CN106501430A - 一种呼吸气中与肺癌相关的可挥发性有机物的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸气中与肺癌相关的可挥发性有机物的检测方法，可检测人体呼出气(丙酮、2‑丁酮、苯、庚烷、甲苯、间二甲苯、1,3,5‑三甲基苯)中的组分浓度，以上述特征气体作为参考量，辅助临床医生诊断患者所患的肺癌。其特征是：采用微型热导检测器进行分析，采用微色谱柱分离、自动进样、单检测器分析的微型仪器系统，检测人体呼出气体中的七组分体：丙酮、2‑丁酮、苯、庚烷、甲苯、间二甲苯和1,3,5‑三甲基苯。本发明采用微型快速气相色谱法分析，以空气为载气，使用微型热导检测器，其成本低廉，灵敏度高。不仅可以用于对肺癌的诊断，而且有利于对疾病状态的监控，适合在医疗领域广泛应用。

Description

一种呼吸气中与肺癌相关的可挥发性有机物的检测方法

技术领域

本发明涉及一种微量混合气体检测设备和检测技术类，特别是一种用于人体呼吸气可挥发性有机物(VOC)组分的检测方法。

背景技术

目前,用于肺癌诊断的检查手段主要有胸部X线片、计算机断层扫描和肺活检等。尽管目前在肺癌诊断和治疗策略方面有很大进展,肺癌患者的预后仍然很差,而根本原因上是由于缺乏早期诊断。本专利涉及到一种通过对呼吸气中VOC组分进行检测用于肺癌的诊断的方法。现阶段对呼吸气中VOC组分进行检测一般采用的实验室色谱分析，采用专用气相色谱仪利用手动注射器取样、双柱并连、分流进样、双检测器同时检测的检测系统。检测器通常采用氢火焰离子化检测器。

以上仪器系统能够应用于实验室检测，然而，如果将上述手动取样、双柱并连、分流进样，双检测器同时检测的分析技术应用于快速分析，则存在诸多问题。由于上述分析系统采用氢离子火焰检测器分析的技术，其中氢离子检测器需要氢气点火，氢气本身属于危险气体，不能随便带到医院住院部等重要场所。

为了解决上述问题，如何在简化系统结构、降低硬件成本的基础上提出一种便携度好，重复性、准确性和灵敏度符合国家标准，且满足现场快速检测要求，适合于医疗行业大规模推广的检测方法就成为仪器科研工作者的一个课题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是克服上述双检测器分析系统的气源多、硬件结构复杂、自动化程度不高、体积庞大、质量重等缺点，提供一种单一载气(高纯空气)、自动进样、单检测器分析的人体呼吸气中VOC组分分析法，即一种硬件结构简单，自动化程度高，体积小、重量轻，重复性、准确性和灵敏度满足要求，有利于医疗行业进行规模推广的分析检测方法。

这种用于人体呼吸气中VOC组分的检测方法，包括便携式手提箱，手提机箱内设置自动进样机构、气体分离机构、气体检测机构、自动进样机构、气体分离机构、气体检测机构之间通过3mm不锈钢管连接，气体分离机构将自动进样机构送入的人体的呼吸混合气中含有的VOC组分(丙酮、2-丁酮、苯、庚烷、甲苯、间二甲苯、1,3,5-三甲基苯)分离，并依次进入气体检测机构，气体检测机构将各气体浓度信号转变为电压信号。

进一步，所述自动取样进样机构能同时实现自动取样和切换，分析过程为：基线状态时，定量环一端通过一个电磁阀连接待测量的样品气，另一端连接微型真空泵和电磁阀，载气经色谱柱直接到达检测器，进样状态时，先对取样定量环抽真空，待真空度达到10Kpa时，关闭真空泵端电磁阀，打开样品气端电磁阀，然后转动六通阀，定量取样环接入载气回路，并接入色谱柱的前端。VOC组分在经色谱柱分离后流入检测器检测。

