(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211050851.8 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 周杨叶　朱岩　 (74)专利代理 机构 杭州中成专利事务所有限公 司 33212 专利代理师 李亦慈　唐银益 (51)Int.Cl. G01N 30/02(2006.01) G01N 30/06(2006.01) G01N 30/12(2006.01) G01N 30/64(2006.01) G01N 30/96(2006.01)G01N 30/86(2006.01) (54)发明名称 一种测定人体呼出气中有机酸和阴离子的 分析装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种测定人体呼出气中有机 酸和阴离子的分析装置及方法。 本发 明采用搭建 自制呼出气冷凝设备联用离子色谱的方式对人 体呼出气中的有机酸和阴离子进行含量监测。 首 先通过制冷器件对人体呼出气进行冷凝， 然后将 采到的样本再通过离子色谱对相关组分进行相 关测定以及成分及浓度分析， 即呼出气冷凝收 集—离子色谱法测定呼出气中的有机酸和阴离 子。 与传统的人体气道内液的采样方法不同， 本 项目利用呼气冷凝液收集器采集人体呼出气冷 凝液， 并与离子色谱联用， 采用电导检测器检测 样品中的有机酸和阴离子。 该项目的采样方法与 传统的采样方法相比简单、 可重复， 并且副作用 小， 受试者 不会产生任何明显不 适或风险。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115326986 A 2022.11.11 CN 115326986 A 1.一种冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子的分析装置， 其特 征在于， 包括呼出气冷凝收集装置和色谱分析装置， 所述的冷凝收集装置包括吹气口(1)、 所述的吹气口(1)通过管道与单向阀和流量计(2)相连、 所述的单向阀和流量计(2)通过管 道与置于冷凝装置中的冷阱(4)相连， 所述的冷阱(4)内设有冷凝收集管； 所述的色谱分析 装置主要包括淋洗液罐(6)、 与淋洗液罐(6)连接的泵(7)、 与泵(7)连接的进样器(8)， 与进 样器(8)连接的分析离子 色谱柱(9)、 与离子 色谱柱(9)连接的电导检测器， 所述的电导检测 器包括抑制器(10)、 电导池(1 1)， 电导检测器连接的色谱工作站(12)。 2.根据权利要求1所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子 的分析装置， 其特征在于， 所述的冷凝收集装置还包括控制面板(3)、 所述的控制面板(3)分 别与冷凝装置与流 量计相连。 3.根据权利要求1所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子 的分析装置， 其特征在于， 所述冷阱(4)的冷阱(4)壁为铝材， 所述的冷凝收集管包括管体 (14)和设于管体(14)口的上盖(13)， 所述的上盖(13)和管体(14)通过可拆卸式结构相连， 所述的上盖(13)上开设有用于插入管道的入气口， 及与空气连通的出气口， 通入上盖(13) 的入气口 的管道连至管体(14)内。 4.根据权利要求1所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子 的分析装置， 其特征在于， 所述的可拆卸式结构为上盖(13)与管体(14)之间为螺纹连接结 构， 所述的上盖(13)的材质是玻璃， 管体(14)的材质为塑料， 所述的上盖(13)上， 与管体 (14)之间的接口处为磨砂玻璃。 5.根据权利要求1或2或3或4所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机 酸和阴离子的分析装置， 其特征在于， 所述的管体(14)为一次性收集管， 所述的吹气口(1) 上安装有塑料 材质的一次性咬嘴。 6.根据权利要求5所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子 的分析装置， 其特征在于， 所述的冷凝装置为半导体冷凝器， 其中设有能让温度降低的制冷 组件和控温系统， 维持的温度范围是 ‑20～20℃。 7.根据权利 要求1或2或3或4或6所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有 机酸和阴离子的分析装置， 其特征在于， 本发明所述的色谱柱使用IC ‑SA3(250L*4.0)离子 色谱柱(9)， 抑制器(10)为ICDS ‑40A电渗析抑制器(10)， 所述的抑制器(10)电流为0 ‑180mA， 流动相为1.0 ‑2.0mmol/L碳酸钠和2.0 ‑4.0mmol/L的碳酸氢钠混合溶液， 泵(7)流速为0 ‑ 1mL/min。 8.一种如权利 要求1或2或3或4或6所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中 有机酸和阴离 子的分析装置的分析 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 1)将一次性冷凝收集管放于冷阱(4)中， 在吹气口(1)安装一次性咬嘴； 2)采样前在控制面板(3)将冷凝温度设置为 ‑20‑0℃， 使半导体制冷装置(5)开始制冷， 并将冷阱(4)内部温度平衡到该温度； 3)在控制面板(3)上设置所需的采样体积后， 咬住咬嘴吹气口(1)， 向单向阀和流量计 (2)中吹气， 采样过程中要尽量保持匀速 吹气， 吹气过程中在控制面板(3)上可观测吹气时 的实时流 量； 4)采样完毕后， 拆下冷凝管的上盖(13)， 将一次性收集管从冷阱(4)中取出， 放入 ‑15℃权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115326986 A 2～‑80℃的冰箱中保存等待检测； 5)根据检测目标， 配置一定浓度的淋洗液并置于淋洗液罐(6)中， 设定好离子色谱的分 析条件： 分析柱的选择、 柱温、 流速、 以及抑制器(10)的电流， 等待离 子色谱平衡； 6)用一次性注射器取出一次性收集管中的呼出气冷凝液(15)， 通过滤膜过滤后注射到 离子色谱的进样器(8)中， 进样完成后开始进行检测分析； 7)分析结束后， 到色谱工作站(12)上查看结果并导出 数据。 9.根据权利要求8所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离子 的分析装置的分析方法， 其特征在于， 所述的离子色谱的分析条件为： 使用HIC ‑ESP离子色 谱仪(日本岛津公司)， 所述的分析柱为IC ‑SA3(250L*4.0)离子色谱柱(9)， 所述的抑制器 (10)为ICDS ‑40A电渗析抑制器(10)， 所述的抑制器(10)电流为0 ‑180mA， 流动相为1.0 ‑ 2.0mmol/L碳酸钠和2.0 ‑4.0mmol/L的碳酸氢钠 混合溶液， 泵(7)流速为0 ‑1mL/min， 柱温为 45℃， 进样体积为0 ‑100 μL。 10.根据权利要求8所述的冷凝法采集与测定人体呼出气冷凝液(15)中有机酸和阴离 子的分析装置的分析 方法， 其特 征在于， 所述的步骤3)中， 设置气体收集体积为5 0‑200L。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115326986 A 3