(57)【要約】  本発明は、化学物質試料の一部を少なくとも２回冷却可能なクライオトラッピング手段を有し、かつこのクライオトラップの上流に配置され、前記化学物質試料の一部を同定することができる検出手段を備え、このクライオトラッピング手段中でのこの滞留時間を制御するＭＤＧＣ機器を提供する。
2007538249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学物質試料の化学成分の分析及び／又は検出用の機器又は装置であって、分離手段と温度調節手段とを備えた流路手段を有し、前記流路手段は、化学物質試料の流体流を受容する受容ポートと、前記化学物質試料の流体流を放出する流出ポートとを有し、前記ポートは互いに流体を伝えてこの流体流のこの流入ポートからこの流出ポートへ向かう移動を可能にし、この温度調節手段は、この流路手段の１つ又は複数の部分を冷却して、そこでこの化学物質試料の流体流を冷却して少なくとも前記流体流の移動を低下させることができ、かつこの冷却後にこの化学物質試料の流体流を加温して、その流路手段内の移動を再開させることができ、その際：
ａ）この流路手段及び温度調節手段は、この化学物質試料の流体流をこの流出ポートを介して放出する前に、これを少なくとも２回冷却することができるように配置されており；かつ
ｂ）検出手段は、この流路手段の第１の冷却部の上流に設けられており、この化学物質試料の流体流のこの流路手段の１つ又は複数の冷却部内の滞留時間を制御することができる機器又は装置。
【請求項２】
前記流路手段が２重のストランド部を有するループの形であり、単一の温度調節器が、化学物質試料の流体流が流出ポートを介して放出される前にこの同時又は非同時の第１の冷却及び第２の冷却を行うことができるように、この２重のストランド部内に配置されている、請求項１に記載の機器及び／又は装置。
【請求項３】
前記温度調節手段が、前記流路手段に対して可動である、請求項１又は２に記載の機器及び／又は装置。
【請求項４】
前記温度調節手段が、可動冷却手段、例えばクライオトラップである、請求項１から３までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項５】
クロマトグラフィーカラム又は分光機器、分離機器若しくは検出機器に導入されているか又は結合されている、請求項１に記載の機器及び／又は装置。
【請求項６】
流路が、クロマトグラフィーカラムの一部を形成する管である、請求項１から５までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項７】
管が、ガスクロマトグラフィーの充填カラム、ガスクロマトグラフィーのワイドボアカラム又はガスクロマトグラフィーのキャピラリーカラムの一部を形成する、請求項６に記載の機器及び／又は装置。
【請求項８】
冷却手段の長さが、０．１〜５００ｍｍである、請求項１から７までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項９】
冷却手段の移動が、コンピュータにより事前にプログラムされ、かつ制御された、請求項１から８までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１０】
冷却手段が、化学物質試料を−１５０℃〜１００℃の温度に冷却することができる、請求項１から９までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１１】
冷却手段に付されていない流路の部分の少なくとも１部が、加熱手段に付された、請求項１から１０までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１２】
流路が、第１のセクションと、接続セクションと、第２のセクションとを有し、冷却手段がこの接続セクションに沿って可動である、請求項１から１１までの何れか１項に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１３】
接続セクションが濃縮セクションであり、かつ第１のセクション及び第２のセクションが、少なくとも、温度が室温ないし４００℃で変動可能なハウジングをそれぞれ有する分離セクションである、請求項１２に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１４】
第２の温度調節手段を有する、請求項２に記載の機器及び／又は装置。
【請求項１５】
以下の段階
ａ）化学物質試料を流路内に挿入し、そしてこの化学物質試料をこの流路に流通させることを可能にする段階；
ｂ）この流路の第１の部分を所定の温度に冷却し、そしてこの所定の温度を熱調節手段の使用により維持する段階；
ｃ）この流路の冷却部内で所定の時間にわたってこの化学物質試料の一部を蓄積させ、これにより第１の濃縮バンドを形成させる段階；
ｄ）この流路の冷却部の温度を変えて、それを加温し、そしてこの流路の第１の冷却部内のこの化学物質試料の第１の濃縮バンドを放出する段階；及び
ｅ）段階ｃ）〜ｄ）を所望の回数だけ繰り返して、これらの段階を繰り返した回数と同じ数の後続の濃縮バンドを得る段階を含み：
（ｉ）段階ｃ）の前に、この化学物質試料を、こうして濃縮されるべき化学物質試料の１つ又は複数の部分を同定可能な検出手段に付し；そして
（ｉｉ）それぞれの濃縮バンドを、少なくとも第２の冷却及び加温のシーケンスを介して少なくとも第２の濃縮段階に付す、化学物質試料中の化学物質を濃縮する方法。
【請求項１６】
流路がキャリア流体を有する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の技術分野
本発明は、ガスクロマトグラフィー技術及びそれを成分の複合混合物の化学物質構成成分の検出及び／又は分離に用いる使用の分野に関する。
【０００２】
本発明は特に、効率的な多次元ガスクロマトグラフィー（ＭＤＧＣ）分析を達成するために、第１のカラムから第２のカラムへの分析物のトランスファーのクライオ制御に基づく極めて簡単なインターフェースを使用することによるガスクロマトグラフィー（ＧＣ）カラムのハイフネーションを行う新規方法に関する。
【０００３】
特に、本発明は、化学物質の濃縮を担体相、ガス又は流体中で可能にし、それをカラムインターフェースに沿って移動させ、熱調節を使用してこの化学物質の流量を変える装置に関する。熱調節は、本明細書では、例えば化学物質試料の冷却及び加熱の両方である解され、その際、化学物質の加熱はそのインターフェースに沿って、試料冷却後に、この冷却源又は冷却手段を変位させることにより、ことによると簡単に生じる。
【０００４】
この技術は、極めて簡単に実施することができ、かつ特殊なカラム接続又は試料キャリア手段以外のいかなる流量制御も必要としない。
【０００５】
発明の技術背景
本発明は、オンライン式ＧＣトランスファー技術に関し、これは、第１のＧＣカラム上で化学物質の複合混合物の溶出から得られたクロマトグラフィーピークの群を、第２のＧＣカラムに自動制御しつつトランスファーする方法、又は究極的には検出装置、すなわち嗅覚検出手段に関するものである。
【０００６】
化学物質の複合試料のクロマトグラフィー分析は、化学物質試料がクロマトグラフィーカラムに沿って流れるにつれて、それぞれの化学物質がバンドに分離され、かつことによるとピークの形で検出され、こうして試料を構成する化学混合物中のそれぞれの成分の分離及び識別が可能になる原理に基づくものである。理想的には、それぞれの化学物質を別々のバンドに分離することであるが、実際は、幾つかの成分が極めて近接な時間で溶出し、これにより広いバンド及び／又は重なるバンドが生ずるのが一般的である。別々のバンド及びこれにより全種の成分の完全な分離及び同定を行うという試みにおいては、かかる広いバンド又は重なるバンド（すなわち、このバンドに対応する、第１のカラムから一度に溶出する試料の一部）を、第１のカラムとは異なる種々の化学的又は物理的特性を有する第２のカラムに導通させ、これによりＧＣスペクトルの多次元の分割を可能にすることにより分割することができる。
【０００７】
多次元ＧＣは、ガスクロマトグラフィーの発明に続いて早期に開発されてきた十分に公知の技術である。分析物を第１のカラムから第２のカラムへ制御しつつトランスファーすることは、重要な問題である。
【０００８】
基本的に、このトランスファーを実施する公知の２つの方式が存在する。近年の方式においては、第１のカラムからの化学物質試料の流体流の溶出後に得られた全ＧＣプロファイルを第２のカラムにトランスファーし、その際、熱調節手段、すなわちクライオ制御を、これらの２個のカラムの間に供給して、第２のカラムから溶出されるピークの感受性を改善し、これは一般的にいわゆるＧＣ×ＧＣ又は包括的ガスクロマトグラフィー分野の領域に属する。
【０００９】
カラム間の分析物のトランスファーのクライオ制御を使用する全種の事前に公知の方法おいては、第１のカラムから溶出する分析物は連続的をトラップし、かつ自動的に第２のカラム中に、しばしば注入量の可能な制御を行わず、クロマトグラフィー運転に沿って再びインジェクトする。
【００１０】
