JPWO2014041597A1 - ガスクロマトグラフ装置 - Google Patents
ガスクロマトグラフ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014041597A1 JPWO2014041597A1 JP2014535248A JP2014535248A JPWO2014041597A1 JP WO2014041597 A1 JPWO2014041597 A1 JP WO2014041597A1 JP 2014535248 A JP2014535248 A JP 2014535248A JP 2014535248 A JP2014535248 A JP 2014535248A JP WO2014041597 A1 JPWO2014041597 A1 JP WO2014041597A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- column
- line
- heating member
- separation column
- gas chromatograph
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/30—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
- G01N30/16—Injection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/50—Conditioning of the sorbent material or stationary liquid
- G01N30/52—Physical parameters
- G01N30/54—Temperature
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/30—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
- G01N2030/3007—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature same temperature for whole column
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/30—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
- G01N2030/3046—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature temperature control of column inlet
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/30—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
- G01N2030/3084—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature ovens
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
ガスクロマトグラフ装置は、試料導入部、検出器、分離カラム及び試料導入部と分離カラムとの間及び試料導入部と検出器との間を接続するトランスファーラインを備えている。さらに、分離カラムの温度調節を行なうカラム温調部と、トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部が設けられている。ライン温調部は、発熱体を有しトランスファーラインに対して一方向側から接するヒートブロック及びトランスファーラインに他方向側から接してヒートブロック側へ押し付ける押さえ部材を備え、ヒートブロックと押さえ部材でトランスファーラインを挟持する構造となっている。
Description
本発明は、試料導入部、分離カラム及び検出器を備えたガスクロマトグラフ装置に関するものである。
ガスクロマトグラフは、一般的に試料ガスを導入するガス導入部、試料ガスを成分ごとに分離する分離カラム、分離した試料成分を検出する検出器及びオーブンを備えている。オーブン内には分離カラムとともに試料導入部と分離カラムとの間を接続する配管や分離カラムと検出器との間を接続する配管が収容されそれらの温度が調節されていた。オーブンはヒータとファンを備え、ヒータで加熱した空気をオーブン内で循環させることによりオーブン内を均一に加熱する熱対流式のオーブンである。
従来のガスクロマトグラフ装置の一例を図8を用いて説明する。オーブン74の上部に試料導入部60及び検出器64が取り付けられており、オーブン74の内部には、分離カラム62のほか試料導入部60と分離カラム62を接続するキャピラリ66が収容されている。
キャピラリ66はコイル状部分68を備えており、コイル状部分68はガードカラム又はリテンションギャップを構成している。ガードカラムとは不純物や高沸点成分による分離カラムの汚染を防ぐ目的で試料導入部と分離カラムの間に挿入されるものである。ガードカラムは液相の有無は問われないが、流路長さが0.5〜5m程度必要であるとされている。ガードカラムは汚染の進行度によって交換したり一部切断したりする必要がある。リテンションギャップとは、試料導入法としてオンカラム法又はスプリットレス法を用いた場合に、サンプルの注入量の多さに起因して発生するピーク成分の広がりや1成分のピークの分割を防ぐために試料導入部と分離カラムの間に挿入されるものである。リテンションギャップとしてのキャピラリは液相をコーティングしていない不活性化キャピラリである必要があり、流路長さも一般的に0.5〜5m程度必要であるとされている。
図8のように、試料導入部と分離カラムの間にガードカラムやリテンションギャップが設けられている場合には、それらは分離カラムとともにオーブン内に収容され、分離カラムとともに同一の温度調節がなされるようになっていることが一般的であった。
