气相色谱系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于将分析物与基质分离的气相色谱

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气相色谱系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求
2021
年5月
17
日提交的美国专利申请第
63/189,525
号的优先权和益处，其内容通过引用以其整体并入本文
。


[0002]本公开文本总体上涉及具有超高检测能力的气相色谱系统
。

技术介绍

[0003]气相色谱仪
(GC)
可以通过分离样品中的分析物并产生指示分析物的相对量和
/
或特性的信号来分析样品
(
包括以气相存在的样品或可以蒸发的样品
)。
将已知和
/
或可重复体积的样品注入或插入流路中并且将样品运送通过一个或多个
GC
柱，所述
GC
柱通常被加热并且包含分离分析物的固定相
。
被分离的分析物离开检测器，所述检测器产生指示样品中分析物的相对量和
/
或特性的信号
。
载气使样品移动通过
GC
流路
。
气相色谱中使用的典型载气包括氦气
、
氢气
、
氮气
、
以及氩气和甲烷的混合物
。
[0004]一些气体样品需要从多个柱中进行色谱分离，以便实现分析物的充分分离以进行分析
。
可用的气相色谱系统采用多维色谱分离方案，具有2个
、3
个或更多个色谱分离柱
。
多维色谱柱之间的气体流路连接可以通过各种开关阀和导管方案来引导
。

