JPS5817364A - サンプル濃縮装置 - Google Patents

サンプル濃縮装置

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JPS5817364A
JPS5817364A JP57121957A JP12195782A JPS5817364A JP S5817364 A JPS5817364 A JP S5817364A JP 57121957 A JP57121957 A JP 57121957A JP 12195782 A JP12195782 A JP 12195782A JP S5817364 A JPS5817364 A JP S5817364A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶質の量を測定するガスクロマトグラフ゛す
よび表体クロマトグラフのごとき計測器へ導入する溶質
のサンプルを調製するためのサンプル濃縮装置に関する
。このような計測器では、各サンプル中の溶質がクロマ
トグラフィーのカラムの一端に入るとき、キャリヤー流
体の流れにサンプルを導入することにより相互に分離さ
れる。ガスクロマトグラフのキャリヤー流体は窒素のご
とき気体であり、また、液体クロマトグラフにおけるキ
ャリヤー流体はメチルアルコールのごとき液体である。
理想的な場合、各溶質はガウス分布を有する別個のピー
クの形でカラムの他端に現われる。カラムの出力部に結
合された検出器は、各ピークに含まれている物質特有の
強度に対応する電気信号を発生する。キャリヤー流体は
、サンプルに入っている溶質のいずれとも異なる特性の
強度を有するように選択される。キャリヤー流体だけが
検出器を流れるとき、その出力信号は”ベースライン”
と呼ばれるものである。そして溶質のピークが検出器を
通過するとその出力信号は、前記ベースラインの一方の
側または他方の側に対応するピーク値を形成する。サン
プル中の溶質の量が多ければ多いはと、信号ピークとベ
ースラインとの間の面積は大きくなる。したがってサン
プルに含まれる各溶質の肴は、信号ピークとベースライ
ンとの間の差を積分することにより決定される。
液体溶媒中の溶質の濃度が十分大きいとき、カラムに導
入されるサンプルは、溶媒から直接抽出することができ
るけれども、関与する溶質の量が微量である場合のサン
プル中の溶質の量は、検出器が有効な信号を発生するの
に必要な最すなわち最小検出可能量(MDQ)よりも少
ないかも知れない。関与する各溶質がMDQを越えるよ
うにサンプルの大きさを増加させることは、カラムを機
能不全にさせたり、さらKは無効にしたりする場合があ
る。たとえば、溶媒中にl ppbの濃度を有する溶質
の量を、MDQがlngの水素炎イオン化検出器で測定
する場合を説明する。前記の酸の溶質を与えるために1
 m/の溶媒が必要とされ、これは通常用いられる10
μlの最大サンプル敬より100倍も多い。したがって
、少なくともMD(1等しい溶質を有する許容量のサン
プルを生ずるように、溶質の濃度は少なくとも100倍
大きくしなければならない。使用される最大のサンプル
量は、しばしば僅か1μlであり、したがって濃縮10
00倍を必要とする。検出器が高品質の信号を発生する
ためKは、さらに高い濃度の溶質が望ましい。
生物に対して高度に鋭敏な化学物質は過去35年でます
ます増加し、それが工業と農業の実施により環境に入り
込み、そして飲料水中にまで流入してきた。前記の化学
物質としては炭化水素、塩素化有機溶剤、農薬、染料中
間体その他の物質が含まれる。飲料水中にこのような化
学物質がほんの少量でも含まれている場合の重大さと、
廃水が飲料水忙与える影響を調査するため忙、これら化
学物質を1 ppb程度の濃度で検出するような、廃水
分析の指針が米国連邦法令として1973年に公布され
た。さらに低濃度に対する関心もだされたが、ここでは
i pi)bが選ばれた。な藺なら、これは重大な欠点
があったとしても、既存の方法でできる最良のものだか
らである。
パージおよびトラップ 濃度i ppbの溶質を測定する米連邦の要請は、ヘル
ツ−(Bellar)とリヒテンバーグ(Lichte
nberg )により発表された1974年11月付論
文(EPA670/4−741009  の1パージお
よびトラップ”予備濃縮法(ガスクロマトグラフ分析を
後続させる)Kより、水中の1 pPbの水準にある揮
発性有機化合物を測定することが記載されている。この
゛   公開された技術的方法は、容器に5〜50m/
の水を入れ、次に予め定められた量の不活性パージ気体
をこれに通気させることである。典型的には、100m
/のヘリウムガスまたは窒素ガスがパージ気体として用
いられる。水中に通気させている間、パージ拳ガスは気
体中への“パージ可能な”溶質の動的分離を許容する。
これらの溶質は、気体により水溶液から運びだされ、そ
して最初の容器から出される。次に溶質を運んでいる気
体は、テナツクス拳ジー・シー(Tenax GC)の
ごとき多孔性吸着剤からなる充填床を通る。ここで、前
記Tenax GCは、ポリフェノキシエルテルポリマ
ーであって、オランダのエツカ・エヌ・ブイ社(Enk
