(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスクロマトグラフシステム内で揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフィ方法において、
分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填し；
搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送し；
前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給し；
前記コラムの温度を制御して、前記サンプル化合物の分離を行ない；
前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物を水素炎イオン化検出器内に搬送し；
前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給し；
前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析するに際し、搬送ガス用、キャリアガス用および検出器用を含む前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスが、同時に生成される酸素から水素を分離することなく、単一の水電気分解装置によって生成されることを特徴とするガスクロマトグラフィ方法。
【請求項２】
前記サンプル注入装置は、気体サンプルで満たされたサンプルループとして動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記サンプル注入装置は、液体注入ガスクロマトグラフィインジェクタであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記サンプル注入装置は、ガス相または空気中のサンプルを吸着し、その後、サンプル熱脱離によってサンプルを注入することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記クロマトグラフは、分析温度で酸素に安定な材料を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフシステムにおいて、
分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填するための手段と；
搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送するための手段と；
前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給するための手段と；
前記サンプル化合物の分離を行なうために前記コラムの温度を制御するための温度制御手段と；
前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物をその後の検知のために水素炎イオン化検出器内に搬送する手段と；
前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給するための手段と；
前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析するための手段と；
を備え、搬送ガス用、キャリアガス用および検出器用を含む前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスが、同時に生成される酸素から水素を分離することなく、単一の水電気分解装置によって生成されることを特徴とするガスクロマトグラフシステム。
【請求項７】
前記サンプル注入のための手段は、気体サンプルで満たされたサンプルループによって構成されていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記サンプル注入のための手段は、液体注入ガスクロマトグラフィインジェクタによって構成されていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記サンプル注入は、ガス相または空気中のサンプルを吸着し、その後、サンプル熱脱離によってサンプルを注入することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記分析分離コラムは、その内面にサンプル吸着フィルムもしくは多孔層がコーティングされた開管状のコラムであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記分析分離コラムが充填コラムであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
