JP2005214855A - Surface gas sampler and surface gas sampling method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a simply and rapidly usable instrument capable of collectively sampling the gas emitted from the surface of a sample without mixing impurities in an atmosphere with a sampled component, and a method using it. <P>SOLUTION: The surface gas sampler includes a surface hermetically closing chamber, the gas flow channel switching means connected to the surface hermetically closing chamber, the carrier gas purge means connected to the gas flow channel switching means and a gas sampling means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、試料表面からのガスを採取するための装置ならびに方法に関し、詳細には、表面密閉用チャンバー、ガス流路切り替え手段、キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む、表面ガス採取装置ならびに該表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法に関する。本発明の装置は皮膚や粘膜などの生体表面にも適用可能であるので、疾病の診断等にも適用可能である。   The present invention relates to an apparatus and method for collecting gas from the surface of a sample, and more particularly, to a surface gas collecting apparatus including a surface sealing chamber, a gas flow path switching means, a carrier gas purging means and a gas collecting means, and The present invention relates to a surface gas sampling method using a surface gas sampling device. Since the apparatus of the present invention can be applied to biological surfaces such as skin and mucous membranes, it can also be applied to disease diagnosis and the like.

従来から表面ガスの分析法として、昇温脱離ガス発生装置などの材料を密閉空間に入れ、表面から発生するガス成分を採取し、分析装置に導入する方式があった(例えば、ウエハ昇温脱ガス装置,UG−20/21,ルネサス東日本セミコンダクタ製)。特に生体ガス計測の場合、比較的高濃度に存在する酸素、炭酸ガスなどにおいては種々の分析方法が開発され、極めて多種類の製品が開発されている(例えば、呼気COアナライザー,BIO RESEARCH CENTER社製)。しかしながら、このような局所的なガス採取法においては、例えば、呼気では口・鼻呼吸や安静呼吸、深呼吸、息こらえ呼出などの呼吸方法によりガス濃度は変動し、採取方法によりガス濃度は変動する問題があった。特に飲酒検問における呼気採取は気道の死腔換気により、呼気エタノール濃度を作為的に下げることも可能であり、被験者の協力が必要である。
他方、従来、経皮的ガスモニターとして、皮膚を加温しガス放出を促進させた上で酸素や炭酸ガス濃度を計測可能な装置はすでに製品化されている(例えば、経皮血中ガス分圧PO2/PCO2モニタ9100,コーケンメディカル社製)。また、赤外線の透過性を用いた経皮的酸素飽和度の分析技術も臨床で広く使用されるに至っている(例えば、パルスオキシメータOLV−3100,日本光電社製)。
また、従来の表面ガス採取装置は大掛かりなものが多く、簡便性、迅速性という面からも問題があった。例えば、従来の皮膚ガス採取法には皮膚表面に密閉空間を作り、微量流量のガスを還流または貯留させて、ガス採取を行う方式のものがあるが(特許文献1、2参照)、かかる試料ガス採取装置では、装置を混合物純度ガスや分析装置と連結させなければならず、システム全体が大掛かりとなり、携帯性に乏しい。
かかる問題を解決するために、種々の工夫がなされてきたが、未だ問題の解決としては不十分である。特に、従来の表面ガス採取装置および方法において、本発明のように、あらかじめキャリヤガスを貯留(例えば、注射筒内などに)してからこれをパージし、次いで、陰圧にして試料表面ガスをキャリヤガスとともに採取するものは見当たらない。
特開昭64−9337号公報 特開昭59−88141号公報
Conventionally, as a method for analyzing surface gas, there has been a method in which a material such as a temperature-programmed desorption gas generator is placed in a sealed space, gas components generated from the surface are collected, and introduced into the analyzer (for example, wafer temperature rise). Degassing device, UG-20 / 21, manufactured by Renesas East Japan Semiconductor). In particular, in the case of biogas measurement, various analysis methods have been developed for oxygen and carbon dioxide gas present at relatively high concentrations, and a very wide variety of products have been developed (for example, exhaled CO 2 analyzer, BIO RESEARCH CENTER Company-made). However, in such a local gas sampling method, for example, in expiration, the gas concentration varies depending on breathing methods such as mouth / nose breathing, rest breathing, deep breathing, and breath-holding, and the gas concentration varies depending on the sampling method. There was a problem. In particular, the collection of exhaled breath in the drinking test can also lower the exhaled ethanol concentration by airway dead space ventilation, which requires the cooperation of the subjects.
On the other hand, as a transcutaneous gas monitor, a device capable of measuring oxygen and carbon dioxide concentration after warming the skin and promoting gas release has already been commercialized (for example, transdermal blood gas content). Pressure PO2 / PCO2 monitor 9100, manufactured by Koken Medical). In addition, a technique for analyzing transcutaneous oxygen saturation using infrared transmission has been widely used in clinical practice (for example, pulse oximeter OLV-3100, manufactured by Nihon Kohden Co., Ltd.).
In addition, many conventional surface gas sampling devices are large and have problems in terms of simplicity and speed. For example, conventional skin gas sampling methods include a method of collecting gas by creating a sealed space on the skin surface and refluxing or storing a small amount of gas (see Patent Documents 1 and 2). In the gas sampling device, the device must be connected to a mixture purity gas or an analysis device, and the entire system becomes large and the portability is poor.
Various ideas have been made to solve such a problem, but it is still insufficient as a solution to the problem. In particular, in the conventional surface gas sampling device and method, as in the present invention, the carrier gas is stored in advance (for example, in a syringe) and then purged, and then negative pressure is applied to the sample surface gas. There are no samples collected with the carrier gas.
JP-A 64-9337 JP 59-88141 A

