CN110200661A

CN110200661A - 一种人体代谢水平的检测方法

Info

Publication number: CN110200661A
Application number: CN201910458535.6A
Authority: CN
Inventors: 杨晓军; 阮英恒; 谭庆芝
Original assignee: Shenzhen Dingbang Health Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Dingbang Biotechnology Co.,Ltd.; Shenzhen Dingbang Health Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2019-09-06
Anticipated expiration: 2039-05-29
Also published as: CN110200661B

Abstract

本发明涉及一种人体代谢水平的检测方法，依次经过对代谢水的收集、净化、代谢水中氘含量的检测，然后对检测出的氘含量与常规饮用水中的氘含量和基准的氘含量的比较，并通过相应公式计算，就得出代表人体内代谢水平的数值。该发明通过检测分析人体代谢水中的氘含量，来间接的体现出人体内能量的转化水平，从而得出人体的代谢水平，方法简单实用，能准确的对不同的个体进行检测。

Description

一种人体代谢水平的检测方法

技术领域

本发明涉及人体代谢的评测，尤其是一种简单实用的、能对不同个体进行准确测量的人体代谢水平的检测方法。

背景技术

线粒体(mitochondrion)是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞进行有氧呼吸、氧化代谢的主要场所，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所，被称为"power house"。线粒体大小受细胞代谢水平限制，其直径在0.5到1.0微米左右，线粒体分布方向与微管一致，通常分布在细胞功能旺盛的区域，在细胞质中能以微管为导轨、由马达蛋白提供动力向功能旺盛的区域迁移。线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，而氧化磷酸化这一步骤的作用则是利用这些物质还原氧气释放能量合成ATP。在有氧呼吸过程中，1分子葡萄糖经过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化将能量释放后，可产生30-32分子ATP。线粒体除了为细胞供能外，还参与了诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。ATP是生物体内的直接能源物质，是细胞中普遍存在的能量载体，其水解释放的能量可以用于各项生命活动，然而人体内仅约有50.7gATP，只能维持剧烈运动0.3秒，就需要转化合成来形成ATP，其转化合成水平也就显示出了人体的代谢水平。而现有的对于人体代谢水平的检测，有的采用公式计算法，只要将身高、体重、性别及年龄输入公式，就可以得到基础代谢率，利用公式的好处是简单方便，但缺点是目前有多种计算公式，并且公式过于老旧，此外当身高、体重、性别及年龄都相同的两个人，经由公式计算之后，理论上基础代谢率应该相同，但是每个人彼此都有差异，不可能相同；有的是直接或间接热量测量法，这是利用受测者所吸入的氧气与呼出的二氧化碳，经由气体分析及特殊换算来推算基础代谢率，优点是可个别计算出每一个人较为实际的基础代谢率数值，但缺点是机器相当庞大且操作耗时，检查起来颇费工夫。

发明内容

针对现有的不足，本发明提供一种简单实用的、能对不同个体进行准确测量的人体代谢水平的检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种人体代谢水平的检测方法，包括如下步骤：S1，代谢水的收集，使用代谢水收集装置收集人体产生的代谢水；S2，代谢水的净化，使用吸附和/或过滤的方式对所收集的代谢水进行净化；S3，代谢水中氘的检测，通过质谱法和/或气相色谱法对净化后的代谢水中的氘进行检测；S4，代谢水平的评测，依据S3中检测出的氘的含量与基准的氘含量比对，采用如下公式得出人体代谢水平，

P＝[1-(M_n-M₀)/(M_t-M₀)]*100％，

其中，P表示人体代谢水平，也就是ATP合成酶的转化能力，P＜11.4％表示人体代谢能力差，11.4％≤P≤51.3％表示人体代谢处于正常水平，P＞51.3表示人体代谢能力处于优秀水平，M_n表示检测到的代谢水中的氘含量，M_t表示常规的饮用水中氘的含量150PPM，M₀表示基准的氘含量105.8PPM。

作为优选，所述代谢水是呼吸代谢水，所述代谢水的收集装置包括用于储存呼吸代谢水的水槽、硬质的用于导出气体的出气导管，所述出气导管包括进气端和出气端，所述进气端的内径小于出气端的内径；所述出气端的外壁上设置有用于吹入气体的进气导管，所述进气导管的内径大于出气导管的外径，所述进气导管套在出气导管外并在邻近出气导管出气端的一端与出气导管密封连接，在远离出气导管出气端的一端可拆装密封连接在水槽的开口端；所述进气端在进气导管与水槽连接后位于水槽中并与水槽的底部不相接触，所述进气导管上还设置有贯通进气导管侧壁与进气导管相导通的进气嘴。

