CN103299183B - 制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种分析装置(10)，具有制备向离子迁移率传感器(1)供给的样气(20)的单元(300)和包括控制进行制备的单元(300)的功能的控制单元(60)。进行制备的单元(300)包括改变样气(20)中包含的目标化学成分的浓度的浓度调整机构(310)，控制单元(60)包括获取离子迁移率传感器(1)的测量结果的驱动器(61)和向改善测量结果的方向控制浓度调整机构(310)的流量控制单元(70)。

Description

制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置。
背景技术
作为高灵敏度地检测、分析化学物质的技术，近年来关注一种被称为电场非对称性离子迁移率光谱仪(FAIMS)的装置。在该装置中，能够通过改变施加于传感器的直流电压和交流电压，来利用微小的过滤器对离子化后的化学物质的迁移率的变化进行检测，根据该检测结果的差异来确定化学物质。
在日本特表2008-508693号公报(国际公开WO2006/013396)中，记载了具有离子过滤器的离子迁移率光谱仪，该离子过滤器为至少一个离子通道的形状，该离子通道具有多个电极。在该离子迁移率光谱仪中，由于施加于导电层的随时间变化的电位而能够使填充剂的离子种类选择性地进入。电位具有驱动电场成分和横电场成分，在优选的实施方式中，各电极参与生成驱动电场和横电场两个电场的成分。即使没有漂移气流也能够使用设备。
发明内容
关于测量离子迁移率的技术、例如FAIMS(FieldAsymmetricwaveformIonMobilitySpectrometry：电场非对称离子迁移率光谱仪、场非对称质谱仪、或者DIMS、DifferentialIonMobilitySpectrometry：微分型离子迁移率光谱仪)技术，即使在利用了普通空气的背景下，也能够在短时间内进行超微量的二甲苯等同一分子量的异构体的分离检测和分析。因而，期待将测量气体中或者空气中的离子迁移率的技术应用于各种应用中，具有非常高的潜能。获知了在将该离子迁移率测量应用于超微量化学物质分析的情况下，无法忽视被叫做环境条件的温度、湿度、压力、测量气体流量的变动以及测量对象化学物质的组合的变动、变化对测量结果的再现性、精度造成的影响。
在FAIMS技术中，使作为测量对象的化学物质离子化，利用每种化学物质的离子迁移率唯一的性质。在测量中，向包括形成电场的功能的离子迁移率传感器供给样品(样气：samplegas)，或者供给样品和载气(缓冲气体)，使控制电场的差动型电压(DV、Dispersion Voltage、Vd电压、交流电压、电场电压Vrf、之后记载为Vf)和补偿电压(CV、Compensation Voltage、Vc电压、补偿电压、直流电压、之后记载为Vc)发生变化，来非对称地交替地切换高电场和低电场。由此，目标外的化学物质在飞行途中与产生电场的电极(板)发生碰撞，从而不会漏检+离子或者-离子。另一方面，如果适当地控制该电压Vf和电压Vc的条件，则能够使检测目标的离子化后的化学物质到达检测器并与之碰撞。
对电场的条件进行软件控制，对此时检测到的微弱电流值进行AD转换并作为电压值来读取，由此能够进行目标化学物质的检测和分析。
本发明的一个方式是一种具有制备向离子迁移率传感器供给的样品的单元和包括控制进行制备的单元的功能的控制单元的装置。进行制备的单元包括改变样品中包含的第一组成的浓度的浓度调整机构，控制单元包括获取离子迁移率传感器的测量结果的功能(功能单元)和向改善测量结果的方向控制浓度调整机构的功能(功能单元)。该装置既可以是具有离子迁移率传感器和处理单元的分析装置，也可以作为向离子迁移率传感器供给的样品(样气)的预处理装置而被提供，其中，该处理单元基于离子迁移率传感器的输出和针对浓度调整机构的控制信息来获得分析结果。
在离子迁移率传感器中，如果测量对象的离子化后的化学物质的浓度超过某一水平，则超出电流值的可测量范围，测量精度下降。另一方面，如果测量对象的离子化后的化学物质的浓度过低，则难以与背景相分离。在该装置中，通过对样品所包含的测量对象的、或者作为测量对象的第一组成的浓度进行自动调整，能够使第一组成的浓度处于离子迁移率传感器的测量范围内。并且，通过控制样品中的第一组成的浓度，能够易于与背景相分离，另外能够找到易于与样品中的其它组成相分离的条件，能够改善测量精度和/或再现性。
期望控制单元包括访问数据库并控制浓度调整机构使得成为适于测量结果中包含的化学物质的浓度的功能(功能单元)，该数据库是作为离子迁移率传感器的测量对象的多个化学物质的数据库，且包含多个化学物质各自的离子迁移率传感器中易于检测的浓度数据。控制单元也可以包括控制浓度调整机构使得第一组成的浓度阶段性地变化的功能(功能单元)。能够自动找到可改善测量结果的浓度。控制单元还可以包括输出针对浓度调整机构的控制信息的功能(功能单元)。
期望浓度调整机构包括吸附第一组成的吸附材料和加热吸附材料并向载气放出被吸附材料吸附的组成的机构，控制单元包括控制吸附材料的温度的功能(功能单元)。能够通过控制吸附材料的温度来控制第一组成的吸附和放出，能够提高样品中的第一组成的浓度。期望浓度调整机构还包括第一路径和第二路径，其中，该第一路径使包含第一组成的第一气体通过吸附材料，该第二路径向载气放出吸附材料所吸附的组成，控制单元包括对吸附材料暴露于第一气体的时间进行控制的功能(功能单元)。另外，期望浓度调整机构包括多个第一路径和第二路径，控制单元包括分时地控制多个第一路径和第二路径的功能(功能单元)。能够一边对样品中的第一组成进行浓缩一边进行连续的测量。
浓度调整机构也可以包括将第一气体反馈给第一路径的第三路径。吸附材料的一例是多孔玻璃。通过对第一组成使用高概率地存在恰当的直径的孔的多孔玻璃，能够选择性地浓缩第一组成。
浓度调整机构包括通过对包含第一组成的液状体进行加热使样品含有第一组成的机构，控制单元包括对包含第一组成的液状体的加热温度进行控制的功能(功能单元)也是有效的。浓度调整机构包括通过以喷墨方式喷射包含第一组成的液状体使上述样品含有第一组成的机构，控制单元包括对包含第一组成的液状体的喷射量进行控制的功能(功能单元)也是有效的。能够控制样品中的第一组成的浓度。
