确定流体中分析物的浓度的系统和方法技术方案

公开了一种用于确定流体中分析物的浓度的方法和使用该方法的系统

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定流体中分析物的浓度的系统和方法


[0001]本专利技术涉及用于确定流体中分析物的浓度的系统和方法
。

技术介绍

[0002]包括传感器的系统用于感测用于各种应用的各种分析物
。
这些分析物可以是生物标志物
、
污染物
、
麻醉品或在其检测和
/
或定量中任意其它感兴趣的物种
。
例如，这样的分析物可以是生物标志物，其中它们在样品中的存在
、
不存在或浓度可以指示疾病或状况
。
[0003]例如，人类呼出的气体含有多种化合物，这些化合物可以被检测用于监测受试者体内的疾病和
/
或生理过程
。
受试者呼出气体中的丙酮浓度是生物标志物，可能与酮症状态下脂肪转化为能量的速率有关，在酮症状态下，身体还会将丙酮
、
乙酰乙酸和
β
‑
羟基丁酸释放到肝脏的血流中
。
[0004]健康人可以通过禁食或摄取低碳水化合物或生酮饮食来达到酮症状态
。
对于患有糖尿病的人来说，当身体没有足够的胰岛素时，血液和呼出气体中的丙酮浓度都会升高
。
血液中酮体的持续升高可能导致酮症酸中毒
。
[0005]检测呼出气体中的丙酮浓度是确定健康人是否处于酮症状态的一种非侵入性方法
。
检测呼出气体中的丙酮浓度也有助于糖尿病监测体内酮体的水平
。
因此，需要新的和r/>/
或改进的方法和系统来确定流体中，特别是呼吸样品中分析物
(
例如丙酮
)
的浓度
。
[0006]用于确定分析物
(
例如丙酮
)
浓度的系统或方法需要对分析物具有适当的灵敏度，以限制假阴性结果
。
例如，
EPA
对饮用水中铅的允许极限为
15ppb。
因此，用于确定饮用水中铅浓度的系统或方法必须足够灵敏，以可靠地检测至少低至
15ppb
的浓度的铅
。
[0007]另外，用于确定分析物
(
例如丙酮
)
浓度的系统或方法必须对分析物具有合适的选择性水平，以限制假阳性结果
。
例如，如果对铅的选择性较差，那么灵敏度足以确定饮用水中铅浓度低于
15ppb
的系统或方法则在该应用中几乎没有用处
。
如果该系统或方法对饮用水中的钠
(
其通常以比铅高得多的浓度存在于饮用水中
)
有类似的响应，那么这种系统或方法将产生许多假阳性结果
。
[0008]现有技术中的系统或方法可以具有用于感知分析物的合适的灵敏度
、
选择性
、
精度和
/
或准确度，但仅在窄的分析物的浓度范围内
。
然而，对于许多分析物，如丙酮，有必要在各种浓度下检测和
/
或量化其浓度
。
因此，需要开发具有宽动态范围和
/
或宽工作范围的系统和方法，用于在各种浓度下确定分析物
(
例如丙酮
)
的浓度
。
一些系统或方法可能满足这些要求，但可能具有高的设备成本，例如，它们可能需要使用
GC
‑
MS。
此外，使用这样的系统或方法来确定分析物的准确浓度可能是缓慢的
。
[0009]低成本的系统和方法可能会遭受以下一个或更多个的问题：难以校准导致准确度差
、
重复性差导致精度差
、
选择性差
、
灵敏度差
、
动态范围窄和
/
或工作范围窄
。
因此，需要开发在任一个或更多个这些性质中具有改进的低成本系统和方法
。
还需要开发适用于快速测试的系统和方法
。
[0010]用于确定某些生物标志物浓度的系统和方法可能仅对侵入性采集的样品
(
如血
液
)
有效
。
例如，用于确定糖尿病患者血糖水平的系统是准确的，并且能够进行定量的葡萄糖浓度测量，但仅用于侵入性收集的血液样品
。
因此，还需要具有改进的灵敏度
、
可靠性和
/
或可负担性的系统和方法，以便能够检测或定量化非侵入性收集的样品
(
例如尿液
、
唾液或呼吸
)
中的生物标志物，如丙酮
。
[0011]本专利技术的目的是至少部分地满足上述需求中的至少一个
。

技术实现思路

[0012]本专利技术的专利技术人出乎意料地发现，通过利用试剂的颜色变化和试剂颜色变化率的组合，可以在宽的工作浓度范围内确定流体中分析物
(
例如丙酮
)
的浓度
。
[0013]根据第一方面，提供了一种确定流体中分析物的浓度的方法，所述方法包括以下步骤：
[0014]提供在其上和
/
或其中吸附有羟胺盐和加酸显色指示剂的吸附剂材料；
[0015]在初始时间点测量吸附剂材料的初始颜色值；
[0016]使流体与吸附剂材料接触以在吸附剂材料中产生颜色变化；
[0017]在最终时间点测量吸附剂材料的最终颜色值；和
[0018]通过以下步骤确定流体中分析物的浓度：
[0019]当吸附剂材料的颜色值从初始时间点到最终时间点的变化小于阈值颜色值时：
[0020]使用吸附剂材料的颜色值从初始时间点到最终时间点的变化；和
[0021]当吸附剂材料的颜色值从初始时间点到最终时间点的变化大于或等于阈值颜色值时：
[0022]使用吸附剂材料的颜色值在时间范围内的变化率，其中时间范围在初始时间点和最终时间点之间
。
[0023]以下选项可以单独地或以任何合适的组合与第一方面结合使用
。
[0024]在某些实施方案中，颜色值是吸光度
。
[0025]在某些实施方案中，颜色值是波长
。
[0026]在某些实施方案中，当吸附剂材料的颜色值从初始时间点到最终时间点的变化小于阈值颜色值时，分析物的浓度使用以下等式计算：
[0027]AC
＝
M
CC
*CC+ACI1[0028]其中
AC
是分析物的浓度；
CC
是吸附剂材料的颜色值从初始时间点到最终时间点的变化；且
M
CC
和
ACI1分别是吸附剂材料的颜色变化值相对分析物的浓度的标准图的斜率和
y
轴截距
。<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.
一种确定流体中分析物的浓度的方法，所述方法包括以下步骤：提供在其上和
/
或其中吸附有羟胺盐和加酸显色指示剂的吸附剂材料；在初始时间点测量所述吸附剂材料的初始颜色值；使流体与所述吸附剂材料接触以在所述吸附剂材料中产生颜色变化；在最终时间点测量所述吸附剂材料的最终颜色值；和通过以下步骤确定所述流体中所述分析物的浓度：当所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化小于阈值颜色值时：使用所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化；和当所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化大于或等于所述阈值颜色值时：使用所述吸附剂材料的颜色值在时间范围内的变化率，其中所述时间范围在所述初始时间点和所述最终时间点之间
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中所述颜色值是吸光度
。3.
根据权利要求1所述的方法，其中所述颜色值是波长
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中当所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化小于所述阈值颜色值时，所述分析物的浓度使用以下等式计算：
AC
＝
M
CC
*CC+ACI1其中
AC
是所述分析物的浓度；
CC
是所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化；且
M
CC
和
ACI1分别是所述吸附剂材料的颜色变化值相对分析物的浓度的标准图的斜率和
y
轴截距
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中当所述吸附剂材料的颜色值从所述初始时间点到所述最终时间点的变化大于或等于所述阈值颜色值时，所述分析物的浓度使用以下等式计算：
AC
＝
M
CCR
*CCR+ACI2其中
AC
是所述分析物的浓度；
CCR
是所述吸附剂材料的颜色值在所述时间范围内的变化率；且
M
CCR
和
ACI2分别是所述吸附剂材料的颜色值变化率相对分析物的浓度的标准图的斜率和
y
轴截距
。6.
根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述阈值颜色值是对应于所述流体中约
300ppm
至约
400ppm(
体积
/
体积
)
的分析物的浓度的颜色值
。7.
根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中羟铵盐是氯化羟铵
。8.
根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述加酸显色指示剂选自由甲基橙
、
甲基红
、
甲基黄
、
甲基绿
、
甲基紫
、
氯酚红
、
溴甲酚绿
、
刚果红
、
百里酚蓝
、
溴酚蓝，甲酚红
、
间甲酚紫
、
孔雀石绿
、
乙基紫
、
结晶紫
、2,4
‑
二硝基苯酚
、
四号橙
、
赤藓红
B、
对
‑
(
苯偶氮
)
二苯胺
、
对苯偶氮苯胺及其混合物组成的组
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中使用光传感器测量所述吸附剂材料的初始颜色变化值和最终颜色变化值
。10.
根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述方法包括：
在容器中收集来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：周理然，黄毓琛，叶琳，
申请(专利权)人：澳科环球有限公司，
类型：发明
国别省市：