基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪的制作方法
【专利摘要】本发明是一种基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪。这个装置既有多维色谱的分析能力，又采用微电子技术而使其结构紧凑，能耗显著下降，方便携带，从而可以在一些需要现场采样分析的场合使用，对复杂的样品进行快速高效的分析。其特点是在一维微型色谱柱之后设置多个二维微型色谱柱，关键是在第一维色谱柱和其后的多个二维色谱柱之间安装有智能决策系统。这个智能决策系统包括有信息探测器以及自动控制的流控中心。每组都可分别与一维柱串联而完成全二维模式的分析。
【专利说明】基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪。
【背景技术】
[0002]气相色谱仪作为复杂有机混合物的分离工具，已对挥发性化合物的分离分析发挥了很大的作用。目前使用的大多数仪器为一维色谱，使用一根柱子，虽然也可以用于含几十至上百个物质的样品分析，但是，当样品更复杂时，就使分析效率和准确性下降，并会出现漏检等问题。作为改进，出现了二维色谱分析法，从第一支色谱柱预分离后的馏分，依照从第一支色谱柱中排出的先后顺寻依次被再次进样到第二支色谱柱，作进一步的分离。尽管可通过增加分析的次数来实现对样品的完全分离，但由于流出一维柱进到二维柱时组分的谱带已较宽，因此，第二维的分辨率会受到损失，传统二维色谱在第一维和第二维柱之间通常采用高频率的热调制器对流出一维柱的成分进行切割和压缩，使得能耗大增。同时，这种二维结构的第二维分离柱的容量较小，分离能力有限，不能完全利用二维气相色谱的优势，并且需要复杂的软件和计算来进行数据重建。
【发明内容】
[0003]为了克服上述一维色谱和二维色谱分析方法的不足，本发明提供了一种新的基于分子半径大小的色谱分离方法的便携智能气相色谱仪。这个装置既有多维色谱的分析能力，又采用新型材料和微电子技术使其分离能力增强，结构紧凑，能耗显著下降，方便携带，从而可以在一些需要现场采样分析的场合使用，对复杂的样品进行快速高效的分析。其特点是用可以将混合气体按照分子半径大小区分开的材料作为第一维分离柱，所有分子半径处于同一个量级的物质被分配到同一个第二维色谱柱进行分离。在第一维色谱柱和其后的多个二维色谱柱之间安装有智能调制系统。这个智能调制系统包括有信息探测器和(或)调制器以及自动控制多口电磁阀的阀控制系统。每组都可分别与一维柱串联而完成全二维模式的分析。通过对第一维流出的信息进行调制和解读，与数据库数据进行对比后，自动分配到合适的第二维色谱柱进行进一步的分离和分析，从而快速完成对复杂样品的成份和定量分析。本装置配有薄屏电子显示终端，可以方便地读取分析结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0004]以下结合图1和图2对本发明做进一步说明:图1是便携智能气相色谱仪工作原理图，由第一维色谱分离柱连接N个第二维探测系统构成。第二维探测系统由决策系统和
3个探测器构成。图2是决策系统的结构图(即图1中的3 Α、3^..3Ν)，由控制程序、分子筛和三口阀门构成。
如图1所示，气体样本进入第一维色谱柱(I)并经过分离流程，依次进入第二维探测系统(74至7ν)。在第二维探测系统中，气体样本先被探测器(2α)探测，然后流经决策系统(3α)。[0005]决策系统的结构如图2所示，由控制程序(8)、分子筛(9)和三ロ阀门(10)构成。这样，在决策系统(3)中，样本经过分子筛(9)过滤，分子半径大于分子筛的，不能通过，被留在决策系统(3)内。图2所示的即图1中的(3a)、(3b)到(3n)的结构。
[0006]这样，分子半径小于分子筛的，能够通过决策系统(3A)的样本被探測器(4A)探測。当探測器(2A)探測到样品全部到达分子筛，而探測器(4A)探測到能通过决策系统(3A)的样本已经全部通过，决策系统中的控制程序(8)启动决策系统(3)中的阀门(10)，使留在决策系统(3A)中的气体流入到第二维分离柱(6a)中继续分离，分离出的气体被探测器(5a)依次探測到。当第二维色谱柱中的任ー个完成被分配的任务后，探測器(5a)将信息反馈给控制程序(8)，告诉它自己可以被分配新的任务，从而可以连续地进行样本的自动分析。
【具体实施方式】
[0007]作为ー个实施例，仍以附图为例加以说明:
样本气体例如石化产品、复杂环境气体等进入ー维色谱柱(I)并经过分离流程后，与流出的载体气进入第二维探测系统(7a)。在第二维探测系统(7a)中，样本先被探測器(2a)探测，并流入决策系统(3a)，分子半径小于决策系统(3a)的分子筛(9a)的样本通过决策系统(3a)流出，被探測器(4a)探測到，而分子半径大于决策系统(3a)中分子筛(9a)的，被留在决策系统(3A)内。当探測器(2A)和(4A)全部恢复到基准线水平(表明没有样本气体被探測至IJ)，决策系统(3a)中的控制软件(8a)打开阀门(10a)，将留在决策系统(3a)中的样本气体打入到第二维色谱柱(6a)中继续分离，被分离的样本依次被探測器(5a)探測。探测完后，探測器(5A)返回探测完的信号给控制软件(8A)，表示该第二维分离柱可以被分配下ー个分离任务。通过决策系统(3a)的样本气体，被后面的决策系统(7a)继续过滤分离，其过程与决策系统(7A)的一祥。决策系统
(7n)的分子筛半径越来越小，_N越大分子半径越小。这样可以将样本中所有不同分子半径的待检测物全部收集检测。
[0008]这种便携智能气相色谱仪所获得的分析数据也可以通过与其他外围设备的连接进行打印或数据传送等。
【权利要求】
1.一种基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是由一维微型色谱柱和多个ニ维微型色谱柱以及决策系统和中央处理器及显示终端构成。
2.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是智能系统由控制程序和分子筛以及三ロ阀门组成。
3.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是一维微型色谱柱流出的载体和样本可以进入三ロ阀经调制分配有序地进入ニ维系统。
4.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是ニ维微型色谱柱可以是ー组到多组。
5.每组都可分别与ー维色谱柱以串联方式耦合而完成全ニ维模式的分析。
6.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是决策系统中的信息探測器可以侦测多维色谱分析过程中各个阶段的流体状态信息，转换为阀门控制动作，完成对ー维微型色谱柱的控制和ニ维微型色谱柱工作状态的分配。
7.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是ー维微型色谱柱内的样本完全流出后，与之相连接的阀门关闭。
8.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是任何ー个完成了ニ维分析流程的ニ维微型色谱柱可以根据指令自动进入新ー轮分析工作。
9.根据权利要求1所述的基于分子大小的色谱分离方法和便携智能气相色谱仪，其特征是可以通过显示终端显示分析结果，也可以通过其他辅助设备输出所获得的数据和信;しo
【文档编号】G01N30/60GK103592398SQ201310168767
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年5月9日 优先权日:2013年5月9日
【发明者】刘晶 申请人:刘晶