專利名稱：調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高檢測靈敏度的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高檢測靈敏度的裝置及方法，屬于色譜儀檢測的改進技術(shù)。
背景技術(shù)：
如何提高色譜儀檢測靈敏度一直是色譜工作者不斷努力研究的技術(shù)領(lǐng)域。對檢測靈敏度提高的研究目前主要集中在檢測器、樣品前處理的裝置和色譜儀上。雖然色譜儀檢測器的檢測靈敏度在不斷地提高，使色譜儀成為對痕量物質(zhì)進行分離和檢測的最有效的分析儀器之一。但在實際工作中越來越多的研究對象對色譜儀檢測器靈敏度提出了更高的要求，而現(xiàn)有色譜儀檢測器的靈敏度很難達到這一要求，所以需要有更多、更好的方法和裝置進一步提高色譜儀的檢測靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高檢測靈敏度的裝置及方法，該裝置和操作過程簡單，能夠有效提高色譜儀的檢測靈敏度。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的。一種基于調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高色譜儀檢測靈敏度的裝置，其特征在于，在色譜柱3的出口端至檢測器10進口之間的管線上設(shè)置濃縮柱4，濃縮柱4的長度由分析樣品組分中譜帶最寬的色譜峰確定；色譜柱3出口與濃縮柱4的進口之間連接管線上設(shè)置一條旁路6，該旁路6連接調(diào)制器5，該調(diào)制器5設(shè)有與氣源1出口的連接管線9，設(shè)有與色譜柱3入口的連接管線7，構(gòu)成反饋回路；設(shè)有與檢測器10入口的連接管線8，構(gòu)成反饋回路。
上述的濃縮柱可為惰性柱或普通的色譜柱。
上述的調(diào)制器包括壓力調(diào)節(jié)閥和流量調(diào)節(jié)閥組成。
采用上述裝置實現(xiàn)調(diào)制色譜柱出口壓力和流量的方法，其過程特征包括以下過程當(dāng)色譜柱流出的樣品組分進入濃縮柱后，調(diào)節(jié)調(diào)制器的壓力或流量調(diào)節(jié)閥，提高濃縮柱的壓力或流量，同時分別開啟反饋氣路閥門，保證色譜柱入口與出口的壓差與提高濃縮柱壓力前的壓差不變；保證檢測器的載氣流量與提高濃縮柱壓力前的載氣流量不變；進入濃縮柱的樣品組分被壓縮在更小的體積單元內(nèi)，樣品被更迅速地送入檢測器中，從而獲得更高的檢測靈敏度。
下面對本發(fā)明作詳細說明本發(fā)明的實施方案是在氣相色譜儀色譜柱出口和檢測器連接位置，增加一段長度適當(dāng)?shù)臐饪s柱，該濃縮柱的長度必須能夠容納樣品組分中譜帶展寬最大的組分。在色譜柱出口和濃縮柱連接部位同時連接有壓力或流量調(diào)制裝置。該裝置可以獨立對濃縮柱的壓力和流量進行控制。為了避免濃縮柱壓力、流量的變化對分析柱和檢測器產(chǎn)生影響，壓力、流量調(diào)制器也分別與色譜柱入口和檢測器入口處連接有反饋氣路管線。反饋氣路可以對分析柱和檢測器上壓力、流量進行補償控制，以保證當(dāng)濃縮柱的壓力或流量發(fā)生變化時，分析柱和檢測器的壓力或流量維持不變。當(dāng)樣品組分完全流入濃縮柱后，壓力、流量調(diào)制裝置迅速提高濃縮柱的壓力或流量。壓力或流量增加后在濃縮柱上的樣品組分會被壓縮到更小的體積內(nèi)，樣品濃度得到相應(yīng)提高，同時樣品組分也會被以更快的速度吹掃進入檢測器。對于濃度型檢測器，由于進入檢測器的樣品組分濃度得到提高，所以檢測器的檢測靈敏度得到相應(yīng)的提高。對質(zhì)量型檢測器，不僅存在樣品濃度提高而使檢測器靈敏度得到提高的效應(yīng)；同時由于樣品組分以更快的速度流入檢測器，使單位時間內(nèi)流入檢測器的樣品組分質(zhì)量得到顯著增加，結(jié)果質(zhì)量型檢測器的檢測靈敏度會得到更大的提高。反饋裝置的使用可以避免在調(diào)制濃縮柱壓力或流量時，造成對分析柱和檢測器的壓力、流量波動，并維持它們處于基本不變的狀態(tài)，從而保證分析柱的正常分析和檢測器的正常檢測。
本發(fā)明的優(yōu)點在于，該方法不僅適用于質(zhì)量型檢測器，也適用于濃度型檢測器，在實施過程中，不需對現(xiàn)有色譜儀進行大的改動；僅需設(shè)置濃縮柱和調(diào)制器。通過調(diào)制器裝置可以顯著提高色譜儀檢測器的靈敏度。該方法的實施特別適用于痕量物質(zhì)的檢測。


圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖中1-氣源、2-進樣器、3-色譜柱、4-濃縮柱、5-調(diào)制器、6-濃縮柱控制管線、7-色譜柱反饋管線、8-檢測器反饋管線、9-調(diào)制器氣源管線、10-檢測器。
圖2為發(fā)動機排放尾氣以現(xiàn)有方法分析得到的譜圖。
圖3為發(fā)動機排放尾氣以本發(fā)明方法分析得到的譜圖。
圖4為庚酸樣品以現(xiàn)有分析方法得到的分析譜圖。
圖5為庚酸樣品以本發(fā)明方法分析得到的譜圖。
