JPS6110770A - スプリツト法用注射器を用いるオンカラムガスクロマトグラフ法 - Google Patents

スプリツト法用注射器を用いるオンカラムガスクロマトグラフ法

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JPS6110770A
JPS6110770A JP59129971A JP12997184A JPS6110770A JP S6110770 A JPS6110770 A JP S6110770A JP 59129971 A JP59129971 A JP 59129971A JP 12997184 A JP12997184 A JP 12997184A JP S6110770 A JPS6110770 A JP S6110770A
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Yuji Takayama
雄二 高山
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/04Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/16Injection
    • G01N30/18Injection using a septum or microsyringe

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

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】
本発明はキャピラリーオンカラムガスクロマトグラムの
測定法に関する。更に詳しくはスプリット法キャビラリ
ーガスクpマドグラム測定時の注射器と試料注入操作に
より、試料をオンカラム注入してクーマドグラムを得る
実用上極めて有用なガスクルマドグラムの測定法に関す
る。 キャピラリーオンカラムガスクルマドグラフ法は、従来
から最も広く行われてきたキャピラリースプリット法ガ
スクロマトグラフ法に対し、得られたデーグーの精度、
正確性においてすぐれている。しかしながらキャピラリ
ーオンカラム法を実施するには、外径0.27 tax
程度で且つ80.以上の長さを付した注射器を使用する
ことに伴う、例えば注射器内への試料の吸いこみが不良
になりやすい、該注射針はそのままではセプタムゴムを
直接貫通できないので、試料導入部には特別な工夫が必
要′である。試料導入操作時に系外にキャリアーガスが
放出される等の欠点がある。本発明者はそれらの欠点を
さげたキャピラリーオンカラムガスクロマトグラムの測
定法を鋭意追究し本発明方法を考案するに至った。すな
わち本発明方法によると、試料の注入はスプリット法に
用いた注射器をもって、キャピラリーカラムの頭に接続
した原則として液相を塗っていない細管に試料をオンカ
ラム注入することにより行う。本発明方法の利点は、従
来のオンカラム法にともなう前記の諸欠点を克服できる
ばかりではなく、試料中の蒸発残渣の存在によるクロマ
トグラムへの影響を克服することができる。次に本発明
方法を考案するに至りた考え方についてのべる。 内径0.25m乃至0.35 mmのキャピラリーカラ
ムの頭にケイ酸質の内径0.32m乃至0.35mの液
相な塗っていない所謂空力ラムを存在せしめ、その空力
ラムに外径0.27mの針を付した注射器を用いてオン
カラム注入することは公知である。 この場合空力ラムに注入された試料は一度気化して液相
を塗ったキャピラリーカラムに到達すると、試料中の溶
媒は液相に吸収されるので一時的であるが液相の厚味が
増大し、はじめにそこに達した溶質の前進はきわめてお
そくなる。それで空力ラムにおける注入の終りの方の試
料は前に液相を塗りたキャピラリーカラムに到達してい
る試料に追いつき、その結果キャピラリーカラムの入口
における試料、の存在中すなわち試料帯はある程度せま
くなる。さらに試料帯の5しろ部分においては、キャリ
アーガス中に飽和になるまで溶媒は溶けこみ前進し、試
料帯の先ぎの所で液相に吸収されて液相膜の厚味を一時
的に増大させ、溶媒が去ったあとの溶質は前進してその
前の溶質と合体する。 これをくりかえして行う溶媒効果による濃縮により、恰
も試料を巾せまくキャピラリーカラムの頭に注入したよ
うになり、兄事なオンカラムガスクロマトグラムが画か
れるというのがオンカラム法の主要原理である。内径0
.28 +ma長さ50.mの0v−1塗布キヤピラリ
ーカラムの頭に内径0.36簡の未処理ガラス製空力ラ
ムをつげ、その長さを1mから10mの範囲にわたり種
々変化させ、試料注入量についても10〜100μtの
