一种呼出气体分析检测仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种呼出气体分析检测仪，包括FAIMS谱仪，该FAIMS谱仪包括传感器芯片，所述传感器芯片包括基板和设置于该基板上的金属层，该金属层上成型有离子迁移沟道，多个离子迁移沟道依次连通形成检测气体通道。该技术方案通过多放电沟道与离子迁移沟道以及优化设计传感器芯片的离子迁移沟道的数目、宽度、宽深比等参数，使其当施加比传统平行电极结构更低的电压时，即可产生高于60000V/cm的电场强度，从而解决了FAIMS技术在灵敏度上不足的问题，使其兼具高灵敏度和高分辨率。并且，该FAIMS谱仪可以同时检测所有的呼出气体，避免各呼出气体之间的相互干扰，特异性强(达90％以上)。因而可以用于肺部疾病的诊断。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医疗检测设备
，具体涉及一种呼出气体分析检测仪。
技术介绍
近几年环境污染问题日益严重，特别是雾霾不断加剧，导致肺部疾病(如肺癌、支气管哮喘、慢性阻塞性肺部疾病等)的发病率急剧升高。因此对肺部疾病的有效检测变得日益重要。目前临床对肺部疾病常见的检测方法包括胸部CT、核磁共振成像和血液检测。但胸部CT、核磁共振成像均有辐射，频繁地检测对检测者身体不利，血液检测需要采用创伤性取样方式，对于检测者同样在一定的伤害。通过分析检测者呼出气体对肺部疾病进行检测可以实现安全无创检测，是未来肺部疾病检测的发展趋势。但人类呼出气体成分复杂、浓度低，其中大多数浓度在皮摩尔或ppt(parts.per-trillion)级别。现有技术中，对于呼出气体的检测主要采用气相色谱(gaschromatography，GC)仪、电子鼻和FAIMS(Field Asymmetric Waveform Ion Mobility Spectrometry,高场非对称波形离子迁移谱)谱仪。气相色谱仪和电子鼻分别基于气相色谱分离技术和传感器阵列设计，两者由于自身原理的限制，其检测限远远达不到检测呼出气体中痕量物质的程度。FAIMS谱仪相较于气相色谱仪和电子鼻灵敏度高，其检测限可达到10ppm乃至10ppb，但对于肺部疾病检测所要求的更高的检测精度(ppt级别)则仍然无法实现。综上所述，现有技术中的呼出气体检测仪器普遍存在灵敏性低的问题，从而导致现有的呼出气体检测仪器实用性差。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中对呼出气体检测灵敏度低的缺陷，从而提供一种呼出气体分析检测仪。本技术提供的一种呼出气体分析检测仪，包括FAIMS谱仪，该FAIMS谱仪包括传感器芯片，所述传感器芯片包括基板和设置于该基板上的金属层，该金属层上成型有离子迁移沟道，多个离子迁移沟道依次连通形成检测气体通道；所述离子迁移沟道的数目为n，n选自整数，且5≤n≤30；所述离子迁移沟道的宽度为a，25μm≤a≤50μm；所述离子迁移沟道的深度为b，5:1≤a/b≤15:1。可选的，n为10，a为30μm，a/b为10:1；或者n为15，a为30μm，a/b为10:1；或者n为20，a为30μm，a/b为10:1；或者n为25，a为30μm，a/b为10:1。可选的，所述金属层上的多个离子迁移沟道呈蛇形排布。可选的，包括载气循环系统，所述载气循环系统包括依次串联为回路
的所述FAIMS谱仪、泵、第一质量流量控制器以及过滤器，所述FAIMS谱仪与该呼出气体分析检测仪的气体入口端相连。可选的，所述泵的末端同时连接有所述第一质量流量控制器和第二质量流量控制器。可选的，所述过滤器包括活性炭过滤器、分子筛过滤器以及活性炭/分子筛过滤器。可选的，所述基板的制作材料选自玻璃、陶瓷或硅，所述金属层的制作材料为金属。本技术技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的一种呼出气体分析检测仪，其传感器芯片包括基板和设置于基板上的金属层，该金属层上成型有离子迁移沟道，多个离子迁移沟道依次连通形成检测气体通道。通过多放电沟道与离子迁移沟道以及优化设计传感器芯片的离子迁移沟道的数目、宽度、宽深比等参数，使其当施加比传统平行电极结构更低的电压时，即可产生高于60000V/cm的电场强度。从而解决了FAIMS技术在灵敏度上不足的问题，使其兼具高灵敏度和高分辨率。并且，该FAIMS谱仪可以同时检测所有的呼出气体，避免各呼出气体之间的相互干扰，特异性强(达90％以上)。因而可以用于肺部疾病的诊断。2.本技术提供的一种呼出气体分析检测仪，对肺部疾病的检测安全无创，检测速度快，便于检测者长期检测，有利于疾病的及时诊断。