(57)【要約】  ガスクロマトグラフ装置は、試料導入部、検出器、分離カラム及び試料導入部と分離カラムとの間及び試料導入部と検出器との間を接続するトランスファーラインを備えている。さらに、分離カラムの温度調節を行なうカラム温調部と、トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部が設けられている。ライン温調部は、発熱体を有しトランスファーラインに対して一方向側から接するヒートブロック及びトランスファーラインに他方向側から接してヒートブロック側へ押し付ける押さえ部材を備え、ヒートブロックと押さえ部材でトランスファーラインを挟持する構造となっている。
2014041597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記試料導入部と前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたガスクロマトグラフ装置。
【請求項２】
前記ライン押さえ部材は前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱する加熱部材である請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項３】
前記ライン押さえ部材は柔軟性をもつ断熱部材である請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項４】
前記トランスファーラインと前記ライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材が介在し、前記熱伝導性部材の一部が前記ライン加熱部材と接している請求項３に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項５】
前記熱伝導性部材はアルミニウム箔である請求項４に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項６】
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項２から５のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項７】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項８】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項９】
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が互いの間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化されている請求項２から５のいずれか一項記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１０】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項９に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１１】
前記ライン加熱部材の前記トランスファーラインと接する面に、前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１２】
前記試料導入部、前記検出器及び前記ライン加熱部材を保持する筐体を備え、前記ライン加熱部材は前記凹部の設けられている部分が着脱可能に構成されている請求項１１に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項１３】
前記カラム加熱部材の前記分離カラムに接する面に前記分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料導入部、分離カラム及び検出器を備えたガスクロマトグラフ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスクロマトグラフは、一般的に試料ガスを導入するガス導入部、試料ガスを成分ごとに分離する分離カラム、分離した試料成分を検出する検出器及びオーブンを備えている。オーブン内には分離カラムとともに試料導入部と分離カラムとの間を接続する配管や分離カラムと検出器との間を接続する配管が収容されそれらの温度が調節されていた。オーブンはヒータとファンを備え、ヒータで加熱した空気をオーブン内で循環させることによりオーブン内を均一に加熱する熱対流式のオーブンである。【０００３】
従来のガスクロマトグラフ装置の一例を図８を用いて説明する。オーブン７４の上部に試料導入部６０及び検出器６４が取り付けられており、オーブン７４の内部には、分離カラム６２のほか試料導入部６０と分離カラム６２を接続するキャピラリ６６が収容されている。【０００４】