上述のような事情に鑑みると、採取成分の中に混入する雰囲気中の不純物をできるだけ低減させて試料表面から発せられるガスを一括して採取できる簡便、かつ迅速に使用できる装置ならびに方法の開発を行うことが、本発明の解決すべき課題である。   In view of the circumstances as described above, the development of an apparatus and method that can be used in a simple and quick manner that can collect gases emitted from the sample surface by reducing impurities in the atmosphere mixed in the collected components as much as possible. It is a problem to be solved by the present invention.

すなわち、本発明は:
(1)表面密閉用チャンバー、該表面密閉用チャンバーに連結されたガス流路切り替え手段、ならびに該ガス流路切り替え手段に連結されたキャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む表面ガス採取装置;
(2)キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段が同一の手段である(1)記載の表面ガス採取装置;
(3)キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段がピストンとシリンダの組み合わせによるものである(2)記載の表面ガス採取装置;
(4)ガス流路切り替え手段が三方活栓である(1)ないし(3)のいずれかに記載の表面ガス採取装置;
(5)表面密閉用チャンバーの内面が平滑な石英、パイレックス(登録商標)ガラス、研磨した金属からなる群より選択される(1)ないし(4)のいずれかに記載の表面ガス採取装置;
(6)キャリヤガスが高純度ガスである(1)ないし(5)のいずれかに記載の表面ガス採取装置;
(7)ガスを採取すべき表面が皮膚または粘膜である(1)ないし(6)のいずれかに記載の表面ガス採取装置;
(8)皮膚表面から発せられるエタノールを採取するために使用される(7)記載の表面ガス採取装置;
(9)(1)ないし(8)のいずれかに記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法;
(10)(1)ないし(8)のいずれかに記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法;
(11)生体表面が皮膚表面または粘膜表面である(10)記載の方法;ならびに
(12)皮膚表面から発せられるエタノールを採取するものである(11)記載の方法
を提供するものである。
That is, the present invention provides:
(1) A surface gas sampling device including a surface sealing chamber, a gas flow path switching means connected to the surface sealing chamber, and a carrier gas purge means and a gas sampling means connected to the gas flow path switching means;
(2) The surface gas sampling device according to (1), wherein the carrier gas purging means and the gas sampling means are the same means;
(3) The surface gas sampling device according to (2), wherein the carrier gas purging means and the gas sampling means are a combination of a piston and a cylinder;
(4) The surface gas sampling device according to any one of (1) to (3), wherein the gas flow path switching means is a three-way cock;
(5) The surface gas sampling device according to any one of (1) to (4), wherein the inner surface of the surface sealing chamber is selected from the group consisting of quartz, Pyrex (registered trademark) glass, and polished metal.
(6) The surface gas sampling device according to any one of (1) to (5), wherein the carrier gas is a high purity gas;
(7) The surface gas sampling device according to any one of (1) to (6), wherein the surface from which gas is collected is skin or mucous membrane;
(8) The surface gas sampling device according to (7), which is used for collecting ethanol emitted from the skin surface;
(9) A surface gas sampling method using the surface gas sampling device according to any one of (1) to (8);
(10) A biological surface gas sampling method using the surface gas sampling device according to any one of (1) to (8);
(11) The method according to (10), wherein the biological surface is the skin surface or the mucosal surface; and (12) the method according to (11), wherein ethanol emitted from the skin surface is collected.

