一种基于气相色谱的气溶胶检测系统及应用技术方案

本发明专利技术涉及化学成分检测技术领域，尤其涉及一种基于气相色谱的气溶胶检测系统及应用，包括用于采集分析气体样品的采样单元，用于将采集的分析气体样品进行富集的富集单元，以及安装在气相色谱内的进样单元、分离单元、温控单元、检测记录单元；所述富集单元包括电膜萃取装置，所述电膜萃取装置上设置有将所述剑桥滤片所捕集成分进行富集的微孔纤维膜。本申请通过对待测组分进行快速分离和富集，有助于对气溶胶中的痕量组分基质进行精准的检测。气溶胶中的痕量组分基质进行精准的检测。气溶胶中的痕量组分基质进行精准的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气相色谱的气溶胶检测系统及应用


[0001]本专利技术涉及化学成分检测
，尤其涉及一种基于气相色谱的气溶胶检测系统及应用。

技术介绍

[0002]吸烟有害健康，烟草生产和消费引起的健康风险日益受关注。随着时代发展，有人提出用电子烟来取代卷烟，进而减少人体的伤害，但是事实没有那么简单。电子烟是一种模仿卷烟的电子产品，电子烟虽不含焦油，但仍有其他多种致癌物质，有着与卷烟一样的外观、烟雾、味道和感觉。世界卫生组织专门对电子烟进行了研究，并得出了明确的结论：电子烟有害公共健康，它更不是戒烟手段，必须加强对其进行管制，杜绝对青少年和非吸烟者产生危害。
[0003]其中，电子烟的二手烟是源于高温加热烟液后产生的气溶胶，其中包括颗粒物质(包括细颗粒和超细颗粒)、1,2
‑
丙二醇、某些挥发性有机化合物以及某些重金属和尼古丁。并且在《尼古丁与烟草研究杂志》的一项研究显示，一些电子烟中的调味剂会与烟液中的丙二醇发生反应产生新的化学物质，长期吸入可能会刺激肺部。其中的二手烟包含多环芳烃、甲醛、烟草特异性亚硝胺、丙烯醛、重金属(如铜，镉，镍和铅等)等大量有毒有害物质。所以为了降低消费者可能的健康风险，研发和生产低危害烟草制品，并建立科学的烟草制品风险评估方法至关重要。为了客观有效地评价电子烟产生的气溶胶的接触风险和烟气摄入水平成为研究的重点。通过测定气溶胶的含量能够较为真实地反映吸烟者烟气成分的实际暴露量及接触风险程度。目前，检测电子烟产生的气溶胶的方法主要包括气相色谱法、气相色谱
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>质谱法、高效液相色谱法和液相色谱
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质谱法等。
[0004]如今主要通过气相色谱法对电子烟产生的气溶胶进行定量分析，再通过质谱法对分离组分进行定性分析。并且，气相色谱法主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离，检测器能够将分离的样品组分转变为电信号，并将电信号的大小与被测组分的量或浓度按比例放大并记录下来得到气相色谱图。
[0005]目前对电子烟产生的气溶胶采用的是将剑桥滤片结合吸收瓶在冷阱条件下捕集电子烟产生的气溶胶成分，然后用二氯甲烷超声萃取，并结合去离子水进行液液反萃取，最后采用气相色谱
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质谱进行定性定量分析。但是需要分析测定电子烟产生的气溶胶内的化合物往往是样品中的痕量甚至是超痕量组分，在将气溶胶中的组分进行有效捕获时，会对气溶胶样品中复杂基质的筛选检测造成误差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了分析测定电子烟产生的气溶胶内的化合物样品中痕量或者超痕量的组分基质，并进行捕获富集；通过本专利技术的检测系统，能够减少气溶胶样品中复杂基质在筛选检测时产生的误差。
[0007]本专利技术所设计的一种基于气相色谱的气溶胶检测系统，包括用于采集分析气体样
品的采样单元，用于将采集的分析气体样品进行富集的富集单元，以及安装在气相色谱内的进样单元、分离单元、温控单元、检测记录单元；所述采样单元包括电子烟吸烟机以及安装在所述电子吸烟机上的捕集器，所述捕集器上安装有供气溶胶中烟气成分捕集的剑桥滤片；所述富集单元包括电膜萃取装置，所述电膜萃取装置上设置有将所述剑桥滤片所捕集成分进行富集的微孔纤维膜；
[0008]通过采用上述技术方案，当需要对电子烟产生的气溶胶进行检测时，将电子烟置于采样单元中，通过电子烟吸烟机对电子烟上进行模拟抽烟，将产生的气溶胶通入捕集器中，采用剑桥滤片进行捕集；再通过富集单元，将剑桥滤片所捕集的成分通过电膜萃取装置进行富集，微孔纤维膜在电场中通过对待测组分进行快速分离和富集，有助于对气溶胶中的痕量组分基质进行精准的检测。
[0009]优选的，所述微孔纤维膜的主要成分为聚偏氟乙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物或聚乙烯醇
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乙烯共聚物中的一种或多种。
[0010]通过采用上述技术方案，聚偏氟乙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物或聚乙烯醇
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乙烯共聚物能够有效的将气溶胶内的有效成分进行分离和富集。针对于气溶胶内的痕量组分基质包括甲醛、丙烯醛、乙醛等有毒醛类，丙二醇、丙三醇等醇类添加剂以及烟碱等电子烟主要成分。其中，聚偏氟乙烯聚合物和聚苯乙烯聚合物制得的微孔纤维膜具有较较高的介电常数能在萃取液中电场的施加上有效的富集丙二醇、丙三醇等醇类物质；聚乙烯醇
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乙烯共聚物制得的微孔纤维膜产生的介电常数略低于上述微孔纤维膜，在萃取液中得到分离并富集得到甲醛、丙烯醛、乙醛等醛类物质。
[0011]优选的，所述聚偏氟乙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物或聚乙烯醇