間で変化させ、他の測定諸条件も一定になし、n−パラ
フィンC29とC30の間の分離数(Trsnzhal
 Number、 C2gとC3oの間にその中間的な
ピーク巾を有する三角形が何本人りうるかを示す数値)
を調べた所、試料の注入量が正常なピーク形状を示す限
り分離数は試料注入量によらず空力ラムの長さにより定
まり、長さが長くなる程、ひくい値になることが判明し
た。また試料の注入を短時間で行っても1分根かげて行
っても分離数は変らなかった。これらの事実から液相を
塗付したキャピラリーカラムにおいては溶媒効果はある
ものの、空力ラムが長いとその内壁についた試料がそれ
から脱着してキャピラリーカラムに到達するまでに時間
がかかり。 その間に溶質がキャピラリーカラム中を前進し、試料帯
の長が大きくなり、充分溶媒効果が発揮されないうちに
、溶媒は溶質を残して前進してしまい、その結果分離数
はさがるものと推定された。 また空力ラムの内壁を所謂D4(オクタメチルテトラサ
イクロシロキサン)処理による不活性化を行った所、未
処理空力ラム使用の場合に比゛ぺ分離数はさらに低下し
た。このことはn−パラフィンが空力ラム内壁上に存在
するシロキサンの極薄膜に溶解し、空力ラムを通過する
のに時間を要したためと思われた。そこで、オンカラム
法で良いクロマトグラムをうるには〔1〕試料中の溶質
の空力ラム中の移動な早<L、(2)キャピラリーカラ
ム中の初期の試料帯の移動をおそくすればよく、空力う
人中で試料蒸気が乱流にならない限り、空力ラムのデッ
ドスペースにとられれる必要はないと思考するに至った
。それを具体的に実験して本発明方法を考案した。 本発明方法に用いるキャピラリーカラムは通常のスプリ
ット法もしくはオンカラム法に用いるカラムと特に変っ
た点はなく、内径0.2 m乃至0,3511111が
普通である。キャピラリーカラムによる分離段数は理論
的にはその内径に反比例するので、分離段数を上げるた
めに、内径の小さな例へば0」謹乃至0.05mmのも
のを使用するとピークのうしろの裾はひろがる傾向にあ
るが、それらは許容される程度であることが多い。塗付
せる液相の膜厚は上記〔2〕を可及的実現するためには
0.3μm以上であることが好ましく、あまり厚くなる
と高沸点溶質の保持時間が過大になるので、その観点か
らは0.6μm以下が最も一般的な膜厚である。低沸点
試料の場合にはさらに膜厚な3μm位まで増すこともあ
る。液相膜は架橋して膜の形状安定性を増しておくこと
も通常のオンカラム法同様好ましいことである。キャピ
ラリーカラムの材質はガラス、熔融石英、低吸着性ステ
ンレス(例えば日本クロマト工業製RAS)或いは対象
試料によっては未処理ステンレスであってもよい。しか
し空力ラムをキャピラリーカラムの頭に接続する、操作
の容易さからするとガラスは他の可撓性材料に比べ劣る
。その場合にはガラスキャピラリーカラムの末端に中間
補助キャピラリーとして適宜細の可撓性キャピラリーの
短いものを熱収縮テフロンパイプを用いる等の既知の方
法(K、Grob+Jr、and R−M’uller
 、J、Chromatogr 、 e244(i98
2)185. )で接続し
【おくとよい。この場合その
可撓性キャピラリーの短片の内壁上には液相はあっても
なくて(よい(以下キャピラリーカラムの頭とはガラス
キャピラリーカラムにおいては特にことわる場合の他、
中間補助キャピラリーが付しであるものの頭の意である
)。空力ラムは通常のスプリット法用注射器の針が挿入
できる内径を肴することを要する。スプリット法用注射
針の最も細いものの外径は0.4籠であるので、空力ラ
ムの内径は最小限0.5 mは必要である。しかし普通
には内径Imの空力ラムが針挿入の容易さから好まれる
。空力ラムの内径をそれ以上大きくして行っても何の利
点も見出せず、2日以上になるとそれに接続されるキャ
ピラリーの内径、キャリアーガスの線速度等の操作条件
にもよるがピークの裾の形状悪化が目立っときもあり、
また太くて扱いにくくなるので魅力はない。この空力ラ
ムは試料をオンカラム注入した直後に急速に100乃至
300℃程度に加熱して前。 記〔1〕を実現する。そのために空力ラムは通電加熱で
きる金属細管であることを要す。その長さは試料注入量
と空力ラムの内径によって左右されるが、5μを以下の
注入量であるならば1m程度を目安とすることができる
。金属細管の内壁は不活性であることを要する。市販の
低吸着性ステンレスキャピラリー(例えば日本クロマト
工業製RAS)の他にグラスライニングステンレスキャ
ピラリーもその内径を通常のガラスキャピラリーの失活
処理と同じように処理すれば可成り低吸着性になし使用
