(57)【要約】  本発明は、動的に且つ流れている間に気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関し、該デバイスは、毛細管内で、該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を共溶出することを可能にする混合手段と、気相を排除するための手段と、気体化合物の濃度を決定するための手段と、を含む。本発明は、本発明に係るマイクロ流体デバイスを使用して気体化合物の濃度を決定するための方法にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動的に且つ流れている間に、気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、
‐毛細管（１８）内で、前記気体化合物（１）を備える気相及び誘導体化剤（２）を備える溶液を共溶出することを可能にする混合手段と、
‐前記誘導体化剤（２）と溶液中の前記気体化合物を反応させるための手段と、
‐前記気相（７）を排除するための手段と、
‐気体化合物の前記濃度を決定するための手段と、
を備える前記デバイス。
【請求項２】
毛細管（１８）内で、前記気体化合物（１）を備える気相及び誘導体化剤（２）を備える溶液を共溶出することを可能にする前記混合手段が、毛細気相供給管（１９）によって気相を供給され、溶液供給管（２０）によって溶液を供給される毛細管（１８）を備える捕捉セル（６）を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記誘導体化剤（２）と溶液中の前記気体化合物を反応させるための前記手段が、誘導体化剤（２）を備える前記溶液と、初期に誘導体化剤（２）を備える溶液中に捕捉された気相内の気体化合物（１）との間の混合物の温度を調整することを可能にする温度調節の手段を含む、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
毛細管（１８）内で、前記気体化合物（１）を備える気相及び誘導体化剤（２）を備える溶液を共溶出することを可能にする前記混合手段、並びに前記誘導体化剤（２）と溶液中の前記気体化合物を反応させるための手段が分離される、請求項１から３までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
毛細管（１８）内で、前記気体化合物（１）を備える気相及び誘導体化剤（２）を備える溶液を共溶出することを可能にする前記混合手段、並びに前記誘導体化剤（２）と溶液中の前記気体化合物を反応させるための手段が結合される、請求項１から３までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記混合手段が、環状流、環状スラグ流、又はスラグ流を得るための手段をさらに備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７】
環状流、環状スラグ流、又はスラグ流を得るための前記手段が、気体のために適応された質量流量調整器（４）、ガスポンプ（５）、及び気体流量が液体流量よりも１００〜１０，０００倍多いように調整された蠕動ポンプ又は注射器ポンプ（３）を含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
環状流を得るための前記手段が、気体のために適応された質量流量調整器（４）、ガスポンプ（５）、及び前記気体流量が前記液体流量よりも８５０〜１０，０００倍多いように調整された蠕動ポンプ又は注射器ポンプ（３）を含む、請求項６又は７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記毛細管（１８）が親水性材料から作られる、請求項１から８までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記毛細気相供給管（１９）及び前記溶液供給管（２０）が、垂直、同心、又は０度〜９０°の角度で互いに関して配向される、請求項２から９までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
気相の前記供給のための前記毛細管（１９）が前記混合手段の前記毛細管（１８）の内径よりも小さい外径であり、前記毛細管（１９）が前記混合手段の前記毛細管（１８）の中に部分的に挿入される、請求項２から１０までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記溶液供給管（２０）によって前記混合手段の前記毛細管（１８）の溶液を前記供給することが、前記毛細気相供給管（１９）の前記遠位末端の上流で実行される、請求項１１に記載の前記デバイス。
【請求項１３】
気体化合物の前記濃度を決定するための前記手段は、
‐前記気体化合物と前記誘導体化剤との間の前記反応から得られる前記誘導体化合物の前記濃度を測定するための手段と、
上記に得られた前記誘導体化合物の前記濃度を使用して、気体化合物の前記濃度を計算するための手段と、
を含む、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の前記デバイス。
【請求項１４】
前記誘導体化合物の前記濃度の前記測定は比色分析により実行される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記誘導体化合物の前記濃度を測定するための前記手段は導波管（９）、光源（１１）、及び検出器（１２）を含む、請求項１３又は１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記誘導体化合物の前記濃度の前記測定が蛍光分光法によって実行される、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記誘導体化合物の前記濃度を測定するための前記手段が光源（１６）、導波管（９）を含む蛍光セル、及び検出器（１７）を含む、請求項１３又は１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記導波管化合物の前記濃度の前記測定が、蛍光分光法によって及び比色分析によって実行される、請求項１３から１７までのいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
請求項１から１８までのいずれか一項に記載の前記デバイスを使用して、気体化合物の前記濃度を決定するための方法。
【請求項２０】
気体化合物がホルムアルデヒドである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
時間分解能が５分未満である、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
液体誘導体化剤の消費が１ｍＬ／分未満である、請求項１９から２１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
動的に且つ流れている間に、水相の化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、
‐毛細管（１８）内で、前記化合物を備える水相及び誘導体化剤（２）を備える溶液を混合することを可能にする混合手段と、
‐前記誘導体化剤（２）と溶液中の前記化合物を反応させるための手段と、
‐前記化合物と前記誘導体化剤（２）との間の反応中に出現した前記気相（７）を排除するための手段と、
‐前記化合物の前記濃度を決定するための手段と、
を備えるマイクロ流体デバイス。
【請求項２４】
