CN100483108C

CN100483108C - 确定二氧化碳吸收剂的吸收能力的方法

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Publication number: CN100483108C
Application number: CNB2005100739989A
Authority: CN
Inventors: 森正昭; 久保康弘; 三好正彦; 浜尾保; 水井宏明
Original assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2000-09-25
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2021-09-19
Also published as: ES2344934T3; US20030178589A1; ATE470848T1; CN1683920A; AU2001288064B2; CA2421509C; MXPA03002592A; US6940083B2; WO2002025250A2; EP1320743A2; AU2001288064A2; AU8806401A; PT1320743E; KR100540719B1; KR20030031193A; AU2001288064B9; WO2002025250A3; AU2001288064B8; HK1060396A1; KR20050026042A

Abstract

一种确定二氧化碳吸收剂的吸收能力的方法，用于同位素气体分析方法中，包括以下步骤：通过把已经穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气导入容器中，执行第一光强度测量过程；通过把还没有穿过所述导管的空气导入容器中，执行第二光强度测量过程；并且根据在第一光强度测量步骤中测量的光强度和在第二光强度测量步骤中测量的光强度，确定二氧化碳吸收剂的吸收能力。

Description

确定二氧化碳吸收剂的吸收能力的方法

本申请是申请号为01816285.1、申请日为2001年9月19日、发明名称为“一种用于对同位素气体进行光谱分析的稳定同位素测量方法及确定二氧化碳吸收剂吸收能力的方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

同位素分析对医疗应用中的疾病诊断很有用，其中可以通过给活体用一种含同位素药物，并接着检测同位素浓度比的变化，确定活体代谢功能。

本发明涉及一种稳定同位素测量方法，用于对同位素气体进行光谱分析，根据同位素间光吸收特性的差别，确定同位素气体浓度比。

背景技术

称为幽门螺旋杆菌(HP)的细菌通常被认为可以导致胃溃疡和胃炎。

如果HP存在于病人的胃里，应该给病人用一种抗生素，以进行细菌去除处理。因此，如果病人有HP，检查是必不可少的。HP具有高尿素酶行为，用于把尿素分解入二氧化碳和氨中。

碳具有质量数为12，13和14的同位素，其中质量数为13的同位素¹³C因为其无辐射性和稳定性，易于处理。

如果作为病人呼吸中的最终代谢产物的¹³CO₂的浓度，更具体地说，¹³CO₂/¹²CO₂浓度比，可以在给病人用¹³C标记的尿素之后成功地被确定，就可以确认HP的存在。

但是，自然生成的二氧化碳中的¹³CO₂/¹²CO₂浓度比为1:100，这使得难以准确确定病人呼吸中的浓度比。

人们所知的确定¹³CO₂/¹²CO₂浓度比的传统方法有通过红外分光光度法的方式(见日本已审查专利公布61-42219(1986)和61-42220(1986))。

日本已审查专利公布61-42220(1986)中公开的方法，采用两个分别具有长路径和短路径的容器。调整容器的路径长度，以使其中一个容器的¹³CO₂吸收等于另一容器中¹²CO₂的吸收。对相应的容器应用分别具有确定¹³CO₂吸收和¹²CO₂的吸收的合适波长的光束，并测量发射光束的强度。按照此方法，在自然产生的二氧化碳中的浓度比的吸收比可以设为1。因此，吸收比根据浓度比的改变而改变。这允许检测浓度比的变化。

(A)即使使用采用红外分光光度测量的方法，也难以检测浓度比的细微变化。通过使用更长的容器可以增强灵敏度，但是使用更长的容器增加同位素气体分析仪的尺寸。

另一种方法是在容器的对面提供反射镜，以多次反射光束。但是，每个容器具有更大的体积，因此同位素气体分析仪相应地具有更大的尺寸。

因此本发明的一个目标是提供一种稳定同位素测量方法，它通过把含有二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂的气体样本作为成分气体引入容器中，在适于分析相应成分气体的波长下测量透过容器的光束强度，并进行光强度的数据指示，可以确定成分气体的浓度，并具有令人满意的测量可重复性和更高的测量精度，还不会引起尺寸的增加。

