JPS5918454A - オンカラムキヤピラリクロマトグラフ用キヤリヤ−ガス制御装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （１）　　発明の属する技術分野の説明本発明は、オン
カラムキャピラリーガスクロマトグラフのキャリヤーガ
スの流れを制御する装置に関するものであり、詳しくは
試料注入操作時におけるキャリヤーガスの漏洩に対応し
かつクロマトグラフの測定中は定流量機能を有するよう
に工夫されたキャリヤーガスの制御装置にかかわる。

（２）従来技術の説明 オンカラムキャピラリーガスクロマトグラフにおける試
料の注入方法については、文献ｒｌＪ（ＨＲＣ＆ＣＣＨ
１９７８）２６３）、もしくは文献ｒ２Ｊ（ＨＲＣ＆Ｃ
Ｃ土（１９８１）２９５）に記載された方法が広く知ら
れている。これらの文献に記載されている方法を追試し
てみると、両者共注射器のプランジャーを押す時点にお
いては、キャリヤーガスはその針の周囲からかなり著し
く大気中に漏れ、キャリヤーガスの制御に単なる定流量
弁を用いている場合にはキャピラリーカラム中のキャリ
ヤーガスの流量は大幅に低下し、零に近いととがわかっ
た。その結果、そのような状態下で試料を注入すると、
試料は針とキャピラリーカラムの内壁の間に毛細管現象
で廻りこみ、それによυ針の外側は試料で汚染され、針
の退路を汚染することがわかった。別な方法として本発
明者はこの不都合を解決した試料注入方法（特願昭５６
−２１３２３０牲明細：％１）を考案した。その方法に
おいては、針のキャピラリーカラム内への進入時におい
ては一時点にキャピラリーカラムの入口のキャリヤーガ
スの圧力はほぼ常圧になり、次に針の周囲からガス洩れ
をなくすることにより、カラム入口圧を針進入前の圧に
戻して後試料を注入することが特徴である。この方法に
おいては上述かられかるように、キャリヤーガスの流量
を制御している定流量弁の出口圧には零から針進入前の
圧力に戻る過程がある。この過程は普通９０秒以上を要
するので、それを早める方法の開発が要望されていた。

その一方法については既に本発明者によって提案されて
おり、それについては本出願人と同一出願人の出願に係
る特願昭５７−３１１５５号明細書に記載されている。

（３）　　発明の詳細な説明 本発明は前記明細書に記載された発明と異りオンカラム
キャピラリー法の例れの試料注入方式にも適用できるよ
うに考えられた汎用性の高い制御装置を提供することを
その目的としたものである。

（４）　　発明の詳細な説明 本発明の装置では、特性の異る定流量弁と調圧弁もしく
はニードルバルブと組合せ、試料注入操作の前後にわた
り適宜それらの弁を選択使用を行って、試料をキャピラ
リーカラムにのせる前に該キャピラリーカラムの入口圧
を試料注入操作前の人口圧にほぼ等しくシ、クロマトグ
ラフの測定時においては定流量弁を経てキャリヤーガス
を流すようにしている。

さらに詳細に述べると、本発明による装置においては、
試料注入操作にともなうカラム入口圧の変化があるとき
には、圧力の上昇が定流量弁に比べてかなυ迅速な調圧
弁もしくはニードルパルプによシそれを受けもたせ、カ
ラム入口圧が所望の圧、いいかえればぞのカラム温度に
おいて所望の流量にほぼ達したならば、試料注入を行い
、注射針を試料注入装置から抜き去り、キャリヤーガス
の流路を出口が既にその圧になっている定流量弁経由に
切換えて、その後の定流量はその定流量弁に受けもたせ
るか、カラム入口圧が所望の圧になったならば、キャリ
ヤーガスの試料注入装置への供給は定流量弁に受けもた
せ、しかる後に試料注入を行い注射針を抜くよう工夫さ
れている。

本発明の装置には定流量弁、流路切換器、試料注入装置
への接続管、可変抵抗器、調圧弁もしくはニードルパル
プが必須構成部品であシ、この他に弁もしくはパルプ並
に可変抵抗器の調節に便なるように圧力針が付けられて
いる。

