用于微型流体分析器的固定相制造技术

选择用于微型流体分析器的固定相，使用特定的标准以确定用在如微型流体分析器中的合适的材料。寻求材料对分析物或样品的高吸附性、低吸水性和高极性或渗透性。选中的材料可以与使用中性离去基团的增韧剂进行组合。选中的材料可以具有封端剂以促进疏水性。选中的材料可以是疏水性聚合物。对固定相的选择可包括分子建模。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于 流体分析器的固定相本申请要求申请日为2005年2月28日的美国临时申请No.60/657,557的权益。站且NT豕本专利技术涉及流j微测，特别是流微测器。更特别地，本专利技术涉及与检测 器制造相关的流鹏测器的材料。申请日为2005年2月28日的美国临时申请No.60/657,557在此引入作为参考。关于流体分析器的结构和加工方面可能公开在美国专利No.6，393，894Bl 中，其于2002年5月28日授禾又给Ulrich Bonne等，名称为"具有分段加热器 以提高灵敏度的气体传感器"，其在此引入作为参考。鹏本专利技术涉及为流体分析器选择固定相，该流体分析器使用特定的标准来确 定用于如 流体分析器的合适的材料。 附图简要说明 附图说明图1为固定相性质简图； 图2为选择固定相的流程亂 图3为&或空气载气的MGA性能表； 图4显示了极性化合物的保留指数表； 图5为说明性的分段加热器结构的布置亂 图6显示了单膜元件的截面端视亂 图7为分析物上吸附能量的分子建模检验图表； 图8为显示妊作用焓的比较的图表； 图9显示了分析物的吸附烚；图10显示了相平衡常数或K值的实验值和计算值之间的相关量； 图11为计算的和测定的分配常数的图表； 图12-16为K对介电常数或极性的曲线图；图17显示了介电常数的计算iW文献值的曲线图；图18为模拟^IX^温^J变的图；图19和20显示了 k'和tr对材料的沸点的绘制图；图21显示了测定的K对材料的沸点的图；图21a为材料K值的计算f就测定值的纟飾幅；图22和23为气相色谱绘制图；图24显示了在固定相之间f縱烃分离的比较；图25为检测器输出对流体分析器时间的图；图26为预浓缩增益对解吸温度的图；图27为预浓縮增益对解吸、M和吸附能量的图；图28为预浓縮增益对解吸和吸附温度的图；图29显示了不同材料的△ H kj/摩尔的值；图30显示了不同材料的相对吸附烚；图31和32分别显示了相对吸附能量对未7K合和7jC合固定相的不同分析材 料的沸点的图；图33为吸附烚对不同材料的沸点的图；图34显示了未7jC合和7jC合瞎况下材料中SiOH和SiO的含量；图35显示了几种化合物的混合物的实验GC分析，其显示出在聚硅氧烷 固定相上的相对保留顺序；图36显示了几种组分的混合物在使用碳纳米管固定相的GC基片上的实 验性气相色谱(GC)分离；图37显示了根据石墨、PDMS和有机硅M&三个固定相的模拟瞎况所期 望的相对平均洗胸顿序；图38显示了保留值对分析物在不同固定相上的沸点的图；图39显示了在PDMS上的分离模拟；图40显示了在有机硅酸盐上的混合物洗脱；图41显示了在石墨表面上的洗脱模拟；图42显示了相对冼胸顿序，期莫拟值和实验值可能接近于相同； 图43显示了不同有机硅酸盐上残余物的实例，其中，在表面的凹陷内膦 ,获得了稳定；图44显示了在硅酸盐固定相上使用^分析物的几个分子分离己烷和十二烷混合物的构型，其揭示了 OH的影响；图45显示了揭示OH的影响的硅酸盐固定相上的构形； 图46为作为浓縮器或分离器组成部分的流体分析器的一部分的简图； 图47为在一个通道中的加热器元件的纵向截面视亂 图48为描绘加热器温度轮廓图以及相应的由传感装置的*加热器元件 产生的浓度脉冲的图表；图49-63涉及苯醚化氧化硅-NG的吸附能量；图64-91涉及CWA's的吸附能量；图92-102涉及四氟乙烯上的CWA;图103-110涉及一些具体的固定相；说明微型气体分析器(MGA)固定相可以利用那些在MGA系统带来特定性 质的材料。MGA的例子在本文另一处有所描述。