トランスファーのパルスの頻度（一般的には３〜５秒）のために、ピークは、これらが第１のカラムから溶出したのと同じ時間枠で、第２のカラムを通って溶出しなければならない。結果として、第２のカラムは、第１のカラムと比べて内径が小さく（一般的には０．０５〜０．１０ｍｍ）で、かつかなり短い高速ＧＣカラムでなければならず、そうでなければ、ピークの重複が生じうる。
【００１１】
従って、この第２のカラムからの高速溶出は、検出器のサンプリング速度が大きいことが必要であり、このことは、慣用の検出器、例えば四重極質量分析計（ＭＳ）、赤外線（ＩＲ）検出器を使用することができないことを意味する。
【００１２】
更に、このことはまた、例えば、１種又は複数種の目的の化学物質の検出及び人間の鼻による評価を可能にするために、ピークの溶出の際の調香師による嗅覚評価がピーク間の高度の分割及び十分な分離時間を要求する香料産業に好適な用途において最適な検出を妨げる。
【００１３】
しかしながら、かかる公知の全種のＧＣ×ＧＣインターフェースは、全てのクロマトグラムを第１のカラムから第２のカラムに実質的にトランスファーするために設計及び自動化されており、かつこれらはＭＤＧＣには好適ではない。
【００１４】
特に、第１のクロマトグラムの所定領域を再分析するために、「ターゲットＧＣ」様式も提案されている（例えば、P. J. Marriott et al., J.Chromatogr. 2000, 866, 203-212; P. J. Mariott, ＷＯ９８/２１５７４号を参照のこと）。ＧＣ×ＧＣ構成を使用すると、このターゲット領域はクライオトラップされ、そして第２のカラム中にトランスファーされる。このことは、トラップされた領域を数秒で２次元目に溶出させるために高速ＧＣ分析を依然として必要とする。それというのも、トラップされた領域の前及び後に溶出するピークの保持率が変わらないからである。従って、事前に引用した欠点と同じ欠点が生ずる。
【００１５】
このように、多くの公知の多次元ＧＣ技術は、オンライン式「ハートカット」を達する第２の方法、すなわち、第１のカラムから溶出されたあるピークのみを第２のカラムにトランスファーする一方で、他方のピークを排出する第２の方法を扱うものである。かかる方法は、いわゆる多次元ガスクロマトグラフィー（ＭＤＧＣ）技術のカテゴリー内に入る。
【００１６】
代替技術、例えば吸着剤中での分析物の中間トラップ及びこれに引き続いての第２のカラム中での脱着（例えば、K. A. Krok et al. in J.Chromatogr. 1994, 678, 265-277 又はAnal.Chem. 1993, 65, 1012-1016の論文を参照のこと）は、かなり長期の分析時間及び精密なハードウエアを必要とし、従ってこれらは本発明の対象である方法及び機器と競合しない。
【００１７】
従来技術のＭＤＧＣのこのいわゆる「ハートカット」は、２つの手段：弁か又は空気式切換器を用いて達することができる。
【００１８】
弁は、同じ直径の２個のカラムを使用する際に圧力及び流量制御を必要としない非常に簡単なインターフェースである（例えば、L. Mondello et al. in J.Chromatogr.Sci. 1998, 36, 201-209又はM. R. Strunk et alのＵＳ５４９２５５５号の開示を参照のこと）。
【００１９】
しかしながら、弁は試料と相互作用をすることがあり、これは特に分析されるべき混合物が弁の金属材料、すなわちステンレス鋼により分解されやすい不安定成分（例えば、硫黄誘導体）を含有している場合である。他の化合物（例えば、カルボン酸、アミン）は、弁の表面のステンレス鋼上で吸着されることが多い。かかる現象は、分析にとって不利になりやすい記憶効果を惹起する（例えば、B. M. Gordon et al. in J.Chromatogr.Sci. 1985,,1-10を参照のこと）。
【００２０】
空気式切換は、Ｄ．Ｒ．ディーンズ（Ｄ．Ｒ．Ｄｅａｎｓ）により提案されており（例えば、Chromatogr. 1968, 1, 18-21 and 1971, 4, 279-285を参照のこと）、これは分析物がバルブに導通するのを防ぐ。
【００２１】
しかしながら、空気式切換は、２個のカラム間の圧力の正確な流量制御を必要とする。このことは、補充ガス及び例えば電子式質量流量制御器を使用して達せられなければならない。かかる精密性は、分析パラメータの最適化をより複雑化し、かつ装置コストを増大させる。更に、空気式切換は、いくらかピークの広がりを惹起することがある。
【００２２】
熱調節手段、すなわち冷却トラップの使用も、空気式切換手段の後のハートカットピークを再びフォーカスするために提案されている（A. Hagman; S. Jacobsson in Journal of High Resolution Chromatography and Chromatography Communications 1985, 8, 332-336）。次いで、迅速に加熱し、かつトラップされたピークを再びインジェクトする付加的な手段が必要となるが、これはなおも系の複雑性を増大させる。
【００２３】
最後に、調節管の流入口及び流出口が冷却流体及び加熱流体が選択的に供給されるガスジェットの前方を通る「ループ調節器」が、国際特許出願ＷＯ０３／８２４２７号において示唆されている。このクロマトグラフィーカラム又は調節管はループ構造であり、かつこれによりこの調節管を介してキャリアガス速度の測定が可能になる。これは主として、調節されるピークのピーク幅を短縮することを主張している。
【００２４】
この従来技術の文献に掲載された発明は、キャリアガスと混合され、管内を流れる化学物質の多段階熱調節を基礎とするものであるが、依然として、第１のカラムからの溶出時にクライオトラップされた連続的なターゲット分析物領域が第２のカラムに達し、溶出されその結果検出されかつことによると第２のカラムから溶出時の調香師により評価される速度を簡単に制御する手段を提供するものではない。
【００２５】
要するに、分析物を、第１のカラムから第２の別個のカラム又は検出装置、例えば物理的又は生物学的検出器、特に人間の鼻へ自動的にトランスファーするにあたり、この分析物トランスファー経路内に熱調節器を有し、完全に分離することが望まれる選択されたピーク又はピーク群が第２のカラムを通って溶出するか又は検出器に達する速度の制御を可能にする、従来から公知のクロマトグラフィー法及び装置は存在しない。
【００２６】
本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【００２７】
本発明の説明
本発明は、多次元のガスクロマトグラフィーに使用されるクロマトグラフィーカラム間の新規インターフェース設計、及びその特定の操作及び使用方法に関する。かかるインターフェースは、古典的ＧＣ分析においても利点を提供する単一のカラムと一緒に使用することもできる。
【００２８】
特に、本発明は、化学物質試料の化学成分の分析及び／又は検出用の機器又は装置器具又は装置であって、分離手段と温度調節手段とを備えた流路手段を有し、前記流路手段は、化学物質試料の流体流を受容する受容ポートと、前記化学物質試料の流体流を放出する流出ポートとを有し、前記ポートは互いに流体を伝えてこの流体流をこの流入ポートから流出ポートへ向かう移動を可能にし、この温度調節手段は、この流路手段の１つ又は複数の部分を冷却して、そこで化学物質試料の流体流を冷却して少なくとも前記流体流の移動を低下させることができ、かつこの冷却後にこの化学物質試料の流体流を加温して、その流路手段内の移動を再開させることができ、その際：
ａ）この流路手段及び温度調節手段は、この化学物質試料の流体流をこの流出ポートを介して放出する前に、これを少なくとも２回冷却することができるように配置されており；かつ
ｂ）検出手段は、この流路手段の第１の冷却部の上流に設けられており、この化学物質試料の流体流のこの流路手段の１つ又は複数の冷却部内の滞留時間を制御することができる機器又は装置を提供する。
【００２９】
本発明の特に有利な実施態様によれば、本装置は、２重のストランドに沿って移動させることができるクライオトラップを備えた２重のストランド部を有する流路手段のループ形状の領域を有し、これにより第２のＧＣカラム中で完全に分離することが望ましい第１のＧＣカラムから溶出された化学物質混合物の流体流の移動の熱調節が可能になる。単一の冷却手段を用いれば、この化学物質試料の流体流は、こうしてカラムインターフェースの冷却領域を２回通過することができ、かつこの試料の２回の冷却時間の間の冷却領域内の滞留時間はループ外部の手段を介して自動制御可能であり、このことは、その上流に位置する検出器の存在によるものであり、これにより、１つ又は複数の目的のピークの到着の検出、並びにこれによりこのピーク及び他の一つ又は複数の連続するターゲットピークの滞留時間の遠隔制御が、第１のループストランドの冷却領域、次いで第２のループストランドの冷却領域において可能になる。
【００３０】
本発明にかかる装置は、従来から公知の装置を上回る以下の利点を提供する：
−  分析物は不活性材料とのみ接触する、すなわち、金属弁を通りトランスファーしない；
−  インジェクタから第２のカラムの検出器までの連続的な流路が存在する、すなわち、キャリアガスが中断されない；
