CN1154473A - 呼出气体中成分的光学测定方法 - Google Patents

Abstract

呼出气体中成分的光学测定方法，其中包括，对于要测定的各成分，预先选择该成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长作为该成分的固有波长、对于呼出气体检样照射喇曼激发光，测定氮气固有的测定波长下的喇曼光谱和、对于要测定各成分的分别预先选择的测定波长下的喇曼光谱，求出对于氮气的喇曼光谱强度的各成分喇曼光谱强度比，使用预先做出的对于各成分的与氮气的剌曼光谱强度比和浓度的检量线，定量分析呼出气体中的各成分。提供了利用剌曼分光法可以在短时间、且直接地定量呼出气体中成分也不需要消耗品的测定方法。

Description

呼出气体中成分的光学测定方法

本发明涉及在临床检查领域中，用比较价廉的装置，且短时间地测定呼出气体中成分，例如丙酮、乙醛、异戊间二烯、氨、丁酸、戊酸、氧、氮、二氧化碳等的浓度(或存在量及存在比)。

在呼出气体中，含有400种以上的挥发性化合物。这些呼出气体中成分，与糖尿病、肝、肾障碍、先天性氨基酸代谢异常、肠内发酵、糖质吸收不全、生物体内脂质过氧化等的各种疾病及化学物质中毒等有明显密切关系。另外，这些物质，由于特有的臭气，在临床诊断学上是极重要的物质。呼出气体检查的优点，在于是非侵袭的，与血液检查等比较，容易采取检样，呼出气体检查，可减轻在采取检样时，被检者的身体上及精神上的负担。

作为被检气体中成分的分析方法，有气相色谱法及气相色谱质量分析仪(GC-MS)法、串联·质谱测量法、IR法(红外光谱法)、半导体传感器法等。

气相色谱法及气相色谱质量分析仪法是将用某些手段浓缩呼出的气体检样，用气相色谱或气相色谱质量分析仪分离精制后进行定量。作为气相色谱的检测器，主要是氢焰离子化检测器，另外，还有火焰光度检测器(FPD)、光离子化检测器(PID)等。

氢焰离子化检测器可对许多化合物进行定量，但对于无机化合物及硫化物，灵敏度低。火焰光度检测器，对于硫化物，比氢焰离子化检测器灵敏度高，而光离子化检测器，对于卤化烃及不饱和化合物，比氢焰离子化检测器灵敏度高。

一般讲，气相色谱法及气相色谱质量分析仪法，当使用仪器时，需要频繁地校正及维修，另外，由于对于各物质，因检测器不同而灵敏度不同，所以作为普通方法使用是困难的。而且需要高价的仪器，操作也复杂。

串联质谱测量法是近年开发的分析技术，根据质量-电荷比，可对化合物进行分离。为此，不需要用气相色谱法等分离，且灵敏度高，但仪器价格极高。

IR法可进行多种成分的鉴定，及高灵敏度地定量，但是含有与烃类的分子结构类似的及具有相同取代基的化合物的样品的光谱相当类似，分别识别它们是困难的。

半导体传感器法所使用的传感器，使用称为氧化钛及氧化铜的氧化物作为半导体材料，是通过热处理将其作成非化学计量组成氧化物后，付与半导体特性而制造的。该传感器是利用被检气体吸附在半导体上时，半导体中的带结构变化，利用电阻及电容量改变，从其电气特性变化，检测被检气体。半导体传感器在原理上，对于氧分压也是敏感的，不仅是检测气体，由于氧分压也可使电阻及电容量变化，在氧存在时，其分压变化的环境下，在可靠性上是有问题的。

另外，也有利用喇曼分光法的方法。特开平6-229914号公报及特开平6-229915号公报，公开了将高输出光脉冲发生器的输出入射到喇曼纤维中，由光输出的变化检测有无气体的气体检测器，特开平6-242002号公报公开了测定气道内混合气体的组成及浓度的方法。前者只是确认有无气体，而不涉及测定浓度及各种成分的鉴定，后者是为控制、调节手术时麻醉的麻醉监测器。作为检测呼出气体的各种成分及测定浓度的临床检查方法，到目前为止还没有利用喇曼分光法。