前記分析分離コラムは、分析温度で酸素に安定な材料を使用したものであることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスクロマトグラフィのための方法および装置に関する。特に、本発明は、水素炎イオン化検出器を有する電気分解装置作動ガスシリンダ無しガスクロマトグラフ（ＧＣ−ＦＩＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスクロマトグラフィ（ＧＣ）は、揮発性化合物および半揮発性化合物の分析に多数の用途を見出している分析技術に広く使用されている。現在利用可能な幾つかのＧＣ検出器のうち、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）は、最も広く使用されている検出器であり、広範囲に適用できる。ＦＩＤは、水素拡散空気火炎中でＧＣコラムから抽出する有機化合物の燃焼、および、その後に有機化合物の燃焼から荷電種を生成することに基づいている。ＦＩＤは、丈夫で、信頼性が高く、高感度で、普遍的なカーボン選択検知能を有し、広いリニアなダイナミックレンジを有するとともに、応答が速く、高温動作能があり、再現性が優れているため、非常に有効な検出器である。その結果、ＦＩＤは、ＧＣ産業の標準的な検出器として選択され続けてきた。
【０００３】
しかしながら、ＧＣおよびＦＩＤの両者には、幾らかの質の高いガスを必要とするという大きな制限がある。このような制限は、ＧＣの動作の安全性を損なうとともに、輸送能力および研究室の外部での使用を厳しく制限し、また、使用コストおよび購入コストを著しく高騰させ、使用の容易性を低減させる。その結果、一般的に、熱伝導率検出器（ＴＣＤ）とともに携帯用のＧＣが使用される。ＴＣＤは、ＦＩＤよりも感度が低く、温度動作能が限られているとともに、水との干渉に晒される。他の検出器は光イオン化検出器（ＰＩＤ）である。しかしながら、ＰＩＤは、多くの用途において非常に選択的であり、半定量的である。そのため、ＰＩＤは、メタンやアセトンといった幾つかの重要な化合物を適切に分析することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
分離されずに予め混合された酸素と水素との可燃性混合気を生成するために水電気分解装置の使用を基本とする新規なタイプのＦＩＤが開発されてきた。この電気分解装置作動のＦＩＤ（ＥＦＩＤ）は、比較的低い流速の可燃性混合気を用いた予混合の理論酸素水素火炎を基本としている。異なるＥＦＩＤ火炎の他、更に、ＦＩＤの動作では、火炎フラッシュバックを防止するために、火炎チップの径を小さくする必要があり、また、水の凝縮を回避するために、ＦＩＤの排出ガスを加熱する必要がある。ＥＦＩＤは、その異なる火炎反応にもかかわらず、ＦＩＤのようにカーボン選択検出器として機能するとともに、僅かに高い感度をもって前述したＦＩＤの利点の全てを維持する。また、同じＥＦＩＤ電気分解装置は、窒素・リン検出器の動作のために使用されてきた。
【０００５】
ＥＦＩＤを使用すると、ＧＣにおける水素およびエアーガスシリンダの使用が過剰になる。また、ＥＦＩＤを使用すると、ＥＦＩＤの最適な動作のためにヘリウム補給ガスを使用しなくて済むため、ヘリウムキャリアガスの消費量がかなり減る。しかしながら、ＧＣインジェクタの動作のために、また、分析分離コラムのためのキャリアガスとして、ヘリウム、窒素、水素といった不活性キャリアガスが依然として必要である。酸素はＧＣ分離コラムを破壊するため、酸素を回避しなければならないということは、共通の認識である。また、酸素は、熱いインジェクタ内で化合物と反応して酸化することができる反応性ガスである。ＧＣから全てのガスシリンダを完全に除去するという難問が残されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤシステムに関する。このシステムは、基本的に、ＧＣ−ＦＩＤシステムの動作に必要な略全てのガスを生成するために水電気分解装置を使用することを特徴としている。本発明のシステムにおいて、水電気分解装置は、酸素と窒素との理論混合気を生成する。混合気は、酸素除去もしくはガス分離を全く伴うことのない、パージ・トラップ注入装置に必要なガスとして、分析分離キャピラリーコラム内のキャリアガスとして、ＥＦＩＤの単一のガス供給源として使用される。その結果、ガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤシステムは、消費可能材料として液体の水だけを使用し、毎分約１０ｍｇという僅かな量の水蒸気を周囲に放出する。本発明は、ガスクロマトグラフィシステムの全てのガス供給を与えるための方法として、以下の水電気分解の幾つかの重大な利点の認識に基づいている。
１）水は、安全で、無害で、環境に優しい材料である。
２）水は、豊富で容易に低コストで得られる液体である。
３）水は、その電気分解時に、水の容積の約２０００倍のガス量の酸素および水素の混合気を与える。
４）ガスと異なり、水は、安全上の問題点や圧縮ガスまたは可燃性ガスに関する制約がなく、飛行機などによって搬送することができる。
５）水の電気分解は、生成された所定流量のガスを吐出するために必要な圧力を形成する。
６）水の電気分解は、電解電流を制御することにより、簡単で非常に正確な全ガス流量制御に従う。また、酸素に対する水素の初期の理論比は、本質的に確保される。したがって、水電気分解装置は、高価な３チャンネル電子流制御に取って代わる。
７）水の電気分解は、有機化合物の不純物を全く伴わない超クリーンなガスを生成する。
８）水の電気分解は、その後にガス分離を伴うことなく、可動部が無い極めて信頼性の高いガス供給装置を提供する。
９）水の電気分解は、その後にガス分離を伴うことなく、他のガス発生源と比較してエネルギ消費量が非常に低い加圧ガス源を提供する。
