分析物浓缩的替代品添加装置和方法制造方法及图纸

描述一种替代品添加装置，该装置以一致的输送速率将替代化合物添加到流动样品流中。该替代品添加装置包括替代品储罐、流动室以及扩散屏障。该替代品储罐可被配置成包含替代品溶液，其中该替代品溶液包含替代化合物。该流动室包括入口端口和出口端口。该扩散屏障的至少一部分设置于该替代品储罐与该流动室之间。该扩散屏障可包括形成该替代品储罐的壁的一个内表面和形成该流动室的壁的一个外表面。该流动室可被配置成接收穿过该扩散屏障的该外表面的流动样品溶液并且还使该替代化合物从该替代品储罐扩散到该流动室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 背景 在使用分析技术监控环境中的化学物方面的兴趣日臻增高。例如，可以监控湖泊、 河流、池塘以及水库中的除草剂，以确保水能安全饮用或者除草剂不会危及栖息地。在很多 情况下，用于水的分析技术将需要相当大的液体体积（例如，l〇〇mL至1000mL液体）并且样 品位置可能距离分析实验室很远。应注意，分析仪器例如像高压液相色谱（HPLC)和毛细管 色谱不能被轻易运送到样品源，因为它们是相当重且精密的仪器。出于这些原因，用于对远 距离水体进行取样的大部分程序需要将水样从远距离地点收集并运输到实验室。除收集、 装瓶、保存以及运输水的成本和不便之外，在该过程的各个步骤中均存在交叉感染和出错 的可能性。 在一个环境研究中，可持续长时间段监控水。人工操作者进行水取样过程可能并 不方便或者不是成本有效的。一种可能性是使用被配置来持续一段时间以恒定流速从样品 源取水并保存在容器中的泵罐（pump can)。使用泵的一个问题在于，它需要持续整个取样 周期具有足够的功率和一致的流速。 申请人:认为需要一种可以检验样品已经适当收集的装 置和方法。此外， 申请人:认为检验装置和方法应不需要电源，以使得将容易使用在远距离环 境中的实现方式。
技术实现思路
描述一种替代品（surrogate)添加装置，该装置以一致的输送速率将替代化合物 添加到流动样品流中。该替代品添加装置包括替代品储罐、流动室以及扩散屏障。替代品 储罐可被配置成包含替代品溶液，其中该替代品溶液包含替代化合物。流动室包括入口端 口和出口端口。该扩散屏障的至少一部分设置于该替代品储罐与该流动室之间。该扩散屏 障可包括形成该替代品储罐的壁的一个内表面和形成该流动室的壁的一个外表面。该流动 室可被配置成接收穿过该扩散屏障外表面的流动样品溶液并且还使该替代化合物从该替 代品储罐扩散到该流动室中。沿着流动样品溶液穿过该入口端口的方向延伸的轴线相对于 沿着流动样品溶液从该入口端口至该出口端口的方向延伸的线段形成一个角。该角的范围 可以是从约100度至约170度。 在一个实施例中，该扩散屏障还可被配置成在取样周期过程中具有替代化合物到 流动室中的近似一致的扩散速率，该取样周期包括其中样品溶液被泵入穿过流动室以在固 相提取装置上浓缩分析物的持续时间。替代化合物从替代品储罐到流动室中的扩散速率的 范围在每分钟约一毫升的流速下可以是从每分钟约4阿托摩尔（attomole)至每分钟约100 皮摩尔。在取样周期过程中，近似一致的扩散速率可具有小于约5%的相对标准偏差。扩散 屏障还可被配置成使得在取样周期过程中基本上没有大量的样品溶液流动穿过扩散屏障。 流动室可包括由该扩散屏障外表面和该流动室的相对壁限定的高度，其中该高度的范围是 从约0. 6毫米至约13毫米。可以对替代品添加装置进行定向，其中该扩散屏障的外表面是 近似平行于重力向量线的近似平面的表面。 描述一种用于从样品源浓缩分析物的系统。该系统包括泵、替代品添加装置以及 固相提取装置。该泵可以被配置成将样品溶液从样品源泵入到固相提取装置中。该替代品 添加装置可以流体地联接至该泵的出口上。替代品储罐可被配置成包含替代品溶液，其中 该替代品溶液包含替代化合物。流动室包括入口端口和出口端口。该扩散屏障的至少一部 分设置于该替代品储罐与该流动室之间。该扩散屏障可包括形成该替代品储罐的壁的一个 内表面和形成该流动室的壁的一个外表面。流动室可被配置成接收穿过该扩散屏障外表面 的流动样品溶液并且还使该替代化合物从该替代品储罐扩散到该流动室中。该固相提取装 置可以流体地联接至流动室的出口端口。该固相提取装置可以被配置成从样品溶液结合替 代化合物和分析物。 -种用于从样品源浓缩分析物的方法包括将样品溶液从样品源泵入到替代品添 加装置中。可以使用该替代品添加装置将替代化合物添加到样品溶液中。