專利名稱：具有前端及后端預(yù)濃縮器與除濕的氣體收集及分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及氣體分析系統(tǒng)，且明確地說(但非排他地)，涉及包含前端預(yù)濃縮器、后端預(yù)濃縮器及除濕的手持式氣體分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣體分析可為用于檢測氣體中的某些化學品的存在及濃度且確定所存在化學品的特定組合的意義的重要手段。舉例來說，在衛(wèi)生護理中，人所呼出的呼氣中的某些揮發(fā)性有機化合物(VOC)的存在與某些疾病相關(guān)，例如，肺炎、肺結(jié)核(TB)、哮喘、肺癌、肝病、腎病等。所述相關(guān)性尤其可證明與肺相關(guān)的疾病。在其它應(yīng)用中，氣體分析可用以確定與人存在不相容的危險物質(zhì)(例如，礦井中的甲烷、一氧化碳或二氧化碳)的存在。當前氣體分析系統(tǒng)仍主要依賴于大且昂貴的實驗室儀器，例如，氣體色譜儀(GC) 及質(zhì)譜儀(MQ。這些儀器(特別是質(zhì)譜儀)中的大多數(shù)儀器具有妨礙其大小的顯著減小的操作特性，意指當前氣體分析系統(tǒng)為大且昂貴的工作臺裝置。除昂貴且笨重以外，當前氣體分析裝置的大小較大也使得不可廣泛地使用這些儀器。由于常規(guī)GC/MS大小龐大且昂貴，因此所述裝備通常位于實驗室中且呼氣樣本必須在實驗室中或通過其它現(xiàn)場手段來收集。已將兩個方法用于現(xiàn)場呼氣收集。罐呼氣收集為最常用的方法呼氣被吸入且收集到預(yù)清潔并預(yù)抽空的瓶中，且接著將所述瓶送到實驗室以供分析。此些罐非常昂貴且還需要非常昂貴的清潔系統(tǒng)以便再用所述罐。因此，呼氣測試成本因裝備及系統(tǒng)設(shè)置的非常高的成本而無法降低。在另一方法中，替代使用罐，使用捕集器作為替代現(xiàn)場呼氣收集所述捕集器位于呼氣收集系統(tǒng)中，所述呼氣收集系統(tǒng)在收集期間監(jiān)視呼氣的量及條件。接著，將所述捕集器移除且送到實驗室以供使用針對罐方法的類似氣體分析設(shè)備來分析。雖然所述捕集器方法消除對昂貴的清潔工具的需要，但所述捕集器收集系統(tǒng)本身可比罐貴。呼氣收集及分析方法兩者均需要現(xiàn)場呼氣收集且接著將樣本送回到實驗室以供分析，此耗時且非常昂貴。所呼出的呼氣含有> 90%的濕度。當濕氣與來自呼氣的氣體/揮發(fā)性有機化合物(VOC)收集在一起且接著直接被注入到氣體分析系統(tǒng)中時，任何顯著量的濕氣將大大地降低分析器對所關(guān)心化學品/VOC的靈敏性。因此，系統(tǒng)的檢測限制變得比不存在或存在低濕氣的情形差得多。針對呼氣分析的當前除濕方法從用以儲存來自受驗者的呼氣的容器提取所收集的呼氣樣本。接著，提取所述樣本且將其注入到前端除濕裝備中。所述裝備將捕集器或?qū)Ч苤械乃占暮魵?包含濕氣)冷卻(凝結(jié))到零下攝氏溫度(通過液態(tài)氮或干冰)且接著加熱所述捕集器以因不同沸點溫度而將濕氣與其它氣體分離。可存在多個超低溫冷卻階段及加熱步驟以在將氣體/VOC傳送到氣體色譜儀/質(zhì)譜儀(GC/MQ系統(tǒng)中以供分析之前移除濕氣。此前端裝備大小巨大且非常昂貴(> $20，000)。現(xiàn)有方法需要昂貴的裝備設(shè)置且大小龐大，如上所述。呼氣分析以多個階段來執(zhí)行。首先將呼氣收集于罐、捕集器或其它容器中。接著，將樣本傳送到除濕系統(tǒng)(前端系統(tǒng))及氣體/VOC分析系統(tǒng)(例如，GC/MS)所位于的實驗室。接著，在將氣體/VOC饋送到分析器(GC/MQ中之前，將所述氣體/VOC及濕氣從樣本提取到前端系統(tǒng)以用于除濕。所述裝備昂貴且不是便攜式的。同時，此呼氣收集及除濕程序無法用于原位呼氣分析。

發(fā)明內(nèi)容


參考以下圖描述本發(fā)明的非限定性及非窮舉性實施例，其中除非另有說明，否則各個視圖中的相似參考編號指相似部件。圖IA是氣體分析裝置的實施例的側(cè)立面圖。圖IB是氣體分析裝置的圖1中所示的實施例的平面視圖。圖2A是可在氣體分析裝置的圖IA到IB中所示實施例中使用的MEMS預(yù)濃縮器的實施例的橫截立面圖。圖2B是可在氣體分析裝置的圖IA到IB中所示實施例中使用的MEMS預(yù)濃縮器的替代實施例的橫截立面圖。圖3A是可在氣體分析裝置的圖IA到IB中所示實施例中使用的MEMS氣體色譜儀的實施例的平面視圖。圖;3B是MEMS氣體色譜儀的圖3A中所示實施例的實質(zhì)上沿截面線B-B所截取的橫截立面圖。圖4A是可在氣體分析裝置的圖IA到IB的實施例中使用的檢測器陣列的實施例的平面視圖。圖4B是檢測器陣列的圖4A中所示實施例的實質(zhì)上沿截面線B-B所截取的橫截立面圖。圖5是氣體分析裝置的替代實施例與使用所述氣體分析裝置的所述實施例的系統(tǒng)的實施例的示意圖。圖6是氣體分析裝置的另一替代實施例與使用所述氣體分析裝置的所述實施例的系統(tǒng)的實施例的示意圖。圖7是氣體分析裝置的額外替代實施例的平面示意圖。圖8是氣體分析裝置的額外替代實施例的平面示意圖。圖9是氣體分析裝置的額外替代實施例的平面示意圖。圖10是包含前端預(yù)濃縮器模塊的氣體分析裝置的實施例的示意圖。圖11是可與氣體分析裝置一起使用的過濾器組合件的實施例的圖式。圖12A是可與氣體分析系統(tǒng)的實施例一起使用的預(yù)濃縮器的實施例的圖式。圖12B是可與氣體分析系統(tǒng)的實施例一起使用的預(yù)濃縮器的替代實施例的圖式。
圖13A是包含前端及后端預(yù)濃縮器模塊的氣體分析裝置的實施例的示意圖。圖1 是包含前端及后端預(yù)濃縮器模塊的氣體分析裝置的替代實施例的示意圖。圖13C是包含前端及后端預(yù)濃縮器模塊的氣體分析裝置的另一替代實施例的示意圖。圖14是包含前端及后端預(yù)濃縮器模塊的氣體分析裝置的又一替代實施例的示意圖。圖15是可棄式過濾器組合件的實施例的示意圖。圖16是過濾器組合件的一對替代實施例的示意圖。圖17A到17B是可棄式過濾器組合件的額外替代實施例的示意圖。圖18是可再用除濕組合件的實施例的示意圖。圖19是可再用除濕組合件的替代實施例的示意圖。
具體實施例方式本文中描述用于定點護理醫(yī)療應(yīng)用中的氣體分析的設(shè)備、過程及系統(tǒng)的實施例。 在以下的說明中，描述眾多特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的實施例的透徹理解。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明可在不具有所述特定細節(jié)中的一者或一者以上的情況下或借助其它方法、組件、材料等來實踐。在其它實例中，眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作未詳細展示或描述但仍涵蓋于本發(fā)明的范圍內(nèi)。本說明書通篇所提及的“一個實施例”或“一實施例”意指結(jié)合所述實施例所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含于本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，本說明書中的片語“在一個實施例中”或“在一實施例中”的出現(xiàn)未必全部指同一實施例。此外，所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任一適合的方式組合于一個或一個以上實施例中。圖IA及IB共同圖解說明小尺度(例如，手持式)氣體分析裝置100的實施例。裝置100包含襯底102，其上安裝流體處置組合件101、耦合到流體處置組合件101內(nèi)的個別元件的控制器1 及耦合到檢測器陣列110及控制器126的讀取與分析電路128。圖中所示的實施例圖解說明襯底102上的元件的一個可能布置，但在其它實施例中，元件當然可不同地布置于襯底上。襯底102可以是為裝置100的元件提供所需物理支撐及通信連接的任一類別的襯底。在一個實施例中，襯底102可為在其表面上具有導電跡線的單層種類的印刷電路板 (PCB)，但在其它實施例中，其可為在電路板的內(nèi)部中具有導電跡線的多層種類的PCB。在其它實施例(舉例來說，其中裝置100作為單體系統(tǒng)建造于單個裸片上的實施例)中，襯底 102可為由硅或某一其它半導體制成的芯片或晶片。在另外其它實施例中，襯底102還可為其中可形成光學波導以支持裝置100的組件之間的光學通信的芯片或晶片。流體處置組合件101包含過濾器及閥組合件104、預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀108、 檢測器陣列110及泵112。元件104到112串聯(lián)地流體耦合過濾器及閥組合件104通過流體連接116流體耦合到預(yù)濃縮器106，預(yù)濃縮器106通過流體連接118流體耦合到氣體色譜儀108，氣體色譜儀108通過流體連接120來流體耦合到檢測器陣列110，且檢測器陣列 110通過流體連接122耦合到泵112。如下文進一步描述，在裝置100的一個實施例中，元件104到112可為微機電(MEMQ元件或基于MEMS的元件，意指每一裝置中的一些部件可為MEMS且其它部件可以不是MEMS。在裝置100的其它實施例中，元件104到112中的一些或所有元件無需是MEMS或基于MEMS的，但可替代地是某一非MEMS芯片級裝置。如圖中的箭頭所指示，元件104到112之間的流體連接允許流體(例如，一種或一種以上氣體)通過入口 114進入過濾器及閥組合件104、流動穿過元件104到112且最后通過出口 IM排出泵112。流體處置組合件101還包含保護個別元件104到112的罩或蓋 112。在所圖解說明的實施例中，形成于罩112中的通道提供元件之間的流體連接，但在其它實施例中，元件之間的流體連接可通過其它手段(例如，敷設(shè)管道)來提供。在另外其它實施例中，可省略罩112。過濾器及閥組合件104包含入口 114及耦合到流體連接116以使得排出過濾器及閥組合件104的流體流動到預(yù)濃縮器110中的出口。過濾器及閥組合件104包含過濾器以從通過入口 114進入的流體移除微粒。在其中元件104到112中的一者或一者以上為MEMS 元件的裝置100的實施例中，裝置預(yù)濃縮器的MEMS元件內(nèi)的部件的小尺度意指通過入口 114進入的流體可經(jīng)過濾以移除這些顆粒以使得顆粒不進入MEMS裝置且不損壞MEMS裝置或使其不操作。在不包含MEMS組件或其中進入入口 114的流體不含有顆粒(例如，因為已在裝置100外部對其預(yù)過濾)的裝置100的實施例中，可省略過濾器及閥組合件104的過濾器部分。過濾器及閥組合件104還包含閥，以使得一旦足夠流體已行進穿過裝置，即可停止進一步流動穿過入口 114到流體處置組合件101中。停止進一步流動穿過入口 114防止在裝置100的稍后操作期間稀釋將從預(yù)濃縮器106流動出的流體(參見下文的操作說明)。 在其它實施例中，過濾器及閥組合件104還可包含除濕器以從通過入口 114進入的流體移除水蒸氣，因此改善裝置100的準確性及靈敏性。預(yù)濃縮器106包含耦合到流體連接116的入口及耦合到流體連接118的出口。預(yù)濃縮器106通過流體連接116從過濾器及閥組合件104接收流體且通過流體連接118將流體輸出到氣體色譜儀108。當流體流動穿過預(yù)濃縮器106時，預(yù)濃縮器106從經(jīng)過的流體吸收某些化學品，因此濃縮那些化學品以供稍后分離及檢測。在裝置100的一個實施例中， 預(yù)濃縮器106可為MEMS預(yù)濃縮器，但在其它實施例中，預(yù)濃縮器106可為非MEMS芯片級裝置。下文結(jié)合圖2描述MEMS預(yù)濃縮器的實施例的進一步細節(jié)。氣體色譜儀108包含耦合到流體連接118的入口及耦合到流體連接120的出口。 