WO2020084737A1 - ガスクロマトグラフ装置およびガスクロマトグラフ装置の較正方法 - Google Patents

ガスクロマトグラフ装置およびガスクロマトグラフ装置の較正方法 Download PDF

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誠人 ▲高▼倉
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株式会社島津製作所
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    • G01N30/86—Signal analysis

Definitions

  • the present invention relates to a gas chromatograph and a calibration method for the gas chromatograph.
  • a gas chromatograph device is widely used as a device for qualitative and quantitative analysis by separating each component from a sample to be analyzed containing many types of components.
  • a multi-dimensional gas chromatograph that combines a first column and a second column having different separation characteristics in series is also used. (See Patent Document 1).
  • the gas chromatograph apparatus is connected to the first column, and a flow path switching unit that switches and outputs the sample derived from the first column to either the second column or the branch pipe.
  • a makeup gas supply unit that is connected to the flow channel switching unit and supplies makeup gas to the flow channel switching unit, the makeup gas supply unit, or the makeup gas supply unit and the flow channel switching unit.
  • a reference sample introducing section for introducing a reference sample into the makeup gas.
  • the flow path switching unit switches the output destination of the sample derived from the first column from the branch pipe to the second column.
  • the makeup gas supply unit is configured to reduce the amount of gas flowing in the second column before and after the switching in the flow path switching unit. It has a flow rate adjusting unit that keeps the flow rate at a constant value.
  • a method for calibrating a gas chromatograph apparatus includes a first column, a flow path switching unit for switching and outputting a sample derived from the first column to either the second column or a branch pipe, A makeup gas supply unit that supplies makeup gas to the flow path switching unit, and a makeup gas supply unit or a makeup gas supply unit that is arranged between the makeup gas supply unit and the flow path switching unit and is based on the makeup gas.
  • a reference sample introducing section for introducing a sample is used, the reference sample introducing section introduces the reference sample into the makeup gas, and the flow path switching section introduces the reference sample into the second column.
  • the reference sample is analyzed using the second column, and the second column is calibrated based on the result of the analysis.
  • the introduction of the reference sample is performed by an output destination of the sample derived from the first column by the flow path switching unit. This is performed in synchronization with the switching from the branch pipe to the second column.
  • the flow rate of the makeup gas is adjusted and flows into the second column before and after the switching in the flow path switching unit. Keep the gas flow rate constant.
  • the retention time of various samples in the second column can be easily calibrated.
  • the detected components can be identified with sufficient accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram showing a gas chromatograph device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a chromatogram
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing an example of a chromatogram obtained by combining the first column 2 and the first detector 11
  • FIG. 2 (b) is a diagram showing the same.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a chromatogram during a calibration operation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a gas chromatograph device 100 according to an embodiment.
  • the gas chromatograph device 100 is a so-called multi-dimensional type gas chromatograph device, and includes a first column 2 and a second column 5 having different separation characteristics.
  • a sample injection unit 1 is connected to the inlet side of the first column 2, and the sample injected from the sample injection unit 1 is introduced into the first column 2 together with a carrier gas such as helium supplied from the outside.
  • the introduced sample is temporally separated for each component in the first column 2, and is extracted from the first column 2 after an elapsed time (holding time) according to each component.
  • a flow path switching unit 4 is connected to the outlet side of the first column 2, and the flow path switching unit 4 is further connected to one end of each of the branch pipe 10 and the second column 5.
  • a first detector 11 and a second detector 12 of FID, TCD, ECD, etc. are connected to the other ends of the branch pipe 10 and the second column 5, respectively.
  • the signals detected by the first detector 11 and the second detector 12 are sent to the control unit 13 as a detection signal S1 and a detection signal S2, respectively.
  • the 1st column 2 and the 2nd column 5 are installed in the 1st column oven 3 and the 2nd column oven 6 which can respectively control temperature independently.
  • the control unit 13 controls the temperatures of the first column oven 3 and the second column oven 6 by sending control signals S9 and S4, respectively.
  • the channel switching unit 4 is a well-known Deans system or various improved channel switching units thereof, and switches the sample derived from the first column 2 to either the second column 5 or the branch pipe 10. Output.
  • the structure of the flow path switching unit 4 of the Deans system or various improved types thereof is known from Patent Document 1 and the like, and therefore description thereof will be omitted.
  • Makeup gas such as helium is supplied to the flow path switching unit 4 from the makeup gas supply unit 9 via the reference sample introduction unit 7.
  • the control unit 13 controls a three-way valve (not shown) provided in the flow path switching unit 4 by the control signal S5 to switch the flow path of the makeup gas, thereby changing the flow path of the flow path switching unit 4. Switch.
  • the sample When the sample is output from the flow path switching unit 4 to the branch pipe 10, the sample moves in the branch pipe 10 and is detected by the first detector 11.
  • the sample When the sample is output from the flow path switching unit 4 to the second column 5, the sample is separated again into each component by the second column 5, and after the retention time corresponding to each component, the second detector 12 is used. To be detected.
  • the makeup gas is supplied to the makeup gas supply unit 9 from a makeup gas source (not shown) such as a gas cylinder outside the apparatus.
  • the makeup gas supply unit 9 includes a flow rate adjusting unit 9a such as a control valve.
  • the makeup gas supplied from the makeup gas supply unit 9 is supplied to the flow path switching unit 4 via the pressure sensor 8 and the reference sample introducing unit 7.
  • the pressure sensor 8 is a sensor that measures the pressure of the makeup gas supplied from the makeup gas supply unit 9, and the measured pressure is sent to the control unit 13 as a pressure signal S7.
