FI112824B - Menetelmä uloshengitetyn kaasun analysoimiseksi - Google Patents

Description

112824

Menetelmä uloshengitetyn kaasun analysoimiseksi - Förfarande för analys av utandad gas

Keksintö liittyy menetelmään uloshengitetyn kaasun sisältämien haihtuvien komponenttien havaitsemiseksi ja mittaamiseksi alhaisen resoluution omaavaa Fourier-muunnettua infrapuna-spektrometriaa (Fourier transformed inffaffed, FT-IR) käyttäen.

Lääkkeet ja alkoholit ovat syynä suurimpaan osaan sairaaloissa hoidettuihin 5 akuutteihin myrkytyksiin. Monissa tapauksissa lääkkeitä ja alkoholia nautitaan yhdessä. Oireet ovat usein epämääräiset, ja myrkytysdiagnoosi perustuu pääasiassa anamneesiin. Nyt tarvitaan nopeita ja luotettavia diagnoosimenetelmiä, koska anamneesi on usein epämääräinen ja epäselvä. Nykyiset laboratoriomenetelmät pystyvät kuitenkin harvoin nopeasti ja tarkasti paljastamaan myrkytyksen syynä 10 olevan aineen ja sen kehossa olevan määrän. On tärkeätä, että välitöntä kallista erikoishoitoa (esim. dialyysi metanolimyrkytyksen tapauksessa) vaativat aineet pystytään mahdollisimman nopeasti havaitsemaan, ja useammin sulkemaan pois.

Ihmisen uloshengitys sisältää joukon komponentteja, jotka voivat antaa arvokasta tietoa aineenvaihduntaprosesseista ja veren sisältämistä aineista, koska vain ohut este 15 erottaa keuhkorakkulat hiussuonissa olevasta verestä. Mikä tahansa haihtuva yhdiste, kuten alkoholit, diffundoituvat rakkulakalvon läpi suuremman höyrynpaineen * omaavalta puolelta matalamman paineen puolelle - verestä ilmaan tai päinvastoin (Phillips 1992).

f : On olemassa joitakin analyyttisiä menetelmiä, joita voidaan käyttää uloshengitetyn il- : 20 man sisältämien komponenttien reaaliaikaista tunnistamista ja kvantifioimista varten.

Humalaisten kuljettajien hengityksen sisältämien etanolikonsentraatioiden mittausta lukuun ottamatta nykyisin käytettävissä olevat menetelmät edellyttävät hengitysnäytteiden ottamista ja konsentroimista ennen analyysiä, ja ne ovat kutakuinkin epäkäytännöllisiä kliinistä käyttöä ajatellen (Phillips 1992). Tällä hetkellä 25 sellaiset mittauslaitteet, jotka parhaiten täyttävät ajatuksen uloshengityksen välittömästä tunnistamisesta ja kvantisoimisesta perustuvat joko 112824 2 infrapunaspektrometriaan (infrared, IR) tai massaspektrometriaan (mass spectrometry, MS).

1980-luvun keskivaiheilta asti IR-menetelmiä on sovellettu hengityksen etanolites-taukseen. Käytetyt mittalaitteet on tehty alkoholia varten paremmin sopiviksi 5 käyttämällä useita optisia IR-suodattimia, tai käyttämällä sähkökemiallisia antureita toisena riippumattomana anturina (Jones et ai. 1996). Infrapuna-spektroskopia on eräs nopeimpia menetelmiä kaasuseosten analysoimiseksi. Kaasuseoksen yhden tai muutaman komponentin kvantitatiivinen infrapuna-analyysi on suhteellisen yksinkertainen tehtävä, jos jokaista komponenttia kohti voidaan löytää erottuva 10 absorptiohuippu. Vaikeuksia syntyy, jos yhdisteille ominaiset huiput limittyvät, tai jos esiintyy tuntemattomia yhdisteitä. Näissä tapauksissa on käytetty paljon työtä vaativia menetelmiä, kuten kaasukromatografiaa. Viime aikoina spektrien limittymisongelmaan on tartuttu soveltamalla kemiallisia mittausmenetelmiä, kuten klassisia pienimmän neliösumman menetelmiä digitoituihin Fourier-muunnettuun IR-15 spektridataan (FT-IR) (Jaakkola et ai. 1997).

US-patentissa 5 313 406 (Kauppinen et ai. 1994) kuvataan toimenpiteitä, joilla analysoidaan useamman komponentin FT-IR -spektrejä tuntemattomilla kaasusekoituksilla. Tässä toimenpiteessä käytetään kuitenkin hyväksi suurta resoluutiota, joka edellyttää kallista, hyvän suorituskyvyn omaavaa laboratoriolaitteistoa, joka ei ole sopivaa sovel-20 lutuksiin, jotka vaativat kohtuulliset kustannukset aiheuttavia laitteita jotka sopivat liikuteltavaan käyttöön.

| Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä uloshengitetyssä ; ’ kaasussa olevien haihtuvien komponenttien ilmaisemiseksi ja mittaamiseksi.

; :': Keksintö tarjoaa menetelmän uloshengitetyssä kaasussa olevien haihtuvien kompo- 25 nenttien ilmaisemiseksi ja mittaamiseksi, jossa - otetaan näytteitä mainittuja haihtuvia komponentteja sisältävästä uloshengitetystä |,' i kaasusta puhaltamalla uloshengitysilma kaasukennon läpi; - kaasukennossa olevan uloshengitysilman läpi johdetaan interferometrin lähettämää v,: infrapunasäteilyä; 30 112824 3 - näytteen lähettämä infrapunasäteily havaitaan, niin että muodostuu signaali, joka on ominainen näytteessä oleville mainituille haihtuville komponenteille; ja - käsitellään mainittua signaalia ja puhtaiden molekyylikaasujen referenssikirjaston spektrien erillisten komponenttien joukkoa mainittua kaasua uloshengittävän henkilön 5 veressä olevien haihtuvien komponenttien määrän havaitsemiseksi ja laskemiseksi, jolloin alhaisen resoluution omaavan FT-IR -spektrometrin käyttäminen sisältyy mainittuun havaitsemiseen ja käsittelyyn.