氣體色譜儀108通過流體連接118從預(yù)濃縮器106接收流體且通過流體連接120將流體輸出到檢測器陣列110。當從預(yù)濃縮器106接收的流體流動穿過氣體色譜儀108時，從預(yù)濃縮器106接收的流體中的個別化學品在時域上彼此分離以用于稍后輸入到檢測器陣列110 中。在裝置100的一個實施例中，氣體色譜儀108可為MEMS氣體色譜儀，但在其它實施例中，氣體色譜儀108可為非MEMS芯片級裝置。下文結(jié)合圖3A到描述MEMS氣體色譜儀 108的實施例的進一步細節(jié)。檢測器陣列110包含耦合到流體連接120的入口及耦合到流體連接122的出口。 檢測器陣列110通過流體連接120從氣體色譜儀108接收流體且通過流體連接122將流體輸出到泵112。當流體流動穿過檢測器陣列110時，由氣體色譜儀108時域分離的化學品進入檢測器陣列且由檢測器陣列內(nèi)的傳感器感測其存在及/或濃度。在裝置100的一個實施例中，檢測器陣列110可為MEMS檢測器陣列，但在其它實施例中，檢測器陣列110可為非MEMS芯片級裝置。下文結(jié)合圖4描述檢測器陣列110的實施例的進一步細節(jié)。泵112包含耦合到流體連接122的入口以及耦合到排放口 124的出口，以使得泵 112通過流體連接122從檢測器陣列110汲取流體且通過排放口 IM將其返回到大氣。泵 112可為滿足裝置100的大小及形狀因數(shù)要求、提供所要流動速率及流動速率控制且具有充分可靠性(即，充分平均故障間隔時間(MTBF))的任一類別的泵。在一個實施例中，泵 112可為MEMS或基于MEMS的泵，但在其它實施例中，其可為另一類型的泵?？墒褂玫谋玫膶嵗≥S流泵(例如，風扇)、活塞泵及電滲泵?？刂破?26以通信方式耦合到流體處置組合件101內(nèi)的個別元件以使得其可發(fā)送控制信號及/或從個別元件接收反饋信號。在一個實施例中，控制器1 可為經(jīng)設(shè)計而特別用于所述工作的專用集成電路(ASIC)(舉例來說，CMOS控制器)，其包含處理、易失性及/ 或非易失性存儲裝置、存儲器及通信電路以及用以控制各種電路且與流體處置組合件101 的元件外部通信的相關(guān)聯(lián)邏輯。然而，在其它實施例中，控制器126可替代地為其中以軟件實施控制功能的通用微處理器。在所圖解說明的實施例中，控制器1 通過襯底102的表面上或其內(nèi)部中的導電跡線130電耦合到流體處置組合件101內(nèi)的個別元件，但在其它實施例中，控制器1 可通過其它手段(例如，光學)耦合到所述元件。讀出與分析電路1 耦合到檢測器陣列110的輸出以使得其可從檢測器陣列110 內(nèi)的個別傳感器接收數(shù)據(jù)信號且處理并分析這些數(shù)據(jù)信號。在一個實施例中，讀出與分析電路1 可為經(jīng)設(shè)計而特別用于所述工作的專用集成電路(ASIC)(例如，CMOS控制器)，其包含處理、易失性及/或非易失性存儲裝置、存儲器及通信電路以及用以控制各種電路且與外部通信的相關(guān)聯(lián)邏輯。然而，在其它實施例中，讀出與分析電路1 可替代地為其中以軟件實施控制功能的通用微處理器。在一些實施例中，讀出與分析電路1 還可包含信號調(diào)節(jié)及處理元件(例如，放大器、濾波器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等)以用于由讀出與分析電路1 預(yù)處理從檢測器陣列110接收的數(shù)據(jù)信號及后處理從所接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生或提取的數(shù)據(jù)兩者。在所圖解說明的實施例中，讀出與分析電路1 通過位于襯底102的表面上或其內(nèi)部中的導電跡線132電耦合到檢測器陣列110，但在其它實施例中，控制器1 可通過其它手段(例如，光學手段)耦合到所述元件。讀出與分析電路1 還耦合到控制器1 且可將信號發(fā)送到控制器1 且從其接收信號以使得兩個元件可協(xié)調(diào)且優(yōu)化裝置100的操作。 雖然所圖解說明的實施例將控制器126及讀出與分析電路1 展示為物理分離的單元，但在其它實施例中，控制器及讀出與分析電路可組合于單個單元中。在裝置100的操作中，首先給系統(tǒng)通電且將任一所需邏輯(即，軟件指令)加載到控制器1 及讀出與分析電路128中且將其初始化。在初始化之后，打開過濾器及閥單元 104中的閥且設(shè)定泵112以允許流動穿過流體處置組合件。接著，流體通過入口 114以某一流動速率輸入到流體處置組合件101及/或輸入達某一時間量；所需的時間量通常將由預(yù)濃縮器106產(chǎn)生正確定其存在及/或濃度的特定化學品的適當濃度所需的時間決定。當流體通過入口 114輸入到系統(tǒng)時，其由過濾器及閥組合件104過濾且借助流體處置組合件101 內(nèi)的元件104到112之間的流體連接而流動穿過這些元件。在流動穿過元件104到112之后，流體通過排放口 1 排出流體處置組合件。在已通過入口 114輸入所需量的流體之后，關(guān)閉過濾器及閥組合件104中的閥以防止進一步輸入流體。在關(guān)閉閥之后，預(yù)濃縮器106中的加熱器激活以加熱預(yù)濃縮器。所述加熱釋放由預(yù)濃縮器吸收且濃縮的化學品。當從預(yù)濃縮器106釋放化學品時，激活泵112 以通過氣體色譜儀108及檢測器陣列110汲取所釋放的化學品且通過排放口 IM輸出化學品。泵112的激活還防止回流穿過流體處置組合件101。當從預(yù)濃縮器106釋放的化學品由泵112通過氣體色譜儀108汲取時，色譜儀在時域上將不同化學品彼此分離-即，在不同時間從氣體色譜儀輸出不同化學品。當不同化學品在時間上分離地排出氣體色譜儀108時，每一化學品進入MEMS檢測陣列110，其中檢測陣列中的傳感器檢測每一化學品的存在及/或濃度。在氣體色譜儀108中執(zhí)行的時域分離實質(zhì)上增強MEMS檢測陣列110的準確性及靈敏性，因為其防止眾多化學品同時進入檢測陣列且因此防止陣列內(nèi)的傳感器中的交叉污染及可能干擾。當MEMS檢測陣列110內(nèi)的個別傳感器與進入的時域分離的化學品相互作用時，檢測陣列感測所述相互作用且將信號輸出到讀出與分析電路128，接著，其可使用信號來確定化學品的存在及/或濃度。當讀出與分析電路128已確定所關(guān)心的所有化學品的存在及/ 或濃度時，其可使用各種分析技術(shù)(例如，相關(guān)性及型式匹配)從存在的化學品及其濃度的特定組合提取某一意義。圖2A圖解說明可用作裝置100中的預(yù)濃縮器106的MEMS預(yù)濃縮器200的實施例。 預(yù)濃縮器200包含襯底202，其具有接合到其且圍繞襯底的周界密封以形成腔206的蓋板 204。襯底202已在其中形成在一側(cè)上的入口 208、在不同側(cè)上的出口 210及其中具有吸收劑的袋狀物212。在一個實施例中，襯底202為硅襯底，但在其它實施例中，襯底202當然可由其它材料制成。在襯底202的與附接有蓋板204的側(cè)相對的側(cè)上形成加熱器216。在其中襯底202為硅的實施例中，可使用標準光刻圖案化及蝕刻來形成入口 208、 出口 210及袋狀物212。雖然所圖解說明的實施例展示七個袋狀物21 到212g，但所需袋狀物的數(shù)目取決于待吸收且濃縮的不同化學品的數(shù)目及所用吸收劑的性質(zhì)。在其中每一吸收劑僅吸收一種化學品的實施例中，袋狀物212的數(shù)目可確切地對應(yīng)于待吸收且濃縮的化學品的數(shù)目，但在其中每一吸收劑僅吸收一種化學品的其它實施例中，可使用較大數(shù)目個袋狀物以增加吸收面積。在其中每一吸收劑可吸收一種以上化學品的另外其它實施例中， 可使用較少數(shù)目個袋狀物。每一袋狀物212在其內(nèi)部具有對應(yīng)的吸收劑214-袋狀物21 具有吸收劑214a、 袋狀物212b具有吸收劑214b，等等。雖然在所圖解說明的實施例中展示為粒狀吸收劑，但在其它實施例中，吸收劑214可為涂覆于袋狀物212的壁上或可為部分地或完全地填充每一袋狀物212的連續(xù)物質(zhì)。其它實施例可包含粒狀、壁涂層或連續(xù)填充吸收劑的組合。每一吸收劑可對一種或一種以上特定化學品具有化學親和性，意指所用的確切吸收劑將取決于待吸收且濃縮的化學品的數(shù)目及性質(zhì)?？墒褂玫奈談┑膶嵗亢贐、石墨化炭黑X等。在裝置100中的MEMS預(yù)濃縮器200的操作期間，來自過濾器及閥組合件104的流體通過入口 208進入、行進穿過袋狀物21 中的吸收劑21 且進入腔206。蓋板204幫助將進入腔206的流體導引到不同袋狀物212b到212g中且穿過吸收劑214b到214g直到流體減去由吸收劑21 到214g吸收的化學品、通過出口 210排出預(yù)濃縮器為止。一旦足夠流體已流動穿過預(yù)濃縮器，則關(guān)閉過濾器及閥組合件104中的閥以防止進一步流動穿過入口 208。接著，激活加熱器216。加熱器216加熱吸收劑21 到214f，從而致使其通過例如
12除氣等過程釋放所吸收的化學品。與激活加熱器216同時或此后不久，激活泵112，從而通過出口 210將所釋放的化學品汲取到氣體色譜儀108。圖2B圖解說明MEMS預(yù)濃縮器250的替代實施例。MEMS預(yù)濃縮器250在許多方面類似于MEMS預(yù)濃縮器200。兩者的主要差異是在MEMS預(yù)濃縮器250中，蓋板252在未形成存在于蓋板204中的腔206的情況下直接接合到襯底202。在MEMS預(yù)濃縮器250的一個實施例中，通道/開口 252可在不同袋狀物212之間存在于襯底202中以允許流體流動穿過鄰近袋狀物。在MEMS預(yù)濃縮器250的操作中，流體通過入口 208進入、經(jīng)由袋狀物之間的通道/開口 252行進穿過不同的袋狀物21 到212g且最后通過出口 210排出預(yù)濃縮
ο圖3A到;3B圖解說明可用作裝置100中的氣體色譜儀108的MEMS氣體色譜儀300 的實施例。MEMS氣體色譜儀300包含襯底302，其具有在一側(cè)上的入口 306、在不同側(cè)上的出口 308及在其壁上具有固定相涂層的分離柱310。將蓋板304接合到襯底302以密封柱 310。在一個實施例中，襯底302為硅襯底，但在其它實施例中，襯底302當然可由其它材料制成。在其中襯底302為硅的實施例中，可使用標準的光刻圖案化及蝕刻(例如，深反應(yīng)性離子蝕刻(DRIE))來形成入口 306、出口 308及柱310。在襯底302的與附接有蓋板204的側(cè)相對的側(cè)上形成加熱器314。柱或通道310提供從入口 306到出口 308的連續(xù)流體路徑，且柱310的壁中的一些或所有壁涂覆有可與由色譜儀分離的化學品相互作用的固定相涂層，或換句話說，柱壁涂覆有具有特定選擇性/分離能力的特定材料以用于所要氣體分析。多徹底及多快地從流體分離化學品取決于固定相涂層、柱310的總路徑長度及溫度。對于給定固定相涂層來說， 柱越長，化學品光譜分離地越好，但長柱還延長分離時間。因此，對于給定應(yīng)用來說，所需路徑長度通常將由涂層、柱長度及溫度之間的折衷決定。所圖解說明的實施例將柱310展示為螺旋柱，其中柱路徑長度將取決于螺旋線圈的數(shù)目。然而，在其它實施例中，柱310可不同地成形。在一個實施例中，柱310的長度可在Im與IOm之間，但在其它實施例中，可超出此范圍。在所圖解說明的MEMS GC中，柱310可通過微機械加工或微機電系統(tǒng)(MEMS)過程形成于硅晶片、玻璃晶片、PCB板或任一類型的襯底上。在裝置100中的MEMS氣體色譜儀300的操作期間，來自預(yù)濃縮器106的流體通過入口 306進入且行進穿過柱310。當流體行進穿過柱310時，流體中的不同化學品以不同速率與固定相涂層312相互作用，意指化學品在前進穿過柱之后分離，其中首先分離與固定相強烈地相互作用的化學品且最后分離與固定相微弱地相互作用的化學品。換句話說，與固定相強烈地相互作用的化學品在固定相中保存地較長，而與固定相微弱地相互作用的化學品在固定相中保存較少時間。