使用电子鼻检测挥发性有机化合物的仪器在塑料气味

可辨认的反应模式是由传统的电子鼻(以挪士),使用范围的不同,但不具体,化学传感器。虽然以挪士感兴趣的开发人员人工智能算法和神经网络在很长一段时间内,由于重叠的物理传感器的性能是有限的反应和物理不稳定。此外,以挪士无法量化或单独的化学气味。

zNose^®,一种新型的电子鼻子,用超快的气相色谱法来模拟无限的数量的特定的虚拟化学传感器和产生嗅觉图像基于化学的香气。

分析测量近乎实时的气味和挥发性有机气体可以执行的zNose®灵敏度的兆分之。单独的化学物质的分离和量化在一个气味进行分数的秒。沙克敏感性,electronically-variable敏感性和普遍的非极性选择性实现使用一个专利固态mass-sensitive探测器。

使用一个集成的组合蒸汽pre-concentrator electronically-variable检测器,该仪器可以测量蒸汽浓度跨度6 +数量级。本文展示了一个便携式zNose^®(图1)量化作为一个有用的装置挥发性有机化合物的浓度在塑料物体发出的气味。

图1所示。便携式zNose^®纳入一个手持式仪器

如何zNose^®量化的化学气味

图2显示了一个简化的zNose的图^®系统由两个部分组成。一部分使用氦气、固态检测器和一个毛细管GC(列),而另一部分由进气加热和泵、环境空气样品。

“循环”陷阱链接这两个部分,并作为一个注射器在氦部分(注入位置)和pre-concentrator当放置在空气部分(样本位置)。操作遵循一个两步的过程。首先,环境空气采样(气味),然后有机蒸气收集(pre-concentrated)陷阱。一旦进行抽样,陷阱随后切换到氦部分和收集的有机化合物注入氦气。

这些有机化合物与不同速度通过毛细管柱;因此,单个化学品出口列特征时候,虽然这样做检测和量化的固态探测器。

图2。zNose的简化图^®显示一个空气右边部分和氦左边的部分。一个循环陷阱pre-concentrates有机物的环境空气样品位置和将它们注射到氦注入位置。

传感器数据的收集是由内部控制高速门阵列微处理器,这是转移到电脑或用户界面使用USB或rs - 232连接。的化学气味(图3)可以显示为一个极性气味的嗅觉形象或传感器光谱强度与保留时间。

单个链烷蒸汽标准是用来执行校准。各种已知的化学物质的保留时间索引的存储库正烷烃的反应(Kovats指数)使化合物识别和独立于机器的测量。

图3。传感器响应链烷蒸汽标准,这里C7-C14,可以显示作为传感器输出与时间或其极地相当于嗅觉形象

化学分析(色谱法)

如图3所示的时间导数光谱传感器,产生共同的光谱变化,通常称为色谱。

在图4中,正烷烃气体的色谱响应(C7 C14)给保留时间的准确测量。Graphically-defined区域,显示为红色的乐队在图4中,校准系统,并提供一个参考时间基本在将来的化学反应是索引或比较。响应中途C10和C11之间,例如,将保留时间指数1050。

图4。色谱的碳链烷蒸汽C6

从塑料的气味

合成材料,包括橡胶、欧洲杯足球竞彩聚酯、软塑料、塑料、尼龙、人造丝和尼龙可以产生不愉快的气味,可能也含有化学物质,会伤害人类。增塑剂包括溶剂可能继续除气后形成的一个塑料对象。

大部分的化学物质,如苯、甲苯、1,1,1-trichloroethane,苯,氯仿,甲醛、醇类和酚。增塑剂(邻苯二甲酸盐),保留在材料和制造过程将除气后没有反应,创造独特的气味。

图5。塑料是一个必要的现代环境的一部分,有许多用途。图片来源:FotoSajewicz / Shutterstock.com

在室温下采样蒸汽从塑料

气味和化学气体瓶内可以采样和化学浓度可以测量控制和可预见的方式使用side-ported zNose采样针连接到入口^®(图6)。四个塑料棒被分成两组两个棒。样品没有。1rods produced only a slight odor, while sample no. 2 produced a distinctive and unpleasant odor.

