样品采集热解吸器的制造方法
【专利说明】样品采集热解吸器
[0001]本发明涉及检测令人关注的物质的方法和装置。更具体地，本发明涉及例如能够分析以对样品中令人关注的物质进行检测的用于样品的热解吸的方法和装置。分析能够使用谱仪(spectrometer)进行，例如使用离子迀移谱仪(iron mobility spectrometer)和/ 或质谱仪(mass spectrometer)。
[0002]在例如机场和会场的场所中，可能聚集有大量的人，有必要检测令人关注的物质(例如爆炸物和违禁药品)的踪迹。
[0003]现在将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，其中:
[0004]图1和图1A、图1B、图1C和图1D显示了杆件和检测器的各种不同的视图；
[0005]图1A显示了第一种结构的用于样品采集和分析的装置的剖视图；
[0006]图1B显示了第二种结构的图1中显示的装置，且包括了说明所述装置的特定特征的详情的插图；
[0007]图1C用于样品采集和分析的装置的立体图，图中标出了杆件插入检测器；
[0008]图1D是本发明的实施方式的杆件的立体图；
[0009]图2显示了用于样品采集和分析的装置的具体实施例的示意图；
[0010]图3A显示了与图1和图2中显示的装置一起使用的杆件的平面图；
[0011]图3B显示了沿图3A中标出的线B-B剖切的杆件的剖视图；
[0012]图3C显示了沿图3A中标出的线C-C剖切的杆件的剖视图；
[0013]图3D显示了本发明的实施方式的杆件。
[0014]图4表示使用手持检测装置的操作过程；以及
[0015]图5表示检测器的一种布置形式。
[0016]为了检测物品中携带的令人关注的物质，该物品能够被拭抹以采集样品，对来自于拭子(swab)中的样品的部分进行热解吸有助于检测样品中的令人关注的物质。
[0017]在一方面，热解吸装置包括杆件(wand)和检测器(detector)，该杆件设置成支撑拭子，检测器包括设置为检测令人关注的物质的分析仪。杆件设置成连接于检测器而对来自于拭子中的样品进行热解吸以提供了一部分样品给分析仪。样品中的热解吸的部分能够被分析以检测采集的样品中的令人关注的物质的出现。因此，没必要从杆件移除拭子和在检测器中分别设置拭子，这样能够使检测过程更高效地进行。
[0018]在一方面，样品采集杆件包括杆件本体和拭子支撑件，杆件本体设置成使杆件能够被操纵，拭子支撑件连接于杆件本体且设置成支撑间隔于杆件本体的拭子，所以拭子和拭子支撑件与杆件本体热绝缘。杆件或检测器能够包括加热器。
[0019]在实施方式中，杆件设置成使拭子与杆件热绝缘，例如杆件能够包括与杆件间隔的拭子支撑件以与支撑的拭子热绝缘。通过间隔能够提供热绝缘，间隔能够包括空气间隙。拭子和杆件之间的热绝缘阻碍了对杆件的本体的热传递所以减少了热解吸样品时被加热的物体的热容量。例如与部件相接触的系统比较，这可能减少用于加热拭子的能量以及也可能提升杆件的加热和/或冷却速度。加热进行得更快可能以更高的热集中(例如，单位时间内的量)对分析仪提供热解吸(例如挥发性的)样品。这能够使电池带动的检测器在不损害电池寿命的情况下提高灵敏性。这能够促进手提检测装置和一些发明的实施例中的提供手持检测器的供应。
[0020]在实施方式中，拭子支撑件相对于杆件是可运动的以使得拭子支撑件被压向杆件以减小间隔。例如，拭子支撑件是柔性的。这能够使得拭子在物品上摩擦以采集样品时杆件的本体对拭子提供额外的支撑，所以能够使用轻重量(因此低热容量)的拭子支撑件这样能够进一步促进快速加热。
[0021]在实施方式中，拭子支撑件设置成，在它运动以减小间隔之后，它会朝向拭子支撑件与杆件间隔的位置返回，例如，拭子支撑件能够是有弹性的。这样，操作者不需要采取特别的动作来确保拭抹时拭子被适当地支撑或加热时适当地绝缘。
[0022]在实施方式中，杆件能够包括用于加热采集样品的加热器。当杆件包括拭子支撑件时，加热器能够被包括在拭子支撑件中或者起到支撑件的作用。这样促进了对样品的热传递。在一些实施方式中，装置还包括拭子。
[0023]在一个方面，热解吸拭子支撑件包括弹性的层状条，该弹性的层状条包括设置成加热用于样品的热解吸的拭子支撑件的加热器。在实施方式中，弹性的层状条包括至少一个聚合层。在实施方式中，聚合层包括聚酰亚胺(Polyimide)。在实施方式中，加热器设置在两个聚合层之间。在实施方式中，热解吸拭子支撑件包括第一连接件和第二连接件，该第一连接件和第二连接件适于使拭子支撑件与热解吸和样品采集杆件的第一连接件和第二连接件机械地连接，且其中至少一个连接件设置成与加热器电连接。
[0024]在一方面，检测器包括用于检测热解吸样品中的令人关注的物质的分析仪和用于使检测器与样品采集杆件连接以为热解吸样品提供从样品采集杆件到分析仪的路径的杆件连接件。在实施方式中，杆件连接件还包括适于使检测器与所述杆件电连接的电连接件。在实施方式中，杆件连接件和电连接件设置成使得当所述样品采集杆件定位为给分析仪提供样品时，电连接件为所述样品采集杆件的电连接件提供电接触。
[0025]图1显示了热解吸装置I的实施例的示例图，热解吸装置I包括用于采集样品的杆件10和用于检测采集样品中的令人关注的物质的检测器20。
[0026]图1A和图1B显示的视图对应于杆件10和检测器20的两种结构。图1A显示杆件10插入检测器20中；图1B显示杆件10与检测器20分离。在图中，相同的标记用于标示相同的元件。
[0027]图1中显示的杆件10包括杆件本体12和用于支撑拭子的拭子支撑件16。在实施方式中，拭子支撑件16设置成例如通过使拭子与杆件本体12间隔而使拭子与杆件本体12热绝缘。间隔能够包括空气间隙。为了提供间隔，拭子支撑件16能够从杆件本体12退离。可选择地或者另外地，拭子支撑件16能够通过使拭子支撑件16与本体12保持距离的间隔件而与杆件本体12间隔。可选择地或者另外地，杆件本体12能够包括设置在拭子支撑件16后面的凹部以提供拭子支撑件16与杆件本体12之间的间隔。可选择地或者另外地，热绝缘件，例如发泡聚苯乙稀(expanded polystyrene)、羊毛(fleece)、聚合泡沫(polymericfoam)(例如开孔泡沫材料)、气体腔室(例如压力减小的气体)或者真空腔室能够设置在拭子支撑件16和杆件本体12之间。其他热绝缘材料能够被使用以使拭子支撑件16与杆件本体12热绝缘，能够减少需要被加热的布置的热容量。在一些实施方式中，杆件本体12能够包括热反射表面(例如，镀银表面)，该热反射表面设置在拭子支撑件16的后面以将热量反射回拭子支撑件16。
[0028]拭子支撑件16能够与杆件本体12连接，例如通过使拭子支撑件16与杆件本体12形成为一体、或者通过独立的拭子支撑件16与杆件本体12接合。在图1中，然而，能够使用更多或更少数量的连接件。拭子杆件包括加热器13，连接件15，15’能够为加热器13提供电连接。
[0029]图1中显示的拭子支撑件16能够相对于杆件本体12是可运动的，从而在使用时，拭子支撑件16能够偏向杆件本体以用于拭抹(例如消除间隔)。例如，拭子支撑件能够在热结构之间是可运动的，在该热结构中，拭子支撑件16和杆件本体12之间的热绝缘相对更高效，由杆件本体提供的机械支撑的采集结构相对更稳固。可运动的能够包括拭子支撑件16是灵活的，例如拭子支撑件16能够包括一个或多个灵活件和/或拭子支撑件16能够铰接、枢接或灵活地连接至杆件本体12。
[0030]图1中显示的拭子支撑件16能够是有弹性的。例如，它能够设置使得，在拭抹时它被压向杆件本体之后，拭子支撑件将使拭子支撑件16与杆件本体12之间的间隔恢复。这种功能能够通过包括弹性材料的拭子支撑件的至少一个部位来提供。在一些情况中，弹性力能够通过偏压来提供，例如使用设置成偏压拭子支撑件以恢复拭子支撑件偏向之后的间隔的独立布置。用于偏压的结构的实施例包括弹簧、弹性件和机构、磁体或电动机械偏压件(electromechanical biasing)。
[0031]图1显示的杆件10包括用于加热在拭子上采集的样品的加热器13。加热器13能够为拭子支撑件16的一部分。在实施方式中，加热器13为设置成通过电阻加热来加热的电导体。例如，加热器能够由电阻材料形成，选择电阻材料是为了加热令人关注的物质以使它的至少一部分成为气相。加热器13能够包括导电轨以提供电阻加热元件。加热器13能够至少局部地覆盖绝缘体，例如热绝缘体，和/或在一侧或两侧的非传导形式的材料(例如，聚合层)。例如，导电轨能够被夹在两层电绝缘体/非传导体之间。其他表现出同样特性的合适的绝缘体/非传导体材料也能够使用。聚酰亚胺，例如聚酰亚胺胶带(Kapton) (RTM)，是因其热特性和机械特性和惰性而适于此目的的材料的一个实施例。导电轨能够包括金属，例如镲和络合金，例如镲络耐热合金(nichrome)。导电轨能够被胶接、设置或粘接至绝缘体/非传导体，或者能够夹持或铺设/装配在它上面，例如通过使用与杆件本体12的一部分摩擦适配的衬圈。套筒29能够围绕杆件10且能够局部地覆盖拭子支撑件16。
[0032]图1显示的杆件10能够包括用于与检测器20的杆件适配件24机械地结合的结合特征部14。结合特征部14能够包括电连接件11以提供加热器13和检测器20之间的电接触。例如，杆件本体12的一部分形成为与内表面结合以将杆件固定至或至少局部地固定地检测器20ο在其他实施例中，机械结合通过采