研发检测大气有机物的芯片二维气相色谱仪

使用气罐采样然后带回实验室分析是大气VOCs(挥发性有机气体)检测的常规方法，但因样品不稳定导致检测误差。这是一个长期无法解决的瓶颈问题。本项目将利用"芯片实验室"技术发展芯片二维色相色谱仪(GC×GC)用于大气VOCs检测。芯片GC×GC将建立在一块9.5cm×9.5cm大小的玻璃片上，具有常规GC×GC所有组成部件：预富集管、进样器、两根色谱柱、调制器和检测器；内部无繁杂的气路连接；使用加热膜和致冷薄片对色谱柱进行温度控制，显著减少加热炉的体积；使用LabVIEW软件及其信号处理硬件建立二维色谱信号处理和仪器控制程序，实现电脑控制仪器。芯片GC×GC将轻巧牢固、便于携带、成本低廉、具有常规GC×GC的各项功能，适合野外环境条件下实时在线检测大气中复杂VOCs成分，本项目的实施将解决大气VOCs检测中使用罐采样导致检测误差的科学瓶颈问题。

本项目基于"芯片实验室"技术研制了一台芯片二维气相色谱仪(2D-GC)并用之于VOCs气体的检测。仪器质量：10千克; 体积大小：40cm×40cm×20cm; 最高功率：150瓦。芯片2D-GC的核心部件是长宽厚10cm×10cm×0.4cm的耐温玻璃芯片，在上面刻蚀了载气进出口、一维柱、二维柱、调制器；加热膜和致冷半导片构成了芯片色谱的温控系统，温度范围0-200°C；使用LabVIEW 编写了仪器控制程序，NI公司的信号实时处理器处理二维色谱仪信号和硬件，实现电脑控制仪器。芯片2D-GC成功检测了1ppm的苯系物等十余种VOCs气体，但仪器目前还无法应用于大气的检测，仪器的灵敏度还需提高。本项目成功将微芯片技术应用于二维色谱仪的研制并用于VOCs的检测，将微芯片技术成功应用也大气环境检测。在项目资助下，我们已经发表6篇SCI国际论文，项目负责人获得国家优秀青年基金资助，江苏省特聘教授称号，在国际交流也取得良好成果，与英国约克大学、利兹大学、兰卡斯特大学、西班牙EUPHORE室外烟雾箱团队都建立了良好关系。