CN114270165A - 触发式采样系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了监测系统和方法，包括用于空气中分子污染物(AMC)的监测系统和方法，其将采样器(例如冲击采样器或吸附管)与实时分析仪(例如离子迁移谱仪(IMS)或光学粒子计数器)结合起来。所述系统可以允许选择性采样，其中所述采样器仅在实时分析仪检测到满足特定标准(例如分析物的组成和/或浓度)的分析物(例如分子污染物或颗粒)期间暴露于目标流体。本发明还包括具有采样器储存器的冲击采样器系统，所述采样器储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的低阴离子浸出率。

Description

触发式采样系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年8月26日提交的美国临时专利申请No.62/891,819的优先权权益，其内容通过引用整体并入本文。
背景技术
包括起泡器和吸附管的冲击采样器广泛用于包括半导体制造在内的各个行业，用于监测空气中的分子污染物。这些装置通过使流体(例如空气、工艺气体或气体混合物)流过吸收性材料来工作，在冲击采样器或起泡器的情况下，所述吸附性材料为液体，或在吸附管的情况下，所述吸附性材料为粒状固体。将所述吸附性材料暴露于所述流体中一段设定的时间，然后取出用于外部测试(例如质谱或气相色谱)以鉴定和/或量化存在于所述流体中并转移至吸附性材料中的污染物。
虽然使用冲击采样器和吸收管既经济又准确，但它们缺乏向制造过程提供任何实时反馈的能力。根据更换和分析冲击采样器之间的时间，可能要几天后才能检测到污染物。一旦进行分析，冲击采样器也无法提供精确的时间分量，因为没有方法可以确定污染物是何时被冲击采样器捕获的，因此它们只能提供在相对较长的时间段内的某个时间点发生了污染。这意味着大量制成品可能已经暴露于污染物，且必须进行测试或从生产中去除。
从上述可以看出，在本领域中仍然需要能够在捕获污染物的时间方面提供更多间隔的空气中的分子污染物的采样系统和方法。这些方法将有利于制造业，因为它们可以更有效地识别可能已经暴露于污染物的产品或物品，同时允许使用冲击采样器、起泡器和吸附管进行精确测试。
发明内容
本文描述了监测系统和方法，所述监测系统和方法包括例如用于空气中的分子污染物(AMC)和/或生物颗粒的检测和表征，其将采样器(例如冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管)与实时分析仪结合起来，例如，用于触发和/或控制，使得采样器能在分析物(如污染物)更可能存在和/或存在于某些阈值水平和/或满足某些检测标准的期间对流体进行采样。所述系统可以允许选择性和/或有针对性的采样，其中采样器在实时分析仪检测到满足特定标准(例如分析物的组成、每单位时间内的计数和/或浓度)的分析物(例如分子污染物)期间暴露于目标流体。本发明还包括具有采样器储存器的冲击采样器系统，所述采样器储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的低阴离子浸出率。
在一方面，提供了一种监测系统，其包括：(i)实时分析仪，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；(ii)采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；(iii)流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；其中所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物之时，例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的检测，所述流动系统将流体从监测中的样品、工艺或环境引导至所述采样器以进行采样，例如，其中所述实时分析仪分析物检测标准可以任选地包括以下一种或多种：分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数以及分析物的组成，并且其中任选地，将流体在选定的持续时间内和/或以选定的速率引导至所述采样器，以便允许对由所述采样器采样的分析物进行后续分析。
在一个实施方案中，所述流动系统与监测中的流体是流体连通的，例如通过阀、致动器、导管、泵、鼓风机、风扇以及这些的任意组合，这样的流动系统能够将流体从所述采样器隔离出来，并且能够将流体引导至采样器，例如，在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如诸如以下一种或多种：分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成)时。
在一个实施方案中，所述流动系统配置为使得所述采样器在检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的所述一种或多种分析物之时和/或之后对所述流体进行采样，所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准选自由以下组成的组：分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数、以及分析物的组成。
在一些实施方案中，所述实时分析仪分析物检测标准是分析物浓度，例如由实时分析仪检测到的气相分析物的阈值浓度大于或等于1ppb、任选地大于或等于0.5ppb和任选地大于或等于0.1ppb、任选地大于或等于0.05ppb，例如对于包含一种或多种酸、碱和/或挥发性有机物质的气相分析物。在一些实施方案中，所述实时分析仪分析物检测标准是阈值计数率，例如所述实时分析仪检测到的每单位时间内计数的一些颗粒，例如由所述实时分析仪在每单位时间内计数的颗粒数。
在一个实施方案中，在检测到满足所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准的所述一种或多种分析物时，向流动系统提供触发信号，所述触发信号触发所述流动系统将所述流体引导至所述采样器以用于采样，例如，其中所述触发信号是由实时分析仪的输出产生或源自实时分析仪的输出。
在一些实施方案中，在检测到一种或多种分析物(任选地满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))之时，用于启动所述流动系统的触发信号或其他致动机制导致所述流体被引导至所述采样器，例如，其中所述流动系统被驱动以将流体从监测中的样品、工艺或环境引导至采样器以进行采样，其中通过这种方式采样器的采样时间与通过实时分析仪的任选的满足所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准的检测事件一致或接近(例如，在60秒内、任选地在20秒内和任选地在1秒内)或是从所述检测事件开始的预选时间。
在一个实施方案中，在检测到所述一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时监测分析物检测标准，例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种)时，来自监测中的样品或环境的流体被引导至采样器，例如，以预选的速率，其中所述预选的速率任选地取决于由实时分析仪确定的分析物的浓度、分析物的量、分析物的检出频率、每单位时间内分析物计数的数和/或分析物的组成中的一种或多种。
在一些实施方案中，在流动系统触发或致动时，来自监测中的样品、工艺或环境的流体被引导至采样器的速率足够大，才能使分析物可以被采样器收集、捕获或转化以允许随后的分析，并且在一些实施方案中，所述速率等于或大于1ml min-1、任选地等于或大于10ml min-1并且任选地等于或大于100ml min-1。在一些实施方案中，来自监测中的样品、工艺或环境的流体被引导至采样器的速率大于或等于将流体提供给实时分析仪的速率，所述速率任选地大于或等于将流体提供给实时分析仪的速率的10倍、任选地大于或等于将流体提供给实时分析仪的速率的100倍、任选地大于或等于将流体提供给实时分析仪的速率的1000倍。在一些实施方案中，来自监测中的样品、工艺或环境的流体被引导至采样器的采样速率和/或采样持续时间(例如，采样时间)取决于实时分析仪检测到的分析物的浓度或计数率，其中较高的分析物的浓度或计数率导致较低的采样速率和/或采样持续时间，而较低的分析物浓度或计数率导致较高的采样速率和/或采样持续时间。
在一些实施方案中，例如，在检测到以大于或等于阈值浓度为特征的一种或多种分析物之时或之后，所述采样器对来自监测中的样品、工艺或环境中的流体进行采样。在一些实施方案中，例如，在检测到以每单位时间内的量大于或等于每单位时间内的阈值量为特征的一种或多种分析物之时或之后(例如，在检测到每单位时间内的分析物计数大于或等于每单位时间内的分析物计数阈值之时)，所述采样器对来自监测中的样品、工艺或环境中的流体进行采样。在一些实施方案中，例如，所述采样器至少在所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物的时间里对所述流体进行采样。在一些实施方案中，例如，所述采样器在检测到所述一种或多种分析物后的预定时间里对所述流体进行采样。在一些实施方案中，例如，除了在检测事件期间，所述采样器是与所述流体隔离的，其中检测事件的起始设置由所述实时分析仪检测到所述流体中的一种或多种分析物触发。