し5る場合もある。その曲げ加工はそれらの失活処理の
前に行っておくを要し、円形に巻くことは困難であるの
で、503程度以上の長さで使用することはむずかしい
。これらの他に内径0、5 yen以上の熔融石英キャ
ピラリーを内挿した金属細管を使用する方法もある(以
下金属細管とは特に明示する他、グラスライング及び熔
融石英キャピラリー内挿形のものも含む)。金属細管の
内壁に液相な存在せしめることは未処理活性内壁の活性
低下という点については利点はあるが、前記〔1〕の実
現については不利な方向である。そこでこのような場合
には液相の存在量をできるだけ少なくすると共にその昇
温加熱は特に急速に高くする必要がある。金属キャピラ
リーチューブ゛の形状は太さ一定であるのが普通である
。しかし注射針の挿入される部分のみ栓内径0.5.以
上になし、それ以降は適宜細くするということも考えら
れるが、それによる利点は特にない。 キャピラリーカラムの頭と金属細管の尾の接続は熱収縮
テアランパイプを用いる等の既知の方法、或いは金属キ
ャピラリーもしくは熔融石英キャピラリーの連結方法と
して知られている接続用具を用いて袋ナツト或いは押込
形ねじにより接続を行う。金属細管には保温の目的で、
試料注入点以降はキャピラリーカラムとの接続ケ所の所
まで、ガラス製エンバイヤーチューブをかぶせる。それ
から金属細管の頭を試料導入部属接続する。試料導入部
の構造はスプリット法の試料注入蒸発部の蒸発部がない
構造と同じであって、試料はセプタムゴムを貫通し、て
オンカラム注入される。キャピラリーカラムはガスクロ
マトグラフの加熱槽内に設置されその末端は検出器に接
続され、他の端はガラス製エンバイヤーチューブをかぶ
せた金属細管に接続されているが、金属細管は必ずしも
全部が加熱槽内にあるを要せず、頭から20乃至60c
rn位は加熱槽の断熱壁を貫通させてその外部に出し、
適宜加熱槽とは全く別に設けた試料導入部と接続しても
よい。むしろこの方がコールドオンカラム注入法を実施
しやすい利点がある。 キャピラリーカラムの初期温度は通常のオンカラム法の
場合と同じく、試料中の溶媒の沸点±20℃程度である
が、前記の〔2〕を強くしてピークの裾の形状をよくす
るには初期温度は沸点−20’C位が良い。その時の金
属細管の初期温度は、コールドオンカラム法では注射針
が到達する点より以降の所は大略カラムの初期温度でよ
い。ホットオンカラム法では溶媒の沸点+20’C位圧
する。キャリアーガスの流速は全く通常のオンカラム法
もしくはスプリット法と同じく20乃至60ω/秒の線
速度になるようKする。試料はセプタムゴムを通してス
プリット法の場合と全く同じようにオンカラム注入され
る。その直後金属細管は全体を急速に100乃至300
℃程度に昇温させて、前記の〔1〕が確実に行われるこ
とを計る。そして数分後その温度をさげてよい。この記
述かられかるように、試料中に蒸発残渣が存在し、それ
が金属細管の内壁上に付着していたとしても、急速加熱
をするので揮発成分は蒸発残渣から分離し、キャピラリ
ーカラムに短時間で送りこまれる。そして金属細管の内
径が0.5順以上であることは、蒸発残渣の蓄積に対し
ても、試料導入部のキャリアルガスの圧が異常IC高ま
ることがおぎにくく、本発明方法はまた蒸発残渣を含有
する試料のオンカラム法としても光来のオンカラム法に
比べすぐれた方法である。試料注入後のキャピラリーカ
ラムの温度は試料によりてはカラムの初期温度のまま保
持する恒温法でもよいが、普通は1乃至10℃/分の速
度で昇温させる。昇温開始の時期は試料注入直後でもよ
いが、充分溶媒効果を発揮させるよう溶媒ピークがほぼ
終った時点とする方がよい。この点は従来のオンカラム
法k特に変る点はない。 従来のオンカラム法から考えから、単に空力ラムの径を
大きくした場合には、空力ラムの内壁の表面積が大きく
なる他にその残存活性作用も大きくなり、前記〔1〕が
充分には行われない。その結果特に高沸点溶質、吸着さ
れやすい溶質に対してはピークの巾が拡るかもしくはピ
ーク裾が尾を引き、ピークが良好な姿にならない。また
溶質と親和性のある蒸発残渣を含む試料に対しても同じ
よ5な不都合が認められ、その上クーマドグラムの再現
性もよくない。試料注入直後に急速加熱することは前記
〔1〕の実現に必要なことである。この急速加熱は常温
から300℃到達まで10秒乃至30秒以内であること
がのぞましい。それを実現できる方法であれば如何なる
方法でもよいのであるが、通電加熱が簡単な方法である
と思考されたので、本発明方法はそれに限定した。通電
にともなうガスクロマトグラフの他の部分との電気的絶
縁は簡単な知識で実施でき、また通電加熱の電源は一次