3.本技术提供的一种呼出气体分析检测仪，体积小，可小型化，从而便于使用者携带和使用。进而便于该设备的推广和应用。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种呼出气体分析检测仪的结构原理图。图2是图1中传感器芯片的结构原理图。图3是包括不同宽度的传感器芯片的呼出气体分析检测仪的分辨率和灵敏度；图4是包括不同构型的传感器芯片的呼出气体分析检测仪的分辨率和灵敏度。附图标记说明：1-基板、2-金属层、3-离子迁移沟道。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1从图1中可以看出，该呼出气体分析检测仪包括载气循环系统，载气循环系统包括依次串联为回路的FAIMS谱仪、泵、第一质量流量控制器以及过滤器。FAIMS谱仪与该呼出气体分析检测仪的气体入口端相连。其中，过滤器包括活性炭过滤器、分子筛过滤器以及活性炭/分子筛过滤器。泵的末端同时连接有第一质量流量控制器和第二质量流量控制器。该FAIMS谱仪包括传感器芯片。请参考图2，传感器芯片包括基板1和设置于该基板1上的金属层2，该金属层2上成型有离子迁移沟道3，多个离子迁移沟道3依次连通形成检测气体通道。离子迁移沟道的数目为n，n选自整数，且5≤n≤30；离子迁移沟道的宽度为a，25μm≤a≤50μm；离子迁移沟道的深度为b，5:1≤a/b≤15:1。基板的制作材料选自玻璃、陶瓷或硅，金属层的制作材料为金属。优选的，金属层2上的多个离子迁移沟道3呈蛇形排布。该呼出气体分析检测仪的使用方法为：由所述泵提供所述载气循环系统的载气的动力，所述载气循环系统在所述第一质量流量控制器与第二质量流量控制器中调节为适宜的流量后，分别通过所述活性炭/分子筛过滤器以及活性炭过滤器过滤，以避免带入杂质，再通入所述FAIMS谱仪中，经过所述FAIMS谱仪后再次通入第一质量流量控制器和第二质量流量控制器，以完成循环；检测时，取待测样品注入样品入口端，由所述载气循环系统中的载气带入FAIMS谱仪中，即可进行检测。实施例2实施例1中的传感器芯片中，所述离子迁移沟道3的数目n为10；所述离子迁移沟道3的宽度a为30μm；所述离子迁移沟道3的深度为b，a/b为10:1。实施例3实施例1中的传感器芯片中，所述离子迁移沟道3的数目n为15；所述离子迁移沟道3的宽度a为30μm；所述离子迁移沟道3的深度为b，a/b为10:1。实施例4实施例1中的传感器芯片中，所述离子迁移沟道3的数目n为20；所述离子迁移沟道3的宽度a为30μm；所述离子迁移沟道3的深度为b，a/b为10:1。实施例5实施例1中的传感器芯片中，所述离子迁移沟道3的数目n为25；所述离子迁移沟道3的宽度a为30μm；所述离子迁移沟道3的深度为b，a/b为10:1。实施例6采用实施例1-5所述的呼出气体分析检测仪进行检测，包括以下步骤：首先，采集100名健本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼出气体分析检测仪，其特征在于：包括FAIMS谱仪，该FAIMS谱仪包括传感器芯片，所述传感器芯片包括基板(1)和设置于该基板(1)上的金属层(2)，该金属层(2)上成型有离子迁移沟道(3)，多个离子迁移沟道依次连通形成检测气体通道；所述离子迁移沟道(3)的数目为n，n选自整数，且5≤n≤30；所述离子迁移沟道(3)的宽度为a，25μm≤a≤50μm；所述离子迁移沟道(3)的深度为b，5:1≤a/b≤15:1。

【技术特征摘要】
1.一种呼出气体分析检测仪，其特征在于：包括FAIMS谱仪，该FAIMS谱仪包括传感器芯片，所述传感器芯片包括基板(1)和设置于该基板(1)上的金属层(2)，该金属层(2)上成型有离子迁移沟道(3)，多个离子迁移沟道依次连通形成检测气体通道；所述离子迁移沟道(3)的数目为n，n选自整数，且5≤n≤30；所述离子迁移沟道(3)的宽度为a，25μm≤a≤50μm；所述离子迁移沟道(3)的深度为b，5:1≤a/b≤15:1。2.根据权利要求1所述的呼出气体分析检测仪，其特征在于：n为10，a为30μm，a/b为10:1；或者n为15，a为30μm，a/b为10:1；或者n为20，a为30μm，a/b为10:1；或者n为25，a为30μm，a/b为10:1。3.根据权利要求1或2所述的呼...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖洁莹，周辉，李鹏，汪小知，
申请(专利权)人：北京爱康远创医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11