[發明專利]用于同位素比分析儀的進氣系統和確定同位素比的方法

在審

• 申請號: 201811558103.4
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN109596782A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: E·瓦佩爾郝斯特;H-J·舒呂特;O·克拉克;J·施韋特斯;M·庫魯門
• 申請（專利權）人: 塞莫費雪科學(不來梅)有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N30/84
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫

本申請涉及用于同位素比分析儀的進氣系統和確定同位素比的方法。一種用于將氣體引入同位素比分析儀的進氣系統，該進氣系統包括參考系統，該參考系統包括：參考氣體的第一供應，該參考氣體具有第一已知同位素比；載氣的供應，其中該參考氣體的供應與該載氣的供應各自通過相應的參考氣體管線和載氣管線被連接至第一混合接頭，該參考氣體與該載氣在該第一混合接頭處組合；混合區域，連接在該第一混合接頭的下游，其中該已組合的參考氣體與載氣混合在一起；出口管線，用于將該混合氣體從該混合區域輸送至該同位素比分析儀；以及位于該出口管線上的開口，其中該開口位于該混合區域的下游。本發明還提供一種確定同位素比的方法。

本發明專利申請是國際申請號為PCT/EP2014/057140，國際申請日為2014年4月9日，進入中國國家階段的申請號為201480020892.X，發明名稱為“用于同位素比分析儀的進氣系統和確定同位素比的方法”的發明專利申請的分案申請。

發明領域

本發明總體上涉及用于同位素比分析儀的進氣系統、包含所述進氣系統的所述分析儀以及同位素比測量方法。

發明背景

同位素比分析被用來測量氣體樣品中的同位素的相對豐度(同位素比)。舉例來說，同位素比分析被用于確定例如空氣中的CO₂的同位素比¹³C/¹²C和/或¹⁸O/¹⁶O。同位素比分析最常見的是通過質譜分析(mass spectrometry；MS)執行，但也可通過光譜分析執行。

用于同位素比分析的進氣系統是眾所周知的，尤其是用來與同位素比質譜儀一起使用。同位素比質譜分析與進氣系統的一般性綜述可在Brenna等人的質譜分析綜述(Brenna et al,Mass Spectrometry Reviews)1997,16,227-258中找到。同位素比質譜分析通常包括將樣品氣體與一種或多種具有已知同位素比的參考氣體的同位素比進行比較測量。因此，同位素比質譜分析(isotope ratio MS；IRMS)典型地需要至少一個樣品氣體入口和至少一個參考氣體入口。

普遍的氣流管理解決方法是所謂的開口分流器，該開口分流器包括朝大氣開放的混合區域。待分析氣體從管線出來進入該混合區域，同時這些氣體的大部分作為多余氣體進入大氣，這些氣體的少量被輸送至另外的管線。因此，該開口分流器將超出該同位素比分析儀可接受的氣流排出。在同位素比質譜分析中，US 5,424,539提供了開口分流器設計的實例，其中該開口分流器包括朝大氣開放的小玻璃瓶，各種樣品毛細管、參考氣體毛細管和載氣毛細管終止于該小瓶中，并且該小瓶中還具有用于對該混合區域取樣的毛細管。該載氣用于稀釋這些不同的樣品氣體和參考氣體，以達到所希望的分析濃度。然而，該設計并沒有所希望的那樣穩固，并且多余的樣品氣體會在分析之前在該開口分流器中從該系統損失。必須使用大量的載氣。US 5,661,038中描述了相似的開口分流器設計，并且在Tobias等人，分析化學(Tobias et al,Anal.Chem.)1996,68,3002-3007中示出。該開口分流的概念已經過改善，提高了性能和自動化，例如US 7,928,369和WO 2007/112876中所示，其中用于供應氣體的這些毛細管配備有驅動，用于移動進入和離開該混合區域。總之，上述此類開口分流器實質上包括嵌套式毛細管的陣列，制造起來不簡單，并且可能缺少生產再現性以及使用穩固性。

氣相色譜質譜分析(gas chromatography MS；GCMS)中使用了一種類型的開口分流器用于壓力適應，但其不用在同位素比質譜分析中。此種開口分流器是來自SGE(www.sge.com)的開口分流毛細管接口部件編號(Open-Split Capillary Interface PartNo.)113532。