上記のガスクロマトグラフ装置の問題点として、熱対流オーブンの熱容量の大きさに起因する分離カラムの昇降温速度の遅さと消費電力の大きさが挙げられる。この問題点を解決する方法の一つとして、例えば電熱線を分離カラムに巻きつけるなどして、分離カラムをオーブンよりも熱容量の小さい別の機構によって温度調節することが提案されている(特許文献1参照。)。この方法では、分離カラムは電熱線が巻かれた状態で個別の容器に収容されてカラムモジュールとしてオーブンの外側に配置されるため、加熱対象の熱容量が小さくなり、分離カラムを高速で昇降温させることが可能となり、分離カラムの温度調節の応答性が向上するとともに分離カラムを昇降温させるための消費電力が小さくなる。
しかし、提案の方法では、ガス化された試料が配管の内壁等に吸着することを避けるために、試料導入部と分離カラムの間や分離カラムと検出器の間を接続するトランスファーラインをオーブン内に収容して分離カラムとは別に温度調節を行なう必要があり、熱対流オーブンの存在により消費電力を小さくするには限界がある。また、試料導入部と分離カラムの間にガードカラムやリテンションギャップを挿入する場合はそれらが熱対流オーブン内に収容される。そうすると、ガードカラムやリテンションギャップを昇温する必要がある場合は、実質的な昇温速度は熱対流オーブンの昇温速度で決まり、分離カラムを熱対流オーブン内に収容した場合に比べて温度調節の応答性の向上や低消費電力化が図れているとは言いにくい。
また、上記提案の方法のカラムモジュール内において、キャピラリにヒータが巻き付けられた構成の場合はキャピラリの一部を切断することは困難なため、カラムモジュール内にガードカラムやリテンションギャップを収容すると、ガードカラムやリテンションギャップが汚染されたときに交換や一部切断といった処置をすることは難しい。そのため、特許文献1では、カラムモジュールとは別にオーブンを設け、そのオーブン内にガードカラムやリテンションギャップを収容している。
ガードカラムやリテンションギャップの温度調節を容易にするために、ガードカラムやリテンションギャップとして分離カラムチップ(例えば溝を掘ったシリコンとガラスを貼り合わせてカラムとなる流路を形成したプレート)を使用することも考えられるが、この場合も分離カラムチップの内部流路の一部を切断するということができないため、ガードカラムやリテンションギャップが汚染されても交換や一部切断といった処置をすることができない。
また、別の方法として、トランスファーラインを構成するキャピラリの周囲をヒータの設けられたジャケットで覆い、ジャケット内の空気をヒータで加熱することによってキャピラリを加熱することが提案されている(特許文献2参照)。この方法では、加熱対象空間をオーブンよりも小さくすることができるため、加熱対象の熱容量が小さくなり、キャピラリの昇温速度の向上を図ることができる。そして、ジャケットの一部を取り外すことで、ガードカラムやリテンションギャップの交換や一部切断といった処置をすることも可能である。
しかし、キャピラリ(ガードカラムやリテンションギャップ)の長さが長くなった場合、キャピラリを覆うジャケットの鉛直方向の長さが長くなってジャケットの内側の空間に鉛直方向の温度勾配が生じるため、キャピラリ全体を均一に加熱することは困難である。また、ガードカラムなどを交換したときに、キャピラリのコイル状部分が毎回同じ高さの位置に配置されることが保証されないため、キャピラリにおける温度分布の再現性も保証されない。キャピラリの温度分布に再現性がないと、キャピラリをキャリアガス及びサンプルが通過するのに要する時間にも再現性がなくなり、得られるクロマトグラムにも再現性がなくなる。
また、キャピラリの一部がジャケットに接触していると、キャピラリのジャケット接触部分と非接触部分とで温度差が顕著になってしまうため、キャピラリがジャケットに接触しないようにジャケットの内側にある程度の広さの空間を確保しておく必要がある。そのため、ジャケットの内側の空間を小さくするのに限界があり、キャピラリの昇温速度の向上に限界がある。
そこで、本発明は、分離カラム及びトランスファーラインの温度制御の応答性を高めるとともに分離カラムの昇降温に必要な消費電力を低減することを目的とするものである。
本発明にかかるガスクロマトグラフ装置は、試料導入部と、検出器と、分離カラムと、試料導入部と分離カラムとの間及び試料導入部と検出器との間を接続するトランスファーラインと、分離カラムに接して分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、トランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱するライン加熱部材及びトランスファーラインのライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたものである。
本発明のガスクロマトグラフ装置では、カラム加熱部材を備えたカラム温調部と、ライン加熱部材とライン押さえ部材の間にトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えているので、分離カラムを昇温する際の加熱対象の熱容量が熱対流オーブンよりも小さくなり、分離カラムの昇降温の応答性の向上と分離カラムの昇温時の消費電力の低減を図ることができる。ライン温調部によってトランスファーラインの昇温を迅速に行なうことができるので、オーブンによりトランスファーラインの温度調節を行なう場合に比べて昇降温の迅速化と消費電力の低減を図ることができる。
さらに、本発明は、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持する構造であり、電熱線などのヒータをトランスファーラインに巻き付ける構造ではないため、ガードカラムやリテンションギャップを設ける場合にも、コイル状に巻かれたキャピラリからなるガードカラムやリテンションギャップをライン温調部内に配置することが可能であり、ガードカラムやリテンションギャップの交換や一部切断を行なうことができる。
さらに、本発明は、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持する構造であり、電熱線などのヒータをトランスファーラインに巻き付ける構造ではないため、ガードカラムやリテンションギャップを設ける場合にも、コイル状に巻かれたキャピラリからなるガードカラムやリテンションギャップをライン温調部内に配置することが可能であり、ガードカラムやリテンションギャップの交換や一部切断を行なうことができる。