  • the control unit 13 sends a control signal S8 to the flow rate adjusting unit 9a based on the pressure signal S7 and the control state (sample output destination) of the flow path switching unit 4 to control the opening / closing degree of the control valve of the flow rate adjusting unit 9a. To control the flow rate.
  • the reference sample introduction unit 7 is a sample introduction unit for introducing a predetermined reference sample into the makeup gas supplied from the makeup gas supply unit 9, and its configuration is, for example, a general auto-injector and a sample vaporization chamber. The same as The reference sample introduction unit 7 introduces the reference sample into the makeup gas at a timing based on the control signal S6 from the control unit 13.
  • the reference sample introducing unit 7 may be provided inside the makeup gas supply unit 9.
  • the control unit 13 synchronizes with the timing for issuing a command (control signal S5) for switching the flow path from the branch pipe 10 to the second column 5 to the flow path switching unit 4, and sends the control signal S6 to the reference sample introducing unit 7. Can be sent to introduce the reference sample into the makeup gas. Therefore, the control unit 13 causes the reference sample introducing unit 7 to introduce the reference sample into the makeup gas in synchronization with the switching of the channel of the channel switching unit 4 from the branch pipe 10 to the second column 5. , Can also be interpreted as a synchronization control unit. Details of the reference sample will be described later.
  • first column 2 and the second column 5 are installed in different first column oven 3 and second column oven 6, respectively. May be installed in one common column oven. Further, the first column 2 and the second column 5 may be used by selecting the most suitable columns from various commercially available columns according to the sample to be analyzed. Therefore, when the gas chromatograph device of one embodiment is manufactured and sold, the first column 2 and the second column 5 may be removed.
  • FIG. 2A is a diagram showing an example of the first chromatogram C1 obtained by combining the first column 2 and the first detector 11, and FIG. 2B is the first column 2 and the second column 5. It is a figure which shows an example of the 2nd chromatogram C2 obtained by combining the 2nd detector 12.
  • a first chromatogram C1 is acquired for the sample to be analyzed by combining the first column 2 and the first detector 11. That is, under the control of the control unit 13, the flow path switching unit 4 outputs the sample derived from the first column 2 to the branch pipe 10. In this case, after the makeup gas is supplied to the flow path switching unit 4, most of it flows to the second column 5 side and part of it flows to the branch pipe 10 side.
  • the vaporized sample is introduced into the first column 2 along with a carrier gas, and while passing through the first column 2, it is temporally separated according to its components,
  • the first detector 11 is reached in a state in which there is a difference.
  • the control unit 13 creates a first chromatogram C1 as shown in FIG. 2A based on the detection signal S1 from the first detector 11, and displays it on the display unit 14.
  • the peak P1 appearing between the elapsed time Ta and the elapsed time Tb is a combination of two peaks.
  • the user decides to perform a more detailed analysis of the peak P1
  • the user gives an instruction to acquire the second chromatogram C2 and a period for performing the chromatographic analysis using the second column 5 (
  • the elapsed time Ta and the elapsed time Tb) are input to the input unit 15.
  • the operation of the gas chromatograph apparatus 100 from the elapsed time 0 to the elapsed time Ta is the same as in the acquisition of the first chromatogram C1 described above.
  • the flow path switching unit 4 is switched under the control of the control unit 13 so that the sample derived from the first column 2 is output to the second column 5.
  • the makeup gas is supplied to the flow path switching unit 4, and then most of the makeup gas flows to the branch pipe 10 side and part of the makeup gas flows to the second column 5 side.
  • the sample derived from the first column 2 is branched under the control of the control unit 13.
  • the flow path switching unit 4 is switched again so as to output to 10.
  • the makeup gas is supplied to the flow path switching unit 4, and then most of the makeup gas flows to the second column 5 side and a part of the makeup gas flows to the branch pipe 10 side. Therefore, the sample flowing into the second column 5 between the elapsed time Ta and Tb is supplied from the flow path switching unit 4 even after the supply of the sample and the carrier gas from the first column 2 is cut off at the elapsed time Tb.
  • the second column 5 moves inside the second column 5 due to the makeup gas. Then, in the process of movement, the components are temporally separated and reach the second detector 12.
  • the control unit 13 creates a second chromatogram C2 as shown in FIG. 2B based on the detection signal S2 from the second detector 12, and displays it on the display unit 14.
  • the peak P1 that was not separated in the first chromatogram C1 of FIG. 2A is separated into two peaks P11 and P12, which correspond to the respective peaks P11 and P12. It enables accurate qualitative and quantitative analysis of components.
  • the components corresponding to the peaks P11 and P12 are identified based on the elapsed times T11 and T12 at which the peaks P11 and P12 have the maximum values, respectively.
  • the elapsed time T1 in FIGS. 2A and 2B which is the time when the sample is introduced from the first column 2 to the second column 5, is adopted.
  • the elapsed time T1 for example, the elapsed time at which the center of gravity of the peak P1 in the first chromatogram C1 is located is adopted. Therefore, the component corresponding to the peak P11 is identified as the component having the retention time T11-T1 for the second column 5, and the component corresponding to the peak P12 is identified as the component having the retention time T12-T1 for the second column 5. To be done.
  • the flow path (the first flow path switching unit 4 and subsequent flow paths (first 2) The conductance of the column 5 and the branch pipe 10) changes.
  • the flow rates of the sample, the carrier gas, and the makeup gas flowing in the second column 5 may change.
