[发明专利]全二维气相色谱仪及用于此色谱仪的调制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种全二维气相色谱仪，其具有第一分离柱，第二分离柱以及由控制器控制以便对从第一柱洗脱到第二柱的色谱峰进行采样的调制器。

本发明进一步涉及一种用于此色谱仪的调制器。

背景技术

Ruby C.Y.Ong和Philip J.Marriott在《色谱科学杂志》，40(2002)276-291中给出了“全二维气相色谱仪的基本概念综述”。

全二维气相色谱（GCxGC）必须与多维或中心切割气相色谱（GC-GC）区别开来，其中两个分离柱由阀连接，该阀允许将来自第一柱（第一维）的洗脱物的所选部分（中心切割）引入第二柱（第二维），便于进行分离和检测。所选部分可以是色谱峰，该色谱峰来源于第一柱并包含尚未完全分离的分析物。

在全二维气相色谱中，整个样品在理想情况下在两个分离柱中独立分离，这两个分离柱依次与定位在它们之间的调制器连接。通常，第一维是常规柱，第二维是较短的快速洗脱柱。调制器用于将来自第一柱的流出物聚集在短插塞中并将其注入第二柱，便于进行快速分离。具有不同类型的调制器，其中的一部分基于温度差，另一部分则基于阀操作。

在低温调制器中，例如，在第一柱的端部出现的分析物在冷却区域（阱）中收集和集中并通过加热该区域而释放到第二柱。这允许采样并转移从第一柱洗脱下来的完整色谱峰。

基于阀的调制器在无需冷却和加热的情况下有利地工作并且可用于快速峰，因为所述基于阀的调制器以相对高的频率进行操作。作为热调制器，所述基于阀的调制器更简单、更小、更坚固且成本更小。基于阀的调制器通常采样不完整的色谱峰，因为它们从第一柱排出一定量的流出物使得部分流出物被丢失。然而，如果峰较短，则可以通过将来自第一柱的洗脱物收集在采样环路中，然后切换阀并以非常高的速率将采样环路的内容物注入第二柱中来整体转移，因为将采样量注入气相色谱仪而被众所周知的技术。为此，调制器可以包括六通阀，该六通阀在第一位置连接与第一柱和排气装置成一条线的采样环路，在第二位置连接与载气源和第二柱成一条线的采样环路。

继Gwen M.Gross等人之后，“使用同步双阀注入的高速气相色谱”，《分析化学》76(2004)3517-3524，公开了一种高速气相色谱用注入系统，上述调制器可以通过在第一阀与第二柱之间布置另一个六通阀来进行修改。第一位置的第二阀将载气源（第一位置的第一阀）或采样环路（第二位置的第一阀）连接至第二柱。在第二位置，第二阀将第二柱连接至载气源并将采样环路连接至排气装置（第二位置的第一阀）。因此，可以获得远远超过由单个阀提供的脉冲宽度的尖的、快速且准确的注入脉冲。因为高速阀独立驱动，所以注入脉冲宽度可以根据分离要求改变。然而，高速六通隔膜阀的成本昂贵，设计复杂，并且可能因为切换导致流扰动。

根据US6,447,581B2，已知一种气流切换设备，其允许样本在无阀的情况下注入分离柱。设备包括平面组件，在平面组件中不同气体通道从广泛意义上讲通过微机械加工技术来形成。第一气体通道在一端经由毛细管和电磁阀与载气源连接，在另一端与分离柱连接。第二气体通道在一端经由毛细管从采样环路接收样本并在另一端向排气毛细管打开。第一和第二气体通道以及第一和第二气体通道之间的连接气体通道经由连接气体通道相互通信。当电磁阀打开时，载气通过第一气体通道流向分离柱；一小部分载气流入连接气体通道并保持在第二气体通道中流动的样本远离第一气体通道和柱。当电磁阀在短时间内关闭时，将样本从第二气体通道转移到连接气体通道并经由第一气体通道到达分离柱。

如上所述，基于阀的调制器二维气相色谱仪从第一柱排出一定量的流出物使得部分流出物被丢失。为了最大程度减小缺少流出物的毁损影响，来自第一柱的峰优选若干次采样到第二柱，以便将每个峰的若干片传输至第二柱。这需要极其快速的切换和较短延迟，例如，小于3ms的注入脉冲宽度和小于9ms的注入周期时间。

发明内容

因此本发明的目的在于通过简单的方式提供对二维气相色谱中的第一维峰进行快速而精确的采样。

根据本发明，在其他优点之中，该目的通过权利要求1中限定的二维气相色谱仪或权利要求6中限定的调制器来实现。

因此，本发明的一个主旨为一种全二维气相色谱仪，其具有第一分离柱，第二分离柱以及由控制器控制以便对从第一柱洗脱到第二柱的色谱峰进行采样的调制器，其中所述调制器包括平面组件，平面组件包含：

第一气体通道，其具有

与载气源所连接的第一入口端，以及

与第二分离柱所连接的第一出口端；

第二气体通道，其具有