在将呼出气体作为检样时，为进行定量测定，必须严格控制测定呼出气体容量，且保持恒定。但是，由于肺活量等原因，每个人一次呼吸呼出的气量差异大，且由于对象是气体，所以要采取恒定量是不容易的。

本发明的目的在于提供在测定呼出气体中成分，例如丙酮、乙醛、间异戊二烯、氨、丁酸、戊酸、氧、氮、二氧化碳等浓度(存在量、存在比)时，可较价廉、短时间、简便地测定各成分浓度的方法。

为解决上述课题，本发明中，呼出气体中各成分分别具有固有的喇曼光谱，这就能利用混合气体中的各成分的识别及浓度的测定。

本发明优选的第1种方案，为了校正呼出气体采样器的变动，是以呼出气体中氮气浓度为基准，定量测定各成分的。占有空气中78％体积的氮气通过呼吸等，即使吸入到肺中也是不代谢地排出。因此排出的呼出气体中的氮气浓度大体是一定的，个人差很小。也就是以浓度稳定的氮气成分作为对照成分，加以利用，排除个人差后测定其他呼出气体中成分的浓度，实现数据的绝对值化。

即，本发明的第1方案是对于呼出气体中要测定的各成分，预先选择该成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长作为该成分的固有测定波长，对于呼出气体检样照射喇曼激发光，测定氮气固有的测定波长下的喇曼光谱和对于要测定各成分的分别预先选择的测定波长下的喇曼光谱，求出各成分对于氮气的喇曼光谱强度的喇曼光谱强度比，使用对于各成分，预先作出氮气和喇曼光谱强度比和浓度的检量线，定量分析呼出气体中的各成分的测定方法。

按照此方法，对于即使难以采取一定量检样的呼出气体，也可以容易地测定各成分浓度的绝对值。

本发明的第2方案中，由于呼出气体中的各成分分别具有固有的喇曼光谱，因此可以利用在混合气体中各成分的识别和浓度的测定，同时为了校正呼出采样量的变动，求出复数成分的浓度比。

亦即，本发明的第2方案是对于呼出气体中待测的复数成分，预先选择各成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长作为该成分的固有测定波长，对于呼出气体检样照射喇曼激发光，测定对于该复数成分在分别预先选择的测定波长下的喇曼光谱，使用对于各成分的喇曼光谱强度和对浓度预先作成的检量线，从该复数成分的喇曼光谱强度求出该复数成分的浓度比的测定方法。

通过求出复数成分的浓度比，对于即使难以采取一定量检样的呼出气体，也可以容易地测定各成分的正确浓度比，可以得到对于诊断有用的指标。

而且，本发明的测定方法由于是只对呼出气体检样照射喇曼激发光，所以能在短时间直接定量呼出气体中的成分，也无需消耗品。

各成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长是相关系数R为0.8以上，优选的是0.9以上的波长。其中相关系数R是对于单独含有各成分的复数浓度试样进行测定，用下式(1)计算出的值。 $R=\frac{\mathrm{\Σ}\left[(\mathrm{xi}-X)(\mathrm{yi}-Y)\right]}{\sqrt{\left[\mathrm{\Σ}{(\mathrm{xi}-X)}^2\right]\left[\mathrm{\Σ}{(\mathrm{yi}-Y)}^2\right]}}---\left(1\right)$

xi：各成分的各点浓度

yi：喇曼光谱对于xi强度

X：各成分的浓度平均值

Y：喇曼光谱强度的平均值

作为待测呼出气体中的成分，包括有氧、氮、二氧化碳、水蒸汽、丙酮、乙醛、氨、异间戊二烯、异丁酸、正丁酸、异戊酸、正戊酸、丙酸、乙醇等。各成分的优选测定波长是上述(1)式的相关系数R为0.9以上的波长，用波数表示这些波长时，

对于氧气从1530～1590cm^-1附近选择、

对于氮气从2304～2364cm^-1附近选择、

对于二氧化碳从1255～1315cm^-1附近或1335～1415cm^-1附近选择、

对于丙酮从751～811cm^-1附近、1706～1766cm^-1附近、2680～2740cm^-1附近、2830～2967cm^-1附近或2967～3054cm^-1附近选择、

