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具有低揮發(fā)性的化合物的化學(xué)汽化和檢測(cè)的制作方法

文檔序號(hào):11249253閱讀:490來源:國知局
具有低揮發(fā)性的化合物的化學(xué)汽化和檢測(cè)的制造方法與工藝
在本文中描述的實(shí)施例一般涉及用于化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù),并且更特別地涉及借助于光譜測(cè)定法而利用試劑以便檢測(cè)違禁物質(zhì),諸如爆炸物、麻醉品、殺蟲劑和化學(xué)戰(zhàn)劑。更具體地,該方法和系統(tǒng)包括通過與試劑的結(jié)合而化學(xué)地改性感興趣物質(zhì)的樣本以便提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性。該系統(tǒng)和方法進(jìn)一步包括執(zhí)行對(duì)該感興趣物質(zhì)的分析。
背景技術(shù)
:某些違禁物質(zhì)(諸如,無機(jī)氧化劑鹽)被用于自制爆炸物(hme)的配方中。各類這些爆炸物的示例包括硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽和高錳酸鹽的化合物。這些化合物具有非常低的揮發(fā)性,這使它們難以被檢測(cè)系統(tǒng)所檢測(cè),該檢測(cè)系統(tǒng)依賴于樣本的汽化以用于檢測(cè)。這些類型的檢測(cè)系統(tǒng)的示例包括質(zhì)譜法(ms)和離子遷移譜(ims)。如此一來,在一些情形中,檢測(cè)系統(tǒng)不能夠識(shí)別潛在的危險(xiǎn)物質(zhì),因?yàn)樵撐镔|(zhì)不能夠在檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)被汽化。因此,對(duì)于使用有效的化學(xué)汽化試劑的檢測(cè)系統(tǒng)和方法仍然存在需求,該試劑用于與依賴于樣本的汽化的檢測(cè)系統(tǒng)一起使用,該系統(tǒng)和方法包括:(i)向感興趣物質(zhì)的更具揮發(fā)性的狀態(tài)的有效化學(xué)轉(zhuǎn)化;(ii)通過將可以汽化并且干擾或抑制檢測(cè)器信號(hào)的其它化合物的量最小化來降低對(duì)檢測(cè)器的化學(xué)噪聲;以及(iii)不會(huì)對(duì)需要被檢測(cè)的其它化合物的可檢測(cè)性造成不利影響的性質(zhì)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器(samplingtrap)上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至熱解吸器中;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至熱解吸器;使試劑沉積在解吸器內(nèi)的收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,使試劑沉積包括將試劑噴在收集器上;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至裝置中,其中,該裝置包括基本上封閉的殼體以及包括汽化的試劑的貯存器;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,汽化的試劑從貯存器沉積在收集器上;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至熱解吸器中;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從熱解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至熱解吸器中,其中,該解吸器包括聯(lián)接至試劑流動(dòng)系統(tǒng)的試劑管線;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,該試劑通過試劑管線沉積在收集器上;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的樣本,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè);使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物揮發(fā)性;將包括鹽化合物的收集器引入至熱解吸器中;使鹽化合物汽化;將汽化的鹽化合物從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)鹽化合物的分析;以及,檢測(cè)該鹽化合物。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的樣本,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè);將包括鹽化合物的收集器引入至熱解吸器中;使試劑沉積在該解吸器內(nèi)的收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性,其中,使試劑沉積包括將試劑噴在收集器上;使鹽化合物汽化;將汽化的鹽化合物從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)鹽化合物的分析;以及,檢測(cè)該鹽化合物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的樣本,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè);將包括鹽化合物的收集器引入至裝置中,其中,該裝置包括基本上封閉的殼體以及包括汽化的試劑的貯存器;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性,其中,汽化的試劑從貯存器沉積在收集器上;將包括鹽化合物的收集器引入至熱解吸器中;使鹽化合物汽化;將汽化的鹽化合物從熱解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)鹽化合物的分析;以及,檢測(cè)該鹽化合物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的方法被公開。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的樣本,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè);將包括鹽化合物的收集器引入至熱解吸器中,其中,該解吸器包括聯(lián)接至試劑流動(dòng)系統(tǒng)的試劑管線;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性,其中,該試劑通過試劑管線沉積在收集器上;使鹽化合物汽化;將汽化的鹽化合物從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)鹽化合物的分析;以及,檢測(cè)該鹽化合物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的方法被公開。該方法包括:提高基本上非揮發(fā)性的鹽化合物的揮發(fā)性,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè),其中,通過將試劑施加至該鹽化合物而提高該鹽化合物的揮發(fā)性;在熱解吸器中使鹽化合物汽化;以及,將汽化的鹽化合物轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中,其中,該檢測(cè)器執(zhí)行對(duì)該汽化的鹽化合物的分析并且檢測(cè)該鹽化合物。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被公開。該系統(tǒng)包括:采樣收集器,該采樣收集器包括基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì);沉積裝置,該沉積裝置包括試劑,該沉積裝置被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性;熱解吸器,該熱解吸器被構(gòu)造成保持采樣收集器,其中,該解吸器被構(gòu)造成使感興趣物質(zhì)汽化;以及,分析裝置,該分析裝置與解吸器流動(dòng)連通并且被構(gòu)造成接收汽化的感興趣物質(zhì)并執(zhí)行對(duì)該感興趣物質(zhì)的分析。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被公開。