CN101641596A - 微流体气相色谱系统体系结构 - Google Patents

微流体气相色谱系统体系结构 Download PDF

Info

Publication number
CN101641596A
CN101641596A CN200780043979A CN200780043979A CN101641596A CN 101641596 A CN101641596 A CN 101641596A CN 200780043979 A CN200780043979 A CN 200780043979A CN 200780043979 A CN200780043979 A CN 200780043979A CN 101641596 A CN101641596 A CN 101641596A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas chromatography
gas
syringe
chromatographic column
microfluidic platforms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200780043979A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101641596B (zh
Inventor
贾格迪什·沙阿
尼尔·博斯特罗姆
陈华
大东成夫
爱德华·哈里根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prad Research and Development Ltd
Original Assignee
Prad Research and Development Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prad Research and Development Ltd filed Critical Prad Research and Development Ltd
Publication of CN101641596A publication Critical patent/CN101641596A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101641596B publication Critical patent/CN101641596B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/18—Transport of container or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N2030/022—Column chromatography characterised by the kind of separation mechanism
    • G01N2030/025—Gas chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8809—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G01N2030/884—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample organic compounds
    • G01N2030/8854—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample organic compounds involving hydrocarbons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8881—Modular construction, specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/60—Construction of the column
    • G01N30/6095—Micromachined or nanomachined, e.g. micro- or nanosize

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

本发明公开一种设备齐全的微型气相色谱系统，所述微型气相色谱设备包括多个气相色谱部件，所述气相色谱部件通过用于气相色谱部件几乎零死体积、“无管”的流体连接被布置在微流体平台上。微流体平台包括多个流体通道，所述多个流体通道用于为样品、载气和废气提供通过所述微流体平台和所述多个气相色谱部件和在所述微流体平台和所述多个气相色谱部件之间的流体流动路径。系统还可以包括自带的载气供应部和自带的废物管理部以及使所述系统适于在油井和气井以及其它偏僻环境中使用的热操纵方案。

