在线气溶胶采集热脱附软连接前端系统（ACTS）
1. 无需改造 GC：采用 10 cm 注射针 + 双隔垫接口，直接在 GC 进样口区域耦合，无需在 GC 炉箱开孔或增加硬管路。
2. 软连接兼容设计：以简单注射针接口替代高温多通阀与复杂硬连接，简化系统集成方式，提升维护便利性。
3. 自动化连续运行：采样、热脱附、进样与 GC/MS 分析形成完整序列；上一轮分析与下一轮采样可并行开展。
1. 应用场景
• 环境 PM2.5 / PM10 有机物的分子级在线定性与定量：面向环境空气气溶胶（PM）中烷烃、脂肪酸、多环芳烃、糖类及其他半挥发/低挥发有机物，提供 PM2.5 / PM10 颗粒相有机组分的在线分子级识别能力，用于获得传统总量监测无法提供的化学组成信息，服务于 PM2.5 / PM10持续下降背景下更精细化的污染治理需求。
• 源解析与过程追踪：基于不同分子标志物的时间序列变化、共变关系与昼夜差异，辅助识别交通排放、燃烧排放、材料释放及二次生成过程，服务于污染来源识别、形成机制分析和过程追踪。
• 室内空气、园区监测与污染物挥发释放研究：适用于室内环境、工业园区与材料释放场景中的自动化连续采样 - 热脱附 - GC/MS 分析，可用于烷烃、脂肪酸、新污染物（如塑化剂）等挥发/半挥发有机物的释放特征研究与长期监测。
• 作为现有 GC/MS 的扩展应用套件：在不改变 GC 结构的前提下，为科研单位、环境监测机构和企业实验室增加“在线 PM2.5 / PM10 采样 + 热脱附 + 分子识别”的能力，便于现有 GC/MS 平台拓展在线颗粒有机物分析能力。
• 飞沫富集在线检测水中有机污染物（开发中）：可与飞沫富集前端结合，将水体中微量有机污染物富集后导入热脱附与 GC/MS 分析链路，用于水中痕量有机污染物的在线分子级检测与筛查。
• 在线衍生化方法拓展（开发中）：可进一步引入在线衍生化模块，拓展 GC/MS 对极性较强、含氧官能团较多化合物的分析范围。
2. 产品概述
在线气溶胶采集热脱附软连接前端系统（Aerosol Collection and Thermal desorption System, ACTS）是一套面向颗粒态有机物在线分析的前端装置，可与常规 GC/MS 配套运行。系统将 PM2.5 / PM10 采集、热脱附、载气传输和 GC/MS 进样集成为自动化序列，输出分子级色谱-质谱数据，用于有机气溶胶组分识别、时间序列跟踪和源解析。
该产品的核心创新在于以“10 cm 注射针 + 双隔垫”实现 ACTS 与 GC 进样口的软连接。采样阶段，针尖停留于双隔垫之间的密封空间；热脱附阶段，针尖穿过第二隔垫进入 GC 衬管完成样品导入。该设计避免了传统 TAG 类系统对高温多通阀、刚性金属连接和炉壁开孔的依赖。
3. 系统组成与工作流程
模块 | 主要组成 | 作用说明 |
采样单元 | 撞击器、采样管、 喷嘴结构、PM切割器、加湿单元 | 采集 PM2.5 / PM10 颗粒物；通过加湿降低反弹，提高撞击采集效率。 |
热脱附单元 | 采集管、加热组件、散热结构 | 收集颗粒物并在程序升温下完成热脱附。 |
软连接进样接口 | 10 cm 注射针、双隔垫、驱动机构 | 在采样与进样之间切换密封路径，实现无需改造 GC 的样品导入。 |
载气与阀控 | MFC、两通/三通阀、真空泵 | 完成采样抽气、惰性气体置换、热脱附吹扫和残留清除。 |
检测端 | 常规 GC/MS | 对导入组分进行分离、定性和定量分析。 |
4. 核心性能指标
指标 | 实测结果 | 说明 |
采集效率 | D50 ≈ 0.07 um；≥ 0.16 um 时 > 90% | 表明装置能够稳定采集亚微米颗粒物，适用于细颗粒有机组分研究。 |
传输效率 | C13-C40 正构烷烃：33%-154%；C11、C18 脂肪酸约 52% 与 56% | 在较宽碳数范围内保持可接受至优异的传输效率，高碳数烷烃表现突出。 |
定量检出限 | C13-C16 ≤ 0.05 ng；C17-C28 为 0.05-0.5 ng；C29-C40 为 0.1-1 ng；癸酸/十一酸 ≤ 0.5 ng；硬脂酸 1-5 ng；左旋葡聚糖 5-10 ng | 对烷烃、脂肪酸和部分氧化有机物具有较低检出限。 |
自动化通量 | 完整测量循环约 100 min | 适合长时间无人值守运行。 |
长期稳定性 | 7 天标准测试平均信号漂移约 7% | 具备连续监测基础。 |
硬件与部署 | 无需改造 GC | 适合作为现有 GC/MS 的扩展模块推广。 |
5. 与 TAG 的关键技术参数对比
TAG（Thermal Desorption Aerosol Gas Chromatograph）是国际上用于颗粒态有机物在线分析的代表性技术之一，能够实现气溶胶有机组分的热脱附、色谱分离和分子级检测。由于本产品同样面向颗粒有机物在线采集与分子识别应用，因此选取 TAG 作为横向对比对象，可更直观理解本产品在系统结构、兼容性、自动化能力和检测性能等方面的特点。
对比项目 | ACTS | TAG | 说明 |
系统连接方式 | 10 cm 注射针 + 双隔垫软连接；无需改造 GC | 多依赖高温多通阀和刚性硬连接 | 核心差异化优势 |
GC 兼容性 | 可快速接入/拆卸，GC/MS 不被锁定在单一前端 | 安装复杂，往往需要专用集成 | 利于现有 GC/MS 用户升级 |
Hexadecane 定量检出限LOQ | ≤ 0.05 ng | 0.074 ng | 对 C16 优于 TAG |
Eicosane LOQ | 0.05-0.1 ng | 0.059 ng | 与TAG 同量级 |
Octacosane LOQ | 0.1-0.5 ng | 0.153 ng | 与 TAG 同量级 |
Hexatriacontane LOQ | 0.5-0.8 ng | 7.2 ng | 高碳数组分对比有绝对优势 |
Decanoic acid LOQ | ≤ 0.5 ng | 0.9 ng | 优于 TAG |
Levoglucosan LOQ | 5-10 ng | 6.3 ng | 与 TAG 同量级 |
烷烃传输效率 | 33%-154%，C36 最高 154% | C16 126%，C20 119%，C28 142% | ACTS 在高碳数区间表现突出 |
自动化周期 | 约 100 min | 通常按小时级运行 | 可用于连续自动监测 |
注：产品性能指标与 TAG 技术参数对比依据Zhang et al., 2026, Aerosol Science and Technology整理。
苏公网安备32058202010917号