キャピラリ６６はコイル状部分６８を備えており、コイル状部分６８はガードカラム又はリテンションギャップを構成している。ガードカラムとは不純物や高沸点成分による分離カラムの汚染を防ぐ目的で試料導入部と分離カラムの間に挿入されるものである。ガードカラムは液相の有無は問われないが、流路長さが０．５〜５ｍ程度必要であるとされている。ガードカラムは汚染の進行度によって交換したり一部切断したりする必要がある。リテンションギャップとは、試料導入法としてオンカラム法又はスプリットレス法を用いた場合に、サンプルの注入量の多さに起因して発生するピーク成分の広がりや１成分のピークの分割を防ぐために試料導入部と分離カラムの間に挿入されるものである。リテンションギャップとしてのキャピラリは液相をコーティングしていない不活性化キャピラリである必要があり、流路長さも一般的に０．５〜５ｍ程度必要であるとされている。【０００５】
図８のように、試料導入部と分離カラムの間にガードカラムやリテンションギャップが設けられている場合には、それらは分離カラムとともにオーブン内に収容され、分離カラムとともに同一の温度調節がなされるようになっていることが一般的であった。【０００６】
上記のガスクロマトグラフ装置の問題点として、熱対流オーブンの熱容量の大きさに起因する分離カラムの昇降温速度の遅さと消費電力の大きさが挙げられる。この問題点を解決する方法の一つとして、例えば電熱線を分離カラムに巻きつけるなどして、分離カラムをオーブンよりも熱容量の小さい別の機構によって温度調節することが提案されている（特許文献１参照。）。この方法では、分離カラムは電熱線が巻かれた状態で個別の容器に収容されてカラムモジュールとしてオーブンの外側に配置されるため、加熱対象の熱容量が小さくなり、分離カラムを高速で昇降温させることが可能となり、分離カラムの温度調節の応答性が向上するとともに分離カラムを昇降温させるための消費電力が小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６５３０２６０号公報
【特許文献２】米国特許第７５２０９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、提案の方法では、ガス化された試料が配管の内壁等に吸着することを避けるために、試料導入部と分離カラムの間や分離カラムと検出器の間を接続するトランスファーラインをオーブン内に収容して分離カラムとは別に温度調節を行なう必要があり、熱対流オーブンの存在により消費電力を小さくするには限界がある。また、試料導入部と分離カラムの間にガードカラムやリテンションギャップを挿入する場合はそれらが熱対流オーブン内に収容される。そうすると、ガードカラムやリテンションギャップを昇温する必要がある場合は、実質的な昇温速度は熱対流オーブンの昇温速度で決まり、分離カラムを熱対流オーブン内に収容した場合に比べて温度調節の応答性の向上や低消費電力化が図れているとは言いにくい。【０００９】
また、上記提案の方法のカラムモジュール内において、キャピラリにヒータが巻き付けられた構成の場合はキャピラリの一部を切断することは困難なため、カラムモジュール内にガードカラムやリテンションギャップを収容すると、ガードカラムやリテンションギャップが汚染されたときに交換や一部切断といった処置をすることは難しい。そのため、特許文献１では、カラムモジュールとは別にオーブンを設け、そのオーブン内にガードカラムやリテンションギャップを収容している。【００１０】
ガードカラムやリテンションギャップの温度調節を容易にするために、ガードカラムやリテンションギャップとして分離カラムチップ（例えば溝を掘ったシリコンとガラスを貼り合わせてカラムとなる流路を形成したプレート）を使用することも考えられるが、この場合も分離カラムチップの内部流路の一部を切断するということができないため、ガードカラムやリテンションギャップが汚染されても交換や一部切断といった処置をすることができない。【００１１】
また、別の方法として、トランスファーラインを構成するキャピラリの周囲をヒータの設けられたジャケットで覆い、ジャケット内の空気をヒータで加熱することによってキャピラリを加熱することが提案されている（特許文献２参照）。この方法では、加熱対象空間をオーブンよりも小さくすることができるため、加熱対象の熱容量が小さくなり、キャピラリの昇温速度の向上を図ることができる。そして、ジャケットの一部を取り外すことで、ガードカラムやリテンションギャップの交換や一部切断といった処置をすることも可能である。【００１２】
しかし、キャピラリ（ガードカラムやリテンションギャップ）の長さが長くなった場合、キャピラリを覆うジャケットの鉛直方向の長さが長くなってジャケットの内側の空間に鉛直方向の温度勾配が生じるため、キャピラリ全体を均一に加熱することは困難である。また、ガードカラムなどを交換したときに、キャピラリのコイル状部分が毎回同じ高さの位置に配置されることが保証されないため、キャピラリにおける温度分布の再現性も保証されない。キャピラリの温度分布に再現性がないと、キャピラリをキャリアガス及びサンプルが通過するのに要する時間にも再現性がなくなり、得られるクロマトグラムにも再現性がなくなる。【００１３】
また、キャピラリの一部がジャケットに接触していると、キャピラリのジャケット接触部分と非接触部分とで温度差が顕著になってしまうため、キャピラリがジャケットに接触しないようにジャケットの内側にある程度の広さの空間を確保しておく必要がある。そのため、ジャケットの内側の空間を小さくするのに限界があり、キャピラリの昇温速度の向上に限界がある。【００１４】
