[發明專利]一種一體化人體可揮發性代謝物采集分析裝置及方法

在審

• 申請號: 202110182493.5
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112798368A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 陳星;徐淋鑫;傅煒;陳龍;劉文心;陳超;李永強;盧波;董浩;劉軍;劉清君
• 申請（專利權）人: 國珍健康科技（北京）有限公司;浙江大學
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24;G01N30/02;G01N30/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種一體化人體可揮發性代謝物采集分析裝置及方法。該裝置包括進氣裝置、抽氣泵、十通閥、載氣裝置、一級富集管、二級富集管、后級分析裝置等；十通閥的十口分別接進氣裝置的出口、抽氣泵、后級分析裝置的入口、載氣裝置的出口、一級富集管兩端和二級富集管兩端。本發明通過利用一級富集增加進樣濃度，有效地縮短了二級吸附的富集時間，同時采用轉換載氣方向的方式解決了大分子物質的滯留現象，節省了二級吸附的吸附劑量和加熱時間，提高了設備的檢測下限和工作效率。

技術領域

本發明涉及有機氣體多級富集領域，尤其涉及一種一體化人體可揮發性代謝物采集分析裝置及方法。

背景技術

隨著人們對自身健康問題的進一步關注和了解，揮發性有機物(volatileorganic compounds，VOCs)漸漸成為大家耳熟能詳的名詞之一，其主要包括烷烴類、芳烴類、烯烴類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他有機化合物。在人體代謝過程中，細胞會因情況不同而產生不同的VOCs，絕大部分VOCs會進入肺中，隨著氣體交換而呼出體外，部分VOCs會溶于汗液，皮脂，隨皮膚代謝過程排出體外，殘留于人體皮膚表面，部分VOCs會經過人體內循環系統、泌尿系統、消化系統進入尿液、糞便，隨排尿排便過程排出體外。人體呼出氣體與代謝廢物中含有200多種VOCs，其濃度的變化或新生種類的產生都與疾病有關。因此，對人體代謝產生的VOCs的檢測對于發現診斷疾病具有重要作用，而VOCs檢測非侵入式的特點也具有高效、便捷的優勢。

發明內容

本發明提出了一種一體化人體可揮發性代謝物采集分析裝置及方法，用于解決現有的設備進樣濃度低、設備利用率低等問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種一體化人體可揮發性代謝物采集分析裝置，包括進氣裝置、十通閥、抽氣泵、載氣裝置、二級富集管、后級分析裝置、一級富集管、溫控片；所述十通閥的①口接進氣裝置的出口，②口接一級富集管的一端，③口接抽氣泵，④口接二級富集管的一端、⑤口接載氣裝置的出口，⑥口接后級分析裝置的單端，⑦口接二級富集管的另一端，⑧口與⑨口使用管道相互連接，⑩口接一級富集管的另一端；所述一級富集管和二級富集管使用管道相互連接；所述一級富集管內分段填充吸附劑，在進口端填充的吸附劑能夠吸附的分子量大于出口端填充的吸附劑能夠吸附的分子量；

所述一級富集管和二級富集管上均設置有溫控片；所述十通閥為氣路狀態轉換閥門，當氣路轉換時，十通閥連接的一級富集管與二級富集管的進氣方向與出氣方向發生反轉。

進一步地，在一級富集管的進口端填充可吸附分子量大于等于140的大分子親和吸附劑，在一級富集管的出口端填充可吸附分子量小于等于140的小分子親和吸附劑。

進一步地，所述一級富集管為長5-20厘米，內徑1-5毫米，壁厚0.5-2毫米的薄壁金屬管，脫附采用閃蒸方式，即通過直流或交流電加熱薄壁金屬管，使其在50毫秒內上升到200攝氏度。

進一步地，所述溫控片使用半導體材料的Peltier效應，可實現制冷與加熱，所述溫控片表面貼有鉑電阻Pt100用于測量溫控片溫度，進而通過PID算法控制采集過程中富集管的溫度。

進一步地，所述一級富集管與二級富集管結構相同，一級富集管內徑大于二級富集管。一級富集管內填充的吸附材料劑量大于二級富集管。

進一步地，所述載氣裝置由氮氣發生器和壓力調節閥相連組成，所述壓力調節閥的出口接十通閥的其中⑤口。

進一步地，所述進氣裝置有第一進氣口和第二進氣口；使用第一進氣口進氣，采集氣體為呼出氣氣體中的氣管氣；使用第二進氣口進氣，采集氣體為呼出氣氣體中的肺泡氣。

進一步地，所述后級分析裝置由毛細管色譜柱與傳感器組成。傳感器為質量傳感器，可將傳感器表面的質量沉積變化轉變為電信號。