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JP2006226746A - Heat treatment apparatus for gas chromatography - Google Patents

Heat treatment apparatus for gas chromatography Download PDF

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JP2006226746A
JP2006226746A JP2005038684A JP2005038684A JP2006226746A JP 2006226746 A JP2006226746 A JP 2006226746A JP 2005038684 A JP2005038684 A JP 2005038684A JP 2005038684 A JP2005038684 A JP 2005038684A JP 2006226746 A JP2006226746 A JP 2006226746A
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JP
Japan
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shutter
gas
sample
heat treatment
heating tube
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Application number
JP2005038684A
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Japanese (ja)
Inventor
Toru Aikawa
徹 相川
Kaoru Furuta
薫 古田
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat treatment apparatus that gasifies solid or liquid and performs gas chromatography analysis, allows continuous multi-stage analysis in a saved space, and facilitates treatment such as derivatization. <P>SOLUTION: In the heat treatment apparatus, three or more shutters for preventing approach of a sample cup are disposed between a sample introduction port and a heating tube, a shutter nearest to the sample introduction port and a shutter nearest to the heating tube are sealable shutters, at least one shutter located between them is a special ventilating shutter, a plurality of gas introduction ports and gas exhaust ports are disposed, at least two introduction ports of an introduction port for putting a sample into the sample introduction port and an introduction port for putting liquid are provided, and these mechanisms are individually and automatically controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、固体及び液体の脱ガス分析、さらに、分解物や二次反応物の分析のためのガスクロマトグラフィー分析用加熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus for gas chromatography analysis for degassing analysis of solid and liquid, and further analysis of decomposition products and secondary reactants.

ガスクロマトグラフィーにおいては、試料注入口(インジェクション)に使用されるセプタムが、プラスチックでありその耐熱温度は、300℃程度である。また、有機化合物においては、300℃程度で揮発するもの、マススペクトルを得る為にプラスにイオン化するものがすべてではなく、これら以外のものを分析する方法として、メチル化、シリル化、ブロモ化などの誘導体化が行われている。また、最近では熱分解によって分子量を小さくして分析することも多い。   In gas chromatography, the septum used for the sample inlet (injection) is plastic, and its heat resistant temperature is about 300 ° C. In addition, organic compounds that volatilize at about 300 ° C. and those that ionize positively to obtain a mass spectrum are not all. Methods other than these include methylation, silylation, bromination, etc. Is derivatized. In recent years, analysis is often carried out by reducing the molecular weight by thermal decomposition.

しかしながら、プラスチック製品などの有機物は、単一成分であることはほとんどなく、様々な成分の混合物を分析する際には、加熱温度を変えることによって、分析結果の解析における省力化を図ることが通例であり、加熱炉を複数有することが提案されている(特許文献1)。また、その他にもこれらの加熱を連続全自動で行うような装置も提案されている。
特開2000−28597号公報
However, organic substances such as plastic products are rarely a single component, and when analyzing a mixture of various components, it is customary to save labor in analysis of analysis results by changing the heating temperature. It has been proposed to have a plurality of heating furnaces (Patent Document 1). In addition, there has been proposed an apparatus that performs such heating continuously and fully automatically.
JP 2000-28597 A

しかし、これらの方法では、低温分析後の試料の誘導体化を伴った多段階連続分析は出来ないという問題点があり、加熱温度、誘導体化の有無によってそれぞれ単独に分析するしかなかった。また、加熱炉を複数有することにより、装置が大型化するという問題点があった。本発明は、以上のような技術的背景を考慮してなされたものであり、省スペースで連続多段階分析が可能で、誘導体化などの処理が容易な加熱処理装置を提供することを目的とする。   However, these methods have a problem in that multi-stage continuous analysis with derivatization of a sample after low-temperature analysis cannot be performed, and there is no choice but to analyze independently depending on the heating temperature and the presence or absence of derivatization. Moreover, there existed a problem that an apparatus enlarged by having several heating furnaces. The present invention has been made in consideration of the technical background as described above, and an object of the present invention is to provide a heat treatment apparatus that can perform continuous multistage analysis in a small space and can be easily processed such as derivatization. To do.

本発明において上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、試料カップに収めた固体あるいは液体をガス化させガスクロマトグラフィー分析をおこなうための加熱処理装置であり、試料導入口と加熱チューブと分析ガス中空ニードルを具備し且つ前記加熱チューブは前記分析ガス中空ニードルを介してガスクロマトグラフィー分析装置に繋がる加熱処理装置において、前記試料導入口と前記加熱チューブの間に試料カップを所定位置に保持するためのシャッターを3つ以上有することを特徴とする加熱処理装置とした。   In order to solve the above-described problems in the present invention, the invention according to claim 1 is a heat treatment apparatus for performing gas chromatography analysis by gasifying a solid or liquid contained in a sample cup, and comprising a sample inlet and a heating In a heat treatment apparatus comprising a tube and an analysis gas hollow needle, and the heating tube is connected to a gas chromatography analyzer through the analysis gas hollow needle, a sample cup is placed between the sample introduction port and the heating tube at a predetermined position. The heat treatment apparatus is characterized in that it has three or more shutters for holding.