a 。
N、V、)  の登録商標である。規定着の溶質が水か
ら分離され、そして前記充填床に吸着された後、気体流
はこの床を通り後方へ移動されてガスクロマトグラフの
カラムに直接導入される。この技術は、溶質の100〜
1000倍の予備濃縮をもたらす。
この方法の限界は、約150℃で沸騰する揮発性の水溶
性化合物だけが、効果的に予備濃縮されることである。
液−液 水のサンプル中の溶質を濃縮する最も一般的な方法は、
液−液抽出(これをLLEという)であり、さらに蒸発
操作を行うものである。このことは1977 年4月オ
ハイオ州シンシナティのイー・ピー・エイ環境モニタ及
びサポート研究室により発表された”主要汚染物質に対
する工業排出物のスクリーニングのためのサンプリング
と分析手順”に記載されている。この方法は、前記した
パージおよびトラップにより濃縮されない揮発性溶質を
濃縮する利点を有している。液−液抽出法では、水と不
混和性のeH2C/2 のごとき溶媒が、振盪または攪
拌により混合され、2相液系になるよ5に静置される。
水中の有機溶質は、水中よりも不混和性有機溶媒の方が
可溶性であるから、混合操作の間に有機溶媒の方へ水を
通って分配されてゆく。次に、有機溶媒は、水から人為
的に分離され、この手順が何回も繰り返される。抽出さ
れた有機溶質を含む有機溶媒の各部は次に一緒に混合さ
れる。典型的には、有機溶媒の容積は水の容積の約半分
であるから、溶質の100%が水を通って分配されるな
ら濃度ゲインは2となる。この濃度ゲインは非常に小さ
いので、有機溶媒は、クデルナーダニシュ装置のごとき
蒸発性濃縮機に入れられ、そして注意深く蒸発が行われ
て容積を約信俗に減じ、この時点で濃縮ゲイン600を
得る。
しかし、有機溶媒の最終容積は約0.50m/であるか
ら、ガスクロマトグラフに典型的に注入されるサンプル
1〜lOμlよりも50〜500倍大きい値となる。こ
のことは、サンプルが有機溶液の’150と塊oo  
との間のアリコニトで、それぞれ有効濃縮ゲインを12
および1.2まで減少せねばならないことを意味してい
る。濃度1 ppbの溶質を有する溶媒から、MDQ過
剰の溶質を有するサンプルを得ることは、大規模な蒸発
を必要とする。考えの上でこのことはできるが、ルーチ
ン分析を排除するために多くの時間を必要とする。
濃縮ゲインが小さすぎる事実に加え、この液−液抽出法
は、次の欠点を有している。(1)自動化が困難 (2
)アリコートのサンプル中に溶質の各種混合物がある 
(3)精度が初期容量と後期容量とに依存する (4)
最終溶媒中の溶質の回収が、操作者の技術や固有の溶媒
またはガラス器具の表面条件および周囲温度の安定性等
に依存する (5)蒸発中の溶質の損失 (6)蒸発中
の溶質の分解 (7)蒸発中に溶媒中の不純物が濃縮 
(8)有機溶媒に起因する大きな溶剤ピークおよび(9
)有機溶媒のための検出器の不適切な操作。
この方法は、アナリチカル・ケミストリイ(Anal。
Chem、)44,139(1972年)およびゼット
・アナリテイシュeケミエ(Z 、 Anal、Che
m、 )282゜331〜337(1976年)に記載
されている。これは分析すべき多量の水を、XAD−2
(これはペンシルバニア州フィラデルフィアのローン・
アンド・ハアスの商標)の固定固体相で充填されたカラ
ムに通し、有機溶質をトラップするようにしている。次
K、少量たとえば25m/の液体としてジエチルエーテ
ルをカラムに通じ、そして溶質を吸着させて濃縮ゲイン
約33を生じさせる。しかしながらこの場合も、最終段
階は蒸発を含み、そし°Cエーテルの容積を1m/まで
減じて濃縮ゲイン1000を得るようにする。ガスクロ
マトグラフにはアリコート・サンプルの1−10μlが
用いられるので(これは、それぞれ、最終エーテル濃縮
物の容量)”/1000  および1/1ooである)
、有効濃度はそれぞれ1および100に減少される。
したがって、10μl のサンプルを用いる計測器だけ
が、溶質i ppbの濃度を有する溶媒を分析するのに
用いられる。より大きな有効濃度は、より多量の蒸発に
より得られるが、正確に行うことは困難である。この方
法は、150℃以上で沸騰する溶質の濃縮を許容する点
でパージおよびトラップ法より優れているが、はとんど
全てその欠点も有している。
ツーバー法(Huber ) 高性能液体クロマトグラフ(HPLC)カラムを用いて
液体の微量成分を濃縮することは、オランダのアムステ
ルダムで1977年開催された「クロマトグラフにおけ
る進歩」の第12回国際シンポジウムで7−パー(Hu
ber)により論じられ、このことはジャーナル・オプ
ークロマトグラフイ第142巻、第765〜776頁(
1977年)K公表された。この方法では、溶質を含む
溶媒が、HPLCカラムを通るように圧送される。有機
溶質はカラム充填物により保持される。次に、これら溶
質に対する強力な溶媒が、カラムを通るようにポンプ送
りされて、溶質が溶媒の1前縁”で溶離するようになる
。この“前縁”は、少留分(約500μl)として選択
的に集められ、そして関与する溶質のほとんどが含まれ
る。
濃縮ゲインの2000 : 1は、この時点で蒸発を伴
うことなく達成されるが、溶媒の後期容量は約500t
