JPH1062403A - 呼気中ペンタンの分析装置及び方法 - Google Patents
呼気中ペンタンの分析装置及び方法Info
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- JPH1062403A JPH1062403A JP8231371A JP23137196A JPH1062403A JP H1062403 A JPH1062403 A JP H1062403A JP 8231371 A JP8231371 A JP 8231371A JP 23137196 A JP23137196 A JP 23137196A JP H1062403 A JPH1062403 A JP H1062403A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 呼気中にわずかしか含まれていないペンタン
を分析する。 【解決手段】 分析装置10は、不活性な多孔質ポリマ
ーからなるコーティング層を内壁面に有するとともに呼
気試料Aを通過させて呼気試料Aに含まれるペンタンを
分離するキャピラリカラム12と、呼気試料Aを内部に
吸着させた捕集管14と、捕集管14内に吸着している
呼気試料Aを脱離させる濃縮試料導入部16と、濃縮試
料導入部16で脱離した呼気試料AをキャリアガスCに
よってキャピラリカラム12に通過させるキャリアガス
制御部18と、キャピラリカラム12によって分離され
たペンタンを検出する検出器20とを備えている。
を分析する。 【解決手段】 分析装置10は、不活性な多孔質ポリマ
ーからなるコーティング層を内壁面に有するとともに呼
気試料Aを通過させて呼気試料Aに含まれるペンタンを
分離するキャピラリカラム12と、呼気試料Aを内部に
吸着させた捕集管14と、捕集管14内に吸着している
呼気試料Aを脱離させる濃縮試料導入部16と、濃縮試
料導入部16で脱離した呼気試料AをキャリアガスCに
よってキャピラリカラム12に通過させるキャリアガス
制御部18と、キャピラリカラム12によって分離され
たペンタンを検出する検出器20とを備えている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野において
ガスクロマトグラフィーを用いて呼気中に含まれるペン
タンを分析する、呼気中ペンタンの分析装置及び方法に
関する。
ガスクロマトグラフィーを用いて呼気中に含まれるペン
タンを分析する、呼気中ペンタンの分析装置及び方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開平6−58919号公
報に記載されている如く、被検者の呼気を採取して分析
を行う呼気分析装置が開発されている。呼気分析装置
は、例えば、医療分野における臨床検査用の呼気分析や
患者の病態の監視、産業分野における作業環境の測定や
室内環境の測定、警察分野における飲酒運転取締まりや
麻薬取締まり、消防分野における火災原因調査、健康産
業分野における健康管理等、広範な分野にて使用される
ものである。
報に記載されている如く、被検者の呼気を採取して分析
を行う呼気分析装置が開発されている。呼気分析装置
は、例えば、医療分野における臨床検査用の呼気分析や
患者の病態の監視、産業分野における作業環境の測定や
室内環境の測定、警察分野における飲酒運転取締まりや
麻薬取締まり、消防分野における火災原因調査、健康産
業分野における健康管理等、広範な分野にて使用される
ものである。
【0003】この呼気分析装置は、ガスクロマトグラフ
ィーを用いたものであり、装置本体に付設され外周部が
ヒータで被覆された長さ1.5m程度の呼気採取管と、呼気
採取管の端部に四方電磁バルブを介して各々接続された
2本のキャリアガス流路と、この四方電磁バルブに接続
された空気ボンベと、各キャリアガス流路の一部を区画
して設けられたサンプル計量部とを備えている。
ィーを用いたものであり、装置本体に付設され外周部が
ヒータで被覆された長さ1.5m程度の呼気採取管と、呼気
採取管の端部に四方電磁バルブを介して各々接続された
2本のキャリアガス流路と、この四方電磁バルブに接続
された空気ボンベと、各キャリアガス流路の一部を区画
して設けられたサンプル計量部とを備えている。
【0004】この各サンプル計量部の下流側には三方電
磁バルブおよび排気管を介して接続された呼気導入用ポ
ンプ(吸引ポンプ)が装備されている。また、前述した
各三方電磁バルブに各々並列に且つ相互に独立して接続
された2つの分離カラム等を備えている。
磁バルブおよび排気管を介して接続された呼気導入用ポ
ンプ(吸引ポンプ)が装備されている。また、前述した
各三方電磁バルブに各々並列に且つ相互に独立して接続
された2つの分離カラム等を備えている。
【0005】そして、被検者から呼気を採取して分析を
行う場合には、被検者が呼気採取管の内部へ呼気を吐出
すると、呼気採取管へ吐出された呼気が呼気導入用ポン
プにより装置外部へ排出される一方、呼気の一部が呼気
試料として各サンプル計量部に充満される。次いで、各
サンプル計量部に空気ボンベからキャリアガスを送り込
むと、各計量部に充満されている呼気試料が各分離カラ
ムへ送り込まれた後、各呼気試料は、各成分ガスの保持
時間の違いにより分離される。この後、所定の演算処理
により呼気分析が行われる。
行う場合には、被検者が呼気採取管の内部へ呼気を吐出
すると、呼気採取管へ吐出された呼気が呼気導入用ポン
プにより装置外部へ排出される一方、呼気の一部が呼気
試料として各サンプル計量部に充満される。次いで、各
サンプル計量部に空気ボンベからキャリアガスを送り込
むと、各計量部に充満されている呼気試料が各分離カラ
ムへ送り込まれた後、各呼気試料は、各成分ガスの保持
時間の違いにより分離される。この後、所定の演算処理
により呼気分析が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】妊娠中毒症、糖尿病、
動脈硬化等では脂質過酸化によりペンタンの呼気中濃度
が増加するが、その濃度値は高々pg/mL オーダである。
しかしながら、従来の呼気分析装置では、分析できる成
分の限界が最小でもng/mL オーダであるので、ペンタン
等のpg/mL オーダの低濃度成分は分析することができな
いという不都合があった。
動脈硬化等では脂質過酸化によりペンタンの呼気中濃度
が増加するが、その濃度値は高々pg/mL オーダである。
しかしながら、従来の呼気分析装置では、分析できる成
分の限界が最小でもng/mL オーダであるので、ペンタン
等のpg/mL オーダの低濃度成分は分析することができな
いという不都合があった。
【0007】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、かかる従来例
の有する不都合を改善し、呼気中にわずかしか含まれて
いないペンタンを分析できる、呼気中ペンタンの分析装
置及び方法を提供することにある。
の有する不都合を改善し、呼気中にわずかしか含まれて
いないペンタンを分析できる、呼気中ペンタンの分析装
置及び方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る分析装置
は、不活性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を
内壁面に有するとともに呼気試料を通過させて当該呼気
試料に含まれるペンタンを分離するキャピラリカラム
と、呼気試料を内部に吸着させた捕集管と、この捕集管
内に吸着している呼気試料を脱離させる濃縮試料導入部
と、この濃縮試料導入部で脱離した呼気試料をキャリア
ガスによって前記キャピラリカラムに通過させるキャリ
アガス制御部と、前記キャピラリカラムによって分離さ
れたペンタンを検出する検出器とを備えたものである。
本発明に係る分析方法は、本発明に係る分析装置を使用
する方法であり、キャピラリカラムの長さ、キャピラリ
カラムの温度、キャリアガスの流量等の分析条件を最適
化したものである。
は、不活性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を
内壁面に有するとともに呼気試料を通過させて当該呼気
試料に含まれるペンタンを分離するキャピラリカラム
と、呼気試料を内部に吸着させた捕集管と、この捕集管
内に吸着している呼気試料を脱離させる濃縮試料導入部
と、この濃縮試料導入部で脱離した呼気試料をキャリア
ガスによって前記キャピラリカラムに通過させるキャリ
アガス制御部と、前記キャピラリカラムによって分離さ
れたペンタンを検出する検出器とを備えたものである。
本発明に係る分析方法は、本発明に係る分析装置を使用
する方法であり、キャピラリカラムの長さ、キャピラリ
カラムの温度、キャリアガスの流量等の分析条件を最適
化したものである。
【0009】捕集管内に濃縮捕集された呼気試料は、濃
縮試料導入部で脱離し、キャリアガスとともにキャピラ
リカラムを通過する。この呼気試料のキャリアガスに対
する濃度は、濃縮されていない呼気試料をキャリアガス
とともに流す場合に比べて、はるかに高くなっている。
