一種在線檢測儀及應用的制作方法

本發明基于離子遷移譜技術，利用旋轉馬達工作原理，結合樣品熱解析和頂空進樣技術，設計了一種在線檢測儀。本發明中的檢測裝置和方法用于血液中丙泊酚麻醉劑的臨床血藥濃度分析，可指導臨床麻醉醫生精準用藥。

背景技術：

旋轉電機分為三類：直流電機，三相異步電機，單相交流電機等。直流電機的旋轉原理是通電導體在磁場中受力的原理旋轉的，直流電機的旋轉是磁場不動，導體運動。

熱解析技術是一種二合一技術:集采樣與濃縮于一體,然后將樣品從采樣管中轉移出來后進行檢測。動態頂空分析法也稱吹掃-捕集，該方法是用惰性氣體通入液體樣品(或固體表面)，把要分析的組分吹掃出來，使之通過一個盛有吸附劑的容器進行富集，然后再把吸附劑加熱，使被吸附的組分脫附，用載氣帶入氣相色譜柱中進行分析。

丙泊酚是一種常用的靜脈麻醉劑，已廣泛地應用于麻醉誘導、麻醉維持以及ICU危重病人的鎮靜。手術過程中，病人血液里的丙泊酚濃度往往與其麻醉深度存在密切的相關性，因此術中監測病人血液中丙泊酚的濃度對于麻醉監測來說具有重要的意義。

Pro濃度的測定方法也很多，文獻報道有熒光分光光度法，高效液相色譜法、氣相色譜法、核磁共振法等。然而，血液作為一個復雜的生物樣品，在其進行色譜分離之前必須進行樣品預處理，從而致使以上方法耗時較長，且多為離線分析，不能完全滿足臨床上麻醉監測的需求。

離子遷移譜(Ion Mobility Spectrometry，IMS)技術是20世紀70年代出現的一種快速分離檢測技術，與傳統的質譜、色譜儀器相比，具有結構簡單，靈敏度高，分析速度快，結果可靠的特點。目前我們研究的IMS已經廣泛應用在化學戰劑、毒品、爆炸物探測、環境監測、有毒氣體監測、火災監測、水污染監測和食品檢測等領域。離子遷移譜儀主要由離子源、離子門、遷移區和檢測器組成。離子源使樣品分子、N2、O2和水蒸氣電離，產生的離子很容易與分子發生離子分子反應，得到多種產物離子。離子在電場的驅使下通過周期性開啟的離子門進入遷移區，與逆流的中性漂氣分子不斷地碰撞，由于這些離子在電場中具有不同的遷移速率，使得不同的離子得到分離，先后到達檢測器。本發明基于離子遷移譜技術，利用旋轉電機工作原理，結合樣品熱解析和頂空進樣技術，設計了一種在線檢測儀。

技術實現要素：

一種在線檢測儀包括進樣裝置(1-9)、離子遷移譜檢測器(10-17)；進樣裝置包括熱解析室、驅動電機、采樣盤、旋轉轉盤和旋轉馬達；

熱解析室為密閉容器，于密閉容器底部設有一作為采樣盤進出口的通孔，于密閉容器下表面通孔的四周設置有環狀密封凹槽，環狀密封凹槽內設置有環狀密封O圈；于熱解析室的上部和/或側壁上設有載氣入口和載氣出口；載氣入口與載氣氣源相連通，載氣出口與離子遷移譜檢測器的載氣進氣口相連通；于采樣盤進出的通孔下方設有一與通孔同軸的推桿，推桿的下方與驅動電機的輸出軸傳動連接，通過驅動電機帶動推桿于通孔下方沿通孔的軸向上下往復運動；

旋轉轉盤為一水平放置的平板，平板的幾何中心與旋轉馬達的輸出軸傳動連接，通過旋轉馬達帶動平板沿平板的幾何中心轉動；以平板的幾何中心為圓心，沿相同的半徑R、于平板上均勻設置有2個以上的通孔，即通孔中心至幾何中心的距離相等；平板位于熱解析室的通孔和推桿之間；平板的幾何中心至推桿軸線的距離為R，即旋轉轉盤轉動過程中、推桿的軸線位于平板上通孔運動軌跡所在的圓周上；于通孔上放置有采樣盤；采樣盤上表面中部設有凹槽；

當旋轉轉盤轉動至其中一個通孔處于推桿上方時，由驅動電機帶動推桿穿過平板上的通孔、推動通孔上的采樣盤至熱解析室的采樣盤進出口處，采樣盤的四周與環狀密封O圈相貼接密封。

采樣盤為直徑0.5-2cm的圓形、中部帶有深1-5mm的內置凹槽；凹槽內平鋪放置的采樣片為聚四氟乙烯高溫采樣布或玻璃纖維濾紙，最高可耐500℃。

采樣盤外徑大于熱解析室下部采樣盤進出口通孔的內徑，采樣盤凹槽外徑小于熱解析室下部采樣盤進出口通孔的內徑，并且采樣盤通過密封“O”圈密封采樣盤進出口，使熱解析室形成一個密閉腔室。

于熱解析室的壁面上設有加熱絲或加熱帶，通過加熱絲或加熱帶控制熱解析溫度在50-180℃。

旋轉轉盤上的采樣盤個數可以加工成2-8個；旋轉轉盤中心下方設計連接有旋轉馬達，控制采樣盤旋轉角度并進行進樣分析。

熱解析室進樣結束后的待機狀態，通過驅動電機向上頂住采樣盤與熱解析室密封，維持熱解析室內部溫度穩定。

發明中的離子遷移管檢測器包括殼體內依次同軸設置的電離區、離子門、遷移區、柵網和離子接收極；靠近離子接收極的殼體側壁上設有漂氣入口，漂氣入口與漂氣氣源相連通；離子門與電離源之間的殼體側壁上設有遷移管氣體出口，該氣體出口為遷移管內樣品氣放空口。

微量進樣器取血液樣品10-100uL滴入采樣盤內，在旋轉馬達的作用下，圍繞旋轉轉盤中心將采樣盤旋轉到熱解析室正下方，驅動電機推動采樣盤， 使熱解析室密閉完成目標樣品熱解析，同時載氣攜帶頂空樣品氣體通過遷移管氣體入口進入離子遷移管，完成一次檢測循環周期。通過控制旋轉電機旋轉角度，將熱解析室內采樣盤旋轉離開熱解析室，更換采樣片待進行下一次檢測。發明中的在線檢測儀及方法應用于血液中丙泊酚血藥濃度的檢測過程。

本發明的優點如下：

1.與傳統的氣相色譜方法相比，將本發明中的檢測儀作為分析血液中丙泊酚的手段具有以下優點：血液樣品無需復雜前處理；可以實現連續在線檢測。

2.可以同時滴加多個樣品，實現多個樣品連續檢測，提高檢測效率。

3.檢測速度快，單個樣品測試時間小于1min，無需專業背景人員操作。

附圖說明

圖1為在線檢測儀裝置結構原理示意圖。

圖中：1為微量進樣器、2為進樣器支架上隔板、3為進樣器支架、4為內置采樣盤的旋轉轉盤、5為旋轉馬達、6為驅動電機、7為熱解析室，8為進樣器載氣入口、9為進樣器樣品氣出口、10為樣品氣進入遷移管入口、11為遷移管電離區、12為遷移管離子門、13為遷移管遷移區、14為遷移管柵網、15為遷移管離子接收極、16為遷移管漂氣入口、17為遷移管出氣口。

具體實施方式

血液中丙泊酚在線檢測儀采用傳統的均勻場遷移譜，其結構示意圖見圖1。此儀器主要包括以下幾個部分：1為微量進樣器、2為進樣器支架上隔板、3為進樣器支架、4為內置采樣盤的旋轉轉盤、5為旋轉馬達、6為驅動電機、7為熱解析室，8為進樣器載氣入口、9為進樣器樣品氣出口、10為樣品氣進入遷移管入口、11為遷移管電離區、12為遷移管離子門、13為遷移管遷移區、14為遷移管柵網、15為遷移管離子接收極、16為漂氣入口、17為遷移管出氣口。

微量進樣器1取血液樣品10-100uL滴入采樣盤4內采樣片表面，在旋轉馬達5的作用下，圍繞旋轉轉盤中心將采樣盤4旋轉到熱解析室7正下方，驅動電機6推動采樣盤，使熱解析室密閉完成目標樣品熱解析，同時載氣8攜帶頂空樣品氣體通過遷移管氣體入口10進入離子遷移管，完成一次檢測循環周期。通過控制旋轉電機旋轉角度，將熱解析室內采樣盤旋轉離開熱解析室，更換采樣片待進行下一次檢測。

試驗中載氣和漂氣氣源均采用凈化處理的醫用氣源(空氣)，且載氣800sccm，漂氣1000sccm。

將發明中的在線檢測儀按照上述實施過程用于血液中丙泊酚麻醉劑的 檢測。

取丙泊酚注射液藥物標準品，濃度為10000ng/μL；用空白血漿逐級稀釋，配制成血藥濃度為1、2.5、5、7.5、10ng/μL的樣品，備用。單個標準樣品的檢測結果，當試劑離子峰遷移時間在6ms時，丙泊酚標準檢出遷移時間在9ms。本發明中采用的連續進樣在線檢測儀單個樣品的分析時間由原3min縮減到1min，大大提高了檢測效率。

本儀器裝置用于丙泊酚麻醉劑臨床血藥濃度的檢測，滿足臨床使用需求。為麻醉醫生精準用藥提供了一套完整的裝置和方法。