在氣體色譜儀300的一些實施例中，此時域分離可根據(jù)分子量發(fā)生(例如，首先分離具有最低分子量的化學品，隨后是具有較高分子量的化學品)， 但在其它實施例中，其可根據(jù)其它化學特性或其它分離機制發(fā)生。當時域分離化學品時，泵 112通過出口 308從MEMS氣體色譜儀300汲取出化學品。一般來說，化學品通過出口 308 以與其分離相反的次序排出-即，具有低保留時間的化學品首先排出，而具有較高保留時間的化學品稍后排出。在離開出口 308之后，化學品進入檢測器陣列110。圖4A到4B圖解說明可用作裝置100中的檢測器陣列110的檢測器陣列400的實施例。檢測器陣列400包含襯底402，其具有形成于其上的傳感器Sl到S9的陣列。在所圖解說明的實施例中，傳感器Sl到S9形成規(guī)則形狀的3X3傳感器陣列，但在其它實施例中，傳感器陣列可具有較大或較少數(shù)目個傳感器，且傳感器可布置成任一型式(規(guī)則或不規(guī)則)。將蓋404接合到襯底402的周界以形成傳感器Sl到S9位于其內(nèi)的腔410。蓋404 還包含流體可通過其從氣體色譜儀108進入的入口 406及流體可通過其排出到泵112的出口 408。在襯底402的一側(cè)上形成加熱器412，所述側(cè)與附接有蓋404以在操作期間控制檢測器陣列400且因此檢測器陣列內(nèi)的傳感器的溫度的側(cè)相對。雖然圖中未展示，但檢測器陣列400當然包含可通過其輸出由傳感器Sl到S9產(chǎn)生的信號以用于處理的輸出。每一傳感器Sl到S9包含其上具有涂層的表面。所用的每一涂層將對正檢測的特定化學品中的一種或一種以上具有親和性，以使得涂層吸收其對應(yīng)化學品(一種或一種以上)或與其化學地相互作用。涂層與化學品之間的相互作用又改變傳感器的物理性質(zhì)(例如，共振頻率、電容或電阻)，且可使用變換器或其它測量裝置來測量傳感器的所改變物理性質(zhì)。針對傳感器Sl到S9所挑選的特定涂層將取決于將使用傳感器陣列110來檢測的化學品。涂層的化學親和性還隨溫度強烈地變化，以使得應(yīng)在選擇涂層時考慮操作溫度范圍。在其中將使用傳感器陣列110來檢測人呼氣中的揮發(fā)性有機化合物-例如，苯、甲苯、 正-辛烷、乙基苯、間、對-二甲苯、α-菔烯、d-檸檬烯、壬醛及苯甲醛、2-甲基己燒、4-甲基辛烷等的實施例中，可用于不同應(yīng)用中的涂層包含2，2_雙三氟甲基-4，5-二氟-1，3-間二氧雜環(huán)戊烯(PDD)及四氟乙烯(TFE)、PtC12(烯烴)、C8-MPN等的非晶共聚物。雖然所圖解說明的實施例具有九個傳感器，但所需傳感器的數(shù)目取決于待檢測的不同化學品的數(shù)目及傳感器上使用的涂層的性質(zhì)。在其中每一涂層僅吸收一種化學品或僅與一種化學品化學地相互作用的實施例中，傳感器的數(shù)目可確切地對應(yīng)于待檢測的化學品的數(shù)目，但在其它實施例中，可需要在一個以上傳感器上具有給定涂層以用于冗余。然而， 在大多數(shù)情形下，在化學品與涂層之間不存在一對一的相關(guān)性；換句話說，每一涂層與一種以上不同化學品反應(yīng)且不同化學品與給定涂層之間的反應(yīng)將在性質(zhì)及強度上變化。因此， 具有帶有不同涂層的傳感器的檢測器陣列是有用的，因為檢測器陣列的響應(yīng)可針對不同氣體而具有不同型式。在傳感器陣列400的一個實施例中，傳感器Sl到S9為位于襯底402的表面上的 MEMS傳感器，意指其為表面微機械加工的傳感器。然而，在使用MEMS傳感器的其它實施例中，傳感器Sl到S9可為塊體微機械加工的傳感器，意指MEMS傳感器中的至少一些傳感器形成于襯底402內(nèi)而非表面上。使用MEMS傳感器的傳感器陣列110的另外其它實施例可包含表面微機械加工及塊體微機械加工的傳感器的組合。取決于應(yīng)用及所需靈敏性，可使用不同類型的MEMS傳感器?？墒褂玫腗EMS傳感器的實例包含化敏電阻器、塊體聲波(BAW) 傳感器等。在檢測器陣列400的其它實施例中，傳感器Sl到S9中的一者或一者以上可為非MEMS傳感器?？捎糜跈z測器陣列400中的非MEMS傳感器的實例包含具有石英或砷化鎵 (GaAs)襯底的石英晶體微天平^CM)或表面聲波(SAW)傳感器。在裝置100中的MEMS檢測器陣列400的操作期間，來自氣體色譜儀108的流體通過入口 406進入且行進到腔410中。進入腔410的流體載運經(jīng)時域分離的化學品。當每一化學品進入腔410時，化學品與其涂層對化學品具有親和性的一個或一個以上傳感器相互作用。感測且測量化學品與傳感器的相互作用，且可提取特定化學品的存在及濃度。當更多流體流動到腔410中時，通過出口 408從腔410推出第一種化學品且具有下一種經(jīng)時域分離的化學品的流體進入腔410、與傳感器陣列相互作用且得以測量。此過程繼續(xù)直到來自氣體色譜儀108的所有經(jīng)時域分離的化學品已流動穿過檢測器陣列110為止。在其中涂層對其化學品的親和性不強烈的一些實施例中，檢測器陣列110可為可再用的在已感測所用經(jīng)時域分離的化學品之后，可激活加熱器412以加熱傳感器且致使涂層釋放涂層與其相互作用的相應(yīng)化學品，從而使相互作用可逆。在其中每一涂層對其化學品的親和性可為強烈的實施例中，傳感器陣列的加熱可幫助從涂層材料釋放部分吸收的氣體。圖5圖解說明使用基于MEMS的氣體分析裝置502的替代實施例的系統(tǒng)500的實施例。裝置502在大多數(shù)方面類似于裝置100。裝置502與裝置100之間的主要差異是裝置502中存在無線收發(fā)器電路504及安裝于襯底102上的天線506。無線收發(fā)器電路504 可既發(fā)射(Tx)數(shù)據(jù)又接收(Rx)數(shù)據(jù)且耦合到讀取與分析電路1 及天線506。在系統(tǒng)500的一個實施例中，可使用收發(fā)器504將原始數(shù)據(jù)從讀取與分析電路1 無線發(fā)射到路由器508及計算機510中的一者或兩者。當發(fā)射到路由器508時，接著可將數(shù)據(jù)再發(fā)射到另一目的地以用于分析。舉例來說，在其中裝置502用于與衛(wèi)生相關(guān)的化學分析的應(yīng)用中，可將發(fā)送到路由器508的數(shù)據(jù)再發(fā)射到醫(yī)生辦公室、醫(yī)院、政府衛(wèi)生部或其它某處中的一者或一者以上以用于分析及解釋。在完成分析之后或在數(shù)據(jù)存在問題的情況下，醫(yī)生辦公室、醫(yī)院或衛(wèi)生部可通過路由器508、天線506及收發(fā)器504將指令發(fā)送到裝置 502以用信號通知結(jié)果、嘗試改正或改善數(shù)據(jù)或者用信號通知必須再次執(zhí)行測試。 繼續(xù)同一衛(wèi)生護理實例，在系統(tǒng)500的同一或另一實施例中，無線收發(fā)器504可用以將原始數(shù)據(jù)發(fā)射到計算機510。計算機510可如路由器一樣將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)生、醫(yī)院等，或可借助其上安裝的軟件來分析數(shù)據(jù)以提供從數(shù)據(jù)提取信息(例如，一個或一個以上可能的醫(yī)療診斷)且將所提取的信息提供到裝置502的用戶。當其提供分析及醫(yī)療診斷時，計算機510還可將診斷單獨地或與分析及原始數(shù)據(jù)一起轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)生、醫(yī)院等。如同路由器，醫(yī)生辦公室、醫(yī)院或衛(wèi)生部可通過計算機510、天線506及收發(fā)器504將指令發(fā)送到裝置 502以嘗試改正或改善數(shù)據(jù)、用信號通知必須再次執(zhí)行測試等。同樣，繼續(xù)同一衛(wèi)生護理實例，在系統(tǒng)500的又一實施例中，讀取與分析電路1 可處理原始數(shù)據(jù)且從數(shù)據(jù)提取例如可能診斷等信息。接著，由讀取與分析電路1 確定的可能診斷可被發(fā)送到計算機510以由用戶閱讀及/或轉(zhuǎn)發(fā)，或者可立即單獨地或與支持的原始數(shù)據(jù)一起轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)生辦公室等。圖6圖解說明使用基于MEMS的氣體分析裝置602的替代實施例的系統(tǒng)600的實施例。裝置602在大多數(shù)方面類似于裝置502。裝置502與裝置602之間的主要差異是無線收發(fā)器電路504及天線506由耦合到讀取與分析電路1 的硬件數(shù)據(jù)接口 604替換。在一個實施例中，硬件數(shù)據(jù)接口 604可為網(wǎng)絡(luò)接口卡，但在其它實施例中，硬件數(shù)據(jù)接口可為以太網(wǎng)卡、簡單電纜插頭等。外部裝置可通過例如電纜等傳統(tǒng)手段連接到裝置602。雖然其具有不同的通信接口，但裝置602及系統(tǒng)600具有與裝置502及系統(tǒng)500相同的全部功能性。如同系統(tǒng)500，在系統(tǒng)600中，基于MEMS的氣體分析裝置602可將數(shù)據(jù)發(fā)射到計算機 608及無線裝置606(例如，蜂窩式電話或個人數(shù)字助理(PDA))中的一者或兩者且從其接收數(shù)據(jù)。當發(fā)射到無線裝置606時，接著可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)生辦公室、醫(yī)院或政府衛(wèi)生部，且數(shù)據(jù)的接收方又可通過無線裝置將數(shù)據(jù)或指令發(fā)送回到氣體分析裝置602。如在系統(tǒng)500中，當將數(shù)據(jù)發(fā)射到計算機608時，其可由計算機轉(zhuǎn)發(fā)或可由計算機分析，且針對用戶顯示及/或轉(zhuǎn)發(fā)的結(jié)果及指令可通過計算機608發(fā)射到裝置602。類似地，來自氣體分析裝置 602的數(shù)據(jù)可由讀取與分析電路1 分析。在由電路1 分析之后，所提取的信息(例如， 一個或一個以上診斷)及/或原始數(shù)據(jù)可經(jīng)由硬件數(shù)據(jù)接口 604轉(zhuǎn)發(fā)。圖7圖解說明基于MEMS的氣體分析裝置700的替代實施例。裝置700在大多數(shù)方面類似于裝置100。系統(tǒng)700與裝置100之間的主要差異是裝置700包含機載顯示器702 以用于將由讀取與分析電路1 所執(zhí)行的分析的結(jié)果輸送到用戶。所圖解說明的實施例使用可將文本信息輸送到用戶的機載文本顯示器702(舉例來說，IXD屏幕)。舉例來說，在衛(wèi)生護理實例中，可使用顯示器702來以指示患者的情形的模擬數(shù)來顯示測試結(jié)果。顯示器702可指示陽性或陰性診斷、可指示給定診斷的可能性或可指示來自檢測器陣列的原始數(shù)據(jù)。在另一衛(wèi)生護理實施例中，可使用更簡單的顯示器，例如，具有依據(jù)哪一燈被接通而指示陽性、陰性或不確定結(jié)果的三個燈的顯示器。圖8圖解說明基于MEMS的氣體分析裝置800的替代實施例。裝置800在大多數(shù)方面類似于裝置100。裝置800與裝置100之間的主要差異是在裝置800中流體處置組合件101的一個或一個以上元件是可替換的。在所圖解說明的實施例中，可通過使用插座將元件安裝到襯底102上而使所述元件為可替換的過濾器及閥組合件104通過插座804安裝到襯底102、預(yù)濃縮器通過插座804安裝到襯底102、氣體色譜儀108通過插座808安裝到襯底102、檢測器陣列110通過插座810安裝到襯底102且泵112通過插座812安裝到襯底102。在一個實施例中，插座804到812為準許由用戶容易地替換的插座(例如，零插力 (ZIF)插座)，但在其它實施例中，可使用其它類型的插座。