(B)在采用红外分光光度法的方法中，CO₂浓度为零的标准气体，即，经过二氧化碳吸收剂的空气，被填充至容器中，预先执行标准吸收测量过程，以准确测量¹³CO₂和¹²CO₂的吸收。

如上所述，在使用二氧化碳吸收剂的情况下，二氧化碳吸收剂逐渐劣化，难以确定何时需要替换吸收剂。

替换时间可以根据分析次数指示，或根据二氧化碳吸收剂的颜色变化确定，二氧化碳吸收剂通过与二氧化碳的反应而被着色。

但是，在根据分析次数确定替换时间的情况下，分析可能会产生错误，这是由于二氧化碳吸收剂的吸收能力随生产批量的改变而引起的。

在使用可以改变颜色的二氧化碳吸收剂的情况下，当空气流动停止时，吸收剂的颜色恢复至其原色。因此，难以确定替换时间。

因此本发明的另一目标是提供一种确定二氧化碳吸收剂吸收能力的方法，它通过量化二氧化碳吸收剂的劣化程度，可以准确地指示二氧化碳吸收剂的替换时间。

发明内容

(A)按照本发明的稳定同位素测量方法为容器中的气体样本增压，测量成分气体的吸收，并根据校准曲线确定成分气体的浓度比。

气体样本的增压实际上产生与增加气体样本中二氧化碳浓度相同的效应，从而在不需要增加容器长度的条件下，改进S/N比，并因此改进测量精度和测量可重复性。此外，可以避免增加分析仪的尺寸。

在通过增压使容器的内压增加至2atm的情况下，可以提供充分的效应(见下文描述的具体实施方式)。

(B)按照本发明确定碳气体吸收剂的吸收能力的方法包括以下步骤：通过把已经穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气导入容器中，执行第一光强度测量过程；通过把还没有穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气导入容器中，执行第二光强度测量过程；根据在第一光强度测量步骤中测量的光强度和在第二光强度测量步骤中测量的光强度，确定二氧化碳吸收剂的吸收能力。

使用这种安排，分别光学分析已经穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气和还没有穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气，通过对比已经穿过导管的空气和还没有穿过导管的空气，以确定有多少二氧化碳被二氧化碳吸收剂吸收。

在这种确定方法中，把第一光强度测量步骤中测量的光强度比第二光强度测量步骤中测量的光强度的比率与临界值相比，以确定二氧化碳吸收剂的吸收能力。

按照本发明，可以消除个体中确定的差异。另外，二氧化碳吸收剂可以用尽其容量，允许高可靠性同位素气体分光光度分析。另外，二氧化碳吸收剂的吸收能力随生产批量的改变不会影响同位素气体分光光度分析。

