一種實時在線的呼出氣監測儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明基于離子遷移管陣列技術，設計了一種實時在線的呼出氣監測儀，用于臨床中的疾病篩查和手術過程監測。
【背景技術】
[0002]人體內的某些代謝產物通過血液傳送至肺部，通過氣體交換后出現在呼出氣中。近年來，呼出氣的測定作為一種了解人體生理代謝過程和疾病狀況的方法越來越受到重視。許多研究已表明，呼出氣中的諸多成分是某些疾病的生物標記物，如一氧化氮、硫化氫、一氧化碳等。此外，在手術過程中，在線測定呼出氣中的麻醉劑已成為一種無創的麻醉深度監測手段。
[0003]離子遷移譜(1nMobility Spectrometry, IMS)是20世紀70年代興起的一種大氣壓條件下的氣相離子分離技術，為呼出氣提供了一種簡單、快速、高靈敏的分析手段。然而，對于離子遷移譜來說，濕度干擾是一個嚴重的問題，它既會降低測定的靈敏度和選擇性，而且也會增加譜圖的復雜性，進而大大降低結果的準確性。因此，對于高濕的呼出氣樣品，常規的進樣方式對于離子遷移譜來說是不可取的。在目前的應用研究中，通常將多束毛細管柱(MCC)或膜進樣裝置與離子遷移譜相結合，利用MCC的預分離能力或膜進樣裝置的疏水性以達到消除濕度干擾的目的。但是，由于MCC和膜進樣裝置的結合，使得頂S的響應時間長達分鐘級，無法實現呼出氣的實時監測。
[0004]本發明中提供了一種實時在線的呼出氣監測儀，包含了四種不同工作模式的離子遷移管。通過采樣泵的作用，呼出氣直接進入離子遷移管，其流動方向和離子遷移管內的漂氣一致；由于漂氣的濕度為0%，在其稀釋作用下，電離區內呼出氣的濕度大大降低，即可實現呼出中各成分的檢出。此外，該發明結合了不同電離方式和不同極性的離子遷移管，拓寬了儀器可檢測的化合物范圍，提高了檢測結果的準確性。
【發明內容】
[0005]本發明設計了一種實時在線的呼出氣監測儀，包括四種不同工作模式的離子遷移管。于離子遷移管的一側設有氣體出口，氣體出口與采樣泵相連；于離子遷移管的另一側設有漂氣入口，于離子遷移管的側壁面上設有呼出氣入口 ；通過采樣泵的作用，呼出氣自動進入離子遷移管內；在離子遷移管內，呼出氣的流動方向與漂氣的流動方向一致；四種離子遷移管的工作模式分別為放射性源負離子模式、放射性源正離子模式、真空紫外光電離負離子模式、真空紫外光電離正離子模式。
[0006]四種離子遷移管中的兩根以上同時運行。
[0007]放射性源包括鎳放射性源或氘放射性源。
[0008]產生真空紫外的設備包括真空紫外燈、二極管、氙燈、汞燈或紫外激光器。
[0009]真空紫外光電離負離子模式的離子遷移管，其真空紫外光源與離子門之間設置一個帶有中心通孔的萃取電極，中心通孔的直徑為2-6_，真空紫外光源與萃取電極的距離為5-10mmo
[0010]呼出氣入口和氣體出口分別位于萃取電極兩側。
[0011]呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。
[0012]真空紫外光電離正離子模式的離子遷移管通過單光子電離的方式直接測定呼出氣，或在呼出氣中添加摻雜劑后再進行測定，即呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。
[0013]摻雜劑包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯中的一種。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明中實時在線的呼出氣監測儀的結構示意圖；
[0015]其中，I為放射性源負離子模式的離子遷移管，2為放射性源正離子模式的離子遷移管，3為真空紫外光電離負離子模式的離子遷移管，4為真空紫外光電離正離子模式的離子遷移管，5為漂氣，6為采樣泵，7為呼出氣。
[0016]圖2為本發明中放射性源負離子模式和正離子模式的離子遷移管結構示意圖；
[0017]11為氣體出口，12為放射性源，13為呼出氣入口，14為離子門，15為絕緣環，16為導電環，17為柵網，18為離子接收極，19為漂氣入口。
[0018]圖3為本發明中真空紫外光電離負離子模式的離子遷移管結構示意圖；
[0019]20為真空紫外光源,21為萃取電極。
[0020]圖4為本發明中真空紫外光電離正離子模式的離子遷移管結構示意圖。
