CN102645492A - 与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，由液相微萃取注射器、半导体冷凝器、微型加热器、连通惰气体的气体流量控制器组成的连续气体液相微萃取装置和由上述的液相微萃取注射器和溶剂池、废液瓶、与步进电机连接的四通进样阀、气体流量控制器、压力调节阀、气体源组成的与气相色谱联用的进样装置构成。 本发明是液相微萃取的延伸，它缩短了样品前处理时间，并消除了手工操作产生的误差，具有使用方便、定量准确、实验结果重现性好和实现自动化等优点。实现液相微萃取技术与气相色谱质谱的联用以及复杂样品中微量成分的在线分析方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种气相色谱样品前处理并与气相色谱联用的装置，具体是指一种将液相微萃取和气相色谱装置连接起来，实现了连续气体液相微萃取与气相色谱相联用的装置。
背景技术
在任何化学分析过程中，样品前处理都是很重要的一步，然而制备样品需要花费大量的时间。根据报告，在一次完整的样品分析过程中，超过80%的时间被用在制备样品上。为了缩短样品分析整个过程所需的时间，当今样品处理技术朝着一体化、自动化方向发展。在各种样品处理技术中，连续气体液相微萃取集提取、纯化、浓缩为一体，是最近新发展起来的高集成性的样品处理技术。连续气体液相微萃取是利用惰性气体将高温中样品挥发的挥发性成分“吹扫”出来，通入萃取溶剂进行富集，使样品挥发的物质在吹扫气的作用下全部富集在萃取溶剂。连续气体液相微萃取技术和气相色谱分析技术均适用于复杂环境样品分析，且具有快速、准确、灵敏度高等优点。但是，目前进行液相微萃取与气相色谱分析时采用手动进样方式，不仅操作很繁琐，容易造成较大的人为误差，且易造成实验重现性较差的现象，不宜满足人们对于实验精度的要求。目前并没有一种专用于连续气体液相微萃取与进行气相色谱分析在线联用的装置。
发明内容
本发明的目的是弥补现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便、测量精度高且自动控制的与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置。
为实现本发明的目的，本发明提供以下技术方案：
一种与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，由连续气体液相微萃取装置和将其与气相色谱联用的进样装置组成，其中所述的连续气体液相微萃取装置是由液相微萃取注射器、半导体冷凝器、微型加热器、连通惰性气体的气体流量控制器组成，所述的液相微萃取注射器是中空推杆注射器，注射器上端的推杆上安装有T型阀，注射器下端设置有开、关注射针的开关按钮阀，注射器置于支架内部，支架内部设置有半导体冷凝器的制冷片，注射针置于微型加热器内的样品管内，气体流量控制器由导管连接于样品管底部；
所述的进样装置是由上述的液相微萃取注射器和溶剂池、废液瓶、与步进电机连接的四通进样阀、气体流量控制器、压力调节阀、气体源组成，所述液相微萃取注射器的T型阀一端通过管道连接于溶剂池，T型阀另一端连接于四通进样阀，四通进样阀通过管道分别与废液瓶、气体源、气相色谱仪进样口连接，四通进样阀与气体源连接的管道上设置有气体流量控制器和压力调节阀。
上述的微型加热器由底部开有气体连接接口的基座、基座内设置的氧化铝陶瓷加热片、铂电阻温度传感器、封闭样品管的进样垫、样品管组成。
针对目前所使用的连续气体液相微萃取与气相色谱的连接方法为手动操作方法，在实验过程中对色谱分析结果的准确性和精密度有一定的影响，且难以保证每次实验的重现性。因此，如何实现液相微萃取技术和气相色谱分析联用是实现有机化合物在线分析技术的关键。本发明包括两个部分：第一部分为连续气体液相微萃取装置，第二部分为液相微萃取注射器与气相色谱联用进样装置，它的工作原理是在微型加热器中放入有液体待测样品的石英玻璃样品管，并盖上进样垫。萃取注射器通过半导体制冷器与进样垫插入加热器。加热器内对待测样品进行加热的同时从加热器底部吹氮气，氮气把蒸发的目标物吹到注射器内溶剂中，进行冷凝萃取。萃取结束后，调节注射器上端的T型阀与下端的开关按钮后，推入注射器活塞使完成富集的萃取溶剂倒入到内置定量槽的四通进样阀，利用步进电机转动进样阀进行萃取溶剂的定量和切换，再用高压气快速吹阀内定量管，通过不锈钢管连接的气相色谱仪接口，把萃取溶剂引入气相色谱柱里进行分析。本发明的萃取注射器下端设有注射针头开关按钮阀，因此可以调节萃取液体的流入与流出方向。连续气体液相微萃取与气相色谱联用装置为一体，萃取完成后在线连续进行气相色谱的进样。利用内置定量槽的四通进样阀来准确定量气相色谱的进样量，利用高压气快速吹定量的萃取液体，送入气相色谱柱。
本发明是液相微萃取的延伸，它缩短了样品前处理时间，并消除了手工操作产生的误差，具有使用方便、定量准确、实验结果重现性好和实现自动化等优点。本发明将强力推进液相微萃取技术与气相色谱质谱的联用以及复杂样品中微量成分的在线分析方面的应用。
附图说明
图1是本发明连续气体液相微萃取装置结构示意图。
图2是本发明与气相色谱联用的进样装置结构示意图。
图1中，1. 液相微萃取注射器，2.有机玻璃支架，3.半导体制冷片，4.温度传感器，5. 开关按钮阀，6. 石英玻璃样品管，7. 加热片，8. 基座，9. 气体流量控制器，10. 待测样品，11. 温度传感器，12. 进样垫，13.铝片，14. 风扇，15. 散热片，16.T型阀。
