(57)【要約】  本発明は、サンプリングカートリッジ（１）と、サンプリング装置（２、３）と、抽出装置（４）と、サンプリングの前後いずれにも吸着剤の汚染のない、安全な測定を可能にするサンプリングおよび抽出装置（５）とに同時に関する。したがって、本発明によるサンプリングカートリッジ（１）は、不活性材料から作られるエンベロープ（１０）を備え、それらにおいては、吸着剤（１３）が置かれ、エンベロープ（１０）の２つの端部（１００、１０１）に配置される２つのキャップ（１１、１２）で漏れないように溶封され、各キャップ（１１、１２）は、シリコーンフィルムから形成されるシール（１１０、１２０）、および、熱脱着技術に必要な高温、すなわち２５０℃〜３５０℃に耐えるアルミニウムから作られるバリア層によって閉じられた開口（１１１、１２１）を有する。カートリッジ（１）は不活性ガスの下で調整され、その端部（１００、１０１）は、密閉キャップ（１１、１２）のための少なくとも１つの密閉式末端部（１０２）と、密閉された、螺合された、または、クリップ留めされたキャップ（１１、１２）のための１つの汎用末端部（１０５）とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のステップにおける、パッシブモードまたはアクティブモードでのサンプリング、第２のステップにおける、カートリッジ（１）でのキャリアガスの熱脱着および循環による、収集した汚染物質の抽出を実行するために同じ１つのサンプリングカートリッジ（１）を使用する
ことを特徴とし、
前記サンプリングステップが、前記単独のサンプリングカートリッジ（１）によって、または、前記カートリッジ（１）を含むサンプリング装置（２、３、５）によって実行され、前記抽出ステップが、抽出装置（４）によって、または、前記カートリッジ（１）を含むサンプリングおよび抽出装置（５）によって実行され、前記カートリッジ（１）が、不活性ガスの下で調整され、不活性材料から作られるエンベロープを備え、吸着剤（１３）を含み、エンベロープ（１０、１０’、１０’’）の両端（１００、１０１）に配置される２つのキャップ（１１、１２）で漏れないように溶封され、各キャップ（１１、１２）が、シリコーンフィルムおよび少なくとも１つのバリア層から作られる穴あけ可能なシール（１１０、１２０）で閉じられた開口（１１１、１２１）を有する、
流体中の汚染物質のサンプリングおよび抽出方法。
【請求項２】
パッシブモードで前記サンプリングステップを実行するために、前記カートリッジ（１）から前記キャップ（１１、１２）のうちの１つを取り外して、前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）を開けて、分析対象流体を入れ、前記サンプリングが行われると、前記キャップ（１１、１２）で前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）を再び閉じる
ことを特徴とする、請求項１に記載のサンプリングおよび抽出方法。
【請求項３】
アクティブモードでの前記サンプリングステップ、または前記抽出ステップを実行するために、前記サンプリング装置（２）のカニューレ、前記抽出装置（４）、または、前記サンプリングおよび抽出装置（５）によって、前記分析対象流体または前記キャリアガスを前記カートリッジ（１）に導き、前記カートリッジ（１）の前記端部（１００、１０１）の前記シール（１１０、１２０）に穴を開ける
ことを特徴とする、請求項１に記載のサンプリングおよび抽出方法。
【請求項４】
不活性材料から作られるエンベロープ（１０、１０’、１０’’）を備え、
吸着剤（１３）が置かれ、前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）の両端（１００、１０１）に配置される２つのキャップ（１１、１２）で漏れないように溶封され、各キャップ（１１、１２）が、シリコーンフィルムおよび少なくとも１つのバリア層から作られる穴あけ可能なシール（１１０、１２０）で閉じられた開口（１１１、１２１）を有し、前記吸着剤（１３）を含む前記カートリッジ（１）が、加圧不活性ガスで満たされることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法を実装するためのサンプリングカートリッジ（１）。
【請求項５】
前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）が円筒形であることを特徴とする、請求項４に記載のカートリッジ（１）。
【請求項６】
前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）がガラスから作られることを特徴とする、請求項４または５に記載のカートリッジ（１）。
【請求項７】
前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）がアンバーガラスから作られることを特徴とする、請求項６に記載のカートリッジ（１）。
【請求項８】
前記吸着材（１３）がポリマーであることを特徴とする、請求項４〜７のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項９】
前記ポリマーが、少なくとも１つの軸方向センタリング要素（１４）によって前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）の中心部分に設置される固体棒の形状を有することを特徴とする、請求項８に記載のカートリッジ（１）。
【請求項１０】
前記障壁フィルムが、アルミニウムまたはテフロン（登録商標）から作られる
ことを特徴とする、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項１１】
前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）の前記端部（１００、１０１）が、圧着式（１０２）、ねじ式（１０３）、クリップ式（１０４）、および／または汎用（１０５）の末端部を備え、それぞれ、圧着された、螺合された、および／または、クリップ留めされたキャップ（１１、１２）を受けることを特徴とする、請求項４〜１０のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項１２】
個々のトレーサビリティマークを備えることを特徴とする、請求項４〜１１のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項１３】
ガラスエンベロープ（１０、１０’、１０’’）に一体化される発熱抵抗体を備えること、および、
前記キャップ（１１、１２）が金属から作られ、前記発熱抵抗体に接続される電極を形成することを特徴とする、請求項６〜１２のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）。
【請求項１４】
請求項４〜１３のうちいずれか一項に記載のサンプリングカートリッジ（１）のための空間（２０）を備え、
前記空間（２０）の両側に配置される並進移動可能な固定カニューレ（２１）およびカニューレ（２２）と、
後退位置とカートリッジ（１）穿孔位置との間で前記可動カニューレ（２２）を作動させるための手段（２３）と、
穿孔位置で前記可動カニューレ（２２）を係止するためのシステム（２０７）とを備え、
前記カニューレ（２１、２２）が前記分析対象流体のための回路に接続される
ことを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法を実装するためのアクティブサンプリング装置（２）。
【請求項１５】
前記作動手段（２３）が、前記可動カニューレ（２２）をその穿孔位置からその後退位置に戻すための戻しばね（２０６）を備えることを特徴とする、請求項１４に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項１６】
前記作動手段（２３）が、シケインの形態の係止手段（２０７）を備えることを特徴とする、請求項１４または１５に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項１７】