−  簡易か又はインターフェース内の流れ／圧力の制御を行わない；
−  死空間が存在しない；
−  慣用のキャピラリーカラム（０．１５〜０．５３ｍｍ  ｉ．ｄ．）並びに高速ＧＣカラム（０．１ｍｍ  ｉ．ｄ、又はこれ未満）又は充填カラムとも適合する；
−  低コストである；
−  「低速検出器」、例えば四重極型ＭＳ、イオントラップ型検出器又は人間の鼻とのハイフネーションが可能になる；
−  ＧＣワークステーションによるインターフェースの簡易な遠隔制御と適合する；
−  単一のクロマトグラフィーオーブンを使用して、第１のカラム及び第２のカラム両方の分離条件を最適化するという可能性が存在する。
【００３１】
本発明は更に、実質的に上述の装置を有するＧＣクロマトグラフィー器具に関する。実際、この装置は、任意の分光器具、分離器具又は検出器具に結合していてよく、特に化学物質混合物の分析に適用することができる。
【００３２】
本発明の別の課題は、化学物質の複合混合物の検出及び／又は評価する方法において、以下の段階：
ａ）化学物質試料を流路内に挿入し、そしてこの化学物質試料をこの流路に流通させることを可能にする段階、
ｂ）この流路の第１の部分を所定の温度に冷却し、そしてこの所定の温度を熱調節手段の使用により維持する段階、
ｃ）この流路の冷却部内で所定の時間にわたってこの化学物質試料の一部を蓄積させ、こうして第１の濃縮バンドを形成させる段階、
ｄ）この流路の冷却部の温度を変えて、それを加温し、そしてこの流路の第１の冷却部内のこの化学物質試料の第１の濃縮バンドを放出する段階、及び
ｅ）段階ｃ）〜ｄ）を所望の回数だけ繰り返して、これらの段階を繰り返した回数と同じ数の後続の濃縮バンドを得る段階を含み：
（ｉ）段階ｃ）の前に、この化学物質試料を、こうして濃縮されるべき化学物質試料の１つ又は複数の部分を同定可能な検出手段に付し、そして
（ｉｉ）それぞれの濃縮バンドを、少なくとも第２の冷却及び加温のシーケンスを介して少なくとも第２の濃縮段階に付す方法である。
【００３３】
図面の説明
図１ａ）は、２つの分離手段と、２つの冷却／濃縮手段と、第１の冷却／濃縮手段の上流の検出器とを有する本発明にかかる機器の構成図である。
【００３４】
図１ｂ）は、流路に沿って連続して配置された２つの冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の側面の構成図である。
【００３５】
図２は、手動操作することができ、かつ２重のストランドの２つの部分を冷却することができるように配置されたＴ字型のクライオトラップの側面の構成図である。
【００３６】
図３は、２重のストランドループ部を有する流路手段上に設けられ、この流路手段と検出手段との間で種々の接続が使用される単一の冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の構成図である。
【００３７】
図４は、２重のストランドループ部を有する流路手段上に設けられた単一の冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の側面の構成図である。
【００３８】
図５は、本発明にかかる２重の冷却ストランドインターフェースの作業原理の説明図である。全ての作業位置を説明する図である。
【００３９】
図６は、実施例１に記載の分析条件下でのリナロールのガスクロマトグラフのトレースを示している。温度調節手段は、手動で操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４０】
図７は、実施例１に記載の分析条件下での、不純なベルガモットエッセンシャルオイル中のリナロールのガスクロマトグラフのトレースを示している。温度調節手段は、手動で操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４１】
図８は、実施例２に記載の条件下でのイオノンの分離を説明するガスクロマトグラフのトレースを示している。淡灰色の領域は、本発明にかかる２重の冷却ストランドにより完全に分割されるべき第２のカラムにトランスファーされたイオノンのピークに対応する。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４２】
図９は、実施例３によるジャスミンとヒヤシンスエッセンシャルオイルとの混合物のガスクロマトグラフのトレースを示している。淡灰色の領域は、本発明によりクライオトラップされたピークに対応するものであり、上方のスペクトル上に表される分離されたピークが得られる。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４３】
図１０は、実施例４に記載の条件下での不純なベルガモットエッセンシャルオイル中のリナロールのＭＤＧＣ−キラル分析から得られたガスクロマトグラフのトレースを示している。淡灰色の領域は、完全なトレースで示された分割プロファイルを提供する目的のクライオトラッピング領域に対応する。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、Ｍｅｇａｄｅｘ  ＤＭＰβ（１０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４４】
図１１は、実施例５及び６において挙げたフレグランス複合混合物のガスクロマトグラフのトレースを示している。
【００４５】
図１１ａ）は、混合物分析の１次元ＧＣ／ＭＳトレース（カラム  ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、黒線は全イオンクロマトグラムを、かつ点線はこれらの成分の選択的なイオンのトレースを示している。
【００４６】
図１１ｂ）は、実施例５に記載の、本発明によるクライオトラップを用いた同じ混合物の分析から得られたクロマトグラムである。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。第１の検出手段はＦＩＤである一方で、第２の検出手段はＦＩＤ及びイオントラップ型検出器であった。
【００４７】
図１２は、フレグランスモデルのＭＤＧＣ分析である。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、ＤＢ−ＷＡＸ（３０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。第１の検出手段はＦＩＤである一方で（上方のトレース）、第２の検出手段はＦＩＤ及び嗅覚の検出器であった（下方のトレース）。
【００４８】
図１３は、ラベンダー油の２種の主なキラル化合物の同じ分析の間の分割から得られたクロマトグラムのトレースを示している。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムは、ＣＰ−Ｓｉ１５ＣＢ（３０ｍ×０．３２ｍｍ×１．０μｍ）であり、かつ第２のカラムは、Ｍｅｇａｄｅｘ  ＤＥＴＴＢＳβ（２５ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であった。検出手段は、両方ともＦＩＤであった。
【００４９】
図１４は、嗅覚特性決定に関するリナロールのエナンチオマー分割及び分離改善のクロマトグラムのトレースに対応する。温度調節手段は、自動操作した。第１のカラムはＭｅｇａｄｅｘ  ＤＭＰβ（１０ｍ×０．２５ｍｍ×０．２５μｍ）であり、かつ第２のカラムは短いトランスファーラインであった。第１の検出手段はＦＩＤである一方で、第２の検出手段は嗅覚の検出器であった。
【００５０】
本発明の詳細な説明
本発明は、冒頭に挙げた機器又は装置に関する。本装置は、化学物質試料の流体流の流れに採用される任意の形状の管であってよい流路手段を有する。かかる流路手段の例は、従来技術に見出すことができ、特に上述の国際特許出願ＷＯ９８／２１５７４号が挙げられ、これは参照をもって開示されたものとする。
【００５１】
この従来技術文献に挙げられているように、流路手段は、管、例えば円形、正方形又は長方形の管であってよい。この管は、任意の形状、例えば線状、ループ状、巻線状又は曲線状に成形されていてよい。この管は、支持部材に包囲されていてよく、又は平らな表面にわたって曲がっていてよい。
【００５２】
この流路は、任意の長さ及び寸法であってよい。流路が１つより多いセクションを有するのであれば、それぞれのセクションは同じか又は異なった長さであってよい。流路は、クロマトグラフィーカラム、例えばキャピラリーガスクロマトグラフィーカラム又は流体クロマトグラフィーカラムの一部であってよい。キャピラリーガスクロマトグラフィーカラムの一般的な長さは、０．５〜１００メートルか又はそれより長くてもよく、内径（ｉ．ｄ．）は０．０５〜０．７５ｍｍで変動する。
【００５３】
好ましくは、この流路は、ステンレス鋼、ガラス、石英ガラス、又はその他の金属又はガラス内張金属から製造されていてよい。
【００５４】
この流路は、濃縮されるべき化学物質試料を受容ポートから流出ポートに運搬するキャリアー流体、ガスを収容する。この管内のキャリアー流体の種類は、化学物質試料中に存在する化学物質の種類に依存してよい。この流路が１つより多いセクションを有するのであれば、それぞれのセクション内のキャリアガスは異なった組成及び／又は速度であってよい。
