CN210775360U - 一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，包括有第一泵、第一连通阀、定量环、除杂柱、第二连通阀、浓缩柱、第二泵、分析柱。本实用新型提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，不仅可以用于烟气中氨的测定，还可用于复杂基质样品中疏水性物质的去除或保留，减少测试干扰，提高分离效果，适应烟草等基质复杂的体系测定。

Description

一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统

技术领域

本实用新型属于分析仪器的技术领域，涉及一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统。

背景技术

卷烟主流烟气有害成分评价中氨释放量是重要指标，但由于氨的极易溶于水并在空气中广泛存在，而烟气是一种混合物复杂易变，因此准确测定样品中氨的量有一定难度。

前处理的方法通常采用稀酸溶液和剑桥滤片分别收集烟气中的气相氨和粒相氨，然后上机测定。Wang Y.等采用了分离效率更高的色谱柱，并优化了色谱条件，使得铵离子与杂质峰得到更好的分离。Shi W.等运用固相柱对样品进行净化处理，有效地去除了基质中干扰，减少样品对仪器的污染，实现氨释放量准确分析。

离子色谱阀切换的方法是近年来发展起来的技术，但现有装置还不成熟，对于测定卷烟主流烟气中的氨，还存在很多技术难题，需要对现有装置进行进一步研究及改进。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，通过除杂柱、浓缩柱、分析柱及其彼此之间的连通阀构建切换分离系统，有效去除烟气样品中干扰物质，使得氨峰实现基线分离，实现卷烟主流烟气中的氨释放量的定量分析，取得了更好的分离度、灵敏度。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，包括有第一泵、第一连通阀、定量环、除杂柱、第二连通阀、浓缩柱、第二泵、分析柱，所述第一泵经管线与第一连通阀相连，所述定量环的进样端及出样端经管线分别与第一连通阀相连，所述第二泵、分析柱的进样端分别经管线与第二连通阀相连，所述除杂柱的进样端经管线与第一连通阀相连，所述除杂柱的出样端经管线与第二连通阀相连，所述浓缩柱的进样端、出样端及洗脱液流入端经管线分别与第二连通阀相连。

优选地，所述第一泵与第一连通阀之间设有保护柱，所述保护柱经管线分别与第一泵、第一连通阀相连。

优选地，所述浓缩柱外接有废液器，所述废液器经管线与所述浓缩柱的废液排出端相连。

优选地，所述第一连通阀为六通阀，所述第一连通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口、第6接口，所述第6接口为进样口，所述第5接口为排废口，所述第1接口经管线与所述定量环的进样端相连，所述第4接口经管线与所述定量环的出样端相连，所述第2接口经管线与所述第一泵相连，所述第3接口经管线与所述除杂柱相连。

更优选地，所述第2接口经管线与保护柱相连，所述保护柱再经管线与所述第一泵相连。

更优选地，所述第5接口经管线与所述废液器相连。

优选地，所述第二连通阀为六通阀，所述第二连通阀设有第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口、第6接口，所述第6接口、第4接口、第1接口经管线分别与所述浓缩柱的进样端、出样端、洗脱液流入端相连，所述第2接口经管线与第二泵相连，所述第3接口经管线与分析柱的进样端相连，所述第5接口经管线与所述除杂柱的出样端相连。

如上所述，本实用新型提供的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，通过除杂柱、浓缩柱、分析柱及其彼此之间的连通阀构建切换分离系统，运用除杂柱去除样品中干扰物质，运用浓缩柱进行浓缩富集，再通过分析柱进行分析，减少测试干扰，提高分离效果。

(2)本实用新型提供的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，可用于分析烟气中氨释放量，通过除杂柱保留干扰物质，有效去除了烟气样品中复杂基质，通过浓缩柱有效富集流动相中的目标成分铵离子，最后进入分析柱进行分离后通过离子色谱进行定量分析，能够使得氨峰实现基线分离，具有较好的分离度、选择性和灵敏度。

