一种袋式法直接进样GC-O/MS测试系统及其测试方法与流程

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技术领域：
]本发明涉及气相色谱质谱联用
技术领域：
，具体地说是一种袋式法直接进样gc-o/ms测试系统及其测试方法。[
背景技术：
：]气相色谱质谱联用技术(gc-ms)结合气相色谱嗅觉测量法(gc-o)所形成的gc-o/ms技术不但能对微量有机挥发性物质(voc)进行定性和定量，更能感官分析相结合，具有高灵敏度、高选择性，而且与挥发性物质所造成的气味分析相结合，常用于分析食品中的风味物质和烟叶中致香物质。其中气相色谱分析的前进样方式应用最多的是热脱附(tds)进样手段，利用tenax或活性炭等吸附管对样品散发的挥发性物质进行捕集，通过tds对采样管中的物质进行热脱附并富集至冷阱中，之后通过载气将物质送入气相色谱(gc)进行分离，分离出的气体同时进入质谱(ms)与嗅辨仪(sniffer)进行定性定量和气味嗅辨。tds进样目前应用比较成熟，然而受到吸附管吸附填料的限制，某些物质会在吸附与脱附过程中损失；当客观环境的湿度较高时，样本含水量过大也会对柱子造成伤害，造成数据结果失真等客观问题。[技术实现要素：]本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种袋式法直接进样gc-o/ms测试系统，能够实现袋式法直接进样，从而可减少挥发性物质损失，适合复杂成分的分析，有利于气味物质在嗅辩端口的捕捉和识别。为实现上述目的设计一种袋式法直接进样gc-o/ms测试系统，包括烘箱1、pvf采样袋2、袋式法直接进样装置输入管3、袋式法直接进样装置4、气相色谱输入管5、气相色谱仪6、质谱仪7、嗅辨仪输入管8、嗅辨仪9、气味记录装置10，所述烘箱1内设置有pvf采样袋2，所述pvf采样袋2通过接口与袋式法直接进样装置输入管3的一端相连接，所述袋式法直接进样装置输入管3另一端连接袋式法直接进样装置4的进气口，所述袋式法直接进样装置4的出气口通过气相色谱输入管5连接气相色谱仪6的进口，所述气相色谱仪6的出口通过三通阀分别连接质谱仪7、嗅辨仪输入管8，所述嗅辨仪输入管8另一端连接嗅辨仪9，所述连接嗅辨仪9通过线路连接气味记录装置10。进一步地，所述气相色谱仪6的顶面及侧面分别开设有供色谱柱两端穿出的色谱柱进口和色谱柱出口，所述色谱柱进口与气相色谱输入管5相连，所述色谱柱出口连接三通阀，所述色谱柱的中部盘绕成盘管状。进一步地，所述袋式法直接进样装置4上设置有气体直接进样口，所述袋式法直接进样装置4内设有冷阱装置和载气通道，所述气体直接进样口与袋式法直接进样装置输入管3相连，所述冷阱装置的出气口与气相色谱输入管5相连，经袋式法直接进样装置输入管3输入的样气通过气体直接进样口通入袋式法直接进样装置4并富集在冷阱装置中，所述样气通入结束后，通过载气沿载气通道将富集在冷阱装置中的样气吹入气相色谱输入管5。本发明还提供了一种袋式法直接进样gc-o/ms测试系统的测试方法，包括以下步骤：先将需要采集的气体样品收集到pvf采样袋2中，再将pvf采样袋2通过接口与袋式法直接进样装置4相连，样气通入袋式法直接进样装置4并首先在其冷阱中富集，富集完成后升温进行脱附并从进样相反的方向通入载气，将富集的物质吹入气相色谱仪6进行分离；分离后的样气通过三通阀后，一路进入质谱仪7进行定性定量分析，与此同时另一路进入嗅辨仪9以进行气味嗅辨。本发明测试方法在对车辆内部的空气质量和气味检测中的应用。