  • the pressure sensor 8 for measuring the pressure of makeup gas is provided between the makeup gas supply unit 9 and the flow path switching unit 4.
  • the makeup gas supply unit 9 is provided with a flow rate adjusting unit 9a.
  • the control unit 13 receives the pressure signal S7 from the pressure sensor 8, controls the switching of the flow path by the flow path switching unit 4 by the control signal S5, and grasps the control state (the output destination of the sample). There is. Therefore, the control unit 13 controls the opening / closing degree of the control valve of the flow rate adjusting unit 9a based on the control state of the flow path switching unit 4 and the pressure signal S7, so that the flow velocity of the gas in the second column 5 is controlled. Can be maintained at a constant value.
  • the pressure sensor 8, the flow rate adjusting unit 9a, and the control unit 13 can be interpreted as a flow rate adjusting unit that maintains the flow rate of the gas flowing through the second column 5 at a constant value.
  • the gas flow rate in the second column 5 may be maintained at a constant value. In that case, the pressure sensor 8 and the flow rate adjusting unit 9a described above may be omitted.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a chromatogram during the calibration operation.
  • the control unit 13 sets the flow path for the flow path switching unit 4 so that the carrier gas supplied from the first column 2 flows to the second column 5.
  • the control unit 13 sends the control signal S5 to the reference sample introducing unit 7 to cause the reference sample to be introduced into the makeup gas.
  • the reference sample may be any sample as long as it is a sample suitable for calibrating the second column 5.
  • n-alkane straight chain alkane
  • retention index retention index
  • the reference sample contains a plurality of types of n-alkanes having a carbon number in the range of about 3 to 40, in order to calibrate a wide range of analytes.
  • the reference sample introduction unit 7 introduces the reference sample into the makeup gas at the elapsed time Tc
  • the reference sample moves in the second column 5 together with the makeup gas, and is detected by the second detector 12 after a predetermined time.
  • the control unit 13 Based on the detection signal S2 from the second detector 12, the control unit 13 creates the third chromatogram C3 shown in FIG.
  • the reference sample contains three types of n-alkanes having mutually different carbon numbers, and the third chromatogram C3 also has three peaks P21, P22, and P23 corresponding to the respective n-alkanes. Is appearing.
  • the elapsed time at which each peak has the maximum value is T21, T22, and T23, respectively.
  • each retention time is T21-Tc for the n-alkane corresponding to peak P21, T22-Tc for the n-alkane corresponding to peak P22, and T23-Tc for the n-alkane corresponding to peak P23. Is.
  • the retention time of the reference sample (n-alkane) on the second column 5 can be easily measured, and thus the second column 5 and the gas chromatograph apparatus 100 can be calibrated.
  • the retention time of each component to be analyzed (T11-T1 in FIG. 2B above) is registered in various databases. It may be corrected based on the retention index of the component and the retention time for the above-described reference sample (n-alkane).
  • the reference sample is injected from the sample injection unit 1 into the first column 2, and the total retention time of the first column 2 and the second column 5 is measured to perform calibration.
  • a plurality of components in the reference sample may be mixed (without time difference) and detected by the second detector, It was difficult to calibrate easily and accurately.
  • the reference sample is introduced into the makeup gas supplied to the second column 5 without passing through the first column 2 to accurately measure the retention time of the reference sample with respect to the second column 5.
  • the second column 5 can be calibrated with sufficient accuracy, and by using the result of this calibration, the components detected during the analysis of the sample to be analyzed can be easily identified with sufficient accuracy. be able to.
  • the control unit 13 sets the flow path for the flow path switching unit 4 so that the carrier gas supplied from the first column 2 flows into the branch pipe 10. Is also good. Then, at a predetermined elapsed time Tc, the control unit 13 sends a control signal S5 to the flow channel switching unit 4, even switching the flow channel to the second column 5, and in synchronization with this, the reference sample introducing unit 7 Alternatively, the control signal S5 may be sent to the device to introduce the reference sample into the makeup gas. In this case, the conditions of the carrier gas and the make-up gas flowing through the second column 5 in the calibration operation can be almost completely matched to the conditions of the gas when the sample to be analyzed is analyzed, so that the accuracy of the calibration is improved. It can be further improved. Furthermore, the control unit 13 may even send a control signal S5 to the flow path switching unit 4 after a predetermined time has elapsed, and may even switch the flow path to the branch pipe 10.
  • the control of the flow rate adjusting unit 9a based on the pressure signal S7 and the control state (output destination of the sample) of the flow path switching unit 4 by the control unit 13 described above is preferably performed during the calibration operation. Thereby, the flow rate of the gas in the second column 5 can be controlled to a constant value. It is desirable to perform the above-mentioned calibration especially when the second column 5 is replaced or after the maintenance of the gas chromatograph apparatus 100.
  • the gas chromatograph apparatus 100 switches the flow path for outputting the sample connected to the first column 2 and discharged from the first column 2 by switching to either the second column 5 or the branch pipe 10.
  • Part 4 makeup gas supply part 9 connected to the flow path switching part 4 and supplying makeup gas to the flow path switching part 4, makeup gas supply part 9 or makeup gas supply part 9 and flow path switching part 4 and a reference sample introducing section 7 for introducing the reference sample into the makeup gas.
  • the makeup gas supply unit 9 is configured to include the flow rate adjusting unit 9a that maintains the flow rate of the gas flowing through the second column 5 at a constant value before and after switching in the flow path switching unit 4. The flow rate of the gas flowing through the column 5 can be kept constant. This can further improve the accuracy of analysis and calibration.
  • the method of calibrating the gas chromatograph apparatus uses the first column 2 and the flow path switching for switching and outputting the sample derived from the first column 2 to either the second column 5 or the branch pipe 10.
  • Section 4 makeup gas supply section 9 for supplying makeup gas to flow path switching section 4, and makeup gas supply section 9 or makeup makeup arranged between makeup gas supply section 9 and flow path switching section 4.
  • a reference sample introducing unit 7 for introducing the reference sample into the gas is used, the reference sample is introduced into the makeup gas by the reference sample introducing unit 7, and the flow path switching unit 4 uses the reference sample as the second column. 5, the reference sample is analyzed using the second column 5, and the second column 5 is calibrated based on the result of the analysis. With this configuration, the retention time of various samples in the second column 5 can be easily calibrated with high accuracy.
  • the calibration operation is performed first.
  • the conditions of the carrier gas and make-up gas flowing through the second column 5 can be almost completely matched with the conditions of the gas when the sample to be analyzed is analyzed. Thereby, the accuracy of calibration can be further improved.
  • (6) By adjusting the flow rate of the makeup gas and maintaining the flow rate of the gas flowing through the second column 5 at a constant value before and after the switching in the flow path switching unit 4, the calibration accuracy can be further improved. .
  • the present invention is not limited to the contents of the above embodiment. Other aspects that are conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.
  • 100 Gas chromatograph apparatus, 1 ... Sample injection section, 2 ... First column, 3 ... First column oven, 4 ... Flow path switching section, 5 ... Second column, 6 ... Second column oven, 7 ... Reference sample introduction Parts, 8 ... Pressure sensor, 9 ... Makeup gas supply part, 9a ... Flow rate adjusting part, 10 ... Branch pipe, 11 ... First detector, 12 ... Second detector, 13 ... Control part, 14 ... Display part, 15 ... Input part, S1 ... Detection signal, S2 ... Detection signal

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Abstract

ガスクロマトグラフ装置は、第１カラムに接続され、第１カラムから導出される試料を、第２カラムまたは分岐管のいずれかに切替えて出力する流路切替部と、流路切替部に接続され、流路切替部にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部と、メイクアップガス供給部、またはメイクアップガス供給部と流路切替部との間に配置され、メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部と、を備える。

Description

ガスクロマトグラフ装置およびガスクロマトグラフ装置の較正方法
　本発明はガスクロマトグラフ装置およびガスクロマトグラフ装置の較正方法に関する。
　多種類の成分が含まれる分析対象試料から各成分を分離して定性および定量分析するための装置として、ガスクロマトグラフ装置が広く使用されている。また、通常のガスクロマトグラフ装置では分離できない成分について高分解能な分離を行うために、分離特性の相違する第１カラムと第２カラムとを直列に組み合わせたマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置も使用されている（特許文献１参照）。