附图说明

图1表示同位素气体分光光度分析仪的整体结构的框图；

图2(a)表示用来定量注入气体样本的气体注入器21的平面图；

图2(b)表示气体注入器21的正视图；

图3表示当使用清洗标准气体清洗气体流动路径和容器室11时采用的气体流动路径示意图；

图4表示当对标准气体执行光强度测量过程时采用的气体流动路径示意图；

图5表示当从呼吸取样袋中把基准气体吸入气体注入器21中时采用的气体流动路径示意图；

图6表示当从气体注入器21中机械排出一部分基准气体用于把基准气体施加入第一取样室11a和第二取样室11b时，所采用的气体流动路径示意图；

图7表示当剩余的基准气体完全从圆筒21b中排出，阀门V6被关闭时所采用的气体流动路径示意图；

图8表示当吸入用于取样气体稀释的空气时所采用的气体流动路径示意图；

图9表示当从另一呼吸取样袋中把取样气体吸入气体注入器21中时所采用的气体流动路径示意图；

图10表示当取样气体被施加入第一取样室11a和第二取样室11b时所采用的气体流动路径示意图；

图11表示当取样气体在第一取样室11a和第二取样室11b中被增压，阀门V6被关闭时所采用的气体流动路径示意图；

图12表示当空气被吸入圆筒21b中时所采用的气体流动路径示意图；

图13表示当空气被以固定流动速度从圆筒21b中排出，用以光强度测量过程时所采用的气体流动路径示意图；

图14表示当标准气体被吸入气体注入器21中时所采用的气体流动路径示意图；

图15表示当使用气体注入器21把标准气体填充入第一取样室11a和第二取样室11b时所采用的气体流动路径示意图；

图16表示气体样本的附加注入量(增压程度)和指示Δ¹³C数据变化的标准差之间的关系；

图17是通过绘制二氧化碳吸收剂总体使用时期和强度比¹²Ratio之间关系而得到的图表；

图18是通过绘制二氧化碳吸收剂总体使用时期和根据多次测量计算的指示¹³C中Δ¹³C变化的Δ¹³C数据的标准差SD之间关系而得到的图表。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本发明的一种实施方式。在此实施方式中，给病人用一种¹³C标记的尿素诊断药物，接下来分光光度测量分析病人呼吸取样中的¹³CO₂浓度。

I.呼吸试验

首先，在用尿素诊断药物之前把病人的呼吸取样至呼吸取样袋中。接下来，给病人口服尿素诊断药物，在大约20分钟的时间之后，以与前面呼吸取样相同的方法把病人的呼吸取样至另一呼吸取样袋中。

用药之前和之后获得的取样袋分别被连到同位素气体分光光度分析仪的预定喷嘴上，并以下面的方法执行自动分析。

II.同位素气体分光光度分析仪

图1的框图表示同位素气体分光光度分析仪的整体构造。

包含用药后获得的呼吸(下文称为“取样气体”)的呼吸取样袋和包含用药前获得的呼吸(下文称为“基准气体”)的呼吸取样袋被分别连到喷嘴N1和N2。喷嘴N1通过金属管(下文简称为“管”)被连接至电磁阀V2(下文简称为“阀”)，同时喷嘴N2通过管被连接至阀V3。另外，引入空气的管被连接至阀V5。

从标准气体施加部件30(下文将加以描述)施加的标准气体流入三个途径。流入其中一个途径的标准气体被输入辅助室11c，流入另一途径的标准气体流入阀V1。流入另一途径的标准气体流入光源部件，以调整光源部件的温度。

流入辅助室11c的标准气体被从辅助室11c中排出至容器室10中。

阀V1的一个出口被连接至三通阀V4的一个端口，三通阀V4的另一端口被连接至气体注入器21，以定量注入取样气体或基准气体。气体注入器21为注射器状结构，具有活塞和圆筒。通过脉冲电动机，连接至脉冲电动机的丝杠和固定至活塞的螺母的协作，驱动活塞(下文将加以描述)。

三通阀V4的另一端口被连接至第一取样室11a，以测量¹²CO₂吸收。从阀V2，V3和V5伸出的管连入连接阀V1和三通阀V4的管。

容器室11包括第一取样室11a，它的长度较小，用来测量¹²CO₂吸收，第二取样室11b，它的长度较大，用来测量¹³CO₂吸收，和标准气体流经的辅助室11c。第一取样室11a与第二取样室11b相连，以使导入第一取样室11a的气体直接进入第二取样室11b，并从阀V6中排出。标准气体被导入辅助室11c。

第一取样室11a的容积大约为0.6ml第二取样室11b的容积大约为12ml。特别地，第一取样室11a的长度为13mm，第二取样室11b的长度为250mm。辅助室11c的长度为236mm。在容器室11的相对端面提供能透过红外辐射的蓝宝石窗。容器室11被聚苯乙烯泡沫之类的热绝缘材料包围(未显示)。

标识符L代表红外光源部件。红外光源部件L包括两个波导管23a，23b，用于红外光束的发射。红外光束可以以任何方法产生。例如，可以使用陶瓷加热器(表面温度：450℃)之类。提供旋转式断续器22，以在预定的周期内阻断红外光束。