Description

微流体气相色谱系统体系结构
技术领域
本发明涉及气相色谱系统，并且更具体地涉及可以适于在各种环境下操作的小型系统。
背景技术
气相色谱法使用色谱柱分离样品流体中的分子种，从而提取关于样品流体的信息。色谱柱具有固定在柱内的固定相和流动相，所述流动相是流动通过柱的载气(例如，氦气)。采集样品并将所述样品注射到柱中，然后通过载气将所述样品输送到柱并通过柱。如果样品是液态，所述样品可以首先被注射到汽化室以被汽化，然后被输送通过柱。当样品通过柱时，各个分子组分根据所述分子与固定相的亲和力缓慢流到下游。在柱的出口处，检测器检测流出柱的每一个组分的数量。用校正的保留时间(即，组分在柱中所用的时间)来鉴别组分。
传统的气相色谱设备基于标准色谱柱和注射器构造的，当装有热操纵设备时，所述注射器会变的很庞大。柱和流动通道越大，载气的消耗率就越大。因此，对于传统的系统来说需要相对较大的载气供应。典型的，在实验室或具有大载气存储器的其它环境下使用传统的系统进行样品的色谱分析。
虽然裸眼可能具有较大的直径，但是裸眼井是典型的直径大约在5英寸或更小直径的井眼。另外，在井下要受到振动和典型高温(大约200摄氏度)以及高压环境，这又进一步约束了适于井下作业的系统的设计。此外，应当准确控制和监控色谱部件的温度，这在井下环境中是困难的。因此，在给定井下环境的空间和其它约束的情况下，在井下使用传统的气相色谱装置将具有挑战性。
已经有很多尝试开发更小的气相色谱装置。例如，各公司已经引入使用有限微型技术的便携式气相色谱装置。然而，并没有被设计成用于井下应用。SLS MICRO TECHNOLOGY GmbH生产的系统是一个这样的示例系统。SLS单元将微型柱和检测器与大约1英寸×1英寸和1.5英寸长的机动化的滑动注射器结合到一起。然而，SLS装置没有包括在高温(例如，大约200℃)井下环境中操作的高压采样和热操纵要求。SLS单元没有自带(on-board)载气供应部和废弃物处理装置，这对于井下应用是期望的甚至是必须的。此外，SLS系统使用包括提供流体的内部连接的融硅管的胶合的部件设计，这可能不适于高温环境。
另一个示例是建在荷兰的C2V(Concept to Volume)公司生产的系统。C2V单元包括微型注射器和检测器。然而，该单元使用容纳在加热筒里的传统柱。注射器尽管是微型的，但是需要在外部供应被调节的流体压力以操作各种微型阀，而不是被设计成在高温和高压环境下操作。流体连接通过胶合毛细管实现，所述胶合毛细管可能对于井下应用或其它高温环境并不适合。另外，C2V单元不能自行供应载气并且没有废物处理设备。两辆需求比SLS装置大很多，并且需要相当大的载气体积。C2V装置也不具有热操纵设备并且仅仅能在恒温模式下操作，即，所有部件在同一个温度下操作。SLS装置和C2V装置都不具有功能性地适于井下的工具构造。
发明内容
本发明的各个方面和实施例涉及一种气相色谱系统，所述气相色谱系统包括以适于井下条件的方式部署的微型部件。为了在井下或者在诸如水下环境的其它非实验室环境、其它地下(即，非油井)地方或空间受限的环境或者非地球环境(例如，在空中或者其它行星上)进行色谱分析，系统可以是设备齐全的，包括自带载气供应部和自带废物处理部。此外，根据本发明实施例的小尺寸系统可以提供改善气相色谱分析的操作性和可靠性的关键优势，尤其在井下环境下。例如，系统的实施例的小尺寸如下所述可以便于热操纵。
根据一个实施例，气相色谱设备可以包括微流体平台，所述微流体平台包括：多个微流动通道，所述多个为流动通道设置在所述微流体平台上；连接到微流体平台的注射器，该注射器被构造和布置成提供用于分析的样品；通过微流体平台连接到注射器的一个或多个气相色谱柱，所述气相色谱柱被构造和布置成接收来自注射器的样品，并产生基于样品的化学成分的输出。所述设备还可以包括一个或多个检测器以及壳体，所述一个或多个检测器连接到与一个或多个气相色谱柱，并被构造和布置成接收来自一个或多个气相色谱柱的输出，所述壳体大致包围并封闭微流体平台、注射器、一个或多个气相色谱柱以及一个或多个检测器，其中所述多个微通道为样品和来自一个或多个气相色谱柱的输出提供流体通道。在一个示例中，所述注射器、一个或多个气相色谱柱、一个或多个检测器中的至少一个以微型方式被实施。
根据另一个实施例，微型气相色谱系统可以包括多个气相色谱部件和微流体平台，所述微流体平台连接到多个气相色谱部件，以相互连接多个气相色谱部件，其中微流体平台包括多个流动通道，所述多个流动通道为样品、载气和废气提供通过所述微流体平台和所述多个气相色谱部件和在所述微流体平台和所述多个气相色谱部件之间的流体流动路径。在一个示例中，多个气相色谱部件包括注射器、至少一个气相色谱柱和至少一个检测器。系统可以进一步包括用于单独地控制多个气相色谱部件中的多个中的至少一些的操作温度的装置，所述装置包括例如被设置成邻近于注射器、气相色谱柱和检测器中的至少一个的加热器，和设置在多个气相色谱部件周围以将多个部件彼此热隔离的任选的热阱和热力制动器。
附图说明
本发明的各个方面和实施例将参照附图在以下说明。在没有按照比例进行绘制的图中，在各幅图中描述的每一个相同的或几乎相同的部件用同样的附图标记表示。为了清楚起见，不是每一个部件在每一幅图中被标明。在这些图中：
图1是显示根据本发明的气相色谱系统的一个实施例的方框图；
图2A是用于根据本发明的方面的气相色谱设备的部件布置的一个示例的方框图；
图2B是用于根据本发明的方面的气相色谱设备的部件布置的另一个示例的方框图；
图2C是用于根据本发明的方面的气相色谱设备的部件布置的另一个示例的方框图；
图3是根据本发明的气相色谱系统的另一个实施例的方框图；
图4A是根据本发明的注射器的一个实施例图；
图4B是在可选状态下所示的图4A的注射器图；
图5是根据本发明的气相色谱系统的另一个实施例的方框图；
图6是显示根据本发明的实施例的、气相色谱设备的包括流体通道的一部分的方框图；
图7是图5中的气相色谱设备的由线700大体包围的一部分的放大图；
图8是根据本发明的气相色谱系统的另一个实施例的方框图；以及
图9是根据本发明的实施例的包括热操纵部件的气相色谱设备的部件的立体图。
具体实施方式
本发明的实施例及其方面涉及一种气相色谱设备和系统，所述气相色谱设备和系统将微型部件结合在一起，并可以适于在各种环境下应用。传统地，在地球表面、通常在实验室或类似环境下执行气相色谱分析。可以在边远区或样品点(例如，地下或水下位置)采集样品，然后将所述样品送回到用于色谱分析的试验研究所(例如，实验室)。正上所述，尽管已经设计了便携式气相色谱系统，但没有一个适于井下应用。因此，为了解决现有技术中存在这些问题以及其它限制，本发明的方面和实施例涉及一种气相色谱系统，所述气相色谱系统具有允许用于井下作业的体系结构。例如，裸眼井是具有大约5英寸或更小尺寸直径的典型的小直径井眼。因此，根据一个实施例，包括布置在管状壳体中的部件的气相色谱系统可以非常适于井下应用，所述壳体具有尽可能小的外径。此外，在井下环境下通常都要经受高温和高压。因此，设备的部件和/或壳体应当能够适应这些条件。例如，在一个实施例中，气相色谱设备可以包括热操纵技术。另外，根据本发明的实施例的气相色谱设备可以是设备齐全的单元，其包括自带的载气供应部和自带的废物管理部。根据本发明实施例的气相色谱设备的这些和其它特征和方面将在以下参照附图进行更详细的说明。
需要认识的是本发明在应用时并不限于在以下说明所述或附图中所示的结构细节和部件的布置。本发明能够是其它实施例并且能够以各种方式实现或实施。例如，需要认识的是，这里描述的气相色谱设备并不限于在裸眼井中使用，而是可以在各种环境和应用(例如，其它地下应用、水下和/或太空应用)中使用。这里提供的具体实施的示例仅仅是为了举例说明，而不是限制性的。具体地，结合一个实施例说明动作、元件和特征不旨被从其它实施例的相似作用中排除。此外，这里使用的措辞和术语是为了说明的目的而不应该被视为限制。这里使用“包括”、“由......组成”、“具有”、“包含”、“涉及”及其它们的变形是为了包含其后所列项和其等价物以及附加项。
参照图1，显示了根据本发明的气相色谱(GC)系统的一个实施例的方框图。系统可以包括包含在壳体100内的多个部件。这些部件例如可以包括注射器102、一个或多个气相色谱柱104以及一个或多个检测器106。这些部件共同被称为气相色谱部件并在下面进行更详细的说明。这些部件可以直接相互连接或通过也在下面详细说明的微流体平台108相互连接。另外，该系统可以包括动力供应部126和控制部件114。在一个示例中，动力供应部可以包括可以将气相色谱系统连接到外部动力源(例如，发电机或公用电源)的金属线。在另一个示例中，具体地，在气相色谱部件中的几个可以是微型部件的情况下，动力要求可以小到允许电池操作，因此，动力供应部126可以包括一个或多个电池。这些电池可以是例如对于高温条件变化的锂亚硫酰氯(Lithium Thionel Chloride)电池。如上所述，系统还可以包括载气供应部110和废物储存部件112。具有自带载气供应部可以允许GC系统在井下(或者其它远距离环境中)操作，而不需要连接外部的气体供应部。在井下或者其它受压环境(例如较深的水下位置)中，由于较高的周围环境压力，如果可能也难将废气排出到气相色谱系统外。因此，自带废物储存部件112尤其理想。通过将系统中的至少一些部件制造为微型部件，可以实现适于井下环境的空间约束的足够小的色谱装置。
需要认识的是，虽然色谱系统的实施例可以在这里被称作为微型系统，但并非所有的部件都要求是微型的，并且至少一些部件可以是中等尺度或更大尺寸。这具体的是指在装置用于在空间约束并不像井下应用那么严格的环境中的情况。如这里所使用的，术语“微型”用于表示具有在几微米到约1毫米(mm)的范围内的至少一个相关尺寸的那些结构和部件。为了获得这些尺寸，可以使用诸如硅微加工、化学刻蚀和本领域普通技术人员公知的其它方法的制造技术。因此，例如，可以使用被蚀刻或加工成微米宽度的非常小的通道的硅片来构造“微型”气相色谱柱。尽管这种柱整体尺寸可以是几厘米(在宽度和/或长度方面)，但是相关的结构，即，通道不仅是微观尺度，而且还可以使用微加工(或化学蚀刻)技术制造。因此，这种柱可以被称为微柱。这种柱被填充时具有非常低的质量，因此与传统的填充柱相比更容易进行热操作。相比之下，气相色谱仪的“中等尺度”元件，(例如，柱、注射器和/或检测器)可以具有在几微米和几毫米之间的相关尺寸，并且可以使用诸如铣削，研磨，玻璃和金属管拔丝等传统的制造方法制造。这种部件比被认为是“微型”元件的体积要大。因此，例如，传统的气相色谱柱可以用内径量级在大约100微米而长度为几米的不锈钢或玻璃毛细管制成。中等尺度的注射器例如也可以使用传统的制造技术制成并且在尺寸上测量为几十个毫米。因此，术语微型和中型不仅涉及到部件的相关尺寸或参数，而且还涉及到用于生产所述部件的制造技术。正如本领域普通技术人员所知，这些术语之间没有清楚的界限并且它们确实重合。然而，如上所述，微型和中型的差别涉及生产技术和长度尺寸。