雖然所圖解說明的實施例展示流體處置組合件101的所有組件為可替換的，但在其它實施例中，可僅使組件中的一些組件(例如，泵112及檢測器陣列110)為可替換的。圖9圖解說明基于MEMS的氣體分析裝置900的替代實施例。氣體分析裝置900在大多數(shù)方面類似于裝置100。裝置900與裝置100之間的主要差異是裝置900包含提供外部預(yù)濃縮器902 (即，安裝于襯底102上的預(yù)濃縮器)。在所示的實施例中，將閥904放置于預(yù)濃縮器106與氣體色譜儀108之間，且采取措施以將外部預(yù)濃縮器902附接到閥。替代機載預(yù)濃縮器106或除機載預(yù)濃縮器106以外，閥904允許用戶使用外部預(yù)濃縮器902。在一個實施例中，外部預(yù)濃縮器902為呼氣收集袋，但在其它實施例中，其可為不同的某物。在裝置900的替代實施例(未展示)中，預(yù)濃縮器106可永久地移除且由外部預(yù)濃縮器902 替換。在其中外部預(yù)濃縮器902替換預(yù)濃縮器106的另一實施例中，可將外部預(yù)濃縮器902 耦合于過濾器及閥組合件104的上游替代在預(yù)濃縮器106與氣體色譜儀108之間插入閥。圖10圖解說明包含耦合到氣體分析子系統(tǒng)1004的前端預(yù)濃縮器模塊1002的氣體分析系統(tǒng)1000的實施例。系統(tǒng)1000的實施例可用于取代例如圖IA到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)等氣體分析系統(tǒng)中的過濾器/閥104、預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀(GC) 108 及檢測器110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。類似地，前端預(yù)濃縮器模塊1002可用于取代過濾器/閥105及預(yù)濃縮器106，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置，而氣體分析子系統(tǒng)1004可用于取代GC 108及DA110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。前端預(yù)濃縮器模塊1002包含過濾器1006，其通過切換閥SVl耦合到流體連接1008。流體連接1008還耦合到三通閥TVl的第一端口。三通閥TVl的第二端口通過流體連接1010耦合到捕集器1011的入口，且捕集器1011的出口耦合到流體連接1012。三通閥TVl的第三端口通過流體連接1014耦合到預(yù)濃縮器(PC) 1015的入口，且PC 1015的出口通過流體連接1016耦合到第二三通閥TV2的第一端口。三通閥TV2的第二端口通過流體連接1018耦合到第二切換閥SV2，且SV2又通過流體連接1020耦合到泵Pl的入口。泵 Pl的出口耦合到流體連接1022。三通閥TV2的第三端口通過流體連接IOM耦合到氣體分析子系統(tǒng)1004。在前端預(yù)濃縮器模塊1002的一個實施例中，流體連接1008為溫控管，其可被加熱到所要溫度以使得來自呼氣的濕氣及化學品/VOC在到達PC 1015之前不凝結(jié)，但在其它實施例中其無需為溫控的。在一個實施例中，組件之間的所有流體連接是使用無揮發(fā)性有機化合物(VOC)的材料(其不吸收或散發(fā)VOC或任何污染物)進行的。特氟龍(Teflon)為此種材料的一個實例，但在其它實施例中，其它材料是可能的。在預(yù)濃縮器模塊1002的一個實施例中，所有組件均為小尺度組件(例如，微尺度或微機電系統(tǒng)(MEMS)組件)，但在其它實施例中，個別組件或個別組件的任一組合無需為小尺度的。因此，雖然使用前綴“微(micro)”來描述各種實施例或其組件，但所述前綴的使用不應(yīng)視為任一類別的大小限制。氣體分析子系統(tǒng)1004包含氣體色譜儀(GC) 1026，其入口通過流體連接IOM耦合到前端預(yù)濃縮器模塊1002的出口。GC 1026的出口通過流體連接10 耦合到檢測器1030 的入口。檢測器1030的出口通過流體連接1032耦合到第三切換閥SV3，且切換閥SV3可通過流體連接1034耦合到其它組件。舉例來說，在其中在針對圖IA到IB及圖5到9所展示及描述的氣體分析系統(tǒng)中使用系統(tǒng)1000或其中在此系統(tǒng)中使用氣體分析子系統(tǒng)1004的實施例中，流體連接1034可將切換閥SV3耦合到泵且切換閥SV3可用以控制穿過氣體分析子系統(tǒng)1004的流動。在操作中，當以釋放模式(參見下文)操作前端預(yù)濃縮器模塊1002 時，PC 1015中所收集的化學品/VOC因熱解吸收而被釋放且由清潔空氣載運穿過流體連接 IOM到達氣體分析子系統(tǒng)1004。一旦在氣體分析子系統(tǒng)1004中，化學品即由GC 10 分離且引導到對其進行感測的檢測器1030中。前端預(yù)濃縮器模塊1002具有不同操作模式，其取決于如何配置三通閥及切換閥。 這些模式中的四個模式為呼氣收集模式、干式吹掃模式、釋放模式及清潔/干燥空氣供應(yīng)模式。呼氣收集模式使用由虛線①所示的流動路徑。如圖中所示，三通閥TVl及TV2經(jīng)切換以將含有化學品/VOC的氣體從過濾器1006引導穿過1008及1014及閥TVl進入到PC 1015中以使得可濃縮化學品/V0C。未由PC 1015收集的空氣或濕氣被直接排放出流體連接1016到1022、閥TV2及SV2以及泵Pl。為獲得穿過前端PC的此快速流動速率，泵Pl可為快速取樣泵，其用以輔助氣體流動以便實現(xiàn)進入到前端系統(tǒng)中的正常呼氣?？稍谙到y(tǒng)中放置一個或一個以上流動控制切換閥，其在呼氣收集期間始終監(jiān)視并調(diào)整流動速率。在替代實施例中，替代使用流動控制閥，可調(diào)整泵以維持所要流動速率。干式吹掃模式使用由虛線②所示的流動路徑。在呼氣收集之后，可切換三通閥TVl 以連接前端PC 1015與捕集器1011。取樣泵Pl可用以通過捕集器1011汲取周圍空氣，捕集器1011過濾來自周圍空氣的所有不需要的化學品/VOC及濕氣且致使將清潔干燥的空氣遞送到PC 1015。干燥空氣用以吹掃PC 1015以移除由PC捕集的濕氣且通過流體連接106到1022、閥TV2及SV2以及泵P排放回到周圍。在其中濕氣對系統(tǒng)感測不關(guān)鍵的情形下，可不需要干式吹掃過程。釋放模式用以將PC 1015中所收集的化學品釋放到氣體分析子系統(tǒng)1004且使用由虛線③所示的流動路徑。在呼氣收集及任選干式吹掃之后，切換三通閥TV2以通過流體連接IOM將PC 1015與氣體分析子系統(tǒng)1004連接。接著，以其最佳斜升速率將PC 1015 加熱到所要溫度，以使得由PC 1015所濃縮的化學品/VOC因熱解吸收而被釋放并載運穿過流體連接IOM到達氣體分析子系統(tǒng)1004。清潔/干燥空氣供應(yīng)模式使用由標記為④的虛線所示的流動路徑。除直接呼氣收集之外，前端預(yù)濃縮器模塊1002還可用以恰好在從受驗者收集呼氣之前產(chǎn)生清潔干燥的空氣以供吸入。為提供干燥空氣供應(yīng)，切換三通閥TVl以在捕集器與過濾器1006之間形成流動路徑。如由流動路徑④所示，周圍空氣由捕集器1011過濾，捕集器1011從周圍空氣移除所有不需要的化學品/V0C。空氣中的任何顆粒還可由過濾器1006過濾。接著，所得清潔經(jīng)過濾空氣可由測試受驗者吸入以使得來自環(huán)境的背景化學品/VOC不影響或干擾受驗者的所呼出的呼氣。圖11圖解說明可用作前端預(yù)濃縮器模塊1002中的過濾器1006的過濾器組合件 1100的實施例。過濾器組合件1100包含入口 1102、出口 1104及位于入口與出口之間以過濾通過入口 1102進入的原始空氣且通過出口 1104排放經(jīng)過濾的空氣的過濾器1006。在一個實施例中，入口 1102可為可替換吹嘴，其可在每一呼氣測試之后被丟棄以消除疾病傳染的風險。在其它實施例中，入口 1102可為永久性吹嘴但整個過濾器組合件1100可為可棄的。過濾器1006為可避免呼氣顆粒、細菌、病毒進入系統(tǒng)的過濾器。在一個實施例中，過濾器1006為高效微粒捕捉器(HEPA)過濾器，但在其它實施例中，其可為另一類型的過濾器。 在另外其它實施例中，過濾器1006可為一個以上類型的過濾器的組合。圖12A到12B圖解說明可用作前端預(yù)濃縮器模塊1002或后端預(yù)濃縮器模塊(參見圖13到14)中的PC 1015的預(yù)濃縮器的實施例。在一個實施例中，PC 1015大小較小(例如，<=3cm)以用于快速加熱而還經(jīng)設(shè)計以允許在流動速率下的正常呼氣，以便可實現(xiàn)正確的呼氣收集協(xié)議(例如，來自呼氣的50cc/sec)。為實現(xiàn)穿過PC 1015的此快速流動速率，泵Pl可為快速取樣泵，其輔助氣體流動以使得可實現(xiàn)進入到前端預(yù)濃縮器模塊1002中的正常呼氣流動速率。圖12A圖解說明經(jīng)設(shè)計以收集來自人的呼氣或其它氣流的所關(guān)心的所有化學品 /VOC的PC 1200的實施例。PC 1200具有入口 1202、出口 10 及一個或一個以上袋狀物 1204，流體流動穿過所述一個或一個以上袋狀物且通過所述一個或一個以上袋狀物被濃縮。在一個實施例中，PC 1200可具有針對圖2A所展示及描述的構(gòu)造，但在其它實施例中， 其可具有針對圖2B所展示及描述的構(gòu)造或完全某一其它構(gòu)造。圖12B圖解說明PC 1250的替代實施例。PC 1250包含入口 1252、出口 12M及從入口延伸到出口的數(shù)個并行微PC 1256a到1256d。在一個實施例中，每一微PC 1256a到 1256d包含一個或一個以上袋狀物1258且可具有如同針對圖2A到2B所展示及描述的那些構(gòu)造的構(gòu)造，但在其它實施例中，可具有不同構(gòu)造。在一個實施例中，所有并行微PC 1256a 到1256d具有相同構(gòu)造，但在其它實施例中，無需全部具有相同構(gòu)造。此外，每一微PC可經(jīng)構(gòu)造以濃縮與PC 1250中的其它微PC不同的化學品/VOC。PC 1250的所圖解說明實施例具有四個并行微PCdfiPC 1250的其它實施例可具有更大或更小數(shù)目個微PC。在PC 1250 的操作中，在收集期間，含有化學品的載體氣體通過入口 1252進入PC 1250、同時流動穿過并行微PC 1256a到1256d中的每一者中的其中濃縮化學品/VOC以供稍后釋放的袋狀物。 在釋放期間，清潔空氣流動穿過PC 1250，同時可一次一個地或同時地加熱微PC 1256a到 1256d，以釋放濃縮于每一并行微PC的袋狀物中的化學品。圖13A圖解說明氣體分析系統(tǒng)1300的替代實施例。系統(tǒng)1300的實施例可用于取代例如圖IA到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)等氣體分析系統(tǒng)中的過濾器/閥104、 預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀(GC) 108及檢測器110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。類似地，前端預(yù)濃縮器模塊1302及/或后端預(yù)濃縮器1306可用于取代過濾器/閥105及預(yù)濃縮器106，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置，而氣體分析子系統(tǒng)1304可用于取代GC 108及DA 110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。系統(tǒng)1300包含前端預(yù)濃縮器模塊1302，其耦合到氣體分析子系統(tǒng)1304且還耦合到后端預(yù)濃縮器模塊1306。