Keksintö tarjoaa erityisesti menetelmän, joka käyttää hyväksi alhaisen resoluution FT-IR: ää infrapuna-alueen keskivaiheilla sekä referenssikiijastoja, jotka käsittävät 10 kaasuja, joita voisi sisältyä uloshengityksen koostumukseen, ja näin ollen mainittu menetelmä myös tarjoaa menetelmän, jota voidaan soveltaa uloshengitettyyn kaasuun sisältyvien haihtuvien komponenttien havaitsemiseen ja mittaamiseen käyttäen kohtuuhintaista laitetta, joka soveltuu liikuteltavaan käyttöön.

Piirustusten lyhyt selitys: 15 kuva 1 esittää veteen sekoitetun metanolin ja etanolin spektrin; kuva 2 esittää veteen sekoitetun metanolin ja etanolin portaittaisen analyysin; kuva 3 esittää etanolin konsentraation hengityksessä juomisesta kuluneen ajan funktio-] * na; ; ' · · kuva 4 esittää tyypillisen uloshengitysprofiilin juomisen jälkeen; ja . 20 kuva 5 esittää puhaltami s vastuksen vaikutuksen mitattuun uloshengityksen etanoli- : ‘: ‘: konsentraatioon.

...,: Menetelmän edullinen suoritusmuoto käsittää kannettavan GASMET®-analysaattorin, •"; joka voidaan viedä potilaan luo ja käyttää potilaan uloshengittämän kaasun analysoi- .miseen. Jos potilas on tajuissaan, hän voi aktiivisesti uloshengittää laitteiston näyt-25 teenottolaitteeseen, ja ellei hän sitä ole, voidaan käyttää vakiomenetelmiä (esim.

, ; intubointi) näytteen saamiseksi tiedottoman potilaan uloshengityskaasusta.

112824 4

Uloshengityskaasusta otettu näyte johdetaan mittauskammion läpi ja mittausajan ollessa 20 s - 1 minuutti saadaan infrapuna-alueen keskiosassa (mid infra-red, MIR) oleva IR-spektri, aaltolukualueella 4000 cnr 1 ... 900 cm'l. Analysaattori vertaa saatua summaspektriä kirjastossaan olevien tunnettujen näytteiden spektreihin. Jos 5 saadaan hyvä yhteensopivuus, voidaan selittää 95 % tai enemmän spektristä. Mitä täydellisempi kirjasto sitä parempi on hyvän yhteensopivuuden mahdollisuus. Hyvä kirjasto sisältää useita spektrejä samasta aineesta sen eri konsentraatioilla Beerin laista huolimatta, jotta varmistettaisiin optimaalinen yhteensopivuus sellaisissa tapauksissa, joissa Beerin laki ei tarkasti päde. Kirjaston näytteet on kyllästetty vedellä, jotta ne 10 olisivat vertailukelpoiset uloshengityskaasuihin, jotka myös ovat vedellä kyllästettyjä. Hyvä yhteensopivuus mahdollistaa kvantitatiivisen, tarkan ja luotettavan tuloksen.

Alhainen resoluutio, enintään 4 cm'l, edullisesti 4 cm_l ... 16 cm_l, ja pidempi mit-tausaika, jopa 1 minuutti, parantaa yleensä tuloksia. Kun vesihöyrypitoisuus on suuri, alhainen resoluutio parantaa tuloksia. On erityisen edullista, ettei tarvita korkeata reso-15 luutiota, jolloin voidaan käyttää FT-IR -analysaattoria, joka on kevyt ja siten kannettava. Tämä on edellytyksenä monelle tärkeälle sovellutukselle, kuten nopea liikkuva käyttö myrkytyspotilaita varten.

Määritelmiä ja edullisia suoritusmuotoja

Uloshengityskaasussa oleviin haihtuviin komponentteihin voi sisältyä orgaanisia liuot-20 timia, esimerkiksi metanolia, etanolia, isopropanolia, asetonia, tolueenia, erilaisia •, maalikomponentteja, sekä metaania, butaania, ketoneita ja ammoniakkia. Näitä . :·. yhdisteitä voi esiintyä hengityksessä, kun niitä on nautittu ja/tai hengitetty joko : ;': tahallisesti tai tahattomasti, tai johtuen patologisesta sairaudesta (esim. asetonia diabetespotilaan hengityksessä).

, * *. 25 Ilmaistavat ja käsiteltävät yhdisteet voivat vaihtoehtoisesti sisältää aineita, joita tarkoi- ’ _: tuksella annetaan eri tarkoituksiin, esimerkiksi ureaa voidaan antaa ja analysoida esim.

" : munuaisten toiminnan testaamiseksi; nukutuslääkkeitä voidaan analysoida menetel- ‘ : mällä sisään- ja/tai uloshengitetyistä kaasuista kun tarkoituksena on valvoa potilaan . 112824 5 nukutusta; ja hiili-isotooppia 13c sisältäviä testiyhdisteitä voidaan antaa, jotta voitaisiin tutkia miten se aineenvaihdunnassa muuttuu 13c02:ksi, joka voidaan analysoida uloshengitetystä kaasusta, koska FT-IR:llä se voidaan erottaa '^cCtyiSta.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin seuraavan tutkimuksen avulla, joka suunni-5 teltiin alhaisen resoluution FT-IR -analysaattorin hyödyllisyyden arvioimiseksi, kun siinä käytetään alunperin teollisuustarkoituksiin kehitettyä monikomponentti-analyysi-ohjelmistoa analysoitaessa uloshengitettyä kaasua, kun se erityisesti koski etanolia ja metanolia.

Tutkimuksen yhteenveto 10 Tutkimus suunniteltiin alhaisen resoluution FT-IR -analysaattorin hyödyllisyyden arvioimiseksi, kun siinä käytetään alunperin teollisuustarkoituksiin kehitettyä moni-komponentti-analyysiohjelmistoa analysoitaessa uloshengitettyä ilmaa, kun erityisenä kohteena olivat etanoli ja metanoli.

Myrkytyksen syynä olevien teollisuusliuotiimien havaitsemiseksi ja pois sulkemiseksi 15 tarvitaan nopeita ja luotettavia diagnoosimenetelmiä. Ihmisen hengityksen analyysi paljastaa minkä tahansa haihtuvan aineen esiintymisen.

Kannettava monikomponenttinen hoitopaikkakohtainen FT-IR -analysaattori kehitettiin uloshengitystä varten. Analysaattori osoittautui laboratoriokokeissa täsmälliseksi ja tarkaksi mitattaessa samanaikaisesti metanolia ja etanolia vedessä. _ 20 Hengityksen normaalin sisällön lisäksi, analysoitiin samanaikaisesti etanoli ihmisillä ; . tehdyissä kokeissa, ja tulokset korreloivat hyvin verinäytteiden kanssa.