本方法和系统与多种实时分析仪兼容。在一些实施方案中，例如，所述实时分析仪包括以下一项或多项：离子迁移率分析仪；质谱分析仪；傅里叶变换红外光谱分析仪；光声分析仪；火焰电离分析仪；光电离分析仪；电化学分析仪；以及腔衰荡分析仪。在一些实施方案中，例如，所述实时分析仪包括分离组件。在一些实施方案中，例如，所述分离组件包括气相色谱分离组件和/或液相色谱分离组件。
本系统和方法非常适合结合离子迁移率检测。在一些实施方案中，例如，所述实时分析仪包括离子迁移谱仪。在一些实施方案中，例如，所述离子迁移谱仪包括：进口，用于将污染物引入到所述谱仪的电离区；电离区，其设置为与所述进口流体连通并具有用于从所述一种或多种分析物中产生分析物离子的电离源；分离区，其与所述电离区流体连通，用于根据离子迁移率接收和分离所述分析物离子；检测器，其位于与所述分离区的流体连通的位置中，用于接收和检测根据离子迁移率分离的所述分析物离子。在一些实施方案中，例如，所述离子迁移谱仪还包括与所述电离区流体连通的掺杂剂源，用于向所述分析仪提供掺杂剂。在一些实施方案中，例如，所述离子迁移谱仪的进口是膜，所述膜用于去除所述流体中可能干扰所述一种或多种分析物检测的化合物或降低所述流体中可能干扰所述一种或多种分析物检测的化合物浓度。在一些实施方案中，例如，离子迁移谱仪还包括设置在所述电离区和所述分离区之间的离子门或离子网，用于将所述分析物离子引入所述分离区。
在一个实施方案中，所述实时分析仪包括光学粒子计数器，例如基于光散射的光学粒子计数器、基于消光的光学粒子计数器、基于荧光的光学粒子计数器或基于干涉的光学粒子计数器。
本系统和方法非常适合与一系列采样器和采样系统一起使用，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管。
在一些实施方案中，例如，所述采样器是冲击采样器。在一些实施方案中，所述冲击采样器用于捕获原子分析物、分子分析物、离子分析物或这些的任意组合。在一些实施方案中，用于捕获颗粒分析物。
在一些实施方案中，例如，所述冲击采样器包含抗阴离子浸出材料。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料在与去离子水接触时抵抗选自F-、Cl-、Br-、NO2 -、NO3 -、HPO4 -2和SO4 -2的组中的一种或多种阴离子的浸出。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。在一些实施方案中，例如，如冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管的采样器包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料不是含氟聚合物。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料不包括聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烃(PFA)。
在一些实施方案中，例如，所述采样器是吸附管。在一些实施方案中，例如，所述吸附管包含吸附管介质，所述吸附管介质选自由一种或多种材料组成的组，所述一种或多种材料选自由以下组成的组：活性炭、硅胶、聚合物材料、Tenax、Amberlite、XAD、聚氨酯泡沫以及这些的任意组合。
在一个实施方案中，所述采样器是撞击采样器，例如，用于收集、捕获或分析在所述流体中的包括颗粒的分析物，包括例如生物颗粒和/或非生物颗粒。在一个实施方案中，所述撞击采样器包括：(i)采样头，包括用于对流体进行采样的一个或多个输入口；(ii)撞击采样器基座，其可操作地连接以接收来自所述采样头的所述流体的至少一部分；所述撞击采样器基座包括撞击表面和出口，所述撞击表面用于接收在所述流体中的包括颗粒的分析物的至少一部分，所述出口用于排出所述流体。在一个实施方案中，所述撞击采样器基座还包括生长培养基，放置用于接收所述流体中的所述颗粒，其中所述撞击表面是所述生长培养基的接收表面。在一个实施方案中，所述采样头的所述输入口包括以预选模式设置的多个狭缝或孔。在一个实施方案中，所述采样头和所述撞击采样器基座接合，以便在距所述采样头的所述输入口预定距离处提供撞击表面，以允许收集至少50％的横截面尺寸大于或等于0.5μm的所述颗粒。
在一个实施方案中，所述采样器是过滤器，例如膜，所述膜包括聚合物膜、金属膜和陶瓷膜或它们的组合。
在一些实施方案中，所述系统还包括可操作地连接到实时分析仪和流动系统的处理器(例如，硬件实现或软件实现)，使得所述处理器接收并分析来自实时分析仪的输出以确定是否符合满足一种或多种实时监测分析物检测标准的条件，其中该程序配置为或编程为以触发或以其他方式控制流体系统，以便在确定满足了一种或多种实时监测分析物检测标准的条件时，开始由采样器对流体进行采样。本发明的方法和系统可以使用流动系统和处理器，所述处理器包括硬件实现和/或软件实现的处理器，用于触发、控制和致动采样。在一些实施方案中，例如，所述流动系统包括一个或多个阀和/或流体致动器，其可操作地连接到采样器以将流体引导至采样器以进行采样。在一些实施方案中，例如，所述阀或流体致动器可任选地包括一个或多个电磁阀、气动阀、导管、泵、鼓风机、风扇或这些的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述流动系统可操作地连接到实时分析仪和/或一个或多个处理器以提供触发采样和/或控制采样，例如以单向或双向通信。在一些实施方案中，例如，本系统可以进一步包括处理器，所述处理器配置为接收来自实时分析仪的信号，或源自实时分析仪的信号，并且配置为向流动系统发送触发、控制或致动信号以开始将流体从监测中的样品、工艺或环境中引导至采样器进行采样。在一些实施方案中，例如，所述处理器比较来自所述实时分析仪的信号，并在信号等于或大于阈值(任选地满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))时鉴定为检测事件；其中，所述处理器在鉴定出检测事件(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的检测事件)时将触发信号、控制信号或致动信号发送到所述流动系统。
本系统和方法是通用的，因此支持在广泛的应用中监测分析物。在一些实施方案中，流体是包括一种或多种工艺气体的气体或气体混合物，例如用于微电子和/或无菌工艺应用。在一些实施方案中，例如，所述一种或多种分析物是一种或多种酸，例如HF、HCl、HBr、HNO3、H2SO4、H3PO4、HCOOH和CH3COOH，或这些的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述一种或多种分析物是一种或多种碱，例如NH3、一甲胺、二甲胺、乙胺和N-甲基-2-吡咯烷酮，或这些的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述一种或多种分析物是一种或多种挥发性有机化合物，例如CH3OH、异丙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)和六甲基二硅氮烷，或这些的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述一种或多种分析物是一种或多种污染物。在一些实施方案中，所述一种或多种分析物是一种或多种颗粒，例如由尺寸表征的颗粒，例如有效直径大于20nm、任选地大于50nm、任选地大于100nm以及任选地大于500nm、任选地从0.1μm至100μm，并且任选地对于某些应用的有效直径范围为从0.5μm至15μm。在一些实施方案中，所述一种或多种分析物是一种或多种颗粒，例如颗粒，例如生物颗粒。在一些实施方案中，所述一种或多种分析物是一种或多种颗粒，其中对冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管进行分析以确定颗粒是生物颗粒还是非生物颗粒。
在另一方面，提供了一种用于对气体进行采样的冲击采样器系统，所述系统包括：(i)进口，用于对气体进行采样；(ii)采样器储存器，其包含去离子水，用于从所述进口接收气体，其中所述储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料在与去离子水接触时抵抗选自F-、Cl-、Br-、NO2 -、NO3 -、HPO4 -2和SO4 -2的组的一种或多种阴离子的浸出。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料包括尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料不是含氟聚合物。在一些实施方案中，例如，所述抗阴离子浸出材料不包括PTFE或PFA。在一些实施方案中，例如，所述进口是设置在所述储存器底部的孔口，其中所述孔口允许气体起泡通过所述储存器。在一些实施方案中，例如，所述进口被加压以防止所述去离子水被输送通过所述孔口并离开所述储存器。
在另一方面，提供了监测系统，其包括：(i)实时分析仪，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；(ii)冲击采样器，其包括：(1)进口，用于对气体进行采样；以及(2)采样器储存器，其包含去离子水，用于从所述进口接收气体，其中所述储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于或等于每周0.5μg L-1；以及(iii)流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述冲击采样器；其中所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物(任选地满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))时，所述流动系统将所述流体从监测中的样品、工艺或环境引导至所述冲击采样器进行采样；其中在检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的一种或多种分析物之时，提供用于启动将流体引导至采样器进行采样的流动系统的触发信号或其他致动机制，并触发流动系统以将流体引导至采样器进行采样。