そこで、本発明は、分離カラム及びトランスファーラインの温度制御の応答性を高めるとともに分離カラムの昇降温に必要な消費電力を低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明にかかるガスクロマトグラフ装置は、試料導入部と、検出器と、分離カラムと、試料導入部と分離カラムとの間及び試料導入部と検出器との間を接続するトランスファーラインと、分離カラムに接して分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、トランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱するライン加熱部材及びトランスファーラインのライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガスクロマトグラフ装置では、カラム加熱部材を備えたカラム温調部と、ライン加熱部材とライン押さえ部材の間にトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えているので、分離カラムを昇温する際の加熱対象の熱容量が熱対流オーブンよりも小さくなり、分離カラムの昇降温の応答性の向上と分離カラムの昇温時の消費電力の低減を図ることができる。ライン温調部によってトランスファーラインの昇温を迅速に行なうことができるので、オーブンによりトランスファーラインの温度調節を行なう場合に比べて昇降温の迅速化と消費電力の低減を図ることができる。
さらに、本発明は、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持する構造であり、電熱線などのヒータをトランスファーラインに巻き付ける構造ではないため、ガードカラムやリテンションギャップを設ける場合にも、コイル状に巻かれたキャピラリからなるガードカラムやリテンションギャップをライン温調部内に配置することが可能であり、ガードカラムやリテンションギャップの交換や一部切断を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】ガスクロマトグラフ装置の一実施例の一方の押さえ部材を取り外した状態の平面図である。
【図１Ｂ】同実施例のガスクロマトグラフ装置の図１ＡのＸ−Ｘ位置における断面図である。
【図２】ガスクロマトグラフ装置の他の実施例の断面図である。
【図３Ａ】ガスクロマトグラフ装置のさらに他の実施例の一方の押さえ部材を取り外した状態の平面図である。
【図３Ｂ】同実施例のガスクロマトグラフ装置の図３ＡのＹ−Ｙ位置における断面図である。
【図４】ガスクロマトグラフ装置のさらに他の実施例の断面図である。
【図５】同実施例のガスクロマトグラフ装置を使用してガードカラム部分の温度測定を行なったときの温度測定位置を説明するための図である。
【図６】同実施例のガスクロマトグラフ装置を使用してガードカラム部分の温度測定を行なったときの測定データである。
【図７Ａ】ガスクロマトグラフ装置のさらに他の実施例の一方の押さえ部材を取り外した状態の平面図である。
【図７Ｂ】同実施例のガスクロマトグラフ装置の図７ＡのＺ−Ｚ位置における断面図である。
【図８】従来のガスクロマトグラフ装置の一例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のガスクロマトグラフ装置において、ライン押さえ部材はトランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱する加熱部材であってもよい。トランスファーラインを２つの加熱部材で挟持することにより、トランスファーラインの加熱効率を向上させることができる。
【００１９】
また、ライン押さえ部材が柔軟性をもつ断熱部材であってもよい。柔軟性をもつ断熱部材でライン加熱部材にトランスファーラインを押し付けることで、ライン加熱部材からの熱を周囲へ発散させることなくトランスファーラインに効率よく伝えることができるので、トランスファーラインを高効率に加熱することができ、トランスファーラインの昇温の応答性を高めることができる。熱源をもつ加熱部材が一つでよいので、ライン押さえ部材も加熱部材で構成した場合に比べて消費電力が低減されるという利点もある。
【００２０】
ライン押さえ部材を断熱部材で構成した場合、トランスファーラインの加熱時にライン加熱部材側と断熱部材側との間に温度差が生じ、トランスファーラインに温度分布が生じることが考えられる。そこで、好ましい実施態様の一つとして、トランスファーラインとライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材を介在させ、さらにその熱伝導性部材の一部をライン加熱部材に接触させることが挙げられる。これにより、ライン加熱部材の熱を熱伝導性部材を介して断熱部材側に伝えることができ、ライン加熱部材側と断熱部材側との間の温度差を緩和することができる。
【００２１】
上記熱伝導性部材の一例としてアルミニウム箔を挙げることができる。
【００２２】
カラム加熱部材とライン加熱部材は共通のヒートブロックにより構成してもよい。そうすれば、装置を構成する部品点数を減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
【００２３】
