マイクロ波試料分解装置 UltraWAVE

本体構造と原理

UltraWAVEは、マイクロ波加熱を利用してステンレス製圧力容器内に高温高圧状態を作り出します。ステンレス製容器の内側には900ミリリットル容量のTFMライナを格納します。
サンプルラックとバイアルを使用すると、複数サンプルを同時分解することが可能となり、作業効率が大幅に向上します。基本負荷^※を通して各バイアルの温度が均一化されるため、全く異なる種類のサンプルを同時に分解することも可能です。
また、水冷式のチャンバーは、短時間での急速冷却を実現します。

分解工程

• サンプルラックをチャンバー内に配置します。
• チャンバークランプを正しくセットし密閉します。
• 基本圧力^※を加えます。
• マイクロ波分解プログラムを実行します。
• 冷却後、一定のスピードで圧力を開放します。
• クランプを開放し、サンプルラックを上昇させます。

温度・圧力制御

全てのサンプルの温度と圧力は直接制御されます。
センサーからの温度情報を元に、マイクロ波の出力(黒線)は設定した温度線に沿うように連続的に自動調整されます。温度線(赤線)と圧力線(青線)は実測値です。

安全性

プラスチックで作られた透明な保護シールドがマイクロ波加熱容器の前面に設置されています。この保護シールドはチャンバーが閉じるときに自動的に下降し、保護シールドが閉じられた状態でのみ運転が可能です。
また、チャンバークランプが正しくセットされていないときも運転を開始することができません。さらに、チャンバーが冷却され、圧力が開放されてからでないと、チャンバークランプを外すことはできません。
PIDコントローラーは1秒間に20回という速さで圧力と温度を監視し、マイクロ波出力を瞬時に調整します。

サンプルラックとバイアル

サンプルラックの本数は4本、5本、8本、15本、22本、26本からお選びいただけます。
バイアルの素材は、ガラス(ディスポーザブル)、クォーツ、PTFEがあり、バイアルのキャップはPTFE製となります。

基本負荷と基本圧力

基本負荷について
サンプルラックとバイアルを使ってサンプルの分解を行う場合には、サンプルラックの外側に水のようなマイクロ波を吸収しやすい液体を入れる必要があります。これを基本負荷と呼びます。基本負荷はマイクロ波により加熱されます。基本負荷の温度を測定し、マイクロ波の照射量を調節します。 また、基本負荷は熱媒体として、サンプル間での温度の均衡をとる働きもあります。

基本圧力について
UltraWAVEでは加熱前にチャンバー内に不活性ガス(N₂)を封入して使用します。この圧力を基本圧力といいます。基本圧力の封入により、サンプル溶液の沸騰による損失を抑え、複数サンプル間でのクロスコンタミネーションを防ぐ役割があります。
例えば、水を約210℃まで加熱した場合の蒸気圧は20barです。しかし、あらかじめ40barの基本圧力をかけていた場合、合計圧力は60barに達します。これは270℃の際の蒸気圧に相当します。つまり、沸点まで約60℃の余裕があり、沸騰が抑えられます。

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