在一个方面，本发明提供了监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中分析物的方法；其中实时分析仪分析流体中是否存在分析物，其中来自分析仪的输出提供了触发采样器的基础，例如通过流动控制系统，所述流动控制系统配置为在通过实时分析仪的检测事件发生之时，将流体引导至采样器以收集、捕获和/或转化分析物。
在另一方面，提供了一种用于监测流体中的一种或多种分析物的方法，所述方法包括：(i)提供监测系统，所述监测系统包括(1)实时分析仪，用于监测所述流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境中的气体或液体)中的一种或多种分析物；(2)采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；(ii)使用所述实时分析仪监测所述流体中的所述分析物；以及(iii)在通过所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物(例如，检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的一种或多种分析物)时，使用所述采样器对来自监测中的样品、工艺或环境的流体进行采样，任选地还包括在实时分析仪检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的分析物之时，触发采样步骤；其中所述实时分析仪分析物检测标准是一个或多个检测事件，其特征是或超过以下的一种或多种：分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出频率阈值、每单位时间内分析物计数的阈值数、分析物的组成或这些的任意组合，并且其中任选地将来自监测中的样品、工艺或环境的流体在选定的持续持续时间内和/或以选定的速率引导至采样器，以允许对由该样品采样的分析物进行后续分析。在一个实施方案中，所述方法还包括：在通过所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物之时，提供来自实时检测器的输出的信号或源自实时检测器的输出的信号，以触发使用所述采样器对流体进行采样的步骤，例如使用处理器。
在一些实施方案中，例如，在检测到一种或多种以大于或等于阈值浓度为特征的分析物时，所述采样器对来自监测中的样品、工艺或环境的流体进行采样。在一些实施方案中，例如，所述采样器至少在所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物的时间里对来自监测中的样品、工艺或环境的流体进行采样。在一些实施方案中，例如，所述采样器在检测到所述一种或多种分析物后的预定时间里对来自监测中的样品、工艺或环境的流体进行采样。在一些实施方案中，例如，所述系统还包括流动系统，所述流动系统可操作地连接到实时分析仪和采样器；其中所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到流体中的所述一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准)之时，所述流动系统将来自监测中的样品、工艺或环境的流体引导至所述采样器进行采样。在一些实施方案中，例如，所述系统还包括处理器，所述处理器配置为接收来自所述实时分析仪的信号并配置为向所述流动系统发送触发信号，或以其他方式启动致动机制，以开始将来自监测中的样品、工艺或环境的流体引导至所述采样器进行采样。在一些实施方案中，例如，所述实时分析仪包括离子迁移谱仪和/或光学粒子计数器。在一些实施方案中，例如，所述采样器包括冲击采样器，所述冲击采样器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。在一些实施方案中，例如，所述采样器包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任何组合。本发明的方法可以进一步包括对冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管，或其组件或材料(例如冲击采样器介质、撞击采样器表面、过滤器表面或吸附管介质)进行分析，以便鉴定、检测和/或表征被捕获或收集的分析物。在一个实施方案中，所述方法还包括对冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管进行分析以鉴定或表征分析物，例如分析物的组成、浓度、生存力和/或量。在一个实施方案中，所述方法还包括对冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管进行分析以确定分析物的组成或浓度。在一个实施方案中，所述方法还包括培养、繁殖和/或生长由冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管收集或捕获的颗粒，以确定颗粒是否为生物颗粒，例如通过对经培养颗粒的可视化、计数器和/或光学分析来确定颗粒是否为生物颗粒。
在一个实施方案中，微量气体监测系统包括：(i)实时分析仪，包括离子迁移谱仪，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；其中所述分析物是一种或多种酸、碱、挥发性有机化合物或这些的任意组合；(ii)采样器，包括冲击采样器或吸附管；以及(iii)流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；其中所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))时，所述流动系统将来自监测中的样品、工艺或环境的流体引导至所述采样器进行采样。
在一个实施方案中，颗粒监测系统包括：(i)实时分析仪，包括光学粒子计数器，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；其中所述分析物是颗粒；(ii)采样器，包括撞击采样器；以及(iii)流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；其中所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))时，所述流动系统将来自监测中的样品、工艺或环境的流体引导至所述采样器进行采样。
在一个实施方案中，颗粒监测系统包括：(i)实时分析仪，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；(ii)采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；以及(iii)流动系统，所述流动系统可操作地连接到实时分析仪和采样器；其中所述流动系统配置为在通过实时分析仪检测到流体中的一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准)之时，所述流动系统将来自监测中的样品、工艺或环境的流体引导至采样器进行采样；其中一种或多种实时分析仪分析物检测标准选自：分析物的阈值浓度；分析物的阈值量；分析物的检出阈值频率；每单位时间内分析物计数的阈值数；分析物的组成或这些的任意组合；其中在检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的一种或多种分析物之时，提供用于启动将流体引导至采样器进行采样的流动系统的触发信号或其他致动机制，并且所述流动系统将流体引导至采样器进行采样。
在一个实施方案中，一种用于监测流体中的一种或多种分析物的方法包括：(i)提供监测系统，所述监测系统包括：(1)实时分析仪，用于监测流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)中的一种或多种分析物；(2)采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；(ii)使用实时分析仪监测流体中的分析物；以及(iii)在通过实时分析仪检测到一种或多种分析物(例如满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种))之时，使用采样器对来自监测中的样品、工艺或环境的流体进行采样。
不希望受任何特定理论的约束，本文可以讨论与本文所公开的装置和方法相关的基本原理的观点或理解。应当认识到，无论任何机理解释或假说的最终正确性如何，本发明的实施方案仍然可以是可操作的和有用的。
附图说明
图1提供了将冲击采样器或吸附管采样装置与IMS分析仪结合的空气分子污染物监测系统的示例性示意图。
图2提供了IMS分析仪的示例性示意图，该分析仪可用于本文所述的空气分子污染物监测系统中。
图3提供了生物颗粒分析系统300的示意图，其用于鉴定和任选地表征生物颗粒，例如病毒、孢子和微生物，所述微生物包括细菌、真菌、古生菌、原生生物和其他单细胞微生物。
图4提供了在大气压下采样的反应性酸的混合物的离子迁移谱仪测量的实例，以及触发的1小时采样持续时间的冲击采样器采样结果。