进一步地，本发明应用在常温下对整车进行测试的步骤为：将样车放入整车舱中，保持温度为25.0℃±1.0℃，相对湿度为50％±10％，环境气流速度≤0.3m/s，打开车门静置6h，静置结束后封闭16h，用pvf采样袋进行车内气体的采集；将采集好的样品气体直接通入袋式法直接进样装置，然后将气体经气相色谱分离后，同时进入质谱仪与嗅辨仪进行定性及人工嗅辨，最后得到样品气中组成成分信息及其对应的气味特征。进一步地，本发明应用在高温下对整车进行测试的步骤为：将样车放入整车舱中，打开车窗常温下静置24h，静置结束后封闭样车，用4台辐照灯照射车身，使测量点处在3h内升温至65℃±5℃，第4h用pvf采样袋进行车内气体的采集；将采集好的样品气体直接通入袋式法直接进样装置，然后将气体经气相色谱分离后，同时进入质谱仪与嗅辨仪进行定性及人工嗅辨，最后得到样品气中组成成分信息及其对应的气味特征。本发明同现有技术相比，袋式法直接进样gc-o/ms测试系统能够实现袋式法直接进样，该袋式法直接进样的方法相比吸附管方式少了一次采样管的吸附与脱附过程，从而可以减少挥发性物质损失，适合复杂成分的分析，有利于气味物质在嗅辩端口的捕捉和识别。此外，本发明对袋子附加加热装置的设计，可以满足气体在不同温度条件下的进样方式。[附图说明]图1是tds和袋式法进样在0-40min的谱图；图2是tds和袋式法进样在0-10min的谱图；图3是本发明的系统示意图；图中：1、烘箱2、pvf采样袋3、袋式法直接进样装置输入管4、袋式法直接进样装置5、气相色谱输入管6、气相色谱仪7、质谱仪8、嗅辨仪输入管9、嗅辨仪10、气味记录装置。[具体实施方式]如附图3所示，本发明提供了一种袋式法直接进样gc-o/ms测试系统，包括烘箱1、pvf采样袋2、袋式法直接进样装置输入管3、袋式法直接进样装置4、气相色谱输入管5、气相色谱仪6、质谱仪7、嗅辨仪输入管8、嗅辨仪9、气味记录装置10，烘箱1内设置有pvf采样袋2，pvf采样袋2通过接口与袋式法直接进样装置输入管3的一端相连接，袋式法直接进样装置输入管3另一端连接袋式法直接进样装置4的进气口，袋式法直接进样装置4的出气口通过气相色谱输入管5连接气相色谱仪6的进口，气相色谱仪6的出口通过三通阀分别连接质谱仪7、嗅辨仪输入管8，嗅辨仪输入管8另一端连接嗅辨仪9，连接嗅辨仪9通过线路连接气味记录装置10。气相色谱仪6的顶面及侧面分别开设有供色谱柱两端穿出的色谱柱进口和色谱柱出口，色谱柱进口与气相色谱输入管5相连，色谱柱出口连接三通阀，色谱柱的中部盘绕成盘管状。其中，袋式法直接进样装置4具有气体直接进样口、冷阱装置、载气通道等结构，采集好的样气通过进样口直接通入进样装置并富集在冷阱中，样气通入结束后通过载气将富集在冷阱中的物质吹入气相色谱进行分离。具体为：袋式法直接进样装置4上设置有气体直接进样口，袋式法直接进样装置4内设有冷阱装置和载气通道，气体直接进样口与袋式法直接进样装置输入管3相连，冷阱装置的出气口与气相色谱输入管5相连，经袋式法直接进样装置输入管3输入的样气通过气体直接进样口通入袋式法直接进样装置4并富集在冷阱装置中，样气通入结束后，通过载气沿载气通道将富集在冷阱装置中的样气吹入气相色谱输入管5。该测试系统要由如下部分构成：采样袋、袋式法直接进样装置、气相色谱柱、质谱仪、嗅辨仪(sniffer)、三通阀及连接管等。其测试方法为：需要采集的气体样品首先被收集到pvf采样袋中，将pvf采样袋通过接口与袋式法直接进样装置相连，样气通入袋式法直接进样装置并首先在其冷阱中富集，富集完成后升温进行脱附并从进样相反的方向通入载气，将富集的物质吹入gc进行分离。