[发明专利]环境污染物的采样和分析

说明书

本发明涉及用于对流体所带的污染物进行采样和分析的装置、 组合件和系统。本发明还涉及用于进行采样和分析的方法。

在一些情形下，能够检测并测量存在于环境中的污染物显得很 重要，家居和工业环境内都存在许多这样的情形。尤其关注可由气 体或液体容易地携带并且因此得以传输或以其它方式分散而不是容 易地包含的污染物。例如，某些气载粒子可以被在该区域中生活或 工作的人们吸入，从而对他们造成伤害或使他们得病。一个特定实 例是酶，不同类型的酶来自不同的源，并且可导致过敏和其它健康 风险。

蛋白酶会分解蛋白质。一些蛋白酶可以在尘螨的排泄物中找到， 并且会在家居环境中引起灰尘过敏。已存在用于测量这些酶的商业 系统，例如在GB2351560和WO03016871中所公开的商业系统。在 这些系统中，包含过滤器的滤筒附着到手持式真空吸尘器的端部， 并且在预定时间从表面吸取灰尘。然后，取下滤筒，并将它放在处 于室温下的平坦表面上。通过弄破密封来释放包含在滤筒的泡状部 分内的试剂(液体缓冲剂和清洁剂)，从而允许液体流到过滤器和 接触式多孔芯上，在该多孔芯上固定有干燥形式的“基质”和显色 剂。就此而言，“基质”的定义是酶催化反应中的起始化学物质或 原料。

试剂获取和/或溶解酶，并沿芯传送酶，在芯上，这些试剂催化 基质的分解，以便从酶反应中获得黄色产物。由该原发反应显示的 黄色着色难以在白芯上观察到，因此将试剂流布置成沿芯延续到第 二干燥试剂，该第二干燥试剂与试剂流反应，获得紫色。这可以用 肉眼很容易地观察到，并且通过与图表比较估计出高、中等、低含 量。

枯草杆菌蛋白酶是从细菌衍生的另一类型的蛋白酶，这组酶在 生物洗涤粉中用于消化蛋白质污渍。由于对长期在吸入空气中存在 大量这些酶的环境中工作的工人可能具有健康隐患(如具有发展为 哮喘的风险)，所以需要监控在制造清洁剂的工作场所的空气中这 些物质的含量。但是，使用上述方法获得的相对粗糙的测量结果不 适于长期的工作场所监控，并且需要一种强得多的定量技术。

用于工业监控清洁剂中的枯草杆菌蛋白酶的现有方法通常基于 诸如以下的方法，如在“The use of NN-dimethyl casein in the determination of proteolytic enzymes in washing products and airborne dust samples”(E Dunn和R Brotherton，Analyst 96159-163，1971年2 月)中略述的方法。尽管其中许多细节没有公开，但这些系统通常 采用个人采样泵(其入口附着到用户的翻领上与呼吸区相邻的位 置)，该泵以约2升/分的速率使空气通过25mm直径的过滤器，如 例如US4675034所述。或者，可以使用“Galley采样”，其中，以 超过100升/分的速率在活动单元内来为大得多的过滤器(通常为 150mm直径)送料，该活动单元的位置可以经过选择以便提供适于 工作要求的区域监控。

在任一情况下，采样系统经过设计以便确保过滤器介质可再生 地吸收存在于大气中的任何酶；当然，它还将同时吸收背景灰尘。 为了处理过滤器，必须从采样头(在采样头中，过滤器通常是可替 换元件)取下过滤器，并将它运到实验室或其它远程位置，随后进 行分析。

通过分散在液体中来从过滤器中提取酶。这要花费几分钟的时 间，并且过滤器通常易于在此过程中破裂，尤其是采用搅拌或搅动 来改善提取时。因此，在随后进行分析之前，必需过滤包含酶的液 体以便除去这种碎片。但是，这也意味着仍然粘附在过滤器粒子上 的任何酶将在进行化学反应之前从样品损耗，从而有损系统的净灵 敏度。

然后，执行化学反应以便测定滤出液中酶的浓度。通常，酶会 分解蛋白质(NN-二甲基酪蛋白，DMC)，以便释放具有游离胺基 的片断。这些游离胺与2，4，6-三硝基苯磺酸(TNBS/TNBSA)反应， 以便生成黄色，该黄色可以通过在425nm下进行分光光度分析来以 足够的精密度测定。还必需在约40-50℃下将混合物培养几分钟，以 便令人满意地驱动反应。