2017/6/2

試料準備(液体）および注⼊法の基礎株式会社 島津製作所 分析計測事業部
グローバルアプリケーション開発センター
和⽥豊仁
2017/05/26

LAAN-E-GC0095

試料調製時の注意点(液体試料)

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LAAN‐E‐GC0095

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試料調製時の注意点(液体試料)
GCで分析するためには、試料をGCで分析できる状態にしなければなりません。
ここでは固体試料を溶解して分析、もしくは液体試料をそのまま分析する場合について述べたいと思います。（エビデンスのない経験的な意⾒もあります。⼀例と考えてください）１ 試料調製の準備
・試料の物性、沸点、溶解度等の情報をなるべく⼊⼿します。（SDSも⼊⼿）
・標準品を⼊⼿します。
・溶解性が⾼く、⽬的成分の測定に不都合のない溶媒（不純物も含めて）を選択します。
・通常は、⽬的成分より早くに溶出する成分を選択します。
・アセトン、ヘキサンはよく使われます。試料が完全溶解するものを選択します。
備考 640+27化合物のリスクアセスメント、特定化学物質使⽤時は使⽤記録簿作成（30年保管）も忘れずに！
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試料調製時の注意点
・溶媒のグレードとしてよく使われるのは特級です。⽬的化合物の分析に妨害する成分が含まれていない(含まれていても定量に影響がない）溶媒を使います。
（⽬的に応じてグレードは変える場合があります。作業環境測定⽤、残留農薬分
析⽤など、専⽤の試薬があります。）
２ 秤量時の注意
・精密天秤は、定期点検済みのものを使⽤します。
・最低単位は0.01mgの精密天秤を使⽤することが多いです。
・10mg以上を秤量することが多いです。
・薬さじ（スパチュラー）、メスフラスコ等は清浄なものを使います。
・秤量後は速やかにメスアップし、速やかに分析に供します。（メスフラスコの密閉性は⾼いとは⾔えません）

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試料調製時の失敗事例
・試料の物性、溶解度等の情報が少なく、溶解する溶媒をトライ＆エラーで探していたら試料がなくなってしまった。
→溶解する溶媒情報を収集し直す、少量の試料で溶解実験する。
・標準品の⼊⼿が遅れて分析着⼿が遅れた。
→分析が決まったら早めに発注するしかない。
・想定していた⽬的秤量重量に試料量が⾜りなかった。（低濃度になってしまった）→試料量は測定に⼗分な量を⽤意する。（分析出来そうならそのまま測定する）
・試料の⽐重が⾼くて想定していた⽬的秤量重量を超えてしまった。
（⾼濃度になった）→最初の⼀さじの採取は多くしない。ペレットなどは⼀粒の重量をあらかじめ測定しておく。
（分析出来そうならそのまま測定する）
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試料調製時の失敗事例
・試料を溶解させた溶媒が測定成分と重複してしまった。
→溶媒を変更する。溶媒の溶出順序のデータを参考に溶媒を再考する。
・⻑期保管していた開封済みの溶媒を使⽤したところ、妨害物質が多く検出された。
→blankを測定してから使⽤する、⻑期保存していた溶媒は使わない。
・メスフラスコ、ピペット等の器具洗浄が不⼗分で、妨害ピークが多く検出された。
→使⽤溶媒でよく洗浄する。（超純⽔の洗浄では除去できるのは極性成分のみ）

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2017/6/2

オートインジェクター⽤バイアルの使⽤上の注意点
GC分析ではオートインジェクターが多⽤されます。
オートインジェクターで分析するには試料をオートインジェクター⽤バイアルに移し替えなければなりません。ここではオートインジェクター⽤バイアル使⽤時の注意点についてお話しします。
注意点
・オートインジェクター⽤標準バイアルの容量は1.5~2mLが⼀般的
・容量の80%程度まで試料を⼊れることが多いです。バイアル内の空間体積が⼤きいと低沸点化合物が揮散することがあります。
・セプタムは使い捨てです。再使⽤はできません。
・⼀度オートインジェクターで分析した試料は再分析出来ないことが多いです。
⽳の開いたセプタムは密封性が低下し、セプタムからの汚染があります。
（時間が⻑いと試料の濃度変化、汚染が著しくなります） どうしても保管、再分析したいときは、分析後、速やかにセプタムを新品に交換します。

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オートインジェクター⽤バイアルの使⽤上の注意点
・オートインジェクター⽤のバイアル内に、⼩容量インサートをいれて少量試料を分析する場合があります。
・試料を⼊れた後の⼩容量インサート⼊りバイアルは倒さないでください。
こぼれることがあります。
・⼩容量インサートをいれて分析した場合、⽳が開いた後の試料の濃度変化、
汚染は、標準バイアル使⽤時のそれらより著しくなります）
・セプタムにはいくつかの種類があります。通常、溶媒と接する⾯にPTFEが貼られているものを使⽤します。
シリコン/PTFE、ブチルゴム/PTFE、PTFE/シリコン/PTFE、PTFEのみ など、があり、メーカー、種類により硬さと、注⼊後の汚染の度合いが違います。いろんなセプタムを持っていると、いざという時に安⼼です。
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試料バイアルセプタムの種類
セプタムについてセプタムの選択はオートサンプラー分析を最適に行うための重要な要素です。
セプタム素材概要
適合する溶媒
不適合な溶媒・一般的で経済的なセプタム
・シリンジ針の通りやすい柔らかさで化学的にアセトン、アセトニトリル、メタノール、メチ ベンゼン、塩素系溶剤シクロヘキサ
PTFE／ゴムも安定性は高い
ルエチルケトンン、二硫化炭素ヘキサン、トルエン
・複数回の注入や注入間隔の空くような用途には適さないPTFE／シリコン・
PTFE／シリコン／PTFE
PTFE／シリコン（.スリット入）PTFE