本発明によれば、採取成分の中に雰囲気中の不純物が混入することなく試料表面から発するガスを一括して採取できる、簡便かつ迅速に使用できる器具ならびに方法が提供される。本発明の装置および方法は種々の表面から発せられるガスの採取にも適しており、生体表面ガスの採取も可能である。また、本発明の装置はその構成がきわめて単純であるため、小型化、あるいは携帯用とすることが容易であり、携帯型皮膚ガス採取装置として利用範囲を広げることもできる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the instrument and method which can be used simply and rapidly can collect | recover the gas emitted from the sample surface collectively, without mixing the impurity in atmosphere into a collection component. The apparatus and method of the present invention are also suitable for collecting gases emitted from various surfaces, and can also collect biological surface gases. Further, since the apparatus of the present invention has a very simple configuration, it can be easily miniaturized or portable, and the range of use as a portable skin gas collecting apparatus can be expanded.

上述のごとく、本発明の表面ガス採取装置は、表面密閉用チャンバー1、表面密閉用チャンバー1に連結されたガス流路切り替え手段2、ならびにガス流路切り替え手段2に連結されたキャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4を含むものである(図1参照)。ただし、図1および図2にはキャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4が同一の手段である例が示されている。表面密閉用チャンバー1、ガス流路切り替え手段2、キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4は何らかの接続手段5を介して連結されていてもよいが、接続手段5は省略可能であり、直結ないしは一体化されていてもよい。操作の簡便性、迅速性、ならびに装置の単純化、小型化等の観点から、キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4は同一の手段であることが好ましい。以下に、図1を参照して本発明の表面ガス採取装置を説明するが、この説明はあくまでも本発明の装置の一例に関するものであり、本発明を限定するものではない。   As described above, the surface gas sampling device of the present invention includes the surface sealing chamber 1, the gas flow path switching means 2 connected to the surface sealing chamber 1, and the carrier gas purge means 3 connected to the gas flow path switching means 2. And a gas sampling means 4 (see FIG. 1). However, FIGS. 1 and 2 show an example in which the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 are the same means. The surface sealing chamber 1, the gas flow path switching means 2, the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 may be connected via some connecting means 5, but the connecting means 5 can be omitted and can be directly connected or integrated. It may be made. The carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 are preferably the same means from the viewpoints of ease of operation and speed, as well as simplification and miniaturization of the apparatus. Hereinafter, the surface gas sampling device of the present invention will be described with reference to FIG. 1, but this description relates only to an example of the device of the present invention and does not limit the present invention.