譜圖中橫坐標(biāo)為色譜保留時間(min)，縱坐標(biāo)為色譜組分在檢測器上的響應(yīng)(pA)。
具體實施例方式
實施例一操作條件氣相色譜柱HP-5，30m×0.32mm×0.25μm檢測器FID，溫度250℃柱溫程序升溫65℃保持4min，以15℃/min升溫至280℃進樣器分流進樣，分流比1∶1，溫度250℃樣品內(nèi)燃機發(fā)動機排放尾氣(含痕量飽和烴、芳烴等環(huán)境污染物質(zhì))進樣量100μL在正常操作條件下，色譜柱出口端載氣流量為1mL/min，色譜分析結(jié)果顯示，譜峰都呈現(xiàn)扁平峰，檢測靈敏度低，見圖2。
使用調(diào)制器，色譜柱3HP-5，24m×0.32mm×0.25μm、濃縮柱4HP-5，6m×0.32mm×0.25μm。當(dāng)運行時間在4.58min時，在正常操作條件下保留時間在4.6-4.98min之間的組分完全進入濃縮柱，此時通過調(diào)制器5對濃縮柱4的流量進行控制，流量調(diào)高至5ml/min。結(jié)果進入濃縮柱的組分檢測靈敏度都得到了相應(yīng)的提高，靈敏度提高3-6倍，見圖3。
實施例二操作條件氣相色譜分析柱HP-5，30m×0.32mm×0.25μm檢測器FID，溫度250℃柱溫程序升溫65℃保持4min，以15℃/min升溫至280℃進樣器分流進樣，分流比1∶20，溫度250℃樣品庚酸進樣量0.2μL在正常操作條件下，色譜柱出口端載氣流量為1ml/min，色譜分析結(jié)果顯示，譜峰呈現(xiàn)伸舌峰，檢測靈敏度低，見圖4。
使用調(diào)制器，色譜柱3HP-5，24m×0.32mm×0.25μm、濃縮柱4HP-5，6m×0.32mm×0.25μm。當(dāng)運行時間在8.1min時，在正常操作條件下保留時間在8.6min的庚酸完全進入了濃縮柱，此時通過調(diào)制器5對濃縮柱4的流量進行控制，將流量調(diào)高至5mL/min。結(jié)果進入濃縮柱的組分檢測靈敏度都得到了相應(yīng)的提高，靈敏度提高了8倍。見圖5。
權(quán)利要求
1.一種基于調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高色譜儀檢測靈敏度的裝置，其特征在于，在色譜柱3的出口端至檢測器10進口之間的管線上設(shè)置濃縮柱4，濃縮柱4的長度由分析樣品組分中譜帶最寬的色譜峰確定；色譜柱3出口與濃縮柱4的進口之間連接管線上設(shè)置一條旁路6，該旁路6連接壓力和流量調(diào)節(jié)器5，該調(diào)節(jié)器5設(shè)有與氣源1出口的連接管線9，設(shè)有與色譜柱3入口的連接管線7，構(gòu)成反饋回路；設(shè)有與檢測器10入口的連接管線8，構(gòu)成反饋回路。
2.按權(quán)利要求1所述的基于調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高色譜儀檢測靈敏度的裝置，其特征在于濃縮柱為惰性柱或普通色譜柱。
3.按權(quán)利要求1所述的基于調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高色譜儀檢測靈敏度的裝置，其特征在于調(diào)制器包括壓力調(diào)節(jié)閥和流量調(diào)節(jié)閥組成。
4.一種采用權(quán)利要求1所述的裝置實現(xiàn)基于調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高色譜儀檢測靈敏度的方法，其過程特征包括以下過程當(dāng)色譜柱流出的樣品組分進入濃縮柱后，調(diào)節(jié)調(diào)制器的壓力調(diào)節(jié)閥，提高濃縮柱的壓力或流量，同時分別開啟反饋氣路閥門，保證色譜柱入口與出口的壓差與提高濃縮柱壓力前的壓差不變；保證檢測器的載氣流量與提高濃縮柱壓力前的載氣流量不變；進入濃縮柱的樣品組分被壓縮在更小的體積單元內(nèi)，樣品被更迅速地送入檢測器中，從而獲得更高的檢測靈敏度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種調(diào)制色譜柱出口壓力或流量提高檢測靈敏度的裝置及方法，屬于色譜儀檢測的改進技術(shù)。所述的裝置是在色譜柱的出口至檢測器間設(shè)置濃縮柱和調(diào)制器，又設(shè)有反饋管線。所述的方法過程是當(dāng)組分進入濃縮柱后，提高濃縮柱的壓力或流量，使進入濃縮柱的樣品組分被壓縮在更小的體積單元內(nèi)，樣品被更迅速地送入檢測器中，從而獲得更高的檢測靈敏度。本發(fā)明的優(yōu)點在于該方法不僅適用于質(zhì)量型檢測器，也適用于濃度型檢測器，在實施過程中，不需對現(xiàn)有色譜儀進行大的改動；僅需設(shè)置濃縮柱和調(diào)制器。通過調(diào)制器裝置可以顯著提高色譜儀檢測器的靈敏度。該方法的實施特別適用于痕量物質(zhì)的檢測。
文檔編號G01N30/32GK1632564SQ200410094028
公開日2005年6月29日 申請日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者范國梁, 宋崇林, 宋威 申請人:天津大學(xué)