FR-IT -menetelmässä kalibrointi voidaan johtaa analyytin fysikaalisista ominaisuuksista. Mitattu spektri voidaan myös tallentaa ja analysoida myöhemmin. Hengityksen , ·. analyysi FT-IR: 11 ä on nopea j a helppo, eikä näytettä tarvitse valmistella.

25 Kokeellinen osa •' ; Laite , » 112824 6 FT-IR -spektrometri (Gasmet™, Temet Instruments Oy, Helsinki) varustettiin moni-komponentti-analyysiohjelimistöllä (Calcmet™, Temet Instruments Oy, Helsinki) ja muokatulla Genzel-interferometrilla (GICCOR™, Temet Instruments Oy, Helsinki). Ikkunoiden ja säteenjakajan substraatin materiaalina oli BaF2· Jatkuvan virtauksen 5 White-tyyppisen useamman läpivirtauksen kaasukennon tilavuus oli 200 ml ja absorptiopolun pituus oli 2,0 m. Tässä tutkimuksessa kaasukennon lämpötilaksi asetettiin 50 °C. Kaasukennon peilit olivat kultapinnoitetut. IR-säteilyn lähteenä oli piikarbidi. Peltier-jäähdytettyä MCT-detektoria käytettiin aaltolukualueella 4000 cmfl ... 900 cm- i. Kaikki spektrit mitattiin resoluution ollessa 8 cm~l ja 10 pyyhkäisynopeuden 10 pyyhkäisyä/s.

Kvantifiointi tehtiin automaattisesti käyttäen muunnettua klassista pienimmän neliösumman sovitusalgoritmia (classical least squares fitting algorithm, CLS), jossa käytetään maksimimäärää ennalta laskettua tietoa, jotta analyysistä tulisi yksinkertainen ja nopea (Jaakkola et ai. 1997). Analyysi perustuu Beerin lakiin, jossa oletetaan että kaa-15 sufaasin komponenttien absorbanssit ovat suoraan verrannolliset niiden konsentraa-tioihin. Monikomponentti-analyysialgoritmi sovittaa mitattua, tuntematonta spektriä, käyttäen referenssikirjaston spektrien erillisten komponenttien joukkoa. Tuntemattoman spektrin perusviiva muodostetaan matemaattisesti, niin että otetaan huomioon perusviivan vaihtelut. Analyysin luotettavuutta voidaan luonnehtia tuloksena olevasta ' t * 20 jäännösspektiistä, jonka ihannetapauksessa tulisi olla satunnaiskohinaa (Saarinen ja Kauppinen 1991).

. * FT-IR -spektrometri kalibroitiin etanolilla (AaS, Oy Alko Ab, Helsinki), metanolilla (>99,8 %, Merck, Darmstadt, Saksa), C02:lla (>99,9 %, AGA, Helsinki), asetonilla (>99,8 %, Merck, Darmstadt, Saksa), ja H20:lla. Referenssispektrit tehtiin ruiskutta-; 25 maila etanolia, metanolia, asetonia tai vettä lämmitettyyn sekoituskammioon, jossa . neste haihtui ja sekoittuu viilaavaan typpikaasuun (>99,5 %, AGA, Helsinki). Ruisku- : tusmäärän säätämiseen käytettiin GC-ruiskuja (Hamilton 1700-series™, Hamilton • Company, Reno, NV, USA) ja askelmoottoria (Cole-Parmer Instrument Company, : Vernon Hills, IL, USA). Typen virtausmäärä mitattiin massavirtaussäätäjällä Tylan 112824 7 FC260 (Tylan General GMBH, Munchen, Saksa). Erilaisia referenssikaasuliuoksia muodostettiin säätämällä nestenäytteiden ruiskutusmäärää. Referenssiliuoksen maksimivirheen valmistuksessa laskettiin olevan alkoholeilla ±2,5 %, perustuen virtausmäärän virheisiin ja ruiskutusmäärän virheisiin. Laimennetut CO 2-5 referenssiseokset muodostettiin sekoittamalla N2 ja CO2. Referenssispektrit tallennettiin konsentraatioiden vaihdellessa välillä 20 - 2000 ppm etanolilla ja metanolilla, välillä 2,6 % - 8,6 % C02'.lla.

Analyysiä varten käytetyt spektrin alueet olivat 910 - 1300 cm-*, 2000 - 2100 cm-1 ja 2500 - 3450 cm'*. Alkoholeilla on voimakkaat C-0 venytysspektrikaistat välillä 1000 10 - 1100 cm'* ja voimakkaat C-H venytysspektrikaistat välillä 2800 - 3000 cm-*.

Ohjelmisto pystyy automaattisesti jättämään huomiotta absorbanssihuiput käyttäjän määrittelemän rajan yläpuolella, tässä tapauksessa 0,8 absorbanssiyksikköä (A.U.). Mitään sellaisia huippuja ei kuitenkaan havaittu analyysialueella mitattaessa kliinisesti olennaisia konsentraatioita. Spektrialueet 1300 - 2000 cm-', 2100 - 2500 cm'* ja 3450 15 - 4000 cm-* jätettiin pois analyysistä johtuen veden ja C02:n voimakkaasta absorbanssista näillä alueilla. Hengityskokeissa CO2 mitattiin käyttäen spektrialuetta 2000 - 2100 cm-*. Vesi ja asetoni otettiin myös mukaan analyysiin.

Suunnitelma Tämä tutkimus käsitti laboratoriomittauksia ja kolme koetta ihmisillä: ; * 20 Laboratoriomittaukset ': Havaitsemisrajat (detection limits, DL) määriteltiin käyttäen yhtälöä DL = X + 3d, ; : jossa X on mitattujen konsentraatioiden keskiarvo analyytin nollatasolla (30 mittausta), ja d on nollakokeiden mittaustulosten keskihajonta (Instructions for measurements of gaseous emissions, VDI2449).

: 25 Haihtuvat etanoli- ja metanolisekoitukset veteen tehtiin antamalla typpikaasun kuplia ; vastaavan nestesekoituksen läpi. Etanoli- ja metanolisekoitusten mittauksen tarkoituk- . , : sena oli testata mittauslaitteen soveltuvuus useamman kuin yhden alkoholin määrittä- 112824 8 miseksi kaasuseoksesta, joka sisältää suuren määrän vesihöyryä, kuten ihmisen ulos-hengitys. Mittaukset suoritettiin erityisesti suurella etanoli:metanoli-suhteella, jotta voitaisiin tutkia pystyykö mittauslaite määrittämään alhaisen metanolikonsentraation suuren etanolimäärän läsnä ollessa.

