本发明属于血液中挥发性有机物检测技术领域，涉及质谱进样装置，具体涉及一种用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置。
背景技术：
挥发性有机物(vocs)指常温下易于挥发的有机物，众所周知的包括甲醛、苯、二氯甲烷、三氯乙烯等，他们大部分具有生物毒性，毒性主要表现在可能引起机体免疫水平失调，影响中枢神经系统和消化系统；严重时可损伤肝脏和造血系统。有些vocs甚至还具有致癌、致畸和致突变性，可能诱发多种潜在的慢性病，给人体健康带来较大的危害。评估人体血液中vocs，可能在基体上更接近某个或某些靶组织中vocs的真实水平，从而得到更完整的数据，因此，血液中vocs的水平是评价人体健康的重要指标，对其进行分析检测具有非常重要的意义。
由于血液是一个复杂的基体，在测定全血中vocs时，需要进行样品前处理，目前常用的方法有顶空法、固相萃取、固相微萃取、吹扫捕集法和加热蒸发等。这些方法存在着一定的局限性：顶空法简单、省时、易于操作，但富集效果不好，灵敏度较低；固相萃取法操作也较简单，需要溶剂量少，但步骤繁琐，易造成分析物流失，重现性较差；固相微萃取法具有高效、对样本破坏性小等优势，与气相色谱/质谱(gc/ms)联用可对挥发性组分进行快速分析，但也存在萃取纤维不能反复使用，实验成本较高，同时仪器普及率低，不适合开展大规模生物样品检测等缺陷；由于血液中含有大量的蛋白成分，用吹扫捕集法会产生大量的泡沫，容易造成仪器污染，在血样中加入消泡剂虽然能解决样品易产生泡沫的问题，同时也容易造成样品污染；加热蒸发使其变成气态的形式可能会改变样品的原始状态，破坏样品结构。因此，研发一种用于高通量检测血液中挥发性有机物的直接检测法具有非常重要的意义。其中高通量质谱技术以可直接获得样品的分子量信息，分析速度快，灵敏度高、通用性好等优势，在高通量检测领域得到广泛认可，获得飞速发展。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，为了克服鼓泡吹扫进样质谱法测定血液中挥发性有机物(vocs)时易产生大量泡沫造成仪器污染的问题，本发明采用顶空吹扫进样方式，利用干净空气吹扫液面，携带液体中的挥发性有机物挥发致顶空气体中，然后随着气流被载带至质谱仪器进行分析检测。分析结束后继续利用吹扫气将残留的样品吹出仪器，为下一个测试循环做准备。实现了血液中挥发性有机物(vocs)的快速高通量分析检测。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，其特征在于，包括盛放待测样品液的样品瓶1、水浴锅6和搅拌磁子7，样品瓶1置于水浴锅6内，搅拌磁子7置于样品瓶1内用于搅拌待测样品液；
所述的样品瓶1匹配有瓶盖5，瓶盖5的中心开孔，不锈钢垫片3卡合固定在中心开孔的瓶盖5内侧，样品瓶1瓶口配置有起密封作用的密封圈2；
所述的不锈钢垫片3上设置有载气管插孔，载气管10一端与载气气源相连，另一端通过不锈钢垫片3上设置的载气管插孔进入到样品瓶1内部；同时不锈钢垫片3上设置有样品气管插孔，样品气管9一端连接样品气管插孔，另一端通过三通连接质谱仪器8和尾气管11；所述的不锈钢垫片3上的载气管插孔和样品气管插孔均在瓶盖5的中心开孔范围内。
进一步地，所述的样品气管9一端通过样品气管接头4连接不锈钢垫片3上的样品气管插孔。
进一步地，所述的钢垫片3上的样品气管插孔与样品气管接头4螺纹连接。
进一步地，所述的载气管10通过三通连接质谱仪器8的进样口，用载气吹扫清洗质谱仪器8。
用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)配置待测样品液
用移液枪取血液样品放入样品瓶1内，根据检测要求稀释样品液，然后放入搅拌磁子7，密封样品瓶1，将不锈钢垫片3上的载气管插孔和样品气管插孔用密封条密封摇匀；
(2)孵育
将样品瓶1放入37℃恒温水浴锅6中，搅拌磁子7搅拌待测样品液，开始孵育过程，孵育时间为0～5min；孵育的目的有两个：一是由于孵育温度接近体温，样品处于一个比较温和的条件，不会改变样品的原始状态，更不会破坏样品结构；二是起到一个富集作用，在孵育过程中，不仅对样品进行缓慢加热，而且还加入了搅拌磁子7搅拌，使尽可能多的物质挥发出来被检测；
(3)进样
孵育完毕后，将载气管10一端接通载气气源，另一端通过不锈钢垫片3上设置的载气管插孔进入到样品瓶1内部的待测样品液上方；载气作为吹扫气吹扫待测样品液液面，不断更新的液面上的有机物，将其携带至样品瓶1顶空气体中，同时将样品气管9一端通过样品气管接头4连接不锈钢垫片3上的样品气管插孔，另一端通过三通连接质谱仪器8的样品进样口和尾气管11，样品瓶1顶空气体通过样品气管9进入质谱仪器被分析，谱图累积采集时间为1～2min；
(4)清洗
进样分析完成后，将载气管10通过三通接到质谱仪器8的进样口，用吹扫气吹扫5～10min即可进入下一个循环操作。
进一步地，所述的接吹扫气为干净空气。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明利用顶空吹扫进样，利用传统的鼓泡法，有效的解决了传统鼓泡法由于血液中含有大量蛋白成分，极易产生大量泡沫造成仪器污染的技术问题；同时，利用水浴锅对待测血液样品在温度为37℃水浴中孵育，使温度接近体温，不会改变样品的原始状态，更不会破坏样品结构，孵育过程均使用搅拌磁子搅拌，使血液中更多的有机物挥发出来被分析检测。本发明装置结构简单、成本低廉易实现，且能够为质谱仪进样提供平衡气体，保证质谱仪在稳定的最优气压下工作。本发明方法整个操作过程简单、快速，全程不到10min，可以实现快速、高通量检测血液中的挥发性有机物。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置的取样过程示意图；
图2为用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置的采样过程示意图；
图3为图2中a处的局部放大图；
图4为本发明实施例1中使用用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置和鼓泡法测量血液中vocs对比谱图；
图中：1-瓶身，2-密封圈，3-不锈钢垫片，4-样品气管接头，5-瓶盖，6-水浴锅，7-搅拌磁子，8-质谱仪器，9-样品气管，10-载气管，11-尾气管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
如图2所示，用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，包括盛放待测样品液的样品瓶1、水浴锅6和搅拌磁子7，样品瓶1的的体积为60ml，瓶身外径为24mm，瓶身长140mm，样品瓶1置于水浴锅6内，搅拌磁子7置于样品瓶1内用于搅拌待测样品液；
所述的样品瓶1匹配有瓶盖5，样品瓶1与瓶盖5螺纹连接，瓶盖5的中心开孔，不锈钢垫片3卡合固定在中心开孔的瓶盖5内侧，样品瓶1瓶口配置有起密封作用的密封圈2；
所述的不锈钢垫片3上设置有载气管插孔，载气管10为一根外径为3mm、内径为2mm的不锈钢管，总长度为16mm，载气管10露于样品瓶1外的一侧长度为4mm，与外径为4mm的四氟管直接相连，四氟管连接作为载气气源的干净空气，载气管10进入样品瓶1内部的长度为12mm，置于待测血液样品液面上方；同时，不锈钢垫片3上设置有孔径为4mm样品气管插孔，样品气管插孔与内径为3～5mm的样品气管接头4螺纹连接，样品气管9为一根外径为4mm的四氟管，样品气管9一端插入样品气管接头4，另一端通过三通连接质谱仪器8的进样口和尾气管11；所述的不锈钢垫片3上的载气管插孔和样品气管插孔均在瓶盖5的中心开孔范围内。
完成一个质谱采集后，所述的载气管10通过三通连接质谱仪器8的进样口，用载气吹扫清洗质谱仪器8。
应用上述用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置进行检查的方法，步骤如下：
(1)配置待测样品液
本实施例中对全血中vocs进行测试，如图1所示，用移液枪取全血样品1ml放入样品瓶1内，然后再取3ml纯净水对血液样品进行稀释，放入搅拌磁子7，密封样品瓶1，将不锈钢垫片3上的载气管插孔和样品气管插孔用密封条密封摇匀；
(2)孵育
将样品瓶1放入37℃恒温水浴锅6中，搅拌磁子7搅拌待测样品液，开始孵育过程，孵育时间为2min；孵育的目的有两个：一是由于孵育温度接近体温，样品处于一个比较温和的条件，不会改变样品的原始状态，更不会破坏样品结构；二是起到一个富集作用，在孵育过程中，不仅对样品进行缓慢加热，而且还加入了搅拌磁子7搅拌，使尽可能多的物质挥发出来被检测；
(3)进样
孵育完毕后，将载气管10一端接通干净空气，另一端通过不锈钢垫片3上设置的载气管插孔进入到样品瓶1内部的待测样品液上方；干净空气作为吹扫气吹扫待测样品液液面，不断更新的液面上的有机物，将其携带至样品瓶1顶空气体中，同时将样品气管9一端通过样品气管接头4连接不锈钢垫片3上的样品气管插孔，另一端通过三通连接质谱仪器8的样品进样口和尾气管11，样品瓶1顶空气体通过样品气管9进入质谱仪器被分析，谱图累积采集时间为2min；
(4)清洗
进样分析完成后，将载气管10通过三通接到质谱仪器8的进样口，用吹扫气吹扫5min即可进入下一个循环操作。
同样的实验条件下，分别使用鼓泡法和本发明装置和方法对全血中vocs进行测试，即实验条件为：样品瓶1的体积为60ml，样品瓶1瓶身外径为24mm，瓶身长140mm，取纯净水3ml和全血1ml于样品瓶1中，在37℃水浴中孵育2min，吹扫气流速为100ml-min，谱图累积采集时间为2min，所得谱图如图3所示，本发明不仅解决了大量泡沫涌入仪器，造成仪器污染的问题，并且相比较两种鼓泡法，本发明能检测到血中更多的vocs。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
1.用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，其特征在于，包括盛放待测样品液的样品瓶(1)、水浴锅(6)和搅拌磁子(7)，样品瓶(1)置于水浴锅(6)内，搅拌磁子(7)置于样品瓶(1)内用于搅拌待测样品液；
所述的样品瓶(1)匹配有瓶盖(5)，瓶盖(5)的中心开孔，不锈钢垫片(3)卡合固定在中心开孔的瓶盖(5)内侧，样品瓶(1)瓶口配置有起密封作用的密封圈(2)；
所述的不锈钢垫片(3)上设置有载气管插孔，载气管(10)一端与载气气源相连，另一端通过不锈钢垫片(3)上设置的载气管插孔进入到样品瓶(1)内部；同时不锈钢垫片(3)上设置有样品气管插孔，样品气管(9)一端连接样品气管插孔，另一端通过三通连接质谱仪器(8)和尾气管(11)；所述的不锈钢垫片(3)上的载气管插孔和样品气管插孔均在瓶盖(5)的中心开孔范围内。
2.根据权利要求1所述的用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，其特征在于，所述的样品气管(9)一端通过样品气管接头(4)连接不锈钢垫片(3)上的样品气管插孔。
3.根据权利要求2所述的用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，其特征在于，所述的不锈钢垫片(3)上的样品气管插孔与样品气管接头(4)螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测装置，其特征在于，所述的载气管(10)通过三通连接质谱仪器(8)的进样口，用载气吹扫清洗质谱仪器(8)。
5.用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)配置待测样品液
用移液枪取血液样品放入样品瓶(1)内，根据检测要求稀释样品液，然后放入搅拌磁子(7)，密封样品瓶(1)，将不锈钢垫片(3)上的载气管插孔和样品气管插孔用密封条密封摇匀；
(2)孵育
将样品瓶(1)放入37℃恒温水浴锅(6)中，搅拌磁子(7)搅拌待测样品液，开始孵育过程，孵育时间为0～5min；
(3)进样
孵育完毕后，将载气管(10)一端接通载气气源，另一端通过不锈钢垫片(3)上设置的载气管插孔进入到样品瓶(1)内部的待测样品液上方；载气作为吹扫气吹扫待测样品液液面，不断更新的液面上的有机物，将其携带至样品瓶(1)顶空气体中，同时将样品气管(9)一端通过样品气管接头(4)连接不锈钢垫片(3)上的样品气管插孔，另一端通过三通连接质谱仪器(8)的样品进样口和尾气管(11)，样品瓶(1)顶空气体通过样品气管(9)进入质谱仪器被分析，谱图累积采集时间为1～2min；
(4)清洗
进样分析完成后，将载气管(10)通过三通接到质谱仪器(8)的进样口，用吹扫气吹扫5～10min即可进入下一个循环操作。
6.根据权利要求5所述的用于高通量测量血液中挥发性有机物的直接质谱检测的方法，其特征在于，所述的接吹扫气为干净空气。
技术总结