作为优选，所述水槽的外壁匹配套设有一冰盒，所述冰盒包括筒形的壳体、位于壳体内的制冷剂层。

作为优选，所述进气导管与出气导管是一体成型的，所述进气导管是从出气导管外壁径向向外延伸出的并向进气端弯折的筒形导管。

作为优选，所述水槽包括位于下部的用于储存呼吸代谢水的收集瓶、位于上部的与进气导管连接的筒形的连接筒，所述收集瓶与连接筒在收集瓶的开口处可拆装密封连接。

作为优选，所述代谢水是唾液、汗液或尿液中的任意一种，并通过瓶子收集，所述瓶子密封匹配连接有盖子。

作为优选，所述吸附方式是采用活性炭进行吸附，所述过滤方式是先使用纤维滤芯进行粗过滤，然后采用微孔滤膜来精过滤。

作为优选，所述质谱法是采用双路进样系统的同位素质谱仪，其检测参数为：离子源和分析器真空度为5.0×10^-6-5.5×10^-6Pa，加速电压为9.58KV，离子源电流0.75mA。

作为优选，所述气相色谱法的检测参数条件如下：色谱柱为5A分子筛填充柱，柱温为45-58℃，柱长2-3m，内径3-4mm，检测器为热导检测器，热导检测器的桥流为90-105mA，载气为高纯氢气，载气流速为25-35mL/min。

本发明的有益效果在于：该发明通过收集人体代谢产生的代谢水，并通过对代谢水中氘的含量来检测分析，从而反映出人体内能量的转化水平，得出人体的代谢水平。代谢水来源丰富，收集净化方法简单实用，不需要大型的复杂的仪器，就能收集到不同个体，以及同一个体在不同时间不同地点产生的不同的代谢水，同时氘含量的检测也方便易行，结果准确，并通过计算得出人体代谢的综合水平，从而能够简单、方便、准确的得知各自的人体代谢水平。

