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JP2016114456A - Headspace autosampler and gas analysis system using the same - Google Patents

Headspace autosampler and gas analysis system using the same Download PDF

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JP2016114456A
JP2016114456A JP2014252933A JP2014252933A JP2016114456A JP 2016114456 A JP2016114456 A JP 2016114456A JP 2014252933 A JP2014252933 A JP 2014252933A JP 2014252933 A JP2014252933 A JP 2014252933A JP 2016114456 A JP2016114456 A JP 2016114456A
Authority
JP
Japan
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gas
line
sample
valve
needle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014252933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
友明 近藤
Tomoaki Kondo
友明 近藤
中川 勝博
Katsuhiro Nakagawa
勝博 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2014252933A priority Critical patent/JP2016114456A/en
Publication of JP2016114456A publication Critical patent/JP2016114456A/en
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Abstract

【課題】試料ガスの流路切替ユニットや分岐素子の使用を回避するとともに、分析ラインが選択可能であって、同じ試料容器からの試料ガスを同時に異なる分析ラインに導くことのできるヘッドスペースオートサンプラを提供する。【解決手段】試料容器1内に挿入可能な複数のニードル3a,3bを備え、各ニードルをそれぞれ個別のサンプリングラインA,Bに接続し、試料ガスを各ラインA,Bに同時もしくは選択的に導入可能とすることで、流路切替ユニットや分岐素子を用いることなく所望のラインに試料ガスを導くようにして、サンプリングライン内の吸着や分解の発生を抑制する。【選択図】図1A headspace autosampler capable of avoiding the use of a sample gas flow path switching unit or a branching element, selecting an analysis line, and simultaneously guiding sample gas from the same sample container to different analysis lines. I will provide a. SOLUTION: A plurality of needles 3a, 3b that can be inserted into a sample container 1 are provided, and each needle is connected to an individual sampling line A, B respectively, and sample gas is simultaneously or selectively supplied to each line A, B. By allowing the gas to be introduced, the sample gas is guided to a desired line without using the flow path switching unit or the branching element, and the occurrence of adsorption or decomposition in the sampling line is suppressed. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、ガスクロマトグラフ等のガス分析装置に試料ガスを供給するためのヘッドスペースオートサンプラ、および、それを用いたガス分析システムに関する。   The present invention relates to a headspace autosampler for supplying a sample gas to a gas analyzer such as a gas chromatograph, and a gas analysis system using the headspace autosampler.

ガスクロマトグラフ(GC)における分析法の1つとして、ヘッドスペース分析法がある。このヘッドスペース分析法では、バイアル瓶等の試料容器中に固体または液体試料を入れ、その試料容器を一定温度で一定時間加温することにより、試料容器中の上部空間(ヘッドスペース)に固体や液体試料から発生または含有する揮発性有機化合物などの気体を採取して、ガスクロマトグラフまたはガスクロマトグラフ質量分析計(GC/MS)に導入する。この試料ガスのサンプリングを自動的に行うヘッドスペースオートサンプラの動作と試料の準備等は、以下に例示する通りである。   One of analysis methods in gas chromatograph (GC) is a head space analysis method. In this head space analysis method, a solid or liquid sample is placed in a sample container such as a vial, and the sample container is heated at a constant temperature for a certain period of time, whereby a solid or liquid sample is placed in the upper space (head space) of the sample container. A gas such as a volatile organic compound generated or contained from a liquid sample is collected and introduced into a gas chromatograph or a gas chromatograph mass spectrometer (GC / MS). The operation of the headspace autosampler that automatically samples the sample gas, sample preparation, and the like are as exemplified below.

まず、固体または液体試料をバイアル瓶に入れて密栓する。この栓は柔軟性材料からなり、通常、シリコンゴムなどの表面にフッ素系樹脂シートを貼り付けたセプタムが用いられる。そして、セプタムをバイアル瓶に装着した後、金属製のキャップを専用工具でかしめることで、バイアル瓶からヘッドスペースガスが逃げないようにする。   First, a solid or liquid sample is placed in a vial and sealed. This stopper is made of a flexible material, and a septum is generally used in which a fluorine resin sheet is attached to the surface of silicon rubber or the like. After mounting the septum on the vial, the metal cap is caulked with a dedicated tool so that the headspace gas does not escape from the vial.