側、二次側が夫々独立であるトランスを使用するならば
、特に電気的に絶縁を工夫する必要はない。金属細管の
急速加熱区間の設定は該細管にと9つげる端子の位置に
よりかり自由に変えられ、且つ熱容量の小さいことも特
にコール下オンカラム実施、その直後に金属細管全長に
わたる昇温、冷却を容易に可能にしている。 本発明の理解を更に容易にするために下記の実施例によ
って本発明を具体的に説明する。 実施例1 第1図は本発明方法を実施するのに便なるようになした
キャピラリーオンカラムガスクロマトグラフの構成を示
した図である。キャリアーガスは流量調節弁(1)、キ
ャリアーガス供給管(2)を経て、セプタムゴム(3)
を付した試料導入部(4)から金属細管(5)、キャピ
ラリーカラム(6)を通り検出器(7)に至る。金属細
管(5)Kはガラス繊維製エンバイヤチュ−ズ(8)が
かぶせてあり、それはキャピラリーカラム(6)を収め
た加熱槽(9)の断熱壁(LOを貫通して該槽内に入り
、キャピラリーカラム(6)と接続部組1で接続されて
いる。また金属細管には通電加熱のためにトランスa2
につらなるリード線0住4及び1自がつけられており、
リード線(14、tElは切換スウィッチ鉦eでその何
れかがえらべるよ5になり℃いる。 この実施例は次の諸条件で行われた。金属細管(5)は
RASloo(日本タロマト工業製、低吸着性ステンレ
ス細管内径11!j11外径2m)60a++であり、
キャピラリーカラム(6)は内径0.25 rran、
外径i、 o mm 、長さ15mの市販ステンレスキ
ャピラリーに液相として5E−so(ポリメチルシルキ
サン)をダイナミック法で塗付したものである。接続部
0は熱収縮テフロンパイプを用いた。キャリアーガス窒
素を流量調節弁(1)で調節して線速度を60cm/秒
になし、加熱槽(9)の初期温度を60℃になし、金属
細管(5)はリード線taと(14の間に電流を通じ7
0℃に調節した。試料はn−パラフィンC121C14
1C169C1B及びC9をほぼ等景況合し、それをn
−へキサンで5万倍にうすめたものを用いた。この試料
3μl を針の外径o、155m+を付した注射器を使
用してセプタムゴムを通じ金属細管(5)に注入し、直
ちに切換スウィッチ叡0をリード線(14から10に切
換、金属細管(5)を15秒間で250℃に加熱し、溶
媒ピークがほば終った所で加熱槽(9)を4℃/分の割
で昇温させた。得られたクロマトグラフを第2図に示し
た。図においてピーk Bは溶媒に基づくピークであり
、ピーク(8,甑’) 、 90 。 ea及び(2)は夫々CCCC及びC2oによ121 
  14’    161  18るピークである。ピ
ークの裾の形状は第2図からみるように良好な状態であ
った。 実施例2 第3図は本発明方法を実施し5るキャピラリーオンカラ
ムガスクロマトグラフの構成を示した図である。第3図
はガラスキャピラリーカラム(6)K中間補助キャピラ
リー(至)を接続部(財)をもりて連結したこと、金属
細管(5)が加熱槽(9)に収容されていること及びリ
ード線番jが中間補助キャピラリー(2)につげられて
いることをのぞけば、第1図と変らない。 この実施例は次の諸条件で行われた。金属細管(5)は
内径0.5 was、外径1.5 m内壁グラスライニ
ングステンレス管であって、酸洗滌、−シリル化処理に
より吸着性を低下させたもので長さは15傭である。キ
ャピラリーカラム(6)は内径0.1調、外径0、8 
ta 、長さ15m、0V−1を厚さ0.3−μm に
塗付したガラスキャピラリーカラムである。中間補助キ
ャピラリー(2)はRAS25(日本クロマト工業製低
吸着性ステンレスキャピラリー、内径0.2511II
+1.外径0.6問)で長さは10個である。その一端
はキャピラリーカラム(6)と熱収縮テフロンパイプを
もって連結されて接続部@を、他端は両端が袋ナツトで
あるパイプ接続用具により金属細管(5)と接続され接
続部■を形成している。 キャリアーガス窒素の線速度を30の7秒になし、加熱
槽(9)の初期温度を60℃になし、金属細管(5)に
はリード線0と1!3の間にトランス會りから電流を流
せる用意をした。試料は2.6キシリジン、2,6キシ
レノール、n−デカノール、n−パラフィンC131C
14及びC17のはぼ等景況合物をn−へキサン溶媒で
約5万倍に5すめたものである。 この試料を外径0.4 m、長さ】25Iの針をつげた
注射器を用いてセプタムゴム(3)を通じて金属細管(
5)の内壁上試料導入部(4)の背後から113の所に
0゜3μを注入し、その直後リード線telと■の間に
電流を流し10秒間で金属細管(5)の温度を200℃
になした。試料注入してから3.5分後、溶媒ピークが