[0021]圖5為本發明中放射性正離子模式離子遷移管測定氨、放射性負離子模式離子遷移管測定一氧化氮、真空紫外燈光電離正離子模式離子遷移管測定丙酮和真空紫外燈光電離負離子模式離子遷移管測定丙泊酚的譜圖。
【具體實施方式】
[0022]本發明設計了一種實時在線的呼出氣監測儀，包括四種不同工作模式的離子遷移管。于離子遷移管的一側設有氣體出口，氣體出口與采樣泵相連；于離子遷移管的另一側設有漂氣入口，于離子遷移管的側壁面上設有呼出氣入口 ；通過采樣泵的作用，呼出氣自動進入離子遷移管內；在離子遷移管內，呼出氣的流動方向與漂氣的流動方向一致；四種離子遷移管的工作模式分別為放射性源負離子模式、放射性源正離子模式、真空紫外光電離負離子模式、真空紫外光電離正離子模式。
[0023]四種離子遷移管中的兩根以上同時運行。
[0024]放射性源包括鎳放射性源或氘放射性源。
[0025]產生真空紫外的設備包括真空紫外燈、二極管、氙燈、汞燈或紫外激光器。
[0026]真空紫外光電離負離子模式的離子遷移管，其真空紫外光源與離子門之間設置一個帶有中心通孔的萃取電極，中心通孔的直徑為2-6_，真空紫外光源與萃取電極的距離為5-10mmo
[0027]呼出氣入口和氣體出口分別位于萃取電極兩側。
[0028]呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。
[0029]真空紫外光電離正離子模式的離子遷移管通過單光子電離的方式直接測定呼出氣，或在呼出氣中添加摻雜劑后再進行測定，即呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。
[0030]摻雜劑包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯中的一種。
[0031]實施例1
[0032]采用本發明中的實時在線的呼出氣監測儀對病人呼出氣中常見的化合物進行了檢測，其中包括丙泊酚、丙酮、氨、一氧化氮，結果如圖5所示。
【主權項】
1.一種實時在線的呼出氣監測儀，包括四種不同工作模式的離子遷移管，其特征在于: 于離子遷移管的一側設有氣體出口(11)，氣體出口與采樣泵(6)相連； 于離子遷移管的另一側設有漂氣入口(19)，于離子遷移管的側壁面上設有呼出氣入口(13)； 通過采樣泵￠)的作用，呼出氣(7)自動進入離子遷移管內； 在離子遷移管內，呼出氣的流動方向與漂氣(5)的流動方向一致； 四種離子遷移管的工作模式分別為放射性源負離子模式(I)、放射性源正離子模式(2)、真空紫外光電離負離子模式(3)、真空紫外光電離正離子模式(4)。2.根據權利要求1所述的實時在線的呼出氣監測儀，其特征在于:四種離子遷移管中的兩根以上同時運行。3.根據權利要求1所述的實時在線的呼出氣監測儀，其特征在于: 放射性源包括鎳放射性源或氘放射性源； 產生真空紫外的設備包括真空紫外燈、二極管、氙燈、汞燈或紫外激光器。4.根據權利要求1所述的呼出氣監測儀，其特征在于: 所述真空紫外光電離負離子模式的離子遷移管(3)，其真空紫外光源(20)與離子門(14)之間設置一個帶有中心通孔的萃取電極(21)，中心通孔的直徑為2-6_，真空紫外光源與萃取電極的距離為5-10mm ； 呼出氣入口和氣體出口分別位于萃取電極兩側； 呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。5.根據權利要求1所述的呼出氣監測儀，其特征在于: 所述真空紫外光電離正離子模式的離子遷移管(4)通過單光子電離的方式直接測定呼出氣，或在呼出氣中添加摻雜劑后再進行測定，即呼出氣經充填有摻雜劑的容器后通過管路與呼出氣入口相連。6.根據權利要求4或5的呼出氣監測儀，其特征在于: 所述的摻雜劑包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯中的一種。
【專利摘要】本發明設計了一種實時在線的呼出氣監測儀，包括四種不同工作模式的離子遷移管。在采樣泵的作用下，呼出氣自動進入離子遷移管內，其流動方向與漂氣的流動方向一致。在漂氣的稀釋作用下，離子遷移管內的呼出氣濕度顯著降低，利于各種化合物的檢出。
【IPC分類】G01N27/64
【公開號】CN105092689
【申請號】CN201410214699
【發明人】李海洋, 周慶華, 程沙沙, 王新, 李楊, 彭麗英
【申請人】中國科學院大連化學物理研究所
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月20日