ヘッドスペースオートサンプラは、以上のように準備されたバイアル瓶を一定温度で一定時間加熱することにより、揮発性有機化合物を試料からヘッドスペースに移行させる。次に、バイアル瓶のセプタムに中空のニードルを挿入し、ヘリウムガスなどの不活性ガスをバイアル瓶内に供給・加圧する(なお、ヘッドスペースガスが大気圧近傍または大気圧以上である場合には、バイアル瓶内を加圧しない場合もある)。次いで加圧用ガスの供給を停止し、加圧されたヘッドスペースガスを同じニードルを介して上記とは逆向きにバイアル瓶から一定量抜き取り、GCあるいはGC/MSの注入口または分離カラムに直接導入する。通常のヘッドスペースオートサンプラにおいては、それぞれに試料を封入した複数のバイアル瓶をセットしておくことにより、これらの各バイアル瓶を自動的に移動させてニードル挿入位置に位置決めし、各バイアル瓶のヘッドスペースガスをサンプリングして分析に供している(例えば特許文献1参照)。   The headspace autosampler transfers the volatile organic compound from the sample to the headspace by heating the vial prepared as described above at a constant temperature for a predetermined time. Next, a hollow needle is inserted into the septum of the vial, and an inert gas such as helium gas is supplied into the vial and pressurized (if the headspace gas is near or above atmospheric pressure) In some cases, the inside of the vial is not pressurized). Next, the supply of the pressurizing gas is stopped, and a certain amount of pressurized headspace gas is withdrawn from the vial in the opposite direction through the same needle, and directly introduced into the GC or GC / MS inlet or separation column. To do. In a normal headspace autosampler, by setting a plurality of vials each enclosing a sample, each of these vials is automatically moved and positioned at the needle insertion position. Headspace gas is sampled and used for analysis (see, for example, Patent Document 1).

ガスを一定量抜き取る方法としては、ガスタイトシリンジ方式、加圧注入方式、ループ方式などがあるが、いずれの方法でも、バイアル瓶に中空のニードルを挿入してヘッドスペースガスを抜き取ることに違いはない。そして、サンプリングしたガスは、サンプリングラインを通ってGCあるいはGC/MSの注入口へと導かれ、カラム、検出器を経て形成されたラインに流される。   There are gas tight syringe method, pressurized injection method, loop method, etc. as a method of extracting a certain amount of gas, but in any method, there is a difference in extracting a head space gas by inserting a hollow needle into a vial. Absent. Then, the sampled gas is guided to the GC or GC / MS inlet through the sampling line, and flows to the line formed through the column and the detector.

ここで、サンプリングしたガスは、例えば図2に示すループ方式のように、計量のみで成分の除去や濃縮等を行わない場合と、図3に示すように、サンプリングライン上にトラップ管を設けて試料ガス中に含まれる水蒸気のような不要成分を除去する場合がある。   Here, the sampled gas has a trap tube on the sampling line as shown in FIG. 3 in the case where, for example, the loop method shown in FIG. There are cases where unnecessary components such as water vapor contained in the sample gas are removed.

これらについて説明すると、図2のトラップ方式は、試料を封入したバイアル瓶201のヘッドスペースガスを採取するに当たり、この例においては、ニードル202をバイアル瓶201の頂部に位置するセプタム203に挿入した後にバルブ204,205を開き、バルブ206を閉じた状態で、バイアル瓶201内にループ207を通じてキャリアガスと加圧ガスを兼用するヘリウムガスを導入してその内部を加圧する。その後、バルブ204を閉じてバルブ205のみを開いた状態とすることによって、ヘッドスペースガスをループ207内に導入する。次に、バルブ205を閉じ、バルブ204,206を開いてヘリウムガスをループ207内に導入し、先に当該ループ207内に導入されていたヘッドスペースガスをGCへ供給する。   To explain these, the trap system of FIG. 2 is used to collect the head space gas of the vial 201 enclosing the sample. In this example, after the needle 202 is inserted into the septum 203 located at the top of the vial 201, With the valves 204 and 205 opened and the valve 206 closed, a helium gas serving as a carrier gas and a pressurized gas is introduced into the vial 201 through the loop 207 to pressurize the inside. Then, the head space gas is introduced into the loop 207 by closing the valve 204 and opening only the valve 205. Next, the valve 205 is closed, the valves 204 and 206 are opened to introduce helium gas into the loop 207, and the headspace gas previously introduced into the loop 207 is supplied to the GC.

一方、図3のトラップ管を設けた方式では、上記と同様に試料を封入したバイアル瓶201を用意し、ニードル202をバイアル瓶201の頂部のセプタム203へ挿入後バルブ204,205を開き、バルブ206を閉じた状態で、トラップ管301を通じてヘリウムガスをバイアル瓶201内に導入してその内部を加圧する。その後、バルブ204を閉じてバルブ205のみを開いた状態とすることによって、ヘッドスペースガスをトラップ管301内に導入する。この動作を1回または複数回繰り返した後にバルブ205を閉じ、バルブ204,206を開いてヘリウムガスをトラップ管301内に導入し、当該トラップ管301内の水分等の不要成分を除去して濃縮化されたヘッドスペースガスをGCへと導く。   On the other hand, in the system having the trap tube shown in FIG. 3, a vial 201 containing a sample is prepared in the same manner as described above, and the needles 202 are inserted into the septum 203 at the top of the vial 201 and the valves 204 and 205 are opened. With 206 closed, helium gas is introduced into the vial 201 through the trap tube 301 and the inside thereof is pressurized. Thereafter, the head space gas is introduced into the trap tube 301 by closing the valve 204 and opening only the valve 205. After repeating this operation once or a plurality of times, the valve 205 is closed, the valves 204 and 206 are opened, helium gas is introduced into the trap pipe 301, and unnecessary components such as moisture in the trap pipe 301 are removed and concentrated. Led headspace gas to GC.