つまり、検出器では、ピークの高い検出値が得られる。
したがって、呼気中にわずかしか含まれていない低濃度
成分でも、十分に分析可能となる。
縮試料導入部で脱離し、キャリアガスとともにキャピラ
リカラムを通過する。この呼気試料のキャリアガスに対
する濃度は、濃縮されていない呼気試料をキャリアガス
とともに流す場合に比べて、はるかに高くなっている。
つまり、検出器では、ピークの高い検出値が得られる。
したがって、呼気中にわずかしか含まれていない低濃度
成分でも、十分に分析可能となる。
【0010】しかし、そのような成分には、ペンタン以
外にもペンタンの保持時間に近い他の成分も混在してい
る。そこで、本発明者は、これらの成分の中からペンタ
ンを分離するために、いろいろな種類の分離カラムにつ
いて実験を重ねた結果、「不活性な多孔質ポリマーから
なるコーティング層を内壁面に有するキャピラリカラ
ム」が最も優れていることを見い出した。不活性な多孔
質ポリマーとしては、例えばジビニルベンゼンエチレン
グリコールジメタクリレート(Divinylbenzenethyleneg
lycoldimethacrylate )等が挙げられる。これに加え、
本発明者は、ペンタンと硫化ジメチルとは分析条件によ
って保持時間が逆転することを見い出した。つまり、ペ
ンタンと硫化ジメチルとは、分析条件によっては保持時
間が重なりあって分離できなくなるが、分析条件を最適
化することによって完全に分離することが可能になる。
外にもペンタンの保持時間に近い他の成分も混在してい
る。そこで、本発明者は、これらの成分の中からペンタ
ンを分離するために、いろいろな種類の分離カラムにつ
いて実験を重ねた結果、「不活性な多孔質ポリマーから
なるコーティング層を内壁面に有するキャピラリカラ
ム」が最も優れていることを見い出した。不活性な多孔
質ポリマーとしては、例えばジビニルベンゼンエチレン
グリコールジメタクリレート(Divinylbenzenethyleneg
lycoldimethacrylate )等が挙げられる。これに加え、
本発明者は、ペンタンと硫化ジメチルとは分析条件によ
って保持時間が逆転することを見い出した。つまり、ペ
ンタンと硫化ジメチルとは、分析条件によっては保持時
間が重なりあって分離できなくなるが、分析条件を最適
化することによって完全に分離することが可能になる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明に係る分析
装置の一実施形態を示す構成図であり、図1は第一のキ
ャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図2は第二の
キャリアガス流路に切り換えた状態を示している。以
下、これらの図面を中心に説明する。
装置の一実施形態を示す構成図であり、図1は第一のキ
ャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図2は第二の
キャリアガス流路に切り換えた状態を示している。以
下、これらの図面を中心に説明する。
【0012】本発明に係る分析装置10は、不活性な多
孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に有する
とともに呼気試料Aを通過させて呼気試料Aに含まれる
ペンタンを分離するキャピラリカラム12と、呼気試料
Aを内部に吸着させた捕集管14と、捕集管14内に吸
着している呼気試料Aを脱離させる濃縮試料導入部16
と、濃縮試料導入部16で脱離した呼気試料Aをキャリ
アガスCによってキャピラリカラム12に通過させるキ
ャリアガス制御部18と、キャピラリカラム12によっ
て分離されたペンタンを検出する検出器20とを備えて
いる。
孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に有する
とともに呼気試料Aを通過させて呼気試料Aに含まれる
ペンタンを分離するキャピラリカラム12と、呼気試料
Aを内部に吸着させた捕集管14と、捕集管14内に吸
着している呼気試料Aを脱離させる濃縮試料導入部16
と、濃縮試料導入部16で脱離した呼気試料Aをキャリ
アガスCによってキャピラリカラム12に通過させるキ
ャリアガス制御部18と、キャピラリカラム12によっ
て分離されたペンタンを検出する検出器20とを備えて
いる。
【0013】キャピラリカラム12は、例えば、材質が
溶融シリカ、内径が0.3 〜1.0 〔mm〕、長さがおおよそ
10〜25〔m〕、コーティング層の膜厚が10〜20〔μ
m〕、コーティング層の材質がジビニルベンゼンエチレ
ングリコールジメタクリレートである。キャピラリカラ
ム12の長さは、一般に長いほど分離度が良くなる反
面、分析に要する時間も長くなるので、おおよそ10〜25
〔m〕が適当である。キャピラリカラム12のキャリア
ガス導入側には、プレカラム121が設けられている。
プレカラム121は、不要成分を除去するためのもので
あり、例えばヘキサン等の高沸点成分を保持しやすい性
質を備えているが、必ずしも必要ではない。
溶融シリカ、内径が0.3 〜1.0 〔mm〕、長さがおおよそ
10〜25〔m〕、コーティング層の膜厚が10〜20〔μ
m〕、コーティング層の材質がジビニルベンゼンエチレ
ングリコールジメタクリレートである。キャピラリカラ
ム12の長さは、一般に長いほど分離度が良くなる反
面、分析に要する時間も長くなるので、おおよそ10〜25
〔m〕が適当である。キャピラリカラム12のキャリア
ガス導入側には、プレカラム121が設けられている。
プレカラム121は、不要成分を除去するためのもので
あり、例えばヘキサン等の高沸点成分を保持しやすい性
質を備えているが、必ずしも必要ではない。
【0014】濃縮試料導入部16は、捕集管14を支持
する捕集管支持体161と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せる二次濃縮管162と、二次濃縮管162を支持する
二次濃縮管支持体163とから構成されている。捕集管
支持体161には、捕集管14内に吸着している呼気試
料Aを脱離させる第一の加熱手段(図示せず)が内蔵さ
れている。二次濃縮管支持体163には、捕集管14を
脱離した呼気試料Aを二次濃縮管内162に吸着させる
冷却手段(図示せず)と、二次濃縮管162を加熱して
二次濃縮管162内に吸着している呼気試料Aを脱離さ
せる第二の加熱手段(図示せず)とが内蔵されている。
例示すれば、第一及び第二の加熱手段は電熱ヒータであ
り、冷却手段は液体窒素を収容した容器である。
する捕集管支持体161と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せる二次濃縮管162と、二次濃縮管162を支持する
二次濃縮管支持体163とから構成されている。捕集管
支持体161には、捕集管14内に吸着している呼気試
料Aを脱離させる第一の加熱手段(図示せず)が内蔵さ
れている。二次濃縮管支持体163には、捕集管14を
脱離した呼気試料Aを二次濃縮管内162に吸着させる
冷却手段(図示せず)と、二次濃縮管162を加熱して
二次濃縮管162内に吸着している呼気試料Aを脱離さ
せる第二の加熱手段(図示せず)とが内蔵されている。
例示すれば、第一及び第二の加熱手段は電熱ヒータであ
り、冷却手段は液体窒素を収容した容器である。
【0015】二次濃縮管162は、内径0.5 〜1.0mm の
キャピラリ管を使用するが、キャピラリカラム12と同
材質かつ同特性のものが望ましい。また、二次濃縮管1
62は、吸着剤の液相をコーティングしたものを用いて
いるので、コーティング等のなされていない素管に比べ
て、二次濃縮の効率が良い。なお、捕集管14の濃縮率
が高い場合等は、二次濃縮管162及び二次濃縮管支持
体163を省略してもよい。
キャピラリ管を使用するが、キャピラリカラム12と同
材質かつ同特性のものが望ましい。また、二次濃縮管1
62は、吸着剤の液相をコーティングしたものを用いて
いるので、コーティング等のなされていない素管に比べ
て、二次濃縮の効率が良い。なお、捕集管14の濃縮率
が高い場合等は、二次濃縮管162及び二次濃縮管支持
体163を省略してもよい。
【0016】キャリアガス制御部18には、キャリアガ
スCによって呼気試料Aをキャピラリカラム12に通過
させる第一のキャリアガス流路181(図1)と、キャ
リアガスCによってキャピラリカラム12等をパージす
る第二のキャリアガス流路182(図2)と、キャリア
ガス流路181,182のどちらか一方に切り換え可能
なサンプリングバルブ183とが設けられている。キャ
リアガス流路181は呼気試料Aをプレカラム121に
通過させた後にキャピラリカラム12に通過させるもの
であり、キャリアガス流路182はプレカラム121及
びキャピラリカラム12をそれぞれ別個にパージするも
のである。
スCによって呼気試料Aをキャピラリカラム12に通過
させる第一のキャリアガス流路181(図1)と、キャ
リアガスCによってキャピラリカラム12等をパージす
る第二のキャリアガス流路182(図2)と、キャリア