請求項２３に記載の前記デバイスを使用して、水相の化合物の前記濃度を決定するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば比色分析又は蛍光測定によって容易に検出及び定量化できる種を形成するために、溶液中で該溶液に溶解できる気体化合物を捕捉し、次いで該気体化合物を誘導体化剤と反応させることを可能にする、捕捉し、検出するためのマイクロ流体デバイスに関する。本発明は係るデバイスを使用して、気体化合物を捕捉及び検出する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明のデバイスは、特に水溶液等の溶液に溶解できるホルムアルデヒド等の気体汚染物質を分析することを対象としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ホルムアルデヒドは我々の環境のすべてに存在している。屋外環境では、ホルムアルデヒドは産業廃棄物若しくは自動車排出物から、又は山火事から直接的に、或いは、揮発性有機化合物の酸化によって間接的に生じることがある。ホルムアルデヒドはきわめて水溶性であるため、ホルムアルデヒドは海、地表水、又は雨水で見つけることができる。また、ホルムアルデヒドは屋内空気の主要な汚染物質の内の１つであり、ホルムアルデヒドはとりわけ、塗料、樹脂、処理済み木材、表面加工紙、繊維製品によって、又は煙草の煙によって発せられる。ホルムアルデヒドは概して１０〜１００μｇ／ｍ３で通常変化する濃度で屋内環境に存在する（屋内の濃度は通常屋外の濃度よりも２倍から１５倍高い）。職業環境では、ホルムアルデヒドの濃度は数百μｇ／ｍ３に達することがある。
【０００４】
ホルムアルデヒドの健康に対する影響は、公共企業体によってますます考慮に入れられている。フランス食品環境労働衛生安全庁は、２０１５年に開始した一般がアクセスする建物では超えてはならない３０μｇ／ｍ３の閾値限度を設定した。この閾値は２０２２年に開始する１０μｇ／ｍ３でさらに厳しくなる。また、国際がん研究機関は２００６年にホルムアルデヒドの分類を修正し、したがってホルムアルデヒドを、予想されるヒト発がん性物質というカテゴリからヒト発がん性物質というカテゴリに移動させた。
【０００５】
したがって、（μｇ．ｍ−２ｈ−１単位の）物質の放出率の、及び空気中の濃度（μｇ／ｍ３）の選択的で正確な測定値は必要且つ必須であると思われる。
【０００６】
ホルムアルデヒドを分析するためのいくつかのデバイスがすでに開発されている（Ａ．Ａｌｌｏｕｃｈら、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｂｌｅ，ｆａｓｔ  ａｎｄ  ｈｉｇｈ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｎｅａｒ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ａｎａｌｙｚｅｒｓ：Ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  ａｃｔｕａｔｏｒｓ、Ｂ１８１（２０１３）５５１−５５８）。これらのデバイスは概して２つの連続ステップ、つまりホルムアルデヒドを捕捉するステップ及び検出するステップを含む。文献は、ホルムアルデヒドを捕捉する２つの方法を説明している。第１の方法は、吸着剤(例えば、シリカゲルを含んだ多孔質のセルロース)を含み、ホルムアルデヒドの吸着に従って表面の色が変化する高感度表面を含んだ捕捉セルに基づく。この方法は、実質的な選択性及び感度を可能にするが、その不可逆性及びその非連続性の性質により厳しく制限されている。第２の方法は、気体ホルムアルデヒドを水溶液に移すことにある。次いで、容易に検出できる種を形成するために、試薬がホルムアルデヒドで強化された溶液と混合される。捕捉する方法に関わりなく、検出するステップは次いで主に蛍光測定又は比色分析と関連付けられたクロマトグラフ方法、分光方法、又は化学方法を使用し実行される。
【０００７】
国際公開第２０１０／１４２９０８号パンフレットは、(１)ホルムアルデヒドを含んだ所定の量の気相をポンプで注入するための空気ポンプ、（２）不活性水溶液にホルムアルデヒドを移すための手段、及び（３）ホルムアルデヒドの水相の濃度を決定するための手段を含んだ、動的に且つ流れている間に気体ホルムアルデヒドの濃度を決定するためのデバイスを記載している。第１の実施形態によると、移すための手段は毛細管及び微小孔性の管を含む。ホルムアルデヒドを含んだ気相は、毛細管中で不活性水溶液（ここでは水）とともに注入される。毛細管内に形成される液滴は気相に含まれるホルムアルデヒドとともに、気相が流出することを可能にする微小孔性の管に共溶出される。第２の実施形態に従って、移すための手段は微小孔性の管を含み、不活性水溶液（ここでは、硝酸又は水の水溶液）が循環する。ホルムアルデヒドを含んだ気相は次いで微小孔性の管の外部及び周りで同軸上に流れる。気体ホルムアルデヒドは、次いで微小孔性の管の内部に位置する不活性水溶液に移される。
【０００８】
ホルムアルデヒドの水相の濃度を決定する手段は、次いで一方で較正のための物質、及び他方で前のステップ中にホルムアルデヒドで強化された所定の量の水相とフルオラル‐Ｐを混合するように適応された混合手段を含む。フルオラル‐Ｐは、次いで蛍光分光法によって蛍光セルを介して検出できる誘導体化合物（３，５−ジアセチル‐１，４−ジヒドロルチジン：ＤＤＬ）を形成するためにホルムアルデヒドと反応する。
【０００９】
不利な点によって、特に、特に微小孔性の管の詰まり、約１ｍＬ／分の試薬の実質的な消費、又はホルムアルデヒドの濃度が既知である少なくとも１つの較正物質の存在による移行モジュールの妨害において本装置の利益がさらに制限される。
【００１０】
本発明の目的の内の１つは、確実で正確、敏感で自律しており、容易に輸送できるマイクロ流体デバイスの開発にある。
【００１１】
これらの目的を達成するためには、追加の物質の使用を回避する一方で、移行モジュールの信頼性を保証し、試薬の消費を制限するだけではなく、２つの測定の間の時間のピッチを下げるための同じ場所での捕捉及び誘導体化反応を保証することができることが重要と思われる。
【００１２】
本発明の目的を達成するために、より優れた感度及び限られた液体流量を使用することで、試薬を節約することを可能にするより速い更新時間を提供するマイクロ流体デバイスと検出セルを関連付けることも必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、本発明は、動的に且つ流れている間に気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関し、該デバイスは、
‐毛細管内で該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を供溶出することを可能にする混合手段と、
‐誘導体化剤と、溶液中の気体化合物を反応させるための手段と、
‐気相を排除するための手段と、
‐気体化合物の濃度を決定するための手段と、
を含む。
【００１４】
実施形態によると、毛細管内で該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を共溶出することを可能にする混合手段は、毛細気相供給管によって気相を供給され、溶液供給管によって溶液を供給される毛細管を含んだ捕捉セルを含む。
【００１５】
実施形態によると、誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は、誘導体化剤を含んだ溶液と、初期に誘導体化剤を含んだ溶液中に捕捉された気相の気体化合物との間の混合物の温度を調節することを可能にする温度調節の手段を含む。
【００１６】
実施形態によると、毛細管内で、該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を共溶出することを可能にする混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は分離される。
【００１７】