图6。直接顶空取样的化学气味产生塑料样品放在一个septa-sealed瓶

气味产生的四个棒被采样瓶顶部空间测量蒸汽。大约10毫升空气通过抽样从40毫升瓶中删除。

图7显示了vertically-offset色谱结果每组样本。四个截然不同的化学物质产生的样本1,样品2 8化学品产生更高的浓度测量峰面积(计数)。

图7。蒸汽从23°C样品进行评估使用30秒的采样时间,10°C探测器和10 ps2a1b方法

测试样品蒸汽温度更高

更高的蒸汽浓度产生当塑料样品的温度增加。在这样的浓度测量更精确的比在室温下。

图8显示了用于维护一个瓶瓶加热器温度60°C。样品瓶的温度保持在10分钟前抽样与zNose顶部空间蒸汽^®。

图8。直接加热瓶的顶部空间抽样

图9显示了每个样本组vertically-offset色谱结果。只有六个不同的化学物质是由样品1、样品2 9化学物质产生更高的浓度,以峰面积(计数)。

额外的化学物质的存在,比样本1,可以清楚地看到,据推测,这些贡献的独特气味的塑料样品2。

图9。蒸汽从样品60°C进行评估使用< 1分钟样品时间,20°C探测器,和10 ps2a1b方法

比较嗅觉图片

复杂的化学气味可以迅速识别并与高分辨率的帮助下,二维嗅觉图片连同覆盖色谱图(图10)。策划可以做嗅图像使用对数的气味强度或线性(径向)气味强度。这些图像可以相对或绝对最高的化学浓度。

图10。Vaporprint^®图像一起覆盖色谱允许很快识别和比较复杂的化学气味

气味强度产生的导数色谱图,可以覆盖更全面的比较。在上面的色谱图中,示例2中的odor-producing化学品清晰可见。虽然这些化学物质不确定的名字,他们可以通过他们独特的初步确认Kovats指数798,1000,1076,1104,1135。

通过只使用这些指标,zNose^®可以使用作为一个质量控制工具为他们的存在屏幕塑料零部件或测试塑料生产过程。

结论

的zNose^®电子鼻允许快速和容易量化的化学气味。空气浓度在每兆波动的范围现在可以检测到,因为气味的化学物质。

然而,顶部空间测量是最好的执行与样本增加到至少40°C波动对温度很敏感。表1显示了图表摘要Kovats指数和挥发性化学物质的强度计算。

表1。样品化学成分的气味

	化学浓度(计数)
	790年峰值	933年峰值	959年峰值	1000年峰值	1076年峰值	1104年峰值	1135年峰值	1200年峰值	1400年峰值
示例1	102年	659年		93年		261年	223年	5509年	10956年
样本1 b		1174年		83年		372年	91年	5172年	8856年
样品2 b	685年	251年	116年	1021年	1289年	1053年	1699年	11043年	11398年
样品2 b	401年	252年	134年	1021年	1451年	1102年	2383年	14321年	16212年

气味的塑料和其他合成材料可以发出令人不愉快的气味,可能也含有化学物质对人体有害。欧洲杯足球竞彩增塑剂、溶剂、可继续除气后很久的形成塑料对象。

主要化学物质如苯、甲苯、苯乙烯、1,1,1-trichloroethane,氯仿,甲醛、醇、酚生产。增塑剂(邻苯二甲酸酯)的材料(没有反应)的制造工艺也将除气,创造独特的气味。的zNose^®可以使用,使用Kovats指数,作为质量控制工具为他们的存在屏幕塑料零部件或测试塑料生产过程。

结果,导致异味物质现在可以迅速识别和补救措施可以采取提高塑料材料的质量。欧洲杯足球竞彩

这些信息已经采购,审核并改编自材料提供的电子传感器技术。欧洲杯足球竞彩

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