一种捕获气溶胶和蒸气这两部分的空气或呼吸采样设备的制作方法

文档序号:36401767发布日期:2023-12-16 05:57阅读:254来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统呼吸采样设备无法同时收集气溶胶、颗粒和挥发性有机化合物(VOC)且存在反压导致需依赖泵等问题,提出一种集成过滤器与蜂窝状吸附结构的单设备解决方案。通过低反压设计允许用户直接吹气采样,无需额外泵送装置,同时实现气溶胶颗粒与VOC的同步捕获,简化样品制备流程并兼容现有分析仪器。
关键词:呼吸采样设备,气溶胶与VOC采集

本发明涉及收集空气或呼吸样品,如来自人呼吸的呼吸样品,和能够在单一设备中收集气溶胶、颗粒以及挥发性有机化合物的设备。从用该设备收集到的样品中可以测定收集到的空气或呼吸样品中存在或不存在生物标志物。


背景技术:

1、典型地,呼吸捕获设备仅聚焦在一个呼吸部分上(挥发性有机化合物(voc)、呼吸气溶胶或呼吸冷凝物)。这些部分中每一个都含有独特的信息,包括血液中存在的生物标志物、代谢物、有机化合物,或甚至是颗粒。目前现有技术中一个严重的限制是不可能直接向设备内吹气用于voc分析,因为在不具有机械缓和措施(泵、大的死体积等)的情况下典型地反压太大而不能促进此吹气。进一步,典型地在不具有大量时间、资源和费用的情况下对所获得的生物标志物的量进行分析。此外,由于其复杂的分子结构和/或以常规方法收集到的样品中存在的标志物的量,大量的该标志物从未能被鉴定。

2、更确切来说,目前呼吸采样领域正快速扩展。捕获呼吸样品的常见方式是使人向空气采样袋内吹入呼吸样品,随后将采样袋的内容物浓缩至以一种或多种吸附剂包装的热解吸管上。需要某种空气采样泵将呼吸样品从袋内抽进热管上。需要这多个步骤,因为典型热解吸管的反压阻止人向td管内直接吹气。该反压是由管内包装的吸附剂颗粒和玻璃棉造成的。

3、另外,人呼吸含有气溶胶和voc这二者。多年来大多数研究人员研究了人呼吸的voc部分。但日益增长的趋势是研究人员现在也正探索气溶胶部分。这两部分的生物标志物都能为研究人员提供另外的生物标志物,该标志物与特定疾病结论性相关联或将推进未来治疗药物的发现。所有这些都将引起疾病的早期检测和在未来如何治疗这些疾病。

4、据此,需要可以在单一设备内从空气或人呼吸样品中收集多种(呼吸)部分的设备,该单一设备能够收集气溶胶、颗粒和挥发性有机化合物(voc)。该设备将需要有降低的反压或低反压或无反压,以在需要泵送机制的情况下,能够从空气或呼吸样品中收集这些部分。


技术实现思路

1、本发明解决上文所述的从空气或呼吸样品收集各种部分的问题,提供允许同时捕获两种不同的空气或呼吸部分(气溶胶和挥发性有机化合物这二者)的设备。该设备包括过滤部件和蜂窝状结构形式的吸附部件。由于其无空气阻力的包装,该蜂窝状结构允许消费者或患者直接向设备内吹气。这将允许微型化并且允许去除其他情况下需要存在的泵或其他电子元件。这导致用于voc分析的设备复杂度净降低,而过滤部件允许收集气溶胶和颗粒物质。

2、因此,本发明提供空气或呼吸采样设备,其具有在单一(呼吸)采样期间捕获这两部分(气溶胶和voc)的能力。该设备易于使用并且不需要电或泵。考虑收集到的部分的形式与当前样品制备工作流程兼容并且可以使用现有仪器分析,由该设备收集到的部分可以容易地进行(生物)标志物分析。另外,该设备或本发明允许人直接向蜂窝状结构形式的热解吸(td)管内吹气,因此绕过对空气采样袋和空气采样泵的需求。因此,使用本发明的设备将简化捕获呼吸样品的过程而同时也消除将样品从袋转移至管的麻烦。此外,本发明的设备在组合气溶胶或颗粒捕获装置(例如过滤部件)和voc捕获装置(例如蜂窝状结构部件)的同时,具有使消费者或患者能够容易地向设备内吹气用于收集空气或呼吸样品的低反压。



技术特征:

1.一种用于收集空气样品的设备,其包含:

2.一种用于从人呼吸中捕获呼吸样品的设备,其包含:

3.根据权利要求1或2所述的设备,其中所述用于收集气溶胶和颗粒的装置包含过滤器以捕获该气溶胶和颗粒。

4.根据权利要求3所述的设备,其中所述过滤器是静电过滤器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中通过气密连接将所述用于收集气溶胶和颗粒的装置和所述用于收集voc的装置连接。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中所述用于收集voc的装置包含热解吸管。

7.根据权利要求6所述的设备,其中所述热解吸管包含蜂窝状结构。

8.根据权利要求7所述的设备,其中所述蜂窝状结构由任何能够耐受450℃或更高温度的材料制成。

9.根据权利要求7所述的设备,其中所述蜂窝状结构包含吸附剂材料。

10.根据权利要求9所述的设备,其中用一种或多种吸附剂材料包覆所述蜂窝状结构。

11.一种用根据前述权利要求中任一项所述的设备采集周围空气样品的方法。

12.一种用根据权利要求2-10中任一项所述的设备采集人呼吸样品的方法。

13.一种在呼出的人呼吸样品或周围空气样品中测定感兴趣的生物标志物的存在的方法,其包含:

14.一种诊断患者患有病症或有患病症的风险的方法,其包含测定感兴趣的生物标志物的存在,所述测定包含:


技术总结
用于空气或呼吸样品的采样设备可使用单一设备从空气或呼吸样品中收集气溶胶和颗粒以及挥发性有机化合物(VOC)。所获得的样品与测定存在或不存在(生物)标志物的分析方法兼容而不需要大量的后处理,从而简化其使用和空气或呼吸样品的分析。

技术研发人员:L·诺伊纳,C·赛普,J·布朗
受保护的技术使用者:默克专利股份公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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