ガス流路181,182のどちらか一方に切り換え可能
なサンプリングバルブ183とが設けられている。キャ
リアガス流路181は呼気試料Aをプレカラム121に
通過させた後にキャピラリカラム12に通過させるもの
であり、キャリアガス流路182はプレカラム121及
びキャピラリカラム12をそれぞれ別個にパージするも
のである。
【0017】サンプリングバルブ183は、八個のポー
ト1〜8を有する、例えばロータリバルブである。図3
は、サンプリングバルブ183の一例を示す概略断面図
である。図3において、サンプリングバルブ183は、
ポート1〜8を有する固定体183Aと、連通管a〜d
を有する回転体183Bと、回転体183Bを回転させ
るソレノイド等のアクチュエータ(図示せず)とから構
成されている。図3〔1〕がキャリアガス流路181に
切り換えた状態を示し、図3〔2〕がキャリアガス流路
182に切り換えた状態を示している。
ト1〜8を有する、例えばロータリバルブである。図3
は、サンプリングバルブ183の一例を示す概略断面図
である。図3において、サンプリングバルブ183は、
ポート1〜8を有する固定体183Aと、連通管a〜d
を有する回転体183Bと、回転体183Bを回転させ
るソレノイド等のアクチュエータ(図示せず)とから構
成されている。図3〔1〕がキャリアガス流路181に
切り換えた状態を示し、図3〔2〕がキャリアガス流路
182に切り換えた状態を示している。
【0018】また、キャリアガス制御部18には、キャ
リアガスCを充填したガスボンベ221が減圧弁222
及び手動弁223を介して接続されている。キャリアガ
スCとしては、空気、水素、窒素、ヘリウム、アルゴン
等が一般的に用いられる。ポート1には、濃縮試料導入
部16を通過したキャリアガスCをフィルタ164を介
して導入する配管241が接続されている。ポート2に
は、濃縮試料導入部16を通過したキャリアガスCを排
出する配管242が接続されている。ポート3には、キ
ャリアガスCを電磁弁184を介して導入する配管24
3が接続されている。ポート4には、プレカラム121
の一端に接続された配管244が接続されている。ポー
ト5には、キャピラリカラム12の一端に接続された配
管245が接続されている。ポート6には、キャリアガ
スCを電磁弁185を介して導入する配管246が接続
されている。ポート7には、キャリアガスCを排出する
配管247が接続されている。ポート8には、プレカラ
ム121の他端に接続された配管248が接続されてい
る。さらに、キャリアガス制御部18には、サンプリン
グバルブ183及び電磁弁184,185のソレノイド
等を通電制御する、制御手段186が設けられている。
制御手段186は、手動スイッチからなるもの、リレー
及びタイマーからなるもの、マイクロコンピュータ及び
そのプログラムからなるもの等、どのようなものでもよ
い。なお、プレカラム121、キャピラリカラム12、
サンプリングバルブ183及びこれらの周囲の配管24
1,…等は、例えば100 ℃一定に保った恒温槽(図示せ
ず)に収容されている。後述するキャピラリカラム12
の温度は、この恒温槽によって設定されるものである。
リアガスCを充填したガスボンベ221が減圧弁222
及び手動弁223を介して接続されている。キャリアガ
スCとしては、空気、水素、窒素、ヘリウム、アルゴン
等が一般的に用いられる。ポート1には、濃縮試料導入
部16を通過したキャリアガスCをフィルタ164を介
して導入する配管241が接続されている。ポート2に
は、濃縮試料導入部16を通過したキャリアガスCを排
出する配管242が接続されている。ポート3には、キ
ャリアガスCを電磁弁184を介して導入する配管24
3が接続されている。ポート4には、プレカラム121
の一端に接続された配管244が接続されている。ポー
ト5には、キャピラリカラム12の一端に接続された配
管245が接続されている。ポート6には、キャリアガ
スCを電磁弁185を介して導入する配管246が接続
されている。ポート7には、キャリアガスCを排出する
配管247が接続されている。ポート8には、プレカラ
ム121の他端に接続された配管248が接続されてい
る。さらに、キャリアガス制御部18には、サンプリン
グバルブ183及び電磁弁184,185のソレノイド
等を通電制御する、制御手段186が設けられている。
制御手段186は、手動スイッチからなるもの、リレー
及びタイマーからなるもの、マイクロコンピュータ及び
そのプログラムからなるもの等、どのようなものでもよ
い。なお、プレカラム121、キャピラリカラム12、
サンプリングバルブ183及びこれらの周囲の配管24
1,…等は、例えば100 ℃一定に保った恒温槽(図示せ
ず)に収容されている。後述するキャピラリカラム12
の温度は、この恒温槽によって設定されるものである。
【0019】検出器20は、質量、熱伝導等を検出する
ものを用いることもできる。
ものを用いることもできる。
【0020】次に、分析装置10の動作を説明する。
【0021】まず、図4に示す呼気濃縮捕集装置80を
用いて、捕集管14に呼気試料Aを吸着させておく。呼
気濃縮捕集装置80は、呼気A’が満たされたテドラー
バッグ82と、テドラーバッグ82内に連通する捕集管
14と、テドラーバッグ82内の呼気A’を捕集管14
を通して吸引するポンプ84と、捕集管14を通過する
呼気A’の積算流量fを測定する積算流量計86と、テ
ドラーバッグ82内の呼気A’の圧力pを測定する圧力
計88と、圧力計88で測定された呼気A’の圧力pが
一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止させる
主制御部90と、捕集管14の温度Tを一定にする恒温
器92と、捕集管14とポンプ84との間の呼気A’の
流路に設けられた水分吸収フィルタ94とを備えてい
る。テドラーバッグ82、圧力計88のT字管881、
捕集管14、水分吸収フィルタ94、ポンプ84及び積
算流量計86は、可撓性チューブ95a〜95eによっ
て、それぞれ連結されている。
用いて、捕集管14に呼気試料Aを吸着させておく。呼
気濃縮捕集装置80は、呼気A’が満たされたテドラー
バッグ82と、テドラーバッグ82内に連通する捕集管
14と、テドラーバッグ82内の呼気A’を捕集管14
を通して吸引するポンプ84と、捕集管14を通過する
呼気A’の積算流量fを測定する積算流量計86と、テ
ドラーバッグ82内の呼気A’の圧力pを測定する圧力
計88と、圧力計88で測定された呼気A’の圧力pが
一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止させる
主制御部90と、捕集管14の温度Tを一定にする恒温
器92と、捕集管14とポンプ84との間の呼気A’の
流路に設けられた水分吸収フィルタ94とを備えてい
る。テドラーバッグ82、圧力計88のT字管881、
捕集管14、水分吸収フィルタ94、ポンプ84及び積
算流量計86は、可撓性チューブ95a〜95eによっ
て、それぞれ連結されている。
【0022】捕集管14内には、呼気試料Aを吸着する
吸着剤141が充填されている。テドラーバッグ82
は、呼気吐出口821及び呼気吹込口822を有してい
る。呼気吐出口821及び呼気吹込口822には、特に
図示しないが、手動により開閉自在のストップバルブが
設けられている。予め被検者は、呼気吹込口822に使
い捨てマウスピース823を取付け、マウスピース82
3に口を当てて、呼気A’をテドラーバッグ82内に吹
き込んでおく。積算流量計86は、マスフローメータ等
の一般的な気体用流量計である。圧力計88は、例え
ば、圧電素子に圧力を加えると電圧が生じる圧電効果を
利用したものであり、呼気A’の圧力pに対応する電気
信号を主制御部90へ出力する。主制御部90は、例え
ば、CPU,ROM,RAM,入出力インタフェース等
からなるマイクロコンピュータと、ROM等に格納され
たコンピュータプログラムとから構成される。主制御部
90の動作は、圧力計88から出力された呼気A’の圧
力pが一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止
させるとともに、図示しない報知用のブザー、ランプ等
を駆動するように、プログラムされている。実験によれ
ば、吸引中の圧力pは、例えば−0.05kgf/cm2 であり、
吸引終了時の圧力p(すなわち一定値pF )は、例えば
−0.3 〜−0.4kgf/cm2である。恒温器92は、加熱冷却
部96と、温度制御部97とから構成されている。加熱
冷却部96は、上側98と下側99とに分割でき、上側
98と下側99とで捕集管14を挟持するようになって
いる。したがって、加熱冷却部96に対して捕集管14
を容易に着脱できる。上側98は、断熱材981、伝熱
材982等から構成されている。下側99は、断熱材9
91、伝熱材992、ペルチェ素子993、放熱フィン
994等から構成されている。伝熱材982,992及
び放熱フィン994は、アルミニウム製である。伝熱材
992の内部には、熱電対971が埋設されている。熱
電対971は、伝熱材992すなわち捕集管14の温度
Tに対応する電圧を温度制御部97へ出力する。温度制
御部97は、例えば、CPU,ROM,RAM,入出力
インタフェース等からなるマイクロコンピュータと、R
OM等に格納された温度制御用コンピュータプログラム
と、直流電圧電源とから構成される。温度制御部97の
動作は、熱電対971から出力された捕集管14の温度
Tが一定値TC になるように、ペルチェ素子993を通
電制御するものである。また、一定値TC が室温以上で
ある場合は、ペルチェ素子993の代わりに、単なる電
熱ヒータ等を用いてもよい。水分吸収フィルタ94の内
部には、シリカゲル、炭酸カルシウム等の吸湿材941
が充填されている。
吸着剤141が充填されている。テドラーバッグ82
は、呼気吐出口821及び呼気吹込口822を有してい
る。呼気吐出口821及び呼気吹込口822には、特に
図示しないが、手動により開閉自在のストップバルブが
設けられている。予め被検者は、呼気吹込口822に使
い捨てマウスピース823を取付け、マウスピース82
3に口を当てて、呼気A’をテドラーバッグ82内に吹
き込んでおく。積算流量計86は、マスフローメータ等
の一般的な気体用流量計である。圧力計88は、例え
ば、圧電素子に圧力を加えると電圧が生じる圧電効果を
利用したものであり、呼気A’の圧力pに対応する電気
信号を主制御部90へ出力する。主制御部90は、例え
ば、CPU,ROM,RAM,入出力インタフェース等
からなるマイクロコンピュータと、ROM等に格納され
たコンピュータプログラムとから構成される。主制御部
90の動作は、圧力計88から出力された呼気A’の圧
力pが一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止
させるとともに、図示しない報知用のブザー、ランプ等
を駆動するように、プログラムされている。実験によれ
ば、吸引中の圧力pは、例えば−0.05kgf/cm2 であり、
吸引終了時の圧力p(すなわち一定値pF )は、例えば
−0.3 〜−0.4kgf/cm2である。恒温器92は、加熱冷却
部96と、温度制御部97とから構成されている。加熱
冷却部96は、上側98と下側99とに分割でき、上側
98と下側99とで捕集管14を挟持するようになって
いる。したがって、加熱冷却部96に対して捕集管14
を容易に着脱できる。上側98は、断熱材981、伝熱
材982等から構成されている。下側99は、断熱材9
91、伝熱材992、ペルチェ素子993、放熱フィン
994等から構成されている。伝熱材982,992及
び放熱フィン994は、アルミニウム製である。伝熱材
992の内部には、熱電対971が埋設されている。熱
電対971は、伝熱材992すなわち捕集管14の温度
Tに対応する電圧を温度制御部97へ出力する。温度制
御部97は、例えば、CPU,ROM,RAM,入出力
インタフェース等からなるマイクロコンピュータと、R
OM等に格納された温度制御用コンピュータプログラム
と、直流電圧電源とから構成される。温度制御部97の
動作は、熱電対971から出力された捕集管14の温度
Tが一定値TC になるように、ペルチェ素子993を通
電制御するものである。また、一定値TC が室温以上で
ある場合は、ペルチェ素子993の代わりに、単なる電
熱ヒータ等を用いてもよい。水分吸収フィルタ94の内
部には、シリカゲル、炭酸カルシウム等の吸湿材941
が充填されている。
【0023】ポンプ84が作動すると、呼気A’がテド
ラーバック82から捕集管14を通って吸引される。こ
れにより、呼気成分Aが、捕集管14の吸着剤141に
濃縮捕集される。このとき、圧力計88では吸引時の圧
力pが測定され、積算流量計86では積算流量fが測定
されている。テドラーバック82内が空になれば、圧力
pが一定値pF に達するため、主制御部90がポンプ8
4を停止させる。吸引終了時の積算流量fは、積算流量
計86から主制御部90へ出力されるので、捕集管14
に濃縮した呼気A’の量もわかる。
ラーバック82から捕集管14を通って吸引される。こ
れにより、呼気成分Aが、捕集管14の吸着剤141に
濃縮捕集される。このとき、圧力計88では吸引時の圧
力pが測定され、積算流量計86では積算流量fが測定
されている。テドラーバック82内が空になれば、圧力
pが一定値pF に達するため、主制御部90がポンプ8
4を停止させる。吸引終了時の積算流量fは、積算流量
計86から主制御部90へ出力されるので、捕集管14
に濃縮した呼気A’の量もわかる。
【0024】続いて、捕集管14を濃縮試料導入部16
に装着し、捕集管14を例えば250℃に加熱するととも
に、二次濃縮管162を例えば-130〜-180℃に冷却し、
かつ、キャリアガス流路181(図1)を選択してキャ
リアガスCを捕集管14から二次濃縮管162へ通過さ
せる。すると、呼気試料Aは、捕集管14を脱離して、
さらに濃縮されて二次濃縮管162に吸着する。
に装着し、捕集管14を例えば250℃に加熱するととも
に、二次濃縮管162を例えば-130〜-180℃に冷却し、
かつ、キャリアガス流路181(図1)を選択してキャ
リアガスCを捕集管14から二次濃縮管162へ通過さ
せる。すると、呼気試料Aは、捕集管14を脱離して、
さらに濃縮されて二次濃縮管162に吸着する。
【0025】二次濃縮管162への呼気試料Aの吸着が
完了すると、二次濃縮管162を例えば190 ℃に加熱す
る。このとき、キャリアガスCの節約のため電磁弁18
4,185は閉となっているので、キャリアガスCは、
濃縮試料導入部16→フィルタ164→ポート1→ポー
ト8→プレカラム121→ポート4→ポート5→キャピ
ラリカラム12→検出器20→排出と流れる。呼気試料
AもキャリアガスCとともに流れ、プレカラム121、
キャピラリカラム12及び検出器20を通過する。呼気
試料Aに含まれる各成分は、プレカラム121及びキャ
ピラリカラム12で分離されることにより、時間的な差
をもって検出器20で検出される。検出器20では、呼
気試料Aを注入してから各成分の分別帯が出るまでのキ
ャリアガスCの容積(保持容量)又はその時間(保持時
間)により定性分析が行なわれ、ピーク面積又はピーク
高さから定量分析が行われる。
完了すると、二次濃縮管162を例えば190 ℃に加熱す
る。このとき、キャリアガスCの節約のため電磁弁18
4,185は閉となっているので、キャリアガスCは、
濃縮試料導入部16→フィルタ164→ポート1→ポー
ト8→プレカラム121→ポート4→ポート5→キャピ
ラリカラム12→検出器20→排出と流れる。呼気試料
AもキャリアガスCとともに流れ、プレカラム121、
キャピラリカラム12及び検出器20を通過する。呼気
試料Aに含まれる各成分は、プレカラム121及びキャ
ピラリカラム12で分離されることにより、時間的な差
をもって検出器20で検出される。検出器20では、呼
気試料Aを注入してから各成分の分別帯が出るまでのキ
ャリアガスCの容積(保持容量)又はその時間(保持時
間)により定性分析が行なわれ、ピーク面積又はピーク
高さから定量分析が行われる。
【0026】分析装置10によれば、濃縮試料導入部1
6によって濃縮された呼気試料Aを用いているので、呼
気中にpg/mL オーダしか含まれていないペンタン等の低
濃度成分でも十分に分析することができる。
6によって濃縮された呼気試料Aを用いているので、呼
気中にpg/mL オーダしか含まれていないペンタン等の低
濃度成分でも十分に分析することができる。
【0027】分析装置10では、例えば、ペンタンが約
6分で検出されると、ヘキサンは約30分で検出される。
したがって、ペンタンのみを分析する場合には、ペンタ
ンを検出した後の分析は不要である。所望の成分の分析
が終了すると、制御手段186によってキャリアガス流
路181(図1)からキャリアガス流路182(図2)
に切り換える。このとき、電磁弁184,185は開と
なるので、キャリアガスCは、濃縮試料導入部16→
フィルタ164→ポート1→ポート2→排出、電磁弁
184→ポート3→ポート4→プレカラム121→ポー
ト8→ポート7→排出、電磁弁185→ポート6→ポ
ート5→キャピラリカラム12→検出器20→排出、と
三方に分岐して流れる。これにより、濃縮試料導入部1
6、プレカラム121、キャピラリカラム12、検出器
20等がパージされる。
6分で検出されると、ヘキサンは約30分で検出される。
したがって、ペンタンのみを分析する場合には、ペンタ
ンを検出した後の分析は不要である。所望の成分の分析
が終了すると、制御手段186によってキャリアガス流
路181(図1)からキャリアガス流路182(図2)
に切り換える。このとき、電磁弁184,185は開と
なるので、キャリアガスCは、濃縮試料導入部16→
フィルタ164→ポート1→ポート2→排出、電磁弁
184→ポート3→ポート4→プレカラム121→ポー
ト8→ポート7→排出、電磁弁185→ポート6→ポ
ート5→キャピラリカラム12→検出器20→排出、と
三方に分岐して流れる。これにより、濃縮試料導入部1
6、プレカラム121、キャピラリカラム12、検出器
20等がパージされる。