xtになるので、サンプルは通常有効ゲインの付随的損
失のあるアリコート部分となる。しかしながら、この方
法は次の制限を有する。
1.濃縮ゲインは、効果的に集められる最小限の大きさ
の前轍留分により制限される。留分の大きさの制限は、
カラムの効率、カラムの末端取付/ 部に起因する末端効果および収集システムの精度と正確
度により決定される。
2、 サンプルは、分析のためガスクロマトグラフィに
注入しなければならない溶媒マトリックスに依然ある。
その結果として、溶媒ピークからのクロマトグラフ的干
渉がまだ存在する。
使用検出器のMDQをそれぞれが越えるこれらの方法に
よる所望の溶質の濃縮は、望ましくない溶質を濃縮する
欠点を有し、そし′C選択性の問題が増加する。カラム
から出る望ましくない溶質および検出器に入る望ましく
ない溶質のピークのある部分と、関心のもたれる溶質の
ピークのある部分とが重なり、これKよつ゛〔検出器か
らの電気信号は、所望の溶質と、所望でない溶質とから
の信号とな71゜このことは、所望の溶質により生ずる
ピークの面積を正確に測定することを困11にすも本発
明に従えば、溶質を保持すると共に溶媒を廃棄物へ流す
高性能液体クロマトグラフ用カラムのような第1のトラ
ップ手段へ液体溶媒を通す。
水溶媒中に含まれる溶質の分析では、粒径10±2μm
(7)リクo7−プ(L 1chrosorb  ) 
RP −8が充填された内径7fi、長さ3αのHPL
Cカラムを使用して良好な結果が得られた。所望の種類
の溶質を吸着し、そして所望されない溶質を通過させる
適当な固定相を有する液体クロマトグラフ用カラムを、
第1のトラップ手段として用いることにより選択性が向
上される。溶媒の最後の痕跡は、所望ならば乾燥不活性
ガスとして窒素を通じることにより、第1のトラップ手
段から除去される。選択性をさらに増加させるには、選
択された溶媒を第1のトラップ手段に通し、そして第1
のトラップ手段から所望されない種類の溶質を除去する
こと忙より達成される。また、第1のトラップ手段は、
所望される溶質をさらに捕捉するように同じ形式で少な
くとももう1つのトラップを含むことも可能であり、そ
れ&寥少なくとも1種類の異なる種類の溶質を保持する
異なる形式であってもよい。
臨界超過CO2のごとき臨界超過流体は、次に第1のト
ラップ手段をバックフラッシュするよ5に、?I媒とは
反対方向で第1のトラップ手段に通される。有効溶媒力
が調節され、そして第1のトラップ手段が、所望の溶質
の全ての種類またはいくつかの種類を選択的に運ぶと共
に、所望されない溶質をあとに残すよ5K、臨界超過流
体の可溶性パラメータを調節すれば、選択性の増加が達
成される。実際に臨界超過流体は、1種類またはそれ以
上の臨界超過ガスおよび1種類またはそれ以上の条件剤
を含んでもよい。
第1のトラップ手段から溶離する臨界超過流体は、次に
第2のトラップ手段に流れるっ第2のトラップ手段にお
ける圧力および/または温度が調節され、そして流体が
臨界超過か臨界未満かのいずれであっても、流体の有効
溶媒力を、第2のトラップ手段の有効溶媒力より小さく
する。第2のトラップ手段は、Tenax GCで充填
されたカラムから構成されてもよい。全ての溶質が、臨
界超過流体から離脱されるなら、これは、ガスの形式で
第2のトラップ手段から出るよlさせられる。
しかし、臨界超過流体が与えられた低圧力からガスに変
化するとき、離脱される溶質が所望されないときの圧力
は、第2のトラップ手段で最低圧力とされる。次に、ガ
スへの状態の変化は、トラップ手段の外部で行われる。
第2のトラップ手段は、各種の溶質を吸着するように様
々な物質で充填された一連のカラムまたは単一カラムか
ら構成されている。1つのカラム・トラップが用いられ
るなら、臨界超過流体は、ガスの形式でカラム・トラッ
プから駆逐されてもされなくてもよい。第2のトラップ
手段を通る臨界超過流体のポンプ送りが止まると、流体
に加わる圧力が下り、そのために第2のトラップ手段に
ある流体がガスに変化する。
この時点で、所望される溶質は第2のトラップ中で臨界
超過流体に含まれるべきでないが、所望されない溶質の
量は′無視できる。なぜなら、第2のトラップを通る臨
界超過流体の全体積に関する第2のトラップ手段の体積
が小さいからである、本発明は、濃縮をより大きく行い
、かつ大きな選択性を有することに加えて、前記した従
来技術の欠点を解消せんとするものである。全ての臨界
超過流体は終局型処蒸発され、そして第2のトラップ手
段から極低温のガス形式で逃げるので、全゛Cの所望の
溶質が溶媒なしの形式であとに残される。したがって、
第2のトラップ手段中の溶媒量を測定するか、またはそ
のアリコートの部分をサンプルとして用いる必要がある
。第2のトラップ手段に溶媒がないことは以下のことを
排除する。
(1)溶質の混合物が均質になること、(2)溶媒によ
り生ずるピーク、(3)溶媒の存在下で加熱されたとき
溶質に起きる化学変化。
さらK、未希釈の形で第2のトラップ手段に溶質が含ま
れている事実は、使用されるぺ*#媒の自由な選択を可
能にし、ガスクロμ外の他の方法たとえば液クロ、分光
光度計のためのサンプルを得ること、または補助的な微