图5提供了在4周的停滞期内，在去离子水存在下的三种不同材料的一系列不同阴离子的浓度。
图6A-图6E提供了冲击采样器的示意图，包括(6A)俯视图、(6B)垂直侧视图、(6C)纵向侧视图、(6D)剖视图和(6E)透视图。
图7A提供了示出了用于监测系统的撞击采样器的一般结构的示意图，图7B示出了撞击采样器的放大图，以进一步说明其运行原理。
具体实施方式
通常，本文使用的术语和短语具有其在本领域公认的含义，其可以通过参考本领域技术人员已知的标准文本、期刊参考文献和上下文找到。提供以下定义以阐明它们在本发明上下文中的具体用途。
如本文所用，“分析物”是指待检测和/或分析的一种或多种物质、组合物或材料。分析物可以指原子、离子和分子的种类或可以指颗粒，包括生物颗粒和非生物颗粒。在一些实施方案中，分析物是流体(例如液体、气体或其任何混合物，包括水、空气、溶剂、溶液、工艺液体化学品、工艺气体、来自制造和/或加工环境或工艺的气体或液体)的微量组分和/或污染物。在一个实施方案中，分析物在监测中的流体中，例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体。
如本文所用，“监测流体中的一种或多种分析物”是指分析流体的一个或多个过程，以确定流体中是否存在一种或多种分析物，从而确定流动流体中是否存在一种或多种分析物。“监测流体中的一种或多种分析物”包括检测、传感、测量和/或表征分析物，例如，使用能够实时检测、传感、测量和/或表征的实时分析仪。在一些实施方案中，监测流体中的一种或多种分析物是指检测流体中的一种或多种原子、离子或分子的种类，例如流体(例如流动流体)中的气体、离子、分子或这些的任意组合。在一些实施方案中，监测流体中的一种或多种分析物是指检测流体中的一种或多种颗粒，例如流体(例如流动流体)中的生物颗粒和/或非生物颗粒。在一些方法和系统中，监测一种或多种分析物用于触发一个或多个采样事件，例如使用冲击采样器和/或吸附管进行采样。在一些实施方案中，例如，在采样器(例如冲击采样器或吸附管)的上游提供实时传感器，并且在实时分析仪检测到分析物时，生成信号以触发通过采样器对存在检测到分析物的一定体积的流体进行收集和/或分析。在一些实施方案中，例如，使用实时分析仪监测一种或多种分析物以用于触发一个或多个采样事件，使得采样事件与检测到流动流体样品中的分析物在时间上一致或接近(例如在±60秒内，任选地在±20秒内，任选地±10秒内)，或使得采样事件对应于检测到流体中分析物后的选定时间段(例如在±60秒内，任选地在±20秒内，任选地±10秒内)。在一些实施方案中，例如，使用实时分析仪监测流动流体中的一种或多种分析物以用于触发一个或多个采样事件，所述采样事件对应于将流体引导至采样器进行采样。
如本文所用，“颗粒”是指通常被视为流体样品(例如流动流体)中的微量组分和/或污染物的小物体。颗粒可以是由摩擦作用产生的材料，例如当两个表面发生机械接触并发生机械运动时。颗粒可以由材料的聚集体构成，例如灰尘、污垢、烟雾、灰烬、水、烟灰、金属、氧化物、陶瓷、矿物或这些或其他材料或污染物的任意组合。“颗粒”也可以指生物颗粒，例如病毒、孢子和微生物，包括细菌、真菌、古细菌、原生生物和其他单细胞微生物。在一些实施方案中，例如，生物颗粒以尺寸(例如，有效直径)范围为0.1μm至15μm为特征，对于一些应用，任选地范围为0.5μm至5μm。颗粒可以指吸收、发射和/或散射光并因此可由光学粒子计数器检测到的小物体。如本文所用，“颗粒”指的是不包括载流流体(例如流动流体，例如水、空气、溶剂、溶液、工艺液体化学品、工艺气体、液体工艺气体、来自制造和/或加工环境或工艺的气体或液体等)的单个原子或分子。在一些实施方案中，颗粒可以最初存在于表面上，例如洁净室设施、微加工设施、制药设施或生物制造设施中的表面，从表面释放出来并随后在流体中被分析。在一些实施方案中，例如，颗粒具有大于5nm、10nm、20nm、30nm、50nm、100nm、500nm、1μm或更大、或10μm或更大的尺寸(例如有效直径)。一些实施方案中，颗粒具有选自10nm至500μm的尺寸(例如有效直径)，任选地对于一些应用，颗粒尺寸为10nm至50μm，任选地对于一些应用，颗粒尺寸为10nm至1μm，任选地对于一些应用，颗粒尺寸为10nm至0.5μm。
如本文所用，“冲击采样器”是指用于接收流体的容器、管道或器皿，其中冲击采样器介质与流体中的分析物接触以捕获、收集和/或转化分析物。可用于本系统和方法的冲击采样器可以容纳或以其他方式结合一系列用于捕获、收集和/或转化分析物的冲击采样器介质，所述分析物包括一种或多种液体、溶液、凝胶和/或溶胶。在一些实施方案中，冲击采样器是“起泡器”，例如，使流体流过冲击采样器以搅动或起泡其中的液体(例如溶液或溶剂)的装置。在一些实施方案中，冲击采样器包括冲击采样器介质，所述冲击采样器介质包括液体、溶液、溶胶和/或凝胶材料的层、膜、液滴或基质。冲击采样器可由抗浸出材料制成，以减少可能干扰收集、捕获或转化的分析物的后续检测和/或分析的物质的产生，例如由冲击采样器本身或其组件产生的离子、分子或颗粒。
如本文所用，“吸附管”是指用于接收流体的容器、管道或器皿，其中吸附管介质与流体中的分析物接触以捕获、收集和/或转化分析物。可用于本系统和方法的吸附管可以容纳或以其他方式结合一系列用于捕获、收集和/或转化分析物的吸附管介质，所述分析物包括一种或多种固体和/或半固体。在一些实施方案中，吸附管包含吸附管介质，所述吸附管介质包括粒状、多孔、泡沫、微粒、膜和/或聚合物材料。吸附管可以由抗浸出材料制成，以减少可能干扰收集、捕获或转化的分析物的后续检测和/或分析的物质的产生，例如由吸附管本身或其组件产生的离子、分子或颗粒。一些实施方案的冲击采样器和吸附管由抗阴离子浸出材料制成，所述抗阴离子浸出材料包括尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯。某些应用的冲击采样器含有去离子水。
“撞击采样器”是指用于对颗粒进行采样的装置。在一些实施方案中，撞击采样器包括采样头，所述采样头包括一个或多个用于对包含颗粒的流体流进行采样的输入口(例如，孔或狭缝)，由此将至少一部分颗粒引导至撞击表面上以进行收集，例如生长培养基(例如培养基如琼脂、肉汤等)或基底(如过滤器或聚合物基底)的接收表面。一些实施方案的撞击采样器在通过输入口之后改变流动方向，其中具有预选特性(例如，尺寸大于阈值)的颗粒不会改变方向，因此被撞击表面接收。
本发明包括触发式冲击采样器、撞击采样器、过滤器和吸附管，其中流体与冲击采样器介质、撞击表面或吸附管介质之间的接触时间与诸如由实时检测仪提供的检测事件之类的事件一致或是该事件之后的预选时间，和/或在诸如由实时检测仪提供的检测事件之类的事件之后的发生预选持续时间。在一些实施方案中，分析物与冲击采样器的冲击采样器介质、撞击采样器的撞击表面、过滤器表面或吸附管的吸附管介质的相互作用可用于收集和/或捕获分析物，所述分析物对应于来自流体的微量组分和/或污染物(例如包括水、空气、溶剂、工艺液体化学品、工艺气体、来自制造和/或处理环境或工艺的气体或液体的颗粒、分子、离子、原子、自由基、团簇或其他形式)。使用冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管实现的捕获、收集和/或转化可以通过多种化学和物理过程发生，包括分析物的吸收、吸收吸附摄取、缔合、溶解和化学反应。在一些实施方案中，冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管或其组件可以随后通过一系列分析方法进行分析，以表征被捕获的物质，其中分析可以包括通过各种本领域已知方法提取、分离或检测捕获的物质。
冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管可用于对流体进行采样，以便通过一系列技术(包括分离、表征、培养和生长)以及检测技术(例如，通过化学、物理和/或生物技术对冲击采样器介质、撞击采样器表面、过滤器表面或吸附管介质的后续分析)提供对流体中分析物的分析。冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管在一些实施方案中用于收集或捕获分析物，例如在冲击采样器介质、撞击采样器表面、过滤器表面或吸附管介质中的分析物。冲击采样器、撞击采样器、过滤器和吸附管在一些实施方案中用于将分析物物理和/或化学转化为可检测的物质、组合物和/或材料。冲击采样器、撞击采样器、过滤器和吸附管在一些实施方案中可用于传感、检测和分析分析物或其副产物，例如流体中的分析物。冲击采样器、撞击采样器、过滤器和吸附管，包括其组件和材料，可以在暴露于流体期间和暴露于流体之后进行分析，以通过多种方法检测和/或表征被捕获、收集和/或转化的分析物，所述方法包括色谱法(例如，气体色谱或液相色谱)、质谱、光学分析(例如荧光、光谱、吸收、散射等)、电化学分析、培养、声学分析、热分析等。在一些实施方案中，冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管将分析物转化为可检测的物质，例如可检测的离子物质或分子物质，随后通过质谱技术、光学技术、电化学技术和/或声学技术对其进行分析。在一些实施方案中，冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管收集或捕获分析物，用于通过分离技术(例如色谱分离，例如HPLC分离)进行后续分析。在一些实施方案中，冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管收集或捕获颗粒分析物，用于随后确定该颗粒是生物颗粒还是非生物颗粒，例如，通过荧光分析和/或通过孵育、培养和/或生长之后通过可视化、计数和光学分析进行的后续分析。对诸如冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管的采样器的分析可以任选地包括通过涉及生长培养基的孵育过程对于样品的活的生物颗粒的生长。