実施形態によると、毛細管内で、該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を共溶出することを可能にする混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は結合される。
【００１８】
実施形態によると、混合手段は、環状流、環状スラグ流、又はスラグ流を得るための手段をさらに含む。
【００１９】
実施形態によると、環状流、環状スラグ流、又はスラグ流を得るための手段は、気体のために適応された質量流量調整器、ガスポンプ、及び気体流量が液体流量よりも１００〜１０，０００倍多いように調整された蠕動ポンプ又は注射器ポンプを含む。
【００２０】
実施形態によると、環状流を得るための手段は、気体のために適応された質量流量調整器、ガスポンプ、及び気体流量が液体流量よりも８５０〜１０，０００倍多いように調整された蠕動ポンプ又は注射器ポンプを含む。
【００２１】
実施形態によると、毛細気相供給管及び溶液供給管は、垂直、同心、及び０°〜９０°、優先的に０°〜６０°の角度で互いに関して配向される。
【００２２】
実施形態によると、該混合手段は該気体化合物を含んだ気相によってその中心で、及び誘導体化剤を含んだ溶液によって周辺部で供給される毛細管を含む。
【００２３】
実施形態によると、混合手段の該毛細管は親水性材料から作られる。
【００２４】
実施形態によると、該毛細気相供給管は毛細管の内径よりも小さい外径となり、該毛細管は混合手段の毛細管の中に部分的に挿入される。
【００２５】
実施形態によると、溶液供給管による混合手段の毛細管に溶液が供給されることは、混合手段の第１の毛細管の中に部分的に挿入される毛細気相供給管の遠位末端の上流で実行される。
【００２６】
実施形態によると、気体流量は、環状流を得るために液体流量の１００〜１０，０００倍多い。
【００２７】
実施形態によると、気体化合物の濃度を決定するための該手段は、
‐気体化合物と誘導体化剤との間の反応から得られる誘導体化合物の濃度を測定するための手段と、
‐上記で得られた誘導体化合物の濃度を使用して、気体化合物の濃度を計算するための手段と、
を含む。
【００２８】
実施形態によると、誘導体化合物の濃度の測定は比色分析によって実行される。本実施形態では、誘導体化合物の濃度を測定するための手段は、導波管、光源、及び分光計等の検出器を含む。
【００２９】
実施形態によると、誘導体化合物の濃度の測定は蛍光分光法によって実行される。本実施形態では、誘導体化合物の濃度を測定するための手段は光源、導波管を含んだ蛍光セル、及び光電子増倍管等の検出器を含む。
【００３０】
実施形態によると、誘導体化合物の濃度の測定は蛍光分光法及び比色分析によって実行される。
【００３１】
また、本発明は、該デバイスを使用して、気体化合物の濃度を決定するための方法に関する。
【００３２】
実施形態によると、分析される気体化合物はホルムアルデヒドである。
【００３３】
実施形態によると、該デバイスの時間分解能は５分未満である。
【００３４】
実施形態によると、液体誘導体化剤の消費は１ｍＬ／分未満である。
【００３５】
本発明は、動的に且つ流れている間に、水相中の化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関し、該デバイスは、
‐毛細管内で、該化合物を含んだ水相及び誘導体化剤を含んだ溶液を混合することを可能にする混合手段と、
‐誘導体化剤（２）と溶液中の該化合物を反応させるための手段と、
‐該化合物と誘導体化剤との間の反応中に出現した気相を排除するための手段と、
‐該化合物の濃度を決定するための手段と、
を含む。
【００３６】
本発明は、該デバイスを使用して、水相中の化合物の濃度を決定するための方法にも関する。
【００３７】
定義
本発明では、以下の用語が次のように定義される。
【００３８】
「誘導体化剤」は、容易に検出及び定量化できる誘導体化合物と呼ばれる化合物を形成するために分析される気体化合物と反応する試薬を指す。
【００３９】
「共溶出」は、気相の及び管の中の液相の同時注入及び共存に言及する。
【００４０】
「環状流」は、気相が流れの中心で循環し、液相が気相の周りに環状膜を形成するように壁を完全に覆う２相の液体‐気体流の流動型に言及する。環状流を得ることは、管の内径の、温度の、並びに液相及び気相の流量の関数である。本発明の範囲を離れることなく、これらのパラメータの１つ又はいくつかは、環状流を得るために本発明の教示に鑑みて適応できる。
【００４１】
「環状くぼみ流」又は「環状スラグ流」は、気相が流れの中心で循環し、液相が気相の周辺部で循環する２相の液体‐気体流の不安定且つ間欠的な流動型を指す。この種の流れは、液相がもはや壁を完全に覆わなくなった時にガス流の狭窄を部分的にさらに含む。液相はこのようにして部分的に壁を濡らし、気相の回りに環状膜を形成する。この型はスラグ流と環状流との間の一時的な型である。したがって、環状流は中断によって環状スラグ流を含むことがある。環状スラグ流を得ることは、管の内径の、温度の、並びに液相及び気相の流量の関数である。本発明の範囲を離れることなく、これらのパラメータの１つ又は複数は環状スラグ流を得るために本発明の教示を鑑みて適応できる。
【００４２】
「くぼみ流」又は「スラグ流」は、液体膜によって取り囲まれた気体の細長いくぼみ又は栓を含んだ２相の液体‐気体流の流動型に言及する。スラグ流を得ることは、管の内径の、温度の、並びに液相及び気相の流量の関数である。本発明の範囲を離れることなく、これらのパラメータの１つ又はいくつかは、スラグ流を得るために本発明の教示に鑑みて適応できる。
【００４３】
「気泡を有する流れ」は、液相中に分散される気泡を含んだ２相の液体‐気体流の流動型に言及する。
【００４４】
「近位又は遠位」は、マイクロ流体デバイスの流れの流れ方向に言及する。したがって、近位はマイクロ流体デバイスの要素内の流れの入口に近い位置に言及し、遠位は該要素の流れの出口に近い位置に言及する。
【００４５】
「毛細管」は、流体の循環を対象とした固体中に彫り込まれた管又は通路を交換可能に指す。
【００４６】
他の詳細及び利点は、添付図面を参照して、情報の目的で制限的ではなく、以下にそれらについて示される説明で明確に表されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る分析のためのデバイスを概略で示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る分析のためのデバイスを概略で示す図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る分析のためのデバイスを概略で示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る検出セルを概略で示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る捕捉セルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図の図面は原寸に比例してない。言うまでもなく、本発明の範囲は、より特別に記載され且つ添付図面を参照して示される実施形態に制限されず、逆に本発明は本発明の代替物の全てを包含する。
【００４９】
本発明は、動的に且つ流れている間に、気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスであって、該マイクロ流体デバイスにより検出できる種を形成するために溶液中に可溶性の気体化合物を捕捉し、誘導体化剤と気体化合物を反応させることを可能にするマイクロ流体デバイスに関する。
【００５０】
分析のための該マイクロ流体デバイスは、
‐該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段と、
‐気相を排除するための手段と、
‐気体化合物の濃度を決定するための手段と、
を含む。
【００５１】