該系統(tǒng)包括:采樣收集器,該采樣收集器包括基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì);熱解吸器,該熱解吸器被構(gòu)造成保持采樣收集器,其中,該解吸器包括沉積裝置,該沉積裝置包括試劑并且被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,該解吸器被構(gòu)造成使感興趣物質(zhì)汽化;以及,分析裝置,該分析裝置與解吸器流動(dòng)連通地聯(lián)接,該分析裝置被構(gòu)造成接收汽化的感興趣物質(zhì)并且執(zhí)行對(duì)該感興趣物質(zhì)的分析。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被公開。該系統(tǒng)包括:采樣收集器,該采樣收集器包括基本上非揮發(fā)性的鹽化合物,其中,該鹽化合物包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè);沉積裝置,該沉積裝置包括試劑,該沉積裝置被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性;熱解吸器,該熱解吸器被構(gòu)造成保持采樣收集器,其中,該熱解吸器被構(gòu)造成使鹽化合物汽化;以及,分析裝置,該分析裝置與解吸器流動(dòng)連通并且被構(gòu)造成接收汽化的鹽化合物并執(zhí)行對(duì)該鹽化合物的分析。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被公開。該系統(tǒng)包括:采樣收集器,該采樣收集器包括基本上非揮發(fā)性的鹽化合物;熱解吸器,該熱解吸器被構(gòu)造成保持采樣收集器,其中,該解吸器包括沉積裝置,該沉積裝置包括試劑并且被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性,其中,該解吸器被構(gòu)造成使鹽化合物汽化;分析裝置,該分析裝置與解吸器流動(dòng)連通地聯(lián)接,該分析裝置被構(gòu)造成接收汽化的鹽化合物并且執(zhí)行對(duì)該鹽化合物的分析。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的在檢測(cè)系統(tǒng)的解吸器單元中的射流噴射器的示意圖的示例性實(shí)施例。圖2是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的解吸器單元的示例性實(shí)施例。圖3是根據(jù)本發(fā)明的樣本制備裝置的示意圖的示例性實(shí)施例。圖4是根據(jù)本發(fā)明的瓶式噴射器的示意圖的示例性實(shí)施例。圖5是根據(jù)本發(fā)明的瓶式噴射器的示意圖的示例性實(shí)施例。圖6是根據(jù)本發(fā)明的包括噴射器的裝置的示例性實(shí)施例。圖7是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的摻雜物管線的示意圖的示例性實(shí)施例。圖8是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)系統(tǒng)的摻雜物管線的示意圖的示例性實(shí)施例。圖9是根據(jù)本發(fā)明的射流噴射器的時(shí)間的選擇相對(duì)解吸器的溫度規(guī)劃(temperatureprogramming)的示意圖的示例性實(shí)施例。圖10a是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自不帶試劑或化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖10b是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自不帶試劑但帶有氧化劑鹽化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖10c是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自帶有酸試劑但不帶化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖10d是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自帶有酸試劑且?guī)в醒趸瘎}化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖11a是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自帶有還原劑而不帶化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖11b是描繪根據(jù)本發(fā)明的來自帶有還原劑且?guī)в醒趸瘎}化合物的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜的示例性圖。圖12a是描繪根據(jù)本發(fā)明的用于從不帶試劑但帶有氧化劑鹽化合物的采樣介質(zhì)中重復(fù)采樣的樣本離子的質(zhì)譜強(qiáng)度的示例性圖。圖12b是描繪根據(jù)本發(fā)明的用于從帶有酸試劑且?guī)в醒趸瘎}化合物的采樣介質(zhì)中重復(fù)采樣的離子的質(zhì)譜強(qiáng)度的示例性圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的示例性示意圖。具體實(shí)施方式本文中公開的實(shí)施例通過使用試劑以便將具有低揮發(fā)性和/或沒有揮發(fā)性的化合物轉(zhuǎn)化成能夠被汽化和檢測(cè)的更具揮發(fā)性的化合物而改進(jìn)對(duì)感興趣物質(zhì)的(例如,爆炸物)檢測(cè)。本文中公開的實(shí)施例還公開了用于修改采樣收集器的各種方法和裝置,該采樣收集器用于收集感興趣物質(zhì)以使得該感興趣物質(zhì)能夠被檢測(cè)。化學(xué)汽化材料的施加由液體沉積物、液體噴劑、氣相沉積物添加,并且在擦拭表面之前和/或之后添加。在一些實(shí)施例中,試劑的施加在擦拭表面或不擦拭表面的情況下進(jìn)行,諸如例如,將試劑直接地施加到表面(例如,手提箱、衣物等)。本文中公開的實(shí)施例還討論了在采樣收集器上使用固定化的化學(xué)汽化試劑從而能夠再使用該采樣收集器并且從而最小化進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)器中的試劑的排氣。本發(fā)明涉及將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的形式,使得能夠通過檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。如在本文中定義的,術(shù)語“基本上非揮發(fā)性”包括完全沒有揮發(fā)性(即,為非揮發(fā)性)的物質(zhì)和具有低揮發(fā)性的物質(zhì),包括在熱解吸器(諸如,itdx解吸器)的正常使用和操作狀態(tài)期間在熱解吸器中不能被汽化的物質(zhì)。揮發(fā)性被定義為物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)(即,汽化)的能力。在一些實(shí)施例中,“低揮發(fā)性”化合物包括在室溫下不汽化的化合物。在其它實(shí)施例中,“低揮發(fā)性”化合物包括在至少約100℃、至少約200℃、至少約300℃、至少約400℃、至少約500℃、至少約600℃或至少約700℃的溫度下不汽化的化合物。在一些實(shí)施例中,“低揮發(fā)性”化合物包括具有約10-9torr(托)或更低的蒸氣壓力的化合物。不同的感興趣物質(zhì)具有不同等級(jí)的揮發(fā)性?;旧戏菗]發(fā)性的物質(zhì)難以在檢測(cè)系統(tǒng)中檢測(cè),因?yàn)樗鼈儾灰子趶乃鼈兊墓虘B(tài)轉(zhuǎn)變成它們的汽化形式,并且如此一來,檢測(cè)系統(tǒng)不能識(shí)別潛在地有害的感興趣物質(zhì)。這些基本上非揮發(fā)性的物質(zhì)通常需要極高的溫度以便使它們熱解吸。根據(jù)本發(fā)明,發(fā)明人已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)了通過使用干化學(xué)法(即,通過干轉(zhuǎn)移而不是校準(zhǔn)溶液的直接沉積進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化)而將基本上非揮發(fā)性的化合物轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的形式并進(jìn)行檢測(cè)的方法。一旦處于更具揮發(fā)性的形式,則該物質(zhì)在例如熱解吸器中被汽化并且隨后轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中用于分析。