“离子迁移谱仪”或“IMS”是指基于离子迁移率分离载气中的离子并且可用于检测空气中的分子污染物的分析装置。IMS系统和应用的实例可以在美国专利号5,095,206；5,491,337和6,225,623中找到，其通过引用全文并入本文。IMS可用于检测来自以下物质中的蒸气：例如生物碱、其他药物和受管制物质、爆炸物、与制造过程(包括但不限于化学加工和精炼、半导体或制药制造)相关的污染物。
“流动系统”是指用于输送、允许和/或限制被分析的流体样品流入和流出采样器(例如冲击采样器或吸附管)的任何系统。在一个实施方案中，流动系统与监测中的流体是流体连通的，例如通过阀、致动器、导管、泵、鼓风机、风扇或这些的任意组合，这样流动系统能够将流体与采样器隔离并且能够将流体引导至采样器，例如，在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准(例如分析物的阈值浓度、分析物的阈值量、分析物的检出阈值频率、每单位时间内分析物计数的阈值数和分析物的组成中的一种或多种)的一种或多种分析物之时。例如，所述流动系统可以是任何类型的阀(例如气动阀、电磁阀、球阀、夹管阀、针阀等)、流体致动器，或系统(诸如多支管和一系列阀、致动器、导管、泵、鼓风机、风扇和这些的任意组合)。所述流动系统可以通过阻止流体流入采样器来隔离采样器(冲击采样器、撞击采样器、过滤器和/或吸附管)。在一些实施方案中，所述流动系统可以允许受监测的流体(例如来自监测中的样品、工艺或环境的气体或液体)的流动、通过、引导和/或注入，使得流体被采样器采样。所述流动系统可以是电子的、机械的、气动的、液压的、流体的、光学的、它们的组合，或本领域已知的任何其他工艺控制手段。
“离子”通常是指带正电荷或负电荷的多电荷或单电荷原子、分子、大分子，以及带正电荷或负电荷的原子、分子和大分子的复合物、聚集体、团簇或片段。如本文所述，离子由电离装置(例如Ni63源)直接或间接产生。
“分析物离子”或“可检测离子”是指源自气相样品中的目标分析物的离子，其在外加电场下能够基于迁移率进行分离，并被检测以表征样品中分析物的特性和/或浓度。在本发明中，分析物离子是通过发生在IMS分析仪的电离区的一个或多个过程形成的，包括直接电离过程和离子-分子反应和离子-离子反应，涉及目标分析物、掺杂剂、掺杂剂离子和从载气(流动气体)和/或掺杂剂气体的离子化产生的反应物离子。在一些实施方案中，可检测离子通过涉及分析物和/或分析物离子和掺杂剂及掺杂剂离子的缔合反应(例如，加合物形成、簇形成等)形成。离子也可以指带电的掺杂剂-分析物复合物，例如带负电的掺杂剂-分析物复合物或带正电的掺杂剂-分析物复合物。
“掺杂剂”是指添加到IMS分析仪中以抑制IMS检测到的不需要的峰的形成的化合物。掺杂剂能够调节离子的飞行时间。掺杂剂还可用于促进分离区中的电荷转移并在离子簇在分离区中移动时保持离子簇。
“流体连通”是指两个或更多个元件的配置，使得流体(例如，气体或液体)能够从一个元件流向另一个元件。元件可以通过一个或多个附加元件(例如管、单元、容纳结构、通道、阀、致动器、风扇、鼓风机、泵或这些的任意组合)实现流体连通。例如，如果至少一部分的掺杂剂、流动气体和离子能够从一个区域转移到另一个区域，则电离区和分离区被称为流体连通。在某些方面，这种流体连通是单向的(例如，流动气体从分离区移动到电离区)。
图1提供了空气中分子污染物监测系统100的示意图。包括离子迁移谱仪(IMS)200的实时分析仪监测流体样品中的分析物，例如流体流210中的气相微量组分和/或污染物(示意性地描绘为箭头)。在一些实施方案中，例如，流体流210包括环境空气、一种或多种工艺气体、来自制造环境或加工环境的气体或这些气体的任意组合。
在通过IMS 200检测到满足一种或多种检测标准(例如的分析物的量、分析物的浓度和/或每单位时间内分析物计数的阈值)的分析物时，与IMS 200操作上通信的流动控制系统300运行以允许来自监测中的样品、工艺或环境的流体与冲击采样器或吸附管400相互作用，例如，通过阀或多支管的触发或致动用于向冲击采样器或吸附管400提供流体。冲击采样器或吸附管400与流动控制系统300流体连通，用于接收来自监测中的样品、工艺或环境的流体，并且冲击采样器或吸附管400包含吸附材料401，例如，与提供给冲击采样器或吸附剂管400的流体中的分析物或其副产物发生相互作用的液体、溶液、固体、凝胶或溶胶吸附材料。在实施方案中，冲击采样器或吸附管400能够收集、捕获和/或化学或物理转化流体中的分析物以用于随后的鉴定、分析和/或表征，例如通过一种或多种分离技术(例如，色谱分离)和/或化学或物理分析技术(例如，通过质谱分析、光学分析、电化学分析或这些技术的任意组合)。流动控制系统300的触发和/或致动可涉及处理器410，该处理器410可操作地连接以接收来自离子迁移谱仪(IMS)200的信号并将触发信号发送到流动控制系统300，从而通过冲击采样器或吸附管400对流体执行采样。在一些实施方案中，例如，由冲击采样器或吸附管400提供的收集、捕获和/或转化是通过由离子迁移谱率仪(IMS)200确定的检测事件触发的，例如满足一种或多种分析物检测标准(例如分析物的量、分析物的浓度和/或每单位时间内分析物计数的阈值)，因此，由冲击采样器或吸附管400采样的流体成分对应于用于检测事件的流体条件，例如对应于检测事件的所采样的流体、采样条件、流体体积和/或时间。以这种方式，通过冲击采样器或吸附管400的采样和/或后续分析获得的信息可以直接归因于与离子迁移谱仪(IMS)200的检测事件相对应的采样条件，从而提供对评估检测事件的潜在影响和/或后果(例如，对监测中的制造或加工环境的影响或后果)有用的采样。
图2提供了示出了用于检测分析物(例如本文所述的空气中的分子污染物)的示例性离子迁移率谱分析仪200的示意图。如图2所示，IMS分析仪100包括疏水膜110、包括电离源140的电离区130、掺杂剂源120、分离区160和离子检测器180。本分析仪的这些元件设置为彼此流体连通，使得环境空气样品中的分析物(例如污染物)经由膜110引入IMS分析仪100，并通过能够产生电离辐射的电离源140在电离区130中进行电离，从而产生分析物离子，所述分析物离子随后在分离区160中基于迁移率分离，并通过离子检测器180进行检测。在替代实施方案中，设置与电离区130、掺杂剂源120、分离区160和/或离子检测器180流体连通的进口，所述进口不具有膜组件。
图3提供了生物颗粒分析系统300的示意图，所述生物颗粒分析系统300用于鉴定和任选地表征生物颗粒，例如病毒、孢子和微生物，所述微生物包括细菌、真菌、古生菌、原生生物和其他单细胞微生物。如图3所示，包括光学粒子计数器310的实时分析仪监测流体流312(示意性地描绘为箭头)，例如来自制造或加工环境的空气、水、溶剂、溶液、气体或液体，以监测分析物的存在。在一些实施方案中，光学粒子计数器310是基于光散射的光学粒子计数器、基于消光的光学粒子计数器、基于荧光的光学粒子计数器、基于干涉的光学粒子计数器或这些的任意组合。在一个实施方案中，例如，所述分析物对应由组成特性和/或尺寸特性表征的颗粒，例如尺寸(例如，有效直径)范围为0.1μm至10μm，任选地对于一些应用范围为0.5μm至5μm。
在图3所示的实施方案中，光学粒子计数器310包括光源315和用于生成光束325的光束控制和/或成形光学器件320，所述光束325被引导至具有所述颗粒(在流动单元335中用圆圈示意性地示出)的流动单元335。由流体流中的一个或多个颗粒散射和/或发射的电磁辐射和/或由所述流动单元传输的电磁辐射随后被光学检测器330检测到，以便监测、检测和/或表征流体流312中包括颗粒的分析物(在流动单元335中用圆圈示意性地示出)。在通过光学粒子计数器310检测到一个或多个颗粒时，例如，在检测到满足一种或多种检测标准(例如每单位时间阈值的量、浓度和/或计数)的颗粒时，流动控制系统335运行以允许流体与撞击采样器340相互作用，例如，通过触发或致动阀或多支管，将流体从监测中的样品、工艺或环境提供给撞击采样器340。
撞击采样器340包括撞击采样器表面，例如能够收集、捕获和/或化学或物理转化流体中的颗粒的培养基(例如，琼脂)、过滤器或聚合物基底的表面。流动控制系统300的触发和/或致动可涉及处理器350，处理器350可操作地连接以接收来自光学粒子计数器310的信号并将触发信号发送到流动控制系统335。在一些实施方案中，例如，通过对应于通过光学检测器330检测到一个或多个颗粒的检测事件(例如满足一种或多种分析物检测标准(例如每单位时间的分析物的量、分析物的浓度和/或分析物计数)的检测)，触发由撞击采样器340提供的收集、捕获和/或转化，因此，由撞击采样器400采样的流体成分对应于检测事件的流体采样的条件，例如对应于检测事件的所采样的流体、采样条件、流体体积和/或时间。以这种方式，撞击采样器340的采样和/或后续分析的结果可以直接归因于与光学检测器330的检测事件相对应的采样条件，从而提供对确定检测事件的影响和后果(例如，对监测中的制造或加工环境的影响)有用的信息。
在一个实施方案中，例如，撞击采样器340收集、捕获和/或化学或物理转化颗粒以用于分析，例如确定颗粒是生物颗粒还是非生物颗粒和/或表征生物颗粒的组成和类型。对由撞击采样器340收集、捕获和/或转化的颗粒有用的分析技术包括对生物颗粒中的内源性荧光团的荧光检测和表征和/或使用光学探针或光学标签，例如荧光探针或荧光标签和/或吸收探针或吸收标签，所述探针或光学标签对具体类别的生物颗粒有选择性，包例如病毒、孢子和微生物(包括细菌、真菌、古细菌、原生生物和其他单细胞微生物)。在一些实施方案中，由撞击采样器340收集或捕获的颗粒随后在培养皿360中培养，并且任选地被染色、标记或以其他方式标记，例如用于通过可视化、计数或光学分析进行的后续分析。在一些实施方案中，由撞击采样器340收集或捕获的颗粒随后通过基于PCR的测量进行分析以确定生物颗粒的类型和/或组成。