来自替代品添加 装置的样品溶液可流向固相提取装置。分析物和替代化合物可从样品溶液结合到固相提取 装置中。作为下一个步骤，可以从固相提取装置洗脱分析物和替代化合物。可以使用分析 仪器分析洗脱的分析物和洗脱的替代化合物，该分析仪器例如像，液相色谱仪、质谱仪、气 相色谱仪、紫外-可见分光计、荧光分光计、火焰离子化检测器、电化学检测器或其组合。 附图简要说明 结合在此并构成本说明书的一部分的【附图说明】了本专利技术当前优选的实施例，并且 与上文给出的一般说明和下文给出的详细说明一起用于解释本专利技术的特征（其中相似数 字代表相似元件）。通过参考阐述利用本专利技术原理的说明性实施例的以下详细说明和附图 将获得对本专利技术的特征和优点的详细理解，在附图中： 图1示出一种用于浓缩分析物的系统的示意图，该系统包括一个替代品添加装置 和一个固相提取装置； 图2示出该替代品添加装置的分解侧截面平面视图； 图3示出替代品添加装置的图示流动室的那部分的仰视图； 图4示出替代品添加装置的相对于切割平面线4的一部分的截面侧平面视图，该 部分中具有平面表面的扩散屏障被配置成近似垂直于重力向量线G ; 图5示出扩散屏障的简化分解侧平面图，其中突出显示了替代化合物从替代品储 罐到流动室的一致地输送； 图6示出替代品添加装置的一部分的截面侧平面视图，其中具有平面表面的扩散 屏障被配置成近似平行于重力向量线G ; 图7示出一种用于分析已预先浓缩在固相提取装置上的分析物的在线系统的示 意图； 图8示出随时间而变化的吸光度单位，其中替代化合物利谷隆已从固相提取装置 上洗脱； 图9是示出随时间而变化的、与替代化合物利谷隆浓度成比例的UV反应的图表， 其中平面扩散屏障是近似垂直于重力向量线； 图10是示出随时间而变化的、与替代化合物利谷隆浓度成比例的UV反应的图表， 其中平面扩散屏障是近似平行于重力向量线；并且 图11是示出随时间而变化的、与替代化合物利谷隆浓度成比例的UV反应的图表， 其中液体流是合成的饮用水。 实施方式的详细说明 以下详细说明应参考附图来阅读，其中在不同附图中的相似元件相同地进行编 号。不必按比例绘制的这些附图描绘了多个选择的实施例并且不旨在限制本专利技术的范围。 详细说明通过举例的方式而不是限制的方式来说明本专利技术的原理。本说明将清楚地使得本 领域技术人员能够进行并使用本专利技术，并且描述本专利技术的若干实施例、改变、变化、替代方 案以及用途，包括目前被认为是执行本专利技术的最好模式。如在此使用的用于任何数值或范 围的术语约或近似指示出于其在此所述的预期目的允许组分的部分或集合起作用的 一个适合的尺寸公差。 可以从一个样品源收集一种样品以监控一种分析物。在一个实施例中，可使用一 个泵来在一个时间段上收集该样品。在监控水中的化学物时，样品中的分析物浓度可能是 相对低的并且因此难以测量。为了避免这个问题，可以使用固相提取装置浓缩该分析物并 且同时减少样品的总体积。使该分析物与固相提取装置结合允许样品更容易地输送到实验 室并且然后随后进行分析。固相提取装置典型地是相对小且轻的装置，它与一个一升的水 瓶相比可以是容易运输的。 为了使用固相提取装置进行精确和准确的测量，该泵应具有一致的流速以使得流 动通过固相提取装置的流体体积可以与预定方案一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从样品源浓缩分析物的系统，该系统包括：(a)被配置成将样品溶液从该样品源泵送到固相提取装置的泵；(b)流体地联接至该泵的出口的替代品添加装置，该替代品添加装置包括：(i)被配置成包含替代品溶液的替代品储罐，其中该替代品溶液包含替代化合物；(ii)包括入口端口和出口端口的流动室；以及(iii)扩散屏障，其中该扩散屏障的至少一部分设置于该替代品储罐与该流动室之间，该扩散屏障包括内表面和外表面，该内表面形成该替代品储罐的壁，该外表面形成该流动室的壁，该流动室被配置成从该泵接收穿过该扩散屏障的该外表面的流动样品溶液，该扩散屏障被配置成使该替代化合物从该替代品储罐扩散到该流动室；并且(c)该固相提取装置流体地联接至该流动室的该出口端口，该固相提取装置被配置成从该样品溶液结合该替代化合物和该分析物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.16 US 13/473,3181. 