前記一方のカニューレ（２２）が外部空気に対して開口し、
前記他方のカニューレ（２１）が吸引ポンプ（２５）に接続されることを特徴とする、請求項１４〜１６のうちいずれか一項に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項１８】
前記一方のカニューレ（２２）が給水施設に接続され、
前記他方のカニューレ（２１）が自然排水口に接続されることを特徴とする、請求項１４〜１６のうちいずれか一項に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項１９】
ソレノイド弁が前記給水施設に接続される前記カニューレ（２２）の上流に配置されることを特徴とする、請求項１８に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項２０】
前記カニューレ（２１、２２）が同じ水バイアルで終わること、および、
ポンプが前記カニューレの１つと前記バイアルとの間に配置されることを特徴とする、請求項１４〜１６のうちいずれか一項に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項２１】
前記カニューレ（２２）の１つがマウスピースを備えることを特徴とする、請求項１４〜１６のうちいずれか一項に記載のサンプリング装置（２）。
【請求項２２】
請求項４〜１３のうちいずれか一項に記載のサンプリングカートリッジ（１）のための空間を画定する中空体（３０）を備え、
前記中空体（３０）が閉鎖端（３００）と開放端（３０１）とを備えること、および、
前記パッシブサンプリング装置（３）が、交換可能であるように前記端部（３００、３０１）に取り外し可能に取り付けられる２つのプラグ（３１、３２）を備え、第１のタイトプラグ（３１）および第２のオープンプラグ（３２）が、拡散格子（３２０）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法を実装するためのパッシブサンプリング装置（３）。
【請求項２３】
前記閉鎖端（３００）が、前記サンプリングステップの間、前記カートリッジ（１）の前記キャップ（１１、１２）の１つを受けるために、前記プラグ（３１、３２）の１つで閉じられた凹部（３０２）を備えることを特徴とする、請求項２２に記載のパッシブサンプリング装置（３）。
【請求項２４】
前記タイトプラグ（３１）が、金属支持体上に前記装置を固定するための磁石（３１０）を備えることを特徴とする、請求項２２または２３に記載のパッシブサンプリング装置（３）。
【請求項２５】
請求項４〜１３のうちいずれか一項に記載のカートリッジ（１）を備え、
前記単独のカートリッジ（１）が前記パッシブサンプリング装置を形成すること、および、
前記カートリッジに、前記エンベロープ（１０、１０’、１０’’）の端部（１００、１０１）近くに配置される拡散格子（１５）と、前記端部にクリップ留めまたは螺合されるタイトキャップ（１１、１２）とが装備されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法を実装するためのパッシブサンプリング装置。
【請求項２６】
請求項４〜１３のうちいずれか一項に記載のサンプリングカートリッジ（１）のための空間を画定する中空体（４６）と、
前記カートリッジ（１）の加熱要素（４３）と
を備え、
前記ハウジングの各側部に配置される並進移動可能な固定カニューレ（４０）およびカニューレ（４１）と、
後退位置とカートリッジ（１）穿孔位置との間にそれを移動するために前記可動カニューレ（４１）に連結されるプッシャ（４２１）と
を備えること、および、
前記一方のカニューレ（４１）が前記キャリアガス入口に接続されることが意図され、前記他方のカニューレ（４０）が前記分析器のインジェクタに接続されることが意図されることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法を実装するための、キャリアガス入口と分析器との間に配置される抽出装置（４）。
【請求項２７】
吸引ポンプ（５１）および不活性ガスタンク（５２）を備える本体（５０）に接続される請求項２６に記載の抽出装置（４）を備え、
前記一方のカニューレ（４０）が、サンプリングステップの間に前記吸引ポンプ（５１）に、または、抽出ステップの間に前記不活性ガスタンク（５２）に、ソレノイド弁（５５）を通して接続され、
前記他方のカニューレ（４１）が、前記サンプリングステップの間に空気入口に、または、前記抽出ステップの間に分析器に接続されることが意図されることを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法を実装するためのサンプリングおよび抽出装置（５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文献で説明される特定の基準に従って実行される、空気または水などの流体中の汚染物質サンプリングに関する。
【０００２】
屋内の環境空気の品質測定は一般に、住居、一般に開放された施設、オフィスの監視に適用される。
【０００３】
流水の品質測定は、住居およびすべての公共の場に分配される水に関するが、川の表層水、井戸水などにも関する。
【０００４】
これらの適用例は、当然、限定されない。
【０００５】
したがって、本発明は、流体中の汚染物質のサンプリングおよび抽出方法、サンプリングカートリッジ、前記方法を使用するさまざまなサンプリングおよび抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００６】
空気中の汚染物質のサンプリングは、今日、能動的または受動的に実行される。汚染物質は、たとえば、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を意味し、それは大気中に気体状態で容易に発見できる有機化合物であるが、たとえば、農薬、除草剤、殺ダニ剤、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）などの任意の他の種類の健康に有害な物質でもある。
【０００７】
パッシブサンプリングの場合、サンプルはサンプリングバッジによって収集される。サンプリングバッジは人が身につける、またはサンプリングされる部屋に置かれる、そして、膜を通る拡散によってパッシブ汚染物質収集を実行するために吸着剤が設けられるカプセルを含む。サンプリングは、人の露出およびサンプリングされる汚染物質の種類に従って、８時間から４．５日間まで続く可能性がある。
【０００８】
アクティブサンプリングの場合、サンプルは、収集される汚染物質の種類によって１つまたは複数の選択吸着剤を含むサンプリング管に接続されるポンプによって収集される。これらの吸着剤は、伝統的に粉末の形態である。汚染物質を捕捉するために使用される吸着剤を含む管を通して空気または水の既知量を圧送した後、捕捉された汚染物質は、ＣＳ２（二硫化炭素）の種類の非常に有毒な溶剤を使用して抽出されるか、または、熱脱着装置で熱的に脱着される。
【０００９】
アクティブサンプリングは通常、活性炭、Ｔｅｎａｘ（登録商標）、ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂなどの種類の１つまたは複数の特定の吸着剤が設けられる２セグメント管に接続される定流量ポンプによって実行されて、それらの性質に従って、予想濃度の汚染物質を捕捉する。
【００１０】
サンプラーは、管（トラップ）をポンプに接続し、汚染物質および立法者によって許容される曝露濃度によって推奨される流れを設定する。推奨されるサンプリング時間は２４時間である（フランス実験規格ＸＰＸ４３−４０２）。もちろん、サンプリングされる容量および考慮される流れは、国ごとに有効な規則で定義される。
【００１１】
サンプリングフェーズの後、管は、汚染物質が収集された吸着剤を取り外すために一端が開けられる。２つのセグメントは、吸着剤が第１のセグメントで飽和しなかったかどうか確認するために個別に分析される前に、ＣＳ２タイプ溶剤またはベンジルアルコールで抽出される。