如上所述，根据本发明的实施例的气相色谱设备可以包括注射器102、至少一个柱104和至少一个检测器106，所述注射器、至少一个柱和至少一个检测器通过微流体平台108相互连接。微流体平台可以包括流动通道，如下所述，所述流动通道在各种GC部件之间提供流体连接。需要认识的是，所述设备的各个实施例可以包括可以以并联或串联的结构布置的一个或多个柱。在并联结构中，使用例如将所述柱连接到微流体平台的阀机构将样品同时引入到多个柱中。可以将每一个柱的输出提供给一个或多个检测器。例如，可以使用同一检测器分析多个柱的输出，或者可选地，可以将专门的检测器提供给柱中的一些或所有柱。在另一个示例中，可以使用多个检测器分析一个柱的输出。多个检测器和/或柱可以串联或并联地连接在一起。在柱的串联结构中，第一柱的输出可以被引入到第二柱的输入中，而不是被废弃掉。在一个示例中，检测器还可以位于两个柱之间，以及可以位于第二柱的输出端。在另一个示例中，检测器仅可以位于串联的最后一个柱的输出端。需要认识的是，多个柱和检测器可以具有多个结构(串联和并联)，并且本发明并不限于这里所述的具体结构或示例。
在微型气相色谱的一个实施例中，GC部件中的一些或所有GC部件可以是MEMS(微型机电系统)装置，这样的装置可以是小的，因此适于被设计为安装在适于井下使用的小壳体100的系统。此外，这种装置可以容易地连接到微流体平台108。在一个示例中，三个部件中的一些或所有都可以是大约2厘米(cm)×2cm×1-2mm厚的MEMS装置。例如，如在图1中所示的线性布置，这些装置可以容易地容纳在具有内径大约为2英寸或更小、长度大约为4英寸的圆柱体中。然而，需要认识的是，注射器102、柱104和检测器106没必要离散装置，而且也没必要线性布置在壳体100内。许多其它结构也是可以的并且被认为包括在本发明中。另外，装置的尺寸和厚度的许多变化也是可以的，而且本发明并不限于这里给出的具体示例。
例如，参照图2A-2C，显示了注射器102、柱104和检测器106的布置的三种示例。在图2A中，气GC部件与图1中所示类似地被显示为线性布置。当期望保持壳体的内部直径尽可能小并且对壳体的长度要求较不严格时，这种线性布置可以是有利的。这种结构还可以具有允许各个离散的装置具有单独的热操纵部的优势，所述单独的热操纵部包括例如图所示的单独加热装置116a、116b和116c。因此，在不同温度下操作注射器、一个或多个柱和一个或多个检测器时，此线性结构是优选的。在所述的示例中，加热元件被显示为位于各个部件与微流体平台108之间；然而，需要认识的是，本发明并不限于所示的布置。参照图2B，注射器102、柱104和检测器106在一个在另一个的上部的堆叠布置中被示出。当需要或要求缩短壳体的长度时，这种堆叠布置可以是优选的。例如，堆叠部件连同组成气相色谱的其它部件可以安装在具有内径小于大约2英寸、长度大约为1.5英寸的壳体内。在如图2C中所示的另一个实施例中，集成MEMS装置118可以包括注射器、柱和检测器。在一个示例中，这种集成MEMS装置可以是小于大约2cm×大约5cm×大约1-2mm高。图2B和图2C中所示的堆叠和集成实施例尤其可以适于所有有效部件保持在相同的温度的等温分析中。在这些示例中，一个加热器116可以满足所有注射器、柱和检测器部件。
根据一个实施例，根据本发明的方面的微型色谱仪可以由微流动等级的一个或多个部件组成，其中流动通道非常小。例如，在一个实施例中，流动通道可以为大约60微米。载气通过该流动通道的体积流量大约是通道有效直径的平方。因此，当与中型或较大尺寸系统相比时，微型气相色谱设备本身可以需要明显较小的载气供应。在一个示例中，微型气相色谱设备消耗载气的速率可以以比传统的、包括更大流动通道的较大气相色谱系统慢5或甚至10倍的速度消耗载气。由于载气供应部110和废物储存部件112(参见图1)包含较小体积的载气时相比较较小，因此这可以是有利的。例如，假设对于微型气相色谱仪来说载气消耗在大约每分钟100微升(μL/min)，对于在井下工作1000分钟分钟，可能需要100毫升(mL)的载气。假设在接近于大气压(大约15psi)下进行分析，将需要大约100mL的废物储存容器112。在一个实施例中，载气供应部可以储存在高压(大约1000psi)容器110中，因此，容器110的尺寸可以非常小。
这些和类似尺寸的容器可以容易的安装在形成为细长圆柱体的壳体100内。例如，具有大约2英寸或更小内径、大约5英寸或更小长度的圆柱形壳体100可以包含上述废物储存容器112、载气供应容器110。在一个示例中，壳体100可以是内径大约为1.75英寸、长度大约为5英寸的圆柱体。如上所述，这种或类似尺寸的壳体可以很顺利的安装下入裸眼井或者安装到其它狭窄的开口中。在一个实施例中，气相色谱分析可以在高于大气压的压力下执行。在这种情况下，废气可以被压缩，因此需要甚至更小的废物容器112。当然，需要认识的是，需要的载气量并因此载气容器和废物储存容器的尺寸也可以根据系统中的实际流量以及期望的服务时间长度而改变。因此，本发明不限于这里所述的具体示例，提供所述示例仅仅是为了说明，而不是用于限制。
参照图3，显示了根据本发明的气相色谱法的另一个实施例的方框图。在该实施例中，注射器102、柱104和检测器106在一个在另一个的上部的堆叠布置被示出。然而，应该认识的是可以使用上述结构中的任一个。还图示了一些热操纵部件，所述热操纵部件包括上述的一个或多个加热器116和冷却器120。以下更详细地说明这些部件。在所述实施例中，包含GC部件、微流体平台108、载气容器110和其它部件的壳体100也可以作为废物储存容器112。这可以消除对单独的废物储存容器的需要，从而可以减小系统的整体尺寸。在本实施例的一个示例中，壳体100可以是具有大约2英寸内径D和大约8英寸长的圆柱体。
根据本发明的一些实施例，气相色谱系统也可以包括采样器122。在将被分析的流体(这里指的是“地层流体”)引入到气相色谱设备中之前，地层流体的样品可以从所述地层流体的环境(例如，在裸眼井的情况下从岩石地层)提取。因此，设备齐全的气相色谱系统可以包括执行这种提取/采样的采样器122。在井下环境中，地层流体可能处于高压(例如，大约20Kpsi)和高温(达到大约200℃或甚至更高)下。传统的色谱方法要求样品被解压，同时仔细调节所述样品的温度以控制分离程序。根据一个实施例，微型采样器能够被集成到气相色谱设备中。采样器122可以连接到加热器124以实现至少一些温度调节。在一个示例中，采样器122可以是多级采样器和相分离器。在此示例中，采样器122可以执行相分离以排除可以引起气相色谱分析恶化的水。当采样器是微型的时，所述采样器则可以例如在次微升或纳升范围内离析少量地层流体。解压可以在伴随适当温度控制的膨胀室内完成，以维持样品流出。
根据一个实施例，解压可以由注射器102完成。参照图4A，示出了根据本发明的实施例的注射器的一个示例。注射器可以以微型来实现，但也可以是中型或较大的装置。注射器102可以包括定子128和转子130，所述定子连接到采样器122(未示出)和微流体平台(未示出)，所述转子连接到定子。注射器还包括膨胀室132。如上所述，采样器可以采集少量的地层流体，并且在至少一些实施例中，可以将水从地层流体的样品中分离出去。剩下的高压样品(由箭头138表示)可以从采样器通过流动通道134被供应给注射器的端口A。当注射器处于采样状态(如图4A所示)时，样品可以流动通过端口A并通过流动通道136流出注射器，如箭头140所示。同时，在端口B处，低压下的载气(如箭头142所示)可以通过流动通道144和端口B连续流到汽化室132中。
为了将地层流体的样品注射到气相色谱设备中，需要通过外部装置(未示出)转动转子，从而使端口A与流动通道144对齐并且使端口B与流动通道134和136对齐，如图4B所示。在端口A中捕获的地层流体的样品可以通过由箭头142所示的低压载气冲入到加热的汽化室132中。在一个实施例中，汽化室132可以填充有诸如硅玻璃棉的热分布材料146。分布材料146可以为样品汽化提供较大的表面面积并能将注射的样品分散在载气流中。高表面面积分布材料也可以捕获可能没有在井下地层流体中发现的诸如沥青和砂的非汽化组分，从而放置止这些组分进入柱。汽化样品的一部分(由箭头150表示)可以通过流动通道148强制进入到柱(未示出)中。剩下的汽化样品和载气(由箭头152表示)被废弃并可以经过流动通道154流出注射器102进入废物储存容器(未示出)。注射器因此可以提供分流注射方案。然后，转子可以旋转回到原始的位置(如图4A所示)以采集在端口A处的地层流体的新样品。
根据一个实施例，气相色谱系统可以提供原位校正气相色谱设备。参照图5，显示了根据本发明的方面的气相色谱系统的另一个实施例。通过在系统中包括在容器166内的校正标准器的自带供应部可以实现原位校正。校正标准器可以是具有已知成分和已知这些成分数量的流体。设备可以通过代替地层流体样品而将校正标准样品注射到柱104定期进行校正。参照图4A，可以将注射器102外面的切换阀(未示出)连接到端口A。因此，箭头138不再表示地层流体样品的注入，而表示校正标准样流到端口A中。这就允许将校正标准样注射到气相色谱设备用于进行校正。在一个实施例中，校正标准样可以包括覆盖柱(一个或多个)104被设计的分析范围的已知浓度的成分。一个或多个方向阀可以装入到流动通道中，以允许在校正前和/或后使流体路径反向从而用载气反冲系统。作为可选的，在旋转的注射器上的、与端口A类似第二小样品体积端口可以允许在不需要冲洗端口A的内容的情况下将校正标准样注射到气相色谱设备中。
如上所述，组成根据本发明实施例的气相色谱设备的一些或所有部件可以以微型的方式来实现。具体地，重新参照图1、3和5，注射器102、柱(一个或多个)104和检测器(一个或多个)106中的至少一些可以是微型装置，并可以连接到微流体平台108。另外，还如上所述，在至少一些实施例中，这些部件可以是MEMS装置。这些部件的几何结构的优点是在不需要使用诸如管和接头配件的标准流体连接的情况下能够获得流体连接。微型装置本身达到接近零的死体积连接，这可以大大影响色谱法的质量。如下所述，无需管和接头配件也可以便于热操纵并消除污染源。