使用干化學(xué)法將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)轉(zhuǎn)變成更具揮發(fā)性的形式有益于與采樣收集器和爆炸物痕跡檢測(cè)裝置一起使用。這對(duì)于通過擦拭懷疑具有違禁品、爆炸物和/或非法物質(zhì)的痕跡殘留物的表面而完成采樣的應(yīng)用是特別重要的?,F(xiàn)實(shí)世界中的采樣收集器的應(yīng)用不包括液體的使用,并且因此該化學(xué)法不同于使用目標(biāo)化合物的液相沉積的反應(yīng)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)包括爆炸物、含能材料、標(biāo)簽劑、麻醉品、毒素、化學(xué)戰(zhàn)劑、生物戰(zhàn)劑、污染物、殺蟲劑、有毒工業(yè)化學(xué)品、有毒工業(yè)材料、自制爆炸物、藥物痕跡污染物及其組合中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)包括至少一種鹽化合物,諸如例如,基于氧化劑的鹽化合物。在一些實(shí)施例中,至少一種鹽化合物包括硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、高錳酸鹽及其組合中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)包括硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鍶、硝酸鋇、氯酸鈉、氯酸鉀、高氯酸鈉、高氯酸鉀、高錳酸鈉、高錳酸鉀及其組合中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)是來自通常具有較高的揮發(fā)性的酸和堿的組合的反應(yīng)產(chǎn)物。用于提高這些基本上非揮發(fā)性物質(zhì)的揮發(fā)性的手段是使它們轉(zhuǎn)化回酸和堿。這些反應(yīng)作為平衡存在并且因此其它化學(xué)品的添加能夠使平衡點(diǎn)移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明,發(fā)明人已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)了使該平衡朝向更具揮發(fā)性的酸和堿向回移動(dòng)的方法。根據(jù)本發(fā)明,提供至少兩種機(jī)制來檢測(cè)和/或識(shí)別感興趣物質(zhì)。在一些實(shí)施例中,試劑沉積在基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)上。在一些實(shí)施例中,該試劑包括酸,表示為“hy”。在一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)包括鹽,表示為“xy”。在這些實(shí)施例中,發(fā)生下列反應(yīng):xy(鹽)+ha(酸)→hy(酸)+xa(鹽)(1)。在這些實(shí)施例中,酸將鹽從結(jié)構(gòu)xy轉(zhuǎn)化成hy,hy是該鹽的更具揮發(fā)性的形式并且因此被更容易地汽化和/或在檢測(cè)系統(tǒng)中被更容易地檢測(cè)。在其它實(shí)施例中,該試劑包括還原劑。在這些實(shí)施例中,還原劑(表示為“bc”)沉積在感興趣的鹽物質(zhì)上并且發(fā)生下列反應(yīng):xy(鹽)+bc(還原劑)→xy[-o]+boc(2)。在這些實(shí)施例中,還原劑將鹽xy轉(zhuǎn)化成化合物xy[-o],xy[-o]是該鹽的更具揮發(fā)性的形式并且因此被更容易地汽化和/或在檢測(cè)系統(tǒng)中被更容易地檢測(cè)。該還原劑還確認(rèn)鹽xy或者其酸形式hy。因此,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中試劑包括酸。在一些實(shí)施例中,試劑包括有機(jī)酸和無機(jī)酸中的至少一種。在一些實(shí)施例中,試劑包括硫酸、磺酸、膦酸、磷酸及其組合中的至少一種。在其它實(shí)施例中,試劑包括還原劑。在一些實(shí)施例中,還原劑包括磷化合物,諸如例如,三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷、四氯化二磷、三氟化磷、三溴化磷、三碘化磷及其組合。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明而使用酸或者還原劑作為試劑時(shí),該試劑使感興趣物質(zhì)化學(xué)地改性以便提高該感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性。一旦被改性成具有提高的揮發(fā)性(例如,處于汽化形式),則感興趣物質(zhì)被汽化并且然后被引入至檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)器中,并且對(duì)感興趣物質(zhì)執(zhí)行分析以便檢測(cè)該感興趣物質(zhì)的存在和/或識(shí)別特定物質(zhì)。例如,表1公開了示例性鹽及其酸對(duì)應(yīng)物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。如在表1中可見,當(dāng)氯酸鉀被改性成其酸性形式時(shí),熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都降低。這進(jìn)而提高了感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,使得該物質(zhì)在檢測(cè)系統(tǒng)中被更容易地檢測(cè)和/或識(shí)別。表1化合物熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)kclo3356400分解kclo4525600分解hclo3n/a<110℃hclo4-112203應(yīng)用方法本發(fā)明還涉及用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法,包括基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的化學(xué)改性的各種應(yīng)用。本發(fā)明能夠通過提供將化學(xué)地改性的試劑施加在實(shí)際的檢測(cè)裝置中而不是例如使用注射器的實(shí)施例來克服已知缺陷,使用注射器不是在公共場(chǎng)所和/或由非專業(yè)技術(shù)用戶使用的實(shí)際方法。本發(fā)明還提供通過一個(gè)或多個(gè)試劑的組合、采樣條件、熱控制及其組合而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化學(xué)變化以用于檢測(cè)基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中,試劑將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的形式的有效性通過添加水而被增強(qiáng)。在這些實(shí)施例中,試劑是以水溶液的形式被施加,其中,來自空氣中的水蒸氣接合到試劑。在一些實(shí)施例中,采樣收集器是一個(gè)介質(zhì),諸如由使用者的(例如,人的)手處理的一條材料或者棒裝置(wanddevice)中的一條材料。示例性使用方法是拿著采樣介質(zhì)并且在表面上擦該介質(zhì)以收集樣本。在一些實(shí)施例中,收集的樣本包含至少一種感興趣物質(zhì)。在其它實(shí)施例中,收集的樣本包含多于一種的感興趣物質(zhì)。在一些實(shí)施例中,采樣介質(zhì)包括聚四氟乙烯、紙質(zhì)材料和/或其衍生物及其組合。在一些實(shí)施例中,采樣收集器被多次使用,這在經(jīng)濟(jì)上是有益的。應(yīng)該理解的是,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,“采樣收集器”是在本
技術(shù)領(lǐng)域