5 Mitattujen kaasufaasissa olevien alkoholikonsentraatioiden ja nesteessä olevien alko-holikonsentraatioiden välinen lineaarisuus tarkistettiin, ja vesi-ilma jakaantumiskertoimet (lwa) määritettiin käyttämällä yhtälöä lwa = cRT/p, jossa c = nesteen konsentraatio (mol/dm^), R = kaasuvakio (0,08206 dm^atm/molK), T = lämpötila (K), ja p = kaasufaasin osapaine (atm). Kaikki mittaukset tehtiin 10 huoneenlämpötilassa (21 ±1,0 °C) ja vallitsevassa paineessa. Mittausaika oli 1 minuutti, ja jokainen sekoitus mitattiin 10 kertaa. Alkoholin konsentraatio nesteessä, jonka läpi kaasu kupli, vaihteli välillä 0 - 31 painoprosenttia vastaten höyrykonsentraation aluetta 0 - 3000 ppm tai 0 - 4000 ppm (etanoli ja vastaavasti metanoli).

15 Kokeet ihmisillä

Tehtiin kolme eri koetta. Ensimmäisessä kokeessa keskityttiin hengityskokeen toistettavuuteen, ja toisessa tarkkuuden määrittämiseen. Kolmas tehtiin, jotta voitaisiin määrittää näytteen virtausvastuksen vaikutus analyysituloksiin. Näihin kokeisiin osallistui yhteensä kahdeksan tervettä vapaaehtoista miestä. Jokainen heistä antoi tietoisen hy-20 väksymisensä.

: Toimenpiteen aluksi jokainen mies nautti lasketun annoksen etanolia veren etanoli- ' konsentraation saavuttamiseksi, joka oli noin 1 g/1. Hengitysnäytteitä otettiin ja analysoitiin samalla tavalla kaikissa kokeissa. Välittömästi yhden syvän sisäänhengityksen jälkeen keuhkojen koko vitaalikapasiteetti puhallettiin kosteus- ja ’’’ 25 bakteerisuodattimen (Pall BB22-15, Pall Biomedical Products Co, New York, USA) kautta 200 ml:n kaasukennon läpi. Etanoli- ja C02-konsentraatiot mitattiin 2 s:n välein (pyyhkimisaika 1 s) uloshengityksen aikana uloshengitetyn etanolin ja ; ; profiilien määrittämiseksi. Viimeiset 200 ml uloshengitettyä ilmaa jäi loukkuun 112824 9 kaasukennoon tarkkaa analyysiä varten (2 tai 3 mittausta, kullekin pyyhkimisaika 1 minuutti).

Hengityskokeen toistettavuuden testaamiseksi toisessa kokeessa suoritettiin viisi peräkkäistä mittausta veren viidellä eri etanolitasolla. Tehtiin myös virtauksen ja paineen 5 online-mittauksia. Käytettiin anestesiamonitoria Datex AS/3™ (Datex-Engström, Helsinki), jossa oli sivuvirrassa hengitystilavuusmittariyksikkö (Meriläinen et ai. 1993). Tähän kokeeseen osallistui yksi koehenkilö.

Hengityskokeen tarkkuuden testaamiseksi otettiin näytteitä hengityksestä ja laskimo-verestä kolmessa pisteessä: 10 1) veren etanolikonsentraatio (blood ethanol concentration, BEC) kasvaa (absorptiovaihe), 2) BEC korkeimmillaan (tasaantumisvaihe), ja 3) BEC laskee (vaihe absorption jälkeen).

Jokaisessa pisteessä otettiin verinäyte ja kolme hengitysnäytettä. Verinäytteet määri-15 tettiin kaasukromatografisella head-space -menetelmällä. Tähän kokeeseen osallistui kuusi koehenkilöä.

Tutkimuksen aikana kaasukennoa kehitettiin edelleen. Kaasukennoon tehtiin suuremmat liitännät näytteen virtausvastuksen pienentämiseksi. Kolmas koe tehtiin jotta voitaisiin mitata näytteen virtausvastuksen vaikutus analyysin tuloksiin. Aikaansaatiin . 20 neljä erilaista vastustasoa sulkemalla ulosmenoaukkoa siten, että tuloksena olevat kes- : kimääräiset paineet vaihtelivat välillä 1,3 kPa (kokonaan auki) ja 4,1 kPa (vastaten : aukkoa aiemmassa versiossa). Mittaukset aloitettiin välittömästi etanolin nauttimisen jälkeen, ja ne kestivät absorption jälkeisen vaiheen loppuvaiheisiin saakka. Tähän kokeeseen osallistui yksi koehenkilö.

: 25 Tulokset

Laboratoriomittaukset 112824 10

Etanolikonsentraation (EC) tai metanolikonsentraation (MC) ja vastaavien suurimpien absorbanssien välinen korrelaatio laskettiin referenssispektreistä arvolla 1049 cm'1 etanolille (EA) tai vastaavasti 1057 cm-1 metanolille (MA). Mitattiin yhdeksän erilaista konsentraatiota etanolilla ja kahdeksan metanolilla. Korrelaatio oli käytännöllisesti 5 katsoen lineaarinen, myös suurilla konsentraatioilla: EA = 3,53 x 10'4 x EC - 8,30 x 10'4, r2 = 0,9990; MA = 4,12 x ΙΟ'4 x MC + 6,37 x 10'3, r2 = 0,9993.

Kuplimistestin tulokset esitetään taulukoissa 1-3. Havaitsemisrajat olivat etanolille 0,9 ppm ja 1,2 ppm, sekä metanolille 0,9 ppm ja 1,3 ppm, ^-matriisissa ja 10 vastaavasti N2 + 3,0% vesimatriisissa. Kuplineessa alkoholi-vesiliuoksessa olevien etanoli- (LiqEC) tai metanoli- (LiqMC) konsentraatioiden (painoprosenttia) ja vastaavien höyry- (VapEC tai VapMC, ppm) konsentraatioiden välinen lineaarisuus oli erinomainen:

VapEC = 92,43 x LiqEC, r2 = 0,9998; 15 VapMC = 128,06 x LiqMC r2 = 1,0000.