在气相色谱设备的各个部件之间的流体连接可能是能够污染样品的死体积和泄漏的重大源。尤其对于可能需要在高压和高温环境中操作的色谱系统来说，这些连接可以引起重大的设计挑战。此外，与微型气相色谱部件的质量相比，即使商业上获得的微型连接器会增加明显的热质，这使热操纵变得困难。如上所述，由SLS和C2V提出的系统使用胶合连接，其中熔融硅毛细管被胶合到气相色谱部件中。这种连接不允许零件互换，并且所述连接在高温和高压下的性能将有待质疑。因此，根据一个实施例，包括连接到微流体平台的微型GC部件的气相色谱系统可以允许减少或甚至消除这种复杂性。
参照图6，示出了连接到以线性布置的方式设置的注射器102、柱104和检测器106的微流体平台108的一个示例。微流体平台108包括用于流体样品、载气和废物的流体路径的微通道156(用箭头158表示)。微流体平台108可以通过各种技术构造。例如，含有微通道的硅玻璃基板可以在阳极结合到与GC部件通信的封装的复杂流体电路。微流动通道可以使用例如基于本领域公知的光刻技术进行蚀刻。微加工技术可以将GC部件定位在微流体平台上，且可以在几个微米内改变位置，使得流体端口很好的对齐，同时也提供高度的表面平坦度。阳极结合或“O”形环可以实现GC部件和平台之间的密封。如上所述的无论被结合或者利用“O”形环的组件可以通过良好的对齐固有地最小化连接处的死体积并消除大流体连接器。因为消除了样品之间的污染，所以这可以产生更好的GC分析质量。
根据另一个实施例，微流体平台可以由可以通过热扩散结合的金属基板制成。基板内的微流体通路可以通过微-EDM(放电加工)程序模制或加工而成。显而易见，本领域的技术人员可以采用其它制造选择构造微流体平台。因此，本发明不限于这里给出的具体示例，并且此公开旨在涵盖可以消除使用管和相关连接器并且实现经由共用平台通过GC部件的直接流动路径的其它的制造技术。
此外，需要认识的是，可以使用各种材料形成微流体平台108。在一个示例中，尤其对于高温井下环境来说，可以选择具有一致热膨胀特性的材料(例如，硅玻璃)，以防止经过重复温度周期后结构的损坏。诸如硅玻璃、不活泼金属等制造材料可以具有不受当地化学活性影响的附加优势，从而避免了“活性点(active spot)”。在一个示例中，硅玻璃平台可以涂敷有例如人造橡胶或热塑性塑料，以便于将GC部件结合到平台。可以用于平台的材料的另一种示例性材料是(通常为FeNi36)，所述
Figure A20078004397900162
是添加有碳和铬的铁(64％)镍(36％)合金，其具有低且很好控制的热膨胀系数。
Figure A20078004397900163
本身是活泼的，因此，包括
Figure A20078004397900164
的平台可以被涂敷使其不活泼。可以使用任何工业标准(例如，
Figure A20078004397900165
或
Figure A20078004397900166
)进行涂敷。
即使在流体连接器上的少量泄漏也可以对气相色谱分析不利。根据本发明的方面，微流体平台可以通过多种方式消除泄漏源。例如，如果GC部件如上所述结合到平台，由于消除了流体连接器从而可以避免泄漏。然而，在一些设计中由于零件替换、置换和其它的实际考虑的原因可能不要求具有完全结合的结构。因此，在另一个实施例中，可以使用“O”形环密封件连接流动通道与各个GC部件。参照图7，显示了具有与GC部件连接的流动通道156的微流体平台108的一部分(在图5中被线700所包围)，例如，注射器102。“O”形环密封件164图示为在注射器102(或者加热器116，如果存在)和微流体平台108之间的交叉点处。
如上所述，地层流体样品可以处于比大气压高得多的压力下。因此，例如，在参照图4A和图4B描述的注射器布置中，在各级之间的密封件可能需要承受20Kpsi甚至更高的压降。参照图7，在注射器的输入160处的流体可以处于第一高压P1下，流出注射器的流体(如箭头162所示)可以处于更低压力P2下，这在至少一些密封件两端产生上述压降。传统的旋转阀和其它密封件尤其在高压和高温下具有造成一些泄漏的高可能性。为了减轻这种泄漏，包围部件的室内可以在压力P3下填充有惰性气体，该压力P3等于或高于最高预期的样品压力。在一个示例中，此气体可以是载气，这可以消除对独立载气供应容器的需要或允许使用较小的载气供应容器。这可以参照图5中看到，其中附图标记170表示周围的载气。利用这种布置，通过“O”形环密封件(或者其它密封件或阀)的泄漏将载气引入到流体路径(而不是允许样品泄漏出去)，这占较小的比例因此并不影响色谱分析。在一些实施例中，气相色谱系统的某些部件，例如，采样器122可以具有压力级别大小不同于P3的内腔。在这种情况下，这些部件(或者所述部件的部分)可以封闭在具有与装置相适应的内压的局部腔室内。
气相色谱法基本上受益于准确控制和其主要部件的温度控制。例如，柱可能需要对于每一个分析进行周期性加热和冷却。对某些应用来说可能需要加热速率快，而冷却速率优选尽可能快以减少连续分析之间的延滞时间。某些分析可能要求柱的温度变化而同时保持注射器和检测器在恒定温度下。此外，包括整个柱的入口和出口的所述柱上的温度分布可以优选地一直，以保持色谱分离的质量。在许多情况下，注射器和检测器，以及流体互连部也可以优选地需要保持在控制的温度下以避免冷点和不均匀的热分布。在传统的大型气相色谱系统，热操纵具有挑战性，并且在较高的环境温度下尤其困难。即使在传统的气相色谱设备中使用的“微型化”流体连接件也具有足够大的热质，这使得热操纵变的更加困难。
根据本发明实施例的微型气相色谱体系结构对于有效热操纵可以提供较大的优势。例如，微型部件的小尺寸等于较低的热质。因为只有较低的质量要被加热和/或冷却，这可以使部件的温度控制更加容易。根据一个实施例，在注射器、柱和检测器这些部件之间的温度过渡操纵可以通过结合热制动装置和热阱来控制，如图9所示。图9描述了连接到微流体平台108上的微注射器102、微柱104和微检测器106以及热致动装置172和热阱174。热制动装置是加热附加质量，所述加热的附加质量的尺寸被形成为具有保持加热的微装置周边处的温度的稳定性。另一方面，热阱是填充有热绝缘体的空隙，所述空隙限制热传递，并因此限制来自绝缘部件的热损失。每一个部件都可以提供有加热器116，对于每一个部件来说，所述加热器可以在期望的温度下设定，或提供变化的温度。使用热制动装置和热阱，可以单独保持加热部件内的温度的一致性。加热器116可以是例如陶瓷加热器或Peltier装置。Peltier装置可以形成为平板，所述平板可以安装在GC部件和微流体平台之间，例如，如图2A-2C中所示。Peltier装置具有当供电时装置的一侧加热而另一面冷却的特性。因此，通过给Peltier装置提供可控的电力供应(如图8所示，使用控制部114和动力供应部126)，可以为每一个GC部件提供局部加热和/或冷却。例如，注射器可以在第一温度T1下操作，柱在T2-T3的温度范围内操作，而检测器在第三温度T3下操作。通过使用加热器116以及热阱和热制动装置使装置彼此隔离。可以在单独的装置中保持这些不同的温度。在GC部件中的至少一些是微型部件的情况下，这种热操纵本身就很容易实现。
根据诸如深度地下或水下的环境条件，一些环境具有变化温度。具体的，井下环境温度随深度改变。因此，根据另一个实施例，可以适于井下应用或在其它非定常温度环境中的应用的气相色谱系统可以包括另外的热操纵特征。例如，通过将GC部件保持在热稳定环境中从而使GC部件的温度操纵可以更加有效。最后，再次参照图8，壳体100可以是恒温容器。例如，壳体100可以是由类似于杜瓦(真空)瓶结构构造的管，例如，具有云母绝缘的分层结构。这种管是在商业上可获得的，并且可以任选的变化以经受井下外部压力。使用这种管用于壳体100可以便于最小化通过壳体的热传递。
根据另一个实施例，在壳体100内，可以装入几个大的热质168。这些热质可以预先冷却以在将所述热快置于服务井下之前将气相色谱系统稳定在预定的温度。热质168可以有助于将内部温度保持在某个狭窄的范围内，尽管外界环境温度改变。另外，热质168有助于保持内部的温度，同时各个部件的温度可以根据执行分析需要的而改变。假如GC设备的工作循环有限，这些热块的尺寸可以合理地形成以安装在细长圆柱体内。如上所述，气相色谱设备各个部件的温度可以使用加热器116进行调节。在一个示例中，这些加热器可以是热电装置(Peltier装置)或者陶瓷加热器。
再次参照图8，根据本发明实施例的气相色谱系统可以包括冷却装置120。在一个示例中，冷却装置可以能够在大约200℃的温度下操作并能提供大约100℃的温度降低。合适的冷却装置的一个示例是Sterling循环冷却装置。这种冷却装置可以在“热”和“冷”之间提供大约100℃的温度δ(delta)，如上所述，所述两端可以提供大的热质。使用结合用于壳体和热质的杜瓦瓶的正确尺寸的冷却装置120，尽管外部环境温度很高，但是可以在壳体内产生具有平均温度小于大约100℃的内部环境。这种内部温度可以有益于标准色谱分析方法。与上述其余热操纵方案相比，包括使用热质、热阱和热制动装置以及冷却装置的上述的布置由于微型GC部件的低热质而有效。
总的来说，根据本发明的各个方面和实施例，气相色谱系统可以装入共用微流体平台，所述共用微流体平台通过几乎零死体积、“无管”和“无胶合”的流体连接将起作用的GC部件(例如，注射器、一个或多个柱、和一个或多个检测器)相互连接，从而降低或消除“活性点”、“冷点”和污染源，否则所有这些将降低测量的质量和/或可靠性。系统的至少一些部件可以实现微型，所述至少一些部件与流体平台中的微流动通道一起可以允许非常低的载气消耗。如上所述，如图8所示，系统可以装入自带废物管理和载气供应部以及自带动力供应部(例如电池)，从而允许设备齐全的操作。在这少一些实施例中，小尺寸部件可以允许气相色谱设备容纳在具有内径D大约为2到3英寸或甚至更小、长度在大约8英寸到16英寸之间的壳体内，这适合于油井和气井的几何结构限制。在一些实施例中，系统可以装入各种热操纵部件，所述热操纵部件包括能够提供热稳定环境的壳体、热隔离独立部件的热阱和热制动装置，加热和冷却装置以及可以提供另外的热稳定性的预热或预冷却的热质。如上所述，由于可以使用的小样品体积和小流动通道，这种气相色谱系统具有分析时间快的能力，例如，大约一分钟或更少。另外，微型部件的小热质可以允许快速温度循环，从而允许分析之间的等待时间为大约2分钟或更少。因此，本发明的实施例可以提供具有适于井下应用和在其它环境中应用体系结构的、紧凑而又设备齐全的气相色谱仪。
需要认识的是，本发明不限于这里说明的具体示例，并且本发明的原理可以应用到广泛的各种应用。因此，上述说明仅仅是示例的方式，并且包括对本领域技术人员来说显而易见的任何修改和改进。本发明的保护范围应当由所附权利要求和其等效物的恰当结构来确定。

