CN107110832A - 挥发性有机化合物的检测微装置以及气体样品所含的至少一种挥发性有机气体的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挥发性化合物的检测微装置。所谓微装置包括：‑一个输入端(E)和一个输出端(S)；‑气体样品提取装置(2)，所述气体样品含有至少一种待检测化合物；‑采样装置，用于采集体积小于或等于100mL的气体样品，该装置设置在提取装置下游；‑所述气体样品的注入装置(3)；‑化合物检测装置(6)；和‑一个气体循环回路(1)，位于提取装置下游并经过采样装置、注入装置(3)、分离装置(5)和检测装置(6)。所述微装置的特征在于，所述气体循环回路(1)的容积在0.2cm3到2.0cm3之间。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机化合物的检测方法。具体涉及一种挥发性有机化合物的检测微装置以及气体样品所含的至少一种挥发性有机气体的检测方法。
背景技术
挥发性有机化合物(或VOC)是通常以气态形式存在于大气之中的有机化合物。
它们的挥发性使它们具有从其释放处扩散的能力，扩散范围或大或小，因此会对人类、动物和自然界造成直接和间接影响。
VOC是范围非常广泛的一类物质，其中包括BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)、芳烃，它们被分类为最危险的物质。
实际上，已经证明甲苯会作用于中枢神经系统并且具有生殖毒性。而乙苯和二甲苯也会对中枢神经系统产生有害作用。最后，BTEX中最危险的物质-苯，具有高致癌性。
BTEX来自于各种释放源。例如包括加热设备，像蒸汽锅炉或煤油炉。常见的消耗品，例如油漆和清洁产品也是重要的释放源。
现有记录中，户外空气中BTEX的平均浓度可以达到10μg.m-3(苯大约为3ppb)并且室内可能达到80μg.m-3(苯大约为25ppb)。
这些物质的高危险性促使立法机关规定了苯等最危险物质的阈值，不得超出这些阈值(例如公共场所中，苯的阈值将为5μg/m3)，或者提出依照规定不得超过其它BTEX阈值的预防措施。
所规定的阈值非常低，特别是对于苯，这就要求使用特别灵敏的测量方法。
因此，近些年开发出了采用各种检测方法(色谱法或光谱法)的多种BTEX检测器，并且已经上市。
尽管一些检测器在灵敏度方面的性能良好，但是他们存在诸多缺点。
实际上，这些检测器极为庞大，占用很大的空间并且因而难以搬运。此外，它们较为昂贵，并且会消耗极大量的气体(不仅用于分离，还用于待检测化合物的检测)，其中一些气体的消耗量可能会达到50mL/min。
因此，有必要设计出一种灵敏、轻巧的挥发性有机化合物检测装置，它能够在现场直接检测，其气体消耗量极小并且能够快速检测。
发明内容
发明人提出了一种挥发性化合物的检测微装置，其具有的特殊结构能够满足这些要求。
因此本发明的第一个目的是提出一种挥发性化合物的检测微装置，其包括：
-一个输入端和一个输出端，
-气体样品提取装置，所述气体样品含有至少一种待检测化合物，该装置设置在微装置的输入端；
-采样装置，用于采集体积小于或等于100mL的气体样品，该装置设置在提取装置下游；
-所述气体样品的注入装置，设置在采样装置的下游；
-气体样品中待检测化合物的分离装置，设置在注入装置的下游；
-化合物检测装置，设置在分离装置和微装置输出端之间；
-一个气体循环回路，位于提取装置下游并经过采样装置、注入装置、分离装置和检测装置，
所述气体循环回路的容积在0.2cm3到2cm3之间。
在本发明中，“微装置”指一个体积极小的装置，易于搬运。
例如，传统台式装置的体积为500dm3，而根据本发明，所述装置的体积只有25dm3左右。
该装置的大小主要是由气体循环回路的容积限定的。该容积在0.2cm3到2cm3之间，优选在0.5cm3到1.5cm3之间，更优选在0.8cm3到1.2cm3之间。
根据本发明，“气体循环回路”指“待分析气体的循环回路”。
根据本发明，我们认为，在操作条件下，气体样品的压强接近大气压，一般为0.5到1.5bar之间。
在传统装置中，气体循环回路的容积至少为8到10cm3。
根据本发明，提取装置能够从所述微装置外部提取样品，以便将其引入到注入装置中。
例如，我们可以采用一条提取线路，其包括一个泵送系统，可以在必要时配备空气流量调节装置。
根据本发明，所述气体循环回路位于提取装置下游并经过采样装置、注入装置、分离装置和检测装置，并且还包括采样装置、注入装置、分离装置和检测装置的无效空间。
根据本发明的气体循环回路不包括提取装置。
根据本发明，气体样品的提取装置设置在所述微装置的输入端处。“输入端处”指提取装置可以直接与微装置的输入端相连，或者通过连接装置与输入端相连，例如接管、毛细管或小尺寸(直径较小)管道。
按照同样的方法，设置在分离装置和微装置输出端之间的化合物检测装置，可以直接与微装置的输出端相连，或者通过连接装置与输出端相连，例如接管、毛细管或小尺寸(直径较小)管道。
根据本发明，所述检测装置可以进行定性和定量分析。
根据一种实施方式，所述气体样品选自环境空气、合成混合物、待检测气体的标准混合物，氮气、合成气体、氮气或氩气中的气体混合物。
根据一种实施方式，待检测化合物是一种挥发性有机化合物，选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯，以及其它不饱和VOC，即其它芳族化合物和烯烃以及它们的混合物。
根据一种具体的实施方式，待检测化合物是一种挥发性有机化合物，选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及它们的混合物。鉴于它们在空气中的含量较低以及它们在这样的含量下对健康的影响，要求分析方法非常灵敏，能够检测出几ppb的量级。
根据本发明，所述装置包括采样装置，用于采集体积小于或等于100mL的气体样品，该装置设置在提取装置下游。
应当理解的是，气体采样量不能为零。
因此，根据一种具体的实施方式，所述采样装置可以采集10μL到100mL的样品。
在采样装置中，可以采用例如采样回路。优选经过校准的采样回路可以控制气体采样量。
因此，根据一种具体的实施方式，所述采样装置为一个采样回路，其容积小于或等于100mL，优选在10μL到100mL之间。
根据一种具体的实施方式，该装置还包括浓缩装置，例如预浓缩器，比如捕集器，优选微流捕集器，其中含有一种或多种吸附剂。
根据本发明，“浓缩”或“预浓缩”将无区别地使用。
所述浓缩装置设置在采样装置和注入装置之间。
如果所述装置包括浓缩装置，则该装置还包括用于将采集到的气体样品输送到浓缩装置的输送装置。例如可以是一种多通阀。
如果所述装置包括浓缩装置，则气体循环回路位于提取装置下游并经过采样装置、将采集到的气体样品输送到浓缩装置的输送装置、浓缩装置、注入装置、分离装置和检测装置，并且还包括采样、输送、注入、分离和检测装置的无效空间。
例如，在所述微装置不包括浓缩装置的一种实施方式中，采样回路的容积在10μL到500μL之间，优选在50μL到300μL之间，更优选在100μL到200μL之间。
根据所述微装置包括浓缩装置的另一种实施方式中，采样回路的容积在0.5mL到100mL之间，优选在1mL到40mL之间，更优选在5mL到20mL之间。
因此，相对于现有技术中最小化装置所采用的装置，根据本发明的装置(有或没有浓缩装置)的特征在于，所述浓缩装置能够采集极少量的气体样品。
因此，由于采样量较小，可以缩短采样时间，而不会影响VOC检测的灵敏度。
本发明的装置因此能够极快地检测VOC(通常不到10分钟)。
通过使用有或没有预浓缩装置的采样回路，能够确保极好的可重复性和可复制性。
所述采样装置一方面与提取装置相连，另一方面，当所述装置不包括浓缩装置时与注入装置相连，或者所述装置包括浓缩装置时，与将采集到的气体样品输送到浓缩装置的输送装置相连。
根据一种实施方式，所述注入装置是一个阀门，优选多通阀，因此其不仅可以向分离装置中注入气体样品，还可以向其中注入其它检测所必需的流体，例如载体气体，其用于将循环回路中的气体样品输送到检测装置中。
根据一种具体的实施方式，所述用于分离待检测化合物的装置是一个气相微色谱仪，其包括一个微色谱柱。
“气相微色谱仪”指一种测微式气相色谱仪，即设置了一个微色谱柱。
所述气相微色谱仪是微型化的。因此，与传统的台式气相色谱仪相比，根据本发明的气相微色谱仪的大小至少缩小了20倍。
“微色谱柱”指直径小于或等于0.25mm的色谱柱，优选小于0.20mm，更优选小于0.15mm。
本领域人员应该在极性和非极性色谱柱中找到适用于待检测化合物的微色谱柱。
例如，可以采用市售色谱柱，例如：
-其特征如下：100％聚乙二醇(固定相)；长15m；直径0.25mm；膜厚0.5μm；
-其特征如下：6％氰丙基苯基/94％二甲基聚硅氧烷(固定相)，长20m；内径0.18mm；膜厚1.0μm。
根据一种具体的实施方式，所述微色谱柱是一种非极性或极性非常低的微色谱柱。
根据本发明，所述微色谱柱被置于炉内，优选绝热炉，以使微色谱柱的温度在30℃到150℃之间，优选在50℃到100℃之间。
根据本发明，所述化合物检测装置不限于此并且对应的是能够微型化的所有检测装置。
根据一种实施方式，所述化合物检测装置选自光电离式微检测器(PID)、比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器(FID)、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
根据一种具体的实施方式，用于化合物检测的装置是一种光电离式微检测器(PID)，其电离室的容积在0.1μL到100μL之间，优选1μL到10μL之间。
由于PID微检测器的电离室容积较小，可以不添加额外的载体气体，并且因此减少了气体消耗，同时保持令人满意的灵敏度。
另外，PID具有对不饱和分子极具特异性和极敏感的优点，这使其完美地适用于BTEX的检测。
本发明的另一个目的是提供一种方法，用于检测气体样品中的至少一种挥发性化合物，其步骤包括：
(i)提取含有待检测化合物的气体样品；
(ii)采集体积小于或等于100mL的气体样品；
(iii)将步骤(i)中提取的并且在步骤(ii)采集的样品注入到分离装置中，以分离待检测化合物；
(iv)分离待检测化合物，
(v)检测该化合物，
所述方法：
-还可以进一步包括在步骤(i)和/或(ii)和/或(iii)和/或(iv)和/或(v)中注入载体气体的步骤；
-所述载体气体的总消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间。
根据本发明，气体载体指用于注入到分离装置中并且经过检测装置的气体。
本发明的方法只需要少量的气体，因此这使其完美地适用于在现场直接进行测量。因此，根据一种实施方式，气体总消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间。
在传统的台式装置中，气体总消耗量至少在20mL/min到250mL/min之间。
根据一种实施方式：
-在提取含有待检测化合物的气体样品的步骤(i)中，载体气体的消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3.0mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间；
-在采集气体样品的步骤(ii)中，载体气体的消耗量在0mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间；
-在注入气体样品的步骤(iii)中，载体气体的消耗量在0mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间；
-在分离待检测化合物的步骤(iv)中，载体气体的消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间；
-在检测所述化合物的步骤(v)中，载体气体的消耗量在0mL/min到5mL/min之间，优选0.5mL/min到3mL/min之间，更优选0.8mL/min到2.5mL/min之间。
因此，本发明的方法只需要极少量的载体气体，不仅用于分离步骤，还用于注入和检测步骤。
根据一种实施方式，所述气体样品选自环境空气、合成混合物、待检测气体的标准混合物，氮气、合成气体、氮气或氩气中的气体混合物。
根据一种实施方式，待检测化合物是一种挥发性有机化合物，选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯，以及其它不饱和VOC，即其它芳族化合物和烯烃以及它们的混合物。
根据一种具体的实施方式，所述待检测化合物是一种挥发性有机化合物，选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及它们的混合物。
根据一种实施方式，在步骤(i)中，含有待检测化合物的气体样品提取是利用一个泵送系统来完成的，其可以在必要时配备空气流量调节装置。
根据一种实施方式，采样步骤(ii)是利用采样装置来实现的，例如采样回路，优选经过校准的采样回路。
应当理解的是，采样量不能为零。
因此，根据一种具体的实施方式，采样量在10μL到100mL之间。
根据一种具体的实施方式，采样回路的容积在10μL到500μL之间，优选在50μL到300μL之间，更优选在100μL到200μL之间。
根据另一种具体的实施方式，该方法在步骤(ii)之后包括一个预浓缩步骤，以提高检出限。
根据一种具体的实施方式，其中该方法包括一个预浓缩步骤，采样回路的容积在0.5mL到100mL之间，优选在1mL到40mL之间，更优选在5mL到20mL之间。
根据本发明，将一定的采样量输送至浓缩装置是通过一种输送气体来实现的。
根据一种实施方式，所述输送气体是载体气体，用于注入到分离装置中。
根据这种实施方式，在本发明所述方法中，载体气体的总消耗量不包括所述输送气体。
因此输送气体和载体气体的流量可以是不同的。
因此，根据一种实施方式，将一定的采样量输送至浓缩装置是通过一种输送气体来实现的，其流量在0.1mL/min到100mL/min之间，优选0.2mL/min到40mL/min之间，更优选1mL/min到20mL/min之间。例如，在样品为5mL的情况下，可以在2分钟内按照例如2.5mL/min的流量进行输送。
因此，本发明的方法(有或没有预浓缩装置)的特征在于，采样是在采样装置中，例如采样回路中实现的，相对于现有技术中已知方法所采用的装置，其容积极小。
因此，由于采样量较小，可以缩短采样时间，而不会影响VOC检测的灵敏度。
本发明的方法因此能够极快地检测VOC(通常不到10分钟)。
通过使用有或没有预浓缩步骤的采样回路，能够确保极好的可重复性和可复制性。
根据一种具体的实施方式，注入步骤(iii)是利用一个阀门来实现的，优选多通阀，因此其不仅可以用于注入气体样品，还可以注入其它检测所必需的流体，例如用于在检测期间输送气体样品的载体气体。
恒定流量的载体气体注入可以通过任何流量和压力调节装置来实现，例如利用置于色谱柱上游的稳压器，或者利用质量流量调节器。
根据本发明的载体气体不受限制。
因此，根据一种实施方式，所述载体气体可以是氢气、氮气或某种稀有气体。
根据一种具体的实施方式，所述载体气体选自氢气、氮气、氦气、氩气和它们的混合物。
根据一种具体的实施方式，所述化合物的分离是利用一种气相微色谱仪来实现的，其包括一个微色谱柱。
本领域人员应该在极性和非极性色谱柱中找到适用于待检测化合物的微色谱柱。
例如，可以采用市售色谱柱，例如：
-其特征如下：100％聚乙二醇(固定相)；长15m；直径0.25mm；膜厚0.5μm；
-其特征如下：6％氰丙基苯基/94％二甲基聚硅氧烷(固定相)，长20m；内径0.18mm；膜厚1.0μm。
根据一种具体的实施方式，所述微色谱柱是一种非极性或极性非常低的微色谱柱。
根据本发明，所述微色谱柱被置于炉内，优选绝热炉，以使微色谱柱的温度在30℃到150℃之间，优选在50℃到100℃之间。
如上所述，根据本发明的载体气体可以选自氢气、氮气、氦气、氩气以及任何其它稀有气体。它们因所用的色谱柱、待检测挥发性有机化合物、分析时间等而异。
根据一种具体的实施方式，所述载体气体为氢气，这是因为发明人指出，这种载体气体可以有利地使检测时间缩短，并提高不同BTEX所对应的色谱峰的峰值。
根据一种实施方式，所述气相微色谱仪采用了洗脱流量在0.1mL/min到5mL/min之间的载体气体。发明人指出，当采用氮气作为载体气体时，最佳流量为1mL/min，而采用氢气作为载体气体时，最佳流量为2mL/min。
根据一种实施方式，所述化合物是利用检测器检测出来的，所述检测器选自比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器(FID)、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
根据一种具体的实施方式，所述化合物是利用光电离式微检测器(PID)检测出来的，其电离室的容积在0.1μL到100μL之间，优选1μL到10μL之间。
由于PID微检测器的电离室容积较小，可以不添加额外的载体气体，并且因此减少了气体消耗，同时保持令人满意的灵敏度。
另外，PID具有对不饱和分子极具特异性和极敏感的优点，这使其完美地适用于BTEX的检测。
显然，通过本发明的方法，即使不包括预浓缩步骤，也可以得到低于立法规定标准的苯检出限，即采用氢气作为载体气体时，检出限为1ppb(3μg/m3)。
通过包括预浓缩步骤的本发明的方法甚至能够得到更低的检出限，即低于0.1ppb。
因此，这表明本发明的检测微装置同时包含下述特征：
-极高的灵敏度和高精确度，即使待检测化合物的含量极低。
-重量轻并且体积极小，这使其可以在两个分析点之间搬运。
-气体消耗量极低，并且
-检测快速(10分钟内)。
这就是为什么本发明的装置或者本发明的方法特别适用于现场直接测量，从而检测出可能存在的BTEX释放源(工业环境中的泄漏等)，即使在浓度极低的情况下也如此。
因此，本发明的另一个目的是上述微装置或上述方法用于化合物检测的用途，所述化合物选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及它们的混合物，特别是用于密闭场所，尤其是公共场所(学校、幼儿园等…)。
附图说明
结合附图，可以更好地理解本发明，
-其中，图1为根据发明一种实施方式的微装置的示意图，
-图2a和2b所示为根据一种不包括预浓缩步骤的实施方式中，检测方法的各个步骤。
-图3a到3c所示为根据另一种包括预浓缩步骤的实施方式中，检测方法的各个步骤；
-图4为分离100ppb的BTEX化合物的色谱图。
具体实施方式
图1所示的微装置包括一个输入端E、一个输出端S和一个气体循环回路，该回路始于提取装置下游并经过采样装置ME(例如一个采样回路)，还可能经过浓缩装置MC(例如一个预浓缩器)、注入装置(例如，没有预浓缩器的六通阀V1，或者有预浓缩器的V2)、待检测化合物的分离装置MS(例如一台微色谱仪，其包括一个设置在炉中的微色谱柱)以及化合物检测装置MD(例如光电离式微检测器)。所述气体循环回路的特征在于，其容积较小，在0.2cm3到2cm3之间，优选在0.5cm3到1.5cm3之间。在气体循环回路上游，可以看到气体(本文中为环境空气)样品提取装置MP设置在微装置的输入端，所述气体含有至少一种待检测化合物。根据一种实施方式，提取装置MP是一条提取线路，其上设置了一个与空气流量调节器相连的泵。
位于提取装置MP下游的采样装置ME与一个六通阀V1相连。
所述六通阀V1用于将空气样品从采样装置注入到分离装置中，或者将空气样品从采样装置输送至浓缩装置(因所述微装置是否含有浓缩装置这一情况而异)，还可以注入分离和检测所必需的其它注体，例如载体气体。
采样回路用于采集体积小于或等于100mL的气体样品，优选在10μL到100mL之间。
如果所述微装置不包括预浓缩装置MC，使用六通阀V1将样品直接注入到分离装置MS中。在这种情况下，阀门V1作为注入装置。
如果所述装置包括预浓缩装置MC，使用阀门V1将气体采样量输送到预浓缩装置MC中。
在这种情况下，注入装置是一个辅助阀门V2，其用于将预浓缩后的样品注入到分离装置MS中。然后，分离出来的气体样品被检测装置MD检测出来。
图2所示为，当所述方法不包括预浓缩步骤的时候，根据一种实施方式的所述方法的各个步骤。
第一个步骤在于提取并采集气体样品(图2a)。
阀门V1处于位置1，以便采集采样回路中的气体样品，其中采样回路的容积在10μL到500μL之间，优选在50μL到300μL之间，更优选在100μL到200μL之间。
为此，待分析样品被引入到阀门V1的第1路中，并从第6路排出，从而经过与第6到第3路相连的采样回路。
阀门V1还用于将载体气体(经第4路进入并经第5路排出)注入到分离装置(MS)和检测装置(MD)中，也用于排出无用的化合物(第2路)。
第二个步骤在于将气体样品注入分离装置，然后利用检测装置检测分离出来的样品(图2b，其中阀门V1位于注入位置2上)。
为此，在采集回路中采集到的样品从第6路排出，并且经第5路注入到分离装置中，其中在第5路中还引入了气体样品分离和检测所必需的载体气体。
图3所示为，当所述方法包括预浓缩步骤的时候，根据一种实施方式，所述方法的各个步骤。
第一个步骤在于提取并采集气体样品(图3a)。
阀门V1处于位置1，以便采集采样回路中的气体样品，其中采样回路的容积在0.5mL到100mL之间，优选在1mL到40mL之间，更优选在5mL到20mL之间。
为此，待分析样品被引入到阀门V1的第1路中，并从第6路排出，从而经过与第6到第3路相连的采样回路。
阀门V2处于位置2，并且能够向分离(MS)和检测(MD)装置供应载体气体。载体气体通过第4路被引入到V2中，并且经第5路排出，以便供给分离和检测装置。
第二个步骤(图3b)在于将一定的气体采样量输送到预浓缩装置中。因此在该步骤中，阀门1处于位置2，并且因而将一定量的气体输送至装置中，该装置中还注入了与载体气体和输送所需气体一样的气体。这次输送时，所采用的流量似乎可以与经过分离装置(例如微色谱柱)的载体气体的流量不同。
在该步骤中，与第3到第6路连接的采样回路中的采集到的样品，通过气体被输送至浓缩装置中，所述气体从V1第4路进入并与用作载体气体的气体相同。因此，采集到的样品通过V1第5路排出，并且通过第1路被引入到阀门V2中，从而通过V2第6路引入到浓缩装置中。
向浓缩装置输送一定的采样量时，其流量在0.1mL/min到100mL/min之间，优选0.2mL/min到40mL/min之间，更优选1mL/min到20mL/min之间。
而阀门V2始终处于位置2，并且能够向分离(MS)和检测(MD)装置供应载体气体(载体气体通过V2第4路进入，并且经V2第5路向分离装置排放)。
最后，第三个步骤(图3c)在于将预浓缩后的气体样品注入分离装置MS，然后利用检测装置MD检测分离出来的样品。
而阀门1回到位置1，阀门2处于位置2。
在该步骤中，载体气体经过阀门V2第4路进入，经过第5路排出，以便经过预浓缩器，同时预浓缩后的气体样品进入，所述预浓缩气体是经过V2第6路进入的，并经过V2第5路向分离装置排放。
实施例：各种BTEX化合物的分离和检测
在该实施例中，根据本发明的方法，对以下化合物进行了分离和检测：
1：苯
2：甲苯
3：乙苯
4：间二甲苯和对二甲苯
5：邻二甲苯
所产生的合成气体中所含的化合物检测是利用图1所示的装置，按照以下步骤来实现的：
(i)利用一个泵，按照10到50mL/min的流量，提取所产生的合成气体，气体中包含所有化合物(1)-(5)，然后在5秒到10分钟内被注入到一个采样回路中，从而使采样回路中所含有的空气完全更新；
(ii)然后，来自采样回路的样品通过一个六通阀被注入到一个气相微色谱仪的微色谱柱中，所述微色谱柱置于一个炉中，通过所述六通阀，同时还将氢气作为载体气体注入到微色谱柱中，从而使样品被载体气体带入色谱柱中；
分离步骤的技术特征：
●微色谱柱：
●洗脱流量：氢气为2.5mL/min
●色谱柱的温度：70℃
(iii)然后，利用光电离式微检测器(PID)检测样品。
图4所示为通过实施上述方法所得的色谱图。
因此可见，挥发性最强的化合物(苯1、甲苯2)首先输出，最重的化合物(乙苯3和二甲苯：间二甲苯和对二甲苯的共洗脱物4，以及邻二甲苯5)最后输出。
因此，这种检测方法可用于BTEX的快速定量分析(在10分钟以内)，并且只需要极少量的载体气体(图4实施例中为2.5mL/min)。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种挥发性化合物的检测微装置，其包括：
一个输入端(E)和一个输出端(S)，
气体样品提取装置(MP)，所述气体样品含有至少一种待检测化合物，该装置设置在微装置的输入端(E)；
采样回路(ME)，用于采集10μL到500μL的气体样品，该装置设置在提取装置下游；
所述气体样品的注入装置(V1，V2)，设置在采样回路(BE)的下游；
气体样品中待检测化合物的分离装置(MS)，设置在注入装置(V1，V2)的下游；
化合物检测装置(MD)，设置在分离装置(MS)和微装置输出端(S)之间；
一个气体循环回路，位于提取装置(MP)下游并经过采样回路(BE)、注入装置(V1，V2)、分离装置(MS)和检测装置(MD)；
其特征在于：
所述气体循环回路的容积在0.2cm3到2.0cm3之间。
2.根据权利要求1所述的检测微装置，其特征在于，所述装置另外还包括浓缩装置(MC)，设置在采样回路(BE)和注入装置(V2)之间。
3.根据上述权利要求中任一项所述的检测微装置，其特征在于，所述待检测化合物的分离装置(MS)是一个气相微色谱仪，其包括一个微色谱柱。
4.根据上述权利要求中任一项所述的检测微装置，其特征在于，所述化合物检测装置(MD)选自光电离式微检测器PID、比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器FID、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
5.一种用于检测气体样品中的至少一种挥发性化合物的方法，包括以下步骤：
(i)提取含有待检测化合物的气体样品；
(ii)采集体积小于或等于100mL的气体样品，所述采样是在采样回路中完成的；
(iii)将步骤(i)中提取的并且在步骤(ii)采集的样品注入到分离装置中，以分离待检测化合物；
(iv)分离待检测化合物，
(v)检测该化合物，
所述方法还可以进一步包括在步骤(i)和/或(ii)和/或(iii)和/或(iv)和/或(v)中注入载体气体的步骤，
其特征在于，所述载体气体的总消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采样步骤(ii)是通过一个采样回路来实现的，其容积在10μL到500μL之间。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤(ii)之后还包括一个预浓缩步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采样步骤(ii)是通过一个采样回路来实现的，其容积在0.5mL到100mL之间。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其特征在于，将一定的采样量输送至浓缩装置是通过一种输送气体来实现的，其流量在0.1mL/min到100mL/min之间。
10.根据权利要求5到9中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iii)中所述待检测化合物的分离是通过一个气相微色谱仪来实现的，其包括一个微色谱柱。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，利用气相微色谱仪分离时，所用的载体气体选自氢气、氮气、氦气、氩气和它们的混合物。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述气相微色谱仪采用了洗脱流量在0.1mL/min到5mL/min之间的载体气体。
13.根据权利要求5到12中任一项所述的方法，其特征在于，所述化合物检测是利用一种检测器来实现的，选自光电离式微检测器PID、比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器FID、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
14.根据权利要求5到13中任一项所述的方法，其特征在于，所述待检测化合物选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及它们的混合物。
15.根据权利要求1到4中任一项所述的微装置，或者根据权利要求5到14中任一项所述的方法，其用途在于检测选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯的化合物以及它们的混合物。
Claims (15)
1.一种挥发性化合物的检测微装置，其包括：
一个输入端(E)和一个输出端(E)，
气体样品提取装置(MP)，所述气体样品含有至少一种待检测化合物，该装置设置在微装置的输入端(E)；
采样装置(ME)，用于采集体积小于或等于100mL的气体样品，该装置设置在提取装置下游；
所述气体样品的注入装置(V1，V2)，设置在采样装置(ME)的下游；
气体样品中待检测化合物的分离装置(MS)，设置在注入装置(V1，V2)的下游；
化合物检测装置(MD)，设置在分离装置(MS)和微装置输出端(S)之间；
一个气体循环回路，位于提取装置(MP)下游并经过采样装置(ME)、注入装置(V1，V2)、分离装置(MS)和检测装置(MD)；
其特征在于：
所述气体循环回路的容积在0.2cm3到2.0cm3之间。
2.根据权利要求1所述的检测微装置，其特征在于，所述装置另外还包括浓缩装置(MC)，设置在采样装置(ME)和注入装置(V2)之间。
3.根据上述权利要求中任一项所述的检测微装置，其特征在于，所述待检测化合物的分离装置(MS)是一个气相微色谱仪，其包括一个微色谱柱。
4.根据上述权利要求中任一项所述的检测微装置，其特征在于，所述化合物检测装置(MD)选自光电离式微检测器PID、比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器FID、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
5.一种用于检测气体样品中的至少一种挥发性化合物的方法，包括以下步骤：
(i)提取含有待检测化合物的气体样品；
(ii)采集体积小于或等于100mL的气体样品；
(iii)将步骤(i)中提取的并且在步骤(ii)采集的样品注入到分离装置中，以分离待检测化合物；
(iv)分离待检测化合物，
(v)检测该化合物，
所述方法还可以进一步包括在步骤(i)和/或(ii)和/或(iii)和/或(iv)和/或(v)中注入载体气体的步骤，
其特征在于，所述载体气体的总消耗量在0.1mL/min到5mL/min之间。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采样步骤(ii)是通过一个采样回路来实现的，其容积在10μL到500μL之间。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤(ii)之后还包括一个预浓缩步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采样步骤(ii)是通过一个采样回路来实现的，其容积在0.5mL到100mL之间。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的方法，其特征在于，将一定的采样量输送至浓缩装置是通过一种输送气体来实现的，其流量在0.1mL/min到100mL/min之间。
10.根据权利要求5到9中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(iii)中所述待检测化合物的分离是通过一个气相微色谱仪来实现的，其包括一个微色谱柱。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，利用气相微色谱仪分离时，所用的载体气体选自氢气、氮气、氦气、氩气和它们的混合物。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述气相微色谱仪采用了洗脱流量在0.1mL/min到5mL/min之间的载体气体。
13.根据权利要求5到12中任一项所述的方法，其特征在于，所述化合物检测是利用一种检测器来实现的，选自光电离式微检测器PID、比色检测光谱仪、热导计、火焰电离检测器FID、小型或微型质谱仪、声学检测器、基于可调谐激光二极管的红外检测器。
14.根据权利要求5到13中任一项所述的方法，其特征在于，所述待检测化合物选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯以及它们的混合物。
15.根据权利要求1到4中任一项所述的微装置，或者根据权利要求5到14中任一项所述的方法，其用途在于检测选自苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯的化合物以及它们的混合物。
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