附图说明

图1是本发明的原理框图；

图2是本发明实施例中收集呼吸代谢水的收集装置结构示意图；

图3是本发明实施例中进气导管和出气导管的结构示意图；

图4是本发明实施例冰盒沿径向切开的结构示意图；

图中零部件名称及序号：1-水槽 10-收集瓶 11-连接筒 2-出气导管 20-进气端21-出气端 3-进气导管 30-进气嘴 4-冰盒 40-壳体 41-制冷剂层。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例如图1中所示，一种人体代谢水平的检测方法，由于人的身体其实70％、80％甚至90％都是由水构成的，但在不同的年龄、不同环境、不同时间是各不相同的，而我们体内的水或者碳氢结合物，要么是有氢要么是有氘，氢能为我们的生物分子提供合成的还原的当量，而氘却会破坏这些能量的形成，影响人体的代谢功能，因此通过对人体代谢水中氘的检测就能间接反映出人体的代谢水平，包括如下步骤：S1，代谢水的收集，使用代谢水收集装置收集人体产生的代谢水，人体会通过不同渠道产生不同的代谢水，比如作为组织器官样本来源的通过呼吸产生的呼吸代谢水，作为体液来源的唾液、汗水、尿液等，对这几种代谢水的分析检测就能综合反映出人体的代谢水平，包括体内细胞能量以及身体自身消耗氘的水平；S2，代谢水的净化，由于代谢水样本的不同，其中就会存在有不同的杂质，比如呼吸代谢水中可能会存在有灰尘或其他微小颗粒物，尿液中含有颜色以及一些有机物和无机盐等杂质，唾液中含有粘性蛋白以及钠,钾,氯,磷酸钙和重碳酸盐等无机盐，汗液的主要成分则是水，还有钠、钾、氯、镁、钙、磷等矿物质形成的微小颗粒，而这些杂质就会影响到测试结果或造成测试仪器的损坏，通过净化后就可以更准确的得到检测结果还不会对测试仪器造成损坏，而为了在净化过程中不引入额外的水而影响检测结果，使用吸附和/或过滤的方式对所收集的代谢水进行净化，吸附和过滤都是纯粹的物理处理的净化方式，不会对水中氢和氘的含量产生影响，依据对检测结果的不同要求，可以单独使用吸附或过滤中的任意一种方式，也可以使用两者相结合的方式，两者相结合时就可以先通过吸附除去很明显的杂质，然后通过过滤进一步的对代谢水予以净化，对于吸附方式来说，优选所述吸附方式是采用活性炭进行吸附，活性炭有非常多的微孔和比表面积，具有很强的吸附能力，能有效的吸附代谢水的的有机污染物，而对于过滤方式来说，优选所述过滤方式是先使用纤维滤芯进行粗过滤，该纤维滤芯可以采用聚丙烯纤维滤芯，其粒径根据要处理的代谢水的不同采用1-5微米的粒径，粒径越小就能去除水中异色、异味以及一些有机物质，然后采用微孔滤膜来精过滤，利用微孔滤膜的均一孔径来截留水中的微粒、细菌、胶体等，使其不通过滤膜而被去除，使得检测的结果更加准确可靠；S3，代谢水中氘的检测，通过质谱法和/或气相色谱法对净化后的代谢水中的氘进行检测，质谱法具有测试速度快，结果精确，需要的样品用量少等优点，所述质谱法是采用双路进样系统的同位素质谱仪，其检测参数为：离子源和分析器真空度为5.0×10^-6-5.5×10^-6Pa，加速电压为9.58KV，离子源电流0.75mA，同位素质谱仪可以选用MAT253质谱仪，采用双进样系统，就可以在离子源形成H₂ ⁺和HD⁺的同时，对所产生的H₃ ⁺产生的影响进行校正，保证检测结果的准确性，所采用的标准样品是高纯的氕气(纯度99.99％)和高纯的氘气(纯度99.8％)；气相色谱具有分析结果精确，设备相对便宜，操作维修简单等优点，所述气相色谱的检测参数条件如下：色谱柱为5A分子筛填充柱，柱温为45-58℃，柱长2-3m，内径3-4mm，检测器为热导检测器，热导检测器的桥流为90-105mA，载气为高纯氢气，载气流速为25-35mL/min，同样的根据不同的样品和检测条件，也可以采用气相色谱和质谱联用的方法来对氘进行检测，使检测的结果更加准确；S4，代谢水平的评测，依据S3中检测出的氘的含量与基准的氘含量的比对，采用如下公式得出人体代谢水平，

P＝[1-(M_n-M₀)/(M_t-M₀)]*100％，

其中，P表示人体代谢水平，也就是ATP合成酶的转化能力，P＜11.4％表示人体代谢能力差，11.4％≤P≤51.3％表示人体代谢处于正常水平，P＞51.3％表示人体代谢能力处于优秀水平，M_n表示检测到的代谢水中的氘含量，Mt表示常规的饮用水中氘的含量150PPM，M₀表示基准的氘含量105.8PPM。由于常规的饮用水中氘的含量是150PPM，在人们饮用水后，人体自身会有消耗去氘的能力，此时P在20％-50％之间，当P小于11.4％，此时代谢水中的氘含量为145PPM，也就预示着水在进入人体后，水中的氘的含量基本没有变化，人体的代谢能力基本处于停滞状态，此时就提醒人们要注意身体的健康了；在P大于51.3％时，代谢水中的氘含量为127.3PPM，而常规的人体内氘含量为130PPM，此时就表示人体的代谢水平是由于平均水平的，表示代谢能力处于优秀水平；对于基准的氘含量105.8PPM来说，此时在每毫克的蛋白质中，线粒体马达能达到每分钟9000转的速度，转化动力强劲，能转化合成47.1毫摩尔的ATP合成酶，身体代谢能力就处于100％的优秀状态。同时还能通过对呼吸代谢水和唾液中氘含量的比较，反映出器官组织以及体液的相对的去氘能力，从而清楚的知道体内氘的状况以及采取相应的措施来降低体内的氘的含量，比如采用低氘饮用水等。表一表示的就是通过对同一个人同一时间同一地点的呼吸代谢水和唾液的收集分析得出的代谢水平。

种类	M<sub>t</sub>(PPM)	M<sub>0</sub>(PPM)	M<sub>n</sub>(PPM)	P(％)
					呼吸代谢水	150	105.8	140	22.7
唾液	150	105.8	144.3	12.3