浓度调整机构包括从包含第一组成的第一气体去除第二组成来减少第一气体中的第二组成的浓度的机构也是有效的。第二组成例如是水分。另外，在将空气用作载气的情况下，能够通过控制氧、氮或者二氧化碳的浓度来间接地提高第一组成的浓度，或者使第一组成在测量途中与氧、氮等发生反应来抑制组成发生变化。
浓度调整机构包括将包含第一组成的第一气体注入到载气的流量控制机构，控制单元包括利用流量控制机构改变第一气体与载气的混合比的功能(功能单元)也是有效的。典型的载气是空气或者已知组成的气体。
还具有使分析对象的组合物与其它组合物发生反应来转换成包含第一组成的组合物的机构也是有效的。在分析对象的组合物是腐蚀性的、或有毒的、或与载气的反应性高、或难以改善离子迁移率传感器的灵敏度等的情况下，期望通过化学反应等对分析对象的组合物进行转换来进行测量。
期望在具有提取包含第一组成的分析对象气体并供给至浓度调整机构的装置的装置包括对形成气幕的气体量进行控制的单元和从由气幕围成的区域提取分析对象气体的单元的情况下，控制单元包括对形成气幕的气体量和浓度调整机构进行协调控制的功能(功能单元)。
另外，该装置还具有使样品含有包含已知的化学物质的样板组合物的校准单元是有效的。校准单元的一个方式是将样板组合物代替第一组成供给至浓度调整机构。
本发明的其它方式之一是一种包括制备向离子迁移率传感器供给的样品的单元和控制进行制备的单元的控制单元的装置的控制方法。进行制备的单元包括改变样品中包含的第一组成的浓度的浓度调整机构。该控制方法包括以下的步骤。
·控制单元从离子迁移率传感器接收测量结果。
·控制单元向改善测量结果的方向控制浓度调整机构。
控制浓度调整机构的一个方法是，控制单元访问数据库，控制浓度调整机构，使得成为适于测量结果所包含的化学物质的浓度，该数据库是作为离子迁移率传感器的测量对象的多个化学物质的数据库，且包含多个化学物质各自的离子迁移率传感器中易于检测的浓度数据。其它方法之一是，控制单元控制浓度调整机构，使得第一组成的浓度阶段性地变化。
该控制方法还能够作为软件(程序，程序产品)记录在适当的记录介质中使得能够利用具有适当的硬件资源的计算机来执行，或者经由网络来提供。
附图说明
图1是表示分析装置的概要的框图。
图2是表示分析装置的控制的一例的流程图。
图3是表示样品投入单元的概要结构的截面图。
图4是表示样品投入单元的概要结构的其它方向的截面图。
图5是表示分析装置的外观的一例的立体图。
图6是表示浓度调整机构的其它例的图。
图7是表示吸附单元的一例的图。
图8是表示利用吸附单元控制浓度的情形的时序图。
图9是表示浓度调整机构的其它例的图。
图10的(a)是表示气化量随温度变化的情形的图，图10的(b)是表示测量值随流量变化的情形的图，图10的(c)是表示测量值随气压变化的情形的图。
图11是表示分析装置的其它例的图。
图12是表示浓度调整机构的其它例的图。
具体实施方式
图1示出了具备FAIMS(离子迁移率传感器)的测量和分析系统的概要。该测量和分析系统(测量分析装置，之后记载为分析装置)10从上游起具有：采样单元100，其提取作为分析对象的气体(目标气体，第一气体)21；校准单元200，其将样板化学成分注入到采样线；制备单元300，其制备向FAIMS(传感器)1供给的样气20；FAIMS1；流量控制器50，其控制流经FAIMS1的气体量；抽吸泵51，其抽吸、排出样气20；以及控制单元60，其控制分析装置10。
FAIMS1包括：离子化单元1a，其使目标化学物质(测量对象、对象)离子化；漂移室1b，其一边对离子化后的测量对象施加电场的影响一边使测量对象进行移动；以及检测器1c，其对通过漂移室1b的离子化后的测量对象(测量对象的电荷)进行检测。在漂移室1b中，由电极1e生成的被软件控制的电场以特定的周期正、负地变动，利用该电场的过滤效果来过滤检测目标的化学物质，该检测目标的化学物质短时间内例如以msec水平碰撞检测器1c，作为电流而被测量出。
FAIMS1的一例是Owlstone(奥尔斯通)公司生产的传感器，在离子化单元1a中使用Ni63(555MBq的β射线源、0.1μSv/hr)。能够被该离子化单元1a离子化的化学物质的离子化结合能为67KeV以下，但能够检测和分析大范围的化学物质。作为离子化单元1a，对使用了UV(紫外线)、电晕放电的离子化单元等进行了研究。
控制单元60包括控制传感器1的驱动器61。从驱动器61向传感器1发送测量条件。在测量条件中包含电场电压Vf(之后记载为电压Vf)和补偿电压Vc。驱动器61从传感器1获取测量出的数据(IMS数据)65。IMS数据65的一例是利用特定的电压Vf下的与补偿电压Vc的变动对应地变化的电流(由检测装置1c检测出的电流)I表示的谱。IMS数据65既可以是对上述谱的特征点进行采样(提取)而得到的数据，也可以是包括多个电压Vf的谱的数据。驱动器61还获取传感器1的测量环境的信息66。在环境信息66中包含温度、湿度、压力、流量等，传感器1设置有用于对它们进行检测的传感器1x。
制备样气20的制备单元300包括对样气20所包含的目标组成(第一组成)的浓度进行调整的浓度调整机构310。浓度调整机构310包括用于控制浓度的硬件。具体地说，该浓度调整机构310包括路径(样气线)311和路径(载气线)321，该路径(样气线)311对包含目标组成的目标气体(第一气体)21进行处理，该路径(载气线)321对与目标气体21相混合的载气29进行处理。典型的载气29是空气，之后只要不特别地进行说明则载气29就是空气。载气29也可以是氮、氩等惰性气体。载气29也可以是包含对与作为分析对象的目标组成进行峰分离等有效的成分的掺杂剂。
样气线311从进气侧起包括粒子过滤器312、泵314、缓冲器316以及质量流量控制器318。载气线321包括湿度去除单元322、烃洗涤器324以及粒子过滤器326。利用混合器328将通过样气线311的目标气体21与通过载气线321的载气29进行混合，来生成样气20。烃洗涤器324吸附载气29中的烃化合物。典型的湿度去除单元322是分子筛。
质量流量控制器(MFC)318是测量流体的质量流量并进行流量控制的设备，在该浓度调整机构310中采用数字MFC。在流体的流量测量中主要使用体积流量和质量流量。关于体积流量，在由于环境温度、使用压力等的变化使作为测量对象的流体发生体积变化的情况下，为了测量准确的流量而进行与变化量相对应的校正。关于质量流量，由于测量流体的质量(重量)而不需要进行由使用条件的变化导致的校正。MFC318作为以半导体工艺为代表的、要求高精度的流量测量和控制的工艺的流量控制设备而公知。
