用于收集呼气的装置制造方法及图纸

公开了一种用于收集呼出的呼气的一部分的装置。该装置包括腔室，腔室包括内部表面、入口端和出口端，内部表面限定样本收集体积，该内部表面已经被功能化，以便不会与呼气中的挥发性成分发生化学或物理相互作用，呼气分别通过入口端和出口端进入和离开样品收集体积。该装置还包括两个封闭件和采样端口，两个封闭件分别位于入口端和出口端中的一者处，以控制呼气通过相应的入口端或出口端，封闭件被致动以捕获呼出的呼气的一部分，采样端口能够从腔室外部进入并与样本收集体积连通。该腔室还在其直径上朝向入口端和出口端中的每一者渐缩，以维持通过腔室的层流。维持通过腔室的层流。维持通过腔室的层流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于收集呼气的装置


[0001]本专利技术涉及用于收集呼气的装置。特别地，本专利技术可以涉及用于收集潮气末呼气的装置。

技术介绍

[0002]在正常人呼气过程中，呼出的呼气的一部分在肺部中经历气体交换，而一部分未在肺部经历气体交换。未经历气体交换的部分可能不包含用于疾病诊断的关键化学信息。此外，那些未经历气体交换的部分稀释了呼出的呼气的已经在肺部中经历气体交换的部分的化学信息。
[0003]此外，呼气分析被执行，以识别和/或表征收集到的呼气中的挥发性成分。然而，当前的呼气收集装置——例如商业上可获得的呼气袋——经常无法在不与那些挥发性成分反应的情况下，长期保留挥发性成分。这特别是在以下情形中成为问题：如果呼气收集和呼气分析之间存在延迟，诸如，当在一个位置收集样本，并且必须在另一个可能花费几天才能到达的遥远位置分析样本时。
[0004]因此，期望提供用于收集呼气的装置，该装置减少或避免呼出的呼气的未在肺部经历气体交换的部分的稀释效应，和/或能够在分析之前更长时间地储存呼气，和/或至少提供一种有用的替代方案。