また、請求項2に係る発明は、試料導入口に最も近いシャッターと加熱チューブに最も近いシャッターが密閉可能な密閉シャッターであり、その間に位置する少なくとも1つのシャッターが通気可能な通気シャッターであることを特徴とする請求項1記載の加熱処理装置とした。   The invention according to claim 2 is a hermetic shutter capable of sealing the shutter closest to the sample introduction port and the shutter closest to the heating tube, and is a ventilated shutter capable of venting at least one shutter positioned therebetween. A heat treatment apparatus according to claim 1.

また、請求項3に係る発明は、試料導入口に最も近い密閉シャッターと加熱チューブに最も近い密閉シャッターの間、加熱チューブに最も近い密閉シャッターと加熱チューブの間、加熱チューブと分析ガス注入ニードルの間の少なくとも3箇所にガス導入口があることを特徴とする請求項1または2記載の加熱処理装置とした。   Further, the invention according to claim 3 is provided between the closed shutter closest to the sample inlet and the closed shutter closest to the heating tube, between the closed shutter and the heating tube closest to the heating tube, between the heating tube and the analysis gas injection needle. The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein there are gas inlets at least at three locations.

また、請求項4に係る発明は、試料導入口に最も近い密閉シャッターと加熱チューブに最も近い密閉シャッターの間、加熱チューブ側に最も近い密閉シャッターと分析ガス注入ニードルの間の少なくとも2箇所にガス排出口がある請求項1乃至3のいずれかに記載の加熱処理装置とした。   In the invention according to claim 4, the gas is provided in at least two places between the closed shutter closest to the sample inlet and the closed shutter closest to the heating tube, and between the closed shutter closest to the heating tube and the analysis gas injection needle. It was set as the heat processing apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3 with a discharge port.

また、請求項5に係る発明は、前記試料導入口において試料を入れるための導入口と液体を入れるための導入口の少なくとも2つの導入口があることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の加熱処理装置とした。   The invention according to claim 5 is characterized in that there are at least two inlets for introducing a sample and an inlet for introducing a liquid at the sample inlet. It was set as the heat processing apparatus as described above.

また、請求項6に係る発明は、前記液体を入れるための導入口を通じて通気シャッターとガス注入側に最も近い密閉シャッターからなる前室に液体を導入することが可能であることを特徴とする請求項5に記載の加熱処理装置とした。   Further, the invention according to claim 6 is characterized in that the liquid can be introduced into the front chamber including the ventilation shutter and the closed shutter closest to the gas injection side through the introduction port for containing the liquid. The heat treatment apparatus according to Item 5 was used.

また、請求項7に係る発明は、前記試料導入口が複数の試料および液体を自動で導入できる機構を有し、前記密閉シャッター、前記通気シャッター、前記ガス導入口および前記ガス排出口が個別に自動制御可能な請求項1乃至6のいずれかに記載の加熱処理装置とした。   The invention according to claim 7 has a mechanism in which the sample introduction port can automatically introduce a plurality of samples and liquids, and the sealing shutter, the ventilation shutter, the gas introduction port, and the gas discharge port are individually provided. The heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 6, which can be automatically controlled.

また、請求項8に係る発明は請求項1乃至7のいずれかに記載の加熱処理装置を備えたガスクロマトグラフィー装置とした。   The invention according to claim 8 is a gas chromatography apparatus provided with the heat treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7.

本発明によって、省スペースな加熱処理装置であって、加熱処理装置として導入カップ回収の為の空間と試料カップを一時保管できる空間ができ、一回の試料導入で2段階以上の加熱処理が可能となった。また、加熱処理装置にあって試料導入口に最も近いシャッターと加熱チューブの間の環境を目的の雰囲気下にすること、加熱チューブの圧力を制御することが可能となった。また、液体試料の随時導入可能で二次反応処理を含めた加熱処理をを一回の試料導入で行うことが可能となった。また、複数の試料に対して、連続して加熱処理、二次反応処理を行うことが可能となった。   According to the present invention, a space-saving heat treatment apparatus can be provided as a heat treatment apparatus, a space for collecting an introduction cup and a space for temporarily storing a sample cup, and two or more stages of heat treatment are possible with a single sample introduction. It became. In addition, the environment between the shutter and the heating tube closest to the sample introduction port in the heat treatment apparatus can be set to a target atmosphere, and the pressure of the heating tube can be controlled. In addition, it is possible to introduce a liquid sample at any time, and it is possible to perform a heat treatment including a secondary reaction process by a single sample introduction. Moreover, it became possible to perform a heat processing and a secondary reaction process continuously with respect to several samples.

