[发明专利]多分析物检测系统和方法

说明书

相关申请的交叉参考

不适用。

关于联邦资助研究的声明

不适用。

背景技术

用于爆炸物、危险化学品、危险生物学物质或化学/生物战争用物质的目前可用的基于气体的检测器检测多种威胁的能力有限。例如，单目标检测器可受限于设计为响应于指定物质的分析物（比如具体爆炸物或化学品）的一种类型的具体指示器。这些检测器在更换或维护之前通常具有短暂且受限的操作时期。因为气体，比如空气样品，能携载多于一种的来自爆炸物、危险化学品或危险生物物质的分析物，因此每次使用需要多个检测器。

致力于短暂货物和/或人的检查的政府机构通常负责爆炸物、危险化学品或危险生物物质或其它违禁品的检查。这些政府机构寻找对于公众存在危险的潜在地伪装或隐藏的危险物质。使用具有不同指示器的几个不同检测器给政府机构带来较大的物流区域以及显著的消耗费用。实际上，预算限制迫使政府机构购买一个或两个检测器，每个具有单个指示器。即使政府机构具有几个带有不同指示器的不同检测器，它们可能也仅使用一个检测器以加速瞬息货物或人的处理时间。一种类型检测器布置于另一种上意味着政府机构猜测可能会遇到哪种危险物质或其它违禁品。

不幸的是，观察政府机构或知道政府通常如何操作的任何人都能确定政府机构的实践和动作。这增大了源自于为了邪恶原因故意制造这些危险物质的那些人的威胁。同样的危险情形出现于不知道运输危险或有毒物质的那些人。在这两种情况下，多种类型检测器的受限布置增大了对人民和财产造成伤害的威胁。

非政府机构（NGA）也需要能足够快速地检测和监控危险化学品和生物物质以防止事故的系统。类似于政府机构的方法，NGA所需的大量检测器增大了物流踪迹和相关费用。在NGA采用单个检测器时，他们决定将最可能会遇到的危险化学品或生物物质。不幸的是，化学品和生物物质在混合时或在接触其它物质时能改变性质。为了保护以免于不同类型危险物质的范围，需要几种不同类型的检测器。

在已知检测器中，大多使用涂覆有化学品或指示器的多孔膜。选定的指示器将响应于由气体携载的分析物。样品与指示器相互作用，产生特定反应，比如发荧光或经受颜色变化。在样品流动穿过多孔膜时发生检测。

需要能检测多于一种爆炸物、化学品、生物物质和/或其组合的检测器和系统。另外，这种系统需要轻质，易于布置，并且通过减少消耗元件的数目而降低消耗费用。易于便携的多分析物检测系统需要最小化非目标杂质的影响，以及为终端用户降低复杂性，以及降低消耗品出卖的间隔。这些物质的快速检测挽救生命和财产。

发明内容

在一个实施例中，本发明提供了一种用于检测气体样品中的分析物的装置。该装置包括承载传感器头和加热区块的流系统。传感器头和加热区块在其间限定模块接收器。该装置具有定位于传感器头上并且提供通向样品区域的气态流体相通的气体入口。该装置具有定位于传感器头上并且提供源自样品区域的气态流体相通的气体出口。该装置具有定位于传感器头的底部上并且在模块接收器内的密封边缘。该装置还具有定位于模块接收器内并且定位为给传感器头、加热区块以及模块接收器提供热的加热器。承载基片的模块定位于模块接收器内，其中模块承载窗口。基片上承载至少一个指示器。指示器选择为其能响应于由气体样品承载的特定分析物。基片在模块的窗口中暴露至气体样品。传感器头的底部、密封边缘以及基片限定样品区域。密封边缘和基片在其间限定无泄漏的密封。样品区域定位于窗口内。该装置具有与样品区域光通信的至少一个光学端口。光学端口为至少一个适合于照明样品区域的光学发光器以及为至少一个适合于检测荧光、颜色或化学照明反应变化的光学检测器提供光通信。该装置具有与光学发光器、光学检测器以及模块电通信的控制系统。

在另一实施例中，公开了一种检测多种分析物的方法。该方法包括：

a.由检测器捕获气态样品，所述检测器承载用于接收所述气态样品的样品端口以及用于排出所述气态样品的排出端口；

b.将所述气态样品连通至多个指示器，所述指示器定位于由定位于所述检测器内的可移除模块承载的基片上；

c.在分析物与至少一个所述指示器之间引起响应，所述分析物由所述气态样品承载；

d.由检测器检测所述响应，所述检测步骤识别所述分析物；

e.告知控制设备关于所述分析物的识别；以及

f.将所述指示步骤通信至显示器，所述通信由所述控制设备控制。