分法(derivi tization )を用いるこ
とを可能とする。
本発明で得られる効果的な高度の溶質濃縮は、多量の溶
媒が第1のトラップ手段を通過する事実と、所望される
溶質が溶媒のない状態で第2のトラップ手段に残される
事実とにより生ずる。例を挙げると、検出器が溶tII
lngのMDQを有する場合、溶質が濃度1 ppbを
有する溶媒1rnI!だけが分析を行うのに必要である
。第1のトラップ手段は、水または他の流体ll中にあ
る全溶質を吸着するようにできるから、検出器に必要な
溶質1ngが、”/10”程度の溶質濃度に対し引き出
される。
環境上の水分析が、本発明の自然な用途であるけれども
、本発明は、他の水を基本としたサンプル・マ) IJ
ラックスたとえば尿、血清、血漿および血液の分析等に
適用され、そしてこれらに存在するであろう薬、薬代財
産物および有毒薬剤の量を測°定することができる。治
療学的薬監視の分野において、前記マトリックスは、溶
質のアセトフェナミンまたはセオフイリンと一緒にした
唾液、尿または血漿であり、両トラップは、HPLC逆
相形逆相形化力結合カラム、そして分析装置は、高性能
液体クロマトグラフ用カラムであり、紫外線可視検出器
を後続させる。製薬および薬剤の分野では、溶質、ビタ
ミンA、DおよびEが第1トラップ手段に流入される。
ここで前記第1トラップ手段は順相HPLCカラムで、
且つ非極性有機溶媒マトリックスから第2のトラップ手
段へ通じる順相カラムである。次いで、HPLC分析装
置または分析臨界超過流体クロマトグラフ(緻密ガスク
ロマトグラフと呼ばれることもある)へ送られる。
マトリックスが非極性有機溶媒であるとき、第1のトラ
ップ手段に対するシリカ、アルミナまたは木炭などの1
順相”固体カラム充填物による予備選択がなされ′、そ
して選択された分析測定装置に対する適当な第2のトラ
ップ手段で臨界超過流体による離脱を行な−ってアンラ
イ) (anlytes )の保持を与える。例えば石
油エーテルに溶存させた農薬残留汚染の食物からの抽出
物がある。典型的な溶質は、きのこにしばしばみられる
農薬メトキシクロールであり、そして測定装置は電子捕
獲形検出器を具えたガスクロマトグラフである。以下図
面により本発明を詳述する。
第1図は本発明の一実施例による液体溶媒の溶質を濃縮
するサンプル濃縮装置功ブロック図である。本装置は、
手動操作もできるが、自動操作することが好ましい。た
とえば、図示するように、マイクロ・プロセッサ20、
マルチ・プログラマ22およびステップモータの制御器
24により電子制御がなされる。
また、本装置は、既知流体の容量測定と送り出しを行う
吸入ポンプ26、前記吸入ポンプ26の流出入を方向づ
ける低圧弁28、溶媒、フラッシング流体または臨界超
過流体を通すべきか否かを決定するトラップT1の位置
決め用高圧弁30、および2方位弁32を含む。モして
2方位弁32が一方の位置にあるとき、臨界超過流体を
高圧ポンプ124から第2のトラップ手段T2へ方向づ
け、他方の位置にあるとき、流体がそれを通りガスクロ
マトグラフ34のカラムCへ導入される。
特に、吸入ポンプ26のシャフト38は、ステップモー
タM、の制御器24及びモータ駆動回路40からの制御
信号により段階的に回転される。
シャフト38は、直径方向に対向する突出部44および
46を具えたブロック42内のめねじ部(図示せず)と
螺合するねじ山を有している。前記突出部44および4
6は、ロッド48および50に滑合する開口部(図示せ
ず)を有している。なお、ロッド48および5oは、シ
ャフト38に平行であり、そして一端はモータM1の筐
体に固着され、他端は板52に固着されている。モータ
M1のシャフト38が回転すると、ブロック42は上方
向または下方向へ移動し、そしてブロック42の下側に
取付けられ、且つ板52の開口部(図示せず)を貫通し
゛〔いるピストン54を上昇または降下させる。ピスト
ン54は、板52の下側へ気密に固着されたシリンダ5
6内に挿通される。ピストン54およびシリンダ56の
下方端は、同じ形状、好ましくは円錐形状をし、そして
シリンダ56の下端には管路58がとり付けられており
、ピストン54がその最下端にあるとき、シリンダ56
内に入っている全ての流体は管路58に移される。ピス
トン54がその最下端に移動すると、スイッチ−1は、
突出部44により閉結されて、高電圧のディジタル信号
をマルチ・プログラマ22へ与える。
第1図に示した低圧弁28の概略上面図で、通路60は
半径方向の位置忙示され、管路58と半径方向の通路1
とを連通ずる。前記弁28の縦断面図を第1A図に示す
。通路60は回転されて、管路58と半径方向の通路1
〜12のいずれかとの間を連通させる。第1A図に示さ
れた圧縮空気の送風管路および各穫の電気的接続は、第
1図にも示されている同一の参照数字が付されている。
弁28の外形斜視図が第2図に示されている。
第1A図では、シリンダ56の下端が弁28の筐体頂部
と気密シールで当接し、そして頂部62に形成された円
錐状のキャビティ64と同軸状に配列されている。第1
図で述べた管路58は、円錐キャビティ64の尖端から
頂部62の軸線方向に延長し、そして弁ヘッド68の軸