Claims (20)

1.一种气相色谱系统，包括：
多个气相色谱部件；
微流体平台，所述微流体平台连接到所述多个气相色谱部件以将所述多个气相色谱部件相互连接，
其中，所述微流体平台包括多个流动通道，所述流动通道为样品、载气和废气提供通过所述微流体平台和所述多个气相色谱部件和在所述微流体平台和所述多个气相色谱部件之间的流体流动路径。
2.如权利要求1所述的气相色谱系统，其中，所述多个气相色谱部件包括注射器、至少一个气相色谱柱和至少一个检测器。
3.如权利要求2所述的气相色谱系统，进一步包括废物储存容器，所述废物储存容器连接到所述微流体平台，并被构造和布置成储存所述废气。
4.如权利要求2所述的气相色谱系统，进一步包括用于单独地控制所述多个气相色谱部件中的至少一些的操作温度的用于单独地控制操作温度的装置。
5.如权利要求4所述的气相色谱系统，其中，所述用于单独地控制操作温度的装置包括加热器，所述加热器设置成邻近于所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器中的至少一个。
6.如权利要求4所述的气相色谱系统，其中，所述用于单独地控制操作温度的装置还包括热阱和热制动装置，所述热阱和热制动装置设置在所述多个气相色谱部件的周围，以使所述多个气相色谱部件彼此热隔离。
7.如权利要求2所述的气相色谱系统，还包括载气供应部，所述载气供应部连接到所述至少一个气相色谱柱的输入。
8.一种气相色谱设备，包括：
微流体平台，所述微流体平台包括多个流动通道，所述多个微流动通道设置在所述微流体平台上；
注射器，所述注射器连接到所述微流体平台，并被构造和布置成提供用于分析的样品；
气相色谱柱，所述气相色谱柱通过所述微流体平台连接到所述注射器，并被构造和布置成接收来自所述注射器的所述样品，并产生基于所述样品的化学成分的输出；
检测器，所述检测器通过所述微流体平台连接到所述气相色谱柱，并被构造和布置成接收来自所述气相色谱柱的所述输出；和
壳体，所述壳体大致包围和封闭所述微流体平台、所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器，
其中，所述多个流动通道为所述样品和来自所述气相色谱柱的所述输出提供流动通路。
9.如权利要求8所述的气相色谱设备，其中，所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器中的至少一个是以微型方式来实现的。
10.如权利要求8所述的气相色谱设备，其中，所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器阳极地结合到所述微流体平台。
11.如权利要求8所述的气相色谱设备，还包括载气供应部，所述载气供应部连接到所述多个流动通道中的至少一个流动通道。
12.如权利要求8所述的气相色谱设备，还包括“O”形环密封件，所述“O”形环密封件位于所述流动通道与所述注射器之间、所述流动通道与所述气相色谱柱之间以及所述流动通道与所述检测器之间的连接点处。
13.如权利要求12所述的气相色谱设备，其中：
所述壳体通过气体加压；并且
所述气体是在所述气相色谱柱中使用的载气。
14.如权利要求8所述的气相色谱设备，还包括废物储存容器，所述废物储存容器连接到所述气相色谱柱，并被构造和布置成接收和储存来自所述气相色谱柱的废气。
15.如权利要求8所述的气相色谱设备，进一步包括校正标准器，所述校正标准器连接到所述注射器以为所述气相色谱设置提供原位校正。
16.如权利要求8所述的气相色谱设备，其中，所述壳体是杜瓦瓶壳体。
17.如权利要求8所述的气相色谱设备，还包括至少一个加热器，所述至少一个加热器连接到所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器中的至少一个，以控制所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器中的至少一个的操作温度。
18.如权利要求17所述的气相色谱设备，还包括热阱和热制动装置，所述热阱和所述热制动装置设置在所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器周围，并被构造和布置成将所述注射器、所述气相色谱柱和所述检测器彼此热隔离。
19.如权利要求8所述的气相色谱设备，还包括连接到所述壳体的Sterling循环冷却装置。
20.如权利要求8所述的气相色谱设备，其中，所述壳体是具有内径小于大约3英寸的圆柱形管。
CN200780043979.9A 2006-11-29 2007-11-27 微流体气相色谱系统体系结构 Expired - Fee Related CN101641596B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/564,430 US7600413B2 (en) 2006-11-29 2006-11-29 Gas chromatography system architecture
US11/564,430 2006-11-29
PCT/US2007/085612 WO2008067296A2 (en) 2006-11-29 2007-11-27 Microfluidic gas chromatography system architecture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101641596A true CN101641596A (zh) 2010-02-03
CN101641596B CN101641596B (zh) 2013-10-30