技术实现思路

[0005]作为本专利技术的一个方面，提供了气相色谱系统
。
作为另一方面，提供了从气体基质和从
CO2分离各种分析物
(
包括包含
Ar、O2、N2、CH4和
CO
中的一种或多种的分析物部分
)
的新方法
。
[0006]结合所附权利要求，本装置和方法的这些和其他特征和优点将从以下详细描述中显而易见
。
附图说明
[0007]图
1A
至图
1J
示出了本专利技术的气相色谱系统在不同操作时间的实施方案
。
[0008]图2示出了本专利技术的气相色谱系统的实施方案的操作的结果
。
[0009]在附图中，通常使用各种点划线图案来说明设备内可用的各种流路
。
应该认识到，与实线相比，点划线不一定代表不同的结构
。
[0010]附图中的特征不一定按比例绘制
。
当与附图一起阅读时，从下面的详细描述中可以最好地理解本传授内容
。
具体实施方式
[0011]本公开文本提供一种用于分析各种高纯气体
(
诸如高纯氢气
)
的
GC
系统，其具有小于十亿分之十
(ppb)
的杂质检测能力
、
高控制精度和系统稳定性
。
通过本技术解决或减轻的
一些问题包括：由于隔离阀引起的污染和峰值变宽的风险；对某些类型的气体样品的有限应用；由手动调整引起的对系统稳定性和精度的风险；
GC
柱维护中的不便；通过要求某些分析物流过不会导致其分离的柱而扩大峰值；纯气体基质对分析物峰值的干扰
。
本技术的一些实施方案的优点是：阀系统不具有用于减少污染和峰值加宽风险的隔离阀；在一个
GC
系统中用于各种类型的气体样品的多功能分析能力；用于确保
GC
系统的精度和稳定性的高精度气动控制；维护和维护后清除所需的时间更少；柱切换
(
或中心切割
)
以将分析物送入最适合其分离的柱；排出纯气体基质以减少对分析物峰值的干扰
。
[0012]鉴于本公开文本，注意到可以按照本传授内容来实现所述系统和方法
。
此外，各种部件
、
材料
、
结构
、
步骤和参数仅通过说明和举例的方式被包括在内，并且不具有任何限制意义
。
鉴于本公开文本，本传授内容可以在其他应用中实现，并且可以确定实现这些应用的部件
、
结构
、
步骤和设备，同时保持在所附权利要求的范围内
。
[0013]图
1A
至图
1J
示出了本专利技术的气相色谱系统
100
的实施方案
。
如下面更详细地描述的，
GC
系统包括
GC
系统入口
101
；通过第一阀
120
流体地连接到
GC
系统入口的第一柱
110
；通过第二阀
150
流体地连接到第一柱
110
的第二柱
140
；通过第二阀
150
流体地连接到第一柱
110
的第三柱
160
；通过第三阀
170
流体地连接到第三柱
160
的第四柱
180
；以及通过第四阀
190
流体地连接到第四柱
180
和第二柱
140
两者的
GC
系统出口
198。
第一柱
110
能够将
Ar、O2、N2、CH4和
CO
中的一种或多种与诸如
H2的气体基质以及与
CO2分离
。
注意，气体基质与分析物的柱分离可以包括将气体基质与分析物部分地分离
。
某些气体基质仍可能与分析物同时洗脱，但这将远远少于所述柱未将部分气体基质与分析物分离的情况
。
第二柱
140
能够将
H2(
或其他气体基质
)
与
CO2分离
。
第三柱
160
能够将选自
Ar、O2、N2、CH4和
CO
的一种或多种分析物与气体基质以及与所述一种或多种分析物中的另一种分析物分离
。
在一些实施方案中，第三柱能够将选自
Ar、O2、N2、CH4和
CO
的所述一种或多种分析物中的每一种与其他所选分析物中的每一种分离
。
第四柱
180
能够进一步将
Ar、O2、N2、CH4和
CO
中的一种或多种与气体基质分离
。
在一些实施方案中，在第四柱中分离的一种或多种分析物
(
诸如
Ar、O2、N2、CH4和<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于将分析物与基质分离的气相色谱
(GC)
系统，所述
GC
系统包括：
GC
系统入口；第一柱，其通过第一阀流体地连接到所述
GC
系统入口，其中，所述第一柱能够将
Ar、O2、N2、CH4和
CO
中的一种或多种与气体基质以及与
CO2分离；第二柱，其通过第二阀流体地连接到所述第一柱，其中，所述第二柱能够将
CO2
与所述气体基质分离；第三柱，其通过所述第二阀流体地连接到所述第一柱，其中，所述第三柱能够将选自
Ar、O2、N2、CH4和
CO
的一种或多种分析物与所述气体基质以及与所述一种或多种分析物中的另一种分析物分离；第四柱，其通过第三阀流体地连接到所述第三柱，其中，所述第四柱能够进一步将
Ar、O2、N2、CH4和
CO
中的一种或多种与所述气体基质分离；以及
GC
系统出口，其通过第四阀流体地连接到所述第四柱和所述第二柱两者；其中，所述第一阀包括
10
个或更多个端口并且具有两个或更多个位置，并且在一个位置中，所述第一阀提供样品进入口与样品回路之间的流路，并且在另一位置中，所述第一阀提供所述样品回路与所述第一柱之间的流路；其中，所述第二阀是具有两个或更多个位置的多端口阀，并且在一个位置中，所述第二阀在所述第一柱与所述第二柱之间形成流体连接，并且在另一位置中，所述第二阀在所述第一柱与所述第三柱之间形成流体连接；其中，所述第三阀是具有两个或更多个位置的多端口阀，其中，在一个位置中，所述第三阀在所述第三柱与所述第四柱之间形成流体连接，并且在另一位置中，所述第三阀在所述第三柱与排气口之间形成流体连接；其中，所述第四阀是具有两个或更多个位置的多端口阀，并且在一个位置中，所述第三阀在所述第二柱与所述
GC
系统出口之间形成流体连接，并且在另一位置中，所述第三阀在所述第四柱与所述
GC
系统出口之间形成流体连接
。2.
根据权利要求1所述的
GC
系统，其中，所述第二阀
、
所述第三阀和所述第四阀中的每一个包括6个或更多个端口
。3.
根据权利要求1所述的
GC
系统，其中，所述第一柱和所述第四柱中的一个或两个是具有聚苯乙烯
‑
二乙烯基苯相的多孔层开管
(PLOT)
柱
。4.
根据权利要求1所述的
GC
系统，其中，所述第二柱和所述第三柱中的一个或两个是分子筛柱
。5.
根据权利要求1所述的
GC
系统，其中，所述第一柱具有两个端部，所述第一阀端口中的一个与所述
GC
系统入口流体地连接，并且所述第一阀端口中的两个流体地连接到所述第一柱的端部；其中，在一个位置中，所述第一阀在所述第一柱与所述第二阀之间形成流体连接，并且在另一位置中，所述第一阀在所述第一柱与排气口之间形成流体连接
。6.
根据前述权利要求中任一项所述的
GC
系统，其进一步包括将所述第一阀直接连接到所述第二阀的导管
。7.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其进一步包括以下中的一个或多个：其进入口和排出口附接到所述第二阀的单独端口的导管；
其进入口和排出口附接到所述第三阀的单独端口的导管；以及其进入口和排出口附接到所述第四阀的单独端口的导管
。8.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其中，所述第一阀和
/
或所述第三阀和
/
或所述第四阀连接到包括可变的或固定的限流器的排气口
。9.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其中，所述第一阀
、
所述第二阀
、
所述第三阀和所述第四阀中的每一个是隔膜阀
。10.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其中，所述第一柱
、
所述第二柱
、
所述第三柱和所述第四柱被封闭在柱温箱中
。11.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其中，所述阀被封闭在吹扫室中
。12.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其进一步包括：一个或多个载气源，其流体地连接到所述第一阀的两个或更多个端口
。13.
根据权利要求1至5中任一项所述的
GC
系统，其进一步包括流体地连接到所述第二阀的载气源
、
以及流体地连接到所述第三阀的载气源，其中，所述载气源对于所述第一阀
、
所述第二阀和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何明浩，W，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：