一种用于从样品源浓缩分析物的系统，该系统包括： (a) 被配置成将样品溶液从该样品源泵送到固相提取装置的泵； (b) 流体地联接至该泵的出口的替代品添加装置，该替代品添加装置包括： (i) 被配置成包含替代品溶液的替代品储罐，其中该替代品溶液包含替代化合物； (ii) 包括入口端口和出口端口的流动室；以及 (iii) 扩散屏障，其中该扩散屏障的至少一部分设置于该替代品储罐与该流动室之间， 该扩散屏障包括内表面和外表面，该内表面形成该替代品储罐的壁，该外表面形成该流动 室的壁，该流动室被配置成从该泵接收穿过该扩散屏障的该外表面的流动样品溶液，该扩 散屏障被配置成使该替代化合物从该替代品储罐扩散到该流动室；并且 (c) 该固相提取装置流体地联接至该流动室的该出口端口，该固相提取装置被配置成 从该样品溶液结合该替代化合物和该分析物。2. 如权利要求1所述的系统，其中该扩散屏障还被配置成在取样周期过程中具有该替 代化合物到该流动室的近似一致的扩散速率，该取样周期包括其中该样品溶液被泵送穿过 该流动室以在该固相提取装置上浓缩该分析物的持续时间。3. 如权利要求2所述的系统，其中该近似一致的扩散速率具有小于约5%的相对标准 偏差。4. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中在取样周期过程中基本上没有大量的该 样品溶液流穿过该扩散屏障，该取样周期包括其中该样品溶液被泵送穿过该流动室以在该 固相提取装置上浓缩该分析物的持续时间。5. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该替代品添加装置进一步包括被配置成 将该扩散屏障保持到该替代品储罐上的熔块。6. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该扩散屏障被配置成具有该替代化合物 从该替代品储罐到该流动室的、范围在从每分钟约4阿托摩尔至每分钟约100皮摩尔的扩 散速率。7. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中沿着流动样品溶液穿过该入口端口的方 向延伸的轴线相对于沿着流动样品溶液从该入口端口至该出口端口的方向延伸的线段形 成一个角，该角的范围是从约100度至约170度。8. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该扩散屏障的该外表面是近似平面的表 面，该扩散屏障被配置成使得该平面表面近似平行于重力向量线。9. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该替代品储罐包含该替代化合物并且该 替代化合物选自下组，该组由以下各项组成：杀虫剂、除草剂、化肥、药物治疗剂、以及其组 合。10. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该扩散屏障是选自下组的材料，该组 由以下各项组成：聚醚砜、聚砜、聚芳基醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯、聚哌嗪酰胺、乙酸纤维 素、以及其组合。11. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该扩散屏障包括具有范围在从每摩尔 约100克至每摩尔约300克的分子量截止范围的分子量截止膜。12. 如以上权利要求中任一项所述的系统，其中该固相提取装置包括选择性吸附材料， 该材料被配置成保持来自该样品溶液的该分析物和该替代化合物并且还在使用洗脱剂洗 脱时释放该分析物和该替代化合物。13. -种替代品添加装置，该装置包括： (a) 被配置成包含一种替代溶液的替代品储罐，其中该替代溶液包含替代化合物； (b) 包括入口端口和出口端口的流动室；以及 (c) 扩散屏障，其中该扩散屏障的至少一部分设置于该替代品储罐与该流动室之间，该 扩散屏障包括内表面和外表面，该内表面形成该替代品储罐的壁，该外表面形成该流动室 的壁，该流动室被配置成接收穿过该扩散屏障的该外表面的流动样品溶液，该扩散屏障被 配置成使该替代化合物从该替代品储罐扩散到该流动室，其中沿着流动样品溶液穿过该入 口端口的方向延伸的轴线相对于沿着流动样品溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·斯利斯比，洪静，D·M·贾米森，C·A·波尔，
申请(专利权)人：戴安公司，
类型：发明
国别省市：美国;US