JP4440252B2 - 温度調節装置を備えるマイクロクロマトグラフと質量分析装置の間の自動連結装置 - Google Patents

Description

本発明はそのインターフェースに温度調節装置を備えるタイプの、クロマトグラフ（又はマイクロクロマトグラフ）と質量分析装置の間の連結装置に関する。

本発明は開放型インターフェースを述べている仏国特許第２８１７３４７号の改良発明を形成するが、いくつかの実施例においてはわずかに異なるカプリング、例えば閉鎖型インターフェースを用いるカプリングに関係する場合もある。発明を紹介するためにこの先行特許から引き出されるいくつかの考察を簡単に述べる。

マイクロクロマトグラフと質量分析装置の組み合わせはいくつかのガス製品の分析を実行するためには特に魅力的である。しかしながら、これら二つの完全に異なる機器に相応しい動作条件を維持するために注意を払わなければならない。例えば、マイクロクロマトグラフには、それを通過する溶出物の成分変動によるクロマトグラフピークを記録するためにカサロメータ（又はマイクロカサロメータ）のような検出器が出力側に設けられる。しかしながら、この測定は一定圧力、例えば大気圧においてのみ正しいが、質量分析装置は副次的真空の下で動作する。従って、それらが機器上で互いに接近するときは所定の圧力差が二つの測定手段に生じるはずであるが、一方では、特に質量分析装置の吸引とクロマトグラフカラムを通過するガス流の変動とによる動作変動を防止しなければならない。

前述した特許において、クロマトグラフと質量分析装置の間のインターフェースは開かれていた。言い換えれば、それは外部と連通し、またクロマトグラフカラムは質量分析装置に導かれる毛細管の中に開いていた。外部との連通はカサロメータにおいて一定圧力を維持する手段を提供した。クロマトグラフからの流れが質量分析装置によりサンプリングされる流れより大きくかつ毛細管の物理特性により規制される場合、ガス溶出物の一部は機器の外部に排除され、測定し損なった。あるいは、ガスが外部から機器に入り毛細管の中に入って質量分析装置の測定に関係してそれを歪めた。

この先行特許の発明者達はインターフェースにおける加熱が質量分析装置の毛細管へのガス流入口を減少し、冷却がこの流れを増加することに気づき、インターフェースにおける加熱を調節することにより質量分析装置における流れとクロマトグラフにおける流れを調節した。外部から入るガスを検出し、質量分析装置とクロマトグラフを通過する流れを出来るだけ等しくするためにこのガスの量を出来るだけ小さく維持するように、質量分析装置からのバックグラウンドノイズ信号を試験することが提案された。外部空気が機器を囲み、その中に浸透する場合、質量分析装置における水、窒素及び酸素のピーク強度をモニタすることが推奨された。空気のピーク特性の増加、言い換えれば水のピーク特性に対する窒素と酸素のピーク特性の増加は空気の侵入の兆候であった。オペレータはそのときインターフェースにおける温度を調節して流れを適宜補正出来た。

残念ながら、このプロセスは容易に自動化出来なかった。従って、発明の目的はクロマトグラフの検出器と出力側の質量分析装置の間の流れを前の特許のように効率的に、しかし自動的に調節出来る装置を提供することである。提案された解決策は温度調節を行う別の測定を採用することから成る。機器の適切な個所での漏れ又は圧力の測定に基づくいくつかの魅力的な可能性がある。

圧力は流れの不規則性に直接相関する簡単なパラメータであり、従って、それは通常の従属手段により容易に使用される一方でほとんど即時の補正を可能にする。測定個所はクロマトグラフと分析装置の間のインターフェースであることが多いが、他の場所でもよく、更に出力側、具体的には分析装置にあってもよい。インターフェースの性質（開いているか閉じされているか）によりかなり違った外観を有する装置を推奨することも出来る。

本発明はまたマイクロクロマトグラフと質量分析装置を備える分析装置に関連し、マイクロクロマトグラフからの出力は前の定義に従って自動化された連結装置を介して質量分析装置の入力に接続され、これは吸着後の熱脱着に基づく前濃縮装置、例えばＡｉｒｓｅｎｓｅ（商標）「μＴＤ」前濃縮器を有するマイクロクロマトグラフの入力側に設けられてもよい。

さて発明は発明の対応する実施例を示す図１、２及び３を参照して説明される。

図１は発明が採用された機器を図解する。それはベクトルガス源又は溶出物により、また分析又は溶質化すべき製品の注入器により入力側に供給されるクロマトグラフカラム１を備える。クロマトグラフカラム１はオーブン４内で必要な温度に加熱される。分析すべき製品の成分が、中に含まれる特有の固定相についてのそれらの化学的親和力によって異なる速度でカラム１を通過することが知られている。マイクロカサロメータ５はカラム１からの出力に配置され、それを通過するガス成分の変動を知られたやり方で測定する。カラムは管６としてマイクロカサロメータ５を越えて続き、これは通常は如何なる固定相も含まず、その中でガスが循環出来る。毛細管７が管６に収容され、それをクロマトグラフにより分離された化合物に対してもう一つの測定を行う質量分析装置８まで延長する。管６は毛細管７の端部から遠くない少なくとも一つの開口９を備えてカラム１と分析装置８の間のこの開いたインターフェースの利点に従って、マイクロカサロメータ５における圧力を一定値に等しく維持する。毛細管７の本質的な性質は、温度に依存する最大ガス流の通過のみを許すことである。カラム１から出力された流れがより大きい場合、過剰分が管６の開口９から漏れる。あるいは周囲のガスが管６に、次いで毛細管７に入り、この状態が維持される場合、質量分析装置８において終了する。

