JPS6060554A - 流れ輪郭づけ電子捕獲検出器セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に少量の電子の捕獲検出器セルに関し、
特に、そのようなセルでの混合効果を最小限にし又は除
去する方法に関する。

〔発明の背景〕

ガスクロマトグラフィーでの電子捕獲検出技術によって
、キャリヤガス又は投入ガスの分子が検出器を通して流
れるときトリチウム又はＮｉ　源がそれらの分子をイオ
ン化し、こうして生じた低速電子は陽極へ移動させられ
、安定した電流又は・９ルス電流を形成する。この電流
は、電子吸収分子を含む試料が導入されるならば減少さ
れ、この電流の損失は分析用電位計によって増幅され得
る。

電子捕獲検出器は、アルキルノ・ロダン化物のような一
定の分子に対して非常に感度がよいが、炭化水素、アル
コール、ケトン等に対しては比較的感度が悪い。このノ
・ロダン化物に対する選択的感度は、殺虫剤のような多
くの環境的に重要な有機化合物の微量成分分析のために
特に価値のある検出方法を行なう。しかしながら、電子
捕獲検出器は、高分解能毛管カヅーと結合して広く用い
られてはいない。電子捕獲検出器は、非常に容積が太き
すぎて高分解能システムとともに使用するのに適切では
ないと考えらｔており、検出器セルにほぼ含まれる領域
は、キャリヤガスによって有効には吹き流されない。こ
の現象はときどき混合効果又は混合容積効果と呼ばれ、
そのような吹き流されない領域はクロマトグラフィーの
ピークのテーリング（ｔａｉｌｉｎｇ　）を引き起こす
ことが知られている。セル内で混合が起こる程度は、セ
ルの設計及びｊ電流れ速度に依存しており、セルの長さ
対直径の比（Ｌ／Ｄ）が減少するときこの問題は一般に
増大する。

従って、本発明の全体的目的は、高分解會ヒ分析に適切
な電子捕獲検出器を提供することである。

本発明の他の目的は、混合容積効果を最／Ｊ％限にし又
は除去する少量の電子の捕獲検出２診セルを提供するこ
とである。

本発明の更に他の目的は、吹き流されない領域を除去す
るだめの挿入物を有する電子捕獲検出にセルを提供する
ことである。

〔本発明の概要〕 前述の目的及び他の目的は、電子捕獲検出２話セル内へ
流線形壁を有する構造を導入して、セルＶ］に電子が集
められる有効容積を画成し且つこの有効容積の外側に吹
き流されない領域を保つことによって達成される。

〔発明を実施するだめの最良の形態〕

第１図は、従来技術の電子捕獲検出器装置（ジャーナル
−クロマトグラフィー、Ｕす（１９７７）、２５頁でピ
ー・エル・ノヤダーリン（ｐ、　Ｌ、　ｐａｔｔｅｒｓ
ｏｎ　）によって開示された市販されて利用できる装置
のような装置）の全体的設計を示す。分析されるべき試
料が通されて検出器内へ導かれるガスクロマトグラフィ
ーカラム１１の最上部は、入路管１２の内部で同心的に
収容されて、入路管１２の内壁とカラム１１の外壁との
間に環状断面を有する通路１３を形成する。この通路１
３は投入ガスのためにあり、毛管カラムが用いられると
きカラムがス（キャリヤガスを有する試料）を検出器内
に押し進めるために、投入ガスの使用が必要となシ得る
。そのとき、投入ガスは、カラム１１がらのガスと混合
される。はぼ円筒形の金属陽極１５が、入路管１２の上
方端に接続され、そこからセラミック絶縁体１６によっ
て分離される。陽極１５の他端は円筒形セル２ｏ（長さ
Ｌ及び直径りのセル）内に解放し、そこから他のセラミ
ック絶縁体２１によって分離される。円筒形陽極１５の
最上端は、側部孔２２を設けられる。このように、カラ
ム１１からの試料及び通路１３からの投入ガスは、円筒
形陽極１５を通して上方へ移動するとき共に混合されて
、下方からセル２０の内部に入シ、この混合ガスの一部
は、側部孔２２を通過する。セル２０の内壁には、放射
性情２５がある。放射性情２５は、例えばＮｉ”源又は
Ｈ３源であってもよい。セル２０の最上部は、出路管２
６に接続される。

第１図の従来技術電子捕獲検出器は、幾つかの不利な点
を有する。第１に、カラム１１からの試料が検出器セル
２０に入る前に金属陽極１５を通過するように作られる
ために、吸着によって試料損失をもたらし、このことが
クロマトグラフィーのピークを広げさせ得る。第２に、
セル２０内の表面が水素によって活性化されるとき特に
、吸着による試料損失が、セル２０内の表面上でも起こ
る。水素がキャリヤガスとして用いられないときでさえ
、試料が接触可能な加熱金属面又はセラミック面の存在
は、有害な効果を有することが予期されるべきである。

