CS254820B1

CS254820B1 - Gas Chromatograph Injector and with Check Valve in Mobile Phase Inlet

Info

Publication number: CS254820B1
Application number: CS859554A
Authority: CS
Inventors: Jiri Teply; Ladislav Pisa
Original assignee: Jiri Teply; Ladislav Pisa
Priority date: 1985-12-19
Filing date: 1985-12-19
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS955485A1

Abstract

V tělese injektorů je zasunuta vložka, která je ve vstupní části opatřena příčně provrtaným krckem, na němž je nasunuta pružná objímka dosedající vnějším pláštěm na styčnou spáru mezi distančním kroužkem a osazením v tělese injektorů, přičemž v distančním kroužku jsou vytvořeny drážky navazující na přívodní kanálek, zatímco na vstupním hrdle vložky a distančním kroužku je septum přitlačené maticí s vodítkem. Popsané uspořádání injektorů umožňuje zavést injekční stříkačkou do kolony plynového chromátografu velký objem vzorku, aniž by došlo k nežádoucímu styku par vzorku s potrubím přivádějícím,mobilní fázi a k neúměrnému rozšíření zóny par vzorku vstupujících do chromatografické kolony. Umožňuje až řádové snížení mezi stavitelnosti, což má.význam zejména při přímé chromatografické analýze těkavých látek ve velmi zředěných roztocích.An insert is inserted into the injector body, which is provided with a transversely drilled neck in the inlet part, on which a flexible sleeve is inserted, which rests with its outer shell on the contact gap between the spacer ring and the shoulder in the injector body, while grooves are formed in the spacer ring connecting to the supply channel, while a septum is pressed onto the inlet neck of the insert and the spacer ring by a nut with a guide. The described arrangement of the injectors allows a large volume of sample to be introduced into the gas chromatograph column with a syringe, without unwanted contact of the sample vapors with the pipeline supplying the mobile phase and disproportionate expansion of the zone of sample vapors entering the chromatographic column. It allows for an order of magnitude reduction in the adjustment range, which is especially important in direct chromatographic analysis of volatile substances in very dilute solutions.

Description

Vynález se týká uspořádání injektoru plynového chromatograf u, t.j. místa pro injekční nástřik vzorku do chromatografické kolony, a zpětného ventilu v přívodu mobilní fáze, který brání expanzi par zavedeného vzorku do potrubí přivádějícího mobilní fázi.The invention relates to an arrangement of a gas chromatograph injector, i.e. a site for injecting a sample into a chromatography column, and a non-return valve in the mobile phase inlet, which prevents expansion of the introduced sample into the mobile phase supply line.

Požaduje se, aby vzorek plynného nebo kaplného skupenství, zavedený jehlou injekční stříkačky skrze septum injektoru ke vstupu do chromatografické kolony, vytvořil rychle co nejkratší koncentrovanou zónu par všech svých složek· K tomu účelu jsou injektory obvykle separátně termostatovány na dostatečně vysokou teplotu. Při odpaření vzorků kapalného skupenství dochází, podle zvolené teploty injektoru a tlaku mobilní fáze na vstupu chromatografické kolony, až k tisícinásobnému zvětšení jejich objemu. Při větších poměrech objemu pař vzorků k volnému objemu v injektoru a při menších objemových průtocích mobilní fáze injektorem je reálné nebezpečí expanze části par vzorku do potrubí přivádějícího mobilní fázi. Nástřik vzorku v takovém případě způsobí tak velké zvýšení tlaku plynné fáze v injektoru, že překoná tlak přiváděné mobilní fáze a přechodně změní směr jejího tokuIt is required that a sample of the gaseous or capillary state introduced by the syringe needle through the septum of the injector to enter the chromatography column rapidly produce a concentrated vapor zone of all its components as short as possible. For this purpose the injectors are usually separately thermostatized to sufficiently high temperature. Upon evaporation of the liquid phase samples, up to a 1000-fold increase in their volume, depending on the injector temperature selected and the pressure of the mobile phase at the inlet of the chromatography column. With larger ratios of sample vapor volume to void volume in the injector and smaller volume flow rates of the mobile phase through the injector, there is a real risk of expanding some of the sample vapors into the mobile phase supply line. In such a case, the injection of the sample causes such a large increase in the pressure of the gas phase in the injector that it overcomes the pressure of the supplied mobile phase and temporarily changes its flow direction.

254 820 přívodním potrubím· V důsledku toho dochází k rozšíření zóny par vzorku vstupujících do chromatografické kolony, k možnosti ztrát některých složek vzorku interakcí s nevyhřívaným potrubím přivádějícím mobilní fázi, a tedy k významnému snížení separační účinnosti chromatografického procesu a ke zhoršení vlastností kvantitativních výsledků chromatografické analýzy.254 820 inlet piping · As a result, the vapor zone of the sample entering the chromatographic column is widened, some of the sample components are lost due to interaction with the unheated pipeline supplying the mobile phase, thus significantly reducing the separation efficiency of the chromatographic process and .

