用于检测有机体和天然产品状态以及分析具有主要和次要成分的气体混合物的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种评估有机体和天然产品状态的方法，其中一种或多种物质在一种气体混合物中检测，该检测由一个质谱仪来进行，在该质谱仪中一离子束在高真空作用于该气体混合物的试样，其方式使得测试分子在该离子束离子的内能作用下电离，并且对检测获得的值进行评估用于确定所述状态。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测有机体和天然产品状态的方法，该有机体和天然产品会将物质散发到周围的大气中，其中一种或多种所述的物质在一种气体混合物中得到确定，还涉及一种用于分析有主要和次要成分的气体混合物的方法，以及用于执行所述方法的包括带气体输送系统的质谱仪的装置。侵袭性方法主要用于评价有机体和天然产品的状态，即从受试者身上提取试样，然后在实验室中进行分析。例如，在现代医学诊断中，临床表现和代谢紊乱在人体中的确定主要是通过血、尿和大便的检测。这些方法的缺点首先是取样直接影响受试者。第二，它们有时需要精密取样，如由医师在人体上进行的血液采集。另外，试样分析本身只能由受训人员进行并且这种分析大多需要耗费大量的时间。另外，如人体呼出气体的13C分析这样的方法是公知的用质谱仪来确定胃炎幽门螺杆菌感染的方法，这种方法的缺点是需要非常精确地调整来确定一定的成分并且仅能在一个窄浓度范围内确定该成分。而且，在分析气体混合物之前，受试者必须服用一种激发物，或者在采样后将试样预处理，如浓缩。在气体混合物分析领域，已知的许多方法应用质谱仪如气体色谱质谱结合(GC/MS)。这些方法的缺点是在不同浓度范围内检测一种气体混合物的几种成分是非常耗时的，并且费用很高。因此本专利技术的一个问题是提供一种评估有机体和天然产品状态的方法，该有机体和天然产品能够将物质散发到环境空气中，该方法避免了已知现有技术方法的缺点。另外，本专利技术的一个问题是提供了一种分析气体混合物的方法，该方法允许快速测定该气体混合物的主要和次要成分。本专利技术的另一个问题是提供了一种分析气体混合物的装置，该装置适合执行上述方法并且允许快速分析在一个其成分处于宽的浓度范围内的气体混合物的试样。本专利技术基于这样的发现，即上面提到的问题可以借助于一个质谱仪解决，在该质谱仪中一个离子束在高真空状态以这样一种方式作用于分析的气体混合物的试样，即该测试分子在该离子束离子的内能作用下电离。因此本专利技术提供了一个用于评估有机体和天然产品状态的第一方法，该有机体和天然产品能够将物质散发到环境空气中，其中一种或更多种物质作为气体混合物成分被检测，该检测由一个质谱仪来完成，在该质谱仪中一个离子束在高真空状态以这样一种方式作用于该气体混合物的试样，即该测试分子在该离子束离子的内能作用下电离，并且评价检测获得的值用于确定状态。本专利技术的方法可以用于评估有生命或无生命的有机体及其局部的状态，以及各类天然产品。依据本专利技术的天然产品是指如水果、蔬菜、肉类、牛奶等天然产品，通过自然生产方法得到的产品如葡萄酒、啤酒、奶酪、食用油等，以及通过加工天然产品而获得的产品如咖啡豆、熏火腿。依据本专利技术的气体混合物是指不仅包括在室温下是气态的主要成分而且还包括处于由该主要成分形成的气相中的成分。质谱仪可以从例如EP0290711，EP0290712和DE19628093中获知，在该质谱仪中一个离子束在高真空状态以这样一种方式作用于该气体混合物的试样，即，使测试分子在该离子束离子的内能作用下电离。这些出版物公开的内容在此引入作为参考。本专利技术方法的优点是不须人工地从要检测的有机体或天然产品中采样，因此避免了对有机体或天然产品的所有伤害。因此这是一种非侵袭性方法。本方法的另一优点是用于分析试样的方法仅需要在几分钟范围内的很短时间。另外，本方法的优点是在检测数种成分的待分析气体混合物时，基本上不会产生要确定不能分析单独检测成分的成分所引起的麻烦。在一个优选实施例中，本方法用于评估人或者动物的状态。不需从检测主体采样，如血样，这种优点在此尤其适用，因为这种采样必须由经过训练的人员来操作，例如如果是人的话就是医师。另外，这种采样使人和动物感觉很不舒服。相比较而言，本专利技术方法为一种非侵袭性方法，具有这样的优势，首先采样不会令人和动物感觉不舒服，其次能够由未经培训的人员操作或者由受试者自己操作。在一个更优选的实施例中，在本专利技术方法中人体呼出气体用作气体混合物。这提供了这样的优点，首先采样能够简单地进行并且其次从呼出气体中获得的物质使得能够评估与大量的临床表现和代谢过程相关的受试者的状况。更优选的是，分析的气体混合物包括主要成分和次要成分，该主要成分的浓度不超过次要成分含量的至少10倍，优选50倍，更优选100倍。