中已知/使用的任何介質(zhì)或機(jī)構(gòu)以用于收集樣本,諸如但不限于,收集器、托盤、一條材料、棒裝置、一件衣服、一件行李、棉拭子、一張紙、手套、刷子等。在一個(gè)實(shí)施例中,用于檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法被公開;該方法包括在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入熱解吸器中;在解吸器內(nèi)使試劑沉積在收集器上,其中該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,使試劑沉積包括將試劑噴在收集器上;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明,要理解的是能夠在噴有試劑之前或之后收集樣本。因此,在一些實(shí)施例中,示例性方法將包括通過例如擦抹用戶的一件衣服而收集樣本,并且然后將試劑引入該樣本。在其它實(shí)施例中,例如,試劑被引入至一件衣服上的樣本上,然后由收集器收集樣本。在一些實(shí)施例中,本發(fā)明的檢測(cè)器包括離子遷移譜儀(ims)、離子阱遷移光譜儀(itms)、漂移光譜儀(ds)、非線性漂移光譜儀、場(chǎng)離子光譜儀(fis)、射頻離子遷移增量光譜儀(imis)、場(chǎng)非對(duì)稱離子遷移光譜儀(faims)、超高場(chǎng)faims、差分離子遷移光譜儀(dims)和差分遷移光譜儀(dms)、行波離子遷移光譜儀、半導(dǎo)體氣體傳感器、拉曼光譜儀、激光二極管檢測(cè)器、質(zhì)譜儀(ms)、氣相色譜儀(gc)、電子捕獲檢測(cè)器、光電離檢測(cè)器、基于化學(xué)發(fā)光的檢測(cè)器、電化學(xué)傳感器、紅外光譜儀、芯片實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)器及其組合中的至少一個(gè)。在之前的已知的方法中,采樣收集器插入解吸器中并且被收集的化合物被汽化并進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)中。因?yàn)檫@些不同的化合物具有不同的揮發(fā)性質(zhì),所以它們將在不同的時(shí)間熱解吸并且持續(xù)不同的時(shí)間量。因此,插入時(shí)間和分析時(shí)間被設(shè)定以便確保所有化合物已經(jīng)被充分解吸以便被檢測(cè)。然而,在一些實(shí)施例中,基本上非揮發(fā)性的化合物只通過這個(gè)方法將不會(huì)解吸。因此,需要試劑的沉積并且在一些實(shí)施例中在熱解吸器中實(shí)施噴射裝置以便使試劑沉積從而增強(qiáng)對(duì)這些化合物的檢測(cè)。在一些實(shí)施例中,在樣本插入期開始時(shí)、在插入期結(jié)束時(shí)或者在開始和結(jié)束之間的任何時(shí)間實(shí)施噴劑。在一些實(shí)施例中,在正常檢測(cè)的更具揮發(fā)性的化合物已經(jīng)汽化并檢測(cè)之后的分析期的結(jié)束時(shí)施加噴劑。圖1公開了本發(fā)明的示例性實(shí)施例,其中,采樣收集器被引入熱解吸器中,并且然后試劑從熱解吸器內(nèi)的噴射口噴到采樣收集器上以便化學(xué)地改性感興趣物質(zhì)從而提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性。圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的解吸器的示例性實(shí)施例。解吸器10被示出為分離兩個(gè)半部的解吸板50。包括樣本的采樣收集器20插入解吸器10中,該樣本包括至少一種感興趣物質(zhì)。在一些實(shí)施例中,采樣收集器20是拭子、樣本試樣、預(yù)濃縮器裝置以及工業(yè)中已知的用于收集樣本的其它裝置。一旦采樣收集器20至少部分地處于解吸器10內(nèi),則包含試劑的噴劑40被噴至采樣收集器20上。圖2是這個(gè)方法的示例性實(shí)施例以及操作中的解吸器10的視圖,在這里,不能從解吸器10的外部看到噴劑。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,該方法包括在解吸器外將試劑施加至采樣收集器上。具體地,該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì);使試劑沉積在采樣收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性;將包括感興趣物質(zhì)的采樣收集器引入熱解吸器中;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。在一些實(shí)施例中,該方法包括用試劑噴射收集器。在一些實(shí)施例中,在收集感興趣物質(zhì)之前用試劑噴射收集器。在其它實(shí)施例中,在收集感興趣物質(zhì)之后用試劑噴射收集器。在一些實(shí)施例中,利用殼體內(nèi)的瓶子、校準(zhǔn)體積的噴劑、支架裝置及其組合中的至少一個(gè)來噴射收集器。圖4-圖6公開了使用含有提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性的酸或還原劑試劑的噴劑瓶或噴射裝置的示例性方法。重要的是,該裝置遞送期望體積的噴劑并且均勻地施加在采樣介質(zhì)的區(qū)域上,目標(biāo)化合物被收集以用于該采樣介質(zhì)。在一些實(shí)施例中,有效的采樣區(qū)域包括當(dāng)篩選(screening)表面時(shí)由拇指的按壓而形成的區(qū)域。在一些實(shí)施例中,該區(qū)域約為1立方厘米。對(duì)于諸如h2so4的酸試劑(h2so4是強(qiáng)酸)而言,所需的純酸的質(zhì)量約為1微克。這相當(dāng)于純度為約0.2%的溶液的約1微升的水溶液。對(duì)于諸如nahso4的較弱的酸而言,需要高濃度的水溶液。在這些情況中,噴射裝置在約1立方厘米上分配約1微升。如圖4中所示,這利用放置在距采樣介質(zhì)適當(dāng)距離處的經(jīng)校準(zhǔn)的噴嘴而實(shí)現(xiàn)??善谕氖菍妱┑捏w積保持在最小值以便使在分析儀的熱解吸器中最終解吸的水的量最小化。圖4是示例性實(shí)施例,其中,瓶子80包括噴嘴15和殼體90,殼體90在試劑11離開的位置處圍繞噴嘴15的區(qū)域。圖5公開了替代實(shí)施例,其中,當(dāng)將試劑11施加至樣本收集器時(shí)瓶子80的整個(gè)噴嘴15被圍在殼體90內(nèi)。圖6公開了另一個(gè)替代實(shí)施例,其中,樣本收集器20插入基本上封閉的殼體60中,并且然后試劑11被噴至采樣收集器20上以便化學(xué)地改性感興趣物質(zhì)并且提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性。因此,在圖4-圖6中描繪的實(shí)施例中,在將采樣收集器插入熱解吸器之前使試劑沉積在采樣收集器上。然后,采樣收集器被引入熱解吸器中,在這里,在將試劑噴至物質(zhì)上之后現(xiàn)在具有提高的揮發(fā)性的被化學(xué)改性的感興趣物質(zhì)被汽化并且然后被轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中。作為提高的揮發(fā)性的結(jié)果,感興趣物質(zhì)能夠被汽化并且然后在執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的化學(xué)改性形式的分析之后在檢測(cè)器內(nèi)被檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明,使用多種方法來增強(qiáng)對(duì)基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的檢測(cè)。例如,在一些實(shí)施例中,代替使用噴射器裝置以使試劑沉積,而使用蒸氣壓力沉積裝置。因此,在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,檢測(cè)感興趣物質(zhì)的方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包含感興趣物質(zhì)的采樣收集器引入裝置中,其中,該裝置包括基本上封閉的殼體和包含汽化的試劑的貯存器;使試劑沉積在收集器上,其中,試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,汽化的試劑從貯存器中沉積在收集器上;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入熱解吸器中;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從熱解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。當(dāng)在本文中使用時(shí),短語“基本上封閉的殼體”是指完全封閉的殼體或者僅允許極小量空氣進(jìn)入殼體中的殼體。因此,在一些實(shí)施例中,殼體包括防止空氣和其它成分從殼體外進(jìn)入殼體的密封件。然后,收集器通過該密封件被插入并且破壞該密封件。然而,當(dāng)這發(fā)生時(shí),收集器基本上填充了密封件被破壞的位置處的空隙,并且因此殼體仍然是基本上封閉的,使得沒有外部成分或非常少的外部成分(例如,空氣)進(jìn)入該殼體。圖3公開了示例性實(shí)施例,其中,采樣收集器20被插入基本上封閉的殼體60中。在該封閉的殼體60內(nèi)的是至少一個(gè)器皿70,該器皿70含有處于汽化形式的試劑。蒸氣壓力允許該試劑作為蒸氣滲透整個(gè)殼體60。采樣收集器20被插入殼體60中并且與試劑蒸氣接觸持續(xù)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間段,以用于使試劑沉積在采樣收集器20上。在一些實(shí)施例中,采樣收集器20與試劑蒸氣接觸少于約15秒、少于約10秒、少于約5秒或者少于約2秒。然后,采樣收集器20被移除并且被插入檢測(cè)器的熱解吸器中。在一些實(shí)施例中,在殼體60內(nèi)使用多于一個(gè)的器皿70。此外,在一些實(shí)施例中,濕氣增強(qiáng)殼體60內(nèi)的感興趣物質(zhì)的化學(xué)改性。在一些實(shí)施例中,器皿70形式為開放容器、滲透管及其組合。在一些實(shí)施例中,至少一個(gè)器皿70被加熱從而實(shí)現(xiàn)期望的蒸氣壓力。在一些實(shí)施例中,該器皿被加熱至高達(dá)約100℃、高達(dá)約200℃、或高達(dá)約300℃的溫度。在一些實(shí)施例中,熱量加速試劑和感興趣物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng),使得與不施加熱量的情況相比更快地提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性。在一些實(shí)施例中,器皿內(nèi)的蒸氣壓力為至少約0.1torr、至少約1.0torr或者至少約5.0torr。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,試劑以蒸氣的形式被直接地引入熱解吸器中。該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入至熱解吸器中,其中,該解吸器包括聯(lián)接至試劑流動(dòng)系統(tǒng)的試劑管線;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,試劑通過試劑管線沉積在收集器上;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器中轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。通過使用試劑流動(dòng)系統(tǒng)而使試劑直接地施加至采樣收集器上的感興趣物質(zhì)。該試劑流動(dòng)系統(tǒng)包括:器皿和使試劑蒸氣在采樣收集器上循環(huán)的泵。在一些實(shí)施例中,存在摻雜物流動(dòng)系統(tǒng),其中,摻雜物被用于增強(qiáng)感興趣物質(zhì)的離子化過程。在一些實(shí)施例中,當(dāng)存在摻雜物流動(dòng)系統(tǒng)時(shí),試劑被放置在摻雜物流動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的摻雜物貯存器中。在其它實(shí)施例中,試劑被放置成平行于摻雜物流動(dòng)系統(tǒng)并且然后與預(yù)先存在的摻雜物流混合。在一些實(shí)施例中,摻雜物流動(dòng)開始于解吸器的進(jìn)口側(cè),使得試劑流動(dòng)跨過采樣收集器。圖7是熱解吸器10和被插入該熱解吸器中的采樣收集器20的示例性實(shí)施例。如圖8中所示,解吸器附接至試劑流動(dòng)系統(tǒng)95。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,試劑以從約1cc/min至約1,000cc/min、從約10cc/min至約500cc/min、從約50cc/min至約100cc/min及其之間的范圍中的濃縮速率沉積在收集器上。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中,將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的形式的過程包括使用解吸器中的熱控制、分離解吸的時(shí)間段,及其組合。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中,使用兩步解吸過程將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的形式。特別地,該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入熱解吸器中;在感興趣物質(zhì)的解吸器內(nèi)進(jìn)行兩步解吸過程,該兩步解吸過程包括解吸鹽化合物持續(xù)第一時(shí)間段;使試劑沉積在收集器上,其中,試劑提高鹽化合物的揮發(fā)性,其中,使試劑沉積包括將試劑噴在收集器上;以及,解吸鹽化合物持續(xù)第二時(shí)間段,其中,解吸感興趣物質(zhì)持續(xù)第二時(shí)間段包括使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。因此,在這些實(shí)施例中,包括感興趣物質(zhì)的采樣收集器被引入解吸器中,并且然后該物質(zhì)被熱解吸持續(xù)從約0秒至約6秒、從約1秒至約5秒、或者持續(xù)約3秒的第一時(shí)間段。在這個(gè)第一解吸時(shí)間段之后,然后使試劑沉積至感興趣物質(zhì)上,并且然后使感興趣物質(zhì)熱解吸持續(xù)第二時(shí)間段。在一些實(shí)施例中,熱解吸的第二時(shí)間段為從約6秒至約12秒、從約8秒至約10秒、或者持續(xù)約9秒。該兩步解吸過程的一個(gè)益處是試劑的引入將不干擾采樣收集器上的任意額外物質(zhì)的檢測(cè)(包括揮發(fā)性的物質(zhì))。也即是說,在第一解吸步驟期間,在試劑沉積之前,如果任意揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)存在于采樣收集器上,該任意揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)能夠使用標(biāo)準(zhǔn)熱解吸器(例如,itdx)通過正常解吸而被汽化,則這些物質(zhì)被汽化并且被轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器以用于分析,因?yàn)樗鼈兊臋z測(cè)將正常進(jìn)行。然后,在此過程之后,如果任意基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)位于采樣收集器上但是沒有通過熱解吸器的正常使用和條件而被汽化,則試劑被施加至采樣收集器以便提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,并且然后進(jìn)行第二解吸步驟,該第二解吸步驟然后將使之前基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的化學(xué)改性形式汽化并且轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中,以便由檢測(cè)器進(jìn)行分析和檢測(cè)。因此,使用根據(jù)本發(fā)明的兩步解吸過程的示例性優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)ξ挥趩蝹€(gè)采樣收集器內(nèi)的揮發(fā)性和基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)兩者進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于一些化合物而言,甚至當(dāng)化合物的揮發(fā)性已經(jīng)被提高時(shí),由于具有高的熔點(diǎn)和/或沸點(diǎn)(例如,kclo4),所有仍然難以使化合物汽化。因此,在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,通過使用熱解吸器內(nèi)的溫度升高而使基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)被化學(xué)改性。在一些實(shí)施例中,通過下述方法檢測(cè)感興趣物質(zhì),該方法包括:在采樣收集器上收集基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的樣本;將包括感興趣物質(zhì)的收集器引入熱解吸器中;使試劑沉積在收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性,其中,使試劑沉積包括將該試劑噴在收集器上;提高解吸器內(nèi)的溫度;使感興趣物質(zhì)汽化;將汽化的感興趣物質(zhì)從解吸器轉(zhuǎn)移至檢測(cè)器中;執(zhí)行對(duì)感興趣物質(zhì)的分析;以及,檢測(cè)該感興趣物質(zhì)。如圖9中所示,加熱場(chǎng)景1描繪與試劑噴射射流的動(dòng)作近似一致的溫度的階躍函數(shù)上升。在該場(chǎng)景下,在總樣本介質(zhì)插入與分析期的大部分或一些部分中,通常檢測(cè)的正常的、更具揮發(fā)性的化合物允許被解吸和分析,由此沒有改變用于正常分析的這個(gè)步驟的性質(zhì)?;瘜W(xué)汽化試劑噴劑然后限定用于在更高的溫度下被解吸的基本上非揮發(fā)性的物質(zhì)的第二解吸與分析期。在一些實(shí)施例中,熱解吸器包括至少一個(gè)加熱板,該加熱板通過使電流經(jīng)過該板以便電阻加熱該板而被加熱。在一些實(shí)施例中,(多個(gè))板的加熱率被規(guī)劃成在加熱的過程中增加。圖9描繪了根據(jù)本發(fā)明的在熱解吸器內(nèi)的溫度上升的各種示例性實(shí)施例。如圖9中所示,在加熱場(chǎng)景2中,解吸器溫度以斜坡的方式升高以便允許用于具有不同熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的多種化合物的最佳溫度,然后最不易揮發(fā)的化合物在更具揮發(fā)性的化合物之后解吸。該規(guī)劃的溫度上升還有助于使多種化合物的檢測(cè)分離,從而允許每個(gè)化合物的更特定的且更有選擇性的檢測(cè)。在加熱場(chǎng)景3中,起始于樣本介質(zhì)插入與分析期的開始時(shí),解吸器溫度以斜坡的方式升高。該加熱場(chǎng)景然后允許用于具有不同熔點(diǎn)和沸點(diǎn)的多種正?;衔锏淖罴褱囟?,然后最不易揮發(fā)性的化合物在更具揮發(fā)性的化合物之后解吸。該規(guī)劃的溫度上升有助于使正常的多種化合物的檢測(cè)分離,從而允許每個(gè)化合物的更特定的且更有選擇性的檢測(cè)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,解吸器內(nèi)的溫度升高(即,上升)至從約50℃至約400℃、從約100℃至約300℃或者升高至約200℃的溫度。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中,溫度上升在從約0秒至約20秒、約5秒至約15秒或者約10秒的時(shí)間段期間進(jìn)行。還能夠使用用于時(shí)間的選擇的其它實(shí)施例。例如,能夠在樣本插入與分析期的開始時(shí)或者在該期間的開始和結(jié)束之間的任意時(shí)間觸發(fā)試劑射流噴射。溫度曲線也能夠被選擇成增強(qiáng)正?;衔锖突瘜W(xué)改性的化合物的檢測(cè)的靈敏性和特定性的任意函數(shù)。檢測(cè)系統(tǒng)本發(fā)明還涉及物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被提供,該物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)包括:包括基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的采樣收集器;包括試劑的沉積裝置,該沉積裝置被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性;被構(gòu)造成保持采樣收集器的熱解吸器;以及,與解吸器流動(dòng)連通的分析裝置,并且該分析裝置被構(gòu)造成接收感興趣物質(zhì)且執(zhí)行對(duì)該感興趣物質(zhì)的分析。在一些實(shí)施例中,沉積裝置是噴射器。在一些實(shí)施例中,該噴射器包括瓶、殼體、校準(zhǔn)體積的噴霧、支架裝置及其組合中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中,沉積裝置包括基本上封閉的殼體以及包括汽化的試劑的貯存器。在一些實(shí)施例中,沉積裝置是噴墨打印機(jī)。在一些實(shí)施例中,試劑包括酸、水、甘油及其組合中的至少一個(gè)。在一些實(shí)施例中,沉積裝置被構(gòu)造成控制采樣收集器的溫度。在另一個(gè)實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)被公開,該物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)包括:包括基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)的采樣收集器;被構(gòu)造成保持該采樣收集器的熱解吸器,其中,該解吸器包括沉積裝置,該沉積裝置包擴(kuò)試劑并且被構(gòu)造成使試劑沉積至采樣收集器上,其中,該試劑提高感興趣物質(zhì)的揮發(fā)性;以及與解吸器流動(dòng)連通地聯(lián)接的分析裝置,該分析裝置被構(gòu)造成接收感興趣物質(zhì)并且執(zhí)行對(duì)該感興趣物質(zhì)的分析。在一些實(shí)施例中,解吸器被構(gòu)造成將該解吸器內(nèi)的溫度從約50℃的溫度提高至約400℃的溫度。在一些實(shí)施例中,解吸器在從約0秒至約20秒的時(shí)間段期間提高該解吸器中的溫度。在一些實(shí)施例中,解吸器被構(gòu)造成在感興趣物質(zhì)的解吸器內(nèi)執(zhí)行兩步解吸過程,其中,感興趣物質(zhì)被解吸持續(xù)第一時(shí)間段,接著使試劑沉積在收集器上,并且然后感興趣物質(zhì)被解吸持續(xù)第二時(shí)間段。在一些實(shí)施例中,沉積裝置位于解吸器內(nèi)。在一些實(shí)施例中,解吸器包括聯(lián)接做試劑流動(dòng)系統(tǒng)的試劑管線,該試劑流動(dòng)系統(tǒng)被構(gòu)造成使試劑沉積在解吸器內(nèi)。圖13是根據(jù)本發(fā)明的示例性物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100的示意圖。在該示例性實(shí)施例中,系統(tǒng)100包括第一空氣進(jìn)氣裝置102。系統(tǒng)100還包括樣本供給系統(tǒng),即,諸如與第一空氣進(jìn)氣裝置102流動(dòng)連通地聯(lián)接的熱解吸系統(tǒng)104。熱解吸系統(tǒng)104進(jìn)一步包括限定接收采樣收集器112的采樣收集器插入端口110的第一加熱裝置106和第二加熱裝置108。替代地,能夠?qū)崿F(xiàn)如本文中描述的系統(tǒng)100的操作的熱解吸系統(tǒng)104的任意構(gòu)造能夠被使用。在該示例性實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括第二空氣進(jìn)氣裝置114以及與第二空氣進(jìn)氣裝置114流體連通地聯(lián)接的試劑(例如,添加劑)系統(tǒng)116。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括反應(yīng)室殼體118,該反應(yīng)室殼體118限定與熱解吸系統(tǒng)104和試劑系統(tǒng)116流體連通地聯(lián)接的反應(yīng)室120(例如,熱解吸器)。在該示例性實(shí)施例中,系統(tǒng)100還包括與反應(yīng)室120流體連通地聯(lián)接的電離源122。電離源122能夠是能夠?qū)崿F(xiàn)如本文中描述的系統(tǒng)100的操作的任意離子化系統(tǒng)。物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括與反應(yīng)室120流體連通地聯(lián)接的光譜測(cè)定分析裝置124。在該示例性實(shí)施例中,光譜測(cè)定分析裝置124是單四極質(zhì)譜測(cè)定裝置。在替代實(shí)施例中,光譜測(cè)定分析裝置124是能夠?qū)崿F(xiàn)如本文中描述的系統(tǒng)100的操作的任意光譜測(cè)定分析系統(tǒng),其包括但不限于:任意質(zhì)譜測(cè)定裝置、任意離子遷移光譜測(cè)定裝置以及任意差分離子遷移光譜測(cè)定裝置。在該示例性實(shí)施例中,系統(tǒng)100還包括與光譜測(cè)定分析裝置124流體連通地聯(lián)接的排氣裝置126。在該示例性實(shí)施例,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100還包括聯(lián)接至光譜測(cè)定分析裝置124的數(shù)據(jù)采集模塊128。系統(tǒng)100進(jìn)一步包括聯(lián)接到數(shù)據(jù)采集模塊128的計(jì)算裝置130。計(jì)算裝置130執(zhí)行從數(shù)據(jù)采集模塊128導(dǎo)入的光譜數(shù)據(jù)的光譜測(cè)定分析。