系統(tǒng)1300對于低流動經(jīng)濃縮氣體分析有用。與需要罐或捕集器中的現(xiàn)場呼氣樣本收集及接著在指定實驗室中執(zhí)行分析的現(xiàn)有呼氣分析協(xié)議不同，系統(tǒng)的前端呼氣收集模塊可保存所收集樣本且接著將所收集化學品/VOC直接釋放到其后端氣體分析模塊。小型化的前端預(yù)濃縮器模塊1302或后端模塊1306可單獨與其它化學品/VOC 分析系統(tǒng)組合地使用。流體連接IOM將前端預(yù)濃縮器模塊1302耦合到流體連接1308及流體連接1310。 流體連接IOM及1308提供預(yù)濃縮器模塊1302與氣體分析子系統(tǒng)1304之間的耦合，而流體連接IOM及1310提供預(yù)濃縮器模塊1302與后端預(yù)濃縮器1306之間的耦合。流體連接 1024,1308及1310還提供氣體分析子系統(tǒng)1304與后端預(yù)濃縮器1306之間的耦合。前端預(yù)濃縮器模塊1302具有類似于前端預(yù)濃縮器模塊1002的構(gòu)造且具有類似于前端預(yù)濃縮器模塊1002的那些操作模式的四個操作模式呼氣收集模式，由流動路徑① 展示；干式吹掃模式，由流動路徑②展示；釋放模式，由流動路徑③展示；及干燥空氣供應(yīng)模式，由流體④展示。在預(yù)濃縮器模塊1302內(nèi)，釋放模式流動路徑③與其在預(yù)濃縮器模塊 1002內(nèi)相同，但在系統(tǒng)1300中，流動路徑③在離開預(yù)濃縮器模塊1302之后因后端預(yù)濃縮器 1306的存在而不同。氣體分析子系統(tǒng)1304具有類似于氣體分析子系統(tǒng)1004的構(gòu)造，主要差異是在氣體分析子系統(tǒng)1304中，GC 1026的入口現(xiàn)還經(jīng)由流體連接1308及1310耦合到后端預(yù)濃縮器1312內(nèi)的微PC 1312。后端預(yù)濃縮器1306包含耦合到流體連接1310及1314的微PC 1312。流體連接 1314還耦合到第四三通閥TV4的第一端口，而三通閥TV4的第二端口通過流體連接1316耦合到捕集器1318，且捕集器1318通過流體連接1320進一步耦合到大氣。三通閥TV4的第三端口通過流體連接1322耦合到泵P2的入口，且泵P2的出口通過流體連接13 耦合到第三三通閥TV3的第三端口。三通閥TV3的第二端口排氣到大氣，而三通閥TV3的第一端口通過流體連接13 耦合到流體連接1314。捕集器1318為經(jīng)設(shè)計以過濾來自周圍空氣的所有化學品/VOC及濕氣以防止其污染濃縮于微PC 1318中的化學品/VOC或以其它方式影響氣體分析子系統(tǒng)1304的功能的捕集器。在一個實施例中，捕集器1318可為吸附劑捕集器；吸附劑捕集器為用以產(chǎn)生不具有濕氣或化學品/VOC的清潔空氣的常見方法。然而，在其它實施例中，可使用其它類型的捕集器。微PC 1312為在一些實施例中可具有圖12A或12B中所示的構(gòu)造，但在其它實施例中其可具有不同構(gòu)造的預(yù)濃縮器。在一個實施例中，微PC 1312具有非常小的大小(體積上僅約10微升)以使得其可在非常短的加熱時間內(nèi)達到所要溫度以用于解吸收及分析且使得其可實現(xiàn)最高化學品/VOC濃度以用于檢測。在一個實施例中，小后端微PC1312具有在幾十毫升/分鐘(例如，30ml/min)的范圍中的最大流動速率，其不允許將微PC 1312用于直接呼氣收集，因為將需要過多時間來取樣呼氣收集所需的大體積( 1000ml)；在30ml/ min的流動速率的情況下，使用微PC 1312來直接收集呼氣可花費30分鐘或更多時間。在經(jīng)確定大小以具有幾毫升的體積的前端PC 1015的實施例中，可在約20秒內(nèi)以約50ml/sec 的流動速率對呼氣進行取樣。接著，所收集的化學品/VOC以相對較慢的流動速率(例如， 30ml/min)由前端PC 1015釋放到微PC 1312。由于前端PC 1015具有僅幾毫升的體積，因此后端PC 1312收集來自前端PC的所有VOC僅需要不到10秒。對于所揭示的實施例，可在約30秒而非30分鐘內(nèi)實現(xiàn)將呼氣化學品/VOC濃縮到后端PC的總?cè)訒r間。后端預(yù)濃縮器1306具有兩個操作模式收集模式及釋放模式。預(yù)濃縮器1306的收集模式與預(yù)濃縮器模塊1302的釋放模式一起操作，因此其流動路徑由流動路徑③展示，流動路徑③還對應(yīng)于預(yù)濃縮器模塊1302的釋放模式的流動路徑。在前端預(yù)濃縮器模塊1302 處于釋放模式的情況下，含有化學品/VOC的氣體排出PC 1015、可由泵P2拉動穿過流體連接1016、三通閥TV2以及流體連接IOM及1310進入到微PC 1312中，在PC1312處化學品 /VOC被進一步濃縮。離開微PC 1312的氣體由泵P2拉動穿過三通閥TV4及流體連接1322， 且由泵P2排放到流體連接13M及三通閥TV3中。接著，閥TV3將氣體排氣到大氣。后端預(yù)濃縮器1306的釋放模式遵循收集模式的完成。在收集模式的完成之后，微 PC 1312以其最佳斜升速率在幾秒內(nèi)加熱到所要溫度以釋放所收集化學品且三通閥TV2、 TV3及TV4經(jīng)切換以允許由流動路徑⑤所示的空氣流。泵P2通過捕集器1318及三通閥TV4 汲取清潔空氣且通過流體連接13 、三通閥TV3及流體連接13 及1314將清潔空氣輸出到微PC 1312中。通過加熱微PC 1312釋放的化學品及VOC由清潔空氣通過流體連接1310 及1308從微PC 1312載運到GC 1026的入口。接著，GC1026分離化學品且將其輸出到檢測器1030以用于由檢測器1030檢測。圖13B圖解說明氣體分析系統(tǒng)1350的另一替代實施例。系統(tǒng)1350包含前端預(yù)濃縮器模塊1352，前端預(yù)濃縮器模塊1352耦合到氣體分析子系統(tǒng)13M且還耦合到后端預(yù)濃縮器模塊1356。如同系統(tǒng)1300，系統(tǒng)1350對于低流動經(jīng)濃縮氣體分析有用，且小型化的前端預(yù)濃縮器模塊1302或后端模塊1306可單獨與其它化學品/VOC分析系統(tǒng)組合地使用。系統(tǒng)1350的實施例可用于取代例如圖IA到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)等氣體分析系統(tǒng)中的過濾器/閥104、預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀(GC) 108及檢測器110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。類似地，前端預(yù)濃縮器模塊1352及/或后端預(yù)濃縮器模塊1356可用于取代過濾器/閥105及預(yù)濃縮器106，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置，而氣體分析子系統(tǒng)13M可用于取代GC 108及DA 110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。
前端預(yù)濃縮器模塊1352包含耦合第一三通閥TVl的第一端口的過濾器1006。如同預(yù)濃縮器模塊1302，所述過濾器可通過溫控管耦合到三通閥TV1。三通閥TVl的第二端口通過流體連接1364耦合到第一 Y分流器Yl，且三通閥TVl的第三端口通過流體連接1358 耦合到預(yù)濃縮器(PC) 1015的入口。除耦合到三通閥TVl以外，Y分流器Yl還通過流體連接1366耦合到捕集器1011且通過流體連接1368耦合到第一切換閥SV1。PC 1015的出口通過流體連接1360耦合到第二三通閥TV2的第一端口。三通閥TV2的第二端口通過流體連接1372進一步耦合到第二 Y分流器Y2，且其第三端口通過—流體連接1361耦合到第三 Y分流器Y3。第三Y分流器Y3進一步通過流體連接1362耦合到GC 10 的入口且通過流體連接1384耦合到微PC 1312。第二 Y分流器Y2通過流體連接1370耦合到切換閥SV1， 還通過流體連接1374耦合到第三三通閥TV3的第一端口。三通閥TV3的第二端口通過流體連接1386耦合到后端預(yù)濃縮器1356內(nèi)的第五三通閥TV5，而三通閥TV3的第三端口通過流體連接1376耦合到泵P的入口。泵P的出口通過流體連接1378耦合到后端預(yù)濃縮器 1356中的第四三通閥TV4的第一端口。前端預(yù)濃縮器模塊1352具有四個操作模式呼氣收集模式，由流動路徑①展示； 前端釋放模式，由流動路徑②展示；后端釋放模式，由流動路徑③展示；及干燥空氣供應(yīng)模式，由流體④展示。如同本文中所述的其它實施例，流動路徑①到④可由切換閥、三通閥及 Y分流器的適當配置形成。氣體分析子系統(tǒng)13M具有類似于氣體分析子系統(tǒng)1304的構(gòu)造，主要差異是在氣體分析子系統(tǒng)13M中，GC 1026的入口現(xiàn)經(jīng)由Y分流器TO以及流體連接1361及1362耦合到前端預(yù)濃縮器1352，且經(jīng)由Y分流器TO以及流體連接1362及1384耦合到后端預(yù)濃縮器 1356。后端預(yù)濃縮器1356包含微PC 1312，其通過流體連接1384耦合到Y(jié)分流器TO且通過流體連接1382耦合到第四三通閥TV5的第三端口。微PC 1312類似于針對圖13A所述的微PC 1312且存在相同變化形式。三通閥TV5的第一端口通過流體連接1380耦合到第三三通閥TV4的第三端口，而三通閥TV5的第二端口通過流體連接1386耦合到前端預(yù)濃縮器內(nèi)的三通閥TV3。三通閥TV4的第二端口排氣到大氣，而三通閥TV4的第一端口通過流體連接1378耦合到泵P的出口。后端預(yù)濃縮器1306具有兩個操作模式收集模式，其與前端預(yù)濃縮器1352的前端釋放模式一起操作；及釋放模式，其與前端預(yù)濃縮器1352的后端釋放模式一起操作。因此，后端預(yù)濃縮器1352的收集模式在圖中由流動路徑②展示，流動路徑②對應(yīng)于前端預(yù)濃縮器的前端釋放模式，且后端預(yù)濃縮器1352的釋放模式由流動路徑③展示，流動路徑③對應(yīng)于前端預(yù)濃縮器的后端釋放模式。如同本文中所述的其它實施例，流動路徑②到③可由切換閥、三通閥及Y分流器的適當配置形成。在前端預(yù)濃縮器模塊1352處于其前端釋放模式的情況下，含有化學品/VOC的氣體排出PC 1015、可由泵P拉動穿過沿流動路徑②的流體連接及組件且進入到微PC 1312 中，在微PC 1312處化學品/VOC被進一步濃縮。離開微PC 1312的氣體遵循流動路徑②的剩余部分直到其到達閥TV4，閥TV4將氣體排氣到大氣。在前端預(yù)濃縮器1352處于其后端釋放模式的情況下，微PC 1312以其最佳斜升速率在幾秒內(nèi)加熱到所要溫度以釋放所收集的化學品。通過加熱微PC 1312釋放的化學品及VOC由清潔空氣(其通過泵P移動穿過流體連接及組件)通過流體連接1384及1362沿流動路徑③載運到GC 10 的入口。接著， GC1026分離化學品且將其輸出到檢測器1030以用于由檢測器1030檢測。
圖13C圖解說明氣體分析系統(tǒng)1390的另一替代實施例。系統(tǒng)1390的實施例可用于取代例如圖IA到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)等氣體分析系統(tǒng)中的過濾器/閥 104、預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀(GC)IOS及檢測器110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。類似地，前端預(yù)濃縮器模塊1392及/或后端預(yù)濃縮器1356可用于取代過濾器/閥105及預(yù)濃縮器106，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置，而氣體分析子系統(tǒng)13M可用于取代GC 108及DA 110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。