【0028】このとき、プレカラム121及びキャピラ
リカラム12をそれぞれ別個にパージするので、プレカ
ラム121及びキャピラリカラム12を連通させたまま
パージする方式に比べて、短時間でパージが終了する。
したがって、分析時間を短縮できるという効果がある。
リカラム12をそれぞれ別個にパージするので、プレカ
ラム121及びキャピラリカラム12を連通させたまま
パージする方式に比べて、短時間でパージが終了する。
したがって、分析時間を短縮できるという効果がある。
【0029】なお、上記実施形態は、いうまでもなく一
例にすぎず、本発明を限定するものではない。例えば、
サンプリングバルブ183は、電磁弁の切り換えにより
流路を切り換えるものとしてもよい。濃縮試料導入部1
6及び検出器20を制御する機能を制御手段186に付
与することにより、分析装置10の完全自動化を図るよ
うにしてもよい。
例にすぎず、本発明を限定するものではない。例えば、
サンプリングバルブ183は、電磁弁の切り換えにより
流路を切り換えるものとしてもよい。濃縮試料導入部1
6及び検出器20を制御する機能を制御手段186に付
与することにより、分析装置10の完全自動化を図るよ
うにしてもよい。
【0030】図5は、分離度Rの定義を説明するための
クロマトグラムである。ここで、溶出する成分A,Bに
ついて、保持時間をtrA,trB、ピークすそ幅をW
A,WBとする。すると、分離度Rは、R=2(trB
−trA)/(WA+WB)で与えられる。R=1で
は、すそで2%の重なりが生ずる。R=1.5 では、ほぼ
完全分離が可能である。R=2では、ピ−クAとピ−ク
Bとの間にもう一つのピークがあっても分離が可能であ
る。
クロマトグラムである。ここで、溶出する成分A,Bに
ついて、保持時間をtrA,trB、ピークすそ幅をW
A,WBとする。すると、分離度Rは、R=2(trB
−trA)/(WA+WB)で与えられる。R=1で
は、すそで2%の重なりが生ずる。R=1.5 では、ほぼ
完全分離が可能である。R=2では、ピ−クAとピ−ク
Bとの間にもう一つのピークがあっても分離が可能であ
る。
【0031】図6は、本実施形態で用いる分離度R12,
R23,R34を説明するためのクロマトグラムである。図
中、Eはエタノール、Dは硫化ジメチル、Pはペンタ
ン、Iはイソプレンのピークを指す(以下のクロマトグ
ラムでも同じ。)。ペンタンと硫化ジメチルとは条件に
よって保持時間が逆転する。図6〔a〕はペンタンの保
持時間が硫化ジメチルよりも長い場合であり、図6
〔b〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも短い
場合である。図6から明らかなように、R12はエタノー
ルと硫化ジメチル又はペンタンとの分離度を示し、R23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度を示し、R34は硫
化ジメチル又はペンタンとイソプレンとの分離度を示
す。このように、硫化ジメチルとペンタンとの保持時間
の逆転は、分離度R23の算出には影響がない。
R23,R34を説明するためのクロマトグラムである。図
中、Eはエタノール、Dは硫化ジメチル、Pはペンタ
ン、Iはイソプレンのピークを指す(以下のクロマトグ
ラムでも同じ。)。ペンタンと硫化ジメチルとは条件に
よって保持時間が逆転する。図6〔a〕はペンタンの保
持時間が硫化ジメチルよりも長い場合であり、図6
〔b〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも短い
場合である。図6から明らかなように、R12はエタノー
ルと硫化ジメチル又はペンタンとの分離度を示し、R23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度を示し、R34は硫
化ジメチル又はペンタンとイソプレンとの分離度を示
す。このように、硫化ジメチルとペンタンとの保持時間
の逆転は、分離度R23の算出には影響がない。
【0032】次に、長さ10〔m〕のキャピラリカラム1
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図7は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図8
は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした場
合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時間を
示すグラフである。図9は、キャピラリカラムの温度を
130 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。図10は、
キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定としたの場合
の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図11は、キャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に
対する各成分の分離度を示すグラフである。図12は、
キャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とした場合
の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を示す
グラフである。図13は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の相対保持時間を示すグラフである。こ
こでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時間を
‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをいう。図
14は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定、か
つキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定としたの場合
のクロマトグラムである。図15は、キャリアガスの流
量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラムであ
る。図16は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一
定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とし
たの場合のクロマトグラムである。図17は、キャリア
ガスの流量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラ
ムの温度を150 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラ
ムである。
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図7は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図8
は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした場
合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時間を
示すグラフである。図9は、キャピラリカラムの温度を
130 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。図10は、
キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定としたの場合
の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図11は、キャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に
対する各成分の分離度を示すグラフである。図12は、
キャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とした場合
の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を示す
グラフである。図13は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の相対保持時間を示すグラフである。こ
こでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時間を
‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをいう。図
14は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定、か
つキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定としたの場合
のクロマトグラムである。図15は、キャリアガスの流
量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラムであ
る。図16は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一
定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とし
たの場合のクロマトグラムである。図17は、キャリア
ガスの流量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラ
ムの温度を150 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラ
ムである。
【0033】キャピラリカラムの温度は、図10に示す
ように、125 〜135 〔℃〕が好ましく、130 〔℃〕がよ
り好ましい。この温度範囲では、図13に示すように硫
化ジメチルの保持時間がペンタンよりも長くなっている
ので、図6〔b〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R12はエタノールとペンタンとの分離度であり、R
23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度である。下限値
を125 〔℃〕としたのは、125 〔℃〕以下では、図10
に示すように、R12が1.5 以上あるものの、R23が1.3
以下となってしまうからである。上限値を135 〔℃〕と
したのは、135 〔℃〕以上では、図10に示すように、
R23が1.5 以上あるものの、R12が1.3 以下となってし
まうからである。
ように、125 〜135 〔℃〕が好ましく、130 〔℃〕がよ
り好ましい。この温度範囲では、図13に示すように硫
化ジメチルの保持時間がペンタンよりも長くなっている
ので、図6〔b〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R12はエタノールとペンタンとの分離度であり、R
23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度である。下限値
を125 〔℃〕としたのは、125 〔℃〕以下では、図10
に示すように、R12が1.5 以上あるものの、R23が1.3
以下となってしまうからである。上限値を135 〔℃〕と
したのは、135 〔℃〕以上では、図10に示すように、
R23が1.5 以上あるものの、R12が1.3 以下となってし
まうからである。
【0034】キリャアガスの流量は、図12に示すよう
に、3〜6〔ml/min.〕が好ましく、5〔ml/min.〕が
より好ましい。図12の温度条件130 〔℃〕では、図1
3に示すように硫化ジメチルの保持時間がペンタンより
も長くなっているので、図6〔b〕のクロマトグラムと
なる。したがって、R12はエタノールとペンタンとの分
離度であり、R23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度
である。下限値を3〔ml/min.〕としたのは、3〔ml/
min.〕以下では、図12に示すように、R12が1.5 以下
かつR23が1.4 以下となってしまうからである。上限値
を6〔ml/min.〕としたのは、6〔ml/min.〕以上で
は、図12に示すように、R12が1.5 以上あるものの、
R23が1.4 以下となってしまうからである。
に、3〜6〔ml/min.〕が好ましく、5〔ml/min.〕が
より好ましい。図12の温度条件130 〔℃〕では、図1
3に示すように硫化ジメチルの保持時間がペンタンより
も長くなっているので、図6〔b〕のクロマトグラムと
なる。したがって、R12はエタノールとペンタンとの分
離度であり、R23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度
である。下限値を3〔ml/min.〕としたのは、3〔ml/
min.〕以下では、図12に示すように、R12が1.5 以下
かつR23が1.4 以下となってしまうからである。上限値
を6〔ml/min.〕としたのは、6〔ml/min.〕以上で
は、図12に示すように、R12が1.5 以上あるものの、
R23が1.4 以下となってしまうからである。
【0035】次に、長さ25〔m〕のキャピラリカラム1
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図18は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図
19は、キャピラリカラムの温度を100 〔℃〕一定とし
た場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時
間を示すグラフである。図20は、キャピラリカラムの
温度を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流
量に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図2
1は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定とした
の場合の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分
離度を示すグラフである。図22は、キャピラリカラム
の温度を100 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの
流量に対する各成分の分離度を示すグラフである。図2
3は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした
場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図24は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の相対保持時間を示すグラフであ
る。ここでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時
間を‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをい
う。
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図18は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図
19は、キャピラリカラムの温度を100 〔℃〕一定とし
た場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時
間を示すグラフである。図20は、キャピラリカラムの
温度を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流
量に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図2
1は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定とした
の場合の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分
離度を示すグラフである。図22は、キャピラリカラム
の温度を100 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの
流量に対する各成分の分離度を示すグラフである。図2
3は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした
場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図24は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の相対保持時間を示すグラフであ
る。ここでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時
間を‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをい
う。
【0036】キャピラリカラムの温度は、図21に示す
ように、85〜115 〔℃〕が好ましく、90〜110 〔℃〕が
より好ましい。この温度範囲では、図24に示すように
ペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも長くなってい
るので、図6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R23は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、
R34はペンタンとイソプレンとの分離度である。下限値
を85〔℃〕としたのは、85〔℃〕以下では、図21に示
すように、R23が2.0 以上あるものの、R34が1.5 以下
となる傾向が認められるからである。上限値を115
〔℃〕としたのは、115 〔℃〕以上では、図21に示す
ように、R34が2.4 以上あるものの、R23が1.6 以下と
なってしまうからである。
ように、85〜115 〔℃〕が好ましく、90〜110 〔℃〕が
より好ましい。この温度範囲では、図24に示すように
ペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも長くなってい
るので、図6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R23は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、
R34はペンタンとイソプレンとの分離度である。下限値
を85〔℃〕としたのは、85〔℃〕以下では、図21に示
すように、R23が2.0 以上あるものの、R34が1.5 以下
となる傾向が認められるからである。上限値を115
〔℃〕としたのは、115 〔℃〕以上では、図21に示す
ように、R34が2.4 以上あるものの、R23が1.6 以下と
なってしまうからである。
【0037】キリャアガスの流量は、キャピラリカラム
の温度が85〜105 〔℃〕の範囲と105 〜115 〔℃〕の範
囲とに分けて異ならせることが好ましい。キャピラリカ
ラムの温度が85〜105 〔℃〕では、図22に示すよう
に、キリャアガスの流量は、2〜25〔ml/min.〕が好ま
しく、5〜20〔ml/min.〕がより好ましい。図22の温
度条件100 〔℃〕では、図24に示すようにペンタンの
保持時間が硫化ジメチルよりも長くなっているので、図
6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがって、R23は
硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペン
タンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml/
min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な信
号強度が得られなくなるからである。上限値を25〔ml/
min.〕としたのは、25〔ml/min.〕以上では、図22に
示すように、R23及びR34が低下するからである。キャ
ピラリカラムの温度が105 〜115 〔℃〕では、図23に
示すように、キリャアガスの流量は、2〜10〔ml/mi
n.〕が好ましく、5〔ml/min.〕がより好ましい。図2
3の温度条件110 〔℃〕でも、図24に示すようにR23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペ
ンタンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml
/min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な
信号強度が得られなくなるからである。上限値を10〔ml
/min.〕としたのは、10〔ml/min.〕以上では、図23
に示すように、R34が2.0 以上あるものの、R23が1.4
以下となるからである。
の温度が85〜105 〔℃〕の範囲と105 〜115 〔℃〕の範
囲とに分けて異ならせることが好ましい。キャピラリカ
ラムの温度が85〜105 〔℃〕では、図22に示すよう
に、キリャアガスの流量は、2〜25〔ml/min.〕が好ま
しく、5〜20〔ml/min.〕がより好ましい。図22の温
度条件100 〔℃〕では、図24に示すようにペンタンの
保持時間が硫化ジメチルよりも長くなっているので、図
6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがって、R23は
硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペン
タンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml/
min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な信
号強度が得られなくなるからである。上限値を25〔ml/
min.〕としたのは、25〔ml/min.〕以上では、図22に
示すように、R23及びR34が低下するからである。キャ
ピラリカラムの温度が105 〜115 〔℃〕では、図23に
示すように、キリャアガスの流量は、2〜10〔ml/mi
n.〕が好ましく、5〔ml/min.〕がより好ましい。図2
3の温度条件110 〔℃〕でも、図24に示すようにR23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペ
ンタンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml
/min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な
信号強度が得られなくなるからである。上限値を10〔ml
/min.〕としたのは、10〔ml/min.〕以上では、図23
に示すように、R34が2.0 以上あるものの、R23が1.4
以下となるからである。
【0038】以上、長さ10〔m〕及び長さ25〔m〕のキ
ャピラリカラム12を用いた場合について、分析条件の
最適化を行った結果について説明した。これらのキャピ
ラリカラム12の長さの差に基づくキャピラリカラム1
2の分離性能の差を考慮すると、長さ8〜12〔m〕のキ
ャピラリカラム12についても、前述の分析条件によっ
て長さ10〔m〕のキャピラリカラム12とほぼ同様の結
果が得られ、長さ20〜30〔m〕のキャピラリカラム12
についても、前述の分析条件によって長さ25〔m〕のキ
ャピラリカラム12とほぼ同様の結果が得られると考え
られる。
ャピラリカラム12を用いた場合について、分析条件の
最適化を行った結果について説明した。これらのキャピ
ラリカラム12の長さの差に基づくキャピラリカラム1
2の分離性能の差を考慮すると、長さ8〜12〔m〕のキ
ャピラリカラム12についても、前述の分析条件によっ
て長さ10〔m〕のキャピラリカラム12とほぼ同様の結
果が得られ、長さ20〜30〔m〕のキャピラリカラム12
についても、前述の分析条件によって長さ25〔m〕のキ
ャピラリカラム12とほぼ同様の結果が得られると考え
られる。
【0039】
【発明の効果】請求項1記載の分析装置によれば、不活
性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に
有するキャピラリカラムを用いるとともに、捕集管内に
濃縮捕集された呼気試料を濃縮試料導入部で脱離させ、
この呼気試料をキャリアガスによってキャピラリカラム
に通過させるようにしたので、呼気中にわずかしか含ま
れていないペンタンでも十分に分析することができる。
性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に
有するキャピラリカラムを用いるとともに、捕集管内に
濃縮捕集された呼気試料を濃縮試料導入部で脱離させ、
この呼気試料をキャリアガスによってキャピラリカラム
に通過させるようにしたので、呼気中にわずかしか含ま
れていないペンタンでも十分に分析することができる。
【0040】請求項2乃至4記載の分析方法によれば、
キャピラリカラムの長さ、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件を最適化したことによ
り、ペンタンの検出精度を向上できる。
キャピラリカラムの長さ、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件を最適化したことによ
り、ペンタンの検出精度を向上できる。
【図1】本発明に係る分析装置の一実施形態を示す構成
図であり、第一のキャリアガス流路に切り換えた状態を
示している。
図であり、第一のキャリアガス流路に切り換えた状態を
示している。
【図2】本発明に係る分析装置の一実施形態を示す構成
図であり、第二のキャリアガス流路に切り換えた状態を
示している。
図であり、第二のキャリアガス流路に切り換えた状態を
示している。
【図3】図1及び図2の分析装置におけるサンプリング
バルブの一例を示す概略断面図であり、図3〔1〕が第
一のキャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図3
〔2〕が第二のキャリアガス流路に切り換えた状態を示
している。
バルブの一例を示す概略断面図であり、図3〔1〕が第
一のキャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図3
〔2〕が第二のキャリアガス流路に切り換えた状態を示
している。
【図4】呼気濃縮捕集装置の一例を示す断面構成図であ
る。
る。
【図5】分離度Rの定義を説明するためのクロマトグラ
ムである。
ムである。
【図6】図10〜図12及び図21〜図23で用いる分
離度R12,R23,R34を説明するためのクロマトグラム
である。図6〔a〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチ
ルよりも長い場合であり、図6〔b〕はペンタンの保持
時間が硫化ジメチルよりも短い場合である。
離度R12,R23,R34を説明するためのクロマトグラム
である。図6〔a〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチ
ルよりも長い場合であり、図6〔b〕はペンタンの保持
時間が硫化ジメチルよりも短い場合である。
【図7】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
リカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
【図8】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
【図9】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
【図10】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
【図11】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
【図12】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
【図13】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
【図14】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定
としたの場合のクロマトグラムである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定
としたの場合のクロマトグラムである。
【図15】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
【図16】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
【図17】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を150 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を150 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
【図18】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
【図19】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
【図20】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
【図21】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
【図22】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
【図23】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
【図24】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
【符号の説明】 10 分析装置 12 キャピラリカラム 14 捕集管 16 濃縮試料導入部 18 キャリアガス制御部 20 検出器 A 呼気試料 C キャリアガス
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/60 G01N 30/60 K
Claims (4)
- 【請求項1】 不活性な多孔質ポリマーからなるコーテ
ィング層を内壁面に有するとともに呼気試料を通過させ
て当該呼気試料に含まれるペンタンを分離するキャピラ
リカラムと、呼気試料を内部に吸着させた捕集管と、こ
の捕集管内に吸着している呼気試料を脱離させる濃縮試
料導入部と、この濃縮試料導入部で脱離した呼気試料を
キャリアガスによって前記キャピラリカラムに通過させ
るキャリアガス制御部と、前記キャピラリカラムによっ
て分離されたペンタンを検出する検出器とを備えた呼気
中ペンタンの分析装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、8〜12〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を125 〜
135 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を3〜6〔ml
/min.〕とした、呼気中ペンタンの分析方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、20〜30〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を85〜10
5 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を2〜30〔ml/
min.〕とする、呼気中ペンタンの分析方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、20〜30〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を105 〜
115 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を2〜10〔ml
/min.〕とする、呼気中ペンタンの分析方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8231371A JPH1062403A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 呼気中ペンタンの分析装置及び方法 |
US08/910,113 US6148657A (en) | 1996-08-13 | 1997-08-13 | Method and apparatus for analyzing a breath sample |
US09/665,058 US6341520B1 (en) | 1996-08-13 | 2000-09-19 | Method and apparatus for analyzing breath sample |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8231371A JPH1062403A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 呼気中ペンタンの分析装置及び方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1062403A true JPH1062403A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16922579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8231371A Withdrawn JPH1062403A (ja) | 1996-08-13 | 1996-08-13 | 呼気中ペンタンの分析装置及び方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1062403A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526487A (ja) * | 2004-03-04 | 2007-09-13 | パーキンエルマー・エルエーエス・インコーポレーテッド | 吸着管を特徴付ける方法およびシステム |
-
1996
- 1996-08-13 JP JP8231371A patent/JPH1062403A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007526487A (ja) * | 2004-03-04 | 2007-09-13 | パーキンエルマー・エルエーエス・インコーポレーテッド | 吸着管を特徴付ける方法およびシステム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |