MetCon PAN在线自动分析仪

背景简介   

环境中的PAN（过氧乙酸硝酸酐，常用俗名为过氧乙酰硝酸酯）由大气中的部分挥发性有机物（VOCs）和氮氧化物（NOx）反应生成，其形成经历与臭氧形成类似。因此，PAN和O3均为VOC-NOx光化学指示剂。

PAN的浓度从海洋背景点几个ppt到城市污染空气中超过10ppb。因其催泪效应和植物毒性而为人所知。因为PAN的低温稳定性，它同时也是大气活性氮的重要的储库。因此它能够作为活性氮化合物如NO₂的迁移形态，最终影响对流层臭氧的产生。

仪器介绍

      1992年，在德国环保部的支持下，基于德国马普化学所（Max-Planck Institute）的技术和研究，Metcon公司研发了PAN气相色谱分析仪。从那时起，该套系统经历了多次升级，其中校准过程经过研究院所的深入测试。仪器也在全球许多国家稳定运行。

      自动化的PAN分析仪适合19”机架式安装。它整合了电脑控制的全自动分析仪器和一个简单可靠的校准方法。PAN的检测限小于50ppt。动态线性范围超过10ppb。动态校准单元是基于NO校准气流的光化学合成PAN。

      PAN由低于室温的毛细管柱进行气相色谱分离后，由电子捕获器检测。色谱柱安装在一个由peltier半导体制冷片控温的紧凑的柱箱中。温度波动低于1K（1度）。周围温度范围为20~30℃。双层隔热系统保证系统可以在宽范围的环境温度中（5～30℃）正常运行。纯化和预处理后的氮气作为系统的载气和补充气。对预柱进行反吹可以防止高保留时间的物种进入分析主柱和检测器，防止污染并减少分析时间。采样、进样和色谱柱的切换是由一个气动10通阀（VALCO品牌）完成的。样品采样的旁路设计能够减少采样管路的停留时间。

色谱软件

为便于控制色谱系统和数据采集及整合，我们设计了新的电脑软件（基于Windows7系统）。软件中应用了由Measurement Computing Inc., USA生产的I/O控制板(USB-DA或者PCMCIA/PC-Card)。下列模块是软件的一些主要组件：

l  控制色谱及其持续运转，为远程操控接收控制参数。

l  ECD信号的数据获取，峰数据的自动积分。

l  在离线状态下，查看原始数据，重新对峰面积进行积分。

l  评价积分峰的时间序列，如CCl₄、PAN。

识别峰是自动进行的，用户首先需要在测试色谱图上确定相应峰的大致位置和峰宽。在其后自动运行的色谱中，准确的峰位置和积分将会使用最小二乘法拟合并自动优化。PAN的峰面积和通过校准因子产生的浓度数据同时存储。

校准单元

  校准单元能够产生持续且稳定的已知浓度的PAN气体。基于从NO校准气（ppm量级）光化学合成的PAN，再动态稀释到0.1～30ppb，总流量在1～10L/min。该校准单元模块是半自动的。PAN校准单元和PAN分析单元通过气动PFA阀门连接。在校准模式，样品来自于校准模块的过流组件。校准单元需要的过氧乙酰自由基由丙酮光解生成，这些过氧乙酰自由基首先会氧化NO为NO₂，然后生成PAN。

       校准单元经过German Tropospheric Research Focus（TFS） 的质量保证程序的评价，他们使用了两种独立的技术进行评判，PAN的产率确定为92%±3%。同时发现这个参数在很宽范围的操控条件下都稳定适用，例如0.1～30ppb的PAN在10L/min的流量下。

       因为背景站中CCl₄的浓度相当稳定，所以其出峰可以作为内标来评价ECD的响应。

稀释用的零气

高纯空气，成分为21%O2，其余为N2，经净化管净化。

技术参数

 分析单元

方法：气相色谱法

预柱和主柱：宽孔毛细管柱

检测器： ECD检测器

控制/数据采集：双USB接口数据采集设备

软件：基于Windows 7操作系统，完成数据采集，积分和控制

数据格式：PAN浓度数据为.gc文件，能用Excel打开；色谱原始数据为.adc文件，能用adam32软件打开并进行数据后处理

尺寸：19”机柜3U（45×45×337.5px）

重量：大约15kg

 校准单元

方法：使用NO标气连续光化学反应合成的方法；转换效率为92%±3%

稀释气体：零空气经过氧化剂和活性炭纯化（5L/min）

环境温度：30℃（可选耐受更高温度）

尺寸：19’’机柜2U（45×45×9 cm）

重量：大约12kg

仪器总电源：220VAC，300W

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途