CN107228853A - 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法 - Google Patents

一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107228853A
CN107228853A CN201710492344.2A CN201710492344A CN107228853A CN 107228853 A CN107228853 A CN 107228853A CN 201710492344 A CN201710492344 A CN 201710492344A CN 107228853 A CN107228853 A CN 107228853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
tidal air
volatile organic
detection device
organic components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710492344.2A
Other languages
English (en)
Inventor
范永涛
史剑鹏
张文广
李国东
那娜
来先家
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Hundred Hundred Medical Equipment Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Hebei Hundred Hundred Medical Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Hundred Hundred Medical Equipment Manufacturing Co Ltd filed Critical Hebei Hundred Hundred Medical Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority to CN201710492344.2A priority Critical patent/CN107228853A/zh
Publication of CN107228853A publication Critical patent/CN107228853A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
    • G01N21/766—Chemiluminescence; Bioluminescence of gases

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

本发明涉及呼吸成分检测技术领域，具体是一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法，每个气体传感器的入口处均设有与其一一对应连接的进气管道，气源连接等离子发生器入口端，样本袋出口连接注射器一端，注射器的另一端与等离子发生器的出口端共同连接至若干进气管道，每根进气管道上均设有气阀，光通道切换单元内设有光路通道，光路通道的一端为入光口，光路通道的另一端为出光口，光通道切换单元底部连接步进电机。本发明通过将呼吸气挥发性有机物检测进行自动化实现，降低了操作复杂度，保证了数据重复性，提高了检测精度，使得该方法可应用于对呼吸气成分的快速识别检测，达到帮助诊断的目的。

