日本国特許第3290968号
US Patent US6,190,613B1

当社独自のマイクロジェット方式により-196ºCの冷却トラップをGCオーブン内の分離カラムで実現。さらに弊社従来比 30% の窒素ガス削減を達成。

ECO

各種の前処理装置と組合せて使用できる

マイクロジェット・クライオトラップ< MJT-1035E >Liq. N2（ジェット流）

GC Injection

Detector

Capillary column

MJT-1035E コントローラー

開発の背景試料導入に長時間を要する加熱脱着分析やヘッドスペース分析では、揮発性成分を狭いバンド幅で一端、冷却捕集（クライオトラップ）した後に、急速加熱脱着することにより、低沸点成分の高分解能の分離分析が可能となります。この目的で、弊社が独自に開発したマイクロジェット方式を採用した熱分解GC分析専用の冷却捕集装置（マイクロジェット・クライオトラップ：MJT-1030Ex）を10年間に渡り市場に供給してまいりました。新モデルのマイクロジェット・クライオトラップ（MJT-1035E）は、従来モデルの基本性能を引継ぎ、パイロライザーに加えて新たに各種のパージ&トラップやヘッドスペースサンプラー等の試料導入装置と組み合わせて独立制御が可能です。

３つの特長

Tenaxなどの吸着剤を用いた低揮発性成分のトラップ法では、熱脱着を達成するために、外部ヒータ－を用いています。
本方式ではGCオーブンの熱を有効に使った急速熱脱着により、ピークの異常分離を防止して低沸点化合物の分離を達成します。

1) 低消費エネルギーでの迅速な冷却(-300 ºC/min) と 熱 脱 着 (800ºC/min)

GCオーブン温度： 40ºC

トラップ温度（ºC）

40

液体窒素のジェット流の吹き付け開始から、2分以内に-196ºCの安定した冷却温度を達成します。冷却停止後はGCオーブンの熱により約800 ºC/minの昇温速度で急速にトラップ成分を熱脱着します。この総液体窒素消費量は他社製品と比較した場合1/3以下で、低消費エネルギーを達成します。

0
窒素ガス流量3.5 L/min-50-1005 L/min
7 L/min-19601234
冷却区間 15分

515開始

16 min

停止

Fig. 1 トラップ部の冷却速度/低温安定性と熱脱着速度2) 冷却温度の調整が可能
Fig.1に示した様に窒素ガス流量を調整することにより、所望する冷却温度の制御が可能です。

3) 独立制御が可能

低沸点化合物(CO2やエタンから)のトラップ
下図の動作原理において、冷却用液体窒素のジェット流をカラムに吹き付けている状態で、ライター用ガス5 µLの注入後、5分間キャピラリー分離カラム先端にトラップさせ、ジェット流を停止して分析した例を示します。炭酸ガスからエタンを始めとした低沸点化合物がトラップされていることが分かります(Fig.2)。
分離カラム ： Ultra ALLOY+-1 （L = 30 m, i.d. = 0.25 mm, df = 1.0 µm）
GCオーブン ： 40ºC isothermal, トラップ温度 ：-196ºC

パージ＆トラップ、ヘッドスペースサンプラー、パイロライザー等の各種前処理装置と組み合わせて使用でき、独立制御が可能です。

n-Butane
iso-Butane

Propanen-Butane

iso-Butane

Water
CO2+ Ethane

iso-Pentane

Propane

X 20
N2/O20123

動作原理

456789 min

冷却停止

試料注入（5 µLガス）

Fig. 2 ライター用ガスを用いた捕集性能の確認(特許第3290968号、US Patent US6,490,613B1)
本装置では、液体窒素中の熱交換コイルに3～7 L/minの窒素ガスをガスボンベから流して液化させます。その液化窒素をGCオーブン内のマイクロジェットチューブ内でジェット流として吹き付けて、分離カラム先端部を冷却し、そこに分析成分をトラップします。
トラップ成分の熱脱着の原理は、電磁弁を閉じると同時にオーブン内の循環加熱空気が約800 ºC/minでトラップ冷却部を急速加熱することによるものです。

流量制御器

電磁弁
パイロライザー等
マイクロジェットチューブ

Max 600 kPa

窒素ガス
シリン
ダー

3~7 L/min

流量コントローラー

2

液体窒素

分離カラム
GCオーブン
熱交換コイルFig. 3 MJT-1035Eの流路図

分離カラム先端部の冷却トラップとその後の熱脱着
マイクロジェットチューブ両側から窒素ガスを排出させることより、空気中の水分を、分離カラム冷却部に着氷させない構造です（着氷した場合は、冷却時ピークの割れなどの異常現象の原因となります）。

液体窒素ジェット流

また、新考案の着氷防止金具を用いることで、従来の弊社マイクロジェッ

着氷防止金具空気中の水分

ト・クライオトラップ（MJT-1030E） と比較して、窒素ガスと液体窒素のマイクロジェットチューブ消費量を約30%削減しました。さらに、窒素ガス流量を調整することで、窒素ガス下表のように分離カラムのトラップ部を任意の温度に冷却することも可能となりました。

