ПРОБООТБОРНАЯ ЕМКОСТЬ ДЛЯ ВЗЯТИЯ ПРОБЫ ВЫДЫХАЕМОГО ЧЕЛОВЕКОМ ВОЗДУХА НА МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ Российский патент 2011 года по МПК G01N1/22 G01N33/497 

Настоящее изобретение относится к устройствам - пробоотборникам воздуха, выдыхаемого человеком, и предназначено для взятия пробы на молекулярные маркеры, в том числе в условиях невесомости.

Некоторые состояния человека могут быть идентифицированы посредством анализа выдыхаемого воздуха. Выдыхаемый воздух используется для анализа на молекулярные маркеры.

Из уровня техники известны различные конструкции пробоотборников выдыхаемого воздуха, однако для решения задачи космических исследований и экспериментов они непригодны ввиду необходимости совмещения с аппаратурой космического корабля или исследовательского экспериментального модуля.

Например, в уровне техники описано устройство, используемое при проведении экспресс-анализа выдыхаемого человеком воздуха на содержание кетоновых тел. Исследование проводят в пробоотборнике выдыхаемого воздуха, который пропускают через индикаторный элемент, и по длине индикаторного слоя, изменившего окраску, определяют концентрацию кетоновых тел. Устройство для реализации способа содержит индикаторную трубку, соединенную с гибкой растяжимой оболочкой, размещенной в жестком каркасе, имеющем нормированный объем. Наполнитель трубки имеет специально подобранный состав (SU 1720002, G01N 1/22, 1992).

Известно из уровня техники достаточно сложное устройство для улавливания и проведения анализа ¹⁴СО₂ в воздухе, выдыхаемом человеком (RU 2179721, G01N 1/22, 2002), которому введено меченное изотопом ¹⁴С соединение, в частности меченная изотопом ¹⁴С мочевина, указанное устройство включает первый и второй, по существу, плоские продолговатые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом своими краями, за исключением одного из их коротких краев, с образованием канала между ними. Первый каналообразующий элемент включает газопроницаемый матричный элемент для поглощения СО₂. Устройство снабжено средствами индикации для визуального обнаружения поглощения СО₂ и пленочным элементом с низкой поглотительной способностью в отношении бета-излучения, который установлен или может быть установлен между матричным элементом и прибором для измерения бета-излучения. Данное устройство неприменимо для целей решаемой задачи ввиду узкого диапазона его назначения.

Наиболее близким к заявленному является известное устройство (RU 81887, 10/04/2009, МПК G01N 1/22) для отбора пробы воздуха, выдыхаемого человеком, содержащее емкость из эластичного инертного материала для сбора выдыхаемого воздуха, соединительную трубку, соединяющую рот человека с емкостью из эластичного инертного материала, поглотитель паров влаги, установленный в соединительной трубке, патрубок для вывода воздуха из емкости в газоанализатор, в котором установлен запорный элемент, и обратный клапан, установленный на входе в емкость, патрубок для вывода воздуха из емкости в газоанализатор, в котором установлен дополнительный запорный элемент.

Недостатком является его непригодность при использовании в условиях невесомости за счет невозможности применения совместно с аналитической аппаратурой, предназначенной непосредственно для условий невесомости.

Таким образом, с учетом специфической решаемой задачи технический результат - разработка пробоотборной емкости для исследований, в том числе в условиях невесомости, достигается тем, что пробоотборная емкость выдыхаемого человеком воздуха для взятия пробы на молекулярные маркеры выполнена в виде мешка объемом 5-7 литров из фторопласта марки Ф-26 с алюминиевым штуцером, на котором закреплена резиновая трубка, герметично закрывающаяся стальной заглушкой с колпачком.

Кроме того, заглушка штуцера, а также колпачок крепятся к штуцеру тонкой веревкой.

Пробоотборная емкость предусматривает перед использованием ее промывку чистым воздухом или газообразным азотом для удаления с внутренней поверхности микропримесей, дезинфекцию входного штуцера емкости 3% перекисью водорода.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Заявленное устройство - емкость для отбора проб выдыхаемого воздуха - используется для анализа выдыхаемого человеком воздуха на молекулярные маркеры с использованием хромато-масс-спектрометрии.

Перед использованием емкости для отбора пробы выдыхаемого воздуха проводится промывка этой емкости чистым воздухом или газообразным азотом для удаления с внутренней поверхности микропримесей, оставшихся от предыдущего пробозабора. После этого входной штуцер емкости дезинфицируется 3% перекисью водорода и закрывается заглушкой. Для сохранения чистоты входного штуцера на обработанный перекисью водорода входной штуцер надевается колпачок. Подготовленная таким образом емкость передается в гермообъект для отбора пробы выдыхаемого воздуха у участника эксперимента.