また、前記したループ方式によるガスサンプラにトラップ機能を持たせたものの例を図4に示す。この例では、マルチポートバルブ401の各ポートに、ループ402の両端、トラップ管403の両端、試料を収容したバイアル瓶404に挿入されるニードル405に連通する管406、キャリアガス導入管407、加圧ガス導入管408などを接続し、マルチポートバルブ401の駆動および適宜箇所に設けた開閉弁等の駆動により、ニードル405を介して加圧ガスをバイアル瓶404内に導入してその内部を加圧した後、ニードル405を介してヘッドスペースガスをループ402内に導入し、キャリアガスをループ402内に導入して内部のヘッドスペースガスをGCへと導く通常のループ方式に基づくサンプリングと、一旦ループ402内に導入して計量したヘッドスペースガスをトラップ管403に導入する動作を1回または複数回繰り返した後、トラップ管403内にキャリアガスを導入することによって、濃縮化されたヘッドスペースガスをGCへと導くトラップモードでのサンプリングを可能としている。   FIG. 4 shows an example of a gas sampler based on the loop system provided with a trap function. In this example, each port of the multi-port valve 401 is connected to both ends of the loop 402, both ends of the trap tube 403, a tube 406 communicating with the needle 405 inserted into the vial 404 containing the sample, a carrier gas introduction tube 407, A pressurized gas introduction pipe 408 or the like is connected, and pressurized gas is introduced into the vial 404 through the needle 405 by driving the multi-port valve 401 and an opening / closing valve provided at an appropriate position, and the inside is added. After the pressure is applied, sampling based on a normal loop method in which a head space gas is introduced into the loop 402 through the needle 405, a carrier gas is introduced into the loop 402, and the internal head space gas is led to the GC, The operation of introducing the measured headspace gas into the loop 402 into the trap tube 403 is performed once or After repeating several times, and by introducing a carrier gas into the trap pipe 403, allowing sampling at trapping mode leading to enrichment headspace gas to GC.

特開2012−018095号公報JP 2012-018095 A

ところで、試料の分析に際しては、ヘッドスペースオートサンプラにセットしたサンプルごとにトラップ管を用いて濃縮を行うか否かを選択したり、あるいは異なる検出器やカラムで測定したりしなければならない場合がある。このような場合には、従来、サンプリングしたガスを、バルブなどで切り替えて所望のラインに流すことが行われている。例えばサンプルガスの濃縮を行う場合、図4に例示した装置構成では、マルチポートバルブ401の流路を適宜に切り替えてサンプルガスをトラップ管403のあるラインに導いている。また、カラムを切り替える場合には、カラム流入前にバルブで流路を切り替えることになる。さらに、検出器の切り替えでは、カラムの後にバルブなどで流路を切り替えている。   By the way, when analyzing samples, it may be necessary to select whether or not to concentrate using a trap tube for each sample set in the headspace autosampler, or to measure with a different detector or column. is there. In such a case, conventionally, the sampled gas is switched by a valve or the like to flow to a desired line. For example, when the sample gas is concentrated, in the apparatus configuration illustrated in FIG. 4, the flow path of the multiport valve 401 is appropriately switched to guide the sample gas to a line where the trap tube 403 is provided. In addition, when the column is switched, the flow path is switched by a valve before the column flows. Furthermore, in switching the detector, the flow path is switched by a valve or the like after the column.

以上のいずれの場合でも、バルブやディーンスイッチなどの流路切替ユニットをサンプルガスの流路上に設ける必要がある。流路切替ユニットは、流路を流れるガスの吸着や分解などの原因になるとともに、カラム出口付近での切り替えは、クロマトグラムピークの広がりの原因となる。   In any of the above cases, it is necessary to provide a flow path switching unit such as a valve or a Dean switch on the flow path of the sample gas. The flow path switching unit causes adsorption and decomposition of the gas flowing through the flow path, and switching near the column outlet causes the spread of the chromatogram peak.

さらにまた、従来、同一試料を濃縮の有無で測定する場合や、異なったカラムや検出器で検出する場合には、同じ試料を複数回にわたって測定するか、あるいはサンプリングしたガスを分岐させてそれぞれのラインに流す必要があった。なお、サンプルガスの分岐についても、流路切替ユニットと同様に吸着や分解の原因となる分岐素子を用いる必要があり、また、複数回にわたって測定する場合には手間がかかるという問題があった。   Furthermore, conventionally, when measuring the same sample with or without concentration, or when detecting with different columns and detectors, the same sample is measured multiple times, or the sampled gas is branched to It was necessary to make it flow in the line. As for the branching of the sample gas, it is necessary to use a branching element that causes adsorption and decomposition as in the case of the flow path switching unit, and there is a problem that it takes time to perform measurement multiple times.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、試料ガス流路の切替ユニットや分岐素子の使用を可能な限り回避し、分析ラインの選択が可能であるとともに、同じ容器内の試料ガスを同時に異なる分析ラインに導くことのできるヘッドスペースオートサンプラと、それを用いたガス分析システムの提供をその課題としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, avoids the use of a sample gas flow path switching unit and a branch element as much as possible, allows selection of an analysis line, and allows sample gas in the same container to be used. The challenge is to provide a headspace autosampler that can simultaneously lead to different analysis lines and a gas analysis system using it.

上記の課題を解決するため、本発明のヘッドスペースオートサンプラは、柔軟性材料からなる封止部材により頂部が封止された試料容器内の上部空間に、上記封止部材を貫通してニードルを挿入し、上記上部空間の試料ガスを採取して分析装置に送出するヘッドスペースサンプラにおいて、複数のニードルを備え、その各ニードルは、1つの試料容器にその全部もしくは一部を選択的に挿入可能に保持され、かつ、これらの各ニードルはそれぞれ個別のサンプリングラインに接続されて、その各サンプリングラインに試料ガスを供給するように構成されていることによって特徴づけられる(請求項1)。   In order to solve the above problems, the headspace autosampler of the present invention has a needle penetrating the sealing member in an upper space in a sample container whose top is sealed by a sealing member made of a flexible material. The headspace sampler that inserts, collects the sample gas in the upper space and sends it to the analyzer is equipped with a plurality of needles, each of which can be selectively inserted in whole or in part into one sample container And each of these needles is connected to an individual sampling line, and is configured to supply a sample gas to each of the sampling lines.

ここで、本発明のヘッドスペースオートサンプラにおいては、上記複数のサンプリングラインには、試料ガス中の不要成分を除去するトラップを設けたラインと、トラップを設けないラインの双方が含まれている構成(請求項2)を好適に採用することができる。   Here, in the headspace autosampler of the present invention, the plurality of sampling lines include both a line provided with a trap for removing unnecessary components in the sample gas and a line not provided with a trap. (Claim 2) can be preferably employed.

また、本発明のヘッドスペースオートサンプラにおいては、上記各サンプリングラインに接続された複数のニードルに加えて、試料容器内を加圧するガスが流れる加圧ラインを備え、その加圧ラインに接続されたニードルが、上記サンプリングラインに接続された少なくとも1つのニードルとともに1つの試料容器内に同時に挿入され、上記加圧ラインから加圧用ガスを試料容器内に導入しつつ、他のニードルを介して試料ガスをサンプリングラインに供給するように構成すること(請求項3)もできる。
一方、本発明のガス分析システムは、上記いずれかの構成としたヘッドスペースオートサンプラの各サンプリングラインに、それぞれ個別のガス分析装置が接続されていることによって特徴づけられる(請求項4)。
Further, in the headspace autosampler of the present invention, in addition to the plurality of needles connected to each of the sampling lines, the headspace autosampler includes a pressure line through which a gas for pressurizing the sample container flows, and is connected to the pressure line A needle is simultaneously inserted into one sample container together with at least one needle connected to the sampling line, and the sample gas is introduced through the other needle while introducing the pressurizing gas into the sample container from the pressure line. Can be configured to be supplied to the sampling line.
On the other hand, the gas analysis system of the present invention is characterized in that an individual gas analyzer is connected to each sampling line of the headspace autosampler having any one of the above-described configurations.

本発明は、ニードルを複数本設けて、その各ニードルの全部もしくは選択した一部を1つの試料容器内へ挿入可能に保持し、各ニードルをそれぞれ専用のサンプリングラインに接続することで、課題を解決しようとするものである。   The present invention provides a plurality of needles, holds all or a selected part of each needle so that it can be inserted into one sample container, and connects each needle to a dedicated sampling line. It is something to be solved.

すなわち、それぞれが専用のサンプリングラインに接続された複数のニードルの全部もしくは一部を、1つの試料容器内に挿入してヘッドスペースガスのサンプリングを行うことにより、同じ試料ガスを複数の分析法で同時あるいは任意選択された分析法のもとに分析を行うことができる。   That is, by inserting all or part of a plurality of needles each connected to a dedicated sampling line into one sample container and sampling the headspace gas, the same sample gas can be obtained by a plurality of analysis methods. The analysis can be performed simultaneously or under an optional analysis method.

例えば請求項2に係る発明のように、ガス分析装置に至るまでのサンプリングラインにトラップ管の有無を異ならせたものを備えることにより、流路切替ユニットや分岐素子等を用いることなく、サンプリングした試料ガスを濃縮してガス分析装置に導く手法と、濃縮せずにガス分析装置に導く手法を同時に実行、あるいは選択的にいずれかを実行することができる。   For example, as in the invention according to claim 2, sampling is performed without using a flow path switching unit or a branch element by providing a sampling line leading to the gas analyzer with different presence or absence of a trap tube. The method of concentrating the sample gas and leading it to the gas analyzer and the method of guiding the sample gas to the gas analyzer without concentrating can be executed simultaneously or selectively.

また、請求項4に係る発明のように、各ニードルに連通するサンプリングラインに、互いに異なるガス分析装置を接続したシステムを構築することで、同じ試料容器からサンプリングした試料ガスを、異なるカラムや検出器を用いたガス分析を同時に実行、あるいは選択的に実行することができる。   Further, as in the invention according to claim 4, by constructing a system in which different gas analyzers are connected to the sampling lines communicating with the respective needles, sample gases sampled from the same sample container can be detected in different columns or detections. Gas analysis using a vessel can be performed simultaneously or selectively.

請求項3に係る発明は、1つの試料容器に複数のニードルを挿入するという本発明の思想を応用し、試料容器内を加圧するガスの導入と、ヘッドスペースガスの導出が同時に行えるようにするものである。つまり、従来は1本のニードルで加圧ガスの試料容器内への導入とヘッドスペースガスの導出を順番に行っていたが、請求項3に係る発明では、複数本のニードルを試料容器に挿入し、そのうちの1本を加圧ガスの導入に用い、他のニードルをヘッドスペースガスの導出に用いるようにしている。これにより、加圧ガスの導入と同時にヘッドスペースガスの導出を行うことができる。   The invention according to claim 3 applies the idea of the present invention of inserting a plurality of needles into one sample container so that introduction of gas for pressurizing the sample container and derivation of headspace gas can be performed simultaneously. Is. That is, conventionally, the introduction of the pressurized gas into the sample container and the derivation of the headspace gas are sequentially performed with one needle, but in the invention according to claim 3, a plurality of needles are inserted into the sample container. One of them is used for introducing pressurized gas and the other needle is used for deriving headspace gas. As a result, the headspace gas can be derived simultaneously with the introduction of the pressurized gas.

本発明によれば、複数のニードルがそれぞれ専用のラインに接続され、試料容器に対して同時もしくは選択的にその一部が挿入されるようにしたので、流路の切替バルブや分岐素子等を用いることなく、分析目的に応じたラインに試料ガスを導くことができ、試料ガスの吸着や分解の発生やカラム分離後のピークの広がりを抑制することができる。   According to the present invention, a plurality of needles are connected to dedicated lines, respectively, and a part thereof is inserted simultaneously or selectively into the sample container. Without using it, the sample gas can be guided to the line according to the analysis purpose, and it is possible to suppress the adsorption and decomposition of the sample gas and the spread of the peak after the column separation.

本発明の実施形態の要部構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the principal part structure of embodiment of this invention. ループ方式でのヘッドスペースガスのサンプリング手法の説明図。Explanatory drawing of the sampling method of the head space gas by a loop system. トラップ管でヘッドスペースガスを濃縮するサンプリング手法の説明図。Explanatory drawing of the sampling method which concentrates head space gas with a trap pipe. トラップ管でのサンプリングにおいて濃縮の可否を選択可能としたサンプリングラインの説明図。Explanatory drawing of the sampling line which enabled selection of the possibility of concentration in the sampling in a trap pipe.

以下、図1を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。この図1は本発明の実施の形態の要部構成を模式的に示すものであり、複数のニードルを1つのバイアル瓶に同時に挿入する例を示している。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 schematically shows a main configuration of an embodiment of the present invention, and shows an example in which a plurality of needles are simultaneously inserted into one vial.

固体または液体試料を収容したバイアル瓶1は、その頂部がセプタム1aにより封止されており、加熱装置2によって一定の温度で一定時間加熱されることにより、バイアル瓶1のヘッドスペース1bが試料ガスで充満した状態となる。   A vial 1 containing a solid or liquid sample has its top sealed with a septum 1a, and heated by a heating device 2 at a certain temperature for a certain time, so that the head space 1b of the vial 1 becomes a sample gas. Will be filled.

バイアル瓶1の上方には、本実施例では3本のニードル3a,3b,3cが配置されており、これらの各ニードル3a,3b,3cはニードルホルダ4によって互いの位置関係が固定されている。そして、このニードルホルダ4を含めて3本のニードル3a,3b,3cの全体が、上下動機構(図示せず)によってバイアル瓶1に対して上下動する。試料採取時には、図1の位置から下へ移動することにより、各ニードル3a,3b,3cがバイアル瓶1の頂部のセプタム1aを突き刺して、その先端がバイアル瓶1のヘッドスペース1bに至る状態となる。   In the present embodiment, three needles 3 a, 3 b, 3 c are arranged above the vial 1, and the respective needles 3 a, 3 b, 3 c are fixed to each other by the needle holder 4. . The entire three needles 3a, 3b, 3c including the needle holder 4 are moved up and down with respect to the vial bottle 1 by a vertical movement mechanism (not shown). At the time of sampling, the needles 3 a, 3 b, 3 c pierce the septum 1 a at the top of the vial 1 by moving downward from the position of FIG. 1, and the tip reaches the head space 1 b of the vial 1. Become.

各ニードル3a,3b,3cは、それぞれ専用の配管5a,5b,5cおよび開閉弁6a,6b,6cを介して、専用のラインA,B,Cに接続されている。   The needles 3a, 3b, 3c are connected to dedicated lines A, B, C via dedicated pipes 5a, 5b, 5c and on-off valves 6a, 6b, 6c, respectively.

ラインAは、三方弁7、サンプルループ8、開閉弁9、三方弁10、トラップ11、開閉弁12をこの順に並べたラインであって、トラップ機能を備えたループ方式のサンプリングラインである。図示のように、そのうちの三方弁7の1つのポートにキャリアガス源13が接続されるとともに三方弁10の1つのポートにはGC14が接続され、また、開閉弁12はキャリアガス源13に接続されている。   The line A is a line in which the three-way valve 7, the sample loop 8, the on-off valve 9, the three-way valve 10, the trap 11, and the on-off valve 12 are arranged in this order, and is a loop type sampling line having a trap function. As shown in the figure, a carrier gas source 13 is connected to one port of the three-way valve 7, a GC 14 is connected to one port of the three-way valve 10, and the on-off valve 12 is connected to the carrier gas source 13. Has been.

ラインBは、三方弁15、サンプルループ16、開閉弁17を並べたラインであって、三方弁15の1つのポートにはキャリアガス源13が接続され、また、開閉弁17を介してGC18が接続されている。ラインBは、試料ガスの濃縮を行わないループ方式に基づくサンプリングラインとなっている。   Line B is a line in which a three-way valve 15, a sample loop 16, and an on-off valve 17 are arranged. A carrier gas source 13 is connected to one port of the three-way valve 15, and a GC 18 is connected via the on-off valve 17. It is connected. Line B is a sampling line based on a loop system that does not concentrate the sample gas.

また、ラインCはバイアル瓶1内を加圧するためのラインであり、開閉弁6cを介してキャリアガスと同じヘリウムガス等の加圧ガス源19が接続されている。   The line C is a line for pressurizing the inside of the vial bottle 1, and a pressurized gas source 19 such as helium gas, which is the same as the carrier gas, is connected through an on-off valve 6c.

以上の実施の形態において、例えばラインAを用いて試料ガスを濃縮して分析に供する場合、ニードル3a,3b,3cをバイアル瓶1に挿入するとともに、ラインAの開閉弁6aを開いてラインBの開閉弁6bを閉じ、ラインCの開閉弁6cを開く。このとき、ラインAの三方弁7は開閉弁6aとサンプルループ8が連通した状態であって、開閉弁9は閉じた状態としておく。これにより、バイアル瓶1内の圧力が上昇するにつれて、ヘッドスペース1bに存在する試料ガスがニードル3aを通じてラインAのサンプルループ8内に導入されていく。また、ラインCからの加圧ガスによってバイアル瓶1内が一定の圧力に達した時点で開閉弁6cを閉じることで、サンプルループ8内において一定量の試料ガスが計量されることになる。   In the above embodiment, for example, when the sample gas is concentrated using the line A for analysis, the needles 3a, 3b, 3c are inserted into the vial 1 and the on-off valve 6a of the line A is opened to open the line B. Open / close valve 6b is closed and line C open / close valve 6c is opened. At this time, the three-way valve 7 of the line A is in a state where the on-off valve 6a and the sample loop 8 communicate with each other, and the on-off valve 9 is closed. Thereby, as the pressure in the vial 1 increases, the sample gas existing in the head space 1b is introduced into the sample loop 8 of the line A through the needle 3a. Further, by closing the on-off valve 6c when the inside of the vial 1 reaches a certain pressure by the pressurized gas from the line C, a certain amount of sample gas is measured in the sample loop 8.

次に、開閉弁6aを閉じ、三方弁7にキャリアガス源13とサンプルループ8が連通された状態として開閉弁9を開く。また、三方弁10には開閉弁9とトラップ管11とを連通させ、開閉弁12は閉じた状態とする。これにより、サンプルループ8内の試料ガスがキャリアガスによりトラップ管11内に送られて不要成分が除去される。   Next, the on-off valve 6a is closed, and the on-off valve 9 is opened with the carrier gas source 13 and the sample loop 8 communicating with the three-way valve 7. Further, the on-off valve 9 and the trap pipe 11 are communicated with the three-way valve 10 and the on-off valve 12 is closed. Thereby, the sample gas in the sample loop 8 is sent into the trap tube 11 by the carrier gas, and unnecessary components are removed.

以上の動作を1回、あるいは必要に応じて複数回繰り返した後に開閉弁9を閉じ、三方弁10にトラップ管11とGC14が連通された状態とし、開閉弁12を開いてキャリアガスをトラップ管11内に導入する。これにより、トラップ管11内の試料ガスがGC14内に導入され、濃縮された試料ガスの分析が行われる。   After the above operation is repeated once or a plurality of times as necessary, the on-off valve 9 is closed, the trap pipe 11 and the GC 14 are in communication with the three-way valve 10, the on-off valve 12 is opened, and the carrier gas is trapped. 11 is introduced. Thereby, the sample gas in the trap tube 11 is introduced into the GC 14, and the concentrated sample gas is analyzed.

一方、ラインBを用いて試料ガスを濃縮せず分析に供する場合、上記と同様にニードル3a,3b,3cをバイアル瓶1に挿入するとともに、ラインAの開閉弁6aを閉じてラインBの開閉弁6bを開き、ラインCの開閉弁6cを開く。このとき、ラインBの三方弁15に開閉弁6bとサンプルループ16とを連通させ、開閉弁17は閉じた状態とする。これにより加圧ガス源19から加圧ガスがバイアル瓶1内に導入されて内部が加圧され、一定の圧力に達した時点で開閉弁6cを閉じることにより、上記と同様に、ニードル3bを介して試料ガスがラインBのサンプルループ16に導入されて計量される。   On the other hand, when the sample gas is used for analysis without being concentrated using the line B, the needles 3a, 3b, 3c are inserted into the vial bottle 1 in the same manner as described above, and the open / close valve 6a of the line A is closed to open / close the line B. The valve 6b is opened, and the open / close valve 6c of the line C is opened. At this time, the on-off valve 6b and the sample loop 16 are communicated with the three-way valve 15 in the line B, and the on-off valve 17 is closed. As a result, the pressurized gas is introduced from the pressurized gas source 19 into the vial 1 to pressurize the inside, and when the pressure reaches a certain level, the on-off valve 6c is closed, so that the needle 3b is opened as described above. The sample gas is introduced into the sample loop 16 of the line B and metered.

次に、開閉弁17を開き、三方弁15にキャリアガス源13とサンプルループ16とが連通された状態とすることにより、サンプルループ16内の試料ガスがGC18内へと導入され、濃縮していない試料ガスの分析が行われる。   Next, the on-off valve 17 is opened, and the carrier gas source 13 and the sample loop 16 are in communication with the three-way valve 15, whereby the sample gas in the sample loop 16 is introduced into the GC 18 and concentrated. No sample gas analysis is performed.

また、以上の実施の形態において、バイアル瓶1内の試料ガスを濃縮ありと濃縮なしの双方で行う場合には、ラインAとラインBの双方の開閉弁6aと6bをともに開き、ラインCからの加圧ガスをバイアル瓶1内に導入して加圧する。これにより、試料ガスはラインA,Bの双方に導入され、それぞれのラインA,Bにおいて上記と同様の動作を並行して行うことによって、濃縮あり/なしの分析を同時に行うことができる。   Further, in the above embodiment, when the sample gas in the vial 1 is performed both with and without concentration, both the on-off valves 6a and 6b of the line A and the line B are opened, and the line C is opened. The pressurized gas is introduced into the vial 1 and pressurized. As a result, the sample gas is introduced into both lines A and B, and the same operation as described above is performed in parallel in each of lines A and B, whereby analysis with and without concentration can be performed simultaneously.

以上の実施の形態において特に注目すべき点は、トラップ機能を用いて試料ガスを濃縮して分析を行う場合と、濃縮せずに分析を行う場合において、従来のようにマルチポートバルブ等の流路切替手段を用いず、開閉弁6a,6bの操作のみとした点であり、これにより、試料ガスの吸着や分解を抑制することができる。   The points to be particularly noted in the above-described embodiments are that when the sample gas is concentrated and analyzed using the trap function and when the analysis is performed without concentration, the flow of a multi-port valve or the like as in the prior art is used. This is the point that only the operation of the on-off valves 6a and 6b is performed without using the path switching means, whereby the adsorption and decomposition of the sample gas can be suppressed.

ここで、以上の実施の形態では、トラップ管を設けたサンプリングライン(ラインA)と、設けていないサンプリングライン(ラインB)をそれぞれ対応するニードルに連通させた例を示したが、これに換えて、各ニードルをGCのカラムが相違するラインにそれぞれ連通させたり、あるいは検出器が相違するGCに各ニードルを連通させる使用方法も採用できることは勿論である。   Here, in the above embodiment, an example in which the sampling line (line A) provided with the trap tube and the sampling line (line B) not provided are respectively connected to the corresponding needles has been shown. Of course, it is possible to adopt a method of use in which each needle communicates with a line having a different GC column, or each needle communicates with a GC having a different detector.