分离后的样气通过三通阀后，一路进入ms进行定性定量分析，与此同时另一路进入嗅辨仪，由气味评价员进行气味嗅辨。采用袋式法直接进样的方法相比吸附管采样方式减少了一次采样管的吸附与脱附过程，从而可以减少挥发性物质损失，适合复杂成分的分析，有利于气味物质的寻找。以下通过对比实验对本发明作进一步说明：1.标液对比实验将2-丁酮、二氯甲烷、二甲基二硫、二丙烯基二硫以及乙酸丁酯标液被选取为试验物质，分别使用本发明袋式法加标进样和tenax管加标tds进样两种进样方式，试验结果表明(见表1)以上5种物质均在使用袋式法直接进样中被检出，但在使用tenax管加标tds进样时二甲基二硫、二丙烯基二硫未被检出。表1、标液测试袋式法进样和tds进样的对比2.材料样品对比实验选用一种橡胶密封条为测试对象，将样品放入10lpvf袋中在65℃下散发2h，分别使用本发明袋式法直接进样和tenax采样管采样(采样要求参考hj/t400-2007要求)tds方法进样，从两者的对比全谱中可以发现，在保留时间10-40分钟(见附图1)的出峰位置和强度基本是一致的。但是在保留时间0-10分钟内(见附图2)两种进样方式得到的谱峰峰型和强度有很大的差异。整体上袋式法进样无论是峰的个数还是峰的强度都优于tenax管采样tds方式进样的结果，袋式法进样在小分子段具有较为明显的检测优势。本发明所述袋式法直接进样gc-o/ms方法在气味溯源整改项目中的应用，即可应用于对车辆内部的空气质量和气味检测。例如，某汽车主机厂对生产的车辆内部的空气质量及气味有严格的要求，期望通过有机挥发物(voc)测试找寻其产品针对气味及voc整改的思路。以下为应用在常温下对整车进行测试以及应用在高温下对整车进行测试的实验。(一)常温整车测试实验：将样车放入整车舱中(25.0℃±1.0℃，50％±10％相对湿度，环境气流速度≤0.3m/s)，打开车门静置6h，静置结束后封闭16h，用pvf袋进行车内气体的采集。将采集好的样品气体直接通入袋式法直接进样gc-o测试系统。气体经gc分离后同时进入ms与嗅辨仪进行定性及人工嗅辨，最后得到样品气中组成成分信息及其对应的气味特征。如下表2所示：表2、常温袋式法进样测试结果下表3为嗅辨等级说明：表3、嗅辨等级说明气味等级/level描述0无气味1轻微的气味，需要努力感知2清晰地气味3显著的气味4强烈的气味5十分强烈的气味从以上结果中可以看出，常温下袋式进样法进样检测的异味主要来自于2-丁酮的酸臭味和正丁醇的醇臭味。(二)高温整车测试实验：将样车放入整车舱中，打开车窗常温下静置24h，静置结束后封闭样车，用4台辐照灯照射车身，使测量点处在3h内升温至65℃±5℃，第4h用pvf袋进行车内气体的采集。将采集好的样品气体直接通入袋式法直接进样gc-o测试系统。气体经gc分离后同时进入ms与嗅辨仪进行定性及人工嗅辨，最后得到样品气中组成成分信息及其对应的气味特征。如下表4所示：表4、高温袋式法进样测试结果下表5为嗅辨等级说明：表5、嗅辨等级说明气味等级/level描述0无气味1轻微的气味，需要努力感知2清晰地气味3显著的气味4强烈的气味5十分强烈的气味从以上结果中可以看出，高温下袋式进样法进样检测比常温下检出了更多的物质，大多检出物质的浓度也更高。其异味主要来自于2-丁酮的酸臭味、正丁醇的醇臭味和苯乙烯的汽油味和油漆味。本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12