專利名稱：色譜進樣裝置及方法
技術領域：
本發(fā)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(xiàn)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，可采用分流和不分流兩種進樣模式，分流進樣常用于微量或常量樣品進樣，而不分流進樣主要用于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(guī)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，很難采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(nèi)徑的色譜柱子時，色譜柱過載引起色譜峰展寬、峰畸形的現(xiàn)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(guī)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，可采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進樣口需使用液氮制冷，液氮用量較大需經(jīng)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(nèi)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，應用范圍狹窄，而且對進樣操作要求較高，一般應用較少。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供了一種色譜進樣裝置，降低了進樣過程中峰展寬，并提高了進樣后的檢測靈敏度。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)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-熱解吸模塊的下游；填料，所述填料設置在所述氣體通道內(nèi)，用于在溫控模塊制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，用于制冷和加熱所述氣體通道內(nèi)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(jù)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(jù)上述的進樣裝置，優(yōu)選地，所述填料是Tenax GR0根據(jù)上述的進樣裝置，優(yōu)選地，所述溫控模塊是熱電制冷器。根據(jù)上述的進樣裝置，優(yōu)選地，所述氣體通道采用不銹鋼管。根據(jù)上述的進樣裝置，可選地，所述排空通道上設置EFC。本發(fā)明還提供了一種色譜進樣方法，降低了進樣過程中峰展寬，并提高了進樣后的進樣靈敏度。本發(fā)明的目的是還通過以下技術方案來實現(xiàn):根據(jù)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)溫控模塊啟動制冷模式，從吸附-熱解吸模塊內(nèi)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(nèi)；(A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內(nèi)的溶劑先解吸出來，并從排空通道排走；(A3)隨著加熱溫度的進一步上升，所述氣體通道內(nèi)的待測氣體被解吸出來，并從分析通道排往下游。根據(jù)上述的進樣方法，可選地，所述氣體通道內(nèi)的溶劑被解吸后，部分溶劑進入分析通道。根據(jù)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(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:1、通過進樣口后端連接一個溫控模塊，如采用電子制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、采用快速升溫程序升溫至溶劑沸點附近，將溶劑通過捕集阱后的分流流路放空，防止色譜柱過載造成的樣品分析問題；3、溶劑放空后可快速加熱至高溫，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；采用對內(nèi)直接加熱，無需加熱爐或者加熱絲，加熱裝置簡單，可以實現(xiàn)體積小型化；4、制冷及排空模塊與分析柱通過細內(nèi)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、因采用熱電制冷模塊，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(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領域技術人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術方案，而并非意在對本發(fā)明的保護范圍構成限制。圖中:圖1是現(xiàn)有技術中進樣裝置的基本結構圖；圖2是本發(fā)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(fā)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(xiàn)本發(fā)明。為了教導本發(fā)明技術方案，已簡化或省略了一些常規(guī)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(fā)明的范圍內(nèi)。本領域技術人員應該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，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(fā)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(xiàn)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-熱解吸模塊的下游；優(yōu)選地，所述氣體通道采用不銹鋼管，可以承受急冷急熱。填料，所述填料設置在所述氣體通道內(nèi)，用于在溫控模塊制冷時吸附從吸附-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，用于制冷和加熱所述氣體通道內(nèi)的氣體；優(yōu)選地，所述溫控模塊采用熱電制冷器；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(fā)明實施例的采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)溫控模塊啟動制冷模式，從吸附-熱解吸模塊內(nèi)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(nèi)；(A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內(nèi)的溶劑先解吸出來，并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(nèi)的待測氣體被解吸出來，并從分析通道排往下游。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(jù)本發(fā)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，具體采用不分流進樣。在該應用例中，溫控模塊采用熱電制冷器，氣體通道采用不銹鋼管，排空通道上設置EFC，所述分析通道上設置細內(nèi)徑不銹鋼管。進樣方法具體為:(BI)、樣品進樣樣品通過進樣針進入進樣口后，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制冷器。(Al)樣品聚焦進樣前，熱電制冷器中半導體片已開始工作，要求熱電制冷器達到設定溫度(如-30°C)時，方可進樣。樣品通過總流量帶出進樣口后，因溶劑一般沸點較低，容易汽化，很快通過氣體通道。此時熱電制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后，開始對熱電制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，而由于樣品需要的解吸溫度較高，依然吸附于氣體通道中。此時，打開排空通道的EFC，控制一定的流量(Fl)，由于進入色譜柱的流量(F2)較小，因此大部分溶劑通過EFC后放空，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后，熱電制冷器快速升溫，由于采用不銹鋼管直接加電壓加熱的方式，升溫速率可達1800°C /min以上，熱電制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(nèi)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，其特征在于: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-熱解吸模塊的下游； 填料，所述填料設置在所述氣體通道內(nèi)，用于在溫控模塊制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，用于制冷和加熱所述氣體通道內(nèi)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(jù)權利要求1所述的進樣裝置，其特征在于: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(jù)權利要求1所述的進樣裝置，其特征在于:所述填料是TenaxGR0
4.根據(jù)權利要求1所述的進樣裝置，其特征在于:所述溫控模塊是熱電制冷器。
5.根據(jù)權利要求1所述的進樣裝置，其特征在于:所述氣體通道采用不銹鋼管。
6.根據(jù)權利要求1所述的進樣裝置，其特征在于:所述排空通道上設置EFC。
7.根據(jù)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)溫控模塊啟動制冷模式，從吸附-熱解吸模塊內(nèi)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(nèi)； (A2)溫控模塊啟動加熱模式，所述氣體通道內(nèi)的溶劑先解吸出來，并從排空通道排走; (A3)隨著加熱溫度的進一步上升，所述氣體通道內(nèi)的待測氣體被解吸出來，并從分析通道排往下游。
8.根據(jù)權利要求7所述的進樣方法，其特征在于:所述氣體通道內(nèi)的溶劑被解吸后，部分溶劑進入分析通道。
9.根據(jù)權利要求7所述的進樣方法，其特征在于:在所述(A3)中，打開所述排空通道。
全文摘要
本發(fā)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-熱解吸模塊的下游；填料，所述填料設置在所述氣體通道內(nèi)，用于在溫控模塊制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，用于制冷和加熱所述氣體通道內(nèi)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(fā)明具有峰展寬窄、檢測靈敏度高等優(yōu)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(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)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