【００１２】
これらのシステムは、多くの欠点を有する。情報は、サンプルの希釈のために、溶剤による抽出の間に失われ、気流、空気流制御、吸着剤均一性などのサンプリングモードのため、再現は困難である。吸着剤が収集と分析との間に外部環境と接触するので、分析される吸着剤の汚染のリスクがあり、サンプルの保存および完全性は保証されない。いくつかの化合物は吸着剤に吸着されたままである。抽出は汚染する溶剤の使用を必要とする。抽出に必要な時間は非常に長い。価格は高いままである。
【００１３】
熱脱着抽出技術は、より効率的で、敏感である。それは、通常、石英ウールによって所定の位置に保持される吸着剤を含むステンレス鋼またはガラスカートリッジ上で圧送することによって、アクティブサンプリングのフレームワーク内で使用される。脱着中の二重サンプリングまたはガス流の分割、および存置管の５０％の再収集は、通常、基準サンプルを保持するのに必要である。この技術は、それらの使用前に、管の体系的な調整および制御を必要とする。サンプリング後の保存は、多くの場合に密閉が疑わしい管密封キャップを使用することを必要とする。管は、サンプリングの前と間に、管ごとの圧力低下に対して大きな分散を示す。管は、液体をサンプリングするために使用することはできない。内部の死容積は非常に重要であり、感度を低下させる。
【００１４】
他方で、パッシブサンプリングバッジならびにアクティブサンプリング管については、サンプリングを実行して、次いで、それらを再び閉じ、サンプリングバッジまたは管を研究室に移送して、ガスクロマトグラフィーまたは質量分析を行うために、端部を開けることが常に必要である。
【００１５】
プラスチックカプセルまたはキャップ、機械的シーリングコーンでＯリングまたは閉鎖システムを備えるキャップによってサンプリングバッジまたは管を開閉するこの複数の処理は、測定場所から研究室までこれらのサンプリング装置の完璧な密閉を保証できない。
【００１６】
サンプリング装置と関連するシステムとの間の相互汚染は繰り返し起こり、当業者にはよく知られている。これらのサンプリングシステムは再使用可能であるので、オペレータは結果的に、サンプリング前および分析後に、不活性ガス流および連続的な加熱の下でそれらを精製するために、それらを何時間も調整しなければならない。次いで、オペレータは、実際の現場でのサンプリングを実行する前に、それらの純度を定義するために、サンプリング装置のバッチの空試験を実行しなければならない。
【００１７】
他方で、実際の条件におけるＴｅｎａｘ（登録商標）などの典型的な吸着剤または活性炭の使用は、サンプリング場所の湿度の程度によって、吸着剤が水を吸収し、固まって、最終的に水で飽和するように閉じられ、分子が通り道を探索することを示す。さらに、サンプリング管は、通常、吸着剤で完全に満たされ、それはその内部容積をかなり減少させ、適切なサンプリングを保証するための、空気またはガス流と吸着剤との間の均一な相互作用を不可能にする。サンプリングフェーズ中、管は常に開いているので、空気流は、その端部の１つで必ず漏れて、代表的なサンプリングを実現する可能性をさらに減少させる。
【００１８】
特許文献１および特許文献２は、Ｏリングまたは同様のものによって密閉された着脱自在のキャップによってそれらの端部で閉じられたこの種類のサンプリング管の２つの例を示し、それはサンプリングフェーズの間、開いていなければならず、次いで、閉じなければならず、そして、分析フェーズの間、再び開いていなければならない。
【００１９】
特許文献３は、端部がＯリングのまわりで圧着されるキャップによって保持される穴あけ可能なカバーで閉じられる別のサンプリング管の種類を説明しており、各キャップには、自動化された連続ガスサンプリング機械のサンプリング針を受け取る中央開口が設けられている。この例においては、サンプリング管の密閉がサンプリングの前後に維持されたとしても、圧着されたキャップを取り外すことを必要とする熱脱着機械でサンプルを分析するとき、それはゼロに減少する。
【００２０】
特許文献４は、金属バイアルを使用する研究室用分析装置を説明しており、分析されるサンプルまたは吸着剤を含む鋼またはガラス管が紹介されている。バイアルおよび管の端部は、密着した穴あけ可能なカバーで閉じられ、ねじ込みキャップで保持され、自動熱脱着装置の２本の針が横切る中央開口が設けられ、管のまわりおよび管を通してのキャリアガスの循環を可能にしている。この装置は、オンサイトサンプリングの実行が意図されておらず、分析の前後にサンプル管の取扱いを必要とし、オペレータ汚染の高いリスクがある。
【００２１】
特許文献５も、高温オーブンに配置されたるつぼに置かれる固体サンプルのための研究室用分析装置を説明している。発生ガスは、ガスを保持するための吸着剤が設けられ、それは、管を通してのキャリアガスの循環を可能にする自動熱脱着装置の針で穴を開けることができる単純な高耐熱性フレキシブルプラグによって端部で閉じられる高耐熱性ガラス管に捕捉される。したがって、この管は、オンサイトサンプリングの実行が意図されておらず、その密閉は保証されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第００４２６８３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第５５７４２３０号明細書
【特許文献３】米国特許第６１６７７６７号明細書
【特許文献４】独国特許発明第２００６０２５９３２号明細書
【特許文献５】特開２００９−０５３１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、それ自身でまたは専用サンプリング装置で使用でき、かつ、知られているまたは専用の抽出装置を供給できる、すぐ使用できる使い捨てのサンプリングカートリッジの使用による、全体として安全で、信頼性が高く、再現性があるサンプリングおよび抽出方法を提供することであり、したがって、カートリッジは、サンプリングから分析までのすべてのプロセスステップの実行を可能にするので、サンプリングの前後いずれにも吸着剤の汚染のない、安全な測定を可能にし、情報の消失なしに容易に保存および輸送することができる。特に、サンプリングカートリッジは不活性で、追跡でき、そしてリサイクル可能とすることができ、アクティブまたはパッシブサンプリングのどちらの実行も可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的に対して、流体中の汚染物質のサンプリングおよび抽出方法は、第１のステップにおける、パッシブモードまたはアクティブモードでの前記サンプリング、および、第２のステップにおける、前記カートリッジでのキャリアガスの熱脱着および循環による、収集した汚染物質の抽出を実行するために、同じ１つのサンプリングカートリッジを使用することで特徴づけられ、サンプリングステップは、単独のサンプリングカートリッジによって、または、前記カートリッジを含むサンプリング装置によって実行され、抽出ステップは、抽出装置によって、または、前記カートリッジを含むサンプリングおよび抽出装置によって実行され、前記カートリッジは、不活性ガスの下で調整され、不活性材料から作られるエンベロープを備え、吸着剤を含み、エンベロープの両端に配置される２つのキャップで漏れないように溶封され、各キャップは、シリコーンフィルムおよび少なくとも１つのバリア層から作られる穴あけ可能なシールで閉じられた開口を有する。
【００２５】
有利なことには、パッシブモードでサンプリングステップを実行するために、前記カートリッジからキャップのうちの１つを取り外して、エンベロープを開けて、分析対象流体を入れ、サンプリングが行われると、前記キャップでエンベロープを再び閉じる。
【００２６】
有利なことには、アクティブモードでのサンプリングステップ、または抽出ステップを実行するために、サンプリング装置のカニューレ、抽出装置、または、サンプリングおよび抽出装置によって、分析対象流体またはキャリアガスをカートリッジに導き、前記カートリッジの端部の前記シールに穴を開ける。