１０）水の電気分解は、水素と酸素との分離をもって、ＧＣコラムキャリアガスとして作用する比較的不活性な水素ガスと、ＥＦＩＤ動作のために水素と混合する次のコラムのための酸素と、を供給することができる。
【０００７】
したがって、本発明では、ガスクロマトグラフシステム内で揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフィ方法が提供される。前記方法は、分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填し；搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送し；前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給し；前記コラムの温度を制御して、前記サンプル化合物の分離を行ない；前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物を水素炎イオン化検出器内に搬送し；前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給し；前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析し；前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスは、水電気分解によって生成されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、ガスクロマトグラフシステム内で揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフィ方法を提供する。前記方法は、分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填し；搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送し；前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給し；前記コラムの温度を制御して、前記サンプル化合物の分離を行ない；前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物を水素炎イオン化検出器内に搬送し；前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給し；前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析し；前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスは、同時に生成される酸素と水素とを分離することなく、水電気分解によって生成されることを特徴とする。
【０００９】
更に、本発明は、揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフシステムを提供する。前記システムは、分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填するための手段と；搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送するための手段と；前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給するための手段と；前記サンプル化合物の分離を行なうために前記コラムの温度を制御するための温度制御手段と；前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物をその後の検知のために水素炎イオン化検出器内に搬送する手段と；前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給するための手段と；前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析するための手段と；を備え、前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスは、水電気分解装置によって生成されることを特徴とする。
【００１０】
更にまた、本発明は、揮発性材料を分析するためのガスクロマトグラフシステムを提供する。前記システムは、分析される化合物のサンプルをサンプル注入装置に充填するための手段と；搬送ガスを用いて、前記サンプル化合物を分析分離コラム内に搬送するための手段と；前記サンプル化合物の分離時間中に、前記分析分離コラム内にキャリアガスを供給するための手段と；前記サンプル化合物の分離を行なうために前記コラムの温度を制御するための温度制御手段と；前記コラムから抽出されて気化したサンプル化合物をその後の検知のために水素炎イオン化検出器内に搬送する手段と；前記水素炎イオン化検出器の動作に必要なガスを供給するための手段と；前記サンプル化合物の分析のために、前記水素炎イオン化検出器からのデータ出力を解析するための手段と；を備え、前記ガスクロマトグラフシステムの動作に必要なガスは、同時に生成される酸素と水素とを分離することなく、水電気分解装置によって生成されることを特徴とする。
【００１１】