本発明のガスクロマトグラフ装置において、ライン押さえ部材はトランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱する加熱部材であってもよい。トランスファーラインを2つの加熱部材で挟持することにより、トランスファーラインの加熱効率を向上させることができる。
また、ライン押さえ部材が柔軟性をもつ断熱部材であってもよい。柔軟性をもつ断熱部材でライン加熱部材にトランスファーラインを押し付けることで、ライン加熱部材からの熱を周囲へ発散させることなくトランスファーラインに効率よく伝えることができるので、トランスファーラインを高効率に加熱することができ、トランスファーラインの昇温の応答性を高めることができる。熱源をもつ加熱部材が一つでよいので、ライン押さえ部材も加熱部材で構成した場合に比べて消費電力が低減されるという利点もある。
ライン押さえ部材を断熱部材で構成した場合、トランスファーラインの加熱時にライン加熱部材側と断熱部材側との間に温度差が生じ、トランスファーラインに温度分布が生じることが考えられる。そこで、好ましい実施態様の一つとして、トランスファーラインとライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材を介在させ、さらにその熱伝導性部材の一部をライン加熱部材に接触させることが挙げられる。これにより、ライン加熱部材の熱を熱伝導性部材を介して断熱部材側に伝えることができ、ライン加熱部材側と断熱部材側との間の温度差を緩和することができる。
上記熱伝導性部材の一例としてアルミニウム箔を挙げることができる。
カラム加熱部材とライン加熱部材は共通のヒートブロックにより構成してもよい。そうすれば、装置を構成する部品点数を減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
上記の場合において、カラム温調部が、分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えているときは、カラム押さえ部材とライン押さえ部材も共通のヒートブロックで構成することができる。そうすれば、装置を構成する部品点数をさらに減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
カラム温調部が、分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えている場合において、カラム押さえ部材とライン押さえ部材を柔軟性をもつ共通の断熱部材で構成してもよい。これにより、装置を構成する部品点数をさらに減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
また、カラム加熱部材とライン加熱部材を間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化してもよい。そうすれば、トランスファーラインと分離カラムの温度調節を個別に行なうことができるようになり、トランスファーラインの温度を一定温度に維持した状態で分離カラムのみ昇降温させて分析するなど分析の自由度を高めることができる。
上記の場合において、カラム温調部が分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えているときは、カラム押さえ部材とライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成することができる。これにより、装置を構成する部品点数を減らして装置構成を簡単にしながらもトランスファーラインと分離カラムの温度調節を個別に行なうことができる。
ライン加熱部材のトランスファーラインと接する面には、トランスファーラインと試料導入部を接続する接続部材及びトランスファーラインと検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられていることが好ましい。そうすれば、接続部材の温度をトランスファーラインの温度とともにライン温調部で調節することができる。そして、接続部材をライン加熱部材の凹部に嵌め込んで保持するようにすることで、接続部材をライン加熱部材によって効率よく加熱することができ、接続部材が他の部分よりも温度の低い冷点となることを防止できる。
上記の場合において、試料導入部、検出器及びライン加熱部材を保持する筐体が設けられているときは、ライン加熱部材は凹部の設けられている部分が着脱可能になっていることが好ましい。そうすれば、トランスファーラインをライン温調部から取り外す際に、ガスクロマトグラフ装置の筐体に試料導入部、検出器及びライン加熱部材が保持された状態でも、ライン加熱部材の凹部の設けられている部分を取り外すだけで接続部材を表面に露出させることができ、接続部材を構成するナットの締結や取外しが可能となる。
また、カラム加熱部材の分離カラムに接する面に分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられていることが好ましい。そうすれば、カラム加熱部材による分離カラムの加熱効率を向上させることができる。
ガスクロマトグラフ装置の一実施例について図1A及び図1Bを用いて説明する。
この実施例のガスクロマトグラフ装置は試料導入部2、分離カラムチップ10、検出器18のほか、試料導入部2と分離カラムチップ10の間を接続するキャピラリ6及び分離カラムチップ10と検出器18の間を接続するキャピラリ16を備えている。以下、キャピラリ6及び16はトランスファーラインを構成する。分離カラムチップ10はチップと称される基体内に分離カラムとなる流路および固定相が形成された平板形状の部材である。分離カラムチップ10の一平面側に分離カラムの一端に通じる入口側接続部12、分離カラムの他端に通じる出口側接続部14が設けられている。