アセトン、アセトニトリル、アルコール、二・シリコン層の厚みや溶着したPTFEの厚さで 硫化炭素、メチルエチルケトン、ジメチル ベンゼン、トルエン、塩素系溶剤ジオ
シリンジ針の通りやすさが変わる
スルホオキシド針等での開口前であれば、キサン、ヘキサン
ほとんどの有機溶媒に使用可能。
・シリンジ針を通りやすくするためにPTFE（およびシリコン）に切り込みを入れたセプタム
アセトニトリル、（C1-C4）アルコール、・揮発性試料、複数回の注入には適さない
DMF
・多量採取の場合にバイアル内が陰圧になることを防ぐ
・化学的に安定、注入は1回限り
ほとんどの溶剤に使用可能
・揮発性試料には適さない・キャップと一体になったセプタム

ポリエチレン

・耐溶媒性に注意、1回限りの使用

ベンゼン、トルエン、塩素系溶剤、ジオキサン、ヘキサンジエチルエーテ
ル、酢酸エチル、アセトン、メチルエ
チルケトン、炭化水素類
フッ素系溶剤、強アルカリ

ベンゼン、トルエン、塩素系溶剤、ジアセトン、メチルエチルケトン、アルコール
エチルエーテル、酢酸エチル、アセト
類、酢酸エチル、植物油、動物油
ン、メチルエチルケトン、炭化水素類

・塩素系溶媒に適するが、再シール性は高くな
ベンゼン、塩素系溶剤シクロヘキサン、二 アセトン、ジオキサンメタノール、メチい硫化炭素
ルエチルケトン・硬めのためシリンジ針のゲージに注意する
注）素材の耐薬品性を考慮して分別しています。温度や放置時間、バイアルの充填量によって状況が異なります。

バイトン

http://www.gls.co.jp/product/vials/00003.html より引⽤

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9試料バイアルセプタムの種類
1.5mL試料バイアル⽤ 純正

1.5mL試料バイアル⽤

セプタム：シリコン/フッ素
樹脂 ⼆層

セプタム：フッ素樹脂
注⼊は１回のみ

⾊の濃い薄茶⾊がフッ素樹脂
層

密閉性向上のためのガスケットも有（ｼﾘｺﾝ製。溶媒に触れないように！）

島津製作所 セプタム

セプタム：島津GLC

100個⼊りP/N 221-41239-91

⽩TFE、10mil (0.25mm厚)
100個⼊り P/N 98094
ガスケット：島津製作所
ガスケット試料瓶⽤ 100個⼊り
P/N 228-15654-91

1.5mL 試料バイアル⽤

1.5mL試料バイアル⽤

セプタム：ブチルゴム/フッ素
樹脂 ⼆層

キャップ-セプタム⼀体型 樹脂製
注⼊は１回のみ㈱島津ジーエルシー

より光沢のある⾯がフッ素樹
脂層㈱島津ジーエルシー
TFE/ブチルゴム、
5/40mil（1.1mm厚）
100個⼊りP/N 98190

トップシールクロージャー、⽩ポリライナー成形、10mil (0.25mm厚) 100個⼊り
P/N 98060
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2017/6/2

試料バイアルの種類
1.5mLターゲットバイアル（広⼝）ビン全体のサイズは標準サイズそのままで、⼝径だけを従来⽐40%⼤きくした試料ビン

透明

試料の出し⼊れ容易で洗浄し易い
ﾗﾍﾞﾙ付ｱﾝﾊﾞｰ

広⼝純正㈱島津ジーエルシー
ターゲットバイアル1.5mL（セプタム・キャップ付
透明

P/N

アンバー

P/N

100組⼊）

GLC4010-17
GLC4010-17A

ラベル付透明ラベル付アンバー

P/N
P/N

GLC4010-17W
GLC4010-17AW

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⼩容量インサート（広⼝⽤）
⼩容量インサート（ポリスプリング付）２mLターゲットバイアル（広⼝）専⽤
容量は300μL。

