CN111220682B - 一种离子迁移谱在线监测呼出气麻醉剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子迁移谱在线监测呼出气麻醉剂的方法，离子迁移管包括正离子模式的离子迁移管和负离子模式的离子迁移管，可用于离子迁移谱同时时检测呼出气中的丙泊酚和七氟烷样品，避免了呼出气中的湿度干扰，和在负离子模式下高浓度七氟烷对丙泊酚检测的干扰，实现了呼出气丙泊酚和七氟烷的同时检测。

Description

一种离子迁移谱在线监测呼出气麻醉剂的方法

技术领域

本发明属于离子迁移谱在线监测呼出气麻醉剂的分析检测方法，目的是实现不同呼出气麻醉剂的同时在线监测。

背景技术

丙泊酚是临床常用的静脉麻醉剂，具有持续时间短，术后恢复快等优点。七氟烷是临床中常用的吸入式麻醉剂，具有低的血气分配系数(0.69)。在复合麻醉中，为了获得较好的麻醉效果，丙泊酚和七氟烷经常联合用药。研究表明，呼出气丙泊酚浓度与血中丙泊酚浓度具有一定的相关性。实时在线监测呼出气中的丙泊酚可以用来监测麻醉深度以弥补现有的临床监测手段。

目前，很多方法已经用于呼出气中丙泊酚的检测，比如质子转移质谱、离子分子反应质谱、气相色谱质谱联用和光声波光谱。除此之外，Dong等人发展了快速色谱结合表面声波传感器用于呼出气丙泊酚和七氟烷的同时检测，为了保证检测结果的准确性和可靠性，采用GC-MS对七氟烷浓度进行校对。然而体积庞大、价格昂贵的质谱仪器限制了上述方法的临床应用。离子迁移谱具有高的灵敏度、相对低廉的配置、好的便携性以及快速的响应，已经被发展用于临床非侵入分析方法，特别是在呼出气相关疾病诊断或者是监测麻醉的暴露情况，如丙泊酚、七氟烷和恩氟烷等。

虽然离子迁移谱已经用于呼出气丙泊酚的检测，但是还有一些问题需要去解决，如呼出气高的湿度和麻醉管路中的吸入式麻醉剂七氟烷在负离子模式下严重干扰丙泊酚的检测，不能同时实现呼出气丙泊酚和七氟烷两者的同时在线监测。

为此发明了阵列离子迁移谱，在正离子模式下实现呼出气丙泊酚的高灵敏度在线监测，七氟烷没有信号响应，消除七氟烷的干扰，在负离子模式下实现高浓度七氟烷的检测，低浓度丙泊酚的信号响应比较弱，从而可以同时实现呼出气丙泊酚和七氟烷的实时在线监测。

发明内容

本发明基于光电离离子迁移谱技术，发展了实时在线的阵列离子迁移谱，在正离子模式下实现呼出气丙泊酚的高灵敏度在线监测，七氟烷没有信号响应，消除七氟烷的干扰，在负离子模式下实现高浓度七氟烷的检测，低浓度丙泊酚的信号响应比较弱，从而可以同时实现呼出气丙泊酚和七氟烷的实时在线监测。

附图说明

图1为阵列离子迁移谱的结构图，1,2,3为真空紫外灯，4为质量流量计，5为漂气，6为试剂分子载气，7为正高压，8为负高压，9为采样泵，10为离子门，11为导电环，12为栅网，13为放大器，14为丙酮，15为苯甲醚，16为呼出气。

图2为正离子模式下，呼出气丙泊酚的离子迁移谱图；

图3为负离子模式下，呼出气七氟烷的离子迁移谱图；

图4为正离子模式下，连续监测的呼吸末丙泊酚的曲线；

图5为负离子模式下，连续监测的呼出气七氟烷的曲线。

具体实施方式

一种离子迁移谱仪在线监测呼出气麻醉剂的方法，采用二个离子迁移谱仪同时对呼出气进行在线监测；

二个离子迁移谱分别由一个正离子模式的离子迁移管和一个负离子模式的离子迁移管组成,正离子模式的离子迁移管上施加正的高压,负离子模式的迁移管上施加负的高压；二个离子迁移谱的电离源均为真空紫外灯，真空紫外灯光电离试剂分子产生试剂离子；呼出气经三通分别与二个离子迁移谱的采样口相连，于三通与正离子模式的离子迁移谱的采样口之间设有第一试剂分子加入口或第一试剂分子瓶，于三通与负离子模式的离子迁移谱的采样口之间设有第二试剂分子加入口或第二试剂分子瓶；正离子模式产生的正的试剂离子和丙泊酚反应将丙泊酚电离，负离子模式产生的负的试剂离子和七氟烷反应将七氟烷电离。

离子迁移谱上设有样品出气口，出气口经质量流量计和采样泵相连，将呼出气样品由采样泵持续不断的采集到离子迁移谱内，由质量流量计控制采样的流速，采样的流速范围为50-500ml/min。

正离子模式下，第一试剂分子为苯甲醚，试剂分子载气流速为50-100ml/min；负离子模式下，第二试剂分子为丙酮，试剂分子载气流速为50-100ml/min。

离子迁移谱包括左侧的反应区和右侧的迁移区，在远离迁移区的反应区左端设有第一真空紫外灯光电离源，于反应区的上下二侧分别设置有第二、第三真空紫外灯电离源，用于高通量样品的于反应区的高效电离。

