專利名稱：一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)和電子領(lǐng)域，涉及一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置和方法。
背景技術(shù)：
揮發(fā)性有機(jī)物常用V0C(Volatile Organic Compounds，V0C)表示，關(guān)于 V0C 的 定義有好幾種，例如美國(guó)ASTM D3960-98標(biāo)準(zhǔn)將V0C定義為任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的 有機(jī)化合物；美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保署(EPA)將V0C定義除CO、C02、H2C03、金屬碳化物、金屬碳酸 鹽和碳酸銨外任何參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的碳化合物；世界衛(wèi)生組織(WH0，1989)對(duì)V0C的 定義為熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在50-260°C之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。V0C包含各種 可于室溫下?lián)]發(fā)的有機(jī)化合物，在一般的室內(nèi)環(huán)境中有著100種以上的V0C，其中常見的 V0C 禾中類有甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、對(duì)-二氯苯(para-dichlorobenzene)、乙苯 (Ethylbenzene)、苯乙烯(Styrene)、甲醛(Formaldehyde)、乙醛(Acetaldehyde)等。苯、 甲苯、鹵代烯烴(三氯乙烯、二氯乙烯)等已被懷疑或確定為致癌物質(zhì)。V0C的來(lái)源主要為 化學(xué)品、化學(xué)溶劑、汽車尾氣和燃燒廢氣。化學(xué)品主要存在于石油、化工、加油站等生產(chǎn)和銷 售單位，而化學(xué)溶劑則同每個(gè)人的生活密切相關(guān)，無(wú)論是油漆，室內(nèi)和車內(nèi)裝飾，還是電子 電氣等設(shè)備都可能含有V0C。V0C在太陽(yáng)光和熱的作用下能參與氧化氮反應(yīng)并形成臭氧，臭氧導(dǎo)致空氣質(zhì)量變 差并且是夏季煙霧主要組分。V0C對(duì)人體的影響可分為三種類型一是氣味和感官，包括感 官刺激，感覺干燥；二是粘膜刺激和其它系統(tǒng)毒性導(dǎo)致的病態(tài)，刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼吸道 和皮膚等，V0C很容易通過血液-大腦的障礙，從而導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，使人產(chǎn)生 頭痛、乏力、昏昏欲睡和不舒服的感覺；三是基因毒性和致癌性。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)于食品安全就越來(lái)越重視，蔬菜水果的農(nóng)藥殘 留越來(lái)越引起人們關(guān)注，農(nóng)藥大部分都是揮發(fā)性的有機(jī)物，對(duì)其定性檢測(cè)和定量分析意義 重大。人體的血液和尿液中都含有大量的小分子揮發(fā)性物質(zhì)，有些特定的小分子是疾病診 斷的重要標(biāo)志物，對(duì)于這類物質(zhì)的檢測(cè)，對(duì)于疾病的診斷與治療具有重要意義。對(duì)于空氣中的易揮發(fā)性有機(jī)物，目前市場(chǎng)上已經(jīng)有針對(duì)性的試紙，檢測(cè)儀器等， 對(duì)于蔬菜水果等農(nóng)藥殘留以及代謝小分子物質(zhì)的檢測(cè)目前主要使用氣相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用 進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)樣品測(cè)試都需要半小時(shí)以上的時(shí)間，而且通量較小，不適于大規(guī)模樣品的測(cè) 試o目前也有使用直接進(jìn)樣桿質(zhì)譜的方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)易揮發(fā)有機(jī)物，但是無(wú)論是使用 DEP還是DIP，都是使用電加熱，升溫速度慢，而且每次只能放置一種樣品進(jìn)行分析，分析通量小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快速高通量地檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的 裝置和方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置包括靶板、多維移動(dòng)平臺(tái)、激光器、質(zhì)譜儀；所述靶 板用以點(diǎn)放揮發(fā)性有機(jī)物樣品；所述多維移動(dòng)平臺(tái)用以放置靶板，并由電腦控制帶動(dòng)靶板 在任意方向上移動(dòng)；所述激光器用以發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；所述質(zhì)譜 儀用以電離解析后的樣品，產(chǎn)生圖譜。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述多維移動(dòng)平臺(tái)包括一固定靶板的固定裝置和一 平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平臺(tái)上，并由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述多維移動(dòng)平臺(tái)是由多層平臺(tái)組成的，所述多 層平臺(tái)的最頂層平臺(tái)由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述靶板為能容放上百個(gè)樣品的不銹鋼板。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，激光器為C02紅外激光器。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述激光器利用反射和聚焦裝置將紅外激光反射 聚焦到樣品上，所述反射和聚焦裝置為三維激光頭，所述三維激光頭包括反射鏡片和聚焦 透鏡。作為本發(fā)明的再一種優(yōu)選方案，所述質(zhì)譜儀為電子轟擊源質(zhì)譜儀或化學(xué)電離源質(zhì) 譜儀。一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法包括以下步驟步驟一，將揮發(fā)性有機(jī)物樣品點(diǎn)放在靶板上；步驟二，將點(diǎn)放有樣品的靶板放在由電腦控制能在任意方向上移動(dòng)的多維移動(dòng)平 臺(tái)的固定裝置上；步驟三，激光器發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；步驟四，解析后的樣品進(jìn)入到質(zhì)譜儀中，質(zhì)譜儀對(duì)解析后的樣品進(jìn)行電離，產(chǎn)生圖
並作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟三中，所述激光器利用三維激光頭將紅外激光 反射聚焦到樣品上，所述三維激光頭包括直徑為20mm的反射鏡片和直徑為20mm的聚焦深 度為50. 8mm的聚焦透鏡。作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述多維移動(dòng)平臺(tái)包括一固定靶板的固定裝置和 一平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平臺(tái)上，并由電腦控制在任意方向上移動(dòng)；或所述多維移動(dòng) 平臺(tái)是由多層平臺(tái)組成的，所述多層平臺(tái)的最頂層平臺(tái)由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明采用了可由電腦控制在任意方向上移動(dòng)的多維移 動(dòng)平臺(tái)，故可以進(jìn)行多個(gè)樣品的檢測(cè)，提高檢測(cè)通量；此外，本發(fā)明采用具有較高的熱輻射 能的激光器對(duì)有機(jī)物進(jìn)行解析，也大大地提高了解析速度。


圖1為本發(fā)明所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法流程圖。主要組件符號(hào)說明1、靶板；2、多維移動(dòng)平臺(tái)；3、激光器； 4、采樣毛細(xì)管；
5、質(zhì)譜儀；6、三維激光頭。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例一本實(shí)施例提供了一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法，該方法為首先將樣品點(diǎn)在類似MALDI靶板的不銹鋼板上，一塊不銹鋼板可以點(diǎn)上百個(gè)樣 品，不需要其他輔助基質(zhì)；然后將靶板放在由電腦控制的多維移動(dòng)平臺(tái)上，固定好；再使用紅外激光照射靶板上面的樣品使樣品解析，解析后的樣品進(jìn)入質(zhì)譜采樣毛
細(xì)管；最后利用電子轟擊源進(jìn)行電離檢測(cè)。檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法流程圖如圖2所示，包括以下步驟步驟一，將揮發(fā)性有機(jī)物樣品點(diǎn)放在靶板上；步驟二，將點(diǎn)放有樣品的靶板放在由電腦控制能在任意方向上移動(dòng)的多維移動(dòng)平 臺(tái)的固定裝置上；步驟三，激光器發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；步驟四，解析后的樣品進(jìn)入到質(zhì)譜儀中，質(zhì)譜儀對(duì)解析后的樣品進(jìn)行電離，產(chǎn)生圖
並步驟三中，所述激光器利用反射和聚焦裝置將紅外激光反射聚焦到樣品上，所述 反射和聚焦裝置為三維激光頭，所述三維激光頭包括反射鏡片和聚焦透鏡。所述多維移動(dòng)平臺(tái)包括一固定靶板的固定裝置和一平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平 臺(tái)上，并由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。本實(shí)施例提供的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置可以快速高通量地檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物， 該裝置包括多維移動(dòng)平臺(tái)、樣品靶板、紅外激光器、三維激光頭、電子轟擊源質(zhì)譜。所述紅外激光器采用3w的C02紅外激光器，將其固定在桌面上。利用三維激光頭 (含有直徑為20毫米的反射鏡片和直徑為20毫米的聚焦深度為50. 8毫米的聚焦透鏡)將 紅外激光反射聚焦到不銹鋼96孔樣品靶板上，樣品靶板固定在多維移動(dòng)平臺(tái)上。紅外激光 具有很高的熱解析能力，不會(huì)破壞樣品，在激光將樣品解析揮發(fā)后，樣品通過采樣毛細(xì)管進(jìn) 入電子轟擊源質(zhì)譜，經(jīng)電子轟擊打碎后進(jìn)行質(zhì)譜分析；多維移動(dòng)平臺(tái)由電腦控制，可以根據(jù) 需要移動(dòng)，這樣激光就可以在解析一個(gè)樣品之后直接進(jìn)行下一個(gè)樣品的解析，原本一個(gè)樣 品測(cè)試的時(shí)間可以進(jìn)行多個(gè)樣品測(cè)試，是一種快速高通量揮發(fā)性有機(jī)物的檢測(cè)裝置。該檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述裝置包括靶板1、多維移 動(dòng)平臺(tái)2、激光器3、質(zhì)譜儀5 ；所述靶板1用以點(diǎn)放揮發(fā)性有機(jī)物樣品；所述多維移動(dòng)平臺(tái) 2用以放置靶板，并由電腦控制帶動(dòng)靶板1在任意方向上移動(dòng)；所述激光器3用以發(fā)射激光 照射靶板1上的樣品，使樣品解析；所述采樣毛細(xì)管4用以吸入解析后的樣品；所述質(zhì)譜儀 5用以電離來(lái)自采樣毛細(xì)管4的解析后的樣品，產(chǎn)生圖譜。所述多維移動(dòng)平臺(tái)包括一固定 靶板的固定裝置和一平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平臺(tái)上，并由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。 平臺(tái)不動(dòng)，是固定靶板的固定裝置在動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)靶板動(dòng)。
所述靶板1為能容放上百個(gè)樣品的不銹鋼板。激光器3為C02紅外激光器。所述采 樣毛細(xì)管4為質(zhì)譜采樣毛細(xì)管。所述激光器3利用三維激光頭6將紅外激光反射聚焦到樣 品上，所述三維激光頭6包括直徑為20mm的反射鏡片和直徑為20mm的聚焦深度為50. 8mm 的聚焦透鏡。所述質(zhì)譜儀為電子轟擊源質(zhì)譜儀或化學(xué)電離源質(zhì)譜儀。本實(shí)施例中的多維移動(dòng)平臺(tái)可以任意方向上移動(dòng)，一塊靶板上可以放很多樣品， 激光器發(fā)射的激光能量高且解析速度快。相對(duì)于傳統(tǒng)的用直接進(jìn)樣桿進(jìn)行電加熱且每次只 能解析一種樣品的方式，本實(shí)施例可以進(jìn)行多個(gè)樣品的解析檢測(cè)，檢測(cè)速度快，通量高。實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述多維移動(dòng)平臺(tái)是由多層平臺(tái)組成的，所述 多層平臺(tái)的最頂層平臺(tái)由電腦控制在任意方向上移動(dòng)，除最頂層外的其余層平臺(tái)固定不 動(dòng)。實(shí)施例三本實(shí)施例所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置可以用來(lái)進(jìn)行小分子的成像分析。當(dāng)樣 品在靶板被解析，在質(zhì)譜儀(EI源質(zhì)譜或CI源質(zhì)譜)上檢測(cè)可以得到該分子的質(zhì)譜圖，根 據(jù)質(zhì)譜圖的分子量、強(qiáng)度可以利用軟件用不同顏色來(lái)表示，分析這個(gè)分子的所有質(zhì)譜峰，利 用圖形軟件處理就可以得到該分子的像。如利用上述裝置進(jìn)行葉片成像，不需要對(duì)葉片進(jìn) 行前處理，只需將葉片放置于靶板上固定，利用電腦按照程序?qū)θ~片不同方位進(jìn)行激光解 析質(zhì)譜采樣分析，最后將所得到的所有質(zhì)譜圖譜利用處理軟件得到葉片的像。同理，也可以 設(shè)定程序，在圖形處理時(shí)只針對(duì)某一種小分子進(jìn)行檢測(cè)，這樣就可以得到該分子在整個(gè)葉 片的分布情況。如果在臨床分析時(shí)，可以有針對(duì)性的看某種靶標(biāo)的分布，對(duì)疾病的治療和診 斷有很大的幫助。實(shí)施例四實(shí)施例一和二所述裝置也可以用作高通量陣列分析的采樣器，例如對(duì)復(fù)雜樣品進(jìn) 行色譜分析，可以利用微流控芯片的多通道設(shè)計(jì)得到多種餾分，這樣只要將微流控芯片固 定在多維移動(dòng)平臺(tái)上，就可以用電腦軟件通過控制多維移動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)來(lái)使激光對(duì)每個(gè)通 道內(nèi)的樣品進(jìn)行解析，使質(zhì)譜對(duì)每個(gè)通道內(nèi)的樣品進(jìn)行分析。所述裝置是一種能夠?qū)]發(fā) 性有機(jī)物進(jìn)行高通量快速分析的裝置。此外，用微流控芯片還可以進(jìn)行單細(xì)胞分析，微流控芯片的每一個(gè)通道內(nèi)都存有 細(xì)胞，對(duì)細(xì)胞的代謝產(chǎn)物分析可以使用上述裝置，同樣對(duì)于藥物測(cè)試和代謝途徑的研究均 可以使用上述裝置，使用激光解析快速便捷。對(duì)細(xì)胞代謝產(chǎn)物和代謝通路的分析在臨床上是一種很重要的病理分析，因此利用 上述移動(dòng)平臺(tái)就可以快速方便的得到想要的代謝差異。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例 中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說實(shí) 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于，所述裝置包括靶板，用以點(diǎn)放揮發(fā)性有機(jī)物樣品；多維移動(dòng)平臺(tái)，用以放置靶板，并由電腦控制帶動(dòng)靶板在任意方向上移動(dòng)；激光器，用以發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；質(zhì)譜儀，用以電離解析后的樣品，產(chǎn)生圖譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于所述多維移動(dòng)平臺(tái) 包括一固定靶板的固定裝置和一平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平臺(tái)上，并由電腦控制在任意 方向上移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于所述多維移動(dòng)平臺(tái) 是由多層平臺(tái)組成的，所述多層平臺(tái)的最頂層平臺(tái)由電腦控制在任意方向上移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于所述靶板為能容放 上百個(gè)樣品的不銹鋼板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于激光器為C02紅外激 光器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于所述激光器利用反 射和聚焦裝置將紅外激光反射聚焦到樣品上，所述反射和聚焦裝置為三維激光頭，所述三 維激光頭包括反射鏡片和聚焦透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置，其特征在于所述質(zhì)譜儀為電子 轟擊源質(zhì)譜儀或化學(xué)電離源質(zhì)譜儀。
8.權(quán)利要求1所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置的檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包 括以下步驟步驟一，將揮發(fā)性有機(jī)物樣品點(diǎn)放在靶板上；步驟二，將點(diǎn)放有樣品的靶板放在由電腦控制能在任意方向上移動(dòng)的多維移動(dòng)平臺(tái)的 固定裝置上；步驟三，激光器發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；步驟四，解析后的樣品進(jìn)入到質(zhì)譜儀中，質(zhì)譜儀對(duì)解析后的樣品進(jìn)行電離，產(chǎn)生圖譜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法，其特征在于所述多維移動(dòng)平臺(tái)包括一固定靶板的固定裝置和一平臺(tái)；所述固定裝置設(shè)置在平臺(tái) 上，并由電腦控制在任意方向上移動(dòng)；或所述多維移動(dòng)平臺(tái)是由多層平臺(tái)組成的，所述多層平臺(tái)的最頂層平臺(tái)由電腦控制在任 意方向上移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的方法，其特征在于步驟三中，所述激 光器利用反射和聚焦裝置將紅外激光反射聚焦到樣品上，所述反射和聚焦裝置為三維激光 頭，所述三維激光頭包括反射鏡片和聚焦透鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物的裝置包括靶板、多維移動(dòng)平臺(tái)、激光器、質(zhì)譜儀；所述靶板用以點(diǎn)放揮發(fā)性有機(jī)物樣品；所述多維移動(dòng)平臺(tái)用以放置靶板，并由電腦控制帶動(dòng)靶板在任意方向上移動(dòng)；所述激光器用以發(fā)射激光照射靶板上的樣品，使樣品解析；所述質(zhì)譜儀用以電離解析后的樣品，產(chǎn)生圖譜。本發(fā)明采用了可由電腦精確控制的能在任意方向上快速移動(dòng)的多維移動(dòng)平臺(tái)，故可以進(jìn)行多個(gè)樣品的檢測(cè)，提高檢測(cè)通量；此外，本發(fā)明采用具有較高的熱輻射能的激光器對(duì)有機(jī)物進(jìn)行解析，也大大地提高了解析速度。
文檔編號(hào)G01N27/64GK101799450SQ20101013058
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者徐國(guó)賓, 楊芃原, 潘鑫淵, 聶磊 申請(qǐng)人:上海華質(zhì)生物技術(shù)有限公司