線に沿って延長している通路66と連通している。弁ヘ
ッド68は、弁28の筒壁70内で回転するように装着
されている。前記通路66は、弁ヘッド68の半径方向
に沿った通路60と連通し、更に垂直通路72と連通し
ている。なお、前記垂直通路72は、弁ヘッド68の頂
部へ延長している。第1A図に示した頂部620半径方
向通路1および7は、第1図の半径方向通路1〜12の
一部であり、それは弁ヘッド68が正しい角度位置に回
転したとき、通路72にそれぞれ連通する下方向通路を
具えている。
前述のようにシリンダ56の内部は、弁ヘッド68を適
当な位置へ回転させることにより半径方向の通路1−1
2のどれかと管路58とを連通させる。このことは、ス
テップモータM2のシャフト74と弁ヘッド68の軸ス
テム68′とを連結具76で同軸状に連結する。ステッ
プモータM2は、ステップモータの制御器24に接続さ
れたモータ駆動回路78からの導線77に送りだされた
信号により付勢される。
筒壁70の下縁は、筒壁79の上縁に密着し、そして2
つの弁部分の間にキャビティを形成する。
筒壁79の底部は前記弁ステム68′に対する開口部を
有し、そしてシール80により密封されている。弁ステ
ム68′のための中央開口部を有する可撓性円形ダイヤ
フラム82は、ステ五68′に垂直な平面で前記キャビ
ティ内に装着されCいる。その外周は、前記筒壁の縁の
間に締付けられ−〔おり、そして弁ステム68′のため
の中央開口部を有する円板84が、前記ダイヤフラム8
2の上面に接着されている。弁ステム68′と円板84
との間の間隙は、シール86で密封されているので、ダ
イヤフラム82と筒壁79との間のキャビティの一部分
は気密になっている。玉軸受88は、円板84と弁ヘッ
ド68との間に適当な手段(図示せず)Kより装着され
、そしてコイル状圧縮ばね90が弁ステム68′の回り
で且つダイヤフラム82と筒壁79の底部との間に装着
されている。圧縮ばね90は、弁ヘッド68が弁頂部6
2に対して回転し得るのに十分な力を与える。
筒状スペーサ92は、縦壁79とステップモーII M
2の7ランジ94との間に装着されている。
上記の7ランジ94、縦壁79および7oをjj、If
Iするボルト96が弁頂部62のねじ部tこ螺合されて
組立体が構成される。
通路72と、これに゛連通している通路1〜12の下方
向通路との間の漏洩を防ぐためK、圧縮空気源97から
の低圧空気が管路98およびT字弁99(第1A、B図
参照)を介して、ダイヤフラム82と縦壁79の底部と
の間のキャビティに供給される。これはダイヤフラム8
2に圧力を力世そして弁ヘッド68を弁頂部62の下面
に対して押圧する。前記1字弁99は、図示したように
、筐壁79の底部を貫通して延長する管路100を具え
ている。第1B図に示したようKT字状の頂部101は
、T字弁99が内部リレー(図示せず)により一方の回
転位置に位置決め、されたとき空気源に連結され、そし
てリレーにより弁99がその他方の回転位置に位置決め
されたときは大気へ連通される。リレーの制御信号が、
マルチ・プログラマ22から導線102を経て弁28に
送られる。
弁ヘッド−68の回転位置を示す信号は次の手段で検出
される。すなわち、半径方向のスリット(図示せず)を
もつ円板103を弁ステム68′に装着し、そして該円
板103の一方の側に光ビーム源104を、他方の側に
光電セル104′  を対向配設する。この例では、光
源104とセル104′とが整合しており、そして弁ヘ
ッド68の通路72が半径方向の通路No、lと連通し
たことを指示する。セル104′ に生じた電気信号は
、デジタルの高電圧であり、そして導線105を経てマ
ルチ・プログラマ22へ送りだされる。
高圧の8位置弁30に関して、第1図の一部分を参照す
て述べると、該弁3oは、ある期間の間液体溶媒が通る
ように第1トラツプT!を所定の位置に位置決めし、そ
して他の期間の間臨界超過流体でパックフラッシュをす
るように他方の位置に位置決めする。弁3oについては
、第1図のブロック図と、第2図の物理的配置図とを参
照して説明する。弁30は、固定円板112と、これと
同軸状に対向配置された回転円板114とから成る。
8つの弁連結は、与えられた半径の円周で45°毎に固
定円板112を貫通する管路で行われるが、とこでは管
路8,1,2.3  および4だけが用いられる。前記
各弁連結の管路は、固定円板112の下方に延長してい
る端が漏斗状に形成されている。第1トラップT、は、
その端が固定円板114を貫通している管路116およ
び118へ連結され、そして管路116および118は
、前記漏斗状管路のいずれかの隣接対に連通されるよう
に位置決めされる。
固定円板112上の管路4は、圧力変換器119を介し
て、弁28における半径方向の管路1に連通しており、
また、管路3の上端は廃棄物へ連通する。
更に管路2の北端は2位置弁120を介して窒素(N2
)または他の不活性ガスのガ、!、源121に連通し、
また、管路1の上端は管路122を介して2位置弁32
の穴Aに連通し、そして管路8の上端は圧力変換器12
3を介して高圧ポンプ124の出力部へ連結されている
。前記高圧ポンプ124は、モータ制御器24からの信
