专利名称：一种用于表面热离子化检测器内部导流的变径衬管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气相色谱检测器，特别提供了 一种用于表面热离子化检测器内部 导流的石英(或玻璃)变径衬管。
背景技术：
表面热离子化检测器(专利申请号200810229982. 6)的金属发射极表面积较大， 电离效率高达20%，灵敏度高。该检测器采用石英(或玻璃)喇叭口形变径衬管，衬管的下 部为收口，毛细管色谱柱直接插入变径衬管的收口端，避免了样品和不锈钢壁接触，对叔胺 的最小检出量小于10_12g，比日本岛津公司商品化的SID低1个数量级。该检测器对叔胺的 响应比酮类大105 106倍，选择性极高。同时，该检测器只需要载气和尾吹气两路气体，操 作相对简单。与适当的样品前处理技术联用，气相色谱_表面热离子化检测器(GC-SID)可 广泛用于血浆、尿样等复杂样品中含氮药物、食品中含氮农药残留、可卡因毒品等的检测。表面热离子化检测器(SID)采用石英(或玻璃)喇叭口形变径衬管，喇叭口收口 处内径通常大于2. 5mm，而毛细管内径通常小于0. 53mm，两者内径之比一般大于5，面积比 大于25，尾吹气经过此喇叭口时线速度小于载气在毛细管内的线速度。当表面热离子化检 测器与毛细管气相色谱仪联用时，汽化的胺类样品被载气携带进入喇叭形收口处，由于尾 吹气线速度小于载气线速度，尾吹气没有将样品全部带入检测器的离子化反应区，反而与 载气和样品的运动形成扰流，致使样品长时间停留在此处，造成严重的峰展宽。另外，样品 从毛细管内进入变径衬管的瞬间，衬管内有样品，衬管外没有样品，这种浓度的巨大差异使 样品发生浓差扩散，扩散到衬管以外区域的样品被不锈钢壁吸附了，损失了样品，降低了灵 敏度。本发明的目的是改进喇叭口形变径衬管的设计，使尾吹气能有效携带样品进入检 测器内的离子化反应区，避免检测器内产生死体积，同时也避免样品因浓差扩散而造成的 损失，进一步提高表面热离子化检测器的灵敏度，并且大幅度降低峰拖尾。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于表面热离子化检测器(专利申请号 200810229982. 6)内部导流的新型变径衬管，采用这种新型变径衬管后，表面热离子化检测 器对胺和胼及其衍生物检测下限为10_13 10_14g，比采用原有的喇叭口形变径衬管低1 2 个数量级，而且检测器内没有死体积，与传统的火焰离子化检测器(FID)相比，样品峰没有 明显的峰展宽。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为—种用于表面热离子化检测器内部导流的变径衬管，变径衬管材质为表面惰性良 好的石英或玻璃，其由二段内径不同的圆管连接而成；变径衬管的上部为粗管、下部为细管。所述细管的内径通常为0. 5 2. 5mm、长度为10 100mm。[0009]所述二段圆管间的连接处内表面最好自然平滑过渡，变径过渡无棱角。这种新型变径衬管和原来的变径衬管相比具有以下优点1)变径衬管下部的内径0. 5 2. 5mm,内孔窄，当尾吹气流速大于lOOmL/min时， 其内孔内的尾吹气线速度大于载气线速度，样品被载气携带从毛细管内进入检测器后，立 刻被快速的尾吹气携带进入上方的离子化反应区，在该变径衬管内没有任何的死体积，也 不会产生峰展宽。2)变径衬管下部长度大于10mm。样品从毛细管内进入变径衬管的瞬间，衬管内有 样品，衬管外没有样品，而且衬管外是很容易吸附胺类样品的不锈钢壁，由于这种浓度的巨 大差异使样品发生浓差扩散。该新型变径衬管下部长度大于10mm，其容积足以容纳扩散后 的样品，样品无法扩散到衬管外的区域，全部被尾吹气携带进入上方的离子化反应区，避免 了样品扩散到衬管以外的区域而被不锈钢壁吸附掉，从而避免了样品的损失，提高了检测 器的灵敏度。采用这种新型变径衬管能快速将全部样品传输到离子化反应区，此表面热离子化 检测器对胺和胼及其衍生物检测下限为10_13 10_14g，比采用原有的变径衬管低1 2个 数量级。采用这种新型变径衬管的表面热离子化检测器死体积很小，与传统的火焰离子化 检测器(FID)相比，样品峰没有明显的峰展宽。
图1表面热离子化检测器(专利申请号200810229982.6)的结构简图；其中 200-原有的喇叭口形变径衬管；图2为本实用新型变径衬管结构图；100-新型变径衬管；101-变径衬管下部；102-变径衬管上部；图3本实用新型变径衬管(100)和原有的变径衬管(200)气流方向对比图；300-毛细管气相色谱柱；——载气和样品气气流方向；......尾吹气气流方向；图4本实用新型变径衬管和原有的变径衬管浓差扩散对比图；图5采用本实用新型变径衬管的表面热离子化检测器重复进样5次0. lyL lOOppb三乙胺/丙酮(分流比60 1)所得的色谱图。
具体实施方式
