[發明專利]一種在線檢測呼出氣丙酮的方法

有效

• 申請號: 201911241984.1
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN112924533B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 蔣丹丹;李海洋;李杭;徐一仟;厲梅
• 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;G01N1/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 鄭偉健

本發明公開了一種在線檢測呼出氣丙酮的方法，采用在線半導體制冷除濕的預處理方法，有效的消除了呼出氣中濕度對光電離離子遷移譜檢測丙酮的干擾,提高了光電離離子遷移譜檢測呼出氣丙酮的靈敏度。具體步驟包括：制備相對濕度100％RH丙酮標準氣，依次引入到半導體制冷裝置中進行在線除濕，然后采樣泵連續采樣進行檢測，獲得100％RH丙酮的標準曲線；將樣品引入到半導體制冷裝置中進行在線除濕，然后光電離進行檢測，獲得待測呼出氣樣品的離子遷移譜譜圖；將離子遷移譜譜圖比較，計算出待測呼出氣樣品中丙酮的實際濃度。本發明方法可以提供一種快速、無創、準確的方法，通過檢測到的呼出氣中丙酮濃度來有效篩查和診斷糖尿病患者。

技術領域

本發明屬于疾病診斷領域，涉及一種篩查和診斷潛在糖尿病患者的檢測技術，具體地，本發明涉及一種光電離離子遷移譜在線檢測呼出氣丙酮的方法。

背景技術

人體新陳代謝的某些產物可以通過血液循環運送至肺部，通過氣體交換后進入呼出氣中。呼出氣中的組分按來源不同可分為內源性和外源性兩大類，濃度均為pptv-ppmv量級。由于呼出氣中一些內源性化合物是人體疾病的潛在標志物，近年來呼出氣檢測作為一種新型的、無創的臨床診斷方法已受到了廣泛的關注。研究表明，人體呼出氣中丙酮含量的大小與是否患有糖尿病有關，所以在線檢測呼出氣丙酮對于人體疾病診斷具有重要的意義。

呼出氣丙酮的檢測是一種十分有效且前景廣闊的診斷工具，可作為跟蹤某些疾病治療階段的標志物，作為一種無創的檢測手段將有力地代替血液以及尿液樣品來達到定量檢測體內丙酮的目的，具有重要的臨床意義。目前，定量檢測呼出氣中丙酮含量已經廣泛應用于糖尿病和肺癌等疾病以及饑餓和生酮飲食等進食行為的研究。

黃洪湖等人采用了一種納米傳感器對呼出氣中丙酮進行檢測，以納米分子篩材料Ag⁺ZSM-5作為敏感膜，與壓電諧振式質量傳感器QCM結合構成，但QCM石英晶片的預處理和制備復雜、時間較長。吳瓊和王珂等人雖然也發明了呼出氣丙酮的檢測裝置，但是并沒有給出檢測的譜圖、定量標準曲線和對正常人和潛在患者實際呼出氣丙酮檢測的對比。

目前文獻報道的有關呼出氣丙酮的檢測方法主要有：氣相色譜-質譜聯用的方法，1995年，Pleil和Lindstrom使用GC-MS定量檢測丙酮和異戊二烯。此外，質子轉移質譜和選擇離子流動管質譜等化學電離質譜儀用于實時檢測呼出氣丙酮濃度，但是用于檢測單一的化合物丙酮，質譜儀器存在著體積大和響應時間長等的問題。

離子遷移譜具有檢測速度快、靈敏度高等特點非常適用于呼出氣樣品的在線檢測。

發明內容

本發明針對現有檢測技術存在的不足問題，提出了一種無創、在線篩查和診斷呼出氣樣品的方法，實現了呼出氣中丙酮的在線檢測。

本發明要解決的技術問題為：呼出氣中高濕度的干擾以及呼出氣中低濃度ppbv量級丙酮的高靈敏度檢測，為了實現消除呼出氣中濕度的干擾，提高呼出氣中丙酮的檢測靈敏度，本發明提供了一種在線檢測呼出氣中丙酮的方法，采用半導體在線制冷除濕，實現呼出氣中丙酮的高靈敏在線檢測。具體內容包括：

采用光電離源的離子遷移譜儀，于離子遷移譜儀的樣品氣進口與樣品氣氣源的連接管路上設有半導體制冷裝置；

所述半導體制冷裝置為一中空密閉腔體，于腔體側壁面上設有為其降溫的半導體制冷和為其升溫的電加熱元件；于腔體側壁面上設有分別與離子遷移譜儀的樣品氣進口與樣品氣氣源相連的樣品氣出口和進口；

包括半導體在線制冷除濕采樣過程和加熱反吹過程：

在半導體在線制冷除濕負壓采樣過程中，采樣泵開始采樣，并通過流量計控制采樣的流速，呼出氣丙酮樣品依次經過第一三通二位電磁閥進入到半導體制冷裝置中，半導體制冷裝置一側的半導體制冷片制冷，在此半導體制冷過程中，制冷除掉呼出氣中的水(降低濕度)，只有呼出氣中的丙酮和其它非水分子進入到離子遷移譜中，完成檢測；