皮膚表面密閉用チャンバー(以下、「チャンバー」と称することがある)1の形状・大きさは試料または検体に応じたものであればよく、任意である。ただし、構造を複雑にするとチャンバー1内の汚染除去が困難になるため、極力、円筒形や半球状の単純な形状であることが望ましい。チャンバー1の試料6との接触部分の形状は、試料表面の形状に合わせたものとすることが好ましい。目的によってはチャンバー1の素材として耐圧性があれば、複雑な表面形状に密閉できるような吸盤型のものでもよい。また、チャンバー1は、キャリヤガス(図1では示さず)の流入口となるようにガス流路切り替え手段2と接続可能なものする。上述のごとく、この接続は接続手段5を介するものであってもよく、直結あるいは一体化されていてもよい。チャンバー1の素材は特に限定されるものではないが、化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。チャンバー1の内面の素材としては、平滑な石英、パイレックス(登録商標)ガラス、あるいは表面を研磨したステンレスあるいは銅、アルミニウムなどの金属素材が好ましく、付着した脂質や有機化合物などを容易に除去できるような材質を選ぶことが望ましい。後に超高感度分析(ppbのオーダー)を行うのであれば、金属素材としてはハイパー処理済みの光輝焼鈍管の素材が好ましいものである。高感度分析を要求しない場合は、チャンバー1の素材をプラスティックあるいは合成樹脂などとしても構わない。ただし、透明な素材のものが皮膚表面の吸引の状態を確認できるので便利である。また、非使用時は雰囲気による汚染を防止するため、気密性が保てるような蓋(例えばアルミ箔など)を装着させるのが望ましい。同じチャンバー1を頻回に使用する場合には水で十分に不純物を拭い去ってから使用する。   The shape and size of the skin surface sealing chamber (hereinafter also referred to as “chamber”) 1 may be any one as long as it corresponds to the sample or specimen, and is arbitrary. However, if the structure is complicated, it is difficult to remove the contamination in the chamber 1, so that it is desirable to have a simple cylindrical or hemispherical shape as much as possible. The shape of the contact portion of the chamber 1 with the sample 6 is preferably matched with the shape of the sample surface. Depending on the purpose, if the material of the chamber 1 has pressure resistance, a suction cup type that can be sealed in a complicated surface shape may be used. The chamber 1 can be connected to the gas flow path switching means 2 so as to serve as an inlet for a carrier gas (not shown in FIG. 1). As described above, this connection may be via the connection means 5, and may be directly connected or integrated. The material of the chamber 1 is not particularly limited, but it is desirable to select a material that does not cause a chemical reaction and does not generate free compounds from the material itself. The material for the inner surface of the chamber 1 is preferably smooth quartz, Pyrex (registered trademark) glass, or a metal material such as polished stainless steel, copper, or aluminum so that the attached lipids or organic compounds can be easily removed. It is desirable to select a suitable material. If ultra-high sensitivity analysis (order of ppb) is performed later, a hyper-treated bright annealed tube material is preferable as the metal material. If high sensitivity analysis is not required, the material of the chamber 1 may be plastic or synthetic resin. However, a transparent material is convenient because the state of suction on the skin surface can be confirmed. Further, when not in use, it is desirable to attach a lid (for example, an aluminum foil) that can maintain airtightness in order to prevent contamination by the atmosphere. When the same chamber 1 is frequently used, the impurities are sufficiently wiped off with water before use.

チャンバー1の試料表面6への密着を良くし、雰囲気の混入を予防するために、マジックバンド等(図示せず)で巻きつけ圧迫固定しても良い。あるいはさらに試料表面6とチャンバー1との間の気密性をもたせるために、チャンバー1の素材を分析目的に応じて選択すれば、粘着性のゲル等(例えば、合成樹脂製ゴムやシリコンゴム製)を用いて気密性を保つこともできる。また。目的により試料表面を加熱させる場合にはチャンバー内の温度調節機能を追加してもよい。   In order to improve the close contact of the chamber 1 with the sample surface 6 and prevent the mixing of the atmosphere, it may be wound and fixed with a magic band or the like (not shown). Alternatively, if the material of the chamber 1 is selected according to the purpose of analysis in order to provide an airtightness between the sample surface 6 and the chamber 1, an adhesive gel or the like (for example, synthetic resin rubber or silicon rubber) The airtightness can also be maintained using Also. When the sample surface is heated depending on the purpose, a temperature adjusting function in the chamber may be added.

ガス流路切り替え手段2については、本発明の目的に使用できるものであればいずのものであってのよく、当業者が種々のものを選択できる。ガス流路切り替え手段2はいわゆるコックであってもよい。典型的には、ガス流路切り替え手段2は三方活栓であるが、必ずしも三方活栓でなくても二方活栓でもよい。三方活栓は医療用で用いられている規格のものが医療現場では入手しやすい(例えばトップ三方活栓L型、Becton Dickinson Connecta(登録商標)など)。例えば脇窩、陰部、肛門周囲などの解剖学的に本装置を留置しにくい場合には、医療用エクステンションチューブ(例えば、JMSエキステンションチューブなど)で接続し、ガス流路切り替え手段2を操作しやすい部位に持ってくることも可能である。その素材としては特に限定はないが、耐圧性を有し、化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。付着した脂質や有機化合物などを容易に除去できるような材質を選ぶことも望ましい。超高感度分析を目的とする場合にはハイパー処理済みの光輝焼鈍管の素材を使用することが望ましい。結露を防止するために、配管系にヒーターを巻いてもよい。   Any gas flow path switching means 2 may be used as long as it can be used for the purpose of the present invention, and those skilled in the art can select various ones. The gas flow path switching means 2 may be a so-called cock. Typically, the gas flow path switching means 2 is a three-way stopcock, but it is not necessarily a three-way stopcock and may be a two-way stopcock. Three-way stopcocks that are standard for medical use are easily available in the medical field (for example, top three-way stopcock L-type, Becton Dickinson Connecta (registered trademark), etc.). For example, if it is difficult to place the device anatomically, such as axillary, pudendal, or anal area, connect it with a medical extension tube (for example, a JMS extension tube) and operate the gas flow path switching means 2. It is also possible to bring it to an easy part. The material is not particularly limited, but it is desirable to select a material that has pressure resistance, does not cause a chemical reaction, and does not generate free compounds from the material itself. It is also desirable to select a material that can easily remove attached lipids and organic compounds. For the purpose of ultra-high sensitivity analysis, it is desirable to use a hyper-processed bright annealed tube material. In order to prevent condensation, a heater may be wound around the piping system.

キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4の素材は特に限定されるものではなく、採取し、測定すべき物質の種類や分析感度のレベルに応じたものとすることができる。化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。好ましい素材の一例はすり合わせのいいガラス素材である。キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4のサイズは使用目的、必要試料量などにより様々である。その形状も特に限定されず、例えば、袋(ガスバッグ)状であってもよく、筒状であってもよい。キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4は、ピストンとシリンダーからなる構造を有するものが操作性の上から好ましく、注射筒であってもよい。また、キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4は手動により操作されるものであってもよく(例えば、注射筒)、ポンプ等により作動するものであってもよい。生体表面ガスの採取の場合には、実際の医療現場で頻用されるプラスティック製注射筒を利用してもよい。キャリヤガスパージ手段3の中に分析感度の要求に応じた高純度ガスを予め入れておき、試料表面ガス採取直前にガス流路切り替え手段2を介してチャンバー1と接続し、皮膚表面の雰囲気をキャリヤガスにてパージする。この際、キャリヤガスは試料表面6とチャンバー1の間、またはガス流路切り替え手段2を介して雰囲気を追い払う。これによりチャンバー1に覆われた試料表面6に存在していた雰囲気をキャリヤガスに置き換えることができる。さらに、上述のごとく、操作の簡便性、迅速性、ならびに装置の単純化、小型化、携帯用とすること等の観点から、キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4は同一の手段であることが好ましく、例えば1本の注射筒であってもよい。キャリヤガス源からのキャリヤガスパージ手段3中への充填はいずれの方法によってもよいが、流量調節器を備えたボンベからキャリヤガスを適量流入させること、あるいはポンプによって適量流入させることが好ましい。   The materials of the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 are not particularly limited, and can be selected according to the type of substance to be collected and the level of analysis sensitivity. It is desirable to select one that does not cause a chemical reaction and does not generate free compounds from the material itself. An example of a preferable material is a glass material that is well-matched. The sizes of the carrier gas purge means 3 and the gas sampling means 4 vary depending on the purpose of use, the required sample amount, and the like. The shape is not particularly limited, and may be, for example, a bag (gas bag) shape or a cylindrical shape. The carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 are preferably those having a structure consisting of a piston and a cylinder from the viewpoint of operability, and may be a syringe barrel. Further, the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 may be manually operated (for example, a syringe) or may be operated by a pump or the like. In the case of collecting living body surface gas, a plastic syringe frequently used in an actual medical site may be used. A high-purity gas according to the demand for analysis sensitivity is put in the carrier gas purging means 3 in advance, and connected to the chamber 1 via the gas flow path switching means 2 immediately before collecting the sample surface gas, and the atmosphere on the skin surface is changed to the carrier. Purge with gas. At this time, the carrier gas purges the atmosphere between the sample surface 6 and the chamber 1 or through the gas flow path switching means 2. Thereby, the atmosphere existing on the sample surface 6 covered with the chamber 1 can be replaced with the carrier gas. Further, as described above, the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 may be the same means from the viewpoints of ease of operation and speed, as well as simplification, miniaturization, and portability of the apparatus. For example, it may be a single syringe. The carrier gas purging means 3 from the carrier gas source may be filled by any method, but it is preferable that an appropriate amount of carrier gas is introduced from a cylinder equipped with a flow controller or an appropriate amount is introduced by a pump.