控制单元60包括数字地控制MFC318的流量控制单元70。流量控制单元70还对用于管理传感器1的排气侧的流量的MFC50进行控制。通常利用排气侧的MFC50将传感器1的通过流量保持固定，利用目标气体21的MFC318来控制注入到载气29的目标气体21的流量。因而，能够利用流量控制单元70对样气20所包含的目标气体21与载气29的混合比进行控制。
流量控制单元70包括以下功能：利用设置于样气线311和载气线321的气体流量传感器319和329监视各自的线的气体流量。另外，在湿度去除单元322包括能够调整湿度的单元、例如加湿单元的情况下，流量控制单元70还可以包括通过控制载气侧的湿度来控制通过传感器1的样气20的湿度的功能。
该浓度调整机构310包括正压泵314，利用与排气侧的负压泵51的组合来控制传感器1的通过条件。正压泵314和负压泵51可以是并联地连接两个以上的泵而得到的。另外，除了传感器1的入口侧的缓冲器(采样缓冲器)316以外，还可以在传感器的排气侧设置缓冲器。能够通过设置缓冲器316以及多个泵314和51使通过传感器1的流量的变动得到缓冲，能够提高测量精度。在当前的技术中，在稳定测量中需要35cc～50cc/sec的流量(流速)，因此缓冲区域能够通过确保其2～3倍来减少不稳定因素。
小型泵314和51的一例是Teflon(テフロン)(注册商标)、涂敷、干式的小型泵，例如是柱塞泵、活塞泵、旋转泵、罗茨型泵、爪型泵。传感器1的上游侧的泵314作为对传感器1加压气体的泵(正压泵)而发挥功能，下游侧的泵51作为对传感器1抽吸气体的泵(负压泵)而发挥功能。因此，即使这些泵314和51产生多多少少的流量变动、脉动等，也能够抑制流经传感器1的样气20的流量的变动和脉动。另外，用多个泵构成这些泵314和51，由此还能够通过泵的开启和关闭来控制向传感器1供给的样气20的流量或者控制压力。
流量控制单元70是流入速度控制电路(流量自动最优化装置)，对流入离子迁移率传感器1的样气20的流量进行控制。流量控制单元70获取来自气体流量传感器319和329的信号。并且，流量控制单元70还经由传感器驱动器61获取离子迁移率传感器1的内部流量传感器的信号。
流量控制单元70还参照FAIMS数据库79中包含的自动控制用的最优化表78，在MFC318中设定最适于利用传感器1测量目标气体21中包含的目标组成的流量。数据库79既可以包含于控制单元60，也可以包含于能够经由计算机网络等与控制单元60通信的服务器等。在数据库79中包含化学物质分组信息、离子迁移率、热图(heat map)信息、统计数据以及预测模拟模式。在数据库79中准备的自动控制用的最优化表78中包含流量控制最优化表，通过对目标组合物进行化学物质分组，来提供流入速度(流量)控制、离子迁移率和测量数据(电流值)相关表。
因而，该流量控制单元70首先包括以下功能：将通过传感器1的样气20的流速(流量)固定来提高测量精度。并且，还包括以下功能：在传感器1中，由于测量对象的化学物质的浓度不同而存在超出电流值的范围的情况，但流量控制单元70通过以软件的方式进行载气29的流量控制和目标气体21的流量控制，来使其处于能够利用传感器1高精度地检测目标气体21所包含的测量对象的化学物质的浓度的浓度范围，控制浓度调整机构310以改善传感器1的测量结果。在该例中，利用MFC50控制样气流量，利用MFC318控制目标气体流量，以通过这些控制来决定的方式自动控制载气流量，但也能够利用MFC直接控制载气流量。因而，不需要花费以手动方式测量并稀释样品那样的工夫。
控制单元60包括利用浓度调整机构310自动进行浓度调整的浓度控制单元80。浓度控制单元80包括经由驱动器61获取传感器1的测量结果的单元(功能)81、进行浓度调整机构310的初始设定的单元(功能)82、进行第一最优化的单元(功能)83以及进行第二最优化的单元(功能)84。并且，浓度控制单元80包括将针对浓度调整机构310的控制信息、测量结果以及最优化的情况输出到个人计算机等主机终端2的单元(功能)85。
在图2中利用流程图示出了利用浓度控制单元80自动进行样气20的浓度调整的过程。在步骤501中，利用获取测量结果的单元81来获取传感器1的IMS数据65。在步骤502中，如果是初始设定阶段，则初始设定单元82粗略地控制目标气体浓度。首先，在步骤503中，在IMS数据65中包含的峰过大而超出测量范围的情况下，在步骤504中控制浓度调整机构310的MFC318，使得样气20中的目标气体21的浓度变低。另一方面，在步骤505中IMS数据65中包含的峰过小或者无法识别的情况下，在步骤506中控制浓度调整机构310的MFC318，使得样气20中的目标气体21的浓度变高。
当初始设定结束、明确了获得峰收敛于规定范围的IMS数据65时的浓度时，在步骤510中进行第一最优化。首先，第一最优化单元83在步骤511中控制浓度调整机构310的MFC318，使得样气20中的目标气体21的浓度阶段性地变化。适于利用离子迁移率传感器1进行测量的目标组合物的浓度范围是ppb或者ppt数量级。因而，由于目标气体21中包含的目标组合物的浓度使目标气体21的稀释率发生变化，但进行控制使得在能够进行测量的区域范围内浓度至少分10个阶段发生变化。并且，在步骤512中，对各浓度下的IMS数据65进行评价来进一步详细地决定适于目标气体21的测量的样气20中的浓度。
接着，在步骤520中进行第二最优化。第二最优化单元84在步骤521中预先对所得到的IMS数据65进行解析，在步骤522中选择目标气体21中包含的组合物(化学物质)的候选。选择出的候选为利用浓度调整机构310进行浓度调整的最终的目标组合物。当选择目标组合物时，在步骤523中参照作为离子迁移率传感器1的测量对象的多个化学物质的数据库79。如上所述，在数据库79中准备了自动控制用的最优化表78，该自动控制用的最优化表78中包含多个化学物质各自的在离子迁移率传感器1中易于检测的浓度数据。因而，在步骤524中，获取适于测量结果所包含的化学物质(目标组合物)的浓度来控制浓度调整机构310。