从红外光源部件L发射的红外光束分别沿贯穿第一取样室11a及辅助室11c的第一光路L1和沿贯穿第二取样室11b的第二光路L2传送。(见图1)。

标识符D代表红外检测器，用以检测已经通过容器的红外光束。

红外检测器D包含提供于第一光路中的第一波长过滤器24a及第一检测元件25a，和提供于第二光路中的第二波长过滤器24b及第二检测元件25b。

第一波长过滤器24a设计为传送波长大约4280nm的红外辐射，以测量¹²CO₂吸收，而第二波长过滤器24b设计为传送波长大约4412nm的红外辐射，以测量¹³CO₂吸收。采用第一检测元件25a和第二检测元件25b检测红外光束。

第一波长过滤器24a，第一检测元件25a，第二波长过滤器24b和第二检测元件25b被装置在填充Ar之类的惰性气体的壳体26中。

整个红外检测器D的温度通过加热器和珀尔帖(Peltier)元件保持恒定水平，壳体26a，26b的内部温度通过珀尔帖元件27分别保持在较低水平。

提供风扇28，29，用以同位素气体分光光度分析仪中的通风。

标准气体施加部件30被附加至同位素气体分光光度分析仪的主体，用以施加CO₂的游离空气。标准气体施加部件30包括串联连接的灰尘过滤器31，压缩机32，去湿部件33，干燥过滤器34，流量计35和二氧化碳吸收部件36。

例如，二氧化碳吸收部件36采用碱石灰(氢氧化钠和氢氧化钙的混合物)作为二氧化碳吸收剂。

图2(a)和2(b)分别表示用来定量注入气体样本的气体注入器21的平面图和正视图。气体注入器21起到“增压装置”的作用。

气体注入器21包括基21a，提供至基21a上的圆筒21b，装配入圆筒21b的活塞21c，提供在基21a下面并连接至活塞21c的可移动的螺母21d，与螺母21d螺纹啮合的丝杠21e，和用来旋转丝杠21e的脉冲电动机21f。

通过未显示的驱动器电路，在正常方向和相反方向驱动脉冲电动机21f。当丝杠21e通过脉冲电动机21f的旋转而被旋转时，螺母21d按照丝杠的旋转方向前后移动。因此，活塞21c被前后移动至需要的位置。因而，可以根据需要控制气体样本导入圆筒21b或从圆筒21b排出。

III.测量程序

通过以这种顺序执行标准气体测量过程，基准气体测量过程，标准气体测量过程，取样气体测量过程，和标准气体测量过程，完成测量。在图3至图11中，气体流动路径被以阴影线标出。

在测量过程中，标准气体不断地流经辅助室11c。标准气体的流动速度通过流量计35被保持在恒定水平。

III-1.标准测量过程

如图3所示，干净的标准气体通过气体流动路径和同位素气体分光光度分析仪的容器室11，以清洁气体流动路径和容器室11。此时，通过前后移动活塞21c，圆筒21b也被清洁。

接着，如图4所示，标准气体被从圆筒21b中排出，通过相应的检测元件25a，25b测量光强度。

通过第一和第二检测元件25a和25b如此测量的光强度分别表示为¹²R1和¹³R1。

III-2.基准气体测量过程

如图5所示，阀V1被关闭，且阀V4的两个端口被打开，阻止标准气体流入第一取样室11a和第二取样室11b。接着，打开阀V2，基准气体被从呼吸取样袋中吸入气体注入器21。

如图6所示，在基准气体吸入之后，部分基准气体被从气体注入器21中机械地排出，同时阀V4和阀V6的一个端口被打开，从而第一取样室11a和第二取样室11b被基准气体填充。

接着，如图7所示，阀V6被关闭，剩余的基准气体被从圆筒21b中完全地排出。因此，第一取样室11a和第二取样室11b中的基准气体压力被增加。在图7中，含有更高压力气体的气体流动途径被以交叉阴影线标出。

在这种增压状态中，通过相应的检测元件25a，25b测量光强度。

通过第一和第二检测元件25a和25b如此测量的光强度分别表示为¹²B和¹³B。

III-3.标准测量过程

再次执行气体流动路径和容器室的清洁，以及标准气体的光强度测量(见图3和4)。

通过第一和第二检测元件25a和25b如此测量的光强度分别表示为¹²R2和¹³R2。

III-4.取样气体测量过程

如图8所示，在阀V5被打开的情况下，用以取样气体稀释的空气被吸入气体注入器21。当取样气体中的CO₂浓度高于基准气体中的CO₂浓度时，取样气体被稀释，以使这些CO₂浓度互相相等。

如果基准气体中的CO₂浓度高于取样气体中的CO₂浓度，在基准气体的吸入之前，基准气体被稀释(见图5)。

在通过检测元件25a，25b测量光强度的过程中，预先确定基准气体中的CO₂浓度和取样气体中的CO₂浓度。

稀释过程的详细信息见国际公布WO98/30888。

接下来，在避免标准气体流入第一取样室11a和第二取样室11b的情况下，取样气体被从呼吸取样袋中吸入气体注入器21(见图9)。因此，取样气体在圆筒21b中被稀释。

在吸入取样气体后，第一取样室11a和第二取样室11b被取样气体填充，如图10所示。

接着，如图11所示，阀V6被关闭，取样气体被从气体注入器21中机械排出，从而取样气体在第一取样室11a和第二取样室11b中被增压。

气体注入器21的操作被停止，接着通过检测元件25a，25b测量光强度。

通过第一和第二检测元件25a和25b如此测量的光强度分别表示为¹²S和¹³S。

III-5.标准测量过程

通过第一和第二检测元件25a和25b如此测量的光强度分别表示为¹²R3和¹³R3。

IV.数据处理

IV-1.基准气体吸收的计算

根据标准气体的传送光强度¹²R1和¹³R1，基准气体的传送光强度¹²B和¹³B，和标准气体的传送光强度¹²R2和¹³R2，计算基准气体的¹²CO₂吸收¹²Abs(B)和¹³CO₂吸收¹³Abs(B)。

根据下面的公式计算¹²CO₂吸收¹²Abs(B)：

¹²Abs(B)＝-log[2·¹²B/(¹²R1+¹²R2)]

根据下面的公式计算¹³CO₂吸收¹³Abs(B)：

¹³Abs(B)＝-log[2·¹³B/(¹³R1+¹³R2)]

由于是根据基准气体测量过程中获得的光强度，和在基准气体测量过程之前和之后执行的标准测量过程中获得的光强度的平均值(R1+R2)/2，计算吸收，因此可以消除漂移影响(一种对测量的时间相关影响)。因而，在分析仪的启动阶段，不需要等到分析仪达到完全热平衡(这通常花费几个小时)。因而，在分析仪启动后可以立即开始测量。

IV-2.取样气体吸收的计算

根据标准气体的传送光强度¹²R2和¹³R2，取样气体的传送光强度¹²S和¹³S，和标准气体的传送光强度¹²R3和¹³R3，计算取样气体的¹²CO₂吸收¹²Abs(S)和¹³CO₂吸收¹³Abs(S)。

根据下面的公式计算¹²CO₂吸收¹²Abs(S)：

¹²Abs(S)＝-log[2·¹²S/(¹²R2+¹²R3)]

根据下面的公式计算¹³CO₂吸收¹³Abs(S)：

¹³Abs(S)＝-log[2·¹³S/(¹³R2+¹³R3)]

由于是根据取样气体测量过程中获得的光强度，和在取样气体测量过程之前和之后执行的标准测量过程中获得的光强度的平均值计算吸收，因此可以消除漂移影响。

IV-3.浓度的计算

使用校准曲线确定¹²CO₂浓度和¹³CO₂浓度。根据通过使用已知¹²CO₂浓度的气体样本和已知¹³CO₂浓度的气体样本执行的测量，准备校准曲线。由于在前面所述的测量过程中基准气体和取样气体被增压，这些用以准备校准曲线的气体样本在测量过程中也被增压。

为了准备校准曲线，测量范围为大约0％至大约6％的不同¹²CO₂浓度的¹²CO₂吸收。¹²CO₂浓度和¹²CO₂吸收分别作为横坐标和纵坐标绘制，通过最小平方法确定曲线。一种包含相对小错误的近似二次方曲线，被采用为本实施方式中的校准曲线。

通过使用前面所述的校准曲线确定的基准气体中的¹²CO₂浓度和¹³CO₂浓度，以及取样气体中的¹²CO₂浓度和¹³CO₂浓度，分别表示为¹²Conc(B)，¹³Conc(B)，¹²Conc(S)和¹³Conc(S)。

IV-4.浓度比的计算

确定¹³CO₂与¹²CO₂的浓度比。基准气体中和取样气体中的浓度比分别表示为¹³Conc(B)/¹²Conc(B)和¹³Conc(S)/¹²Conc(S)。

做为选择，浓度比可以定义为¹³Conc(B)/(¹²Conc(B)+¹³Conc(B))和¹³Conc(S)/(¹²Conc(S)+¹³Conc(S))。由于¹²CO₂的浓度比¹³CO₂的浓度高得多，以前一种方式和以后一种方式表示的浓度比实际上相同。

IV-5.确定¹³C变化

根据下面的公式计算取样气体和基准气体间的¹³C差异：

Δ¹³C＝[(取样气体中的浓度比)-(基准气体中的浓度比)] x 10³/(基准气体中的浓度比)(单位：千分率(千分之一))

V.确定二氧化碳吸收剂的吸收能力

接下来将解释确定二氧化碳吸收剂的吸收能力的程序。在图12至15中，气体流动路径被以阴影线标出。

在测量过程中，标准气体不断地流经辅助室11c，标准气体的流动速度通过流量计35被保持在恒定水平。

V-1.空气光强度测量过程

如图12所示，在阀V1被关闭，阀V5及阀V4的两个端口被打开的情况下，空气被吸入圆筒21b。

如图13所示，阀V4被切换，空气被从圆筒21b中以恒定流动速度排出至同位素气体分光光度分析仪的气体流动路径和容器室11中。接着，通过检测元件25a测量光强度。

通过第一检测元件25a如此测量的光强度表示为¹²A。

V-2.标准气体测量过程

如图14所示，在阀V1及阀V4的两个端口被打开的情况下，标准气体被吸入气体注入器21。

如图15所示，在基准气体吸入之后，阀V4被切换，基准气体被从气体注入器21中以恒定流动速度机械地排出。因此，第一取样室11a和第二取样室11b被标准气体填充。在这种情况下，通过检测元件25a测量光强度。

通过第一检测元件25a如此测量的光强度表示为¹²R。

V-3.数据处理

根据空气的传送光强度¹²A标准气体的传送光强度¹²R，确定¹²CO₂强度比¹²Ratio。根据下面的公式计算强度比¹²Ratio：

¹²Ratio＝¹²A/¹²R

当强度比¹²Ratio接近1时，二氧化碳吸收剂的吸收能力被降低。更具体地说，在强度比和吸收能力间存在如表1所示的关系。

表1

¹²Ratio	吸收能力
¹²Ratio	吸收能力	0.980	100％
0.990	50％	0.980	100％
0.990	50％	1.000	0％

二氧化碳吸收剂的吸收能力可以根据如此确定的强度比¹²Ratio，参照表1确定。

当强度比¹²Ratio低于临界值(例如0.990)时，二氧化碳吸收剂的劣化指示被显示在同位素气体分析仪液晶显示设备(未显示)上，以通知使用者。另外，直至二氧化碳吸收剂被替换，才允许同位素气体分光光度分析。

实施例1

在气体样本被以多种水平增压和不给气体样本增压的情况下，确定¹²CO₂浓度为1％的气体样本的变化Δ¹³C。

在本实施例中采用的气体样本不是作为取样气体或基准气体的病人呼吸取样，而是包含在更大尺寸的单个呼吸取样袋中¹²CO₂浓度为1％的空气。呼吸取样袋有两个出口，分别连接至喷嘴N1和N2。由于在本实施例中采用相同的气体样本用以测量，变化Δ¹³C通常应该为零。

表2表示变化Δ¹³C根据当通过附加注入0ml(1atm)，5ml(约1.25atm)，10ml(约1.5atm)，15ml(约1.75atm)，和20ml(约2atm)的气体，执行10次测量而获得的测量结果计算。

表2 (％)

指示Δ¹³C变化的附加注入量和标准差间的关系显示在图16中。

在图中可见，在附加注入量和标准差之间有明显的相关性。当附加注入量(增压程度)增加时，标准差减小。

因此，增压有效地改进测量数据的可重复性。

实施例2

使用碱石灰(氢氧化钠和氢氧化钙的混合物)作为二氧化碳吸收剂。反应如下所示。

CO₂+H₂O+2NaOH→Na₂CO₃+2H₂O

Na₂CO₃+Ca(OH)₂→CaCO₃+2NaOH

每天执行多次测量，二氧化碳吸收剂的总体使用时间和强度比¹²Ratio之间的关系绘制在如图17所示的图表中。如图17可见，当总体时间穿过大约300小时时，强度比¹²Ratio急剧地增加。

除上述的测量之外，通过采用使用同样的二氧化碳吸收剂准备的标准气体和¹²CO₂浓度为1％的气体样本作为取样气体，计算¹³C中的Δ¹³C变化。在本实施例中采用的气体样本不是作为取样气体或基准气体的病人呼吸取样，而是包含在更大尺寸的单个呼吸取样袋中¹²CO₂浓度为1％的空气。呼吸取样袋有两个出口，分别连接至喷嘴N1和N2。

更具体地说，分别根据下面的公式计算¹²CO₂吸收¹²Abs和¹³CO₂吸收¹³Abs：

¹²Abs＝-log[¹²S/¹²R]

¹³Abs＝-log[¹³S/¹³R]

其中¹²S和¹³S为气体样本的传送光强度，¹²R和¹³R为标准气体的传送光强度。使用校准曲线，确定¹²CO₂浓度¹²Conc和¹³CO₂浓度¹³Conc，并接着计算浓度比¹³Conc/¹²Conc。

对相同的气体样本再次执行次程序。根据下面的公式计算变化Δ¹³C：

Δ¹³C＝[(第一次的浓度比)-(第二次的浓度比)] x 10³/(第一次的浓度比)(单位：千分率(千分之一))

上述程序被重复10次，以计算变化Δ¹³C。

由于在本实施例中采用相同的气体样本，变化Δ¹³C通常应该为零。但是，由于测量误差，导致测量数据与零有偏差。标准差SD绘制在如图18所示的图表中。

在图18中可见，在总体使用时间超过300小时后，指示测量中变化的标准差SD超过0.30并急剧增加。

在图17所示的图表中，300小时的总体使用时间对应0.99的强度比¹²Ratio，它是用作替换二氧化碳吸收剂的临界值的标准值。值“0.99”仅是一个例子，因此当然可以根据分析仪的说明书，采用不同的临界值。

Claims

1.一种确定二氧化碳吸收剂的吸收能力的方法，用于同位素气体分析方法中，以测量含有二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂作为成分气体的气体样本中的二氧化碳¹³CO₂的浓度，同位素气体分析方法包括以下步骤：把气体样本导入容器中，在适于分析相应成分气体的波长下测量透过容器的光束强度；把已经穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气作为标准气体导入容器中，在适于分析相应成分气体的波长下测量透过容器的光束强度；处理指示测量结果的数据，

其特征在于以下步骤：

通过把已经穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气导入容器中，执行第一光强度测量过程；

通过把还没有穿过含有二氧化碳吸收剂的导管的空气导入容器中，执行第二光强度测量过程；并且

将在第一光强度测量步骤中测量的光强度和在第二光强度测量步骤中测量的光强度的比值与阈值进行比较，根据比较的结果确定二氧化碳吸收剂的吸收能力。

2.按照权利要求1所述的确定二氧化碳吸收剂的吸收能力方法，其中在第一和第二光强度测量步骤中，以适于分析二氧化碳¹²CO₂的波长测量光强度。