本発明の加熱処理装置を備えたガスクロマトグラフィー装置を用いてガス分析をおこなうことによって、一回の試料導入で2つ以上の温度で加熱された試料からの発生ガスを段階的に分析することが可能となった。また、一回の試料導入で2つ以上の温度で加熱された試料からの発生した分析ガスを発生した分析ガスの二次反応を含めて段階的に分析することが可能となった。以上より、スループットのよい、目的の成分以外の共雑成分の影響を限りなく排除したガスクロマトグラフィー分析が可能となった。また、複数の試料に対して、加熱処理、二次反応処理により発生した分析ガスを連続してガスクロマトグラフィー分析をおこなうことが可能となった。   By performing gas analysis using a gas chromatography apparatus equipped with the heat treatment apparatus of the present invention, the generated gas from a sample heated at two or more temperatures in a single sample introduction is analyzed stepwise. Became possible. In addition, it is possible to perform analysis step by step including the secondary reaction of the analysis gas generated from the sample heated at two or more temperatures by one sample introduction. As described above, it is possible to perform a gas chromatography analysis with a high throughput and excluding the influence of other components other than the target component. In addition, it is possible to continuously perform gas chromatography analysis on analysis gases generated by heat treatment and secondary reaction treatment on a plurality of samples.

以下に本発明の加熱処理装置の構造を図1に基づき説明する。なお、本発明の思想はこれに限るものではなく、明細書から考えられる技術的範囲をすべて包括するものとする。図1は、本発明の加熱処理装置断面の概略図である。   Below, the structure of the heat processing apparatus of this invention is demonstrated based on FIG. It should be noted that the idea of the present invention is not limited to this, but covers all technical scopes that can be considered from the specification. FIG. 1 is a schematic view of a cross section of the heat treatment apparatus of the present invention.

図1においては、図面上側が試料導入側であり、試料導入口233がある。試料導入口233には複数の試料カップ111を自動で導入できる回転式試料ホルダー101と液体導入シリンジ112を有していても構わない。密閉シャッターX211は密閉と開放が可能なバルブからなり、密閉シャッターY212は密閉と開放が可能なバルブからなり、通気シャッターZ213は通気可能な空孔を有する開放可能なバルブからなっているが、密閉シャッターX、密閉シャッターY、通気シャッターZは個別に制御可能である。   In FIG. 1, the upper side of the drawing is the sample introduction side, and there is a sample introduction port 233. The sample introduction port 233 may have a rotary sample holder 101 and a liquid introduction syringe 112 capable of automatically introducing a plurality of sample cups 111. The sealing shutter X211 includes a valve that can be sealed and opened, the sealing shutter Y212 includes a valve that can be sealed and opened, and the ventilation shutter Z213 includes a valve that can be opened and has a hole that allows ventilation. The shutter X, the closed shutter Y, and the ventilation shutter Z can be individually controlled.

密閉シャッターX211と通気シャッターZ213で構成される空間は予備室232、通気シャッターZ213と密閉シャッターY212で構成される空間は前室231となる。加熱チューブ251は試料カップ111を加熱チューブ内に留め置く必要があり、加熱チューブは分析ガス注入ニードル271側においてその径が試料カップ111の径よりも小さい機構を有している。試料カップ111は加熱チューブ内で加熱炉(図示せず)によって加熱される。   A space constituted by the sealing shutter X211 and the ventilation shutter Z213 is a preliminary chamber 232, and a space constituted by the ventilation shutter Z213 and the sealing shutter Y212 is a front chamber 231. The heating tube 251 needs to keep the sample cup 111 in the heating tube, and the heating tube has a mechanism whose diameter is smaller than the diameter of the sample cup 111 on the analysis gas injection needle 271 side. The sample cup 111 is heated in a heating tube by a heating furnace (not shown).

ガス導入口A301はキャリアガスで予備室、前室を置換することを目的として密閉シャッターX211と密閉シャッターY212の間に設けられる。ガス導入口B302は分析用キャリアガスを導入することを目的として密閉シャッターY212と加熱チューブ251の間に設けられる。ガス導入口Cは試料カップ回収を目的としてとして加熱チューブ251と分析ガス注入ニードル271の間に設けられる。なお、ガス導入口A、B、Cから導入されるキャリアガスはそれぞれ異なっていても構わないが、通常は同一でありヘリウム等の不活性ガスが用いられる。   The gas inlet A301 is provided between the sealed shutter X211 and the sealed shutter Y212 for the purpose of replacing the preliminary chamber and the front chamber with carrier gas. The gas inlet B302 is provided between the closed shutter Y212 and the heating tube 251 for the purpose of introducing the carrier gas for analysis. The gas inlet C is provided between the heating tube 251 and the analysis gas injection needle 271 for the purpose of collecting the sample cup. The carrier gases introduced from the gas inlets A, B, and C may be different from each other, but are usually the same and an inert gas such as helium is used.

ガス排出口D311は、密閉シャッターX301と密閉シャッターY212の間の置換ガス排出用として設けられる。ガス排出口E312は密閉シャッターY212と加熱チューブ251の間の加熱発生気体の余剰分の排出用として設けられている。これらガス導入口、ガス排出口は個別に制御可能である。   The gas discharge port D311 is provided for discharging a replacement gas between the sealed shutter X301 and the sealed shutter Y212. The gas discharge port E312 is provided for discharging a surplus amount of the heat generation gas between the hermetic shutter Y212 and the heating tube 251. These gas inlets and gas outlets can be individually controlled.