这样，在本例的系统10中，能够自动调整目标气体21在样气20中的浓度，利用离子迁移率传感器1高精度地检测目标气体21中包含的目标组合物。浓度的自动调整并不限于初始阶段，也可以在目标气体21的浓度发生变动时自动追踪地进行浓度调整。通过解析传感器1的测量结果来明确目标气体21的浓度变动。因而，在该分析装置10中，总是能够一边对获得良好的解析结果的浓度的最佳点进行自动搜索一边分析目标气体21。
高精度地管理通过离子迁移率传感器1的样气20的浓度和流量在提高传感器1的测量精度方面是重要的。另外，为了提高传感器1的测量精度，准确地进行校准也是重要的。为此，期望如下的单元，即是能够紧凑地安装的校准单元，还能够抑制频繁的维护，能够自动实施校准。因此，在该分析装置10中设置了自动校准单元200。
在该分析装置10中，将自动校准单元200固定于用于供给浓度调整机构310的上游的目标气体21的采样线150。该配置在还能够利用校准单元200进行浓度调整机构310的校准方面合适，但校准单元200配置在离子迁移率传感器1的上游即可，既可以与采样线150串联地配置，也可以与采样线150并联地配置。
即，该校准单元200通过用于向传感器1供给目标气体21的采样线150使样气20含有包含已知的化学物质的样板组合物(样板化学成分)，但还能够在传感器1的跟前配置校准单元200配置成使样气20含有样板化学成分。
该校准单元200包括：阀系统210，其用于使样板化学成分代替目标气体21导入到采样线150；校准气体供给泵220；以及单元250，其投入包含样板化学成分的样板样品。另外，控制单元60包括控制校准单元200的单元68。该校准单元200将样板化学成分代替包含目标组合物的目标气体21供给至浓度调整机构310。
图3利用截面图示出了样板样品投入单元250的概要结构。另外，图4基于气体(校准气体)的流动方向示出了样板样品投入单元250。
该样板样品投入单元250中，在由兼作配管的圆筒状的壳体255以决定的截面积为某一固定量、某一深度地填充(安装)有被事先装入多种校准用样板物质(样板化学成分)的管(纳米管)。然后，壳体255如枪的用于安装实弹的转轮那样进行旋转，利用软件控制在壳体255内的空间259中出现管状的样板样品261～265中的某一个，被选择为校准用的样板化学成分。
被装入样板样品261～265的管的样板化学成分是预先明确了浓度、分子量、分子结构，在各种环境条件(包括温度、湿度、压力、流量)下预先获得传感器1的测量结果的化学成分。因而，能够通过将传感器1的实际的测量结果(实测值)与预先获得的值(理论值、标准值)进行比较来校正实测值。
由于作为目标的组合物、目标气体21的化学特性、背景(环境)的不同，有时利用一个样板样品不足以进行校准，在该单元250中能够选择多个样板样品。另外，如果样板样品是液体，则还存在随时间而发生劣化、处理变得复杂之类的问题，但能够通过设为将样板样品261～265装入各管的类型来以良好的状态保存样板化学成分。并且，能够采用如下结构：通过以将样板样品261～265的各管装入壳体255的方式进行安装，使与外部的接触面积最小，能够防止氧化等问题，当实际使用样板样品时出现新的样品面。因而，该单元250小型且结构简单，并且能够如固体那样以长期使用而随时间变化等少的状态保存液体或者气体状态的样板化学成分，并且能够对线投入新鲜的样板化学成分。
进一步具体地说，样板样品投入单元250具有筒状的内部壳体(内部)254和外部壳体(外部)255，该外部壳体(外部)255同心圆状地配置在内部254的外侧，与内部254相对地进行旋转。利用校准气体供给泵220向内部壳体254的内部的空间259供给校准气体225。典型的校准气体225是空气，校准气体225是通过采样线150向传感器1供给样板化学成分的载气。
在外部壳体255中，不与校准气体225流动的方向重叠地配置分别包括含有校准用的样板化学成分的管的样板样品261～265。在内部254的外侧，管261～265分别被同心圆状地安装于外部壳体255。在内部254中，在与样板样品261～265重叠的位置处设置有开口、例如开口271～275，当内部254与外部壳体255相对地进行旋转时，样板样品261～265中的某一个从开口271～275中的某一个出现到内部空间259，从露出的该样板样品的管向校准气体225放出样板化学成分。因而，样板样品261～265中包含的样板化学成分中的某一成分包含在样气20中而向离子迁移率传感器1供给。
与样板样品261～265对应的开口271～275的面积发生变化，例如如果将样板样品261的开口271的面积设为基准(1.0)，则样板样品262的开口272的面积比为2.0，样板样品263的开口273的面积比为5.0，样板样品264的开口274的面积比为10.0。
在该样品投入单元250中，内部254与外部255相对地进行旋转，此时内部254与样板样品261～265的各管280的表面接触，各管280的表面被削减。各样板样品261～265的各管280利用弹簧或者螺杆281从外部壳体255向内部254的方向加压，由于内部254的相对旋转而可靠地削减管280的表面，从而在校准气体225中出现管280的始终新的表面。
管280的一例是包括大量微小的孔(直径为μm或者nm数量级的孔)的多孔玻璃，能够通过研磨玻璃的表面来放出始终新的样板化学成分。能够通过从外部壳体255的外侧卸下盖子289来容易地更换样板样品261～265的各管280。
样板样品261～265中的四个、例如样品261～264包括各不相同的间接检测反应化学物质和/或催化剂、酶等样板化学成分。因而，当内部254和/或外部壳体255进行旋转时，由于旋转角度的不同，不同的样品以不同的面积暴露于校准气体225。因此，能够根据气体(样品、样板化学成分)的种类、浓度来校准离子迁移率传感器1。
也可以在外部壳体255设置加热器290以使温度变为促使样品放出的温度。样板样品265是放出表示校准结束的化学物质TC(Termination Chemical：终止化学成分)的样板样品。从样板样品265向校准气体225放出化学物质TC，当离子迁移率传感器1检测到化学物质TC时，自动判断为校准结束。样品投入单元250放出化学物质TC，由此从校准单元200对离子迁移率传感器1及其解析单元(控制单元)60传达校准处理结束。
这样，能够将规定的样板化学成分代替控制信号流入采样线150来控制分析装置10。例如，能够将化学物质TC用作表示使用了所有进行间接检测时的反应对象化学物质的信号。另外，也能够将化学物质TC用作采样线150的提纯结束的信号。
返回到图1，该分析装置10利用采样单元100提取作为分析对象的气体(目标气体、第一气体)21。采样单元100例如能够从输送一种或者多种物品的输送机190提取目标气体21，来辨别利用输送机190输送的物品191，或者辨别物品191中可能包含的异物192。该采样单元100为了抑制外界对目标气体21造成的影响而形成气幕180，从用气幕180围成的区域提取目标气体21。
因此，采样单元100包括：供给气幕用的气体的泵182、用于形成气幕180的罩184、用于从罩184的内部提取气体的采样喷嘴186。在该例中，形成气幕180的空气的一部分经由喷嘴186排气，该排气165的一部分被正压泵314所抽吸而被提取为目标气体21。还能够在采样单元100中设置用于提取目标气体21的泵。能够利用风门188控制排气量，提取到的目标气体21通过恰当的过滤器189而被供给至采样线150。
由采样单元100提取的目标气体21中包含的目标化学成分(第一组成)160有可能受形成气幕180的气体量所左右。例如，如果气幕180的气体量过多，则目标气体21中包含的目标化学成分160的浓度有可能降低，如果气体量过少则目标气体21中包含的噪声(其它化学成分)有可能增加。因此，采样单元100具有控制气幕180的气体量的流量控制机构170，控制单元60包括利用流量控制机构170控制气体量的气幕控制单元69。流量控制机构170的一例是风门，也可以通过泵182的转数控制来控制气体量。
气幕控制单元69对气幕180的气体量和浓度调整机构310进行协调控制。例如，气幕控制单元69如果判断为在IMS数据65中噪声过多则增加气体量，由此，如果判断为目标气体21中包含的目标化学成分160的浓度降低，则流量控制单元70向利用浓度调整机构310使样气20中包含的目标化学成分160的浓度升高的方向进行控制。另一方面，在IMS数据65中未看到目标化学成分的峰的情况下，气幕控制单元69在无障碍的范围内降低气体量，来确保浓度调整机构310的调整区域(ターンダウン)。
图5示出了分析装置10被收纳在盒状的容器(壳体)3的情形。在容器3中收纳有校准单元200、样品制备单元300、离子迁移率传感器1、排气系统的MFC50以及排气泵51，还收纳有控制单元60。包括离子迁移率传感器1在内，这些单元以及部件是小型的，能够将除采样单元100以外的分析装置10收纳在几十cm的大致四角形的容器3中来提供。在容器3的前表面设置有用于监视分析装置10的动作的显示器3d。
分析装置10经由网络9与个人计算机等终端2相连接。在终端2的显示器2d上使IMS数据65显示为图像2a，或者使历史记录显示为图像2b，或者还能够显示与IMS数据65有关的内容2c。内容2c能够包含与IMS数据65的多个候选对应地被网络9公开的多个信息2x、看上去最有可能的候选的信息2y以及与看上去有可能的候选的信息2y相关联的信息2z。
图6示出了浓度调整机构310的区别例。该浓度调整机构310a包括多个吸附单元(AU)330a～330c、分时地向各AU330a～330c供给目标气体21的多个第一路径341a～341c、从各AU330分时地向载气29放出吸附物来生成样气20的多个第二路径342a～342c、切换路径的阀345a～345c、346a～346c、347a～347c以及348a～348c。对于第一路径341、第二路径342、阀345～348来说，Teflon(テフロン)(注册商标)管、涂敷后的部件是优选的。
该浓度调整机构310a分时地切换A～C三个系统并对目标气体21中包含的目标化学成分进行浓缩来生成样气20。此外，之后，当以一个系统为代表来进行说明时参照A系统，但在其它系统中动作等是相同的。
控制单元60包括控制AU330a～330c的吸附控制单元(AU控制单元)71和控制阀系统341～348的阀控制单元72。AU控制单元71包括以下功能：对各AU330a～330c中包括的加热器332进行控制来控制吸附材料331的温度。阀控制单元72包括以下功能：对AU330a～330c的吸附材料331暴露于目标气体(第一气体)21的时间进行控制；以及分时地控制多个第一路径341a～341c和第二路径342a～342c。
抽出一个吸附单元330a并在图7中示出。在FAIMS技术中，期望提高测量精度，因此需要有效地大幅提高电场强度。一个解决方案是将对样品(样气)所通过的飞行路径施加电压的板宽变窄，将FAIMS的电极细微化，由此还能够获得可使FAIMS自身小型化的效果。另一方面，气体流量阻力变大，因此不易流过大量的样气，抑制流量变动对于降低噪声的影响也是重要的。并且，需要防止异物侵入传感器1。即，在测量对象样品中漂浮有不合适的微粒等灰尘等，为了避免堵塞FAIMS1的细的Vf·Vc的施加电极的壁那样的情况而配置过滤器，有时过滤器成为压力损耗的因素而使流量发生变动。
在样品对象干净的情况下不会产生该问题。例如，将多孔的玻璃粒子等吸附材料331用作测量对象样品(作为目标的化学物质、目标化学成分)160的采集器，将目标化学成分160从目标气体21暂时贮存到吸附材料331中并向干净的载气29放出，由此即使不使目标气体21直接流入传感器1也能够利用传感器1测量目标化学成分160。并且，还具有以下优点：能够在吸附和放出目标化学成分160的过程中利用吸附材料331控制样气20的目标化学成分的浓度。
即，通过施加热来加热作为采集器的吸附材料331，能够使低浓度的目标化学成分(样品)160以浓缩的状态包含于样气20，即使在仅获得超出传感器1的测量限度的低浓度的目标气体21那样的情况下，也能够利用传感器1检测作为测量对象的化学物质。能够事先获得基于采集器(吸附材料)331的采集性能和温度变化的放出指定，通过利用软件进行吸附材料331的温度控制，能够使吸附材料331定量地吸收目标化学成分160，从吸附材料331定量地放出目标化学成分160。AU控制单元71具备该估计功能，即使以难以鉴定的浓度进行采样也能够进行目标化学成分160的检测，能够缓解采样的条件、场所等限制。
典型的吸附材料331是多孔玻璃，通过选择多孔的形状、大小，能够在吸附的过程中去除不需要测量的非对称物质。
