色譜進樣裝置及方法

2023-09-23 04:03:35

專利名稱：色譜進樣裝置及方法
技術領域：
本發明涉及色譜分析領域，尤其涉及不分流的色譜進樣裝置及方法。
背景技術：
圖1示意性地給出了現有技術中的色譜進樣裝置的結構簡圖，如圖1所示，所述色譜進樣裝置常用的分流不分流進樣連接方式，可採用分流和不分流兩種進樣模式，分流進樣常用於微量或常量樣品進樣，而不分流進樣主要用於較低濃度的樣品進樣，主要是為了提高進樣的靈敏度。但是目前常規的分流不分流進樣口進行不分流進樣時，存在以下缺點:I)樣品中主要成分是溶劑，因此進行不分流進樣時大量溶劑進入色譜柱，導致溶劑峰展寬較為厲害，如沸點或性質和溶劑接近的物質則很容易受溶劑峰影響，很難採用不分流進樣模式進行分析。2)因溶劑大量進入色譜柱，導致色譜柱過載，特別是使用0.25mm以下內徑的色譜柱子時，色譜柱過載引起色譜峰展寬、峰畸形的現象更為嚴重，可能導致靈敏度比分流條件下更差的情況。目前常規的分流不分流進樣口進行部分物質分離時結果仍然無法令人滿意，可採用更為昂貴的程序升溫(PTV)進樣口或冷柱頭直接柱頭進樣。但是PTV進樣口需使用液氮製冷，液氮用量較大需經常更換，使用成本高，而且液氮罐普遍體積較大，操作和使用上較為繁瑣，且存在一定的風險，對操作者要求較高。而且PTV進樣口內部襯管容積較大，樣品進入色譜柱較為緩慢，會造成一定程度上的峰展寬。冷柱頭直接進樣需要使用特別的進樣針和襯管，要求使用大口徑色譜柱，可選擇的色譜柱種類有限，應用範圍狹窄，而且對進樣操作要求較高，一般應用較少。

發明內容
為了解決現有技術中的不足，本發明提供了一種色譜進樣裝置，降低了進樣過程中峰展寬，並提高了進樣後的檢測靈敏度。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:色譜進樣裝置，所述色譜進樣裝置包括吸附-熱解吸模塊，所述色譜進樣裝置進一步包括:氣體通道，所述氣體通道設置在所述吸附-熱解吸模塊的下遊；填料，所述填料設置在所述氣體通道內，用於在溫控模塊製冷時吸附氣體及在溫控模塊加熱時熱解吸氣體；溫控模塊，所述溫控模塊設置在所述氣體通道上，用於製冷和加熱所述氣體通道內的氣體；排空通道，所述排空通道的進口端連接所述氣體通道的出口端；分析通道，所述分析通道的進口端連接所述氣體通道的出口端。
根據上述的進樣裝置，可選地，所述進樣裝置進一步包括:毛細管，所述毛細管設置在所述分析通道上。根據上述的進樣裝置，優選地，所述填料是Tenax GR0根據上述的進樣裝置，優選地，所述溫控模塊是熱電製冷器。根據上述的進樣裝置，優選地，所述氣體通道採用不鏽鋼管。根據上述的進樣裝置，可選地，所述排空通道上設置EFC。本發明還提供了一種色譜進樣方法，降低了進樣過程中峰展寬，並提高了進樣後的進樣靈敏度。本發明的目的是還通過以下技術方案來實現:根據上述的色譜進樣裝置的進樣方法，所述進樣方法包括以下步驟:(Al)溫控模塊啟動製冷模式，從吸附-熱解吸模塊內流出的含有溶劑和待測氣體的混合氣體被吸附在氣體通道內；(A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內的溶劑先解吸出來，並從排空通道排走；(A3)隨著加熱溫度的進一步上升，所述氣體通道內的待測氣體被解吸出來，並從分析通道排往下遊。根據上述的進樣方法，可選地，所述氣體通道內的溶劑被解吸後，部分溶劑進入分析通道。根據上述的進樣方法，可選地，在所述(A3)中，打開所述排空通道。