3,7 painoprosentin etanolilisäys metanoli-vesiliuokseen ei vaikuta metanolianalyysiin: i VapMC = 126,26 x LiqMC r2 = 1,0000.

; ; Kuplimistestissä mitattu tyypillinen spektri on esitetty kuvissa 1 ja 2. Kuva 1 esittää ' ; veteen sekoitetun metanolin ja etanolin spektrin lämpötilassa 21 ±1 °C, kun etanolia . ‘ 20 oli nestefaasissa 3,17 painoprosenttia ja kaasufaasissa 310 ppm, ja vastaavasti metanolia oli nestefaasissa 0,159 painoprosenttia ja kaasufaasissa 22,4 ppm. Analyysialueet olivat 910 - 1300 cm'1, 2000 - 2100 cm-1 ja 2500 - 3450 cm-1. Kuva 2 esittää portaittaisen analyysin etanolin ja metanolin sekoituksesta vedessä. Spektrit on laajennettu, ja absorbanssiasteikot muutettu, niin että se esittää alueen 910 - 1300 25 cm-1 kuvan 1 spektristä. Kuva 2a esittää spektrin ennen analyysiä, kuva 2b esittää epätyydyttävän jäännösspektrin analyysin jälkeen (analyysiin sisältyvät . 112824 11 referenssispektrit: etanoli ja vesi), ja kuva 2c esittää jäännösspektrin, joka on muuttunut puhtaaksi kohinaksi kun metanoli lisättiin analyysikomponenttien kirjastoon. Keskimääräiseksi [±keskihajonta] vesi-ilma-jakaantumiskertoimeksi laskettiin 5817 [217] metanolille ja 5576 [97] etanolille, lämpötilassa 21 ±1,0 °C ja 5 paineessa 1 atm.

Taulukko 1. Kuplimistestin tulokset: mitatut metanolin konsentraatiot kaasufaasissa ja vastaava metanolin konsentraatio vedessä.

Sekoitus Metanolin konsentraatio nesteessä Metanolin konsentraatio (painopros.) kaasufaasissa (ppm) Ϊ ' ÖTTÖI 13±0,2 2 0,203 26,9±0,1 3 0,301 41,6+0,3 4 0,501 61±1 5 1,59 204±2 6 3,17 402+2 7 6,34 805±4 8 9,51 1207±5 9 15,9 2031±14 10 31,7 4067±28

: Tulokset muodostettiin 10 spektrin keskiarvona, jotka mitattiin lämpötilassa 21 ± 1 °C

’ ja paineessa 1 atm. Analyysialue oli 910 - 1300 cm'l, 2000 - 2100 cmfl ja 2500 - 10 3450 cm-1. Tulokset on ilmoitettu muodossa keskiarvo ± keskihajonta.

; : Taulukko 2. Kuplimistestin tulokset: mitatut etanolin konsentraatiot kaasufaasissa ja ,..: vastaava etanolin konsentraatio vedessä. 1 ·, Sekoitus Etanolin konsentraatio nesteessä Etanolin konsentraatio (painopros.) kaasufaasissa (ppm) 112824 12 1 0,202 19,2±0,1 2 0,5 45,710,3 3 1 9411 4 1,58 14812 5 3,16 30514 6 6,33 58714 7 9,49 90716 8 15,8 1466111 9 31,6 290714

Tulokset muodostettiin 10 spektrin keskiarvona, jotka mitattiin lämpötilassa 21 11 °C ja paineessa 1 atm. Analyysialue oli 910 - 1300 cm'l, 2000 - 2100 cm_l ja 2500 -3450 cm"l. Tulokset on ilmoitettu muodossa keskiarvo 1 keskihajonta.

Taulukko 3. Kuplimistestin tulokset: mitatut metanolin ja etanolin konsentraatiot kaa-5 sufaasissa ja vastaava metanolin konsentraatio veden ja 3,17 painoprosenttisen etanolin sekoituksessa.

Sekoitus Metanolin Metanolin Etanolin konsentraatio nestees- konsentraatio konsentraatio sä (painopros.) kaasufaasissa (ppm) kaasufaasissa (ppm) 1 07l 02 14,210,4 295+2 : : 2 0,159 22,210,4 314+4 3 0,222 30,2+0,5 298+3 • ' : 4 0,317 43,410,4 30412 5 0,95 120+2 296+4 6 1,59 20113 303+5 7 3,18 40212 30012 8 6,36 80617 29313 ·;·.; 9 15,9 200613 28911 112824 13

Tulokset muodostettiin 10 spektrin keskiarvona, jotka mitattiin lämpötilassa 21 ±1 °C ja paineessa 1 atm. Analyysialue oli 910 - 1300 cm'l, 2000 - 2100 cm-l ja 2500 -3450 cm_l. Tulokset on ilmoitettu muodossa keskiarvo ± keskihajonta.

Kokeet ihmisillä 5 Hengityskokeen toistettavuutta ei pystytty määrittämään, etanolin jatkuvasta poistumisesta johtuen. Jokainen viiden mittauksen sarja kesti 18-20 minuuttia, ja jokaisessa viiden mittauksen sarjassa esiintyi etanolikonsentraation taipumus laskea, kuten kuvassa 3 on esitetty, jossa esitetään etanolin konsentraatio hengityksessä ajan funktiona juomisen jälkeen (yksi koehenkilö, viisi viiden peräkkäisen mittauksen sarjaa).

10 Hengityskokeen tarkkuus oli tyydyttävä. Jokaisen kolmen aikaskaalalla olevan mittauspisteen osalta uloshengityksestä mitatut etanolin konsentraatiot (BrEC) korreloivat hyvin veren konsentraatioihin (BEC): absorption jälkeisessä vaiheessa

BrEC = 203 xBEC r2 = 0,81

Veri:hengitys -suhde vaihteli välillä 1616 - 2466 lämpötilassa 34 °C (absorptiovai-15 heesta absorption jälkeiseen vaiheeseen).

’ Aikaisemman version potilasanalysaattorin liitäntä ei ollut tyydyttävä. Puhaltaminen kaasukennoon aiheutti yli 3 kPa:n paineen (huippupaine yli 4 kPa), kun taas virtaus useimmin jäi pienemmäksi kuin 15 1/min. Keskimääräinen uloshengitetty tilavuus oli v . 4 1, ja keskimääräinen puhallusaika oli 20 s. Tyypillinen uloshengitysprofiili on .20 esitetty kuvassa 4, jossa ympyrät ja neliöt esittävät Gasmet™ -tulokset (10 pyyhkäisyä/analyysi; virtaus, kumulatiivinen tilavuus ja CC>2, mitattuna 40 ms välein ' ': Datex-Engström AS/3™:llä).