以下实施例进一步说明了本发明，但当然不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：来自IMS的或与IMS结合使用的触发式冲击采样器和吸附管采样
冲击采样器采样是一种用于空气中分子污染物(AMC)监测的方法。冲击采样器采样过程涉及让空气或气体样品通过吸收性介质(液体或颗粒状(granular))足够收集可检测量的目标污染物的时间。随后分析暴露的冲击采样器或介质，例如，通过非实时实验室分析。
冲击采样器采样的优点和缺点是：
优点
·低初始投资成本
·通过非实时实验室测试支持污染物种类鉴定
缺点
·不提供实时、具体的可操作数据来快速鉴定问题
·按计划启动的采样可能会或可能不会检测到事件从而导致效率低下
本实施例中描述了与IMS分析仪(例如，
Figure BDA0003512505230000221
Figure BDA0003512505230000222
II)结合的冲击采样器/吸附管系统，协同控制软件结合以在鉴定到事件(例如通过IMS分析仪检测到污染物)时启动冲击采样器采样。这种配置可用于提供仅在检测事件(例如以存在一种或多种污染物或其他目标分析物为特征的条件)期间或接近检测事件时进行的冲击采样器/吸附管采样，这既节省了时间又节省了金钱。
实施例2：使用抗阴离子浸出材料制造用于测量亚ppb级分子污染物浓度的冲击采样器，同时提供较长的保质期
诸如PTFE和PFA之类的高纯度碳氟化合物材料，由于其惰性和低水平的金属杂质，通常用于处理高纯度化学品。然而，在很长一段时间内，这些材料可以将低水平的氟离子浸出到与其表面接触的溶液中。在大多数流动应用中，浸出到溶液中的氟离子量远低于分析检测方法。在本文所述的某些触发式冲击采样器系统的情况下，冲击采样器可以在被用于收集空气样本之前放置在去离子水中数月。内部测试发现，经过数天、数周至数月的时间跨度，PTFE和PFA可能会去离子水中浸出不可接受水平的氟离子。这种浸出的最终结果可能是高背景F离子浓度，这可能被解释为空气样品中存在HF的假阳性。浸出的水平可能常常超过空气样本中收集的F离子。
某些实施方案的抗阴离子浸出材料不会浸出可观水平(即可在随后的冲击采样器样品分析中被解释为分子污染)的阴离子。某些实施方案的抗阴离子浸出材料对空气中存在的低水平污染物也具有化学惰性。通过实施由某些实施方案的抗阴离子浸出材料制成的冲击采样器，冲击采样器的保质期可以延长至数月而不影响背景阴离子浓度。
实施例3：使用离子迁移率谱分析仪的触发式冲击采样器采样
本实施例提供了采用了使用离子迁移率谱(IMS)分析的触发式冲击采样器采样的监测系统的实验结果。图4提供了在大气压下采样的气流中反应性酸混合物的离子迁移谱仪测量以及触发的1小时采样持续时间的冲击采样器采样结果的实施例。如顶部的子图所示，在约8：20分钟时，观察到IMS信号快速增加，对应于气流中反应性酸浓度的实时增加。这种信号的增加用于触发流体的气流导向，以提供一小时的冲击采样器采样。在触发冲击采样器采样期间，检测到与采样流体中的分析物相对应的阴离子量，所述阴离子包括F-、Cl-、HPO4 -2和SO4 -2。观察到的阴离子浓度可归因于气流中的分析物，所述分析物包括HF、Cl2、HBr、NOx、H3PO4和SOx。如图4所示，基于IMS分析仪测量的冲击采样器采样提供了一种有效的方法，可以将冲击采样器采样周期与对应于检测到分析物或分析物混合物的事件，或检测到分析物或分析物混合物浓度增加的事件的开始时间对齐。如图4所示，通过IMS分析仪触发冲击采样器采样为监测气流中的分析物(例如分子污染物)提供了更有用和更有效的方法。
实施例4：具有集成式抗阴离子浸出储存器的冲击采样器
就在去离子水的存在下的浸出，对本发明的包括集成式抗阴离子浸出储存器的冲击采样器进行了测试。图5提供了在去离子水存在下，在4周或4.7周的停滞时间内，针对对应于三种不同材料的冲击采样器瓶测量的一系列不同阴离子的浓度表。在图5的表中，材料A对应于PFA，材料B对应于PEEK，材料C对应于抗阴离子浸出材料。如图5所示，由一种或多种阴离子浸出抗性材料制成的冲击采样器瓶表现出最高的抗浸出性，因此测得的阴离子浓度最低。在该实施例的一些实施方案中，例如，所述冲击采样器包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。在该实施例的一些实施方案中，所述抗阴离子浸出材料不是含氟聚合物。在该实施例的一些实施方案中，所述抗阴离子浸出材料不包括聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烃(PFA)或PEEK。
表1提供了不同阴离子的目标最大浸出速率的实施例，例如，以便保持空气样品中冲击采样器采样的假阳性读数小于1ppb当量水平。
表1：在去离子水中的目标最大浸出速率
Figure BDA0003512505230000241
表1所示的每种酸性分子种类的每分钟目标最大允许浸出速率对应的是如果在空气中采集样品之前让去离子水在封闭瓶中静置4周，则允许捕获可行的样品的浸出率。在这种情况下，可行性被定义为可浸出的最大浓度，其在转换为空气中的浓度后会导致空气中的空气分子污染物(AMC)的错误背景浓度小于1ppb。
图6A-图6E提供了本发明的包含抗阴离子浸出材料的示例性冲击采样器的示意图，包括(6A)顶视图、(6B)垂直侧视图、(6C)纵向侧视图、(6D)剖视图以及(6E)透视图。储存器主体500配备有加压流进口510和流出口520，它们通过通道515连接，用于对分析中的气流进行采样。进口和出口的这种配置允许至少一部分气流通过腔室530中提供的去离子水起泡，随后通过排气口540离开。通过腔室530提供的去离子水起泡的气体组分可以被吸收、溶解、与去离子水反应和/或以其他方式捕获在去离子水中，随后可以对其进行分析以提供对采样气流中分析物的测量。在一个实施方案中，与去离子水接触的冲击采样器的至少一部分，例如储存器主体500，包含诸如尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯之类的抗阴离子浸出材料。
实施例5：用于表征生物颗粒的撞击采样器
图7A提供了示出了颗粒撞击采样器的一般结构的示意图，图7B示出了颗粒撞击采样器的放大图，以进一步说明操作原理。如这些图所示，气流被引导通过采样头100中的输入口110，在该处气流被加速朝向撞击表面130，这迫使气体沿着流动路径120快速改变方向。夹带在气流中的颗粒140由于它们的动量，不能快速改变方向并撞击在撞击表面130。在图7A和图7B所示的实施方案中，撞击表面130由撞击采样器基座150支撑。在实施方案中，撞击表面130包括设置在生长培养基容器或培养皿中生长培养基(例如琼脂)的接收表面。例如，在撞击表面上收集的活的生物颗粒可以随后进行生长和评估，以提供对所采样的流体流的成分的分析。为了在撞击表面上收集生物颗粒，控制输入口的出口与撞击表面之间的距离很重要。例如，如果该距离太大，则颗粒可能充分地跟随流体路径从而避免了与撞击表面的碰撞。然而，如果该距离太小，颗粒可能会以足以使颗粒无法存活的力撞击在撞击表面上，因此无法再生。
本发明提供了结合实时分析仪和撞击采样器的监测系统，用于分析在监测中的环境(例如，无菌制造环境)中的活生物颗粒。本发明的一个方面是包括撞击采样器的监测系统，所述撞击采样器将琼脂培养基板与空气采样器结合在一个集成的单次使用的和/或一次性的包装中。本监测系统非常适合在洁净室环境中使用，特别是制造医疗产品(例如无菌药品(例如，药品、生物制品、诊断制剂、医疗设备、医疗植入物等))的无菌环境。例如，在一个实施方案中，撞击采样器侧面的连接器支持真空源(如便携式真空源(如泵或风扇)或室内真空管路)的连接，所述真空源将空气吸入狭缝状进气口(例如，20道狭缝，0.1mm的公称宽度)，其中颗粒随后被撞击到生长培养基(例如琼脂培养基)的接收表面上。在对洁净室空气进行采样后，可以将撞击采样器转移到实验室中孵育数日，以促进所采样的活微生物的生长。然后，由实验室技术人员计算CFU(菌落形成单位)的数量，如果存在，则鉴定存在的微生物的属或种。
关于通过引用并入和变化的声明
本申请中的所有参考文献，例如专利文件，包括已公布或授权的专利或等同物、专利申请公布，和非专利文献文件或其他来源的材料，通过引用整体并入本文，如同通过单独引用并入本文一样，在每个参考文献的至少部分与本申请中的公开内容不矛盾的范围内(例如，部分矛盾的参考文献通过引用并入，除了该参考文献的部分矛盾的部分)。
本文使用的术语和表述被用作描述性术语而不是限制性术语，并且在使用这些术语和表述时无意排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物，但是应该认识到，在本发明要求保护的范围内可以进行多种修改。因此，应当理解，虽然本发明已经通过优选实施方案、示例性实施方案和任选的特征进行了具体公开，但是本领域技术人员可以对本文公开的概念进行修改和变化，并且这些修改和变化被认为是在由所附权利要求限定的本发明的范围内。本文提供的具体实施方案是本发明的有用实施方案的示例，并且对于本领域技术人员显而易见的是，本发明可以通过使用本说明书中描述的装置、装置组件、方法步骤的大量变体来实施。对本领域技术人员显而易见的是，可用于本方法的方法和装置可以包括大量任选的组成和处理元件、特征和步骤。