实施例1如图2所示一种用于表面热离子化检测器内部导流的变径衬管，变径衬管100 材质为表面惰性良好的石英，其由二段内径不同的圆管连接而成；变径衬管的上部为粗管 102、下部为细管101 ；下部细管101长度15mm，内径1mm。所述二段圆管间的连接处内表面 自然平滑过渡，变径过渡无棱角。用这种新型的变径衬管(100)替换表面热离子化检测器(专利申请号 200810229982. 6)原有的变径衬管(200)，重新组装好表面热离子化检测器。图3本实用新型变径衬管(100)和原有的变径衬管(200)气流方向对比图；其
中300_毛细管气相色谱柱；——载气和样品气气流方向；......尾吹气气流方向；从图
3中可以看出，原有的变径衬管(200)内尾吹气线速度小于载气的线速度，样品被载气携带
4从毛细管内进入检测器后，被慢速的尾吹气阻碍，不能顺利进入上方的离子化反应区，样品 长时间停留在此处，这样在变径衬管(200)内形成巨大的死体积，造成很大的峰展宽。相 反地，变径衬管(100)内尾吹气线速度远大于载气的线速度，样品被载气携带从毛细管内 进入进入检测器后，立刻被快速的尾吹气推动进入上方的离子化反应区，在变径衬管(100) 内没有任何的死体积，也不会产生峰展宽。图4本实用新型变径衬管和原有的变径衬管浓差扩散对比图。从图4可以看出， 样品从毛细管内进入变径衬管的瞬间，衬管内有样品，衬管外没有样品，而且衬管外是很容 易吸附胺类样品的不锈钢壁，由于这种浓度的巨大差异使样品发生浓差扩散。如图4所示， 原有的变径衬管，样品很容易扩散到衬管以外的区域，被不锈钢壁吸附，而损失样品，降低 灵敏度；而本实用新型变径衬管的下部足够长，其容积足以容纳扩散后的样品，样品无法扩 散到衬管外的区域，全部被尾吹气推动进入上方的离子化反应区，避免了避免了样品扩散 到衬管外的区域而被不锈钢壁吸附掉，从而避免了样品的损失，提高了检测器的灵敏度。实施例2将例1中重新组装好的表面热离子化检测器安装在Perkin elmerAutoSystem XL 气相色谱仪上。同样实验条件下，与商品化的氢火焰离子化检测器(FID)比较样品峰的半 峰宽。看有无明显的峰展宽。实验条件Perkin elmer AutoSystem XL气相色谱仪配火焰离子化检测器(FID)和PSS进 样口，以氮气(N2)为载气，恒流操作模式，流量0.5mL/min，分流比60 1，色谱柱SE30， 30mX0. 25mm i. d. X0. 3 y m(科分)，柱温150°C恒温，进样lOOOppm三乙胺/丙酮溶液 0. luL,每个检测器分别反复进样5次。氢火焰离子化检测器(FID)的实验条件空气流量450mL/min，氢气流量SOmL/min，检测器350°C，放大电路设置为最高放 大倍数，无衰减，lmV对应3. 3 X 10_13A，表面热离子化检测器(SID)的实验条件尾吹气经活性炭-硅胶净化的空气，150mL/min ；以钼为发射极，发射极温度 390°C ；检测器260°C，极化电压+150V，微电流放大器高阻为10MQ，衰减1/10。表1分别用火焰离子化检测器(FID)和表面离子化检测器(SID)三乙胺半峰宽 实施例3将例1中重新组装好的表面热离子化检测器安装在Perkin elmerAutoSystem XL 气相色谱仪上。PSS进样口，进样口 190°C，以氮气(N2)为载气，恒流操作模式，流量0. 5mL/ min，分流比 60 1，色谱柱 SE30，30mX0. 25mm i. d. X 0. 3 y m(科分)，柱温 150°C恒温，进 样100ppb三乙胺/丙酮溶液0. 1 y L，重复进样5次。表面热离子化检测器尾吹气经活性 炭-硅胶净化的空气，ISOmL/min ；以钼为发射极，发射极温度390°C ；检测器260°C，极化电压+150V，微电流放大器反馈高阻为6. 7GQ，衰减1/10。实验谱图见图5。
权利要求一种用于表面热离子化检测器内部导流的变径衬管，其特征在于变径衬管(100)材质为表面惰性良好的石英或玻璃，其由二段内径不同的圆管连接而成；变径衬管的上部为粗管(102)、下部为细管(101)。
2.按照权利要求1所述变径衬管，其特征在于所述细管(101)的内径为0.5 2. 5mm, 长度为10 100mm。
3.按照权利要求1所述变径衬管，其特征在于所述二段圆管间的连接处内表面自然 平滑过渡，变径过渡无棱角。
专利摘要本实用新型涉及一种用于表面热离子化检测器内部导流的新型石英(或玻璃)变径衬管。变径衬管由二段内径不同的圆管连接而成，上部为粗管、下部为细管，变径过程自然平滑过渡。变径衬管的下部内径为0.5～2.5mm，长度为10～100mm。采用这种新型变径衬管后，表面热离子化检测器内没有死体积，而且能避免浓差扩散造成的损失。采用了此变径衬管的表面热离子化检测器对胺和肼及其衍生物检测下限为10-13～10-14g，比采用原有的喇叭口形变径衬管低1～2个数量级，而且检测器内没有死体积，与传统的火焰离子化检测器(FID)相比，样品峰没有明显的峰展宽。
文档编号G01N30/02GK201637725SQ200920248218
公开日2010年11月17日 申请日期2009年11月18日 优先权日2009年11月18日
发明者倪丽娟, 关亚风, 彭虹, 李伟伟, 王 华, 陈士恒 申请人:中国科学院大连化学物理研究所