実施形態によると、マイクロ流体デバイスは、誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段をさらに含む。
【００５２】
以下の詳細な実施形態によると、混合手段は、毛細管内で、該気体化合物を含んだ気相及び誘導体化剤を含んだ溶液を共溶出することを可能にする捕捉セルを含む。
【００５３】
以下の詳細な実施形態によると、誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は、流体、及び特に誘導体化剤を含んだ溶液を温度調節する手段を含む。
【００５４】
実施形態では、該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は結合される（つまり、同時に実現される）。したがって、本実施形態では、捕捉セルは温度調節される。
【００５５】
代替実施形態では、該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は分離される（つまり、連続して実現される）。したがって、本実施形態では、捕捉セルは温度調節されない。
【００５６】
該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が結合される実施形態によると、混合手段は環状流又は環状スラグ流を得るための手段を含む。
【００５７】
該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が分離される実施形態によると、混合手段は環状流、環状くぼみ流、くぼみ流、又は気泡流を得るための手段を含む。
【００５８】
発明者によると、環状流を得ること、及びそれほど重要ではないが、環状くぼみ流を得ることは、それが所与の捕捉管が捕捉効率、それ自体としては分析のためのデバイスの感度を改善することを可能にするため特に有利である。実際に、気泡又はくぼみを有する流れでは、液相は気泡によって押され、気体の線速度は液体の線速度に実質的に等しい。環状流の場合、気体の線速度は液体の線速度よりもはるかに高い。したがって、液体の捕捉セル内での滞留時間は気体の滞留時間よりもはるかに高くなる。
【００５９】
したがって、環状流又は環状スラグ流を得ることは、混合手段及び誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が結合される場合に重要であり、このことによって、コンパクトなデバイス及び分析時間の削減が保証される。
【００６０】
該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が分離される場合、捕捉セルのサイズは、気体‐液体接触時間を増やすため、及び最適な捕捉効率、それ自体としては流れのタイプに関わりなく同じ分析感度を保証するために、例えば螺旋形を有する毛細管を使用することによって大きくすることができる。
【００６１】
図１、図２、及び図３の実施形態に示されるように、分析される気体化合物を含んだ気相及び溶液中の誘導体化剤の混合手段は、気体用に適応された少なくとも１つの質量流量調整器４、分析される気体化合物を含んだ気相（空気又は他の気体）の完全に安定した流量で輸送を実行するためのガスポンプ５、溶液、該溶液の完全に安定した流量で連続的な輸送を実行する蠕動ポンプ又は注射器ポンプ３、及び捕捉セル６を含む。ガスポンプ５は、質量流量調整器４を使用して、分析される気体化合物１を含んだ所定量の気相（空気又は他の気体）を吸引することを可能にする。実施形態によると、ガスポンプ５の流量は、０．２〜１００ｍＬ／分、優先的には１〜５０ｍＬ／分、さらにより優先的には２〜３５ｍＬ／分である。実施形態によると、毛細管１５は捕捉セルへの気相の輸送を提供し、０．３〜２０ミリメートル、より好ましくは０．７〜８ミリメートルの内径を有する。蠕動ポンプ（又は注射器ポンプ）３は、所定量の溶液を注入する（又は押す）ことを可能にする。実施形態によると、蠕動ポンプ３の流量は０．１〜１００μＬ／分の間、優先的には０．１〜５０μＬ／分の間、さらにより優先的には０．２〜３５μＬ／分である。実施形態によると、毛細管１５は捕捉セルへの溶液の輸送を実現し、０．２〜２ミリメートル、より好ましくは０．５〜１ミリメートルの内径を有する。
【００６２】
図１に示される好ましい実施形態によると、混合手段は捕捉セル６での該気体化合物１を含んだ気相の、及び誘導体化剤を含んだ溶液２の共溶出を可能にする。
【００６３】
図２に示される代替実施形態によると、混合手段は捕捉セル６での分析される該気体化合物１を含んだ気相及び不活性溶液２’の共溶出を可能にする。次いで誘導体化剤２’’が捕捉セル６の下流に添加される。本実施形態では、不活性溶液２’の、及び誘導体化剤２’’の輸送は２台の蠕動ポンプ（若しくは注射器ポンプ）３を使用して、又は少なくとも２つの通路を有する蠕動ポンプ（若しくは注射器ポンプ）３を使用して実行できる。第１の通路は捕捉セル６に不活性溶液２’を供給し、第２の通路は、捕捉セルの下流で、分析される気体化合物で強化された溶液に誘導体化剤２’’を供給する。
【００６４】
気体化合物１の捕捉セル６は、分析される気体化合物１を溶液２又は２’の中に移すために、その分析される気体化合物を該溶液と接触させるための場所である。本発明の実施形態によると、捕捉セル６は、気相及び液相が共溶出される単一の円筒形の毛細管１８内での気体化合物の捕捉を実行する。係るデバイスは、その内の１本が微小孔性の管である、２本の管を有する先行技術の捕捉システムの孔の詰まりのリスクを回避する。本発明の捕捉セル６は、直接的に２又は２’ではない誘導体化剤を含んだ液相を使用する。実施形態によると、捕捉セル６の中の流れは２相流である。実施形態によると、捕捉セル６の中の流れは（直接的に２又は２’ではない誘導体化剤を含んだ）少なくとも１つの液相、及び（分析される気体化合物１を含んだ）気相を含む。実施形態によると、捕捉セルは多数のエマルジョン又は二次エマルジョンを生成することを可能にしない。
【００６５】
実施形態によると、混合手段は、捕捉セル６内で互いに対して流体の注入を配向させることを可能にする。実施形態によると、捕捉セル６は、毛細気相注入管１９等の毛細管１８の中に気相を注入する少なくとも１つの手段を含む。実施形態によると、捕捉セル６は液相注入管２０等の毛細管１８の中に液相を注入するための少なくとも１つの手段を含む。
【００６６】
実施形態によると、捕捉セルの中に注入される流れの配向は気相供給管及び液相供給管（１９、２０）の配置に依存する。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は垂直に配向される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は平行に配向される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は同心で配置される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は「Ｙ」を形成するように配向される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は、互いに対して０〜９０度、優先的には０〜６０度の角度で配向される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は、捕捉セル６で同じ高さに配置される。実施形態によると、液相供給管２０及び気相供給管１９は、捕捉セル６内で偏位される（つまり、毛細管１８内で同じ高さに配置されない）。実施形態によると、液相は毛細管１８の周辺部で注入され、気相は中心で注入される。実施形態によると、気相は毛細管の周辺部で注入され、液相は中心で注入される。
【００６７】
実施形態によると、毛細管１８、優先的には捕捉セルの円筒形の毛細管１８の内面は親水性である。
【００６８】