图2中，17.溶剂池，18.废液瓶，19. 接头，20. 进样阀，21. 步进电机，22. GC进样口，23. 气体流量控制器，24. 压力调节阀，25.氦气瓶。
具体实施方式
与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，由连续气体液相微萃取装置和将其与气相色谱联用的进样装置组成，连续气体液相微萃取装置的具体结构如图1，由液相微萃取注射器1、半导体冷凝器、微型加热器、连通惰性气体的气体流量控制器9组成，液相微萃取注射器1为250μL的020031中空推杆注射器，萃取注射器1放置有机玻璃支架2内部，与右下侧的半导体冷凝器的半导体制冷片3相连，半导体冷凝器由半导体制冷片3、温度传感器4、散热片15、风扇14、铝片13等组成，半导体制冷片3的另一端与铝片13相连，铝片13的另一端与散热片15以及风扇14相连，达到快速制冷的效果。萃取注射器1连接温度传感器4，实时检测注射器的冷凝温度。萃取注射器1上端的推杆上安装有T型阀16，萃取注射器1下端设置有开、关注射针的开关按钮阀5，萃取注射器1的注射针置于微型加热器内的样品管6内，微型加热器由底部开有气体连接接口的基座8、基座8内设置的氧化铝陶瓷加热片7、铂电阻温度传感器11、封闭样品管的进样垫12、样品管6组成，萃取注射器1的注射针通过进样垫12插入基座8内的石英玻璃样品管6，样品管里放固体或液体待测样品10，加热片7放出热量，对加热器基座8加热，通过热传递可提高加热器内部样品管6中样品的温度，气体流量控制器9由导管通过基座8底部开有气体连接接口进入加热器直达样品管，惰性气体由气体流量控制器9控制进入。
与气相色谱联用的进样装置如图2，由上述的液相微萃取注射器1和溶剂池17、废液瓶18、与步进电机21连接的四通进样阀20、气体流量控制器23、压力调节阀24、气体源组成，萃取注射器1上端的T型阀16的左端接口用PEEK管路连接溶剂池17，T型阀16的右端接口用PEEK管和不锈钢管管路连接四通进样阀20，PEEK管与不锈钢管管路用316型不锈钢管路专用联用接头19来连接，四通进样阀20选用VICI内置定量槽容积为2μL的二位四通Valco进样/切换阀，四通进样阀20再用不锈钢管管路分别与废液瓶18、由氦气作为气体源的氦气瓶25、气相色谱仪GC进样口22连接，氦气瓶25用不锈钢管路连接气体压力调节阀24，再连接气体流量控制器23，再与四通进样阀20连接，进样阀与步进电机21连接。
液相微萃取注射器与气相色谱联用方法：本方法以沸点范围(从298.9 °C至561.1 °C at 760 mmHg)的15种多环芳烃标准混合物作为目标化学物实施实例。
样品称量：使用电子分析天平（差减法）进行称量5 mg的样品。
装样：用镊子在两通的石英玻璃样品管内装入一定量玻璃棉，用注射器将定量的样品注射在玻璃棉上。
连续气体液相微萃取：装入样品的样品管放入加热器的基座中，塞上进样垫，萃取注射器针通过冷凝器穿入进样垫，针尖刚好穿过进样垫底端即可。设置加热温度300℃，惰性气体流速2mL/min，冷凝温度-20℃。先启动冷凝器使冷凝温度达到设定值之后再进行加热萃取，萃取时间5分钟。萃取结束后，在注射器内反复抽拉和推入推杆，使注射针内富集的目标物充分洗脱。
联用：关闭注射针开关按钮并用T型阀连接萃取溶剂与进样阀，把萃取溶剂倒入到内置定量槽的四通进样阀。接着打开氦气瓶，利用气体压力调节阀设定载气的压力为300kPa，并用微流量控制器设定载气流速3mL/min。当萃取溶剂装满进样阀的定量管，并有萃取溶液液滴开始流入废液瓶时，萃取溶剂恰好定量为2μL。
气相色谱进样：利用步进电机转动进样阀进行溶剂的定量和切换，再用高压气快速吹阀内定量管，通过不锈钢管连接的气相色谱仪接口，把萃取溶剂引入气相色谱柱里。
Claims (3)
1.一种与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，由连续气体液相微萃取装置和将其与气相色谱联用的进样装置组成，其特征在于：
所述的连续气体液相微萃取装置是由液相微萃取注射器、半导体冷凝器、微型加热器、连通惰性气体的气体流量控制器组成，所述的液相微萃取注射器是中空推杆注射器，注射器上端的推杆上安装有T型阀，注射器下端设置有开、关注射针的开关按钮阀，注射器置于支架内部，支架内部设置有半导体冷凝器的制冷片，注射针置于微型加热器内的样品管内，气体流量控制器由导管连接于样品管底部；
所述的进样装置是由上述的液相微萃取注射器和溶剂池、废液瓶、与步进电机连接的四通进样阀、载气流量控制器、压力调节阀、气体源组成，所述液相微萃取注射器的T型阀一端通过管道连接于溶剂池，T型阀另一端连接于四通进样阀，四通进样阀通过管道分别与废液瓶、气体源、气相色谱仪进样口连接，四通进样阀与气体源连接的管道上设置有载气流量控制器和压力调节阀。
2.根据权利要求1所述的与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，其特征是所述的微型加热器由底部开有气体连接接口的基座、基座内设置的氧化铝陶瓷加热片、铂电阻温度传感器、封闭样品管的进样垫、样品管组成。
3.根据权利要求1所述的与气相色谱联用的连续气体液相微萃取装置，其特征是所述的气体源为氮气。
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