一氧化氮测量制造技术

一种用于测量样品中一氧化氮浓度的传感器，该传感器由以下组成：用于氧化样品中的一氧化氮以形成NO2的臭氧源；以及一个或多个光吸收测量系统，其用于在氧化之前和之后在一氧化氮分析仪中确定样品中的NO2水平。水平。水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一氧化氮测量
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年12月9日提交的名称为“Nitric Oxide Measurement”的美国专利申请S/N 63/123,166的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开内容涉及一氧化氮气体的测量，特别地涉及一氧化氮疗法。

技术介绍

[0004]一氧化氮疗法在医学的几个领域，尤其是在肺科领域显示出了前景。特别地，研究表明一氧化氮疗法可能有助于治疗肺动脉高压(PAH)。PAH是一种有时致命的病况，其特征在于肺动脉阻塞导致肺部中血压升高。PAH的药物治疗并不是特别有效，其中根据疾病的分期，至少50％的患者在2
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5年内死亡。虽然疾病进展的确切机制尚不完全清楚，但PAH的病理学与几个因素有关。最重要的介质之一是一氧化氮(NO)，已经发现一氧化氮的缺乏会导致肺动脉血管收缩、血管重塑和与PAH病理相关的右心室衰竭。
[0005]NO的血管舒张和抗增殖作用使其成为PAH的药物治疗的一种有吸引力的工具。通过吸入施用NO气体已显示出对患有PAH的患者有益，尤其是对患有先天性心脏病的儿童有益。然而，吸入NO治疗因高成本、技术困难和患者反应不一致而受到阻碍。快速停止吸入NO治疗也可能产生有害影响，氧合水平和肺动脉高压恢复到比治疗开始前更差的水平。
[0006]一氧化氮在基因疗法中还有其他可能的应用。目前，基于基因的治疗被认为是治疗肺动脉高压的一种强大的新治疗武器。基因操作可以作为标准药物治疗的补充，或者可以用作独立治疗。然而，遗传物质必须转移到细胞中，并以所需的水平表达，以提供治疗益处。NO可能在改善治疗PAH的基因疗法中的基因转导方面发挥作用。
[0007]准确的NO水平感测对于NO的产生至关重要，尤其是在医疗应用中。已经使用并提出了许多方法来监测气体混合物中一氧化氮的浓度。现有的方法包括质谱、电化学分析、量热分析、化学发光分析和压电共振技术。然而，这些方法中的每种都有缺点，这使得它们不适合在疾病诊断和治疗中广泛使用。
[0008]质谱利用质谱仪来识别物质中存在的粒子。粒子被电离并通过电磁场发射。粒子偏转的方式表明了它们的质量，从而表明了其特性。质谱是准确的，但需要使用非常昂贵且复杂的设备。而且，分析相对较慢，使得其不适合对产生或递送的NO水平进行实时分析。优选地，在一氧化氮的逐呼吸分析中，当气体混合物流动通过流动路径时，期望快速且准确地测量流动路径中的一氧化氮浓度。然而，质谱法需要对部分气体混合物进行采样，而不是分析流动路径本身中的一氧化氮浓度。质谱不能被认为是一种即时或连续的分析方法。这种基于采样的系统在检测浓度非常低的气体时尤其不足，因为需要大的样本。
[0009]基于电化学的分析系统使用电化学气体传感器，其中来自样品的气体扩散到并穿过半渗透屏障，诸如膜，然后穿过电解质溶液，并且然后到达典型的三个电极中的一个。在三个电极中的一个电极上，发生感应氧化还原反应。在第二个反电极上，发生互补的、相反
的氧化还原反应。通常提供第三个电极作为参比电极。在感测电极处一氧化氮氧化或还原时，电流在感测和反电极之间流动，该电流与在感测电极表面处反应的一氧化氮的量成比例。参比电极用于将感测电极维持在固定电压。用于检测一氧化氮的典型的基于电化学的气体分析仪显示在Davis等人的美国专利号5,565,075中，其通过引用并入本文。基于电化学的装置具有高灵敏度和准确性，但需要频繁的校准以及相关的服务成本和延迟。
[0010]基于化学发光的传感器依赖于通过将一氧化氮与臭氧O3混合，以产生二氧化氮(NO2)和氧气的一氧化氮的氧化。二氧化氮在反应后立即处于激发态，并在衰变回非激发态时释放光子。通过感测在该反应期间发射的光量，可以确定一氧化氮的浓度。基于化学发光的装置的实例显示在Gustafsson的美国专利号6,099,480中，其通过引用并入本文。化学发光装置通常非常大且昂贵，并且它们的精度对环境因素敏感。
[0011]对于该领域的传感器来说，最方便和可靠的气体分析方法是通过吸收特定波长的光来直接光学测量气体组分。这种方法的主要优点是吸收在时间上的稳定性，因为吸收系数基本上是恒定的。因此，只要光学仪器保持清洁，就可以在没有频繁校准的情况下提供稳定的测量。现有的基于光吸收的气体分析仪10(参见图1)由以下组成：光源20，其产生被待测气体组分吸收的波长的辐射；光学器皿25，以允许光穿过所容纳的气体，该光学器皿包括密封件26和在每端上的光学窗口27；气体输入30；气体输出40；以及由透镜55进给的光传感器50，其可以将来自光源20穿过气体的光转换为电压信号。合适的光源20包括LED和激光二极管，并且合适的光传感器50包括光电二极管、光电电阻器或光电晶体管，它们实际上具有无限的使用寿命和足够稳定的特性。发射光的波长可以选择为被目标气体组分吸收的波长，并且光传感器50可以测量发射光穿过气体之后的光强度。因此，可以确定吸收和相关的气体组分浓度。不幸的是，一氧化氮在可见光和近紫外光谱中没有吸收带，因此该方法不适用于一氧化氮的测量。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术的主要目的是克服现有技术等离子体产生系统的至少一些缺点。在一个实施方式中，这是由用于测量样品中一氧化氮浓度的传感器提供的，该传感器包括：臭氧源，其用于氧化样品中的一氧化氮以形成NO2；以及一个或多个光吸收测量系统，其用于在氧化之前和之后在一氧化氮分析仪中确定样品中的NO2水平。
