CN111983103A - 一种挥发性物质实时收集与在线分析装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，包括泵系统，除水除杂装置，气流控制装置，活体存放装置，载气系统，气流路控制系统，在线富集与解析装置，传送管装置，挥发性成分分析检测系统；所述除水除杂系统通过管路与气流控制装置相连接；所述活体存放装置通过管路分别与气流控制装置、气流路控制系统相连接；所述气流路控制系统通过切换阀分别与泵系统、在线富集与解析装置、传送管装置、载气系统相连通；所述挥发性成分分析检测系统与传送管路装置相连接；本发明可根据采集条件需要调整在线富集与解析装置7中填充柱吸附时气流的大小及时间，确保活体生物释放的挥发性物质能被充分吸附，实现了挥发性物质实时收集与在线分析。

Description

一种挥发性物质实时收集与在线分析装置
技术领域
本发明涉及挥发性物质检测分析技术领域，具体是一种挥发性物质实时收集与在线分析装置。
背景技术
采用气相(GC)或气相色谱-质谱联用法(GC-MS)检测挥发性物质是近二十年来发展得比较完善的技术。GC或GC-MS主要应用于溶液萃取的挥发性物质与固相微萃取(SPME)收集的挥发性物质分析。
由于活体生物在自身生物钟的调节下或外界环境因子的影响下，挥发性物质可从生物体各个部位释放。例如植物能从营养器官(如叶片)、花器官、果实器官、根部释放挥发性物质。其中从营养器官释放的挥发性物质具有直接防御害虫、吸引害虫天敌、植物之间及其内部信号传导等作用，而从花器官释放的挥发性物质在吸引传粉昆虫方面发挥了重要的作用。对于此类挥发性物质的检测分析有利于实现对活体生物挥发性物质的实时监测，有利于完善挥发性物质生态学作用的研究。
但是，现在关于活体生物释放的挥发性物质检测的方法主要是通过特定收集装置收集挥发性物质，例如SPME收集、气袋收集等，获得的挥发性物质通过溶剂洗脱、热脱附装置解吸附后，进而使用GC或GC-MS分析其组成与浓度。尽管这类装置能实现对挥发性物质的检测分析，但是这类装置:(1)不能进行实时连续性监测。由于活体生物释放挥发性物质具有很强的动态变化性，尤其在受外界因子刺激后，活体挥发性物质的释放会在短时间内出现高峰，因此现有装置可能无法准确捕捉其真实的动态变化，且不能精确计算其挥发性物质的释放速率；(2)不能进行在线分析。需将所有样品收集完后，进行溶剂洗脱，再进样分析，耗时较长；(3)含有较高溶剂峰、且脱附效率较低、由于溶剂稀释检测限也偏低。由于活体释放挥发性物质的组成、含量与释放速率具有很强的动态变化性，样品前处理时间较长、不能进行实时监测、且不适于精确定量分析。因此有必要开发活体释放挥发性物质的动态收集装置，并与GC或GC-MS进行连接，对活体释放挥发性物质进行实时收集与在线分析。
本发明实现了将活体释放挥发性物质收集装置与分析装置一体化，可进行实时收集与在线分析，并应用于检测活体生物合成与释放出的各种挥发性物质。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，包括泵系统，除水除杂装置，气流控制装置，活体存放装置，载气系统，气流路控制系统，在线富集与解析装置，传送管装置，挥发性成分分析检测系统；
所述除水除杂系统通过管路与气流控制装置相连接；
所述活体存放装置通过管路分别与气流控制装置、气流路控制系统相连接；
所述气流路控制系统通过切换阀；别与泵系统、在线富集与解析装置、传送管装置、载气系统相连通；
所述挥发性成分分析检测系统与传送管路装置相连接。
优选的，所述泵系统包括抽气泵，所述抽气泵与气流路控制系统相连通。
优选的，所述除水除杂装置内设置有过滤网与活性炭，所述活性炭靠近气流控制装置。
优选的，所述气流控制装置内设置有流量计。
优选的，所述载气系统包括载气罐和气压阀，所述载气罐内装载有载气，载气可根据挥发性成分分析检测系统为气相或气相色谱质谱联用仪选择使用氮气或氦气；
优选的，所述在线富集与解析装置包括填充柱和热解吸附装置。
优选的，所述传送管装置包括传送管，所述传送管的外侧套设有保温管。
优选的，所述挥发性成分分析检测系统为气相或气相色谱质谱联用仪。
优选的，所述管路的材质为不锈钢材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、可根据采集条件需要调整在线富集与解析装置7中填充柱吸附时气流的大小及时间，确保活体生物释放的挥发性物质能被充分吸附，大大提高了生物样品制备的成功率；
2、可根据检测挥发性成分的种类快速更换填充柱的类型，便于操作，适用性较广；
3、实时连续性监测，能实时检测活体挥发性物质的释放变化规律和特征；
4、可实现收集与分析一体化、自动化，可以大大节省人力、减少实验时间、快速获得实验结果。
附图说明
图1为本发明一种挥发性物质实时收集与在线分析装置结构示意图；
图中：1、泵系统；2、除水除杂装置；3、气流控制装置；4、活体存放装置；5、载气系统；6、气流路控制系统；7、在线富集与解析装置；8、传送管装置；9、挥发性成分分析检测系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，包括泵系统1，除水除杂装置2，气流控制装置3，活体存放装置4，载气系统5，气流路控制系统6，在线富集与解析装置7，传送管装置8，挥发性成分分析检测系统9；
除水除杂系统2通过管路与气流控制装置3相连接；
活体存放装置4通过管路分别与气流控制装置3、气流路控制系统6相连接，所述活体存放装置4，可维持活体正常的生理活动且不影响活体正常生存；与气流控制连接处和气流出口均为快速切换接口，可实现快速连接与拆卸；
气流路控制系统6通过填料分别与泵系统1、在线富集与解析装置7、传送管装置8、载气系统5相连通，所述气流路控制系统6可根据实际检测需要切换不同的流路；气流路控制系统6实现实时收集与在线分析装置中填充柱吸附与解吸附的气流方向的切换，一方面保证在填充柱吸附过程中大气气流通过填充柱，使得大气气流中挥发物质充分被填充柱吸附，多余的气流排出到大气中；另一方面，保证填充柱解吸附过程中载气气流携带被解吸附的挥发性物质通过气流路控制系统6从而进入到传递管中，从而实现填充柱的吸附与解吸附同时进行；
挥发性成分分析检测系统9与传送管路装置8相连接。
泵系统1包括抽气泵，抽气泵与气流路控制系统6相连通，泵的工作速率为0mL/min-600mL/min。即能实现24小时连续不间断抽气，也可根据采集条件需要调整在线富集与解析装置7中填充柱吸附时气流的大小及时间。
除水除杂装置2内设置有过滤网与活性炭，活性炭靠近气流控制装置3，除水除杂装置2是除去进入到挥发性物质实时收集与在线分析装置中的大气中的水分及其他本底物质，起到净化大气的作用，减少基底大气的杂质含量。
气流控制装置3内设置有流量计。
载气系统5包括载气罐，载气罐内装载有载气，载气系统5是在挥发性物质实时收集与在线分析装置中填充柱解吸附过程中载气的提供，可控制载气气流的流速大小。
在线富集与解析装置7包括填充柱和热解吸附装置，填充柱可实现快速拆卸；可根据需要更换不同种类的填充柱，解吸附的温度控制范围再室温-300℃，可实现在线富集与在线解析同时进行；加热解吸附装置可实现快速升温，升温速率为75℃/s，温度控制范围为室温-300℃。
传送管装置8包括传送管，传送管的外侧套设有保温管，保温材料中有温度传感器，可实时监测传送管的温度，传送管的温度保持在150℃。以确保挥发物质从填充柱中解吸附后随载气迅速转移到挥发性检测分析系统中。
挥发性成分分析检测系统9为挥发性成分检测分析系统，挥发性成分检测分析系统可以为气相系统，气相色谱质谱联用仪等挥发性成分检测分析系统。
管路的材质为不锈钢材质。
本发明在使用时，当挥发性物质实时收集与在线分析装置处于样品收集状态时：泵系统1开启，大气气流通过管道进入到除水除杂装置2中，经除水除杂后的大气由气流控制装置3控制气流的大小进入到活体存放装置4中，大气气流作为载气将活体装置4中活体生物产生的挥发性物质经气流路控制系统6，进入到在线富集与解吸附装置7中，挥发性物质被富集与解吸附装置7中的填充柱的吸附材料所吸附，多余的气流从填充柱的出口端连接回气流路控制系统6，再经泵系统1，将多余气流从挥发性物质实时收集与在线分析装置抽离。气流在气流路控制系统6的控制方向见图1，Trap2，采样状态，气流在气流路控制系统6的流动方向是：采样气→g→f→TRAP2→b→c→排空。
当挥发性物质实时收集与在线分析装置处于样品解吸附状态时：载气系统5开启，具有一定流速大小的载气(氦气)经气流路控制系统6，载气(氦气)进入到在线富集与解析装置7，在线富集与解析装置7中的加热装置启动，被吸附在填充柱中的活体挥发性物质随着温度升高，随着载气气流被解吸附出填料外，挥发性物质随着载气气流进入到气流路控制系统6，经气流路控制系统6，气流进入到传送管装置8中，挥发性物质随载气迅速转移到挥发性成分检测分析系统9中。气流在气流路控制系统6的控制方向见图1，Trap1，解析状态，气流在气流路控制系统6的流动方向是：解析气→e→d→TRAP1→h→a→排空。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于：包括泵系统，除水除杂装置，气流控制装置，活体存放装置，载气系统，气流路控制系统，在线富集与解析装置，传送管装置，挥发性成分分析检测系统；
所述除水除杂系统通过管路与气流控制装置相连接；
所述活体存放装置通过管路分别与气流控制装置、气流路控制系统相连接；
所述气流路控制系统通过切换阀分别与泵系统、在线富集与解析装置、传送管装置、载气系统相连通；
所述挥发性成分分析检测系统与传送管路装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述泵系统包括抽气泵，所述抽气泵与气流路控制系统相连通。
3.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述除水除杂装置内设置有过滤网与活性炭，所述活性炭靠近气流控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述气流控制装置内设置有流量计。
5.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述载气系统包括载气罐，气压阀，所述载气罐内装载有载气。
6.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述在线富集与解析装置包括填充柱和热解吸附装置。
7.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述传送管装置包括传送管，所述传送管的外侧套设有保温管。
8.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述挥发性成分分析检测系统为气相色谱质谱联用仪。
9.根据权利要求1所述的一种挥发性物质实时收集与在线分析装置，其特征在于，所述管路的材质为不锈钢材质。
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