CN207318430U - 一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，包括总流量控制阀、隔垫螺母和隔垫、隔垫吹扫控制阀、分流阀、分流出口控制阀、衬管、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块，其特征在于，所述的衬管为双锥分流不分流衬管，横向放置，即平行于地面放置，中间设有进样孔，前端封闭；所述的隔垫螺母和隔垫、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块位置也随之做相应改动，所述的隔垫螺母和隔垫位于所述的衬管进样孔上方，水平方向从前往后依次为衬管、柱螺帽和密封垫和色谱柱，所述的温度控制模块横向包裹所述的衬管。克服了克服衬管都是垂直放置的技术偏见，有效解决了进入衬管溶液在重力作用下容易从沉管流出的技术难题。

Description

一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统

技术领域

本实用新型涉及检测仪器领域，特别是涉及一种气相色谱大体积进样系统。

背景技术

提高分析灵敏度几乎是分析化学的一个永恒话题。就GC分析来说，仪器制造者和分析工作者总是设法制造高灵敏度的仪器和开发高灵敬度的方法。尤其在环境分析、药物分析和食品分析方面,有关法规方法对灵敏度有很高的要求正是这种要求促进了仪器的发展，而仪器的发展有使法规制定者提出更高的检测灵敏度要求，这种互动是循环往复的。

传统的气相色谱进样方式以衬管为溶剂汽化的载体。由于有机溶剂汽化时膨胀率大、沸点较低，而衬管的体积又无法大幅度提高，因此气相色谱的进样体积通常受限于5μL以下。

大体积进样技术在毛细管气相色谱中的应用可以降低分析方法的检测限，提高分析灵敏度和精度。传统的大体积进样技术主要有两类，一是基于冷柱头进样，二是基于程序升温汽化技术(PTV技术)。冷柱头进样技术适用于分析热不稳定样品，主要通过与冷柱头进样口相连的色谱柱预柱实现溶剂聚焦，增大进样量，其缺点是要求样品基质干净，不会污染色谱柱才可进行分析。PTV进样方式主要通过程序升温-溶剂防空模式实现大体积进样，即样品以液体状态进入冷的衬管，溶剂及部分低沸点组分随载气从分流出口放空。当大部分溶剂挥发放空后，可进行第二次进样，再重复以上溶剂放空过程，直到完成所需进样量。衬管中累积了足够的待测物后，升高气化室温度将待测样品转移至色谱柱中，从而可以达到大体积进样效果。其优点是分析物在最低的进样口温度下而不是在恒定的高温下汽化，从而使样品热裂解的可能性降至最低，同时仍允许大量分析物汽化。其缺点是由于汽化的位置仍然局限于衬管，因此进样的体积还是受限于衬管的体积。此外，由于衬管都是设计成垂直放置，上端进样和载气，下端接色谱柱，由于受到重力和气体压力的作用，液体不易在衬管内停留。于是，各个仪器生产厂家设计出了各种方案，解决液体进样量问题，安捷伦公司在衬管上设计了单个或多个阻板（安捷伦货号：5183-2038、5183-2036、5183-2037）、岛津公司设计了细内径的PTV衬管，内径只有1.25mm（岛津货号：221-49300-00）、铂金埃尔默公司设立了细内径加凹式鹅颈衬管，内径只有1.0mm。但是衬管体积仍然没有很大突破，安捷伦公司上述衬管体积为150到200μL，岛津为100μL，铂金埃尔默70μL，大体积进样被限制在十几μL甚至几μL，没有真正达到真正大体积进样的目的。

目前，液相与气相联机、GPC与气相联机的应用越来越多，接口问题是一个比较突出的问题，岛津公司生产的GPC-GCMSMS联机，进样口采用的是PTV加冷柱头进样，才实现了200μL的进样量，勉强符合了要求。但是该方式设计复杂、成本高、操作难度大，不利于推广使用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于克服衬管都是垂直放置的技术偏见，提供一种气相色谱用横向大体积进样系统，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统包括总流量控制阀、隔垫螺母和隔垫、隔垫吹扫控制阀、分流阀、分流出口控制阀、衬管、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块，其特征在于，所述的衬管为双锥分流不分流衬管，横向放置，即平行于地面放置，中间设有进样孔，前端封闭；所述的隔垫螺母和隔垫、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块位置也随之做相应改动，隔垫螺母和隔垫位于衬管进样孔上方，水平方向从前往后依次为衬管、柱螺帽和密封垫和色谱柱，所述的温度控制模块横向包裹所述的衬管；一种气相色谱大体积进样方法应用于所述的大体积进样系统，包括以下步骤：

1.进样前准备阶段：温度控制模块降温，降至低于溶剂温度20℃以下；

2.进样阶段：自动进样器进样针从上方依次通过隔垫和衬管进样孔，注入大体积液体样品至所述衬管内，在重力的作用下，液体平铺于衬管底部管壁上，进样系统保持低温，分流出口控制阀打开；

3.溶剂去除阶段：温度控制模块逐渐升温，分流出口控制阀打开，在载气的作用下溶剂蒸发，蒸发形成的溶剂蒸汽经分流阀和分流出口控制阀从分流口排出；

4.高温气化阶段：温度控制模块快速升温，分流出口控制阀关闭，样品在高温下快速气化，随载气进入色谱柱，经色谱柱分离后，通向检测器。

5.净化阶段：当目标化合物在载气的带动下进入色谱柱后，分流出口控制阀打开，其他未进入色谱柱的物质在载气的作用下从分流出口排出；关闭分流出口控制阀，进入载气节省模式；

6.结束阶段：当所有目标化合物从色谱柱流出，经检测器检测后，温度控制模块降温，等待下一针进样。

进一步，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，衬管末端的锥形孔不在衬管中心，而在偏上位置，即偏向衬管进样孔位置。

进一步，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，还包括一个衬管进样孔密封垫。

进一步，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，衬管末端封闭，在衬管末端进样孔同侧开一出样孔，柱螺帽和密封垫、色谱柱设在出样孔相对应位置。

进一步，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，所述的衬管进样孔设在衬管的前端，还包括一个O型密封圈，O型密封圈位于衬管进样孔和分流出口之间。

进一步，还包括一个三通阀和一段色谱预柱，三通阀分别与预柱、分析柱和载气管路相连，构成反吹系统，当目标化合物通过三通阀后，向三通阀输入载气，分析柱中的气体流向检测器，预柱气体流向进样系统，形成反吹。进样方法包括以下步骤：

1.进样前准备阶段：温度控制模块降温，三通阀A口输入载气，形成反吹；

2.进样阶段：注入大体积液体样品，进样系统保持低温，保持反吹；

3.溶剂去除阶段：进样系统逐渐升温，分流口打开，在载气的作用下溶剂蒸发，蒸发形成的溶剂蒸汽从分流口排出，保持反吹；

4.高温气化阶段：进样系统快速升温，分流口关闭，反吹气关闭，样品在高温下快速气化，随载气进入色谱柱预柱，经三通阀进入分析柱，通向检测器；

5.反吹阶段：当目标化合物经过三通阀后，打开反吹气，目标化合物继续在载气的带动下在分析柱中进行分离，其他难挥发物质在载气的作用下回到进样系统，从分流出口排出；

6.结束阶段：当所有目标化合物从分析柱流出，经检测器检测后，关闭分流口，关闭反吹气，等待下一针进样。

进一步，为节省时间，也可以在第5阶段后，第6阶段前，开始下一次进样的第1-3阶段，待前一针的第6阶段结束后，开始后一针的第4阶段。

进一步，在前一针第五阶段（反吹阶段）后，下一针进样前，进行衬管清洗，具体方法为：自动进样针吸取清洗溶剂，从衬管进样孔注入清洗溶剂，一段时间后，将进样针插到衬管底部侧壁，将溶剂吸出，清洗过程，保持反吹，清洗溶剂不会进入色谱柱，打开分流阀，残留清洗溶剂在载气的作用下从分流出口流出。

如上所述，本实用新型的一种气相色谱用横向大体积进样系统，具有以下有益效果：

1.克服了克服衬管都是垂直放置的技术偏见，有效解决了进入衬管溶液在重力作用下容易从沉管流出的技术难题，实现了大体积进样，进样体积由微升级向毫升级转变，提高了灵敏度。

2.将样品浓缩过程与进样系统有机结合在一起，省去了样品前处理中浓缩的过程，提高了效率，节省了成本。

3.反吹系统，在进行溶剂蒸发的过程中，溶剂蒸汽不会进入色谱柱，保护了色谱柱和检测器。

4.在衬管内实现“在线清洗”，减少维护成本，提高检测准确度。

5.在本次样品信息采集完成前，开始下一针的准备工作，节省时间，提高效率。

6.本实用新型结构简单，便于操作，很容易将现有仪器的程序升温多模式进样口（MMI）改造成横向大体积进样系统。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2具有进样孔密封垫的横向大体积进样系统。

图3具有O型密封圈的横向大体积进样系统。

图4 衬管末端锥形孔位置偏上的横向大体积进样系统。

图5具有出样孔的横向大体积进样系统。

图6具有反吹功能的横向大体积进样系统。

图中，1.总流量控制阀、2隔垫螺母和隔垫、3隔垫吹扫控制阀、4分流阀、5分流出口控制阀、6衬管、6-1衬管进样孔、6-2衬管出样孔、6-3进样孔密封垫、7柱螺帽和密封垫、8色谱柱、8 -1预柱、8-2分析柱9温度控制模块；10.O型密封圈，11三通阀。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

实施例一

一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统包括总流量控制阀1、隔垫螺母和隔垫2、隔垫吹扫控制阀3、分流阀4、分流出口控制阀5、衬管6、柱螺帽和密封垫7、色谱柱8、温度控制模块9，如图1所示，其特征在于，所述的衬管6为双锥分流不分流衬管，横向放置，即平行于地面放置，中间设有进样孔6-1，前端封闭；所述的隔垫螺母和隔垫2、柱螺帽和密封垫7、色谱柱8、温度控制模块9位置也随之做相应改动，隔垫螺母和隔垫2位于衬管6进样孔6-1上方；自动进样系统水平方向从前往后依次为衬管6、柱螺帽和密封垫7和色谱柱8，所述的温度控制模块9横向包裹所述的衬管6；一种气相色谱大体积进样方法应用于所述的大体积进样系统，包括以下步骤：

1.进样前准备阶段：温度控制模块降温，降至低于溶剂温度20℃以下；

2.进样阶段：自动进样器进样针从上方依次通过隔垫和衬管进样孔，注入大体积液体样品至所述衬管内，在重力的作用下，液体平铺于衬管底部管壁上，进样系统保持低温，分流出口控制阀打开；

3.溶剂去除阶段：温度控制模块逐渐升温，分流出口控制阀打开，增加总流量控制阀压力，载气从衬管前段流向后端，在载气和温度的作用下溶剂蒸发，蒸发形成的溶剂蒸汽经分流阀和分流出口控制阀从分流口排出；

4.高温气化阶段：温度控制模块快速升温，分流出口控制阀关闭，样品在高温下快速气化，随载气进入色谱柱，经色谱柱分离后，通向检测器。

5.净化阶段：当目标化合物在载气的带动下进入色谱柱后，分流出口控制阀打开，其他未进入色谱柱的物质在载气的作用下从分流出口排出；关闭分流出口控制阀，进入载气节省模式；

6.结束阶段：当所有目标化合物从色谱柱流出，经检测器检测后，温度控制模块降温，等待下一针进样。

实施例二

如实施例一所示的一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，还包括一个衬管进样孔密封垫6-3。防止在加热气化时，气化物从进样孔溢出。

实施例三

如实施例一所示的其中一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，所述的衬管进样孔6-1设在衬管6的前端，还包括一个O型密封圈10，O型密封圈10位于衬管进样孔6-1和分流出口之间。O型圈的目的防止载气不经衬管直接从前段流向末端，还防止末端气化生产的气体进入前段。

实施例四

如实施例一至三所示的其中一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，衬管末端的锥形孔不在衬管中心，而在偏上位置，即偏向衬管进样孔位置。

实施例五

如实施例一所示的一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，衬管末端封闭，在衬管末端进样孔同侧开一出样孔6-2，柱螺帽和密封垫7、色谱柱8设在出样孔相对应位置。

实施例六

如实施例五所示的一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，还包括一个三通阀11和一段色谱预柱8-1，三通阀11分别与预柱8-1、分析柱8-2和载气管路相连，构成反吹系统，当目标化合物通过三通阀11后，向三通阀进气口A输入载气，分析柱8-2中的气体流向检测器，预柱8-1气体流向进样系统，形成反吹。进样方法包括以下步骤：

1.进样前准备阶段：温度控制模块降温，三通阀A口输入载气，形成反吹；

2.进样阶段：注入大体积液体样品，进样系统保持低温，保持反吹；

3.溶剂去除阶段：进样系统逐渐升温，分流口打开，在载气的作用下溶剂蒸发，蒸发形成的溶剂蒸汽从分流口排出，保持反吹；

4.高温气化阶段：进样系统快速升温，分流口关闭，反吹气关闭，样品在高温下快速气化，随载气进入色谱柱预柱，经三通阀进入分析柱，通向检测器；

5.反吹阶段：当目标化合物经过三通阀后，打开反吹气，目标化合物继续在载气的带动下在分析柱中进行分离，其他难挥发物质在载气的作用下回到进样系统，从分流出口排出；

6.结束阶段：当所有目标化合物从分析柱流出，经检测器检测后，关闭分流口，关闭反吹气，等待下一针进样。

实施例七

如实施例六所示的一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，为节省时间，也可以在第5阶段后，第6阶段前，开始下一次进样的第1-3阶段，待前一针的第6阶段结束后，开始后一针的第4阶段。

实施例八

如实施例六所示的一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，在前一针第五阶段（反吹阶段）后，下一针进样前，进行衬管清洗，具体方法为：自动进样针吸取清洗溶剂，从衬管进样孔注入清洗溶剂，一段时间后（0.1分钟到10分钟），将进样针插到衬管底部侧壁，将溶剂吸出，清洗过程，保持反吹，清洗溶剂及溶剂蒸汽不会进入色谱柱，打开分流阀，残留清洗溶剂在载气的作用下从分流出口流出。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，包括总流量控制阀、隔垫螺母和隔垫、隔垫吹扫控制阀、分流阀、分流出口控制阀、衬管、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块，其特征在于，所述的衬管为双锥分流不分流衬管，横向放置，即平行于地面放置，中间设有进样孔，前端封闭；所述的隔垫螺母和隔垫、柱螺帽和密封垫、色谱柱、温度控制模块位置也随之做相应改动，所述的隔垫螺母和隔垫位于所述的衬管进样孔上方，水平方向从前往后依次为衬管、柱螺帽和密封垫和色谱柱，所述的温度控制模块横向包裹所述的衬管。

2.根据权利要求1所述的气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，衬管末端的锥形孔不在衬管中心，而在偏上位置，即偏向衬管进样孔位置。

3.根据权利要求1所述的气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，还包括一个衬管进样孔密封垫。

4.根据权利要求1所述的气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，所述的衬管末端封闭，在所述衬管末端进样孔同侧设一出样孔，所述柱螺帽和密封垫、色谱柱设在所述出样孔相对应位置。

5.根据权利要求1所述的气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，所述的衬管进样孔设在衬管的前端，还包括一个O型密封圈，O型密封圈位于衬管进样孔和分流出口之间。

6.根据权利要求1-5所述的其中一种气相色谱垂直进样横向大体积进样系统，其特征在于，还包括一个三通阀和一段色谱预柱，三通阀分别与所述的预柱、分析柱和载气管路相连，构成反吹系统，当目标化合物通过所述的三通阀后，向所述的三通阀进气口输入载气，分析柱中的气体流向检测器，预柱气体流向进样系统，形成反吹。