Family

ID=39471833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200780043979.9A Expired - Fee Related CN101641596B (zh) 2006-11-29 2007-11-27 微流体气相色谱系统体系结构

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7600413B2 (zh)
EP (1) EP2102648A2 (zh)
CN (1) CN101641596B (zh)
BR (1) BRPI0719686A2 (zh)
WO (1) WO2008067296A2 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102918390A (zh) * 2010-04-23 2013-02-06 创控生技股份有限公司 利用用于气体色谱分析的多维微气体色谱仪的气体分析物光谱锐化及分离
CN103069272A (zh) * 2010-06-07 2013-04-24 法国原子能及替代能源委员会 包括至少一个色谱柱的用于分析气体混合物的系统
CN105467049A (zh) * 2014-05-26 2016-04-06 安捷伦科技有限公司 气相色谱单元、用相同该单元的可扩展气相色谱系统及相关方法
CN105579842A (zh) * 2013-05-17 2016-05-11 密执安大学评议会 用于气相色谱的整合流体系统
US9658196B2 (en) 2009-07-31 2017-05-23 Tricorntech Corporation Gas collection and analysis system with front-end and back-end pre-concentrators and moisture removal
US9683974B2 (en) 2009-07-07 2017-06-20 Tricorntech Corporation Cascaded gas chromatographs (CGCs) with individual temperature control and gas analysis systems using same
CN113039434A (zh) * 2018-11-16 2021-06-25 安捷伦科技有限公司 用于气相色谱仪的载气连接装置