ここでいう流路切換器とは、必ずしも一つのコックであ
る必要はなく、二つ以上のコックの組合せにより流路を
切換える機能を有すればよい。而して、それらを配置し
てキャリヤーガスの流路は、（１）定流量弁を経て流路
切換器を通シ試料注入装置に至るか、流路切換器により
それへの流路を断ち可変抵抗器を通過出来る流路と及び
（２）定圧弁もしくはニードルバルブを経て、試料注入
装置に至ることができる流路よシ本発明はなっている。

この装置の操作方法はそれにつらなる試料注入装置によ
シ大向小異はある。その典形的な例を既に考案した（％
願昭５６−２１３２３０号明細書）試料注入装置と組合
せた場合について述べる。まづ、■、試料注入操作の開
始にょシ、注射針の周囲からキャリヤーガスが洩れ、定
流量弁の出口圧が下がる状態に至る前に、キャリヤーガ
スの流れを試料注入装置から試料注入口以下の流路と等
価になるように調節された流路抵抗に切換え定流量弁の
出口圧を不変のまま保持する。続いて、■、調圧弁もし
くはニードルパルプを経てきたキャリヤーガスの流れを
試料注入口につなぎ、■、試料注入操作を既述（特願昭
５６−２１３２３０号明細書）のようにはじめる。

■、カラム入口圧を試料注入操作を開始する前の圧力に
戻す。

■、定流量弁を経てきたキャリヤーガスの流れを試料注
入口につなぎ同時に調圧弁もしくはニードルバルブから
の流れをそれからはずし、■、注射器のプランジャーを
押す。

以上の各段階から成っている。

試料注入口の構造は本発明の適用を例等制限するもので
はない。すなわち、本発明は既に出願した前記特願昭５
６−２１３２３０号明細書に記載された試料注入方法に
適した構造の試料注入装置にばかりではなく、既知の前
記の文献「１」、「２」の注入装置と組合せて使用する
ことも後述の実施例にみるように可能である。

（５）　　発明の詳細な説明 次に本発明の内容が容易に理解出来るように、本発明を
その好ましい実施例をあげて図面を参照しながら具体的
に説明する。

実施例１ 第１図は本発明に基ずく迅速定常化定流量装置（図中の
点線より左側）の第１の実施例を、キャリヤーガスが注
射針の周囲から洩れることなく試料を注入することがで
きるよう考案された試料注入装置（特願昭５６−２１３
２３０号明細書、図中点線より右側）に連結した図を示
したものであり、試料注入操作をはじめる前の状態を示
している。

図示において、キャリヤーガスは定流量弁１を通り、流
路切換器２を経て試料注入装置３に入り、キャピラリー
カラム４を通過して検出器の方向へ流れている。そのと
きのキャピラリーカラム４の入口圧は圧力計５で示され
ている。他方のキャリヤーガスは調圧弁６を通り流路切
換器２を経て、可変抵抗器７を経て大気中に放出されて
いる。そのときの可変抵抗器７の入口圧は圧力計８をも
って指示される。試料の注入操作に先立ち、流路切換器
２を９０°回転して定流量弁１を通ったキャリヤーガス
を流路切換弁２を経て可変抵抗器７に至らしめ、それを
調節して圧力計５の指示が流路切換器２の操作の前後に
おいて変らないようにする。

これにより、可変抵抗器７の抵抗は試料注入装置３以下
の流路に対し等価抵抗である。次に流路切換器２を第１
図の図示の状態になし、調圧弁６を調節して圧力計８の
指示が圧力計５と同じくなるようにする。このようにし
て試料注入操作開始前の準備が終る。

試料注入操作の開始にあたっては、まず第１図の図示の
状態から流路切換器２を９０°回転し、定流量弁１を経
たキャリヤーガスは等価に調節しである可変抵抗器７を
経て流れるようにして定流量弁１の出口圧を不変にして
おく。調圧弁６を経たキャリヤーガスは試料注入装置３
を経てキャピラリーカラム４の方向へ流れるようにする
。試料注入操作は具体的には既にのべた（特願昭５６−
２１３２３０号明細１１）方法による。すなわち、注入
操作のはじめに注射器の細い針をセプタムゴムに貫通さ
せるために、針ガイドをそれに貫通させてから注射器の
針を通す。この段階において、キャリヤーガスは針の周
囲から洩れ、キャピラリーカラムの入口圧はほとんど大
気圧になる。次に針の周囲からの洩れをとめると、圧力
計８の指示は迅速に上昇して、圧力計５の指示と等しく
なる。はぼ指示が等しくなったところで、流路切換器２
を元に戻し、第１図に示す状態にする。この時圧力計５
の指示はほとんど動かない。注射器のプランジャーを押
し試料をキャピラリ−カラム４０入口に近い所にのせ、
後退させて針をセプタムゴムから抜く。これで注入操作
が終る。