実施形態によると、図５に示されるように、気体化合物は、捕捉管１８の中心に部分的に挿入された毛細気相供給管１９を使用して、捕捉セル６の円筒形の毛細管１８の中心に導入される。２又は２’ではない誘導体化剤を含んだ溶液は、例えば、毛細管１９が常に存在する高さでＴ字形の取付け部品を使用して、管１８の壁に、毛細液相供給管２０を使用して挿入される。実施形態によると、捕捉セルの毛細管１８は、気相が管の中心に位置し、液相が管の壁に位置する環状タイプの流れをより容易に得るために親水性であり、優先的に溶融シリカから作られる。実施形態によると、毛細気相供給管１９は優先的に溶融シリカから作られる。実施形態によると、液体‐気体混合物の環状流動型は流体の捕捉セル６への注入時に即座に確立される。実施形態によると、液体‐気体混合物の環状流動型は遅延される。つまり捕捉セル６の中への注入時にただちに確立されないが、捕捉セル６での循環中に確立される。
【００６９】
実施形態によると、捕捉セル６で、特に捕捉管１８で、気体流量と液体流量との間の比率は１００〜１０，０００、優先的には５００〜５，０００、さらにより優先的には７００〜１，５００である。有利なことに、液体流量に対する気体流量の程度は溶液の消費を削減することを可能にする。
【００７０】
実施形態によると、捕捉セルで環状流を得るためには、気体流量と液体流量の比率は８５０〜１０，０００、優先的には１，０００〜５，０００、さらにより優先的には１，０００〜３，５００である。
【００７１】
実施形態によると、捕捉セル内で環状くぼみ流を得るためには、気体流量と液体流量の比率は５００〜１０００、より優先的には６００〜８５０である。
【００７２】
実施形態によると、捕捉セル内でくぼみ流を得るためには、気体流量と液体流量の比率は１００〜６００、優先的には１２５〜５５０である。
【００７３】
したがって、例えば、周囲温度で、及び５３０μｍの捕捉管の内径の場合、本発明に係るデバイスを用いると、環状流は、１，０００、１，１００、１，２００、１，４００、１，５００、１，７５０、２，０００、２，５００、３，０００、又は３，５００の比率について得られる。環状くぼみ流は、６００、７５０、８００、８５０の比率について得られ、くぼみ流は５５０、５００、３５０、２５０、１５０の比率について得られる。
【００７４】
同様に、６５℃で、及び５３０μｍの捕捉管の内径の場合、環状流は８５０、１，０００、１，４００、１，５００、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００の比率について得られ、環状くぼみ流は、５５０、５７５、６５０、７１５、７５０、８００の比率について得られ、くぼみ流は１５０、２００、２５０、３００、４００、４５０、５００の比率について得られる。
【００７５】
実施形態によると、捕捉セル６は微小孔性の管７を含まない。
【００７６】
実施形態によると、捕捉セル１８の親水性の毛細管の内径は１００〜１，０００μｍ、優先的には３００〜７００μｍである。実施形態によると、捕捉セル１８の親水性の毛細管の内径は５３０μｍである。毛細気相供給管１９の外径は、毛細管１８の内径未満である。実施形態によると、毛細気相供給管１９の外径は、５０〜８５０μｍ、優先的には１５０〜５００μｍである。実施形態によると、毛細気相供給管１９の内径は、２０〜６００μｍ、優先的には５０〜３００μｍ、さらにより優先的には５０〜２００μｍである。捕捉セルの親水性の毛細管１８の長さは、分析される化合物の総捕捉を可能にするように適応される。所与の内径の場合、このパラメータは液相の流量に依存する。つまり、１μＬ／分という、管内の液体の同じ滞留時間を得るために、１０μＬ／分よりも１０倍短い長さが必要とされる。したがって、実施形態によると、毛細管１８の長さは０．５〜１０ｍ、１０μＬ／分の液体流量の場合優先的には１〜５ｍ、及び５ｃｍ〜１ｍ、１μＬ／分の液体流量の場合優先的には１０〜４０ｃｍで変わることがある。親水性の毛細管１８の内径は、形成される環状流の厚さ、したがって所与の液体流量の液体の滞留時間にも影響を与え、実際には親水性の毛細管１８の必要とされる長さを修正できることに留意されたい。毛細気相供給管１９の長さは、ポアズイユの法則に従って十分な気体流量を可能にするために適応される。実施形態によると、毛細気相供給管１９の長さは１〜５０ｃｍ、優先的には２〜２０ｃｍである。実施形態によると、毛細管１９は、毛細管１９の外壁が毛細管１８の内壁に触れないように毛細管１８の中に挿入される。実施形態によると、捕捉セルに気相１９を供給する毛細管の末端から液相２０内の捕捉セルの供給管を分離する距離は、１ｍｍ〜２５ｃｍ、優先的には１ｍｍ〜１０ｃｍである。
【００７７】
実施形態によると、誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段は、流体、及び特に溶液を温度調節する手段を含む。実施形態によると、本発明のマイクロ流体デバイスは少なくとも１つの温度調節の手段８を含む。分析される化合物と誘導体化剤との間の反応の速動性を加速することを可能にする温度調節のステップは温度調節の手段８を使用して実行される。実施形態によると、温度調節の手段８は捕捉セル６の下流に位置する。実施形態によると、温度調節の手段８は捕捉セル６に位置する。実施形態によると、該手段は炉、耐熱性、又は当業者の範囲内の任意の他の手段である。実施形態によると、温度調節の手段８の温度は２０〜１５０℃、優先的には４０〜１３０℃、さらにより優先的には５０〜８０℃である。
【００７８】
実施形態によると、図１及び図２に示されるように、ガス流は気相７を排除する手段を使用して、捕捉セル６の出口で排出される。誘導体化剤の溶液及び該溶液中に捕捉された、分析される化合物を含んだ毛細管１５は次いで、誘導体化剤と分析される化合物との間の反応に有利である値に温度を調整することを可能にする温度調節の手段に配置される。分析される化合物がホルムアルデヒドであり、使用される試薬がフルオラル‐Ｐである特定の実施形態では、温度調節の手段８、例えば炉は２０〜１００℃、優先的には５０〜８０℃、さらにより優先的には６５℃の温度であることがある。反応の効率は、それ自体が毛細管の長さ及びその内径に依存する毛細管の流量及び体積の両方の関数である、温度調節の手段８内の液体混合物の滞留時間に依存する。温度調節の手段８に配置される毛細管１５は、０．０２〜１０ｍ、優先的は０．０５〜５ｍ、さらにより優先的には０．１０〜２ｍの長さを有することがある。実施形態では、温度調節の手段８内の溶液の滞留時間は３０秒以上、優先的には６０秒以上、さらにより優先的には６０秒〜５分である。いずれの場合も、温度調節の手段８での溶液の滞留時間は１０分未満、優先的には５分未満である。分析される化合物がホルムアルデヒドであり、使用される試薬がフルオラル‐Ｐである特定の実施形態では、温度調節の手段８内の溶液の滞留時間は、優先的には２分以上、さらにより優先的には３分以上である。いずれの場合も、温度調節の手段８での溶液の滞留時間は５分未満である。
【００７９】
図３に示される実施形態によると、温度調節の手段８は捕捉セル６に位置する。捕捉のこのモードは、捕捉、及び、分析される化合物と誘導体化剤との間の反応を同じステップの間に実行することを可能にする。したがって、気体ホルムアルデヒドの分子が捕捉される瞬間と、気体ホルムアルデヒドの分子が検出される瞬間との間の測定の応答時間は大幅に削減される。捕捉セルの毛細管１８は、誘導体化剤と分析される化合物との間の反応に有利である値に温度を調整することを可能にする温度調節の手段８に配置される。温度調節の手段８を使用して、周囲温度よりも高い温度に加熱されるような捕捉デバイスは、有利なことに先行技術の捕捉デバイスの微小孔性の管の周りでの水蒸気の凝縮を防ぐ。実際には、捕捉デバイスの中に注入される空気は高い湿度測定を有することがあり、周囲空気と捕捉デバイスとの間の温度の変化は、微小孔性の管を通る、分析される気体化合物の捕捉を妨げ、分析を歪曲する凝縮の形成につながることがある。このマイクロ流体デバイス等において加熱された捕捉デバイスの存在はこの問題を防ぐことを可能にする。温度調節の手段８が捕捉セル６に位置する実施形態では、吸引、及び、気相の捕捉セル６への輸送を可能にする毛細管１５も、炉等、耐熱性、又は当業者の範囲内の任意の他の手段の追加の温度調節の手段を使用して、加熱される。
