技术领域
[0001] 本
发明涉及加热的传输线，具体地说，涉及在气相色谱仪与质谱仪之间的传输线。本发明涉及具有加热的传输线的GC-MS仪器。
背景技术
[0002] 气相色谱法(GC)是用于分离并分析可被
汽化的化合物的常见分析方法，通常用于确定物质的纯度或用于分离物质混合物的组分。在气相色谱法中，将样本注入到呈流动相的气相色谱柱上，其通常是例如氦等惰性气体。气相色谱柱通常具有在惰性固体载体上含有微小的
聚合物或液体层的固定相。
[0003] 待分析的化合物与柱壁相互作用，从而取决于化合物的化学和物理特性而导致化合物的不同洗脱时间。柱的尺寸还对洗脱分布起作用。柱设计为具有适合于任何给定分析的不同特性，并且通常涉及固定相的极性变化以及特定官能团的应用。
[0004] 通常，通过将G
C柱放置在烘炉内部来加热所述柱。GC柱的
温度将影响洗脱分布，较高温度有利于快速洗脱以及与固定相的较小相互作用。
[0005] 需要检测从GC柱洗脱的化合物以建立色谱图。在许多应用中，通过质谱仪提供检测器，其能够分别地俘获、电离、
加速和检测从GC柱洗脱的不同化合物。气相色谱法和质谱法在本质上是互补的，并且其组合为需要高灵敏度和精确性的许多分析应用提供强有
力的工具。
[0006] 从GC柱洗脱的化合物需要传输到下游质谱仪的离子源。通常，气相色谱仪与离子源之间的连接是适于与离子源介接的固体的半永久性传输装置，其可在
真空下，例如在
电子轰击(EI)质谱法中；或在
大气压力下，例如在电感耦合
等离子体(ICP)质谱法(ICP-MS)中。
[0007] 在ICP-MS中，通过由ICP炬内产生的电感耦合等离子体提供离子源。ICP炬通常由玻璃制成，并且其
位置可针对等离子体条件的优化而以三维形式调整。对于一些应用，质谱仪永久地设置为与气相色谱仪一起使用，而在其它应用中(例如ICP-MS)，到GC仪器的连接可以是任选的，并且与其它样本提供系统可互换地使用。
[0008] 用于连接GC和MS仪器的连接或传输线在此项技术中是已知的。US 4650964揭示了一种用于加热玻璃毛细管的加热的传输线。对经由第一和第二
电流导体包围玻璃毛细管的导电加热器管施加功率，所述第一和第二电流导体附接到加热器管的相应末端。在加热器管与第一和第二电流导体之间设置电绝缘，并且在加热器管和电流导体上设置热绝缘的罩盖以热隔离加热器管。
[0009] US 5702671描述了一种用于将样本输送到GC柱中的气相色谱传输线，其具有玻璃管、围住玻璃管的
钢管以及围住钢管的加热线圈，并且其中在钢管与加热线圈之间布置由具有高热导率的材料制成的管。
[0010] EP 152946揭示了一种用于加热一段管道的设备，例如在气相色谱法中加热玻璃毛细管。通过使电流流过包围玻璃毛细管的圆柱形加热器管来施加用于对玻璃毛细管加热的功率。加热器管由另外的管包围以用于电和热绝缘。
[0011] US 8759758揭示了一种用于将柱流出物从气相色谱仪输送到质谱仪的离子源的传输线，其具有传输线主体和用于将传输线主体朝向或远离质谱仪移动的机制。质谱仪的壳体与传输线主体之间的气封防止在传输线主体移动时的真空
泄漏。
[0012] US 7958770揭示了一种用于
微波加热色谱仪器的热传输线组合件。所述传输线可以借助于缠绕导热杆的电线加热。所述传输线被大型绝缘壳体环绕。
[0013] US 8808629揭示了一种用于分析装置的传输单元，其含有可以通过电加热器以编程方式加热的管形组合件以及用于接收气相色谱分离柱的管。所述单元具有布置在所述组合件的内壁与
蒸发器管之间的环形腔室中的温度
传感器。
[0014] US 6530260揭示了一种气相色谱系统，其包含GC烘炉，所述GC烘炉具有适于与位于烘炉外部的气相色谱模
块整合的
门，所述门具有模块接收开口，所述模块在所述开口中固定。在模块壳体内部是一卷毛细管柱、套在毛细管柱的自由端上的一对传输线、缠绕在传输线上的加热电线，其中所述电线可以朝向炉腔以每英寸较少卷绕次数沿着传输线的长度缠绕。
[0015] US 5736739揭示了一种GC离子迁移谱仪系统，其具有在GC与谱仪之间的加热的传输线。传输线经过加热以防止分析物物质
吸附在传输线的壁上。加热元件电线以单螺旋或双螺旋方式围绕传输线通道布置，穿过内嵌在金属壳层之间的两个粘合的圆柱形半节绝缘材料中的通孔。为了在通道的整个长度中提供更一致的温度分布，增大加热装置入口和出口附近的加热元件电线的绕组
密度(
节距)。
[0016] 这提高了在将流出物从GC柱传输到
光谱仪下游和/或MS离子源期间的分析的
质量，一致地保持了温度。流出物传输期间的温度
波动(具体地说，冷点)可能导致来自气相的冷凝和/或过度的峰增宽。此外，此项技术中已知的GC-MS传输线通常稳固地附接到质谱仪和气相色谱仪的壳体，留下最少的或没有装置用以调整(例如)到ICP炬的
定位。
发明内容
[0017] 在
权利要求书以及以下描述中说明本发明。
[0018] 本发明涉及桥接装置，也被称为传输线，其用于将气相色谱仪(GC)连接到谱仪，例如质谱仪或光谱仪，具体来说，连接到质谱仪的离子源。通常，此类传输线连接到电感耦合等离子体(ICP)离子源。此类桥接装置所面临的并且理想地应克服的常见问题包含：1)沿着传输线的热量分布应是均质且恒定的；2)传输线应足够柔性以允许以对ICP炬侧的最小抵抗力自由移动；以及3)不应存在可能导致分析物的冷凝以及因此峰增宽的冷点；4)不应存在可能致使所分析化合物的分解的热点。
[0019] 本发明提供一种克服这些以及其它挑战的传输线。用于将样本从气相色谱仪传输到谱仪中进行分析的传输线具有用于连接到气相色谱柱的入口端和用于与谱仪连接的出口端，并且包括：
[0020] 柔性传输毛细管，其用于在其中接收气相色谱柱的末端部分或连接到所述末端部分的毛细管；
[0021] 至少第一
电阻式加热布置，其环绕传输毛细管；
[0022] 电阻式加热布置可连接到电源以用于提供电流到加热布置或加
热层，从而对加热布置或加热层加热并且由此对传输毛细管加热；
[0023] 其中所述第一电阻式加热布置划分成至少一个中心区和至少一个出口区，并且其中第一电阻式加热布置调适成在所述至少一个中心区中提供与在所述出口区中提供的每单位长度不同的
散热，
[0024] 其中柔性传输线是可折叠的。
[0025] 本发明还提供一种气相色谱-质谱(GC-MS)系统，其包括
[0026] -至少一个气相色谱仪，
[0027] -至少一个传输线，
[0028] -至少一个质谱仪，
[0029] 其中至少一个传输线具有