試料量が少量の時に便利。

インサートを中央部に安定させるポリスプリング付。
注：島津の1.5mL純正バイアルには使⽤できません。2mLターゲットバイアル（広⼝）専⽤です。
㈱島津ジーエルシー
ターゲットバイアル1.5mL（セプタム・キャップ付 100組⼊）透明P/N GLC4010-17
脚付インサート300μL 100個⼊り（ターゲットバイアル専⽤）
P/N C4010-630
微量インサート（平底）２mLターゲットバイアル（広⼝）専⽤
容量は400μL。試料量が⽐較的少量の時に便利。安価。
注：島津の1.5mL純正バイアルには使⽤できません。2mLターゲットバイアル（広⼝）専⽤です。
㈱島津ジーエルシー
ターゲットバイアル1.5mL（セプタム・キャップ付 100組⼊）透明P/N GLC4010-17㈱島津ジーエルシー
インサート400μL平底 100個⼊り（広⼝バイアル専⽤）P/N 981391

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バイアルインサート（標準⼝径）
⼩容量インサート（ポリスプリング付）標準⼝径バイアルC4013-58⽤
注：の島津純正バイアルには使⽤できません。
2mL標準⼝径バイアル C4013-58⽤です。
㈱島津ジーエルシー
2mL標準⼝径バイアル（セプタム・キャップ付 透明 100個⼊り）
P/N C4013-58
150μLインサート（ポリスプリング付）P/N GLC4012-530
注：オートインジェクタ使⽤の際は注意してください。
試料ビンホルダーに遊びがあります。インサートの外壁に針が当たり
針曲がりや試料未注⼊がおきる場合があります。

⼩容量インサート（平底）標準⼝径バイアルC4013-58⽤
注：2mLの島津純正バイアルには使⽤できません。
2mL標準⼝径バイアル C4013-58⽤です。
㈱島津ジーエルシー
2mL標準⼝径バイアル（セプタム・キャップ付 透明 100個⼊り）
P/N C4013-58
250μLインサート平底 P/N 98028
注：オートインジェクタ使⽤の際は注意してください。
試料ビンホルダーに遊びがあります。インサートの外壁に針が当たり
針曲がりや試料注ミスがおきる場合があります。
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4mL洗浄⽤バイアルセプタムの種類
4mLバイアル⽤
セプタム：シリコン/フッ素樹脂
⼆層
洗浄回数多いとシリコンの砕⽚が落ちやすく、
Blankが増⼤の可能性あり。
まめにセプタム交換。
島津製作所
セプタム50個⼊り P/N 221-34266-92
4mLシェルバイアル
セプタム：樹脂製
4mLの洗浄⽤バイアル、廃液バイアル
として使⽤。

4mLバイアル⽤
セプタム：フッ素樹脂
洗浄回数多くてもBlankは増加しない。（
⽳は⼤きくなる場合あり）

安価 お勧め㈱島津ジーエルシー

溶媒は若⼲気化しやすいが、普通の分析にはほとんど⽀障なし。
安価㈱島津ジーエルシー

シェルバイアル 15x45（星状スリット
キャップ付）100個⼊り

P/N 73094

洗浄回数多くてもBlankは増加しない。

TFE、10mil (0.25mm厚) 100個⼊り

P/N 98853
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2017/6/2

AOC-20iマイクロシリンジのメンテナンス 再現性不良の原因と対策
正常

メンテナンス要

使⽤後は必ず溶媒等で洗浄すること
プランジャーがスムーズに動作すること
ニードルからの試料が真直ぐに吐出すること

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AOC-20i⽤マイクロシリンジ
AOC-20i⽤シリンジ（純正） AOC-20i、17、14共通
島津製作所
上：標準シリンジ（ニードル外径0.63mm） P/N 221-34618
下：OCIシリンジ（ニードル外径0.47/0.63mm）
P/N 221-37282-02
AOC-20i⽤シリンジ（スーパーエラスティックシリンジ：イトー）
AOC-20i、17、14共通
プランジャーがチタン製。⾦属由来の摩耗くずが出にくいのでプランジャーが固まりにくい。含⽔試料に最適。
島津製作所
標準シリンジ（ニードル外径0.63mm）
エラスティックシリンジAOC P/N 221-49548㈱島津ジーエルシー
OCIシリンジ（ニードル外径0.47/0.63mm）P/N MS-E10AOC23G/26G
ニードル掃除⽤ワイヤー
シリンジニードルを掃除するためのワイヤー。
㈱島津ジーエルシー
スタイレットワイヤー（0.1mmX150mm ５本⼊り） P/N 03174516
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2017/6/2

オートインジェクター（バイアル含む）
に関する失敗事例
・バイアルに⼊れる試料量が少なくてピークが出なかった。
→試料量は底から5mm以上の⾼さまでないと試料採取できません。試料量を増やすか、少量インサートバイアルの使⽤を検討します。
・⼀度分析した試料を時間をおいて再分析したら未知ピークが増加した。
→セプタム由来のシリコンが原因のことが多いです。再分析したいときは、分析後、速やかにセプタムを新品に交換します。
・シリコンblankがたくさん出た。
→セプタムの裏表を間違えていました。シリコン面が試料と接し、シリコンが抽出されていました。
・1本のバイアルで繰り返し再現性を調べたら、徐々に⾯積が低下した。
→揮発性の⾼い成分の場合、時間経過とともに成分が揮発することがあります。
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試料洗浄回数を少なくする、同⼀試料を複数バイアルに分ける
LAAN‐E‐GC0095