発明の一つの実施例によれば、開口９にガス漏れ検出器１０を置くことが意図される。それはまたマイクロカサロメータを含んでもよく、周囲ガスと漏れたガスの間の熱伝導度の差から出発して動作してもよい。それは開口９に置かれた吸引プローブ１１を備える。ＧＬ Ｓｃｉｅｎｃｅ社製の漏れ検出器ＬＤ２８は例えば０．０１ｍｌ／分の感度を有し、これは今考えている用途によい結果を与えるには十分である。

他の検出器、詳細には、やはり熱伝導度の変化に敏感な例えばＨｏｎｅｙｗｅｌｌ（登録商標）の「ＡＷＮ４００００シリーズ」タイプの流量計も考えられる。その利点は、測定信号の収集後、インターフェース温度の調節を制御することが容易であることである。

検出器１０からの信号はインターフェースの温度調節手段１３に作用する制御モジュール１２に入力される。前の特許と類似のやり方で、この手段１３は例えば質量分析装置８に接近して配置された加熱抵抗１４を備える電気回路で構成されてもよい。好ましくは、手段１３は毛細管７の最大長さだけ長い均一加熱システムで構成されねばならない。この場合、それは調節可能な要素１５であり、それに対して制御モジュール１２が検出器１０からの信号の関数として作用する。制御モジュール１２は必要な状態との差を表わす受信信号の関数として要素１５を調節する電子カード又は類似の較正手段を備えてもよい。

図２は、検出器１０が質量分析装置８のチャンバ１７に接続されたもう一つの圧力検出器１６に置き換わることを除き、前の実施例と類似のもう一つの実施例を図解する。知られたやり方で、例えばＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標） の「ＨＰ５９８６４」電離真空計が質量分析装置で測定された空気濃度から出発してチャンバ１７における圧力を推定するために使用出来る。検出器１６は前の検出器１０と同じやり方で制御モジュール１２にデータを入力し、機器の残りの部分は不変のままである。チャンバ１７内の圧力を用いてインターフェースでの加熱を調節することが完全に可能であることが分った。この実施例において、インターフェースは開いたままである。

図３は閉じられたインターフェースを図解する。管６は最早外部とは連通せず、従って溶出物に対する唯一の出口は毛細管７である。閉じられたインターフェースは前の特許では検討されなかったが、この特許における諸改良はそれに適用出来る。例えば、圧力センサ１８、例えばＳｅｎｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｉｃｓ（登録商標）の「ＨＣＸシリーズ」センサが管６の端部に嵌められてその中の溶出物の圧力を測定し、それを流れが等しくなることを保証する固定値に拘束することも出来る。やはり、インターフェース温度は制御モジュール１２と電気加熱回路により制御される。

発明が採用された機器を図解する。 図１の実施例に類似のもう一つの実施例を図解する。 閉じられたインターフェースを図解する。

Claims (5)

1. クロマトグラフ（１）と質量分析装置（８）の間の連結装置であり、前記連結装置が前記クロマトグラフの最終検出器（５）と前記分析装置の間の閉じられたインターフェースを備え、前記インターフェースが、前記分析装置に導かれる毛細管（７）が中に押し込まれた、前記クロマトグラフから出る管（６）と、温度調節手段（１４、１５）とを備えるような連結装置であって、前記連結装置が前記クロマトグラフから出る前記管内に圧力センサ（１８）を備え、それを介して前記温度調節手段を制御する制御モジュール（１２）がデータを受信することを特徴とする連結装置。
2. クロマトグラフ（１）と質量分析装置（８）の間の連結装置であり、前記連結装置が前記クロマトグラフの最終検出器（５）と前記分析装置の間の開かれたインターフェースを備え、前記インターフェースが、前記分析装置に導かれる毛細管（７）が中に押し込まれた、前記クロマトグラフから出る管（６）と、温度調節手段（１４、１５）とを備えるような連結装置であって、前記連結装置が前記クロマトグラフから出る前記管を介する流量センサ又は漏れ検出器（１０）を備え、それを介して前記温度調節手段を制御する制御モジュール（１２）がデータを受信することを特徴とする連結装置。
3. クロマトグラフ（１）と質量分析装置（８）の間の連結装置であり、前記連結装置が前記クロマトグラフの最終検出器（５）と前記分析装置の間の開かれたインターフェースを備え、前記インターフェースが、前記分析装置に導かれる毛細管（７）が中に押し込まれた、前記クロマトグラフから出る管（６）と、温度調節手段（１４、１５）とを備えるような連結装置であって、前記連結装置が前記質量分析装置のチャンバ内に圧力センサ（１６）を備え、それを介して前記温度調節手段を制御する制御モジュール（１２）がデータを受信することを特徴とする連結装置。
4. マイクロクロマトグラフからの出力が請求項１乃至３の何れかに記載の自動化された連結装置を介して質量分析装置の入力に接続される、マイクロクロマトグラフと質量分析装置を備える分析装置。
5. 吸着後の熱脱着に基づいてマイクロクロマトグラフの入力側に前濃縮装置も設けられる請求項４に記載の分析装置。

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