上記の場合において、カラム温調部が、分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えているときは、カラム押さえ部材とライン押さえ部材も共通のヒートブロックで構成することができる。そうすれば、装置を構成する部品点数をさらに減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
【００２４】
カラム温調部が、分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えている場合において、カラム押さえ部材とライン押さえ部材を柔軟性をもつ共通の断熱部材で構成してもよい。これにより、装置を構成する部品点数をさらに減らすことができ、装置構成が簡単になるとともにコストの低減を図ることができる。
【００２５】
また、カラム加熱部材とライン加熱部材を間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化してもよい。そうすれば、トランスファーラインと分離カラムの温度調節を個別に行なうことができるようになり、トランスファーラインの温度を一定温度に維持した状態で分離カラムのみ昇降温させて分析するなど分析の自由度を高めることができる。
【００２６】
上記の場合において、カラム温調部が分離カラムのカラム加熱部材とは反対側に配置されカラム加熱部材との間に分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えているときは、カラム押さえ部材とライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成することができる。これにより、装置を構成する部品点数を減らして装置構成を簡単にしながらもトランスファーラインと分離カラムの温度調節を個別に行なうことができる。
【００２７】
ライン加熱部材のトランスファーラインと接する面には、トランスファーラインと試料導入部を接続する接続部材及びトランスファーラインと検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられていることが好ましい。そうすれば、接続部材の温度をトランスファーラインの温度とともにライン温調部で調節することができる。そして、接続部材をライン加熱部材の凹部に嵌め込んで保持するようにすることで、接続部材をライン加熱部材によって効率よく加熱することができ、接続部材が他の部分よりも温度の低い冷点となることを防止できる。
【００２８】
上記の場合において、試料導入部、検出器及びライン加熱部材を保持する筐体が設けられているときは、ライン加熱部材は凹部の設けられている部分が着脱可能になっていることが好ましい。そうすれば、トランスファーラインをライン温調部から取り外す際に、ガスクロマトグラフ装置の筐体に試料導入部、検出器及びライン加熱部材が保持された状態でも、ライン加熱部材の凹部の設けられている部分を取り外すだけで接続部材を表面に露出させることができ、接続部材を構成するナットの締結や取外しが可能となる。
【００２９】
また、カラム加熱部材の分離カラムに接する面に分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられていることが好ましい。そうすれば、カラム加熱部材による分離カラムの加熱効率を向上させることができる。
【００３０】
ガスクロマトグラフ装置の一実施例について図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。
この実施例のガスクロマトグラフ装置は試料導入部２、分離カラムチップ１０、検出器１８のほか、試料導入部２と分離カラムチップ１０の間を接続するキャピラリ６及び分離カラムチップ１０と検出器１８の間を接続するキャピラリ１６を備えている。以下、キャピラリ６及び１６はトランスファーラインを構成する。分離カラムチップ１０はチップと称される基体内に分離カラムとなる流路および固定相が形成された平板形状の部材である。分離カラムチップ１０の一平面側に分離カラムの一端に通じる入口側接続部１２、分離カラムの他端に通じる出口側接続部１４が設けられている。
【００３１】
なお、この実施例及び以下の実施例では、分離カラムとしてチップ状に形成された分離カラムチップが使用されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャピラリカラムがコイル状に巻かれて形成されたものを分離カラムとして使用するものであってもよい。
【００３２】
試料導入部２の接続部４にキャピラリ６の一端が接続され、分離カラムチップ１０の入口側接続部１２にキャピラリ６の他端が接続されている。分離カラムチップ１０の出口側接続部１４にキャピラリ１６の一端が接続され、検出器１８の接続部２０にキャピラリ１６の他端が接続されている。接続部４、１２、１４及び２０はそれぞれキャピラリ６，１６の端部にかしめられたフェルル及びそのフェルルを固定するためのナットにより構成されている。フェルルやナットは接続部材を構成している。
キャピラリ６はコイル状に巻かれた部分（以下、コイル状部分）８を備えている。コイル状部分８はガードカラム又はリテンションギャップを構成している。
【００３３】
