气相色谱单元、用相同该单元的可扩展气相色谱系统及相关方法_4

文档序号:9706862阅读:来源:国知局
0(或其部分)的示例的示意图。GC装置 1000包括至少第一 GC单元500A和第二GC单元1050。为简单起见,图10示出了仅第一 GC 单元500A的入口侧和仅第二GC单元1050的出口侧。然而,通过使用在上表中所显示的符 号,图10还包括更完整的GC装置1000及相关GC系统的示例的示图。如图10所示或部分 地所示,第一 GC单元500A包括第一 FC554A (其包括第一 MFC518A)和第一入口侧微流体装 置556A;第二GC单元1050包括第二FC1054(其包括(第二)FPC1026)和(第二)出口侧 微流体装置1058。图10还示出了第二GC单元1050的第二GC柱1052的一部分。为简单 起见,未示出第一 GC单元500A的第一 GC柱。
[0084] 在本实施例中,第二GC单元1050被定位为上游单元,其接收样品注入,如在该示 图中所示。第一 GC单元500A被定位为下游单元,并且流体地联接至第二GC单元1050,以 便能够从第二GC柱1052接收流出物。如在该示图中所示,第一 GC单元500A可以与检测 器连通。另一 GC单元或其他类型的流体接收组件可以流体地联接(未示出)至第二GC单 元1050,以便能够从第二GC柱1052接收流出物。
[0085] GC装置1000配置成用于实施GC X GC流量调节,样品回路1094可交替地填充有 来自第一维(第二GC柱1052)的流出物,并且被冲洗以将流出物流入第二维(第一 GC单 元500A的GC柱)。作为配置GC装置1000用于实施此模式的一非限制性示例,GC柱流体 地联接至相应GC单元500A和1050的入口侧和出口侧第一端口,如上所述(例如,图2A)。 第一 MFC518A流体地联接至第一入口侧微流体装置556A的第二和第四端口,如上所述(例 如,图5),但是在本实施例中,该联接是可选择的,如下所述。第二出口侧微流体装置1058 被定位成使得第二FPC1026与第二出口侧微流体装置1058的第三端口连通,从而提供辅助 载气流量F AUX。第二出口侧微流体装置1058被定向成使得其第二端口通过样品回路1094 即具有适于在期望的时间点包含所需量的流体的尺寸的传输管线与第一入口侧微流体装 置556A的第三端口连通。第二出口侧微流体装置1058被定向成提供至少第一(分离)流 出物流量Ei从第二GC柱1052至第一 GC单元500A,并且最终至从第一 GC单元500A下游 的第一检测器。第二出口侧微流体装置1058的定向还确保整个辅助载气流量FAUX在正常 工作条件下被引入样品回路1094。第二出口侧微流体装置1058的第二端口可以提供第二 (分离)流出物流量E 2至另一 GC单元或其他类型的流体接收组件(未示出)。
[0086] 此外,在本实施例中,第一 FC输出端口 506A已配置成包括在第一 MFC518A与T形 连接器之间的开关阀1044,其与第一入口侧微流体装置556A的第二和第四端口连通。开 关阀1044可在第一位置与第二位置之间移动。在第一位置,开关阀1044引导载气从第一 MFC518A至T形连接器,且因此至第一入口侧微流体装置556A,如上所述。在第二位置,如 图10所示,开关阀1044引导载气从第一 MFC518A通过旁通管线1048并且至第二GC单元 1050。旁通管线1048流体地联接在第一 FC输出端口 506A的端口与定位在第二FPC1026下 游的T形连接器之间,或在第二FC1054或在第二FC1054与第二出口侧微流体装置1058之 间。因此,在第二位置,来自第一 GC单元500A的MFC控制的载气流量FMra与来自第二GC 单元850的FPC控制的载气流量FAUX结合。因此,第一位置可用于通过阻止流入第一 GC柱 来填充样品回路1094,第二位置可用于采用通过旁通管线1048的相对高载气流的帮助来 冲洗样品回路1094。
