[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及呼吸氣成分檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種可更換載體的呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置及其檢測方法。

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背景技術(shù)：
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近些年，我國癌癥的發(fā)病數(shù)成井噴式增長。在癌癥的中晚期，除了乳腺癌等少數(shù)癌癥，其余癌癥很難被治愈，所以癌癥的早期檢查成為了防治癌癥的重點。在我國各地發(fā)現(xiàn)的早期癌癥不足癌癥總數(shù)的十分之一，主要是沒有合適的檢查手段，只有針對某些具體癌癥的專門檢查。尤其是在自體無癥狀時，傳統(tǒng)的b超、ct、核磁共振和活檢等手段，由于其自身的不足導(dǎo)致難以普及，急需一種準(zhǔn)確、有效的方法。

眾所周知，過氧化脂質(zhì)(lpo)是氧自由基與多聚不飽和脂肪酸反應(yīng)的產(chǎn)物。在正常情況下，lpo的含量極低，但在病理情況下，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強可導(dǎo)致lpo升高。lpo生產(chǎn)的揮發(fā)性有機物(vocs)改變了人體呼吸氣的vocs組成，不同的癌癥具有不同的vocs組成，但其濃度甚至低于納摩爾級，很難分析出特異性的組成。利用基于光成像原理的傳感器陣列技術(shù)，根據(jù)多個傳感器對樣本響應(yīng)的特性圖譜進行識別分析，可以進行癌癥診斷。

然而目前基于呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測的系統(tǒng)及方法，多數(shù)應(yīng)用電子鼻結(jié)合有機物質(zhì)譜儀的形式。以上系統(tǒng)及方法具有自動化程度低、檢測時間長，導(dǎo)致操作復(fù)雜、不宜大量使用、數(shù)據(jù)重復(fù)性差等問題。使得檢測難以應(yīng)用、普及。

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技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、安全可靠、檢測精準(zhǔn)的可更換載體的呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置，包括用于存儲呼吸氣樣本的樣本袋，其特征在于還包括：

氣源，作為載氣的供給；

注射器，用于輸出樣本袋內(nèi)的呼吸氣樣本；

等離子發(fā)生器，接收氣源和由注射器輸出的氣體并產(chǎn)生等離子氣體；

流道腔，內(nèi)設(shè)有若干流道和載體式傳感器，每一流道分別通過對應(yīng)的進氣管連接等離子發(fā)生器，所述的載體式傳感器為具有若干種催化物質(zhì)涂層的氣體傳感器；

氣閥，設(shè)置在進氣管上控制氣體進入不同的流道；

直線步進模組，直線步進模組上設(shè)有光子采集單元，直線步進模組通過移動光子采集單元，將產(chǎn)生的光信號逐一進行收集，光子采集單元收集氣體傳感器發(fā)出的光信號，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號。

數(shù)據(jù)信號通過ttl轉(zhuǎn)rs232通訊接口或其他方式傳輸至電腦。

所述的等離子發(fā)生器出口連接總進氣管，流道腔內(nèi)的每一流道分別對應(yīng)連接一分流進氣管，每根分流進氣管上均設(shè)有一氣閥控制，若干分流進氣管分別與總進氣管連接。

所述的流道腔上設(shè)有可透射光信號的視窗。

所述的直線步進模組包括直線模組、設(shè)置在直線模組上的步進電機、以及光子采集單元，所述的光子采集單元通過螺釘夾持在直線模組上。

所述的載體式傳感器具有若干催化劑槽，催化劑槽的數(shù)量與催化物質(zhì)涂層的數(shù)量相等，催化物質(zhì)涂層涂設(shè)在對應(yīng)的催化劑槽內(nèi)。

所述的氣體傳感器上的催化物質(zhì)涂層為16種，包括：cu²⁺/tio2，mn²⁺/zro2，cu²⁺/al2o3，cu²⁺/mgo，zn²⁺/sio2，zn²⁺/tio2，cu²⁺/zro2，cu²⁺/zno，mn²⁺/zro2，zn²⁺/zro2，ni²⁺/zno，ni²⁺/tio2，上述斜杠“/”表示兩種物質(zhì)的混合，混合比例根據(jù)實際情況選擇，且不局限于所列出的物質(zhì)。

所述的載體式傳感器中設(shè)有溫度傳感器、恒溫控制器和電加熱器。電加熱器加速化學(xué)反應(yīng)速率，達到增強信號的效果，溫度傳感器采集溫度信號，恒溫控制器控制電加熱器的加熱功率，控制反應(yīng)溫度，保證測試數(shù)據(jù)的重復(fù)性。

該檢測裝置的檢測方法為：氣源將載氣輸入，同時注射器控制樣本袋內(nèi)呼吸氣樣本的進樣，此時載氣與樣本混合，形成混合氣，再由等離子發(fā)生器離子化混合氣，氣閥控制離子化的混合氣進入流道腔的不同流道內(nèi)，直線步進模組移動光子采集單元到不同的流道，光子采集單元將不同反應(yīng)產(chǎn)生的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，不同的催化物質(zhì)涂層針對混合氣中的各種成分產(chǎn)生不同的催化效果。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于：本發(fā)明通過將呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測進行自動化實現(xiàn)，降低了操作復(fù)雜度，提高了檢測精度，保證了數(shù)據(jù)重復(fù)性，使得該裝置可應(yīng)用于對呼吸氣成分的快速分析，達到幫助診斷的目的。同時，本發(fā)明還采用便于更換催化劑載體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使設(shè)備體積更小，后期維護成本更低，可拓展性及便攜性大大增強。