流体地连接到气相色谱仪的入口端以及流体地连接到质谱仪的出口端，并且其中至少一个传输线如本文所揭示。
[0030] 电阻式加热布置优选地调适成提供用于对传输线加热的散热，其补偿以另外的方式将从传输线发生的热耗散。通常，来自传输线的散热在相应末端处最大，其中传输线连接到相应上游和下游分析组件，例如上游气相色谱仪和下游谱仪(例如，光谱仪或质谱仪)，所述连接可以用作
散热片。
[0031] 加热布置可以包括电阻性材料，使得当电流施加到加热布置时，产生热量并且热量传输或散发到加热布置或加热层所环绕的传输毛细管。
[0032] 电阻式加热布置可以呈电阻式加热层的形式，在一些
实施例中，其包括呈可以环绕传输毛细管的支承薄片或屏蔽形式提供的材料。支承薄片经优选地调适以沿着其长度提供不同散热，以便补偿传输线末端处的更大散热。例如，支承薄片可以在传输线的末端处或朝向传输线的末端包括较高密度的电阻材料，因此当对支承薄片施加功率时，在传输线的末端附近发生每单位长度更大的散热。
[0033] 电阻式加热布置可以包括环绕传输毛细管的一个或多个电阻式电线，因此当对电阻式电线施加功率时，在电线中产生热量并且热量耗散到传输毛细管，由此对传输毛细管加热。优选地，电阻式电线分层或缠绕传输毛细管，因此在操作期间在传输毛细管中沿着其完整长度存在大致一致的温度。
[0034] 可以通过电线自身的特性或通过电线缠绕传输毛细管的方式调节由电阻式电线提供的散热。例如，可以改变电阻式电线沿着传输毛细管的节距。在此上下文中，“节距”是沿着传输线的轴线测得的相邻绕组之间(相应中点之间)的距离，即，电线围绕传输毛细管的一个整
匝的宽度。
[0035] 通过朝向传输毛细管的一端或两端具有较小的电线节距(更紧密的卷绕)，可以在对电线施加功率时增加末端处的加热。中心区中的电阻式电线的节距可以大于入口区中的节距和出口区中的节距约5％到约35％的范围，更优选地，大于约10％到约35％，甚至更优选地，大于约15％到35％。
[0036] 中心区中的节距还可以大于入口区中的节距和出口区中的节距约15％到约25％的范围。
[0037] 末端区(分别是出口区和入口区)中的每一个的长度可以是中心区的长度的5-10％，例如，约5％。在一些实施例中，可以存在中间区，例如，在入口区与中心区之间的中间区以及在入口区与中心区之间的中间区。每个中间区可以是中心区长度的5-10％，例如，约
5％。中间区所具有的电线节距可以介于电线在中心区中绕组的节距与电线在中间区所位于其间的相应末端区中绕组的节距之间。例如，中间区可以具有比中心区小10％的节距，并且末端区可以具有比中间区小10％的节距。
[0038] 如从上文所理解的，在许多有用的实施例中，传输线具有至少一个入口区(邻近GC)、至少一个中心区以及至少一个出口区。
[0039] 然而，在某些实施例中，不存在具有通过电阻式加热布置或层施加的不同热量的特定入口区，而是替代地通过在GC烘炉或GC的类似加热构件内部并入合适长度的传输线和/或传输线的传输毛细管的延伸端，并使用其中的热量来维持传输线的入口端的所需温度，将来自入口端的热耗散减到最少。
[0040] 还可以存在两个或更多个入口和/或出口区，每个区具有其自身的电线绕组线型或节距。例如，电阻式电线绕组可以包括至少两个入口区，其中第一入口区更远离中心区且第二入口区更接近中心区，使得第一入口区中的绕组节距小于第二入口区中的节距，第二入口区中的节距又小于中心区中的节距。
[0041] 还可以存在至少两个出口区，其中第一出口区更远离中心区且第二出口区更接近中心区，使得第一出口区中的绕组节距小于第二出口区中的节距，第二出口区中的节距小于中心区中的节距。
[0042] 换句话说，沿着传输毛细管的长度可以存在不同的区，每个区具有其唯一的绕组线型(节距)以便沿着传输线产生可变且独特的加热功率。
[0043] 不同的区可以具有任何合适的长度，例如，在一些实施例中，出口区和任选的入口区可以各自在传输线的总长度的5-10％的范围内或10-40％的范围内，例如，分别为2cm、4cm、5cm、10cm或20cm。入口区可以具有与出口区相同或不同的长度。如下文进一步的细节中所描述，在一些情形中，传输线的入口端延伸到传输线所连接到的GC烘炉中。在此类情况下，传输线内的传输毛细管可以比加热布置延伸得更远，例如，加热布置可以经配置以在传输线适当地连接到GC时围住传输毛细管在GC烘炉外部的部分和位于壁自身内(延伸通过壁的孔)的部分，而不是围住GC烘炉壁内部的部分。此类实施例可以具有如本文所描述的比中心区具有更多加热的入口区，其中入口区布置在加热布置的远端上，使得入口区优选地延伸到GC烘炉壁中而不是延伸到GC烘炉的炉腔中。
[0044] 在一些实施例中，每个相应区内的电阻式电线节距可以是一致的或相等的。当然，节距也可以在每个区内逐渐地改变。例如，可以沿着入口区从所述区的远端到所述区的近端使节距逐渐增大(优选地，不以离散步长增大)。还可以沿着出口区从所述区的远端到所述区的近端使节距逐渐增大。节距还可以在某些区内是一致的而在其它区内具有梯度。任何给定区中的节距的梯度优选地是一致的，即线性的，但是区内的节距的梯度也可以是非线性的，即，节距的增大或减小可以线性地或非线性地改变。
[0045] 任何给定区末端处的节距可以与相邻区的邻近末端处的节距大体上相同。例如，入口区的近端和出口区的近端处的节距可以与邻近入口和出口区的中心区中的节距相同。
[0046] 电线的绕组线型也可以模块化方式改变。例如，沿着传输毛细管可以存在绕组的“脉冲宽度”调制，使得沿着传输线以可变距离重复单元线圈，由此产生电线的不同散热。沿着传输毛细管，单元线圈可以相同(即，含有具有相同节距的相同卷绕次数)或不同。当不同时，单元线圈之间的空间可以一致，但是沿着传输线的散热将归因于每个单元线圈不同的事实而不同。
[0047] 替代地或另外，电线的
电阻率可以是可变的。由此，即使当电线沿着传输毛细管具有一致的节距时，也将存在归因于电线的可变电阻率而导致的电线的不均匀散热。第一入口区中的电线的电阻因此可以不同于中心区中的电线的电阻(例如，更高)。当存在超过一个入口区时，第一入口区中的电线的电阻可以因此不同于所述第二入口区中的电线的电阻(例如，更高)，所述第二入口区中的电线的电阻又可以不同于中心区中的电线的电阻(例如，更高)。类似地，出口区中的电线的电阻可以因此不同于中心区中的电线的电阻(例如，更高)。当存在超过一个出口区时，第一出口区中的电线的电阻可以不同于所述第二出口区中的电线的电阻，所述第二出口区中的电线的电阻又可以不同于中心区中的电线的电阻。在一个或多个区内也可以沿着传输线存在不同类型的电线，以便提供不同电阻，从而针对所施加的相同功率产生电线的不同散热。此类可变电阻也可以与可变绕组线型组合，如上文中所描述。
