WO2021177373A1 - 気体のにおい成分捕集用注射針及びそれを用いた気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ - Google Patents

気体のにおい成分捕集用注射針及びそれを用いた気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ Download PDF

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WO2021177373A1
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僚一 佐々野
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    • B01J20/281Sorbents specially adapted for preparative, analytical or investigative chromatography
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    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86

Definitions

  • the present invention relates to an injection needle for collecting a gas odor component and a gas chromatograph for measuring a gas odor component using the injection needle.
  • an odor component for example, a substance that generates an odor component is sealed in a closed container, and the odor component volatilized from the substance is extracted by a solid phase microextraction (SPME) method.
  • SPME solid phase microextraction
  • concentration is widely adopted.
  • an SPME unit provided with an extraction fiber on which an adsorption layer is formed is widely used.
  • This fiber-type SPME unit has a structure in which an extraction fiber is provided inside an injection needle provided at the tip thereof so that an extraction fiber can be taken in and out from the tip of the injection needle.
  • adsorption layer a liquid phase, an adsorbent, etc., which are common in the field of column chromatography, are used.
  • the analysis of the odor component using this SPME unit is performed as follows, for example.
  • the injection needle of this SPME unit is inserted into a closed container, and the extraction fiber is projected from the tip of the injection needle to be brought into contact with a gas containing an odor component.
  • the injection needle of the SPME unit is taken out from the closed container, and the injection needle of the SPME unit is inserted into, for example, the injection port of the gas chromatograph.
  • the odor component is desorbed from the adsorption layer and introduced into the analysis column of the gas chromatograph to detect the odor component and measure the concentration.
  • Patent Document 1 in the above-mentioned SPME unit, instead of providing the extraction fiber so that it can be taken in and out of the injection needle, the inside of the injection needle is filled with an adsorbent or a concentration medium containing a predetermined copolymer. Things are disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a sample injection system used when injecting a liquid sample from an injection port of a gas or liquid chromatograph in a gas or liquid chromatograph used when analyzing a trace component in a liquid sample. Has been done. It is disclosed that this sample injection system incorporates a hollow capillary filled with a focused body of specific long fibers having selective adsorption ability as a stationary phase for the purpose of concentrating in a liquid sample.
  • the injection needle of the SPME unit is filled with an adsorbent or a concentration medium, and a required amount of gas as a sample in a closed container is sucked to adsorb the injection needle. Since it is possible to forcibly bond the agent or the concentrating medium and the gas in a short time, it is also considered that the contact time can be shortened as compared with the case where the extraction fiber is used. Further, as a result, it is possible to concentrate a small amount of odorous components from a large amount of samples, and it is also considered that the problem of quantification caused by securing the contact time can be solved.
  • the hollow thin tube in which the bundle of long fibers having a specific selective adsorption ability described in Patent Document 2 is filled as the stationary phase is also the same because the stationary phase is filled as in Patent Document 1.
  • the stationary phase is filled as in Patent Document 1.
  • an object of the present invention is to reduce the suction resistance when sucking a sample gas containing an odor component from a closed container, collect the odor component of the gas in the sample gas with an injection needle, and collect the collected gas. It is to provide a technique that makes it possible to easily analyze the odor component of gas by a gas chromatograph.
  • the present invention has been diligently studied to solve the above-mentioned problems.
  • the hollow thin tube of the injection needle is not provided with the packed layer of the stationary phase, but the inner wall surface forming the hollow of the hollow thin tube is covered with gas. It has been found that by providing an adsorption layer capable of adsorbing an odor component, it is possible to efficiently adsorb the odor component of the gas in the sample gas to the adsorption layer.
  • the gas odor component of the gas can be analyzed by the gas chromatography method by discharging the gas with a gas.
  • the first of the present invention is a connection between an injection needle for collecting a gas odor component having a hollow thin tube having an adsorption layer capable of adsorbing the odor component of the gas formed on the inner wall surface and the injection needle in an airtight state.
  • the gas is sucked from a closed container in which a gas containing a gas odor component is sealed through the nozzle having a portion, the nozzle, and the injection needle connected to the nozzle, and the odor component of the gas in the gas is removed.
  • a pump capable of delivering a gas adsorbed on the adsorption layer and discharging the adsorbed odorous component of the gas from the tip of the injection needle, and a note capable of receiving the injection needle from the tip and heating.
  • An analysis column that communicates with the inlet and the injection port to separate the odorous components of the gas in the gas discharged from the tip of the injection needle for each component, and the components separated by the analysis column are detected.
  • a detection unit, a drive mechanism for driving the nozzle, and a control unit are provided. The control unit After driving the drive mechanism to connect the injection needle and the nozzle in an airtight state, and then inserting the injection needle into the inside of the closed container from the tip thereof, after the injection needle insertion step and the injection needle insertion step.
  • the pump is operated for a predetermined time to suck a gas containing a gas odor component in a closed container, and after a collection step and a collection step of adsorbing the gas odor component to the adsorption layer, the drive mechanism is driven. After pulling out the injection needle from the closed container, the injection needle is inserted into the injection port portion, and the injection needle is heated to desorb the gas odor component from the adsorption layer. After the desorption step and the desorption step, the pump is operated for a predetermined time, gas is sent into the hollow thin tube in which the adsorption layer is formed, and the odor component of the gas desorbed in the desorption step is released. It is configured to perform an introduction step, which is ejected from the tip of the injection needle and introduced into the analysis column by a carrier gas.
  • the present invention relates to a gas chromatograph for measuring the odor component of a gas.
  • the adsorption layer may be a liquid phase containing a polydimethylsiloxane-based, polyacrylate-based or polyethylene glycol-based compound as a main component.
  • the injection needle is connected to the needle portion formed by the hollow thin tube and one end portion of the needle portion, and is detachably connected to the connection portion of the nozzle.
  • the hollow thin tube may be a single metal tube.
  • the injection needle has an inner tube portion through which the gas passes and an outer tube portion into which the inner tube portion can be installed inside, and the outer tube portion is hollow and has a thin tube. It has a needle portion and a fitting portion that is connected to one end of the needle portion and is detachably connected to the connection portion of the nozzle, and the inner tube portion is installed in the hollow portion of the needle portion.
  • a trapping capillary column having a hollow tube having a predetermined length in which an adsorption layer capable of adsorbing a gas odor component is formed on an inner wall surface, and an outer peripheral surface of the collecting capillary column can be airtightly engaged with each other.
  • the hollow capillary tube of the injection needle is the inner tube portion of the outer tube portion, and has an engagement sealing portion that is fitted and can be airtightly engaged with the inside of the outer tube portion or the connection portion of the nozzle. It may be formed of a needle portion and the collection capillary column installed inside the needle portion.
  • the injection needle may be configured such that the inner tube portion is detachable from the outer tube portion.
  • the collection capillary column has a length that can be accommodated inside the needle portion and the fitting portion of the injection needle, and the engagement sealing portion is the collection. Even if it has a structure that can be airtightly engaged with the outer peripheral surface of the portion of the capillary column that can be accommodated in the fitting portion and can be detachably connected by engaging with the connecting portion of the nozzle. good.
  • an outer tube support base capable of restricting the movement of the outer tube portion of the injection needle in the length direction and detachably supporting the outer tube portion, and the inner tube of the injection needle. It has an inner pipe support base that engages with the engagement sealing portion and supports the pipe portion in a detachable manner, and the control unit drives the drive mechanism to the inner pipe support base in advance.
  • the nozzle is previously supported by the outer pipe support base.
  • the inner tube portion is inserted inside the outer tube portion, and the nozzle is moved in the length direction of the outer tube portion to connect the connecting portion of the nozzle and the fitting portion of the outer tube portion.
  • Preparation of an injection needle for airtightly engaging the outer peripheral surface of the collection capillary column of the inner tube portion, the inside of the outer tube portion, the connection portion of the nozzle, and the engagement sealing portion may be configured to perform a step.
  • control unit drives the drive mechanism to supply gas into the hollow tubular tube in the introduction step, and then pulls out the injection needle from the injection port portion to obtain the injection needle.
  • the nozzle is moved in the length direction of the outer tube portion, and the nozzle is transmitted from the outer tube portion. It may be configured to execute the inner pipe detachment step of removing the inner pipe portion in a state of being connected to the inner pipe portion.
  • the inner tube collection container has an inner tube collection container having a gripping mechanism capable of gripping the engagement sealing portion
  • the control unit has the engagement by the gripping mechanism after the inner tube disengagement step.
  • An inner tube recovery step in which the sealing portion is gripped, then the nozzle is driven by the drive mechanism to detach the nozzle from the inner tube portion, and the inner tube portion is housed in the inner tube recovery container. May be configured to perform.
  • the syringe needle collecting container has an engaging portion that can be engaged with the fitting portion, and the control unit drives the driving mechanism to drive the driving mechanism, and in the introduction step, the hollow capillary tube.
  • the control unit drives the driving mechanism to drive the driving mechanism, and in the introduction step, the hollow capillary tube.
  • the injection needle is pulled out from the injection port portion, the fitting portion of the injection needle connected to the nozzle is locked to the engaging portion, and then the nozzle is moved to the nozzle. It may be configured to move in the length direction of the injection needle to perform a needle collection step of removing the nozzle from the fitting and accommodating the injection needle in the needle collection container. ..
  • the gas chromatograph for measuring the odor component of the gas has a reagent-sealed container in which a gas containing a gas derivatizing reagent is sealed, and the control unit is a step of removing the odor component of the gas.
  • the drive mechanism is driven to pull out the injection needle from a closed container in which a gas containing the odor component of the gas is sealed, and then the injection needle is pulled from the tip of the injection needle to the reagent.
  • the pump is operated for a predetermined time to suck the gas containing the derivatizing reagent of the gas in the reagent closed container, and then the suction is stopped to drive the driving mechanism.
  • the injection needle is inserted into the injection port portion, and in the introduction step, the pump is operated for a predetermined time into a hollow capillary tube in which the adsorption layer is formed.
  • a gas composed of a gas containing a gas derivatizing reagent was sent to derivatize the gas which is a reaction product of the odor component of the gas desorbed in the desorption step and the derivatizing reagent.
  • the odor component may be configured to be discharged from the tip of the injection needle.
  • the second aspect of the present invention is a fitting in which a needle portion formed of a hollow thin tube for passing a gas containing a gas odor component and a suction or discharge means for passing the gas through the hollow thin tube are detachably connected to each other.
  • the hollow thin tube is a single metal single tube, and an adsorption layer capable of adsorbing a gas odor component is formed on the inner wall surface forming the hollow of the single tube.
  • the fitting portion relates to an injection needle for collecting a gas odor component, which is connected to one end of the hollow thin tube.
  • the third aspect of the present invention has an inner tube portion through which a gas containing a gas odor component passes, and an outer tube portion into which the inner tube portion can be installed inside, and the outer tube portion is a hollow and thin tube.
  • the inner pipe portion has a needle portion and a fitting portion that is connected to one end of the needle portion and is detachably connected to a suction or discharge means for passing the gas through the inner pipe portion.
  • the outer tube has an engagement sealing portion that can be airtightly engaged with the outer peripheral surface of the capillary column and that can be airtightly engaged with the inside of the outer tube portion or the connection portion of the suction or discharge means.
  • the present invention relates to an injection needle for collecting a gas odor component, in which a hollow thin tube is formed by the needle portion of the portion and the collection capillary column installed inside the needle portion.
  • the third aspect of the present invention is the step of airtightly connecting the suction or discharge means to the fitting portion of the injection needle for collecting the odorous component of gas according to the second or third aspect of the present invention.
  • the odor component By the step of inserting the injection needle for collecting the odor component of the gas into the closed container in which the contained gas is sealed from the tip of the hollow thin tube, and the suction or discharge means connected to the fitting portion, the odor component
  • the present invention relates to a method for collecting a gas odor component, which comprises a step of sucking the gas and adsorbing the gas odor component to the adsorption layer.
  • the fourth aspect of the present invention is to insert the injection needle for collecting the odorous component of the gas according to the second or third aspect of the present invention into the closed container containing the gas containing the odorous component of the gas from the tip of the hollow thin tube.
  • the gas containing the odor component of the gas is sucked by the suction or discharge means connected to the fitting portion, the odor component of the gas is adsorbed on the adsorption layer, and then the hollow thin tube is sealed.
  • the hollow thin tube of the injection needle in which the odor component of the gas is adsorbed on the adsorption layer is inserted into the injection port of the gas chromatograph for analyzing the odor component of the gas, and the injection needle is heated.
  • the present invention relates to a method for analyzing a gas odor component, which comprises a step of discharging a component from the tip of the hollow thin tube and introducing the component into an analysis column of the gas chromatograph by a carrier gas.
  • the suction resistance when sucking a sample gas containing an odor component from a closed container is reduced to collect the odor component of the gas in the sample gas, and the odor component of the collected gas is gas chromatographed. It is possible to provide a technique that can be easily analyzed by gas chromatography.
  • the state where the odor component of the collected gas is introduced into the analysis column and the operation of collecting the injection needle according to the first embodiment will be described. It is explanatory drawing for this. It is explanatory drawing for demonstrating the state which the nozzle is moved to connect with the injection needle which concerns on 2nd Embodiment in the gas chromatograph for measuring the odor component of the gas which concerns on 2nd Embodiment.
  • the injection needle according to the second embodiment connected to the nozzle is moved toward the closed container in order to collect the odor component of the gas. It is explanatory drawing for demonstrating the state which is present.
  • the gas chromatograph for measuring the odor component of the gas according to the second embodiment it is an explanatory diagram for explaining the operation when the inner tube portion connected to the nozzle is removed from the outer tube portion of the injection needle according to the second embodiment. be. It is explanatory drawing for demonstrating the operation when the nozzle is detached from the inner tube part connected with the nozzle, and the inner tube part is recovered in the gas chromatograph for measuring the odor component of the gas which concerns on 2nd Embodiment. It is a block diagram which shows an example of the electric structure of the gas chromatograph for measuring the odor component of a gas which concerns on 1st Embodiment.
  • injection needle for collecting gas odor components An injection needle for collecting a gas odor component (hereinafter, may be simply referred to as an “injection needle”) according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1A is an explanatory view schematically showing the cross-sectional structure of the injection needle 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 1B is an explanatory view schematically showing the cross-sectional structure of the injection needle 2 according to the second embodiment.
  • the injection needle 1 includes a fitting portion 1a and a needle portion 1b.
  • the needle portion 1b has a hollow tubular body 11 that is open at the tip 14 and the base end 15. That is, the tubular body 11 forms a single hollow thin tube in which the tip 14 and the base end 15 communicate with each other and the hollow portion 12a is formed by the inner wall surface 12.
  • a thin-film adsorption layer 13 capable of adsorbing a gas odor component is formed on the inner wall surface 12 in a predetermined range from the tip 14 to the base 15 of the tubular body 11.
  • the needle portion 1b is formed of a hollow thin tube including a hollow and small-diameter tubular body 11 and an adsorption layer 13 formed in a predetermined range on the inner wall surface 12 thereof.
  • the adsorption layer 13 is formed in a thin film shape, and unlike the packed layer of the stationary phase, a hollow portion 12b (a hollow portion of the portion where the adsorption layer 13 is formed) through which the sample gas can easily pass is secured. ing. Further, since the adsorption layer 13 is formed on the inner wall surface 12 of the tubular body (hollow thin tube) 11, the sample gas passing through the hollow portion 12b becomes turbulent when it comes into contact with the surface of the adsorption layer 13, and is hollow.
  • the tubular body 11 is preferably a circular tube, and the tip 14 is preferably a pointed tip when it is necessary to penetrate an injection port of a closed container or a gas chromatograph.
  • the material of the tubular body 11 is preferably metal when heat resistance is required.