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MY152694A (en) * 2007-07-10 2014-11-28 Schlumberger Technology Bv Methods of calibrating a fluid analyzer for use in a wellbore
US8968560B2 (en) * 2007-12-06 2015-03-03 Schlumberger Technology Corporation Chromatography using multiple detectors
US20090158820A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Schlumberger Technology Corporation Method and system for downhole analysis
US8250904B2 (en) * 2007-12-20 2012-08-28 Schlumberger Technology Corporation Multi-stage injector for fluid analysis
ATE491862T1 (de) * 2007-12-27 2011-01-15 Prad Res & Dev Nv Echtzeitmessung von eigenschaften von reservoirfluiden
WO2009108219A2 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Services Petroliers Schlumberger Multi-stage injector for fluid analysis
WO2009126636A2 (en) * 2008-04-09 2009-10-15 Halliburton Energy Services Inc. Apparatus and method for analysis of a fluid sample
US8146415B2 (en) * 2008-05-27 2012-04-03 Baker Hughes Incorporated Downhole gas chromatograph
US8087283B2 (en) * 2008-06-17 2012-01-03 Tricorntech Corporation Handheld gas analysis systems for point-of-care medical applications
WO2010071619A1 (en) * 2008-12-16 2010-06-24 Halliburton Energy Services, Inc. Determining formation fluid composition
WO2011044547A2 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Services Petroliers Schlumberger Micro-thermal conductivity detector, method to fabricate such and chromatography system using such
US10006891B2 (en) * 2009-11-25 2018-06-26 Flir Detection, Inc. Analytical instrumentation, analytical instrument assemblies, and analytical methods
EP2574208A1 (en) 2010-03-12 2013-04-03 Services Pétroliers Schlumberger Micro-fabricated chromatograph column with sputtered stationary phase
US8805614B2 (en) 2010-08-31 2014-08-12 Schlumberger Technology Corporation Downhole sample analysis method
WO2013186640A2 (en) 2012-05-24 2013-12-19 Lundy Douglas H Threat detection system and method
FR2993990B1 (fr) * 2012-07-26 2015-04-03 Commissariat Energie Atomique Micro-dispositif d'analyse par chromatographie en phase gazeuse offrant une grande compacite
US9833207B2 (en) 2012-08-08 2017-12-05 William Harrison Zurn Analysis and clearing module, system and method
JP5943085B2 (ja) * 2012-09-11 2016-06-29 株式会社島津製作所 ガスクロマトグラフ装置
KR101401342B1 (ko) * 2012-12-13 2014-05-29 한국기초과학지원연구원 다중 에칭을 통한 가스 크로마토그래피 칩 적층체의 제조 방법
US9962533B2 (en) 2013-02-14 2018-05-08 William Harrison Zurn Module for treatment of medical conditions; system for making module and methods of making module
CA2904211A1 (en) 2013-04-18 2014-10-23 Halliburton Energy Services, Inc. Device and method for parallel microfluidic pressure-volume-temperature analysis
US9664598B2 (en) * 2013-10-18 2017-05-30 Agilent Technologies, Inc. Microfluidic contaminant trap for trapping contaminants in gas chromatography
FR3023002B1 (fr) * 2014-06-30 2017-07-21 Commissariat Energie Atomique Dispositif de chromatographie en phase gazeuse et procede de fonctionnalisation d'un tel dispositif
US20170082765A1 (en) 2014-07-23 2017-03-23 Halliburton Energy Services, Inc Thermal Modulated Vibrating Sensing Module for Gas Molecular Weight Detection
CN106536012B (zh) * 2014-07-28 2020-03-20 通用电气医疗集团生物工艺研发股份公司 可层叠的层析柱模块和流动控制块
EP3017866B1 (en) 2014-11-05 2019-09-11 Geoservices Equipements SAS Method for producing a silica-based stationary phase for a chromatography column
US9458715B2 (en) 2014-12-16 2016-10-04 Schlumberger Technology Corporation Determining the plus fraction of a gas chromatogram
US9664665B2 (en) 2014-12-17 2017-05-30 Schlumberger Technology Corporation Fluid composition and reservoir analysis using gas chromatography
EP3317434A4 (en) * 2015-06-30 2018-06-06 PerkinElmer Health Sciences, Inc. Chromatography systems with mobile phase generators
MX2018012531A (es) * 2016-04-15 2019-02-25 Univ Yale Sistema, aparato y metodo para monitorear compuestos organicos en un entorno de gas.
US9932825B1 (en) 2016-10-05 2018-04-03 Schlumberger Technology Corporation Gas chromatograph mass spectrometer for downhole applications
US10253624B2 (en) * 2016-10-05 2019-04-09 Schlumberger Technology Corporation Methods of applications for a mass spectrometer in combination with a gas chromatograph
GB2555423B (en) 2016-10-26 2022-11-09 Equinor Energy As Subsea gas quality analysis
WO2018125138A1 (en) 2016-12-29 2018-07-05 Halliburton Energy Services, Inc. Sensors for in-situ formation fluid analysis
DE102017201680A1 (de) 2017-02-02 2018-08-02 bentekk GmbH Verfahren zum Kalibrieren und Mess- und Analyseverfahren
US10508976B1 (en) * 2017-03-31 2019-12-17 Advanced Micro Instruments, Inc. Gas sampling device and method
US11927574B2 (en) 2017-05-15 2024-03-12 The Regents Of The University Of Michigan Progressive cellular architecture for microfabricated gas chromatograph
US10866220B2 (en) 2017-05-15 2020-12-15 The Regents Of The University Of Michigan Progressive cellular architecture for microfabricated gas chromatograph