同⼀バイアルからのサンプリング時における⾯積値と再現性の変化
MeOH 1000ppm、Heptane溶液の分析
機種：GC2010FID+AOC-20i
ｶﾗﾑ：Rtx-1 0.25mm×30m、0.25μm 、INJ温度：250℃、DET温度：250℃、ｶﾗﾑ温度：80℃
ｶﾗﾑ流量：1.41mL/min、ｶﾗﾑ線速度：35cm/sec、ｽﾌﾟﾘｯﾄ比：1:30、注入量：1μL、注入前試料洗浄なし、注入後溶媒洗浄5回
試料バイアル：1.5mL標準口径バイアル、セプタム：シリコン/テフロン2層セプタム、シリンジ：10μLスーパーエラスティックシリンジ

82000

4.5
4
3.5

78000

CV(%)

面積値(μV×sec.)

80000

76000
74000
12回以上で⾯積値が低下

72000
70000
1

11
21
分析回数

12回以上でCV値が悪化

3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1

11

21
分析回数
18

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2017/6/2

注⼊法の基礎19
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ガスクロマトグラフで分析対象となる化合物
 400〜450℃程度までで気化する化合物気化した時、分離しているときの温度で分解しない化合物気化した時に分解しても定量的に分解物が発⽣する化合物（熱分解ＧＣなど）
上記の条件が満たされていても分析が難しい化合物もあります
GCでは分析が不可能、もしくは難しい化合物の例
 無機⾦属、イオン類、塩類
 反応性の⾼い化合物や⾮常に不安定な化合物
 吸着性の⾼い化合物
 標準品が⼊⼿困難な化合物

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2017/6/2

キャピラリ分析の試料導⼊法

ホットインジェクション
 スプリット スプリットレス
 全量注⼊ (Direct)
コールドインジェクション
 クールオンカラム (OCI)
 PTV

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LAAN-E-GC0095

スプリット注⼊法の流路図
セプタムパージ

試料
気化室

ベント

100kPa
キャリアガス
53mL/min

3mL/min

検出器
FID

50mL/min
メイクアップガス
メークアップガス

49mL/min
トラップ
スプリット
抵抗
1mL/min
キャピラリカラム
0.25mmI.D.×30m,df=0.25μm

メイクアップガスは、カラム流量が少ない場合、検出器部分に供給する補助ガスのことで、⼀般的に30〜50mL/min程度供給（カラム流量が20mL/min以上であれば、不要な場合もあり。）
LAAN-E-GC0095

メイクアップガスの種類は、検出器や⽬的により異なる。

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2017/6/2

スプリット注⼊法 スプリット⽐（Split Ratio）

カラム流量を１とした時のスプリット流量の⽐
カラム流量1mL/min、スプリット流量49mL/minの場合→スプリット⽐＝１：49 (1/50)
 ミキシング
注⼊した試料の⼀部しかカラムに導⼊されないため、
スプリットポイントで試料を均⼀にする必要がある→必ずガラスインサート内にシリカウール等をセットする・分離に最適なカラム流量（平均線速度）に設定可能なため、カラムの分離能⼒を最⼤限にいかせる（⾼分離な分析が可能）
・試料の⼀部しかカラムに導⼊されないため微量分析には不向き
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LAAN-E-GC0095

試料注⼊時に注⼊⼝で何が起きている?

下記の⽂献を参考、引⽤させていただきました。
＊１ スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）
著者 Konrad.Grob
1999年1⽉10⽇ 丸善出版より発⾏ 約400ページ
翻訳協⼒者(GC研究懇談会 運営委員）
⾅倉浩⼀、⾦⼦弘⾏、倉野光弘、栗⽥信⼆、⻫藤 壽、代島茂樹、⽵内正博、
⽵⽥⼀郎、古野正浩、保⺟敏⾏、前⽥恒之、⼭上 仰、⼭上順⼦、渡辺征夫、
渡辺忠⼀ (50⾳順、敬称略）＊２ 2009/02/27 GC懇総会・講演会 講演資料
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LAAN-E-GC0095

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2017/6/2

注⼊部での試料気化

A6 未充填インサートで液体

試料を注⼊した時の気化
状態を検討

 気化状態を視覚化した実験系で検討（ペリレン溶液注⼊：
溶液は強い蛍光を発する。
気化した溶液は体積膨張
して蛍光強度が下がる）

オイル

ホットプレート＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）
著者 Konrad.Grob

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LAAN-E-GC0095

A6.8.2LAAN-E-GC0095

シリンジ針を離れる試料液体＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

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2017/6/2

A6.8.3 空の気化室での試料気化に関する
3つのシナリオ（その１） シナリオ1

瞬間気化
ペンタン：
針を離れて1~2cmで霧状になり、インサートに広がる。
⼩滴は減速され、気化の時間的余裕ができる

LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

A6.8.3 空の気化室での試料気化に関する3つのシナリオ（その２）
 シナリオ2

細い液流
多くの溶媒：
アセトン、
ジクロロメタン、
シクロヘキサン、
トルエン、
エタノール等LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

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2017/6/2

A6.8.3 空の気化室での試料気化に関する3つのシナリオ（その３）

シナリオ3 壁⾯への付着、気化
DMF等

LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

A7.1.2 カラム中への直接的な“打ち込み”に対する障害物＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

思ったほど気化を促進しない 1uLまではOK

効果あまりない

注⼊量多くてもGood

著者

Konrad.Grob

30

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2017/6/2

A7.1.3

ガラスウール表⾯からの気化「1977年Schomburgら[7]は効果的な⼿段としてガラスウールをインサートに詰めることを提唱した。1991年にペリレンを⽤いた実験が、その効果を証明できた。それは基本的に気化過程を変えるには少量のガラスウール
で⼗分であることを⽰し、・・・液体の打ち込みは、溶媒の種類にかかわらず、ウール全体に広がらず、たった1,2mmの⻑さの間近のガラスウールによって受け⽌められることがわかった。
そこで少量のガラスウールを詰めれば⼗分であり、ガラス繊維の間に⼤きな隙間がなければ。5mmの⻑さのゆるいガラスウールの栓で⽬的を達す
る（内径5mmのインサートで2〜3mg）」「・・・最⾼の揮発性を持つペンタン、および最も弱い冷却効果を持つ
ジクロロメタンでさえ近接した繊維を溶媒の沸点以下の温度に直ちに冷却し、液体と繊維の接触を可能とする。⼩さな熱容量のためゆるい充填が好ましいように思われる。ガラスウールからの気化は“瞬間気化を除けばかなりの秒数を要する。」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

LAAN-E-GC0095

A7.6
未処理
GW

不活性化
処理
GW

未処理
SW
不活性化
処理
SW

LAAN-E-GC0095

著者

31

Konrad.Grob

インサートの不活性化および充填物
吸着

酸－塩基

「ガラスウールのような低熱量の物質をインサートに充填することについて多くの議論がある。
実際、多くの例で、明らかに定量結果を改善しているが、⼀⽅で多くの問題も⽣じさせる」

分解



吸着性
未処理のウールは吸着性⾼い

酸－塩基
ウールの種類で個性有

分解性
未処理のガラスウールで分解が多い（現在はインサート、ウールの不活性化処理技術は⾮常に進歩しているので上記のことは当てはまりにくい）＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

32
著者

Konrad.Grob

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2017/6/2

シリカウールのセッティング
例．スプリット⽤インサート

15〜25mm

シリカウール

5〜10mm(約3〜10mg)

・標準的には、注⼊した時のシリン
ジ針先端位置の直下付近に、少量（5〜10mg程度）のウールを軽くつめる。
・試料によっては、ウールの量や位置を変えたり、シリカウールの他に
⽯英粉末、ガラスパッキン等にすることもある。

グラファイトフェルール
からカラム先端までの⻑さ34mm

33
LAAN-E-GC0095

A2 スプリット⽐
スプリット⽐の定義「カラム流量に対するスプリット流量の割合のこと」
⼤きなスプリット流量→⼤きなスプリット⽐→カラムに⼊る試料量が⼩さい→感度が低い
⼩さなスプリット流量→⼩さなスプリット⽐→カラムに⼊る試料量が⼤きい→感度が⾼い スプリット⽐は実測または計算で算出するが・・・「カラム出⼝とスプリット出⼝で実測された流量の和は、試料注⼊部の実際の流量と異なる・・」→試料注⼊部のガス圧と温度が、出⼝と異なるから。
流量⽐は出⼝で実測したものと同じ


カラム温度でカラム流量は変わる場合があるので、注⼊時のスプリット⽐（カラムの初期温度）を測定する

LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

34

Konrad.Grob

17

2017/6/2

A1.2 試料をスプリットする⽬的

カラムの過負荷を防ぐ→「⼩径カラムの負荷量は20〜500ng。
希釈かスプリットするかどちらか。」

セプタムパージ
3mL/min
試料気化室

幅の狭い初期バンドを作るため→「注⼊⼝内の移⾏速度は数秒以内。
スプリット流量を増加させることで移動速度増加を実現(感度を犠牲）」

50mL/min
キャリアガス
100kPa 53mL/min

ベント

49mL/min
スプリット抵抗キャピラリカラム
トラップ

スプリット流路の⼀例

1mL/min

35
LAAN-E-GC0095

スプリット⽐とクロマトグラム1

3μV(x1,000,000)

2

4

3.0
2.0
1.0
1.0

1.5

2.0

2.5

min

スプリット比 1:150
1ピークあたり67ng(3のみ134ng)
ﾋﾟｰｸ2と3の分離度1.62

3
2

1.0

4

0.5
μV(x1,000,000)
1.5

1

0.0

0.5
0.0
1.0

1.5

2.0

2.5

min

スプリット比 1:300
1ピークあたり33ng(3のみ66ng)
ﾋﾟｰｸ2と3の分離度1.753

0.5μV(x100,000)

2

4

1

7.5
5.0
2.5
0.0
1.5

2.0

2.5

min

スプリット比 1:500
1ピークあたり20ng(3のみ40ng)
ﾋﾟｰｸ2と3の分離度1.80

1.0

1.5

2.0

4

2

3

1.0

1

0.5
8.0μV(x100,000)
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
0.5

2.5

スプリット比 1:30
1ピークあたり330ng(3のみ660ng)
ﾋﾟｰｸ2と3の分離度0.77

min

分析条件
装置：
GC-2010AF＋GC-SOLUTION
カラム：
Ultra Alloy-5 0.15mm x 15m,
df=0.25μm、キャリアーガス：He 0.6mL/min、
線速度40cm/s
注入口温度：250℃、
スプリット法スプリット比1:30～1:500、検出器：FID、検出器温度250℃
注入量:１μL

1:トルエン、2:エチルベンゼン、3:m,p-キシレン、4:o-キシレン
36
LAAN-E-GC0095

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A4 最⾼感度が望まれる分析（⾼感度スプリット分析）「スプリットベントから多量の試料を失う注⼊法で⾼感度を要求するのはおかしい」 「スプリット注⼊で感度が必要になったとき、まずスプリット流量を減らす(スプリット⽐を⼩さくする）と感度が向上する」
 「上記の感度改善は、あるスプリット流量まで続く。
あるスプリット流量以下まで流量を下げると、ピーク⾼が⾼くならず(感度改善せず）、ピークが太る」（注⼊⼝内での試料移動速度が遅くなり、ピークが広がる）＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

LAAN-E-GC0095

著者

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Konrad.Grob

ＧＣへの試料導⼊量
・液体試料の場合
注⼊量は1μＬ程度
・気体試料の場合
注⼊量は最⼤1mL程度
カラムへ導⼊する段階では液体試料も必ず気体となっているため、両者はほぼ同じ量
液体 1μＬ－（気化）→ 気体 100〜1000μＬ→キャピラリ分析の場合、試料をいかに効率良くカラムに導⼊できるかが重要

38
LAAN-E-GC0095

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各種溶媒の気化体積
溶媒

1UL

2UL

イソオクタン110

220ｎ－ヘキサン

140

280

トルエン

170

340

酢酸エチル

185

370

アセトン

245

490

ジクロロメタン

285

570

⼆硫化炭素

300

600

アセトニトリル

350

700

メタノール

450

900

⽔

1010

2020

気化室温度250℃
圧⼒140kPa
注⼊量が多すぎるとインサート内に気化試料が保持できない場合もある！

39
LAAN-E-GC0095

A4.5

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

LAAN-E-GC0095

まとめ：スプリット注⼊法で得られる最⼤感度「N2をキャリヤーガスに使わない（キャリアーガス線速
度を⾼線速度にしたい）」「⾼流量域で内径0.25mmの短いカラム、または0.32mm
で⻑いカラムを使う」「揮発性の成分の分析では⾼流量で、⼗分な保持を得る
ため膜厚がやや厚め(1um)、やや⻑め(25m〜30m)」「内径3〜4mmのインサートを使う」「注⼊⼝温度を低くする」（ガス試料の場合？）「300〜500uLの試料を注⼊」（ガス試料の場合）「⻑いシリンジ針を使うこと」（たぶんガスの場合）「最初に溶出するピークが広がり始めるぎりぎりまでスプリット流量を減らす」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

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試料量を減らすための⾼スプリット⽐

A5

⾼濃度試料の注⼊を要求する分析
主題に⼊る前の警告「⾼沸点試料はしばしば溶媒で希釈される。・・・･溶媒が気化室内での気化を容易にする。・・・・⾼粘性試料は希釈せずに正確に注⼊することはできない」（針から試料が正確に⾶ばない）
A5.2 ⼩さな注⼊量a プランジャーインニードルシリンジ(１uL)
針先内部にプランジャーが⼊っているシリンジ「針とプランジャーの狭い隙間にある0.1〜0.2uLの液体試料が、簡単に気化。
正確な量の試料注⼊は困難（絶対検量線法は不可、内標法は可）」b 標準の10uL(5uL)シリンジ「⼿動注⼊には限界。(再現性が悪い）・・・・オートサンプラーはかなり良い」（絶対検量線も可）
c ウエットニードル注⼊「試料で洗浄し、針先のみに試料を満たし、注⼊直前にプランジャーを戻して針先の試料をガラスバレルに戻し、試料の液体膜を針内⾯に残す。針を注⼊⼝に刺し、プランジャーは押さずに（試料注⼊はしない）2〜3秒後、針を抜く。」（注⼊量は30〜60nL、⾯積再現性は悪い。内標法は可かもしれない）
LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

スプリット注⼊法のまとめ
・分離に最適な線速度に設定可能
・微量分析には不向き
・カラムへの試料移⾏速度を考慮し、カラム流量＋スプリット流量 ＞ 約30mL/min
・ガラスインサートはスプリット⽤を使⽤
・シリカウールは必ずセットする・溶媒ピークのテーリングを低減させるためセプタムパージラインが必要
・カラム温度条件に制約は無い（恒温・昇温分析どちらも可能）
・成分や溶媒に制約は無い

42
LAAN-E-GC0095

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2017/6/2

スプリットレス注⼊法

43
LAAN-E-GC0095

B

スプリットレス分析

 B1.1

概念「スプリットレスとは注⼊過程で流れを分割しない注⼊のことで、試料を分割して⼤半をスプリット出⼝から逃がすスプリット注⼊とは異なる。・・・・・
スプリットレス注⼊での適切な溶質濃度は0.1〜50ng/μLの範囲である。ちなみに0.1ng/μLは1〜3μL注⼊したときのFIDの検出限界濃度である。
試料を導⼊する前にスプリット出⼝を閉じると、カラムが気化室からの唯⼀の出⼝になるのでキャリヤーガスは試料蒸気のほとん
ど全量をカラムに運ぶ。」

LAAN-E-GC0095＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

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Konrad.Grob

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2017/6/2

スプリットレス注⼊法の概念図
試料

セプタムパージ
3mL/min

気化室

150kPa

キャリアガスベント

5mL/min

スプリット

トラップ

抵抗

0mL/min

2mL/min試料

試料注⼊
1~2min後×

気化室

150kPa

キャリアガス

53mL/min

ベント

50〜60℃

セプタムパージ
3mL/min

スプリット

トラップ

抵抗

48mL/min

50mL/min昇温

2mL/min

2mL/min

キャピラリカラム

キャピラリカラム

カラム初期温度を低くし、スプリット
ベントを閉じてから試料注⼊

試料注⼊1~2min後、スプリットベントを開きカラム温度を昇温気化した試料（たとえば1mL）がカラムに全量導⼊されるのに、単純計算で0.5min以上かかる。
試料の沸点が充分⾼い場合には、カラム先端に再凝縮 （気体→液体）されて、ピーク幅をせばめることになる。 （クライオフォーカス）45

LAAN-E-GC0095

B3




LAAN-E-GC0095

スプリッレス注⼊に適した試料量「普通の溶媒1μLは250〜450μLの蒸気となる。」「⽔1μLからできる蒸気は、キャリヤーガスによる希釈を差し引いても、現在使われているほとんどのスプリットレス注⼊部からあふれてしまう。」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

著者

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Konrad.Grob

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2017/6/2

B3.4



損失の気化室容量依存性

セプタムパージにFIDを接続して注⼊⼝のオーバーフローを確認＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

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B5.5

著者

47

Konrad.Grob

液状で放出された液滴の阻⽌

1986年の実験ではインサートの下部に5mm⻑のグラスウールプラグを詰めると、⾮常に⾼沸点の物質を取り除き、マトリックス効果を持つ複雑な化合物の定量結果に劇的な改善が⾒られることがわかった。(23)
カラム⼊⼝に液滴のまま直接試料が到達するのをウールが防いでいるのである。・・・・・
しかしA7.5の中で述べたように吸着と、ある種の成分の熱分解を伴う危険もある。

インサート根元のくびれはもう⼀つの⽅法で試料液体の侵⼊を阻⽌する。
⼝径は1mm未満なので気化しなかった試料が通過しにくい。
液体はくびれの表⾯を⼗分冷却することができないため、液体はそこに沈着できない。
気化は主に気相で起こるが、試料液体が気化室を通して不規則に動くので再現性は悪くなる。

48
LAAN-E-GC0095

24

2017/6/2

B6 カラムへの試料移送「試料注⼊部からカラムへ試料蒸気を完全に送り込むのに必要な条件について述べる。スプリットレスの持続時間と適当なカラム流量が関与する。・・」B6.1 移送の過程「気化室からカラムへの試料蒸気の移送には多くの問題点がある。キャリヤーガ
スがピストンのように試料蒸気雲をカラムに押し込むのが理想的である。・・・
3mL/minのカラム流量で、1mL相当のインサート分を送り込むには20秒必要である。しかしキャリヤーガス流量が⾼い場合だけこのモデルは成⽴する。
拡散と、乱流が試料蒸気にキャリアー
ガスを混ぜてしまうので、蒸気雲は試料移送の間成⻑する。」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

LAAN-E-GC0095

B6.2

49

著者

Konrad.Grob

著者

Konrad.Grob

スプリットレスの時間

80mmｘ4mmi.d.のインサートでカラムはインサート内へ5mm挿⼊、注⼊針71mmを使⽤。
カラムは22mｘ0.29mmI.D.
で、⼊⼝温度とも160℃、
n-C22まで含むアルカンのヘキサン溶液を分析
LAAN-E-GC0095「4mL/minでは40秒で事実上完全な移⾏ができた。
2mL/minでは約100秒必要とした。しかしn-C22のピーク⾯積は、⾼い流量で得られた⾯積に達しなかった。2mL/min以下では試料移送は不⼗分であった。」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

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2017/6/2

⾼圧注⼊(High Pressure Injection)
試料注⼊時の⼀定時間、カラム⼊⼝圧を、分析時より⾼く設定することで試料の気化体積を⼩さくし、カラムへの移⾏速度を速くする
⽅法

250℃の気化室におけるアセトン１μLの気化体積
カラム⼊⼝圧

気化体積

（kPa）

（μ L）

100

294

200

196

300

148

400

118

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LAAN-E-GC0095

⾼圧スプリットレス注⼊ 分析例（溶媒ヘキサン)
123⾼圧スプリットレス注⼊350kPa､6μl注⼊

通常のスプリットレス
100kPa,1μl注⼊

41.α-BHC
2.β-BHC
3.γ-BHC
4.ﾀﾞｲｱｼﾞﾉﾝ
5.ﾏﾗﾁｵﾝ

552
LAAN-E-GC0095

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2017/6/2

⾼圧注⼊(High Pressure Injection)利点 試料注⼊量が増加できる（およそ５μL程度まで、溶媒により異なる）
 ｲﾝｻｰﾄ内の試料滞留時間が短くなるので試料の分解が減少する ⾼沸点成分の移⾏効率が良くなり感度が向上する
 試料のｶﾗﾑへの移⾏効率が良くなるのでｻﾝﾌﾟﾘﾝｸﾞﾀｲﾑを短くできる
⽋点
 検出器によってはベースラインが⼤きく変動する場合がある

53
LAAN-E-GC0095

B6.4

LAAN-E-GC0095

溶媒再凝集により加速される試料移送「試料溶媒がカラム⼊⼝で再凝集することにより試料送⼊は加速される。・・・蒸気の⼤部分が移送されると、カラム流量は正常に戻る。」

「再凝集の効⼒は、気化室の構造、針の⻑さ、および試料が気化する間その蒸気がどれくらいキャリヤーガスで希釈されるかによる。・・・」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
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著者

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Konrad.Grob

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2017/6/2

B10.4

ピーク幅広がりと歪みの程度

B10.4.a 固定相表⾯をあまりぬらさないか、まったくぬらさない試料ポリジメチルシロキサン固定相
は、部分的にアセトンでぬれるだけ（フラッデッド
ゾーンは約2倍）
メタノールは無極性固定相をぬらさないので、その再凝縮
液体1μLは数ｍにわたり、カラムを流れてしまう・・・」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004）

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B10.5

著者

55

Konrad.Grob

歪みのないピークを得る⽅法

B10.5.1 溶媒の再凝縮を伴わない冷却補⾜「溶媒の再凝縮を伴わない冷却補⾜なら、時間的に広がったバンドを圧縮でき、空間的広がりは起こらない。」（カラム初期温度を⾼めにする）
B10.5.1.a ⽔溶液試料「⽔溶液試料の注⼊にはバンドが広がることも含め、いくつかの厳しい問題がある」（⽔溶液のスプリッレスは難しい!）B10.5.2 リテンションギャップ法「無塗布カラム（プレカラム）⼊⼝で再凝縮した試料液体が溶質を広げると溶質は塗布カラムの先端部に再濃縮される」＜出典＞スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
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2017/6/2

ガードカラムの有無によるクロマトグラムの違い（アセトニトリル溶液 ガードカラム：Restek 0.53mm x 0.5m）
μV(x1,000,000)

μV(x1,000,000)
2.00

2 3 4 5 678

ｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ
1.5
ｶﾗﾑ初期温度50℃

1

1

ｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ
ｶﾗﾑ初期温度

1.4

2

1.75

1.3

3 4 5 6 78

50℃

60℃

1.2
1.1（ｶﾞｰﾄﾞｶﾗﾑ無）

9

80℃

1.0

1.50 （ｶﾞｰﾄﾞｶﾗﾑ有）

60℃

1.25

9

80℃

0.9
0.8

1.00

100℃

0.7

0.75

0.6
0.5

110℃

0.4

0.50

100℃
110℃

0.3

0.25

0.2
0.1

120℃
0.00

0.0
2.0

120℃

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0 10.0 11.0 12.0 min

Fig. ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ溶液のｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ（ｶﾞｰﾄﾞｶﾗﾑ無）ｶﾗﾑ初期温度100℃～120℃は良好

3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 min

Fig. ｱｾﾄﾆﾄﾘﾙ溶液のｸﾛﾏﾄｸﾞﾗﾑ（ｶﾞｰﾄﾞｶﾗﾑ有）ｶﾗﾑ初期温度60℃～120℃は良好
57

LAAN-E-GC0095

スプリットレス注⼊法のまとめ
・主に微量分析（数⼗ｐｐｍ以下）で使⽤・⾃動試料導⼊装置の使⽤で、より良好な再現性
・試料気化室内に留まる時間が⻑く、急激な気化は必
要ない［試料気化室温度］≦［カラム昇温の最終温度］でも良い→分解を防ぐ効果あり
・ガラスインサートはスプリットレス⽤を使⽤
・試料の残留やセプタム由来の低沸点化合物の影響を低減 させるためセプタムパージラインが必要
・昇温分析が必須
・気体試料や低沸点溶媒試料、溶媒近傍に溶出する成分には不向き58

LAAN-E-GC0095

29

2017/6/2

ご清聴ありがとうございました。

引⽤⽂献スプリット・スプリットレス導⼊は正しく使われているか？
－CGCにおける試料導⼊技術ガイドブック
GC研究懇談会訳 丸善（2004） 著者 Konrad.Grob
GC-2014

GC-201059
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