ES2264148T3 - Sistema de entrada de gas. - Google Patents

Sistema de entrada de gas.

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ES2264148T3 ES96945559T ES96945559T ES2264148T3 ES 2264148 T3 ES2264148 T3 ES 2264148T3 ES 96945559 T ES96945559 T ES 96945559T ES 96945559 T ES96945559 T ES 96945559T ES 2264148 T3 ES2264148 T3 ES 2264148T3
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Abstract

Entrada de gas de referencia para un sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas que comprende tres conductos que se que se cortan en un punto de intersección, en la que un flujo secundario de gas portador y un gas de referencia pueden entrar en la entrada mediante un primer (I) y un segundo conducto respectivamente, y pueden salir de la entrada juntos mediante un tercer conducto (O), caracterizada porque el segundo conducto comprende un conducto (R) interno situado dentro de un conducto (S) de revestimiento, estando el conducto (R) interno móvil dentro del conducto (S) de recubrimiento desde una primera posición en la que el extremo del conducto (R) interno se encuentra antes del punto de intersección y posición en la que, cuando se usa, el gas de referencia deja el sistema a través del conducto (S) de revestimiento, y una segunda posición en la que el conducto (R) interno se encuentra en el punto de intersección y posición en la que, cuando se usa, el gas de referencia salecon el flujo secundario de gas portador a través del tercer conducto (O).

Description

Sistema de entrada de gas.
La presente invención se refiere a un sistema de entrada de gas que se ha diseñado para introducir gases de referencia de cualquier tipo, inertes o combustibles, en sistemas de espectrómetros de masas de relaciones isotópicas.
En particular, el sistema permite la introducción de un gas de referencia de tal manera que este gas se somete a las mismas condiciones físicas que los analitos, cumpliendo así las condiciones de un patrón interno. Por lo tanto, combina las ventajas de un compuesto de referencia añadido a una muestra con la ventaja de permitir posicionar los pulsos de gas de referencia como se desee dentro de un cromatograma dado.
La disponibilidad comercial de los espectrómetros de masas de relaciones isotópicas de gases (GIRMS) acoplados directamente a una cromatografía de gases (GC) mediante un interfaz (C) de combustión en línea, basados en el diseño de Matthews y Hayes [1], GC-C-IRMS se ha convertido en una herramienta poderosa en todas las áreas de química analítica aplicada [2, 3].
Sea cual sea la aplicación específica, el usuario se ve enfrontado al dilema de cómo referir las relaciones isotópicas estables medidas de los analitos con respecto a un patrón de isótopos calibrado. Los mejores resultados se obtienen cuando se añade un compuesto de patrón interno de composición isotópica conocida a la mezcla de muestra [4]. La ventaja principal es que el patrón y los analitos se someten a condiciones físicas idénticas durante el análisis. Sin embargo, esta ventaja puede perderse en casos en los que el patrón o los analitos eluyen tarde en el cromatograma, en el que aumentar la distorsión de los picos influye negativamente sobre la exactitud y precisión de las relaciones isotópicas medidas. Añadir una mezcla de patrón interno representativa de todo el intervalo de analitos, por otro lado, es de poca ayuda ya que creará problemas provocados por la elución conjunta o al menos solapamiento de los analitos y los compuestos individuales de la mezcla de patrón interna.
Es práctica habitual introducir pulsos de un gas isotópicamente calibrado, tal como CO_{2}, a partir de una botella de gas un segundo capilar independiente directamente dentro de la fuente de iones del IRMS [3, 5, 6]. Aunque se acepta comúnmente que este modo de calibración no tiene en cuenta las condiciones físicas a las que se someten los analitos, debido a su facilidad de manejo y a su practicabilidad, su uso es común. Se han notificado recientes observaciones del fraccionamiento isotópico que se produce durante la cromatografía de gas-líquido (GLC) seguido por combustión en línea [7].
La presente invención pretende optimizar la calibración isotópica y proporcionar un enfoque que mantenga el posicionamiento libre de picos de referencia mientras que somete al mismo tiempo al compuesto de referencia a las mismas condiciones físicas que los analitos.
Es un objeto de la presente invención proporcionar un método y aparato mejorados para introducir un gas de referencia en sistemas de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas.
