を固定相とし、その一端より適当な
移動相とともに混合物試料を移動させ、各成分の固定相
への吸着性，分配係数の差異に基づいて移動速度の大小
によって各成分を分離する方法であり、移動相として気
体を使用するガスクロマトグラフや液体を使用する高速
液体クロマトグラフが知られている。

【０００３】一般に、クロマトグラフ装置は、成分の分
離を行うカラムと、移動相に試料を注入してカラムに導
入するインジェクターおよびガスサンプラーと、カラム
で分離した成分を検出する検出器を備えている。

【０００４】以下、ガスクロマトグラフおよび高速液体
クロマトグラフのインジェクターおよびガスサンプラー
について概略を説明する。図８，図９はガスクロマトグ
ラフのガスサンプラーの概略図である。図８，９におい
て、ガスサンプラーは、６方又はポートバルブのコック
２１に計量管２３，カラム２５および検出器２６を接続
するとともに、キャリヤガスと試料ガスを供給する。一
定量の試料ガスをサンプルとしてカラムに供給するに
は、まず図８において弁２２を開いて試料供給元から試
料ガスを計量管２３内に通す。計量管２３内が試料ガス
で満たれた後、図９示すように、弁２２を閉じ、コック
２１を切り換えてキャリヤガスを計量管２３に流して、
計量管２３内の試料ガスをカラム２５に送る。

【０００５】また、図１０，１１は高速液体クロマトグ
ラフのインジェクターの概略図である。図１０，１１に
おいて、インジェクターは、６方バルブのコック３１の
２つのポート（ポート番号１，４）の間にサンプルルー
プ３３が接続され、他のポート（ポート番号２，３）に
はポンプおよびカラムが接続されている。一定量の試料
をサンプルとしてカラムに供給するには、まず、図１０
において試料ビンから試料を吸引する前に流路を洗浄
し、その後コック３１を回転してポート番号の２と３お
よび６と１が導通する位置に切り換え、あらかじめシリ
ンジに吸引しておいた試料をサンプルループ３３内に吸
引する。次に、図１１において、コック３１を回転して
ポート番号の１と２および４，５と６が導通するように
切り換え、サンプルループ３３内の試料をポンプからの
移動相によってカラムに導入する。その後、流路の洗浄
を行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のクロマトグラフ
に用いるインジェクターを用いて高濃度の試料の分析を
行う場合、インジェクターに試料を注入する前に試料を
希釈したり、あるいは試料注入量を少量とする必要があ
る。通常、クロマトグラフ装置には、正確に分析を行う
ことができる試料濃度の範囲があり、その濃度範囲を超
える高濃度の試料については分析ができなくなる。

【０００７】クロマトグラフによる分析をサンプル場所
で行うような場合には、簡易なクロマトグラフ装置が必
要であり、試料を希釈する装置が使用でない場合もあ
る。このように、高濃度の試料に対して希釈や少量注入
を行うことが困難な場合には、試料の濃度がクロマトグ
ラフ装置の分析能力を超えるため分析が困難となるとい
う問題点がある。

【０００８】そこで、本発明は前記した従来のクロマト
グラフの問題点を解決し、高濃度の試料を希釈して分析
を可能とするクロマトグラフ用希釈インジェクターおよ
びガスサンプラーを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のクロマトグラフ
用希釈インジェクターおよびガスサンプラーは、計量管
内に注入した一定量の試料をカラムに導入するクロマト
グラフ用インジェクターおよびガスサンプラーにおい
て、計量管は管の途中に、端部を排出口側に接続した分
岐管を備えた構成とするものである。計量管は、分岐管
を境として、計量管内の一部分を試料で満たし他の部分
を洗浄液で満たした状態とし、試料を洗浄液で希釈した
希釈液をカラムに導入する。これによって、試料の導入
を行うインジェクターおよびガスサンプラーにおいて高
濃度の試料を低濃度に希釈し、クロマトグラフによる分
析を可能とする。なお、洗浄液として、キャリヤガスや
キャリヤ液等の移動相を用いることができる。