在本专利技术的一个优选实施例中，分析的气体混合物包括主要成分和次要成分，至少一种主要成分被确定在大于或等于0.1％的体积浓度范围内，优选在大于或等于1％的体积浓度范围内，以及至少一个次要成分在小于或等于0.1％的体积浓度范围内，优选在小于或等于0.03％的体积浓度范围内。更优选地，在至少一种主要成分和至少一种次要成分之间建立一种关系用于评估由质谱仪获得的数据。这可以通过例如将一个或更多次要成分的测定与一个或更多主要成分的测定校准获得。在本专利技术的一个优选实施例中，气体混合物的试样不经预处理提供给质谱仪。这提供了这样的优点，首先缩短了测量一个试样所需的时间并且其次节省了预处理步骤所需的成本，例如试样的浓缩。更优选地，在本专利技术方法中气体混合物的两种或更多种具有不同分子结构的物质在一次测量中测定。在一个更优选的实施例中，在本专利技术方法中在该气体混合物中所含的一种或者更多种物质的浓度被定量测得。既然本专利技术方法包括用质谱仪测定，在该质谱仪中一个离子束在高真空状态以这样一种方式作用于该气体混合物的试样上，即该测试分子在该离子束离子的内能作用下电离，因此被测物质的量与探测信号成线性比例，从而定量测量以一种简单的方式进行。定量测量的另一优点在于能够进一步获得有关有机体或天然产品状况的报告。尤其是，当多次测量连续进行时，可以确定物质浓度的变化以及由此确定有机体或天然产品状态的变化。更优选的是，至少是一种主要成分的浓度和至少一种优选多种次要成分的浓度被定量测定。在本优选的实施例中，优选的是，在评估质谱仪数据之后，借助于一个或多个测试的主要成分的浓度来校准测定的第二成分的浓度。在本专利技术方法的一个优选实施例中，本专利技术方法仅用于测定在室温下至少具有10-3毫巴蒸汽压力的物质。更优选的是，所有具有大于或等于10-3毫巴蒸汽压力的气体混合物的成分被测定。在本专利技术方法的一个更优选实施例中，分析的气体混合物的成分基本上和大气的成分相同，更优选地，分析的气体混合物的浓度也基本上与大气成分的浓度或者人体呼出气体的相同。在本专利技术方法的一个更优选实施例中，分析的气体混合物的所有具有下面特征的成分能够在质谱仪中定量地测量，该成分的分子量至多500，优选至多200。在本专利技术的一个更优选实施例中，在真空下作用于测试分子上的离子束包括原子离子束。更优选地，该离子束包括处于基态和/或处于选择性激发的亚稳态的离子。在本专利技术的一个更优选实施例中，在高真空状态作用于测试分子上的离子束包括至少两种具有不同电离能的离子束。在本专利技术的一个更优选实施例中，在高真空状态作用于测试分子上的离子束包括一汞离子束。在本专利技术的一个更优选实施例中，在高真空状态作用于测试分子上的离子束包括一汞离子束并且还包括一氪离子束和/或氙离子束。更优选地，不同的离子束在该高真空状态连续地作用于测试分子上。优选的是，本方法用于检测具有小于17电子伏特电离能的物质。本专利技术还提供另一种用于由质谱仪分析含有一种或者多种主要成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估有机体和天然产品状态的方法，该有机体和天然产品释放物质到环境空气中，其中一种或多种所述物质在一种气体混合物中检测，该检测由质谱仪来进行，在该质谱仪中一离子束在高真空作用于该气体混合物的试样，其方式使得测试分子在该离子束离子的内能作用下电离，并且对检测获得的值进行评估用于确定所述状态。

【技术特征摘要】
EP 2000-12-15 00127558.51.一种评估有机体和天然产品状态的方法，该有机体和天然产品释放物质到环境空气中，其中一种或多种所述物质在一种气体混合物中检测，该检测由质谱仪来进行，在该质谱仪中一离子束在高真空作用于该气体混合物的试样，其方式使得测试分子在该离子束离子的内能作用下电离，并且对检测获得的值进行评估用于确定所述状态。2.如权利要求1所述的方法，其中该有机体是人或者动物。3.如权利要求2所述的方法，其中该气体混合物是由人体呼出的气体。4.如上述任何一项权利要求所述的方法，其中该气体混合物包括主要成分和次要成分，并且至少一种主要成分测定在大于或等于0.1％的体积浓度范围内并且至少一种次要成分测定在小于或等于0.1％的体积浓度范围内。5.一种分析含有一种或多种主要成分以及一种或多种次要成分的混合气体的方法，其中由一个质谱仪测定至少一种主要成分在大于或等于0.1％的体积浓度范围并且至少一个次要成分在小于或等于0.1％的体积浓度范围内，所述质谱仪中一离子束在高真空作用于该气体混合物的试样，其方式使得该测试分子在该离子束离子的内能作用下电离。6.如权利要求4或5所述的方法，其中至少一种主要成分测定在大于或...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰尼斯菲林格尔，维尔纳费德雷尔，
申请(专利权)人：VF分析与测量技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]