Description

一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法
[技术领域]
本发明涉及呼吸成分检测技术领域，具体是一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法。
[背景技术]
癌症是全球人口致死率最高的疾病，很多癌症都是很难在早期的时候查出，一般等到其中、晚期的时候，往往错过了最佳治疗时机。因此，全面的癌症早期诊断显得格外重要。
癌症早期诊断是一种专门针对癌症早期患者的诊疗方法，其目的在于早发现早治疗，从而减轻患者痛苦、精神和经济负担，让癌症患者早日康复。
现在的癌症检测手段主要有：B超、CT、核磁共振成像及活检。由于存在对人体组织有损伤、检测周期长、成本高等问题，导致大人群的早期诊断门槛较高，绝大多数癌症的发现都处于中晚期，对癌症治疗极为不利。
最近研究发现，癌症病人的呼吸气与正常人相比含有更大量的苯系物及其他一些气态烃等挥发性有机物。利用基于光成像原理的传感器阵列技术，根据多个传感器对样本响应的特性图谱进行识别分析，可以进行癌症诊断。
然而目前基于呼吸气挥发性有机物检测的系统，因为其自动化程度低，导致操作复杂、不宜长期使用、数据重复性差等问题。使得检测存在误差，系统难以应用、普及。
[发明内容]
本发明的目的在于提供一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法，以便作为一种快速、准确、低成本的呼吸气挥发性有机物检测仪器进行普及，为癌症及其他疾病的早期诊断提供一种手段。
为达上述目的及其他目的，本发明提供的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法，包括用于存储呼吸气样本的样本袋，其特征在于还包括气源，等离子发生器、光子采集单元、注射器、光通道切换单元和若干气体传感器，每个气体传感器的入口处均设有与其一一对应连接的进气管道，所述的气源连接等离子发生器入口端，所述的样本袋出口连接注射器一端，注射器的另一端与等离子发生器的出口端共同连接至若干进气管道，每根进气管道上均设有气阀，所述的光通道切换单元内设有光路通道，光路通道的一端为入光口，该入光口的位置对应气体传感器的设置位置，光路通道的另一端为出光口，该出光口的位置对应光子采集单元的位置，光通道切换单元底部连接步进电机。光通道切换单元通过螺钉夹持在步进电机输出轴上，步进电机驱动器输出一个与角度关联的脉冲，驱动步进电机带动光通道切换单元旋转到设定角度。
所述的气体传感器包括壳体，壳体上设有起导流和透光作用的石英管，壳体内为中空结构，壳体内底部设有恒温控制器，恒温控制器连接电加热器和温度传感器。
每个气体传感器的电加热器表面均具有不同的催化涂层。
所述的催化涂层为Cu2+/TiO2或Mn2+/ZrO2或Cu2+/Al2O3或Cu2+/MgO或Zn2+/SiO2或Zn2 +/TiO2或Cu2+/ZrO2或Cu2+/ZnO或Mn2+/ZrO2或Zn2+/ZrO2或Ni2+/ZnO或Ni2+/TiO2。上述斜杠“/”表示两种物质的混合，混合比例根据实际情况选择，且不局限于所列出的物质。
所述的电加热器与壳体内的两侧壁、顶壁之间具有空隙，气体传感器的入气口设在气体传感器一侧上部，出气口设在气体传感器一侧下部。
所述的光路通道内设有反射镜片。
所述的呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的检测方法为：载气由气源输入等离子发生器，产生等离子体，样本袋内的呼吸气样本经由注射器输出，载气与呼吸气样本混合注入气体传感器；打开相应通路的气阀，光通道切换单元的步进电机驱动反射镜片对准开启的气体传感器，混合气进入开启的气体传感器，由气体传感器内部的温度控制器控制电加热器恒温，温度传感器将温度信息反馈给温度控制器，达到闭环控制；电加热器表面涂有催化物质，与混合气作用产生光信号；光信号经由光通道切换单元的反射镜片，将光信号传输给光子采集单元；光子采集单元为通用的光电倍增管组件；光子采集单元将光信号转化为数据信号。
本发明同现有技术相比，其优点在于：本发明通过将呼吸气挥发性有机物检测进行自动化实现，降低了操作复杂度，保证了数据重复性，提高了检测精度，使得该方法可应用于对呼吸气成分的快速识别检测，达到帮助诊断的目的。同时，发明利用旋转的光通道切换单元，减少了光子采集单元所需光电倍增管的使用，减少了装置的复杂程度及成本。
[附图说明]
图1(a)是本发明实施例中呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的构成图。
图1(b)是本发明实施例中呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的另一角度构成图。
图2是本发明实施例中呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置内部光通道切换单元的构成图。
图3是本发明实施例中呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置内部气体传感器的构成图。
如图所示，图中：1.气源2.等离子发生器3.光子采集单元4.样本袋5.注射器6.气阀7.光通道切换单元8.气体传感器7-1.反射镜片7-2.构件7-3.步进电机8-1.壳体8-2.石英管8-3.恒温控制器8-4.电加热器8-5.温度传感器。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，包括：样本袋：用于呼吸气样本的收集；气源：用于载气的供给；注射器：用于样本的输入；等离子发生器：用于提高气体传感器的识别性能；气体传感器：采用16种(不局限于16种)具有不同催化物质涂层的气体传感器，对呼吸气产生不同的特征响应；光通道切换单元：将各个气体传感器的光信号逐一进行传递；光子采集单元：收集气体传感器发出的并通过光通道切换单元传递的光信号，并将其转化为数据信号。检测方法中，依次包括如下步骤：进行呼吸气检测功能启动的步骤；执行呼吸气检测的步骤。
如图1所示，呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置由气源1，等离子发生器2、光子采集单元3、样本袋4、注射器5、气阀6、光通道切换单元7和气体传感器8组成。上述组成的气源1将载气输入，载气为空气；等离子发生器2离子化载气；注射器5控制样本的进样，载气与样本混合，形成混合气；光通道切换单元7传送不同气体传感器8产生的光信号；光子采集单元3将光信号转换为数据信号。如图2所示，光通道切换单元7由反射镜片7-1、构件7-2、步进电机7-3组成。反射镜片7-1改变光信号运动方向；构件7-2提供部件的安装；步进电机7-3控制反射镜片7-1和构件7-2的旋转。如图3所示，气体传感器8由壳体8-1、石英管8-2、恒温控制器8-3、电加热器8-4和温度传感器8-5组成。壳体8-1提供部件安装及密封；石英管8-2对混合气导流和透光；恒温控制器8-3控制电加热器8-4的加热功率，控制反应温度，保证测试数据的重复性；电加热器8-4加速化学反应速率，达到增强信号的效果，其表面未标示的不同涂层，分别为：包括：Cu2+/TiO2，Mn2+/ZrO2，Cu2+/Al2O3，Cu2+/MgO，Zn2+/SiO2，Zn2+/TiO2，Cu2+/ZrO2，Cu2+/ZnO，Mn2+/ZrO2，Zn2+/ZrO2，Ni2+/ZnO，Ni2+/TiO2。针对混合气中的各种成分产生不同的催化效果；温度传感器8-5采集温度信号。
实施例1
连接220V/50Hz市电，启动呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置。将装有被测者呼吸气样本的样本袋5，连接到呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置上。
开启自动检测程序：
载气由气源1输入等离子发生器2，产生等离子体；样本袋4内的呼吸气样本经由注射器5输出，载气与呼吸气样本混合注入气体传感器8。打开相应通路的气阀6；光通道切换单元7的步进电机7-3驱动反射镜片7-1对准开启的气体传感器8。参考图2，混合气进入开启的气体传感器8，由气体传感器8内部的温度控制器8-3控制电加热器8-4恒温，温度传感器8-5将温度信息反馈给温度控制器8-3，达到闭环控制；电加热器8-4表面涂有催化物质，与混合气作用产生光信号。参考图3，光信号经由光通道切换单元7的反射镜片7-1，将光信号传输给光子采集单元3；光子采集单元3为通用的光电倍增管组件；光子采集单元3将光信号转化为数据信号。数据信号通过TTL转RS232通讯接口或其他方式传输至电脑。
实施例2
参考图1、图2和图3说明本发明的第2实施方式进行描述。
本实施方式的呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的基本构造与第1实施方式相同。首先，连接220V/50Hz市电，被测者对呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的图中未示例的电源开关进行操作，如果电源接通，则进行用于呼吸气检测的步骤。
首先，进行呼吸气检测功能的启动。在上述启动中，连接装有呼吸气样本的样本袋4；气体传感器8中的温度控制器8-3控制电加热器8-4加热并恒温至检测温度；开启气源1，开启等离子发生器2。
其次，执行呼吸气检测。上述检测中，在图1的可检测状态下，1号通道气阀6打开，光通道切换单元7的步进电机7-3驱动反射镜片7-1对准开启的1号气体传感器8；气源1输入的被等离子发生器2离子化的载气，与注射器5输入样本混合，形成混合气，进入1号气体传感器8；16个气体传感器8，逐一感测被测者的呼吸气，并转化为光信号；经光通道切换单元7传递，并经光子采集单元3转换为数据信号。数据信号通过TTL转RS232通讯接口或其他方式传输至电脑。