对于乙醛从488～518cm^-1附近、841～901cm^-1附近、895～955cm^-1附近、1084～1144cm^-1附近、1369～1468cm^-1附近、1722～1782cm^-1附近、2666～2786cm^-1附近、2786～2890cm^-1附近或2906～2966cm^-1附近选择。

对于异间戊二烯从494～585cm^-1附近、751～811cm^-1附近、924～1042cm^-1附近、1047～1107cm^-1附近、1273～1343cm^-1附近、1358～1463cm^-1附近、1619～1679cm^-1附近、2715～2775cm^-1附近、2849～2909cm^-1附近、2896～2975cm^-1附近、2975～3059cm^-1附近、3074～3144cm^-1附近或3466～3526cm^-1附近选择、

对于氨从3198～3258cm^-1附近或3315～3375cm^-1附近选择、

对于异丁酸从1254～1314cm^-1附近、1357～1417cm^-1附近或2871～3018cm^-1附近选择、

对于正丁酸从2866～2926cm^-1附近、2951～3011cm^-1附近或3011～3067cm^-1附近选择、

对于异戊酸从2829～2889cm^-1附近、2951～3011cm^-1附近或3011～3067cm^-1附近选择、

对于正戊酸从2945～3005cm^-1附近或3005～3061cm^-1附近选择、

对于丙酸从2875～2935cm^-1附近或2935～2962cm^-1附近选择、

对于乙醇从853～913cm^-1附近、2852～2910cm^-1附近、2910～3008cm^-1附近或3630～3690cm^-1附近选择。

适用于定量测定这些物质的峰位置整理在图16中。图16图表中的数值都是波数cm^-1。

可认为氧在1555cm^-1附近的峰是由于来自0＝0的振动而产生的。

可认为氮在2331cm^-1附近的峰是由于来自N≡N的振动而产生的。

二氧化碳在1283cm^-1附近的峰和1385cm^-1附近的峰是由于全对称伸缩振动而产生。

丙酸在805cm^-1附近的峰、1080cm^-1附近的峰、1429cm^-1附近的峰及2940cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、1237cm^-1附近的峰是来自CH₃C的振动、1710cm^-1附近的峰是来自CO的振动而产生的。

乙醛在518cm^-1附近的峰及1124cm^-1附近的峰是来自C-C＝0的振动、871cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、925cm^-1附近的峰、1438cm^-1附近的峰、2860cm^-1附近的峰及2936cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、1399cm^-1附近的峰及2696cm^-1附近的峰、2817cm^-1附近的峰是来自CH的振动、1753cm^-1附近的峰是来自C＝0的振动、2725cm^-1附近的峰及2836cm^-1附近的峰是来自CH的共振而产生的。

异间戊二烯的524cm^-1附近的峰、555cm^-1附近的峰及1078cm^-1附近的峰是来自CCC的振动、1002cm^-1附近的峰、1303cm^-1附近的峰及3104cm^-1附近的峰是来自CH的振动、781cm^-1附近的峰、2926cm^-1附近的峰、3001cm^-1附近的峰及3029cm^-1附近的峰是来自CH₂的振动、954cm^-1附近的峰、1388cm^-1附近的峰、1433cm^-1附近的峰、2879cm^-1附近的峰及2945cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、1649cm^{- 1}附近的峰是来自CC的振动。

氨在3288cm^-1附近的峰是来自NH₂的振动、3345cm^-1附近的峰是来自NH₃的振动。

异丁酸1284cm^-1附近的峰是来自COOH的振动、1387cm^-1附近的峰、2940cm^-1附近的峰及2988cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、2901cm^-1附近的峰是来自CH(CH₃)₂的振动。

正丁酸在2896cm^-1附近的峰是来自CH₂的振动、2981cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、3037cm^-1附近的峰是来自COOH的振动。

异戊酸在2858cm^-1附近的峰是来自CHCH₃和CH₃的振动、2981cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、3037cm^-1附近的峰是来自COOH的振动。