窒素消費量とトラップ効率の関係

分離カラム

冷却温度の目安 （ ºC ）-190

-150*-50

窒素ガス流量 （ L/min ）75*3.5液体窒素消費量 （ mL/min ）

2015*

10

トラップ可能な化合物の目安** >C4>C6>C11

冷却部

熱脱着時
800 ºC/minで熱脱着* 他社の1/3以下の窒素消費量です。
** 1 µm膜厚のキャピラリーカラム使用時。

加熱空気

Fig. 4 マイクロジェットチューブ内のガスの流れ

クライオトラップを使用した各種分析例
赤ワインのヘッドスペース分析例
Ethanol
8x105

マイクロジェット・クライオトラップを使用した赤ワインのヘッドスペース分析例をFig. 5に示します。赤ワイ
ンボトル上部のヘッドスペースから１mLを採取し、GC注入口に直接注入して、揮発性成分をカラム先頭部に濃縮した後でGC/MS分析を開始して得たものです。ワインに含まれる代表的な成分が観測されていることが分かります。
分析条件：
トラップ温度： -196ºC,
分離カラム ： Ultra ALLOY+-1 (L=30 m, i.d.=0.25 mm, df=1.0 µm)
GCオーブン： 40 - 280ºC (20 ºC/min, 5 min hold),
キャリヤーガス： He, 1 mL/min, スプリット比：1/50

Ethyl acetate

CO2

Isoamyl alcohol

H2O

Isoamyl acetate

Isobutanol

Glycerol

01234Time (min)567Fig. 5 赤ワインのヘッドスペース分析

マルチショット・パイロライザー(EGA/PY-3030D) を用いた試料のハートカット自動分析

DCB

A

セラミック複合材の連続昇温加熱で得られたEGAサーモグラムの温度画分(A～D)を自動分析した例を右図に示します。

40

100

する成分を選択的に分離カラムに導入・トラップし、GC/MSで分離分析するハートカットEGA-GC/MS法を使A用します。

B

画分Aでは可塑剤のジブチルフタレート、画分Bでは主にWaxの熱脱着成分、画分Cと画分DではポリブチルメC* フロンティア・ラボ社製アクセサリー

400600 ℃500dibutyl phthalate (DBP)
Wax (C25-C40)

tert-butyl methacrylate (t-BMA)
n-butyl methacrylate (n-BMA)<ポリブチルメタクリレート>

styreneタクリレートとポリスチレンの熱分解成分が検出されました。

GC分析を含めた約4時間の手動分析の全自動化が可能です。

300

EGAサーモグラム中の温度画分の設定各ピークがどのような成分に由来するかを調べるためには、選択的試料導入装置*を用いて、各温度画分で発生本システムを使用することで、画分A～Dの加熱工程と200

styrene dimer

styrene trimer<ポリスチレン>D
0102030 min

各温度画分のハートカットGC/MS分析によるクロマトグラム

Fig. 6 セラミック複合材料のEGAサーモグラムと各温度画分の全自動分析
3

各種前処理装置との組合せ例

MJT コントローラー

各種の前処理装置
・ パイロライザー
・ パージ&トラップ
・ ヘッドスペースサンプラー

MJT コントローラー

マルチショット・パイロライザー(EGA/PY-3030D)

液化窒素
液化窒素

窒素ガス

窒素ガス

MS

MSGC

GC

液体窒素

液体窒素

熱分解GC/MSシステムとの組み合わせ

各種前処理装置GC/MSシステムとの組合せ

仕様
マイクロジェット・クライオトラップ (MJT-1035E)◆ 冷却達成温度◆ 自動制御/温度モニター◆ 使用可能分離カラム

約-196ºC （窒素ガス流量約7 L/min、GCオーブン温度40ºCの場合 ）外部入出力・温度モニター機能を内蔵、フロンティア・ラボ社製パイロライザーからも制御可能

金属キャピラリー分離カラム （ 内径 0.25 mm以下 ）、溶融シリカ （ FS ) キャピラリー分離カラム* （ 内径 0.53 mm以下 ）◆ 電源◆ 適用機種**◆ 製品構成・付属品◆ 試料導入装置との接続◆ ユーザー準備品◆ オプション
***100～240 VAC、15 W

アジレント社製GC、サーモフィッシャー社製GC、島津製作所社製GC、パーキンエルマー社製GC、その他GC
流量制御部、マイクロジェット部、液体窒素容器 (2 L) など
各社試料導入装置との接続ケーブル（末端未処理）が標準付属。
試料導入装置の一部装置についてはコネクターつきケーブル有り（オプション）。下記脚注参照。
液体窒素 （最小容量2 L）：-150ºC冷却時の液体窒素消費量 約15 mL/min
窒素ボンベ（2次圧：600 kPaまで制御可能）： 窒素ガス消費量 約5 L/min
10 L容器セット（10 L容器、ジェック東理社製、CEBELL10 ）と10 L容器用熱交換コイルのセット

FS分離カラムは急激な冷却や昇温により、破損する可能性があります。
GCオーブン上部に他の装置が設置されている場合には、取付けできない場合があります。

注）本装置を使用してGC及び試料導入装置と連携して自動分析を行う場合は、 試料導入装置（Auto Sampler等）とGCは本装置を経由して相互に信号を授受する必要があります。従って、GCとAuto Samplerがそれぞれ制御ソフトウェアで制御され、信号の授受ができないシステムにおいては、本装置の機能を使用しての自動分析を行うことができません。

963-8862 福島県郡山市菜根4-16-20
TEL: (024)935-5100 FAX: (024)935-5102
www.frontier-lab.com/jp

製品の仕様・外観・構成等は、改良のため予告なく変更する場合がございます。

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