【００５５】
この流路は、固定相を収容していてもよい。この流路は２つか又はそれより多いセクションを有するのであれば、それぞれのセクション内の固定相は同じか又は種々の厚さであってよい。それぞれのセクション内の固定相は、同じか又は異なった組成であってよい。この流路の同じセクションは、被覆又は固定相を有していなくてもよい。
【００５６】
一実施態様においては、この流路は３つのセクション、第１の分離セクション、例えばＧＣカラムと、冷却／濃縮セクションと、第２の分離又は検出セクション、例えばＧＣカラム又は分析及び／又は評価下で化学物質試料の種々の成分を区別する他の装置とを有する。第１のカラムは、少なくとも、室温ないし４００℃の変動可能な温度を示すハウジング内に収容されている。第２のカラムも、少なくとも、室温ないし４００℃の変動可能な温度を示すハウジング内に収容されている。温度調節手段、すなわち冷却手段は、この流路の濃縮セクション上に位置している。２つのＧＣカラム中の温度変動の制御は、実施例に記載されているとおり、２つの別個のオーブンを用いるか又は単一のオーブンを用いて達成してよい。後者の装置の実施態様、すなわち単一のオーブンを有する装置の実施態様は特に簡単であり、かつ本発明、すなわち、流路手段の濃縮領域内の単一のクライオトラップと組み合わせて使用する際に実施する有利な様式である。
【００５７】
化学物質試料は、一般的には１種又は複数種の異なる種類の化学物質又は成分を有する。本機器は、１種の化学物質を化学物質試料から一度に濃縮してよいか又は幾つかの種類の化学物質を一緒に濃縮してよい。
【００５８】
この冷却されかつこうして濃縮されるべき化学物質試料は、固体状、液状又はガス状であってよい。
【００５９】
この化学物質試料は、受容ポート内にインジェクトする。このインジェクション手段は、化学物質混合物のＧＣカラム中へのインジェクション又は流入口において目下のところ使用されている任意の装置又は方法である。
【００６０】
導入された試料は、熱脱着装置又はヘッドスペースガスサンプラーから得てよく、これにより揮発性化合物が延長された時間にわたって流路に入る。
【００６１】
この濃縮されるべき化学物質試料は、任意の化学成分、例えば揮発性の有機又は無機化合物、殺虫剤、汚染化学物質、半揮発性化合物、石油生成物、合成有機化合物、薬品及びクロマトグラフィー分離及び分析に好適であってよい他の化合物を含有している。
【００６２】
一般的に、この化学物質試料は、通常に分析、検出又は評価されるか又は慣用のガスクロマトグラフィーにより分析、検出又は評価可能な実際の任意の種類の化学組成物であってよい。
【００６３】
本発明の特に有用な実施態様によれば、この化学物質試料は、一般的な臭気物質又は味物質、すなわち、臭い及び／又は風味を有する物質を有するフレグランス又はフレーバー組成物であり、そのために香料及びフレーバー産業において特に有益である。
【００６４】
上述したとおり、本発明にかかる機器又は装置により、第１のカラムを通しての試料の溶出を介して得られるＧＣスペクトルの特定のセクションが第２のカラムに到達し、そこを移動する速度若しくは検出器又は分析されている試料の嗅覚評価を実施する個人の鼻に到達する速度を制御することが可能になる。この機器は、香料技術において「ＧＣ−スニフィング」又は「ＧＣ−オルファクトメトリー」、すなわち、単一又は２重のカラム装置から溶出された任意の臭気物質の人間の鼻による検出として一般的に公知の理想的な条件を提供し、これにより香料の見地から重要であるか又は臭いの質を制御する役割を担う物質の同定が可能になる。
【００６５】
更に示す実施例から明らかになるように、本発明にかかる機器の「２重濃縮」（２重冷却）機能に連結された第１のカラムの下流の検出器の存在により、第１のカラムにおいて得られた重なるか又は広がった任意のピークの時間の分離を改善し、そしてこのように調香師か又は他の評価者による有益なピーク／成分の同定を簡略化することが可能になる。このことは実際、かかる重なるか又は広がった任意のバンドの第２のカラム及び／又は調香師の鼻への到着を制御することによって自由に遅延させる可能性から生じ、これはターゲットバンドが第１のカラムから溶出した直後にこれらを検出し、次いで流路の少なくとも２箇所のそれぞれの冷却領域内のそれぞれのバンドの滞留時間をかつ別個に制御することによって行う。
【００６６】
熱調節、すなわち流路の冷却、濃縮領域内の滞留時間を自由に制御する可能性はまた、第２のカラム又は分離手段が、高速分離装置又は高速ＧＣカラムであることをもはや必要としないことを意味し、このことはクライオ制御を有する従来技術の装置の場合とは異なるものである。２つ又はそれより多い熱調節器内での固有の別々のバンドの滞留時間を、別個に制御可能であるので、任意の１つのバンドが第２のカラムにか又は調香師の鼻に到着することを確保することが可能であり、このことは、第１のカラムからの種々のバンドの溶出速度により自動的に指示されるのではなく、２つ又はそれより多い冷却／濃縮領域内の前記の１つの第１のバンドに続く任意の後続のピークを、第１のバンドが後続のピークと重ねずに慣用のＧＣキャピラリーカラムを通って完全に溶出するのに必要な時間にわたって保持することにより要求のとおりに調節された時間の後になされる。
【００６７】
一般的に、本発明にかかる機器又は装置は、化学物質試料が未だガスでない場合に化学物質試料を気相に変換する手段を有する。好ましくは、この化学物質試料は、受容ポートに入れた後、かつ流路を流通させる前に蒸発させる。
【００６８】
この流路の第１の冷却／濃縮領域の上流に設けられた検出手段は、化学化合物のある化学的又は物理的特性を測定可能な電子的反応に変換する手段である。この検出手段は、化学物質試料の流体流中に存在する化学物質を検出することができる。この検出手段は、化学物質試料中の化学物質又は化学物質試料中に存在しうる化学物質を検出するのに適切な任意の種類であってよい。本発明に使用してよい検出手段の一般的な例は、例えば質量分析、任意の公知のイオン化型検出器、分光検出器等である。この検出手段には、表示手段が接続されていることが好ましい。この表示手段は、化学物質試料中の所定の化学物質の存在を示すことができる。本発明に使用してよい表示手段の一般的な例は、例えばチャート式記録計、電子データ収集手段、電子式インテグレータ又はコンピュータ取得及び表示手段である。
【００６９】
熱調節手段は、標準的な公知の熱手段であってよい。この熱調節手段が冷却手段であれば、これらは冷媒、例えば液体二酸化炭素、液体窒素又は任意の冷却ガスを有してよい。この熱調節手段は、電気的（熱電気による冷却加温）系、例えばペルチェ冷却装置であってよく、この装置の冷却された側面を使用して分離手段を冷却する。
【００７０】
この熱調節器は、事前に引用した国際公開ＷＯ２００３／８２４２７号の実施例に記載されている１つ又は複数の冷却及び／又は加温ガスジェットから構成されていてもよい。かかるジェット調節装置は、流路に沿って可動であってもよい。
【００７１】
本発明の特に有用な実施態様によれば、熱調節手段は、流路手段に対して手動又は自動で移動できる冷却手段又はクライオトラップである。この熱調節手段は、操作者により手動でか又は液圧手段、磁気的手段、機械的手段又は電子的手段により移動させてよい。移動は、自動か、事前にプログラムされているか、コンピュータ制御等であってよい。
【００７２】
この実施態様においては、冷却手段は、流路に対して移動して、流路の任意の部分を冷却することが可能であってよい。この冷却手段は、流路に対して、化学物質試料の流体流の流れの方向か又は化学物質試料の流体流の流れの逆方向に移動させてよい。この移動は、遅延が所望される移動を重なるピーク又はバンド間の分離時間に調節するために中断させてよい。好ましくは、冷却セクション中の化学物質をそれらが基本的に運動停止する程度に冷却する。
【００７３】
好ましくは、この冷却手段は、化学物質試料をー２００℃〜１００℃の温度に冷却することができる。好ましくは、この冷却手段は、化学物質試料を、流路の残部内の化学物質試料の温度より低い５０〜１５０℃の温度に冷却する。
【００７４】
従って、本発明にかかるこの実施態様においては、化学物質試料の流体流の移動を、冷却手段を変位させることにより制御することができる（この試料が冷却手段により冷却された１つ又はそれより多い領域内に存在する場合、その移動は所望のかつ事前に設定された滞留時間にわたって顕著に低下するか又は完全に停止させることができる）；冷却の前の化学物質試料流の流れの方向とは反対方向へ冷却手段を変位させると、この試料の加温を可能にし／惹起し、次いでこの移動は後続の１つ又は複数の冷却事象に向かい再開する。
【００７５】
更に示す本発明の更により好ましい実施態様においては、この流路手段の濃縮部がループの形であり、本発明にかかる機器は単一の移動可能な熱調節手段、すなわち冷却手段を必要とし、これにより特に簡単かつ費用効果が大きくなる。
【００７６】
この熱調節手段は、固定し、かつ代替的に試料を冷却及び加温可能か又は少なくともそれが温まるまで放置可能であってもよいことは勿論であり、これはＷＯ２００３／８２４２７号の実施例について記載されている。