日本国特開２００６－６４６４６号公報
　従来のマルチディメンジョナルガスクロマトグラフ装置では、複数のカラムを組み合わせて分析を行うため、特に第２カラムにおける各種試料の保持時間の較正を容易に行うことができないという課題があった。これにより、分析結果に基づいて検出された成分の同定を十分な精度で行うことができないという課題があった。
　本発明の第１の態様によると、ガスクロマトグラフ装置は、第１カラムに接続され、第１カラムから導出される試料を、第２カラムまたは分岐管のいずれかに切替えて出力する流路切替部と、前記流路切替部に接続され、前記流路切替部にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部と、前記メイクアップガス供給部、または前記メイクアップガス供給部と前記流路切替部との間に配置され、前記メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部と、を備える。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様のガスクロマトグラフ装置において、前記流路切替部による前記第１カラムから導出される試料の出力先の前記分岐管から前記第２カラムへの切替えと同期して、前記基準試料導入部による前記メイクアップガスへの前記基準試料の導入を行わせる同期制御部をさらに有する。
　本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様のガスクロマトグラフ装置において、前記メイクアップガス供給部は、流路切替部における前記切替えの前後において、前記第２カラムに流れるガスの流量を一定値に保つ流量調整部を有する。
　本発明の第４の態様によると、ガスクロマトグラフ装置の較正方法は、第１カラム、第１カラムから導出される試料を第２カラムまたは分岐管のいずれかに切替えて出力する流路切替部、前記流路切替部にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部、および前記メイクアップガス供給部または前記メイクアップガス供給部と前記流路切替部との間に配置され前記メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部と、を備えるガスクロマトグラフ装置を用い、前記基準試料導入部により前記メイクアップガスに前記基準試料を導入し、前記流路切替部が前記基準試料を前記第２カラムに出力し、前記基準試料を前記第２カラムを用いて分析し、前記分析の結果に基づいて前記第２カラムの較正を行う。
　本発明の第５の態様によると、第４の態様のガスクロマトグラフ装置の較正方法において、前記基準試料の前記導入を、前記流路切替部による前記第１カラムから導出される試料の出力先の前記分岐管から前記第２カラムへの切替えと同期して行う。
　本発明の第６の態様によると、第５の態様のガスクロマトグラフ装置の較正方法において、流路切替部における前記切替えの前後において、前記メイクアップガスの流量を調整して前記第２カラムに流れるガスの流量を一定値に保つ。
　本発明によれば、第２カラムにおける各種試料の保持時間の較正を容易に行うことができる。これにより、検出された成分の同定を十分な精度で行うことができる。
図１は、一実施の形態のガスクロマトグラフ装置を表す図。 図２は、クロマトグラムの一例を表す図であり、図２（ａ）は第１カラム２及び第１検出器１１の組み合わせにより得られるクロマトグラムの一例を示す図、図２（ｂ）は第１カラム２、第２カラム５及び第２検出器１２の組み合わせにより得られるクロマトグラムの一例を示す図。 図３は、較正動作時のクロマトグラムの一例を表す図。
（ガスクロマトグラフ装置の一実施の形態）
　図１は、一実施の形態のガスクロマトグラフ装置１００の構成を示す概略図である。ガスクロマトグラフ装置１００は、いわゆるマルチディメンジョン型のガスクロマトグラフ装置であり、分離特性がそれぞれ異なる第１カラム２と第２カラム５とを備えている。
　第１カラム２の入口側には試料注入部１が接続されており、試料注入部１から注入される試料は、外部から供給されるヘリウム等のキャリアガスとともに第１カラム２に導入される。導入された試料は第１カラム２にて成分毎に時間的に分離され、各成分に応じた経過時間（保持時間）の後に、第１カラム２から導出される。
　第１カラム２の出口側には流路切替部４が接続されており、流路切替部４には、さらに分岐管１０および第２カラム５のそれぞれの一端が接続されている。分岐管１０および第２カラム５のそれぞれの他端には、ＦＩＤ，ＴＣＤ，ＥＣＤ等の第１検出器１１および第２検出器１２が接続されている。第１検出器１１および第２検出器１２が検出した信号は、それぞれ検出信号Ｓ１および検出信号Ｓ２として、制御部１３に送られる。
　第１カラム２および第２カラム５は、それぞれ独立しての温度制御が可能な第１カラムオーブン３および第２カラムオーブン６内に設置されている。制御部１３は、制御信号Ｓ９およびＳ４を送ることにより、第１カラムオーブン３および第２カラムオーブン６の温度をそれぞれ制御する。
　流路切替部４は、公知のディーンズ方式またはその各種改良型の流路切替部であり、第１カラム２から導出される試料を、第２カラム５または分岐管１０のいずれか一方に、切替えて出力する。ディーンズ方式またはその各種改良型の流路切替部４の構成は、特許文献１等により公知であるので、説明を省略する。流路切替部４には、メイクアップガス供給部９から基準試料導入部７を経由してヘリウム等のメイクアップガスが供給されている。
　制御部１３は、制御信号Ｓ５により、流路切替部４内に設けられている不図示の三方バルブを制御して、メイクアップガスの流路を切替えることにより、流路切替部４の流路を切替える。
　試料が、流路切替部４から分岐管１０に出力される場合には、試料は分岐管１０内を移動して第１検出器１１により検出される。
　試料が、流路切替部４から第２カラム５に出力される場合には、試料は第２カラム５により成分毎に再度分離され、各成分に応じた保持時間の後に第２検出器１２により検出される。
　試料が、第２カラム５または分岐管１０のいずれに出力される場合であっても、試料はメイクアップガスとともに第２カラム５または分岐管１０内を流れ、また、第２カラム５または分岐管１０のうちの試料が出力されなかった側にはメイクアップガスが流される。