如本文和所附权利要求中使用的，单数形式“a”、“an”和“所述”包括复数引用，除非上下文另有明确说明。因此，例如，提及“一个细胞”包括本领域技术人员已知的多个这样的细胞及其等同物。同样，术语“一个(a)”(或“一个(an)”)、“一个或多个”和“至少一个”在本文中可以互换使用。还应注意，术语“包括”、“包含”和“具有”可以互换使用。表述“权利要求XX-YY中的任一项”(其中XX和YY指权利要求编号)旨在以替代形式提供多项从属权利要求，并且在一些实施方案中可与表述“如权利要求XX-YY中的任一项”互换。”
除非另有说明，否则本文描述或举例的每个装置、组件、方法、方法步骤或组件或特征的组合都可用于实施本发明。
每当说明书中给出某个范围例如温度范围、时间范围或组成或浓度范围时，所有中间范围和子范围，以及包括在给定范围内的所有单个值都包括在本公开中。应当理解，包括在本文说明书中的范围或子范围中的任何子范围或单独的值可以被排除在本文的权利要求之外。
本说明书中提及的所有专利和公开均表明了本发明所属领域的技术人员的技术水平。本文引用的参考文献通过引用整体并入本文，以表明截至其公布或提交日期的现有技术，并且如果需要，该信息可以在本文中使用，以排除现有技术中的具体实施方案。例如，当要求保护物质的组合物时，应当理解，在申请人的发明之前的本领域已知的和可获得的化合物，包括在本文引用的参考文献中提供了的有效公开的化合物，不包括在本文要求保护的物质的组合物中。
如本文所用，“包括”与“包含”、“含有”或“以……为特征”同义，并且是包容性的或开放式的，并且不排除附加的、未列举的要素或方法步骤。如本文所用，“由……组成”不包括权利要求要素中未指定的任何要素、步骤或成分。如本文所用，“基本由……组成”不排除不会实质影响权利要求的基本的和新颖特征的材料或步骤。在本文的每个实例中，术语“包括”、“基本由……组成”和“由……组成”的任何一个都可以用其他两个术语中的任一个来代替。本文示例性描述的本发明可以在没有本文未具体公开的任何要素或多个要素、限制或多个限制的情况下实施。
当本文公开一组取代基时，应当理解为该组和所有亚组的所有个体成员均被公开。当本文使用马库什组或其他分组时，该组的所有个体成员以及该组的所有可能的组合和子组合旨在单独地包括在本公开中。当在本文中描述的化合物未指定该化合物的具体异构体时，例如，在化学式或化学名称中，该描述旨在包括单独或以任何组合形式描述的化合物的每个异构体。此外，除非另有说明，否则本文公开的化合物的所有同位素变体都包含在本公开中。例如，应当理解，所公开的分子中的任何一个或多个氢可以被氘或氚代替。分子的同位素变体通常可用作该分子分析和与该分子或其用途相关的化学和生物学研究中的标准。制备此类同位素变体的方法是本领域已知的。化合物的具体名称旨在作为示例，因为已知本领域普通技术人员对相同的化合物可以有不同的命名。
本领域的普通技术人员将理解，除了具体例示的那些之外的系统、组件、方法和方法步骤均可以在本发明的实践中使用而无需过度实验。任何此类材料和方法的所有本领域已知的功能等效物都旨在包括在本发明中。所使用的术语和表述被用作描述而非限制，并且在使用这些术语和表述时无意排除所示出和描述的特征或其部分的任何等同物，但应当认识到，可以在要求保护的本发明的范围内进行各种修改。因此，应当理解，虽然本发明已经通过优选实施方案和任选的特征进行了具体公开，但是本领域技术人员可以对本文公开的概念进行修改和变化，并且这些修改和变化均被认为是在所附权利要求限定的本发明范围内。

Claims (68)

1.一种监测系统，其包括：
实时分析仪，用于监测流体中的一种或多种分析物；
采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；以及
流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；
其中，所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物时，所述流动系统将流体引导至所述采样器以进行采样。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述流动系统配置为使得所述采样器在检测到满足一种或多种实时分析仪分析物检测标准的所述一种或多种分析物之时或之后对所述流体进行采样，所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准选自由以下组成的组：
分析物的阈值浓度；
分析物的阈值量；
分析物的检出阈值频率；
每单位时间内分析物计数的阈值数；以及
分析物的组成。
3.如权利要求2所述的系统，其中，在检测到满足所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准的所述一种或多种分析物之时，向所述流动系统提供触发信号，所述触发信号触发所述流动系统将所述流体引导至所述采样器以进行采样。
4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述采样器至少在所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物的时间里对所述流体进行采样，和/或其中所述采样器在检测到所述一种或多种分析物后的预定时间里对所述流体进行采样。
5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，除了在检测事件期间或检测事件之后的选定时间段里，所述采样器是与所述流体隔离的，其中所述检测事件的起始设置由所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物触发。
6.如权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，所述实时分析仪包括以下一项或多项：
离子迁移分析仪；
质谱分析仪；
傅里叶变换红外光谱分析仪；
光声分析仪；
火焰电离分析仪；
光电离分析仪；
电化学分析仪；以及
腔衰荡分析仪。
7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，所述实时分析仪包括分离组件。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述分离组件包括气相色谱分离组件或液相色谱分离组件。
9.如权利要求1-8中任一项所述的系统，其中，所述实时分析仪包括离子迁移谱仪。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述离子迁移谱仪包括：
进口，用于将所述污染物引入到所述谱仪的电离区；
所述电离区设置为与所述进口流体连通并且具有用于从所述一种或多种分析物产生分析物离子的电离源；
分离区，其与所述电离区流体连通，用于根据离子迁移率接收和分离所述分析物离子；以及
检测器，其位于与所述分离区的流体连通的位置，用于接收和检测根据离子迁移率分离的所述分析物离子。
11.如权利要求10所述的系统，所述系统还包括与所述电离区流体连通的掺杂剂源，用于向所述分析仪提供掺杂剂。
12.如权利要求10-11中任一项所述的系统，其中，所述进口是膜，所述膜用于去除所述流体中可能干扰所述一种或多种分析物的所述检测的化合物或者降低所述流体中可能干扰所述一种或多种分析物的所述检测的化合物的浓度。
13.如权利要求10-12中任一项所述的系统，所述系统还包括设置在所述电离区和所述分离区之间的离子门或离子网，用于将所述分析物离子引入所述分离区。
14.如权利要求1-8中任一项所述的系统，其中，所述实时分析仪包括光学粒子计数器。
15.如权利要求14中任一项所述的系统，其中所述光学粒子计数器是基于光散射的光学粒子计数器、基于消光的光学粒子计数器、基于荧光的光学粒子计数器、基于干涉的光学粒子计数器或这些的任意组合。
16.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其中，所述采样器是所述冲击采样器。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述冲击采样器用于捕获原子分析物、分子分析物、离子分析物或这些的任意组合。
18.如权利要求16所述的系统，其中，所述冲击采样器用于捕获颗粒分析物。
19.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中，所述冲击采样器包含抗阴离子浸出材料。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料在与去离子水接触时抵抗选自F-、Cl-、Br-、NO2 -、NO3 -、HPO4 -2和SO4 -2的组中的一种或多种阴离子的浸出。
21.如权利要求19-20中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。
22.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其中，所述采样器包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。
23.如权利要求19-22中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料不是含氟聚合物。
24.如权利要求19-23中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料不包括PTFE或PFA。
25.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其中，所述采样器是所述撞击采样器。
26.如权利要求25所述的系统，其中，所述采样器是所述撞击采样器，用于收集、捕获或分析在所述流体中的包括颗粒的分析物。