このように本発明の装置を用いると、試料注入操作の一
時期におけるカラム入口圧の低下を調圧弁６の使用によ
シ迅速に回復することができ、試料をカラムにのせクロ
マトグラフの測定に入る時には、定流量弁１を使用しそ
の後の測定が円滑に行える利点がある。

上述においてはプランジャーを押す前に、キャピラリー
カラムに流れるキャリヤーガスは調圧弁６を経たものか
ら定流量弁１を経たものに切換えているが、その切換は
プランジャーを押した後でおっても差し支えない。また
調圧弁６の代シにそれをニードルパルプにおきかえても
本装置は同様に使用することができる。

実施例２ 第２図は、本発明の＠２の実施例を示し、本発明に基づ
く迅速定常化定流量装置（図中点線より左側）を既知の
オンカラム試料注入装置（ＨＲＣ＆ＣＣ１（１９７８）
２６３゜図中点線よシ右側）に連ねて使用し、試料注入
操作をはじめる前の状態を示したものでおる。

キャリヤーガスは定流ｉ弁１を通シ流路切換器９、試料
注入装置ｆ１０を経てキャピラリーカラム４を通り検出
器の方に流れている。他方のキャリヤーガスはニードル
パルプ１１、ストラフハル７’１２　ｆ経てさきのキー
ヤリヤーガスの流路と合流するようになっているが、図
示の状態ではストップパルプ１２は閉じられている。試
料を注入するに先立ち実施例１に示した要領で、可変抵
抗器７を調節してその抵抗の大きさを試料注入装置１０
以下の流路抵抗と等価にしておく。試料注入の手順は次
のように行う。

流路切換器９を図示において反時計方向に９０゜まわし
、定流量弁１を経てきたキャリヤーガスを等価に調節し
た可変抵抗器７を経て流し、ストップパルプ１２を開く
。次に試料注入装＠１０についている三方コック１３を
開き注射器についている細く長い針をキャピラリーカラ
ムの中に挿入し、ニードルパルプ１１を開き、圧力計８
の指示が他の圧力！１′５に近くなるようキャリヤーガ
スを流す。注射器のプランジャーを押し、針を後退させ
ストップコック１３を閉じると共に手早くストップコッ
ク１２を閉じ、流路切換器９を第２図の図示の状態にな
す。

本発明の装置を用いるとニードルパルプ１１を経てきた
キャリヤーガスは試料注入操作時における注射針周囲か
ら一部は漏洩するが、そのキャピラリーカラムの入口圧
は圧力計５の指示圧に近いので、ギヤピラリーカラノ、
中にもキャリヤーガスは充分流れ、プランジャーによシ
押し出された試料が、キャピラリーカラム中でプラグに
なること及び毛細管現象で針とキャピラリーカラム内壁
にまわりこみ、針の外側を汚染する不都合を大幅に軽減
する。クロマトグラフの測定開始にあたっては試料注入
装置１０に入るキャリヤーガスは定流量弁１を経たもの
に流路切換器２をもって切換えることにより、その後の
測定を円滑に行える利点がある。ニードルパルプ１１を
調圧弁に代えても同じように操作し同様に使用しうろこ
とは勿論である。

このように、本発明に基ずく装置≧は試料注入装置の如
何にかかわらず広く適用できる。

実施例３ 第３１詞は、本発明の第３の実施例を示し、既知（：Ｅ
ＩＲＣｔ＆ＣＣ先（１９８１，）２９５）のものに準じ
た試料注入装置ｆ１４（図中２本の点線ではさまれた部
分）に本発明の装置をその両側ｊからとりつりたもので
あり、図は試料注入操作を開始する前の状況を示してい
る。