第３に、投入ガスは、その使用が必要なとき、試料を希
釈して検出器の感度を減少させる傾向がある。第４に、
図示されるような従来技術の設計に従う検出器セル２０
は、キャリヤがスによって有効に吹き流されない最上ず
みでの領域を含む。電子捕獲検出器が一般に酸素に対し
て感度がよく、従って、出路管２６の長さ対直径の比を
増加させることによって酸素の逆拡散を防止す、ること
か必要である。このことは、必然的にセル２０の長さ対
直径の比（Ｌ／Ｄ）が減少するとき特に、そのような吹
き流されない領域を拡大する傾向がある。

第２図は本発明に従う電子捕獲検出器装置を示し、第１
図での成分と同−又は比較できる成分は下２桁が第１図
での相当する成分の数字に等しい３桁の数字を与えられ
る。この実施例で、高純度のアルミナの絶縁管１１４が
、セラミック絶縁体１１６によって分離される入路管１
１２及び陽極１１５の内側に位置づけられる。この絶縁
管１１４は、陽極１１５の最上部付近に設けられる側部
孔１２２のすぐ下の位置まで延在する。試料が通されて
検出器内へ導かれるガスクロマトグラフィーカラム１１
１は、第１図でよシも高く延在して側部孔１２２を越え
て伸び、それによシカラム１１１の外壁と絶縁管１１４
の内壁との間の環状通路１１３を通して導入される投入
ガスは、側部孔１２２を通して検出器セルに入るであろ
う。第１図からの入路装置でのこれらの変更は、投入ガ
スに試料をセルの中心領域内へのみ吹き流させ、投入ガ
スと完全に混合するのを防止することによって試料の希
釈を最小限にし且つほぼ円筒形のセル１２０の内壁上に
配置されている放射性情１２５の試料による汚染を減少
させることを意図する。

セル１２０の頂上は、′出路管１２６へ接続される。

セル１２０の内側には金属構造１３０が配置されている
。その金属構造１３０の目的は、検出器１２０の有効容
積を制限することである。その有効容積は、電子が測定
のために集められる領域としてこの構造１３０よシ下へ
画成され、それによって有効容積から吹き流されない領
域を分離する。

この目的のために、この構造１３０は、伝導性の金属か
ら作られ、セル１２０の側壁又は放射性情１２５と同一
のヂテンシャルで、例えば放射性情１２５に電気的に接
続することによって維持される。構造１３０は、はぼ漏
斗状に形状づけられ、円筒状部分及びカップ状部分を有
する。カップ状部分はカラム１１１の最上端に面し、円
筒状部分はガス導管として働いて上方で出路管１２６に
面する。カップ状部分は、その緑が放射性箔１２５に近
接するが完全には接触しないように設計され且つ位置づ
けられているので、ガスは縁と放射性箔１２５との間を
通過できる。しかしながら、検出器セル１２０内に導入
されるガスの大部分は、構造１３０の円筒状部分を通過
させられるであろう。実際にはキャリヤガスによって吹
き流されず、故に予め吹き流されない領域と考えられる
セル１２０の最上すみは、構造１３０のカップ状部分の
内面、放射性箔１２５の下方部分及び入路装置の最上部
によって下方がほぼ境界づけられる領域から構造１３０
によって効果的に分離される。カップ状部分の内面は、
適切に先細にされて、中心を通るガス流を流線形にして
もよい。従って、この構造１３０の挿入を用いて、出路
管１２６付近のセル１２０の最上すみでの混合効果は、
有効な領域内で起こらないので、もはや有意ではない。

第３図は、測定された応答に対して構造１３０を挿入す
る効果を示す。曲線１は、フレームイオン化検出器の場
合であって、検出器への実際の入力機能を適切に表すと
仮定される。曲線２は第２図に従う設計の１００ミクロ
リツトル電子捕獲検出器の場合であり、一方第３図は第
１図に従う従来技術設計の市販されて利用できる３５０
ミクロリツトル電子捕獲検出器の場合である。３つの曲
線全部についての流速は、毎分１０ミリリツトルである
。曲線２の場合でのピークのテーリングの減少は、曲線
３に関して注目されるべきである。

第４図は、挿入構造２３０についての他の設計を示す。

この設計で、カップ状部分は、第２図でのような円錐形
に比べてより円筒形であり、カップ状部分の下方端で金
属スクリーン２３１を設けられて、更にセルの有効な領
域を画成するのに役立つ。

