[发明专利]用于取样和运送气溶胶中含有的纳米物体以便对其进行分析的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于取样和运送气溶胶中含有的纳米物体以便对所述纳米物体进行分析的装置。

更具体地，本发明适用于取样和运送气溶胶中含有的纳米颗粒或纳米物体。

纳米物体指的是其至少一个单元尺寸小于大约100纳米的物体。

纳米颗粒指的是通常为球形（不只球形）的颗粒，根据ISO TS/27687标准，所述颗粒的单元平均直径小于大约100纳米。

本发明还适用于取样和运送气溶胶中含有的微米尺寸的颗粒。

背景技术

纳米技术的快速发展已经使得有必要针对这些新型材料对健康和环境的影响采取措施，以便确保最佳的安全条件，特别是对于在用于制造纳米物体或开发纳米材料的工作站中的操作者（工人）而言。

纳米尺寸的颗粒已经被深入研究了许多年并且纳米尺寸的颗粒的用途已经开始蔓延到许多领域（例如健康、微电子、能源技术或例如绘画和化妆品的消费产品）。

因此，有必要开发用于评估和追踪工人、消费者和环境接触纳米颗粒的风险的方法。因此，开发可靠的气溶胶取样和分析方法在公众健康和工作站中的风险预防方面成为关键问题。具体地，开发适于携带并且适于单独地附连到在用于制造纳米物体或开发纳米材料的工作站中的工人的工作服上的取样装置变得很有必要。

取样或取样处理方法的选择（当前优选的）在于抽吸可能载有颗粒的空气流量通过过滤器，事后通过各种技术（重量测定、显微镜检查、光谱仪，…）来进行分析。

从现有技术可知，取样装置（还称为盒式取样器）是已知的，所述取样装置是便携式的并且必须对在呼吸时可能被人体的嘴或鼻吸入的气溶胶污染物进行取样。

因此，美国专利4,961,916涉及一种用于取样气体和颗粒污染物的装置，所述装置包括盒体并且包括两个端口，三个过滤器在所述盒体的内部相互堆叠，所述两个端口位于所述过滤器的两侧上，第一个端口敞开至可能受污染的外部环境并且另一个端口位于连接到抽吸泵上的管道上。因此，从上游到下游，根据泵的吸力，第一过滤器使得能够仅收集气溶胶的颗粒部分，预先充满反应物的第二过滤器使得能够选择性地与一种或多种气态混合物反应，并且第三过滤器仅具有固定所述过滤组件的功能。本专利所针对的取样是收集受污染空气中的气态和颗粒状的异氰酸酯。

而美国专利5,205,155公开了一种用于取样可能悬浮在空气中的石棉纤维的装置并且涉及容纳在取样盒中的过滤器上的不均匀沉积。为了克服这一点，本专利提出了使盒体入口（即，接近有关环境的吸入口的口）成形为楔形并且使其平滑以便促进颗粒均匀地沉积到过滤器上。

美国专利申请2008/0196514A1涉及一种用于单独地取样灰尘的装置，所述装置被用于收集大气尘粒的可吸入的部分。

该专利描述了盒体的不同的纵横比（长度L/内径D的孔径比），根据不同的纵横比，该专利能够改进抽吸取样。此外，该专利提到了：为了使通过鼻子吸气具有最佳表示，为从底部到顶部吸入的空气流量提供垂直定向是有利的。

现有技术的气溶胶取样方法和装置具有可以总结如下的一个或多个主要缺点：

-大多数气溶胶取样方法需要在原地从其盒体中取出过滤器。因此，提供了实施装置以迅速地并且由任何人打开所述盒体：因此造成非意愿的取出的打开可以导致过滤器的外部污染、吸附到过滤器上的材料的损失或较差的过滤器的追溯性。具体地，在用于制造纳米物体或开发纳米材料的工作站中工作的操作者会非意愿地打开盒体、污染过滤器、放置已经使用的过滤器等。

-根据取样，有必要使被人体的嘴和鼻吸入的颗粒部分具有最佳表示。但是，在文献中描述的一些方法中取样装置的定向不是最佳的，这可以使结果的分析不确定。

因此，本发明的主要目的在于提供一种用于取样和运送可能存在于气溶胶中的纳米物体以便对所述纳米物体进行分析的装置，所述装置不具有上述缺点，并且所述装置因此能够确保取样的完整性并且明确地提供对纳米物体的可追溯性直至进行实际分析。

需要说明的是，元素分析是允许确定存在哪些原子元素（钛、碳、镍等）以及它们在样本中的原子百分率的分析。另一方面，元素分析不能够同时确定这些元素的结构或组合。

本发明的特定目标在于提供这种装置，所述装置简单地制成并且廉价。

发明内容