本発明を十分に理解することができるように、以下、添付図面を参照しながら、本発明の特定の好ましい実施形態について説明する。図面を詳細に参照するにあたって、示されている内容は、本発明の単なる好ましい実施形態であって例示的な議論のためのものであり、また、最も有用であり且つ本発明の概念や原理を容易に理解できると思われるものを提供するために与えられている点を強調しておく。この点で、本発明の基本的な理解に必要な構造内容以外の構造内容を詳細に示すつもりはない。図面および明細書本文によれば、当業者は、本発明の幾つかの形態を実際にどのように具体化できるかを理解できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るＧＣ−ＦＩＤシステム２の概略的なブロック図である。システム２は、適切に動作して、沸点が約１５０℃までの気体や溶媒といった揮発性有機化合物を分析することができる。また、このシステムを用いると、１ｐｐｂの検出限界をもって、全ての揮発性有機化合物を１分未満という速い速度で分析することができる。
水電気分解装置４は、コンパクトであり、飲料缶と約同じサイズである。水電気分解装置４は、１２０ｍｌの水および２Ａの電解電流で動作して、１日で１６ｍｌの水を消費するとともに、水素および酸素の理論混合気を毎分２３ｍｌ生成する。水電気分解装置４は、火炎フラッシュバック（逆火）が電気分解装置内に透過することを防止し且つ短期の気体流量スタビライザとして機能するフリット（ガラス原料）Ｆ１（モット、５００ｍｌ／分要素）をその出力部に有している。全ガス流量は、電子流制御として作用する電解電流によって電子的に調整され、その結果、長期にわたって良好で安定な流量が得られる。可燃性ガスの流量は、フリットＦ１、Ｆ２、Ｆ３によって構成されるフロースプリッタ６によって分割される。その連続する動作中、フレームアウト（炎切れ）を起こすことなく毎分約１９ｍｌを直接にＥＦＩＤに送ることができる。
【００１３】
分析サイクルは、サンプリングポンプ８の作動によって開始される。サンプリングポンプ８は、ポンプ弁１０とＧＣインジェクタ１２とサンプル弁１４とを介して、サンプル化合物を圧送する。サンプル弁としては、ベスペル（Vespel：商標）から形成される自作（国産）の逆止弁を使用することができる。パージ・トラップＧＣインジェクタ１２は、ステンレススチール金属チューブ内に挿入される２．５ｃｍ片の０．３２ｍｍ内径カーボンＰＬＯＴコラム（J&W Folsom CA）を基本としたものであっても良い。ステンレススチール金属チューブは、内径が０．５３ｍｍで且つ外径が０．７３ｍｍであり（Restek,
Bellefonte, PA）、カーボンＰＬＯＴサンプルトラップコラムを加熱するために使用される。サンプリングポンプ８の作動時、サンプル空気がカーボンＰＬＯＴトラップコラムを通じて圧送され、有機化合物がカーボンＰＬＯＴトラップコラム内に吸着されて保持される。サンプルトラップの工程中、３方向弁１６は、全ての可燃性ガスの混合気をＥＦＩＤ１８に転送する。
【００１４】
分析サイクルの第２の工程は、ポンプ弁１０が閉じて空気のサンプリングが停止された時点で開始される。その後、３方向弁１６がＧＣインジェクタ１２に接続され、トラップコラム（ＧＣインジェクタ１２）を通じて水素と酸素との混合気が毎分４ｍｌの割合で流れる。その後、サンプル化合物の熱脱離パージを行なうため、トラップコラムは、５Ａの加熱電流を２から３秒流すことによって、約１４０℃まで加熱される。この工程中、サンプル化合物は、キャリアガスによって一掃されて分析分離コラムへと送られる。ＧＣ分離を行なうため、内径が０．５３ｍｍで且つ外径が０．７３ｍｍのステンレススチール金属チューブ（シルコスチールコートされたトランスファラインチューブ，Restek, Bellefonte, PA）内に挿入される１．５ｍの０．３２ｍｍ内径コラムを使用することができる。分離コラムは、吸着材料としてジビニルベンゼン（divinylbenzebe）の多孔質層を利用するPoraBOND ＰＬＯＴコラム（オランダのミデルブルグのバリアン−クロムパック）の使用を基本とすることもできる。
【００１５】
分析サイクルの第３の工程では、ガスクロマトグラフィ分離が開始される。分離コラムの温度プログラミングのため、コラムは、最大２Ａの直流電流加熱によて、１４０℃まで加熱される。水素と酸素との混合気は、毎分４ｍｌのコラム流量のキャリアガスとして作用する。コラム出力ガスは、水電気分解装置４から直接に供給される毎分１９ｍｌの補助ガス混合気と混合されて、ＥＦＩＤ１８に送られる。この場合、コラム出力ガスは、全体のＥＦＩＤ可燃ガス混合気となる。ＧＣコラム２０から抽出された有機化合物はＥＦＩＤ１８によって検出され、その結果生じたクロマトグラムは、コンピュータもしくは積算器（図示せず）内の標準的なソフトウエアによって処理される。外部電源から＋５０Ｖのバイアスがかけられた火炎チップ（flame tip）を有する自作（国産）のＥＦＩＤ１８を使用しても良い。ＥＦＩＤの電荷コレクタは、カルロ・エルバ・ベガＧＣ−ＦＩＤシステムから入手される標準的なＦＩＤ電流増幅器に接続される。ＥＦＩＤ絶縁スペーサは、テフロンによって形成されるが、その外側本体は３１６ステンレススチールによって形成されるとともに、その上側のガス排気部はアルミニウムによって形成される。ＥＦＩＤのヒータは、約８ワットを供給するKanthal加熱ワイヤを有する１．６ｍｍ外径の自作（国産）の加熱部材であっても良い。この電力は、ＥＦＩＤ１８を１５０℃以上に十分加熱できる。使用される火炎チップは、０．２８ｍｍのノズル径を有するヒューレット・パッカードＦＩＤ火炎チップを基本とするものであっても良い。ベスペル部品は、ＧＣ、パージ・トラップ、気電接点のためのサポートとして役に立つ。後者は、３つのアルミニウムロッドを介して、加熱されたＥＦＩＤに熱的に接続される。したがって、ＥＦＩＤ１８が１５０℃になると、逆止弁およびＧＣの入口は８０℃になる。分析サイクルを１分間行なったこのシステムの全体の平均エネルギ消費量は、約２０ワットであり、野外でバッテリによって動作できる。