AU(采样器：sampler)330包括多孔的吸附材料(采集器)331和加热器332，其中，该多孔的吸附材料(采集器)331将目标气体21的主要成分(目标化学成分)160暂时保持(吸附)，之后放出，该加热器332用于利用温度控制吸附和放出。AU控制单元71具有控制加热器332的控制器(多孔采集器样品放出温度控制电路)71a和样品放出控制表71b。表71b包括离子迁移率对应化学物质分组信息71c和多孔采集器尺寸对应温度控制表71d。
AU控制单元71通过对用于加热吸附材料(采集器)331的加热器332的输出进行控制，来控制吸附材料331的温度。也可以在AU330a中设置温度传感器并利用AU控制单元71进行监视。AU控制单元71能够通过利用加热器332进行温度控制，来控制暂时保持在吸附材料331中的目标气体21的成分(气体分子、目标化学成分160)的放出。例如，如果是比较低温，则能够从吸附材料331先向载气29输出(放出)分子量小或者分子尺寸小的成分，能够通过升高温度来依次向载气29输出分子量大或者分子尺寸大的成分。因而，AU330的温度为对于根据IMS数据65求出化学物质的候选有用的信息。因此，期望从AU控制单元71向浓度控制单元80或者终端2反馈AU330的温度。
由于更高精度地控制吸附材料331的温度，因此加热器332也可以具备多个发热元件，例如能够利用线热敏头(line thermalhead)。
在由于皮肤呼吸导致排气那样的难以采样的气体、作为测量对象的目标化学物质的浓度极其低的情况下，多孔的采集器331在预富集(pre Concentration)等方面有效。该采集器331在测量阶段利用加热器332将其作为样品变为高温而向外部放出并送入到传感器1。如果选择采集器331的多孔的尺寸，则还能够以测量对象的化学物质为目标来进行收集。
参照图8对切换A、B以及C系统并连续地采集目标气体21来生成样气20的过程进行说明。首先，在时刻t1，阀控制单元72打开A系统的第一路径341a的阀345a和排气系统的阀348a，关闭第二路径342a的阀346a和载气的阀347a，经由过滤器338向AU330a供给目标气体21。AU控制单元71停止AU330a的加热器332，将吸附材料331的温度设定为低温的吸附温度。由此，AU330a的吸附材料331吸附目标气体21中包含的化学物质。
在经过了规定的吸附时间T1的时刻t2，阀控制单元72关闭A系统的第一路径341a的阀345a和排气系统的阀348a，打开第二路径342a的阀346a和载气线的阀347a，从载气供给泵339向AU330a供给载气29。AU控制单元71利用加热器332加热AU330a的吸附材料331，将吸附材料331加热为第一温度W1。由此，在被吸附材料331吸附的化学物质(目标化学成分)160中，向载气29放出以低温放出的成分，向传感器1供给包含目标化学成分的样气20。
在时刻t3，AU控制单元71控制加热器332，将吸附材料331加热为比第一温度W1高的第二温度W2，从吸附材料331向载气29放出下一种成分，向传感器1供给包含下一种目标化学成分的样气20。
并且，在时刻t4，AU控制单元71控制加热器332，将吸附材料331加热为比第二温度W2高的第三温度W3，从吸附材料331向载气29放出下一种成分，向传感器1供给包含下一种目标化学成分的样气20。
之后，在时刻t5，阀控制单元72关闭A系统的第一路径341a的阀345a和第二系统的阀346a，打开载气线的阀347a和排气系统的阀348a，对AU330a进行提纯(净化)。AU控制单元71利用加热器332对AU330a的吸附材料331进行加热来对吸附材料331进行提纯。之后，在时刻t6，与时刻t1同样地控制阀和AU330a，开始吸附。
在线B处，以与线A偏移了时间T1的周期与上述同样地反复进行吸附、放出以及提纯。在线C处，以进一步偏移了时间T1的周期与上述同样地反复进行吸附、放出以及提纯。因而，在线A、B以及C分时地将目标化学成分从目标气体21吸附到各AU330a～330c，分时地从AU330a～330c放出目标化学成分来生成样气20。
因而，能够利用该浓度调整机构310a对从采样单元100连续供给的目标气体21进行处理，向传感器1连续供给目标化学成分被浓缩为恰当的浓度的样气20。因此，即使是从采样对象仅获得目标化学成分的浓度非常低的目标气体21那样的条件，也能够连续监视采样对象。
图9示出了浓度控制机构的另一个区别例。该浓度调整机构310b能够从用于制造液状的产品的工艺配管199或者生产罐198获取液状的样品(目标液)22，来生成适于传感器1的浓度的样气20。从工艺配管199和生产罐198获取目标液22的导入配管199s和198s既可以是多个，也可以通过适当的手段切换多个导入管199s、198s而从多个采样点获得目标液22。
该浓度调整机构310b包括蒸发室350，该蒸发室350使包含目标化学成分的液状体(目标液)22蒸发以使载气29含有目标化学成分。蒸发室350包括以喷墨方式喷射目标液22的喷墨头352和对蒸发室350的内部进行加热的加热器354。并且，浓度调整机构310b包括隔着过滤器359配置在蒸发室350的下游的吸附式的浓度调整机构310a。浓度调整机构310a是利用了与上述相同的AU330a和330b的浓度调整机构。
喷墨头352的液量控制机构和加热器354的蒸发温度控制机构是控制目标液22的蒸发量使采样得到的目标液22以比较低的浓度包含于样气20(载气29)中的机构、即稀释机构的若干个例子。另一方面，吸附机构是浓缩目标化学成分的功能。因而，该浓度调整机构310b具备稀释机构和浓缩机构，能够对所得到的样品中包含的目标化学成分在样气20中的浓度进行稀释或者浓缩。
控制单元60包括：喷墨控制单元73，其控制喷墨头352的喷射量；加热器控制单元74，其利用加热器354将蒸发室350内部的温度控制为目标液22的蒸发温度；以及阀和AU控制单元75。喷墨头352能够向蒸发室350喷射规定数量的以微微升(picoliter)和/或毫微微升(femtoliter)为单位的液滴，能够高精度地控制在蒸发室350中蒸发的液滴量。因而，即使是获得包含高浓度的目标化学成分的目标液22的环境，浓度调整机构310b也能够生成包含适于传感器1的ppb或者ppt数量级的目标化学成分的样气20并向传感器1供给。