【００７７】
本発明を実施するその他の考えられる様式は、クライオ制御式ＧＣ法に精通する当業者には明らかであり、これは流路手段及び熱調節手段を、化学物質試料の流体流の冷却、これに続く加温、そしてこれにより２つの分離領域、すなわち２つのＧＣカラム又はことによるとＧＣカラムと人間の鼻との間の流路手段を沿う移動の低下／停止、そして再開が可能なように実現化する種々の考えられる様式を組み合わせることによる。
【００７８】
冷却手段は、任意の時間にわたって流路に対して固定して保持してよい。一般的に、試料は十分の数秒ないし数十分の時間にわたって濃縮してよい。
【００７９】
上述のとおり、本発明にかかる機器により、化学物質試料の流体流を少なくとも２回、冷却し、次いで加温することが可能になる。このことは、上述の１つ又は複数の熱調節手段を、流路手段の２つの分離領域（すなわち、ＧＣカラム）の間に提供することにより達成することができる。
【００８０】
本発明の実施態様による図１ａ）を参照すると、本機器は、化学物質試料の受容ポートとしてのインジェクション手段と、第１の検出手段に先行する第１の分離手段とを有し、かつ濃縮領域は、第２の分離領域の前に位置する少なくとも２つの冷却トラップに提供される。
【００８１】
この本発明の実施態様においては、図１ｂ）に示したように、化学物質試料を場合によりキャリア流体と一緒に、第１の分離カラム中にインジェクトし、そして濃縮されるべきその部分の同定が可能な検出器に付す。この試料は第１の冷却領域に移行し、該領域ではこの試料の移動は、第１のカラムの後に得られたＧＣスペクトルの特性の関数として、遠隔制御コンピュータを介して事前に設定された時間にわたって遅延、特に好ましくは停止する。次いで、冷却手段の移動か又はその加熱の何れかを行うことにより第１の冷却地点の温度を上げ、そして試料は、第２の冷却地点への移動を再開し、該地点でその移動は所定の時間にわたって再び低下し、この後に試料は第２の検出手段に接続された第２のカラムを流通する。図１に示す実施態様において使用される冷却用流体はＣＯ2であるが、本発明の必須の特徴を変更せずに他の冷却手段を使用してよいことは勿論である。第２の分離手段の流出ポートに接続された検出器は、任意の適切な検出器、例えば第１の検出手段に関して本文中において上述した検出器である。
【００８２】
図２に示した本発明にかかる機器のより好ましい別の実施態様によれば、流路手段は、２重のストランドループとして形成された冷却／濃縮領域を有し、かつこの特有の熱調節手段は、そのループ内に配置され、種々の時点で両方のストランド中の試料の冷却を提供する。流路手段は、２重のストランドループの第１の冷却／濃縮領域の上流の第１の分離領域又はＧＣカラムの後の検出手段に提供される。
【００８３】
本発明の他の実施態様は、２重のストランドループと、試料がこのループセクションを移行した後に連続して提供される更なる熱調節領域とを組み合わせてよい。一般的条件においては、流路手段の冷却／濃縮部は、２つか又はそれより多い熱調節領域、すなわちクライオ調節領域内における化学物質試料の滞留時間制御の最大の柔軟性を可能にするのに便利な任意の形及び長さを呈する。
【００８４】
図３に示した好ましい実施態様においては、本機器は、３つのセクション、すなわち第１の分離セクションのカラム１と、接続セクションと、第２の分離セクションのカラム２とからなる流路を有する。この接続セクションは、ループの形で存在する。検出手段は、第１のカラムと、一般的には接続セクションの一部であるループとの間に提供する。可動冷却手段は、この接続セクションに沿って提供する。化学物質試料は、受容ポート内にインジェクトし、そして蒸発させ、そして第１の分離セクションに沿って流す。第１のカラム中においては、化学物質試料中の化学物質を粗く分離して化学物質のバンドを得る。この化学物質のバンドをバンド検出可能な検出手段により検出して、そして濃縮及び第２のカラムでの更なる分離を必要とするバンドとして同定することが可能である。次いで、こうして同定された化学物質試料、すなわち標的のピーク又はバンドは、冷却手段に付された流路手段の領域に到達するまで接続セクションに流通する。この第１の化学バンドは、最初に冷却手段に付された流路の領域に達する。この冷却手段の温度に応じて、この冷却手段に付された化学物質試料は、冷却セクション内で低速するか又は停止し、従ってこの化学物質のピークは冷却セクション内で濃縮される。化学物質試料からの全ての化学物質のバンドが冷却手段により停止又は低速すると、次いでこの冷却手段はループに沿って別の領域に移動する。この冷却手段が流路に沿って移動すると、この低速又は凍結した化学物質のバンドは周囲の熱又は加熱手段により再び可動となり、そしてループに沿って第２のストランド冷却領域（この場合、第２のループストランド）へ移動し始め、その移動を上述のとおり再び低速又は停止させ、そして再開させる。次いで、このバンドは第２のカラムに沿って進行する。濃縮された化学バンドは第２のカラムの末端に達すると、流出ポートからシャープなバンドで放出され、それは検出手段により検出され、表示装置に中継される。
【００８５】
本発明によれば、１つ又は複数のターゲットピークの溶出のためにクロマトグラム中にピークフリーの領域がもたらされる。純粋な「ハートカット」が１つ（又は幾つか）のピークを第１のカラムから第２のカラムにトランスファーするにすぎない一方で、本発明によれば、この２つのカラム間の分析物のトランスファーを、同じＧＣカラムの２つのストランドを冷却する極低温トラップの使用により遅延させることができる。
【００８６】
このクライオトラップは、例えば、図２に示すように、同じキャピラリーカラムの２つのストランドが挿入されたＴ字型の管であってよい。このクライオトラップの動作は手動操作でき、かつこのトラップに付属する棒材を使用して外部のオーブンから保護することができる。
【００８７】
しかしながら、好ましくは、このクライオトラップは、図４に示すようにクロマトグラフのコンピュータにより自動操作するか又は遠隔制御する。かかる自動化インターフェースは、例えば、特にＬＭＣＳ（長軸方向調節極低温システム（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｌｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｙｒｏｇｅｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ）、冷却／加熱ジェット等、すなわち、包括的多次元ガスクロマトグラフィー（ＧＣ×ＧＣ）用の調節器として提案された任意の種類の熱制御であってよい。ＧＣ×ＧＣと比較して、このトラッピングは固定された頻度で適用するのではなく、ターゲットピーク又はその群の保持時間の関数としてプログラムする。
【００８８】
トラップされるべき１つ又は複数のピークを検出するために、ガス流の分画は死空間を有しないクロスピースの使用により、第１のカラムの後の、好ましくはクライオトラップの前のＦＩＤに向けてスプリットする。
【００８９】
この死空間を有しないクロスピースは、圧力計にか若しくは所望により補充ガスを第２のカラム中に添加することができる流量調節器又は圧力調節器に接続してもよいが、本発明の装置はかかる構成を省略する。
【００９０】
本発明は、第１のカラムからの１つ又は複数のターゲットピークを第２のカラムのフリーの領域内にトランスファーすることを達成するクライオトラップの特定の操作を含む。例として、手動操作系（図２）又は市販の極低温トラップ（ＬＭＣＳ）を使用する場合、この極低温トラップにより冷却領域内の分析物の溶出を停止させることができる。次いで、このトラップを移動させると、この冷却領域をＧＣオーブンにより再び加熱し、そして分析物を極めて狭いピークとして再びインジェクトする。図５を参照すると、このトラップ動作はＧＣワークステーションにより以下のシーケンスにより遠隔制御する：
（ａ）待機位置（図５．１）：ターゲットピークに先行するピークがトラッピングストランド内にトラップされる。
（ｂ）ターゲットピークのトラッピング（図５．２）：ターゲット領域はトラッピングストランド内で停止する一方で、先行するピークはインジェクションストランド内にトランスファーされる。
（ｃ）待機位置への戻り（図５．３）：ターゲットピークは依然としてトラッピングストランド内で停止している。先行のピークは第２のカラム中にインジェクト可能である。
（ｄ）プレインジェクション（図５．４）：ターゲット領域は、トラッピングストランドからインジェクションストランドにトランスファーされる。先行するピークは第２のカラムにインジェクトされる。後続のピークは、トラッピングストランド内で阻止される。
（ｅ）待機位置への戻り（図５．５）：ターゲットピークは、インジェクト可能である。後続のピークは、依然としてトラッピングストランド内で阻止される。
（ｆ）インジェクション（図５．６）：ターゲット領域は、第２のカラム中にインジェクトされる。後続のピークは、トラッピングストランドからインジェクションストランドにトランスファーされる。このピークは、このインジェクションストランド内に保持される。
【００９１】