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:1、通過進樣口後端連接一個溫控模塊，如採用電子製冷對樣品進行二次聚焦，可解決峰展寬的問題，提高進樣的靈敏度；2、採用快速升溫程序升溫至溶劑沸點附近，將溶劑通過捕集阱後的分流流路放空，防止色譜柱過載造成的樣品分析問題；3、溶劑放空後可快速加熱至高溫，升溫速率可達1800°C /min以上，使樣品快速解析進入色譜柱，保證較窄的峰寬，提高進樣的靈敏度；採用對內直接加熱，無需加熱爐或者加熱絲，加熱裝置簡單，可以實現體積小型化；4、製冷及排空模塊與分析柱通過細內徑惰性化毛細管柱連接，消除了樣品直接通過襯管進入色譜柱可能引起的峰展寬，樣品聚焦解析過程中還可以進行二次分流，保證最佳的分析效果；5、因採用熱電製冷模塊，體積較小，且不需要使用大體積的液氮罐，減少使用成本和維護費用，使用更加方便。


參照附圖，本發明的公開內容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用於舉例說明本發明的技術方案，而並非意在對本發明的保護範圍構成限制。圖中:圖1是現有技術中進樣裝置的基本結構圖；圖2是本發明實施例1的進樣裝置的基本結構圖。
具體實施方式
:圖1、2和以下說明描述了本發明的可選實施方式以教導本領域技術人員如何實施和再現本發明。為了教導本發明技術方案，已簡化或省略了一些常規方面。本領域技術人員應該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發明的範圍內。本領域技術人員應該理解下述特徵能夠以各種方式組合以形成本發明的多個變型。由此，本發明並不局限於下述可選實施方式，而僅由權利要求和它們的等同物限定。實施例1:圖2示意性地給出了本發明實施例的色譜進樣裝置的基本結構圖，如圖2所示，所述進樣裝置包括:吸附-熱解吸模塊，所述吸附-熱解吸模塊是本領域的現有技術，在此不再贅述。氣體通道，所述氣體通道設置在所述吸附-熱解吸模塊的下遊；優選地，所述氣體通道採用不鏽鋼管，可以承受急冷急熱。填料，所述填料設置在所述氣體通道內，用於在溫控模塊製冷時吸附從吸附-熱解吸模塊排出的氣體及在溫控模塊加熱時熱解吸氣體；溫控模塊，所述溫控模塊設置在所述氣體通道上，用於製冷和加熱所述氣體通道內的氣體；優選地，所述溫控模塊採用熱電製冷器；排空通道，所述排空通道的進口端連接所述氣體通道的出口端，可選地，所述排空通道上設置EFC ；分析通道，所述分析通道的進口端連接所述氣體通道的出口端，可選地，毛細管設置在所述分析通道上。本發明實施例的採用上述色譜進樣裝置的進樣方法，所述進樣方法包括以下步驟:(Al)溫控模塊啟動製冷模式，從吸附-熱解吸模塊內流出的含有溶劑和待測氣體的混合氣體被吸附在氣體通道內；(A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內的溶劑先解吸出來，並從排空通道排走大部分，小部分溶劑進入分析通道；(A3)隨著加熱溫度的進一步上升，所述氣體通道內的待測氣體被解吸出來，並從分析通道排往下遊。若待測氣體的濃度較高，則打開所述排空通道。實施例2:根據本發明實施例1的進樣裝置及方法在氣相色譜中的應用例，在該應用例中，具體採用不分流進樣。在該應用例中，溫控模塊採用熱電製冷器，氣體通道採用不鏽鋼管，排空通道上設置EFC，所述分析通道上設置細內徑不鏽鋼管。進樣方法具體為:(BI)、樣品進樣樣品通過進樣針進入進樣口後，高溫下溶劑和樣品在襯管中同時一起汽化進樣，通過總流量帶入熱電製冷器。(Al)樣品聚焦進樣前，熱電製冷器中半導體片已開始工作，要求熱電製冷器達到設定溫度(如-30°C)時，方可進樣。樣品通過總流量帶出進樣口後，因溶劑一般沸點較低，容易汽化，很快通過氣體通道。