进一步，所述检测器系统采用微型热导检测器，单检测器能人体呼吸气中VOC组分的检测。

进一步，所述自动取样进样机构包含六通阀、电磁阀，真空泵、定量管，前端设有样气隔断电磁阀，后端设有微型真空泵和抽真空电磁阀，从而实现真空压力差法进样。

进一步，所述混合气分离机构采用外径3mm的不锈钢填充柱，填料组分为60-80目的5A分子筛，长度3米。

根据以上技术方案的这种用于人体呼吸气中VOC组分的检测方法，跟目前现有的方法相比，有以下的优点：

首先，采用微型热导检测器安全便利、操作简单和可携带性好，而目前国内现有分析系统普遍采用氢离子火焰检测器分析的技术，其中氢离子检测器需要氢气点火，氢气本身属于危险气体，氢气瓶随车随时移动存在极大的危险隐患，更不能随便带到医院等重要场所。

其次，采用自动取样及自动进样的方式，传统的分析方法由于采用双检测器结构，样品气进样方式一般为“手动分流”进样，由于步骤繁多，对操作人员有较高的要求，不同人员手法不同可导致测量结果的差异，本发明采用压力差法自动取样，六通阀自动进样，所有的动作均是通过计算机程序进行控制，提高了仪器的自动化水平，保证了进样的重复性。

附图说明

图1为本发明的总体结构框图

图2为本发明的基线状态及自动取样流程图

图3为进样状态及进样气路流程图

具体实施方式

如图1所示，本发明的人体呼吸气VOC组分快速分析仪及检测方法，包括箱体1，箱体1内设置自动取样进样机构3、样气分离机构4和半导体检测机构2，自动取样进样机构3包括六通阀5、电磁阀6，真空泵7、定量管8，混合气体分离机构主要包括色谱柱9及辅助的管道和保温棉，混合气检测机构主要包括半导体检测器10及辅助的管道。

如图2所示，基线状态时，载气通过六通阀5直接进入到色谱柱9，色谱柱9的另一端通过辅助管道连接到半导体检测器10的输入端，半导体检测器的输出端直接放空，此时打开电磁阀6，真空泵7对定量管8抽真空，然后关闭电磁阀6，样气在压力差的作用下进入到定量管8中，取样动作完成，等待基线平稳后进样。

如图3所示，进样状态时，转动六通阀5，则载气经过定量管8时将样品气带入到色谱柱9中，H2，CH4依次通过色谱柱9进行分离，其中载气为99.999的高纯氦气，毛细色谱柱9料组分为60-80目5A分子筛，长度6米，分离后的样品气依次流入半导体检测器10中进行检测，并以电信号的形式输出色谱峰，并最终检测出两种气体的含量。

根据以上技术方案的这种用于人体呼吸气中VOC组分分析的快速微型气相色谱检测方法，不仅符合国内医疗行业实验室的检测标准，同时对各组分气体具有优异的灵敏度，在提高检测分析仪整机可靠性、测量数据的重复性和准确性的同时简化了硬件结构，缩小了体积，提高了自动化水平和整机性能，并同时降低了成本，能够进行大规模的推广和应用，此检测方法不仅为医疗行业的疾病诊断提供了有力的技术支持，同时也由于具有优良的性价比而为患者监控自身身体状况提供了技术保障。

需要指出的是根据本发明的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本发明的精神以及权利要求记载的范围。

Claims (4)

1.一种呼吸气中与肺癌相关的可挥发性有机物的检测方法，其检测设备包括便携式手提箱，手提机箱内设置自动进样机构、气体分离机构、气体检测机构，自动进样机构、气体分离机构、气体检测机构，其特征在于：机构之间通过3mm不锈钢管连接，气体分离机构将自动进样机构送入的人体的呼吸混合气中含有的VOC组分(丙酮、2-丁酮、苯、庚烷、甲苯、间二甲苯、1,3,5-三甲基苯)分离，并依次进入气体检测机构，气体检测机构将各气体浓度信号转变为电压信号。

2.如权利要求1所述的人体呼吸气体分析的检测方法，其特征在于：所述混合气体检测机构采用高灵敏度微型热导热传感器，单传感器实现对人体呼吸气中与肺癌相关VOC组分的检测。

3.如权利要求1所述的人体呼吸气中VOC组分的检测方法，其特征在于：样气取进样机构前端设有样气隔断电磁阀，后端设有微型真空泵和抽真空电磁阀，从而实现真空压力差法进样。

4.如权利要求1所述的人体呼吸气中VOC组分的检测方法，其特征在于：混合气分离机构采用内径为0.25mm的毛细管色谱柱。