正戊酸在2975cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、3031cm^-1附近的峰是来自COOH的振动。

丙酸在2906cm^-1附近的峰是来自CH₂的振动、2962cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、3037cm^-1附近的峰是来自COOH的振动。

乙醇在883cm^-1附近的峰是来自CCO的振动、2883cm^-1附近的峰及2978cm^-1附近的峰是来自CH₃的振动、2940cm^-1附近的峰是来自CH₂的振动。

本发明是以呼出气体作为检样的临床检查方法。在呼出气体中，存在着约400种以上的来自生物体的化合物。以大气中主要成分的氮气及氧气为主，二氧化碳、丙酮、乙醇、乙醛、氨等，含在呼出气体中，一般，对于各成分浓度，即使健康人，也是因人而异，在健康人与患病的患者之间更有明显差异。另外，各成分在呼出气体中含有的浓度，因物质不同，可以是从ppm程度，到ppb程度的各种浓度。按照本发明的第1种方案，根据以呼出气体中氮气浓度为基准，可求出这些成分的绝对浓度。

二氧化碳是过换气症状群的指标，所谓过换气症状主要是指由于重症的神经病及年轻女性的歇斯底里发生过剩换气，从动脉血中的二氧化碳排出量异常增多，重质碳酸和碳酸的比例增加，pH上升，引起高度的呼吸碱中毒。因此，只要排出的呼出气体中的二氧化碳浓度高，就可诊断为过换气症。

呼出气体中以丙酮为主的酮体，其大部分是作为肝脏中脂质的β-氧化反应的中间代谢产物而生成的。在糖尿病类的病理状态中，由于利用大量脂肪酸，生物体不能利用脂肪酸的代谢产物，而来自肝脏的丙酮出现在血液中，血液中浓度增加的同时，呼出气中的丙酮浓度也增加。在糖尿病，特别是IDDM(胰岛素依赖型糖尿病)的胰岛素治疗后，由于增加利用患者的血糖，减少脂肪酸的氧化。为此，作为血中脂肪酸的代谢产物的酮体浓度减少，呼出气体中丙酮浓度也减少。这对于判定糖尿病的治疗效果是有效的指标，另外，也是糖尿病患者自己控制的指标。进而，对于饥饿、过运动负荷、肥胖时的监测及治疗是有用的。

呼出气体中乙醇及乙醛，在乙醇中毒症(酩酊症)的病例中，对其诊断及观察乙醇代谢过程是极有用的。同样，在先天性乙醛分解酶缺乏症中，测定呼出气体中乙醛浓度，对其诊断也是有效的。

在肝脏病时，由于从氨不能向尿素代谢，所以滞留在血液中，增加了呼出气体中氨排出量。具体地，在肝功能不全、肾功能不全(尿毒症)的病例中，呼出气体中氨显著地增加。

以醋酸、丙酸、丁酸、戊酸为主的VFA(挥发性脂肪酸)是由于肠内微生物对食物发酵作用而产生的，在肝脏病、氨基酸代谢失常等时，肠内微生物群的平衡变化，通常的肠内VFA产生量增加，从呼出气体中排出。

在某种先天性疾病，例如苯基酮酸尿症(将芳香族氨基酸的苯基丙氨酸转化成酪氨酸的苯基丙氨酸4-单氧合酶的遗传缺陷症)及异戊酸血症(亮氨酸代谢过程的异戊酸-COA脱氢酶的遗传缺陷症)患者的呼出气体中，有特有的气味，这是由于在排出的呼出气体中，前者是苯基醋酸；后者是异戊酸的缘故。

由本发明第2种方案求出的复数成分的浓度比，对于测定呼吸商的诊断是有用的。所谓呼吸商是指个体进行吸呼时，二氧化碳呼出量与氧吸收量的比(二氧化碳呼出量/氧吸收量)。二氧化碳呼出量是使用检量线，从呼出气体中的二氧化碳的喇曼光谱强度，求出二氧化碳浓度的相对值，氧吸收量可使用检量线，从其呼出气体中氮气的喇曼光谱强度求出的氮气浓度的相对值乘以氧对于空气中氮气的比率，而求出。因此，可从测定呼出气体中的二氧化碳及氮气的喇曼光谱强度，求出呼吸商，呼吸商，在饥饿状态下，是0.8左右，糖尿病时变低。