分析ガス注入ニードル271は、加熱チューブ251の下に取り付けられ、ガスクロマトグラフィー装置のセプタム401に挿すことができ、本発明の加熱処理装置によって試料から発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析およびガスクロマトグラフィー質量分析等が可能となる。   The analysis gas injection needle 271 is attached under the heating tube 251 and can be inserted into the septum 401 of the gas chromatography device. The analysis gas generated from the sample by the heat treatment device of the present invention is analyzed by gas chromatography and gas chromatography. Graphical mass spectrometry and the like are possible.

試料カップ111は、加熱チューブ内で加熱される為、加熱により変形及び劣化しにくい材質であることが望ましく、炭素系有機物、金属あるいはガラスが使用できる。試料カップを複数セットすること可能な回転式試料カップホルダー101は、試料カップ111を複数配置できて、特定の試料カップのみ試料導入口233から加熱チューブ251に導入できる機構が備わっていれば良い。試料カップ111が穴を有する特定の場所で重力により落下させる機構で特に問題なく、市販のオートサンプラーを使用することができる。   Since the sample cup 111 is heated in the heating tube, it is desirable that the sample cup 111 be made of a material that is not easily deformed or deteriorated by heating, and a carbon-based organic material, metal, or glass can be used. The rotary sample cup holder 101 capable of setting a plurality of sample cups only needs to have a mechanism that can arrange a plurality of sample cups 111 and can introduce only a specific sample cup from the sample introduction port 233 into the heating tube 251. A commercially available autosampler can be used without any particular problem with a mechanism in which the sample cup 111 is dropped by gravity at a specific place having a hole.

液体導入口である液体導入用シリンジ112は通常のマイクロシリンジで問題ないが、前室231に存在する試料カップ111に液体を導入できるような針の長さが必要である。また、液体導入用シリンジ112も複数の液体を注入できるような機構が備わることが好ましい。   The syringe 112 for introducing the liquid, which is the liquid inlet, is a normal microsyringe, but needs a needle length that can introduce the liquid into the sample cup 111 existing in the front chamber 231. In addition, the liquid introduction syringe 112 is preferably provided with a mechanism that can inject a plurality of liquids.

密閉シャッターX211及び密閉シャッターY212の密閉機構に関しては特に限定されるものではないが、ボールバルブなどが使用できる。また、通気シャッターZ213については通気可能とするために空孔を有した構造が考えられるが、特に限定されるものではない。なお、空孔は穴を開けるだけでも対応できるし、ピンなどでも対応できる。ただし、通気部分から試料カップが通り抜けない構造になっている必要がある。試料導入口233、予備室232、前室231は、試料カップ111より大きな径の中空構造が必要である。   The sealing mechanism of the sealing shutter X211 and the sealing shutter Y212 is not particularly limited, but a ball valve or the like can be used. Further, the ventilation shutter Z213 may have a structure having holes in order to allow ventilation, but is not particularly limited. In addition, a hole can respond only by making a hole, and it can respond also with a pin. However, it is necessary that the sample cup does not pass through the ventilation portion. The sample introduction port 233, the preliminary chamber 232, and the front chamber 231 need a hollow structure having a diameter larger than that of the sample cup 111.

加熱チューブ251も試料カップ111が入る程度の中空が必要であり、その試料カップを加熱チューブ内に留め置く為に中空をしぼませることが必要である。この加熱チューブは加熱炉(図示せず)によって約50℃から1000℃程度まで加熱される為、金属あるいは石英ガラスであることが望ましい。また、ガスクロマトグラフィー用のインサートなども使用できる。   The heating tube 251 needs to be hollow enough to contain the sample cup 111, and it is necessary to squeeze the hollow in order to keep the sample cup in the heating tube. Since this heating tube is heated from about 50 ° C. to about 1000 ° C. by a heating furnace (not shown), it is desirable that the heating tube is made of metal or quartz glass. Further, an insert for gas chromatography can also be used.

加熱炉(図示せず)の種類は特に限定されるものではないが、ヒーター方式であまり広範囲を暖めない方が良い。また、周辺の温度が冷めにくいような保温カバーも必要である。   The kind of the heating furnace (not shown) is not particularly limited, but it is better not to warm the wide area by a heater method. In addition, a heat insulating cover is also required so that the ambient temperature is difficult to cool.

分析ガス注入ニードル271の材質も金属であれば特に限定されるものではないが、加熱発生ガスが付着してしまうような長さにならないようにする必要がある。   The material of the analysis gas injection needle 271 is not particularly limited as long as it is a metal, but it is necessary to prevent the analysis gas injection needle 271 from having such a length that the heat generation gas adheres.

ガス導入口と301、302、303とガス排出口311、312の材質も特に限定されるものではないが、ステンレスチューブが加工性もよく便利である。   The materials for the gas inlets 301, 302, 303 and the gas outlets 311 and 312 are not particularly limited, but a stainless steel tube is convenient and convenient.