号制御の下にモータ駆動回路126により付勢される。
前記圧力変換器119は、第1トラツプ′rIに加えら
れた圧力が大き過ぎるときに吸入ポンプ26のモータM
1の速度を減するものである。
回転円板1140回転は、駆動軸130に対し同軸的に
取付けられた中空管128を回転させるステップモータ
M3により達成される。モータM3はステップモータの
制御器24により制御される駆動回路129により付勢
される。更に詳述すれば、駆動軸130の上端は、滑動
嵌合部を有する管128内に装着され、そして半径方向
の突出部132を有している。前記半径方向の突出部1
32は、管128の長手方向に&って延長する*134
を摺動する。そしC駆動軸130の他端は、固定円板1
12の開口部136を[通して回転円板114の中央に
装着されている。回転円板114を回転させるに先立ち
、リレー138がマルチ・プログラマ22からの信号に
応答して付勢され、その結果、レバー140の一端が引
き上げられ、モして他端およびこれに枢着された駆動軸
130を下げる。このことは、回転円板114を下げ°
〔、管路116および118の上端を、固定円板112
の下方に延長している漏斗状の管路から十分離す。次に
モータM3により、回転円板114が所定の位置へ回動
される。そしてリレー138が解除されると、回転円板
114はレバー140に装着されたばね142により上
方向へ移動し、その結果管路116および118が上方
の漏斗状管路と係合する。次に前記回転円板114に設
けた突出部139が、弁支持用ブラケット(図示せず)
に装着されたマイクロスイッチ−2と係合し、そし°で
マイクロスイッチd2が閉じられてデジタルの高電圧信
号をマルチ・プログラマ22へ送り、回転位置を指示す
る。なお、マイクロスイッチd2は突出部139が固定
円板112の位置1に対向したときに閉じられるよう位
置決めされる。
高圧ポンプ124に対して2つのガス源がある。
第1ガス源144は2位置弁v1を介し“C高圧ポンプ
124に連結され、そして第2ガス源146は2位置弁
■2を介して前記ポンプに連結されている。
図示はしてないが、弁v1を通るガスはポンプ本体を冷
却するように送られる。温度計148はポンプ本体の温
度を検出し、そしてそれが0℃以上であることをiルチ
・プログラマ22に示せば、該プログラマ22は弁vI
 に開信号を送り、そして弁v2に閉信号を送る。弁■
1およびv2は、デジタル・ハイ信号がこれらに与えら
れ゛〔いるとき、低圧の圧縮空気源97から印加される
低空気圧力により開位置におかれ、そしてデジタル・ロ
ーの信号に応答し−〔閉位置におかれる。温度が0℃未
満に降下した後で、かつ、臨界超過流体が高圧弁30へ
供給されると、マルチ−プログラマ22は弁v2を開き
、そしてガス源146からのガスがポンプ124へ導入
される。圧力変換器123、マルチ・プログラマ22、
マイクロプロセッサ20.ステップモータの制御器24
およびモータ駆動回路126は、ポンプの送出圧力を所
定の値に保持するサーボループを形成する。前述の送出
圧力は、高圧ポンプ124から出る臨界超過流体がトラ
ップT1である種類の溶質を吸収し、そして他を吸収し
ないように選択される。
サンプル容器152から第1トラップT、 ヘサンプル
を入れるには、半径方向の通路2と連通している低圧力
弁28の通路60をまず位置決めし、そしてピストン5
4を上昇させて容器152からサンプル溶媒の所定量を
シリンダ56へ吸入するような方向にモータM1を回転
させる。次′に、回転円板114が回転して第1トラッ
プT、が固定円板112の管路4と3との間に連通する
ように位置決めする。そしてピストン54が降下すると
、キャビティ内の溶媒は管路58,66.60.72 
 および圧力変換器119を経由してトラップT、へ導
入される。ここで、トラップTIは溶質を吸収し、そし
て溶剤を廃棄物へと送りだす。
臨界超過流体でトラップT1をバックフラッシュするた
めには、ポンプ124が所定の圧力を生ずるように付勢
され、そして高圧弁30の回転円板114が回転されて
、トラップT、が管路8と1との間に位置決めされる。
かくして、ポンプ124から送出された臨界超過流体は
、トラップT1をバックフラッシュした後、管路122
を経て吸収する溶質を2位置・6穴弁32の穴Aへ移動
する。この際、マルチ・プログラマ22から導線154
に供給された信号により、2位置會6穴弁32は、点線
により連通される穴、すなわちAとB、CとD、EとF
の間を連通ずる位置に設定される。弁32は、弁vlお
よびv2と同様に導線154に導入された信号の制御の
下に給気源97からの低圧空気により作動される。
臨界超過流体は、穴Aから穴Bへ流れ、それから管路1
58を経て第2のトラップT2へ流れる。
この流れは、ノズル160を経てトラップ1゛2  に
入るとき、極く低温のガスに膨張して全ての溶質を放出
する。次にこれはトラップ’r2により吸収され、ガス
は管路162および穴E、Fを経て廃棄物へと流出する
う 溶質の量を測定するときは、トラップT2が管路158
と160との間に再連結され、そして弁32は導線15
4の信号に応答して実線により結合された穴同志を連通