ほぼ出現し終ったので加熱槽(9)の温度を4℃/分の
割で上昇させ、金属細管(5)の加熱を中止した。 得られたクロマトグラムを第4図に示す、図中ピーク(
ハ)、翰、1.@、@、@、cm、c3nは夫々溶媒で
あるn−へキサン、溶質である2、6−キシリジン、2
.6−キシレノール、n−デカノール、n−パラフィン
C131C14及びC17に基づくピークである。 第4図においては各ピークの裾に尾引きが認められる。 n−パラフィン類によるピーク(29,30゜31)も
n−デカノールによるピーク(至)と同じく尾引きをし
ていることから、これらの尾引きは金属細管(5)、キ
ャピラリーカラム(6)等の試料の流路中における化学
吸着に基づくものではなく、金属細管(5)とキャピラ
リーカラム(6)の接続部(11、u )の所でおきて
いるであろう物理的な原因によるものと推定される。し
かし充分有用なり−マドグラムが得られた。 以上瞳側をあげて説明したように1本発明方法は通常使
用されているスプリット法用の注射器を使用して、スプ
リット法と同じくセプタムゴムを通して試料をオンカラ
ム注入し、クロマドグラムを5る方法を提供するもので
ある。上記瞳側の他に本発明の精神の範囲内で種々の変
更、改良が考えられるが、それらは何れも本発明に含ま
れるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第3図は本発明方法を実施するに便なるよう
に用意されたキャピラリーオンカラムガスクロマトグラ
フの構成図である。第2図及び第4図は本発明方法を実
施してえられたりpマドグラムの例である。 1・・・流量調節弁、2・・・キャリアーガス供給管、
3・・・セプタムゴム、4・・・試料導入部、5°゛金
属細管、6・・・キャピラリーカラム、7・・・検出器
、8・・・エンパイヤチューブ、9・・・加熱槽、1σ
・・・断熱壁、11.24・・・接続部、12・・・ト
ランス、13 、14 、15・・・リード線、16・
・・切換スウィッチ、17 、25・・・溶媒によるピ
ーク、18 、19 、20 、21 、22 、26
 、27 、.28 、29.31・・・溶質によるピ
ーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、セプタムゴムを有する試料導入部に通電加熱可能な
    内径0.5mm以上の金属細管をとりつけ、それに液相
    を塗ったキャピラリーカラムを連結し、該カラムの他端
    を検出器に至らしめるようになし、キャピラリーカラム
    の初期温度を保持したのち外径0.4mm以上の針を付
    した注射器を使用して、上記セプタムゴムを貫通して試
    料を金属細管内にオンカラム注入し、その後該金属細管
    を通電急速昇温させ要すればキャピラリーカラムを昇温
    させることを特徴とするキャピラリーオンカラムガスク
    ロマトグラムの測定方法。 2、金属細管の内径が0.5mm以上2.0mm以下で
    ある特許請求の範囲第1項記載のキャピラリーオンカラ
    ムガスクロマトグラムの測定方法。 3、注射針の外径が0.4mm以上0.7mmである特
    許請求の範囲第1項記載のキャピラリーオンカラムガス
    クロマトグラムの測定方法。 4、液相を塗ったキャピラリーカラムの内径が0.2m
    m以上0.35mm以下である特許請求の範囲第1項記
    載のキャピラリーオンカラムガスクロマトグラムの測定
    方法。 5、金属細管の内壁上には液相が存在しない特許請求の
    範囲第1項記載のキャピラリーオンカラムガスクロマト
    グラムの測定方法。
JP59129971A 1984-06-26 1984-06-26 スプリツト法用注射器を用いるオンカラムガスクロマトグラフ法 Pending JPS6110770A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5189472A (en) * 1989-06-16 1993-02-23 Konica Corporation Color image forming apparatus having a plurality of guide members facing a plurality of developing devices
JP2021042964A (ja) * 2019-09-06 2021-03-18 株式会社島津製作所 分析システム、分析支援装置、分析方法および分析支援方法

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