[0087] 要指出的是,GC装置1000能够流出物分离或切换至流体地联接至第二GC单元 1050第四端口的第二下游流体组件(未示出),以使得MD-2DGC可以同时与GC X GC流量 调节而被执行。在这种情况下,在第二下游流体组件与第二GC单元1050的第四端口之间 的流体联接应具有在GC X GC流量调节的典型高冲洗流量之下的可忽略的流动阻力,以使 第二FPC1026能够有效地控制下游(第一)GC单元500A的头部压力且因此F cou。
[0088] 图11是根据另一实施例的GC装置1100(或其部分)的示例的示意图。GC装置 1100包括至少第一 GC单元500A、第二GC单元500B、以及第三GC单元1150。为简单起见,图 11示出了仅第一 GC单元500A和第二GC单元500B的出口入口侧和仅第三GC单元750的入 口侧。然而,通过使用在上表中所显示的符号,图11还包括更完整的GC装置1100及相关GC 系统的示例的示图。如图7所示或部分地所示,第一 GC单元500A包括第一 FC554A(其包括 第一 FPC526A)和第一出口侧微流体装置558A ;第二GC单元500B包括第二FC554B (其包括 第二FPC526B)和第二出口侧微流体装置558B ;以及第三GC单元1150包括第三FC1154 (其 包括(第三)MFC1118)和(第三)入口侧微流体装置1126。图11还示出了第一 GC柱552A 和第二GC柱552B的一部分。为简单起见,未示出第三GC单元1150的第三GC柱。
[0089] 在本实施例中,第一 GC单元500A和第二GC单元500B被定位为上游单元,其可接 收样品注入,如在该示图中所示。第三GC单元1150被定位为下游单元,并且流体地联接至 第一 GC单元500A和第二GC单元500B,以便能够从第一 GC柱552A和第二GC柱552B接 收相应的流出物。因此,GC装置1100配置成用于将来自第一 GC单元500A和第二GC单元 500B的样品流合并成第三GC单元1150中的单个样品流,其然后可流至检测器,如在该示图 中所示。
[0090] 作为这样配置的一示例,GC柱流体地联接至相应GC单元500A、500B和1150的入 口侧和出口侧第一端口,如上所述(例如,图2A)。第一 FPC526A和第二FPC526B流体地联接 至相应第一出口侧微流体装置558A和第二出口侧微流体装置558B的第三端口,从而提供 相应的第一和第二辅助载气流量F AUX1和FAUX2。第二FPC526B与第二出口侧微流体装置558B 的第三端口之间的载气管线可以是或包括限流器1164,其确保在第三GC单元1150的下游 (第三)GC柱中的流动仅由单个FPC(即第一 FPC526A,不是第二FPC526B)控制。第一出口 侧微流体装置558A的第四端口流体地联接至第三入口侧微流体装置1126的第三端口,并 且第二出口侧微流体装置558B的第四端口流体地联接至第三入口侧微流体装置1126的第 二端口。第一出口侧微流体装置558A与第二出口侧微流体装置558B的第二端口可以与其 他流体组件(未示出)连通。第三GC单元1150的第三FC输出端口配置为单个输出端口, 其通过单一的载气管线1134将由第三MFC 1118调节的载气流引导至第三入口侧微流体装 置1126的第四端口。
[0091] GC装置1100配置成用于实施相加合并。这可以通过将来自第三GC单元1150的 MFC调节的载气流量FMrc设置成较小的值并且将通过第三GC柱的总流量Fea设置成大于进 入第一 GC柱552A和第二GC柱552B的总流量Fe(]U和的总和即Fea>Fe(]U+F ea2来完成。 GC装置1100还配置成用于实施与反冲流的选择性的合并。这可以通过降低需要反冲流的 GC单元的GC柱入口压力来完成。