在替代實(shí)施例中,計(jì)算裝置130還有助于光譜測(cè)定分析裝置124、數(shù)據(jù)采集模塊128以及與物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的任意其它設(shè)備的控制。當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語“計(jì)算機(jī)”及相關(guān)術(shù)語(例如,“計(jì)算裝置”)不限于在本領(lǐng)域中被稱為計(jì)算機(jī)的集成電路,但廣泛地表示微控制器、微計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(plc)、專用集成電路以及其它可編程電路,并且這些術(shù)語在本文中可互換使用。另外,當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語“軟件”和“固件”是可互換的,并且包含存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以用于由個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、客戶機(jī)和服務(wù)器執(zhí)行的任意計(jì)算機(jī)程序。當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”旨在代表以任意方法或技術(shù)實(shí)施的以用于信息(諸如,計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和子模塊或者在任意裝置中的其它數(shù)據(jù))的短期和長期存儲(chǔ)的任意有形的基于計(jì)算機(jī)的裝置。因此,本文中描述的方法可以被編碼為具體化于有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(包括但不限于存儲(chǔ)裝置和/或存儲(chǔ)器裝置)中的可執(zhí)行指令。當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí),這樣的指令使得該處理器執(zhí)行本文中描述的方法中的至少一部分。而且,當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語“非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”包括所有的有形的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),包括但不限于非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)裝置,包括但不限于:易失性和非易失性介質(zhì)以及可移動(dòng)和非可移動(dòng)介質(zhì)(諸如,固件、物理和虛擬存儲(chǔ)器、cd-rom、dvd),以及任意其它數(shù)據(jù)源(諸如網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)),以及尚未開發(fā)的數(shù)字化手段,其中唯一的例外是暫時(shí)性傳播信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中,計(jì)算裝置130包括存儲(chǔ)器裝置132以及可操作地聯(lián)接至該存儲(chǔ)器裝置132以用于執(zhí)行指令的處理器134。在一些實(shí)施例中,可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置132中。計(jì)算裝置130是可構(gòu)造的以便由編程處理器134執(zhí)行本文中描述的一個(gè)或多個(gè)操作。例如,可以通過將操作編碼為一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令并將這些可執(zhí)行指令提供在存儲(chǔ)器裝置132中而編程處理器134。在該示例性實(shí)施例中,存儲(chǔ)器裝置132是能夠?qū)崿F(xiàn)信息(諸如,可執(zhí)行指令和/或其它數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)和取回的一個(gè)或多個(gè)裝置。存儲(chǔ)器裝置132可以包括一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。存儲(chǔ)器裝置132可以被構(gòu)造成存儲(chǔ)可操作的測(cè)量值,該測(cè)量值包括但不限于實(shí)時(shí)及歷史光譜測(cè)定數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)包括但不限于:使用比較性光譜測(cè)定數(shù)據(jù)的樣本識(shí)別、分子加合離子和片段加合離子的同位素比率、洗脫曲線的時(shí)間的選擇的數(shù)據(jù)、熱解吸曲線、以及用于加合離子的同位素的色譜洗脫曲線、以及同位素加合離子的比率的數(shù)據(jù),例如,光譜中的同位素峰的相對(duì)強(qiáng)度以及加合離子的峰面積和/或任意其它類型的數(shù)據(jù)。當(dāng)在本文中使用時(shí),術(shù)語“實(shí)時(shí)”表示相關(guān)聯(lián)的事件發(fā)生時(shí)間、預(yù)定數(shù)據(jù)的測(cè)量和收集的時(shí)間、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的時(shí)間以及響應(yīng)于這些事件和環(huán)境的系統(tǒng)的時(shí)間中的至少一個(gè)。在本文中描述的實(shí)施例中,這些活動(dòng)和事件基本上瞬間發(fā)生。在示例性實(shí)施例中,包括存儲(chǔ)裝置132的計(jì)算裝置130包括但不限于:足夠的計(jì)算機(jī)可讀/可執(zhí)行指令、足夠的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法和命令以便有助于生成從數(shù)據(jù)采集模塊128導(dǎo)入的數(shù)據(jù)與上述存儲(chǔ)的歷史光譜測(cè)定數(shù)據(jù)的比較。此外,計(jì)算裝置130能夠包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置138或者聯(lián)接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置138,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置138被構(gòu)造成存儲(chǔ)這樣的計(jì)算機(jī)可讀/可執(zhí)行指令、歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法、和命令。在示例性實(shí)施例中,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100進(jìn)一步包括聯(lián)接到計(jì)算裝置130的操作者展示和/或控制界面136。界面136向用戶展示數(shù)據(jù)(諸如,光譜測(cè)定比較數(shù)據(jù))(未示出)。在一些實(shí)施例中,界面136包括一個(gè)或多個(gè)顯示裝置。在一些實(shí)施例中,在檢測(cè)感興趣物質(zhì)時(shí),界面136展示聽覺和/或圖像通知。而且,在一些實(shí)施例中,界面136有助于對(duì)計(jì)算裝置130的控制以及將手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入至計(jì)算裝置130中。另外,在一些實(shí)施例中,計(jì)算裝置130與一個(gè)或多個(gè)其它裝置(諸如,局部或遠(yuǎn)程的另一個(gè)計(jì)算裝置130)通信地聯(lián)接。如此一來,物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)100可以與其它系統(tǒng)和裝置聯(lián)網(wǎng),使得在系統(tǒng)100的各部分中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以由能夠訪問計(jì)算裝置130的任意裝置訪問,該任意裝置包括但不限于:桌面計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理(pda)(均未示出)。示例下列示例描述或說明了本發(fā)明的各種實(shí)施例。考慮到如在本文中描述的本發(fā)明的說明書和實(shí)踐,在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。