後で説明するように、ガスがチャンバー1内に溜まったら、ガス採取手段4を用いてチャンバー内のガスをガス採取手段4中に抜き取る。ガス流路切り替え手段2を閉じてガス採取手段4の気密性を保つ。採取試料の運搬を簡単にするため、例えば、チャンバー1とガス流路切り替え手段2との間を着脱可能なものとして、ガス採取手段4の気密性を保ったままガス流路切り替え手段2とともに運搬できるようにしてもよい。   As will be described later, when the gas accumulates in the chamber 1, the gas in the chamber is extracted into the gas sampling means 4 using the gas sampling means 4. The gas flow path switching means 2 is closed to keep the gas sampling means 4 airtight. In order to simplify the transportation of the collected sample, for example, the chamber 1 and the gas flow path switching means 2 are detachable and transported together with the gas flow path switching means 2 while keeping the gas sampling means 4 airtight. You may be able to do it.

本発明のようなにキャリヤガスをチャンバー内にパージしてからガスの採取を行う装置および方法はこれまで報告されていない。このキャリヤガスのパージは、目的の分析化合物が雰囲気中と同程度またはそれ以下である場合に威力を発揮する。すなわち、パージによりバックグラウンドノイズが抑えられ、高感度分析が可能となる。   An apparatus and method for collecting gas after purging the carrier gas into the chamber as in the present invention has not been reported so far. This purging of the carrier gas is effective when the target analysis compound is at or below the atmosphere. That is, background noise is suppressed by purging, and high sensitivity analysis is possible.

キャリヤガスは目的に応じて種々のものを選択することができ、純酸素、または窒素またはアルゴンなどの不活性ガスであってもよい。その純度は分析感度に応じたグレードのものを使用するのが望ましい。特に分析装置の検知システムのニーズに合わせ、高純度アルゴン、高純度人工空気、高純度窒素などを用いることができる。例えば、生体表面ガスの採取する場合には、生体表面を生理的な条件下で置くため、人工空気が望ましいが、活性炭などで不純物を除去したものであってもよい。また、本システムの携帯性を発揮させるためにも、キャリヤガス源としてできるだけ小型高圧ボンベを使用すると便利である。   Various carrier gases can be selected according to the purpose, and may be pure oxygen or an inert gas such as nitrogen or argon. It is desirable to use a grade whose purity depends on the analytical sensitivity. In particular, high-purity argon, high-purity artificial air, high-purity nitrogen, or the like can be used in accordance with the needs of the detection system of the analyzer. For example, in the case of collecting biological surface gas, artificial air is desirable because the biological surface is placed under physiological conditions, but it may be one from which impurities have been removed with activated carbon or the like. In order to demonstrate the portability of this system, it is convenient to use a small high-pressure cylinder as much as possible as a carrier gas source.

接続手段5としては、チャンバー1、ガス流路切り替え手段2、キャリヤガスパージ手段3およびガス採取手段4の間をガスを漏らさずに接続でき、かつ化学変化が少なく不純物の遊離が少ないものであればよい。装置の使用目的に応じて柔軟性のある素材(例えば、シリコンチューブ)を使用してもよい。   As the connecting means 5, the chamber 1, the gas flow path switching means 2, the carrier gas purging means 3 and the gas sampling means 4 can be connected without leaking gas, and there is little chemical change and little liberation of impurities. Good. A flexible material (for example, a silicon tube) may be used according to the purpose of use of the apparatus.

試料6はそれ自体表面からガスを発するものであれば大きさ・形状はいずれのものであってもく、その表面にチャンバー1の開口部を適用することができる。典型的には試料6は固体または半固体である。固体または半固体試料としては、例えば、皮膚表面または粘膜表面のような生体、果実・野菜等の食品、木材(例えば、建材等)、あるいは固体培地上の細胞などが挙げられる。本発明の装置を生体表面ガスの採取に使用する場合には、種々の疾患における特異的低分子化合物の探索、生体内代謝ならびに薬物代謝動態等を非侵襲的に解析することができる。   The sample 6 may be any size and shape as long as it emits gas from the surface itself, and the opening of the chamber 1 can be applied to the surface. Sample 6 is typically a solid or semi-solid. Examples of the solid or semi-solid sample include living bodies such as the skin surface or mucosal surface, foods such as fruits and vegetables, wood (for example, building materials), cells on a solid medium, and the like. When the apparatus of the present invention is used for collecting biological surface gas, it is possible to noninvasively analyze the search for specific low-molecular compounds in various diseases, in vivo metabolism, drug metabolism dynamics, and the like.

