口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器及使用方法与流程

1.本发明涉及病毒检测领域，具体是口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器及使用方法。


背景技术：

2.呼出气冷凝液(ebc)是一种新兴的生物流体，有望成为一种替代、简单但功能强大的诊断样本。ebc是由呼出的水蒸气(超过99％)和源自气道衬里流体的雾化液滴凝结而成。它不仅包含来自水性部分的水溶性挥发性有机化合物，还包含非挥发性分子，例如来自呼吸道飞沫的无机离子、有机酸、蛋白质和脂质。其丰富的复合成分以及其无创的获取方式，使其对临床研究具有吸引力。
3.目前针对ebc样本的收集方法，冷却机制可以是被动的方式(通过冰浴或通过冷冻铝槽)或主动的方式(通过使用热电冷却器或基于制冷剂的冷却系统)，被动冷却系统的优点是简单且价格低廉。市面上商用的rtubetm是通过使用聚丙烯收集管，该收集管由铝套被动冷却，在样品收集前预冷并由聚酯绝缘保护。针对临床病人呼吸气体冷凝物的收集，以上这些方法无法便捷即时地满足临床病人呼吸气体冷凝物的收集。


技术实现要素：

4.针对现有的问题，本发明提供了口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器及使用方法，可以有效的解决背景技术中提出的问题。
5.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
6.口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器，包括口罩本体、冷却阱套和聚合物冷却阱，所述冷却阱套粘接固定在口罩本体朝向人体口鼻的一侧，所述聚合物冷却阱设于冷却阱套内，所述聚合物冷却阱包括第一聚合物层、第二聚合物层和收集池，所述第一聚合物层与第二聚合物层粘接固定且两层之间填充有冷却阱填充物，所述第二聚合物层背离第一聚合物层的一侧面端部粘接固定收集池，所述收集池内设有收集腔室，所述收集池朝向人体口鼻的一侧。
7.作为本发明再进一步的方案：所述第一聚合物层开设有第一填充腔，所述冷却阱填充物置于第一填充腔内，所述第二聚合物层背离第一聚合物层的一侧面设有第二填充腔，所述收集池位于第二填充腔的一端。
8.作为本发明再进一步的方案：所述聚合物冷却阱的尺寸长为3-5cm、宽为 3-4cm、厚度为0.4-1mm。
9.作为本发明再进一步的方案：所述收集池的宽度与聚合物冷却阱的宽度相等，长度为0.5-1mm，厚度为0.5-0.8mm，收集腔室深度约为0.1-0.3mm。
10.作为本发明再进一步的方案：所述第一聚合物层和第二聚合物层的材质为掺有聚四氟乙烯的聚二甲基硅氧烷或聚四氟乙烯微孔膜。
11.作为本发明再进一步的方案：所述冷却阱填充物为高吸水性聚合物材料。
12.作为本发明再进一步的方案：所述冷却阱填充物为聚丙烯酸。
13.作为本发明再进一步的方案：所述冷却阱套内部分隔设有两个容置腔，所述聚合物冷却阱填装于容置腔内，所述冷却阱套的背侧面通过医用双面胶粘接固定在口罩本体上，所述冷却阱套的正面中部开设有用于放置聚合物冷却阱的放入口。
14.作为本发明再进一步的方案：所述冷却阱套由多个片状的无纺布采用超声焊接或热压的方式密封而成。
15.本发明还提供给了一种口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器的使用方法，将装有聚合物冷却阱的口罩本体放入到-20℃的冰箱中30分钟，取出佩戴在被收集ebc患者口鼻处，且收集池位于最下方，实现冷凝物的收集。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过在口罩内粘接固定聚合物冷却阱，可以在无需技术专业知识和专业的商用设备的情况下便捷地完成ebc的收集，且收集过程中口罩包围聚合物冷却阱，避免了ebc样品被污染的风险；实现了ebc的快速收集。
附图说明
17.图1为本发明的整体结构立体示意图；
18.图2为本发明中聚合物冷却阱的结构示意图；
19.图3为本发明中聚合物冷却阱的爆炸结构示意图；
20.图4为本发明中冷却阱套的部分剖面结构示意图。
21.图中：1、口罩本体；2、聚合物冷却阱；21、第一聚合物层；22、第二聚合物层；23、冷却阱填充物；24、收集池；25、收集腔室；26、第一填充腔；27、第二填充腔；3、冷却阱套；31、容置腔。
具体实施方式
22.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。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。
23.实施例1
24.如图1-4所示，本实施方式提供了口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器，包括口罩本体1、冷却阱套3和聚合物冷却阱2，所述冷却阱套2粘接固定在口罩本体1朝向人体口鼻的一侧，所述聚合物冷却阱2设于冷却阱套3 内，所述聚合物冷却阱2包括第一聚合物层21、第二聚合物层22和收集池 24，所述第一聚合物层21与第二聚合物层22粘接固定且两层之间填充有冷却阱填充物23，所述第二聚合物层22背离第一聚合物层21的一侧面端部粘接固定收集池24，所述收集池24内设有收集腔室25，所述收集池24朝向人体口鼻的一侧，所述第一聚合物层21开设有第一填充腔26，所述冷却阱填充物23置于第一填充腔26内，所述第二聚合物层22背离第一聚合物层21的一侧面设有第二填充腔27，所述收集池24位于第二填充腔27的一端，所述聚合物冷却阱2的尺寸长为3-5cm、宽为3-4cm、厚度为0.4-1mm，所述收集池24的宽度与聚合物冷却阱2的宽度相等，长度为0.5-1mm，厚度为 0.5-0.8mm，收集腔室25深度约为0.1-0.3mm，口罩本体1佩戴在待收集者的口鼻处，利用收集池24中的收集腔室25
对第二填充腔27内产生的冷凝物进行收集，
25.所述第一聚合物层21和第二聚合物层22的材质为掺有聚四氟乙烯 (ptfe)的聚二甲基硅氧烷(pdms)或聚四氟乙烯微孔膜，掺有聚四氟乙烯的聚二甲基硅氧烷和聚四氟乙烯微孔膜都具有较高的透气性和较好的生物相容性，能够对呼吸中的气体在其表面液化，形成冷凝物，利用收集池内的收集腔室进行冷凝物收集，同时所述冷却阱填充物为高吸水性聚合物材料，所述冷却阱填充物为聚丙烯酸，可以提升呼吸气体中表面冷凝物收集的效率。
26.其中掺有聚四氟乙烯的聚二甲基硅氧烷的聚合物冷却阱的制备工艺流程如下：通过在硅片表面通过旋涂su8光刻胶，通过光刻、显影以及硬烘工艺实现su8模具的制备；利用混合ptfe颗粒的pdms进行倒模，制备具有填充腔室的聚合物层，将高吸水性聚合物材料填充入聚合物的腔室填充腔中，两个聚合物层之间以及收集池通过医用双面胶进行键合粘接，完成聚合物冷却阱的制备。
27.聚四氟乙烯微孔膜材料的聚合物冷却阱的制备工艺流程如下：通过热压方式形成带有填充腔室的聚四氟乙烯微孔膜的聚合物层；或通过采用一层聚四氟乙烯微孔膜与另一层通过激光切割把填充腔室区域切掉的四氟乙烯微孔膜与医院双面胶，通过医院双面胶将这两层聚四氟乙烯微孔膜贴合形成带有填充腔室的聚合物层；再将高吸水性聚合物材料填充入聚合物的填充腔室中，两个聚合物层之间以及收集池通过医用双面胶进行键合粘接，完成聚合物冷却阱的制备。
28.所述冷却阱套3内部分隔设有两个容置腔31，所述聚合物冷却阱2填装于容置腔31内，所述冷却阱套3的背侧面通过医用双面胶粘接固定在口罩本体1上，所述冷却阱套3的正面中部开设有用于放置聚合物冷却阱2的放入口，所述冷却阱套3由多个片状的无纺布采用超声焊接或热压的方式密封而成。
29.实施例2
30.口罩式患者呼吸气体冷凝物快速采集器的使用方法，将装有聚合物冷却阱的口罩本体放入到-20℃的冰箱中30分钟，取出佩戴在被收集ebc患者口鼻处，且收集池位于最下方，低温佩戴，提高了ebc的收集效率，且在冷却时允许样品在其表面液化，形成的液滴可以用移液管收集并直接用于分析。
31.本发明的工作原理是：本发明通过把口罩佩戴在被收集ebc患者口鼻处，呼吸的气体在聚合物冷却阱表面液化形成冷凝物，并通过收集池上的收集腔室进行冷凝物收集，在无需技术专业知识和专业的商用设备的情况下可以便捷地完成ebc的收集；此外在ebc采集过程中，口罩内部不会暴露在空气中，避免了ebc样品被污染的风险；可以在不需要增加病人负担以及相关专业操作人员的情况下实现ebc的快速收集。使用该收集系统，可在几分钟内完成用于传感器检测的所需的百微升量级的ebc样本。
32.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
33.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。