これらの段階間の時間遅延は、ターゲットピークの保持時間、その持続時間及びターゲット領域の前後での妨害ピークの存在に依存する。この遅延は、ＧＣワークステーションの外部事象により、分析者により保持時間の関数として調節することができる。
【００９２】
この新規インターフェースの主な利点の一つは、その簡易さである。このインターフェースは、いかなる流量調節又は圧力調節をも必要とせず、かつ慣用のキャピラリーカラム並びに高速ＧＣカラムと適合する。接続部品（フューズドキャピラリーコネクター）の使用により、クロマトグラフィー系内において死空間の形成が回避される。更に、分析物は、潜在的に反応性を示す材料、例えば金属部品と接触せず、このことは硫黄含有材料のような化合物を分析する際に非常に重要である。
【００９３】
本発明の別の実施態様においては、以下の段階
ａ）化学物質試料を流路内に挿入し、そしてこの化学物質試料をこの流路内に流通させることを可能にする段階；
ｂ）この流路の一部を所定の温度に冷却し、そしてこの所定の温度を熱調節手段の使用により維持する段階；
ｃ）この流路の冷却部内で所定の時間にわたって化学物質試料の一部を蓄積させ、これにより第１の濃縮バンドを形成させる段階；
ｄ）この流路の冷却部の温度を変えて、それを加温し、そしてこの流路の第１の冷却部内の化学物質試料の第１の濃縮バンドを放出する段階；及び
ｅ）段階ｃ）〜ｄ）を所望の回数だけ繰り返して、これらの段階を繰り返した回数と同じ数の後続の濃縮バンドを得る段階を含み：
（ｉ）段階ｃ）の前に、この化学物質試料を、こうして濃縮されるべき化学物質試料の１つ又は複数の部分を同定可能な検出手段に付し；そして
（ｉｉ）それぞれの濃縮バンドを、少なくとも第２の冷却及び加温のシーケンスを介して少なくとも第２の濃縮段階に付す、化学物質試料中の化学物質を濃縮する方法を提供する。
【００９４】
この化学物質試料は、流路手段を通るキャリア流体流内で運搬される。
【００９５】
本発明にかかる装置は、多次元ガスクロマトグラフ（ＭＤＧＣ）機器の一部として使用して、化学物質の複合混合物を分離及び分析するか又はこの成分の嗅覚特性を評価することができる。
【００９６】
この使用例を、以下により詳細に、かつ図面に示した好ましい実施態様を参照することにより説明する。
【００９７】
一般的条件
１．使用材料
ヒヤシンスオイルをＱｕｅｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社（ナーデン、オランダ）から、ジャスミンオイルをＤａｎｉｓｃｏ社（ツーク、スイス）から、かつラベンダーオイルをＦｉｒｍｅｎｉｃｈ  ＳＡ社（ジュネーブ、スイス）から入手した。市販の試験試料は、ベルガモットオイルであった。全種の純粋な化合物は、分析用（純度＞９７％）であったが、但しα−イソメチルイオノンは除く（＞９５％）。α−イオノン、β−イオノン、（＋／−）−リナロール及び（−）−リナロールをＦｌｕｋａ社（ブッフ、スイス）から、α−イソメチルイオノンをＢｅｄｏｕｋｉａｎ社（ダンベリー、アメリカ合衆国）から、テトラヒドロリナロールをＢＡＳＦ  ＡＧ社（フランクフルト、ドイツ）から、かつＺｅｓｔｏｖｅｒ(R)（２，４−ジメチル−３−シクロヘキセン−１−カルバルデヒド）をＧｉｖａｕｄａｎ社（ベルニエ、スイス）から購入した。ノナナール、テルピノレン及びフェニルエタノールをＦｉｒｍｅｎｉｃｈ  ＳＡ社からは、入手した。化合物及び混合物を、インジェクション前にエチルアセテート（分析用、ＳＤＳ社、ペイパン（Ｐｅｙｐｉｎ）、フランス）の使用により１：２０(容量／容量)に希釈した。
【００９８】
２．ガスクロマトグラフィー
ＭＤＧＣ分析は、２つの水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）及び長軸方向調節極低温システム（ＬＭＣＳ、Everest model unit  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｃｏｎｃｅｐｔｓ社、ドンカスター、オーストラリア）を備えた６８９０Ｎガスクロマトグラフ（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社、ウィルミントン、アメリカ合衆国）にかつ使用して実施した。保持アフィニティの異なる２つのカラムを、ＬＭＣＳクライオトラップを導通する不活性化シリカキャピラリー（０．５ｍ×０．２５ｍｍ  ｉ．ｄ．、Ｓｕｐｅｌｃｏ社、ブックス、スイス）を介して連続的に接続させた。水、酸素及び炭化水素についてフィルターで精製したヘリウムをキャリアガスとして使用し、そして一定の圧力で移送した。試料（１μｌ）を、１／５０のスプリットでインジェクトした。クロマトグラフィーの構成及び条件を、第１表にまとめる。全ての機器のパラメータ及びデータ取得は、Ｇａｌａｘｉｅ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍソフトウエア(Ｖａｒｉａｎ−ＪＭＢＳ社、フォンテーヌ、フランス)を介して制御した。
【００９９】
第１表：種々の実施例に使用した分析条件
【表１】
2007538249.tif 000003
【０１００】
３．２重の冷却ストランドインターフェース
この２つのカラムに接続するキャピラリーは、巻き型にしてループを形成させてストランドをＬＭＣＳのクライオトラップに導通させた（図３）。第１のカラムを出た流れを、不活性フューズドシリカ「Ｙ」型コネクターにより２つの部分流にスプリットした。この一方の部分流をこのキャピラリーループにハイフネーションさせる一方で、この第２の部分流を第１の水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）に接続させてトラップされるべきピークを検出した。このループの流出口は、ガラス被覆されたミニユニオンキャピラリーコネクター（ＳＧＥ社、コートダボーフ、フランス）を介して第２のカラムの流入口に接続させた。この第２のカラムの流出口を、第２のＦＩＤに直接接続した。必要であれば、この第２のＦＩＤをＭＳ又は臭い嗅ぎポートと並行して接続した（下記参照のこと）。ＬＭＣＳは、ワークステーションの外部事象により、保持時間の関数としてモニタリングした。クライオトラップは、液体二酸化炭素により冷却した。
【０１０１】
４．質量分析（実施例５）
質量分析検出のために、第２のカラムの流出口の流れを第２のＦＩＤとイオントラップ型検出器（ＩＴＤ８００、Ｆｉｎｎｉｇａｎ社、サンホゼ、アメリカ合衆国）との間で、Ｇｅｒｓｔｅｌ社のクロスピースによりスプリットした。このＩＴＤトランスファーライン（不活性化キャピラリー、０．４５ｍ×０．２５ｍｍ）は、２５０℃に加熱した（流量は１ｍＬ／分であった）。補充ヘリウム（１ｍＬ／分）を、このクロスピースを介して添加した。このマススペクトルは、７０ｅＶのイオン化ポテンシャル下で取得した。取得される質量範囲は、３３＜ｍ／ｚ＜３２０の原子質量単位（ａｍｕ）であった。化合物は、Ｆｉｒｍｅｎｉｃｈ社の国際データバンクの実験データと比較することにより、かつ基準試料の保持時間と比較することにより同定した。
【０１０２】
５．スニフィングの方法
ＭＤＧＣ−オルファクトメトリー（実施例６）
嗅覚検出のために、第２のカラムの流出口の流れを、フューズドシリカ「Ｙ」型コネクターを介して２つの部分流にスプリットし、それを第２のＦＩＤ及びサーモスタット調節され２００℃で維持されたトランスファーライン（１ｍ×０．２５ｍｍ、Ｓｕｐｅｌｃｏ社）に向けた。このラインは、Ｄｅｗａｒ型の臭い嗅ぎポート（真空下での銀で被覆された２重のジャケットガラスポート）により終結させて、パネリストの鼻をトランスファーラインの高温部から隔離した。
【０１０３】
７人の評価担当者のパネルを選択した（男性４人、女性３人、年齢２５〜５５歳）。その全員を、定期的にスニフィングのセッションに参加させた。１０分のセッションの間、評価担当者らに第２のカラムから溶出された香気を自由に説明するよう求めた。嗅覚ピークの開始時間及び終了時間並びに臭いの説明を記録した。この７つの個々のアロマグラムを、ポリエンら（Pollien et al.）によりJ. Agric. Food Chem. 1997,45,2630-2637に掲載された検出頻度法により平均した。
【０１０４】
リナロールエナンチオマーの嗅覚特性決定（実施例９）
エナンチオマーの嗅覚特性決定のために、クライオトラップの流出口を、ヒューズドシリカ「Ｙ」型コネクターを介してＦＩＤ及び上述と同じ臭い嗅ぎポートに直接接続した。パネリストは調香師であった。嗅覚ピークの開始時間及び終了時間及び臭いの説明を記録した。この実験を３回繰り返した。
【０１０５】
６．データ処理
ピークの高さ、半値幅及び分割を、Ｇａｌａｘｉｅ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｄａｔａ  Ｓｙｓｔｅｍソフトウエア（Ｖａｒｉａｎ−ＪＭＢＳ社）により算出した。２つの連続するピークの間の分割は、以下の式：
【数１】
2007538249.tif 000004
により算出した：
この式中、Ｒｔ1及びＲｔ2は、それぞれ第１及び第２のピーク保持時間を示す；ω1及びω2は、それぞれ第１及び第２のピークの半値幅である。