【００２７】
また、この目的に対して、本発明によるサンプリングカートリッジは、不活性材料から作られるエンベロープ、たとえば、円筒形エンベロープを備え、それらにおいては、吸着剤が置かれ、エンベロープの両端に配置される２つのキャップで漏れないように溶封され、各キャップは、シリコーンフィルムから作られるシール、および、アルミニウムまたはテフロン（登録商標）（ポリ四フッ化エチレン  ＰＴＦＥ）から作られる少なくとも１つのバリア層によって閉じられた開口を有し、前記カートリッジは加圧不活性ガスで満たされる。シリコーンおよびアルミニウムから、または、アルミニウム／シリコーン／アルミニウムから作られる特定のフィルムの使用により、熱脱着技術に必要な高温、すなわち、２５０℃〜３５０℃に耐えることができる。シリコーンは、その中に作られる穴を閉じることを可能とする再封機能を有する。アルミニウムは、最も揮発性の分子に対する完璧な密閉を実現可能とする障壁効果を有する。テフロン（登録商標）は、同様の結果のためにアルミニウムと交換することができる。したがって、吸着剤は、制御された効率的な密閉により、外部環境から完全に隔離される。フィルムは、アクティブサンプリングの完了時の、空気の管理されていない導入を制限することも可能にする。他方で、アルミニウムまたはテフロン（登録商標）は、分析されるトレースに対して中立である。カートリッジは好ましくは、外部環境との相互汚染を完全に防止するために、不活性ガス（たとえば、空気より重いアルゴン）の下で調整される。現在までのところ、環境的分野のための吸着管は、不活性ガスの下で調整されていない。
【００２８】
カートリッジの形態のサンプリングシステムを提供することにより、抽出を実行するために、好ましくは、カートリッジを揺らすことによって、ジクロロメタンなどの溶剤を添加することができる。抽出物は研究室の空気と接触せず、現在、市場に出ているシステムとは異なり、相互汚染は起こらない。抽出フェーズの後、たとえば、水の中に薬または内分泌かく乱物質を混ぜるために、ＬＣＭシステム（質量分析と連結された液体クロマトグラフィー）上で注入を行うことができる。カートリッジに直接の溶剤抽出技術も、アレルゲン、麻酔剤、薬剤、または爆薬の薬注などの、他の適用に好適である可能性がある。カートリッジの形状は、さまざまな自動分析器のサンプルラック上に直接、それが移送できるように適合させることができる。
【００２９】
有利なことには、カートリッジのエンベロープは好ましくは、ガラスから作られる。ガラスは琥珀色または透明である。アンバーガラスの使用により、収集される光感受性分子の劣化を回避する。好ましくは、１型ホウケイ酸塩アンバーガラスを使用する。ガラスの表面処理（不動態化または不活性化）も、農薬の分子などの特定の分子の検出限界を下げることを可能にする。エンベロープのガラス壁は、好適な選択性およびフィルム厚さを有するフィルム（シリコーンまたはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）タイプの選択的なフェーズの堆積）でコーティングすることができる。堆積フェーズの後、カートリッジは、不活性ガスの下で密封される。
【００３０】
吸着剤は有利なことには、ポリマーである。カートリッジは、完全ポリマー、以下では、粉末ポリマーと区別するためのあらかじめ用意された固体ポリマーを含む。また、粉末またはポリマー被覆ガラスボールの形態のポリマー活性炭またはグラファイト型の吸着剤、Ｔｅｎａｘ（登録商標）型の多孔質ポリマー、珪藻土またはクレイ、任意の微小孔構造の吸着担体、小型化されたセンサ、試薬または比色インディケータが含浸されたペーパーキャリア、寒天とすることができる。たとえば、シロキサン族の固体および不活性の有機無機ポリマーなどの、高い吸着能を有する固体の疎水性ポリマーの使用が好まれる。それは使い捨てで、すぐに使うことができ、消耗品を形成する。それは、１または２つの軸方向センタリング要素によって管の内部に設置される、たとえば円筒形棒の形状を有することができる。センタリング要素は、知られている、たとえば２００μｍの規則的な空隙率を有する金属格子であり、ポリマー棒（シリンダ）の直径と等しい中心穴が設けられ、カートリッジの中央に、ガラスエンベロープの壁から等しい距離で、ポリマーを軸方向に設置することを可能にする。この技術は、吸着フェーズ中の、気相または液相のポリマーとの均一な交換を可能にする。
【００３１】
有利なことには、一方のキャップは、カートリッジのエンベロープ上に圧着され、他方のキャップは、エンベロープ上に圧着、クリップ留め、または、螺合される。そして、カートリッジは、一方側にたとえば直径１１ｍｍの圧着式末端部と、他方側にたとえば１１ｍｍのクリップ式末端部とを有し、クリップ式キャップの使用を可能にし、しかし、圧着式キャップの使用も可能にする。また、ねじ式、クリップ式、または圧着式キャップを使用可能にする汎用末端部を備えることもできる。この構成は、必要に応じてポリマーを取り除くために、または、パッシブサンプリングを実行するために、特定のツールを使用することなくカートリッジを開けることを可能にする。
【００３２】
有利なことには、カートリッジのエンベロープは、たとえば、管がガラスから作られる場合など、再使用可能な材料から作られる。したがって、部分的にリサイクル可能で、そのため環境にやさしい使い捨ての装置が得られる。ガラスカートリッジは、製造業者によって再利用することができる。製品は、環境にやさしく、キャップを抜き出し、ガラスをきれいにして汚染を除いた後に再使用可能である。
【００３３】
カートリッジは有利なことには、個々のトレーサビリティマークを備えることができる。
【００３４】
ガラスエンベロープに一体化される発熱抵抗体を備えることができ、キャップは金属から作ることができ、熱脱着ステップのために、前記発熱抵抗体に接続される電極を形成する。
【００３５】
上記の目的のために、本発明は、上で定義されるサンプリングカートリッジのための空間を備えるサンプリング装置にも関し、それは、空間の両側に配置される並進移動可能な固定カニューレおよびカニューレと、後退位置とカートリッジ穿孔位置との間で可動カニューレを作動させるための手段と、穿孔位置で可動カニューレを係止するためのシステムとを備え、前記カニューレが分析対象流体のための回路に接続されることを特徴とする。サンプリングはカニューレを介して行われるので、カートリッジは開ける必要はない。そのため、使い方は簡単である。
【００３６】
有利なことには、カニューレは、取り外し可能な取付部上に取り付けられる。これにより、カニューレの容易な取り外しおよび清掃が可能になる。
【００３７】
カニューレは有利なことには、少なくとも一方側にボアを有するテーパ付先端を有する。これにより、カートリッジシールによる目詰まりを防ぐ。
【００３８】
作動手段は有利なことには、戻しばねを備える。ばねにより、可動カニューレは穿孔位置から解放されると、後退位置へ戻ることができる。
【００３９】
作動手段は有利なことには、シケインを使用する係止システムを構成する。カニューレは、作動手段自体によって穿孔位置で係止される。
【００４０】
特定の設備では、装置は、流体吸引ポンプに電力を供給するように設けられるバッテリの充電レベルインディケータを備える。このインディケータはたとえば、ＬＥＤである。
【００４１】
別の設備では、装置は、前記ポンプの電源のための中断インディケータを備える。これは、間違った測定を識別することを可能にする。このインディケータは、ＬＥＤから作ることができる。
【００４２】
装置は有利なことには、選択された増加時間のインディケータを備える。
【００４３】
第１の変形例によると、一方のカニューレは外部空気に対して開口し、他方は吸引ポンプに接続される。この変形例により、部屋または所定の環境における大気汚染の測定が可能になる。
【００４４】