[0048] 还可能将沿着传输毛细管的不同区段或区内的电阻电线分别地连接到不同电源，或以独立的方式控制施加到每个电线的功率。换句话说，应用于入口区中的电阻式电线的功率可以独立地施加到中心区中的另一电阻式电线。应用于出口区中的电阻式电线的功率也可以独立地施加到中心区中的电阻式电线。当存在多个入口区、中心区和/或出口区时，也可以独立地施加应用于每个区的功率。以此方式，可以独立地控制每个此类区内的散热，甚至在每个区具有相同的电线组成和/或节距的情况下。
[0049] 可以存在优选地环绕第一层的电阻式加热布置的第二层或甚至更多层。此类更多层可以作为缓冲提供以维持沿着传输线的稳定温度，并且同时可以提供对通过第一层不足以补偿的任何温度波动的补偿。第二加热布置和/或加热层可以与第一加热布置的类型相似。替代地，它们可以具有不同类型，即，加热层(例如，薄片)可以环绕加热布置(例如，电线)，或加热布置(例如，电线)可以环绕加热层(例如，薄片)。
[0050] 因此，可以存在环绕电阻式电线的第一绕组的电阻式电线的第二绕组，并且所述第二绕组优选地也以螺旋方式缠绕传输毛细管。第二绕组(第一层)可以经过分层以便
叠加在第一绕组上或第一绕组顶部上。第二绕组也可以与第一层交织。第二绕组可以用于进一步使传输线的温度分布平稳。在优选实施例中，外部第二绕组以恒定的(一致的)节距缠绕，所述节距优选地大于中心区，更优选地大于第一绕组层的中心区10-20％(更优选地，15％)。此第二绕组层优选地具有恒定节距，以便用作产生所需绝缘效果的
绝热材料，而不具有与传输线的主动加热部分
接触的常规绝缘材料所携载的更高热质量的非所需“
散热器”效果。
[0051] 第二层可以具有一致的节距。第二层也可以具有不均匀的节距或与第一层相反的节距线型(例如，其中出口区和入口区具有比中心区更宽的节距)，或以另外的方式实施以便提供沿着传输线的不均匀的散热，如上文中关于第一层所描述。在一些实施例中，第二层(例如，具有比第一层更一致的节距)可以位于第一层下方而不是环绕第一层。
[0052] 电阻式加热布置优选地跨宽广温度范围具有相对稳定的电阻率。优选地，加热布置跨宽广温度范围具有小于20％的电阻率变化，所述宽广温度范围优选地至少在100到400℃范围内，更优选地200到400℃，更优选地250到320℃，甚至更优选地300到320℃。电阻电线的电阻率可以在从约1Ohm/m到500Ohm/m的范围内。在一些实施例中，电阻电线的电阻率可以在从约100μOhm/cm或从约120μOhm/cm到约140μOhm/cm或到约150μOhm/cm的范围内，更优选地约130μOhm/cm。电阻式电线可以由任何合适的电阻式材料制成。优选地，电线可以由Ni-Cr
合金制成，例如
不锈钢或类似者。
[0053] 电阻式材料，例如电阻式电线，可以涂布有应能耐受所需温度的电绝缘材料或涂层。示例性材料包含聚酰亚胺材料，例如卡普顿(Kapton)和含氟聚合物类，例如聚四氟乙烯。在电线层与绕组之间可以另外或替代地存在电绝缘层或屏蔽。此类电绝缘层可以由任何合适的且柔性的材料制成，例如玻璃
纤维、纤维
岩石或
氧化
硅固化凝胶。
[0054] 所属领域的技术人员将了解，用以选择性地控制散热的以上特征可以任何所需方式组合在传输线内。换句话说，可以组合地使用上文所描述的不同方法或方式以选择性地应用对传输线的合适
温度控制。
[0055] 热质量是物体的质量特性，使物体能够储存热量，由此提供针对温度波动的“惯性”。
[0056] 热质量相当于热电容或
热容量，是主体储存
热能的能力。其通常由符号Cth指代并以J/℃或J/K(其等效)为单位来测量。此量度因此用利于表征传输线维持稳定温度以及所需功率的能力。
[0057] 一般来说，热质量可以定义为：
[0058] Cth＝Q/ΔT
[0059] 其中Q是所传输的热能，且ΔT是温度变化。可以通过两种方式来估算根据本发明的传输线的热质量，所述热质量可以跨典型
工作温度范围近似为恒定的：
[0060] a)通过观测到的加热速率和所施加的功率。在一个配置中，所施加的功率是180W，并且温度在9s内从室温斜升到295℃，并且因此
[0061] P＝180W＝180J/s；并且Q＝180J/s*9s＝1620J
[0062] ΔT＝(295°-25°)＝270°
[0063] 并且因此
[0064] Cth＝1620J/270＝6[J/K]
[0065] 对于具有0.5m长度的传输线，每长度的相关热质量将为12[J/(K·m)]。
[0066] 对于具有25g质量的传输线，得出
比热容为
[0067] 6(J/K)/0.025kg＝240[J/(kg·K)]
[0068] b)总热容量可以估算为由柔性传输毛细管的基底材料的比热容控制，如果使用不锈钢，那么比热容为约450[J/(kg K)](其它有用的金属通常具有相似值，例如，镍具有440[J/(kg K)]的比热容：
[0069] Cth＝450[J/(kg K)]*0.025kg＝11[J/K]
[0070] 显然，传输线的变化，例如，更长传输线，包括具有不同热容量的内管的传输线，或具有其它厚度的传输线，将具有不同的比热和热容量。
[0071] 传输线一般可以具有从约100J/(kg K)，例如从约200J/(kg K)，例如从约300J/(kg K)，或从约400J/(kg K)，到例如约1000J/(kg K)，或到约800J/(kg K)，例如到约600J/(kg K)，或到约500J/(kg K)的范围内的比热容。传输线可以具有小于1000J/(kg K)，小于约800J/(kg K)，小于约600J/(kg K)或小于约500J/(kg K)的比热。
[0072] 根据本发明的传输线具有其热质量低并且因此其需要相对极少的功率来加热的优点。一般来说，根据本发明的传输线的热质量可以小于约50J/K，小于约40J/K，小于约30J/K，小于约20J/K，或小于约15J/K。传输线的热质量可以大于约5J/K，或大于约10J/K。热质量可以在约5到约50J/K，约5到约40J/K，约5到约30J/K，约5到约20J/K的范围内，或在约5到约15J/K的范围内。