【０１０６】
実施例１
手動操作インターフェース
極めて簡単なクライオ制御を、図２に示すようにカラムループの２つのストランドをＴ字型ステンレス鋼管内に導通させることにより実現した。液体ＣＯ2を、このＴ字部の第３の枝路に入れた。２つのカラムストランドに沿ったこのＴ字部の変位を、外部オーブンからこのＴ字部に付属する棒材を用いて手動で実現した。この両方のカラムを、死空間を有しないクロスピースを使用して一緒に接続した。このクロスピースを、水素炎イオン化検出器に不活性化キャピラリーを介して接続し、かつ圧力調節器に接続した。
【０１０７】
リナロールエナンチオマーは、２，６−ジ−Ｏ−メチル−３−Ｏ−ペンチル−β−シクロデキストリンカラムを使用すれば十分に分離されることが公知である。予備試験として、このラセミ化合物を、図４の構成であるがクライオトラップを有しないＭＤＧＣ内にインジェクトした。エナンチオマーは分離されなかった（図６Ｂ）。第２の実験においては、第１のカラムから溶出するリナロールのピーク（図６Ａ）を、１２〜１４分の間でトラップし、次いで図４の方法によるキラルカラムにトランスファーした。インターフェースのクライオ制御により提供されたピークを再びフォーカスすることにより、エナンチオマーは分割された（図６Ｃ）。この３つのクロマトグラムにおいては、第２のカラム時間の溶出時間は♯１１分であった。Ｃにおいてリナロールが明らかに遅く溶出しているのは、インターフェース内におけるピークトラッピング及び１５分での再インジェクションによるものである。
【０１０８】
市販のベルガモットエッセンシャルオイルを、同じ条件下でインジェクトした。リナロールのピークは、基準ベルガモット圧搾オイルの場合には（＋）異性体は０．５％の範囲内（H. Casablanca, et al. mJ.High Resol. Chromatogr. 1998, 27,107-112）であるはずのところ、（＋）異性体の顕著な比率を示した（図７）。この事実は、市販のベルガモットエッセンシャルオイルは相当のラセミ体のリナロールで希釈されていたことを示唆するものである。
【０１０９】
実施例２
無極性カラムと極性の第２のカラムとの遠隔制御ハイフネーション（図８）
α−イオノン及びβ−イオノンは、しばしば同じ香料の配合物、例えばスミレ様フレグランス中に使用されるが、これらはアレルゲンの疑いのある痕跡量のα−イソメチルイオノンを含有することがある。単一の無極性カラム（ＰＤＭＳ型）か又は単一の極性カラム（カーボワックス型）の何れかによるα−イソメチルイオノンと、α−イオノンと、β−イオノンとの分離は、一般的には１次元ＧＣの限度を例示する。α−イソメチルイオノンは、無極性カラム及び極性カラム上でそれぞれβ−又はα−イオノンと同時に溶出する。この全ての３種の化合物は構造的に関連しているので、α−イソメチルイオノンの豊富なＭＳイオンは厳密にはこの化合物の特性を示さず、ピークのデコンボリューションが生じる。
【０１１０】
しかしながら、本発明にかかるＭＤＧＣ機器は、ターゲット成分を、単一カラム分析を使用する際に妨害すると見られる両方のピークから分割することができた。
【０１１１】
市販のイオノンのブレンドを、無極性の第１のカラムを極性の第２のカラムに連結させたＭＤＧＣ内にインジェクトした（第１表）。第１のカラムの後に、α−イソメチルイオノンは、α−イオノンから分離されたが、β−イオノンと同時に溶出した（点線、図８）。２重の冷却ストランドインターフェースにより制御されたトランスファーの後に、α−イソメチルイオノンはα−イオノン及びβ−イオノンから明らかに分離された（実線、図８）。
【０１１２】
第２表に、種々のトラッピング事象をまとめる。図８で見られるピーク高さの増大は、「効率及び選択率の改善」の部で説明する。
【０１１３】
第２表：クライオトラッピング事象
【表２】
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【０１１４】
実施例３
遠隔制御インターフェースを用いる複数のハートカット
弁か又は空気式切換を基礎とする従来から公知のＭＤＧＣ器具によれば、１回の運転の間に幾つかのハートカットを実施して、第１のカラムにおいて同時に溶出されたピーク群を第２のカラム中において更に分離することができる。以下の実施例は、かかる複数のトランスファーが２重の冷却ストランドインターフェースにも適していることを説明するものである。
【０１１５】
ジャスミン及びヒヤシンスのエッセンシャルオイルのブレンドを、実施例２と同じクロマトグラフィー条件下でインジェクトした。このブレンドは、無極性カラムを使用すると、同時溶出及び重複を示した（２０．９１分でβ−ピネン及び２−（２−エトキシエトキシ）−１−エタノール、２５．１９分でリナロール及びフェニルエタノール、図９を参照のこと）。２つのトラッピング／放出のシーケンスを、第３表により同じ運転内で行った。これらの４つのピークを、第２のカラムのフリーの領域内に溶出させ、これは顕著な分割を示した。
【０１１６】
かかる場合においては、本発明のインターフェースの、近接して溶出された２つピークを別個にトラップする能力は、トラッピングストランドからインジェクションストランドへのピークのトランスファー速度によってのみ制限される。このことは、原則的に、キャリアガスの速度とほぼ同じの速度のループ内の分析物の速度に依存する。予備実験においては、例えば、このキャリアガスの平均速度は３０ｃｍ．ｓ-1であり、これは両方の冷却ストランド間のこの２５ｃｍのキャピラリーが８３０ｍｓ後に交わることを意味する。極低温トラップ動作及びカラム再加熱時間は、この段階と比べるとそれほど重要ではない。それというのも、この極低温トラップはこの冷却領域から１０ｍｓ未満の後に移動して離れることができる一方で、この冷却カラムは優勢なオーブンの温度に１０〜１５ｍｓ以内で温まるからである(R.M. Kinghom et al. in J.High Resol. Chromatogr. 2000, 23, 245-252)。これらの観察がクライオトラップに導通する単一のストランドに対応する場合であったとしても、これらの時間の規模はクライオトラップの２重のストランドについても同じままであると考えられた。実験的に、２つのターゲットピークの別々のトラッピングが可能になるためには、これらの保持時間の差異が１秒を超過しなければならないことを観察した。
【０１１７】
第３表：２つの冷却ストランド内の分析物のトランスファーを制御する時間事象の表
【表３】
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【０１１８】
実施例４
複合混合物のキラル分割
天然製品は、しばしばキラル化合物を含有し、そのエナンチオマー純度はその出所に依存する。このエナンチオマー比の測定は、試料の出所及び考えられる不純物混和を特性決定する有用な手段である。天然油は比較的複雑であるために、キラル化合物を、このＭＤＧＣ系のキラルカラム中での分割の前に第１の非キラルカラムにより他のものから単離することがしばしば必要となる。ベルガモットエッセンシャルオイルを、１次元目としての無極性カラムを２次元目としてのキラルカラム（２，６−ジ−Ｏ−メチル−β−シクロデキストリン、第１表）に接続させたＭＤＧＣ内にインジェクトした。第２のカラムのピークフリーの領域内へのリナロールの再インジェクションにより、ベースラインの分割（α＝１．９４、図１０）及びエナンチオマー割合の正確な測定（１５／１００、＋／−）をすることができた。これらの値は、天然ベルガモットにおいて見込まれる割合（０．５／１００）（H. Casablanca et al. in J.High Resol.Chromatogr. 1998, 21, 107-112）とは異なるものである。このことは、ラセミ化合物の添加を伴う不純物混和を示唆している。これと同じ結果が、手動操作の濃縮／冷却領域（実施例１を参照のこと）を有する本発明にかかる機器について観察されている。
【０１１９】
実施例５
低速検出器へのハイフネーション、ＭＤＧＣ／ＭＳ
両方のカラムは古典的な流れの条件下で操作されるので、サンプリング速度が小さい検出器、例えば四重極ＭＳ、イオントラップ型ＭＳを本発明にかかる機器に使用してよく、これは高速検出器が必要な公知の包括的ＧＣとは異なる。
【０１２０】
四重極質量分析計を、第２のカラムの後にＭＤＧＣ系に連結させた。この構成を試験するために、１次元目で同時に溶出する６種の化合物を含有するフレグランスモデル混合物をインジェクトした（テルピノレン、ノナナール、テトラヒドロリナロール、Ｚｅｓｔｏｖｅｒ(R)、リナロール及びフェニルエタノール、図１１ａを参照のこと）。
【０１２１】
このフレグランスモデル混合物を、２重のストランド冷却インターフェースを備えたＭＤＧＣ−ＭＳ系にインジェクトした。同時に溶出された化合物（２０．９０〜２１．５０分）をクライオトラップして（図１１ｂの淡灰色の領域）そしてピークフリーの領域の第２のカラム中に再びインジェクトした。全種の構成成分は完全に分割され（図１１ｂ）、そしてイオントラップ型ＭＳにより明瞭に同定した（第６表、実施例７）。
【０１２２】
実施例６
低速検出器へのハイフネーション、ＭＤＧＣ／オルファクトメトリー