第２の変形例によると、一方のカニューレは給水施設に接続され、他方のカニューレは自然排水口に接続される。この変形例により、たとえば、何百万軒の住居に毎日配水される水道水の汚染を分析および測定することができる。次いで、給水栓出口に螺合される特定のハウジングが設けられる。所定の位置に螺合すると、水道水をカートリッジの中に流し、吸着剤上に現在の汚染物質を集めるために、二重針サンプリング装置のスイッチを入れる、または作動状態にすればよい。サンプリングカートリッジを通過した水流を測定または確認するための装置を備えることもできる。
【００４５】
有利なことには、ソレノイド弁を給水施設に接続されるカニューレの上流に配置する。このソレノイド弁は、分析する水量を定義するために、遅延時間を備えることができる。
【００４６】
第３の変形例によると、カニューレは同じ水バイアルで終わり、ポンプはカニューレの１つとバイアルとの間に配置される。次いで、水は閉回路で循環し、時間制限なしに動作させることができる。
【００４７】
第４の変形例によると、カニューレの１つはマウスピースを備える。これにより、呼気を分析することが可能になる。（アルコール計タイプの）使い捨てのマウスピースは、サンプリングカートリッジを含むサンプリング装置に螺合される。この装置は、ガンの特定の形態を識別することができる、可能なマーカまたは代謝物を濃縮するために、人が吐いた息を集めることができる。呼気は、カートリッジの出口で配置される大きな内径を有するカニューレを通って排気される前に、そこで濃縮されるポリマーまたは特定の吸着剤を含むサンプリングカートリッジを通過する。患者は、さまざまな基準に従って、数回、吹き込みを繰り返さなければならない。システムには、サンプリングカートリッジを通過した空気流を測定および確認する装置を備えることができる。サンプリングフェーズの後、カートリッジは、熱脱着または抽出によって分析され、続いて、ＧＣＭまたはＬＣＭ（質量分析と連結されたガスまたは液体クロマトグラフィー）識別が行われる。
【００４８】
本発明は、パッシブサンプリング装置にも関し、前記装置は、上で定義されるようなサンプリングカートリッジのための空間を画定する中空体を備え、中空体は密閉端と開放端とを備え、装置は、交換可能であるように前記端部に取り外し可能に取り付けられる２つのプラグを備え、第１のタイトプラグおよび第２のオープンプラグは、拡散格子を備えることを特徴とする。この装置で、カートリッジが中空体に挿入され、それは特殊なものであり、クリップによってオペレータが装着、磁石によって金属の背板に固定、または、クリップに取り付けられたリングによって懸架できる。サンプリング高さが非常に重要であるので、装置にこれらの付属物をすべて設けることができる。使用前、タイトキャップは、カートリッジから取り外されなければならず、次いで、タイトプラグは、拡散格子を備えるプラグと交換しなければならない。サンプリング中、空気は、ステンレス鋼から作る得ことができる拡散格子を通過し、それにより、標準化された開口を通る制御された通過を得ることができる。サンプリング後、タイトキャップはカートリッジ上の所定の位置に戻され、シールを有するプラグが装置に螺合される。このパッシブサンプリング装置は、二重密閉および二重機能を提供するという長所を有する。中空体の閉鎖端は有利なことには、サンプリングステップの間、カートリッジのキャップの１つを受けるために、プラグの１つで閉じられる凹部を備える。そのため、装置はまた、サンプルを収集する役割に加えて、サンプリングの完了まで、タイトカートリッジキャップをプラグに保持する。シールは、全体を研究室に送信するときに、装置の密閉を保証する。このサンプリング装置は、収集したサンプルの保存を保証する。タイトプラグは、任意の金属支持体上に前記装置を固定するため磁石を備えることができる。
【００４９】
本発明は、上で定義されるようなカートリッジを備えるパッシブサンプリング装置にも関し、カートリッジに、エンベロープの端部近く配置される拡散格子と、前記端部にクリップ留めまたは螺合されるタイトキャップとが装備されることを特徴とする。そのため、取り外し可能なキャップを取り外すことによって、サンプリングを実行するため、およびサンプリングが完了すると所定の位置にそれを戻すために、カートリッジ自体をサンプリング装置として使用することが可能である。
【００５０】
本発明は、キャリアガス入口と分析器との間に配置される抽出装置にも関し、上で定義されるようなサンプリングカートリッジのための空間を画定する中空体と、カートリッジの加熱要素とを備え、ハウジングの各側部に配置される並進移動可能な固定カニューレおよびカニューレと、後退位置とカートリッジ穿孔位置との間にそれを移動するために可動カニューレに連結されるプッシャとを備え、一方のカニューレは、キャリアガス入口に接続することが意図され、他方のカニューレは、分析器のインジェクタに接続されることが意図されることを特徴とする。可動カニューレは有利なことには、ねじ込みによって作動する。そのため、カニューレは、分析するカートリッジに、容易に押しつけることができる。したがって、キャリアガスは、分析される要素を抽出するために、カニューレによって一方側で注入され、分析器のインジェクタに接続される他のカニューレを通って他方側に出る。キャリアガスは、分析される要素とともに、外部汚染なしで分析器にこのように達する。
【００５１】
本発明は、サンプリングおよび抽出装置にも関し、それは、吸引ポンプと不活性ガスタンクとを備える本体に接続される上記の抽出装置を備え、一方のカニューレは、サンプリングステップの間に前記吸引ポンプに、または、抽出ステップの間に前記不活性ガスタンクに、ソレノイド弁を通して接続され、他方のカニューレは、サンプリングステップの間に空気入口に、または、抽出ステップの間に分析器に接続されることが意図されることを特徴とする。このように、上で定義されたカートリッジは、サンプリングモードにおいて、ポンプによってたとえば外部空気を吸い込むことができる装置に入れることができる。サンプリングが完了すると、カートリッジは加熱され、カートリッジに含まれるガスは、分析器で再噴射される。
【００５２】
添付図面によって図示される以下の例を読むと、さらなる利点が当業者に示され、それらは例示的な目的のために提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明によるカートリッジの円筒形エンベロープの第１の実施例の断面である。
【図２】図２は、本発明によるカートリッジの円筒形エンベロープの第２の実施例の断面である。
【図３】図３は、本発明によるカートリッジの円筒形エンベロープの第３の実施例の断面である。
【図４】図４は、本発明によるカートリッジのキャップの斜視図である。
【図５】図５は、本発明によるサンプリング装置の第１の実施形態の断面である。
【図６】図６は、図５の装置のカニューレの詳細である。
【図７】図７は、図６のカニューレの先端の詳細である。
【図８】図８は、図５の装置の斜視図である。
【図９】図９は、本発明によるサンプリング装置の第２の実施形態のサンプリング位置における断面である。
【図１０】図１０は、サンプリング装置の第２の実施形態の輸送位置における断面である。
【図１１】図１１は、本発明による抽出装置の断面である。
【図１２】図１２は、パッシブサンプリングカートリッジの断面である。
【図１３】図１３は、本発明によるサンプリングおよび抽出装置の断面である。
【図１４】図１４は、図１３の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
本発明によるサンプリングカートリッジ１は、円筒形エンベロープ１０、１０’、１０’’と、エンベロープ１０、１０’、１０’’の両側すなわちすべての端部１００、１０１に配置される２つのキャップ１１および１２と、エンベロープ１０、１０’、１０’’の中に置かれる吸着剤１３とを備える。エンベロープ１０、１０’、１０’’は、アンバーガラスまたは透明ガラスから作ることができる。アンバーガラスは、吸着剤１３および吸着した光感受性分子を光から保護する長所を有する。また、ガラスは一般に、不活性材料であること、および優れた熱伝導率を有する長所を有し、したがって、熱脱着の所要時間を減少させる。カートリッジ１のこのエンベロープ１０、１０’、１０’’は好ましくは、円筒形であるが、用途に従って、他の断面、たとえば四角形、六角形、卵形などを有することができる。吸着剤１３はたとえば、使い捨ての、すぐ使用できる固体ポリマーまたは特定の吸着剤であり、さまざまな汚染物質を共通の方法で捕捉することを可能にする。キャップ１１および１２は、エンベロープ１０、１０’、１０’’に漏れないように密封される。それらはまた、用途に従って、螺合、クリップ留め、または圧着することができる。閉鎖は好ましくは、高温、すなわち３５０℃まで耐えなければならず、特定の収納特性および優れた中立性を有する。