加热器354还用于将蒸发室350内部的温度变为易于使目标的液状体22蒸发的温度。另外，还能够对蒸发室350的温度进行初始设定，以使目标液22保持液状地存在于蒸发室350，使蒸发室350的温度逐渐上升，从目标液22中包含的目标化学成分中的易于气化的成分起依次包含于样气20并向传感器1供给。因而，喷墨头352的喷射量和由加热器354控制的蒸发室350内的温度为对于根据IMS数据65求出化学物质的候选有用的信息。因此，期望将这些信息反馈给浓度控制单元80或者终端2。并且，设置传感器356来监视蒸发室350内部的温度、压力、流量等也是有效的。
与包括上述浓度调整机构310a的装置10同样地，包括该浓度调整机构310b的分析装置10能够一边实时地进行采样一边进行浓度调整。并且，包括浓度调整机构310b的分析装置10能够将液体作为目标进行分析，还能够支持将水质检查、药品、食品等液体作为产品的应用。并且，对于将固体作为产品的应用，能够通过将固体溶解于恰当的液体(溶剂)来进行液化，或者利用恰当的方法使固体气化，或者检测从产品输出的挥发成分，来应用分析装置10。
图10示意性地示出由于样品不同而使状态发生变化的情形。如图10的(a)所示，由于样品不同而气化量的温度依赖性发生变化。如图10的(b)所示，由于样气20的流量不同而传感器1的输出(电流值)发生变化。并且，如图10的(c)所示，由于传感器1所设置的气压不同而传感器1的输出发生变化。因而，不易于利用传感器1获取具有再现性的数据的情况也多。另一方面，传感器1的输出的变动倾向、变动幅度等信息是针对传感器1的目标化学成分的特性(特征)。因而，利用浓度调整机构310自动调整为能够利用传感器1检测目标化学成分的浓度，进行该调整得到的结果(控制信息)是对于确定目标化学成分重要的信息。
图11示出了分析装置的区别例。该分析装置10a具有反应室400和控制反应室400的温度的加热器401。反应室(化学反应室)400使作为分析对象的组合物(目标化学成分)160与其它组合物L、M以及N发生反应，来转换成包含能够利用传感器1分析的目标化学成分(第一组成)的组合物。利用从载气供给泵339供给的载气29向浓度调整机构310供给转换得到的二次化学成分，在调整了二次化学成分的浓度之后，作为样气20向传感器1供给。
具备该反应室400的分析装置10a能够将难以利用传感器1直接进行测量的化学物质作为目标来进行分析。期望用于间接测量的化学物质(二次化学成分)是不包含于背景或者作为背景存在量少的化学物质。因而，期望在间接测量之前进行传感器1的基线、背景测量，来决定要进行间接测量的化学物质的浓度、量。即使在用于间接测量的二次化学成分存在于背景的情况下，也能够通过将包含进行直接测量得到的二次化学成分的测量结果与包含从反应室400获得的二次化学成分的测量结果进行比较(取差)，来进行作为本来的测量对象的化学物质的确定、分析。例如，由于包含于其它背景的化学物质不同，氨(NH3)的单体测量有时对测量结果造成影响。在难以测量氨自身的情况下，使α酮戊二酸和作为脱水酶的脱氢酶(GDH)相混合来生成谷氨酸，测量所生成的该化学物质(二次化学成分)，由此能够进行氨的确定、定量分析。
对于有可能腐蚀或破坏传感器1等的浓硫酸等腐蚀性强的化学物质、爆炸性的化学物质、排气困难的有害化学物质，间接测量也是有效的。通过在变为能够安全地测量的化学物质之后进行测量，能够利用传感器1安全可靠地测量各种化学物质，确定其存在或者进行定量分析。
图12示出了浓度调整机构的区别例。该浓度调整机构310c除了包括在上述浓度调整机构310a中说明的第一路径341a和341b、第二路径342a和342b以外，还包括将第一气体(目标气体)21反馈给第一路径341a和341b的第三路径343。通过经由该反馈路线343多次向AU330a和330b供给低浓度的目标气体21，能够将目标气体21中含有的目标化学成分蓄积到多孔玻璃等吸附材料331中。在测量中，预先存储该反馈次数，将第二路径342a和342b打开，并且使AU330a和330b的温度升高，一下子向载气29放出蓄积在吸附材料331中的目标化学成分，来生成浓度高的样气20。
在该例中，当AU330a与330b并联连接、从储气罐110向浓度调整机构310c供给目标气体21时，关闭入口阀351，打开第三路径(反馈环)343的阀356a、356b、357，驱动再循环用泵353，通过反馈环343使目标气体21进行再循环。能够在反馈环343上设置缓冲器358来确保用于进行再循环的流量。
在使目标气体21进行规定时间的再循环之后，与上述浓度调整机构310a同样地向AU330a和330b供给载气29，来生成样气20。
该浓度调整机构310c还包括去除单元390，该去除单元390从进行再循环的目标气体21去除除目标化学成分以外的组合物(第二组成)。去除单元390的一例是冷阱，能够去除水分。去除单元390的其它例是孔径受到控制的多孔玻璃。选择适于吸附除了要利用AU330a和330b吸附的目标化学成分以外的化学成分的多孔玻璃并在去除单元390中采用，由此能够高效地将目标化学成分蓄积到AU330a和330b中。去除单元390也可以是去除空气中的氧、二氧化碳和/或者氮的单元。
上述说明的分析装置10能够自动调整样气20的浓度。因而，针对即使利用离子迁移率传感器1直接进行测量也难以获得可信赖的测量结果的低浓度或者高浓度的目标，不设为分析对象外或者检测对象外而能够进行测量和分析。因此，能够将FAIMS技术应用于更多的应用，对于液体工艺的监视、水处理的监视也能够应用FAIMS技术。

Claims (18)

1.一种制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置，其特征在于，具有：
制备向离子迁移率传感器供给的样品的单元；以及
控制单元，其包括控制进行上述制备的单元的功能，
其中，进行上述制备的单元包括改变上述样品中包含的第一成分的浓度的浓度调整机构，
上述控制单元包括：
获取上述离子迁移率传感器的测量结果的功能；以及
向改善上述测量结果的方向控制上述浓度调整机构的功能，
其中，控制上述浓度调整机构的功能包括如下功能：
控制上述浓度调整机构使得上述第一成分的浓度阶段性地变化并预分析所得到的测量结果，选择上述第一成分中包含的化学物质的候选；以及