【００８０】
分析される化合物がホルムアルデヒドであり、使用される試薬がフルオラル‐Ｐである特定の実施形態では、温度調節の手段８、例えば炉は、２０〜１００℃、優先的には５０〜８０℃、さらにより優先的には６５℃であることがある。ガス流は次いで気相を排除するための手段７を使用して、捕捉セル６の、及び温度調節の手段８の出口で排出される。実施形態では、温度調節の手段８内の溶液の滞留時間は３０秒以上、優先的には６０秒以上、さらにより優先的には６０秒〜５分である。いずれの場合も、温度調節の手段８の溶液の滞留時間は１０分未満、優先的には５分未満である。分析される化合物がホルムアルデヒドであり、使用される試薬がフルオラル‐Ｐである特定の実施形態では、温度調節の手段８の溶液の滞留時間は優先的には２分以上、さらにより優先的には３分以上である。いずれの場合も、温度調節の手段８の溶液の滞留時間は５分未満である。本実施形態は、より低い液体流量、したがって毛細管１８の長さを制限しつつも、分析される化合物と誘導体化剤との間の反応が完了するようにするのに十分である液体の滞留時間を有することを可能にする捕捉セル６内の環状流のおかげで可能にされる。
【００８１】
実施形態によると、温度調節の追加手段は、気相を排除するための手段と気体化合物の濃度を決定するための手段との間に、又は温度調節の手段８と気体化合物の濃度を決定するための手段との間に追加できる。気体化合物の濃度を決定するための手段による通過中に（つまり、検出セルによる通過中に）流れる溶液が過剰に高温でなく、優先的には１０〜３０℃となるように、この追加の温度調節の手段は、優先的には冷却の手段である。
【００８２】
実施形態によると、本発明に係るデバイスは気相を排除するための手段７を含む。したがって、初期に分析される気体化合物及び／又は温度調節の手段に出現した空気の、若しくは気体の気泡、及び／又は分析される化合物と誘電体化剤との間の反応中に出現した空気の、若しくは気体の気泡を含んだ気相は、特にノイズを増やさないことによって、気体化合物の濃度を決定するための手段を妨害しない。測定の感度及び精度はこのようにして改善される。実施形態によると、該手段７は気体が通過できるようにするが、液体は通過できるようにしない１つ又はいくつかの微小孔性の管である。実施形態によると、該手段７は、例えば微小孔性のテフロン等の不活性且つ多孔性である当業者の範囲内の任意の材料から作られる。実施形態では、微小孔性の管は微小孔性のテフロンから作られた管である。実施形態では、微小孔性の管は長さ２〜１０ｃｍ、及び内径０．１〜１．５ｍｍと測定される。
【００８３】
実施形態によると、気相を排除するための手段７は、捕捉セル６と温度調節の手段８との間に、及び／又は温度調節の手段８と気体化合物の濃度を決定するための手段との間に位置する。
【００８４】
実施形態によると、気体化合物の濃度を決定するための手段は、
‐分析される化合物と誘導体化剤との間の反応から得られる誘導体化合物の濃度を測定するための手段と、
‐上記に得られた誘導体化合物の濃度を使用して、気体化合物の濃度を計算するための手段と、
を含む。
【００８５】
誘導体化合物の濃度を測定するための手段は、蛍光測定、比色分析、質量分析等の当業者に既知の測定のための任意の手段を含むことがある。
【００８６】
図１、図２、及び図３に示される実施形態によると、誘導体化合物の濃度を測定するための手段は、比色分析による検出セル１３を含む。本実施形態では、該セルは、
‐光源１１、優先的には重水素ランプ／ハロゲンランプ又はパルス化キセノンランプと、
‐導波管９、優先的には液体コアを有する導波管、さらにより優先的にはテフロンＡＦ２４００製の液体コアを有する導波管と、
‐分光計１２、より好ましくは０．０５〜１５ｎｍのスペクトル分解能を有するＵＶ−可視分光計、さらにより優先的には、１〜１２ｎｍのスペクトル分解能を有するＵＶ−可視分光計と、
を含む。
【００８７】
本実施形態では、光度を収集するために、及び例えばビームの位置合わせに関するいずれの不規則も制限するために、第１の光ファイバ１４は導波管に光源を接続し、第２の光ファイバ１４はＵＶ−可視分光計に導波管を接続する。実施形態によると、導波管の内径は１００μｍ〜２ｍｍ、優先的には２００〜１，０００μｍである。
【００８８】
実施形態によると、導波管の長さは１〜１００ｃｍ、優先的には５〜９０ｃｍ、さらにより優先的には５〜４０ｃｍである。優先的には、導波管の滞留時間は、誘導体化合物の光分解を防ぐために、２０分未満、優先的には５分未満、さらにより優先的には１．５分未満である。これを行うためには、導波管の直径は修正することができ、この液体流量は、マイクロ流体捕捉セル６との組合せの場合、優先的に０．１〜１００μＬ／分、より優先的には１〜５０μＬ／分、さらにより優先的には２〜３０μＬ／分である。マイクロ流体捕捉セル６との組み合わせのない比色分析セル９の使用の場合、流量は最高で５ｍＬ／分まで、優先的には最高で２ｍＬ／分まで増加できる。
【００８９】
実施形態によると、比色分析による検出セルは、ＳＭＡコネクタ（ＳｕｂＭｉｎｉａｔｕｒｅバージョンＡ）又は当業者の範囲内での光ファイバの任意の他のコネクタを有することがあり、一方でＵＶ−可視分光計に接続された光ファイバに導波管を接続し、他方で光源に接続された光ファイバに導波管を接続することができる。代替実施形態によると、光源及び／又はＵＶ−可視分光計は、光ファイバに打ち勝つことを可能にする導波管に取り付けられる。本実施形態では、光源の熱を排出するためのデバイスを追加できる。
【００９０】
ランベルトベールの法則は、溶液中に捕捉された誘導体化合物の吸光度及び濃度を繋ぐことを可能にする。分析される化合物と誘導体化剤との間の反応の化学量論及び（１００％に等しいと想定される）溶液中の気体化合物の効率を知っていると、分析される気体化合物の濃度を知ることができる。分析される化合物がホルムアルデヒドであり、誘導体化剤がフルオラル‐Ｐである場合には、誘導体化合物はＤＤＬである。１モルのホルムアルデヒドが、１モルのＤＤＬを形成するために超過して２モルのフルオラル-Ｐと反応するので、測定される吸光度を使用して、溶液中に実験的に捕捉されたホルムアルデヒドのモル数を計算できる。
【００９１】
気体ホルムアルデヒドの捕捉が完全であると見なされる場合、気体ホルムアルデヒドは水溶液に定量的に移され、このことにより我々は溶液中に理論上捕捉されているホルムアルデヒドのモル数を決定できる。その結果、捕捉効率は実験的に捕捉されたホルムアルデヒドのモル数と１００％の捕捉のホルムアルデヒドの理論上のモル数との比率である。２０〜１６０μｇ／ｍ３で変わる気体ホルムアルデヒドの濃度について得られた、本発明に係るマイクロ流体デバイスの捕捉効率は、濃度に関わりなく８８＋／−１２％に等しいことが判明した。
【００９２】
この試験の条件は以下の通り、つまり、１０μＬ／分の液体流量、１０ｍＬ／分の気体流量、２．５ｍの捕捉管の長さ、４３０μｍの捕捉管の内径、６５℃の温度調節の手段の温度、３．３分の液体の滞留時間とした。本試験中、該気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が結合された（捕捉は６５℃で実行される）。
【００９３】
気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が結合される他の試験が実行された。５３０μｍ、４３０μｍ、及び３２０μｍの捕捉セルの内径の場合のマイクロ流体デバイスの捕捉効率はそれぞれ１００＋／−１６％、１０７＋／−１８％、及び１１８＋／−２２％である。気体化合物を含んだ気相の、及び溶液中の誘導体化剤の混合手段、並びに誘導体化剤と溶液中の気体化合物を反応させるための手段が分離される（捕捉は周囲温度で実行される）別の試験では、デバイスの捕捉効率は９０＋／−２％に等しいことが判明した。本試験では、液体流は５０μＬ／分であり、気体流は５０ｍＬ／分であり、捕捉管の長さは２ｍであり、捕捉管の内径は６８０μｍであり、温度調節の手段の温度は６５℃であり、炉内の液体の滞留時間は４分であった。