Dosavadní uspořádání injektorů omezuje uvedené nežádoucí jevy tím, že mezi šeptem a začátkem chromatografi cké kolony je ponecháván dostatečně veliký volný objem tlumící tlakový ráz při zavedení vzorku, že potrubí přivádějící mobilní fázi je tvořeno úzkou kapilárou z nerezavějící oceli v koncovém úseku vyhřívanou na teplotu injektorů nebo ojediněle improvizovaným zařazením zpětného ventilu do tohoto přívodu. Nevýhodou známých uspořádání komerčně dostupných injektorů, z nichž žádný není opatřen zpětným ventilem, je z uvedeného hlediska to, že umožňují bez problémů jen nástřik malých objemů vzorků - s obvyklou analytickou kolonou nejvýše 1,0 ml plynu, nebo 2 až 3^ul kapaliny. Ojedinělé individuální pokusy o dodatečné opatření injektorů zpětným ventilem nebyly dosud zcela úspěšné a proto ani nebyly v literatuře podrobně popsány.The prior art injector arrangement reduces these undesirable phenomena by leaving a sufficiently large free volume shock absorber between the whisper and the beginning of the chromatographic column when introducing the sample that the mobile phase piping is formed by a narrow stainless steel capillary at the end section heated to injector temperature; sporadically by an improvised inclusion of a non-return valve in this inlet. A disadvantage of the known arrangements of commercially available injectors, none of which are provided with a non-return valve, is that they allow only small sample volumes to be injected without problems - with a conventional analytical column of at most 1.0 ml of gas or 2-3 µl of liquid. Individual individual attempts to retrofit injectors with a non-return valve have not been fully successful and have not been described in detail in the literature.

Uvedené nevýhody odstraňuje uspořádání injektorů sa zpětným ventilem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v tělese injektorů je zasunuta vložka lícovaná k válcové dutině tělesa, přičemž vložka je ve vstupní části opatřena příčně provrtaným krčkem, na němž je nasunuta pružná objímka dosedající svým vnějším pláštěm na styčnou spáruThe above-mentioned disadvantages are eliminated by the injector arrangement with a non-return valve according to the invention, characterized in that an insert fitting the cylindrical cavity of the body is inserted in the injector body, the insert having a transversely drilled neck in the inlet. sheath for joint

254 820254 820

- 3 mezi distančním kroužkem a osazením v tělese injektoru, přičemž v distančním kroužku jsou vytvořeny drážky navazující na přívodní kanálek, zatímco na vstupním hrdle vložky a distančním kroužku je septum přitlačené maticí s vodítkem.3 between the spacer ring and the shoulder in the injector body, wherein the spacer ring has grooves adjoining the feed channel, while the inlet throat and spacer ring have a septum pressed by the lead nut.

Výhodou uspořádání injektoru se zpětným ventilem podle vynálezu je, že ventil má těsnou pneumatickou vazbu s volným objemem injektoru, takže každé zvýšení tlaku plynné fáze v injektoru nad ustálenou hodnotu vstupního tlaku mobilní fáza způsobí okamžité uzavření cesty z vložky injektoru do kanálku přivádějícího mobilní fázi. I velký objem zavedeného, vzorku plynu nebo par vzniklých odpařením zavedeného vzorku kapaliny, je tedy nucen vstoupit do chromatografické kolony v nerozmyté koncentrované zóně, a to i při relativně malém volném objemu mezi šeptem a začátkem chromatografické kolony a při nízkém objemovém průtoku mobilní fáze, aniž by přišel do styku s potrubím přivádějícím mobilní fázi. Jeho konstrukce je jednoduchá, spolehlivost jeho funkce je experimentálně ověřena, pracuje reprodukovatelně v teplotním intervalu,daném vlastnostmi materiálu použitého k výrobě pružné těsnící objímky.An advantage of the non-return valve injector arrangement according to the invention is that the valve has a tight pneumatic bond with the free volume of the injector, so that any increase in injector gas phase pressure above the steady state inlet pressure of the mobile phase causes immediate closure of the path from the injector insert into the channel supplying the mobile phase. Thus, even a large volume of the introduced sample gas or vapor by evaporation of the introduced sample liquid is forced to enter the chromatographic column in the undiluted concentrated zone, even at a relatively small free volume between the whisper and the beginning of the chromatographic column and low volume flow through the mobile phase. would come into contact with the pipeline supplying the mobile phase. Its construction is simple, the reliability of its function is experimentally verified, it works reproducibly in the temperature interval given by the properties of the material used to produce the flexible sealing sleeve.