この実施例のガスクロマトグラフ装置は試料導入部2、分離カラムチップ10、検出器18のほか、試料導入部2と分離カラムチップ10の間を接続するキャピラリ6及び分離カラムチップ10と検出器18の間を接続するキャピラリ16を備えている。以下、キャピラリ6及び16はトランスファーラインを構成する。分離カラムチップ10はチップと称される基体内に分離カラムとなる流路および固定相が形成された平板形状の部材である。分離カラムチップ10の一平面側に分離カラムの一端に通じる入口側接続部12、分離カラムの他端に通じる出口側接続部14が設けられている。
なお、この実施例及び以下の実施例では、分離カラムとしてチップ状に形成された分離カラムチップが使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャピラリカラムがコイル状に巻かれて形成されたものを分離カラムとして使用するものであってもよい。
試料導入部2の接続部4にキャピラリ6の一端が接続され、分離カラムチップ10の入口側接続部12にキャピラリ6の他端が接続されている。分離カラムチップ10の出口側接続部14にキャピラリ16の一端が接続され、検出器18の接続部20にキャピラリ16の他端が接続されている。接続部4、12、14及び20はそれぞれキャピラリ6,16の端部にかしめられたフェルル及びそのフェルルを固定するためのナットにより構成されている。フェルルやナットは接続部材を構成している。
キャピラリ6はコイル状に巻かれた部分(以下、コイル状部分)8を備えている。コイル状部分8はガードカラム又はリテンションギャップを構成している。
キャピラリ6はコイル状に巻かれた部分(以下、コイル状部分)8を備えている。コイル状部分8はガードカラム又はリテンションギャップを構成している。
試料導入部2の接続部4、キャピラリ6,16、分離カラムチップ10及び検出器18の接続部20はヒートブロック22とヒートブロック30の間に挟持されている。ヒートブロック22と30は例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料からなる板状部材である。ヒートブロック22にはヒータ32及び温度センサ33が埋設されており、ヒートブロック30にはヒータ34及び温度センサ35が埋設されている。ヒータ32は温度センサ33の検出温度に基づいて、ヒータ34は温度センサ35の検出温度に基づいて、それぞれフィードバック制御される。
この実施例では、ヒートブロック22がカラム加熱部材及びライン加熱部材を構成し、ヒートブロック30がカラム押さえ部材及びライン押さえ部材を構成している。ヒートブロック22と30はトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部を構成するとともに分離カラムチップ10の温度調節を行なうカラム温調部を構成している。
ヒートブロック22の一平面に、接続部4を嵌め込むための凹部23、接続部12を嵌め込むための凹部26、接続部14を嵌め込むための凹部28及び接続部20を嵌め込むための凹部29が設けられており、ヒートブロック22と30の間に大きな隙間を生じさせることなく接続部4、12、14及び20がヒートブロック22と30との間に挟持されている。
ヒートブロック22とヒートブロック30は、例えば両ブロック22及び30に設けられた貫通孔をともに貫通するネジの締結により互いに押し付けられた状態で固定されている。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、トランスファーラインを挟持する2つの部材を互いに押し付けて固定する構造であればどのようなものであってもよい。
図2はヒートブロック30に代えて断熱部材40をカラム押さえ部材及びライン押さえ部材として用いた実施例を示している。断熱部材40の材質としては、例えばグラスウールなど柔軟性をもつ断熱材であることが好ましい。柔軟性をもつ断熱部材40をヒートブロック22側へ押し付けることにより、ヒートブロック22と断熱部材40との間の隙間が小さくなり、接続部4、キャピラリ6,16、分離カラムチップ10及び検出器18の接続部20の周囲の空気層が小さくなるため、加熱効率を向上させることができる。この実施例では、図1A及び図1Bの実施例に比べてヒートブロックが一枚少ないため、図1A及び図1Bの実施例よりもさらに消費電力が小さくなる。
図3A及び図3Bにガスクロマトグラフ装置の別の実施例を示す。
この実施例は、図2の実施例のヒートブロック22に代えて、ライン加熱部材としてのヒートブロック22aとカラム加熱部材としてのヒートブロック22bをその間に断熱部材44を介在させながら一体化したものを用いたものである。ヒートブロック22aの一平面は主に接続部4及び20、キャピラリ6及び16に接し、ヒートブロック22bの一平面は主に分離カラムチップ10に接している。ヒートブロック22aと22bは断熱部材44によって熱的に分離されている。
この実施例は、図2の実施例のヒートブロック22に代えて、ライン加熱部材としてのヒートブロック22aとカラム加熱部材としてのヒートブロック22bをその間に断熱部材44を介在させながら一体化したものを用いたものである。ヒートブロック22aの一平面は主に接続部4及び20、キャピラリ6及び16に接し、ヒートブロック22bの一平面は主に分離カラムチップ10に接している。ヒートブロック22aと22bは断熱部材44によって熱的に分離されている。
ヒートブロック22aはヒータ32a及び温度センサ33aを、ヒートブロック22bはヒータ32b及び温度センサ33bを備えており、両ヒートブロック22a,22bは互いに独立して温度調節を行なうことができるように構成されている。ヒートブロック22aは断熱部材40とでライン温調部を構成し、ヒートブロック22bは断熱部材40とでカラム温調部を構成する。
このように、主にトランスファーラインに接するヒートブロック22aと主に分離カラムチップ10に接するヒートブロック22bとを熱的に分離して互いに独立した温度調節ができるように構成することで、例えばトランスファーラインの温度を一定に維持した状態で分離カラムチップ10を昇降温させて分析を行なうことが可能になるなど、分析の自由度が向上する。
ヒートブロック22aの一平面には接続部4,20をそれぞれ嵌め込むための凹部47,51が設けられている。ヒートブロック22bの一平面には分離カラムチップ10を嵌め込むための凹部46、接続部12,14をそれぞれ嵌め込むための凹部48,50が設けられている。