試料導入部２の接続部４、キャピラリ６，１６、分離カラムチップ１０及び検出器１８の接続部２０はヒートブロック２２とヒートブロック３０の間に挟持されている。ヒートブロック２２と３０は例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料からなる板状部材である。ヒートブロック２２にはヒータ３２及び温度センサ３３が埋設されており、ヒートブロック３０にはヒータ３４及び温度センサ３５が埋設されている。ヒータ３２は温度センサ３３の検出温度に基づいて、ヒータ３４は温度センサ３５の検出温度に基づいて、それぞれフィードバック制御される。
【００３４】
この実施例では、ヒートブロック２２がカラム加熱部材及びライン加熱部材を構成し、ヒートブロック３０がカラム押さえ部材及びライン押さえ部材を構成している。ヒートブロック２２と３０はトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部を構成するとともに分離カラムチップ１０の温度調節を行なうカラム温調部を構成している。
【００３５】
ヒートブロック２２の一平面に、接続部４を嵌め込むための凹部２３、接続部１２を嵌め込むための凹部２６、接続部１４を嵌め込むための凹部２８及び接続部２０を嵌め込むための凹部２９が設けられており、ヒートブロック２２と３０の間に大きな隙間を生じさせることなく接続部４、１２、１４及び２０がヒートブロック２２と３０との間に挟持されている。
【００３６】
ヒートブロック２２とヒートブロック３０は、例えば両ブロック２２及び３０に設けられた貫通孔をともに貫通するネジの締結により互いに押し付けられた状態で固定されている。なお、本発明はこれに限定されるものではなく、トランスファーラインを挟持する２つの部材を互いに押し付けて固定する構造であればどのようなものであってもよい。
【００３７】
図２はヒートブロック３０に代えて断熱部材４０をカラム押さえ部材及びライン押さえ部材として用いた実施例を示している。断熱部材４０の材質としては、例えばグラスウールなど柔軟性をもつ断熱材であることが好ましい。柔軟性をもつ断熱部材４０をヒートブロック２２側へ押し付けることにより、ヒートブロック２２と断熱部材４０との間の隙間が小さくなり、接続部４、キャピラリ６，１６、分離カラムチップ１０及び検出器１８の接続部２０の周囲の空気層が小さくなるため、加熱効率を向上させることができる。この実施例では、図１Ａ及び図１Ｂの実施例に比べてヒートブロックが一枚少ないため、図１Ａ及び図１Ｂの実施例よりもさらに消費電力が小さくなる。
【００３８】
図３Ａ及び図３Ｂにガスクロマトグラフ装置の別の実施例を示す。
この実施例は、図２の実施例のヒートブロック２２に代えて、ライン加熱部材としてのヒートブロック２２ａとカラム加熱部材としてのヒートブロック２２ｂをその間に断熱部材４４を介在させながら一体化したものを用いたものである。ヒートブロック２２ａの一平面は主に接続部４及び２０、キャピラリ６及び１６に接し、ヒートブロック２２ｂの一平面は主に分離カラムチップ１０に接している。ヒートブロック２２ａと２２ｂは断熱部材４４によって熱的に分離されている。
【００３９】
ヒートブロック２２ａはヒータ３２ａ及び温度センサ３３ａを、ヒートブロック２２ｂはヒータ３２ｂ及び温度センサ３３ｂを備えており、両ヒートブロック２２ａ，２２ｂは互いに独立して温度調節を行なうことができるように構成されている。ヒートブロック２２ａは断熱部材４０とでライン温調部を構成し、ヒートブロック２２ｂは断熱部材４０とでカラム温調部を構成する。
【００４０】
このように、主にトランスファーラインに接するヒートブロック２２ａと主に分離カラムチップ１０に接するヒートブロック２２ｂとを熱的に分離して互いに独立した温度調節ができるように構成することで、例えばトランスファーラインの温度を一定に維持した状態で分離カラムチップ１０を昇降温させて分析を行なうことが可能になるなど、分析の自由度が向上する。
【００４１】
ヒートブロック２２ａの一平面には接続部４，２０をそれぞれ嵌め込むための凹部４７，５１が設けられている。ヒートブロック２２ｂの一平面には分離カラムチップ１０を嵌め込むための凹部４６、接続部１２，１４をそれぞれ嵌め込むための凹部４８，５０が設けられている。
【００４２】
図４にさらに別の実施例を示す。
図４の実施例は、図３の実施例のキャピラリ６のコイル状部分８の加熱効率を向上させるために、コイル状部分８と断熱部材４０との間にアルミニウム箔からなる膜状の熱伝導性部材５２を介在させたものである。熱伝導性部材５２はコイル状部分８全体を断熱部材４０側から覆う大きさで設けられ、その端部がヒートブロック２２ａと接している。これにより、ヒートブロック２２ａの熱がコイル状部分８の断熱部材４０側にも伝えられ、コイル状部分８全体が均一に加熱される。なお、膜状の熱伝導性部材５２としては、低熱容量、高熱伝導率で柔軟性のあるものであれば用いることができ、アルミニウム箔の他に、例えば膜状に形成されたスチールウールが挙げられる。
【００４３】
コイル状部分８と断熱部材４０との間に熱伝導性部材５２を介在させて得られる効果を測定するため、図５に示されているように、コイル状部分８を構成するキャピラリとして内径０．５３ｍｍのワイドボアキャピラリと呼ばれる大径のキャピラリを用い、コイル状部分８の最も断熱部材４０側に位置するキャピラリ（測定点Ａ）と、ヒートブロック２２ａと断熱部材４０との中間に位置するキャピラリ（測定点Ｂ）にそれぞれ接触するように熱電対を挿入して温度を測定した。ヒートブロック２２ａの温度センサ３３ａとして白金センサを用い、その測定値が５０℃から３５０℃まで２０℃／ｍｉｎの割合で昇温し、その後３５０℃で定常状態となるようにヒータ３２ａを制御した。そのときの各測定点Ａ，Ｂとヒートブロック２２ａとの温度差のデータを図６に示す。