技术实现思路

[0005]本公开提供了用于收集呼出的呼气的一部分的装置，包括：
[0006]腔室，包括：
[0007]内部表面，限定样本收集体积，内部表面已经被功能化，使得内部表面不会与呼气中的挥发性成分发生化学或物理相互作用；
[0008]入口端，呼气通过入口端进入样本收集体积；以及
[0009]出口端，呼气通过出口端离开样本收集体积；
[0010]两个封闭件，分别位于入口端和出口端中的一者处，以控制呼气通过相应的入口端或出口端，封闭件被致动以捕获呼出的呼气的所述一部分；以及
[0011]采样端口，能够从腔室外部进入并与样本收集体积连通，
[0012]其中腔室具有纵向范围，并且具有在腔室的直径上朝向入口端和出口端中的每一者的渐缩部。
[0013]本
技术实现思路
的其余部分和具体实施方式已经参考潮气末呼气进行了描述。然而，应当理解的是，类似的教导应用在被布置为接收除呼气之外的气体或除潮气末部分之外的呼气的部分的装置。
[0014]内部表面可能已经通过被硅烷化而被功能化。
[0015]腔室可以由玻璃形成。替代地，腔室可以由化学惰性材料形成。
[0016]样本收集体积可以是小于全部呼气体积(即，呼出的呼气的全部体积)的预定内部
体积。预定体积可以等于被捕获的呼出的呼气的一部分的预期体积。可以基于正在被捕获呼出的呼气的一部分的对象的年龄、大小、吸烟情况或呼吸状况选择预定体积。预定体积可以在约30mL和约400mL之间。预定体积可以在约70mL和约350mL之间。预定体积可以为约70mL。预定体积可以介于正在被收集呼气的人或动物的全部呼气体积的约30％至约90％之间(为了便于理解，本文中的“呼气”与上下文所规定的“呼出的呼气的一部分”互换使用，并且呼气是在肺部中经历气体交换的呼气)。预定体积可以介于正在被收集呼气的人或动物的全部呼气体积(即呼出的呼气的总体积)的约50％至约80％之间。预定体积可以是正在被收集呼气的人或动物的全部呼气体积的约70％。
[0017]在入口端处的封闭件可以包括阀。该阀可以是单向阀，以允许呼气通过入口端进入腔室，并防止呼气通过入口端离开腔室。在出口端处的封闭件可以包括阀。
[0018]两个封闭件中的至少一个可以包括真空止挡器。两个封闭件中的每一者可以包括真空止挡器。
[0019]在出口端处的封闭件可以独立于在入口端处的封闭件操作。
[0020]采样端口可以形成在两个封闭件中的一个中。采样端口可以被设置在入口端和出口端之间。采样端口可以包括气密隔膜。
[0021]腔室可以基本上是圆柱形的，具有延伸穿过入口端和出口端两者的纵向轴线。入口端和出口端可以相对于纵向轴线位于腔室的相对端。在基本上为圆柱形的情况下，腔室具有大致圆形的截面——术语“大致”或“基本上”是指存在圆柱形主体或具有圆形截面的主体，这与圆柱形或圆形特征具有一些不连续性，诸如，如参考图1所描述的，采样端口位于入口端和出口端之间，并干扰圆柱形或圆形特征的连续性。
[0022]有利地，通过使腔室的内部表面功能化，使得腔室的内部表面不与潮气末呼气中的挥发性成分发生化学或物理相互作用，那些挥发性成分可以保持长时间不发生反应。这增加了可以将呼气储存在样品收集体积中的时间段，在呼气充分降解从而导致后续分析不准确之前——例如，通过挥发性成分与装置的反应降解，通过粘附到装置的内部表面和构件的蛋白质和其它分子降解，或者通过氧化作用降解。
[0023]本文公开的装置利用了这样的认知：呼出的呼气的很大一部分由储存在鼻孔和到肺部的气管开口之间(即，在气管中)的呼气组成，该部分呼气在肺部中不经历气体交换，被称为死腔空气。当人经由口呼气时，呼出的呼气的最初部分是死腔空气。通过打开在腔室的两个端处的封闭件，呼出的呼气可以穿过腔室，直到死腔空气已经从腔室中排空。此时，可以关闭出口封闭件，然后关闭入口封闭件，以基本上仅储存呼出的呼气的已经在肺部经历气体交换的部分、或一部分。
附图说明
[0024]将不仅通过非限制性示例的方式描述一些实施例，参考附图，其中：
[0025]图1示出了根据本公开的呼吸收集设备；
[0026]图2是图1的呼吸收集设备的局部视图，示出了在呼吸收集设备的每一端处的渐缩部；
[0027]图3示出了根据本公开的样品收集腔室的内部玻璃表面的硅烷化；以及
[0028]图4概述了在应用图1的装置检测人类呼吸中不健康(疾病)状况的生物标志物时
使用的实验程序。
具体实施方式
[0029]如本文所用的，除非上下文另有规定，术语“潮气末”和类似术语指的是已经在肺部中经历气体交换的呼气。
[0030]正常人在每次呼气期间呼出大约500mL的空气。在那500mL的体积中，可能仅有最后350mL的空气(即，呼出的呼气的70％)是来自肺部气体交换的合成体积。正是这种合成体积包含了用于疾病诊断的关键化学信息。已知的呼吸袋收集全部呼气，这会导致潮气末气体的稀释。因此，未在肺部中经历气体交换的呼气增加了背景噪声。在许多情况下，分析的结果主要反映背景噪声。
[0031]在图1中示出了用于收集呼出的呼气的一部分的装置100。出于目前的目的，将参考潮气末呼气的收集来讨论装置100，但是应当理解，该装置100可以类似地被布置为接收呼出的呼气的其它气体或其它部分。因此，装置100可以仅收集呼气的已经在对象的肺部内经历气体交换的部分(即，一部分)。装置100大体上包括腔室102和两个封闭件104、106，但是可以根据需要提供更多的封闭件，或者封闭件104、106可以被组合成提供入口和出口两者的单个机构。
[0032]腔室102具有内部表面108、入口端110和出口端112。内部表面108限定了样本收集体积114。可以针对捕捉对象的呼气的潮气末部分选择或定制样本收集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于收集呼出的呼气的一部分的装置，包括：腔室，包括：内部表面，限定样本收集体积，所述内部表面已经被功能化，以使得所述内部表面不会与所述呼气中的挥发性成分发生化学或物理相互作用；入口端，所述呼气通过所述入口端进入所述样本收集体积；以及出口端，所述呼气通过所述出口端离开所述样本收集体积；两个封闭件，分别在所述入口端和所述出口端中的一者处，以控制所述呼气通过相应的入口端或出口端，所述封闭件被致动以捕获所述呼出的呼气的所述一部分；以及采样端口，能够从所述腔室外部进入并与所述样本收集体积连通，其中，所述腔室具有纵向范围，并且具有在所述腔室的直径上朝向所述入口端和所述出口端中的每一者的渐缩部。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被用于潮气末呼气的收集。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述内部表面已经通过被硅烷化而被功能化。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述腔室由玻璃或任意化学惰性材料形成。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述样本收集体积是小于全部呼气体积的预定内部体积。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述预定体积在约30mL和约400mL之间。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述预定体积在约70mL和约350mL之间。8.根据权利要求7所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：新加坡国立大学，
类型：发明
国别省市：