別の重要かつ有効な低速検出器は、人間の鼻である。人間の鼻は特に、香料、フレグランス及び異臭分析の分野において利用される。溶出ピークは、十分に知覚されるほどの強度でなければならず、かつ適切な嗅覚の記述語をそれらに割当てるパネリストによる評価が可能になるほど純粋でなければならない。質量分析計に代えて、臭い嗅ぎポートを第２のカラムの末端に接続した（クロマトグラフィー条件は第１表にまとめた）。実施例５と同じモデルフレグランス混合物をインジェクトし、そして７人の異なる評価者に第２のカラムから溶出する臭気物質を嗅がせ、かつそれを自由な語彙を用いて記載させた。この７つの個々のアロマグラムを、平均し、そして得られたプロファイルをＦＩＤシグナルと比較した（図１２）。全てのピークは、ベースライン分離され、かつ顕著に検出された。評価者の記述語は、文献からの記述語に完全に当てはまるものであった（第４表）。
【０１２３】
第４表：溶出する臭気物質についての文献の記述語とパネリストの記述語との比較
【表４】
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【０１２４】
実施例７
本発明にかかる機器の効率及び選択率の改善
キャピラリー内の分析物のクライオトラッピングは、それらを再びフォーカスすることが知られている。これにより、クロマトグラフィーピークの分割及び高さが改善され、こうして複合混合物中の痕跡の検出の選択率が増大する。ターゲットピークの形状及び分割を、クライオフォーカスを行う場合と行わない場合とで比較し（すなわち、トラッピングを有しない又はトラッピング／再インジェクションのシーケンスを有する連続する２つのカラムの何れか、第５表を参照のこと）、これは実施例２、４及び５において使用された材料についてのものである。
【０１２５】
クライオフォーカスの不存在下ではリナロールはほとんどキラル分割されなかったので、これらの条件下ではその面積、高さ及び半値幅を算出できなかった。トラッピングを有するか又は有しない場合でもピーク面積が同一であることにより示されるように、クライオフォーカス及び再インジェクションによっては、検出される分析物の質は変わらなかった（第５表）。一般的な観察として、ターゲットピークの高さ及び分割は、２〜４倍だけ増大した一方で、半値幅は２〜７倍だけ低下し、これによりこれらの化合物の選択率が改善された。結果として、ピークの形状が改善されると、ＭＳ検出器を使用する際に、より良好な同定がもたらされる（第６表）。
【０１２６】
第５表：クライオトラッピングを行うか又は行わない（それぞれ、通常の文字及び太字）ＭＤＧＣを使用するピークの面積、高さ、半値幅及び分割の比較
【表５】
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【０１２７】
第６表：トラッピングを行うか又は行わないＭＤＧＣ中にインジェクトされたフレグランスモデル混合物の構成成分のＭＳ同定の質の比較
【表６】
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【０１２８】
実施例８
両方のカラムを異なる温度で操作するための単一のオーブンの使用
１次元目から得られる化合物の溶出温度は、２次元目におけるその分割にとって大きすぎることがある。特に、エナンチオマー分割が極めて温度依存性であるキラル用の２次元目を用いる場合である（V. Schurig, Journal of Chromatography A 2001, 906, 275-299）。この状況は、両方のカラムを異なる温度で操作するために２つの別々のオーブンを必要とする。本発明にかかる機器を使用すれば、インターフェース内のターゲット化合物の制御されたトラッピングにより、この分析物を第２のカラム中に再びインジェクトする前に、オーブンを第２のカラムに必要とされる最初の温度に急冷する。この性能を説明するために、ラベンダーオイルの２つの主なキラル構成成分のリナロール及びリナリルアセテートを、同じ分析中で分割した。これらの化合物の制御されたクライオトラッピングにより、このクロマトグラフィー条件（２次元目への再インジェクション前のオーブンの冷却）を適用し、これらのラセミ化合物の非常に良好な分割を実現することができた。両方の化合物は、同じ分析の間に互いに無関係に分割された：リナロールは等温条件を用いて分割された一方で、リナリルアセテートは低速温度ランプの下で分割された（第７表を参照のこと）。両方の化合物のエナンチオマー比は、このラベンダーオイルが真性の天然エッセンシャルオイルであることを示唆している（図１３）。
【０１２９】
第７表：ラベンダーオイル中のリナロール及びリナリルアセテートの分割のための２つの冷却ストランド内の分析物のトランスファーを制御する時間事象の表
【表７】
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【０１３０】
実施例９
リナロールエナンチオマーの嗅覚特性についてのキラル分割の改善
多くのキラル化合物は、一方のエナンチオマーから他方のエナンチオマーにわたり異なる嗅覚を示すので、キラル化合物の広範な臭いへの嗅覚的な貢献はそのエナンチオマー比に依存しうる。非常に適切なキラルカラムを使用する場合でさえ、２つのエナンチオマー間で実現される分割は、パネリストが特性決定を良好に行うには顕著に不十分である。１次元目としてのキラルカラムと、２次元目としての臭い嗅ぎポートに接続された簡単なトランスファーラインとを組み合わせることにより、第１のエナンチオマーを溶出させ評価している間に第２のエナンチオマーを停止させることによってエナンチオマー間の時間間隔を増大させることが可能である。ラセミ体のリナロールの溶液を、１次元目としてのキラルカラムを備えたＭＤＧＣ内にインジェクトした。このキラル相は、２，６−ジ−Ｏ−メチル−β−シクロデキストリンであり、これはリナロールエナンチオマーを分離することができることが十分に知られている。３つのターゲット領域を以下のとおりに定めた：第１のピークの３分の２（淡灰色の領域Ａ、図１３）、次いで第１のピークの最後の３分の１並びに第２のピークの３分の１（淡灰色の領域Ｂ、図１３）、最後に第２のピークの最後の３分の２（淡灰色の領域Ｃ、図１４）。パネリストの最大限の快適さを実現するために、それぞれのピーク間の保持時間の差を１分に固定した。両方のエナンチオマーは、同じ運転の間に容易に評価することができた。かかる結果は、他の技術では得られないものであった。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１ａ】２つの分離手段と、２つの冷却／濃縮手段と、第１の冷却／濃縮手段の上流の検出器とを有する本発明にかかる機器の構成図である
【図１ｂ】流路に沿って連続して配置された２つの冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の側面の構成図である
【図２】手動操作することができ、かつ２重のストランドの２つの部分を冷却することができるように配置されたＴ字型のクライオトラップの側面の構成図である
【図３】２重のストランドループ部を有する流路手段上に設けられ、この流路手段と検出手段との間で種々の接続が使用される単一の冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の構成図である
【図４】２重のストランドループ部を有する流路手段上に設けられた単一の冷却手段を有するＭＤＧＣ機器の側面の構成図である
【図５】本発明にかかる２重の冷却ストランドインターフェースの作業原理の説明図である。全ての作業位置を説明する図である
【図６】実施例１に記載の分析条件下でのリナロールのガスクロマトグラフのトレースを示している
【図７】実施例１に記載の分析条件下での、不純なベルガモットエッセンシャルオイル中のリナロールのガスクロマトグラフのトレースを示している
【図８】実施例２に記載の条件下でのイオノンの分離を説明するガスクロマトグラフトレースを示している
【図９】実施例３によるジャスミンとヒヤシンスエッセンシャルオイルとの混合物のガスクロマトグラフのトレースを示している
【図１０】実施例４に記載の条件下での不純なベルガモットエッセンシャルオイル中のリナロールのＭＤＧＣ−キラル分析から得られたガスクロマトグラフのトレースを示している
【図１１ａ】混合物分析の１次元ＧＣ／ＭＳトレース（カラム  ＳＰＢ１（３０ｍ×０．２５ｍｍ×１．０μｍ）であり、黒線は全イオンクロマトグラムを、かつ点線はこれらの成分の選択的なイオンのトレースを示している
【図１１ｂ】実施例５に記載の、本発明によるクライオトラップを用いた同じ混合物の分析から得られたクロマトグラムである
【図１２】フレグランスモデルのＭＤＧＣ分析である
【図１３】ラベンダー油の２種の主なキラル化合物の同じ分析の間の分割から得られたクロマトグラムのトレースを示している
【図１４】嗅覚特性決定に関するリナロールのエナンチオマー分割及び分離改善のクロマトグラムのトレースに対応する
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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