[0073] 每单位长度的传输线的热质量可以小于约100[J/(K·m)]，小于约50[J/(K·m)]，小于约40[J/(K·m)]，小于约30[J/(K·m)]，或小于约25[J/(K·m)]。每单位长度的热质量也可以在约5到30[J/(K·m)]的范围内，更优选地在约10到25[J/(K·m)]的范围内。
[0074] 传输毛细管是优选地化学上惰性的，至少其内表面上是化学上惰性的，以避免在毛细管与从GC柱传递通过传输线的样本之间的不合需要的化学反应。因此，传输毛细管可以在至少其内表面上涂布合适的惰性材料。传输毛细管可以包括在其内表面上具有惰性涂层的金属管道(例如，镍管道)。惰性涂层可以是硅基涂层，包含sulfinert，或其它
玻璃态涂层，或聚合物涂层。优选地，涂层是或包括聚酰亚胺涂层，例如卡普顿(Kapton)或维斯佩尔(Vespel)。
[0075] 柔性传输毛细管优选地调适成接收GC柱，使得GC柱在柔性传输毛细管的加热的区中的一个区内终止。传输毛细管还可以接收连接到GC柱的惰性毛细管。毛细管可以在加热的区的末端处或附近、在中心区内或在入口区内终止。优选地，GC柱或连接到其上的惰性毛细管在距入口区远端约1cm到约5cm处、优选地约1cm到约3cm处，更优选地约2cm处终止。
[0076] 柔性传输毛细管可以进一步调适成在其到惰性载气(优选地，氩气)供应源的入口端处或附近连接，使得载气可以在传输毛细管与插入的GC柱之间的空间(间隙)中在朝向传输毛细管的出口端的方向上流动。因此，传递通过GC柱的样本将从GC柱的末端流动到传输毛细管中，其中所述样本通过载气流朝向下游谱仪载送。载气可以是ICP离子源(例如，氩、氦或氢)的等离子体形成气体或毛细管下游装置的任何处理气体。通常，在GC柱与传输毛细管之间的间隙中，屏蔽氩气连同来自GC柱的He一起流入ICP离子源中。
[0077] 电阻式加热布置可以沿着大体上其完整长度环绕传输毛细管。加热布置还可以在距传输线的入口端预定距离处终止，因此在操作期间，传输毛细管未被加热布置围住的部分定位在传输线所连接到的气相色谱仪的烘炉内。因此，传输毛细管未通过电阻式加热布置加热的部分通过GC烘炉加热，并且因此保持在适当温度。电阻式加热布置可以例如距传输线的入口端约1cm到约20cm，或约2cm到约15cm的范围内的距离处终止。传输线设计为跨越从GC烘炉外部的GC到质谱仪的入口的距离。
[0078] 柔性传输毛细管可以具有在约0.40mm到约1.0mm范围内的内径以及在约1.0mm到约2.5mm范围内的外径。包含加热布置的传输线可以具有在约1.5mm到约5mm范围内的外径。
[0079] 传输线可以进一步包含沿着其至少一部分的外部电绝缘和/或绝热
套管。包含此类绝缘套管的传输线的外径可以在约2.0到约10mm的范围内，优选地，约2.0到约5mm。外部套管可以在电流流过电阻电线时防止使用者接触电阻电线。此外，传输线可以位于
保护罩或保护盖下以防止使用者接触传输线的热表面。保护罩或保护盖优选地是刚性的和/或优选地与传输线间隔开。
[0080] 传输线可以具有从约20cm，例如从约30cm，例如从约40cm，到约100cm，或到约80cm，例如到约70cm，甚至更优选地约50cm的范围内的总长度。
[0081] 气相色谱传输线极具柔性，从而允许容易地折叠或弯曲传输线，而不会对线产生极度的
应力也不会造成线的折断。此处，术语“柔性”是指传输线自身的功能。在使用中，例如对于将传输线与质谱仪的可移动ICP炬或其它可移动组件介接，需要在使用期间可以折曲传输线，至少在初步设置期间，例如，在调谐或对准ICP炬时可以折曲传输线。传输线优选地足够柔性使得其可折叠，由此当在其出口端处连接到ICP源并且ICP源移动(通常以三维形式移动)时对ICP源产生极少应力或不产生应力(大体上无应力)。优选地，传输线具有小于约40mm的弯曲半径，更优选地小于约35mm，更优选地小于约30mm，更优选地小于约25mm，更优选地小于约20mm，更优选地小于约15mm，并且甚至更优选地小于约12mm。如本文所使用的术语弯曲半径是指传输线在不会形成任何损坏(例如扭折)的情况下可以弯曲至的最小半径(测量到内部
曲率)。因此较小弯曲半径指示更大柔性。
[0082] 传输线还较轻，因此对其所附接到的组件产生极少应力。优选地，传输线具有小于约100g的重量，优选地小于约50g，并且更优选地小于30g。显然，传输线的重量取决于其长度。然而，传输线的一个优点是其低密度。优选地，传输线具有小于约200g/m的每单位长度的重量，优选地小于约100g/m，并且更优选地小于50g/m。
[0083] 一个或多个温度传感器可以附接到传输线或作为传输线的一部分，以提供关于传输线的或传输线内的实际温度的反馈。优选地，温度传感器经定位使得与传输毛细管接触。理想地，此类温度传感器放置在传输毛细管内。此类温度传感器可以提供对温控单元的反馈。温控单元优选地可以包括计算机或处理器，并且可以使用
软件而基于温度反馈来控制电源。温控单元可以介接到提供功率到电阻式加热布置的电源，以便控制电源到电阻式加热布置的输出并且由此控制柔性传输毛细管的温度。
[0084] 温控单元和电源可以是烘炉控制单元的用于控制容纳GC柱的GC烘炉的温度的部分。由此，可以使用同一控制单元来控制GC烘炉中和传输毛细管中的温度。可以优选的是，GC烘炉和传输毛细管的温度相同或几乎相同。烘炉控制单元因此可以用于同时使柔性传输毛细管的温度和GC烘炉的温度斜变。因此，传输线的加热可以调适成在与传输线所连接到的GC系统的相应温度改变大体上同时地改变传输毛细管的温度。烘炉控制单元可以用于控制传输毛细管和GC烘炉的温度，因此在使用中，传输毛细管和GC烘炉两者具有大体上相同的温度。在一个实施例中，通过GC的程序升温汽化(PTV)单元控制GC系统的温度改变，所述单元由此用作烘炉控制单元。在一个实施例中，GC系统能够控制程序升温汽化(PTV)单元，在一些实施例中，所述单元遵循GC烘炉的温度斜变。优选地，这两者(GC烘炉和传输毛细管)的温度差在约40℃内，更优选地在约30℃内，甚至更优选地在约20℃内，又更优选地在约10℃内，并且最优选地在约5℃内。相比而言，在
现有技术GC-MS传输线中，缺少对加热的软件控制，并且在物理上不可能具有在斜变的GC温度程序期间足够迅速地响应GC烘炉的温度改变以有效地处于与GC烘炉相同的温度下的传输线：快速变热和冷却的能力取决于本发明的传输线的较小热质量。
[0085] 可以优选的是，烘炉控制单元控制传输毛细管的温度，因此其温度在低于GC烘炉的温度约30℃到高于GC烘炉的温度约10℃的范围内，优选地，在低于GC烘炉的温度约30℃到与GC烘炉的温度大约相同的范围内。