图1是表示适用于本发明方法的测定装置概略方框图。

图2是详细地表示图1的方框图的具体装置构成图。

图3是表示氧、氮及水蒸汽的光谱图。

图4是表示丙酮气体的光谱图。

图5是表示丙酮气体2940cm^-1附近的峰强度与浓度相关关系图。

图6是表示乙醛气体的喇曼光谱图。

图7是表示氨气体的喇曼光谱图。

图8是表示异戊间二烯的喇曼光谱图。

图9是表示异丁酸气体的喇曼光谱图。

图10是表示正丁酸气体的喇曼光谱图。

图11是表示异戊酸气体的喇曼光谱图。

图12是表示正戊酸气体的喇曼光谱图。

图13是表示丙酸气体的喇曼光谱图。

图14是表示乙醇气体的喇曼光谱图。

图15是表示二氧化碳气体的喇曼光谱图。

图16是表示适合于定量测定呼出气体中物质的峰位置的图表。

图17A是积分球型池支架的立体图，图17B是该池支架的分解立体图和池立体图。

以下，用实施例更具体地说明本发明，但本发明不受这些限制。

在此，将用以实施本发明测定法的测定装置例子表示在图1及2中。

图1是装置构成方框图，由光源部1、试样部2、测定对象光学调节部3、光学校正调节部4、分光检测部5及数据处理部6组成。

图2是详细地表示图1方框图的具体例子。光源部1具有激发光源7、只透过来自激发光源7的激发波长，其他的光反射的带通滤波器27、将来自激发光源7的光束分割成试样用光束24s及校正用光束24r的半反射镜9和夹着半反射镜9的用以将试样用光束24s集束在试样部2的试样11上的光源集光透镜8及集光透镜10。

作为光源7，例如可使用激光装置。作为激光装置，可使用连续振荡的Ar离子激光、Kr离子激光、He-Ne激光、He-Cd激光、Nd：YAG激光等，或使用脉冲激光等，可从近紫外区域到近红外区域广泛波长范围的激光进行选择利用。作为激光装置以外的光源，也可将发生卤素灯等多波长光的光源与分光器组合使用。

在试样部2上，呼出气体试样11装入池26中，在其呼出气体11上照射试样用光束24s。呼出气体试样一旦收入到例如TEDLAR袋中(duPont公司注册商标)后，就可供给到池26中。池26可以是有底池，也可以是流动的。

测定对象光学调节部3配置有在装入试样池26中的试样11中照射试样用光束24s，从发生的散射光除去与激发光相同波长成分，取出含有荧光及喇曼散射光的测定对象光的滤波单元14，和调节光束，以便将散射光集束到分光器的入口狭缝25的光学系统13，15。在测定对象光学调节部3的出口位置上，设置将来自测定对象光学调节部3的试样用光束24s及从校正光学调节部4射出的校正用光束24r置于同一光路的，作为合波手段的半反射镜16。

测定对象光学调节部3的滤波单元14，希望是将激发光波长含在凹口区域的全息切口滤波器，或是含有激发光波长，由其遮蔽短波长的截止滤波器。

全息切口滤波器，只遮蔽所希望区域的波长，而透过其他区域的波长光。使用在其遮蔽区域(切口区域)含有激发光波长，从测定对象光学调节部3射出的试样用光束24s，只含有测定对象光成分。

全息切口滤波器，例如可从KAISER OPTICAL SYSTE.MS.INC(美国)得到。全息切口滤波器14，具有可完全遮蔽含在切口区域的波长光，透过80％以上切口区域以外的波长区域的光的特性。

校正光学调节部4具有在激发光源部1，将用半反射镜9分割的校正用光束24r的光量衰减的衰减滤波器17及折曲光路的反射镜18。校正用光束24r是校正由于来自光源的激发光强度变动而引起光谱光强度的变动，在不需要这样的校正时，也就不需要光源部1的半反射镜9、作为校正光学调节部4及合波手段的半反射镜16。