また、以上の実施の形態では、複数のニードル3a,3b,3cを1つのバイアル瓶1へ同時に挿入した例を示したが、これに換えて、各ニードルに対して個別の移動機構を設け、これらのニードルを1本ずつ、あるいは必要とする複数のニードルだけを1つのバイアル瓶に挿入するような構成とすることもできる。   In the above embodiment, an example in which a plurality of needles 3a, 3b, and 3c are simultaneously inserted into one vial 1 has been shown. Instead, an individual moving mechanism is provided for each needle, One needle can be used, or only a plurality of needles can be inserted into one vial.

そして、1つのバイアル瓶に対して挿入可能なニードルの数については、スペース上の制限範囲内で任意の本数とすることができる。   The number of needles that can be inserted into one vial can be set to an arbitrary number within a limited range in terms of space.

さらに、以上の実施の形態においては、バイアル瓶1内部を加圧するための専用のニードル3cとそれに連通するライン5cを設けた例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、各ニードルをそれぞれサンプリングと加圧用に兼用させ、これらの各ニードルが連通するラインのそれぞれに加圧ガス源を接続し、従来と同様に、バイアル瓶内を加圧した後、その加圧を停止して試料ガスを該当するラインに導入する構成としてもよい。   Furthermore, in the above embodiment, although the example which provided the needle 3c for exclusive use for pressurizing the inside of the vial bottle 1 and the line 5c connected to it was shown, this invention is not limited to this, Each needle is also used for sampling and pressurization, and a pressurized gas source is connected to each of the lines through which these needles communicate. After pressurizing the inside of the vial as in the past, the pressurization is stopped. The sample gas may be introduced into the corresponding line.

1 バイアル瓶
1a セプタム
2 加熱装置
3a,3b,3c ニードル
4 ニードルホルダ
5a,5b,5c 配管
6a,6b,6c 開閉弁
7 三方弁
8 サンプルループ
9 開閉弁
10 三方弁
11 トラップ管
12 開閉弁
13 GC(ラインA)
14 三方弁
15 サンプルループ
16 開閉弁
17 GC(ラインB)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vial bottle 1a Septum 2 Heating device 3a, 3b, 3c Needle 4 Needle holder 5a, 5b, 5c Pipe 6a, 6b, 6c On-off valve 7 Three-way valve 8 Sample loop 9 On-off valve 10 Three-way valve 11 Trap pipe 12 On-off valve 13 GC (Line A)
14 Three-way valve 15 Sample loop 16 On-off valve 17 GC (Line B)

Claims (4)

柔軟性材料からなる封止部材により頂部が封止された試料容器内の上部空間に、上記封止部材を貫通してニードルを挿入し、上記上部空間の試料ガスを採取して分析装置に送出するヘッドスペースサンプラにおいて、
複数のニードルを備え、その各ニードルは、1つの試料容器にその全部もしくは一部を選択的に挿入可能に保持され、かつ、これらの各ニードルはそれぞれ個別のサンプリングラインに接続されて、その各サンプリングラインに試料ガスを供給するように構成されていることを特徴とするヘッドスペースオートサンプラ。
A needle is inserted through the sealing member into the upper space in the sample container whose top is sealed with a sealing member made of a flexible material, and the sample gas in the upper space is collected and sent to the analyzer. In the headspace sampler
A plurality of needles, each of which is held in a sample container so that all or a part thereof can be selectively inserted, and each of these needles is connected to an individual sampling line, A headspace autosampler configured to supply a sample gas to a sampling line.
上記複数のサンプリングラインには、試料ガス中の不要成分を除去するトラップを設けたラインと、トラップを設けないラインの双方が含まれていることを特徴とする請求項1に記載のヘッドスペースオートサンプラ。   2. The headspace auto according to claim 1, wherein the plurality of sampling lines include both a line provided with a trap for removing unnecessary components in the sample gas and a line not provided with a trap. Sampler. 上記各サンプリングラインに接続された複数のニードルに加えて、試料容器内を加圧するガスが流れる加圧ラインを備え、その加圧ラインに接続されたニードルが、上記サンプリングラインに接続された少なくとも1つのニードルとともに1つの試料容器内に同時に挿入され、上記加圧ラインから加圧用ガスを試料容器内に導入しつつ、他のニードルを介して試料ガスをサンプリングラインに供給するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のヘッドスペースオートサンプラ。   In addition to the plurality of needles connected to each of the sampling lines, a pressure line through which gas for pressurizing the sample container flows is provided, and the needle connected to the pressure line is at least one connected to the sampling line. It is configured to be simultaneously inserted into one sample container together with one needle, and to supply the sample gas to the sampling line through the other needle while introducing the pressurizing gas from the pressurizing line into the sample container. The headspace autosampler according to claim 1, wherein the headspace autosampler is provided. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のヘッドスペースオートサンプラの各サンプリングラインに、それぞれ個別のガス分析装置が接続されていることを特徴とするガス分析システム。   A gas analysis system, wherein an individual gas analyzer is connected to each sampling line of the headspace autosampler according to any one of claims 1 to 3.
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