図4にさらに別の実施例を示す。
図4の実施例は、図3の実施例のキャピラリ6のコイル状部分8の加熱効率を向上させるために、コイル状部分8と断熱部材40との間にアルミニウム箔からなる膜状の熱伝導性部材52を介在させたものである。熱伝導性部材52はコイル状部分8全体を断熱部材40側から覆う大きさで設けられ、その端部がヒートブロック22aと接している。これにより、ヒートブロック22aの熱がコイル状部分8の断熱部材40側にも伝えられ、コイル状部分8全体が均一に加熱される。なお、膜状の熱伝導性部材52としては、低熱容量、高熱伝導率で柔軟性のあるものであれば用いることができ、アルミニウム箔の他に、例えば膜状に形成されたスチールウールが挙げられる。
図4の実施例は、図3の実施例のキャピラリ6のコイル状部分8の加熱効率を向上させるために、コイル状部分8と断熱部材40との間にアルミニウム箔からなる膜状の熱伝導性部材52を介在させたものである。熱伝導性部材52はコイル状部分8全体を断熱部材40側から覆う大きさで設けられ、その端部がヒートブロック22aと接している。これにより、ヒートブロック22aの熱がコイル状部分8の断熱部材40側にも伝えられ、コイル状部分8全体が均一に加熱される。なお、膜状の熱伝導性部材52としては、低熱容量、高熱伝導率で柔軟性のあるものであれば用いることができ、アルミニウム箔の他に、例えば膜状に形成されたスチールウールが挙げられる。
コイル状部分8と断熱部材40との間に熱伝導性部材52を介在させて得られる効果を測定するため、図5に示されているように、コイル状部分8を構成するキャピラリとして内径0.53mmのワイドボアキャピラリと呼ばれる大径のキャピラリを用い、コイル状部分8の最も断熱部材40側に位置するキャピラリ(測定点A)と、ヒートブロック22aと断熱部材40との中間に位置するキャピラリ(測定点B)にそれぞれ接触するように熱電対を挿入して温度を測定した。ヒートブロック22aの温度センサ33aとして白金センサを用い、その測定値が50℃から350℃まで20℃/minの割合で昇温し、その後350℃で定常状態となるようにヒータ32aを制御した。そのときの各測定点A,Bとヒートブロック22aとの温度差のデータを図6に示す。
図6に示されているように、測定点Aの温度は昇温時で最大10℃程度、350℃定常状態で最大で8℃程度、ヒートブロック22aの温度よりも低くなった。測定点Bの温度は昇温時で最大9℃程度、350℃定常状態で最大7℃程度、ヒートブロック22aの温度よりも低くなった。この結果から、各測定点A,Bとヒートブロック22aとの温度差は最大でも10℃程度であり、この測定条件ではコイル状部分8を構成するキャピラリが十分に均一に加熱されているということができる。なお、測定点A,Bの温度を設定温度により近づける必要があるのであれば、ヒートブロック22aの昇温の設定温度を10℃程度高く設定すればよい。図4の実施例では、ヒートブロック22aと22bが断熱材44によって熱的に分離されているため、ヒートブロック22aの設定温度を高めに設定しても分離カラムチップ10の温度制御に影響を与えることはない。
なお、膜状の熱伝導性部材52を設ける場合としては、コイル状部分8のようなガードカラム又はリテンションギャップが設けられている場合に限られず、ガードカラム又はリテンションギャップが設けられていない場合にトランスファーライン全体の加熱効率を向上させるためにこのような熱伝導性部材を用いてもよい。
また、図4の実施例は図3A及び図3Bの実施例に熱伝導性部材52を追加したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライン押さえ部材が断熱部材で構成されている場合に適用することができる。トランスファーラインと断熱部材からなるライン押さえ部材との間に柔軟性のある膜状の熱伝導性部材を追加することで、ライン加熱部材と断熱部材との間の空間に生じる温度分布を緩和することができる。
図示は省略されているが、以上の実施例における試料導入部2、検出器18、ヒートブロック(ライン加熱部材及びカラム加熱部材)22、22a及び22bはガスクロマトグラフ装置の筐体に固定される。キャピラリ6,16はその汚染等の原因により交換を要する場合がある。キャピラリ6,16の交換はカラム押さえ部材としてのヒートブロック30又は断熱部材40を取り外して行なう必要があるが、ヒートブロック30又は断熱部材40を取り外しただけでは接続部材4、20を構成するナットの取外しや締結の作業が困難である。
図7A及び図7Bは図3A及び図3Bの実施例のキャピラリ6,16の交換を容易にする構造を有する実施例を示したものである。ヒートブロック22aの接続部材4及び20を保持する部分54及び56は、図7Bに示されている矢印の方向に取り外すことができるようになっており、これらの部分54及び56と断熱部材40を取り外すことで、接続部材4及び20をなすナットの締結と取外しの作業が容易になる。この構造は図7A及び図7Bの構造のものに限定されるものではなく、以上において説明した実施例のいずれに対しても適用することができる。
部分54及び56はヒートブロック22aの一部をなすものであり、ヒートブロック22aと一体となっている状態ではヒートブロック22aの他の部分と十分に接触してヒータ32aからの熱を接続部材4及び20に伝えることができる。
なお、部分54及び56はヒートブロック22aとは熱的に独立したものであってもよく、独自のヒータと温度センサを備えていてもよい。
なお、部分54及び56はヒートブロック22aとは熱的に独立したものであってもよく、独自のヒータと温度センサを備えていてもよい。
2 試料導入部
4,20 接続部材
6,16 キャピラリ(トランスファーライン)
8 コイル状部分(ガードカラム又はリテンションギャップ)
10 分離カラムチップ
12 入口側接続部(分離カラム)
14 出口側接続部(分離カラム)
18 検出器
22,22a,22b,30 ヒートブロック
23,24,26,28,29,47,47a,48,50,51,51a 凹部
32,32a,32b,34 ヒータ
33,33a,33b,35 温度センサ
40,44 断熱部材
52 熱伝導性部材
4,20 接続部材
6,16 キャピラリ(トランスファーライン)