する位置へ作動される。給気源164からのキャリヤガ
スは、管路166から穴りへ流れ、更に穴εへ進んだ後
、管路162を経てトラップT2へと流れる。このよう
にキャリヤガスがトラップT2をパックフラッシュする
と、キャリヤガスはこれから溶質を吸収し、そして管路
158を経て穴B4c運ぶが、穴Bは、穴Cに連結され
ているので、溶質を含むキャリヤガスは、溶質が管路1
68を経て所定の方法で電歇される分析装置34へ進む
。ここで前記トラップT2からの溶質を吸入するときは
、加熱により促進される。たとえば、マルチ・プログラ
マ22からの信号によりリレー172が付勢されて電気
ヒータ170が作動される。
そして加熱動作は、リレー178がマルチ・プログラマ
22からの信号により付勢されたとき、モータ176に
より駆動されるファン174の回転により促進される。
トラップT2の温度調節は、トラップT!に装着された
熱電対素子180、マルチ・プログラマ22、マイクロ
プロセッサ20およびリレー172,178を含むサー
ボループにより、ヒータおよび/またはファンを切換え
ることにより所定の値に保たれる。前記分析装置34は
、一般に溶質を相互に分離するためのカラムC1検出器
りおよび表示手段DSPを含み、更には積分器を設けて
もよい。
トラップT!″の性質は、溶質をトラップから移動させ
るのに用いられる媒体および使用される分析装置に依存
する。高性能液体クロマトグラフが分析装置として用い
られる場合に、たとえば移動を行うためにキャリヤー液
体が用いられるなら、トラップT2は前記第1トラツプ
′r重 と同様なHPLCカラムであり、この場合の給
気源164は液体を供給する。他方、キャリヤガスが、
溶質を移動させるように用いられるときのトラップは、
テナツクス(Tenax ) G C)ラップであり、
ファンおよびヒータが用いられる。
分離されたトラップT2を第2トラップ手段として用い
る代りに、トラップとしてGC,DGCまたはHPLC
カラムの入口部分を用いることも可能であり、この場合
の臨界超過流体から生ずるガスは、分析カラムを通らね
ばならない。
当業者に周知のように、HPLCカラムとGCカラムは
、その機能の点で相互に関連し、いずれもトラップTI
またはトラップT2として使用される。事実、両トラッ
プT、およびT2は同じでもよい。
プログラム 各種の操作が行われる順番は、次のシーケンス表に示し
てあり、そして実行すべき機能の定義は、プログラムに
組み入れた指令定義表に示しである。
例示すると、シーケンス表の第3段階は、吸入ポンプに
関する。パラメータ欄の°1”は、ピストンが上方向に
運動すべきことを示している。ノくラメータ第2欄の2
000は、容積が2000μlであるべきことを示し、
パラメータ第3欄は、流速がso、oooμ//min
 であるべきことを示し”Cいる。
異なる順序の指令を行う場合、メモリーに記憶したシー
ケンス表は変えられ、そしてこれを行う編集手段がプロ
グラムに入る。特定の指令に対しノ(ラメータを変える
ことも可能である。なお、プロゲラ4の一例を付表に示
す。
シーケンス表 2VALVE   2   2   0035YRNG
   1 2000 50000 04 VALVB 
  2   3   0  。
s 5YRNG   −120005000006VA
LVE   2   2   0Q75YRNG   
1 10000 50000 08VALVE   2
   1   009VALVE   1   4  
 00105YRNG   −11000050000
11VALVE   2   4   00125YR
NG   1 5000 50000 013VALV
B   2   1   00145YRNG   −
150005000015WAIT   5   0 
  0016VALVE   1   2   001
7VALVB   4   1   0 018WAI
T  300   0    。 。
19VALVE4   0   00 20VALVg   1   8   0021VAL
VE   3   1   0022PISS  50
00  600   0 023INJECO000 24VALl   3   0   0025TEMP
  600   0   0 026 WAIT  1
800   0   0 0(付表) プログラム例 I RWCALOULATORINITIALIZEs
 0PTION BASE 1 6 DIM G!(12)、AIr50)、B$r50
)、C3(50〕7 10BUFPERAsΦ l0B
(JFFBRBs8 DIM R$1”33)、F$(
6)、に$〔41)、DI$r36)9 K$=@LO
OPPRESSVALVESYRNG TgMPINJ
EOWAITSAMPL″ 10 INTEGERZ(200,5)、Dt(12)
11 SET TIfVIEOUT 10;10001
21000128ETTI;100013 F’$=” 14  ENABLE KB9225 17 ON TIMEOUT 7 GOTO90001
8ON TIMEOUT 10 GO’r090301
9 N=0 20 DI$=nJANFEBMARAPRMAYJU