[0013]在一个实施方式中，光吸收测量系统包括光源，该光源被定位为使光穿过传感器内的样品。在另一个实施方式中，传感器进一步包括光传感器，该光传感器被定位为接收来自光源的穿过传感器内的样品的光。
[0014]在一个实施方式中，光源发射波长为约350nm至约400nm的光。在另一个实施方式中，光源包括一个或多个LED。
[0015]在一个实施方式中，传感器进一步包括处理器，其配置为从一个或多个光吸收测量系统接收吸收数据并由其确定NO2水平。在另一个实施方式中，传感器包括一个或多个反射镜，其用于在进入光传感器之前反射光以穿过样品一次或多次，从而增加用于测量低浓度NO2的光束长度。
[0016]在一个实施方式中，第一光吸收测量系统位于臭氧源的上游，并且第二光吸收测量体系位于臭氧源下游。
[0017]在另一个实施方式中，处理器与臭氧源通信，并且配置为通过阀或泵控制臭氧引入样品并在将臭氧引入样品之前和之后确定NO2水平。
[0018]在一个独立实施方式中，提供了用于测量样品中一氧化氮浓度的方法，该方法包括：使用臭氧氧化一定体积样品内的一氧化氮以形成NO2；测量样品内NO2的光吸收，以在氧化之前和之后在一氧化氮分析仪中确定样品中的NO2水平；以及从氧化之后确定的NO2水平减去氧化之前确定的NO2水平，以确定样品中的一氧化氮浓度。
[0019]在一个实施方式中，方法进一步包括使来自传感器内的光源的光穿过样品。在另一个实施方式中，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量样品中一氧化氮浓度的传感器，所述传感器包括：臭氧源，其用于氧化样品内的一氧化氮以形成NO2；和一个或多个光吸收测量系统，其用于在氧化之前和之后在一氧化氮分析仪中确定所述样品中的NO2水平。2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述光吸收测量系统包括光源，所述光源被定位成使光穿过所述传感器内的所述样品。3.根据权利要求2所述的传感器，其进一步包括光传感器，所述光传感器被定位成接收来自所述光源的穿过所述传感器内的所述样品的光。4.根据权利要求2或3所述的传感器，其中所述光源发射波长为约350nm至约400nm的光。5.根据权利要求2
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4中任一项所述的传感器，其中所述光源包括一个或多个LED。6.根据权利要求3
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5中任一项所述的传感器，其进一步包括处理器，所述处理器配置为从所述一个或多个光吸收测量系统接收吸收数据并从其确定NO2水平。7.根据权利要求3所述的传感器，其中所述传感器包括一个或多个反射镜，其用于在进入所述光传感器之前反射光以穿过所述样品一次或多次，从而增加用于测量低浓度NO2的光束长度。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的传感器，其中第一光吸收测量系统定位在所述臭氧源的上游，并且第二光吸收测量系统定位在所述臭氧源的下游。9.根据权利要求8所述的传感器，其中所述处理器与所述臭氧源通信，并且配置为控制通过阀或泵将臭氧引入到所述样品，并且在将臭氧引入所述样品之前和之后确定NO2水平。10.一种用于测量样品中一氧化氮浓度的方法，所述方法包括：使用臭氧氧化一定体积样品内的一氧化氮以形成NO2；测量所述样品内NO2的光吸收，以在氧化之前和之后在一氧化氮分析仪中确定所述样品中的NO2水平；和从氧化之后确定的NO2水平减去氧化之前确定的NO2水平，以确定所述样品中的一氧化氮浓度。11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括使来自所述传感器内的光源的光穿过所述样品。12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括使用光传感器测量来自所述光源的穿过所述传感器内的所述样品的光的光强度。13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述光源发射波长为约350nm至约400nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：尼诺克斯医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：