[发明专利]一种离子迁移谱的在线膜进样装置

说明书

技术领域

本发明涉及样品的快速采集和进样技术。具体地说是以半透膜为分离膜的离子迁移谱膜进样装置。该装置主要应用于离子迁移谱的气体快速进样，也可用于液体进样。

背景技术

离子迁移谱早在上世纪70年代便作为一种新的分析技术出现，该技术本身具有灵敏度高、分析速度快设备相对简单、成本低和易于小型化等特点，使其在反恐安检、毒品稽查、化学战剂预警检测等方面具有广泛的应用。

目前离子迁移谱的进样方法有：直接吸入法、膜进样、热解吸和激光解吸等，其中膜进样是一种分离选择式进样方式，它的进样原理是样品在膜的一侧先溶入膜中，然后在膜中扩散到另一侧，再从膜中溶出来，从而实现样品从膜一侧到另一侧的进样过程，一般通过膜的动力是浓差扩散力，因此只有能有效溶入膜的物质才能通过膜，水分子一般不能通过膜，可以有效的除去进入仪器气体中的大部分水分子，限制团簇的形成进而提高仪器的灵敏度，同时也可以选择性的让感兴趣的物质透过膜，从而提高仪器的抗干扰能力。由于膜的隔离从而使得样品透过膜的效率很低，一般透过率在10-20％，这也进一步降低了仪器的检测限。样品通过膜是溶进溶出的过程，从而增加了进样时间。

在公开的美国专利中US4311669，US4378499，US5491337中，样品通过膜，只是采用了浓差扩散的方式，没有考虑到压差也可以提过样品透过效率，在中国专利200510028968.6中虽然考虑了压力差，膜的一侧有采样气体，另一侧没有载气透过膜的样品，这样的进样效率不高，同时进样过程是通过微型抽气泵的，这样很容易使得样品污染微型抽气泵，造成残留。鉴于此，我们设计一种膜进样装置，即考虑了浓差扩散，也考虑了压差，还有加热装置使得扩散运动加速。即提高了膜的透过率，也加快了响应时间，由于膜加热的，样品不容易残留膜上，解决了样品残留和膜污染问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子迁移谱的膜进样装置。该进样器能够提高样品透过率、减少响应时间和样品残留。膜进样器主要用于气体进样，也可用于液体进样。可实现间断进样和连续进样两种方式。

本发明的目的可以通过下述装置得以实现：

一种离子迁移谱用的在线膜进样装置，包括膜装置、样品富集腔、两个两位三通阀；

膜装置为内部中空结构，作为膜腔，内部空腔处设有半透膜，半透膜将膜腔分成左右两个独立的腔室，为膜内腔和膜外腔，以便气体流过吹扫膜两边表面；

膜外腔设有两个与外界相连通的孔，作为采样口和采样出气口，采样出气口与采样泵相连；膜内腔也设有两个与外界相通孔，分别作为载气入口和载气出口；

样品富集腔为中空腔体，膜装置上的载气出口与其相连通，样品富集腔上还设有两个出气孔，一为抽气口，一为样品富集腔的样品出气口；

膜内腔的载气入口与第一个两位三通阀的常开端相连，第一个两位三通阀的公共端与载气气源相连；

第二个两位三通阀的常开端与样品富集腔样品出气口相连，第二个两位三通阀的公共端与离子迁移谱进样口相连；两个两位三通阀的常闭端相连；

样品富集腔抽气口经一开关阀相连与抽气泵相连，开关阀使气体只能使样品富集腔从此口流出，不能让气体从此口进入；通过阀和抽气泵不断动作实现膜内腔气压的不断变换；

膜装置上设有加热装置。

膜装置的外壳体为膜的支撑和加热架，于外壳体上设有电加热棒(即膜装置上设有的加热装置)和温度传感器，实现膜装置的加热和温度控制。

膜两侧分别安装有不锈钢网，作为膜的支撑体。

如果采集的是气体样品，采样泵为抽气泵，如果是液体样品，采样泵为蠕动泵；

半透膜为聚二甲基硅氧烷膜(PDMS)。

样品富集腔或为空的富集腔，或为富集装置trap。

膜装置上的温度控制范围为50-200度