[0086] 传输线具有其温度可以快速地斜变的优点，并且其温度沿着其长度保持基本上恒定。因此，传输线和传输线所连接到的温度
控制器可以调适成使传输线的温度以约10℃/min到约200℃/min的范围内的速率斜变，优选地，约10℃/min到约100℃/min，更优选地约10℃/min到约60℃/min。
[0087] 传输线可以加热到并保持为一定温度范围内的温度，所述温度范围包括至少从约50℃到约350℃的范围，优选地约200℃到约320℃，其中传输线能够跨其长度的至少90％保持小于±5％温度变化的温度分布。
[0088] 更优选地，传输线可以加热到并保持为一定温度范围内的温度，所述温度范围包括至少从约50℃到约350℃的范围，优选地约200℃到约320℃，其中传输线能够跨其长度的至少95％保持小于±15％温度变化的温度分布，更优选地小于±10％温度变化，甚至更优选地小于±5％温度变化，甚至更优选地±3％温度变化。
[0089] 此外，传输线可以加热到并保持为一定温度范围内的温度，所述温度范围包括至少从约200℃到约320℃的范围，其中传输线能够跨其长度保持温度分布，优选地跨其长度的至少95％，更优选地跨其由电阻式布置或层所环绕的所有长度，具有小于20％的相对标准偏差(RSD)，优选地小于15％，更优选地小于10％。
[0090] 根据本发明的传输线有用于在分析系统的个别组件之间传输气态样本。传输线尤其有用于将流出物(包括载体和洗脱样本组分)从气相色谱仪传输到下游谱仪。谱仪可以例如是光谱仪或质谱仪。传输线可以因此调适成通过其入口端连接到气相色谱柱并且通过其出口端连接到质谱仪或光谱仪。具体来说，传输线可以在传输毛细管的出口端处调适成连接到电感耦合等离子体(ICP)离子源，优选地，质谱仪或光谱仪的ICP源。传输线的重量轻且柔性的优点是此类配置的独特优点，因为导致ICP源的ICP炬或其
电机在所述炬的移动期间损坏的
风险减到了最小。
[0091] 因此，传输线可以连接到包括可通过电机驱动以三维形式(x、y、z)移动的ICP炬的ICP电离源，其中z方向一般是传输线的轴向方向并且x、y轴垂直于z。ICP电机驱动的移动范围可以例如沿着三维x、y、z中的任何者在2到20mm范围内。例如，移动范围可以沿着z方向多达约10到20mm，优选地多达约15mm，并且沿着x和y方向多达2到6mm，优选地多达约4mm。当传输线的其余部分固定时，传输线可以使用于传输线的出口端的位移的力匹配为小于电机的致动力。每个维度(x、y、z)上的位移力(当入口端固定时，电机移动、抬升或弯曲传输线出口端所需的力)可以小于约10N，小于约5N，小于约2N，小于约1N，小于约0.5N。优选地，位移力小于约2N，更优选地小于约1.5N，甚至更优选地小于约1N，又更优选地小于约0.5N。
[0092] 当入口端连接到GC
接口时，传输线的柔性因此允许所述线的以及具体地说出口端的三维移动(即，升高、降低、向左或向右移动出口端，并且还包含使出口端在远离或朝向GC烘炉的方向上移动，以及以上一般移动方向的任何组合，并且还包含将传输线折叠为“弯曲的”形状或“
弹簧”形状。如所提及，优选地以较小位移力(例如上述值内的位移力)完成任何此类移动。通常，如上所述，当入口端连接到气相色谱仪时，GC MS布置中的传输线的出口端的移动可以通过安装在质谱仪喷射器(接收传输线出口端)处的三个
正交电机来提供，其中在每个方向上的位移力优选地小于1N。
[0093] 还提供一种制造气相色谱法传输线的方法，具体地说，制造如上文中所描述的包括电阻式电线的传输线的方法。所述方法可以包括以下步骤：
[0094] a.提供传输毛细管和缠绕传输毛细管的至少一个电阻电线；
[0095] b.将电阻电线在分配点处分配到传输毛细管上，同时使传输线以恒定转速旋转；
[0096] 其中分配点相对于传输毛细管的纵向移动(或反之亦然，传输毛细管相对于分配点的纵向移动，或同时这两种移动)可变以产生电阻电线沿着传输毛细管的所需节距。
[0097] 替代地，所述方法可以包括以下步骤：
[0098] a.提供传输毛细管和缠绕传输毛细管的至少一个电阻电线；
[0099] b.沿着传输毛细管的长度以恒定速度移动电线分配点，同时使传输毛细管以可调节的转速旋转以便产生电阻电线沿着传输毛细管的所需节距。
[0100] 在另一替代方案中，为了产生电阻电线沿着传输毛细管的所需节距，所述方法可以包括以上方法两者，即，沿着毛细管的长度改变电线分配点和传输毛细管的相对移动的速度，同时使传输毛细管以可调节的转速旋转。
[0101] 传输毛细管可以是任何合适的传输毛细管，如上文中所描述，例如，其可以是可以包括在其内表面上具有惰性涂层的金属管道的传输毛细管，所述金属管道例如不锈钢管、镍管、或其它合适的金属或金属合金管。
[0102] 传输毛细管可以沿着其长度具有预先形成的凹槽，所述凹槽沿着传输毛细管的长度以螺旋方式形成，与电阻电线的预期节距相匹配。凹槽可以用来辅助电线在其分配期间的定位。因此，所述方法可以包含提供此类毛细管用于围绕其卷绕电线。
[0103] 还可以提供用于将电阻电线固定到传输毛细管的胶粘剂。胶粘剂可以优选地是能够耐受传输线的长期工作温度的高温胶粘剂，例如，在约200℃到约350℃范围内的温度。作为一实例，可以使用具有-65℃到+300℃温度范围的高温硅
酮橡胶密封剂。所述方法可以因此进一步包括使用高温胶粘剂以固定电阻电线在传输毛细管上的位置。
[0104] 根据本发明的传输线可以尤其在连接包括气态样本的其中温度
稳定性和/或温度控制重要的分析系统时使用。因此，本发明还提供包含如本文所描述的传输线的分析系统，例如包含气相色谱仪和光谱仪的系统或包含气相色谱仪和质谱仪的系统。此类系统可以包含如上文中所描述的任何传输线，并且还可以包含一个或多个电源、控制器、温度传感器和温度控制器等，包含上文中所描述的那些。
[0105] 分析系统可以例如是气相色谱-质谱(GC-MS)系统，其可以包括气相色谱仪、如本文所描述的一个或多个传输线以及质谱仪，并且其中所述系统和传输线具有连接构件使得传输线具有可以流体地连接到气相色谱仪的入口端以及可以流体地连接到质谱仪的出口端。因此样本可以连续地从气相色谱仪流动经过传输线到质谱仪中，特别是其离子源中。
[0106] 所述系统还可以包括一个或多个电源、温度传感器和温度控制器，以便提供功率到传输线并能够调节传输线的温度。此类电源线、传感器和控制器可以如上文中所描述。
[0107] 例如，用于调节传输线温度的温控单元和电源可以是气相色谱仪的烘炉控制单元的用于控制容纳气相色谱仪的GC烘炉的温度的部分。烘炉控制单元可以用于同步地斜变柔性传输毛细管的温度和GC烘炉的温度，使得传输毛细管和GC烘炉具有大体上相同的温度。
[0108] 可以校准温度传感器，使得针对传输线内部温度与跨相关温度范围在传感器位置处的明显温度的比率或所述温度之间的差校正温度传感器的读数或读回。换句话说，即使在温度传感器不提供传输毛细管内的温度的精确测量的情况下，也可以基于针对任何给定设置确定传输毛细管中的真实温度而校准温度传感器的读数，并且可以在正常操作期间相应地调整温度传感器的读数或读回。此类校正可以基于传输线内部温度与工作温度范围内在传输线中的传感器位置处的明显或测得温度的比率或所述温度之间的差。如若需要，可以针对不同温度范围执行此类校准，并且适用校正适用于任何给定温度范围。
[0109] 在以下实例中进一步描述以上特征以及本发明的额外细节，以下实例意图进一步说明本发明但并不意图以任何方式限制本发明的范围。
附图说明
[0110] 技术人员将理解下文所述的图式仅出于说明的目的。这些图式不打算以任何方式限制本传授内容的范围。
[0111] 图1示出沿着现有技术传输线(A)和改进的现有技术传输线(B)的温度分布，其中线的末端具有额外的热绝缘。
[0112] 图2示出根据本发明的传输线的内管的侧视图。经涂布电阻式电线(
导线)缠绕内管。所示有三个区(I、II、III)，在其中的每一个中，绕组分别具有d1、d2和d3的节距。
[0113] 图3示出根据本发明的传输线的侧视图。所示为插入到传输线的内管中的GC柱，沿着所述GC柱缠绕两层电阻式电线(通过例如玻璃纤维等电绝缘材料的套管分隔开)，第一层具有区(II、III)，具有改变的节距(d2、d3)，并且第二层具有一致的节距(d4)。所述管通过
隔热层封装。
[0114] 图4示出根据本发明的传输线的温度分布。
[0115] 图5示出第一层(A)和第二层(B)电阻式电线对传输线的温度分布的作用。
[0116] 图6示出三个替代实施例的示意性图示，通过所述替代实施例可以改变沿着传输线的温度。(A)电线绕组的脉冲宽度调制，其中在接近传输线的任一末端的区内以较短距离重复间或隔开的线圈单元；(B)脉冲宽度调制的变化，其中沿着传输线改变线圈单元宽度；(C)其中沿着传输线存在三个单独电线的配置，提供改变施加到每个电线的功率以沿着长度产生可变加热的可能性。
[0117] 图7示出包含根据本发明的传输线的GC-MS仪器设备的示意图。
[0118] 图8示出传输线的选择对GC-MS中的分析解析度的作用。在(A)中示出使用现有技术传输线的色谱图，而(B)中示出使用根据本发明的传输线获得的色谱图。
[0119] 图9示出使用根据本发明的传输线可以减少分析分离程序的运行时间的程度。所示有(A)30min运行的结果以及(B)20min运行的结果。
[0120] 图10示出传输线出口端与ICP之间的可能连接的图示。
[0121] 图11示出与GC烘炉介接的传输线的特写图。
[0122] 图12示出连接在GC系统(GC)与质谱仪(MS)之间的柔性传输线
具体实施方式
[0123] 在下文中，将参考图式描述本发明的示例性实施例。提供这些实例以提供对本发明的进一步理解而不限制其范围。
[0124] 在以下描述中，描述一系列步骤。技术人员将了解，除非上下文要求，否则步骤次序对于所得配置和其效应并非至关重要。另外，技术人员将显而易见的是无关于步骤次序，步骤之间的时间延迟的存在或不存在可存在于描述的步骤中的一些或全部之间。
[0125] 转向图1，示出了现有技术传输线的温度分布。典型现有技术传输线存在其末端处具有钢连接件的缺点。在这些钢连接件不绝缘的情况下，将归因于连接件的高热导率而存在明显的热量损耗。这通过图1中的温度分布示出，其中在传输线的两端处发生从线中间约320℃的温度开始的非常大的温度下降。温度下降导致对于传输线两端的明
显热量损耗，这导致在典型GC-MS分析期间的明显峰增宽。
[0126] 图2中示出了用于沿着传输线提供一致的温度分布的解决方案。示出了传输线1，其具有包括热传导材料的管或毛细管4，通常是在其内表面上涂布有惰性材料的金属管，例如涂布有惰性硅基涂层(例如，SulfinertTM)的Ni管。管的重要特征是如本文中所述的其具有较小的热质量且为柔性的(较小弯曲半径)。当就位时，管4包围插入到传输线中的GC柱毛细管2的末端部分。在管4的内表面与GC柱毛细管2的外表面之间存在环形空间，例如用于气体的流动，如下文所描述。在此实施例中，GC毛细管插入到传输线中以便接近传输线的末端延伸，保留到质谱仪末端上的传输线末端约5到10cm的距离。然而，设备测试已经显示当GC毛细管插入管4的入口端内部仅较短距离(例如，2到5cm内，2、3或4cm)时也可能获得高质量色谱图。电阻式电线3以螺旋方式缠绕热传
导管4。电线的绕组在入口端区(入口区III)中具有节距d3，朝向管的相对末端(末端区I)具有节距d1，其小于管的中间(中心区II)的节距d2。末端处减小的节距提供了对管的末端的增大的加热，以补偿末端处的热量损耗，并且由此提供整个管1中的一致的热量。取决于管中使用的材料、管的长度、管在任一末端处的分离和连接，可以按需要调整节距d1、d2和d3，以便在正常操作期间提供整个管长度中的适当温度。每个末端或入口区可以占据传输毛细管的总长度的10％到40％。例如，对于50cm的传输线，末端或入口区可以占据传输线的5到20cm。
[0127] 电阻式电线3还可以围绕内管4以两层或绕组缠绕。具有此类双绕组的传输线在图3中示出。GC毛细管2由热传导管4包围。电阻式电线以两层缠绕管4(其
覆盖有例如玻璃纤维等电绝缘材料的套管)。通过卷绕电线3使得朝向管1的末端的节距d3比朝向所述管的中间的节距(d2)小来提供第一层。优选地还在所述管的另一末端处提供更小的节距d1，在此图示中并未显示。
[0128] 提供电线的第二层/绕组，第二绕组具有一致的节距d4并围住第一绕组。在两个绕组之间提供例如玻璃纤维等电绝缘材料的套管13。优选地，电线还涂布有电绝缘材料，例如卡普顿(Kapton)
薄膜。包封外部绕组的是一层热绝缘材料，例如玻璃
棉套管。
[0129] 传输线沿着其长度提供非常稳定的温度分布。因此，如图4中所示，当加热到约320℃时，沿着传输线的温度非常恒定，仅在传输线的末端处具有微小偏差。总体而言，沿着所述线的温度波动具有仅约21℃的标准偏差，这对应于约6.7％的相对标准偏差。