系統(tǒng)1390在大多數(shù)方面類似于圖13B中所示的系統(tǒng)1350。主要差異是在前端預(yù)濃縮器1392中。預(yù)濃縮器模塊1392不同于預(yù)濃縮器模塊1352，因為預(yù)濃縮器1392省略 Y分流器Yl及Y2、切換閥SVl以及流體連接1368及1370。因此，流體連接將三通閥TV2 耦合到三通閥TV3且流體連接1364將三通閥TVl耦合到捕集器1011。如同前端預(yù)濃縮器模塊1352，前端預(yù)濃縮器模塊1392具有四個操作模式呼氣收集模式，由流動路徑①展示； 前端釋放模式，由流動路徑②展示；后端釋放模式，由流動路徑③展示；及干燥空氣供應(yīng)模式，由流體④展示。如同本文中所述的其它實施例，流動路徑①到④可由切換閥、三通閥及Y 分流器的適當配置形成。然而，在預(yù)濃縮器1392內(nèi)，流動路徑③經(jīng)修改以使得其流動穿過閥TV1、PC 1015及閥TV2(如所示)而非流動穿過被移除的Y分流器及其之間的流體連接及組件。在預(yù)濃縮器1392外部，流動路徑③與其在預(yù)濃縮器1352中實質(zhì)上相同。
圖14圖解說明可用于其中在后端氣體分析系統(tǒng)中不需要或不允許濕氣的情形中的氣體分析系統(tǒng)1400的替代實施例。當干式吹掃無法完全地消除前端PC中的濕氣時，或當完全除濕減少由前端PC所收集的化學品/VOC的量時，可使用在不影響所收集VOC的量的情況下從前端PC的額外濕氣提取。系統(tǒng)1400的實施例可用于取代例如圖IA到IB及圖 5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)等氣體分析系統(tǒng)中的過濾器/閥104、預(yù)濃縮器106、氣體色譜儀(GC) 108及檢測器110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。類似地， 前端預(yù)濃縮器模塊1402可用于取代過濾器/閥105及預(yù)濃縮器預(yù)濃縮器106，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置，而氣體分析子系統(tǒng)1404可用于取代GC 108及DA 110，或其組件中的一者或一者以上可用以補充所述裝置。
系統(tǒng)1400包含前端預(yù)濃縮器模塊1402，前端預(yù)濃縮器模塊1402耦合到氣體分析子系統(tǒng)1404且還耦合到后端預(yù)濃縮器1406。氣體分析子系統(tǒng)1404類似于氣體分析子系統(tǒng) 1004及1304且后端預(yù)濃縮器1406類似于后端預(yù)濃縮器1306。前端預(yù)濃縮器模塊1402類似于預(yù)濃縮器模塊1002及1302而配置，預(yù)濃縮器模塊1402中的主要差異是添加了氣體色譜儀(GC) 1408及用第五三通閥TV5替換了第二切換閥SV2。三通閥TV5使其第一端口耦合到第二三通閥TV2的第二端口且使其第三端口通過流體連接1020耦合到泵PI。GC 1408使其入口耦合到流體連接IOM且使其出口通過流體連接1410及1412耦合到三通閥TV5的第二端口。流體連接1410還將預(yù)濃縮器模塊1402耦合到氣體分析子系統(tǒng)1404及后端預(yù)濃縮器1406。流體連接1410及1308提供額外GC 1408與GC 10 之間的耦合，而流體連接1410及1310提供額外GC 1408與后端預(yù)濃縮器1306之間的耦合。流體連接1410、1308 及1310還提供GC 1026與后端預(yù)濃縮器1406之間的耦合。
預(yù)濃縮器模塊1402具有五個操作模式。這些模式中的三個模式類似于前端預(yù)濃縮器模塊1002及1302的那些模式呼氣收集模式，由流動路徑①展示；干式吹掃模式，由流動路徑②展示；及干燥空氣供應(yīng)模式，由流動路徑④展示。預(yù)濃縮器模塊1402的釋放模式(由流動路徑③所示)類似于預(yù)濃縮器模塊1002及1302的釋放流動路徑③，主要差異是在預(yù)濃縮器模塊1402中，流動路徑③從流體連接IOM前進到GC 1408中且通過流體連接1410排出GC1408。在離開GC 1408之后，流動路徑③以類似于針對后端預(yù)濃縮器1306 所示的方式的方式將流動載運到后端預(yù)濃縮器1406中且穿過后端預(yù)濃縮器1406。
預(yù)濃縮器1402還包含由流動路徑⑤所示的輔助干式吹掃模式，其可用以在由流動路徑②所示的干式吹掃在提取足夠濕氣不成功時減少PC 1015中的濕氣。由于輔助干式吹掃使用GC 1408，因此其可用以在不丟失PC 1015中所收集的任何化學品/VOC的情況下從PC 1015移除濕氣。在一些情形下，可不需要輔助干式吹掃且可直接應(yīng)用直接濕氣分離過程。
在輔助干式吹掃模式期間，三通閥TVl及TV5經(jīng)切換以產(chǎn)生穿過捕集器1011、前端 PC 1015、GC 1408且接著排放到周圍的流動路徑。PC 1015經(jīng)加熱以釋放化學品/VOC并且將濕氣保留在PC內(nèi)。當釋放的VOC及濕氣進入GC 1408時，濕氣將首先如圖9中所示行進穿過GC且排放到周圍。接著，立刻切換三通閥TV3、TV4及TV5以使得剩余化學品/VOC遵循流動路徑③且由后端微PC通道輸送并收集。因此，沒有濕氣進入微PC 1312或由微PC 1312收集。一旦微PC 1312中收集有化學品/V0C，則可切換三通閥TV3及TV4以使得后端預(yù)濃縮器1406進入其自身的釋放模式，由流動路徑⑥展示。系統(tǒng)1400中的流動路徑⑥類似于系統(tǒng)1300中的流動路徑⑤，因為其將化學品/VOC從后端預(yù)濃縮器1406載運到氣體分析子系統(tǒng)1404。
在一個實施例中，可與切換三通閥同步地將前端PC 1015周期性地脈沖加熱到不同溫度及持續(xù)時間，以有條件地釋放不同化學品/VOC或濕氣以控制所要化學品/VOC到后端微PC 1312(流動路徑③)或不需要的化學品/VOC或濕氣到周圍排放口(流動路徑⑤) 的流動。接著，釋放由后端微PC 1312收集的化學品/VOC且由氣體分析子系統(tǒng)1404對其進行分析(流動路徑⑥)。
圖15圖解說明過濾器組合件1500的實施例。過濾器組合件1500可耦合到呼氣 /氣體/化學品儲存容器或外部預(yù)濃縮器，例如，圖9中所示的預(yù)濃縮器/呼氣收集袋902。 或者，組合的干式過濾器組合件與除濕隔室可直接耦合到氣體分析系統(tǒng)。舉例來說，在圖IA 到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)中，組合的干式過濾器組合件與除濕隔室可為過濾器/閥104的部分或在圖10、13或14的氣體分析系統(tǒng)中，可為過濾器/閥104的部分的組合的干式過濾器組合件與除濕隔室可替換或補充過濾器1006。
過濾器組合件1500包含耦合到除濕模塊1504的干式過濾器組合件1502。在此實施例中，除濕模塊可為橋接于干式過濾器組合件1502與呼氣收集容器或氣體分析系統(tǒng) (過濾器組合件1500耦合到其)之間的小的獨立配接器隔室。當首先由干式過濾器組合件1502針對微粒、微桿菌(micrcAacteria)及/或病毒過濾所呼出的呼氣時，空氣仍含有高濕度(> 90% )。當空氣繼續(xù)行進穿過除濕隔室時，由隔室中所含有的鹽化合物進一步過濾水蒸氣。接著，最后的干燥的所呼出空氣由容器收集或由系統(tǒng)直接分析。
干式過濾器組合件1502包含入口 1506、出口 1508及位于入口與出口之間的干式過濾器1510。在一個實施例中，干式過濾器1510可為HEPA過濾器，但在其它實施例中，干式過濾器1510可為另一類型的過濾器或不同類型的過濾器的組合。在一個實施例中，入口 1506可為可棄式吹嘴，患者可通過吹嘴呼氣到過濾器組合件中，而在其它實施例中，整個干式過濾器組合件1502可為可棄的。在另外其它實施例中，整個過濾器1500(包含干式過濾器組合件1502及除濕隔室1504)可為可棄的。
除濕模塊1504包含入口 1512、除濕隔室1514及出口 1516。在一個實施例中，除濕隔室1514裝填有對分子水具有高親和性的化合物，例如，可吸收大量水且可用以直接從所呼出的呼氣有效地吸收濕氣的少量鹽化合物。可使用的鹽化合物的實例包含氯化鋰 (LiCl)、溴化鋰(LiBr)、碘化鋰(LiI)及溴化鈉(NaBr)。在其它實施例中，可使用其它化合物，例如非離子鹽化合物。在一個實施例中，化合物可呈粉末形式，但在其它實施例中，其可呈粒狀形式、呈多孔固體形式或呈某一其它形式。在另外其它實施例中，可將化合物涂覆于多孔襯底上，且接著，將所涂覆的多孔襯底裝填到除濕隔室中。在一個實施例中，多孔襯底可為透氣媒體/膜(例如，玻璃絨)，但在其它實施例中，可使用其它類型的多孔襯底。將使用的化合物的量取決于在其需要替換或更新之前的取樣空氣的量及迭代的數(shù)目；在一些實施例中，針對IL的空氣取樣僅需要幾克。當潮濕空氣流動穿過隔室時，鹽化合物將因其強親水性而強烈地吸引水蒸氣。因此，行進穿過所揭示的除濕隔室的空氣將在其輸出處產(chǎn)生無濕氣或低濕氣樣本。
圖16圖解說明過濾器組合件的一對替代實施例1600及1650。過濾器組合件1600 及1650包含與過濾器組合件1500實質(zhì)上相同的組件，但在過濾器組合件1600中，除濕隔室1514集成到干式過濾器組合件1502的出口 1508中。在過濾器組合件1650中，除濕隔室1514替代地集成到干式過濾器組合件1502的入口 1506中。
圖17A到17B圖解說明將干式過濾器與除濕隔室集成于同一組合件中的過濾器 1700及1750的另外實施例。在過濾器組合件1700中，除濕隔室1514集成到干式過濾器 1502的主體中，以使得其在干式過濾器1510的下游。在其它實施例中，除濕隔室1514可位于干式過濾器1510的上游。在過濾器1750中，干式過濾與除濕組合于可位于入口 1506與出口 1508之間的過濾器組合件中的單個過濾器1752中。過濾器1752可通過涂覆吸水化合物(其可為上文針對除濕隔室1514所提及的化合物中的至少任一者)直接形成于多孔襯底上。在一個實施例中，多孔襯底可為玻璃絨，但在其它實施例中，其可為向空氣流提供所涂覆化合物的大表面面積的某一其它類型的多孔過濾器或透氣膜。其可有效地防止?jié)駳庑羞M穿過經(jīng)處理的過濾器，因此在單個過濾器中實現(xiàn)干式過濾及除濕。
圖18圖解說明可耦合到氣體分析系統(tǒng)或集成于氣體分析系統(tǒng)內(nèi)或者用作外部設(shè)備的可再用除濕組合件1800的實施例。舉例來說，在圖IA到IB及圖5到9中所示的氣體分析系統(tǒng)的實施例中，除濕組合件可為過濾器/閥104的部分或可位于過濾器/閥104的上游或下游。在圖10、13或14的氣體分析系統(tǒng)中，除濕組合件1800可替換或補充過濾器 1006。此小型化的除濕組合件的可再用性尤其有益于用于環(huán)境監(jiān)視的便攜式氣體分析系統(tǒng)，在環(huán)境監(jiān)視中在不使用可棄式部件的情況下，可需要潮濕氣體取樣的多次迭代。
組合件1800包含三通閥TV1，其使潮濕空氣入口 1802耦合到其第一端口、使干燥空氣入口 1804耦合到其第二端口且使流體連接1806耦合于其第三端口與除濕隔室1809 的入口之間。除濕隔室1809類似于隔室1514且存在相同變化形式。流體連接1810耦合到除濕隔室1809的出口。鹽化合物對水的吸收及解吸收通常為可逆的?？赏ㄟ^熱處理從鹽化合物驅(qū)離分子水，類似于由鹽水形成氯化鈉。因此，加熱器1808耦合到除濕隔室1809。 在一個實施例中，加熱器1808可為單獨的加熱器單元，但在其它實施例中，加熱器1808可與除濕隔室1809整體地形成。在另外其它實施例中，可以某一其它方式將熱量施加到除濕隔室1809。
