一種檢測(cè)呼出氣體的裝置及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)呼出氣體的裝置及其用途，屬于檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，特別是城市霧霾等的加劇，使得城市人口的肺部疾病(如肺癌、支氣管哮喘、慢性阻塞性肺部疾病等)的發(fā)病率急劇升高。僅以慢性阻塞性肺部疾病(C0PD)為例，目前，全球已有6億人患有慢阻肺，其患病率仍在持續(xù)上升，預(yù)計(jì)到2020年，慢阻肺將成為全球第三大致死疾病。
[0003]對(duì)于肺部疾病的檢測(cè)，目前臨床主要使用的方法有胸部CT、核磁共振成像和血液檢測(cè)。胸部CT、核磁共振成像均有輻射，血液檢測(cè)也需要采用創(chuàng)傷性取樣方式，對(duì)于檢測(cè)者均存在一定的傷害。而采用呼出氣體對(duì)肺部疾病進(jìn)行檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，但是，若想實(shí)現(xiàn)檢測(cè)呼出氣體，并達(dá)到檢測(cè)出肺部疾病的程度，則面臨以下問(wèn)題:由于呼出氣體的濃度較低，檢測(cè)需在復(fù)雜的背景中分辨出痕量的物質(zhì)，因此，對(duì)檢測(cè)裝置的靈敏度和特異性要求極高，通常不僅需要分辨出混合氣體中的單一氣體，還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)呼出氣體的成分進(jìn)行定性和定量分析，檢測(cè)手段上存在極大的技術(shù)難度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于氣體的檢測(cè)主要采用氣相色譜儀和電子鼻。但是，基于氣相色譜分離技術(shù)的氣相色譜儀以及由傳感器陣列形成的電子鼻，兩者的檢測(cè)限遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到檢測(cè)如呼出氣體中痕量物質(zhì)的程度。
[0005]FAIMS是依據(jù)不同物質(zhì)的離子在高電場(chǎng)下離子遷移率的非線性變化不同的特性，在物質(zhì)離子前進(jìn)方向的縱向加上一個(gè)高低不對(duì)稱(chēng)波形高頻電場(chǎng)，利用該電場(chǎng)對(duì)物質(zhì)離子不同差分作用而實(shí)現(xiàn)不同物質(zhì)離子的分離及檢測(cè)的技術(shù)。目前，F(xiàn)AIMS譜儀相較于氣相色譜儀和電子鼻靈敏度高，其檢測(cè)限可達(dá)到lOppm乃至lOppb，但對(duì)于更高的檢測(cè)精度則仍然無(wú)法達(dá)到。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有的檢測(cè)氣體的裝置的檢測(cè)精度不高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣體中痕量物質(zhì)檢測(cè)的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種檢測(cè)精度高、可檢測(cè)呼出氣體中痕量物質(zhì)的裝置。
[0007]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的檢測(cè)呼出氣體的裝置，包括連接樣品入口端的檢測(cè)呼出氣體的FAIMS譜儀以及與所述FAIMS譜儀串聯(lián)為回路的載氣循環(huán)系統(tǒng)；所述載氣循環(huán)系統(tǒng)包括:提供載氣循環(huán)動(dòng)力的泵、質(zhì)量流量控制器以及過(guò)濾器；所述FAMS譜儀的芯片遷移溝道的寬度為35 μ m。
[0008]所述過(guò)濾器包括活性炭過(guò)濾器、分子篩過(guò)濾器以及活性炭/分子篩過(guò)濾器。
[0009]所述質(zhì)量流量控制器設(shè)有2個(gè)。
[0010]所述FA頂S譜儀的芯片為在硅片上通過(guò)等離子體深刻蝕形成溝道。
[0011]本發(fā)明還提供了所述的裝置在檢測(cè)1-辛烯、葵醛、苯乙酮、1，3_雙(1，1-二甲基乙基)_苯、2_乙基-1_己醇、1，3- 一甲基-苯、1,3-雙(1，1_ 一甲基乙基)、苯乙稀、1-甲基-2-(1-甲基乙基)-苯、丁基輕基甲苯、2,4_ 二甲基_1-庚稀、丙基苯、3, 7_ 二甲基-丙酸乙酯(E)-2，6-辛二烯-1-醇、(1-甲基乙基)苯、(1-甲基丙基)環(huán)辛烷、2，2_ 二甲基丙酸、2-乙基己基十四燒基酯草酸、2- 丁基-1-辛醇、十二燒、1-氯十九燒、3-乙基-2, 2- 二甲基戊烷、1，P -氧雙辛烷、一氧化氮等氣體中的應(yīng)用。
[0012]進(jìn)一步的，所述應(yīng)用為:檢測(cè)呼出氣體中，所述葵醛、苯乙酮、1，3_雙(1，1-二甲基乙基)-苯的含量以指征肺癌。
[0013]所述應(yīng)用為:所述2-乙基-1-己醇、1，3_ 二甲基-苯、1，3_雙(1，1_ 二甲基乙基)的含量以指征肺腺癌與肺鱗癌。
[0014]所訴應(yīng)用為:檢測(cè)呼出氣體中，所述1-辛烯的含量以指征良性肺癌與轉(zhuǎn)移性肺癌。
[0015]所述應(yīng)用為:檢測(cè)呼出氣體中，所述苯乙烯、1-甲基-2-(1-甲基乙基)-苯、丁基羥基甲苯、2，4_ 二甲基-1-庚烯、丙基苯、3，7_ 二甲基-丙酸乙酯(E)-2，6-辛二烯-1-醇、(1-甲基乙基)苯、(1-甲基丙基)環(huán)辛烷、2，2- 二甲基丙酸、2-乙基己基十四烷基酯草酸、2- 丁基_1-羊醇、十二燒、1-氯十九燒、3-乙基-2, 2- 二甲基戊燒、1，1'-氧雙羊燒、一氧化氮的含量以指征慢性肺阻塞與哮喘。
[0016]需要說(shuō)明的是，本發(fā)明的檢測(cè)呼出氣體的裝置還可應(yīng)用于其他痕量氣體的檢測(cè)，例如，環(huán)境空氣中的氣體成分、空氣中特定成分的含量等。當(dāng)然，對(duì)于非痕量的氣體的檢測(cè)也是可以實(shí)現(xiàn)的。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明所述的檢測(cè)呼出氣體的裝置，采用芯片遷移溝道的寬度為35μπι的FA頂S譜儀，施加比傳統(tǒng)平行電極結(jié)構(gòu)更低的電壓即可產(chǎn)生高于60000V/cm的電場(chǎng)強(qiáng)度，大大提高了檢測(cè)的靈敏度和特異性，實(shí)現(xiàn)了 lOppt級(jí)別的檢測(cè)限，可達(dá)到對(duì)呼出氣體中痕量物質(zhì)的檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
[0020]圖1是本發(fā)明的檢測(cè)呼出氣體的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例1檢測(cè)呼出氣體的裝置
[0022]本實(shí)施例采用的檢測(cè)呼出氣體的裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括連接樣品入口端的檢測(cè)呼出氣體的FAIMS譜儀以及與所述FAIMS譜儀串聯(lián)為回路的載氣循環(huán)系統(tǒng)；所述載氣循環(huán)系統(tǒng)包括:提供載氣循環(huán)動(dòng)力的泵、質(zhì)量流量控制器以及過(guò)濾器。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述質(zhì)量流量控制器包括2個(gè)，分別為第一質(zhì)量流量控制器，與第二質(zhì)量流量控制器。所述過(guò)濾器包括活性炭/分子篩過(guò)濾器以及活性炭過(guò)濾器。其中，所述FA頂S譜儀的芯片遷移溝道的寬度為35 μ m。
[0023]本實(shí)施例的裝置的使用方法為:由所述泵提供所述載氣循環(huán)系統(tǒng)的載氣的動(dòng)力，所述載氣在所述第一質(zhì)量流量控制器與第二質(zhì)量流量控制器中調(diào)節(jié)為適宜的流量后，分別通過(guò)所述活性炭/分子篩過(guò)濾器以及活性炭過(guò)濾器過(guò)濾，以避免帶入雜質(zhì)，再通入所述FA頂S譜儀中，經(jīng)過(guò)所述FA頂S譜儀后再次通入所述質(zhì)量流量控制器，以完成循環(huán)；檢測(cè)時(shí)，取待測(cè)樣品注入樣品入口端，由所述載氣循環(huán)系統(tǒng)中的載氣帶入FAIMS譜儀中，即可進(jìn)行檢測(cè)。
[0024]實(shí)施例2應(yīng)用檢測(cè)呼出氣體的裝置-檢測(cè)肺癌
[0025]采用上述裝置進(jìn)行呼出氣體的檢測(cè)，包括以下步驟:首先，采集100名健康的人呼出的氣體，檢測(cè)呼出氣體中的葵醛、苯乙酮、1，3-雙(1，1- 二甲基乙基)-苯的含量，分別計(jì)算各成分含量的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照值，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方差，作為健康范圍值，然后，取待測(cè)呼出