Отбор пробы с помощью заявленного устройства осуществляется следующим образом:

- снять колпачок со штуцера емкости;

- вынуть заглушку из штуцера емкости;

- заполнить емкость выдыхаемым воздухом до полного распрямления емкости;

- удалить из емкости выдыхаемый воздух путем сжатия емкости;

- повторить последние две операции 3-4 раза для насыщения внутренней поверхности емкости микропримесями, содержащимися в выдыхаемом воздухе;

- окончательно заполнить емкость выдыхаемым воздухом и плотно закрыть входной штуцер заглушкой.

Результаты санитарно-химических испытаний и токсикологическая оценка газовыделений из емкостей для отбора проб выдыхаемого воздуха.

Санитарно-химические испытания на газовыделение из емкостей проводились в ГНЦ РФ ИМБП РАН в соответствии с требованиями «Методических указаний по санитарно-химическому и токсикологическому исследованию неметаллических материалов, предназначенных для оборудования обитаемых герметичных помещений», утв. Минздравом СССР 03.09.1982 г.

Испытания проводились в герметичной термокамере объемом 3,5 л, предварительно механически очищенной от возможных загрязнений. В процессе подготовки к эксперименту камера термостатировалась в открытом виде при температуре 80°С в течение четырех часов с целью дегазации и после охлаждения до 50°С герметизировалась. Пробы воздуха, взятые из камеры, анализировались с целью определения состава и концентрации химических примесей методом газовой хроматографии. После получения положительных результатов в камеру была загружена емкость для отбора проб выдыхаемого воздуха, после чего она герметизировалась. Термостатирование проводилось в течение 3 суток при температуре 50°С. Отбор проб воздуха из камер проводился до эксперимента (фон), на 1 и 3 сутки испытаний.

Анализ органических химических примесей проводился методом газовой хроматографии с последующим использованием компьютерной техники для идентификации органических веществ и количественной их оценки в анализируемых пробах. Пробы воздуха из гермокамер вводились газовым шприцем в набивные разделительные колонки с сорбентом Порапак Q и Хромосорб W-AW с 10% FFAP+1% Н₃РO₄, установленные в хроматографах "Хьюлетт Паккард 5890А". Идентификация веществ и их количественная оценка проводились на выходе из набивной разделительной колонки пламенно-ионизационным детектором с использованием компьютерной техники для обработки экспериментальных данных.

Калибровка хроматографов для последующей количественной оценки летучих химических примесей проводилась с помощью аттестованных источников микропотоков на динамической установке "Микрогаз".

Состав и концентрации компонентов газовыделений из аппаратуры представлены в таблице 1.

Количественный анализ результатов испытаний на газовыделение показал наличие в газовом комплексе 8-ми химических веществ, относящихся к следующим классам: предельные, непредельные углеводороды, кетоны, спирты, альдегиды, сложные эфиры. Концентрации идентифицированных химических веществ не превышали ПДК и составляли десятые и сотые доли от ПДК.

Краткое описание рисунков.

Изобретение иллюстрируют 2 фигуры - фотографии, на которых показаны:

фиг.1 - емкость в наполненном состоянии,

фиг.2 - емкость в «сдутом» состоянии,

и одна таблица, в которой представлены результаты санитарно-химических испытаний на газовыделение из емкостей для отбора проб выдыхаемого воздуха, проведенных методом газовой хроматографии, где:

0,001 мг/м³ - чувствительность определения газохроматографическим методом.

Изобретение относится к устройствам - пробоотборникам воздуха, выдыхаемого человеком, и предназначено для взятия пробы. Пробоотборная емкость для взятия пробы выдыхаемого человеком воздуха на молекулярные маркеры выполнена в виде мешка объемом 5-7 литров из фторопласта марки Ф-26 с алюминиевым штуцером, на котором закреплена резиновая трубка, герметично закрывающаяся стальной заглушкой с колпачком. Изобретение обеспечивает пробоотборную емкость, пригодную для исследований в условиях невесомости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Пробоотборная емкость для взятия пробы выдыхаемого человеком воздуха на молекулярные маркеры, выполненная в виде мешка объемом 5-7 л из фторопласта марки Ф-26 с алюминиевым штуцером, на котором закреплена резиновая трубка, герметично закрывающаяся стальной заглушкой с колпачком.

2. Пробоотборная емкость по п.1, отличающаяся тем, что заглушка штуцера, а также колпачок крепятся к штуцеру тонкой веревкой.

3. Пробоотборная емкость по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что предусматривает перед использованием ее промывку чистым воздухом или газообразным азотом для удаления с внутренней поверхности микропримесей, дезинфекцию входного штуцера емкости 3%-ной перекисью водорода.