これらの部材の制御は一括してコンピュータ制御することが望ましく、試料ホルダー中の導入カップ位置、多段階制御の有無、液体試料導入の有無、加熱炉の温度、加熱炉の温度プログラム、シャッター開放と閉鎖のタイミング、キャリアガスの導入量の導入時間などの制御と、ガスクロマトグラフィーを同時に操作制御することも必要である。   It is desirable to control these members collectively by computer. The position of the introduction cup in the sample holder, the presence or absence of multistage control, the presence or absence of liquid sample introduction, the temperature of the heating furnace, the temperature program of the heating furnace, the shutter opening It is also necessary to control the timing of closing, the introduction time of the introduction amount of the carrier gas, etc. and the operation control of the gas chromatography simultaneously.

次に、本発明の加熱処理装置の使用形態について示す。   Next, the usage pattern of the heat treatment apparatus of the present invention will be described.

(二段階加熱/分解法)
試料を試料カップ111にいれガラスウールで蓋をした後、回転式試料カップホルダー101にセットする。この時点で密閉シャッターX211、密閉シャッターY212、通気シャッターZ213はすべて閉じており、ガス導入口A301、ガス導入口C303にはごく微量のキャリアガスを流しておき、ガス導入口B302にガスクロ流量以上のキャリアガスを流しておく。
(Two-stage heating / decomposition method)
The sample is placed in the sample cup 111 and covered with glass wool, and then set in the rotary sample cup holder 101. At this time, the hermetic shutter X211, the hermetic shutter Y212, and the ventilation shutter Z213 are all closed, and a very small amount of carrier gas is allowed to flow through the gas inlet A301 and the gas inlet C303, and the gas inlet B302 has a gas flow rate higher than the flow rate. Flow carrier gas.

回転式試料カップホルダー101の所定の番号から試料カップを密閉シャッターX211を開けて導入し、導入後は直ちに密閉シャッターX211を閉じておく。キャリアガス導入口A301から十分キャリアガスを流した後、密閉シャッターZ213を開け、続いて密閉シャッターY212を開け、加熱チューブ251に試料カップ111を導入する。この時、加熱チューブ251は所定の加熱(分解)温度にセットされている。また、加熱チューブ251に試料カップ111を導入した段階でガスクロマトグラフィー装置に測定開始の信号を入れる必要がある。   The sample cup is introduced from the predetermined number of the rotary sample cup holder 101 by opening the sealed shutter X211 and immediately after the introduction, the sealed shutter X211 is closed. After sufficiently flowing the carrier gas from the carrier gas inlet A301, the sealed shutter Z213 is opened, then the sealed shutter Y212 is opened, and the sample cup 111 is introduced into the heating tube 251. At this time, the heating tube 251 is set to a predetermined heating (decomposition) temperature. Further, it is necessary to input a measurement start signal to the gas chromatography apparatus when the sample cup 111 is introduced into the heating tube 251.

加熱中は試料から発生する分析ガスによって前室231や予備室232が汚れることが予想される為、試料カップを加熱チューブに導入後は直ちに密閉シャッターY212を閉じておく。分析ガスは分析ガス注入ニードル271、ガスクロ側セプタム401を通してガスクロマトグラフィー装置に注入され、ガスクロマトグラフィー分析をおこなうことができる(第1の分析)。   During heating, the front chamber 231 and the preliminary chamber 232 are expected to be contaminated by the analysis gas generated from the sample. Therefore, the sealed shutter Y212 is closed immediately after the sample cup is introduced into the heating tube. The analysis gas is injected into the gas chromatography device through the analysis gas injection needle 271 and the gas chromatography side septum 401, and the gas chromatography analysis can be performed (first analysis).

試料カップ111を所定の時間加熱した後、通気シャッターZ213が閉まった状態で密閉シャッターY212を開け、ガス導入口C303から大量のキャリアガスを導入する。この時、試料カップ111はキャリアガスによって吹き上げられ、通気シャッターZ213の下の前室231に排出される。この後直ちに密閉シャッターY212を閉め、キャリアガス導入口C303からのキャリアガスの大量供給を終了する。ついで、加熱チューブ251の温度を加熱(分解)温度に上げて所定の温度になるまで試料カップを前室231で待機させる。   After heating the sample cup 111 for a predetermined time, the hermetic shutter Y212 is opened with the ventilation shutter Z213 closed, and a large amount of carrier gas is introduced from the gas inlet C303. At this time, the sample cup 111 is blown up by the carrier gas and discharged into the front chamber 231 below the ventilation shutter Z213. Immediately after this, the hermetic shutter Y212 is closed, and the mass supply of the carrier gas from the carrier gas inlet C303 is terminated. Next, the temperature of the heating tube 251 is raised to the heating (decomposition) temperature, and the sample cup is kept waiting in the front chamber 231 until the temperature reaches a predetermined temperature.