キャリヤーガスは定流量弁１を通り、三方コック１５を
経て試料注入装置１４に入り、その一部はその中を通り
抜けて三方コック１６を経て、ニードルパルプ１７を通
り大気中にＯ〜１０ｍ１／分程度流れ、他方はキャピラ
リーカラム４を通って２〜６ｍ、４／分程度検出器の方
に向かっている。＝Ａ’ヤビラＩＪ　−カラムの入口圧
は圧力計５で指示されている。他方のギヤリヤーガス流
路は調圧弁６を通り三方コック１６で止っている。

試料注入に先立ってｏＪ変低抵抗器７抵抗全実施例１と
同じ要領で試料注入装置ｙｔ１４以下と等価抵抗になる
ように調節する。すなわち、三方コック１５を閉じ他の
三方コック１８を開き、圧力計５の指示がこの操作を開
始する前と同じ値になるように可変抵抗器７を調節する
。本実施例においてはこのように三方コック（１５，１
８）を組合せて流路切換器として用いる。

次に三方コック１６を図示において時計方向に９０゜回
転し、別に用意した針ガイドを試料注入装置ｉ１４のセ
プタムゴムにさす。調圧弁６を通ってきたキャリヤーガ
スは三方コック１６を経て試料注入装置１４に入９、一
部はその針ガイドから大気中に漏洩する。調圧弁６を調
節して、圧力計８の指示を圧力計５のそれとほぼ同じよ
うにする。このようにすることにより、キャピラリーカ
ラム４の中にも注入操作前と同じようにキャリヤーガス
が流れている。

この状態でキャピラリーカラム４に試料を注入しセプタ
ムゴムから注射針及び針ガイドを抜き手早く三方コック
１６を反時計方向に９０°回転し、三方コック１５を開
き、他の三方コック１８を閉じ、第３図に示した状態に
する。このようにするとクロマトグラフの測定が定流量
弁１を経たキャリヤーガスで行われる。この時点におい
て、キャリャ−ガスの一部は、試料注入袋＠１４を通り
、三方コック１６からニードルバルブ１７を経て大気中
にキャリヤーガスを漏洩しているが、この漏洩は試料注
入袋＠１４の内部の汚染を除去するためのものである。

（６）発明の効果 上述のように、本発明の装置は、試料注入操作時の成る
時点においては調圧弁もしくはニードルバルブの迅速な
圧力調整機能を活用し、クロマトグラフの測定時には、
出口圧力が所定の圧力で定流奮が流れている定流量弁に
切換え、爾後その定流蓋機能を活用できるようにされて
いるから、本発明によれば、試料注入操作の一時期にお
けるカラム入力圧の低下を調圧弁の使用により迅速に回
復することができ、且つ試料をカラムにのせてクロマト
グラフの測定に入る時には、定流量弁を使用し、その後
の測定が円滑に行え、しかも何れの試料注入方式にも適
用できて汎用性が高いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は夫々本発明の第１、第２及
び第３の夾施例を説明するための本発明に基づく装置を
示している。 １・・・定流量弁、２．９・・・流路切換器、３．１０
．１４・・・試料注入装置、４・・・キャピラリーカラ
ム、５．８Φ・・圧力ｔｌ’、６−−−１１１圧弁、７
・・・可変抵抗器、１１．１７・台管ニードルバルブ、
１２．１３．１５．１８・・・三方コック、１６・壷・
三方コック 特詐出願人　　高山雄二 代理人弁理士　　　熊　谷　雄太部 第　３１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャリヤーガスが定流量弁を経て流路切換器を通り試料
   注入装置に流れる第１の流路と、前記流路切換器を切換
   えることによシ前記第１０流路が断たれキャリヤーガス
   が前記定流量弁および流路切換器を経て可変抵抗器に流
   れる第２の流路と、前記＠１の流路を経てキャリヤーガ
   スが前記試料注入装置に流れないときに定圧弁若しくは
   ニードルバルブを経て前記試料注入装置にキャリヤーガ
   スを流すことができる第３の流路とを具備することを特
   徴としたオンカラムキャピラリークロマトグラフ用キャ
   リヤーガス制御装置。