气体分析系统及从液体中分离化学品的方法技术方案

本发明专利技术气体分析系统及从液体中分离化学品的方法。本发明专利技术描述包含第一气体色谱仪的设备的实施例，所述第一气体色谱仪包含流体入口、流体出口及第一温度控制件。控制器耦合到所述第一温度控制件且包含用以将第一温度分布曲线应用于所述第一温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第一气体色谱仪的逻辑。本发明专利技术还揭示并主张其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
本申请为申请日2011年4月20日，申请号201180026437.7，名称为“利用用于气体色谱分析的多维微气体色谱仪的气体分析物光谱锐化及分离”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请案交叉参考本申请案主张2010年4月23日提出申请的第61/327,392号美国临时专利申请案及2011年4月19日提出申请的第13/089,850美国专利申请案的专利合作条约(PCT)的第8条款的优先权。
本专利技术大体来说涉及气体色谱，且特定来说(但非排他地)涉及借助使用个别级联式及/或多维微气体色谱仪(微GC)的气体分析物光谱锐化及分离的气体色谱。
技术介绍
气体分析可为用于检测气体中的某些化学品的存在及浓度且确定所存在化学品的特定组合的意义的重要手段。举例来说，在卫生护理中，人所呼出的呼气中的某些挥发性有机化合物(VOC)的存在与某些疾病相关，例如，肺炎、肺结核(TB)、哮喘、肺癌、肝病、肾病等。所述相关性尤其可作为与肺相关的疾病的证据。在其它应用中，气体分析可用以确定与人存在不相容的危险物质(例如，矿井中的甲烷、一氧化碳或二氧化碳)的存在。当前气体分析系统仍主要依赖于大且贵的实验室仪器，例如，气体色谱(GC)及质谱法(MS)。大多数此些仪器(特别是质谱仪)具有妨碍显著减小其的大小的操作特性，意指当前气体分析系统是大且贵的工作台装置。除贵且笨重以外，当前气体分析装置的大的大小也使得不可广泛使用此些仪器。GC柱涂层通常是针对特定温度及化学品而优化，使得即使通过改变其温度也无单个GC可分离大量化学品。由于现有GC为安置于实验室中的大且重的器材，因此可需要将具有许多化学品的载体气体发送到多个位置以用于分离，此相当大地增加成本。气体分析物/挥发性有机化合物(VOC)浓度分布(光谱)通常在被注入到GC柱中时加宽。在应用便携式气体分析中，不存在使分析物/VOC光谱锐化而不会降低检测极限的可行解决方案。此外，当前柱聚集仅可通过将液态氮或干冰直接射到庞大的GC柱的小区段以达到聚集效果来实现。此方法为昂贵的且可不实施为便携式气体分析系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种设备，其包括：第一气体色谱仪，其包含流体入口、流体出口及第一温度控制件；控制器，其耦合到所述第一温度控制件，其中所述控制器包含用以将第一温度分布曲线应用于所述第一温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第一气体色谱仪的逻辑；及第二气体色谱仪，其具有流体入口、流体出口及第二温度控制件，所述第二气体色谱仪的所述流体入口通过流体连接耦合到所述第一气体色谱仪的所述流体出口且所述第二温度控制件耦合到所述控制器，其中所述控制器包含用以将第二温度分布曲线应用于所述第二温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第二气体色谱仪的逻辑。附图说明参考以下各图描述本专利技术的非限定及非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则在各个视图中相似元件符号是指相似部件。图1A为气体分析装置的实施例的侧视立面图式。图1B为图1中所展示的气体分析装置的实施例的平面图。图2A为可在图1A到1B中所展示的气体分析装置的实施例中使用的MEMS预浓缩器的实施例的剖视立面图式。图2B为可在图1A到1B中所展示的气体分析装置的实施例中使用的MEMS预浓缩器的替代实施例的剖视立面图式。图3A为可在图1A到1B中所展示的气体分析装置的实施例中使用的MEMS气体色谱仪的实施例的平面图图式。图3B为图3A中所展示的MEMS气体色谱仪的实施例大致沿剖面线B-B截取的剖视立面图式。图3C为图3B中所展示的MEMS气体色谱仪的替代实施例的剖视立面图式。图3D为可在图1A到1B中所展示的气体分析装置的实施例中使用的气体色谱仪的替代实施例的平面图。图3E为图3D中所展示的气体色谱仪的实施例的剖视立面图式。图4A为可在图1A到1B的气体分析装置的实施例中使用的检测器阵列的实施例的平面图图式。图4B为图4A中所展示的检测器阵列的实施例大致沿剖面线B-B截取的剖视立面图式。图4C为图解说明未分离或部分地分离的化学品及对部分地分离的化学品的选择性传感器响应的实施例的一组曲线图。图5为气体分析装置的替代实施例与使用所述气体分析装置的所述实施例的系统的实施例的示意图。图6为气体分析装置的另一替代实施例与使用气体分析装置的所述实施例的系统的实施例的示意图。图7为气体分析装置的额外替代实施例的平面图示意图。图8为气体分析装置的额外替代实施例的侧视立面示意图。图9为气体分析装置的额外替代实施例的侧视立面示意图。