8 コイル状部分(ガードカラム又はリテンションギャップ)
10 分離カラムチップ
12 入口側接続部(分離カラム)
14 出口側接続部(分離カラム)
18 検出器
22,22a,22b,30 ヒートブロック
23,24,26,28,29,47,47a,48,50,51,51a 凹部
32,32a,32b,34 ヒータ
33,33a,33b,35 温度センサ
40,44 断熱部材
52 熱伝導性部材
本発明にかかるガスクロマトグラフ装置は、試料導入部と、検出器と、分離カラムと、試料導入部と分離カラムとの間及び分離カラムと検出器との間を接続するトランスファーラインと、分離カラムに接して分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、トランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱するライン加熱部材及びトランスファーラインのライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたものである。
Claims (13)
- 試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記試料導入部と前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたガスクロマトグラフ装置。 - 前記ライン押さえ部材は前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱する加熱部材である請求項1に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記ライン押さえ部材は柔軟性をもつ断熱部材である請求項1に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記トランスファーラインと前記ライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材が介在し、前記熱伝導性部材の一部が前記ライン加熱部材と接している請求項3に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記熱伝導性部材はアルミニウム箔である請求項4に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項2から5のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項6に記載のガスクロマトグラフ装置。 - 前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項6に記載のガスクロマトグラフ装置。 - 前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が互いの間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化されている請求項2から5のいずれか一項記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項9に記載のガスクロマトグラフ装置。 - 前記ライン加熱部材の前記トランスファーラインと接する面に、前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項1から10のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
- 前記試料導入部、前記検出器及び前記ライン加熱部材を保持する筐体を備え、前記ライン加熱部材は前記凹部の設けられている部分が着脱可能に構成されている請求項11に記載のガスクロマトグラフ。
- 前記カラム加熱部材の前記分離カラムに接する面に前記分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項1から12のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2012/073182 WO2014041597A1 (ja) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | ガスクロマトグラフ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5943085B2 JP5943085B2 (ja) | 2016-06-29 |
JPWO2014041597A1 true JPWO2014041597A1 (ja) | 2016-08-12 |
Family
ID=50277755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014535248A Active JP5943085B2 (ja) | 2012-09-11 | 2012-09-11 | ガスクロマトグラフ装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9897576B2 (ja) |
JP (1) | JP5943085B2 (ja) |
CN (1) | CN104603613B (ja) |
WO (1) | WO2014041597A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014206510A (ja) * | 2013-04-15 | 2014-10-30 | 株式会社堀場エステック | ガスクロマトグラフ用データ処理装置、データ処理方法、及び、データ処理用プログラム |
JP6677716B2 (ja) * | 2014-09-13 | 2020-04-08 | アジレント・テクノロジーズ・インクAgilent Technologies, Inc. | ガスクロマトグラフィ加熱装置 |
US10775354B2 (en) * | 2014-10-02 | 2020-09-15 | Brigham Young University | Autonomous ambient air sampling system for monitoring semi-volatile/non-volatile organic compounds |