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乙烯共聚物在制备微孔纤维膜过程中，采用增加SiO2纳米颗粒或TiO2纳米颗粒进行共混熔融改性。
[0012]通过采用上述技术方案，在微孔纤维膜制备过程中，采用添加SiO2纳米颗粒共混熔融改性，能够使得纤维膜表面产生极化，进而降低纤维膜两侧的压阻，有助于对痕量基质进行萃取筛分；添加TiO2纳米颗粒共混熔融改性均能够增加纤维膜的表面电势，增大微孔纤维膜的平均孔径，使得萃取液中的电压在施加情况下，能有效增加气溶胶中痕量组分的富集
[0013]优选的，所述微孔纤维膜的孔径0.1
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0.3μm，厚度50μm
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300μm，克重为0.5
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2.5g/m2，压阻为12pa
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336pa。
[0014]通过采用上述技术方案，经反复实验得出当微孔纤维膜的孔径为0.1
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0.3μm，厚度为50μm
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300μm时，电膜萃取的效果最佳，能有效将所需测定的痕量组分进行分离并富集；并且针对微孔纤维膜的分离体系，主要依靠纤维来捕集溶液中痕量组分，当纤维的直径增大时，单位体积内微孔纤维膜的纤维根数减小，引起纤维膜的孔径增大，同时压阻降低；同时克重影响的是每单位微孔纤维膜的孔隙率，当克重处于0.5
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2.5g/m2时，能够增加有效痕量组分的富集。
[0015]优选的，所述剑桥滤片包括滤片本体以及把持件，所述滤片本体插接在所述捕集器中并将所述把持件伸出所述捕集器；所述电膜萃取装置的一侧设置有供所述剑桥滤片插接的卡口，所述卡口与所述电膜萃取装置中的萃取池相通。
[0016]通过采用上述技术方案，剑桥滤片设置有把持件，进而方便滤片本体的转移；并且在转移剑桥滤片捕集成分的过程中，能够减少剑桥滤片上的痕量组分损失。
[0017]优选的，所述捕集器采用三层结构，并依次为第一捕集器、第二捕集器和第三捕集器。
[0018]通过采用上述技术方案，目前来说大致采用双层捕获结构，能大幅提高气溶胶的痕量组分。但是本申请采用的捕集器具有三层结构，能够在捕集痕量组分时有目的的将组分捕集，提高检测的精准性。
[0019]优选的，所述第一捕集器采用的剑桥滤片涂有pH为7.0
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7.4的PBS
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丙酮，所述第二捕集器采用的剑桥滤片涂有pH为7.2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气相色谱的气溶胶检测系统，其特征在于，包括：用于采集分析气体样品的采样单元，用于将采集的分析气体样品进行富集的富集单元，以及安装在气相色谱内的进样单元、分离单元、温控单元、检测记录单元；所述采样单元包括电子烟吸烟机以及安装在所述电子烟吸烟机上的捕集器，所述捕集器上安装有供气溶胶中烟气成分捕集的剑桥滤片；所述富集单元包括电膜萃取装置，所述电膜萃取装置上设置有将所述剑桥滤片所捕集成分进行富集的微孔纤维膜。2.根据权利要求1所述的基于气相色谱的气溶胶检测系统，其特征在于，所述微孔纤维膜的主要成分为聚偏氟乙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物或聚乙烯醇
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乙烯共聚物中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的基于气相色谱的气溶胶检测系统，其特征在于，所述聚偏氟乙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物或聚乙烯醇
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乙烯共聚物在制备微孔纤维膜过程中，采用增加SiO2纳米颗粒或TiO2纳米颗粒进行共混熔融改性。4.根据权利要求3所述的基于气相色谱的气溶胶检测系统，其特征在于，所述微孔纤维膜的孔径0.1
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0.3μm，厚度50μm
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300μm，克重为0.5
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2.5g/m2，压阻为12pa
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336pa。5.根据权利要求1所述的基于气相色谱的气溶胶检测系统，其特征在于，所述剑桥滤片包括滤片本体以及把持件，所述滤片本体插接在所述捕集器中并将所述把持件伸出所述捕集器；所述电膜萃取装置的一侧设置有供所述剑桥滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王舒敏，朱龙龙，
申请(专利权)人：南京诺卫检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：