【００４４】
図６に示されているように、測定点Ａの温度は昇温時で最大１０℃程度、３５０℃定常状態で最大で８℃程度、ヒートブロック２２ａの温度よりも低くなった。測定点Ｂの温度は昇温時で最大９℃程度、３５０℃定常状態で最大７℃程度、ヒートブロック２２ａの温度よりも低くなった。この結果から、各測定点Ａ，Ｂとヒートブロック２２ａとの温度差は最大でも１０℃程度であり、この測定条件ではコイル状部分８を構成するキャピラリが十分に均一に加熱されているということができる。なお、測定点Ａ，Ｂの温度を設定温度により近づける必要があるのであれば、ヒートブロック２２ａの昇温の設定温度を１０℃程度高く設定すればよい。図４の実施例では、ヒートブロック２２ａと２２ｂが断熱材４４によって熱的に分離されているため、ヒートブロック２２ａの設定温度を高めに設定しても分離カラムチップ１０の温度制御に影響を与えることはない。
【００４５】
なお、膜状の熱伝導性部材５２を設ける場合としては、コイル状部分８のようなガードカラム又はリテンションギャップが設けられている場合に限られず、ガードカラム又はリテンションギャップが設けられていない場合にトランスファーライン全体の加熱効率を向上させるためにこのような熱伝導性部材を用いてもよい。
【００４６】
また、図４の実施例は図３Ａ及び図３Ｂの実施例に熱伝導性部材５２を追加したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライン押さえ部材が断熱部材で構成されている場合に適用することができる。トランスファーラインと断熱部材からなるライン押さえ部材との間に柔軟性のある膜状の熱伝導性部材を追加することで、ライン加熱部材と断熱部材との間の空間に生じる温度分布を緩和することができる。
【００４７】
図示は省略されているが、以上の実施例における試料導入部２、検出器１８、ヒートブロック（ライン加熱部材及びカラム加熱部材）２２、２２ａ及び２２ｂはガスクロマトグラフ装置の筐体に固定される。キャピラリ６，１６はその汚染等の原因により交換を要する場合がある。キャピラリ６，１６の交換はカラム押さえ部材としてのヒートブロック３０又は断熱部材４０を取り外して行なう必要があるが、ヒートブロック３０又は断熱部材４０を取り外しただけでは接続部材４、２０を構成するナットの取外しや締結の作業が困難である。
【００４８】
図７Ａ及び図７Ｂは図３Ａ及び図３Ｂの実施例のキャピラリ６，１６の交換を容易にする構造を有する実施例を示したものである。ヒートブロック２２ａの接続部材４及び２０を保持する部分５４及び５６は、図７Ｂに示されている矢印の方向に取り外すことができるようになっており、これらの部分５４及び５６と断熱部材４０を取り外すことで、接続部材４及び２０をなすナットの締結と取外しの作業が容易になる。この構造は図７Ａ及び図７Ｂの構造のものに限定されるものではなく、以上において説明した実施例のいずれに対しても適用することができる。
【００４９】
部分５４及び５６はヒートブロック２２ａの一部をなすものであり、ヒートブロック２２ａと一体となっている状態ではヒートブロック２２ａの他の部分と十分に接触してヒータ３２ａからの熱を接続部材４及び２０に伝えることができる。
なお、部分５４及び５６はヒートブロック２２ａとは熱的に独立したものであってもよく、独自のヒータと温度センサを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
２      試料導入部
４，２０      接続部材
６，１６      キャピラリ（トランスファーライン）
８      コイル状部分（ガードカラム又はリテンションギャップ）
１０      分離カラムチップ
１２      入口側接続部（分離カラム）
１４      出口側接続部（分離カラム）
１８      検出器
２２，２２ａ，２２ｂ，３０      ヒートブロック
２３，２４，２６，２８，２９，４７，４７ａ，４８，５０，５１，５１ａ      凹部
３２，３２ａ，３２ｂ，３４      ヒータ
３３，３３ａ，３３ｂ，３５      温度センサ
４０，４４      断熱部材
５２      熱伝導性部材
【図１Ａ】
2014041597.tif 000003
【図１Ｂ】
2014041597.tif 000004
【図２】
2014041597.tif 000005
【図３Ａ】
2014041597.tif 000006
【図３Ｂ】
2014041597.tif 000007
【図４】
2014041597.tif 000008
【図５】
2014041597.tif 000009
【図６】
2014041597.tif 000010
【図７Ａ】
2014041597.tif 000011
【図７Ｂ】
2014041597.tif 000012
【図８】
2014041597.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月16日(2014.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記分離カラムと前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたガスクロマトグラフ装置。