27.如权利要求25-26中任一项所述的系统，其中，所述撞击采样器包括：
采样头，包括用于对所述流体进行采样的一个或多个输入口；以及
撞击采样器基座，其可操作地连接以接收来自所述采样头的所述流体的至少一部分；所述撞击采样器基座包括撞击表面和出口，所述撞击表面用于接收所述流体中的包括颗粒的分析物的至少一部分，所述出口用于排出所述流体。
28.如权利要求27所述的系统，其中，所述撞击采样器基座还包括生长培养基，放置用于接收所述流体中的所述颗粒，其中所述撞击表面是所述生长培养基的接收表面。
29.如权利要求27-28中任一项所述的系统，其中，所述采样头的所述输入口包括以预选模式设置的多个狭缝或孔。
30.如权利要求27-29中任一项所述的系统，其中，所述采样头和所述撞击采样器基座接合，以便在距所述采样头的所述输入口预定距离处提供所述撞击表面，以允许收集至少50％的横截面尺寸大于或等于0.5μm的所述颗粒。
31.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其中，所述采样器是所述吸附管。
32.如权利要求31所述的系统，其中，所述吸附剂管包含吸附管介质，所述吸附管介质选自由以下组成的组：活性炭、硅胶、聚合物材料、Tenax、Amberlite、XAD、聚氨酯泡沫以及这些的任意组合。
33.如权利要求1-32中任一项所述的系统，其中，所述流动系统包含一个或多个阀或流体致动器，用于将流体引导至所述采样器以进行采样。
34.如权利要求33所述的系统，其中，所述阀包括一个或多个电磁阀或气动阀。
35.如权利要求1-34中任一项所述的系统，所述系统还包括处理器，所述处理器配置为接收来自所述实时分析仪的信号并且配置为向所述流动系统发送触发信号以启动将所述流体引导至所述采样器进行采样。
36.如权利要求35所述的系统，其中，所述处理器比较来自所述实时分析仪的所述信号，并在所述信号等于或大于阈值时鉴定为检测事件；其中，所述处理器在鉴定出检测事件时将所述触发信号发送到所述流动系统。
37.如权利要求1-36中任一项所述的系统，其中，所述流体是来自监测中的环境的工艺气体或样品气体。
38.如权利要求1-37中任一项所述的系统，其中，所述一种或多种分析物是一种或多种酸。
39.如权利要求38所述的系统，其中所述分析物是HF、HCl、HBr、HNO3、H2SO4、H3PO4、HCOOH和CH3COOH中的一种或多种，或这些的任意组合。
40.如权利要求1-37中任一项所述的系统，其中所述一种或多种分析物是一种或多种碱。
41.如权利要求40所述的系统，其中所述分析物是NH3、一甲胺、二甲胺、乙胺和N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种，或这些的任意组合。
42.如权利要求1-37中任一项所述的系统，其中，所述一种或多种分析物是一种或多种挥发性有机化合物。
43.如权利要求42所述的系统，其中所述分析物是CH3OH、异丙醇、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)和六甲基二硅氮烷中的一种或多种或这些的任意组合。
44.如权利要求1-37中任一项所述的系统，其中，所述一种或多种分析物是颗粒。
45.一种用于对气体进行采样的冲击采样器系统，所述系统包括：
进口，用于对所述气体进行采样；以及
采样器储存器，其包含去离子水，用于从所述进口接收气体，其中所述储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。
46.如权利要求45所述的系统，其中所述抗阴离子浸出材料在与去离子水接触时抵抗选自F-、Cl-、Br-、NO2 -、NO3 -、HPO4 -2和SO4 -2的组的一种或多种阴离子的浸出。
47.如权利要求45-46中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。
48.如权利要求45-47中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料不是含氟聚合物。
49.如权利要求45-48中任一项所述的系统，其中，所述抗阴离子浸出材料不包括PTFE或PFA。
50.如权利要求45-49中任一项所述的系统，其中，所述进口是设置在所述储存器底部的孔口，其中所述孔口允许气体起泡通过所述储存器。
51.如权利要求45-50中任一项所述的系统，其中，所述进口被加压以防止所述去离子水被输送通过所述孔口并离开所述储存器。
52.一种监测系统，其包括：
实时分析仪，用于监测流体中的一种或多种分析物；
冲击采样器，其包括：
进口，用于对所述气体进行采样；以及
采样器储存器，其包含去离子水，用于从所述进口接收气体，其中所述储存器包含抗阴离子浸出材料，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1；以及
流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述冲击采样器；
其中，所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物之时，所述流动系统将流体引导至所述冲击采样器以进行采样。
53.一种用于监测流体中的一种或多种分析物的方法，所述方法包括：
提供监测系统，其包括：
实时分析仪，用于监测所述流体中的一种或多种分析物；
采样器，包括冲击采样器、撞击采样器、过滤器或吸附管；
使用所述实时分析仪监测所述流体中的所述分析物；以及
在通过所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物时，使用所述采样器对所述流体进行采样。
54.如权利要求53所述的方法，所述方法还包括在通过所述实时分析仪检测到所述分析物之时，触发所述采样步骤。
55.如权利要求53-54中任一项所述的方法，其中所述采样器在检测到满足一种或多种实时监测分析仪分析物检测标准的所述一种或多种分析物之时或之后对所述流体进行采样，所述一种或多种实时分析仪分析物检测标准选自由以下组成的组：
分析物的阈值浓度；
分析物的阈值量；
分析物的检出阈值频率；
每单位时间内分析物计数的阈值数；以及
分析物的组成。
56.如权利要求53-55中任一项所述的方法，所述方法还包括：在通过所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物之时，提供来自所述实时检测器的输出的信号或源自所述实时检测器的输出的信号，以触发使用所述采样器对流体进行采样的所述步骤。
57.如权利要求53-56中任一项所述的方法，其中，所述采样器至少在所述实时分析仪检测到所述一种或多种分析物的时间里对所述流体进行采样。
58.如权利要求53-57中任一项所述的方法，其中，所述采样器在检测到所述一种或多种分析物后的预定时间里对所述流体进行采样。
59.如权利要求53-58中任一项所述的方法，其中，所述系统还包括流动系统，所述流动系统可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；其中，所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物时，所述流动系统将流体引导至所述采样器以进行采样。
60.如权利要求53-59中任一项所述的方法，其中，所述系统还包括处理器，所述处理器配置为接收来自所述实时分析仪的信号并且配置为向所述流动系统发送触发信号以启动引导所述采样器进行采样。
61.如权利要求53-60中任一项所述的方法，其中，所述实时分析仪包括离子迁移谱仪或光学粒子计数器。
62.如权利要求53-61中任一项所述的方法，其中，所述采样器包括含有抗阴离子浸出材料的冲击采样器，所述抗阴离子浸出材料的特征在于在去离子水存在下的阴离子浸出率小于每周0.5μg L-1。
63.如权利要求62所述的方法，其中，所述冲击采样器包含尼龙、高密度聚乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯或聚氯乙烯，或它们的任意组合。
64.如权利要求53-63中任一项所述的方法，所述方法还包括对所述采样器或由所述采样器收集、捕获或转化的材料进行分析以鉴定或表征所述分析物。
65.如权利要求53-64中任一项所述的方法，所述方法还包括对所述采样器或由所述采样器收集、捕获或转化的材料进行分析以确定所述分析物的组成或浓度。
66.如权利要求53-65中任一项所述的方法，所述方法还包括培养由所述采样器收集或捕获的颗粒以确定所述颗粒是否为生物颗粒。
67.一种监测系统，其包括：
实时分析仪，包括离子迁移谱仪，用于监测流体中的一种或多种分析物；其中所述分析物是一种或多种酸、碱、挥发性有机化合物或这些的任意组合；
采样器，包括冲击采样器或吸附管；以及
流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；
其中，所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物时，所述流动系统将流体引导至所述采样器进行采样。
68.一种监测系统，其包括：
实时分析仪，包括光学粒子计数器，用于监测流体中的一种或多种分析物；其中所述分析物是颗粒；
采样器，包括撞击采样器；以及
流动系统，其可操作地连接到所述实时分析仪和所述采样器；
其中，所述流动系统配置为使得在通过所述实时分析仪检测到所述流体中的所述一种或多种分析物时，所述流动系统将流体引导至所述采样器进行采样。
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