WO2016144447A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-15 | Waters Technologies Corporation | Thermal isolation in a fluidic block of an actively controlling thermistor |
GB201522435D0 (en) * | 2015-12-18 | 2016-02-03 | Thermo Fisher Scient Bremen | Heated transfer line |
CN105572272A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-11 | 湖南师范大学 | 一种新结构的毛细管加热装置 |
US10184922B2 (en) | 2016-03-29 | 2019-01-22 | Thermo Finnigan Llc | Gas chromatography columns with integrated ferrules |
US10585072B2 (en) | 2016-03-29 | 2020-03-10 | Thermo Finnigan Llc | GC column ferrules having first and second deformable surfaces |
CN106841484B (zh) * | 2017-02-15 | 2019-01-22 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种用于气相色谱法分离的程序升温控制方法 |
JP6822243B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2021-01-27 | 株式会社島津製作所 | ガスクロマトグラフ |
WO2019176143A1 (ja) * | 2018-03-14 | 2019-09-19 | 株式会社島津製作所 | 超臨界流体分離装置 |
CN111936215A (zh) * | 2018-03-29 | 2020-11-13 | 沃特世科技公司 | 热垫和柱稳定器组件 |
USD858784S1 (en) | 2018-03-29 | 2019-09-03 | Waters Technologies Corporation | Thermal pad |
US11703487B2 (en) * | 2019-07-26 | 2023-07-18 | Restek Corporation | Gas chromatography guard column assembly and gas chromatography system with guard column |
JP7372608B2 (ja) | 2020-02-21 | 2023-11-01 | 株式会社島津製作所 | 液体クロマトグラフおよび分析方法 |
GB2596109A (en) * | 2020-06-18 | 2021-12-22 | Agilent Technologies Inc | Thermally impacting fluid and sample separation unit independently |
TWI738581B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-09-01 | 國立臺灣師範大學 | 平板式氧化鋁氣相層析管柱及其製作方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5135549A (en) * | 1991-01-30 | 1992-08-04 | The Board Of Trustees Of Southern Illinois University | Chromatographic technique and apparatus |
JP3982071B2 (ja) * | 1998-07-21 | 2007-09-26 | 東ソー株式会社 | カラム恒温装置 |
JP4733314B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2011-07-27 | エフアイエス株式会社 | ガスクロマトグラフ |
US6530260B1 (en) | 2002-02-04 | 2003-03-11 | Rvm Scientific, Inc. | Gas chromatography analysis system |
JP2004144496A (ja) * | 2002-10-22 | 2004-05-20 | Hitachi Instruments Service Co Ltd | ガスクロマトグラフ−質量分析計 |
US7284409B2 (en) * | 2004-05-05 | 2007-10-23 | The Regents Of The University Of Michigan | Thermal modulation for gas chromatography |
DE112005001907B4 (de) * | 2004-08-07 | 2022-06-15 | Waters Technologies Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) | Passive Säulenvorheizung mit Merkmal zur Reduzierung der Probenbandenverbreitung |
US7520920B1 (en) * | 2005-03-04 | 2009-04-21 | Griffin Analytical Technologies | Guard columns for gas chromatographs and gas chromatograph-mass spectrometers |