　メイクアップガスは、装置外部のガスボンベ等の不図示のメイクアップガス源から、メイクアップガス供給部９に供給される。メイクアップガス供給部９は、制御弁等の流量調整部９ａを備えている。メイクアップガス供給部９から供給されるメイクアップガスは、圧力センサ８および基準試料導入部７を経由して、流路切替部４に供給される。
　圧力センサ８は、メイクアップガス供給部９から供給されるメイクアップガスの圧力を計測するセンサであり、計測された圧力は圧力信号Ｓ７として制御部１３に送られる。制御部１３は、圧力信号Ｓ７および流路切替部４の制御状態（試料の出力先）に基づいて流量調整部９ａに制御信号Ｓ８を送り、流量調整部９ａの制御弁の開閉度合等を制御して流量を制御する。
　基準試料導入部７は、メイクアップガス供給部９から供給されたメイクアップガスに所定の基準試料を導入するための試料導入部であり、その構成は、例えば一般的なオートインジェクターと試料気化室と同様で良い。基準試料導入部７は、制御部１３から制御信号Ｓ６に基づいたタイミングで、メイクアップガス中に基準試料を導入する。
　基準試料導入部７は、メイクアップガス供給部９の内部に設けられていても良い。
　制御部１３は、流路切替部４に対して、流路を分岐管１０から第２カラム５に切替える指令（制御信号Ｓ５）を出すタイミングと同期して、基準試料導入部７に制御信号Ｓ６を送り、メイクアップガス中に基準試料を導入させることもできる。従って、制御部１３は、流路切替部４の流路の分岐管１０から第２カラム５への切替えと同期して、基準試料導入部７によるメイクアップガスへの基準試料の導入を行わせる、同期制御部と解釈することもできる。
　基準試料の詳細については、後述する。
　上記の例では、第１カラム２および第２カラム５は、それぞれ別の第１カラムオーブン３および第２カラムオーブン６内に設置されているものとしたが、第１カラム２および第２カラム５は、共通する１つのカラムオーブンに設置されていても良い。
　また、第１カラム２および第２カラム５は、市販されている各種のカラムから分析対象試料に合わせて最適なカラムを選択して使用すればよい。従って、一実施の形態のガスクロマトグラフ装置が製造および販売される際には、第１カラム２および第２カラム５が取り外された状態であってもよい。
（ガスクロマトグラフ装置を用いた分析）
　図２を参照して、上述の一実施の形態のガスクロマトグラフ装置１００を用いた分析の一例について説明する。図２（ａ）は第１カラム２及び第１検出器１１の組み合わせにより得られる第１のクロマトグラムＣ１の一例を示す図であり、図２（ｂ）は第１カラム２、第２カラム５及び第２検出器１２の組み合わせにより得られる第２のクロマトグラムＣ２の一例を示す図である。
　始めに、分析対象試料について、第１カラム２及び第１検出器１１の組み合わせにより第１のクロマトグラムＣ１を取得する。すなわち、制御部１３の制御の下に、流路切替部４は第１カラム２から導出される試料を分岐管１０に出力する。この場合、メイクアップガスは流路切替部４に供給された後、大部分は第２カラム５側に流れ、一部が分岐管１０側に流れる。
　分析対象試料を試料注入部１へ注入すると、気化した試料はキャリアガスに乗って第１カラム２に導入され、第１カラム２を通過する間にその成分に応じて時間的に分離され、時間的な差が付いた状態で第１検出器１１に到達する。制御部１３は第１検出器１１による検出信号Ｓ１に基づいて、図２（ａ）に示すような第１のクロマトグラムＣ１を作成し、表示部１４に表示する。横軸の経過時間Ｔの原点（Ｔ＝０）は、分析対象試料を試料注入部１へ注入した時刻である。
　ユーザーが、第１のクロマトグラムＣ１を見ると、経過時間Ｔａから経過時間Ｔｂの間に出現しているピークＰ１は、２つのピークが重なったものであると推測できる。
　そして、ユーザーが、ピークＰ１のより詳細な分析を行うと決定した場合には、ユーザーは、第２のクロマトグラムＣ２の取得の指示と、第２カラム５を用いてクロマトグラフ分析をさせる期間（経過時間Ｔａおよび経過時間Ｔｂ）を、入力部１５に入力する。
　第２のクロマトグラムＣ２の取得においても、経過時間０から経過時間Ｔａまでの間のガスクロマトグラフ装置１００の動作は、上述の第１のクロマトグラムＣ１の取得の際と変わりはない。
　しかし、経過時間がＴａとなった段階で、制御部１３の制御の下に、第１カラム２から導出される試料を第２カラム５に出力するように、流路切替部４を切替える。流路切替部４による流路の切替後、メイクアップガスは流路切替部４に供給された後、大部分は分岐管１０側に流れ、一部が第２カラム５側に流れる。
　そして、分析対象であるピークＰ１に対応する試料成分が流路切替部４を通過した後の経過時間Ｔｂにおいて、制御部１３の制御の下に、第１カラム２から導出される試料を分岐管１０に出力するように、流路切替部４を再び切替える。
　切替後、メイクアップガスは流路切替部４に供給された後、大部分は第２カラム５側に流れ、一部が分岐管１０側に流れる。従って、経過時間ＴａからＴｂの間に第２カラム５に流入した試料は、経過時間Ｔｂにおいて第１カラム２からの試料およびキャリアガスの供給が遮断された後も、流路切替部４から供給されるメイクアップガスに流されて、第２カラム５の内部を移動する。そして移動の過程で成分毎に時間的に分離されて第２検出器１２に到達する。
　制御部１３は第２検出器１２による検出信号Ｓ２に基づいて、図２（ｂ）に示すような第２のクロマトグラムＣ２を作成し、表示部１４に表示する。第２のクロマトグラムＣ２では、図２（ａ）の第１のクロマトグラムＣ１で分離されていなかったピークＰ１が、２つのピークＰ１１、Ｐ１２として分離されており、各ピークＰ１１、Ｐ１２に対応する成分の正確な定性分析や定量分析が可能となる。
　このとき、ピークＰ１１およびピークＰ１２に対応する成分の同定は、各ピークＰ１１，Ｐ１２がそれぞれ最大値となる経過時間Ｔ１１およびＴ１２に基づいて行う。ただし、この経過時間の基準時刻としては、第１カラム２から第２カラム５に試料が導入された時刻である図２（ａ）および図２（ｂ）の経過時間Ｔ１を採用する。経過時間Ｔ１は、一例として、第１のクロマトグラムＣ１におけるピークＰ１の重心位置となる経過時間を採用する。従って、ピークＰ１１に対応する成分は第２カラム５に対する保持時間がＴ１１－Ｔ１である成分であり、ピークＰ１２に対応する成分は第２カラム５に対する保持時間がＴ１２－Ｔ１である成分として、同定される。
　なお、第１カラム２から試料の出力先が流路切替部４により、第２カラム５または分岐管１０に相互に切替わると、切替の前後において、流路切替部４以降の流路（第２カラム５および分岐管１０等）のコンダクタンスに変化が生じる。その結果、第２カラム５内を流れる試料、キャリアガスおよびメイクアップガスの流速が変化する恐れがある。
　上述の一実施の形態のガスクロマトグラフ装置では、上述のとおり、メイクアップガス供給部９と流路切替部４との間に、メイクアップガスの圧力を計測する圧力センサ８が設けられているともに、メイクアップガス供給部９には流量調整部９ａが設けられている。制御部１３は、圧力センサ８からの圧力信号Ｓ７を受信しているとともに、制御信号Ｓ５により流路切替部４による流路の切替えを制御し、制御状態（試料の出力先）を把握している。従って、制御部１３は、流路切替部４の制御状態と圧力信号Ｓ７とに基づいて、流量調整部９ａの制御弁の開閉度合等を制御することで、第２カラム５内のガスの流速を一定の値に保つことができる。圧力センサ８、流量調整部９ａおよび制御部１３は、第２カラム５に流れるガスの流量を一定値に保つ流量調整部を構成すると解釈することもできる。
　なお、流路切替部４の構造、あるいは使用する第２カラム５の特性によっては、流量調整部９ａによる流量の調節を行わなくても、流路切替部４による流路の切替えの前後で、第２カラム５内のガスの流速が一定の値に保たれる場合もある。その場合には、上述の圧力センサ８および流量調整部９ａを省略してもよい。
（ガスクロマトグラフ装置の較正）
　以下、図１および図３を参照して、上述のガスクロマトグラフ装置に対して行う較正動作について説明する。図３は、較正動作時のクロマトグラムの一例を表す図である。
　較正動作に際しては、試料注入部１には試料を注入せず、第１カラム２にはキャリアガスのみを流しておく。そして、制御部１３は、流路切替部４に対して、第１カラム２から供給されるキャリアガスを第２カラム５に流すように流路を設定しておく。
　所定の経過時間Ｔｃにおいて、制御部１３は、基準試料導入部７に制御信号Ｓ５を送り、メイクアップガスへの基準試料の導入を行わせる。
　基準試料は、第２カラム５の較正を行うのに適した試料であればどのような試料であっても良い。ただし、各種の分析対象試料の保持時間とその基準試料の保持時間の関係（保持指標）が広く知られているｎ－アルカン（直鎖アルカン）を基準試料として使用することが好ましい。また、基準試料は、炭素数が３から４０程度の範囲の中の複数種のｎ－アルカンを含むことが、広範囲の分析対象物に対して較正を行える点で好ましい。
　経過時間Ｔｃにおいて、基準試料導入部７がメイクアップガスに基準試料を導入すると、基準試料はメイクアップガスとともに第２カラム５内を移動し、所定時間後に第２検出器１２により検出される。第２検出器１２からの検出信号Ｓ２に基づいて、制御部１３は図３に示す第３のクロマトグラムＣ３を作成する。ここでは、基準試料には炭素数が相互に異なる３種類のｎ－アルカンが含まれており、第３のクロマトグラムＣ３にもそれぞれのｎ－アルカンに対応する３つのピークＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３が現れている。そして、それぞれのピークが最大値となる経過時間は、それぞれＴ２１，Ｔ２２，Ｔ２３となっている。
　基準試料に含まれている炭素数が異なる３種類のｎ－アルカンの保持時間の大小関係は良く知られているので、３つのピークＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３が、それぞれどのｎ－アルカンに対応するピークであるかは容易に同定できる。従って、基準試料に含まれる各ｎ－アルカンの第２カラム５に対する保持時間が実測できる。各保持時間は、ピークＰ２１に対応するｎ－アルカンについてはＴ２１－Ｔｃであり、ピークＰ２２に対応するｎ－アルカンについてはＴ２２－Ｔｃであり、ピークＰ２３に対応するｎ－アルカンについてはＴ２３－Ｔｃである。
　以上により、基準試料（ｎ－アルカン）の第２カラム５に対する保持時間を容易に測定することができ、これにより、第２カラム５およびガスクロマトグラフ装置１００を較正することができる。
　ガスクロマトグラフ装置１００を用いた分析対象試料の分析に際しては、分析対象の各成分の保持時間（上述の図２（ｂ）中の、Ｔ１１－Ｔ１等）を、各種のデータベースに登録されている各成分の保持指標と、上述の基準試料（ｎ－アルカン）に対する保持時間とに基づいて補正すればよい。
　従来のマルチディメンジョン型のガスクロマトグラフ装置では、第２カラム５の保持時間を単独で測定することは難しかった。そこで、試料注入部１から第１カラム２に基準試料を注入し、第１カラム２と第２カラム５との総合的な保持時間を測定して較正を行っていた。しかし、従来においては、第１カラム２と第２カラム５の分離特性によっては、基準試料中の複数の成分が、混合して（時間差なく）第２検出器に検出されてしまうこともあり、較正を簡便かつ正確に行うことは困難であった。
　本例においては、基準試料を、第１カラム２を介さずに、第２カラム５に供給されるメイクアップガスに導入することで、基準試料の第２カラム５に対する保持時間を正確に測定することができる。この結果、第２カラム５を十分な精度で較正することができるとともに、この較正の結果を用いることで、分析対象試料の分析時に検出された成分の同定を十分な精度で、かつ容易に行うことができる。
　なお、上述の較正においても、始めに制御部１３は、流路切替部４に対して、第１カラム２から供給されるキャリアガスを分岐管１０に流すように流路を設定しておいても良い。そして、所定の経過時間Ｔｃにおいて、制御部１３は、流路切替部４に対して制御信号Ｓ５を送り、流路を第２カラム５に切替えさえ、これと同期して、基準試料導入部７に制御信号Ｓ５を送り、メイクアップガスへの基準試料の導入を行わせても良い。
　この場合には、較正動作において第２カラム５を流れるキャリアガスおよびメイクアップガスの条件を、分析対象試料を分析する際のガスの条件にほぼ完全に一致させることができるので、較正の精度をさらに向上させることができる。
　さらに、所定の時間の経過後に、制御部１３は、流路切替部４に対して制御信号Ｓ５を送り、流路を分岐管１０に切替えさえても良い。
　上述の、制御部１３による、圧力信号Ｓ７および流路切替部４の制御状態（試料の出力先）に基づく流量調整部９ａの制御は、較正動作に際しても行われることが望ましい。これにより、第２カラム５内のガスの流量を一定の値に制御することができる。
　上述の較正は、特に、第２カラム５を交換した場合や、ガスクロマトグラフ装置１００をメンテナンスした後に行うことが望ましい。
　上述の各実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）一実施の形態のガスクロマトグラフ装置１００は、第１カラム２に接続され第１カラム２から導出される試料を第２カラム５または分岐管１０のいずれかに切替えて出力する流路切替部４と、流路切替部４に接続され流路切替部４にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部９と、メイクアップガス供給部９またはメイクアップガス供給部９と流路切替部４との間に配置され、メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部７とを備えている。
　この構成により、第２カラム５における各種試料の保持時間の較正を容易に行うことができ、検出された成分の同定（定性分析）を十分な精度で行うことができる。
（２）流路切替部４による第１カラム２から導出される試料の出力先の分岐管１０から第２カラム５への切替えと同期して、基準試料導入部７によるメイクアップガスへの基準試料の導入を行わせる同期制御部（制御部１３）をさらに有する構成とすることで、較正動作において第２カラム５を流れるキャリアガスおよびメイクアップガスの条件を、分析対象試料を分析する際のガスの条件にほぼ完全に一致させることができ、較正の精度をさらに向上させることができる。
（３）メイクアップガス供給部９は、流路切替部４における切替えの前後において、第２カラム５に流れるガスの流量を一定値に保つ流量調整部９ａを有する構成とすることで、第２カラム５を流れるガスの流量を一定に保つことができる。これにより、分析および較正の精度をさらに向上させることができる。
（４）上述の実施形態のガスクロマトグラフ装置の較正方法は、第１カラム２、第１カラム２から導出される試料を第２カラム５または分岐管１０のいずれかに切替えて出力する流路切替部４、流路切替部４にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部９、およびメイクアップガス供給部９またはメイクアップガス供給部９と流路切替部４との間に配置されメイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部７と、を備えるガスクロマトグラフ装置を用い、基準試料導入部７によりメイクアップガスに基準試料を導入し、流路切替部４が基準試料を第２カラム５に出力し、基準試料を第２カラム５を用いて分析し、分析の結果に基づいて第２カラム５の較正を行う。
　この構成により、第２カラム５における各種試料の保持時間の較正を高精度かつ容易に行うことができる。
（５）基準試料の導入を、流路切替部４による第１カラムから導出される試料の出力先の分岐管１０から第２カラム５への切替えと同期して行うことにより、較正動作において第２カラム５を流れるキャリアガスおよびメイクアップガスの条件を、分析対象試料を分析する際のガスの条件にほぼ完全に一致させることができる。これにより、較正の精度をさらに向上させることができる。
（６）流路切替部４における切替えの前後において、メイクアップガスの流量を調整して第２カラム５に流れるガスの流量を一定値に保つことで、較正の精度をさらに向上させることができる。
　本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
１００…ガスクロマトグラフ装置、１…試料注入部、２…第１カラム、３…第１カラムオーブン、４…流路切替部、５…第２カラム、６…第２カラムオーブン、７…基準試料導入部、８…圧力センサ、９…メイクアップガス供給部、９ａ…流量調整部、１０…分岐管、１１…第１検出器、１２…第２検出器、１３…制御部、１４…表示部、１５…入力部、Ｓ１…検出信号、Ｓ２…検出信号

Claims (6)

  1. 　第１カラムに接続され、第１カラムから導出される試料を、第２カラムまたは分岐管のいずれかに切替えて出力する流路切替部と、
    　前記流路切替部に接続され、前記流路切替部にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部と、
    　前記メイクアップガス供給部、または前記メイクアップガス供給部と前記流路切替部との間に配置され、前記メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部と、
    を備える、ガスクロマトグラフ装置。
  2. 　請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置において、
    　前記流路切替部による前記第１カラムから導出される試料の出力先の前記分岐管から前記第２カラムへの切替えと同期して、前記基準試料導入部による前記メイクアップガスへの前記基準試料の導入を行わせる同期制御部をさらに有する、ガスクロマトグラフ装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のガスクロマトグラフ装置において、
    　前記メイクアップガス供給部は、流路切替部における前記切替えの前後において、前記第２カラムに流れるガスの流量を一定値に保つ流量調整部を有する、ガスクロマトグラフ装置。
  4. 　第１カラム、第１カラムから導出される試料を第２カラムまたは分岐管のいずれかに切替えて出力する流路切替部、前記流路切替部にメイクアップガスを供給するメイクアップガス供給部、および前記メイクアップガス供給部または前記メイクアップガス供給部と前記流路切替部との間に配置され前記メイクアップガスに基準試料を導入する基準試料導入部と、を備えるガスクロマトグラフ装置を用い、
    　前記基準試料導入部により前記メイクアップガスに前記基準試料を導入し、前記流路切替部が前記基準試料を前記第２カラムに出力し、前記基準試料を前記第２カラムを用いて分析し、
    　前記分析の結果に基づいて前記第２カラムの較正を行う、ガスクロマトグラフ装置の較正方法。
  5. 　請求項４に記載のガスクロマトグラフ装置の較正方法において、
    　前記基準試料の前記導入を、前記流路切替部による前記第１カラムから導出される試料の出力先の前記分岐管から前記第２カラムへの切替えと同期して行う、ガスクロマトグラフ装置の較正方法。
  6. 　請求項５に記載のガスクロマトグラフ装置の較正方法において、
    　流路切替部における前記切替えの前後において、前記メイクアップガスの流量を調整して前記第２カラムに流れるガスの流量を一定値に保つ、ガスクロマトグラフ装置の較正方法。
     
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