[发明专利]气体交换芯片、使用其的气体抽出方法及总有机碳测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将氧或二氧化碳气体等气体成分从液体中去除，或者使其移动到气体或其他液体中的气体交换装置，和使用这种气体交换装置的气体抽出方法及总有机碳测定装置。

背景技术

作为用于去除液体中的气体成分，或者相反使气体成分移动并溶解到液体中的气体交换装置，一般使用的是采用中空丝膜的装置。将多根中空丝膜集束并在其两端加盖后作为组件使用。在这种组件中，将液体通入中空丝膜内，通过对外部进行抽吸去除包含在液体中的气体，或者通过对外部的气体进行加压使气体融入到中空丝膜内的液体中(参考专利文献1)。

作为测量样品水中的总有机碳的总有机碳测定装置，一般具备将有机碳转换为二氧化碳的有机物氧化分解部、将在有机物氧化分解部产生的二氧化碳抽出到纯水中的二氧化碳抽出部、以及为了对在二氧化碳抽出部抽出的二氧化碳进行测定而对二氧化碳抽出部的纯水的导电率进行测定的检测部。

在这样的总有机碳测定装置中，为了使二氧化碳从在有机物氧化分解部被施加氧化处理的样品水移动到纯水中，通过将二氧化碳抽出部配置为用气体透过膜或多孔质膜隔离样品水和纯水，从而使样品水中的二氧化碳经该气体透过膜或多孔质膜移动到纯水中。

专利文献1：特许第3370407号公报

在现有的采用中空丝膜的气体交换装置中，由于将中空丝膜集束后使用，为了使气体从该集束的外部溶解到流经该集束的中央部的中空丝膜的液体中，或者将气体从流经中央部的中空丝膜的液体中抽出到该集束的外部，会因移动距离长而导致移动时间变长，气体交换速度变慢。

发明内容

因此，本发明的第1个目的在于加快气体交换装置中的气体移动速度。

在二氧化碳抽出部采用气体透过膜的总有机碳测定装置中，由于二氧化碳在气体透过膜中的透过速度慢，导致在二氧化碳抽出部使二氧化碳移动的时间变长。

在二氧化碳抽出部采用多孔质膜的总有机碳测定装置中，虽然多孔质膜中的二氧化碳透过速度快，但由于存在于多孔质膜中的孔通向所有的方向，导致二氧化碳向膜整体扩散。其结果，在二氧化碳开始移动后，立刻产生移动的二氧化碳浓度变稀的现象，因此需要一定的时间，用来通入含有二氧化碳的样品水，使膜中的二氧化碳浓度保持一定。

因此，本发明的第2个目的在于提供一种加快在二氧化碳抽出部的二氧化碳的移动速度的总有机碳测定装置。

本发明的特征在于，经槽使气体成分移动，为了使液体不能通过而气体成分能够移动，该槽的内表面的至少一部分施以疏水性处理，其截面面积的大小被设定。

本发明的第一种气体交换芯片是在两个流路间进行气体交换或抽出的双流路型气体交换芯片，具备：基体；形成于该基体内，分别具有入口和出口的两个流路；连通这两个流路的多个槽，为了不使液体通过而使气体成分能够移动，该槽的内表面的至少一部分被施以疏水性处理，且其截面面积的大小被设定。

所述双流路型气体交换芯片的第一种形态是两个流路被平行设置在与基体表面平行的平面内，槽形成在基体自身上。

另外一种形态是两个流路经由膜对向配置，槽由贯通该膜、形成在相互不交叉方向上的孔构成。

本发明的第二种气体交换芯片是在1个流路和外部之间进行气体交换或抽出的单流路型气体交换芯片，具备：基体；形成于该基体内、具有入口和出口的流路；连接该流路和基体外部的多个槽，为了不使液体通过而使气体成分能够移动，该槽的内表面的至少一部分被施以疏水性处理，其截面面积的大小被设定。

当槽形成在基体上时，其深度和宽度均优选为10μm以下，当槽形成在膜上时，其直径优选为1μm以下。

为了进行气体交换和抽出，以往采用的是透过膜，但在本发明中，通过使用表面的至少一部分具有疏水性的微细槽，使液体不能透过，而液体中的气体成分或将使其溶解到液体中的气体成分移动通过槽中存在的气体。

流路的深度和宽度均优选为1000μm以下。

本发明的气体抽出方法通过本发明的气体交换芯片进行。

采用双流路型气体交换芯片的气体抽出方法的第一种方式，是将液体流入双流路型气体交换芯片的两个流路中，使气体成分在两个流路之间移动的气体抽出方法。具体适用例为一方的流路液体采用含有二氧化碳的样品水，另一方的流路液体采用纯水，使样品水中的二氧化碳移动到纯水中的气体抽出方法。

采用双流路型气体交换芯片的气体抽出方法的第二种方式，是将液体流入双流路型气体交换芯片的一方的流路中，将气体通入另一方的流路中，使该气体移动、溶解到流路液体中的气体抽出方法。