【請求項２】
前記ライン押さえ部材は前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱する加熱部材である請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項３】
前記ライン押さえ部材は柔軟性をもつ断熱部材である請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項４】
前記トランスファーラインと前記ライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材が介在し、前記熱伝導性部材の一部が前記ライン加熱部材と接している請求項３に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項５】
前記熱伝導性部材はアルミニウム箔である請求項４に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項６】
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項７】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項８】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項９】
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が互いの間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化されている請求項１から５のいずれか一項記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１０】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項９に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１１】
前記ライン加熱部材の前記トランスファーラインと接する面に、前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１２】
前記試料導入部、前記検出器及び前記ライン加熱部材を保持する筐体を備え、前記ライン加熱部材は前記凹部の設けられている部分が着脱可能に構成されている請求項１１に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項１３】
前記カラム加熱部材の前記分離カラムに接する面に前記分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ。
【請求項１４】
前記ライン温調部は前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材も加熱するように構成されている請求項１から１３のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明にかかるガスクロマトグラフ装置は、試料導入部と、検出器と、分離カラムと、試料導入部と分離カラムとの間及び分離カラムと検出器との間を接続するトランスファーラインと、分離カラムに接して分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、トランスファーラインに接してトランスファーラインを加熱するライン加熱部材及びトランスファーラインのライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、ライン加熱部材とライン押さえ部材とでトランスファーラインを挟持してトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたものである。
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月21日(2015.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記分離カラムと前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備え、
前記ライン押さえ部材は柔軟性をもつ断熱部材であり、
前記トランスファーラインと前記ライン押さえ部材との間に膜状の熱伝導性部材が介在し、前記熱伝導性部材の一部が前記ライン加熱部材と接しているガスクロマトグラフ装置。
【請求項２】
前記熱伝導性部材はアルミニウム箔である請求項１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項３】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記分離カラムと前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備え、
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が共通のヒートブロックにより構成され、
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されているガスクロマトグラフ装置。