上下二侧的第二、第三真空紫外灯圆形光窗相对同轴放置、和离子迁移管的圆筒形反应区从左至右的轴向平行，左端的第一真空紫外灯的圆形光窗和离子迁移管圆筒形反应区的轴向垂直，第一、第二、第三真空紫外灯出射光相交于反应区左端中部。

漂气由离子迁移管的远离反应区的迁移区右端尾部进入到离子迁移管内，于离子迁移管的迁移区和反应区之间设有离子门，样品气由离子迁移管的中间靠近离子门的反应区进入到离子迁移管内，通过离子反应区左端设置的出气口将样品气源源不断的抽入到离子迁移管内，出气口经质量流量计和采样泵相连。

采样泵之前的流量计设置在200-600ml/min，漂气流速设置在100-500ml/min，样品气抽入到迁移管的流速则为50-500ml/min。

出气口位于第二或第三真空紫外灯光窗左侧、第一真空紫外灯的光窗右侧的反应区侧壁面上。

实施例1

正离子模式下，苯甲醚试剂分子，迁移管温度为80-120℃，漂气流速范围为100-400ml/min，如图2所示，呼出气丙泊酚的实时谱图，苯甲醚试剂离子迁移时间6.78ms,丙泊酚产物离子迁移时间9.06ms。

实施例2

负离子模式下，丙酮试剂分子，迁移管温度为60-100℃，漂气流速范围为100-400ml/min，如图3所示，呼出气七氟烷的实时谱图，丙酮试剂离子的迁移时间7.14ms，七氟烷产物离子的迁移时间10.08ms。

实施例3

对全静脉麻醉术中病人呼出末端气丙泊酚和七氟烷进行了连续在线同时监测，患者，女，47岁，身高167cm,体重80kg,实施胰腺胆囊切除术结合胰体尾切除术。麻醉诱导时，采用靶控输注(TCI)的给药方式，给予患者6ug mL^-1的丙泊酚，气管插管时给予连续的静脉丙泊酚和瑞芬太尼。气管插管完毕后，患者通过麻醉机(Drager Fabius GS,Lubeck,Germany)辅助呼吸。麻醉维持的过程中，通过TCI的给药方式持续地给予患者3.5ug mL^-1和4ug mL^-1的丙泊酚。病人机械通气的频率为16次/分钟。聚四氟乙烯的采样管通过T型管与患者的气管导管相联通，在采样泵的作用下，患者的呼出气连续不断地进入IMS进行检测，最终得到患者呼出末端气中丙泊酚和七氟烷的离子迁移谱的检测。正离子模式下，如图4所示，呼吸末丙泊酚的连续监测曲线。负离子模式下，如图5所示，呼吸末七氟烷的连续监测曲线。

Claims (7)

1.一种非疾病诊断目的的离子迁移谱仪在线监测呼出气麻醉剂丙泊酚和七氟烷的方法，其特征在于：采用二个离子迁移谱仪同时对呼出气进行在线监测；

二个离子迁移谱仪中的一个由一个正离子模式的离子迁移管组成，另一个由一个负离子模式的离子迁移管组成,正离子模式的离子迁移管上施加正的高压,负离子模式的迁移管上施加负的高压;二个离子迁移谱仪的电离源均为真空紫外灯，真空紫外灯光电离试剂分子产生试剂离子；呼出气经三通分别与二个离子迁移谱仪的采样口相连，于三通与正离子模式的离子迁移谱仪的采样口之间设有第一试剂分子加入口或第一试剂分子瓶，于三通与负离子模式的离子迁移谱仪的采样口之间设有第二试剂分子加入口或第二试剂分子瓶；正离子模式产生的正的试剂离子和丙泊酚反应将丙泊酚电离，负离子模式产生的负的试剂离子和七氟烷反应将七氟烷电离；正离子模式下，第一试剂分子为苯甲醚，试剂分子载气流速为50-100 ml/min；负离子模式下，第二试剂分子为丙酮，试剂分子载气流速为50-100ml/min。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：每个离子迁移谱仪上设有出气口，出气口经质量流量计和采样泵相连，将样品气由采样泵持续不断地采集到离子迁移谱仪内，由质量流量计控制采样的流速，采样的流速范围为50-500 ml/min。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于：每个离子迁移谱仪包括左侧的反应区和右侧的迁移区，在远离迁移区的反应区左端设有第一真空紫外灯光电离源，第二、第三真空紫外灯电离源分别设置于反应区的上下二侧，用于高通量样品的于反应区的高效电离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：分别位于反应区上下二侧的第二、第三真空紫外灯的圆形光窗相对同轴放置且光窗面均和离子迁移管的圆筒形反应区从左至右的轴向平行，左端的第一真空紫外灯的圆形光窗的光窗面和离子迁移管圆筒形反应区的轴向垂直，第一、第二、第三真空紫外灯出射光相交于反应区左端中部。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：漂气由离子迁移管的远离反应区的迁移区右端尾部进入到离子迁移管内，于离子迁移管的迁移区和反应区之间设有离子门，样品气由离子迁移管的中间靠近离子门的反应区进入到离子迁移管内，通过离子反应区左端设置的出气口将样品气源源不断地抽入到离子迁移管内，出气口经质量流量计和采样泵相连。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：连在出气口和采样泵之间的流量计流量设置在200-600 ml/min，漂气流速设置在100-500 ml/min，样品气抽入到迁移管的流速则为50-500 ml/min。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：出气口位于第二或第三真空紫外灯光窗左侧和第一真空紫外灯的光窗右侧之间的反应区侧壁面上。

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