本発明は、はんの２．３の実施例に基づいて前述されて
いる。しかしながら、それら実施例は制限ではなく例示
であることを意図し、従って開示は広゛く解釈されるべ
きである。例えば、図は単に概略的であるとしてのみ理
解されるべきであるので、図は必然的に正確な状態又は
意図された寸法関係を表わさない。放射性線源は異なっ
て配置されてもよく、入路装置の設計は変形されてもよ
い。

投入ガスの使用も入路装置の特定の設計も、必要条件で
はない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ
制限される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の電子捕獲検出器の概略的断面図で
ある。 第２図は、本発明の電子捕獲検出器の概略的断面図であ
る。 第３図は、第１図の電子捕獲検出器と第２図の電子捕獲
検出器との間の測定された応答の比較である。 第４図は、本発明に従う電子捕獲検出器セルの他の実施
例である。 〔主要符号の説明〕 １１．１１１・・・カラム　１２，１１２・・・入路管
１３．１１３・・・環状通路　１５，１１５・・・陽極
１６．２１，１１６，１２１・・・セラミック絶縁体２
０．１２０・・・検出器セル　２２，１２２・・・側部
孔２５．１２５・・・放射性箔　２６，１２６・・・出
路管１１４・・・絶縁管　１３０，２３０・・・挿入構
造２３１・・・金属スクリーン 特許出願人　パリアン・アソシエイツ・インコーホレイ
テッド ＝’ｆｔ（−’ｉ′、）＋で・（ ］ 代理人　弁理士　竹　内　澄　夫゛ら１．ニー；／７）
Ｘ、 代理人　弁理士　富　１）修　自　、□　゛）図面の浄
書（内容に変更なし） と３１ ＦＩＧ、３ 手続補正書（方式−自発） 昭和５９年９月髭日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、　事件の表示　昭和５９年特許願第１６５０２５号
２、　発明の名称　流れ輪郭づけ電子抽獲検ｉｉ！Ｉ器
セル３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　パリアン・アソシエイツ・インコーホレイテッド
４、代理人 住　所　東京都港区西新橋１丁１１６番２１号大和銀行
虎ノ門ビルディング ６、　補正の対象　図　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子捕獲検出器セルであって、 入口端及び出口端を有して、ガスを前記入口端から前記
   出口端へ通過させるだめの管状構造、前記管状構造内部
   の放射性線源、並びに前記セルの有効容猿を前記管状構
   造内に画成するための画成手段 から成υ、 前記ガスによって有効に吹き流されない前記管状構造内
   部の領域が前記有効容積から分離されているところの検
   出器セル。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された検出器セルであ
   って、 前記画成手段は管状部分及びカップ状部分を有する漏斗
   状構造であって、該漏斗状構造は前記カップ状部分が前
   記入口端に面し且つ前記管状部分が前記出口端に而＋Ａ
   ｒらｒ酢併ぢ叶ムれるところの検出器セル。 ３゜特許請求の範囲第２項に記載されブこ検出器セルで
   あって、 前記カップ状部分の縁は前記管状構造の内面に隣接して
   おり、前記ガスの小部分のみが前記縁と前記管状構造の
   内面との間を通過し、前記ガスの大部分が前記管状部分
   を通って流れるところの検出器セル。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された検出器セルであ
   って、 前記放射性線源は前記管状構造の内面上に配置された放
   射性態であるところの検出器セル。 ５、特許請求の範囲第２項に記載された検出器セルであ
   って、 前記カップ状部分は金属スクリーンを有するところの検
   出器セル。 ６、　ガスが通過される管状セルを含むガスクロマトグ
   ラフィーのだめの電子捕獲検出器において、前記検出器
   を高分解能分析に適切にする方法であって、 前記ガスによって有効に吹き流されない前記セル内の吹
   き流されない領域を前記セルから分離することによって
   前記セル内の有効容積を画成する画成工程から成るとこ
   ろの方法。 ７、　特許請求の範囲第６項に記載された方法であって
   、 前記検出器によって捕獲されて測定されるべき電子が前
   記ガスから前記有効容積の内部でのみ集められるところ
   の方法。 ８、特許請求の範囲第６項に記載された方法であって、 前記画成工程が、前記ガスの大部分に前記吹き流されな
   い領域を通して移動させずに前記セルを通過させるだめ
   の手段を前記セルの内部に取り付ける工程を含むところ
   の方法。 ９、特許請求の範囲第６項に記載された方法であって、 前記画成工程が前記セルの内部に漏斗状構造を取シ付け
   る工程を含むところの方法。 １０、特許請求の範囲第９項に記載された方法であって
   、 前記構造は、前記セルに入る前記ガスの大部分が前記構
   造を通過するように形状づけられ且つ位置づけられると
   ころの方法。 １１、特許請求の範囲第９項に記載された方法であって
   、 前記構造は前記有効容量の境界面を画成するための金属
   スクリーンから成るところの方法。