CN101587029B - 用于痕量探测仪的样品处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于痕量探测仪的样品处理方法及系统，包括：采样载体，用于通过擦拭待检物体表面而将其表面附着的物质采集到采样载体的表面上；以及痕量探测仪，其进样装置中设有进样件，通过先将采样载体表面上所采集的物质转移到该进样件的表面上，再对转移到进样件的表面上的物质进行检测。本发明中，通过用化学纤维材料制成的采样载体擦拭待测物品表面，将采样载体所采集到的样品通过机械方式转移到进样装置的金属膜或细网，再通过加热使样品气化，送入痕量检测仪进行分析。由此可以提高样品采集和热脱附效率，同时避免对采样材料直接进行加热处理，减少本底干扰。

Description

用于痕量探测仪的样品处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种从待测物表面采集痕量颗粒或液体样品并利用痕量探测技术进行检测的样品处理方法及系统，该样品处理方法特别适用于针对以颗粒、溶胶或液滴形式存在的痕量爆炸物、毒品、化学战剂、生物战剂等危险品的检测。
背景技术
离子迁移(IMS)技术作为一种痕量探测技术，起源于二十世纪六十年代。早期的专利(US 3699333和US 4777363)对这一技术进行了详尽的描述，其工作模式如图1中所示。
在过去的20多年里，西方国家对IMS技术开展了大量的研究工作，特别是针对其在毒品检测、爆炸物探测及化学战剂检测等领域的应用，获得了长足的进步，在仪器结构，分离原理，采样技术等诸多方面都取得了飞速的发展(US4311669，US4551624，DE19502674，WO9306476)。采样技术方面主要涉及非接触式真空抽气采样(如US2006249671，US6870155，US5425263)和擦拭取样技术(如US5859375，US2006192098，US2005288616)。
非接触式真空抽气采样及样品处理技术是利用红外等光能加热的方法使固体颗粒气化，再利用压力差收集样品，这类技术操作较简便，采样效率高，但使用实例中发现为使固体颗粒气化，所需的加热温度高于很多检测对象所能承受的范围，单靠真空抽气的压力差又很难克服炸药等颗粒的极强的粘附力，因此实用性并不强，且采样装置结构复杂，在一定程度上增加了仪器成本。
擦拭取样及样品处理技术是利用聚合材料拭纸、特富龙布等介质通过人手或借助采样器械取样后，直接送入进样装置进行加热处理，释放待测样品。
图2，3是传统的擦拭取样及进样技术的示意图。如图2，3所示，进样装置包括进样口上部可开合或抽出的部件2，以及进样口底部加热器3。采样载体1通过擦拭方式采集样品后，送入进样装置进行加热。这要求采样载体材料既需具备良好的吸附能力，又要能够耐受较高的温度，且在加热时可使采集到的样品即时脱附，同时具有化学惰性，不会释放干扰物质。此外，采样载体材料需具备一定的柔韧性，以避免采样过程中产生的变形，这些性能上的要求很大程度上限制了采样载体材料的选择。由于直接采用采样载体进样，在检测过程中，为避免加热后的采样载体材料所释放的气体对测定结果的干扰，通常对采样载体材料的清洁程度有严格的要求，需要对载体进行前处理，而且，为避免操作过程中造成污染，一般取样材料只能一次性使用，因此需要大量的耗材。检测完成后，由于样品已在进样装置中从采样载体上完全脱除，发现可疑物质时，无法对采集到的样品进行保留，因而无法重现检测结果或采用其它技术对分析结果进行验证。
实际应用中发现，现有采样材料在满足具备较好的吸附采集性能的同时，难以兼顾为提高进样效率所需具备的较佳高温脱附能力，影响到样品的快速气化，这样的进样方式导致样品的处理效率低，难以消除杂质干扰，易造成系统清洁困难，增加仪器的使用成本，而且一旦发现可疑样品无法留存样本等一系列问题。可见，现有的取样方法和样品处理技术还不完善，仍有很大的改进空间。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种用于痕量探测仪的样品处理系统及方法，由此可以避免对采样材料直接进行加热处理，减少本底干扰，同时可提高样品的采集和脱附效率。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种样品处理系统，包括：采样载体，用于通过擦拭待检物体表面而将待检物体表面附着的物质采集到采样载体的表面上；以及痕量探测仪，所述痕量探测仪具有进样装置，该进样装置中设有进样件，通过将采样载体表面上所采集的物质转移到该进样件的表面上，再对转移到进样件的表面上的物质进行检测。
所述采样载体可以是片状件并可以由的确良、高密度聚乙烯纤维、涤纶或尼龙等材料制成。
优选方式是，所述进样件可以是片状件。
所述进样件可以由金属制成，例如，金属膜状物或金属网状物。
所述金属可以为不锈钢。优选方式是，所述金属为镍、铬、铂中的一种或由镍、铬、铂中的至少一种形成的合金中的一种。
所述金属的膜的厚度可以为0.01-0.10mm，而所述金属网的金属丝的直径为0.01-0.10mm，所述金属网的目数为300-800目。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于痕量探测仪的样品处理方法，所述痕量探测仪包括进样装置，该进样装置中设有进样件，所述方法包括如下步骤：提供采样载体，例如，柔软且吸附性强的采样载体，利用采样载体擦拭待检物体表面而将待检物体表面附着的物质采集到采样载体的表面上；以及将采样载体表面上所采集的物质转移到该进样件的表面上，对转移到进样件的表面上的物质进行检测。
根据本发明的再一方面，本发明提供了一种痕量探测仪，包括：进样装置，该进样装置中设有进样件，通过将采样载体的表面上所采集的物质转移到该进样件的表面上，再对转移到进样件的表面上的物质进行检测。
本发明中，通过用化学纤维材料制成的采样载体擦拭待测物品表面，将采样载体所采集到的样品通过机械方式转移到进样装置的金属膜或细网上，将金属膜或细网加热以将样品气化并释放到痕量检测仪中进行检测，由此可以提高样品采集和脱附效率，同时避免对采样材料直接进行加热处理，减少本底干扰。
附图说明
图1为痕量探测技术的工作模式。
图2为传统打开进样口进样及加热方式示意图
图3为传统拉出进样口进样及加热方式示意图
图4为本发明中打开进样口进样及加热方式示意图
图5为本发明中拉出进样口进样及加热方式示意图
其中，附图标记说明如下：
1、采样载体
2、进样口上部可开合或抽出部件
3、进样口底部加热器
4、进样口加热器上的金属膜或金属网
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明。
如图4-5所示，根据本发明的一种样品处理系统包括：采样载体1，用于通过擦拭待检物体表面而将待检物体表面附着的物质采集到采样载体的表面上；以及痕量探测仪，所述痕量探测仪具有进样装置，该进样装置中设有作为进样件的金属膜或细网4，通过将采样载体的表面上所采集的物质转移到作为进样件的金属膜或细网4的表面上，对转移到作为进样件的金属膜或细网4的表面上的物质进行检测。
金属膜或细网4可以是设置在进样装置中的单独的金属膜或细网，或作为选择可以采用形成在其它部件上的金属层。此外，也可以采用其它材料的部件代替金属膜或细网4，只要该部件与加热器之间的处理关系稳定即可。此外，金属膜或细网4可以设置在进样装置中的任何合适的位置，只要能够类似于传统技术中直接对采样载体1上的物质进行检测，而对金属膜或细网4上的物质进行检测即可。例如，可以将通常放置采样载体1的位置设置金属膜或细网4，金属层，或其它合适的材料层。金属膜或细网4或代替金属膜或细网4的其它部件的形状可以是片状的或其它任何合适的形状。
本发明中，可以采用化学纤维材料制成的采样载体1擦拭待测物品表面，将采样载体1所采集到的样品通过机械方式(例如，用手擦拭)转移到进样装置的金属膜或细网上，该金属膜或网是痕量探测仪的进样装置的一部分。与图2和图3中所示的现有技术中一样，进样装置可以设置为开合式的(图4)或抽拉式的(图5)的，打开或抽出进样口上部可开合或抽出的部件2时可露出金属膜或细网4，将采样载体1所采集到的样品进行转移，进样装置还原时，开始通过进样口底部加热器3进行加热脱附过程。金属膜或细网4与加热器之间的处理关系稳定，易于实现高效的气化脱附效果。且一旦发现可疑样品，可立刻封存对应的采样载体1，便于进行进一步分析取证。
本发明选择化学纤维作为采样载体1的材料，该化学纤维对爆炸物、毒品、化学战剂及生物战剂等具有较高的吸附效果，转移性能好，例如：化学纤维可以包括的确良、高密度聚乙烯纤维、涤纶、尼龙等材料。采样载体1可以是片状件，或任何合适的形状，以及本领域所述技术人员所采用的任何形状。
上述金属材料可以是任何合适的诸如不锈钢的金属，只要与加热器之间的处理关系稳定，易于实现高效的气化脱附效果即可。
采用本发明的方式，可以避免对采样材料直接进行加热处理，减少本底干扰；无需对材料进行加热脱气处理，提高对样品处理的效率和速度，降低材料特殊处理成本；扩大了取样材料的选择范围，可选择采样效果好，成本低的材料；通过这种进样方式有利于材料重复使用，样品处理简单，操作方便；突出的特点在于可以对分析后的可疑样品进行保存，提供对同一样品再次进行验证的样本，且便于系统清洁。
制成膜或细网的金属材料优选具有低热容量并具有对特定材料转移效率高的特性，高温加热即可快速清洁。
该金属材料可以为镍、铬、铂中的一种或由镍、铬、铂中的至少一种所形成的合金中的一种。
金属膜的厚度可以为0.01-0.10mm，金属网的金属丝的直径可以为0.01-0.10mm，目数可以为300-800目。
在进样装置进行处理中，由于金属膜或细网4与加热器之间的处理关系稳定，金属膜或细网4能够耐受较高的温度，同时不会释放干扰物质，例如，进样件加热后不会释放对测定结果产生干扰的气体。
下面描述根据本发明的用于痕量探测仪的样品处理方法，所述方法包括如下步骤：
提供采样载体，利用采样载体擦拭待检物体表面而将待检物体表面附着的物质采集到采样载体的表面上；以及将采样载体表面上所采集的物质转移到作为进样件的金属膜或细网4的表面上，将金属膜或细网4加热以将转移到金属膜或细网4的表面上的物质气化并释放到痕量检测仪中进行检测。
下面描述根据本发明的一种痕量探测仪，该痕量探测仪包括：进样装置，该进样装置中设有进样件，通过将采样载体的表面上采集的物质转移到该进样件的表面上，对转移到进样件的表面上的物质进行检测。
上述描述中，进样装置可以是任何合适的现有的进样装置，痕量探测仪可以是任何现有的合适的痕量探测仪。

Claims (10)

1.一种样品处理系统，包括：
采样载体，用于通过擦拭待检物体表面而将其表面附着的物质采集到采样载体的表面上，其中所述采样载体是片状件，并由的确良、高密度聚乙烯纤维、涤纶或尼龙制成；以及
痕量探测仪，所述痕量探测仪具有进样装置，该进样装置中设有进样件；以及对进样件进行加热的加热器，其中所述进样件为由金属膜或金属网制成的片状件；
通过使采样载体与进样件的表面接触将采样载体的表面所采集的物质转移到该进样件的表面上，并且由所述加热器加热该进样件以将转移到该进样件的表面上的物质气化并释放到痕量探测仪中，再对该物质进行检测，
所述进样装置设置为开合式的或抽拉式的，打开或抽出所述进样装置的可开合或可抽出的部件时露出所述进样件。
2.按照权利要求1所述的样品处理系统，其中所述金属为不锈钢。
3.按照权利要求1所述的样品处理系统，其中所述金属为镍、铬、铂中的一种或由镍、铬、铂中的至少一种形成的合金中的一种。
4.按照权利要求1所述的样品处理系统，所述金属膜的厚度为0.01-0.10mm。
5.按照权利要求1所述的样品处理系统，所述金属网的金属丝的直径为0.01-0.10mm，所述金属网的目数为300-800目。
6.一种用于痕量探测仪的样品处理方法，所述痕量探测仪具有进样装置，该进样装置中设有进样件；以及对进样件进行加热的加热器，其中所述进样件为由金属膜或金属网制成的片状件，所述方法包括如下步骤：提供采样载体，利用采样载体擦拭待检物体表面而将待检物体表面附着的物质采集到采样载体的表面上，其中所述采样载体是片状件，并由的确良、高密度聚乙烯纤维、涤纶或尼龙制成；以及
通过使采样载体与进样件的表面接触将采样载体表面上所采集的物质转移到该进样件的表面上，并且通过所述加热器加热该进样件以将转移到该进样件的表面上的物质气化并释放到痕量探测仪中，再对该物质进行检测，
所述进样装置设置为开合式的或抽拉式的，打开或抽出所述进样装置的可开合或可抽出的部件时露出所述进样件。
7.按照权利要求6所述的样品处理方法，其中所述金属为不锈钢。
8.按照权利要求6所述的样品处理方法，其中所述金属为镍、铬、铂中的一种或由镍、铬、铂中的至少一种形成的合金中的一种。
9.按照权利要求6所述的样品处理方法，所述金属膜的厚度为0.01-0.10mm。
10.按照权利要求6所述的样品处理方法，所述金属网的金属丝的直径为0.01-0.10mm，所述金属网的目数为300-800目。
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