GC-IMS气相色谱-离子迁移谱仪

离子迁移谱GC-IMS

气相-离子迁移谱技术(GC-IMS)是痕量挥发性有机气体的快速可靠分析手段，在食品、工业和环境检测方面有重要应用。此技术无需前处理，检测样品顶空低至PPb级的VOCs，利用GC保留时间和IMS漂移时间鉴定被选择的化合物(GC retention times and IMS drift times)。

主要应用领域：成品和商品的质量控制如新鲜度（Quality control），产品味道公证 （Impartial prove of product flavours），感官评审的支持（Support of sensory panels）， 异味早期监测（Early Detection of Off-smells）， 绿茶、咖啡、白酒等调配（ Blending），储存条件的优化（Optimisation of storage conditions），塑料/纸张（包装材料）中的VOCs检测（VOCs in plastics/papers）等等。

应用领域：

环境 & 制造工业

由于严苛的环境立法及成本的增加，监测环境空气中导致臭味的工业气体、污染物及挥发性有机物的重要性正与日俱增。因此，需要比传统的传感器更有效的工具来进行如烟尘监测或气味绘图之类的环境监控工作，这需要仪器具有敏度可靠且结实耐用的特点。此外，仪器还需要有较高的分离能力来减少干扰，如：仪器需要同时具有突出的专一性和水分来确认挥发性有机物的来源。

G.A.S.公司生产的离子迁移谱分析仪适用于环境及过程控制涉及的多数监测应用，通过调整进样方式，操作模式及数据分析方法，用户可以将仪器的性能zei优化。工业检测解决方案的前提是仪器设备结实耐用，无需过多维护(检查)及操作简单。G.A.S.在线监控通过简单明了的界面操作，没有仪器分析的专业背景的操作人员通过几个小时的训练也可学会使用。这样真正意义上实现了将检测分析从实验室搬入工厂车间，为工业生产提供实时可靠的结果。

沼气中硅氧烷的控制: 需要在沼气为燃料的供热或发电过程中检测沼气的质量，因为清洁剂，化妆品，护肤品，硅油等沼气原料可以释放硅氧烷。如果沼气中含有一定量的硅氧烷，燃烧过程中硅氧烷粉末会转化成氧化硅。氧化硅会造成腐蚀和系统发生故障的可能后果。

天然气中着嗅剂(如无硫臭气或含硫的四氢噻吩(THT))的检测被电力企业用来对天然气的泄露进行预警，因此必须得以保证和控制。GC-IMS通过一种特制的操作界面，自动进样和数据输出来实现着嗅剂的浓度控制，操作人员无需特殊的分析技术即可完成任务。

工业产品在特定环境下可被痕量杂质污染，当嗅觉阀值较低时，从客户的视角来看，这些杂质会产生异味从而影响产品的质量，因而必须对生产过程进行监控。

仪器特点：

• 结合泵与六通阀来自动或手动的进样

• 便携仪器

• 结实耐用：适合在线监测

• 检测结果可在触摸屏上显示或通过网线，USB以模拟信号输出。

G.A.S.生产的气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）结合了气相色谱仪（GC）的高度选择性和离子迁移谱仪（IMS）的超凡灵敏度（范围低于ppbv）。

采用气相色谱（GC）柱的技术配置包括了标准的毛细管柱（15-60m）或具有各种不同固定相的多维毛细管柱，可根据分析任务需求进行选择。

气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）配有温度和流量控制器，可使固件程序控流更好地分离高挥发性化合物并缩短运行时间，这在质量控制相关工作中是极为关键的。正、负电离模式的可用性使仪器适用于广范围物质，如酮类、醛类、醇类、胺类、有机磷、氯代化合物或卤代化合物。

集成的六通阀确保了气体的灵活采样。进一步来说，可以很容易地获得用于方法开发的所有相关测量参数，这就使得操作人员可以针对自己的具体应用来优化系统。

气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）在40-80°C范围内的等温过程中运转，并可设置大于100°C的温度，用于烘烤加热（清洁）。气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）上配有自动数据采集系统，当连接到电脑时，通过G.A.S.的LAV软件进行三维数据可视化和分析。除了可量化单一标记化合物外，附加的软件插件可以很容易地检测到新化合物或它们与现有样本浓度的差异。以选定的基准（金标准）来快速表征差异得到结果分类，如描述样本质量等。

简单的菜单、手动或自动操作模式、面板数据采集和分析以及通过4-20mA电流环的模拟数据输出促成了远程在线过程控制。标准配置的气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）操作时需要氮气或合成空气，或者也可以配置一个循环气体流量装置（CGFU），摆脱外部气体供应。所有这些特征一起使气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）高度灵活，能够作为分析线上和/或现场工具使用。

该装置可应用于多种分析测量，如残留溶剂测试、产品杂质测试、异味检测、产品或配料认证、工厂的难闻气味或有毒工业化学品（TIC）的监测及对人体皮肤上的香水和化妆品的监测等。

G.A.S.开发了一种无需使用气瓶的附加现场工具，即循环气体流量装置（CGFU），搭配气相色谱-离子迁移谱仪（GC-IMS）使用。采用这一装置，只需提供电源，就可以成为一台认可的便携式的现场痕量分析仪。

产品特点
无真空系统、开机稳定时间短、日常维护成本低
气体样品直接进样，进样方式灵活可变（手动或自动）
正负模式可切换，检测范围广
样品检测速度快、检出限低至ppbv级别
便携性能好，可配备车载电源或充电电源
可配备CGFU气体循环单元、无需载气钢瓶
结实耐用、小巧轻便、可实现在线连续检测
操作简单，使用方便，一线工人即可操作