(3)本实用新型提供的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，无需增加设备，只需对管路优化且仪器自动运行，可用于卷烟样品大样品量分析检测，其不仅可以用于烟气中氨的测定，还可用于复杂基质样品中疏水性物质的去除或保留，测定的检测限、定量限可以满足日常检测需求，以测定烟气中氨释放量为例，日内重复性为3.0％以内，日间重复性为5.1％以内，回收率多在98.5-110.9％之间，检测限为0.019μg/mL，定量限为0.064μg/mL，系统使用的重复性好、准确度高，尤其适应烟草等基质复杂的体系测定。

附图说明

图1显示为本实用新型中一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统的整体连接结构示意图。

图中，

1.第一泵

2.第一连通阀

21.第1接口

22.第2接口

23.第3接口

24.第4接口

25.第5接口

26.第6接口

3.定量环

4.除杂柱

5.第二连通阀

51.第1接口

52.第2接口

53.第3接口

54.第4接口

55.第5接口

56.第6接口

6.浓缩柱

7.第二泵

8.分析柱

9.保护柱

10.废液器

图2显示为本实用新型中系统分离后进行2DLC-MS/MS分析的铵离子的标准工作曲线图。

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。

请参阅图1至图2。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。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，包括有第一泵1、第一连通阀2、定量环3、除杂柱4、第二连通阀5、浓缩柱6、第二泵7、分析柱8，所述第一泵1经管线与第一连通阀2相连，所述定量环3的进样端及出样端经管线分别与第一连通阀2相连，所述第二泵7、分析柱8的进样端分别经管线与第二连通阀5相连，所述除杂柱4的进样端经管线与第一连通阀2相连，所述除杂柱4的出样端经管线与第二连通阀2相连，所述浓缩柱6的进样端、出样端及洗脱液流入端经管线分别与第二连通阀5相连。

在一个具体实施的实施例中，如图1所示，所述第一泵1与第一连通阀2之间设有保护柱9，所述保护柱9经管线分别与第一泵1、第一连通阀2相连。保护柱9能够捕获离子流动相中对分析可能会产生干扰的杂质。

在一个优选的实施例中，所述保护柱9为ATC-HC阴离子捕获色谱柱。具体来说，所述保护柱9为IonPac ATC-HC(9×35mm)捕获柱。

在一个具体实施的实施例中，如图1所示，所述浓缩柱6外接有废液器10，所述废液器10经管线与所述浓缩柱6的废液排出端相连。具体来说，所述废液器10为盛装废液的容器。废液器10可用于收集经洗脱液洗脱的浓缩柱6富集的待测成分在测定后的残留成分，也可用于收集经甲醇流动相洗脱的除杂柱4上捕集的疏水性有机物。

在一个具体实施的实施例中，如图1所示，所述第一连通阀2为六通阀，所述第一连通阀2设有第1接口21、第2接口22、第3接口23、第4接口24、第5接口25、第6接口26，所述第6接口26为进样口，所述第5接口25为排废口，所述第1接口21经管线与所述定量环3的进样端相连，所述第4接口24经管线与所述定量环3的出样端相连，所述第2接口22经管线与所述第一泵1相连，所述第3接口23经管线与所述除杂柱4相连。所述第一连通阀2可以根据需要进行切换。

具体来说，如图1所示，所述第2接口22经管线与保护柱9相连，所述保护柱9再经管线与所述第一泵1相连。

具体来说，如图1所示，所述第5接口25经管线与所述废液器10相连。便于经甲醇流动相洗脱的除杂柱4上捕集的疏水性有机物流入废液器10。

在一个具体实施的实施例中，如图1所示，所述第二连通阀5为六通阀，所述第二连通阀5设有第1接口51、第2接口52、第3接口53、第4接口54、第5接口55、第6接口56，所述第6接口56、第4接口54、第1接口51经管线分别与所述浓缩柱6的进样端、出样端、洗脱液流入端相连，所述第2接口52经管线与第二泵7相连，所述第3接口53经管线与分析柱8的进样端相连，所述第5接口55经管线与所述除杂柱4的出样端相连。

在一个优选的实施例中，所述第一泵1、第二泵7为常规使用的离子色谱仪的专用泵。具体来说，所述第一泵1、第二泵7为四元梯度泵。所述离子色谱仪为ICS 5000+离子色谱仪。所述第一泵1中使用的离子流动相为纯水或甲醇。所述第二泵7中使用的洗脱液为甲烷磺酸(MSA)淋洗液。

在一个优选的实施例中，所述定量环3为常规使用的定量环(loop环)。

在一个优选的实施例中，所述第一连通阀2、第二连通阀5为常规使用的配有自动进样器的电磁六通阀。

在一个优选的实施例中，所述除杂柱4为NG1阴离子色谱柱。具体来说，所述除杂柱4为IonPac NG 1(4×35mm)前处理柱。

在一个优选的实施例中，所述浓缩柱6为AG11-HC阴离子色谱柱。具体来说，所述浓缩柱6为IonPac AG11-HC(50×4mm)保护柱。

在一个优选的实施例中，所述分析柱8为常规使用的离子色谱仪的分离色谱柱。具体来说，所述分析柱8为IonPac AG11-HC(250×4mm)分离柱。

下面结合图1-2，说明本实用新型一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统的使用过程。

如图1所示，采用一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统进行分离测定时，具体以分析烟气中氨释放量为例，打开第一泵1和第一连通阀2，先选择色谱纯的纯水作为离子流动相由第一泵1通过保护柱9经第一连通阀2的第2接口22输入，与经第一连通阀2的第6接口26输入的待测样品，在第一连通阀2的第1接口21混合后流入定量环3定量25μL后，经第一连通阀2的第4接口24流出，再经第一连通阀2的第3接口23流入除杂柱4，在除杂柱4中疏水性分子被保留，待测样品中无机离子转移进入第二连通阀5。打开第二连通阀5、第二泵7，待测样品中无机离子经第二连通阀5的第5接口55流入，由第二连通阀5的第6接口56流入浓缩柱6保留富集，转移富集完成后，选择甲烷磺酸(MSA)淋洗液作为洗脱液，由第二泵7经第二连通阀5的第2接口52、第1接口51输入浓缩柱6，洗脱浓缩柱6上目标物，再经第二连通阀5的第4接口54、第3接口53输入分析柱8进行分离测定。

测定后，选择甲醇作为离子流动相由第一泵1通过保护柱9经第一连通阀2的第2接口22输入，经第一连通阀2的第3接口23流入除杂柱4，将除杂柱4上捕集的疏水性有机物洗脱后，使除杂柱4再生，洗脱疏水性有机物的甲醇再反向经第一连通阀2的第3接口23、第5接口25流入废液器10。

测定后，将浓缩柱6富集的待测成分在测定后的残留成分，由洗脱液经浓缩柱6的废液排出端排入废液器10内。

上述待测样品为通过直线型吸烟机抽吸卷烟，采用44mm的剑桥滤片捕集4支卷烟主流烟气中的气相氨。待测样品流入分析柱8进行分析时，离子色谱的分析条件为：四元梯度泵流速：1mL/min；柱温：30℃；检测器：电导检测；定量环3进样量：25μL；抑制器：抑制电流80mA。淋洗液梯度：0-10min，7mM；10.1-19min，40mM；19-30min，7mM。阀切换程序：第一连通阀2始终保持Inject状态；第二连通阀5在0～2min为Load状态，之后为Inject状态，在29min后切换为Load状态。

采用标准曲线法进行定量分析，制备至少5个氨离子标准溶液，其浓度应覆盖预计样品溶液中检测到的NH₄ ⁺含量。标准系列溶液应当天配制，当天使用，标准系列溶液浓度分别为0.1，0.2，0.4，0.6，0.8μg/mL。

以标准溶液的峰面积为纵坐标，铵离子浓度为横坐标建立标准工作曲线。卷烟主流烟气中的氨含量按照下式计算得出。其中M为卷烟中的氨释放量(μg/cig)；C为铵离子浓度(μg/mL)；V为定容体积(mL)。17.03为氨的相对分子量；18.04为铵离子的相对分子量。

运用该标准工作溶液进行2DLC-MS/MS分析，并制作工作曲线，方法的R²大于0.999，可以满足定量检测的需要。计算方法检测限、定量限时采用标准溶液中最低浓度点连续进样10次，得到一个标准偏差。2DLC-MS/M法测定氨释放量的检测限、定量限分别为标准偏差的3倍和标准偏差的10倍。方法中氨释放量检出限为0.019μg/mL，定量限0.064μg/mL。具体结果见图2。

采用直线型吸烟机，采用11mg烤烟型卷烟进行测定待测样品的日内精密度、日间精密度，发现日内精密度的RSD<3.0％，日间精密度的RSD<5.1％，方法精密度好。

采用萃取液加标样的方法，测定烟气中氨释放量的回收率，以10mM为加标样的盐酸作为空白，分别加入以0.1μg/mL NH₄ ⁺-0.01mol/L HCl、0.2μg/mL NH₄ ⁺-0.01mol/L HCl和0.3μg/mL NH₄ ⁺-0.01mol/L HCl作加标提取液，分别对应低、中、高水平下的回收率。每个加标样品有四个平行样，在进行回收率计算时取平行样测定均值，计算得到样品回收率在98.5～110.9％之间，回收率高，重复性好。

综上所述，本实用新型提供一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，不仅可以用于烟气中氨的测定，还可用于复杂基质样品中疏水性物质的去除或保留，减少测试干扰，提高分离效果，适应烟草等基质复杂的体系测定。所以，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。

Claims (6)

1.一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，包括有第一泵(1)、第一连通阀(2)、定量环(3)、除杂柱(4)、第二连通阀(5)、浓缩柱(6)、第二泵(7)、分析柱(8)，所述第一泵(1)经管线与第一连通阀(2)相连，所述定量环(3)的进样端及出样端经管线分别与第一连通阀(2)相连，所述第二泵(7)、分析柱(8)的进样端分别经管线与第二连通阀(5)相连，所述除杂柱(4)的进样端经管线与第一连通阀(2)相连，所述除杂柱(4)的出样端经管线与第二连通阀(5)相连，所述浓缩柱(6)的进样端、出样端及洗脱液流入端经管线分别与第二连通阀(5)相连；所述浓缩柱(6)外接有废液器(10)，所述废液器(10)经管线与所述浓缩柱(6)的废液排出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，所述第一泵(1)与第一连通阀(2)之间设有保护柱(9)，所述保护柱(9)经管线分别与第一泵(1)、第一连通阀(2)相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，所述第一连通阀(2)为六通阀，所述第一连通阀(2)设有第一连通阀第1接口(21)、第一连通阀第2接口(22)、第一连通阀第3接口(23)、第一连通阀第4接口(24)、第一连通阀第5接口(25)、第一连通阀第6接口(26)，所述第一连通阀第6接口(26)为进样口，所述第一连通阀第5接口(25)为排废口，所述第一连通阀第1接口(21)经管线与所述定量环(3)的进样端相连，所述第一连通阀第4接口(24)经管线与所述定量环(3)的出样端相连，所述第一连通阀第2接口(22)经管线与所述第一泵(1)相连，所述第一连通阀第3接口(23)经管线与所述除杂柱(4)相连。

4.根据权利要求3所述的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，所述第一连通阀第2接口(22)经管线与保护柱(9)相连，所述保护柱(9)再经管线与所述第一泵(1)相连。

5.根据权利要求3所述的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，所述第一连通阀第5接口(25)经管线与所述废液器(10)相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于分析烟气中氨释放量的离子色谱阀切换分离系统，其特征在于，所述第二连通阀(5)为六通阀，所述第二连通阀(5)设有第二连通阀第1接口(51)、第二连通阀第2接口(52)、第二连通阀第3接口(53)、第二连通阀第4接口(54)、第二连通阀第5接口(55)、第二连通阀第6接口(56)，所述第二连通阀第6接口(56)、第二连通阀第4接口(54)、第二连通阀第1接口(51)经管线分别与所述浓缩柱(6)的进样端、出样端、洗脱液流入端相连，所述第二连通阀第2接口(52)经管线与第二泵(7)相连，所述第二连通阀第3接口(53)经管线与分析柱(8)的进样端相连，所述第二连通阀第5接口(55)经管线与所述除杂柱(4)的出样端相连。

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