在操作中，除濕組合件1800具有兩個模式移除模式及棄置模式。在移除模式期間，三通閥TVl經(jīng)設(shè)定以允許流體流動穿過潮濕空氣入口 1802、流體連接1806、除濕隔室 1809及出口流體連接1810，如由圖中的流動路徑①所示。在棄置模式期間，三通閥TVl經(jīng)設(shè)定以允許流體流動穿過干燥空氣入口 1804、流體連接1806、除濕隔室1809及出口 1810， 如由圖中的流動路徑②所示。當干燥空氣流動穿過系統(tǒng)時，激活加熱器1808以加熱除濕隔室1809以使得隔室中所捕獲的水被釋放且通過出口 1810載運走。
圖19圖解說明可集成于氣體分析系統(tǒng)內(nèi)或用作外部設(shè)備的可再用除濕組合件 1900的替代實施例。組合件1900包含第一三通閥TV1，其使潮濕空氣入口 1902耦合到其第一端口、使干燥空氣入口 1904與捕集器1906耦合到其第二端口且使流體連接1908耦合于其第三端口與除濕隔室1909的入口之間。捕集器1902可為用以在通過入口 1804進入的干燥空氣直接來自環(huán)境的情況下過濾來自周圍空氣的所有化學品/VOC及濕氣的吸附劑捕集器。吸附劑捕集器為用以產(chǎn)生清潔空氣的常見方法，但其也無法在不如同使用鹽化合物的所揭示實施例一樣阻擋VOC的情況下選擇性地移除濕氣。除濕隔室1909類似于隔室 1514且存在相同變化形式。
加熱器1910耦合到除濕隔室1909。在一個實施例中，加熱器1910可為單獨的加熱器單元，但在其它實施例中，加熱器1910可與除濕隔室1909整體地形成。在另外其它實施例中，可以某一其它方式將熱量施加到除濕隔室1909。流體連接1912從除濕隔室1909 的出口耦合到第二三通閥TV2的第一端口。三通閥TV2的第二端口通過流體連接1914耦合到泵P的入口，且泵P的出口耦合到流體連接1916。三通閥TV2的第三端口耦合到流體連接1918，流體連接1918接著可耦合到裝置組合件1900將與其一起使用的任何裝置。
在操作中，除濕組合件1900具有兩個操作模式移除模式及棄置模式。在取樣模式期間，三通閥TVl及TV2經(jīng)設(shè)定以允許流體流動穿過潮濕空氣入口 1902、流體連接1908、 除濕隔室1909、流體連接1912、三通閥TV2及流體連接1918，如由圖中的流動路徑①所示。 在棄置模式期間，三通閥TVl及TV2經(jīng)設(shè)定以允許流體流動穿過干燥空氣入口 1904、捕集器 1906、流體連接1908、除濕隔室1909、出口 1912、三通閥TV2及出口 1914，如由圖中的流動路徑②所示。泵P可用以產(chǎn)生用于清洗系統(tǒng)的流體流。當干燥空氣流動穿過系統(tǒng)時，激活加熱器1910以加熱除濕隔室1909，以使得隔室中所捕獲的水被釋放且通過出口 1916載運走。在更新除濕隔室之后，接著可再次以取樣模式使用設(shè)備直到隔室水飽和，此時使所述組合件經(jīng)歷另一棄置循環(huán)。
裝置應(yīng)用
關(guān)于人呼氣分析的臨床前研究已發(fā)現(xiàn)，人所呼出的呼氣的某些揮發(fā)性有機化合物 (VOC)與某些疾病相關(guān)，例如，肺炎、肺結(jié)核(TB)、哮喘、肺癌、肝病、腎病等。所述相關(guān)性尤其可證明與肺相關(guān)的疾病。當前分析系統(tǒng)仍依賴于大且昂貴的實驗室儀器，例如，氣體色譜儀(GC)及質(zhì)譜儀(MQ。明確地說，質(zhì)譜儀不可小型化，從而使不可廣泛地使用這些診斷儀ο
上文所論述的基于MEMS的氣體分析傳感器的實施例提供對此問題的解決方案， 且明確地說可有利地用以診斷及監(jiān)視各種疾病，例如，哮喘、肺癌、與肺相關(guān)的疾病及其它非肺疾病(例如，腎病及肝病等)。
哮喘為慢性疾?。灰虼?，規(guī)則地監(jiān)視患者的狀態(tài)有助于醫(yī)生追蹤患者的康復(fù)進展。 因此，手持式診斷裝置的新想法將使得可在家或任何地方進行呼氣分析。在當前診斷裝置中，基本測量是峰值流動速率且英國胸科協(xié)會(British Thoracic Society)使用以下診斷準則，但峰值流動速率為物理量測量。呼氣分析可通過測量來自患者的呼氣的VOC來提供支氣管收縮的特定根本原因?；贛EMS的氣體分析系統(tǒng)的實施例可用以監(jiān)視藥物的效力。 此外，可借助通過使用此基于家的裝置的此積極監(jiān)視而針對個別患者定制藥物療法。
MM
世界上現(xiàn)有人口的三分之一已感染了 TB。且75%的病例為肺TB。發(fā)展中國家的感染率遠遠高于發(fā)達國家。因此，迫切需要開發(fā)發(fā)展中國家買得起的診斷裝置?；贛EMS 的氣體分析系統(tǒng)的實施例將提供成本高效的解決方案。結(jié)核由分枝桿菌引起。當前診斷耗時且困難，因為培養(yǎng)生長慢的分枝桿菌花費大約6周。因此，使用完整的醫(yī)療評估(包含胸部X光、結(jié)核放射檢查、結(jié)核菌素皮膚測試、微生物涂片及培養(yǎng))以得到更準確的評估。因此，迅速診斷非常有價值且呼氣分析方法可實現(xiàn)此些需要。
MM
通過早檢測早治療，肺癌的5年生存率明顯地改善。當前的診斷方法(例如，胸部 X光及CT (計算斷層照相法)掃描)難以檢測早期肺癌。使用基于MEMS的氣體分析系統(tǒng)的實施例的呼氣分析可診斷早期肺癌。
具有類似癥狀的與肺相關(guān)的疾病的分類
對呼出的VOC的呼氣分析為用以識別患者的與肺相關(guān)的疾病(其具有類似癥狀) 的可行方法。舉例來說，基于MEMS的氣體分析系統(tǒng)的實施例可向醫(yī)生提供測試數(shù)據(jù)以分類患者將患的疾病為感冒、肺癌或肺炎當中的哪一種。在進行更繁重的診斷測量之前，呼氣分析因其簡單性而將為第一篩選測試。
包含發(fā)明摘要中所述內(nèi)容的本發(fā)明的所圖解說明實施例的以上說明并非打算作為窮盡性或?qū)⒈景l(fā)明限定為所揭示的精確形式。雖然出于圖解說明性目的而在本文中描述本發(fā)明的特定實施例及實例，但如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到，可在本發(fā)明的范圍內(nèi)做出各種等效修改。可根據(jù)以上詳細說明對本發(fā)明做出這些修改。
以上權(quán)利要求書中使用的術(shù)語不應(yīng)理解為將本發(fā)明限定于說明書及權(quán)利要求書中所揭示的特定實施例。相反，本發(fā)明的范圍將完全由以上權(quán)利要求書來確定，所述權(quán)利要求書應(yīng)根據(jù)所確立的權(quán)利要求書解釋原則來理解。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括 預(yù)濃縮器模塊，其包括第一三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到過濾器的出口，捕集器，其耦合到所述第一三通閥的所述第二端口，預(yù)濃縮器，其具有耦合到所述第一三通閥的所述第三端口的入口，第二三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到所述預(yù)濃縮器的出Π,切換閥，其耦合到所述第二三通閥的所述第二端口，及泵，其耦合到所述切換閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括具有入口及出口的過濾器，所述過濾器的所述出口耦合到所述第一三通閥的所述第一端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述過濾器的所述出口與所述第一三通閥的所述第一端口通過溫控管而耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其進一步包括耦合于所述過濾器與所述第一三通閥的所述第一端口之間的切換閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述預(yù)濃縮器模塊的氣體分析模塊，所述氣體分析模塊包括具有入口及出口的氣體色譜儀，所述氣體色譜儀的所述入口耦合到所述第二三通閥的所述第三端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述氣體分析模塊進一步包括耦合到所述氣體色譜儀的所述出口的檢測器及耦合到所述檢測器的出口的切換閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述第二三通閥的所述第三端口且耦合到所述氣體色譜儀的所述入口的后端預(yù)濃縮器組合件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述后端預(yù)濃縮器組合件包括預(yù)濃縮器，其具有入口及出口，所述入口耦合到所述第二三通閥的所述第二端口且耦合到所述氣體色譜儀的所述入口；第四三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到所述預(yù)濃縮器的所述出口 ；捕集器，其耦合到所述第四三通閥的所述第二端口 ； 第二泵，其具有耦合到所述第四三通閥的所述第三端口的入口； 第三三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第三端口耦合到所述第二泵的出口且所述第一端口耦合到所述預(yù)濃縮器的所述出口與所述第四三通閥之間的流體連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述預(yù)濃縮器模塊進一步包括第五三通閥，其用以替換所述第二切換閥，所述第五三通閥具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到所述第二三通閥的所述第二端口且所述第三端口耦合到泵；及額外氣體色譜儀，其具有耦合到所述第二三通閥的所述第三端口的入口及耦合到所述氣體色譜儀的所述入口、耦合到所述后端預(yù)濃縮器的所述入口且耦合到所述第五三通閥的所述第二端口的出口。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其進一步包括氣體分析模塊，其包含 氣體色譜儀；檢測器，其耦合到所述氣體色譜儀的所述出口 ；控制電路，其耦合到所述氣體色譜儀且耦合到所述檢測器，其中所述控制電路可與所述氣體色譜儀通信且通信到所述檢測器；讀出電路，其耦合到所述檢測器且耦合到所述控制電路，其中所述讀出電路可與所述控制電路及所述檢測器通信；及通信接口，其耦合到所述讀出電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述讀出電路包含用以分析從檢測器陣列接收的輸出信號的分析電路及相關(guān)聯(lián)邏輯。
12.一種方法，其包括提供預(yù)濃縮器模塊，所述預(yù)濃縮器模塊包含第一三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到過濾器的出口，捕集器，其耦合到所述第一三通閥的所述第二端口，預(yù)濃縮器，其具有耦合到所述第一三通閥的所述第三端口的入口，第二三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到所述預(yù)濃縮器的出Π,切換閥，其耦合到所述第二三通閥的所述第二端口，及泵，其耦合到所述切換閥；及配置所述第一及第二三通閥以形成流動路徑以通過所述第一三通閥的所述第一端口接收氣體樣本，且在所述預(yù)濃縮器中濃縮由所述氣體載運的化學品或揮發(fā)性有機化合物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進一步包括配置所述第一及第二三通閥以形成流動路徑，所述泵可通過所述流動路徑汲取穿過所述捕集器、所述預(yù)濃縮器及所述切換閥的空氣且排放所述空氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進一步包括配置所述第一三通閥以形成流動路徑，空氣可通過所述流動路徑而穿過所述捕集器且排出所述第一三通閥的所述第一端口。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進一步包括加熱所述預(yù)濃縮器以釋放其中所捕集的化學品或揮發(fā)性有機化合物VOC ；及配置所述第二三通閥以形成流動路徑，所述化學品或VOC可通過所述流動路徑從所述預(yù)濃縮器流動到所述第二三通閥的所述第三端口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包括將所述化學品或VOC從所述第二三通閥的所述第三端口弓I導到后端預(yù)濃縮器模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進一步包括將由所述后端預(yù)濃縮器模塊濃縮的化學品或VOC引導到氣體分析子系統(tǒng)。