[0130] 为了进一步说明具有两个绕组的电阻配线的优势，其中第一绕组具有不均匀节距(朝向末端更密集)且第二绕组具有一致节距，图5中示出的数据指示每个绕组如何促成所述温度分布。因此，在图5A中，示出当仅应用第一绕组时传输线的温度分布。虽然总体而言非常一致，但是温度分布显示出接近任一末端时的微小峰值，以传输线的中间为中心具有较小的大致对称的下降。相比之下，图5B中表示具有仅第二线的温度分布。所述分布朝向任一末端具有温度下降，在末端之间具有升高的温度，其在传输线的中间具有峰值。因此，可以看出第二绕组能稳定和均衡沿着传输线的温度分布，并且补偿第一电线绕组的温度分布中的微小不足。
[0131] 两个电阻式电线绕组彼此互补，两者的总体效果如图4中所示。由第一绕组引起的柱的末端处的微小峰值通过因第二绕组引起的下降而得以补偿，且朝向传输线的中间反之亦然。总体结果是传输线具有非常一致的温度分布，如图4中所指示。
[0132] 图6中示出了用于实现沿着传输线的可变加热的替代实施例。在A中，示出传输管，其具有以所谓的脉冲宽度配置(间或隔开的、相对较短的缠绕电线单元(“单元线圈”))缠绕其的电线。单元线圈相较于整体传输线长度相对较短。因此，存在单元线圈(通过每隔一定间隔重复的三个绕组指示)，其在朝向所述管的一个末端的单元之间以第一距离d1重复，在所述管的中心区段中以第二距离d2重复，在朝向所述管的另一末端以第三距离d3重复。通过使距离d2大于d1和/或d3，通过所述管的中心区域中的线圈进行的热传输可以比所述管的任一末端处减小，从而补偿相应末端处的更大热量损耗。
[0133] 在B中，示出替代实施例。此处，沿着所述管存在以固定间隔d1重复的两个不同类型的“单元线圈”。在所述管的两端处重复的第一单元比在所述管的中心区域中重复的第二单元更宽(更多次卷绕)。总体效果与A中的效果类似，即，在所述管的末端处的热传输比所述管中间的热传输更大。
[0134] C中示出第三替代实施例，其中示出三个电线缠绕所述管。第一电线缠绕在所述管的一个末端处，第二电线缠绕在另一末端处，并且第三电线缠绕在所述管的中心区域中。通过改变施加到电线的功率，可以例如通过在所述管的末端处施加更大功率来提供更大热量而任意地改变来自每个电线的加热。
[0135] 根据本发明的传输线可以应用于需要恒定温度下组件之间的连接的仪器应用中。例如，传输线可以非常有利于将气相色谱仪(GC)连接到质谱仪或光谱仪。在此类应用中，GC柱起到分离所注入的样本的不同组分的功能，并且下游质谱仪和/或光谱仪可以用于在样本由GC柱输送时检测样本的组分和/或提供样品组分的额外分离。
[0136] 图7中示出了利用传输线的示例性GC-MS仪器设备。示出的是气相色谱仪20，其含有通常在热控空间(例如，烘炉)中提供的GC柱21。GC柱经由气密T型头22连接到传输线1的传输管4。GC柱与T型头在一侧上进行气密连接并且延伸穿过连接件并进入连接到T型头的相对端的传输管4中。在此实施例中，GC柱延伸到传输毛细管中约12cm，传输毛细管的10cm延伸到传输线的加热的入口区之外并且定位在GC的热控制空间(炉腔)内。因此，在此配置中GC柱延伸到传输线的加热的区域中约2cm。用于提供氩气(Ar)到传输线中的气体管线31也连接到T型头。在其另一端处，气体管线31连接到质谱仪的气体供应。气体管线可以由任何合适的惰性材料制成。例如，所述管可以由涂布sulfinert的镍制成。在此实例中，传输线的管4的长度是50cm。GC柱的典型直径范围是ID＝0.1-0.25mm，OD＝0.32mm。在此实例中，管4的直径(ID和OD)是ID＝0.46mm、OD＝1.53mm。
[0137] 在操作期间，Ar气体通过气体管31馈送并进入传输线1的管4中。Ar气体管线通过GC烘炉加热，这确保Ar气体在进入传输线时就已经加热。避免可能由冷的Ar气体进入传输线的管而引起的冷凝是很重要的。Ar气体管线到传输线的连接因此优选地在GC烘炉内部，因此Ar在进入传输线时处于适当温度下。Ar气体通过围绕GC柱的被包围的末端的所述管朝向质谱仪30馈送。随着样本气体离开GC柱，样本气体将与流过管4的Ar气体混合。
[0138] GC柱或其惰性延伸部分(例如，GC柱的毛细管延伸部分)将延伸到加热的柔性传输线中，即延伸到柔性传输毛细管4中。GC柱的末端必须至少足够远离谱仪侧柔性传输毛细管的出口端，使得可以在样本混合物进入谱仪之前建立毛细管流出物和氩气的混合物的
层流。
[0139] 在谱仪侧，GC柱可以延伸到距传输线的入口端约5到10cm。然而，可为优选的是GC柱(或其延伸部分)延伸到传输线的入口区中约1到10cm的范围，优选地延伸到传输线的入口区中约1到5cm，或约2cm。内管中气体流量通常为约1L/min，其比流过GC柱的气体流量大得多(流过GC柱的气体流量通常为约1.6mL/min)。
[0140] 通过连接到所述管的温度传感器监测传输线的温度，并且将传感器
信号发送到GC的控制单元(未示出)，所述控制单元是用于控制容纳GC柱的GC烘炉的同一控制单元。因此，可通过连接到GC的计算机和软件以及任选地ICP MS(例如)使用GC的延伸控制孔口来控制传输线的温度。因此，可能基于烘炉的温度控制传输线温度。在此实施例中，还可能使传输线温度与GC烘炉同步地斜变，使得GC烘炉中的温度和传输线中的温度相同或大体上相同。因此，传输线可以被视为GC烘炉的有效“延伸部分”。
[0141] ICP炬的位置通过所述炬的三维移动来优化。因此，传输线必须具有柔性，以便允许IPC源和连接到IPC源的传输线末端的此类三维移动。传输线必须具有柔性，使得所连接的传输线末端的此类三维移动不会对ICP源产生应力。根据本发明的传输线适用于此要求，因为其非常轻而且还具有高度柔性，这意味着在静止时传输线对ICP源产生最小的应力，同时还具有柔性以允许在具有来自所连接的传输线的最小阻力下的ICP源的三维移动。用于传输线的出口端(附接到ICP源的末端)的位移的力可以匹配为小于驱动ICP炬的电机的致动力。电机的致动力可以在三个维度上不同(例如，在x和y方向上为40N，在z方向上为170N)，并且可以调整传输线以便具有小于沿着ICP炬的任何方向的位移力，例如10N或更小。
[0142] 传输线的另一优点是当不使用时可以简单地折叠或收放所述传输线。此外，传输线可以制得极其长以适用于不同应用。当不需要全部长度的传输线时，例如当GC与MS之间的距离较短时，可以折叠多余的传输线并放置在仪器的罩盖内部或以螺旋方式缠绕。这是优于许多现有技术传输线的一大改进，许多现有技术传输线沉重且不具有柔性，因此需要在两个仪器之间的固定几何形状，并且还对ICP炬产生高负载以及在三维移动期间对所述炬产生明显应力。