Claims (7)

1.一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，包括用于存储呼吸气样本的样本袋，其特征在于还包括气源、等离子发生器、光子采集单元、注射器、光通道切换单元和若干气体传感器，每个气体传感器的入口处均设有与其一一对应连接的进气管道，所述的气源连接等离子发生器入口端，所述的样本袋出口连接注射器一端，注射器的另一端与等离子发生器的出口端共同连接至若干进气管道，每根进气管道上均设有气阀，所述的光通道切换单元内设有光路通道，光路通道的一端为入光口，该入光口的位置对应气体传感器的设置位置，光路通道的另一端为出光口，该出光口的位置对应光子采集单元的位置，光通道切换单元底部连接步进电机。
2.如权利要求1所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于所述的气体传感器包括壳体，壳体上设有起导流和透光作用的石英管，壳体内为中空结构，壳体内底部设有恒温控制器，恒温控制器连接电加热器和温度传感器。
3.如权利要求2所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于每个气体传感器的电加热器表面均具有不同的催化涂层。
4.如权利要求3所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于所述的催化涂层为Cu2+/TiO2或Mn2+/ZrO2或Cu2+/Al2O3或Cu2+/MgO或Zn2+/SiO2或Zn2+/TiO2或Cu2+/ZrO2或Cu2+/ZnO或Mn2+/ZrO2或Zn2+/ZrO2或Ni2+/ZnO或Ni2+/TiO2。
5.如权利要求2或3所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于所述的电加热器与壳体内的两侧壁、顶壁之间具有空隙，气体传感器的入气口设在气体传感器一侧上部，出气口设在气体传感器一侧下部。
6.如权利要求1所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于所述的光路通道内设有反射镜片。
7.如权利要求1所述的一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置，其特征在于所述的呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置的检测方法为：载气由气源输入等离子发生器，产生等离子体，样本袋内的呼吸气样本经由注射器输出，载气与呼吸气样本混合注入气体传感器；打开相应通路的气阀，光通道切换单元的步进电机驱动反射镜片对准开启的气体传感器，混合气进入开启的气体传感器，由气体传感器内部的温度控制器控制电加热器恒温，温度传感器将温度信息反馈给温度控制器，达到闭环控制；电加热器表面涂有催化物质，与混合气作用产生光信号；光信号经由光通道切换单元的反射镜片，将光信号传输给光子采集单元；光子采集单元为通用的光电倍增管组件；光子采集单元将光信号转化为数据信号。
CN201710492344.2A 2017-06-26 2017-06-26 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法 Withdrawn CN107228853A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710492344.2A CN107228853A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710492344.2A CN107228853A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107228853A true CN107228853A (zh) 2017-10-03