【００１０】本発明の第１の実施態様のクロマトグラフ
用希釈インジェクターは、第１コックと第２コックを備
え、第１コックの２ポート間に計量管を接続し、計量管
から分岐した分岐管の端部を第２コックを介して排出口
側に接続するものである。このクロマトグラフ用希釈イ
ンジェクターでは、分岐管の端部を止めることによって
分岐管への流れを止め、この状態で試料を導入して計量
管内を試料で満たしたす。この後、第１コックと第２コ
ックの切り換えて、分岐管の端部を開放して分岐管への
流れを許した状態とし、計量管内の一部分に試料を残留
させたまま、計量管の一方の端部から洗浄液を導入して
分岐管から排出させ計量管内の他方の部分を洗浄液で満
たす。これによって、計量管内には試料と洗浄液が、分
岐管の接続位置に応じた比率で存在し希釈が行なわれ
る。希釈した試料はカラムに送られて検出が行われる。

【００１１】本発明の第２の実施態様のクロマトグラフ
用希釈インジェクターは、複数本の分岐管を計量管の途
中に、希釈の程度に応じて位置をずらして接続するもの
である。複数本の分岐管の中から試料の希釈の程度に応
じた分岐管を選択する。これによって試料の希釈の程度
を変更することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。本発明のクロマトグラフ
用希釈インジェクターの一実施の形態について、図１に
示す概略ブロック図を用いて説明する。図１において、
インジェクター１０は第１コック１と第２コック２を備
え、第１コック１には計量管５が接続されるとともに、
ポンプおよびカラム（共に図示していてない）が接続さ
れ、第２コック２は排出口側に接続されている。コック
は、各ポート間の接続，分離を行う手段であり、例えば
６方又は６ポートバルブを用いることができる。

【００１３】以下、第１コック１として６ポートバルブ
を使用した場合について説明する。計量管５は一部にサ
ンプルループ３を備えた一定容量の管であり、第１コッ
ク１のポート番号１と４の間に接続する。計量管５は、
該管の途中部分の分岐部７に分岐管６の一端を接続し、
分岐部７の位置は試料の希釈の程度に応じて設定され
る。試料の希釈時には、ポート番号１と分岐部７との間
を試料で満たし、ポート番号４と分岐部７との間を試料
に代えて洗浄液等の希釈液で置換して満たす。従って、
試料の希釈の程度は、ポート番号１と分岐部７の間の長
さとポート番号４と分岐部７の間の長さとの比によって
定められる。これによって、本発明のクロマトグラフ用
希釈インジェクターおよびガスサンプラーは、所定量の
試料のサンプと、試料の希釈の２つの作用を一つの計量
管で行うことができる。

【００１４】なお、希釈液は洗浄液を利用することがで
き、希釈を行うとともに管内の洗浄を行うことができ
る。また、洗浄液としては、キャリヤガスやキャリヤ液
等の移動相を用いることができる。

【００１５】第１コック１のポート番号２にはポンプが
接続され、また、ポート番号３にはカラムが接続され、
ポンプから注入した洗浄液によって計量管内の試料をカ
ラムに送り出す。また、第１コック１のポート番号４は
ニードルポート４として使用され、シリンジ等から試料
を計量管５内への注入を行う。

【００１６】第２コック２には、第１コック１のポート
番号６と分岐管の他方の端部が接続され、ポート番号６
を通して試料を排出することにより計量管５内への試料
の注入を行い、分岐管６を通して希釈液を排出すること
により計量管５内への希釈液の注入を行う。なお、第２
コック２は、第１コック１と同様に６ポートバルブを用
いることも、４ポートバルブを用いることもできる。

【００１７】次に、図２〜図４を用いて本発明のクロマ
トグラフ用希釈インジェクターの動作について説明す
る。図２は試料を計量管内へ注入する工程を説明するた
めのインジェクターの動作図であり、図３（ａ），図３
（ｂ）は洗浄液を計量管内へ注入する工程を説明するた
めのインジェクターの動作図であり、図４（ａ），図４
（ｂ）は希釈した試料をカラムに導入する工程を説明す
るためのインジェクターの動作図である。なお、図２〜
４中の図中の破線および矢印は試料の動きを示し、白黒
および白抜きの太線，矢印は洗浄液の動きを示してい
る。

【００１８】はじめに、試料を計量管内へ注入する工程
を説明する。図２は計量管５内に試料を注入する工程を
示している。まず、第１コック１のポート番号の６と１
が導通する位置に切り換え、ポート番号の４のニードル
ポート４から試料を注入する。注入された試料は、サン
プルループ３を含む計量管５内を満たす。さらに注入さ
れた試料は、ポート番号の６と１を通って第２コック２
を介して排出される。このとき、第２コック２において
分岐管６の排出側の端部を閉じておくことにより、分岐
部７から分岐管６内への試料の導入は行われない。

【００１９】次に、洗浄液を計量管内へ注入する工程を
説明する。図３（ａ），図３（ｂ）は、計量管内の試料
を希釈するために洗浄液を注入する工程を示している。
前記工程で計量管５内を試料で満たした後、図３（ａ）
において第１コック１のポート関係はそのままとし、第
２コック２のポート位置を切り換えて分岐管６と排出口
側に接続し、ポート番号の４のニードルポート４から洗
浄液（白黒の太線）を注入する。注入された洗浄液は、
充填されていた試料を分岐部７から分岐管６を通して排
出口側に押し出し、代わって計量管５内を満たしてい
く。このとき、ポート番号６と接続している第２コック
２側は止められているため、計量管５内で分岐部７とポ
ート番号１との間に充填されている試料は流出すること
なくそのままの状態を保持する。

【００２０】図３（ｂ）は、さらに洗浄液を注入した状
態を示している。計量管５内に注入され計量管５を移動
した洗浄液は分岐部７に到達すると、分岐管６を通って
第２コック２側に流れ、排出が行なわれる。これは、ポ
ート番号６と接続している第２コック２側が止められて
いるため、分岐部７よりポート番号１側には洗浄液が流
入しないためである。これによって、計量管５におい
て、分岐部７とポート番号１との間は試料で充填され、
分岐部７とポート番号４との間は洗浄液で充填されるこ
とになる。

【００２１】従って、洗浄液が分岐部７に到達したと
き、計量管５内に保持される試料の量は、計量管５の分
岐部７の位置に応じた比率で減少することになり、前記
比率で洗浄液と混合して希釈が行われる。なお、この洗
浄液の注入は、試料の希釈を行うとともに、ポート番号
４と分岐部７との間の計量管５内の洗浄も行うことにな
る。

【００２２】次に、図４を用いて希釈した試料をカラム
に導入する工程を説明する。図４（ａ）において、第２
コック２を切り換えて分岐管６を排出口側に接続した
後、第１コック１のポート番号の１と２，および３と４
が導通する位置に切り換え、ポート番号の４に接続した
ポンプから移動相（図中の白抜きの太線および矢印）を
注入し、計量管５内の試料および洗浄液をポート番号３
を通してカラムに導入する。

【００２３】ポンプからポート番号の４を通して移動相
を計量管５内に導入すると、計量管５内の試料および洗
浄液は、分岐管６に流れることなくカラム側に移動す
る。これは、分岐管６の端部が第２コック２において止
められているためである。さらに、移動相の注入を続け
ることによって、カラム内には洗浄液で希釈された試料
の導入が行われる。このとき、ポンプから注入する移動
相は、計量管５内の試料をカラムに送るとともに洗浄を
行うことになる。

【００２４】次に、本発明のクロマトグラフ用希釈イン
ジェクターの他の実施形態について図５，図６を用いて
説明する。図５に示す他の実施形態は、計量管に複数本
の分岐管を設け、これによって、希釈の程度を変更する
ことができるものである。図５は２本の分岐管を接続し
た構成を示している。分岐管６ａおよび分岐管６ｂは、
それぞれ計量管５の分岐部７ａおよび分岐部７ｂに接続
され、各端部は第２コック２ａおよび第２コック２ｂに
接続する。分岐管６ａと分岐管６ｂの選択および試料，
洗浄液の注入は、第２コック２ａおよび第２コック２ｂ
の切り換えによって行うことができる。

【００２５】例えば、分岐管６ａを使用する場合には、
第２コック２ｂを閉じて分岐管６ｂ側への流れを止め、
逆に分岐管６ｂを使用する場合には、第２コック２ａを
閉じて分岐管６ａ側への流れを止めるコック操作を行
う。使用する分岐管を選択した後、前記した操作と同様
にして、試料の希釈およびカラムへの導入を行う。

【００２６】試料の希釈の程度は、分岐管６の計量管５
への接続位置によって変更することができる。図６は、
本発明のクロマトグラフ用希釈インジェクターの希釈率
の変更を説明するための図である。本発明のインジェク
ターの希釈率は、分岐部で分けられる計量管の長さの比
で決定される。ここでは、図６に示すように、分岐部と
してａ，ｂ，ｃ，ｄの４つの場合を示し、計量管中の試
料と洗浄液の長さの比を数字（全量を１０とする）で示
している。また、図６中の破線は計量管中の試料を示
し、白黒の太線は洗浄液を示している。

【００２７】図６（ｂ）は、分岐管を用いない場合を示
しており、ポート番号１と４の間の計量管５内は全て試
料で充填される。これに対して、図６（ｃ）は分岐管と
してａを選択した場合を示しており、ポート番号１と分
岐部ａの間の計量管５内は試料で充填され、分岐部ａと
ポート番号４の間の計量管５内は洗浄液で充填される。
このとき、ポート番号１と分岐部ａの間の長さと分岐部
ａとポート番号４の間の長さの比を１対９とすると、試
料は１０倍に希釈されることになる。

【００２８】また、図６（ｄ）は分岐部としてｂを選択
した場合を示している。前記と同様に、計量管５内は試
料と洗浄液で充填され、ポート番号１と分岐部ａの間の
長さと分岐部ａとポート番号４の間の長さの比を２対８
とすると、試料は５倍に希釈されることになる。以下、
図６（ｅ），（ｆ）は、同様に分岐部としてｃ，ｄを選
択した場合を示し、それぞれ試料は１０／３倍，１０／
４倍に希釈されることになる。この分岐管の設置本数お
よび希釈率は任意に設定することができる。

【００２９】なお、分岐部において、例えば図３（ｂ）
等の工程において移動する洗浄液と停滞中の試料とが接
触するが、計量管５の径は０．１ｍｍ程度の細い管であ
るため、洗浄液による試料の希釈は無視できる程度であ
る。

【００３０】図７は従来のインジェクターと本発明のイ
ンジェクターとの比較結果であり、図７（ａ）は従来の
インジェクターを用いた分析結果であり、図７（ｂ）は
本発明のインジェクターを用いて、同じ試料について約
１０倍に希釈した場合の分析結果であり、フッ素イオ
ン，塩素イオン，亜硝酸イオン，硝酸イオン，および硫
酸イオンについて従来の方法でそれぞれ１００ｐｐｍの
濃度に対して、本発明のインジェクターを用いた希釈法
では、それぞれ８．４ｐｐｍ，９．９ｐｐｍ，１０．０
ｐｐｍ，１０．３ｐｐｍ，１０．８ｐｐｍの結果を得
た。

【００３１】本発明の実施形態によれば、インジェクタ
ーを希釈装置として使用することができ、希釈装置を用
いることなく高濃度の試料の分析を行うことができる。
これによって、簡易なクロマトグラフ装置による測定の
利用範囲を拡大させることができる。また、分岐管の選
択によって希釈倍率の変更を行うこともできる。

【００３２】本発明の実施形態によれば、試料の希釈を
洗浄液の混合により行うことにより、希釈溶媒を使用す
るとなく希釈を行うことができる。本発明の実施形態に
よれば、インジェクターのみの交換によって、従来のク
ロマトグラフの分析方法に適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクロマト
グラフ用希釈インジェクターおよびガスサンプラーによ
れば、高濃度の試料を希釈して分析を可能とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクロマトグラフ用希釈インジェクター
の一実施の形態を説明するための概略ブロック図であ
る。

【図２】試料を計量管内へ注入する過程を説明するため
のインジェクターの動作図である。

【図３】洗浄液を計量管内へ注入する工程を説明するた
めのインジェクターの動作図である。

【図４】希釈した試料をカラムに導入する工程を説明す
るためのインジェクターの動作図である。

【図５】本発明のクロマトグラフ用希釈インジェクター
の他の実施の形態を説明するための概略ブロック図であ
る。

【図６】本発明のクロマトグラフ用希釈インジェクター
の希釈率の変更を説明するための図である。

【図７】従来のインジェクターと本発明のインジェクタ
ーとの比較結果である。

【図８】従来のガスクロマトグラフのガスサンプラーの
概略図である。

【図９】従来のガスクロマトグラフのガスサンプラーの
概略図である。

【図１０】従来の高速液体クロマトグラフのインジェク
ターの概略図である。

【図１１】従来の高速液体クロマトグラフのインジェク
ターの概略図である。

【符号の説明】

１…第１コック、２，２ａ，２ｂ…第２コック、３…サ
ンプルループ、４…ニードルポート、５…計量管、６，
６ａ，６ｂ…分岐管、７，７ａ，７ｂ…分岐部、１０…
インジェクター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計量管内に注入した一定量の試料をカラ
   ムに導入するクロマトグラフ用インジェクターおよびガ
   スサンプラーにおいて、前記計量管は管の途中に、端部
   を排出口側に接続した分岐管を備えたことを特徴とする
   クロマトグラフ用希釈インジェクターおよびガスサンプ
   ラー。