[发明专利]使用气固相化学性质来检测感兴趣物质

说明书

背景技术

本文所述的实施例通常涉及化学物质的检测技术，且更特别地涉及使用试剂借助于频谱测定法来检测违禁品物质，例如炸药、麻醉剂、杀虫剂和化学战剂。更具体地，方法和系统包括使用气固相化学性质来以化学方法使感兴趣物质改性，使得物质可被汽化并通过物质的分析被检测。

在自制炸药（HME）的配制中使用某些违禁品物质，例如无机氧化剂盐。这些炸药的类别的示例包括硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐和高锰酸盐的化合物。这些化合物具有非常低的挥发性，这使它们难以由依赖于用于检测的样品的汽化的检测系统来检测。这些类型的检测系统的示例包括质谱测定法（MS）和离子迁移率光谱法（IMS）。

因此，在一些实例中，检测系统不能够识别潜在地危险的物质，因为物质不能够在检测系统内汽化。在其它实例中，如果解吸塔斜升（ramp up）到产生小于令人满意的检测的限制的高温，则仅可能潜在地检测到具有高熔点的物质。而且，在这样的实例中，需要可以在高温下稳定的昂贵的捕集材料（trap material），且增加了分析时间（在一些实例中高达超过所需的时间的五倍）。

因此，依然需要以化学方法使感兴趣物质改性使得它可使用极端温度斜升和/或使用昂贵的捕集材料被汽化而不增加分析时间的检测系统和方法。本公开实现这些益处，同时减少用户和乘客/货物两者对危险化学物质的暴露并减少总系统的功率消耗。

发明内容

在本公开的一个实施例中，公开了一种用于检测感兴趣物质的方法。该方法包括在采样捕集器（sampling trap）上收集实质上非挥发性的感兴趣物质的样品；将捕集器插入热解吸塔中；将汽化的群集剂引入到解吸塔中，其中群集剂增加感兴趣物质的挥发性；使感兴趣物质汽化；将汽化的感兴趣物质输送到检测器中；执行感兴趣物质的分析；以及检测感兴趣物质。

在本公开的另一实施例中，公开了一种用于检测感兴趣物质的方法。该方法包括增加实质上非挥发性的感兴趣物质的挥发性，其中通过将汽化的群集剂施加到感兴趣物质来增加感兴趣物质的挥发性；使在热解吸塔中的感兴趣物质汽化；以及将汽化的感兴趣物质输送到检测器中，其中检测器执行汽化的感兴趣物质的分析并检测感兴趣物质。

在本公开的另一实施例中，公开了一种物质检测系统。该系统包括：采样捕集器，其包括实质上非挥发性的感兴趣物质；壳体，其包括群集剂，壳体配置成使群集剂汽化；热解吸塔，其配置成接纳采样捕集器，其中解吸塔配置成使感兴趣物质汽化；输送管线，其中输送管线将壳体连接到解吸塔并将汽化的群集剂从壳体输送到解吸塔，其中汽化的群集剂增加感兴趣物质的挥发性；分析设备，其与解吸塔流动连通地耦合，分析设备配置成从解吸塔接收汽化的感兴趣物质并执行感兴趣物质的分析。

附图说明

图1是根据本公开的物质检测系统的示意图的示例性实施例。

图2是根据本公开的物质检测系统的示意图的示例性实施例。

图3是根据本公开的热解吸塔的板的示例性实施例。

图4是描绘根据本公开的群集剂的空捕集器的示例性曲线图。

图5A是描绘根据本公开的来自包括具有群集剂的感兴趣物质的采样介质的离子迁移率光谱的示例性曲线图。图5B是描绘根据本公开的来自包括没有添加的群集剂的感兴趣物质的采样介质的离子迁移率光谱的示例性曲线图。

图6是描绘根据本公开的来自包括具有群集剂的感兴趣物质的采样介质的离子迁移率光谱的示例性曲线图。

图7是根据本公开的比较群集剂的恒定流和感兴趣物质的数量的增加的示例性曲线图。

图8是描绘根据本公开的作为脉冲宽度的函数的具有群集剂的感兴趣物质的示例性曲线图。

图9是描绘根据本公开的作为帘流（curtain flow）的函数的具有群集剂的感兴趣物质的示例性曲线图。

图10是根据本公开的比较群集剂的恒定流和感兴趣物质的数量的增加的示例性曲线图。

图11是比较具有群集剂、没有群集剂和没有感兴趣物质的感兴趣物质检测的示例性曲线图。

图12A是描绘根据本公开的来自没有感兴趣物质但具有群集剂的连续供应的采样介质的离子迁移率光谱的示例性曲线图。图12B是描绘根据本公开的感兴趣物质和群集剂的连续供应的离子迁移率光谱的示例性曲线图。图12C是描绘根据本公开的感兴趣物质和群集剂的脉动供应的离子迁移率光谱的示例性曲线图。图12D是描绘根据本公开的来自包含感兴趣物质但没有群集剂的采样介质的离子迁移率光谱的示例性曲线图。