[發明專利]自動化熱解吸系統和方法

有效

• 申請號: 201880047809.6
• 申請日: 2018-06-18
• 公開（公告）號: CN111133309B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: S.托利;A.提普勒
• 申請（專利權）人: 珀金埃爾默保健科學公司
• 主分類號: G01N30/12
• 分類號: G01N30/12;G01N1/22;G01N35/02;G01N1/40
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張健;劉春元

根據本技術的實施例，一種自動化熱解吸系統包括：樣本管，其包括用以包含分析物的腔室；樣本管上的可見標記；熱解吸裝置；以及樣本管監測系統。該熱解吸裝置被配置成容納樣本管并且包括加熱設備。該加熱設備被配置成對熱解吸裝置中的樣本管進行加熱，并且由此使分析物從樣本管解吸。樣本管監測系統包括：光學傳感器，其被配置成讀取樣本管上的可見標記并且生成與其相對應的輸出信號；以及控制器，其被配置成從光學傳感器接收與可見標記相對應的輸出信號，并且基于該輸出信號來確定樣本管相對于熱解吸裝置的取向。

技術領域

本技術涉及熱解吸裝置和方法，并且更特別地，涉及自動化熱解吸裝置和方法。

背景技術

氣相色譜法本質上是一種物理分離方法，其中載氣中的蒸氣樣本的成分被吸附或吸收，并且然后被柱中的固定相材料解吸。該固定相材料與樣本各種組分之間的相互作用（其基于組分的分配系數當中的差異而不同）使得樣本被分離成相應的組分。在柱的端部處，各個組分在時間上被或多或少地分離。氣體的檢測提供了通常被稱為色譜圖的時間標度的（time-scaled）模式，該模式通過與已知樣本的校準或比較來指示存在于測試樣本中的成分及其特定濃度。發生這種情況的過程的示例在授予Hinshaw的美國專利No.?5,545,252中被描述。

通常，要測量的分析物被樣本管中的吸附劑（absorbent）保留并被濃縮在其上。一旦將分析物收集在樣本管中，然后就將該管運送到熱解吸單元，其中該管被放置在惰性氣體（諸如，氦氣或氮氣）的流動路徑中。隨后加熱該管，由此使分析物解吸，并且載氣將分析物吹掃出該管。在某些情況下，在將樣本引入到色譜柱中之前，將捕集阱（trap）定位在樣本管的下游，以便進一步對分析物進行預濃縮，并且偶爾從其中去除水分。這種捕集阱的一個示例是通常被冷卻至低于環境溫度的吸附劑捕集阱，其可以僅僅是具有合適吸附劑材料的另一個吸著劑管。當樣本氣體首先傳遞通過該管時，吸附劑捕集阱吸附分析物。然后通常通過加熱將分析物隨后從捕集阱解吸到色譜柱中，以用于如上所描述的那樣進行隨后的分離和分析。通常，該柱直接耦合到熱解吸單元中的吸著劑管，或者該單元經由傳遞線（諸如例如，經由一定長度的熔融石英管狀物）直接連接到柱。

使用熱解吸單元進行色譜分析的一種常見應用是用以確定特定環境的成分。例如，通常期望檢測某種空氣樣本中存在的揮發性有機化合物（VOC）的量。做到這一點的一個方式是通過首先將裝有吸附劑材料的樣本管運送到待測試的環境中，并且允許空氣中的VOC通過自然擴散（通常稱為“擴散性的”或“被動采樣”）遷移到該管中。可替代地，可以使用小型真空泵（通常被稱為“泵送采樣”）來通過這種管抽取氣體樣本（通常是環境空氣）來收集VOC。在每種情況下，隨著空氣傳遞通過該管，要測量的分析物（即，VOCS）被吸附劑保留并且被濃縮在吸附劑上。

一旦以這種方式收集了VOC，就將樣本管運送到熱解吸單元，其中該管被放置在惰性氣體（諸如，氦氣或氮氣）的流動路徑中。隨后加熱樣本管，由此使分析物解吸，并且載氣將VOC吹掃出該管并且吹掃到第二捕集阱（通常被冷卻至低于環境的溫度）或色譜柱中。通常，色譜柱直接耦合到吸著劑管或熱解吸單元中的低于環境溫度的捕集阱，或者該單元經由傳遞線（諸如例如，經由一定長度的熔融石英管狀物）直接連接到柱。

一些熱解吸裝置是使樣本管的處理和處置自動化的自動化熱解吸裝置或單元。例如，可從PerkinElmer獲得的TurboMatrix?650?ATD是一種自動化分析熱解吸器，其包括圓盤傳送帶（carousel）、機器人臂、加蓋/去蓋站和采樣站。在使用時，機器人臂自動從圓盤傳送帶收集樣本管，并且將樣本管運送到加蓋/去蓋站，在其中，端蓋從樣本管被去除。然后，機器人臂將未加蓋的樣本管放置在采樣站中。如上所描述，在采樣站中，對樣本管進行加熱以使分析物從樣本管解吸。此后，機器人臂將樣本管返回到加蓋/去蓋站（在其中，給樣本管重新加蓋），并且然后返回到圓盤傳送帶。

發明內容