[0143] 图12示意性地示出了当传输线1连接在GC系统(20)与质谱仪(30)的ICP炬入口之间时的柔性。其高度柔性使传输线能够跨越GC与MS之间的一定范围的距离。传输线的长度比GC与MS之间的介接距离更长(通常大体上更长)以及其高度柔性意味着传输线可以折叠以便配合系统之间的空隙，例如，当传输线连接在两个系统之间时折叠成如图所示的螺旋类或弯曲形状。
[0144] 传输线的又一优点是归因于其窄外径，可以经由极小的出口狭缝或出口孔将传输线馈送到GC外。
[0145] 通过在GC-MS应用中使用根据本发明的传输线能获得明显的分析改进。此改进通过图8中示出的有机
锡化合物的混合物的色谱图示出。使用连接气相色谱仪和质谱仪的常规现有技术传输线获得上方的色谱图。在上方的色谱图(现有技术)中解析度和
信噪比较小，因此对于许多应用，较低强度峰(特别是稍后的洗脱峰(p))存在的信号以及分析是不可接受的。相比而言，使用根据本发明的传输线获得下方的色谱图。相较于上方的色谱，可以看出峰宽和峰距的极大改进，这说明通过具有沿着传输线的一致温度而获得的改进。
[0146] 增大的解析度的另一优点是可以减少任何给定分析性分析的运行时间。这在比较图9中示出的时间信号时显而易见。针对30分钟长时间的分析运行获得上方的色谱，而在相同分析样本的20分钟的运行期间获得下方的色谱。在下方的色谱中获得适当峰距，并且减少的运行时间意味着仪器的输送量明显增大。
[0147] 传输线的又一优点是可以易于执行需要快速温度改变的复杂分析程序，使得沿着传输线在任何给定时间的温度恒定。例如，分析方法可能要求初始温度(T1)在时间t2快速斜变到第二温度(T2)，在第三时间t3斜变到第三温度T3，等等。使用不适于快速温度斜变的常规传输线不易于实现此类方法。因此，本发明的传输线提供适用复杂分析方法的唯一可能性。此类方法的一个实例(图8的下方的轨迹图示出使用此方法获得的色谱图)涉及GC-MS应用，其中执行以下步骤：
[0148] a)35℃的初始阶段持续1min。
[0149] b)以25℃/min的速率斜升到160℃。
[0150] c)以12℃/min的速率斜升到220℃。
[0151] d)以40℃/min的速率斜升到320℃。
[0152] e)保持320℃的温度持续0.5min。
[0153] 通过谨慎选择这些参数，并且能够(a)沿着传输线长度快速且均匀地改变温度以及(b)沿着传输线保持适当温度，可以针对任何分析挑战视需要设计分离方法。
[0154] 图10示出在传输线出口端与ICP炬(例如，ICP-MS的ICP炬)之间的可能连接的实例。传输线1的传输毛细管4优选地延伸到炬40中，在所述炬的内管41内部，在所示出的情况下距所述炬的中心管的朝向等离子体的末端大致3cm(距离a)(通常在1到5cm的范围内)处终止。示出了用于引入等离子气体和辅助气体的孔口42。
[0155] 图11示出跨越气相色谱仪20的GC烘炉的壁23的介接的特写图。传输线1的主动加热区1a延伸到GC烘炉的壁23中而不是延伸到烘炉的炉腔内部。GC柱21延伸穿过T-形接管22并进入传输线的管4中(GC烘炉内的裸管4表示传输线1的非主动加热部分)。通常，毛细管2延伸到主动加热区1a中在GC柱的1到5cm内，并且在上文图7中示出的配置中，GC柱毛细管的此部分是2cm。氩气通过气体管线31馈送到传输线中。
[0156] 从以上内容显而易见根据本发明的传输线提供了优于此项技术中已知的传输线的多个优点，包含：
[0157] a.所述传输线提供了非常均质的温度分布，既不具有可能导
致冷凝的“冷点”，也不具有可能导致热不稳定的化合物的劣化的“热点”。
[0158] b.归因于具有较小热质量，所述传输线中的温度可以非常快速地的斜变。类似地，传输线中的温度可以非常快速地冷却。
[0159] 对传输线加热的功耗相较于现有技术的大型设计(例如，用于加热的功耗可能是约80W，用于保持315℃的温度的功耗为约15W)非常小。
[0160] c.所述传输线由于改进的温度分布而在GC-MS和/或GC光谱仪分析期间提供优越的峰距。
[0161] d.相较于此项技术中通常沉重、巨大且不灵活的传输线，所述传输线具有较小的外径和较轻的重量。
[0162] e.所述传输线具有极大柔性，这对于连接到例如对外部连接提供的应力敏感的ICP炬来说至关重要。
[0163] f.所述传输线的能效极佳。
[0164] g.所述传输线可以连接到GC电子设备，从而提供适宜的电子温度控制，并且其可以例如经过编程使得所述传输线的温度分布模仿GC柱的温度分布。
[0165] h.所述传输线归因于其简单的构造和较小的质量而可以相对低的成本来制造(和更换)。
[0166] 如本文所用，包括在权利要求书中，除非上下文另外指示，否则术语的单数形式应理解为也包括复数形式，并且反之亦然。因此，应注意，除非上下文另外明确规定，否则如本文所用，单数形式“一”和“所述”包括多个参考物。
[0167] 在整个
说明书和权利要求书中，术语“包括”、“包含”、“具有”和“含有”以及其变化形式应理解为意指“包含(但不限于)”，且并不意图排除其它组分。
[0168] 在项、特征、值和范围等结合例如约、大约、通常、大体上、基本上、至少等术语使用时，本发明也涵盖确切的这些项、特征、值和范围等(即，“约3”也将涵盖确切3，或“大体上恒定”也将涵盖确切恒定)。
[0169] 术语“至少一个”应理解为意指“一个或多个”，并且因此包含具有一个或多个组件的两个实施例。此外，参考用“至少一个”描述特征的
独立权利要求的
从属权利要求在所述特征被提及为“所述”以及“所述至少一个”时均具有相同含义。
[0170] 应了解，可对本发明的前述实施例作出改变而仍属于本发明的范围内。除非另外说明，否则说明书中所揭示的特征可经用于相同、等效或类似目的的替代特征替换。因此，除非另外说明，否则所揭示的每个特征表示一系列通用等效或类似特征的一个实例。
[0171] 使
用例如“举例来说”、“例如”等的示例性语言仅意图更好地说明本发明而不指示对本发明的范围的限制，除非如此要求。除非上下文另外明确指示，否则说明书中描述的任何步骤可按任何次序或同时进行。
[0172] 说明书中所揭示的所有特征和/或步骤可按任何组合来组合，至少一些特征和/或步骤相互排斥的组合除外。确切地说，本发明的优选的特征适用于本发明的所有方面且可以任何组合形式使用。