【００５５】
固体ポリマーが使用される場合、それは使い捨てで、すぐに使うことができる。好ましくは、たとえば、シロキサン族の固体および不活性の有機無機ポリマーなどの、高い吸着能力を有する、疎水性ポリマーが選択される。それは、たとえば円筒形棒の形状を有することができ、その形状は、流体の通過に対する抵抗を示さず、ごくわずかな圧力低下さえ生じない、または、さらに圧力がまったく低下しない利点を有する。それは好ましくは、エンベロープ１０、１０’、１０’’において１つまたは２つの軸方向センタリング要素１４によって設置される。センタリング要素１４はたとえば、知られている、たとえば２００μｍの規則的な空隙率を有する金属格子であり、ポリマー（シリンダ）の直径と等しい中心穴が設けられ、エンベロープ１０、１０’、１０’’の中央に、その壁から等しい距離で、ポリマーを軸方向に設置することを可能にする。この技術は、吸着フェーズ中の、気相または液相のポリマーとの均一な交換を可能にする。任意の他のセンタリング手段も好適であり、重要なことは、それが流体の循環およびポリマーとの相互作用を妨げないこと、および、ポリマーによる接触面ができるだけ小さい、すなわち点のようでさえあることである。
【００５６】
カートリッジ１はまた、粉末の形態のポリマーまたはポリマーで被覆されたガラスボール、活性炭またはグラファイト型の吸着剤、Ｔｅｎａｘ（登録商標）型の多孔質ポリマー、珪藻土またはクレイ、任意の微小孔構造の吸着担体を含むことができるが、小型化されたセンサ、試薬または比色インディケータが含浸されたペーパーキャリア、寒天も含むことができる。カートリッジ１は、複数の相または吸着剤を含み、センタリング要素１４によって軸方向に配置される、いくつかの細管部分の組合せを含むことができる。空気は複数選択的な細管を通って循環し、汚染物質はこの特定の装置で捕捉される。
【００５７】
カートリッジ１は、微生物学的な分析のためにゲロースを含むこともできる。レジオネラ菌量ができる限り考慮されてもよい。
【００５８】
未知の物質をサンプリングするときの選択性を増加させるために、さまざまな性質の同じトラップまたは複数のトラップを含むいくつかのカートリッジを連続的に実装することも可能である。
【００５９】
カートリッジ１および吸着剤１３の互いに対する寸法設計は、カートリッジ１の内部容積を小さくし、死容積を除去し、ほとんどまたはまったく慣性を有さず、それにより、カートリッジ１の感度を増加させるように最適化される。
【００６０】
カートリッジ１は好ましくは、外部環境との相互汚染を完全に防止するために、空気より重い不活性ガス、たとえばアルゴンの下で有利なことには調整される。不活性ガスの下の調整カートリッジ１により、その内部容積を不活性ガスで満たすことができ、その端部を閉じるシール１１０、１２０を加圧する。この過圧は、カートリッジ１における圧力の存在を確認して、それにより、それを使用する前にカートリッジ１の密閉を確認することができるインディケータを形成する。
【００６１】
カートリッジ１のシーリングは結果的に、不活性ガスの下で、当該キャップの圧着作業中に加えられる力の制御を可能にする特定の機械によって、工場で実行される。シリコーン／アルミニウムまたはアルミニウム／シリコーン／アルミニウム膜から、あるいは、同等の材料の任意の他の組合せから作られる特定のシール１１０、１２０を有するキャップ１１、１２を使用し、それは熱脱着技術のために必要とされる高温、すなわち２５０℃〜３００℃に耐える。分析される痕跡に関するアルミニウムの中立性は有利であり、アルミニウムの障壁影響は、最も揮発性分子に対する完璧な密閉を実現できる。アルミニウムは、実質的に同じ特性を有するテフロン（登録商標）と交換することができる。これらのシール１１０、１２０は、複合膜、物質層の重ね合わせなどから作ることができる。各キャップ１１、１２は、シール１１０、１２０によって閉じられる穴１１１、１２１を有する、金属から作られる外側部分を備える。シール１１０、１２０は、カニューレによって穴を開けることができる。シリコーンを備えるこのシール１１０、１２０は、カニューレの除去後、密に再シール可能である長所を有し、そのため、サンプリング後のカートリッジ１の密閉を常に保証する。
【００６２】
図１に図示されるカートリッジ１のエンベロープ１０には混在している。側部１００に圧着式末端部１０２を備え、他の側部１０１にねじ式末端部１０３を備える。
【００６３】
図２に図示されるカートリッジ１のエンベロープ１０’は混在タイプである。側部１００に、たとえば１１ｍｍとすることができる直径を有する圧着式末端部１０２を備え、他の側部に、１１ｍｍの二重リング１０１が設けられるクリップ式末端部１０４を備え、クリップ式キャップ１１、１２の使用を可能にし、しかし、圧着式キャップの使用も可能にする。
【００６４】
図３に図示されるカートリッジ１のエンベロープ１０’’も混在タイプであり、キャップ１１、１２のすべての組合せを可能にする。側部１００に圧着式末端部１０２を備え、他の側部１０１に圧着式末端部１０２、ねじ式末端部１０３、および両方の間のクリップ式末端部１０４を組み合わせた汎用末端部１０５を備え、クリップ式、ねじ式、または圧着式キャップ１１、１２の使用を可能にする。エンベロープ１０’’は、２つの他のエンベロープ１０、１０’と交換することができる。
【００６５】
説明されたさまざまな末端部１０２、１０３、１０４、１０５は、それらがその製造中に作られたときから、ガラスエンベロープ１０、１０’、１０’’の構成要素であり、エンベロープの、そして結果的にカートリッジ１の耐性および完全性を保証することを可能にする。
【００６６】
したがって、これらのさまざまな末端部構成により、必要に応じて吸着材１３を取り外すために、特定のツールを使用することなく、カートリッジ１を開けることが可能になる。
【００６７】
カートリッジ１は、好適な選択性およびフィルム厚さで壁がフィルム（シリコーンまたはＰＤＭＳタイプの選択的なフェーズの堆積）でコーティングされたガラスから作られるエンベロープ１０、１０’、１０’’を備えることができる。堆積フェーズの後、カートリッジ１は、前述のように、工場において不活性ガスの下で密封される。このエンベロープ１０、１０’、１０’’は、何度か再利用することができる。
【００６８】
さらに、より長いエンベロープの変形例は、熱脱着のために使用される標準品のサンプリング管を含むことができる。
【００６９】
カートリッジ１の識別、フォローアップ、およびトレーサビリティは、レーザでＱＲコード（登録商標）またはバーコードを彫る（図示せず）ことによって、あるいは、４００℃を上回る温度に耐える標識によって、あるいは、生産単位および実施中のその使用のフォローアップのための他の識別手段によって、マークを付けることができるので、可能である。カートリッジ１は、その全デューティサイクル中、すなわち、サンプリングから収容、分析に至るまでの容易な識別のために、トランスポンダ（図示せず）を含むことができる。
【００７０】
すぐ使用できるカートリッジ１のキャリブレーションおよび標準化は可能である。校正されたサンプリングカートリッジのキットは、サンプリングされた汚染物質の数量化を可能にするために提供することができる。ポリマーは、可能性がある相互汚染エラーを避けるために、同位体で標識される。一連の５０ｎｇ、１００、２００、５００、１０００ｎｇの標準物質は、ブランクおよび、石英ウールを含む管も含む。
【００７１】
ユーザによるキャリブレーションも可能である。シリコーン／アルミニウムまたはアルミニウム／シリコーン／アルミニウムから、あるいは、任意の他の同等の組合せから作られるシールによって両側を密封されたカートリッジ１の形態でサンプリングシステムを供給する事実により、ユーザは、好適な注射器を使用して、シール１１１、１２１を通してカートリッジ１に自身の標準物質を注入することができる。
【００７２】
前述のように、固体ポリマーを含むカートリッジ１は、圧力低下の影響を受けず、そのため、サンプリング中に存在する湿度の程度の影響下の古典的なポリマーまたは粉末の形態の吸着剤が詰まることにより流れは変化せず、よって、サンプリング正則性および精度に影響を受けない。
【００７３】
吸着剤１３はまた、ホルムアルデヒド分析のためにＤＮＰＨタイプの誘導体化剤でグラフト化またはそれに浸すことができる。
【００７４】
アンバーガラスの使用により、光感受性分子の劣化を回避する。ガラスの表面処理（不動態化または不活性化）も、農薬の分子などの特定の分子の検出限界を下げることを可能にする。
【００７５】
すぐ使用できる固体ポリマーなどの吸着剤の使用により、分析前に対照試料を保持することができる。いくつかのポリマーを使用し、対照試料として１つを保持すること、または、分析前にポリマーを２つの等しい部分に切断することが可能である。
【００７６】
サンプリングは、図５〜８に図示される、本発明によるサンプリング装置２によってアクティブモードで実行することができる。サンプリング装置２はハウジング２’を備え、ここで、本発明によるすぐ使用できるサンプリングカートリッジ１のために空間２０が配置され、この空間２０はハウジング２’の外側からアクセス可能である。また、空間２０の両側に配置される並進移動可能な固定カニューレ２１およびカニューレ２２と、後退位置とカートリッジ１の穿孔位置との間で可動カニューレ２２を移動させるための作動手段２３とを備える。
【００７７】
図６および７で詳細に表される各カニューレ２１、２２は、ルアータイプのリング２２０、２１０上に取り付けられ、１つの側方ボアまたはいくつかの側方ボア２２１、２１１を有するテーパ付先端で終わる。
【００７８】
固定カニューレ１は、ナット２０５によって空間２０の端部２００の１つに置かれる。圧縮ばね２０２は、固定カニューレ２１のまわりに配置され、一方側は端部２００上に、他方側はカートリッジ１上にある。それは、ハウジング２’の凹部で、軸方向に案内される。２つのワッシャ２０３および２０４は、ばね２０２の両側に置くことができる。ばね２０２は、サンプリング装置２からのカートリッジ１の取り出しを容易にする。固定カニューレ２１は、吸引ポンプ２５に接続される。
【００７９】
可動カニューレ２２は、空間２０の他端部２０１に置かれ、それは、係止手段２０７および戻しばね２０６を含む作動手段２３と一体である。この作動手段２３は、示された例においてギザギザから作られる。ここで、係止システム２０７は、サンプリング装置２のハウジング２’に設けられるトラック２４で摺動するピン２０７ａから作られる（図８参照）。トラック２４は、可動カニューレ２２の２つの安定した位置である、空間２０に対して下がり、カートリッジ１を挿入および除去できる後退位置と、空間２０内で突出し、シール１１０、１２０の１つを穿孔した後にカートリッジ１の内部容積と連通する穿孔位置とを定義するＳ字状シケインを形成する。任意の他の同等の作動および係止手段が好適である可能性がある。戻しばね２０６は、一方側は端部２０１上にあり、他方側は作動手段２３の肩部２３０上にある。それは、ハウジング２’の凹部で軸方向に案内される。
【００８０】
サンプリング装置２はまた、ポンプ２５の排出を調整するための制御装置２５０と、空気または水または任意の他の分析対象流体を空にするための出口２５１とを備える。ポンプ２５は、サンプリング装置２のハウジング２’に配置されるバッテリ２５２によって電力を供給される。それはバッテリ２５２の充電レベルインディケータも含むことができる。サンプリング中、バッテリ２５２が、計画されたサンプリングを完了できない、非常に低い充電レベルに至る場合、オペレータには、サンプル収集サイクル中、たとえば赤色ＬＥＤによってサンプリングの中断が通知される。サンプリング装置システム２は、固定された事前にプログラムされた時間を事前選択することもできるが、それにより、ポンプ２５の作動を駆動するために、外部ソフトウェアおよびサンプリング装置２上の通信ポートによって、より複雑なサンプリングサイクルを作成できる可能性がある。最後に、サンプリング装置２は、用途によって、金属表面上に固定できる磁石２６、または、ベルトに懸架するクリップ、または、任意の他の締結手段を備えることができる。
【００８１】
サンプリング装置２は、アクティブモードで以下のように作動する。すぐ使用できるカートリッジ１を空間２０に配置し、作動手段２３で可動カニューレ２２をカートリッジ１に向けて押すと、カートリッジは固定カニューレ２１に到達するまで移動し、次いで、ばね２０２を圧縮し、これはその２つの端部のそれぞれでカートリッジ１に穴を開ける効果がある。作動手段２３の穿孔位置を係止し、次いで、決定したサンプリングパラメータ（流れおよびサンプリング時間）に従って、カートリッジ１を通して、空気または水、あるいは任意の他の分析対象流体を循環させるためにポンプ２５を始動する。アクティブサンプリングステップの後、固定カニューレ２１および可動カニューレ２２からカートリッジ１を解放するために、作動手段２３をアンロックし、それにより、現場または研究室でその分析を実行するためにカートリッジ１を取り外すことができる。したがって、本発明によるカートリッジ１の使用は、オペレータが分析される流体と決して接触しないので、オペレータまたは環境が汚染するリスクがなく、非常に実用的で安全である。さらに、カートリッジ１のシール１１０、１２０は、カニューレ２１、２２の除去後、自動的に密に閉まり、数週間の間でさえ、分析ステップまでずっと、情報消失なしに、環境空気での保管、または、冷却保管、輸送、カートリッジ１の処理を可能にする。
【００８２】
このサンプリング装置２は、容易に自動化することができる。この場合、それはマイクロプロセッサおよび特定のソフトウェアで完成し、連続的なモード、あるいは、シーケンシャルまたはパルスモードでサンプリングを実行するプログラムに従って、ポンプの作動を制御する。このシーケンシャルまたはパルスモードは、カートリッジ１で分析対象流体を捕捉すること、および、それを排出してサイクルを繰り返す前に、それを定義済みの所要時間の間、吸着剤１３と相互作用させることを可能にする。この運転モードは固有のものであり、非常に有望である。
【００８３】
サンプリングは、図９および１０に図示される本発明によるサンプリング装置３によってパッシブ形で実行することもできる。サンプリング装置３は、本発明によるすぐ使用できるカートリッジ１を受けるための空間を画定する中空体３０と、２つのねじ付き端部３００および３０１と、クリップ留めされた拡散格子３２０が装備されたタイトプラグ３１およびオープンプラグ３２とを備える。一方の端部３００は閉じ、同時に、他方の端部３０１は開いている。閉鎖端３００は、凹部３０２を備える。２つのプラグ３１および３２は交換可能であり、すなわち、それらは端部３００および３０１のそれぞれに等しく配置することができる。サンプリング装置３は、ベルト上に懸架できるクリップ３３、または、任意の他の締結手段が装備される。タイトプラグ３１は、ねじ付き側部の反対側の側部上の磁石３１０と、ねじ付き部分の中のシール３１１とを備える。磁石３１０は、金属背板または支持体上にサンプリング装置３を締結することを可能にする。
【００８４】
パッシブサンプリングを実行するために、拡散格子３２０に設けられたサンプリング装置３のオープンプラグ３２をゆるめ、すぐ使用できるカートリッジ１のクリップ留めまたは螺合されたキャップ１１を取り外して、エンベロープ１０を開けて空気を入れ、カートリッジ１を中空体３０に配置し、端部３０１の所定の位置にオープンプラグ３２をねじ戻し、タイトプラグ３１をゆるめて、カートリッジ１のキャップ１１を本体３０の凹部３０２に配置し、端部３００の所定の位置にタイトプラグ３１をねじ戻す（図９）。クリップの助けを借りてサンプリング装置３を支持することができる、または、金属支持体の上で磁気的にそれを固定できる、または、分析される部屋にそれを置くまたは懸架できる。８時間〜４．５日の間で決定された所要時間の後、サンプリングが完了すると、プラグ３１および３２をゆるめ、本体３０の中とどまる、カートリッジ１の所定の位置にキャップ１１を戻し、プラグ３１および３２を逆にして、タイトプラグ３１を開放端３０１上に螺合し、オープンプラグ３２を端部３００上に螺合する。これは、タイトプラグ３１によって頂部が覆われるそのキャップ１１により、外部要素に対するカートリッジ１の二重保護を保証し、サンプリング装置３におけるリスクなしに分析場所に輸送することができる。
【００８５】
パッシブサンプリングは、図１２のカートリッジとしての、本発明によるすぐ使用できるカートリッジ１によって実行することができる。このカートリッジ１において、たとえば、図２のカートリッジ１のエンベロープ１０’の端部１０１の１つで、拡散格子１５を挿入した。カートリッジ１は、腰でそれを搬送できる、または、支持体上にそれを懸架することができる締結クリップ（図示せず）、あるいは、任意の他の好適な締結手段を備えることができる。サンプリングを受動的に実行するために、末端部１０４にクリップ留めされたキャップ１２を取り外して、エンベロープ１０を開けて空気を入れる。８時間〜４．５日の間で決定された所要時間の後、サンプリングが完了すると、キャップ１２でエンベロープ１０’を閉じる。カートリッジ１は再び密封され、リスクなしに、保存して、分析場所に輸送することができる。キャップ１２の種類によって、図１または３のカートリッジ１のエンベロープ１０または１０’’を使うことができる。
【００８６】
サンプリングが実行されると、結果を抽出しなければならず、図１１で示すように、その目的のために本発明による抽出装置４を使うことができる。抽出装置４は、アクティブまたはパッシブサンプリング中に使用される、本発明によるカートリッジ１を受けるための空間を画定する中空体４６を備える。さらに、固定カニューレ４０と、プラグ４２と一体の可動カニューレ４１と、カートリッジ１を囲むために中空体４６に配置される加熱要素４３と、加熱要素４３のまわりに配置される好ましくはセラミックから作られる絶縁体４４と、加熱要素４３の電源のためのコネクタ４５とを備える。中空体４６は、その外壁上に、熱放散を可能にするフィン４８を備える。固定カニューレ４０は、中空体４６に置かれて、分析器の隔膜４０１を通して注入末端部４７に接続される針ホルダ４００に置かれる。可動カニューレ４１は、弾性リング４２０によってプラグ４２に接続され、および、たとえば、中空体４６上にプラグ４２を螺合することによって、カートリッジ１の両端でシール１１０、１２０を穿孔できるプラグ４２の中に配置されるプッシャ４２１に接続される。プラグ４２には、キャリアガス供給装置に抽出装置４を接続できるアダプタ４２２が装備される。カートリッジ１によって収集されるサンプルの抽出は、結果的に、それを開ける必要なく、カートリッジ１から直接可能になり、したがって、その内容物の完全性を保存し、相互汚染のリスクが完全に回避される。さらに、その優れた熱伝導率によるカートリッジ１の急速加熱により、脱着された化合物を、大きな死容積を有することなく、独立カラムへ、および、クロマトグラフの好適な検出器へ即時に移送できる。
【００８７】
図１３および１４に図示される、本発明によるサンプリングおよび抽出装置５は、吸引ポンプ５１と不活性ガスタンク５２とを備える本体５０に接続される、図１１のものと同様の抽出装置を備える。不活性ガスは、たとえば、ヘリウムとすることができる。このサンプリングおよび抽出装置５は、アクティブモードで以下のように作動する。本発明によるすぐ使用できるカートリッジ１を、抽出装置４に関するのと同じ方法で、装置５に配置する。フィルタ５３は、本体５０の反対側の側部上で抽出装置４に配置され、吸引ポンプ５１は、制御装置５６によって開始されて、内部導管を介してフィルタ５３、カートリッジ１、および本体５０から外部空気を吸い込む。空気は、開口５４（図１４）を通って流出する。サンプリングが完了すると、ポンプ５１を停止し、フィルタ５３を取り外して、それを分析器（図示せず）への接続が意図されるルアーアダプタを有する針（図示せず）と交換する。不活性ガスタンク５２を開けるソレノイド弁５５で、タンク５２をカートリッジ１と連通させる。このサンプリングおよび抽出装置５は、持ち運びが可能であり、それは、カートリッジ１で収集された化合物を直接分析できるポータブル現地分析器に、直接、接続できるという利点を有する。
【００８８】
図示されたすべてのサンプリングモードにおいて、本発明による方法は、１つの単一のすぐ使用できる使い捨てのサンプリングカートリッジ１を使用することによって、知られている方法と区別されることは明らかであり、それは完全にリサイクル可能であり、好ましくはアンバーガラスから作られ、高性能な穴あけ可能シール１１０、１２０によって両端１００、１０１で溶封され、カートリッジ１の中に最適に配置される、高い吸着力を有する汎用の使い捨て疎水性固体ポリマーを好ましくは含み、さらに前記カートリッジが不活性ガスの下で調整されるカートリッジ１は有利なことには、穴あけ可能である前記シール１１０、１２０によって閉じられる開口１１１、１２１をそれぞれ備える２つのキャップ１１、１２で閉じられ、これらのキャップ１１、１２は、両端１００、１０１で密封することができる、または、キャップ１１、１２の少なくとも１つは、特にパッシブモードでのサンプリングを実行可能とするために、端部１００、１０１のうちの１つに対して取り外し可能とすることできる。カートリッジ１は、その目的のために、その両端１００、１０１で適合される末端部１０２、１０３、１０４、１０５を備え、それらはガラスエンベロープ１０、１０’、１０’’と一体化される。さらに、カートリッジ１は、固有のレーザで彫られたシリアルナンバーおよびフラッシュコードにより、または、４００℃を超える温度に耐える標識によって、識別することができる。
【００８９】
サンプリングステップ後、カートリッジ１を開く必要なしに、知られているサンプリング装置とは異なり、ここでは、低いエネルギー消費および小さい温度勾配＜６０℃で、ポリマー上に捕捉したすべての要素を熱的に脱着可能である。カートリッジ１の優れた不活発さである、その低熱量およびその完璧な密閉により、伝統的な装置よりも良好な感度で、相互汚染のリスクなしに、より信頼性が高く、より再現性がある結果を得ることができる。
【００９０】
したがって、サンプリングおよび熱脱着の両方で使用される、本発明によるカートリッジ１は、以下を保証することができる。
サンプリング中に収集されるデータの品質。このデータはカートリッジ１の内部容積に保存され、熱脱着ステップはカートリッジ１を開けることを必要としないので、不変である。
サンプリングステップおよびキャリアガス注入による熱脱着ステップ中の一定で同一のキャリアガス流れは、分析精度を高める。
熱脱着中のカートリッジ１の高速加熱。任意のインタフェースを加えることなく、分析所要時間を簡略化して、減少させる。
【００９１】
前で説明されたものに加えられる、これらのさまざまな利点により、サンプリング場所で直接サンプリングされた汚染物質を分析するための持ち運びできる装置の実現を考慮することができ、大きな時間およびコストの節約および非常に向上した効率が可能になる。
【００９２】
本説明は、本発明が、定義された目標に到達して、知られているシステムのすべての欠点を克服することを可能にすることを示す。それは特に、全体として制御され、保証され、そして最適化された、サンプリングから分析にわたる全体的な解決方法を提供することを可能にし、これらのさまざまなステップのために必要とされるさまざまな装置がさまざまな製造業者から来るので、それは現在の解決方法が到達できていない。
【００９３】
本発明は、説明された実施形態の例に限定されないが、当業者に明らかである任意の変更および変形例に拡張される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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