如图1所示，固定相理想的 标准或性质200包括项201——具有与样品气体中湿汽浓度无关的保留值和 吸附烚；项202——没有暴露于样品气体混合物的SiOH (甲硅烷醇)，由于甲 麟醇具有高于正常吸附烚的保留/反应烚，且弓胞峰值拖尾项203——具有 随分子量或沸点单调增加的吸附能量；项204——适用于标准沉积方法，例如 旋涂或喷涂或真空沉积；项205——对光致抗蚀剂产品提供合理的附着或者可 形成光刻图案；项206——可Mffl常的方法，例如DRIE (深反应离子蚀刻)、 等离子体蚀刻或最重要的，液体蚀刻，进行蚀刻并形成图案；以及项207—— 展示了对目标分析物的高渗透率，或者展示了对干扰气体(例如链烷烃)的非 常低的吸附烚和对于极性分析物的高(物理吸附和非反应化学)值。固定相材料的一錢本性质或标准可包括高吸收性和低水干涉性。水阻力 可能来自于疏水性基团的大量使用。吸收性的可能来源于在表面使用了足够的 极化性而没有加入会折中水阻力的活性氢键。在这里，项可以包括用于,GC l縮器/分离器的非极性吸附抓用于多孔电介质的甲硅烷超曾韧剂的新的离去 基团和化学过程、用于多孔吸附SOG's的封端剂、以及作为固定相用于聚降冰 片烯上的M GC基体的疏u7jC聚合物。多 L材料可以作为旋涂配制用于MGA 或GC。孔隙的引入产生了具有樹氐k值的电介质。图案形成和/或装置结构固定之后，可能存在表面功能化。该结构可能由于高度多孑L配制之一而形成，但是单独的多孔性(高表面积)不能形成好的固定相，并且表面上发现的特定官 能团可以将该表面调整到预期的活性。将要使用的聚合物的基体可以得到扩 展。聚合物可以形成多孔结构以增大表面积，但是碱性材料具有潜在的活性以 阻止水在吸附过程中的渗透。在MGA应用中，可具有高表面积介电结构。在基片处理过程中，可以获 得具有纳米管结构的多孑L材料和高温下的相对稳定性。实例包括具有开放式多 孔结构的GX3P，和NANOGLASS (霍尼韦尔)。高表面积碳的实例包括碳 纳米管。还有其它多孔的实例，例如SiLK (陶氏化学)，其表面的孔最初被 等离子体或湿法蚀刻打开以增大表面积。这样的结构可以具有一金属涂层以给 吸附剂提供金属表面。在这里，需要指出的是，高表面积的功能化，与相关技斜目比。作为建模 的结果，三氟丙基甲硅烷基基团是一个受至咲注的实例。NANOGLASS，f顿 二氯-或二乙氧基-三氯丙基甲基硅烷或类似单体进行旋涂处理，可以形成三氟 丙基甲基甲硅烷基基团。在建模中可以发现其它水不敏感性的聚合物。尽管这些聚合物可能不是高 度多孔，孔隙也可以被引入。聚降冰片烯是一个实例，但是其它的可以包括环 氧-酚醛清漆、pdms、聚四氟乙烯以及类似物。高Tg值的材料可以4柳与GX3P 和NANOGLASS 类似的技术形成多孔，该技术禾拥成孔剂组分的热分解来 形成 L。低Tg值的材料可以利用7jC溶性成孔剂方法或由HFC，s制成的低温成 孔剂来形成多孔。图2为示范性的给出此姆旨出的不同材料性质之间连接的简图。以方框150 开始，选择一种用于MGA固定相的^^材料。然后转到菱形框151中的问题， 其问对于MGA固定相来说材料的多 L性是否令人满意或可接受。如果回答为 否，那么转到模块157，在那里，例如，可使用成孔剂形成多 L材料。然后从 方框157转到菱形框156，框中的问题是材料的多孔性是否令人满意。如果不 满意，就转至帳块155鄉择一种替代材料，期每被弓l导到菱形框151中的多 孔性问题。如果对于菱形框156中问题的回答为是，那么可以转到菱形框1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向流体分析器提供固定相的方法，包括：选择材料；和其中，该材料包括：高吸附性；和低吸水性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：NE伊瓦莫托，TA拉莫斯，RR罗思，U邦内，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]