图9A为气体分析装置的另一额外替代实施例的平面图示意图。图9B为气体分析装置的另一额外替代实施例的平面图示意图。图10为利用光谱锐化的级联式气体色谱仪的实施例的示意图。图11A为检测器对应用于气体色谱仪的温度分布曲线的实施例的响应的实施例的曲线图。图11B为检测器对应用于气体色谱仪的温度分布曲线的替代实施例的响应的实施例的曲线图。图11C为用于气体色谱仪的温度分布曲线的实施例的曲线图。图12A为气体色谱仪的实施例的示意图。图12B到12C为检测器对应用于图12A中所展示的气体色谱仪的实施例的温度分布曲线的各个实施例的响应的曲线图。图13A为级联式气体色谱仪的实施例的示意图。图13B到13C为可应用于图13A的级联式气体色谱仪的温度分布曲线的实施例的曲线图。图14A到14B为多维气体色谱仪的实施例的示意图。图15为多维气体色谱仪的替代实施例的示意图。图16为多维气体色谱仪的另一替代实施例的示意图。具体实施方式本文中描述在护理医疗应用中用于气体分析的设备、工艺及系统的实施例。在以下的说明中，描述众多特定细节以提供对本专利技术的实施例的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应认识到，本专利技术可在不具有所述特定细节中的一者或一者以上的情况下或借助其它方法、组件、材料等来实践。在其它例项中，虽然未详细地展示或描述众所周知的结构、材料或操作，但此些众所周知的结构、材料或操作仍涵盖于本专利技术的范围内。本说明书通篇所提及的“一个实施例”或“实施例”意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实施例中。因此，本说明书中的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现未必全部是指同一实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以任一适合方式组合于一个或一个以上实施例中。图1A及1B一起图解说明小型(例如，手持式)气体分析装置的实施例100。装置100包含衬底102，其上安装有流体处置组合件101、耦合到流体处置组合件101内的个别元件的控制器126及耦合到检测器阵列110及控制器126的读取与分析电路128。图中所展示的实施例图解说明衬底102上的所述元件的一个可能布置，但在其它实施例中，所述元件当然可以不同方式布置于所述衬底上。衬底102可以是为装置100的元件提供所需物理支撑及通信连接的任一类别的衬底。在一个实施例中，衬底102可为在其表面上具有导电迹线的单层种类的印刷电路板(PCB)，但在其它实施例中，其可为在电路板的内部中具有导电迹线的多层种类的PCB。在其它实施例(举例来说，其中装置100建造为单个裸片上的单体式系统的实施例)中，衬底102可为由硅或某一其它半导体制成的芯片或晶片。在另外其它实施例中，衬底102也可为其中可形成光学波导以支持装置1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：第一气体色谱仪，其包含流体入口、流体出口及第一温度控制件；控制器，其耦合到所述第一温度控制件，其中所述控制器包含用以将第一温度分布曲线应用于所述第一温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第一气体色谱仪的逻辑；及第二气体色谱仪，其具有流体入口、流体出口及第二温度控制件，所述第二气体色谱仪的所述流体入口通过流体连接耦合到所述第一气体色谱仪的所述流体出口且所述第二温度控制件耦合到所述控制器，其中所述控制器包含用以将第二温度分布曲线应用于所述第二温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第二气体色谱仪的逻辑。

【技术特征摘要】
2010.04.23 US 61/327,392;2011.04.19 US 13/089,8501.一种设备，其包括：第一气体色谱仪，其包含流体入口、流体出口及第一温度控制件；控制器，其耦合到所述第一温度控制件，其中所述控制器包含用以将第一温度分布曲线应用于所述第一温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第一气体色谱仪的逻辑；及第二气体色谱仪，其具有流体入口、流体出口及第二温度控制件，所述第二气体色谱仪的所述流体入口通过流体连接耦合到所述第一气体色谱仪的所述流体出口且所述第二温度控制件耦合到所述控制器，其中所述控制器包含用以将第二温度分布曲线应用于所述第二温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第二气体色谱仪的逻辑。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一温度分布曲线包括：第一时间周期，在所述第一时间周期期间所述温度控制件将所述气体色谱仪从初始温度冷却到第一温度；及第二时间周期，在所述第二时间周期期间所述温度控制件将所述气体色谱仪从所述第一温度加热到第二温度。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一温度分布曲线进一步包括第三时间周期，在所述第三时间周期期间所述温度控制件使所述气体色谱仪保持处于所述第一温度。4.根据权利要求2所述的设备，其中所述初始温度为大致室温，所述第一温度低于室温，且所述第二温度大于室温。5.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一时间周期中的所述温度改变及所述第二时间周期中的所述温度改变两者均为线性的。6.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一时间周期中的所述温度改变及所述第二时间周期中的所述温度改变中的至少一者为非线性的。7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备，其中应用于所述第二温度控制件的所述第二温度分布曲线不同于所述第一温度分布曲线。8.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括：第三气体色谱仪，其具有流体入口、流体出口及第三温度控制件；其中所述第一气体色谱仪的所述流体出口通过中心切割阀耦合到所述第二及第三气体色谱仪的所述流体入口，其中所述第二及第三温度控制件耦合到所述控制器，且其中所述控制器包含用以将第二温度分布曲线应用于所述第二温度控制件并将第三温度分布曲线应用于所述第三温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第二及第三气体色谱仪的逻辑。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述中心切割阀包括：第一Y形分流器，其耦合到所述第一气体色谱仪的所述流体出口；第二Y形分流器，其耦合到所述第一Y形分流器、所述第二气体色谱仪的所述流体入口及第一辅助流体连接；及第三Y形分流器，其耦合到所述第一Y形分流器、所述第三气体色谱仪的所述流体入口及第二辅助流体连接。10.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括三通阀，所述三通阀耦合到所述第一辅助流体连接、所述第二辅助流体连接及辅助载体流体的源。11.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括所述第一辅助流体连接中的第一限流器及所述第二辅助流体连接中的第二限流器。12.根据权利要求9所述的设备，其中所述中心切割阀进一步包括流阻器，所述流阻器耦合到在所述第一限流器与所述第二Y形分流器之间的所述第一辅助流体连接且耦合到在所述第二限流器与所述第三Y形分流器之间的所述第二辅助流体连接。13.根据权利要求9所述的设备，其中所述中心切割阀形成于微芯片上。14.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一Y形分流器形成于所述第一气体色谱仪中，所述第二Y形分流器及所述第一限流器形成于所述第二气体色谱仪中，且所述第三Y形分流器及所述第二限流器形成于所述第三气体色谱仪中。15.一种气体分析系统，其包括：衬底；气体色谱仪，其具有一流体入口及一个或多个流体出口且安装到所述衬底，所述气体色谱仪包括具有第一温度控制件的第一气体色谱仪；一个或多个检测器阵列，其具有流体入口及流体出口且安装到所述衬底，其中所述一个或多个检测器阵列中的每一者的所述流体入口可流通地耦合到级联式气体色谱仪的所述一个或多个流体出口中的对应者；控制电路，其耦合到所述级联式气体色谱仪且耦合到所述检测器阵列，其中所述控制电路包含用以将第一温度分布曲线应用于所述第一温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第一气体色谱仪的逻辑，且其中所述控制电路可与所述气体色谱仪通信且可与所述一个或多个检测器阵列通信；读出电路，其耦合到所述一个或多个检测器阵列且耦合到所述控制电路，其中所述读出电路可与所述控制电路及所述一个或多个检测器阵列通信；及第二气体色谱仪，其具有流体入口、流体出口及第二温度控制件，所述第二气体色谱仪的所述流体入口通过流体连接耦合到所述第一气体色谱仪的所述流体出口且所述第二温度控制件耦合到所述控制器，其中所述控制器包含用以将第二温度分布曲线应用于所述第二温度控制件以加热、冷却或既加热又冷却所述第二气体色谱仪的逻辑。16.根据权利要求15所述的气体分析系统，其中所述第一温度分布曲线包括：第一时间周期，在所述第一时间周期期间所述温度控制件将所述气体色谱仪从初始温度冷却到第一温度；及第二时间周期，在所述第二时间周期期间所述温度控制件将所述气体色谱仪从所述第一温度加热到第二温度。17.根据权利要求16所述的气体分析系统，其中所述第一温度分布曲线进一步包括第三时间周期，在所述第三时间周期期间所述温度控制件使所述气体色谱仪保持处于所述第一温度。18.根据权利要求17所述的气体分析系统，其中所述初始温度为大致室温，所述第一温度低于室温，且所述第二温度大于室温。19.根据权利要求15-18中任一项所述的气体分析系统，其中所述第一温度分布曲线不同于所述第二温度分布曲线。20.根据权利要求16所述的气体分析系统，其中所述气体色谱仪进一步包括：第三气...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗冠·A·周，朱世琦，郑嘉升，王礼鹏，黄建霖，
申请(专利权)人：创控生技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US