[0092] 图12是根据另一实施例的GC装置1200(或其部分)的示例的示意图。GC装置 800包括至少一个上游GC单元1250、第一下游检测器1212A、以及第二下游检测器1212B。 为简单起见,图12示出了仅GC单元1250的出口侧。然而,通过使用在上表中所显示的符 号,图12还包括更完整的GC装置1200及相关GC系统的示例的示图。如图12所示或部分 地所示,GC单元1250包括FC1254 (其包括FPC1226)和出口侧微流体装置1258。图12还 示出了流体地联接至第二GC单元850第一端口的GC柱1252的一部分。
[0093] 在本实施例中,GC单元1250被定位为上游单元,其接收样品注入,如在该示图中 所示。第一检测器1212A和第二检测器1212B被定位为下游单元,并且流体地联接至GC单 元1250,以便能够从GC柱1252接收流出物。GC装置1200可以配置成用于实施至少两种 操作模式,定比流出物分离和可调流出物分离。
[0094] -般而言,通过将FPC1226( 即,由FPC1226所调节的载气管线)、第一检测器 1212A以及第二检测器1212B任意地流体联接至出口侧微流体装置1258的第二、第三以及 第四端口,GC装置1200可以配置成用于实施定比流出物分离。图12示出了一非限制性 示例,其中FPC1226流体地联接至第三端口,第一检测器1212A流体地联接至第二端口,以 及第二检测器1212B流体地联接至第四端口。在FPC1226(F AUX)上的设置确定进入检测器 1212A和1212B的总流量Fi和F2, 即,FAUX = Fi+F^F^。流量比F1:F2由至检测器1212A和 1212B的流体连接的流动阻力比固定。因此,通过保持F AUX不变,流出物分流比Ei: E2同样得 以固定。
[0095] 一般而言,通过将FPC1226流体地联接至不是最接近联接至GC柱1252 (即,不是 第二部分)的端口的端口,并且将第一检测器1212A和第二检测器1212B流体地联接至出 口侧微流体装置1258的其它两个可用的端口,GC装置1200可用于实施可调的流出物分离。 图12示出了一非限制性示例,其中FPC1226流体地联接至第三端口,第一检测器1212A流 体地联接至第二端口,以及第二检测器1212B流体地联接至第四端口。流出物分流KE 1:E2 通过改变在FPC1226(Faux)上的设置而得以调整(变化)。因为流量比匕:匕保持不变,所以 流出物分流比Ei :E2必须响应于改变FAUX而改变。
[0096] 图13是根据另一实施例的GC单元1300(或包括GC单元1300的GC装置)的示 例的示意图。通过使用在上表中所显示的符号,图13还包括GC单元1300的示图。GC单元 1300通常可以包括与上面结合图5所述的GC单元500的组件相同的组件或相似的组件。 然而,GC单元1300配置成不同于GC单元500,或者在一些实施例中可以是GC单元500的 重新配置版本。具体地,第一 FC输出端口 506配置为单个输出端口,其通过载气管线534将 由MFC518调节的载气流量Fmfc引导至入口侧微流体装置556的第四端口 574。FC554的压 力控制器配置为BPC1326,其通过载气管线522 (及根据需要来完成流体连接的任何其他气 体管线1330)与入口侧微流体装置556的第二端口 570连通。与BPC调节的载气管线522 连通的第二FC输出端口 510用作排放口 1310或与之连通,用于排放BPC调节的载气流量 FVNT。样品流量Ftrf可以在入口侧微流体装置556的第三端口被接收。GC柱(未示出)的 入口和出口端部可以流体地联接至入口侧微流体装置556和出口侧微流体装置558的相应 第一端口。通过此结构,柱流量F ea由本地BPC1326背压控制,且= FTRF+FMrc - F胃。
[0097] 图14是根据另一实施例的GC装置1400(或其部分)的示例的示意图。GC装置 1400包括如上所述的GC单元1300和与入口侧微流体装置556的第三端口连通的样品导入 装置或气体采样器1424。气体采样器1424可以是质量流量控制的气体采样器,比如例如热 解吸器、顶空采样器、或气体取样阀。气体采样器1424可以通过利用标准的S/SL GC入口 而联接至GC装置1400。然而,由于使用背压控制的GC单元1300, GC入口可被消除,且代 替的是,气体采样器1424可以直接地联接至入口侧微流体装置556,这在某些情况下可能 是所期望的。
[0098] 图15是根据另一实施例的GC装置1500(或其部分)的示例的示意图。GC装置 900包括至少第一 GC单元500和第二GC单元1550。为简单起见,图15示出了仅第一 GC单 元500的入口侧和仅第二GC单元1550的出口侧。然而,通过使用在上表中所显示的符号, 图15还包括更完整的GC装置900及相关GC系统的示例的示图。如图15所示或部分地所 示,第一 GC单元500包括第一 FC554(其包括MFC518)和(第一)入口侧微流体装置556。 第二GC单元1550包括第二FC1554 (其包括配置为BPC1526的压力控制器)和(第二)出 口侧微流体装置1558。第一 GC单元500通常可以配置成与上面结合图5所述的GC单元 500相同。第二GC单元1550被定位为上游单元,其接收样品注入,如在该示图中所示。第 一 GC单元500被定位为下游单元,其可以流体地联接至检测器,如在该示图中所示。第一 GC单元500的GC柱(未示出)因此能够从第二GC单元1550的GC柱(未示出)接收流出 物。
[0099] 作为本实施例的配置的一示例,由第二GC单元1550的BPC1526所调节的气体管 线与第二出口侧微流体装置1558的第三端口连通,并且将过量的气体流量引导至排放口 1510。第二出口侧微流体装置1558的第四端口流体地联接至第一入口侧微流体装置556的 第三端口。附加下游流体组件(例如,GC单元或检测器,未示出)可以联接至第二出口侧微 流体装置1558的第二端口,以使得来自上游(第二)GC单元1550的GC柱的流出物可被分 成进入下游(第一)GC单元500的流量匕和进入附加下游流体组件的流量F 2。此配置在上 游GC单元1550中的柱流量大于第一 GC单元500与附加下游流体组件的最佳柱流量的总和 时可能是有用的。在这种情况下,上游GC单元1550使得过量的流量能够通过BPC调节的 排放口 1510而被排放。GC装置1500可以用于选择性地切割来自上游GC单元1550的流出 物流量。为了接收进入第一 GC单元500的GC柱的样品流量,MFC调节的流量FMra设置成 小于通过第一 GC单元500的柱流量(F^'F^)。为了拒绝进入第一 GC单元500的GC柱 的样品流量,MFC调节的流量Fmf"设置成大于通过第一 GC单元500的柱流量(F^'F^)。
[0100] 图16是根据另一实施例的GC装置1600(或其部分)的示例的示意图。GC装置 1600包括至少第一 GC单元500和第二GC单元1650。为简单起见,图16示出了仅第一 GC 单元500的入口侧和仅第二GC单元1650的出口侧。然而,通过使用在上表中所显示的符 号,图16还包括更完整的GC装置1600及相关GC系统的示例的示图。如图16所示或部分 地所示,第一 GC单元500包括第一 FC554 (其包括第一 MFC518)和第一入口侧微流体装置 556 ;以及第二GC单元1650包括第二FC1654(其包括(第二)BPC1626)和(第二)出口侧 微流体装置1658。
[0101] 在本实施例中,第二GC单元1650被定位为上游单元,其接收样品注入,如在该示 图中所示。第一 GC单元500被定位为下游单元,并且流体地联接至第二GC单元1650,以便 能够从第二GC单元1650的GC柱接收流出物。如在该示图中所示,第一 GC单元500可以 与检测器连通。在一些实施例中,附加下游流体组件(例如,GC单元或检测器,未示出)还 可以流体地联接至第二GC单元1650(第二出口侧微流体装置1658)的第四端口(F 2),以便 能够从第二GC单元1650的GC柱接收流出物。否则,第一 GC单元500流体地联接至第二 GC单元1
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