18.一種可棄式過濾器，其包括 過濾器組合件，其具有入口及出口且包括 干式過濾器，及濕氣過濾器，其耦合到所述干式過濾器，所述濕氣過濾器包含隔室，所述隔室中具有對水具有高親和性的鹽化合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述鹽化合物包含氯化鋰(LiCl)、溴化鋰(LiBr)、碘化鋰(LiI)、溴化鈉(NaBr)及其它離子鹽化合物中的一者或一者以上。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述鹽化合物包含非離子鹽化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述鹽化合物被裝填到所述隔室中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可棄式過濾器，其中所述鹽化合物呈粉末形式、粒狀形式或多孔固體形式中的至少一者。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的可棄式過濾器，其中所述鹽化合物涂覆于多孔襯底上且所述多孔襯底被裝填到所述濕氣過濾器中。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的可棄式過濾器，其中所述多孔襯底為透氣膜。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其進一步包括耦合到所述入口的吹嘴。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述干式過濾器可捕集微粒、病毒及細菌中的至少一者。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述濕氣過濾器集成于所述干式過濾器的所述入口中或集成于所述干式過濾器的所述出口中。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其中所述濕氣過濾器及所述干式過濾器集成于單個過濾器中。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的可棄式過濾器，其中所述單個過濾器包括涂覆有鹽化合物的多孔材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器，其進一步包括耦合到所述出口的氣體儲存容器。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的可棄式過濾器設(shè)備，其進一步包括耦合到所述出口的氣體分析系統(tǒng)。
32.—種設(shè)備，其包括濕氣過濾器，其具有入口及出口，所述濕氣過濾器包含隔室，所述隔室中具有對水具有高親和性的鹽化合物；第一三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第三端口耦合到所述濕氣過濾器的所述入口 ；潮濕氣體入口，其耦合到所述三通閥的所述第一端口 ；及干燥空氣入口，其耦合到所述三通閥的所述第二端口。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述潮濕空氣入口的可棄式吹嘴。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述鹽化合物包含氯化鋰(LiCl)、溴化鋰 (LiBr)、碘化鋰(LiI)、溴化鈉(NaBr)及其它離子鹽化合物中的一者或一者以上。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述鹽化合物包含非離子鹽化合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述鹽化合物被裝填到所述濕氣過濾器中。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述鹽化合物呈粉末形式、粒狀形式或多孔固體形式中的至少一者。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述鹽化合物涂覆于多孔襯底上且所述多孔襯底被裝填到所述濕氣過濾器中。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述多孔襯底為透氣膜。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述濕氣過濾器的加熱器。
41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其進一步包括第二三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述濕氣過濾器的所述出口耦合到所述第一端口 ；及泵，其耦合到所述第二三通閥的所述第二端口。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述第二三通閥的所述第三端口的氣體分析系統(tǒng)。
43.一種方法，其包括提供除濕模塊，所述除濕模塊包括濕氣過濾器，其具有入口及出口，所述濕氣過濾器包含隔室，所述隔室中具有對水具有高親和性的鹽化合物，第一三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第三端口耦合到所述濕氣過濾器的所述入口，潮濕氣體入口，其耦合到所述三通閥的所述第一端口，及干燥空氣入口，其耦合到所述三通閥的所述第二端口 ；及配置所述第一三通閥以形成流動路徑，潮濕氣體通過所述流動路徑經(jīng)由所述潮濕空氣入口而進入、使水在所述隔室中去除且排出到氣體分析系統(tǒng)。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其進一步包括 加熱所述濕氣過濾器以釋放所捕集的水；及配置所述第一三通閥以形成流動路徑，干燥空氣通過所述流動路徑經(jīng)由所述干燥空氣入口而進入、流動穿過所述濕氣過濾器以將所述所釋放的水載運走且排出到大氣。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述除濕模塊進一步包括第二三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述濕氣過濾器的所述出口耦合到所述第一端口 ；捕集器，其耦合到所述干燥空氣入口 ；及泵，其耦合到所述第二三通閥的所述第二端口。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其進一步包括配置所述第二三通閥以將排出所述濕氣過濾器的空氣引導到所述氣體分析系統(tǒng)中。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其進一步包括 加熱所述濕氣過濾器以釋放所捕集的水；及配置所述第一及第二三通閥以形成流動路徑，干燥空氣通過所述流動路徑經(jīng)由所述干燥空氣入口而進入、流動穿過所述捕集器、流動穿過所述濕氣過濾器以將所述所釋放的水載運走、流動穿過所述泵且排出到大氣。
48.一種設(shè)備，其包括 預(yù)濃縮器模塊，其包括第一三通閥，其具有第一、第二及第三端口，所述第一端口耦合到過濾器的出口，捕集器，其耦合到所述第一三通閥的所述第二端口，預(yù)濃縮器，其具有耦合到所述第一三通閥的所述第三端口的入口，第二三通閥，其耦合到所述預(yù)濃縮器的出口 ；及第三Y分流器，其耦合到所述第二三通第三三通閥，其耦合到所述第二三通閥，及泵，其耦合到所述第三三通閥。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其進一步包括過濾器，所述過濾器包括入口及出口， 所述過濾器的所述出口耦合到所述第一三通閥的所述第一端口。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其中所述過濾器的所述出口與所述第一三通閥的所述第一端口通過溫控管而耦合。
51.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其進一步包括耦合于第一Y分流器與所述第三Y分流器之間的切換閥。
52.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述預(yù)濃縮器模塊的氣體分析模塊，所述氣體分析模塊包括具有入口及出口的氣體色譜儀，所述氣體色譜儀的所述入口耦合到第四Y分流器。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述氣體分析模塊進一步包括耦合到所述氣體色譜儀的所述出口的檢測器及耦合到所述檢測器的出口的切換閥。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其進一步包括耦合到所述第二三通閥的所述第三端口且耦合到所述氣體色譜儀的所述入口的后端預(yù)濃縮器組合件。
55.根據(jù)權(quán)利要求M所述的設(shè)備，其中所述后端預(yù)濃縮器組合件包括 預(yù)濃縮器，其耦合到所述第四Y分流器；第四三通閥，其耦合到所述預(yù)濃縮器及所述第二三通閥； 第三三通閥，其耦合到所述泵及所述第四三通閥且排氣到大氣。
56.根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其中所述預(yù)濃縮器模塊進一步包括 第一 Y分流器，其耦合于所述第一三通閥與所述捕集器之間；第二 Y分流器，其耦合于所述第二三通閥與所述第三三通閥之間；及流體連接，其在所述第一 Y分流器與所述第二 Y分流器之間。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其進一步包括耦合于所述第一Y分流器與所述第二 Y分流器之間的所述流體連接中的切換閥。
58.一種系統(tǒng)，其包括 前端預(yù)濃縮器模塊；氣體分析子系統(tǒng)，其耦合到所述前端預(yù)濃縮器模塊；及后端預(yù)濃縮器模塊，其耦合到所述前端預(yù)濃縮器模塊及所述氣體分析子系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明揭示前端預(yù)濃縮器模塊、后端預(yù)濃縮器模塊及氣體分析子系統(tǒng)的實施例以及使用所述前端預(yù)濃縮器模塊、所述后端預(yù)濃縮器模塊及所述氣體分析子系統(tǒng)的組合的氣體分析系統(tǒng)。揭示供單獨使用或與氣體分析系統(tǒng)組合使用的可棄及可再用除濕過濾器的實施例。
文檔編號B01D53/34GK102498381SQ201080040138
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者呂家榮, 曾關(guān)·A·周, 朱世琦, 王禮鵬, 黃建霖 申請人:創(chuàng)控生技股份有限公司