意圖的是本說明書連同示例一起僅被視為示例性的,以及本發(fā)明的范圍和精神由示例之后的權(quán)利要求所指示。示例1示例1是將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)鹽轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的酸形式的示例性實(shí)施例。具體地,圖10a描繪了來自不帶試劑或感興趣物質(zhì)的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜。該質(zhì)譜僅由背景離子信號(hào)組成。圖10b描繪了來自不帶試劑但帶有沉積在其上的氧化劑鹽化合物—氯酸鉀(kclo3)的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜。該質(zhì)譜大體上示出為與圖10a中的質(zhì)譜沒有變化,從而表明沒有檢測(cè)到處于其鹽形式的鹽kclo3。圖10c描繪了來自帶有酸試劑—磷酸(h3po4)但不帶氯酸鉀的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜,該質(zhì)譜示出由于酸的存在而產(chǎn)生的離子信號(hào)(被歸屬于酸的單體和二聚體離子)。然而,這些離子信號(hào)不與預(yù)期來自氧化劑鹽kclo3的離子對(duì)應(yīng)或重疊。圖10d描繪了來自帶有酸試劑h3po4且?guī)в醒趸瘎}kclo3的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜,并且由于酸形式hclo3給出clo3-(單體)和hclo3-clo3-(二聚體)的離子信號(hào)而形成離子信號(hào)。在該示例中,水溶液中的氧化劑鹽kclo3沉積在采樣介質(zhì)上并被干燥,并且然后用注射器噴射水溶液中的酸試劑h3po4并允許其干燥。每組峰的多個(gè)峰是由于對(duì)于35cl和37cl的氯的同位素分布為約3:1的比率。因此,如在示例1中所示,作為爆炸物的已知成分的氯酸鉀(kclo3)是在檢測(cè)系統(tǒng)沒有檢測(cè)出的基本上非揮發(fā)性的化合物。當(dāng)使用酸試劑—磷酸(h3po4)對(duì)氯酸鉀進(jìn)行化學(xué)改性時(shí),該酸提高氯酸鉀的揮發(fā)性并且檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)并識(shí)別改性形式的氯酸鉀的存在。示例2示例2是將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)鹽轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的酸形式的示例性實(shí)施例。具體地,還原劑三氯化磷(pcl3)被用作試劑以便將基本上非揮發(fā)性鹽kclo3化學(xué)改性成由分析儀檢測(cè)的更具揮發(fā)性的形式。特別地,圖11a描繪了來自只含有還原劑pcl3的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜。如圖11a中所示,這給出對(duì)于pcl3為特定的但對(duì)于kclo3不是特定的離子信號(hào)。在此特定情況中,pcl3減少空氣中的水蒸氣并且變得被氧化并給出離子信號(hào)po2cl2-。如圖11b中所示,含有kclo3的采樣介質(zhì)的質(zhì)譜產(chǎn)生特定的離子信號(hào)clo3-(單體)和hclo3-clo3-(二聚體),類似于如圖10d中所示的h3po4的效果。因此,如示例2中所示,作為爆炸物的已知成分的氯酸鉀(kclo3)是在檢測(cè)系統(tǒng)中沒有被檢測(cè)出的基本上非揮發(fā)性的化合物。當(dāng)使用還原劑—三氯化磷(pcl3)對(duì)氯酸鉀進(jìn)行化學(xué)改性時(shí),還原劑提高氯酸鉀的揮發(fā)性并且檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)并識(shí)別改性形式的氯酸鉀的存在。示例3示例3是將基本上非揮發(fā)性的感興趣物質(zhì)鹽轉(zhuǎn)化成更具揮發(fā)性的酸形式的示例性實(shí)施例。具體地,硫酸(h2so4)被用作試劑以便將基本上非揮發(fā)性鹽kclo3化學(xué)改性成由分析儀檢測(cè)的更具揮發(fā)性的形式。特別地,圖12a和圖12b示出了有助于kclo3的汽化的試劑硫酸(h2so4)的結(jié)果。這些圖示出了用于重復(fù)采樣事件的clo3-離子峰的強(qiáng)度。圖12a示出了沒有添加試劑并且氧化劑鹽kclo3僅在采樣介質(zhì)上沉積的結(jié)果。奇數(shù)強(qiáng)度(即,1、3、5、7和9)表示沒有添加氧化劑鹽,偶數(shù)強(qiáng)度(即,2、4、6、8和10)表示添加氧化劑鹽。圖12a表明在沒有酸試劑的情況下,沒有檢測(cè)到kclo3。然而,如圖12b中所示,當(dāng)將硫酸噴至采樣介質(zhì)上時(shí),檢測(cè)到kclo3的化學(xué)改性形式。因此,如示例3中所示,作為爆炸物的已知成分的氯酸鉀(kclo3)是在檢測(cè)系統(tǒng)中沒有檢測(cè)到的基本上非揮發(fā)性的化合物。當(dāng)使用酸試劑—硫酸(h2so4)對(duì)氯酸鉀進(jìn)行化學(xué)改性時(shí),該酸提高氯酸鉀的揮發(fā)性并且檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)并識(shí)別氯酸鉀的改性形式的存在。用于確定感興趣物質(zhì)的存在的物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例以及操作這樣的系統(tǒng)的方法不限于本文中描述的具體實(shí)施例,而相反地,系統(tǒng)的部件和/或方法的步驟可以獨(dú)立地使用并且與本文中描述的其它部件和/或步驟分離地使用。例如,該方法也可以結(jié)合需要確定感興趣物質(zhì)的存在的其它系統(tǒng)而使用,并且不限于僅具有本文中描述的物質(zhì)檢測(cè)系統(tǒng)和方法的實(shí)踐。相反地,示例性實(shí)施例能夠結(jié)合目前被構(gòu)造成用于確定感興趣物質(zhì)的存在的許多其它物質(zhì)檢測(cè)應(yīng)用而被實(shí)施和使用。盡管本發(fā)明的各種實(shí)施例的具體特征可以在一些附圖中示出并且沒有在其它附圖中示出,但這僅是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理,附圖的任意特征可以結(jié)合任意其它附圖的任意特征而被引用和/或要求保護(hù)。一些實(shí)施例包括使用一個(gè)或多個(gè)電子裝置或計(jì)算裝置。這樣的裝置通常包括處理器或控制器,諸如通用中央處理單元(cpu)、圖像處理單元(gpu)、微控制器、精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(risc)處理器、專用集成電路(asic)、可編程邏輯電路(plc)和/或能夠執(zhí)行本文中描述的功能的任意其它電路或處理器。本文中描述的方法可以被編碼為具體化于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(包括但不限于存儲(chǔ)裝置和/或存儲(chǔ)器裝置)中的可執(zhí)行指令。當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí),這樣的指令使得處理器執(zhí)行本文中描述的方法的至少一部分。上面的示例僅是示例性的,并且因此不旨在以任意方式限制術(shù)語“處理器”的定義和/或含義。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明(包括最佳方式),并且還使得任意本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明,包括制作和使用任意裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任意所并入的方法。本發(fā)明的可獲得專利的范圍由權(quán)利要求所限定,并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這樣的示例具有與權(quán)利要求的字面語言沒有差異的結(jié)構(gòu)元件,或者如果這樣的示例包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)性差異的等同的結(jié)構(gòu)元件的話,則這樣的其它示例旨在落入本權(quán)利要求的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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