NJULA(JGSFJPOC’l’N0VDECI+
21  FORI=I TO12f’tBAD Di(
I) 9NBXT  I 22  DATA 31,28,31,30,31,3
0,31,31,30゜31.30,31 23  FORx=t ’ro 12   READ 
C(I)9NEX’r  1 24  DATA O,,024363851,5,6
206931B−8,−3,8862562E−12 26DATA  3.91202082−17.0,3
9.448872、.024548362、−9.09
18433E−627DATA 3923.7725,
13.158.273.230  DrSP IIcN
’r訃24 HRTIME (HHMMSS)”;# 
INPLI’r 82 31 51=L   GO8UB 9650 @ IF
 51=OTHBN  30 32  T=3600*P1+60*P2+P333 
 DIflP IIENTERDATE (MMDD 
YY)11゜ωINPUT 92 34 51=2θGO8UB 9650 (21IF 
51=OTHEN  33 35  旧0φ FORにITOPI−1θ D−D+
DI(I)? NEXT  I 36  D=P3を1000+D+P237  DIS
P  ”PRESS  Ic0NTI  TOSET 
 TI  IIJEI38  PAUSE 39  SETTIME T、D@  GO8UB  
961040  GO8UB  7900 90  GO8UB  200 100  ON KEY$  1.”5TARTII 
 GOTO1000110ON  KEY#  2. 
嘗ILOAD”  GOTO2000120ON KE
Y# 3.”EDITII GOTO3000130O
N KEY# 4.”DISP” GOTO40001
40ON KEY# 5.IHELPI (30T05
000145  ON KEY# 6.”5TOREn
 GOTO6000148ON KEY+ 7.@MA
NUAL” GOTO300150ON KEY# 8
.”PRINTn GOTO4800160CLEAR
/2)KEY  LABEL170  GOTO170 200OFF  KEY#  1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)それを通過する溶液から溶質を吸着する第1トラ
    ップ手段と、前記第1トラップ手段を通過する溶液の予
    定量を送りだす手段と、第2トラップ手段と、前記溶液
    の溶解度パラメータを減少しそして第2トラツプにて前
    記溶質のいくつかを吸着するために、前記第1トラツプ
    を通過した臨界超過流体を第2トラツプに送りだす手段
    とから成るサンプル溶質の濃縮装置。
JP57121957A 1981-07-13 1982-07-13 サンプル濃縮装置 Granted JPS5817364A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28248281A 1981-07-13 1981-07-13
US282482 1988-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5817364A true JPS5817364A (ja) 1983-02-01
JPS648301B2 JPS648301B2 (ja) 1989-02-13

Family

ID=23081706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57121957A Granted JPS5817364A (ja) 1981-07-13 1982-07-13 サンプル濃縮装置

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JP (1) JPS5817364A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS608747A (ja) * 1983-06-29 1985-01-17 Morinaga & Co Ltd 超臨界流体を用いた分析装置
JPS6225855U (ja) * 1985-07-30 1987-02-17
JPS6258760U (ja) * 1985-09-30 1987-04-11
JPS63238308A (ja) * 1987-03-13 1988-10-04 ブルーム・エンジニアリング・カンパニー・インコーポレイテッド 放射チューブバーナーによる燃焼方法とそのバーナー

Cited By (5)

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JPH0445781B2 (ja) * 1983-06-29 1992-07-27 Morinaga Seika Kk
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JPS648301B2 (ja) 1989-02-13

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