【００１６】
前述したシステム２は、野外での使用に適した小型サイズのガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤシステムであり、同じ原理を適用して、標準的な研究室のＧＣ−ＦＩＤシステムをガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤに変換することができる。標準的なガス分析において、パージ・トラップシステムを標準的なサンプリングループに取って代えることができ、一方、逆止弁をガスサンプリング弁に取って代えることができる。また、標準的な液体インジェクションシステムをガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤ動作に変換することもできるが、電気分解装置が分割出口のために多くのガスを供給しない場合には、この変換は、コラム冷却オン動作モードもしくは分割動作モードにおいてのみ行なうことが望ましい。そのモードにおいては、セプタムパージ流れを最小にする必要がある。
【００１７】
ガスシリンダが無いＧＣ−ＥＦＩＤシステム２の最も重大な限界は、その低い制限されたコラム動作温度である。ガスクロマトグラフィにおいて酸素の使用が望ましくないことは言うまでもなく、ユーザは、キャリアガスから微量の酸素を除去するために特定の酸素トラップを使用しなければならない場合がある。一方、最新のキャピラリーコラムは、高温で抽気（ブリード）が低くなるように設計されており、したがって、一般的に理解されている以上に酸素を許容できる。また、比較的揮発性を有する化合物の分析においては、インジェクタおよびコラムに必要な比較的低い温度で、起こり得るサンプル化合物と酸素との反応による悪影響が最小限に抑えられる。コラムを著しく劣化させることなく、標準的なジメチルシロキサン吸着フィルムが約２００℃まで空気中で酸素を長期間許容できることが分かった。PoraBONDコラムのジビニルベンゼン相に関しては、電気分解装置によって生成された水素と酸素との混合気を用いて、その上限が１４０℃であることが分かった。このような温度限界があっても、全ての範囲のガス、溶媒、揮発性有機化合物の分析、および、半揮発性の有機化合物群中のより揮発性がある化合物の僅かな部分の分析が可能である。ジメチルシロキサン相は、システム２にとって十分であることが分かったが、その保持力が低いため、適切な溶媒の保持・分離にとって最適ではない。したがって、PoraBONDコラムは、その低い温度適合性にもかかわらず、好ましい。
【００１８】
高いコラム温度のＧＣ−ＥＦＩＤ動作においては、水素と酸素とを分離して、インジェクションおよびコラムのキャリアガスとして純粋な水素を使用する必要がある。しかしながら、これとは対照的に、現在使用されるＧＣシステムに対してＥＦＩＤを使用すると、多量のクリーンエアーが不要となり、共に生成される酸素をＧＣコラムからの抽出後に水素と混合することができる。これにより、再び、ＥＦＩＤ動作中に、必要に応じて、水素および酸素の理論混合気を形成できる。
【００１９】
多くの場合、ガスおよび溶媒有機化合物の分析は、非分割サンプルインジェクションを用いて行なわれる。一方、半揮発性化合物の分析は、末端の溶媒信号を除去するために、分割‐非分割インジェクションもしくは分割インジェクションを必要とする。分割‐非分割インジェクションもしくは分割インジェクションは、他の高い分割ガス流量を維持するために、非常に高いガス流量を必要とする。その結果、分割‐非分割インジェクションもしくは分割インジェクションを伴う半揮発性化合物分析においては、水素と酸素との分離を伴って或は伴うことなく、大きな水電気分解装置が必要となる。
【００２０】
図２には、エタノール、アセトン、ベンゼン、トルエン、オルトキシレンの高速クロマトグラムが示されている。これらの化合物は、空気中で５００ｐｐｂ（ｖ／ｖ）のヘッドスペース濃度を生じたトリメリテート（trimelitate）原液中に溶解されている。図の底部に示されているように、ヘッドスペースは、毎分３０ｍｌの流量で１０秒間サンプリングされ、その結果、５ｍｌの空気が分析された。１０秒のサンプリング時間の直後に、図１のポンプ弁１０を閉じて、分離されていない水素と酸素との混合気からなるキャリアガスをトラップに入れ、3秒の脱離時間を開始した。その３秒後、トラップ加熱を停止し、ＧＣコラム加熱を開始した。ＧＣコラム加熱は、３７秒間すなわち分析開始から５０秒経過するまで続けられた。他のサンプルのトラッピングに使用可能な冷却を１０秒間行なって分析サイクルを終了した。結果的に、図２は、ガスシリンダが全く無く且つ有機溶媒の全範囲において低いｐｐｂ検出限界で、全ての分析サイクルを１分未満の時間で行なうことを実証している。