此時熱電製冷器溫度已達到較低溫度(如-30°C )，因氣體通道中填充有特殊吸附填料(如Tenax GR等)，在低溫下可以吸附有機物，此時樣品和溶劑均大部分吸附在氣體通道中。(A2)溶劑放空樣品和溶劑均吸附在氣體通道後，開始對熱電製冷器進行緩慢加熱升溫至溶劑沸點附近，此時溫度為Tl，因溶劑一般沸點比樣品低，因此溶劑先解析被載氣帶出，而由於樣品需要的解吸溫度較高，依然吸附於氣體通道中。此時，打開排空通道的EFC，控制一定的流量(Fl)，由於進入色譜柱的流量(F2)較小，因此大部分溶劑通過EFC後放空，只有少部分溶劑進入色譜柱，防止色譜柱過載。(A3)樣品快速解析進樣溶劑放空後，熱電製冷器快速升溫，由於採用不鏽鋼管直接加電壓加熱的方式，升溫速率可達1800°C /min以上，熱電製冷器快速加熱至高溫，如180°C，使樣品快速解吸，此時關閉EFC放空通道，使樣品通過細內徑毛細柱快速進入色譜柱，保證較窄的峰寬，提高檢測的靈敏度。樣品進樣過程中，如樣品濃度較大，還可打開EFC放空通道，進行樣品二次分流，保證最佳的分析效果。
權利要求
1.色譜進樣裝置，所述色譜進樣裝置包括吸附-熱解吸模塊，其特徵在於:所述色譜進樣裝置進一步包括: 氣體通道，所述氣體通道設置在所述吸附-熱解吸模塊的下遊； 填料，所述填料設置在所述氣體通道內，用於在溫控模塊製冷時吸附氣體及在溫控模塊加熱時熱解吸氣體； 溫控模塊，所述溫控模塊設置在所述氣體通道上，用於製冷和加熱所述氣體通道內的氣體； 排空通道，所述排空通道的進口端連接所述氣體通道的出口端； 分析通道，所述分析通道的進口端連接所述氣體通道的出口端。
2.根據權利要求1所述的進樣裝置，其特徵在於:所述進樣裝置進一步包括: 毛細管，所述毛細管設置在所述分析通道上。
3.根據權利要求1所述的進樣裝置，其特徵在於:所述填料是TenaxGR0
4.根據權利要求1所述的進樣裝置，其特徵在於:所述溫控模塊是熱電製冷器。
5.根據權利要求1所述的進樣裝置，其特徵在於:所述氣體通道採用不鏽鋼管。
6.根據權利要求1所述的進樣裝置，其特徵在於:所述排空通道上設置EFC。
7.根據權利要求1-6任一所述的色譜進樣裝置的進樣方法，所述進樣方法包括以下步驟: (Al)溫控模塊啟動製冷模式，從吸附-熱解吸模塊內流出的含有溶劑和待測氣體的混合氣體被吸附在氣體通道內； (A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內的溶劑先解吸出來，並從排空通道排走; (A3)隨著加熱溫度的進一步上升，所述氣體通道內的待測氣體被解吸出來，並從分析通道排往下遊。
8.根據權利要求7所述的進樣方法，其特徵在於:所述氣體通道內的溶劑被解吸後，部分溶劑進入分析通道。
9.根據權利要求7所述的進樣方法，其特徵在於:在所述(A3)中，打開所述排空通道。
全文摘要
本發明公布了一種色譜進樣裝置，所述色譜進樣裝置包括吸附-熱解吸模塊，進一步包括氣體通道，所述氣體通道設置在所述吸附-熱解吸模塊的下遊；填料，所述填料設置在所述氣體通道內，用於在溫控模塊製冷時吸附氣體及在溫控模塊加熱時熱解吸氣體；溫控模塊，所述溫控模塊設置在所述氣體通道上，用於製冷和加熱所述氣體通道內的氣體；排空通道，所述排空通道的進口端連接所述氣體通道的出口端；分析通道，所述分析通道的進口端連接所述氣體通道的出口端。本發明具有峰展寬窄、檢測靈敏度高等優點。
文檔編號G01N30/16GK103115989SQ20121059700
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者李天麟, 王琳琳, 孟磊, 劉立鵬, 劉偉寧, 葉華俊 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司