软件

公司开发的强大功能软件可对待测物中痕量挥发性有机物的指纹谱图进行分析，简单易用，直观方便。软件包括LAV软件和定性分析软件。
Laboratoy Analytical Viewer(LAV)用于气相离子迁移谱图数据分析与信息提取，该软件可与Windows系统的数据提取程序相兼容，如将.mea格式转化为.csv格式后使用Windows系统进行数据处理。
LAV软件与相关“插件”具有两大用途：
气相离子迁移谱图中的每组信号峰对应整个样品的顶空成分，LAV软件安装的“Reporter”插件可对参考样品与待测未知样品进行比对，用户一眼便可看出样品间VOCs的差异。




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不同采样时间空气中苯系物的气相色谱离子迁移谱图




“Gallery-plot”插件在比较样品VOCs差异时更为直观，可用来比较不同样品中各顶空成分的有无及信号峰的强度，据此鉴别样品的相似度、真伪等。
此插件对于厂界气体溯源及异味溯源作用重大。




五种电饭锅蒸出的米饭样品气相离子迁移谱图中选取的挥发性有机物峰的Gallery Plot图




LAV软件包含经典的定量分析方法，用于测量单个挥发性有机物的浓度，使用已知物建立标准曲线后可对待测样品中该物质进行定量分析。




LAV软件中的定量分析




建立标准曲线后内置到仪器中，在检测过程结束后仪器自动显示出检测结果。



软件特点
软件可设置待测目标物浓度的报警阈值，且该阈值可调，超出阈值后仪器自动报警。









准确便捷的定性软件

GC×IMS Library Search软件可简单快速的对待测物中未知挥发性有机化合物（VOCs）进行定性。软件内置NIST气相保留指数数据库和G.A.S.迁移时间数据库，二个数据库相结合使得化合物的定性更加准确。

GC×IMS Library Edit软件可不断补充和扩展迁移时间数据库，用户可建立自己行业的数据库，以此引导本行业的发展。








GC×IMS数据库用于定性分析







应用领域
汽车舱内VOCs快速在线检测
建筑室内VOCs在线检测
家用电器异味现场检测
TICs应急监测
污水周围异味检测
天然气加臭剂含量控制
生产过程控制（沼气中硅氧烷、过滤器效率监控）



应用实例



汽车舱内VOCs在线过程检测

GC-IMS环境气体分析仪可一次性全自动分析苯系物和醛酮类物质。仪器配备一台Micro TD即可实现汽车舱内七种国标限制VOCs（苯、甲苯、乙苯、二甲苯、苯乙烯、乙醛、丙烯醛）的在线快速检测，整个分析时间可优化至15分钟，检出限低至2ppb。




汽车舱内VOCs在线检测（图片来自网络）






工业废水处理过程监测




1、热解析仪
2、Tenax吸附管槽
3、采样头
4、样品转移管
5、气相离子迁移谱仪







在线监测废水处理过程中的VOCs变化，通过VOCs指纹图谱可分析出废水每经过一步处理过程，挥发性有机物种类及含量的变化情况，从而判断该步骤的水处理装备是否有效。



厂界异味溯源

在线采集每个车间的废气，获得其VOCs指纹谱图。左图为厂界气体及车间废气的指纹谱图，最下面两个样品是厂界气体，从指纹图谱对比中很容易找到其中的VOCs的来源，甚至可以精确到具体车间，从而解决臭味的溯源难题。






空气净化器对苯系物净化效果在线监测

为监测空气净化器去除苯系物效果，将苯、甲苯、乙苯、邻-二甲苯、间-二甲苯、对-二甲苯、苯乙烯添加到环境仓中，打开空气净化器后，每20min采样一次，进行现场在线检测，测试完成后结果直接显示在仪器屏幕上。




不同采样时间空气中苯系物的气相色谱离子迁移谱图中选取的挥发性有机物的指纹图谱















应用方案

1.沼气中硅氧烷的检测
2.GC-IMS与标准方法进行异味检测结果对比
-不同场所（污水站口、污泥站口、暴雨水流储水池）GC-IMS指纹图谱与标准方法测试结果对比
-不同物质（宠物食品、垃圾站垃圾、菜籽油、煤油、沥青）GC-IMS指纹图谱与标准方法测试结果对比
3.化工厂区反式-4-甲基环己基异氰酸酯检测（34-839 ppb）
4.化工厂区硫酸二甲酯的检测（5-140 ppb）
5.天然气中加臭剂的检测
6.饮用水中土臭素的检测（TD: 5- 50 ppt）
7.涂料中的VOCs检测
8.汽车舱内VOCs在线过程监测
9.工业废水/气中的VOCs检测及溯源研究
10.空气净化器净化效果研究
11.电饭煲对米饭香味的影响
12.冰箱除臭效果研究

SABMILLER, 英国

“我们认为G.A.S.的FlavourSpec十分适合那些需要做啤酒基础分析以及啤酒高级测试的啤酒厂”

SYMRISE AG, 德国

“我们非常愿意向任何食品和饮料企业推荐使用采用GC-IMS技术的FlavourSpec仪器... “

FIRMENICH, 瑞士

“FlavourSpeczei突出的特点是它易于使用，坚固耐用以及友好的软件界面，我们非常喜欢使用它工作....“