US7513936B2 (en) * | 2005-05-03 | 2009-04-07 | Roques Ned J | Flat spiral capillary column assembly with thermal modulator |
US7600413B2 (en) * | 2006-11-29 | 2009-10-13 | Schlumberger Technology Corporation | Gas chromatography system architecture |
US7958770B2 (en) * | 2007-08-06 | 2011-06-14 | Petroleum Analyzer Company, Lp | Heated transfer line for use in high temperature microwave chromatography |
US8336366B2 (en) * | 2008-09-08 | 2012-12-25 | Falcon Analytical | Trans-configurable modular chromatographic assembly |
JP5644187B2 (ja) * | 2010-05-31 | 2014-12-24 | 株式会社島津製作所 | カラムオーブン |
US8591630B2 (en) * | 2010-10-06 | 2013-11-26 | Aviv Amirav | Fast gas chromatograph method and device for analyzing a sample |
-
2012
- 2012-09-11 JP JP2014535248A patent/JP5943085B2/ja active Active
- 2012-09-11 WO PCT/JP2012/073182 patent/WO2014041597A1/ja active Application Filing
- 2012-09-11 US US14/427,053 patent/US9897576B2/en active Active
- 2012-09-11 CN CN201280075621.5A patent/CN104603613B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014041597A1 (ja) | 2014-03-20 |
JP5943085B2 (ja) | 2016-06-29 |
CN104603613B (zh) | 2017-07-14 |
US9897576B2 (en) | 2018-02-20 |
CN104603613A (zh) | 2015-05-06 |
US20150260694A1 (en) | 2015-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5943085B2 (ja) | ガスクロマトグラフ装置 | |
JP6217113B2 (ja) | カラムユニット及びそのカラムユニットを備えたガスクロマトグラフ装置 | |
KR101718378B1 (ko) | 기판 재치 장치의 평가 장치 및 그 평가 방법, 그리고 이에 이용되는 평가용 기판 | |
JP4868305B2 (ja) | 示差走査熱量計 | |
JP5949934B2 (ja) | ガスクロマトグラフ装置 | |
JP6682016B2 (ja) | 熱伝導率測定装置および熱伝導率測定方法 | |
JP2008089474A (ja) | 熱分析装置のセンサユニットおよびその製造方法 | |
GB2425701A (en) | Radiant em energy source and converter in an oven for analytic devices | |
JP6015122B2 (ja) | プレート型カラム及び温調装置並びにガスクロマトグラフ装置 | |
CN110140047A (zh) | 毛细管电泳装置及恒温槽 | |
RU2012103469A (ru) | Cистема и способ определения толщины исследуемого слоя в многослойной структуре | |
US10273149B2 (en) | Gas detector with a thermally uniform MEMS die | |
JP2018500536A (ja) | 複数の温度センサを使用するガスクロマトグラフィ(gc)カラムヒータ制御 | |
CN106908556B (zh) | 用于气相色谱柱的锥形加热组件 | |
US9228983B2 (en) | Process analytic device with improved thermal stability | |
JP3982071B2 (ja) | カラム恒温装置 | |
KR20210105354A (ko) | 기판 상의 전자부품들을 신터링하기 위한 신터링 프레스 | |
JP7187720B2 (ja) | 電気泳動装置 | |
WO2020089958A1 (ja) | 電気泳動装置 | |
WO2019150625A1 (ja) | 冷却温調用バイアルホルダ及びその冷却温調用バイアルホルダを用いる試料温度調節装置 | |
JP3147015U (ja) | 示差走査熱量測定装置 | |
US9671180B2 (en) | Process analytic device with improved thermal stability | |
US20090242546A1 (en) | Cooking apparatus with thermally shielded temperature sensor | |
CN219266194U (zh) | 一种色谱柱箱 | |
JP2585947B2 (ja) | 屈折率測定方法及びその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160509 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5943085 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |