[發明專利]一種高靈敏在線檢測呼出氣中HCN的裝置和應用

在審

• 申請號: 201711306047.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109900776A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 謝園園;李海洋;李慶運;花磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64;A61B5/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種高靈敏在線檢測呼出氣中HCN的裝置，其特征在于：包括呼出氣流速控制裝置(3)、呼出氣除濕裝置(6)、供氣裝置和以真空紫外燈(19)為電離源的HCN高靈敏檢測裝置(21)；

所述呼出氣流速測量裝置(3)入口端與呼出氣吹嘴(2)密封連接，出口端與三通閥(4)的一端口密封連接，三通閥(4)另兩端口分別與呼出氣除濕裝置(6)入口密封連接和經尾氣管與大氣相連，人體呼出氣(1)經過呼出氣流速測量裝置(3)后，一部分經過三通閥(4)被抽入呼出氣除濕裝置(6)，其余作為尾氣(5)排出；

所述供氣裝置包括第一、第二、第三載氣氣源(9)、(12)和(15)；

第三載氣氣源(15)經第三質量流量計(16)作為反吹氣直接通入靠近離子出口處的電離區(20)內；

尾氣排放管(22)的入口置于靠近真空紫外燈(19)處的電離區(20)一側，尾氣排放管(22)出口經第四質量流量計(17)和抽氣泵(18)入口相連；

由呼出氣除濕裝置(6)的流出氣經呼出氣進樣管(11)通入HCN高靈敏檢測裝置(21)的反吹氣出口和尾氣排放管(22)的入口之間的電離區(20)內；

第二載氣氣源(12)中的載氣經第二質量流量計(13)和丙酮摻雜劑的樣品瓶(14)通入呼出氣進樣管(11)出口和尾氣排放管(22)的入口之間的電離區(20)內。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述呼出氣流速測量裝置(3)為兩端開口的中空管，中空管側壁設有兩處壓力感應點，于壓力感應點處設有壓力傳感器，可以對流過的氣體流速進行壓力感應，將對應的壓力值計算處理后得到流經呼出氣流速測量裝置(3)的氣體流速值，中空管前端入口處與呼出氣吹嘴(2)密封連接，后端出口處與三通閥(4)的一端密封連接。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

根據丙酮摻雜氣的流速、反吹氣的流速及需要的呼出氣進樣流速設定抽氣泵(18)的流速，進入電離區(20)的氣體一部分進入下級傳輸系統，其余通過抽氣泵(18)排出。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述呼出氣吹嘴(2)為兩端開口的中空管，呼出氣吹嘴(2)的一端為錐形管，用于和人體嘴部周圍皮膚緊貼相觸，便于人體呼出氣(1)的收集并防止其外泄和外界氣體的滲入污染，呼出氣吹嘴(2)的另一端為圓柱形管，可與呼出氣流速測量裝置(3)密封連接；

所述呼出氣除濕裝置(6)為雙層套管結構，包括內徑較大的外管(7)和內徑較小具有除濕功能的內管(8)，外管(7)的兩開口端與內管(8)的外壁面密封相連，外管(7)的側壁上設有兩個開口，其中一個開口通過氣體管路和第一質量流量計(10)與干燥的第一載氣氣源(9)密封連接，另一個開口作為氣體出口經尾氣管與大氣相通，內管(8)為管狀水分子化學轉化選擇性透過膜，用于除濕的內管(8)氣體入口與三通閥(4)密封連接，內管(8)的氣體出口與呼出氣進樣管(11)密封連接。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于：

所述呼出氣除濕裝置(6)除濕時，人體呼出氣(1)以一定流速流經內管(8)，其中的水分通過內管(8)滲透進入內管(8)與外管(7)之間的空間，同時干燥的第一載氣氣源(9)以一定流速流經內管(8)與外管(7)之間的空間將其中的水分迅速帶出，便于呼出氣中水分的快速充分滲出，外管(7)可為不銹鋼或其他有機聚合物材料。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

載氣氣源為裝有氧氣的鋼瓶或凈化后的干燥空氣，載氣管路上均設有質量流量計，載氣流量可控。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：

所述HCN高靈敏檢測裝置(21)為直接氣體進樣的分析裝置，主要為丙酮摻雜劑輔助的基于真空紫外燈(19)的氣體進樣的負離子模式在線質譜儀，通過呼出氣進樣管(11)與呼出氣除濕裝置(6)相連，對除濕后的呼出氣中的HCN直接采樣分析。