表一

进一步的改进，如图2至图3中所示，所述代谢水是呼吸代谢水，所述代谢水的收集装置包括用于储存呼吸代谢水的水槽1、硬质的用于导出气体的出气导管2，硬质的出气导管2就方便气体从导管流出，从而避免软质导管受到气体吹动时随着气体摆动而不能很好的导出气体，而对于水槽1来说，由于其是用来收集呼吸代谢水的，水槽1则可以优选窄口的水槽，窄口易于方便气体中的水分在水槽内的凝结，也方便之后收集了代谢水后对水槽的密封运送，所述出气导管2包括进气端20和出气端21，所述进气端20的内径小于出气端21的内径，这样就形成了进口窄、出口宽的导管，就可以减缓气体从出气导管流出的速度，从而使得气体在水槽中停留时间延长，更加有利于气体中水分的凝结；所述出气端21的外壁上设置有用于吹入气体的进气导管3，所述进气导管3的内径大于出气导管2的外径，所述进气导管3套在出气导管2外并在邻近出气导管2出气端21的一端与出气导管2密封连接，在远离出气导管2出气端21的一端可拆装密封连接在水槽1的开口端，进气导管3内径大于出气导管2外径，这样在进气导管3套在出气导管2外后，两者之间就会存在有间隙，该间隙就形成了气体流通的通道，而将进气导管3设置在出气端的外壁并在相邻出气端21的一端与出气导管2密封连接，也就是说从进气导管3吹入的气体不会直接从出气端21流出，必须经过出气导管2的进气端20再流向出气端21的，同时进气导管3在远离出气端21的一端可拆装密封连接在水槽1的开口端，可拆装则方便了对水槽1的更换，还能将水槽1连同收集的呼吸代谢水直接送至相应机构检测，避免对呼吸代谢水的多次转移而造成的污染，从而导致检测结果的不准确，还方便对各部件的清理维护，密封连接则在进气导管3和水槽1间形成一个密闭的空腔，气体就可以在该空腔中流动，而气体内的水分在水槽1内壁就可以凝结成水而被收集在水槽1内。整个气体的流通过程就是气体从进气导管3吹入进气导管3和水槽1形成的空腔中后，首先沿出气导管2外壁流向出气导管2的进气端20，然后再从进气端20进入出气导管2内，最后再沿出气导管2内壁流出，整个过程增长了气体的流通路径，更便于气体中的水分在水槽壁或导管壁凝结成水，缩短对呼吸代谢水的收集时间，水分易于凝结就增大了呼吸代谢水的收集量，利于了代谢水的收集；所述进气端20在进气导管3与水槽1连接后位于水槽1中并与水槽1的底部不相接触，这样进气端20与水槽1的底面就间隔有一距离，方便气体的流动，所述进气导管3上还设置有贯通进气导管3侧壁与进气导管3相导通的进气嘴30，进气嘴30的设置则方便人们通过进气嘴30吹气进入进气导管3来收集呼吸代谢水。而为了方便在进气导管3上的吹气，同时又不受出气导管2上出气端21的影响，则所述进气嘴30是垂直于进气导管3侧壁设置的。这样的产品，结构简单、便于使用，方便携带，能随时随地的收集规定时间段的呼吸代谢水。

进一步的改进，所述水槽1的外壁匹配套设有一冰盒4，如图4中所示，所述冰盒4包括筒形的壳体40、位于壳体40内的制冷剂层41。这样通过冰盒4来对水槽1予以冷却，吹进水槽1中的气体也就受到了冷却，气体中的水分在冷却下就可以更快速的予以凝结，加速了对代谢水的收集过程。在需要使用冰盒4时，先将冰盒4在冰箱中予以冷藏，制冷剂层41被冷冻，然后将冰盒4套在水槽1的外壁，通过制冷剂层41给予水槽1内部空间制冷，从而帮助呼吸气体中的水分冷凝形成呼吸代谢水。所述水槽1包括位于下部的用于储存呼吸代谢水的收集瓶10、位于上部的与进气导管3连接的筒形的连接筒11，所述收集瓶10与连接筒11在收集瓶10的开口处可拆装密封连接。该收集瓶10可以是广口窄口任意一种能装水的瓶子，连接筒11的两端则对应连接进气导管3和收集瓶10，并使进入的气体从连接筒11内流通，这样就能更方便的对水槽1予以更换安装，而不用频繁的拆装水槽1与进气导管3的连接，从而可以避免在拆装过程中损坏到出气导管2，同时还可以依据不同需要将收集瓶设计为不同容量的，不同形状的瓶子，满足了多样性的需求，多次使用收集的需求。