【００２１】
ＥＦＩＤ短期ノイズが０．１ｐｐｂ（約２０×１０−１５アンペア）未満であることが分かった。一方、キャリアガス中の酸素の作用に起因するコラムブリード化学ノイズや他のタイプの化学ノイズは、検出限界を１から２ｐｐｂに制限した。３０秒から３５秒で見られる小さな隆起部分は、サンプルそれ自身において今だ知られていない特徴に関するものであるが、低い濃度のサンプルには無い。１１０℃までの温度プログラムにおいて、コラムによって生成された化学ノイズは著しく減少し、ｐｐｂ以下の検出限界が得られた。これらの状態下で、トルエン化合物が最後の抽出化合物であった。また、キシレンは適切に分析することができなかった。１０ｍｌまでのサンプル量においては、カーボンＰＬＯＴトラッピングコラムが全てのサンプル溶媒化合物に有効なトラップであることが分かった。この空気サンプル量を超えると、より揮発性がある有機化合物は、トラップを透過し始めた。サンプルトラップは１７０℃まで加熱されるが、サンプル化合物を全て脱離するために必要な温度はたった１００℃程度であった。また、PoraBONDコラムは、トラップとして検査されたが、より揮発性がある化合物をトラップする能力が低く、また、酸素の抽気レベルが高いため、カーボンＰＬＯＴトラップよりも劣っていることが分かった。
【００２２】
図２に示されるクロマトグラムにおいては、０．３２ｍｍ内径のPoraBONDコラムとともに、１．５ｍコラムが使用された。このコラムの分離力は、等温状態下において単独で検査されたが、ピーク幅に対する抽出時間の割合が１６に近い値を示すため、１２００個の分離プレートによって特徴付けられることが分かった。この分離能力は、単純な揮発性有機化合物の分析において十分であると思われる。分離力を高めることが必要な場合には、例えば２００００個を超える分離プレートを有する１５ｍの０．５３ｍｍ内径コラムといった、より長いコラムを使用することができる。水電気分解装置によって提供できる増大されたコラムヘッド圧とともに、標準的な３０ｍの０．２５ｍｍ内径コラムを使用することもできるが、分析時間がかなり長くなる。
【００２３】
図２では、５つの溶媒化合物の完全な分離が実証されている。すなわち、ガスクロマトグラフィを用いて一般的に成されるように、それらの時間積分された面積は、それらの定量的な判定を可能にする。これらの量の総計がサンプル中の全ての有機物を示していることが分かる。しかしながら、同じシステムを用いて、分離コラムを非吸着トランスファラインに取って代えることができるとともに、非吸着サンプルループを使用して、ＧＣ分離を行なうことなく且つこれらのたった２つのマイナーな改良をもって、全ての有機化合物分析を非常に高速で行なうことができる。この方法を用いて、全ての有機化合物（ＴＯＣ）の高速判定がうまく検査され、１ｐｐｍのＴＯＣが簡単に測定された。
【００２４】
検出器としてＥＦＩＤを備えたガスクロマトグラフの動作において、水電気分解装置の使用を説明してきたが、光イオン化検出器（ＰＩＤ）、熱伝導率検出器（ＴＣＤ）、質量分析計検出器（ＭＳＤ）や、電気分解装置によって生成されたガスをそのガス源として使用できる他の最も利用可能なＧＣ検出器といった他のＧＣ検出器を使用することもできる。これは、その代替物にわたって水電気分解装置が幾つかの利点を提供するからである。標準的な水素発生器に比べると、水電気分解装置は、酸素と水素とを分離する工程が無く且つ高い水素圧安定性を有しているため、非常に小型軽量であり、僅かなエネルギしか必要としない。また、酸素と水素との理論比により、最小量の出力ガス、すなわち、他の火炎副生成ガス種から分離可能な水蒸気を用いて、火炎（flame）を生成することができる。ＧＣ−ＭＳ等の特定の用途においては、化学吸着によって容易に圧送できるように、真空システム内で水素と酸素とを接触させて水に戻すことが有益である。空力ＧＣ（air-powered）と比較して、水電気分解装置は、大型で騒音を呈するエアーコンプレッサを用いないでも、必要なコラムヘッド圧を自動的に与える。また、水電気分解装置によって形成されたガスの質および清浄度は非常に良好である。
【００２５】
当業者であれば分かるように、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その本質的な特性や思想から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されても良い。したがって、本実施形態は、全ての点において、例示的なものであって、制限的なものではなく、本発明の範囲は、前述した説明によってではなく、添付の請求の範囲によって示される。したがって、請求の範囲と等価な意味および範囲内にある全ての変形は、請求の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明のガスシリンダが無いＧＣ−ＦＩＤシステムの概略ブロック図である。
【図２】図２は図１のシステムを使用して得られる、空気中で５００ｐｐｂ（ｖ／ｖ）の濃度における、５つの指定された溶媒化合物のクロマトグラムである。
【符号の説明】
４…水電気分解装置
８…サンプリングポンプ
１０…ポンプ弁
１２…ＧＣインジェクタ
１４…サンプル弁
１６…３方向弁
２０…ＧＣコラム・オーブン
【図１】
0004011326.tif 000002
【図２】
0004011326.tif 000003