加熱チューブ251が所定の温度に到達したら、密閉シャッターY212を開け、再度、加熱チューブ251に試料カップ111を導入し、ガスクロマトグラフィー装置に測定開始の信号を入れる(第2の分析)。加熱終了後は、密閉シャッターY212、通気シャッターZ213、密閉シャッターX211を開け、キャリアガス導入口C303からのキャリアガスの大量供給により試料カップは加熱処理装置から排出される。   When the heating tube 251 reaches a predetermined temperature, the hermetic shutter Y212 is opened, the sample cup 111 is again introduced into the heating tube 251, and a measurement start signal is input to the gas chromatography apparatus (second analysis). After the heating is completed, the sealed shutter Y212, the ventilation shutter Z213, and the sealed shutter X211 are opened, and the sample cup is discharged from the heat treatment apparatus by supplying a large amount of carrier gas from the carrier gas inlet C303.

(二段階加熱/誘導体化分解法)
(二段階加熱/分解法)で示した第1の分析までは同様に行う。加熱終了後、試料カップ111を前室231に保持し、液体導入シリンジから所定量の液体をガス雰囲気下で導入する。ついで、加熱チューブの温度を分解温度に上げて所定の温度になるまで試料カップを前室231で待機させる。加熱チューブ251が所定の加熱(温度)に到達したら、密閉シャッターY212を開け、再度、加熱チューブ251に試料カップ111を導入し、先程と同様に第2の分析をおこなう。
(Two-stage heating / derivatization decomposition method)
The same process is performed until the first analysis shown in (Two-stage heating / decomposition method). After the heating, the sample cup 111 is held in the front chamber 231 and a predetermined amount of liquid is introduced from the liquid introduction syringe under a gas atmosphere. Next, the temperature of the heating tube is raised to the decomposition temperature, and the sample cup is kept waiting in the front chamber 231 until the temperature reaches a predetermined temperature. When the heating tube 251 reaches a predetermined heating (temperature), the hermetic shutter Y212 is opened, the sample cup 111 is again introduced into the heating tube 251, and the second analysis is performed as before.

以上、(二段階加熱/分解法)と(二段階加熱/誘導体化分解法)の2例を示したが、これらを組み合わせることにより、多段階処理が可能となる。またこれらをすべてコンピューター制御することで、連続自動運転が可能になる。ガスクロマトグラフィー装置側の信号から回転式試料カップホルダー101をスタートさせることによって、複数の試料に対して連続自動運転が可能になる。実際のガスクロマトグラフィー分析のスタートは、密閉シャッターX211が閉じている段階での密閉シャッターY212の開放による。ガスクロマトグラフィー分析の終了はガスクロマトグラフィー装置のオーブンプログラムの終了で行い、次の測定のレディ信号でまず導入カップ回収を行えば、ガスクロマトグラフィー分析シーケンスとオートサンプラーシーケンスの同期が可能である。   As described above, two examples of (two-stage heating / decomposition method) and (two-stage heating / derivatization decomposition method) have been described. By combining these two examples, multi-stage processing can be performed. Moreover, continuous automatic operation becomes possible by computer-controlling all of these. By starting the rotary sample cup holder 101 from a signal on the gas chromatography device side, continuous automatic operation is possible for a plurality of samples. The actual gas chromatographic analysis is started by opening the sealed shutter Y212 when the sealed shutter X211 is closed. The gas chromatographic analysis is completed at the end of the oven program of the gas chromatographic apparatus, and the gas chromatographic analysis sequence and the autosampler sequence can be synchronized by first collecting the introduction cup with the ready signal of the next measurement.

以下に実施例を示す。本発明の加熱処理装置とガスクロマトグラフィー分析装置を接続した。ガスクロマトグラフィーとしては、Agilent Technologies製6890/5973N、カラムはHP−5MSを使用した。インサートは280℃、キャリアガスにはHeを使用し、定流量モード(1.0ml/min)で制御した。また、ガスクロオーブンに昇温プログラムをかけ、285℃を最高温度として分析した。試料は1%アセチルクエン酸トリブチル添加ポリエチレンテレフタレート樹脂を使用した。第1の分析として試料を加熱処理装置内で200℃、60秒加熱し発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこない、第2の分析として、第1の分析終了後、前室に試料カップを移動させ、加熱チューブを600℃、10秒加熱して発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。   Examples are shown below. The heat processing apparatus of this invention and the gas chromatography analyzer were connected. As gas chromatography, Agilent Technologies 6890 / 5973N and HP-5MS were used for the column. The insert was 280 ° C., He was used as the carrier gas, and was controlled in a constant flow rate mode (1.0 ml / min). In addition, a temperature raising program was applied to the gas chromatography oven, and analysis was performed with 285 ° C. being the maximum temperature. As a sample, polyethylene terephthalate resin added with 1% tributyl acetylcitrate was used. As a first analysis, gas chromatography analysis is performed on the analysis gas generated by heating the sample in a heat treatment apparatus at 200 ° C. for 60 seconds. As a second analysis, after the first analysis is completed, a sample cup is placed in the front chamber. Gas chromatography analysis was performed on the analysis gas generated by moving and heating the heated tube at 600 ° C. for 10 seconds.

実施例1と同じ装置、試料を用い、第1の分析として試料を加熱処理装置内で200℃、60秒加熱し発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。第1の分析終了後、前室に試料カップを移動させ、試料に対し水酸化テトラメチルアンモニウムを液体導入シリンジを通して添加した。その後、450℃に加熱した加熱チューブに試料を導入し、10秒加熱して発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。   The same apparatus and sample as in Example 1 were used, and as a first analysis, the sample was heated in a heat treatment apparatus at 200 ° C. for 60 seconds, and a gas chromatography analysis was performed on the analysis gas generated. After completion of the first analysis, the sample cup was moved to the front chamber, and tetramethylammonium hydroxide was added to the sample through a liquid introduction syringe. Thereafter, a sample was introduced into a heating tube heated to 450 ° C., and gas chromatography analysis was performed on the analysis gas generated by heating for 10 seconds.

(比較例1)
実施例1と同じ加熱処理装置において、密閉シャッターXと通気シャッターZを開放とし、密閉シャッターYのみ開放、密閉動作可能とした。ガス導入口Aとガス排出口Dを閉め、ガス導入口B、ガス排出口Cのみ動作可能とした。また、液体導入シリンジははずした。この加熱処理装置を実施例1と同じガスクロマトグラフィー装置に接続し、実施例1と同じ試料を加熱処理装置内で200℃、60秒加熱し、発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。
(Comparative Example 1)
In the same heat treatment apparatus as in Example 1, the sealing shutter X and the ventilation shutter Z were opened, and only the sealing shutter Y was opened and the sealing operation was possible. The gas inlet A and the gas outlet D were closed, and only the gas inlet B and the gas outlet C were operable. Moreover, the liquid introduction syringe was removed. This heat treatment apparatus was connected to the same gas chromatography apparatus as in Example 1, the same sample as in Example 1 was heated in the heat treatment apparatus at 200 ° C. for 60 seconds, and the generated analysis gas was subjected to gas chromatography analysis. .

(比較例2)
実施例1と同じ加熱処理装置において、密閉シャッターXと通気シャッターZを開放とし、密閉シャッターYのみ開放、密閉動作可能とした。ガス導入口Aとガス排出口Dを閉め、ガス導入口B、ガス排出口Cのみ動作可能とした。また、液体導入シリンジははずした。この加熱処理装置を実施例1と同じガスクロマトグラフィー装置に接続し、実施例1と同じ試料を加熱処理装置内で450℃、10秒加熱し発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。
(Comparative Example 2)
In the same heat treatment apparatus as in Example 1, the sealing shutter X and the ventilation shutter Z were opened, and only the sealing shutter Y was opened and the sealing operation was possible. The gas inlet A and the gas outlet D were closed, and only the gas inlet B and the gas outlet C were operable. Moreover, the liquid introduction syringe was removed. This heat treatment apparatus was connected to the same gas chromatography apparatus as in Example 1, and the same sample as in Example 1 was heated in the heat treatment apparatus at 450 ° C. for 10 seconds, and a gas chromatography analysis was performed on the analysis gas generated.

(比較例3)
実施例1と同じ加熱処理装置において、密閉シャッターXと通気シャッターZを開放とし、通気シャッターYのみ開放、密閉動作可能とした。ガス導入口Aとガス排出口Dを閉め、ガス導入口B、ガス排出口Cのみ動作可能とした。また、液体導入シリンジははずした。この加熱処理装置を実施例1と同じガスクロマトグラフィー装置に接続した。実施例1と同じ試料に対し、加熱処理装置に導入する前に水酸化テトラメチルアンモニウムを添加し、その後、試料を加熱処理装置内に導入し、450゜C、10秒加熱し発生した分析ガスについてガスクロマトグラフィー分析をおこなった。
(Comparative Example 3)
In the same heat treatment apparatus as in Example 1, the sealing shutter X and the ventilation shutter Z were opened, and only the ventilation shutter Y was opened and the sealing operation was possible. The gas inlet A and the gas outlet D were closed, and only the gas inlet B and the gas outlet C were operable. Moreover, the liquid introduction syringe was removed. This heat treatment apparatus was connected to the same gas chromatography apparatus as in Example 1. Analytical gas generated by adding tetramethylammonium hydroxide to the same sample as in Example 1 before introduction into the heat treatment apparatus, and then introducing the sample into the heat treatment apparatus and heating at 450 ° C. for 10 seconds. The gas chromatographic analysis was performed.

実施例1、2、比較例1、2、3のガスクロマトグラフィー分析において検出されたフラグメントを表1に示す。   Table 1 shows the fragments detected in the gas chromatography analysis of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3.

Figure 2006226746
Figure 2006226746

以上より、一回の試料導入で2つ以上の温度で加熱された試料からの発生した分析ガスを段階的に分析できている様子が確認された。また、一回の試料導入で2つ以上の温度で加熱された試料からの発生ガスを発生ガスの二次反応を含めて段階的に分析できている様子が確認された。   From the above, it was confirmed that the analysis gas generated from the sample heated at two or more temperatures by one sample introduction could be analyzed stepwise. Moreover, it was confirmed that the generated gas from the sample heated at two or more temperatures by one sample introduction could be analyzed step by step including the secondary reaction of the generated gas.

本発明の加熱処理装置断面の概略図である。It is the schematic of the heat processing apparatus cross section of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

101 回転式試料カップホルダー
111 試料カップ
112 液体導入シリンジ
211 密閉シャッターX
212 密閉シャッターY
213 通気シャッターZ
231 前室
232 予備室
233 試料導入口
251 加熱チューブ
271 分析ガス注入ニードル
301 キャリアガス導入口A
302 キャリアガス導入口B
303 キャリアガス導入口C
311 ガス排出口D
312 ガス排出口E
401 セプタム
101 Rotating Sample Cup Holder 111 Sample Cup 112 Liquid Introducing Syringe 211 Sealed Shutter X
212 Sealed shutter Y
213 Ventilation shutter Z
231 Front chamber 232 Preliminary chamber 233 Sample inlet 251 Heating tube 271 Analysis gas injection needle 301 Carrier gas inlet A
302 Carrier gas inlet B
303 Carrier gas inlet C
311 Gas outlet D
312 Gas outlet E
401 Septum

Claims (8)

試料カップに収めた固体あるいは液体をガス化させガスクロマトグラフィー分析をおこなうための加熱処理装置であり、試料導入口と加熱チューブと分析ガス中空ニードルを具備し且つ前記加熱チューブは前記分析ガス中空ニードルを介してガスクロマトグラフィー分析装置に繋がる加熱処理装置において、前記試料導入口と前記加熱チューブの間に試料カップを所定位置に保持するためのシャッターを3つ以上有することを特徴とする加熱処理装置。   A heat treatment apparatus for performing gas chromatography analysis by gasifying a solid or liquid contained in a sample cup, comprising a sample introduction port, a heating tube, and an analysis gas hollow needle, and the heating tube comprising the analysis gas hollow needle In the heat treatment apparatus connected to the gas chromatography analyzer via the heat treatment apparatus, the heat treatment apparatus has three or more shutters for holding a sample cup in a predetermined position between the sample introduction port and the heating tube. . 試料導入口に最も近いシャッターと加熱チューブに最も近いシャッターが密閉可能な密閉シャッターであり、その間に位置する少なくとも1つのシャッターが通気可能な通気シャッターであることを特徴とする請求項1記載の加熱処理装置。   2. The heating according to claim 1, wherein the shutter closest to the sample introduction port and the shutter closest to the heating tube are hermetically sealed shutters, and at least one shutter positioned therebetween is a ventilated shutter capable of venting. Processing equipment. 試料導入口に最も近い密閉シャッターと加熱チューブに最も近い密閉シャッターの間、加熱チューブに最も近い密閉シャッターと加熱チューブの間、加熱チューブと分析ガス注入ニードルの間の少なくとも3箇所にガス導入口があることを特徴とする請求項1または2記載の加熱処理装置。   There are gas inlets at least at three locations between the closed shutter closest to the sample inlet and the closed shutter closest to the heating tube, between the closed shutter and the heating tube closest to the heating tube, and between the heating tube and the analysis gas injection needle. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the heat treatment apparatus is provided. 試料導入口に最も近い密閉シャッターと加熱チューブに最も近い密閉シャッターの間、加熱チューブ側に最も近い密閉シャッターと分析ガス注入ニードルの間の少なくとも2箇所にガス排出口がある請求項1乃至3のいずれかに記載の加熱処理装置。   4. The gas discharge port according to claim 1, wherein there are gas discharge ports at least at two positions between the closed shutter closest to the sample introduction port and the closed shutter closest to the heating tube, and between the closed shutter closest to the heating tube side and the analysis gas injection needle. The heat processing apparatus in any one. 前記試料導入口において試料を入れるための導入口と液体を入れるための導入口の少なくとも2つの導入口があることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の加熱処理装置。   5. The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the sample introduction port includes at least two introduction ports, an introduction port for introducing a sample and an introduction port for introducing a liquid. 前記液体を入れるための導入口を通じて通気シャッターとガス注入側に最も近い密閉シャッターからなる前室に液体を導入することが可能であることを特徴とする請求項5に記載の加熱処理装置。   6. The heat treatment apparatus according to claim 5, wherein the liquid can be introduced into a front chamber comprising a ventilation shutter and a closed shutter closest to the gas injection side through the introduction port for introducing the liquid. 前記試料導入口が複数の試料および液体を自動で導入できる機構を有し、前記密閉シャッター、前記通気シャッター、前記ガス導入口および前記ガス排出口が個別に自動制御可能な請求項1乃至6のいずれかに記載の加熱処理装置。   The sample introduction port has a mechanism capable of automatically introducing a plurality of samples and liquids, and the hermetic shutter, the ventilation shutter, the gas introduction port, and the gas discharge port can be individually automatically controlled. The heat processing apparatus in any one. 請求項1乃至7のいずれかに記載の加熱処理装置を備えたガスクロマトグラフィー装置。   A gas chromatography apparatus comprising the heat treatment apparatus according to claim 1.
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