【請求項４】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間及び前記分離カラムと前記検出器との間を接続するトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記トランスファーラインに接して前記トランスファーラインを加熱するライン加熱部材及び前記トランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記トランスファーラインを挟持して前記トランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備え、
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が互いの間に断熱部材を挟んで熱的に分離された状態で一体化されているガスクロマトグラフ装置。
【請求項５】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が柔軟性をもつ共通の断熱部材により構成されている請求項４に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項６】
試料導入部と、
検出器と、
分離カラムと、
前記試料導入部と前記分離カラムとの間を接続する第１のトランスファーラインと、
前記分離カラムと前記検出器との間を接続する第２のトランスファーラインと、
前記分離カラムに接して前記分離カラムを加熱するカラム加熱部材を備えたカラム温調部と、
前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインに接して前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインを加熱する共通のライン加熱部材、並びに前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインの前記ライン加熱部材とは反対側に配置されたライン押さえ部材を備え、前記ライン加熱部材と前記ライン押さえ部材とで前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインを挟持して前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインの温度調節を行なうライン温調部と、を備えたガスクロマトグラフ装置。
【請求項７】
前記ライン押さえ部材は前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインに接して前記第１のトランスファーライン及び前記第２のトランスファーラインを加熱する加熱部材である請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項８】
前記ライン押さえ部材は柔軟性をもつ断熱部材である請求項６に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項９】
前記カラム加熱部材と前記ライン加熱部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項６から８のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１０】
前記カラム温調部は、前記分離カラムの前記カラム加熱部材とは反対側に配置され前記カラム加熱部材との間に前記分離カラムを挟持するカラム押さえ部材を備えており、
前記カラム押さえ部材と前記ライン押さえ部材が共通のヒートブロックにより構成されている請求項９に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１１】
前記ライン加熱部材の前記トランスファーラインと接する面に、前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材を嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１０のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１２】
前記試料導入部、前記検出器及び前記ライン加熱部材を保持する筐体を備え、前記ライン加熱部材は前記凹部の設けられている部分が着脱可能に構成されている請求項１１に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１３】
前記カラム加熱部材の前記分離カラムに接する面に前記分離カラムを嵌め込んで保持する凹部が設けられている請求項１から１２のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【請求項１４】
前記ライン温調部は前記トランスファーラインと前記試料導入部を接続する接続部材及び前記トランスファーラインと前記検出器を接続する接続部材も加熱するように構成されている請求項１から１３のいずれか一項に記載のガスクロマトグラフ装置。
【国際調査報告】
2014041597.tif 000014
2014041597.tif 000015
2014041597.tif 000016
2014041597.tif 000017