JP2002139435A - 同位体測定装置 - Google Patents

同位体測定装置

Info

Publication number
JP2002139435A
JP2002139435A JP2000331649A JP2000331649A JP2002139435A JP 2002139435 A JP2002139435 A JP 2002139435A JP 2000331649 A JP2000331649 A JP 2000331649A JP 2000331649 A JP2000331649 A JP 2000331649A JP 2002139435 A JP2002139435 A JP 2002139435A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
light source
infrared
measurement
blinking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000331649A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiko Okubo
邦彦 大久保
Junichi Kita
純一 喜多
Taisei Kinoshita
太生 木下
Hiroshi Nakano
博司 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2000331649A priority Critical patent/JP2002139435A/ja
Publication of JP2002139435A publication Critical patent/JP2002139435A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、少ないガス容量で、精度の高い測定
が可能な同位体測定装置を提供すること目的とする。 【解決手段】本発明では、ストップ弁V4及びV5を閉
じてガスセル1内にガスを閉じ込める。この状態で測定
していると段々とガスが暖まって来てドリフトが生じ
る。ドリフトの主原因はガス温度の上昇にあるので、操
作部16からの指示に基づいて一度赤外点滅光源2を止
め、ガスを冷却する。ガス温度が下がった時点で再び点
滅を開始し測定を行う。この手順を繰返して測定の積算
回数を増やすことでS/Nは向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同位体ガスを非分
散形赤外吸収法を用いて測定する装置に関する。この装
置は、医療分野において被曝の心配がない安定同位体元
素を含む標識物質を用いた診断、研究に用いられる。さ
らに詳しくは、胃癌の原因とされるヘリコバクタピロリ
菌有無の診断に安定同位体元素13Cを含んだ尿素試薬を
用い、菌による尿素の分解を呼気より診断する分野に有
用である。
【0002】
【従来の技術】生体内での代謝、蓄積、***などを検査
するために、従来より、同位体トレーサ法と呼ばれる方
法が利用されている。この方法は、生体内にあって追跡
する目的元素や物質と同様の挙動を示す物質を同位体で
標識してトレーサとし、その同位体を追跡することによ
り目的物質の挙動を調べるものである。
【0003】具体的な応用例として、被検者の胃の中に
胃潰瘍などの原因と言われるヘリコバクタピロリ菌が存
在するかどうかを調べる検査がある。この菌には、尿素
を二酸化炭素とアンモニアに分解する性質がある。そこ
で、12Cの同位体である13Cで標識した尿素を被検者に
投与し、その被検者の呼気に含まれる13CO2の濃度を
測定することにより、ヘリコバクタピロリ菌の存在の有
無を推定することができる。
【0004】ところで、一般に前述したような同位体ガ
スの測定には、非分散形赤外分析計が用いられる。ただ
し、この装置で分析する場合でも、被測定ガスは、生体
から採取するので、その採取量には制限がある。例え
ば、胃癌の原因とされるヘリコバクタピロリ菌の検出に
用いられる呼気ガスの採取量は一般に250ml程度で
ある。一方、これら同位体ガスの測定は非常に高い精度
を要求されるため、長い時間測定することによって信号
積算時間を増やして雑音成分を除去し、S/Nを改善す
る必要がある。そのため、容量を小さくしたセルを用い
てガス流量を低く抑えたり、セルから排出した被測定ガ
スをセル外部を通して還流させるなどの方法がとられ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガス流量もあ
まり遅くしすぎると赤外光源からの熱によりガス温度が
上昇し、信号ドリフトの原因となる。また、還流させる
ためには、外部パスを含めたガス漏れの少ない系を構築
する必要がある。さらに、還流する分、セル排出口から
ポンプ、バルブ、配管を通ってセルガス入口に到達する
までのガス量を必要とする。そこで、本発明は、ガス流
量を少なくしつつ、赤外光源からの熱によるガス温度の
上昇を抑える新規装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、同位体ガスを含む被測定ガスを流通させる
ガスセルと、該ガスセル内に赤外光を点滅照射する赤外
点滅光源と、ガスセルの端面に設けられ、ガスセル内で
の赤外光の吸収を検出する光検出器を備えた同位体ガス
測定装置であって、前記赤外点滅光源の点滅状態と点滅
休止状態を制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。すなわち、本発明は、赤外点滅光源を点滅状態と点
滅休止状態を繰り返してガスの温度上昇を抑えながら測
定を行うことができる。しかも、点滅(測定)→休止
(冷却)を繰り返すことにより、測定による信号積算時
間を長くとることができるため、S/Nを向上させ、高
い精度の測定が可能となる。
【0007】被測定ガスとしては、特に限定されない
が、例えば呼気ガスを挙げることができる。呼気ガスの
場合、同位体ガスとしては、例えば12CO2及び13CO2
を挙げることができるが、これには限定されない。ガス
セルは、例えば略円筒形状を有しており、セルの内面は
鏡面にしておくことが望ましい。光検出器は、焦電型検
出器やPbSe形検出器など公知の検出器を用いること
ができるが、対象ガスの吸収波長に合わせた検出感度を
有するニューマチック形検出器が有用である。このニュ
ーマチック形検出器を用いる場合には、波長選択フィル
タは不要になる。
【0008】赤外点滅光源は、約2W以下の小電力電源
を用いるのが好ましく、このような光源としては例えば
白熱ランプがある。この光源を用いると、従来方式の光
源(10〜20W)に比べるとガスを加熱しにくい。光
源は所定周期でもって点滅駆動されるが、望ましい点滅
周波数は1〜10Hzである。光源の点滅状態と点滅休
止状態の周期は、ガスセル内の温度上昇により異なり、
一義的には決まらないが、通常の同位体ガス測定では、
点滅時間/休止時間は、0.5〜1分にするのが好まし
い。赤外点滅光源の点滅状態と点滅休止状態を制御する
制御手段は、光源駆動部をON−OFFするものなら
ば、自動、手動は特に限定されない。制御のタイミング
は、光検出器のドリフトにより判断しても、また、ガス
セル内に温度センサを設け、その信号に基づき制御して
もよい。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明をヘリコバクタピ
ロリ菌診断用装置に適用した概略構成図である。図中1
は、ガスセルで、例えば内径が4〜5mm程度の略円筒
形状を有し、一方の端面に12CO2による吸収波長を通
過させる12CO2用光学フィルタ3と12CO2用検出部4
とが配設され、対向する端面には13CO2による吸収波
長を通過させる13CO2用光学フィルタ5と13CO2用検
出部6とが配設されている。12CO2用検出部4及び13
CO2用検出部6としては、焦電型検出器やPbSe形
検出器などを用いることができるが、ニューマチック形
検出器を用いる場合には、12CO2用光学フィルタ3、1
3CO2用光学フィルタ5は不要になる。検出部4、6の
検出出力は共に信号処理部8に入力され、演算処理を行
うことによって同位体ガスの濃度比を算出する。制御部
15は、操作部16からの指示に基づいて各部の動作を
制御するとともに、信号処理部8で得られた測定結果な
どを表示する。
【0010】なお、ガスセル1の内壁面は、例えば金
(Au)のコーティング等の方法により鏡面としておく
ことが望ましい。これによれば、赤外点滅光源2から放
射された光がガスセル1の内壁に当たっても、吸収が少
なく、両端部の検出部4、6に到達する光量の損失が小
さくなることから、測定誤差を小さくすることができ
る。
【0011】ガスセル1内の所定位置には、赤外点滅光
源2、例えば2W程度の白熱ランプが配置されており、
点灯時には両側方に光を放射する。この赤外点滅光源2
は、光源駆動部7により所定周期でもって点滅駆動され
る。この点滅周期は水晶振動子等で定められたきわめて
正確なものであって、その点滅周波数は例えば10Hz
程度とするとよい。また、赤外点滅光源2は、両端部の
検出部4、6の信号にドリフトが生じてくれば光源点滅
を休止させる。光源点滅の休止は、操作部16からの指
示に基づいて制御部15で制御する。
【0012】また、12CO2用検出部4から赤外点滅光
源2までの距離は、例えば30mm、13CO2用検出部
6から赤外点滅光源2までの距離は、例えば200mm
である。これは対象とする二酸化炭素の濃度が相違する
ため、その両者の吸収による光の減衰の影響を同程度に
合わせ、検出部4、6の入力対出力特性の線形性が良好
な範囲で動作するようにするためである。
【0013】また、ガスセル1にはガス導入管9とスト
ップ弁V5と排気ポートE1を設けたガス排気管10が
接続されている。ガス導入管9上にはポンプP1、ガス
ダンパーD1、ストップ弁V4、3方弁V3が設けられ
ており、また、3方弁3には試料ガス導入管11、リフ
ァレンスガス導入管12が接続されている。さらに、試
料ガス導入管11上には3方弁V1が設けられており、
3方弁V1には第1サンプルガス管13、第2サンプル
ガス管14が接続されている。また、リファレンスガス
導入管12上にはストップ弁V2が設けられている。な
お、S1、S2はサンプルガスポート、R1はリファレ
ンスガスポートである。また、図示していないが、上記
3方弁V1、V3、ストップ弁V2、V4、V5及びポ
ンプP1は、全て前述した制御部15で制御される。
【0014】次に測定の手順について説明する。まず、
リファレンスガスポートR1に窒素ガス源を接続する。
大気(室内空気)より精製する場合は、ソーダライムな
どにより二酸化炭素成分を除いておく。また、水分につ
いても赤外での広い吸光があるので、除湿しておく方が
望ましい。次にサンプルガスポートS1に比較用のサン
プルガス源(第1サンプルガス)を接続する。サンプル
ガスはヘリコバクタピロリ菌の検査では、検査試薬を経
口投与する前の呼気サンプルである。このガスも同様に
除湿しておく方が望ましい。ストップ弁V2、V4、V
5を通過状態、3方弁V3をリファレンスガス導入管1
2側とし、ポンプP1を作動させてリファレンスガスを
ガスセル1に注入する。赤外点滅光源2は光源駆動部7
により所定周期で点滅駆動され、光源から両側方に発し
た光はガスセル1内で適宜の吸収を受けて12CO2用光
学フィルタ3及び13CO2用光学フィルタ5に到達す
る。そして光学フィルタ4、5によりそれぞれ所定波長
近傍の光のみが抜き出され、12CO2用検出部4及び13
CO2用検出部6に導入される。センサの種類によって
動作原理は異なり、例えばPbSeでは赤外点滅光源2
は点滅しているから、検出部4、6は、点灯時の受光光
の強度に応じた受光信号と消灯時の受光信号(つまり暗
電流信号や外光による受光信号)とを上記点滅周期に応
じて交互に出力する。この信号が検出ガスが無い場合の
基準となる。なお、レファレンスガスは容量の制限が少
ないので、そのまま流しながら測定する方が測定時間の
点で有利である。
【0015】次に、3方弁V1を第1サンプルガス管1
3側、3方弁V3を試料ガス導入管11側とし、サンプ
ルガスを注入し、測定を行う。この時の測定は、セルが
段々と窒素からサンプルガスに置換されていく様子が観
測できる。信号レベルの変動が小さくなり、十分セル内
が置換された時に、ストップ弁V4及びV5を閉じてガ
スセル1内にガスを閉じ込める。この状態で測定してい
ると段々とガスが暖まって来てドリフトが生じる。この
時、ドリフトの方向(上昇、下降)はシステムにより様
々である。ドリフトの主原因はガス温度の上昇にあるの
で、操作部16からの指示に基づいて一度赤外点滅光源
2を止め、ガスを冷却する。ガス温度が下がった時点で
再び点滅を開始し測定を行う。この手順を繰返して測定
の積算回数を増やすことでS/Nは向上する。
【0016】第1サンプルガスの測定が完了したら、前
述と同様の方法でリファレンスガスを測定し、3方弁V
1を第2サンプルガス管14側、3方弁V3を試料ガス
導入管11側として、第1サンプルガスを測定したのと
同様の手法で実際のサンプル(ヘリコバクタピロリ菌の
検査では、検査試薬を経口投与した呼気サンプル)を測
定する。信号処理部8では、ヘリコバクタピロリ菌の検
出では1313CO212CO2の濃度比が第1サンプルと実
際のサンプルでどのくらい変化するか、ということで判
定する。
【発明の効果】本発明によれば、少ないガス容量で、精
度の高い測定が可能となり、医療分野において特に有用
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同位体測定装置の概略図
【符号の説明】
1:ガスセル 2:赤外点滅光源 3:12CO2用光学フィルタ 4:12CO2用検出部 5:13CO2用光学フィルタ 6:13CO2用検出部 7:光源駆動部 15:制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 太生 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 中野 博司 京都市中京区西ノ京桑原町1番地 株式会 社島津製作所内 Fターム(参考) 2G045 AA25 CB22 DB01 FA25 GC10 2G059 AA01 BB01 BB12 CC04 DD18 EE01 FF08 GG07 GG10 HH01 JJ02 KK01 KK03 KK09 LL04 MM01 PP04

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同位体ガスを含む被測定ガスを流通させる
    ガスセルと、該ガスセル内に赤外光を点滅照射する赤外
    点滅光源と、ガスセルの端面に設けられ、ガスセル内で
    の赤外光の吸収を検出する光検出器を備えた同位体ガス
    測定装置であって、前記赤外点滅光源の点滅状態と点滅
    休止状態を制御する制御手段を設けたことを特徴とする
    同位体測定装置。
  2. 【請求項2】赤外点滅光源が小電力電源であって、1〜
    10Hzで点滅を行う請求項1記載の同位体測定装置。
JP2000331649A 2000-10-31 2000-10-31 同位体測定装置 Pending JP2002139435A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000331649A JP2002139435A (ja) 2000-10-31 2000-10-31 同位体測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000331649A JP2002139435A (ja) 2000-10-31 2000-10-31 同位体測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002139435A true JP2002139435A (ja) 2002-05-17

Family

ID=18807961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000331649A Pending JP2002139435A (ja) 2000-10-31 2000-10-31 同位体測定装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002139435A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010060485A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Yazaki Corp 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置
CN108709868A (zh) * 2018-08-17 2018-10-26 青岛海纳光电环保有限公司 一种红外气体传感器及红外气体检测装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010060485A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Yazaki Corp 気体セル、気体サンプル室、及び、濃度測定装置
CN108709868A (zh) * 2018-08-17 2018-10-26 青岛海纳光电环保有限公司 一种红外气体传感器及红外气体检测装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100772291B1 (ko) 동위체 가스의 분광 분석을 위한 안정한 동위체 측정방법
ES2221144T3 (es) Metodo y aparato de medicion de isotopos estables por espectroscopia.
JPH07284488A (ja) 呼気採取方法及び呼気自動採取装置
AU2001288064A1 (en) A stable isotope measurement method for spectrometrically analyzing an isotopic gas and method of judging absorption capacity of carbon dioxide absorbent
JP2002286638A (ja) 同位体ガス測定装置
JP2006275801A (ja) 排気ガス成分分析装置
US5894128A (en) Infrared type gas analyzer
JP4158314B2 (ja) 同位体ガス測定装置
JP2002139435A (ja) 同位体測定装置
ES2369847T3 (es) Método y aparato de medida de isótopos estables por espectroscopía.
JP2003194674A (ja) 赤外線ガス分析装置
CN219552237U (zh) 一种气体吸收池及具有其的二氧化碳气体分析仪
JP2947737B2 (ja) 同位体ガス分光測定方法及び測定装置
CN109142643A (zh) 柴油车氮氧化物检测仪转化率的检测方法和检测装置
JP2002340795A (ja) 同位体ガス測定装置
JP2002228584A (ja) 同位体ガス測定装置
JP2874599B2 (ja) 全有機炭素計
AU2005211627B2 (en) Method of judging absorption capacity of carbon dioxide absorbent
CN118050239A (zh) 一种呼出气氨的二级稀释在线配气装置和方法
JP2002098635A (ja) 同位体ガス分析測定における炭酸ガス吸収剤の能力判定方法
JPH05223735A (ja) 差量ガス分析方法
JP2003014591A (ja) ガス分析計
JPH01109244A (ja) 自動ガス測定装置
JP3090412B2 (ja) 同位体ガス分光測定方法及び測定装置
WO2020059102A1 (ja) 信号処理回路、測定装置、および信号処理方法