[發明專利]環境水體中多環芳烴類化合物的高靈敏度檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010559850.0
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111650270B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 姜杰;何靜;張洪;于凱;王文昕
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 威海恒譽潤達專利代理事務所(普通合伙) 37260
• 代理人: 馬明月

本發明涉及一種環境水體中多環芳烴類化合物的高靈敏度檢測裝置及方法，解決了現有技術存在檢測操作繁瑣、復雜、耗時長、檢測靈敏度低，且多環芳烴類污染物分子極性較小，難電離、離子化效率低，無法有效捕捉環境中的痕量多環芳烴的技術問題。其包括進樣系統、氣動霧化裝置、熱輔助裝置、介質阻擋放電裝置和質譜儀，熱輔助裝置和介質阻擋放電裝置為一體化結構裝置，通過控制加熱裝置對熱輔助玻璃管進行加熱；熱輔助玻璃管的進氣口處連接設有氣動霧化裝置；霧化器連接器連接霧化氣進氣管道和插入熱輔助玻璃管內的霧化器套管通道，用于對熱輔助玻璃管內輸入高壓霧化氣；同時還提供其檢測方法。本發明廣泛應用于有機污染物檢測技術領域。

技術領域

本發明涉及一種有機污染物檢測技術領域，具體涉及環境水體中多環芳烴類化合物的高靈敏度檢測裝置及方法。

背景技術

多環芳烴(PAHs)是一類含有兩個或兩個以上苯環或雜環的有機化合物以及其取代物，這些化合物難溶于水，易溶于有機溶劑。

多環芳烴(PAHs)是由森林大火、汽油、煤炭、石油、木材、煙草、等高分子有機物的不完全燃燒產生的一類持久性有機污染物，目前廣泛存在于大氣、土壤、水體環境以及食品中，是主要的環境和食品污染物。多環芳烴具有致癌、致畸和致突變特性：破壞細胞，誘導產生自由基；代謝中間體可與DNA反應；導致DNA鏈斷裂、DNA蛋白交聯等；損傷肝、腎、甲狀腺、生殖系統等；干擾生物內分泌；紫外線照射后產生三線態氧，損傷生物膜。1979年，美國環保署把16種多環芳烴列入優先控制污染物名單；2003年，我國出臺的《海水水質標準》中規定了海水中苯并[a]芘的上限。

目前針對多環芳烴類污染物的檢測手段主要是固相萃取或固相微萃取耦合氣相色譜-質譜聯用技術，該技術從取樣、預處理、色譜分離到質譜檢測操作過程繁瑣、耗時長。目前我國公認的檢測水質中多環類芳烴及其取代物含量的方法主要是液相萃取和固相萃取高效液相色譜-質譜學法，該方法對痕量、超痕量多環類芳烴及其取代物的分析具有獨特的專一性和較高的靈敏度。但是，色譜-質譜學方法需要有復雜的樣品前處理過程，耗時長；要求具有良好的實驗環境和訓練有素的操作人員；以及昂貴的實驗儀器、大量的色譜純溶劑和定性定量用的標準品，這些都給該方法的普遍應用帶來了困難。

另外，現有技術中，常壓敞開式離子源是近幾年新興的一類電離技術，是指在常壓條件下，即可實現待測物離子化的技術。該技術無需復雜的樣品前處理，因而目前廣泛的應用于環境中污染物的快速分析中，例如紙基噴霧、氣動霧化等。然而，這類基于液滴原理的離子化技術有一個主要的缺陷，就是對于分子極性大的化合物離子化效率高，而對于分析極性小的化合物的離子化效率低。然而，由于多環芳烴類污染物的分子中含有共軛大π鍵，分子極性較小，在用基于液滴原理的離子源檢測時，多環芳烴分子的離子化效率低，甚至不能實現離子化，因而無法直接用于環境中的痕量多環芳烴(PAHs)的檢測。

介質阻擋放電是一種可以在常溫常壓下實現的非平衡態氣體放電，能夠產生內含多種帶電粒子及活性基團的等離子體，待測物質在等離子體區域發生離子-分子反應，從而實現離子化。相比于其他基于液滴原理的離子源，介質阻擋放電能夠實現極性較小的化合物的離子化。但是，該方法用于多環芳烴檢測前，往往需要用固相微萃取以及氣相色譜法對待測物進行萃取和分離，才能夠保證分析的靈敏度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術的不足，提供一種整體結構簡單，方法安全可靠、操作方便、不需要復雜的前處理步驟，檢測準確度高、檢出限低，可以有效捕捉環境水體中的痕量多環芳烴，實現對環境水體中痕量多環芳烴的定性與定量分析，對于環境監測具有較大的實際意義，具有長久經濟效益的環境水體中多環芳烴類化合物的高靈敏度檢測裝置及方法。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：環境水體中多環芳烴類化合物的高靈敏度檢測裝置，包括進樣系統、氣動霧化裝置、熱輔助裝置、介質阻擋放電裝置和質譜儀，熱輔助裝置和介質阻擋放電裝置為一體化結構裝置；