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538744A (en) * 1967-11-09 1970-11-10 Phillips Petroleum Co Chromatography apparatus
US4935040A (en) * 1989-03-29 1990-06-19 The Perkin-Elmer Corporation Miniature devices useful for gas chromatography
CN1168720A (zh) * 1994-08-01 1997-12-24 罗克贺德马丁能源系统有限公司 对化学分析和合成进行微流体处理的装置和方法
US6074461A (en) * 1998-07-30 2000-06-13 Hewlett-Packard Company Chromatograph having a gas recycling system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3165147A (en) 1962-12-13 1965-01-12 Phillips Petroleum Co Temperature control of a confined space
US3360904A (en) 1964-09-17 1968-01-02 Continental Oil Co Sample fractionating apparatus
US3607073A (en) * 1968-07-22 1971-09-21 Texaco Inc Method and apparatus for analysis of fluid mixtures
GB1548308A (en) * 1976-11-02 1979-07-11 Redding R J Analysis instruments
US4350586A (en) * 1981-09-25 1982-09-21 The Perkin-Elmer Corporation Apparatus useful with a chromatography column
CA2110343C (en) 1992-12-14 1999-08-24 Christopher Huk-Shi Cheh Gas chromatographic method
US5571410A (en) 1994-10-19 1996-11-05 Hewlett Packard Company Fully integrated miniaturized planar liquid sample handling and analysis device
WO2002028532A2 (en) 2000-10-06 2002-04-11 Protasis Corporation Microfluidic substrate assembly and method for making same
US6607580B1 (en) * 2002-03-04 2003-08-19 Agilent Technologies, Inc. Separation column for a gas chromatograph
US6838640B2 (en) 2002-05-13 2005-01-04 The Regents Of The University Of Michigan Separation microcolumn assembly for a microgas chromatograph and the like
US20030224531A1 (en) * 2002-05-29 2003-12-04 Brennen Reid A. Microplate with an integrated microfluidic system for parallel processing minute volumes of fluids
US20040255643A1 (en) * 2003-05-13 2004-12-23 Wise Kensall D. High-performance separation microcolumn assembly and method of making same
US6966212B2 (en) * 2004-04-08 2005-11-22 Agilent Technologies, Inc. Focusing device based on bonded plate structures
US7799278B2 (en) * 2004-07-06 2010-09-21 Schlumberger Technology Corporation Microfluidic system for chemical analysis
US7384453B2 (en) * 2005-12-07 2008-06-10 Schlumberger Technology Corporation Self-contained chromatography system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3538744A (en) * 1967-11-09 1970-11-10 Phillips Petroleum Co Chromatography apparatus
US4935040A (en) * 1989-03-29 1990-06-19 The Perkin-Elmer Corporation Miniature devices useful for gas chromatography
CN1168720A (zh) * 1994-08-01 1997-12-24 罗克贺德马丁能源系统有限公司 对化学分析和合成进行微流体处理的装置和方法
US6074461A (en) * 1998-07-30 2000-06-13 Hewlett-Packard Company Chromatograph having a gas recycling system

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9683974B2 (en) 2009-07-07 2017-06-20 Tricorntech Corporation Cascaded gas chromatographs (CGCs) with individual temperature control and gas analysis systems using same
US9658196B2 (en) 2009-07-31 2017-05-23 Tricorntech Corporation Gas collection and analysis system with front-end and back-end pre-concentrators and moisture removal
US9921192B2 (en) 2010-04-23 2018-03-20 Tricorntech Corporation Gas analyte spectrum sharpening and separation with multi-dimensional micro-GC for gas chromatography analysis
CN102918390A (zh) * 2010-04-23 2013-02-06 创控生技股份有限公司 利用用于气体色谱分析的多维微气体色谱仪的气体分析物光谱锐化及分离
US11035834B2 (en) 2010-04-23 2021-06-15 TricornTech Taiwan Gas analyte spectrum sharpening and separation with multi-dimensional micro-GC for gas chromatography analysis
US11796515B2 (en) 2010-04-23 2023-10-24 Tricorntech Corporation Gas analyte spectrum sharpening and separation with multi-dimensional micro-GC for gas chromatography analysis
CN103069272B (zh) * 2010-06-07 2015-07-01 法国原子能及替代能源委员会 包括至少一个色谱柱的用于分析气体混合物的系统
CN103069272A (zh) * 2010-06-07 2013-04-24 法国原子能及替代能源委员会 包括至少一个色谱柱的用于分析气体混合物的系统
US9841408B2 (en) 2010-06-07 2017-12-12 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives System for analyzing a gas mixture including at least one chromatography column
CN105579842A (zh) * 2013-05-17 2016-05-11 密执安大学评议会 用于气相色谱的整合流体系统
CN105467049A (zh) * 2014-05-26 2016-04-06 安捷伦科技有限公司 气相色谱单元、用相同该单元的可扩展气相色谱系统及相关方法
US9921191B2 (en) 2014-05-26 2018-03-20 Agilent Technologies, Inc. Gas chromatographic (GC) unit, scalable GC systems using same, and related methods
CN105467049B (zh) * 2014-05-26 2019-06-28 安捷伦科技有限公司 气相色谱单元、用相同该单元的可扩展气相色谱系统及相关方法
CN113039434A (zh) * 2018-11-16 2021-06-25 安捷伦科技有限公司 用于气相色谱仪的载气连接装置
CN113039434B (zh) * 2018-11-16 2024-06-11 安捷伦科技有限公司 用于气相色谱仪的载气连接装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP2102648A2 (en) 2009-09-23
WO2008067296A2 (en) 2008-06-05
US20080121017A1 (en) 2008-05-29
BRPI0719686A2 (pt) 2013-12-24
US20080121016A1 (en) 2008-05-29
WO2008067296A3 (en) 2008-09-18
US7600413B2 (en) 2009-10-13
US7654130B2 (en) 2010-02-02
CN101641596B (zh) 2013-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101641596B (zh) 微流体气相色谱系统体系结构
US6342184B1 (en) Liquid flow management means
Agah et al. High-performance temperature-programmed microfabricated gas chromatography columns
DE69622086T2 (de) Thermisches Dämmungssystem in analytischem Instrument
US9371937B2 (en) Micro-valve and micro-fluidic device using such
US20050063865A1 (en) Phased VII micro fluid analyzer having a modular structure
US7530257B2 (en) Phased micro analyzer VIII
Chen et al. Continuous dynamic flow micropumps for microfluid manipulation
US6663697B1 (en) Microfabricated packed gas chromatographic column
Zampolli et al. Compact-GC platform: A flexible system integration strategy for a completely microsystems-based gas-chromatograph
US9389207B2 (en) Portable gas analyzer
JP2007523351A (ja) オンチップ温度制御型液体クロマトグラフィー方法およびデバイス
EP2574208A1 (en) Micro-fabricated chromatograph column with sputtered stationary phase
CN104084248B (zh) 一种用于气体分离的填充式微流控芯片
O’Neill et al. On-chip definition of picolitre sample injection plugs for miniaturised liquid chromatography
Zellers et al. An integrated micro-analytical system for complex vapor mixtures
CN204214821U (zh) 用于在气相色谱仪中捕集污染物的微流控污染物捕集器
Svensson et al. Coupling microchip pressure regulators with chipHPLC as a step toward fully portable analysis system
Barrow et al. A microfabricated graphitic carbon column for high performance liquid chromatography
EP3928075B1 (en) Miniaturized system for the pre-concentration and subsequent gas-chromatographic separation of sample mixtures and corresponding gas-chromatography analysis method
Reidy et al. A Microfabricated Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography System
Alfeeli et al. Low Pressure Drop Micro Preconcentrators with a Cobweb Tenax-Ta Film
Hjort High-pressure microfluidics
Gaddes et al. Novel format chromatographic columns for improved overall analytical performance
Choi et al. Nanofluidic size exclusion chromatograph for in site macrometer analyses

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131030

Termination date: 20171127