访问数据库来获取适于检测上述化学物质的候选的检测用浓度，控制上述浓度调整机构使得上述样品中包含的上述第一成分的浓度为上述检测用浓度，其中，上述数据库是作为上述离子迁移率传感器的测量对象的多个化学物质的数据库，且包含适于在上述离子迁移率传感器中对上述多个化学物质分别进行检测的浓度的数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述控制单元包括输出针对上述浓度调整机构的控制信息的功能。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括吸附上述第一成分的吸附材料和加热上述吸附材料并向载气放出被上述吸附材料吸附的成分的机构，
上述控制单元包括控制上述吸附材料的温度的功能。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构还包括第一路径和第二路径，其中，上述第一路径使包含上述第一成分的第一气体通过上述吸附材料，上述第二路径向上述载气放出上述吸附材料所吸附的上述成分，
上述控制单元包括对上述吸附材料暴露于上述第一气体的时间进行控制的功能。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括多个上述第一路径和上述第二路径，
上述控制单元包括分时地控制多个上述第一路径和上述第二路径的功能。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括将上述第一气体反馈给上述第一路径的第三路径。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
上述吸附材料是多孔玻璃。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括通过对包含上述第一成分的液状体进行加热来生成包含上述第一成分的上述样品的机构，
上述控制单元包括对包含上述第一成分的液状体的加热温度进行控制的功能。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括通过以喷墨方式喷射包含上述第一成分的液状体来生成包含上述第一成分的上述样品的机构，
上述控制单元包括对包含上述第一成分的液状体的喷射量进行控制的功能。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述浓度调整机构包括从包含上述第一成分的第一气体去除第二成分的机构。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
上述样品包含空气或者已知成分的载气，
上述浓度调整机构包括将包含上述第一成分的第一气体注入到上述载气的流量控制机构，
上述控制单元包括利用上述流量控制机构改变上述第一气体与上述载气的混合比的功能。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
还具有使分析对象的化学物质与其它化学物质发生反应来转换成上述第一成分的机构。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
还具有气体提取装置，该气体提取装置提取包含上述第一成分的分析对象气体并供给至上述浓度调整机构，
上述气体提取装置包括：
对形成气幕的气体量进行控制的单元；以及
从由上述气幕围成的区域提取上述分析对象气体的单元，
上述控制单元包括对形成上述气幕的气体量和上述浓度调整机构进行协调控制的功能。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的装置，其特征在于，还具有：
上述离子迁移率传感器；以及
处理单元，其基于上述离子迁移率传感器的输出和针对上述浓度调整机构的控制信息来获得分析结果。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
还具有校准单元，该校准单元使上述样品含有包含已知的化学物质的样板成分。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
上述校准单元将包含上述样板成分作为上述第一成分的上述样品供给至上述浓度调整机构。
17.一种制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置的控制方法，该装置包括制备向离子迁移率传感器供给的样品的单元和控制进行上述制备的单元的控制单元，进行上述制备的单元包括改变上述样品中包含的第一成分的浓度的浓度调整机构，
该控制方法的特征在于包括以下步骤：
上述控制单元从上述离子迁移率传感器接收测量结果；以及
上述控制单元向改善上述测量结果的方向控制上述浓度调整机构，
其中，控制上述浓度调整机构的步骤包括如下步骤：
控制上述浓度调整机构使得上述第一成分的浓度阶段性地变化并预分析所得到的测量结果，选择上述第一成分中包含的化学物质的候选；以及
访问数据库来获取适于检测上述化学物质的候选的检测用浓度，控制上述浓度调整机构使得上述样品中包含的上述第一成分的浓度为上述检测用浓度，其中，上述数据库是作为上述离子迁移率传感器的测量对象的多个化学物质的数据库，且包含适于在上述离子迁移率传感器中对上述多个化学物质分别进行检测的浓度的数据。
18.一种制备向离子迁移率传感器供给的样品的装置，其特征在于，具有：
制备向离子迁移率传感器供给的样品的单元；以及
控制单元，其包括控制进行上述制备的单元的功能，
其中，进行上述制备的单元包括改变上述样品中包含的第一成分的浓度的浓度调整机构，
上述控制单元包括：
获取上述离子迁移率传感器的测量结果的功能；以及
向改善上述测量结果的方向控制上述浓度调整机构的功能，
上述装置还具有气体提取装置，该气体提取装置提取包含上述第一成分的分析对象气体并供给至上述浓度调整机构，
上述气体提取装置包括：
对形成气幕的气体量进行控制的单元；以及
从由上述气幕围成的区域提取上述分析对象气体的单元，
上述控制单元包括对形成上述气幕的气体量和上述浓度调整机构进行协调控制的功能。
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