【００９４】
実施形態（不図示）によると、誘導体化合物の濃度を測定するための手段は蛍光測定による検出セルを含む。本実施形態では、該セルは
‐励起刺激物の少なくとも１つのソース、誘導体化合物の蛍光、優先的には少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
‐導波管、優先的には液体コアを有する導波管、さらにより優先的にはテフロンＡＦ２４００製の液体コアを有する導波管と、
誘導体化合物の蛍光を収集する光電子増倍管と、
を含む。
【００９５】
本実施形態では、光度を収集するために、及び例えばビームの位置合わせに関するいずれの不規則も制限するために、第１の光ファイバは導波管に励起源を接続し、第２の光ファイバは光電子増倍管に導波管を接続する。誘導体化合物がＤＤＬである場合、光源はＤＤＬの蛍光を励起する４１５＋／−２０ｎｍで発するＬＥＤであることがある。実施形態によると、測定される蛍光の導波管を中心とするフィルタは、寄生蛍光及び／又は励振源により発せられる寄生光を排除するために、並びにそのように誘導体化合物によってのみ発せられる蛍光を収集するために高電子増倍管の前に配置される。発明によると、励振源は励振源と導波管の間の角度が、照明が溶液の流れの方向に反対の方向にある状態で９０度〜１８０度、より優先的には１００〜１６０度、さらにより優先的には１２０度となるように設置される。実施形態によると、導波管の内径は１００μｍ〜２ｍｍ、好ましくは３００μｍ〜１ｍｍである。実施形態によると、導波管の長さは１ｃｍ〜２０ｃｍ、優先的には２〜１０ｃｍ、さらにより優先的には３〜５ｃｍである。
【００９６】
導波管は励起光及び分子の蛍光から発する光を伝達する。導波管は励起光を伝搬することを可能にするので、直接的に照明されている誘導体化合物の分子だけではなく、照明の上流に位置するものも励起される。従来の蛍光システムで異方性である蛍光光は、本発明の導波管に「捕捉」され、したがっておそらく同様の割合で導波管の両方向で伝搬する。したがって、蛍光の大部分、約５０％は、検出器に到達するソースによって発せられる光子の数を制限するために、光源の下流の導波管の軸に優先的に設置される検出器で収集される。蛍光測定による測定の手段の感度はしたがって大幅に改善される。
【００９７】
実施形態によると、マイクロ流体蛍光セルの体積は低く、０．１〜１００μＬ、優先的に０．１５μＬ〜３５μＬである。平行６面体形状の石英から作られる従来の検出セルでは、流れる溶液によるセルの回復は大幅に長くなり、体積は同じ感度の場合より大きい。
【００９８】
代替実施形態に従って、蛍光測定による検出セルは、導波管の代わりに当業者の範囲内の任意のタイプの蛍光セルを含むことがある。実施形態によると、導波管の内径は０．０５ｍｍ〜５ｍｍ、優先的には０．１ｍｍ〜２ｍｍである。マイクロ流体蛍光セル９がマイクロ流体捕捉セル６と組み合わされる実施形態によると、液体流量は０．１〜１００μＬ／分、優先的には１〜５０μＬ／分、さらにより優先的には２〜３０μＬ／分である。マイクロ流体捕捉セル６と組み合わさない蛍光セルの使用の場合、流量は最高で５ｍＬ／分まで、優先的に最高で２ｍＬ／分まで増加できる。
【００９９】
実施形態によると、蛍光測定による検出セルはＳＭＡコネクタ（ＳｕｂＭｉｎｉａｔｕｒｅバージョンＡ）又は当業者の範囲内での光ファイバ用の任意の他のコネクタを有することがあり、一方で光電子増倍管に接続された光ファイバに導波管を接続し、他方で励振源に接続された光ファイバに導波管を接続することを可能にする。代替実施形態によると、励振源及び／又は光電子増倍管は導波管に取り付けられ、このことが光ファイバに打ち勝つことを可能にする。本実施形態では、励振源の熱を排出するためのデバイスが追加できる。実施形態によると、検出セルは、励起光、したがって発せられる蛍光を増すために少なくとも１つの励振源、より好ましくは２つ、３つ、又は４つの励振源を含む。実施形態によると、導波管の壁は誘導体化合物の吸着の現象を防ぐために疎水性である。
【０１００】
実施形態によると、誘導体化合物の濃度を測定するための手段は、蛍光測定により検出セルに結合された比色分析による検出セルを含む。図４に示される本実施形態では、誘導体化合物を含んだ毛細管１５は光源１１によって照明される第１の導波管９を通過し、誘導体化合物の（捕捉効率が１００％であると想定することによって）絶対濃度は次いで分光計１２を使用して検出される。比色分析は破壊的ではないので、溶液は次いで励振源１６によって照明される第２の導波管９を通ることができ、源１６によって励起される誘導体化合物の分子の蛍光は次いで光電子増倍管１７を使用し収集される。溶液は次いで廃棄物用フラスコ１０に収集される。
【０１０１】
本実施形態では、蛍光測定による測定の手段の較正は比色分析による測定の手段を使用して実行されるため、本発明のデバイスはいかなる較正物質も必要としない。実際には、日々の較正を必要とする蛍光測定とは対照的に、比色分析は、設備のエージングとともに低下する光源の輝度とは無関係である。較正物質を必要としないために、マイクロ流体デバイスの中では、比色分析のシステムが蛍光測定のシステムと結合される。しかしながら、蛍光測定はより低い濃度の決定を可能にするため、重要性を有する。したがって、比色分析による検出セルは、低濃度から高濃度、通常は１μｇ／ｍ３の検出限度の１から２，０００μｇ／ｍ３を測定することを可能にし、蛍光測定による検出セルは非常に低い濃度から中間の濃度、通常は０．３μｇ／ｍ３の検出限度の０．１から５００μｇ／ｍ３を測定することを可能にする。本実施形態では、第１の光ファイバ１４は第１の導波管９に光源１１を接続し、第２の光ファイバ１４は分光計１２に第１の導波管９を接続し、第３の光ファイバ１４は第２の導波管９に励振源１６を接続し、第４の光ファイバ１４は光電子増倍管１７に第２の導波管９を接続する。代替実施形態によると、そのまたは当該光ファイバ１４は省略することができ、光源１１及び／又は分光計１２及び／又は励振源１６及び／又は光電子増倍管１７は導波管９に取り付けることができる。
【０１０２】
実施形態によると、気体化合物の濃度を計算するための手段は、それ自体では未処理信号を受信し、気相中の分析される気体化合物の濃度を計算する、検出器、つまり分光計又は光電子増倍管に接続されたマイクロコントローラ又はコンピュータ等の電子機器又はコンピュータ化された装置を含む。実施形態によると、コンピュータインタフェースはマイクロ流体デバイス全体を制御する。
【０１０３】
また、本発明は、本発明のデバイスを使用して気体化合物の濃度を決定する方法に関する。
【０１０４】
実施形態によると、本発明によるマイクロ流体デバイスにより分析される気体化合物は、優先的に可溶性の気体汚染物質、さらにより優先的にはホルムアルデヒドである。
【０１０５】
実施形態によると、本発明によるマイクロ流体デバイスは、相対的に高いヘンリー定数（Ｈ）、つまり０．００５Ｍ／Ｐａ（２０Ｍ／ａｔｍ）〜２．９６Ｍ／Ｐａ（３＊１０５Ｍ／ａｔｍ）を有する気体化合物の気相の濃度を決定するために使用される。一例として、ホルムアルデヒド（Ｈ＝０．０３Ｍ／Ｐａ又は３，１００Ｍ／ａｔｍ）、メチルヒドロペルオキシド及び同族の化合物（Ｈ＝０．００３Ｍ／Ｐａ又は３１０Ｍ／ａｔｍ）、過酸化水素（Ｈ＝１．０９Ｍ／Ｐａ又は１．１＊１０５Ｍ／ａｔｍ）、グリオキサル（Ｈ＝２．９６Ｍ／Ｐａ又は３．０＊１０５Ｍ／ａｔｍ）、メチルグリオキサール（Ｈ＝０．３２Ｍ／Ｐａ又は３．２＊１０４Ｍ／ａｔｍ）、カルボン酸（Ｈ＞０．００１Ｍ／Ｐａ又は１，０００Ｍ／ａｔｍ）、又はフェノール、及びクレゾール（Ｈ＞０．００５Ｍ／Ｐａ又は５００Ｍ／ａｔｍ）等のその誘導体について言及できる。
【０１０６】