Příklad praktického provedení injektoru plynového chromatograf u se zpětným ventilem v přívodu mobilní fáze, uspořádaného podle vynálezu, je v osovém řezu znázorněn na přiloženém výkrese. Do tělesa 1 injektoru je zasunuta vložka 2 lícovaná k válcové dutině tělesa 1. Vložka 2 je ve vstupní části opatřena příčně provrtaným krčkem j}, na němž je nasunuta pružná objímka £, zhotovená např· ze silikonového kaučuku která dosedá svým vnějším pláětěm na styčnou spáru mezi dis4An example of a practical embodiment of a gas chromatograph injector with a non-return valve in the mobile phase inlet according to the invention is shown in axial section in the accompanying drawing. An insert 2 fitting to the cylindrical cavity of the body 1 is inserted into the injector body 1. between dis4

254 820 tančním kroužkem 2 a osazením, v tělese 1. V distančním kroužku 5 jsou vytvořeny drážky 6 navazující na přívodní kanálek 2. potrubí pro přívod mobilní fáze. Na vstupním hrdle vložky 2 a distančním kroužku 2 J^e septum 8 přitlačené maticí 2 ⁸ vodítkem 10. Na výstupním konci tělesa 1 jsou závity 11 pro připojení chromatografické kolony.254 820 with a dance ring 2 and a shoulder, in the body 1. In the spacer ring 5, grooves 6 are formed which are connected to the inlet channel 2 of the conduit for the mobile phase. The inlet nozzle insert 2 and the spacer ring 2 J ^e septum 8 2 ⁸ pressed against the nut guide 10. At the output end of the body 1, the threads 11 to connect the chromatography column.

Mobilní fáze vstupuje do tělesa 1 injektoru z přívodního potrubí přívodním kanálkem prochází drážkami 6 v distančním kroužku 2» odtlačí pružnou objímku 4, obtéká ji a vrtáním v příčně provrtaném krčku 2 vložky 2 vstupuje do vložky, případně naplněné např. skleněnou vatou, inertním chromatografickým nosičem, vhodným sorbentem a pod. Odtud vstupuje do chromatografické kolony připojené např. převlečnou maticí na závit 11. Vzorek se zavádí injekční stříkačkou jejíž jehla prochází vodítkem 10, proniká šeptem 8 a její hrot dosahuje do střední části vložky 2. V tomto místě je do protékající mobilní fáze injektován vzorek plynu, nebo kapaliny rychle přecházející do plynného skupenství. Zvýšené množství plynů, a par ve vložce 2 je odváděno chromatografickou kolonou jen omezenou rychlostí a proto zde dochází k přechodnému zvýšení tlaku. Mobilní fáze ve vstupní části vložky 2 je tímto tlakem vracena zpět do otvorů v příčně provrtaném krčku 2 a přitlačí pružnou objímku 4 vnějším pláš těm ke spáře mezi distančním kroužkem 2 ^s drážkami 6 a osazením v tělese 1 injektoru. Tím je cesta z vložky 2 injektoru k přívodnímu kanálku 2. uzavřena až do okamžiku, kdy tlak plynů a par ve volném objemu injektoru opět poklesneThe mobile phase enters the injector body 1 from the supply pipe through the feed channel passes through grooves 6 in the spacer ring 2 »pushes the flexible sleeve 4, bypasses it and drills in the transversally drilled neck 2 of the insert 2 enters the insert , a suitable sorbent, and the like. From there it enters a chromatography column connected, for example, by a union nut to the thread 11. The sample is introduced through a syringe whose needle passes through the guide 10, penetrates through the whisper 8 and its tip reaches the middle part of the insert. or liquids rapidly transitioning to a gaseous state. The increased amount of gases and vapors in the cartridge 2 is removed by the chromatography column only at a limited rate and therefore there is a temporary increase in pressure. The mobile phase in the inlet part of the insert 2 is returned by this pressure to the openings in the transversely drilled neck 2 and presses the elastic sleeve 4 to the outer casing to those between the spacer ring 2 ^with grooves 6 and the shoulder in the injector body 1. Thus, the path from the injector insert 2 to the inlet duct 2 is closed until the gas and vapor pressure in the free volume of the injector drops again

254 820254 820

- 5 jejich odtokem do chromatografické kolony a tlak mobilní fáze opět odtlačí plášf pružné objímky j. od uzavírané spáry.5 by discharging them into the chromatography column and the pressure of the mobile phase again pushes the sheath of the flexible sleeve away from the closed joint.

Popsané uspořádání umožňuje zvýšit objem vzorku, který lze zavést do chromatografické kolony bez výše zmíněných problémů 3 až 10-krát. Jeho využitím lze tedy dosáhnout až řádového snížení mezí stanovitelnosti bez zhoršení chromatografického dělení a úbytku některých složek vzorku, což má význam zejména při chromatografické analýze těkavých látek ve velmi zředěných roztocích.The described arrangement makes it possible to increase the volume of the sample which can be introduced into the chromatography column without the aforementioned problems 3 to 10 times. Thus, it can be achieved in the order of magnitude of lower limit of quantification without deterioration of chromatographic separation and loss of some components of the sample, which is important especially in chromatographic analysis of volatile substances in very dilute solutions.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Gas chromatograph injector with a non-return valve in the mobile phase inlet, characterized in that an insert (2) fitted to the cylindrical cavity of the body (1) is inserted in the injector body (1), the insert (2) having a transversely drilled neck ( 3), on which the elastic sleeve (4) is pushed by its outer casing to the joint between the spacer ring (5) and the shoulder in the body (1), whereby grooves (6) are formed in the spacer ring (5) adjoining the supply channel (7), while on the inlet throat of the insert (2) and the spacer ring (5) there is a septum (8) pressed by a nut (9) with a guide (10).