.. * Puhaltaminen kaasukennoon, jossa oli suuremmat liitännät oli paljon helpompaa kuin : : edellisellä versiolla. Näytevirta oli jopa suurempi kuin 100 1/min, ja paine pysyi enim- 25 mäkseen alle 1,5 kPa. Mitattu uloshengitetyn etanolin konsentraatio ei muuttunut : ',: vaikka puhaltamisvastus muuttui. Kuva 5 esittää puhaltamisvastuksen vaikutuksen mi- * 112824 14 tattuun uloshengityksen etanolikonsentraatioon. Tässä esimerkissä etanolia (51 g) annettiin miehelle (80 kg), ja käytettiin neljää erilaista mittauskennon aukkoa puhaltami s vastuksen muuttamiseksi. Ulostulospaineet olivat 1,3 kPa (neliö), 2,3 kPa (kolmio), 3,6 kPa (vinosuunnikas) ja 4,1 kPa (ympyrä). C02m konsentraatio kuitenkin 5 kas voi 3,1 %:sta 4,2 %:iin, koska kasvava vastus aiheutti pidemmän puhallusajan (3,4 s ja vastaavasti 8,3 s).

Tarkastelu

Alhaisen resoluution FT-IR -spektrometria osoittautui täsmälliseksi ja tarkaksi mitattaessa ihmisen hengityksen sisältämää etanolia. Laboratoriomittaukset tukevat 10 oletusta, että metanoli ja myös metanoli-etanoli-yhdistemät voidaan luotettavasti analysoida alueella 0,1 - 31,0 painoprosenttia. Puhaltaminen kaasukennoon, jossa oli suuret kennoliitännät, oli tarkoituksenmukaista.

Kvantitatiivinen analyysi alhaisella resoluutiolla. Suurimmat varjopuolet alhaisen resoluution spektrien käyttämisestä kaasufaasin analyysiin ovat spektrien voimakas li-15 mittyminen ja absorbanssien epälineaarisuus konsentraation funktiona. Alhaisella resoluutiolla on kuitenkin monia etuja korkeaan resoluutioon verrattuna. Ilmeisimpiä etuja ovat mittauslaitteen yksinkertaisempi rakenne ja lyhyemmät mittausajat tai suurempi signaali-kohinasuhde (Jaakkola et ai. 1997).

; Kvantitatiivista analyysiä varten spektrin tärkein ominaisuus on signaali-kohinasuhde ; 20 (signal to noise ratio, SNR). Analyysitulosten virherajat muunnettua klassista : pienimmän neliösumman sovitusalgoritmia (CLS) käyttäen ovat suoraan verrannolliset spektrin perusviivan kohinaan ja spektri-resoluution neliöjuureen. Näin ollen spektrin SNR:llä on voimakkaampi vaikutus kvantitatiivisten analyysitulosten epävarmuuteen kuin mittauslaitteen resoluutiolla. Resoluutio ja SNR riippuvat 25 toisistaan: resoluution kasvattaminen lisää myös kohinaa, jos olosuhteet mittauslaitteella ovat samat. Tulosten optimoimiseksi SNR on maksimoitava ; alentamalla resoluutiota (Jaakkola et ai. 1997).

112824 15

Ellei absorbanssin epälineaarista käyttäytymistä konsentraation funktiona korjata, se voi aiheuttaa merkittäviä kvantitatiivisia virheitä, koska CLS-algoritmi olettaa lineaarisen suhteen absorbanssin ja konsentraation välillä. Epälineaarisuuden määrä vaihte-lee riippuen absorptiokaistan luonnollisesta viivaleveydestä ja spektrometrin resoluu-5 tiosta. Korjaus voidaan tehdä määrittämällä epälineaarisuuskerroin referenssispektrien avulla eri konsentraatioilla (Bak ja Larsen 1995). Epälineaarisuuden vaikutus voidaan myös minimoida mittaamalla riittävä määrä referenssispektrejä epälineaarisen konsentraation alueella.

Epälineaarisuus voi olla eduksi kasvatettaessa kvantitatiivisen analyysin dynaamista 10 aluetta: Voidaan mitata suuria konsentraatioita alhaisen resoluution mittalaitteella, koska alhaisella resoluutiolla mitatut absorbanssit ovat pienemmät kuin suurella resoluutiolla. Tämä on merkittävät etu tapauksessa, jossa alhaisen konsentraation komponentti on mitattava voimakkaasti absorboivien komponenttien läsnä ollessa suurella spektrien limityksellä (Saarinen ja Kauppinen 1991).

15 Lisäksi alhaisen resoluution tapauksessa molekyylin mitattu viivamuoto määritetään spektrometrin mittauslaitetoiminnalla, joten paineen laajentavat vaikutukset heikkenevät (Saarinen ja Kauppinen 1991).

Havaitsemisrajat, lineaarisuus ja toistettavuus , Tutkitun laitteen herkkyys ylittää kliiniset tarpeet. Vakavan etanoli- ja/tai metanoli- : : 20 myrkytyksen tapauksessa hengityksen alkoholikonsentraatio vaihtelee laajalla alueella : (kymmenistä moneen tuhanteen ppm:ään), ollen kuitenkin enemmän kuin kymmenen kertaa suurempia kuin alkoholien havaitsemisrajat (1,2 ppm etanolille ja 1,3 ppm me-tanolille 3,0 %:n vesimatriisissa mittausajan ollessa 1 minuutti). Samalla tavalla tarkkuus on laboratoriomittausten mukaan erinomainen. Kliininen toistettavuuskoe 25 osoitti eräitä poikkeuksia peräkkäisissä mittauksissa, joka pääasiassa johtui koehenkilön etanolikonsentraation alenemisesta mittaussaijan kuluessa. Yksittäisiä 112824 16 mittauksia ei voitu tehdä tiheämmin, koska oli tehtävä kaksi yhden minuutin analyysiä ja kaasukennon tyhjentäminen vie myös oman aikansa.

Ideaalisille laimennetuille liuoksille Henryn laki ennustaa lineaarisen riippuvuuden liuotetun aineen osahöyrynpaineen ja sen vesifaasin konsentraation välillä. Liuotetun 5 aineen höyrynpaine riippuu voimakkaasti lämpötilasta ja heikosti paineesta. Kirjallisuudesta saadut arvot Henryn lain vakioille vesi-ilma-jakaantumiskertoimien osalta laskettiin arvoiksi 5260 tai 5334 metanolille ja 3890 tai 4918 etanolille lämpötilassa 25 °C ja paineessa 1 atm (Hine ja Mookerjee 1975, Davidovits et ai. 1995). Nämä tulokset ovat sopusoinnussa tuloksistamme laskettujen vesi-ilma-10 jakaantumiskertoimien kanssa (5817 metanolille ja 5576 etanolille, 21,0 °C ja 1 atm).

Samanaikaisesti voidaan ladata jopa 20 erilaista referenssispektriä, ja yhtä monta erilaista ainetta voidaan havaita ja mitata samanaikaisesti (Hakuli et ai. 1995). Myös tuntemattomat tai odottamattomat aineet on huomioitava. Eräällä koehenkilöllämme oli poikkeuksellinen määrä metaania hengityksessään, ja tämä havaittiin automaattisella 15 analyysiprotokollalla epätyydyttäväksi jäännösspektriksi. Tarkempi tutkimus paljasti tyypillisen metaanin rakenteen jäännösspektrissä. Kun metaanireferenssi lisättiin kirjastoon, jäännösspektri muuttui pelkäksi kohinaksi.

Veri-hengitys -tasapaino : Oikeuslääketieteellisiä tarkoituksia varten käytetään veri:hengitys -suhdetta 2100:1, : 20 jolla muunnetaan hengityksen etanolianalyysi vastaavaksi veren ‘ ' alkoholikonsentraatioksi. Sen sijaan että veri:hengitys -suhde määritettäisiin elävästä kudoksesta keuhkorakkula-hiussuoni-kalvolla, tämä suhde johdetaan veren alkoholin . . ja hengityksen alkoholin konsentraatioiden samanaikaisesta mittauksesta (Jones 1978). Mittasimme (lämpötilassa 34 °C) veri:hengitys -suhteeksi 1616 [276], 2216 , . 25 [304] ja 2466 [216] (keskiarvo [keskihajonta]) ajankohtina 15 [8 - 12], 54 [47 - 67] ja . ’ ; 155 [93 - 211] (keskiarvo [alue]) minuuttia etanolipillerin nauttimisen jälkeen.

• Tulokset ovat yhtäpitäviä aikaisempien tutkimusten kanssa ja osoittavat suurempia ja 112824 17 paremmin vakiona pysyviä arvoja absorboimisen jälkeisessä vaiheessa. Absorboimisen jälkeisen vaiheen itseisarvo on yhtäpitävä kiijallisuudesta saatavan arvon 1200 - 2500 kanssa (Baselt 1989). Yhden koehenkilön veri:hengitys -suhde pysyi huomattavan alhaisena myös absorboimisen jälkeisessä vaiheessa. Tämä 5 voitaisiin selittää viivästyneellä etanolin absorboitumisella (Simpson 1989). Jos tämän koehenkilön mittaukset olisi jätetty huomioimatta, mitatut hengityksen etanolikonsentraatiot (BrEC) olisivat korreloineet erinomaisesti veren etanolikonsent-raatioiden (BEC) kanssa (BrEC = 199 x BEC, r^ = 0,95) absorboitumisen jälkeisessä vaiheessa.

10 Jotta saataisiin hyvä arvio veren alkoholikonsentraatiosta on toisaalta pidetty välttämättömänä ja riittävänä näytettä uloshengityksen lopusta tai keuhkorakkulasta. Tässäkin kokeessa kerättiin keuhkorakkulanäytteitä. Uloshengityksessä muodostuvia hengityksen alkoholiproAileja on tarkasteltu viime aikoina, ja jopa eräitä matemaattisia malleja on kehitetty (Lubkin et ai. 1996, Gullberg 1990 ja 1992) parempien verirhengitys -15 alkoholikorrelaatioiden saamiseksi. On tutkittu, että keuhkorakkulakalvon lisäksi hengityselimen limakalvo osallistuu merkittävästi erittäin vesiliukoisten aineiden, kuten alkoholien, muuttamiseen (Hlastala et ai. 1988 ja George et ai.). Tämä tekee uloshengityksen alkoholiprofiilien ymmärtämisen vaikeammaksi kuin hiilidioksidin osalta, jolla tasapaino syntyy ainoastaan keuhkorakkuloissa (Lubkin et ai. 1996). 20 Tasaantumistilan saavuttava hiilidioksidi on kuitenkin hyvä merkki tyydyttävästä näytteestä, koska edellä selostetut teoriat päätyvät siihen, että alkoholit saavuttavat suurimmat uloshengitetyt konsentraationsa ennen hiilidioksidia.

Hengityksen alkoholiprofiiliin ja saavutetun alkoholikonsentraatioon vaikuttavia tekijöitä ovat: hengityskuvio ennen hengityskoetta (hypo- tai hyperventilaatio), 25 hengityksen lämpötila ja ulostulopaine. Viimeisin ansaitsee huomiota, koska on ,: osoitettu että yli 2,5 kPa paineet estävät uloshengityksen ylätason saavuttamisen ja . ’, johtavat systemaattisesti liian pienten alkoholikonsentraatioiden saamiseen uloshengityksessä (Gullberg 1990), ja voisivat selittää mitatun marginaalisesti korkean ; veri:hengitys -suhteen tässä tutkimuksessa. Tässä kokeessa näytteen virtausvastus var- 112824 18 haisemmissa kaasukennon versioissa oli korkea ja ulostulopaineet olivat jopa yli 3,0 kPa (kuva 4). Uuden laajoilla aukoilla varustetun kaasukennon vastus pysyi pienenä, keskimääräisen ulostulopaineen ollessa 1,3 kPa. Mitään hengityksen etanoli-konsentraation muutosta ei kuitenkaan havaittu kokeissa, joita tehtiin erilaisilla 5 kaasukennon ulostuloaukoilla.

Käytetty kosteus- ja bakteerisuodatin näytti adsorboivan myös jonkin verran etanolia. Tämä ei vaikuttanut mittauksiin uloshengityksen lopun tasolla - vaikka suodattimia käytettiin monta kertaa. Suodattimet näyttivät hyvin pian kyllästyvän vedellä ja etanolilla.