実施形態によると、本発明に係るマイクロ流体デバイスによって使用される誘導体化剤は、従来の検出の方法（比色分析、蛍光測定等）によって検出できる誘導体化合物を形成するために、分析される気体化合物と特に反応する任意の誘導体化剤であることがある。好ましくは、誘導体化剤は、蛍光の量子効率、及び分析される化合物との高い反応速度の両方を有する。したがって、フルオラル‐Ｐがグリオキサル、アセトアルデヒド、又はヘキサナール等の空気中に存在する他のアルデヒドに対して優先的にホルムアルデヒドと反応することが示された。等しい温度及び濃度で、フルオラル‐Ｐとホルムアルデヒドとの反応の速動性は３，０００〜１０，０００倍速い。さらに、フルオラル‐Ｐと空気中に存在する他のアルデヒドとの間の反応から得られた誘導体化合物の量子効率は実質的にはＤＤＬの量子効率よりも低いことも示された。
【０１０７】
実施形態によると、捕捉セル６の下流で誘導体化剤２’’が添加される、誘導体化剤２又は溶液２‘を含んだ溶液は、誘導体化剤及び分析される化合物を可溶化することを可能にする任意の溶液である。実施形態によると、該溶液は、優先的に
‐水溶液：純水、硝酸の水溶液等
‐比率９０／１０（ｖ／ｖ）の水／エタノール混合物等の水‐アルコール混合物
‐エタノール又はイソプロパノール等のアルコール
である。
【０１０８】
好ましくは、誘導体化剤がない場合、溶液は気相からもたらされる分析される化合物と直接的に反応せず、この化合物は該溶液中で完全に溶解可能である。実施形態によると、誘導体化剤と分析される気体化合物との間の反応を加速させるために溶液に触媒を添加できる。
【０１０９】
好ましい実施形態によると、本発明に係るマイクロ流体デバイスは、誘導体化剤としてフルオラル‐Ｐとともに気相に存在するホルムアルデヒドの濃度を決定するために使用される。フルオラル-Ｐは３，５−ジアセチル‐１，４−ジヒドロルチジン（つまりＤＤＬ）を形成するためにホルムアルデヒドと特に反応する。
【０１１０】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、特に捕捉セルでの環状流の使用のおかげで溶液２又は２’及び２’’の消費の削減を可能にし、デバイスの自立性の増加を可能にする。実施形態によると、溶液の消費は１ｍＬ／分未満、約１０μＬ／分である。したがって、本発明に説明されるデバイスを用いると、１０ｍＬの試薬がほぼ５００の分析を実行するのに十分である。比較のために、国際公開第２０１０／１４２９０８号パンフレットに説明されたデバイスは、同じ量の試薬でただ１回の分析を実行するのを可能にした。デバイスの自立性及びサイズは大幅に改善される。
【０１１１】
本発明に係るマイクロ流体デバイスは、特に原位置で捕捉及び誘導体化反応を実行するおかげでデバイスの時間分解能の減少を可能にする。実施形態によると、このデバイスの時間分解能は５分未満、優先的には２分未満、さらにより優先的には約１分である。実施形態によると、デバイスの初期の応答時間は２０分未満、優先的には１０分未満、さらにより優先的には約５〜６分である。
【０１１２】
実施形態によると、マイクロ流体デバイスは容易に輸送できる。マイクロ流体デバイスは、あまりかさばらず且つ軽量であり、試薬２又は２’及び２’’をほぼ必要としない手段で作られる。実施形態によると、マイクロコントローラ及び／又はディスプレイデバイスは、完全に自律したデバイスを保証するために本発明に係るデバイスの中に統合される。
【０１１３】
実施形態によると、溶液２又は溶液２’及び２’’は、いったん溶液が消費されると、交換が容易であるフラスコ又はマイクロプレートで、マイクロ流体デバイスの内側に保管される。
【０１１４】
実施形態によると、捕捉システム６の毛細管１８及び微小孔性の管（複数の場合がある）７を除くデバイスの毛細管１５のすべては、ＰＥＥＫ又は当業者の範囲内の任意の他の材料から作られる。
【０１１５】
また、本発明は、動的に且つ流れている間に、誘導体化剤を含んだ溶液と液相の化合物を混合し、マイクロ流体デバイスによって検出できる種を形成するために該誘導体化剤と化合物を反応させることを可能にする、該化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関する。
【０１１６】
分析のための該マイクロ流体デバイスは、
‐毛細管内で該化合物を含んだ液相及び誘導体化剤を含んだ溶液を混合することを可能にする混合手段と、
‐誘導体化剤と該化合物を反応させるための手段と、
‐該化合物と該誘導体化剤との間の反応中に出現した気相を排除するための手段と、
‐該化合物の濃度を決定するための手段と、
を含む。
【０１１７】
実施形態によると、水相中の化合物を分析するためにマイクロ流体デバイスは、上記に説明されるような気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関して以下の相違点を有する。
‐ガスポンプ５は蠕動ポンプ（又は注射器ポンプ）３、優先的には少なくとも１つの追加の通路を含んだ標準蠕動ポンプ又は注射器ポンプ３で置換され、
‐分析される化合物を含んだエア気相の流量と誘導体化剤を含んだ液相の流量との比率は０．０１〜１００、優先的には０．１〜１０、さらにより優先的には０．５〜２であり、
‐毛細管１８の長さは２５ｃｍ〜３ｍで、１０μＬ／分の液体流量の場合優先的には５０ｃｍ〜２ｍで、及び１μｌ／分の液体流量の場合優先的には５ｃｍ〜２５ｃｍで変わることがある。
【０１１８】
捕捉管１８での環状流の実行はもはや必要とされない。捕捉管１８が温度で調整される実施形態では、捕捉管１８の滞留時間が長くなるにつれ、捕捉管１８は分析される化合物の総誘導体化反応を可能にしつつも有利に短縮できる。捕捉管が温度で調節されない実施形態では、捕捉管は抑制できる。上述されたような気体化合物を分析するためのマイクロ流体デバイスに関して捕捉管の長さを修正することが所望されない実施形態では、液相中の化合物の分析を実行するために該デバイスをそのまま再利用できるように、環状流が、例えば純粋窒素等、測定を干渉する反応不純物が無い不活性ガスを使用して実行される。本実施形態では、２つの溶液（水相で分析される化合物及び誘導体化剤を含んだ溶液）は捕捉管の上流で混合される。その結果、捕捉管の滞留時間及び実際には反応時間は保持される
【０１１９】
実施形態では、該化合物と誘導体化剤との間の反応中に出現した気相を排除するための手段は、上記に説明されたような手段である。
【０１２０】
実施形態によると、水相の化合物の濃度を決定するための手段は、上述されたような手段である。実施形態によると、水相の化合物の検出限度は０．５μｇ／Ｌである。
【０１２１】
本発明は、本発明のデバイスを使用して水相の化合物の濃度を決定するための方法にも関する。
【符号の説明】
【０１２２】
１    分析される気体化合物のソース
２      誘導体化剤を含んだ溶液
２’    誘導体化剤のない不活性溶液
２’’   誘導体化剤の溶液
３      蠕動ポンプ又は注射器ポンプ
４      気体用質量流量調節器
５      ガスポンプ
６      捕捉セル
７      気相を排除するための手段‐微小孔性の管
８      温度調節の手段‐炉
９      導波管
１０    廃棄物用フラスコ
１１    光源‐重水素ランプ／ハロゲンランプ又はパルス化キセノンランプ
１２    ＵＶ可視分光計
１３    検出セル（蛍光、比色分析、又は比色分析及び蛍光の組合せ）
１４    光ファイバ
１５    通路、管、又は毛細管
１６    蛍光用の励起源‐ＬＥＤ
１７    蛍光を検出するための光電子増倍管
１８    捕捉セルの親水性毛細管
１９    捕捉セルの毛細気相供給管
２０    捕捉セルの溶液供給管
【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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【国際調査報告】
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