进一步的改进，如图2和图3中所示，所述进气导管3与出气导管2是一体成型的，所述进气导管3是从出气导管2外壁径向向外延伸出的并向进气端20弯折的筒形导管。一体成型没有部件之间的连接，不需要密封连接所需的部件，减少了部件之间的连接，密封更好，结构更简单，更方便生产携带，进气导管的结构则确保了吹入气体的流通路径，方便水的凝结。同时水槽、进气导管、出气导管均可以采用透明的玻璃来制造，透明的状态则可以直观的看到收集呼吸代谢水的过程，也可以了解到在收集的代谢水中是否存在有杂质，收集到的代谢水的量，来确定是否达到检测所需的量，玻璃成本低，也方便生产，通过在相互连接的部件接口处设置想配合的磨砂层就可以做到密封连接，简单方便，还易于清洗不会对收集到的代谢水造成污染。

进一步的改进，收集的代谢水除了呼吸代谢水外，所述代谢水还是唾液、汗液或尿液中的任意一种，并通过瓶子收集，这样就能通过不同的代谢水来了解体内不同部位的含氘量，这样几种代谢水都可以直接获得，不需要辅助设备，只需要收集装置即可，在收集中可以单独的收集一种，也可以将几种分别收集并检测来得到综合的分析，所述瓶子密封匹配连接有盖子，通过瓶子来收集，简单易行，而设置的盖子则可以方便的将收集到的代谢水予以运送。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种人体代谢水平的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，代谢水的收集，使用代谢水收集装置收集人体产生的代谢水；S2，代谢水的净化，使用吸附和/或过滤的方式对所收集的代谢水进行净化；S3，代谢水中氘的检测，通过质谱法和/或气相色谱法对净化后的代谢水中的氘进行检测；S4，代谢水平的评测，依据S3中检测出的氘的含量与基准的氘含量比对，采用如下公式得出人体代谢水平，

P＝[1-(M_n-M₀)/(M_t-M₀)]*100％，

2.根据权利要求1所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述代谢水是呼吸代谢水，所述代谢水的收集装置包括用于储存呼吸代谢水的水槽、硬质的用于导出气体的出气导管，所述出气导管包括进气端和出气端，所述进气端的内径小于出气端的内径；所述出气端的外壁上设置有用于吹入气体的进气导管，所述进气导管的内径大于出气导管的外径，所述进气导管套在出气导管外并在邻近出气导管出气端的一端与出气导管密封连接，在远离出气导管出气端的一端可拆装密封连接在水槽的开口端；所述进气端在进气导管与水槽连接后位于水槽中并与水槽的底部不相接触，所述进气导管上还设置有贯通进气导管侧壁与进气导管相导通的进气嘴。

3.根据权利要求2所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述水槽的外壁匹配套设有一冰盒，所述冰盒包括筒形的壳体、位于壳体内的制冷剂层。

4.根据权利要求2所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述进气导管与出气导管是一体成型的，所述进气导管是从出气导管外壁径向向外延伸出的并向进气端弯折的筒形导管。

5.根据权利要求2所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述水槽包括位于下部的用于储存呼吸代谢水的收集瓶、位于上部的与进气导管连接的筒形的连接筒，所述收集瓶与连接筒在收集瓶的开口处可拆装密封连接。

6.根据权利要求1所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述代谢水是唾液、汗液或尿液中的任意一种，并通过瓶子收集，所述瓶子密封匹配连接有盖子。

7.根据权利要求1所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述吸附方式是采用活性炭进行吸附，所述过滤方式是先使用纤维滤芯进行粗过滤，然后采用微孔滤膜来精过滤。

8.根据权利要求1所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述质谱法是采用双路进样系统的同位素质谱仪，其检测参数为：离子源和分析器真空度为5.0×10^-6-5.5×10^- ⁶Pa，加速电压为9.58KV，离子源电流0.75mA。

9.根据权利要求1所述人体代谢水平的检测方法，其特征在于：所述气相色谱法的检测参数条件如下：色谱柱为5A分子筛填充柱，柱温为45-58℃，柱长2-3m，内径3-4mm，检测器为热导检测器，热导检测器的桥流为90-105mA，载气为高纯氢气，载气流速为25-35mL/min。