10 Muita tärkeitä liuottimia

Teoreettisesti ja pilottikokeiden perusteella näyttää ilmeiseltä, että etanolin ja metanolin lisäksi voitaisiin uloshengityksestä havaita mitä tahansa liuottimia tai dena-turoimisaineita (esim. isopropanoli, metyylietyyliketoni). Eteeniglykoli on valitettava poikkeus. Sillä on korkea kiehumispiste ja se höyrystyy niin heikosti, ettei sitä voi 15 havaita uloshengityksestä selostetulla laitteistolla.

; Johtopäätökset : Alhaisen resoluution FT-IR -spektrometria osoittautui täsmälliseksi ja tarkaksi .: ihmisen hengityksen sisältämän etanolin mittaukseen. Laboratoriomittaukset tukevat > ! oletusta, että metanoli ja myös metanoli-etanoli-yhdistelmät voidaan analysoida * 20 luotettavasti. Mitatut spektrit tallennetaan, ja ne voidaan analysoida myöhemmin.

; Tämä on korvaamatonta, ei vain tuntemattomien yhdisteiden tunnistamiseksi, vaan ,*·. myös oikeuslääketieteellisiä tarkoituksia varten. Toisin kuin muut kannettavat ' alkoholin ja liuottimien detektorit, FT-IR -spektrometria on välitön mittausmenetelmä, , ’. joka ei perustu mihinkään kemiallisiin reaktioihin. Analyysilla, joka tehdään alhaisen 25 resoluution FT-IR:llä, on monia etuja verrattuna analyysiin, joka tehdään tavanomaisilla menetelmillä: se on helppokäyttöinen, nopea ja kannettava. Mitään 112824 19 kalliita kemikaaleja tai muuta kertakäyttöistä materiaalia (suodatinta lukuun ottamatta) ei tarvita.

Lähdeluettelo

Bak, J.; Larsen, A. Applied Spectroscopy 1995, 49,437-443.

5 Baselt, R.C.; Year Book Medical Publishers: Chicago, USA, 1989.

Davidovits, P.; Hu, J.H.; Worsnop, D.R.; Zahniser, M.S.; Kolb, C.E. Faraday Discuss 1995,100, 65-82.

George, S.C.; Babb, A.L.; Hlastala, M.P. Journal of Applied Physiology 1993, 75, 2439-2449.

10 Gullberg, R.G. Journal of Analytical Toxicology 1990,14, 358-367.

Gullberg. R.G. Journal of Forensic Sciences 1992, 37, 1363-1372.

Hakuli, A.; Kytökivi, A.; Lakomaa, E.-L.; Krause, O. Analytical Chemistry 1995, 67, 1881-1886.

Hine, J.; Mookerjee, P.K. Journal of Organic Chemistry 1975, 40, 292-298.

15 Hlastala, M.P.; Ralph, D.D.; Babb, A.L. Advances in Experimental Medicine and Biology 1988, 227, 33-38.

^ ’ Instructions for measurements of gaseous emissions, VDI 2449; Verein Deutscher In- ‘ I' genieure, VDI.

' Jaakkola, P.; Tate, J.D.; Paakkunainen, M.; Kauppinen, J.; Saarinen, P. Applied 20 Spectroscopy 1997, 51, 1159 - 1169.

112824 20

Jones, A.W. Journal of Studies on Alcoholism 1978, 39, 1931-1939.

Jones, A.W.; Andersson, L.; Berglund, K. J Anal Toxicol 1996, 20, 522-7.

Kauppinen, J.; Saarinen, P. U.S. Patent 5 313 406, 1994.

Lubkin, S.R.; Gullberg, R.G.; Logan, B.K.; Maini, P.K.; Murray, J.D. Alcohol and 5 Alcoholism 1996, 31, 61-67.

Meriläinen, P.; Hänninen, H.; Tuomaala. L. Journal of Clinical Monitoring 1993, 9, 374-380.

Phillips, M. Scientific American 1992, 267, 52- 57.

Saarinen, P.; Kauppinen, J. Applied spectroscopy 1991,45, 953-963.

10 Simpson, G. J Anal Toxicol 1989,13, 120-3.

Claims (10)

112824

1. Menetelmä uloshengitetyn kaasun sisältämien haihtuvien komponenttien havaitsemiseksi ja mittaamiseksi, jossa - otetaan näytteitä mainittuja haihtuvia komponentteja sisältävästä uloshengitetystä 5 kaasusta puhaltamalla uloshengitysilma kaasukennon läpi; - kaasukennossa olevan uloshengitysilman läpi johdetaan interferometrin lähettämää infrapunasäteilyä; - näytteen lähettämä infrapunasäteily havaitaan, niin että muodostuu signaali, joka on ominainen näytteessä oleville mainituille haihtuville komponenteille; ja 10. käsitellään mainittua signaalia ja puhtaiden molekyylikaasujen referenssikirjaston spektrien erillisten komponenttien joukkoa mainittua kaasua uloshengittävän henkilön veressä olevien mainittujen haihtuvien komponenttien määrän havaitsemiseksi ja laskemiseksi, jolloin alhaisen resoluution omaavan FT-IR -spektrometrin käyttäminen sisältyy mainittuun havaitsemiseen ja käsittelyyn.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa havaitseminen suoritetaan :: resoluutiolla, joka ei ole parempi kuin 4 cm'1, edullisesti välillä 4 cm'1 ... 16 cm'1. · 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa havaitseminen suorite- ;;" taan infrapunan aaltolukujen keskialueella 4000 cm'1 ... 900 cm'1.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa ha-20 vaitseminen suoritetaan välein, jotka vaihtelevat 20 sekunnista 1 minuuttiin.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa referenssikirjaston käsiteltävät, yksilöllisten komponenttien spektrit käsittävät ainakin kahden puhtaan molekyylisen kaasun spektrejä, jotka on valittu ryhmästä metanoli, etanoli, 11 isopropanoli, tolueeni, NH3, C02, metaani, asetoni ja haihtuvat keto-yhdisteet eri-25 laisin konsentraatioin vesihöyryyn sekoitettuna. 112824

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, jossa kalibrointia varten valitut puhtaat molekyyliset kaasut ovat metanoli ja etanoli.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, jossa metanolin ja etanolin referenssispektrit tallennetaan konsentraatiolla, joka on alueella 20 - 2000 ppm.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa ha vaitseminen suoritetaan lämmitetylle näytteelle.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, jossa näyte lämmitetään lämpötilaan, joka on alueella 400 °C - 600 °C.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, jossa näyte 10 suodatetaan ennen infrapunasäteilyn johtamista sen läpi. 112824