[附圖說明]

圖1是本發(fā)明實施例中可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置的主要結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置的載體式傳感器主要結(jié)構(gòu)示意圖；

如圖所示，圖中：1.氣源2.等離子發(fā)生器3.光子采集單元4.樣本袋5.注射器6.氣閥7.流道腔8.直線步進模組9.載體式傳感器91.電加熱器92.催化器槽93.溫度傳感器94.恒溫控制器。

[具體實施方式]

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明為一種可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置，以便作為一種快速、準(zhǔn)確、便攜、低成本的呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測儀器進行普及，為癌癥及其他疾病的早期診斷提供一種手段。如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括用于載氣的供給的氣源；用于提高氣體傳感器的識別性能的等離子發(fā)生器；收集氣體傳感器發(fā)出的并通過直線步進模組傳遞的光信號的光子采集單元，并將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號；用于呼吸氣樣本收集的樣本袋；用于樣本的輸入的注射器；控制氣體進入不同的流道的氣閥；保持氣體流動在設(shè)定的流道的流道腔，流道腔上含有可透射光信號的視窗；用于移動光子采集單元的直線步進模組，從而將產(chǎn)生的光信號逐一進行收集；具有不同的16種(不局限于16種)催化物質(zhì)涂層的氣體傳感器的載體式傳感器，對呼吸氣產(chǎn)生不同的特征響應(yīng)。首先，氣源1將載氣輸入，載氣為空氣，注射器5控制樣本袋4內(nèi)呼吸氣樣本的進樣，載氣與樣本混合，形成混合氣。等離子發(fā)生器2離子化混合氣，氣閥6控制離子化的混合氣進入流道腔7的不同流道內(nèi)。直線步進模組8通過螺釘夾持方式固定光子采集單元3，并移動光子采集單元3到不同的流道，光子采集單元3將不同反應(yīng)產(chǎn)生的光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號。數(shù)據(jù)信號通過ttl轉(zhuǎn)rs232通訊接口或其他方式傳輸至電腦。

如圖2所示，電加熱器91加速化學(xué)反應(yīng)速率，達到增強信號的效果。催化劑槽92內(nèi)有未標(biāo)示的不同催化劑涂層，針對混合氣中的各種成分產(chǎn)生不同的催化效果。溫度傳感器93采集溫度信號，恒溫控制器94控制電加熱器91的加熱功率，控制反應(yīng)溫度，保證測試數(shù)據(jù)的重復(fù)性。

實施例1

連接220v/50hz市電，啟動可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置。將裝有被測者呼吸氣樣本的樣本袋4，連接到可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置上，然后開啟自動檢測程序。開啟后由氣源1輸入載氣，樣本袋4內(nèi)的呼吸氣樣本經(jīng)由注射器5輸出，載氣與呼吸氣樣本混合注入等離子發(fā)生器2，產(chǎn)生等離子體。直線步進模組8驅(qū)動光子采集單元3對準(zhǔn)流道腔內(nèi)開啟的流道；打開相應(yīng)通路的氣閥6，離子化的混合氣流入流道腔7的流道內(nèi)。參考圖2，由載氣式傳感器9內(nèi)部的溫度控制器94控制電加熱器91恒溫，溫度傳感器93將溫度信息反饋給恒溫控制器94，達到閉環(huán)控制；電加熱器91具有催化劑槽92，內(nèi)有催化物質(zhì)，與混合氣作用產(chǎn)生不同的光信號；光子采集單元3將光信號轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號。

16個催化劑槽92內(nèi)，依次涂有如下催化劑，包括：cu²⁺/tio2，mn²⁺/zro2，cu²⁺/al2o3，cu²⁺/mgo，zn²⁺/sio2，zn²⁺/tio2，cu²⁺/zro2，cu²⁺/zno，mn²⁺/zro2，zn²⁺/zro2，ni²⁺/zno，ni²⁺/tio2。

實施例2

如圖1、圖2所示，本實施方式的可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置的基本構(gòu)造與第1實施方式相同。

首先，連接220v/50hz市電，對可更換載體式呼吸氣揮發(fā)性有機物檢測裝置的圖中未示例的電源開關(guān)進行操作，如果電源接通，則進行用于呼吸氣檢測的步驟。然后進行呼吸氣檢測功能的啟動，在上述啟動中，連接裝有呼吸氣樣本的樣本袋4；載體式傳感器9中的恒溫控制器9-4控制電加熱器9-1加熱并恒溫至檢測溫度；開啟氣源1，開啟等離子發(fā)生器2。接著執(zhí)行呼吸氣檢測。上述檢測中，在圖1的可檢測狀態(tài)下，氣閥6打開流道腔7的某一流道，直線步進模組8驅(qū)動光子采集單元3對準(zhǔn)該流道；氣源1輸入的載氣，與注射器5輸入樣本混合，形成混合氣，經(jīng)等離子發(fā)生器2離子化后，進入開啟的流道；載體式傳感器中16個催化劑流道，逐一感測被測者的呼吸氣，并轉(zhuǎn)化為光信號，經(jīng)光子采集單元3轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號。