校正用光束24r由于只含有来自光源7的激发光，而不经过试样，所以不依存于试样，而忠实地表示来自光源的强度变动。

分光检测部5配置有将来自测定对象光学调节部3的试样用光束24s及从校正光学调节部4射出的修正用光束24r从半反射镜16经过入口狭缝25进入并分光的分光器21，和检测由其分光器21分光的光谱光的检测器20。

分光检测部5，配有多通道光检测器作为检测器20，最好是能同时检测要检测的波长区域的多色计。分光检测部5是多色计时，可同时检测要测定的波长区域，也可同时检测所测定区域的测定对象光光谱及激发光。其结果，对于测定对象光的各波长的检测时间及激发光的检测时间，不产生差异，但测定对象光的各波长检测时间及激发光的检测时间也可以产生差异时，分先检测部5，配备波长扫描型的分光器作为分光器21，配备单通道光检测器作为检测器20，可以依次地检测要测定的波长区域。

数据处理6配备处理演算控制部22及输出装置23，具有以用分光检测部5的检测器20检测的分光光谱中的激发光成分的检测强度作为基准，校正测定对象光强度的功能。

处理运算控制部22，控制各部的动作，将分光检测部5检测出的信号进行光谱解析及多变量解析等处理，以用分光检测部5检测出的分光光谱中的激发光成分的检测强度为基准，进行校正测定对象光的检测强度的数据处理，运算校正光源变动的喇曼散射光谱，由测定对象光强度进行试样的定性及定量。输出装置23是将用处理演算控制部22处理的数据进行输出的打印及显示等。

说明该实施例的动作时，是将来自光源部1的试样用光束24s，照射在试样部2的试样11上。来自试样11的散射光，经过测定对象光学调节部3，除去与激发光相同的波长成分，经过半反射镜16，从入口狭缝25，入射到分光器21中。另一方面，在激发光源部1，用半反射镜9分割的校正用光束24r，可经过校正光学调节部4，调节先量，经过半反射镜16，从入口狭缝25，入射到分光器21中。通过校正用光束24r修正由激光强度变动引起的光谱光强度的变动，检测各成分的喇曼光谱强度。

图2的测定装置，对于入射光，将来自呼出气体试样11的散射光测定方向的角作为Q，在本实施例中，取Q＝90°，但不受其限制，只要是0°≤Q＜360°就可以。

图17A与图17B示出图2中的试样部所用的池支架的最佳实施例。池26是石英制的球形流通池，设置有圆筒形入口26a和出口26b。池架30由相互组合的构件30a和30b构成，配备有：两个圆筒形池保持部分32a、32b；与池保持部分32a、32b连接的积分球部分34；用以经积分球部分34将激发光照射到保持在该池支架上的池26中的入射孔36；用以将由池26内的试样产生的散射光经积分球部分34向外部取出的，向外方向扩开的出射孔38。

射入积分球部分的激发光进行多次反射使散射光增强。

半反射镜9、16是倾斜地设置在光路上的透明玻璃板。为增强透过光强度透明玻璃板是最适合的。此外，反射镜18也可以是透明玻璃。

以上是通过在图2与图17例举出的测定装置，测定呼出气体中成分的一些例子。

图3是表示含在空气中的氧、氮及水(水蒸汽)的光谱图。1561cm^-1附近的峰是来自氧气的峰、2334cm^-1附近的峰是来自氮气的峰，3659cm^-1附近的峰是来自水蒸汽的峰。

图4是表示丙酮气体的光谱图。

图5是研究在图4的光谱中，2940cm^-1附近的峰强度及浓度相关关系的结果。峰值强度用N₂的峰值强度校正。相关系数R是0.984。从其结果表明，在本发明方法中，即使是呼出气体成分是低浓度气体，在峰强度及浓度之间，也可得到直线关系。对于各成分通过预先测定该峰强度(或峰面积)和浓度的相关关系，可将其作为检量线，对各成分进行定量。

从图6～图15中，分别表示乙醛气体、氨气体、异戊间二烯气体、异丁酸气体、正丁酸气体、异戊酸气体、正戊酸气体、丙酸气体、乙醇气体、及二氧化碳气体的各自的喇曼光谱。

Claims (7)

1.呼出气体中成分的光学测定方法，其中包括，对于呼气中要测定的各成分，预先选择该成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长作为该成分的固有波长、

对呼出气体检样照射喇曼激发光，测定对于要测定的各成分的分别预先选择的上述测定波长下的喇曼光谱及、

根据各成分喇曼光谱强度定量分析各成分。

2.按权利要求1的呼出气体中成分的光学测定方法，其中各成分的浓度和喇曼光谱强度间的相关性良好的波长是相关系数R为0.8以上，优选的是0.9以上的波长。

3.按权利要求2的呼出气体中成分的光学测定方法，其中要测定的呼出气体中的成分包括由氧气、氮气、二氧化碳、水蒸汽、丙酮、乙醛、氨、异戊间二烯、异丁酸、正丁酸、异戊酸、正戊酸、丙酸及乙醇组成的群中的成分，用波数表示各成分的测定波长时，

对于氧从1530～1590cm^-1附近选择、

对于氮从2304～2364cm^-1附近选择、

对于二氧化碳从1255～1315cm^-1附近或1335～1415cm^-1附近选择、

对于丙酮从751～811cm^-1附近、1706～1766cm^-1附近、2680～2740cm^-1附近、2830～2967cm^-1附近或2967～3054cm^-1附近选择、

对于乙醛从488～518cm^-1附近、841～901cm^-1附近、895～955cm^-1附近、1084～1144cm^-1附近、1369～1468cm^-1附近、1722～1782cm^-1附近、2666～2786cm^-1附近、2786～2890cm^-1附近或2906～2966cm^-1附近选择。

对于异戊间二烯从494～585cm^-1附近、751～811cm^-1附近、924～1042cm^-1附近、1047～1107cm^-1附近、1273～1343cm^-1附近、1358～1463cm^-1附近、1619～1679cm^-1附近、2715～2775cm^-1附近、2849～2909cm^-1附近、2896～2975cm^-1附近、2975～3059cm^-1附近、3074～3144cm^-1附近或3466～3526cm^-1附近选择、

对于氨从3198～3258cm^-1附近或3315～3375cm^-1附近选择、

对于异丁酸从1254～1314cm^-1附近、1357～1417cm^-1附近或2871～3018cm^-1附近选择、

对于正丁酸从2866～2926cm^-1附近、2951～3011cm^-1附近或3011～3067cm^-1附近选择、

对于异戊酸从2829～2889cm^-1附近、2951～3011cm^-1附近或3011～3067cm^-1附近选择、

对于正戊酸从2945～3005cm^-1附近或3005～3061cm^-1附近选择、

对于丙酸从2875～2935cm^-1附近或2935～2962cm^-1附近选择、

对于乙醇从853～913cm^-1附近、2852～2910cm^-1附近、2910～3008cm^-1附近或3630～3690cm^-1附近选择。

4.按权利要求1的呼出气体中成分的光学测定方法，其中对于各成分，预先作出氮气的喇曼光谱强度比和浓度的检量线，

在测定喇曼光谱时，测定氮气固有的测定波长下的喇曼光谱和、对于要测定各成分的分别预先选择的测定波长下的喇曼光谱，求出对于氮气的喇曼光谱强度各成分的喇曼光谱强度比，使用上述检量线定量分析呼出气体中的各成分。

5.按权利要求1的呼出气体中成分的光学测定方法，其中对于各成分，预先作出对于喇曼光谱强度和浓度的检量线，

在测定喇曼光谱时，测定对于复数成分的分别预先选择的测定波长的喇曼光谱，使用上述检量线求出其复数成分的浓度。

6.按权利要求1的呼出气体中成分的光学测定方法，其中对于池中的呼出气体检样照射喇曼激发光，分光来自呼出气体检样的散射光，使用多通道检测器同时检测出待测定波长区域。

7.按权利要求6的呼出气体中成分的光学测定方法，其中用上述多通道检测器检测喇曼散射光的同时，也检测出激发光成分，以该激发光成分的检测出强度为基准校正喇曼散射光强度。

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