En consecuencia, la presente invención proporciona una entrada de gas de referencia para su uso en sistemas de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas en la que el gas de referencia se introduce de manera controlada antes del interfaz y da un pico de forma gaussiana de la misma forma que el producido por los constituyentes de la muestra.
Por lo tanto, en sistemas de IRMS ajustados con un interfaz de combustión, pueden usarse gases combustibles como gas de referencia.
La entrada comprende tres conductos que se cortan en un punto de intersección, en el que un flujo secundario de gas portador y gas de referencia pueden entrar en la entrada mediante conductos separados y pueden salir de la entrada juntos mediante un tercer conducto antes de que el flujo secundario entre en el interfaz de combustión.
El gas de referencia puede introducirse en un segundo flujo de gas portador (por ejemplo, helio) que se une al flujo primario de gas portador que transporta una muestra que contiene el analito elemental antes de que ambos flujos pasen dentro de un módulo que convierte la muestra en una forma gaseosa para su análisis espectrométrico de masas.
Preferiblemente, la entrada de gas de referencia comprende una pieza en T hueca, dos extremos de la cual están colocados en la tubería de gas portador secundario en la que puede llevarse el gas de referencia dentro del sistema entrando así en el interfaz.
Ahora se describirá adicionalmente la invención sin limitación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
Figura 1. Ilustra un sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas de interfaz de combustión en línea de cromatografía de gases.
Figura 2. Ilustra la posición de un módulo de entrada de gas de referencia en un sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas de interfaz de combustión en línea de cromatografía de gases.
Figura 3A. Esquematiza la pieza en T que conecta la corriente de segundo gas portador y el efluente de GC al horno de combustión.
Figura 3B. Esquematiza el esquema de entrada de gas de referencia que usa un capilar móvil según la invención.
Figura 4. Ilustra una disposición mediante la cual puede introducirse el gas de referencia por medio de una disposición de pistón móvil.
Figura 5. Ilustra la combinación de dos módulos de entrada de gas de referencia.
Figura 6. Corriente de iones de m/z de pulsos de CO_{2} introducida dentro del horno de combustión mediante REGIS (los números sobre cada pico indican el tiempo de anchura de pulso).
Figura 7A. Efecto del parámetro GC y elección de pico de referencia - se eligió caproato de metilo (C_{6}) como patrón interno y se ajustó su valor de \delta^{13}C arbitrariamente al 0,000%.
Figura 7B. Efecto del parámetro GC y elección de pico de referencia - Se eligió CO_{2} como patrón interno y se ajustó su valor de \delta^{13}C arbitrariamente a -11,84 para corresponderse con el valor de \delta^{13}C elegido para C_{6}. El punto de ajuste se basó en los análisis FAME llevados a cabo a 4ºC/min.
Figura 8A. Efecto del parámetro GC y elección de pico de referencia - Se eligió undecanoato de metilo (C_{11}) como patrón interno y se ajustó su valor de \delta^{13}C arbitrariamente al 0,000\textperthousand.
Figura 8B. Efecto del parámetro GC y elección de pico de referencia - Se eligió CO_{2} como patrón interno y se ajustó su valor de \delta^{13}C al -10,675\textperthousand para corresponderse con el valor de \delta^{13}C del 0,000\textperthousand elegido para C_{11}. El punto de ajuste se basó en los análisis FAME llevados a cabo a 8ºC/min.
Figura 9. Cromatograma de corriente de iones de m/z 44 de pulsos de CO_{2} (R) y derivados de n-O-propilo, N-trifluoroacetilo de 5 aminoácidos (S) registrados usando un sistema ORCHID ajustado con un módulo REGIS.
Figura 10. Cromatograma de corriente de iones de m/z 28 de pulsos de N_{2} (R) y derivados de n-O-propilo, N-trifluoroacetilo de 5 aminoácidos (S) registrados usando un sistema ORCHID ajustado con un módulo REGIS.
El flujo primario de gas portador que transporta los constituyentes de muestra separados mediante cromatografía de gases y el flujo secundario de gas portador (que, según sea apropiado, transporta el gas de referencia) entran ambos en la interfaz de combustión, es decir, en el fondo del horno de oxidación (figura 3A). El flujo secundario de gas portador entra continuamente en la interfaz de combustión con una presión de gas y velocidad de flujo dadas.
Una pieza en T de bajo volumen muerto situada en la tubería del segundo gas portador alberga los tres conductos, un conducto I de entrada, un conducto O de salida, y un conducto S de revestimiento (figura 3B). El segundo gas portador entra en la pieza en T mediante el conducto I y la deja mediante el conducto O. El conducto S de revestimiento opuesto al conducto O aloja otro conducto (conducto R) a través del cual puede fluir el gas de referencia.
En la posición A de "apagado", el extremo del conducto R está situado antes de la intersección con la pieza en T. La presión de gas y velocidades de flujo del segundo gas portador y del gas de referencia se ajustan previamente de tal manera que el gas de referencia que fluye hacia fuera del conducto R está forzado por el segundo gas portador a dejar el sistema a través del conducto S. En la posición B de "encendido", se mueve el conducto R hacia delante por medio de un dispositivo de control remoto adecuado (por ejemplo, un solenoide en miniatura de accionamiento tiro/empuje) de tal manera que el conducto R está ahora situado en la intersección de la pieza en T. Por tanto, se lleva el gas de referencia que fluye desde el conducto R con el flujo del segundo gas portador, pasando a través del interfaz de combustión y entrando finalmente en el IRMS.
El método y aparato descritos permiten medir los analitos en el flujo de gas primario frente a un gas de referencia interno.
Debido a la distribución descrita anteriormente, el gas de referencia está sometido a los mismos procedimientos en el interfaz de combustión de modo que toda influencia de los mismos en las características de medición afecta tanto a los patrones como a los analitos. Tanto el pico de analito como el pico de gas de referencia son de forma gaussiana. Los parámetros de detección e integración de pico son comunes tanto para el pico de gas de analito como para el pico de gas de referencia con aumento de la exactitud y la precisión.
Con una presión de gas de referencia dada, pueden cambiarse la altura de pico y el área de pico ajustando el periodo de tiempo de encendido en consecuencia. Para un periodo fijo tiempo de encendido, pueden cambiarse la altura de pico y el área de pico ajustando la presión de gas de referencia apropiadamente. Ya que siempre hay un flujo constante de gas de referencia que emana del conducto R, no se crean ondas de choque de presión y el gas de referencia siempre está equilibrado con el flujo de gas primario.
\newpage
Adicionalmente, ya que siempre hay una cierta cantidad de gas portador secundario que emana del conducto S, no se crea ninguna fuga de entrada, es decir, ningún gas atmosférico puede entrar en el sistema. Esto es particularmente importante para el análisis de compuestos que contienen nitrógeno.
Dos principios guiaron el nuevo enfoque: 1) el deseo de combinar la ventaja de añadir un patrón interno a la muestra a voluntad en cualquier punto en un cromatograma sin interferir con la separación por cromatografía de gases; 2) observaciones recientes de fraccionamiento isotópico de FAME saturados durante GLC-C-IRMS que dieron lugar a la hipótesis de que el interfaz de combustión es un factor principal que contribuye a este efecto isotópico termodinámico [7].
Ya que los gases de bajo peso molecular y alta volatilidad tales como CO_{2}, N_{2}, CH_{4}, etc. apenas se retienen, si se retienen, en fases estacionarias de GLC comunes, es decir, no está sometidos a interacción soluto-fase estacionaria, cualquier diseño que se dirija a introducir tales gases a nivel del inyector o cabeza de columna debe descartarse desde el principio. El lugar obvio para colocar una entrada de gas era entre el final de la columna y el horno de combustión.
Para realizar esto, se introdujo una segunda corriente de helio continua en el interfaz de combustión mediante una pieza en T de bajo volumen muerto colocada entre el final de la columna y el horno de combustión (figura 3A). Se conectó esta pieza en T al horno de combustión de tal manera que su temperatura era muy superior a 360ºC, evitando así la condensación de analitos debido a puntos fríos.
Se colocó un dispositivo conmutable remoto en el capilar que lleva la segunda corriente de helio. Este dispositivo se diseñó de tal manera que el gas de referencia siempre estaba fluyendo y por tanto equilibrado con la presión ambiente y, por tanto, no sometido a fraccionamiento isotópico. Cuando se encendía, se introducía gas de referencia libre de pulsos de presión en la segunda corriente de helio (figura 3B). La velocidad de flujo del gas de referencia podría ajustarse libremente pero se ajustaba normalmente a < 0,3 ml/min.
En una realización alternativa que no forma parte de la presente invención, el sistema de entrada de gas de referencia es una configuración en forma de T que incorpora una disposición de pistón tal como se muestra en la figura 4. La disposición de pistón debe estar en modo "abierto" (tal como se muestra en la figura 4) para que un gas de referencia fluya dentro del sistema de análisis isotópico de gas. Para evitar que un gas de referencia entre en el sistema de análisis, la disposición de pistón debe estar en un modo "cerrado" en el que el pistón coopera con el asiento de válvula de tal manera que el gas de referencia se ventila hacia la atmósfera mediante una salida de restricción.
La figura 5 ilustra una manera en la que dos sistemas de entrada de gas en forma de T pueden conectarse para permitir usar más de un gas de referencia.
Ya que se introdujo cualquier gas que sirve como referencia en el interfaz de combustión enfrente del horno de combustión, es posible usar un gas combustible como compuesto de referencia. Cualquier gas de este tipo se sometería a las condiciones físicas tanto del procedimiento de combustión como del interfaz.
Introducir pulsos de gas de referencia mediante este módulo dio como resultado picos de forma virtualmente gaussiana que apenas podían distinguirse de picos provocados por analitos de combustión. El área de pico del gas de referencia fue linealmente dependiente del tiempo de anchura de pulso desde 1 hasta 10 s (tabla 1). Una anchura de pulso superior a 15 s, es decir, tiempos de anchura de pulso del mismo orden que la anchura de pico, dio como resultado formas casi rectangulares (figura 6).
Las primeras pruebas con el sistema de entrada de gas de referencia para la estandarización interna (REGIS - Reference Gas Inlet System for Internal Standardisation) se llevaron a cabo usando CO_{2} como gas de referencia. Debido a que sólo debían monitorizarse cambios relativos, se ajustó arbitrariamente su valor de \delta^{13}C a cero. Durante todas las pruebas, se mantuvieron constantes la presión de cabeza de columna de la segunda corriente de helio, y la presión de CO_{2}.
Todos los valores relativos de \delta^{13}C en \textperthousand se dan como medias de tres repeticiones y las barras de error son de \pm 2\sigma. Se inyectaron alícuotas idénticas de una mezcla FAME en modo sin fraccionamiento. Se mantuvo cerrada la ranura durante 6 segundos y abierta después de eso durante el resto de la ejecución. Se ajustó el flujo de fraccionamiento a 30 ml/min. Se mantuvo la temperatura de la columna a 70ºC durante 5 minutos y luego se programó hasta 270ºC a nºC/min, en el que n = 4, 6 u 8. La presión de cabeza de columna se ajustó hasta una velocidad de flujo de 1,20 ml/min que corresponde a una velocidad lineal de 28,4 ml/min a una temperatura de columna de 70ºC.
Los resultados de estos experimentos se presentan en la tabla 2. En condiciones isotérmicas se observó una precisión excelente, independientemente de si el efluente de GC se desvió de, o se dirigió hacia, el interfaz de combustión. El valor de \delta^{13}C promedio del-0,013 \pm 0,048\textperthousand (límite de confianza del 95% basándose en diez grados de libertad) obtenido a partir de estas series isotérmicas sirvió como valor diana para estudios posteriores cuando se hicieron pasar gradientes de temperatura sobre la GC en modo de presión constante.
Al seleccionar sólo un pico de referencia activa única, se observó un desplazamiento perceptible hacia valores de \delta^{13}C más negativos con gradientes de temperatura más pronunciados (tabla 2). Aquí, los valores de \delta^{13}C promedio fueron del -0,063 \pm 0,103\textperthousand (límite de confianza del 95% basándose en diez grados de libertad) obtenidos a partir de esas series isotérmicas sirvieron como valor diana para estudios posteriores cuando se hicieron pasar gradientes de temperatura sobre la GC en modo de presión constante.
Al seleccionar sólo un pico de referencia activa única, se observó un desplazamiento perceptible hacia valores de \delta^{13}C más negativos con gradientes de temperatura más pronunciados (tabla 2). Aquí, los valores de \delta^{13}C promedio fueron del -0,063 \pm 0,087\textperthousand, y del -0,166 \pm 0,103\textperthousand, y del -0,417 \pm 0,193\textperthousand para 4ºC/min, 6ºC/min, y 8ºC/min, respectivamente. Claramente, estos desplazamientos pueden atribuirse al cambio, es decir, disminución, del flujo de gas portador provocado por el aumento de la temperatura de columna ya que éstas fueron las únicas variables dependientes. Al seleccionar tres picos de referencia activa, sin embargo, los valores de \delta^{13}C se volvieron virtualmente idénticos al valor diana obtenido en condiciones isotérmicas.
Se realizaron observaciones similares cuando se usó el gas combustible isobutano (al 10% en volumen de helio). Al contrario que el CO_{2}, para el que la precisión fue normalmente superior al 0,1\textperthousand, el procedimiento de combustión adicional se reflejó en una precisión de tan sólo aproximadamente el 0,2\textperthousand, (tabla 3). Cuando se seleccionaron tres picos de referencia activa, los valores de \delta^{13}C promedio obtenidos a partir de análisis de gradiente de temperatura se volvieron idénticos al valor diana calculado de +0,007 \pm 0,1560 (límite de confianza del 95% basado en diez grados de libertad).
Aunque la precisión observada del \pm 0,156\textperthousand fue muy similar a la del \pm 0,11\textperthousand notificada por SA Baileys et al. [8], era posible que usando CuO/Pt a 820ºC para la combustión, no pudiese conseguirse la combustión completa de isobutano. Para la combustión completa de gases naturales tales como metano, propano e isobutano, se notifica que las altas temperaturas, es decir, \sim1000ºC, son más adecuadas [9]. El horno usado en este estudio no pudo administrar tales temperaturas elevadas.
Los primeros experimentos con una mezcla de FAME y CO_{2} como compuesto de referencia mostraron claramente los méritos de este modo alternativo de estandarización. Tal como se notificó previamente [7], se observó una diferencia significativa en los valores de \delta^{13}C de > + 2,00\textperthousand sobre el promedio cuando se compararon valores de \delta^{13}C obtenidos a 4ºC/min con los obtenidos a 8ºC/min y cuando sólo se eligió un analito como compuesto de referencia interna (figura 8A). Debe enfatizarse que estas diferencias sólo pudieron detectarse porque no se empleó ninguna corrección de desplazamiento de tiempo [3, 10, 11] por el software de evaluación de datos.
La evaluación de datos basada en límites de confianza del 95% (dos grados de libertad) así como dentro de \pm 2\sigma de los valores de \delta^{13}C para C_{6}, C_{11}, C_{12}, C_{14}, C_{16}, C_{18} y C_{20} se volvió virtualmente idéntica cuando se seleccionaron cuatro pulsos de CO_{2} introducidos mediante el REGIS como picos de referencia interna (figuras 7B y 8B).
Este método de calibración isotópica interna no puede explicar esos efectos isotópicos que se producen en la columna de GC debido a diferentes interacciones soluto-fase estacionaria dominadas por fuerzas de dispersión de Van der Waals, que conducen a una dilución más temprana del isótopo pesado [12]. Esto se refleja claramente en el hecho de que sólo pudo conseguirse un 95% de acuerdo entre los valores de \delta^{13}C medidos con diferentes gradientes de temperatura cuando se expresaron valores de \delta^{13}C de FAME frente a CO_{2} después de haber calibrado su razón isotópica frente a C_{11} con \delta^{13}C C_{11} = 0,000\textperthousand (figura 8B). Por tanto, puede acordarse de que este método no es una verdadera calibración interna. Pero, tal como se enfatizó anteriormente, los gases permanentes no están sometidos a interacción soluto-fase estacionaria sobre las fases estacionarias usadas en GLC. Por el momento, este método de calibración isotópica constituye el mejor compromiso posible de los dos métodos existentes.
El hallazgo de un acuerdo de un valor de hasta el 95% respalda la hipótesis de que el interfaz de combustión, debido a sus numerosas conexiones y cambios en el diámetro capilar entre el GC y el IRMS, contribuye significativamente al procedimiento de que las formas de los picos se vuelvan asimétricas y, por tanto, se amplifique el efecto isotópico cromatográfico en GLC [13, 7].
Con el conducto de entrada de la invención se introduce gas de referencia en una segunda corriente que fluye continuamente de gas portador antes del interfaz y, por tanto, se le somete a las mismas influencias por este interfaz que el(los) analito(s) actuando así como patrón interno. El diseño del régimen garantiza que no haya interferencias del gas de referencia con el analito. El diseño principal del módulo de régimen permite cualquier combinación concebible de módulos y por tanto proporciona los medios para introducir, por ejemplo, dos gases de referencia o un gas de referencia y un agente de oxidación para su uso con un interfaz de combustión (O_{2} alternativa y/o simultáneamente). Debido al diseño principal del régimen, el flujo y la presión del(de los) gas(es) de referencia siempre están equilibrados y, por tanto, no están sometidos a fraccionamiento isotópico por el procedimiento de conmutación. El flujo y la presión del(de los) gas(es) de referencia se fijan de tal forma que no se cree ningún pulso de presión por el procedimiento de conmutación. El gas de referencia introducido en el sistema da como resultado una señal con la misma apariencia que una señal de analito y se procesa de la misma manera.
El sistema de entrada de gas de referencia presentado de esta invención se sugiere como alternativa valiosa a métodos existentes de calibración isotópica. Da mediciones de excelente precisión y mejora significativamente la exactitud cuando se seleccionan múltiples picos de referencia activa. Además, combina la facilidad de manejo con practicabilidad del método existente de calibración externa con la ventaja de que el patrón y los analitos se someten a condiciones físicas idénticas, durante el paso a través del interfaz de combustión.
Este sistema es especialmente útil cuando se tratan los datos sin corrección de desplazamiento de tiempo ya que los compuestos de referencia así introducidos captan efectos isotópicos termodinámicos. Debido a esta propiedad puede denominarse justificadamente sistema de entrada de gas de referencia para calibración isotópica interna.
Se llevaron a cabo estudios sobre un sistema ORCHID GC- C-IRMS (Europa Scientific, Crewe, CW1 1ZA, RU). El interfaz de combustión, que comprendía un horno de combustión de CuO/Pt que funcionaba a 820ºC, un tubo Nafion que actuaba como separador de agua, y un horno de reducción de Cu que funcionaba a 600ºC, transformó picos de muestra eluidos de la GC en N_{2} y CO_{2} seco. En estudios de ^{13}C, las relaciones isotópicas medidas se corrigen automáticamente para determinar contribuciones de ^{17}O [14] y valores de \delta expresados en unidades por mil [\textperthousand]:
Ec. 1\delta^{13}C = (R_{muestra} - R_{patrón}) / R_{patrón} \ x \ 1000
en la que muestra es la razón ^{13}C / ^{12}C de la muestra y patrón es la razón ^{13}C / ^{12}C del patrón de trabajo. Ya que este estudio sólo se refería a cambios en vez de a valores absolutos, en todos los experimentos se eligieron uno o más picos como picos de referencia interna y su ajustaron sus valores de \delta^{13}C arbitrariamente a cero.
El cromatógrafo de gases fue un HP 5890, serie II, ajustado con un control de presión electrónico (EPC) permitiendo así ajustar el manejo del gas portador o bien a modo de presión constante o bien de flujo constante.
Se usó helio de 5,0 de pureza como gas portador y se hizo pasar a través de un purificador de gases de alta capacidad (Supelco UK, Poole, BH17 7TG, RU) antes de entrar en el GC. Se controló la presión en cabeza de columna mediante un EPC. En cualquier modo, se ajustó el gas portador a una velocidad lineal de 28,4 cm/s a una temperatura de columna de 70ºC. Se llevaron a cabo experimentos usando CO_{2} e isobutano o bien a temperatura de GC constante de 70ºC o usando uno de los tres gradientes de temperatura en los que se mantenía la temperatura de GC a 70ºC durante 2 minutos y posteriormente se programaba hasta 270ºC a velocidades de 4ºC/min, 6ºC/min, y 8ºC/min, respectivamente.
Se consiguió la separación de FAME saturados sobre una columna capilar CP-Sil 19 CB (Chrompack, Middelburg, NL), dimensiones de 25 m x 0,25 mm, 1,2 \mum de espesor de película. Se conectó la columna a un hueco de retención, 1 m x 0,25 mm, que estaba desactivado para cianopropilo/fenilo/metilo [15].
Se analizaron los datos usando el software proporcionado por el fabricante (Europa Scientific ORCHID POST-PROCESSOR).
TABLA 1 Dependencia de área de pico y altura de pico sobre la anchura de pulso sobre pulsos de CO_{2}\cdot^{a)}
Anchura de Área de Altura de Anchura de Relación
pulso [s] pico [nA] pico [nA] pico [s] \delta^{13}C [\textperthousand]^{d)}
pw pa^{b)} ph^{c)} en la base
1 7,87 1,82 22 -0,100
2 16,45 3,69 25 -0,010
3 25,26 5,10 27 0,181
4 34,18 6,02 28 0,103
5 44,10 7,07 30 0,00*
6 54,00 7,77 31 -0,091
7 63,90 8,25 32 -0,083
8 72,78 8,47 33 0,071
9 83,09 8,76 34 0,250
10 93,15 8,96 35 -0,112
a) Los pulsos de CO_{2} se introdujeron en condiciones isotérmicas (70ºC) mientras que se conectaba el
\hskip0.3cm efluente de GC al interfaz de combustión.
b) El análisis de regresión dio: pa = 9,49 pw - 2,61; r = 0,99971: r^{2} = 0,99942.
c) El análisis de regresión dio: ph = 0,279 + 2,335 pw - 0,206 pw^{2} + 0,006 pw^{2}; r = 0,99956: r^{2} = 0,99913.
d) Se seleccionó el pulso de CO_{2} con anchura de pulso de 5 s como pico de referencia activa y se marca con un
\hskip0.3cm asterisco. El valor medio es del 0,023\textperthousand, la mediana es del - 0,01\textperthousand y la DE es de 0,126.
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4
Bibliografía
[1] D E Matthews y J M Hayes, Anal. Chem. 50, 1465-1473 (1978)
[2] J T Brenna, Acc. Chem. Res., 27, 340-346 (1994) y bibliografía citadas en este documento
[3] W A Brand, J Mass Spectrom., 31, 225-235 (1996)
[4] R J Caimi, L H Houghton, y J T Brenna, Anal. Chem., 66, 2989-2991 (1994)
[5] Solicitud de patente europea número 88308156.4, número de publicación 0 306 333, 08.03.1989, Boletín 89/10
[6] D A Merrit, W A Brand, y J M Hayes, Org. Geochem., 21, 573-583 (1994)
[7] W Meier-Augenstein, P W Watt, y C D Langhans, J Chromatogr, A, (1996) en prensa
[8] S A Baylis, K Hall, y E J Jumeau, Org. Geochem, 21, 777- 785 (1994)
[9] B N Bopp, F J Sansone, T M Rust, y D A Merrit, Anal. Chem., 67, 405-411 (1995)
[10] M Rautenschlein, K Habfast, y W A Brand in Stable Isotopes in Paediatric, Nutritional, and Metabolic Research, Intercept Ltd., Andover (UK), (1990) págs. 133-148
[11] K J Goodman y J T Brenna, Anal. Chem., 66, 12941301 (1994)
[12] M Matucha, W Jokisch, P Verner, y G Anders, J Chromatogr., 588, 251-258 (1991)
[13] K J Goodman y J T Brenna, J Chromatogr. A, 698, 63-68 (1995)
[14] H Craig, Geochem. Cosmochim. Acta, 12, 133-149 (1957)
[15] G R van der Hoff, P van Zoonen, y K Grob, J High Resol. Chromatogr., 17, 37-42 (1994).

Claims (7)

1. Entrada de gas de referencia para un sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas que comprende tres conductos que se que se cortan en un punto de intersección, en la que un flujo secundario de gas portador y un gas de referencia pueden entrar en la entrada mediante un primer (I) y un segundo conducto respectivamente, y pueden salir de la entrada juntos mediante un tercer conducto (O), caracterizada porque el segundo conducto comprende un conducto (R) interno situado dentro de un conducto (S) de revestimiento, estando el conducto (R) interno móvil dentro del conducto (S) de recubrimiento desde una primera posición en la que el extremo del conducto (R) interno se encuentra antes del punto de intersección y posición en la que, cuando se usa, el gas de referencia deja el sistema a través del conducto (S) de revestimiento, y una segunda posición en la que el conducto (R) interno se encuentra en el punto de intersección y posición en la que, cuando se usa, el gas de referencia sale con el flujo secundario de gas portador a través del tercer conducto (O).
2. Entrada de gas de referencia según la reivindicación 1, que comprende además un solenoide para mover el conducto (R) interno entre las posiciones primera y segunda.
3. Entrada de gas de referencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pieza en T de bajo volumen muerto, en el que los tres brazos de la pieza en T proporcionan los tres conductos para la entrada.
4. Sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas que comprende una entrada de gas de referencia según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
5. Sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas según la reivindicación 4, que comprende además un interfaz de combustión en el que la entrada está conectada aguas arriba de un interfaz de combustión.
6. Sistema de espectrómetro de masas de relaciones isotópicas según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, en el que la entrada está adaptada para mantenerse a una temperatura superior a 360ºC.
7. Sistema para la estandarización interna que comprende una entrada de gas de referencia según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que puede introducirse un gas de referencia en un flujo secundario de gas portador que se une a un flujo primario de gas portador que transporta una muestra que contiene un analito elemental antes de que ambos flujos pasen dentro de un módulo que convierte la muestra en una forma gaseosa para su análisis de espectrometría de masas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4105348B2 (ja) 1999-11-19 2008-06-25 株式会社日立製作所 試料分析用モニタ装置及びそれを用いた燃焼制御システム
FR2817347B1 (fr) * 2000-11-29 2003-01-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif de couplage d'un microchromatographe avec un spectrometre de masse et dispositif d'analyse
GB0424426D0 (en) 2004-11-04 2004-12-08 Micromass Ltd Mass spectrometer
GB0506665D0 (en) * 2005-04-01 2005-05-11 Micromass Ltd Mass spectrometer
JP5219274B2 (ja) * 2005-04-01 2013-06-26 マイクロマス ユーケー リミテッド 質量分析計
DE102006015535A1 (de) 2006-03-31 2007-10-04 Thermo Electron (Bremen) Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Isotopenverhältnissen
DE102007031680A1 (de) * 2007-07-06 2009-01-08 Thermo Fisher Scientific (Bremen) Gmbh Einrichtung zur Bereitstellung von Gasen, insbesondere für die Isotopenverhältnisanalyse
DE102009035587B3 (de) * 2009-07-31 2011-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Filterung eines Chromatogramms
CN109596782A (zh) 2013-04-15 2019-04-09 塞莫费雪科学(不来梅)有限公司 用于同位素比分析仪的进气系统和确定同位素比的方法
DE102022101886A1 (de) 2021-01-27 2022-07-28 bentekk GmbH Verfahren sowie Vorrichtung zum Kalibrieren einer Gasdetektionsvorrichtung
CN116296671B (zh) * 2023-03-10 2023-10-17 中国科学院西北生态环境资源研究院 与天然气中稀有气体同位素分析装置配套的缓冲件及方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3641822A (en) * 1969-10-01 1972-02-15 Rano J Harris Sr Fluid sample injection valve
GB2141230A (en) * 1983-06-10 1984-12-12 Prutec Ltd Sample inlet system for a mass spectrometer
US5012052A (en) * 1988-03-22 1991-04-30 Indiana University Foundation Isotope-ratio-monitoring gas chromatography-mass spectrometry apparatus and method
GB8921285D0 (en) * 1989-09-20 1989-11-08 Vg Instr Group Isotopic composition analyzer
US5281397A (en) * 1991-03-14 1994-01-25 General Electric Company Adjustable open-split interface for a gas chromatograph and a mass spectrometer
US5308979A (en) * 1992-08-21 1994-05-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Analysis of hydrogen isotope mixtures
GB2270977B (en) * 1992-09-26 1996-06-12 Finnigan Mat Gmbh Combustion oven for the oxidation of components in organic samples, and process therefor
US5424539A (en) * 1992-12-18 1995-06-13 Finnegan Mat Gmbh Process for the analysis of gaseous components by mass spectrometry
GB9418638D0 (en) * 1994-09-15 1994-11-02 Fisons Plc Isotopic composition analyser

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