Family

ID=59935687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710492344.2A Withdrawn CN107228853A (zh) 2017-06-26 2017-06-26 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107228853A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565183A (zh) * 2010-11-30 2012-07-11 通用电气公司 光致电离检测器及其关联的方法
CN104634776A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 北京师范大学 一种气体的检测方法及其专用传感器阵列
CN106163394A (zh) * 2014-03-07 2016-11-23 斯皮罗梅特里克斯公司 呼吸监测器
CN207096108U (zh) * 2017-06-26 2018-03-13 河北百强医用设备制造有限公司 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102565183A (zh) * 2010-11-30 2012-07-11 通用电气公司 光致电离检测器及其关联的方法
CN106163394A (zh) * 2014-03-07 2016-11-23 斯皮罗梅特里克斯公司 呼吸监测器
CN104634776A (zh) * 2015-02-15 2015-05-20 北京师范大学 一种气体的检测方法及其专用传感器阵列
CN207096108U (zh) * 2017-06-26 2018-03-13 河北百强医用设备制造有限公司 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11273443B2 (en) Devices and methods for molecular diagnostic testing
CN106434330B (zh) 一种基于高效液滴微反应器的绝对定量数字核酸分析系统
CN106290952B (zh) 一种水体中总氮、总磷监测系统及监测方法
CN204536343U (zh) 一种水质重金属多参数在线监测仪器
US20200215538A1 (en) Self-driven microfluidic chip for rapid influenza a detection
CN207096108U (zh) 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置
CN103616427A (zh) 一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统
CN110241021B (zh) 一种免仪器核酸现场快速检测试剂盒
CN113009136B (zh) 小型多指标检测样本分析装置
CN109521081A (zh) 多功能离子迁移谱仪装置
CN103543103B (zh) 一种便携式生化样品定量检测装置
CN107228853A (zh) 一种呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其方法
CN206725500U (zh) 一种血药浓度分析仪检测系统
CN201765148U (zh) 一种用于卤素检测的前处理设备
CN111004719B (zh) 核酸检测模块、检测单元及检测系统
CN111426666A (zh) 多种类病毒同时高通量自动检测仪
CN106353442A (zh) 微色谱井下束管监测系统
CN105441321B (zh) 全自动一体化核酸分析仪
CN105259356A (zh) 一种微流控芯片上梅毒螺旋体的全自动elisa检测装置及其检测方法
CN108499499B (zh) 一种可控温的微型连续流动管反应器
CN207689347U (zh) 一种可更换载体的呼吸气挥发性有机物检测装置
CN107228854A (zh) 采用光学相机的呼吸气挥发性有机物成分自动检测装置及其检测方法
CN107153040A (zh) 可更换载体的呼吸气挥发性有机物检测装置及其检测方法
CN106902901B (zh) 微流控芯片装置及其应用
CN210596083U (zh) 一种免仪器现场快速检测卡

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20171003