  • a layer capable of adsorbing the odor component of the gas to be measured can be appropriately selected and used.
  • those used in a general capillary column for gas chromatography can be applied.
  • a liquid phase, a carrier impregnated with a liquid phase, a porous body such as alumina or a porous polymer compound, and the like can be mentioned. Further, these can be applied to the inner wall surface 12 of the tubular body 11 or chemically bonded to form the adsorption layer 13. Of these, the liquid phase is preferable.
  • the liquid phase can be appropriately selected according to the characteristics of the gas odor component, but from the viewpoint of efficient collection of the gas odor component, a polydimethylsiloxane-based, polyacrylate-based or polyethylene glycol-based liquid phase can be selected. Those containing a compound as a main component are preferable.
  • the thickness of the adsorption layer 13 for example, the same film thickness as that of the adsorption layer formed on a general capillary column used in a gas chromatograph can be selected.
  • the fitting portion 1a is composed of a connector 16 having an inner wall surface 17 that opens at a base end 18 and a tip end 20 to form a hollow portion 17a. Further, the connector 16 constituting the fitting portion 1a is connected to the base end portion of the needle portion 1b at the tip end portion.
  • the two are formed as separate members and connected to each other, but they may be integrally formed. Further, both are connected in series and communicate with each other from the tip 14 of the needle portion 1b (cylindrical body 11) to the base end 18 of the fitting portion 1a.
  • the connector 16 constituting the fitting portion 1a is detachably connected to a suction or discharge means such as a syringe or a pump via a connection portion thereof when sucking the sample gas from the closed container. Therefore, on the base end side, the connecting portion needs to have a size that can be accepted by the hollow portion 17a, while on the tip end side, the connecting portion is connected to the needle portion 1b formed of the tubular body 11. Therefore, the hollow portion 17a of the fitting portion 1a is formed so that the size decreases from the proximal end side toward the distal end side.
  • the portion that receives the connection portion of the suction or discharge means described above from the base end 18 has a hollow shape corresponding to the shape of the connection portion.
  • the connecting portion has a cylindrical shape, it has an inner wall surface 17 corresponding to the connecting portion, and has a tapered structure that is removable and gradually reduces in diameter from the proximal end side to the distal end side in consideration of airtightness. Is preferable.
  • the taper angle for example, a structure of a detachable connection portion between a general syringe and a general medical injection needle can be adopted.
  • the portion near the connecting portion with the tubular body 11 has a size continuous with the same inner diameter as the hollow portion 12a formed on the inner wall surface 12 of the tubular body 11. Then, an inclined surface 19 whose diameter is reduced from the base end side to the tip end side is provided between the base end 18 and the tip end 20, and between the hollow portion that receives the connecting portion and the connecting portion between the tubular body 11 is provided. It is continuous.
  • a protruding portion 21 protruding outward from the outer peripheral surface in the radial direction is formed on the outer peripheral surface of the base end portion of the connector 16 forming the fitting portion 1a.
  • the protruding portion 21 is formed over the entire circumference, but may not be formed over the entire circumference.
  • the shape and structure of the protruding portion 21 are configured so that the injection needle 1 can be automatically removed from the connecting portion by using the protruding portion 21 in the gas chromatograph for measuring the odor component of gas, for example.
  • it may be configured so that it can be detachably connected to the tip of a luer lock type syringe.
  • the injection needle 1 Since the injection needle 1 has the above structure, it can be applied to a gas chromatograph for measuring a gas odor component, which will be described later. It can also be used to concentrate the odor component to be measured from the sample gas sealed in the airtight container. It is particularly suitable when the sample gas has a large volume. Then, it is also possible to store the product in a state of being concentrated and collected in this way for a predetermined period of time. Therefore, it is possible to make the sample compact and easy to carry.
  • the injection needle 2 according to the second embodiment has the suction layer 13 in the injection needle 1 according to the first embodiment, which is a tubular body 11 which is a single tube of the injection needle 1.
  • the injection needle formed by the connector 16 of the injection needle 1 and the tubular body 11 is used as the outer tube portion, and the inner tube portion is provided inside the injection needle, and the inner tube portion thereof.
  • An adsorption layer is provided on the inner wall surface. That is, the injection needle 2 has a double tube structure of an outer tube portion 3 formed by the tubular body 11 and the connector 16 and an inner tube portion 4 provided inside the outer tube portion 3. Therefore, the same components are designated by the same reference numerals, and different parts will be described below.
  • the outer tube portion 3 of the injection needle 2 includes the connector 16 and the tubular body 11 described above.
  • the outer tube portion 3 includes a fitting portion 3a formed of the connector 16 and a needle portion 3b formed of the tubular body 11.
  • An inner pipe portion 4 is installed inside the outer pipe portion 3.
  • the inner tube portion 4 has a collection capillary column 22 and an engagement sealing portion 29.
  • the collection capillary column 22 has a hollow and thin tube column tube 22a and an adsorption layer 28 formed on the surface of the inner wall surface 27 thereof, and a hollow portion 23 surrounded by the adsorption layer 28 is formed.
  • the collection capillary column 22 opens at the tip 24 and the base end 25, and both ends communicate with each other.
  • the column tube 22a preferably has an external shape in which the hollow portion 12a of the tubular body 11 of the outer tube portion 3 is slidable, and the hollow portion 23 is easily allowed to pass gas and is easily uniformly adsorbed.
  • a circular tube is preferable.
  • the length of the column tube 22a is preferably such that it can be installed between the tip 14 of the tubular body 11 of the outer tube portion 3 and the base end 18 of the connector 16.
  • the base end of the column tube 22a is made detachable from the outer tube portion 4 and connected to the connecting portion of the suction or discharge means.
  • Reference numeral 25 denotes a length that is located closer to the distal end side than the proximal end 18 of the connector 16, and the distal end 24 of the column tube 22a is located on the proximal end side that is the same as or slightly closer to the distal end 14 of the tubular body 11. It is said. However, the length is not limited to this, and the length may be about the same as the length of the tubular body 11 of the outer pipe portion 3.
  • the material of the column tube 22a is not particularly limited, and examples thereof include metal, glass, resin, and combinations thereof. Of these, a laminated tube in which the outside of a metal single tube or a glass circular tube is coated with a heat-resistant resin such as a polyimide resin is preferable.
  • the suction layer 28 can adopt the same configuration as the suction layer 13 of the injection needle 1.
  • the collecting capillary column 22 for example, a commercially available capillary column applicable to a gas chromatograph can be used.
  • the engagement sealing portion 29 is provided in the vicinity of the base end 25 of the collection capillary column 22.
  • the engagement sealing portion 29 shown in FIG. 1B has a cylindrical shape having an inner wall surface 30 that airtightly engages with the outer peripheral surface 26 of the column tube 22a.
  • the cylindrical shape includes the inner wall surface 30, the outer peripheral surface 31 formed concentrically with the inner wall surface 30, and the distal end surface 32 and the proximal end surface facing the distal end side and the proximal end side of the column tube 22a in the length direction, respectively. It is defined by 33.
  • the peripheral edge portion which is a continuous portion between the tip surface 32 and the outer peripheral surface 26 is in contact with the inclined surface 19 of the hollow portion 17a of the connector 16 of the outer tube portion 3 and can be attached and detached. Is engaged and locked. Further, as will be described later, the base end surface 33 can be airtightly engaged with the connecting portion of the suction or discharge means.
  • the material of the engagement sealing portion 29 is preferably an elastic body from the viewpoint of adhesion to the column tube 22a and bondability to the connection portion of the suction or discharge means, and is a silicone type from the viewpoint of heat resistance, chemical resistance and the like. Rubber is preferred.
  • the size of the engagement sealing portion 29 is not particularly limited, and the material of the engagement sealing portion 29, the bondability with the connection portion, the airtightness, the adhesion with the column tube 22a, the airtightness, and the like are taken into consideration. It can be decided as appropriate.
  • the engagement sealing portion 29 is installed in the hollow portion 17a of the connector 16, but the present invention is not limited to this, and for example, the collecting capillary column 22 is a tubular body 11. In the case of the same degree, it may be installed so as to maintain airtightness in the gap between the two. In such a form, the engagement sealing portion 29 is configured as an adhesive layer.
  • the hollow portion 17a of the connector 16 constituting the fitting portion 3a of the outer tube portion 3 has a base of the collecting capillary column 22 of the inner tube portion 4.
  • a portion near the end 25 and an engagement sealing portion 29 are arranged, and the tubular body 11 constituting the needle portion 3b of the outer pipe portion 3 and the inner hollow portion 12a inside the tubular body 11 are installed.
  • a hollow capillary is formed by the collection capillary column 22 of the tube portion 4.
  • the outer pipe portion 3 and the inner pipe portion 4 are detachably configured. In this way, the outer pipe portion 3 can be reused by making it removable. However, both may be fixed with an adhesive or the like.
  • gas chromatograph for measuring gas odor components
  • gas chromatograph for measuring the odor component of a gas
  • gas chromatograph includes a gas chromatograph equipped with a mass spectrometer or the like.
  • FIG. 2 shows the configuration of the gas chromatograph (gas chromatograph) 5 for measuring the odor component of the gas according to the first embodiment.
  • the gas chromatograph 5 is a case where the gas chromatograph 5 is used to collect the gas odor component from a closed container in which a gas containing the odor component to be measured is sealed, and the gas chromatograph 5 measures the gas odor component.
  • the first embodiment shown in FIG. 2 shows an example thereof.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the gas chromatograph 5 shown in FIG. It should be noted that the same configuration can be made by using the injection needle 2 instead of the injection needle 1.
  • the gas chromatograph 5 includes an injection needle 1, a nozzle 51, a pump 53, a switching valve 54, an injection port 55, an analysis column 56, a detection unit 57, a carrier gas cylinder 58, and an injection needle collection container 59. It has a drive mechanism 61 (see FIG. 11), a control unit 60 (see FIG. 11), and a sample installation table 63 on which a closed container 62 can be installed in advance.
  • the injection needle 1 is installed on an injection needle support base 84 that supports the connector 16 from the tip side in the length direction of the needle portion 1b when the nozzle 51 is connected to the connector 16 constituting the fitting portion 1a.
  • the injection needle support base 84 may be capable of supporting a plurality of injection needles 1 or may be capable of supporting one injection needle 1. Further, when a plurality of injection needles 1 are installed, the injection needle support base 84 may be provided with a mechanism capable of progressively feeding the injection needle 1 to a desired position, if necessary.
  • the nozzle 51 has a connecting portion 52 at its tip that can be detachably connected to the connector 16 of the injection needle 1 in an airtight state.
  • the nozzle 51 is formed with a flow path that opens at the tip of the connection portion 52, and the flow path communicates with the pump 53 via the switching valve 54.
  • the pump 53, the switching valve 54, and the nozzle 51 can communicate with each other via the flow path 64.
  • the pump 53 is a syringe pump in the example shown in FIG. 2, but is not particularly limited as long as it can suck and discharge.
  • the valve 54 includes ports (1) to (4), the port (1) communicates with the pump 53, and the port (2) communicates with the nozzle 51.
  • the port (3) communicates with the exhaust flow path 65, and the port (4) communicates with the outside air intake flow path 67 having the filter 66. Then, if necessary, one of the port (1) and the ports (2) to (4) can be electrically selected for communication.
  • the injection port portion 55 shows a configuration in the case of performing the split injection method as an example. Of course, it is possible to adopt the configuration when the splitless method is performed.
  • the injection port 55 has an insertion port 69 that maintains an airtight state and receives the injection needle 1 detachably, and a heating device 71 that heats a gas containing the odor component 79 of the gas injected into the insert 70.
  • a flow path 72, a septum purge line 73, and a split line 74 for supplying carrier gas from the carrier gas cylinder 58 to the insert 70 are connected to the injection port portion 55 in a conventionally known configuration.
  • each of these flow paths 72, lines 73, and 74 is provided with a solenoid valve 68 capable of controlling the flow rate.
  • an introduction tube portion 75 to the analysis column is provided on the downstream side of the insert 70.
  • the injection needle collection container 59 is a container for collecting the used injection needle 1.
  • the injection needle collection container 59 is provided in a container body 76 for temporarily storing the injection needle 1 detached from the connection portion 52 of the nozzle 51 and on the upper side of the container body 76 in the vertical direction, and the injection needle 1 is provided from the nozzle 51.
  • It has a detaching portion 78 for detaching.
  • the detachable portion 78 is continuous from the container body 76 and is formed on the upper side in the vertical direction thereof.
  • the detaching portion 78 receives the connector 16 of the injection needle 1 in which the nozzle 51 is connected from a plane direction orthogonal to the length direction of the tubular body 11 and engages with the nozzle 51.
  • It has a regulated engaging portion 77 that engages with the protruding portion 21 of the nozzle 16 and can regulate the movement of the injection needle 1 on the upper side in the vertical direction.
  • the sample installation table 63 may have a structure in which a closed container 62 in which the sample gas 80 containing the odor component 79 of the gas to be measured is sealed can be installed in advance. If it is necessary to preheat the closed container 62, a heating device may be provided. Further, when measuring a plurality of closed containers 62, it may have a mechanism capable of installing the closed containers at desired positions in order. A liquid or solid odor source 81 containing a gas odor component is sealed in the closed container 62, and the gas odor component 79 or the like volatilizes from the source 81 and is stored in the closed container 62 as a sample gas 80. It is enclosed.
  • the closed container 62 is formed with a lid 82 that can be opened and closed, and the lid 82 is formed with an insertion port 83 into which the needle portion 1b of the injection needle 1 can be inserted and inserted.
  • the lid 82 may be provided with a check valve capable of sucking the outside air into the closed container 62 when the sample gas 80 is sucked into the syringe 1.
  • the odor source 81 is not particularly limited, and it is possible to analyze odor sources in each field. For example, it can be applied to various odor analyzes in the food field, agricultural products, livestock products, cosmetics, environmental field, medical epidemic prevention field, and the like.
  • the drive mechanism 61 drives the nozzle 51, (a) attaching and detaching the nozzle 51 and the injection needle 1, (b) inserting and removing the needle portion 1b into and out of the closed container 62 by the nozzle 51, and (c) the needle by the nozzle 51.
  • those capable of moving the nozzle 51 in the horizontal direction, the vertical direction, and the like can be mentioned.
  • the control unit 60 is, for example, a CPU (Central Processing Unit) that executes a predetermined arithmetic process, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, a non-volatile ROM (Read Only) that stores a predetermined control program, and the like. It is configured to include a storage unit such as a Memory), a flash ROM, or an HDD (Hard Disk Drive), a timer circuit, and peripheral circuits thereof. Then, the control unit 60 controls the operations of the drive mechanism 61, the pump 53, the valve 54, the injection port 55, and the analysis column 56 by executing, for example, the above-mentioned control program. In addition, arithmetic processing is performed based on the detection signal from the detection unit 57.
  • arithmetic processing is performed based on the detection signal from the detection unit 57.
  • the control unit 60 can be used as an injection needle insertion unit 85, a collection unit 86, a gas odor component removal unit 87, an introduction unit 88a, an analysis unit 88b, and an injection needle collection unit 89, for example, by executing the above-mentioned control program. Function.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the operation of the gas chromatograph 5 having the flow path configuration shown in FIG.
  • the analysis unit 88b adjusts the conditions of the injection port portion 55 and the analysis column 56 to predetermined conditions
  • the injection needle 1 is installed on the injection needle support base 84
  • the closed container 62 is installed on the sample installation base 63. It shows the gas chromatograph 5 of the state.
  • the pump 53 is in a state where it can be sucked in a state where it communicates with the nozzle 51 via the valve 54. Then, the operation can be started from this state.
  • the drive mechanism 61 is driven by the injection needle insertion portion 85, and the connection portion 52 of the nozzle 51 is airtightly connected to the connector 16 of the injection needle 1. Connect.
  • step S1 the injection needle 1 is taken out from the injection needle support base 84, and as shown in FIG.
  • the tip 14 of the needle portion 1b of the injection needle 1 is inserted into the inside of the injection needle 1 through the insertion port 83 of the closed container 62 (step S1).
  • the pump 53 is operated by the collecting unit 86 for a predetermined time to suck the sample gas 80 containing the gas odor component 79 in the closed container 62, and the gas odor component 79 is transferred to the adsorption layer 13 of the needle unit 1b.
  • Adsorb step S2 (see the arrow in FIG. 3).
  • the sample gas 80 sucked into the pump 53 is exhausted to the outside, so that the port (1) of the valve 54 ) And the port (3) are communicated with each other, and the gas is exhausted from the exhaust flow path 65 connected to the port (3).
  • the port (1) and the port (2) of the valve 54 can be communicated with each other again, the pump 53 can be operated, and the suction operation can be performed. This operation can be repeated as needed.
  • the drive mechanism 61 After adsorbing and collecting the gas odor component 79 on the adsorption layer 13 of the injection needle 1, the drive mechanism 61 is driven by the gas odor component desorption portion 87, and the injection needle 1 is pulled out from the closed container 62. , The injection needle 1 is inserted into the insertion port 69 of the injection port portion 55, and is installed so that the tip 14 of the injection needle 1 is located in the insert 70. Then, the needle portion 1b is heated in the insert 70 that has been preheated by the heating device 71 to desorb the gas odor component from the adsorption layer 13 (step S3).
  • the introduction unit 88a operated the pump 53 for a predetermined time, supplied a predetermined amount of gas into the hollow thin tube constituting the needle portion 1b (see the solid line arrow in FIG. 4), and desorbed it in step S3.
  • the gas odor component 79 is discharged from the tip 14 of the injection needle 1.
  • the sample gas 80 sucked into the pump 53 may be used as it is, or the outside air sucked after being exhausted once may be used.
  • the odor component 79 of the gas desorbed by the carrier gas supplied from the carrier gas tank 58 is introduced from the introduction pipe portion 75 into the analysis column 56 (step S4a).
  • FIG. 4 (the portion shown by the solid line) is a diagram showing the state at this time.
  • the introduced gas odor component 79 is separated by the analysis unit 88b for each component in the analysis column 56, and is detected by the detection unit 57 (step S4b).
  • step S4a after supplying a predetermined amount of gas into the hollow capillary tube constituting the needle portion 1b, the injection needle collecting portion 89 drives the drive mechanism 61 to perform the following operations.
  • the needle portion 1b of the injection needle 1 is pulled out from the insertion port 69 of the injection port portion 55.
  • the injection needle 1 is moved vertically upward of the injection needle collection container 59 together with the nozzle 51, and the protruding portion 21 of the fitting portion 1a of the injection needle 1 connected to the nozzle 51 is regulated to engage with the injection needle collection container 59.
  • Engage with portion 77 Engage with portion 77.
  • step S5 can be performed as needed.
  • step S3 of the first embodiment the process of derivatizing the odor component of the gas is performed.
  • derivatizing it is possible to change the physical characteristics to be easy to measure with a gas chromatograph, suppress peak tailing, and improve sensitivity. Other than this, it is the same as that of the first embodiment. Therefore, the process of derivatizing the odor component of the gas will be described.
  • the derivatization reagent that can be used any reagent that can become a gas at a temperature of room temperature or higher can be used, and conventionally known ones can be used.
  • Examples of such derivatizing reagents include silylating agents, acylating agents, derivatizing reagents for aldehydes and ketones, and the like.
  • Examples of the silylating agent include BSA (N, O-Bis (trimethylsilyl) acetylmide), BSTFA (N, O-Bis (trimethylsilyl) trimethyloloacetamide), and MSTFA (N-Methyl-N-trimethyldiol) -Trimethylillylimidazole), MTBSTFA (N- (tert-Butyldimethylyl) -N-methylfluoroacetamade) and the like can be mentioned.
  • BSA N, O-Bis (trimethylsilyl) acetylmide
  • BSTFA N, O-Bis (trimethylsilyl) trimethyloloacetamide
  • MSTFA N-Methyl-N-trimethyldiol) -Tri
  • acylating agent examples include MBTFA (N, N-Bis (trifluoroacyl) methylamine) and the like.
  • derivatizing reagent for aldehydes and ketones examples include DNPH (2,4-Dinitrophenylhydrazine) and the like.
  • Steps S1 and S2 are performed in the same manner as in the first embodiment described above, and the gas odor component 79 is adsorbed on the adsorption layer 13 of the injection needle 1 and collected (see FIG. 3). Then, after collecting, the drive mechanism 61 is driven by the gas odor component desorbing portion 87, the injection needle 1 is pulled out from the closed container 62, and then the gas derivatizing reagent is sucked as follows. Perform processing. As shown in FIG. 15, the drive mechanism 61 is driven by the gas odor component desorption portion 87 (see FIG. 11), and the insertion port 83 of the closed container 62 in which the gas 106 containing the gas derivatizing reagent 105 is sealed.
  • the injection needle 1 is inserted into the container, and then the pump 53 is operated for a predetermined time to suck the gas 106 containing the gas derivatizing reagent 105 in the closed container 62 (see the arrow in FIG. 15). Then, while maintaining this state, the drive mechanism 61 is driven, the injection needle 1 is pulled out from the closed container 62, the injection needle 1 is inserted into the insertion port 69 of the injection port portion 55, and the injection needle 1 is inserted into the insert 70. Install so that the tip 14 of 1 is located. Then, the needle portion 1b is heated in the insert 70 that has been preheated by the heating device 71 to desorb the gas odor component from the adsorption layer 13 (step S3).
  • the introduction unit 88a operates the pump 53 for a predetermined time to supply a predetermined amount of gas composed of the gas 106 containing the gas derivatizing reagent 105 into the hollow capillary tube constituting the needle portion 1b (FIG. 4). Middle, see solid arrow).
  • the gas odor component desorbed from the adsorption layer 13 and the derivatizing reagent rapidly react with each other to generate a gas derivatized odor component.
  • the desorbed gas odor component can react with the gas derivatization reagent existing in the hollow capillary tube.
  • the odor component 105 of the gas desorbed in step S3 is derivatized and discharged from the tip 14 of the injection needle 1 as the derivatized odor component of the gas.
  • the gas 106 containing the derivatizing reagent 105 of the gas sucked into the pump 53 is used as it is.
  • the odor component of the derivatized gas is introduced into the analysis column 56 from the introduction pipe portion 75 by the carrier gas supplied from the carrier gas tank 58 (step S4a).
  • the injection needle collecting unit 89 operates the pump 53 and the switching valve 54, sucks the outside air or the like into the syringe from the port 4, and then exhausts the outside air or the like from the port 3 or the port 2 to enter the flow path 64. I am liable for the process of replacing the gas.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the flow path configuration of the gas chromatograph (gas chromatograph) 6 for measuring the odor component of the gas according to the second embodiment.
  • the gas chromatograph 6 is a case where the gas chromatograph 6 is used to collect the gas odor component from a closed container in which a gas containing the odor component to be measured is sealed, and the gas chromatograph 6 measures the gas odor component. Is an embodiment of.
  • the second embodiment shown in FIG. 5 shows an example thereof.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example of the electrical configuration of the gas chromatograph 6 shown in FIG.
  • the gas chromatograph 6 differs from the gas chromatograph 5 according to the first embodiment only in the configuration and operation of attaching and detaching the injection needle due to the difference in the injection needle used, and many configurations are different. Common. Therefore, in the following, the same components will be designated by the same reference numerals, and the differences will be mainly described.
  • the gas chromatograph 6 uses the injection needle 2, inserts the inner tube portion 4 into the outer tube portion 3, performs the operation of assembling the injection needle 2, and then performs the same steps S1 to S4 as the gas chromatograph 5 and then performs the same steps S1 to S4. ,
  • the injection needle 2 is disassembled and only the inner tube portion 4 is collected. Further, if necessary, it is also possible to derivatize the odor component of the gas in step S3 in the same manner as in the modified example of the first embodiment.
  • FIGS. An inlet portion 55, an analysis column 56, a detection unit 57, a carrier gas cylinder 58, an inner pipe collection container 90 having a gripping mechanism 91, a drive mechanism 61 (see FIG. 13), a control unit 94 (see FIG. 13), and a closed container 62. It has a sample installation table 63 that can be installed in advance.
  • the outer tube portion 3 constituting the injection needle 2 is supported by the outer tube support base 98.
  • the outer tube support base 98 is formed on a first recess 99 that can accept the connector 16 and the nozzle 51 of the outer tube portion 3 and a concave surface that forms the first recess 99, and the connector 16 is formed. It has a second recess 100 that can accept the protrusion 21 of the above. The second recess 100 engages with the protrusion 21 to regulate the movement of the outer pipe portion 3 in the length direction.
  • the inner tube portion 4 constituting the injection needle 2 is supported in advance by the inner tube support base 101.
  • the inner pipe support 101 has a structure in which a through hole 102 is provided in a flat plate, and the through hole 102 has a size capable of inserting a collection capillary column 22 and is engaged. It engages with the tip surface 32 of the joint sealing portion 29 at the peripheral edge of the through hole 102.
  • the inner tube collection container 90 has an outer circumference of the engagement sealing portion 29 of the inner tube portion 4 on the upper side in the vertical direction of the detachable portion 78 of the injection needle collection container 59 of the first embodiment. It has a structure provided with a gripping mechanism 91 for gripping the surface 31.
  • the gripping mechanism 91 has a set of gripping bodies 92 facing each other, and by adjusting the distance between the gripping bodies 92, the inner pipe portion 4 is gripped and released.
  • a pipe forming a flow path 64 is connected to the side of the nozzle 51 opposite to the connecting portion 52, and the connecting portion 52 is connected to the engaging sealing portion 29 of the inner pipe portion 4 (a).
  • the inner wall surface 103 that engages with the outer peripheral surface 31 and the contact surface 104 that abuts the base end surface 33, and (b) the flow path 64 from the contact surface 104 that forms a hollow portion that can accept the base end surface 33 side of the above.
  • a hollow portion 105 is formed that is formed toward the side and can accept the collection capillary column 22 that protrudes from the base end surface 33 of the engagement sealing portion 29.
  • the control unit 94 has the same configuration as the control unit 60 of the gas chromatograph 5, but has a different control program in that the injection needle 2 is assembled and only the inner tube portion 4 is collected. By executing this control program, the operations of the drive mechanism 61, the gripping mechanism 91, the pump 53, the valve 54, the injection port 55, and the analysis column 56 are controlled.
  • the control unit 94 includes an injection needle insertion unit 85, a collection unit 86, a gas odor component removal unit 87, an introduction unit 88a, an analysis unit 88b, and an inner tube preparation unit 95a. It functions as an injection needle preparation section 95b, an inner tube detachment section 96, and an inner tube recovery section 97.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the gas chromatograph 6 having the flow path configuration shown in FIG.
  • the analysis unit 88b adjusts the conditions of the injection port portion 55 and the analysis column 56 to predetermined conditions, and the outer tube portion 3 forming the injection needle 2 is formed on the outer tube support base 98 to form the injection needle 2.
  • the gas chromatograph 6 in a state where the inner pipe portion 3 is installed on the inner pipe support portion 101 and the closed container 62 is installed on the sample setting table 63 is shown. Further, the pump 53 is in a state where it can be sucked in a state where it communicates with the nozzle 51 via the valve 54. Then, the operation can be started from this state.
  • the drive mechanism 61 When the operation is started, the drive mechanism 61 is driven by the inner pipe preparation unit 95a, and the nozzle 51 is moved as shown by the alternate long and short dash line and arrow in FIG. 5 and FIGS. 7 (a) and 7 (b). The connecting portion 52 of the nozzle 51 is engaged with and connected to the engaging sealing portion 29 of the inner pipe portion 4 (step S01). Next, the drive mechanism 61 is driven by the injection needle preparation unit 95b, the inner tube portion 3 is taken out from the inner tube support base 101 in a state of being connected to the nozzle 51, and as shown in FIG. The inner pipe portion 4 is inserted inside the supported outer pipe portion 3.
  • the nozzle 51 is moved toward the tip end side of the outer tube portion 3 along the length direction thereof, the nozzle 51 and the connector 16 are engaged with each other, and the nozzle 51, the inner tube portion 4, and the outer tube portion 3 are engaged with each other. Is airtightly connected to form an injection needle 2 airtightly connected to the nozzle 51 (step S02). It is preferable that the outer peripheral surface of the nozzle 51 and the inner wall surface 17 of the connector 16 are in close contact with each other.
  • the engagement sealing portion 29 is an elastic body, it is sandwiched between the nozzle 51 and the inclined surface 19 of the connector 16 and compressed to (a) the outer peripheral surface of the collection capillary column 22.
  • the contact surface between 26 and the inner peripheral surface 30 of the engagement sealing portion 29, (b) the contact surface between the base end surface 33 of the engagement sealing portion 29 and the nozzle 51, and the outer periphery of the engagement sealing portion 29.
  • the surface 31 and the inner wall surface 103 of the nozzle 51, the peripheral edge of the tip surface 32 of the engagement sealing portion 29, and at least one contact portion of the inclined surface 19 of the connector 16 are in close contact with each other while maintaining higher airtightness. It is easy to make it.
  • step S02 steps S1 to S4 are performed in the same manner as in the first embodiment.
  • the gas odor component is derivatized in step S3 in the same manner as in the modified example of the first embodiment, and the derivatized gas odor component is introduced into the separation column. You may.
  • step S1 when the drive mechanism 61 is driven and the injection needle 2 connected to the nozzle 51 is taken out from the outer tube support 98, it is necessary to first move the injection needle 2 in a direction orthogonal to the length direction of the injection needle 2. It differs from the first embodiment only in a certain point (Fig. 9 for reference). In FIG.
  • step 1 is started, and the drive mechanism 61 is driven by the injection needle insertion portion 85 to move the nozzle 51 in a direction orthogonal to the length direction of the injection needle 2.
  • the injection needle 2 airtightly connected to the nozzle 51 is taken out from the outer tube support 98, and the tip 14 of the injection needle 2 is inserted into the closed container 62 in which the sample gas 80 containing the gas odor component 79 is sealed. It is a figure which showed the state which is moving toward 83.
  • Step S3 is completed from step S1, and in step S4a, a predetermined amount of gas is supplied into the collection capillary column 22, and then the drive mechanism 61 is driven by the inner tube detachment portion 96 to perform the following operations.
  • Step S6 A hollow capillary tube composed of the tubular body 11 of the injection needle 2 and the collection capillary column 22 is pulled out from the insertion port 69 of the injection port 55.
  • the injection needle 2 is moved together with the nozzle 51 in a direction orthogonal to the length direction of the injection needle 2 with respect to the outer tube support 98 (FIG. 9A), and the connector of the injection needle 2 connected to the nozzle 51.
  • the protruding portion 21 of 16 is engaged with the second recess 100 of the outer tube support base 98 (FIG. 9 (b)). Then, the nozzle 51 is moved along the length direction of the injection needle 2, and the inner tube portion 3 is removed from the outer tube portion 4 in a state of being connected to the nozzle 51 (FIG. 9 (c)). By this operation, the outer tube portion 3 is held again on the outer tube support base 98, and is ready to be used for the measurement of the next gas sample.
  • the gas odor component 79 introduced into the analysis column 56 is separated by the analysis column 56 for each component by the analysis unit 88b, and is detected by the detection unit 57 (step S4b).
  • step S7 the inner pipe collecting unit 97 performs the following operation (step S7).
  • the tube portion 4 is moved (FIG. 10 (a)), then the gripping mechanism 91 is driven, and the outer peripheral portion 31 of the engagement sealing portion 29 is sandwiched by the gripping body 92 (FIG. 10 (b)).
  • steps S6 and S7 can be performed as needed.
  • the gas odor component 79 contained in the sample gas 80 can be quickly and easily measured by automatic control. 5 and 6 can be provided.
  • the above-mentioned gas chromatographs 5 and 6 provide a collection method for collecting the odorous component of the gas by performing a series of treatments, and also provide an analysis method for analyzing the odorous component of the gas by the gas chromatograph. It will be provided. However, these collection methods and analysis methods are performed by gas chromatographs 5 and 6 that are automatically performed by controlling the operations of the drive mechanism 61 and the gripping mechanism 91 as shown in the above-described embodiment by the control units 60 and 94. It can be done, but it can also be done manually.
  • a suction means such as a syringe or a suction pump is airtightly connected to the above-mentioned injection needles 1 and 2 (step 1), and a closed container containing the sample gas or a sample gas containing an odor source and volatilized.
  • the injection needles 1 and 2 are inserted into the closed container containing the above (step 2), and the injection needles 1 and 2 are manually sucked by suction means to adsorb the gas odor component to the adsorption layers 13 and 28 of the injection needles 1 and 2 (step 2). 3)
  • the hollow thin tubes of the injection needles 1 and 2 are pulled out from the closed container (step 4).
  • a general gas chromatograph when hollow thin tubes of injection needles 1 and 2 are inserted into the injection port and heated, gas odor components are desorbed from the adsorption layers 13 and 28 (step 5) and manually. Gas is supplied by a discharge means such as a syringe or a pump, and the odor component of the desorbed gas is discharged from the tips of the injection needles 1 and 2 and introduced into the analysis column by the carrier gas (step 6). The odor component of gas can be analyzed. As described above, by collecting the odorous components of the gas and performing the analysis using a general gas chromatograph, it is possible to carry out an analysis method for analyzing the odorous components of the gas.
  • the odor component of the gas may be derivatized and the derivatized odor component of the gas may be introduced into the analysis column by the carrier gas.
  • Such processing can be performed, for example, as follows. After the above-mentioned step 4, the injection needles 1 and 2 are inserted into a closed container in which a gas containing a gas derivatizing reagent is sealed, and the injection needles 1 and 2 are manually sucked by a suction means. The hollow thin tubes of the injection needles 1 and 2 are pulled out (step 4-1).
  • the gas odor component is desorbed from the adsorption layers 13 and 28 (step 5).
  • a gas composed of a gas containing a gas derivatizing reagent is manually blown by a discharge means such as a syringe or a pump, and a gas reaction product of the desorbed gas odor component and the derivatizing reagent is injected.
  • a discharge means such as a syringe or a pump
  • Example 1 To a sealable container (capacity 15 mL), add geosmin (standard product) known as a substance causing musty odor in water and distilled water so that the concentration of geosmin becomes 10 mL of a mixed solution of 1 ng / L, and add an injection needle. After sealing with a lid having a piercing insertion port, the mixture was stirred and allowed to stand at room temperature to volatilize geosmin. Next, after connecting a 5 mL syringe to the connector 16 of the outer tube portion 4 of the injection needle for collecting the odor component of the gas having the structure shown in FIG.
  • geosmin standard product
  • injection needle in an airtight state
  • the tip 14 of the hollow thin tube of the injection needle 2 was inserted into the container through the insertion port of the closed container (step 2), and 20 mL of the sample gas containing the gas geosmin in the closed container was sucked by a syringe.
  • This suction was performed by repeating the suction operation four times with a suction capacity of 5 mL while allowing outside air to flow into the closed container during suction with a syringe.
  • the gaseous geosmin was adsorbed on the adsorption layer 28 of the injection needle 2 (above, step 3).
  • gaseous geosmin was collected in the adsorption layer 28 of the injection needle 2. Then, the hollow thin tube of the injection needle 2 was pulled out from the closed container (step 4).
  • a gas chromatography capillary column manufactured by Agilent Technologies, Inc., product name Vf-5 ms
  • a silicone rubber was used for the engagement sealing portion 29, and a general injection needle that could be connected to a general syringe was used as the outer tube portion 3.
  • the tip 14 of the hollow capillary of the injection needle 2 in which the gaseous geosmin was collected in the adsorption layer 28 was inserted into the injection port of the gas chromatograph mass spectrometer, and the hollow tubular portion was heated to desorb geosmin (). Step 5). Then, 0.5 mL of gas was sent from the syringe into the collection capillary column 22 of the injection needle 2, and the desorbed geosmin was introduced into the analysis column of the gas chromatograph mass spectrometer (step 6). Then, the odor component of the gas was separated from the gas introduced by the analysis column and detected by the detection unit.
  • Table 1 shows the conditions for the gas chromatograph (GC) and mass spectrometer (MS) of the gas chromatograph mass spectrometer (manufactured by Agilent Technologies, Inc., product name 7890B / 5977B).
  • Enanthic acid (standard product) known as a substance having a rotting odor and distilled water are added to a sealable container (capacity 15 mL) so that the concentration of enanthic acid is 20 ng / L so that the mixed solution is 10 mL, and an injection needle is added.
  • a sealable container capacity 15 mL
  • concentration of enanthic acid is 20 ng / L so that the mixed solution is 10 mL
  • an injection needle is added.
  • the gaseous enanthic acid was sucked into the adsorption layer of the injection needle 2 in the same manner as in Example 1 except that the sample gas containing the gaseous enanthic acid in the closed container was aspirated twice by 5 mL each with a syringe and a total of 10 mL was aspirated. Collected at 28.
  • MTBSTFA which is a derivatizing reagent
  • the tip 14 of the hollow capillary of the injection needle 2 in which the above-mentioned gaseous enanthic acid is adsorbed on the adsorption layer 28 is inserted into the container through the insertion port of the container in which the gas containing the gas MTBSTFA is sealed, and the inside of the closed container is inserted by a syringe.
  • 0.5 mL of gas containing MTBSTFA was aspirated. This suction was performed while allowing outside air to flow into the closed container during suction with a syringe. Then, the hollow thin tube of the injection needle 2 was pulled out from the closed container (step 4-1).
  • the gas enanthic acid is collected in the adsorption layer 28, the gas MTBSTFA is sucked, and the tip 14 of the hollow thin tube of the injection needle 2 in the state of holding the gas MTBSTFA is inserted into the injection port of the gas chromatograph mass spectrometer. , The hollow tubular portion was heated to desorb enanthic acid (step 5). Then, 0.5 mL of gas containing the gaseous MTBSTFA was sent into the collection capillary column 22 of the injection needle 2 by a syringe.
  • the conditions for the gas chromatograph (GC) and mass spectrometer (MS) of the gas chromatograph mass spectrometer are "Oven Temp.” At “50 ° C. (2 min)”.
  • the conditions were the same as in Table 1 except that "-10 ° C./min-130 ° C.-30 ° C./min-280 ° C.” was set and "MS Method” was set to "SCAN”.
  • Example 1 The measurement results of Examples 1 and 2 are shown in FIGS. 16 and 17, respectively. As shown in the chromatograms of FIGS. 16 and 17, it can be seen that the peak shape is good and sufficient sensitivity is obtained. In addition, it can be seen that a clean chromatogram is obtained without the influence of impurities.
  • the mass spectrum of the peak obtained by this method shown in FIG. 17 completely matched the mass spectrum of enanthic acid-tBDMS in the NIST library, and it was found that the enanthic acid was derivatized. Further, in Example 1, the time required for the above-mentioned steps 1 to 4 is only 10 minutes, and in Example 2, the time required for the above-mentioned steps 1 to 4-1 is only 11 minutes, and during suction and discharge.
  • the injection needle for collecting the odor component of a predetermined gas by using the injection needle for collecting the odor component of a predetermined gas, the odor component of the gas can be easily collected and analyzed. Further, if necessary, derivatization of the odor component of the gas can be easily performed. In addition, the amount of the derivatizing reagent used can be reduced, and the burden on the apparatus can be reduced. Therefore, by constructing a gas chromatograph using such an injection needle for collecting gas odor components, it is possible to automate the operation from the collection process of the sample gas to the gas discharge process at the injection port of the gas chromatograph. Is. Therefore, it is possible to provide a gas chromatograph by using an injection needle for collecting a gas odor component that automates the process from the collection process of the sample gas to the analysis process.

Abstract

気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空細管を有する気体のにおい成分捕集用注射針と、前記注射針と気密状態で連結可能な接続部を有するノズルと、前記ノズル及び当該ノズルと連結した前記注射針を介して、気体のにおい成分を含む気体が封入された密閉容器から前記気体を吸引して当該気体中の気体のにおい成分を前記吸着層に吸着させ、かつ、吸着した前記気体のにおい成分を前記注射針の先端から吐出させるガスを送気することが可能なポンプと、前記ノズルを駆動させる駆動機構と、所定の制御部とを備える気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにより、におい成分を含む試料気体を密閉容器から吸引する際の吸引抵抗を低減して、試料気体中の気体のにおい成分を注射針に捕集するとともに、捕集した気体のにおい成分をガスクロマトグラフにより容易に分析可能とする技術を提供することが可能である。

Description

気体のにおい成分捕集用注射針及びそれを用いた気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ
 本発明は、気体のにおい成分捕集用注射針及びそれを用いた気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフに関するものである。
 従来、におい成分を測定する場合、例えば、におい成分を発生する物質を密閉容器内に封入し、その物質から揮発したにおい成分を、固相マイクロ抽出(Solid phase microextraction:SPME)法により、抽出、濃縮する方法が広く採用されている。このSPME方法では、吸着層が形成された抽出用ファイバーを備えたSPMEユニットが広く用いられる。このファイバー型のSPMEユニットは、その先端に設けられた注射針の内部に、抽出ファイバーが注射針の先端から出し入れ可能に設けられる構造を有している。吸着層は、カラムクロマトグラフィ分野において一般的な液相、吸着剤等が用いられている。このSPMEユニットを用いたにおい成分の分析は例えば以下のようにして行われる。
 先ず、このSPMEユニットの注射針を密閉容器内に差し入れ、注射針の先端から抽出ファイバーを突出させ、におい成分を含む気体と接触させる。所定時間接触させた後、密閉容器からSPMEユニットの注射針を取り出して、例えばガスクロマトグラフの注入口部にSPMEユニットの注射針を挿入する。そして、注射針の先端から抽出用ファイバーを突出させ、加熱することで、吸着層からにおい成分を脱着するとともにガスクロマトグラフの分析カラムに導入してにおい成分の検出、濃度測定を行う。
 このようなファイバー型のSPMEユニットを用いる場合、抽出ファイバーに形成された吸着層と気体との接触を図り、吸着量を確保するため、30分から1時間密閉容器の撹拌処理等を行う必要がある。また、例えば測定対象のにおい成分を含むサンプルが大量の場合、サンプルの容積に対する抽出ファイバーの表面積が小さく、大量の気体中の微量の測定対象となるにおい成分を捕集するのは困難である。さらに、液体又は固体の試料を密閉容器に封入し、その揮発するにおい成分を分析する場合、試料とにおい成分は蒸気圧平衡状態にある密閉容器内で、抽出ファイバーによるにおい成分の吸着を生じさせると、におい成分の気化が進行する。その結果、吸着剤と各におい成分との分配係数の違いから、気体中のにおい成分の濃度の定量性が担保できないことが懸念される。
 この改善策として、特許文献1には、前述のSPMEユニットにおいて、抽出用ファイバーを注射針に出し入れ可能に設けるのではなく、注射針の内部に所定のコポリマーを含む吸着剤又は濃縮媒体を充填したものが開示されている。
 ところで、特許文献2には、液体試料中の微量成分を分析する際に用いられるガス又は液体クロマトグラフにおいて、液体試料をガス又は液体クロマトグラフの注入口から注入する際に用いる試料注入システムが開示されている。この試料注入システムには、液体試料中を濃縮することを目的に、選択的吸着能を有する特定の長繊維の集束体を固定相として充填した中空細管が組み込まれることが開示されている。
特開2004-137341号公報 特許第4520621号公報
 特許文献1に記載のように、SPMEユニットの注射針の内部に吸着剤又は濃縮媒体を充填し、密閉容器内のサンプルである気体を必要量吸引することで、注射針内に充填された吸着剤又は濃縮媒体と気体とを強制的に短時間に接着させることは可能ではあるため、抽出ファイバーを用いる場合に比べると接触時間を短縮させることができるようにも考えられる。また、その結果として、大量のサンプルから微量のにおい成分を濃縮することが可能となり得、接触時間を確保することにより生じる定量性の問題を解消できるようにも考えられる。
 しかし、特許文献1に記載のSPME用注射針では、ニードル内に多孔質の粒子状の充填剤を充填するために、熱を加えて脱離する際に、外側の充填剤の温度に対して内心部の温度が低くなるような温度分布むらができてしまう。その温度分布むらを防ぐために過度な熱を加える必要ができたり、多孔質があるがために脱離して、分析カラムへ導入するためのガス量が多くなってしまう。分析カラムへの導入するためのガス量が多くなってしまうと、ピーク形状が崩れてしまう。また、粒子状の充填剤を固定するためにニードル内にフィルタが必要となり、そのフィルタが抵抗になったり、ニードルを加熱した際にフィルタ材からの気化物質(ブランク)が分析に影響を与えてしまう。このようにサンプルを吸引する際に、充填されている充填層やフィルタが抵抗となり、吸引に時間を要するうえに、分析精度にも改善の余地があるのが実情である。さらに、注射針内に一定量の固体である吸着剤又は濃縮媒体を均質に充填することは容易ではなく、製造コストが高くなる。以上のような理由から、特許文献1に記載のSPME用注射針は普及していないのが実情である。
 また、特許文献2に記載の特定の選択的吸着能を有する長繊維の集束体が固定相として充填されている中空細管も、特許文献1と同様に固定相が充填されているため、同様の問題がある。また、液体試料及び液体クロマトグラフに適用する場合しか開示されておらず、気体のにおい成分及びガスクロマトグラフへの適用は実質的に全く考慮されていない。特に、特許文献2に記載の発明では、一旦シリンジポンプに試料を充填した後、所定の固定相が充填された中空細管に液体試料を送液するため、固定相に吸着させるまでに、目的の成分が配管等に吸着する可能性がある。また、固定相に吸着した成分の溶出には溶媒を使用するため、沸点の低いにおい成分の分析には不向きである。
 そこで、本発明の目的は、におい成分を含む試料気体を密閉容器から吸引する際の吸引抵抗を低減して、試料気体中の気体のにおい成分を注射針に捕集するとともに、捕集した気体のにおい成分をガスクロマトグラフにより容易に分析可能とする技術を提供することである。
 本発明は、前述の課題解決のために鋭意検討を行った。その結果、試料気体中のにおい成分の捕集を行うための注射針において、注射針の中空細管に固定相の充填層を設けるのではなく、中空細管の中空を形成する内壁面に、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層を設けることで、試料気体中の気体のにおい成分を吸着層に効率的に吸着させることが可能であることを見出した。また、気体のにおい成分を捕集した注射針の中空細管をガスクロマトグラフの注入口に差し入れて、当該注入口において加熱することで吸着層から気体のにおい成分が脱着し、脱着した気体のにおい成分をガスで吐出させることで気体のにおい成分をガスクロマトグラフィ法により分析可能であることを見出した。
 本発明の第一は、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空細管を有する気体のにおい成分捕集用注射針と、前記注射針と気密状態で連結可能な接続部を有するノズルと、前記ノズル及び当該ノズルと連結した前記注射針を介して、気体のにおい成分を含む気体が封入された密閉容器から前記気体を吸引して当該気体中の気体のにおい成分を前記吸着層に吸着させ、かつ、吸着した前記気体のにおい成分を前記注射針の先端から吐出させるガスを送気することが可能なポンプと、前記注射針をその先端から受け入れて加熱可能な注入口部と、前記注入口部と連通し、前記の注射針の先端から吐出させた気体中の気体のにおい成分を成分毎に分離する分析カラムと、前記分析カラムで分離された成分を検出する検出部と、前記ノズルを駆動させる駆動機構と、制御部と、を備え、
 前記制御部は、
 前記駆動機構を駆動させて、前記注射針と前記ノズルを気密状態で連結させた後、前記注射針をその先端から前記密閉容器の内部に差し入れる注射針挿入ステップ、注射針挿入ステップの後、前記ポンプを所定時間作動させ、密閉容器内の気体のにおい成分を含む気体を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させる捕集ステップ、捕集ステップの後、前記駆動機構を駆動させて、前記密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注入口部に前記注射針を差し入れ、当該注射針が加熱されることで、前記吸着層から気体のにおい成分を脱着させる気体のにおい成分脱離ステップ、脱離ステップの後、前記ポンプを所定時間作動させ、前記吸着層が形成されている中空細管内にガスを送気して、前記脱離ステップで脱着させた気体のにおい成分を前記注射針の先端から吐出させ、キャリアガスにより前記分析カラムに導入する導入ステップ、を実行するように構成されている、
 気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフに関する。
 本発明の実施形態では、前記吸着層が、ポリジメチルシロキサン系、ポリアクリレート系又はポリエチレングリコール系の化合物を主成分とする液相であってもよい。
 本発明の実施形態では、前記注射針が、前記中空細管により形成されたニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記ノズルの前記接続部と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、前記中空細管が、単一の金属製の単管であってもよい。
 本発明の実施形態では、前記注射針が、前記気体を通過させる内管部と、当該内管部を内側に設置可能な外管部とを有し、前記外管部は、中空で細管のニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記ノズルの前記接続部と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、前記内管部は、前記ニードル部の中空部分に設置され得る、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空で細管の所定長さを有する捕集用キャピラリカラムと、当該捕集用キャピラリカラムの外周面と気密可能に係合し、かつ、前記外管部の内側又は前記ノズルの前記接続部と気密に係合可能な係合封止部とを有し、前記注射針の前記中空細管が、前記外管部の前記ニードル部と、当該ニードル部の内側に設置されている前記捕集用キャピラリカラムとで形成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記注射針は、前記内管部が前記外管部に対して着脱可能に構成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記捕集用キャピラリカラムが、前記注射針の前記ニードル部と前記嵌合部の内側に収容可能な長さを有し、前記係合封止部が、前記捕集用キャピラリカラムのうち前記嵌合部に収容可能な部分の外周面と気密可能に係合し、かつ、前記ノズルの前記接続部と係合して着脱可能に連結可能な構造を有してもよい。
 本発明の実施形態では、前記注射針の前記外管部の長さ方向の移動を規制可能で、かつ、当該外管部を着脱可能に支持する外管支持台と、前記注射針の前記内管部を、前記係合封止部と係合して着脱可能に支持する内管支持台と、を有し、前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、前記内管支持台に予め支持されている前記内管部と、前記ノズルとを前記係合封止部を介して連結させる内管準備ステップ、及び、内管準備ステップの後、前記外管支持台に予め支持されている前記外管部の内側に前記内管部を挿入し、前記外管部の長さ方向に前記ノズルを移動させて、前記ノズルの前記接続部と前記外管部の前記嵌合部と連結させ、当該内管部の前記捕集用キャピラリカラムの外周面、及び、前記外管部の内側又は前記ノズルの前記接続部と、前記係合封止部と、を気密に係合させる注射針準備ステップ、を実行するように構成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、前記導入ステップで、前記中空細管内にガスを送気した後、前記注入口部から前記注射針を引き抜いて、前記ノズルと接続した前記外管部と前記内管部とを前記外管支持部に支持させた後、前記ノズルを前記外管部の長さ方向に移動させて、前記外管部から、前記ノズルと連結した状態で前記内管部を取り外す内管脱離ステップ、を実行するように構成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記係合封止部を把持可能な把持機構を有する内管回収容器を有し、前記制御部は、前記内管脱離ステップの後、前記把持機構により前記係合封止部を把持させ、次いで、前記駆動機構により前記ノズルを駆動させて、前記内管部から前記ノズルを脱離させ、前記内管部を前記内管回収容器に収容する内管回収ステップ、を実行するように構成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記嵌合部と係合可能な係合部を有する注射針回収容器を有し、前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、前記導入ステップで、前記中空細管内にガスを送気した後、前記注入口部から前記注射針を引き抜いて、前記ノズルと接続した前記注射針の前記嵌合部を前記係合部に係止させた後、前記ノズルを前記注射針の長さ方向に移動させて、前記嵌合部から、前記ノズルを取り外し、前記注射針を前記注射針回収容器に収容する注射針回収ステップ、を実行するように構成されていてもよい。
 本発明の実施形態では、前記気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフが、気体の誘導体化試薬を含む気体が封入された試薬密閉容器を有し、前記制御部は、前記気体のにおい成分脱離ステップにおいて、前記捕集ステップの後、前記駆動機構を駆動させて、前記の気体のにおい成分を含む気体が封入された密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注射針をその先端から前記試薬密閉容器の内部に差し入れ、次いで、前記ポンプを所定時間作動させ、前記試薬密閉容器内の気体の誘導体化試薬を含む気体を吸引し、次いで、吸引を停止して、前記駆動機構を駆動させて、前記試薬密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注入口部に前記注射針を差し入れ、前記導入ステップにおいて、前記ポンプを所定時間作動させ、前記吸着層が形成されている中空細管内に、気体の誘導体化試薬を含む気体で構成されるガスを送気して、前記脱離ステップで脱離させた気体のにおい成分と誘導体化試薬との反応生成物である気体の誘導体化されたにおい成分を前記注射針の先端から吐出させるように構成されていてもよい。
 本発明の第二は、気体のにおい成分を含む気体を通過させる中空細管により形成されたニードル部と、前記気体を前記中空細管に通過させるための吸引又は吐出手段と着脱可能に連結する嵌合部とを備え、前記中空細管は、単一の金属製の単管であり、当該単管の中空を形成する内壁面に、気体のにおい成分を吸着し得る吸着層が形成されており、前記嵌合部は、前記中空細管の一方端部に連設されている、気体のにおい成分捕集用注射針に関する。
 本発明の第三は、気体のにおい成分を含む気体を通過させる内管部と、当該内管部を内側に設置可能な外管部とを有し、前記外管部は、中空で細管のニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記気体を前記内管部に通過させるための吸引又は吐出手段と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、前記内管部は、前記ニードル部の中空部分に設置され得る、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空の細管で所定長さを有する捕集用キャピラリカラムと、当該捕集用キャピラリカラムの外周面と気密可能に係合し、かつ、前記外管部の内側又は前記吸引若しくは吐出手段の接続部と気密に係合可能な係合封止部とを有し、前記外管部の前記ニードル部と、当該ニードル部の内側に設置されている前記捕集用キャピラリカラムとで中空細管が形成される、気体のにおい成分捕集用注射針に関する。
 本発明の第三は、前記の本発明の第二又は第三に係る気体のにおい成分捕集用注射針の前記嵌合部に吸引又は吐出手段を気密に連結する工程、気体のにおい成分が含まれる気体が封入されている密閉容器に、前記気体のにおい成分捕集用注射針を前記中空細管の先端から差し入れる工程、前記嵌合部に連結された吸引又は吐出手段により、前記におい成分を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させる工程を含む、気体のにおい成分の捕集方法に関する。
 本発明の第四は、気体のにおい成分を含む気体が含まれる密閉容器に、前記の本発明の第二又は第三に係る気体のにおい成分捕集用注射針を前記中空細管の先端から差し入れる工程、前記嵌合部に連結された吸引又は吐出手段により、前記気体のにおい成分を含む前記気体を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させた後、前記中空細管を前記密閉容器から引き抜く工程、前記気体のにおい成分を前記吸着層に吸着させた前記注射針の前記中空細管を、前記気体のにおい成分を分析するガスクロマトグラフの注入口部に差し入れ、当該注射針が加熱されることで、前記吸着層から気体のにおい成分を脱着させる工程、前記吸引又は吐出手段により、前記吸着層が形成されている前記中空細管内にガスを送気して、脱着させた気体のにおい成分を前記中空細管の先端から吐出させ、キャリアガスにより前記ガスクロマトグラフの分析カラムに導入する工程、を含む、気体のにおい成分の分析方法に関する。
 本発明によれば、におい成分を含む試料気体を密閉容器から吸引する際の吸引抵抗を低減して、試料気体中の気体のにおい成分を捕集するとともに、捕集した気体のにおい成分をガスクロマトグラフにより容易に分析可能とする技術を提供することが可能である。
(a)第一実施形態に係る注射針の断面構造を模式的に示した図である。(b)第二実施形態に係る注射針の断面構造を模式的に示した図である。 第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、ノズルを第一実施形態に係る注射針に連結するために移動させている状態を説明するための説明図である。 第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、第一実施形態に係る注射針により試料気体を吸引し、気体のにおい成分を捕集している状態を説明するための説明図である。 第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、捕集した気体のにおい成分を分析カラムに導入している状態、及び、第一実施形態に係る注射針を回収する動作を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、ノズルを第二実施形態に係る注射針に連結するために移動させている状態を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、ノズルに連結させた第二実施形態に係る注射針を、気体のにおい成分を捕集するために、密閉容器に向かって移動させている状態を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、ノズルと、第二実施形態に係る注射針を構成する内管部とを連結する際の動作を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、第二実施形態に係る注射針を構成する外管部の内側に、ノズルと連結した内管部を挿入し、ノズル、内管部及び外管部を気密に連結して第二実施形態に係る注射針を組み立てて準備する際の動作を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、第二実施形態に係る注射針の外管部から、ノズルと連結した内管部を取り外す際の動作を説明するための説明図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、ノズルと連結した内管部からノズルを脱離させ、内管部を回収する際の動作を説明するための説明図である。 第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフの電気的構成の一例を示すブロック図である。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフの電気的構成の一例を示すブロック図である。 第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフの動作の一例を示したフローチャートである。 第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフの動作の一例を示したフローチャートである。 第一実施形態の変形例に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいて、気体の誘導体化試薬を吸引している状態を説明するための説明図である。 実施例1の試料気体に含まれるジェオスミンのGC-MSによるクロマトグラムを示したものである。 実施例2の誘導体化されたエナント酸のGC-MSによるクロマトグラムを示したものである。
(気体のにおい成分捕集用注射針)
 図面に基づき実施形態に係る気体のにおい成分捕集用注射針(以下、単に「注射針」と称する場合がある。)を説明する。
 図1(a)は、第一実施形態に係る注射針1の断面構造を模式的に示した説明図である。図1(b)は、第二実施形態に係る注射針2の断面構造を模式的に示した説明図である。
 図1(a)に示すように、注射針1は、嵌合部1aとニードル部1bとを備える。図1(a)に示す例では、ニードル部1bは、先端14及び基端15で開口し中空で細径の筒状体11を有する。即ち、この筒状体11は、先端14と基端15とで連通し、内壁面12により中空部分12aが形成されている単一の中空細管を構成する。筒状体11の先端14から基端15に向かって所定範囲の内壁面12には、気体のにおい成分を吸着し得る薄膜状の吸着層13が形成されている。このように、ニードル部1bは、中空で細径の筒状体11と、その内壁面12の所定範囲に形成された吸着層13とを備える中空細管で形成されている。そして、吸着層13は薄膜状で形成されており、固定相の充填層と異なり、試料気体が容易に通過可能な中空部分12b(吸着層13が形成されている部分の中空部分)が確保されている。また、筒状体(中空細管)11の内壁面12に吸着層13が形成されているため、吸着層13の表面と接することで、中空部分12bを通過する試料気体は乱流状態となり、中空部分12bを通過する試料気体全体が吸着層13と接することができる可能性が高まるため、試料気体中の気体のにおい成分を効率的に吸着し、捕集することができる。筒状体11は円管が好ましく、先端14は、密閉容器やガスクロマトグラフの注入口を穿通させる必要がある場合は、先端が尖った形状であるのが好ましい。筒状体11の材質は、耐熱性が必要な場合は、金属であるのが好ましい。
 吸着層13は、測定対象となる気体のにおい成分を吸着することが可能なものを適宜選択して用いることができる。このような吸着層13としては、一般的なガスクロマトグラフ用のキャピラリカラムに用いられているものを適用することができる。例えば、液相、担体に液相を含浸させたもの、アルミナや多孔質高分子化合物等の多孔質体等が挙げられる。また、これらは、筒状体11の内壁面12に塗布したり、化学結合させたりすることで吸着層13を形成することができる。このうち、液相が好ましい。液相としては、気体のにおい成分の特性に応じて適宜選択することができるが、効率的な気体のにおい成分の捕集の観点からは、ポリジメチルシロキサン系、ポリアクリレート系又はポリエチレングリコール系の化合物を主成分とするものが好ましい。吸着層13の厚みは、例えば、ガスクロマトグラフで用いられる一般的なキャピラリカラムに形成される吸着層と同様の膜厚を選択することができる。
 図1(a)に示す例では、嵌合部1aは、基端18と先端20で開口し、中空部分17aを形成する内壁面17を有するコネクタ16で構成される。また、嵌合部1aを構成するコネクタ16は、先端部で、ニードル部1bの基端部と連設されている。本実施形態では、両者は別部材として形成され、連結されているが、一体的に形成されていてもよい。また、両者は連設されて、ニードル部1b(筒状体11)の先端14から嵌合部1aの基端18に亘り連通している。
 嵌合部1aを構成するコネクタ16は、後述するように、密閉容器から試料気体を吸引する際に、シリンジやポンプ等の吸引又は吐出手段と、それらの接続部を介して着脱可能に連結するため、基端側では、その接続部を中空部分17aに受け入れ可能な大きさが必要である一方、先端側では筒状体11で形成されるニードル部1bに連設される。そのため、嵌合部1aの中空部分17aは、基端側から先端側に向かって大きさが小さくなるように形成される。本例では、中空部分17aのうち、基端18から前述の吸引又は吐出手段の接続部を受け入れる部分は、その接続部の形状に対応した中空の形状を有する。具体的には、接続部が円筒形状である場合はそれに対応する内壁面17を有し、着脱可能で気密性を考慮すると、基端側から先端側に向かって漸次縮径するテーパ構造を有するのが好ましい。テーパ角は、例えば、一般的なシリンジと一般的な医療用等の注射針との着脱可能な接続部分の構造を採用することができる。また、筒状体11との連接部分の近傍部分は、筒状体11の内壁面12で形成される中空部分12aと同じ内径で連続する大きさになっている。そして、基端18と先端20との間に、基端側から先端側に向かって縮径する傾斜面19を設け、接続部を受け入れる中空部分と筒状体11との連接部分との間を連続させている。
 嵌合部1aを形成するコネクタ16の基端部の外周面には、外周面から外側に向かって放射方向に突出する突出部21が形成されている。突出部21は、本例では、全周に亘って形成されているが、全周に亘って形成されていなくてもよい。突出部21の形状、構造は、例えば、後述するように、気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフにおいては、突出部21を利用して接続部から注射針1を自動的に取り外すことできるように構成してもよいし、或いは、ルアーロック式シリンジの先端と着脱可能に接続することができるように構成してもよい。
 注射針1は、以上のような構造を有することで、後述する気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフに適用することができる。また、密閉容器に封入されている試料気体から測定対象のにおい成分を濃縮する際に利用することもできる。特に試料気体が大容積の場合に好適である。そして、このようにして濃縮して捕集した状態で、所定期間保存することも可能である。そのため、試料をコンパクトにして持ち運びを容易にすることも可能である。
 図1(b)に示すように、第二実施形態に係る注射針2は、第一実施形態に係る注射針1において、吸着層13を、注射針1の単管である筒状体11の内壁面12に直接形成するのではなく、注射針1のコネクタ16と筒状体11とで形成される注射針を外管部とし、その内側に、内管部を設け、その内管部の内壁面に吸着層を設けたものである。つまり、注射針2は、筒状体11とコネクタ16とで形成される外管部3、及び、その内側に設けられる内管部4との二重管構造を有する。そこで、同じ構成については同じ符号を付し、異なる部分について以下説明する。
 前述のように、注射針2の外管部3は、前述のコネクタ16と筒状体11とを備える。そして、外管部3は、コネクタ16により構成される嵌合部3a、筒状体11により構成されるニードル部3bを備える。外管部3の内側には、内管部4が設置されている。内管部4は、捕集用キャピラリカラム22と係合封止部29とを有する。捕集用キャピラリカラム22は、中空で細管のカラムチューブ22aと、その内壁面27の表面に形成される吸着層28とを有し、吸着層28に囲まれる中空部分23が形成されている。捕集用キャピラリカラム22は、先端24と基端25で開口し、この両端が連通する。カラムチューブ22aは、外管部3の筒状体11の中空部分12aを摺動可能な外部形状を有し、中空部分23を気体が通過し易く一様に吸着し易い形状とするのが好ましく、例えば、円管が好ましい。カラムチューブ22aの長さは、外管部3の筒状体11の先端14からコネクタ16の基端18の間に設置可能な長さがあるのが好ましい。図1(b)に示す例では、後述するように、内管部4を外管部4と着脱可能にするとともに、吸引又は吐出手段の接続部へ連結する観点から、カラムチューブ22aの基端25は、コネクタ16の基端18よりも先端側に位置し、カラムチューブ22aの先端24は、筒状体11の先端14と同じ又はそれよりも僅かに基端側に位置するような長さとしている。もっとも、このような構成に限らず、外管部3の筒状体11の長さと同程度の長さであってもよい。カラムチューブ22aの材質は、特に限定はなく、例えば、金属、ガラス、樹脂、又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。このうち、金属製の単管、ガラス製円管の外側を例えばポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂で被覆した積層管が好ましい。吸着層28は、注射針1の吸着層13と同様の構成を採用することができる。捕集用キャピラリカラム22は、例えば、ガスクロマトグラフに適用可能な市販のキャピラリカラムを用いることができる。
 係合封止部29は、捕集用キャピラリカラム22の基端25の近傍部分に設けられている。図1(b)に示す係合封止部29は、カラムチューブ22aの外周面26と気密に係合する内壁面30を有する円筒状の形状を有する。また、円筒状の形状は、内壁面30と、これと同心円状に形成される外周面31、カラムチューブ22aの長さ方向の先端側と基端側とにそれぞれ面する先端面32と基端面33とで規定される。そして、図1(b)に示す例では、先端面32と外周面26との連続部分となる周縁部で、外管部3のコネクタ16の中空部分17aの傾斜面19と接して、着脱可能に係合し、係止されている。また、後述するように、基端面33で、吸引又は吐出手段の接続部と気密に係合可能になっている。係合封止部29の材質は、カラムチューブ22aとの密着性、吸引又は吐出手段の接続部との接合性の観点から、弾性体が好ましく、耐熱性、耐薬品性等の観点からシリコーン系ゴムが好ましい。係合封止部29の大きさは特に限定はなく、係合封止部29の材質、前記接続部との接合性、気密性、カラムチューブ22aとの密着性、気密性等を考慮して適宜決定することができる。
 図1(b)に示す例では、係合封止部29は、コネクタ16の中空部分17aに設置されているが、これに限らず、例えば、捕集用キャピラリカラム22が筒状体11と同じ程度の場合は、両者の間隙に気密性を保持するように設置されてもよい。このような形態の場合は、係合封止部29は接着剤層として構成される。
 このように、図1(b)に示す注射針2では、外管部3の嵌合部3aを構成するコネクタ16の中空部分17aには、内管部4の捕集用キャピラリカラム22の基端25の近傍部及び係合封止部29が配置されており、外管部3のニードル部3bを構成する筒状体11及び筒状体11の内側の中空部分12aに設置されている内管部4の捕集用キャピラリカラム22により、中空細管が形成されている。本例では、外管部3と内管部4とは着脱可能に構成されている。このように、着脱可能に構成することで、外管部3を再利用することが可能である。もっとも、両者を接着剤等により固定してもよい。
(気体のにおい成分測定用ガスクロマトフラフ)
 図面に基づき実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトフラフ(以下、単に「ガスクロ」と称する場合がある。)を説明する。以下では、前述の注射針1及び注射針2を用いた実施形態について説明する。尚、気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフには質量分析計等を備えるものが含まれることは勿論のことである。
<第一実施形態>
 図2は、第一実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトフラフ(ガスクロ)5の構成を示したものである。ガスクロ5は、前述の注射針1を用いて、測定対象のにおい成分を含む気体が封入されている密閉容器から、気体のにおい成分を捕集し、ガスクロ5で気体のにおい成分を測定する場合の実施形態である。図2に示す第一実施形態は、その一例を示したものである。また、図11は、図2に示すガスクロ5の電気的構成の一例を示すブロック図である。尚、注射針1に替えて注射針2を用いても、同様に構成可能である。
 図2、11に示すように、ガスクロ5は、注射針1、ノズル51、ポンプ53、切替バルブ54、注入口部55、分析カラム56、検出部57、キャリアガスボンベ58、注射針回収容器59、駆動機構61(図11参照)、制御部60(図11参照)、密閉容器62を予め設置可能なサンプル設置台63を有する。
 注射針1は、嵌合部1aを構成するコネクタ16にノズル51を連結する際に、ニードル部1bの長さ方向の先端側からコネクタ16を支持する注射針支持台84に設置されている。注射針支持台84は、複数の注射針1を支持可能としてもよいし、1つの注射針1を支持可能としてもよい。また、複数の注射針1を設置する場合は、注射針支持台84には必要に応じて、注射針1を所望の位置に順送り可能な機構を設けてもよい。
 ノズル51は、先端部に、注射針1のコネクタ16と気密状態で着脱可能に連結可能な接続部52を有する。ノズル51には、接続部52の先端部で開口する流路が形成され、当該流路は、切替バルブ54を介してポンプ53と連通する。
 ポンプ53、切替バルブ54及びノズル51は、流路64を介して連通可能になっている。ポンプ53は、図2に示す例ではシリンジポンプであるが、吸引および吐出が可能なものであれば、特に限定はない。
 バルブ54は、ポート(1)~(4)を備え、ポート(1)はポンプ53と、ポート(2)はノズル51と連通する。ポート(3)は、排気用流路65、ポート(4)は、フィルタ66を有する外気吸入用流路67と連通する。そして、必要に応じて、電気的に、ポート(1)とポート(2)~(4)の何れかを選択して連通可能になっている。
 注入口部55は、スプリット注入法を行う場合の構成を例として示している。もっとも、スプリットレス法を行う場合の構成を採用可能であることは勿論のことである。注入口部55は、気密状態を維持して注射針1を着脱可能に受け入れる挿入口69、インサート70に注入された気体のにおい成分79を含む気体を加熱する加熱装置71を有している。また、注入口部55には、キャリアガスボンベ58からキャリアガスをインサート70に送気する流路72、セプタムパージライン73、スプリットライン74がそれぞれ従来公知の構成で接続されている。また、これらの流路72、ライン73、74には、それぞれ流量制御可能な電磁弁68が設けられている。また、インサート70の下流側に分析カラムへの導入管部75が設けられている。
 注射針回収容器59は、使用後の注射針1を回収するための容器である。注射針回収容器59は、ノズル51の接続部52から脱離させた注射針1を一時的に貯留する容器本体76と、容器本体76の鉛直方向上側に設けられ、注射針1をノズル51から脱離させるための脱離部78とを有する。本例では、脱離部78は容器本体76から連続し、その鉛直方向上側に形成されている。また、脱離部78は、ノズル51が連結した状態の注射針1のコネクタ16を、筒状体11の長さ方向に対して直交する平面方向から受入れて、かつ、ノズル51とは係合せずコネクタ16の突出部21と係合し、注射針1の鉛直方向上側の移動を規制可能な規制係合部77を有する。
 サンプル設置台63は、測定対象となる気体のにおい成分79を含む試料気体80が密封された密閉容器62を予め設置可能な構造を有していればよい。密閉容器62を予め加熱する必要がある場合は加熱装置が設けられていてもよい。また、複数の密閉容器62の測定を行う場合は、順番に密閉容器を所望の位置に設置可能な機構を有していてもよい。密閉容器62には、気体のにおい成分を含む液体又は固体のにおい発生源81が封入されており、発生源81から気体のにおい成分79等が揮発して、試料気体80として密閉容器62内に封入されている。密閉容器62には、開閉可能な蓋82が形成され、蓋82には、注射針1のニードル部1bを差し入れて挿通可能な挿入口83が形成されている。尚、蓋82には、注射器1に試料気体80を吸引する時に外気を密閉容器62内に吸引可能な逆止弁を備えていてもよい。
 におい発生源81は、特に限定はなく、各分野においてにおい分析の対象となるものを分析対象とすることが可能である。例えば、食品分野、農産物、畜産物、化粧料、環境分野、医療防疫分野等における各種のにおい分析に適用可能である。
 駆動機構61は、ノズル51を駆動させ、(a)ノズル51と注射針1との着脱、(b)ノズル51によるニードル部1bの密閉容器62への差し入れ、引き抜き、(c)ノズル51によるニードル部1bの注入口部55への差し入れ、引き抜きを行うことが可能なものであれば特に限定はない。例えば、ノズル51を水平方向、鉛直方向等に移動させることが可能なものが挙げられる。
 制御部60は、例えば、所定の演算処理を実行するCPU(Central Processing Unit)、データを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)、所定の制御プログラム等を記憶する不揮発性のROM(Read Only Memory)、フラッシュROM、あるいはHDD(Hard Disk Drive)等の記憶部、タイマ回路、及びこれらの周辺回路等を備えて構成されている。そして、制御部60は、例えば上述の制御プログラムを実行することにより、駆動機構61、ポンプ53、バルブ54、注入口部55、分析カラム56の動作を制御する。また、検出部57からの検出信号に基づき演算処理を行う。
 制御部60は、例えば上述の制御プログラムを実行することにより、注射針挿入部85、捕集部86、気体のにおい成分脱離部87、導入部88a、分析部88b、注射針回収部89として機能する。
 ガスクロ5の動作を図2~4、11、12を参照しつつ説明する。図12は、図2に示す流路構成を有するガスクロ5の動作の一例を示したフローチャートである。
 図2は、分析部88bにより注入口部55及び分析カラム56の条件を所定の条件に調整させ、注射針1を注射針支持台84に設置し、密閉容器62をサンプル設置台63に設置した状態のガスクロ5を示したものである。また、ポンプ53はバルブ54を介してノズル51と連通した状態で、吸引可能な状態にしている。そして、この状態から動作を開始させることができる。動作を開始させると、図2の二重鎖線及び矢印で示すように、注射針挿入部85により、駆動機構61を駆動させ、ノズル51の接続部52を注射針1のコネクタ16に気密状態で連結させる。次いで、ノズル51と注射針1とが連結した状態で、ノズル51を注射針1の長さ方向に沿って駆動させて、注射針支持台84から注射針1を取り出して、図3に示すように、注射針1のニードル部1bの先端14を密閉容器62の挿入口83からその内部に差し入れる(ステップS1)。次いで、捕集部86により、ポンプ53を所定時間動作させて、密閉容器62内の気体のにおい成分79を含む試料気体80を吸引し、ニードル部1bの吸着層13に気体のにおい成分79を吸着させる(ステップS2)(図3の矢印参照)。この時、試料気体80の容積がポンプ53の1回の吸引動作により吸引可能な容積よりも大きい場合は、ポンプ53内に吸引した試料気体80を外部に排気するため、バルブ54のポート(1)とポート(3)とを連通させ、ポート(3)に接続する排気用流路65から排気する。その後、再度バルブ54のポート(1)とポート(2)とを連通させ、ポンプ53を作動させ、吸引動作を行うことができる。必要に応じて、この動作を繰り返すことができる。
 注射針1の吸着層13に気体のにおい成分79を吸着させ、捕集した後、気体のにおい成分脱離部87により、駆動機構61を駆動させ、密閉容器62から注射針1を引き抜いた後、注入口部55の挿入口69に注射針1を差し入れ、インサート70内に注射針1の先端14が位置するように設置する。そして、予め加熱装置71により加熱されているインサート70内で、ニードル部1bが加熱されることで、吸着層13から気体のにおい成分を脱離させる(ステップS3)。
 次いで、導入部88aにより、ポンプ53を所定時間作動させ、ニードル部1bを構成する中空細管内にガスを所定量送気して(図4中、実線矢印参照)、ステップS3で脱離させた気体のにおい成分79を注射針1の先端14から吐出させる。この際に使用する送気用のガスは、ポンプ53に吸引した試料気体80をそのまま用いてもよいし、一旦排気して、吸引した外気等を用いてもよい。そして、キャリアガスタンク58から送気されるキャリアガスにより、脱離させた気体のにおい成分79を、導入管部75から分析カラム56に導入する(ステップS4a)。図4(実線で示した部分)は、この時の状態を示した図である。導入された気体のにおい成分79は、分析部88bにより、分析カラム56で成分毎に分離され、検出部57で検出される(ステップS4b)。
 ステップS4aにおいて、ニードル部1bを構成する中空細管内にガスを所定量送気した後、注射針回収部89により、駆動機構61を駆動させて、以下の動作をさせる。注入口部55の挿入口69から注射針1のニードル部1bを引き抜く。次いで、ノズル51とともに注射針1を注射針回収容器59の鉛直方向上側へ移動させ、ノズル51と接続した注射針1の嵌合部1aの突出部21を、注射針回収容器59の規制係合部77に係合させる。ついで、ノズル51を鉛直方向上側に移動させて、突出部21を規制嵌合部77に係止させ(図4の二点鎖線で示した部分を参照)、嵌合部1aから、ノズル51を取り外し、注射針1を注射針回収容器59の容器本体76に収容する(ステップ5)。そして、並行して行われる分析部88bによる測定が終了することにより、一連の処理が終了する。尚、ステップS5は必要に応じて行うことも可能である。
<第一実施形態の変形例>
 第一実施形態の変形例では、第一実施形態のステップS3において、気体のにおい成分を誘導体化する処理を行う。誘導体化することにより、ガスクロマトグラフで測定しやすい物性に変化させ、ピークのテーリングを抑えたり、感度を向上させたりすることができる。これ以外は、第一実施形態と同様である。そこで、気体のにおい成分を誘導体化する処理について説明する。使用可能な誘導体化試薬としては、常温以上の温度で気体になり得るものであればよく、従来公知のものを用いることができる。このような誘導体化試薬としては、例えば、シリル化剤、アシル化剤、アルデヒド類やケトン類の誘導体化試薬等が挙げられる。シリル化剤としては、例えば、BSA(N,O-Bis(trimethylsilyl)acetamide)、BSTFA(N,O-Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide)、MSTFA(N-Methyl-N-trimethylsilyltrifluoroacetamide)、TMS-Imidazole(N-Trimethylsilylimidazole)、MTBSTFA(N-(tert-Butyldimethylsilyl)-N-methyltrifluoroacetamide)等が挙げられる。アシル化剤としては、例えば、MBTFA(N,N-Bis(trifluoroacetyl)methylamine)等が挙げられる。アルデヒド類やケトン類の誘導体化試薬としては、例えば、DNPH(2,4-Dinitrophenylhydrazine)等が挙げられる。
 前述の第一実施形態と同様にしてステップS1~2を行って、注射針1の吸着層13に気体のにおい成分79を吸着させ、捕集しする(図3参照)。そして、捕集した後、気体のにおい成分脱離部87により、駆動機構61を駆動させ、密閉容器62から注射針1を引き抜いた後、以下のようにして、気体の誘導体化試薬を吸引する処理を行う。図15に示すように、気体のにおい成分脱離部87により駆動機構61を駆動させ(図11参照)、気体の誘導体化試薬105を含む気体106が密封されている密閉容器62の挿入口83に注射針1を差し入れ、次いで、ポンプ53を所定時間動作させて、密閉容器62内の気体の誘導体化試薬105を含む気体106を吸引する(図15の矢印参照)。そして、この状態を保持した状態で、駆動機構61を駆動させ、密閉容器62から注射針1を引き抜いた後、注入口部55の挿入口69に注射針1を差し入れ、インサート70内に注射針1の先端14が位置するように設置する。そして、予め加熱装置71により加熱されているインサート70内で、ニードル部1bが加熱されることで、吸着層13から気体のにおい成分を脱離させる(ステップS3)。
 次いで、導入部88aにより、ポンプ53を所定時間作動させ、ニードル部1bを構成する中空細管内に、気体の誘導体化試薬105を含む気体106で構成されるガスを所定量送気する(図4中、実線矢印参照)。この際、吸着層13から脱離した気体のにおい成分と誘導体化試薬とが速やかに反応して、気体の誘導体化されたにおい成分が生成する。また、ポンプ53を作動させる前であっても、脱離した気体のにおい成分は中空細管内に存在する気体の誘導体化試薬と反応し得る。このようにして、前記ガスを送気することで、ステップS3で脱着させた気体のにおい成分105を、誘導体化し、気体の誘導体化されたにおい成分として、注射針1の先端14から吐出させる。この際に使用する送気用のガスは、ポンプ53に吸引した気体の誘導体化試薬105を含む気体106をそのまま用いる。そして、キャリアガスタンク58から送気されるキャリアガスにより、誘導体化された気体のにおい成分を、導入管部75から分析カラム56に導入する(ステップS4a)。
 これ以降は、第一実施形態の場合と同様の処理を行う。必要に応じ、注射針回収部89により、ポンプ53及び切替バルブ54を作動させ、シリンジに外気等をポート4から吸引した後、この外気等をポート3又はポート2から排気させ、流路64内の気体を入れ替える処理を行っても負い。
<第二実施形態>
 図5は、第二実施形態に係る気体のにおい成分測定用ガスクロマトフラフ(ガスクロ)6の流路構成を説明するための説明図である。ガスクロ6は、前述の注射針2を用いて、測定対象のにおい成分を含む気体が封入されている密閉容器から、気体のにおい成分を捕集し、ガスクロ6で気体のにおい成分を測定する場合の実施形態である。図5に示す第二実施形態は、その一例を示したものである。また、図13は、図5に示すガスクロ6の電気的構成の一例を示すブロック図である。
 図5、13に示すように、ガスクロ6は、第一実施形態に係るガスクロ5とは、使用する注射針が異なることで、注射針を脱着する構成及び動作が異なるだけで、多くの構成は共通する。そこで、以下では、同じ構成については同じ符号を付し、相違点を中心に説明する。
 ガスクロ6は、注射針2を用い、外管部3に対して、内管部4を挿入し、注射針2を組み立てる動作を行った後に、ガスクロ5と同様のステップS1~S4を行い、次いで、注射針2を分解して、内管部4のみを回収するように構成されている。また、必要に応じて、第一実施形態の変形例と同様にして、ステップS3において、気体のにおい成分を誘導体化するように構成することも可能である。
 ガスクロ6は、図5、13に示すように、注射針2となる外管部3及び内管部4、外管支持台98、内管支持台101、ノズル51、ポンプ53、切替バルブ54、注入口部55、分析カラム56、検出部57、キャリアガスボンベ58、把持機構91を有する内管回収容器90、駆動機構61(図13参照)、制御部94(図13参照)、密閉容器62を予め設置可能なサンプル設置台63を有する。
 注射針2を構成する外管部3は、外管支持台98に支持されている。外管支持台98は、図5、9に示すように、外管部3のコネクタ16及びノズル51を受け入れ可能な第1凹部99と、第1凹部99を形成する凹面に形成され、コネクタ16の突出部21を受け入れ可能な第2凹部100とを有する。第2凹部100は、突出部21と係合し、外管部3の長さ方向の移動を規制可能になっている。
 注射針2を構成する内管部4は、内管支持台101に予め支持されている。内管支持台101は、図5、7に示すように、平板に貫通孔102を設けた構造を有し、貫通孔102は捕集用キャピラリカラム22を挿通可能な大きさを有し、係合封止部29の先端面32と貫通孔102の周縁部で係合する。
 内管回収容器90は、図5、10に示すように、第一実施形態の注射針回収容器59の脱離部78の鉛直方向上側に、内管部4の係合封止部29の外周面31を把持する把持機構91が設けられた構造を有する。把持機構91は、対向する一組の把持体92を有し、把持体92の間隔を調整することで、内管部4の把持とその解除を行う。
 図7に示すように、ノズル51の接続部52と反対側には、流路64を形成する配管が連結され、接続部52には、(a)内管部4の係合封止部29の基端面33側を受け入れ可能な中空部を形成する、外周面31と係合する内壁面103及び基端面33と当接する当接面104、並びに、(b)当接面104から流路64側に向かって形成され、係合封止部29の基端面33から突出する捕集用キャピラリカラム22を受け入れ可能な中空部105が形成されている。
 制御部94は、ガスクロ5の制御部60の同様の構成を有するが、注射針2の組み立てと内管部4のみを回収する点において異なる制御プログラムを有する。この制御プログラムを実行することにより、駆動機構61、把持機構91、ポンプ53、バルブ54、注入口部55、分析カラム56の動作を制御する。
 制御部94は、例えば上述の制御プログラムを実行することにより、注射針挿入部85、捕集部86、気体のにおい成分脱離部87、導入部88a、分析部88b、内管準備部95a、注射針準備部95b、内管脱離部96、内管回収部97として機能する。
 ガスクロ6の動作を図5~10、13、14を参照しつつ説明する。図14は、図5に示す流路構成を有するガスクロ6の動作の一例を示したフローチャートである。
 図5は、分析部88bにより注入口部55及び分析カラム56の条件を所定の条件に調整させ、注射針2を形成する外管部3を外管支持台98に、注射針2を形成する内管部3を内管支持部101に、密閉容器62をサンプル設置台63に設置した状態のガスクロ6を示したものである。また、ポンプ53はバルブ54を介してノズル51と連通した状態で、吸引可能な状態にしている。そして、この状態から動作を開始させることができる。
 動作を開始させると、内管準備部95aにより、駆動機構61を駆動させ、図5の二点鎖線及び矢印並びに図7(a)、(b)に示すようにして、ノズル51を移動させ、ノズル51の接続部52を内管部4の係合封止部29と係合させ、連結させる(ステップS01)。次いで、注射針準備部95bにより、駆動機構61を駆動させ、ノズル51と連結した状態で内管部3を内管支持台101から取り出し、図8に示すように、予め外管支持台98に支持されている外管部3の内側に内管部4を挿入する。そして、外管部3の長さ方向に沿って、その先端側に向かってノズル51を移動させ、ノズル51とコネクタ16とを係合させ、ノズル51と内管部4及び外管部3とを気密に連結させ、ノズル51と気密に連結した注射針2を形成する(ステップS02)。ノズル51の外周面とコネクタ16の内壁面17とは気密に密着した状態であるのが好ましい。また、係合封止部29が弾性体である場合は、ノズル51とコネクタ16の傾斜面19との間で挟まれ、圧縮されることで、(a)捕集用キャピラリカラム22の外周面26と係合封止部29の内周面30との接触面、及び、(b)係合封止部29の基端面33とノズル51の当接面104、係合封止部29の外周面31とノズル51の内壁面103、係合封止部29の先端面32の周縁部とコネクタ16の傾斜面19のうちの少なくとも1つの接触部分とは、より高い気密性を保持して密着させることが容易である。
 このようにして、ノズル51が連結した状態の注射針2が準備される。ステップS02の後、第一実施形態と同様にして、スッテプS1~S4が行われる。また、必要に応じて、第一実施形態の変形例と同様にして、ステップS3において気体のにおい成分の誘導体化を行って、誘導体化された気体のにおい成分を分離カラムに導入するように構成してもよい。但し、ステップS1においては、駆動機構61を駆動させ、外管支持台98からノズル51と連結した注射針2を取り出す際に、先ず、注射針2の長さ方向に直交する方向に移動させる必要がある点でのみ第一実施形態と異なる(参考として図9)。図6は、ステップS02の後、ステップ1を開始して、注射針挿入部85により、駆動機構61を駆動させて、ノズル51を注射針2の長さ方向に直交する方向に移動させて、外管支持台98から、ノズル51と気密に連結した注射針2を取り出して、注射針2の先端14を、気体のにおい成分79を含む試料気体80が封入されている密閉容器62の挿入口83に向かって移動させている状態を示した図である。
 ステップS1からスッテプS3が終了し、ステップS4aにおいて、捕集用キャピラリカラム22内にガスを所定量送気した後、内管脱離部96により、駆動機構61を駆動させて、以下の動作をさせる(ステップS6)。注入口部55の挿入口69から注射針2の筒状体11と捕集用キャピラリカラム22とで構成される中空細管を引き抜く。次いで、ノズル51とともに注射針2を外管支持台98に対して、注射針2の長さ方向に直交する方向に移動させ(図9(a))、ノズル51と接続した注射針2のコネクタ16の突出部21を、外管支持台98の第二凹部100と係合させる(図9(b))。ついで、ノズル51を注射針2の長さ方向に沿って移動させて、外管部4から、ノズル51と連結した状態で内管部3を取り外す(図9(c))。この操作により、外管部3は、外管支持台98に再度保持され、次の気体試料の測定に用いる準備ができたことになる。尚、分析カラム56に導入された気体のにおい成分79は、分析部88bにより、分析カラム56で成分毎に分離され、検出部57で検出される(ステップS4b)。
 ステップS6の後、内管回収部97により、以下の動作をさせる(ステップS7)。駆動機構61を駆動させ、内管回収容器90の容器本体76の鉛直方向上側で、把持機構91の一対の把持体92の間に係合封止部29が位置するように、ノズル51とともに内管部4を移動させ(図10(a))、次いで、把持機構91を駆動させ、把持体92により係合封止部29の外周部31を挟持させる(図10(b))。次いで、ノズル51を鉛直方向上側に移動させることで、内管部4とノズル51とを脱離させる(図10(c))。ついで、把持体92による把持状態を解除して、脱落させた内管部4を内管回収容器90の容器本体76に回収する。そして、並行して行われる分析部88bによる測定が終了することにより、一連の処理が終了する。尚、ステップS6、S7は必要に応じて行うことも可能である。
 以上のように、特定の注射針1、2を用いることで、試料気体80に含まれる気体のにおい成分79を自動制御により迅速かつ簡便に測定することが可能な気体のにおい成分測定用のガスクロ5、6を提供可能である。
(気体のにおい成分の捕集方法及び分析方法)
 前述のガスクロ5、6は、一連の処理を行うことで、気体のにおい成分を捕集する捕集方法を提供していることになり、かつ、ガスクロによる気体のにおい成分を分析する分析方法を提供していることになる。もっとも、これらの捕集方法及び分析方法は、前述の実施形態に示すような駆動機構61や把持機構91の動作を制御部60、94により制御することで自動的に行わせるガスクロ5、6により行うことが可能であるが、手動により行うことも可能である。
 例えば、前述の注射針1、2に、シリンジや吸引ポンプ等の吸引手段を気密に連結し(工程1)、試料気体を収容した密閉容器、又は、におい発生源を収容し、揮発した試料気体を収容した密閉容器に、注射針1、2を差し入れて(工程2)、手動で吸引手段により吸引して注射針1、2の吸着層13、28に、気体のにおい成分を吸着させる(工程3)ことで、気体のにおい成分を捕集することが可能である。即ち、気体のにおい成分を捕集する方法を実行することができる。
 また、例えば、このようにして、注射針1、2に吸着層13、28に気体のにおい成分を吸着させた後、密閉容器から注射針1、2の中空細管を引き抜いて(工程4)、一般的なガスクロマトグラフを用いて、その注入口部に注射針1、2の中空細管を差し入れて加熱されると、吸着層13、28から気体のにおい成分が脱着し(工程5)、手動でシリンジやポンプ等の吐出手段によりガスを送気して、脱着した気体のにおい成分を注射針1、2の先端から吐出させて、キャリアガスにより分析カラムに導入する(工程6)ことで、気体のにおい成分を分析することができる。以上のように、気体のにおい成分を捕集して、一般的なガスクロマトグラフを用いて分析を行うことで、気体のにおい成分を分析する分析方法を実行することができる。
 また、必要に応じて、気体のにおい成分の誘導体化を行って、誘導体化された気体のにおい成分をキャリアガスにより分析カラムに導入してもよい。このような処理は例えば次のようにして行うことができる。前述の工程4の後、気体の誘導体化試薬を含む気体が密封された密閉容器に注射針1、2を差し入れて、手動で吸引手段により吸引し、この状態を保持した状態で、密閉容器から注射針1、2の中空細管を引き抜く(工程4-1)。そして、一般的なガスクロマトグラフの注入口部に注射針1、2の中空細管を差し入れて中空細菅が加熱されると、吸着層13、28から気体のにおい成分が脱着し(工程5)、手動でシリンジやポンプ等の吐出手段により、気体の誘導体化試薬を含む気体で構成されるガスを送気して、脱離した気体のにおい成分と誘導体化試薬との気体の反応生成物を注射針1、2の先端から吐出させて、キャリアガスにより分析カラムに導入する(工程6)ことで、気体のにおい成分を分析することができる。
 以下、実施例に基づき、本発明の実施形態について詳細に説明する。
(実施例1)
 密封可能な容器(容量15mL)に、水中のカビ臭原因物質として知られるジェオスミン(標準品)と蒸留水を、ジェオスミンの濃度が1ng/Lの混合液10mLとなるように添加し、注射針を穿通可能な挿入口を有する蓋で密封した後、撹拌し、室温で静置して、ジェオスミンを揮発させた。次いで、図1(b)に示す構造の気体のにおい成分捕集用注射針(以下「注射針」と称する。)2の外管部4のコネクタ16に5mLシリンジを気密状態で連結した後(工程1)、注射針2の中空細管の先端14を密閉容器の挿入口から容器内に差し入れて(工程2)、シリンジにより密閉容器内の気体のジェオスミンを含む試料気体を20mL吸引した。この吸引は、シリンジによる吸引時に密閉容器内に外気が流入可能となるようにしながら、1回の吸引容量を5mLとして、吸引操作を4回繰り返して行った。これにより、注射針2の吸着層28に、気体のジェオスミンを吸着させた(以上、工程3)。このようにして、気体のジェオスミンを注射針2の吸着層28に捕集した。その後、注射針2の中空細管を密閉容器から引き抜いた(工程4)。尚、注射針2の捕集用キャピラリカラム22は、所定の長さに切断したガスクロ用キャピラリカラム(アジレント・テクノロジー株式会社製、製品名Vf-5ms)を用いた。また、係合封止部29はシリコーンゴム、外管部3としては、一般的なシリンジに連結可能な一般的な注射針を用いた。
 吸着層28に気体のジェオスミンを捕集した注射針2の中空細管の先端14を、ガスクロマトグラフ質量分析計の注入口部に差し入れて、中空細管の部分を加熱し、ジェオスミンを脱離させた(工程5)。そして、シリンジからガス0.5mLを注射針2の捕集用キャピラリカラム22内に送気し、脱離したジェオスミンをガスクロマトグラフ質量分析計の分析カラムに導入した(工程6)。そして、分析カラムにより導入した気体から気体のにおい成分を分離し、検出部で検出した。尚、ガスクロマトグラフ質量分析計(アジレント・テクノロジー株式会社製、製品名7890B/5977B)のガスクロマトグラフ(GC)及び質量分析計(MS)の条件は、表1のとおりである。
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(実施例2)
 密封可能な容器(容量15mL)に、腐敗臭を有する物質として知られるエナント酸(標準品)と蒸留水を、エナント酸の濃度が20ng/Lの混合液10mLとなるように添加し、注射針を穿通可能な挿入口を有する蓋で密封した後、撹拌し、室温で静置して、エナント酸を揮発させた。次いで、シリンジにより密閉容器内の気体のエナント酸を含む試料気体を5mLずつ2回吸引して合計10mL吸引した以外は、実施例1と同様にして、気体のエナント酸を注射針2の吸着層28に捕集した。
 密封可能な容器(容量4mL)に、誘導体化試薬であるMTBSTFAを1mL添加し、注射針を穿通可能な挿入口を有する蓋で密封した後、撹拌し、室温で静置して、MTBSTFAを揮発させた。
 前述の気体のエナント酸を吸着層28に吸着させた注射針2の中空細管の先端14を気体のMTBSTFAを含む気体が密封された容器の挿入口から容器内に差し入れて、シリンジにより密閉容器内の気体のMTBSTFAを含む気体を0.5mL吸引した。この吸引は、シリンジによる吸引時に密閉容器内に外気が流入可能となるようにしながら行った。その後、注射針2の中空細管を密閉容器から引き抜いた(工程4-1)。
 吸着層28に気体のエナント酸を捕集し、気体のMTBSTFAを吸引し、その状態を保持した状態の注射針2の中空細管の先端14を、ガスクロマトグラフ質量分析計の注入口部に差し入れて、中空細管の部分を加熱し、エナント酸を脱離させた(工程5)。そして、シリンジにより、気体のMTBSTFAを含むガス0.5mLを注射針2の捕集用キャピラリカラム22内に送気した。吸着層28から脱離した気体のエナント酸は、気体のMTBSTFAと直ちに反応して誘導体化されたエナント酸(エナント酸-tBDMS)となる。そのため、シリンジにより前記ガスを所定量送気することで、前述のようにして生成した気体のエナント酸-tBDMSをガスクロマトグラフ質量分析計の分析カラムに導入することになる(工程6)。そして、導入した気体から誘導体化された気体のにおい成分を分析カラムにより分離し、検出部で検出した。尚、ガスクロマトグラフ質量分析計(アジレント・テクノロジー株式会社製、製品名7890B/5977B)のガスクロマトグラフ(GC)及び質量分析計(MS)の条件は、「Oven Temp.」を「50℃(2min)-10℃/min-130℃-30℃/min-280℃」とし、「MS Method」を「SCAN」とした以外は、表1と同じ条件とした。
 実施例1、2の測定結果をそれぞれ図16、17に示す。図16、17のクロマトグラムに示すように、ピーク形状は良好で、十分な感度も得られていることが分かる。また、夾雑物の影響もなくきれいなクロマトグラムが得られていることが分かる。図17に示す本法により得られたピークのマススペクトルはNISTライブラリのエナント酸-tBDMSのマススペクトルと完全に一致し、エナント酸が誘導体化されていることが分かった。さらに、実施例1では前述の工程1~4までに要した時間は僅か10分で、実施例2では前述の工程1~4-1までに要した時間も僅か11分で、吸引、吐出時の抵抗はなく容易に吸引、吐出が可能であった。このように、所定の気体のにおい成分捕集用注射針を用いることで、容易に気体のにおい成分を捕集し、分析することができる。また、必要に応じて気体のにおい成分の誘導体化も容易に行うことができる。また、誘導体化試薬の使用量を少量化でき、装置への負担を軽減することもできる。そのため、このような気体のにおい成分捕集用注射針を用いてガスクロマトグラフを構成することにより、試料気体の捕集処理からガスクロマトグラフの注入口でのガスの吐出処理までの動作の自動化が可能である。したがって、試料気体の捕集処理から分析処理に至る処理を自動化した気体のにおい成分捕集用注射針を用いてガスクロマトグラフの提供が可能である。
1、2 注射針;1a 嵌合部;1b ニードル部;3 外管部;4 内管部;5、6 気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ;11 筒状体;12、17、27、30、103 内壁面;12a、17a、23 中空部分;13、28 吸着層;14、20、24 先端;15、18、25 基端;16 コネクタ;19 傾斜面;21 突出部;22 捕集用キャピラリカラム;22a カラムチューブ;26、31 外周面;29 係合封止部;32 先端面;33 基端面;51 ノズル;52 接続部;53 ポンプ;54 切替バルブ;55 注入口部;56 分析カラム;57 検出部;58 キャリアガスボンベ;59 注射針回収容器;60、94 制御部;61 駆動機構;62 密閉容器;63 サンプル設置台;64、72 流路;65 排気用流路;66 フィルタ;67 外気吸入用流路;68 電磁弁;69、83 挿入口;70 インサート;71 加熱装置;73 セプタムパージライン;74 スプリットライン;75 導入管部;76 容器本体;77 規制係合部;78 脱離部;79 気体のにおい成分;80 試料気体;81 におい発生源;82 蓋;84 注射針支持台;85 注射針挿入部;86 捕集部;87 気体のにおい成分脱離部;88 導入部;89 注射針回収部;90 内管回収容器;91 把持機構;92 把持体;95a 内管準備部;95b 注射針準備部;96 内管脱離部;97 内管回収部;98 外管支持台;99 第1凹部;100 第2凹部;101 内管支持台;102 貫通孔;104 当接面;105 気体の誘導体化試薬;106 気体;

Claims (15)

  1.  気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空細管を有する気体のにおい成分捕集用注射針と、
     前記注射針と気密状態で連結可能な接続部を有するノズルと、
     前記ノズル及び当該ノズルと連結した前記注射針を介して、気体のにおい成分を含む気体が封入された密閉容器から前記気体を吸引して当該気体中の気体のにおい成分を前記吸着層に吸着させ、かつ、吸着した前記気体のにおい成分を前記注射針の先端から吐出させるガスを送気することが可能なポンプと、
     前記注射針をその先端から受け入れて加熱可能な注入口部と、
     前記注入口部と連通し、前記の注射針の先端から吐出させた気体中の気体のにおい成分を成分毎に分離する分析カラムと、
     前記分析カラムで分離された成分を検出する検出部と、
     前記ノズルを駆動させる駆動機構と、
     制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記駆動機構を駆動させて、前記注射針と前記ノズルを気密状態で連結させた後、前記注射針をその先端から前記密閉容器の内部に差し入れる注射針挿入ステップ、
     注射針挿入ステップの後、前記ポンプを所定時間作動させ、密閉容器内の気体のにおい成分を含む気体を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させる捕集ステップ、
     捕集ステップの後、前記駆動機構を駆動させて、前記密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注入口部に前記注射針を差し入れ、当該注射針が加熱されることで、前記吸着層から気体のにおい成分を脱着させる気体のにおい成分脱離ステップ、
     脱離ステップの後、前記ポンプを所定時間作動させ、前記吸着層が形成されている中空細管内にガスを送気して、前記脱離ステップで脱着させた気体のにおい成分を前記注射針の先端から吐出させ、キャリアガスにより前記分析カラムに導入する導入ステップ、を実行するように構成されている、
     気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  2.  前記吸着層が、ポリジメチルシロキサン系、ポリアクリレート系又はポリエチレングリコール系の化合物を主成分とする液相である請求項1に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  3.  前記注射針が、前記中空細管により形成されたニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記ノズルの前記接続部と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、前記中空細管が、単一の金属製の単管である、請求項1又は2に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  4.  前記注射針が、前記気体を通過させる内管部と、当該内管部を内側に設置可能な外管部とを有し、
     前記外管部は、中空で細管のニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記ノズルの前記接続部と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、
     前記内管部は、前記ニードル部の中空部分に設置され得る、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空で細管の所定長さを有する捕集用キャピラリカラムと、当該捕集用キャピラリカラムの外周面と気密可能に係合し、かつ、前記外管部の内側又は前記ノズルの前記接続部と気密に係合可能な係合封止部とを有し、
     前記注射針の前記中空細管が、前記外管部の前記ニードル部と、当該ニードル部の内側に設置されている前記捕集用キャピラリカラムとで形成される、請求項1又は2に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  5.  前記注射針は、前記内管部が前記外管部に対して着脱可能に構成されている請求項4記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  6.  前記捕集用キャピラリカラムが、前記注射針の前記ニードル部と前記嵌合部の内側に収容可能な長さを有し、
     前記係合封止部が、前記捕集用キャピラリカラムのうち前記嵌合部に収容可能な部分の外周面と気密可能に係合し、かつ、前記ノズルの前記接続部と係合して着脱可能に連結可能な構造を有する、請求項4又は5に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  7.  前記注射針の前記外管部の長さ方向の移動を規制可能で、かつ、当該外管部を着脱可能に支持する外管支持台と、
     前記注射針の前記内管部を、前記係合封止部と係合して着脱可能に支持する内管支持台と、を有し、
     前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、
     前記内管支持台に予め支持されている前記内管部と、前記ノズルとを前記係合封止部を介して連結させる内管準備ステップ、及び、
     内管準備ステップの後、前記外管支持台に予め支持されている前記外管部の内側に前記内管部を挿入し、前記外管部の長さ方向に前記ノズルを移動させて、前記ノズルの前記接続部と前記外管部の前記嵌合部と連結させ、当該内管部の前記捕集用キャピラリカラムの外周面、及び、前記外管部の内側又は前記ノズルの前記接続部と、前記係合封止部と、を気密に係合させる注射針準備ステップ、を実行するように構成されている、
     請求項4~6の何れか一項に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  8.  前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、
     前記導入ステップで、前記中空細管内にガスを送気した後、前記注入口部から前記注射針を引き抜いて、前記ノズルと接続した前記外管部と前記内管部とを前記外管支持部に支持させた後、前記ノズルを前記外管部の長さ方向に移動させて、前記外管部から、前記ノズルと連結した状態で前記内管部を取り外す内管脱離ステップ、を実行するように構成されている、
     請求項4~7の何れか一項に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  9.  前記係合封止部を把持可能な把持機構を有する内管回収容器を有し、
     前記制御部は、
     前記内管脱離ステップの後、前記把持機構により前記係合封止部を把持させ、次いで、前記駆動機構により前記ノズルを駆動させて、前記内管部から前記ノズルを脱離させ、前記内管部を前記内管回収容器に収容する内管回収ステップ、を実行するように構成されている、
     請求項8記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  10.  前記嵌合部と係合可能な係合部を有する注射針回収容器を有し、
     前記制御部は、前記駆動機構を駆動させて、
     前記導入ステップで、前記中空細管内にガスを送気した後、前記注入口部から前記注射針を引き抜いて、前記ノズルと接続した前記注射針の前記嵌合部を前記係合部に係止させた後、前記ノズルを前記注射針の長さ方向に移動させて、前記嵌合部から、前記ノズルを取り外し、前記注射針を前記注射針回収容器に収容する注射針回収ステップ、を実行するように構成されている、請求項3又は4に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  11.  前記気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフが、気体の誘導体化試薬を含む気体が封入された試薬密閉容器を有し、
     前記制御部は、
     前記気体のにおい成分脱離ステップにおいて、前記捕集ステップの後、前記駆動機構を駆動させて、前記の気体のにおい成分を含む気体が封入された密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注射針をその先端から前記試薬密閉容器の内部に差し入れ、次いで、前記ポンプを所定時間作動させ、前記試薬密閉容器内の気体の誘導体化試薬を含む気体を吸引し、次いで、吸引を停止して、前記駆動機構を駆動させて、前記試薬密閉容器から前記注射針を引き抜いた後、前記注入口部に前記注射針を差し入れ、
     前記導入ステップにおいて、前記ポンプを所定時間作動させ、前記吸着層が形成されている中空細管内に、気体の誘導体化試薬を含む気体で構成されるガスを送気して、前記脱離ステップで脱離させた気体のにおい成分と誘導体化試薬との反応生成物である気体の誘導体化されたにおい成分を前記注射針の先端から吐出させるように構成されている、
     請求項1~10の何れか一項に記載の気体のにおい成分測定用ガスクロマトグラフ。
  12.  気体のにおい成分を含む気体を通過させる中空細管により形成されたニードル部と、前記気体を前記中空細管に通過させるための吸引又は吐出手段と着脱可能に連結する嵌合部とを備え、
     前記中空細管は、単一の金属製の単管であり、当該単管の中空を形成する内壁面に、気体のにおい成分を吸着し得る吸着層が形成されており、
     前記嵌合部は、前記中空細管の一方端部に連設されている、気体のにおい成分捕集用注射針。
  13.  気体のにおい成分を含む気体を通過させる内管部と、当該内管部を内側に設置可能な外管部とを有し、
     前記外管部は、中空で細管のニードル部と、当該ニードル部の一方端部に連設され、前記気体を前記内管部に通過させるための吸引又は吐出手段と着脱可能に連結する嵌合部とを有し、
     前記内管部は、前記ニードル部の中空部分に設置され得る、気体のにおい成分を吸着させ得る吸着層が内壁面に形成された中空の細管で所定長さを有する捕集用キャピラリカラムと、当該捕集用キャピラリカラムの外周面と気密可能に係合し、かつ、前記外管部の内側又は前記吸引若しくは吐出手段の接続部と気密に係合可能な係合封止部とを有し、
     前記外管部の前記ニードル部と、当該ニードル部の内側に設置されている前記捕集用キャピラリカラムとで中空細管が形成される、気体のにおい成分捕集用注射針。
  14.  請求項12又は13に記載の気体のにおい成分捕集用注射針の前記嵌合部に吸引又は吐出手段を気密に連結する工程、
     気体のにおい成分が含まれる気体が封入されている密閉容器に、前記気体のにおい成分捕集用注射針を前記中空細管の先端から差し入れる工程、
     前記嵌合部に連結された吸引又は吐出手段により、前記におい成分を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させる工程を含む、気体のにおい成分の捕集方法。
  15.  気体のにおい成分を含む気体が含まれる密閉容器に、請求項12又は13に記載の気体のにおい成分捕集用注射針を前記中空細管の先端から差し入れる工程、
     前記嵌合部に連結された吸引又は吐出手段により、前記気体のにおい成分を含む前記気体を吸引し、前記吸着層に気体のにおい成分を吸着させた後、前記中空細管を前記密閉容器から引き抜く工程、
     前記気体のにおい成分を前記吸着層に吸着させた前記注射針の前記中空細管を、前記気体のにおい成分を分析するガスクロマトグラフの注入口部に差し入れ、当該注射針が加熱されることで、前記吸着層から気体のにおい成分を脱着させる工程、
     前記吸引又は吐出手段により、前記吸着層が形成されている前記中空細管内にガスを送気して、脱着させた気体のにおい成分を前記中空細管の先端から吐出させ、キャリアガスにより前記ガスクロマトグラフの分析カラムに導入する工程、を含む、気体のにおい成分の分析方法。
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