本発明の装置および方法により採取されるガスは揮発性のもの、および低分子のものが好ましい。例えば、水素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メタン、エタン、ペンタン、イソプレン、アンモニア、アミン類、揮発性イオウ化合物、揮発性有機酸、アルデヒド、窒素酸化物等のあらゆる揮発性化合物が本発明の装置および方法に適したものとして挙げられる。なお、ガスには水蒸気も含まれ、試料の水分含有量も測定可能である。   Gases collected by the apparatus and method of the present invention are preferably volatile and low molecular. For example, hydrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, methane, ethane, pentane, isoprene, ammonia, amines, volatile sulfur compounds, volatile organic acids, aldehydes, nitrogen oxides, etc. Any volatile compound may be mentioned as suitable for the apparatus and method of the present invention. The gas includes water vapor, and the moisture content of the sample can be measured.

出願人らがすでに開発し実用化している高感度分析用試料表面ガス採取システム(下内章人、下村紀世志「試料表面から発生するガスの超高感度分析システムおよび方法」特願2003−88653号)は構造が固定型であり、ヒーターやマスフローコントローラーなどを具備させたことなどから総重量が3kg以上であるのに対し、本発明の装置は使用する各部のサイズや素材にも依存するが、例えば、注射筒、チャンバーおよび三方活栓を含めた総重量を25g以下に抑えることもができ、格段に携帯性に優れたものが得られる。また、生体表面、特に、皮膚や粘膜からのガスの採取を行う場合には、チャンバー以外の部材は医療現場で容易に入手可能な利点がある。さらに、本発明の装置は、構造上、腋や会陰部などの局所の皮膚ガス採取も可能であり、部位も自由に選べる利点がある。   Sample surface gas sampling system for highly sensitive analysis already developed and put to practical use by the applicants (Akihito Shimonai, Kiyo Shimomura “Super Sensitive Analysis System and Method for Gas Generated from Sample Surface” Japanese Patent Application 2003-88653 No.) has a fixed structure and has a total weight of 3 kg or more because it is equipped with a heater, mass flow controller, etc., while the device of the present invention depends on the size and material of each part used. For example, the total weight including the syringe barrel, the chamber, and the three-way cock can be suppressed to 25 g or less, and a product having remarkably excellent portability can be obtained. In addition, when collecting gas from the surface of a living body, particularly from the skin or mucous membrane, members other than the chamber have an advantage that they can be easily obtained at a medical site. Furthermore, the device of the present invention is advantageous in that it is possible to collect local skin gas such as a sputum or perineum, and a site can be freely selected.

以下において、図2を参照して、本発明の装置の使用方法を具体的に説明する。しかしながら、ここで行う説明は本発明を限定するものではない。
図2に示すように、まず、目的にあったキャリヤガス27(例えば、高純度ガス(超高純度人工空気、あるいは高純度窒素ガスなど))をキャリヤガスパージ手段23内に充填し、ガス流路切り替え手段22にてチャンバー21へのガス流路を確保する(工程(1))。
In the following, referring to FIG. 2, the method of using the apparatus of the present invention will be described in detail. However, the description given here is not intended to limit the present invention.
As shown in FIG. 2, first, a carrier gas 27 (for example, high-purity gas (ultra high-purity artificial air or high-purity nitrogen gas)) suitable for the purpose is filled in the carrier gas purge means 23, and a gas flow path is obtained. A gas flow path to the chamber 21 is secured by the switching means 22 (step (1)).

次いで、キャリヤガス27をキャリヤガスパージ手段23中からガス流路切り替え手段22を経てチャンバー21内に導入して試料表面26上に押し出し、雰囲気を試料表面26とチャンバー1の隙間から充分に排気(好ましくは、少なくともチャンバー体積の約2倍以上)させてから、チャンバー21と試料表面26との間に密閉空間を作出する。キャリヤガス27にてチャンバー21に軽く圧力をかけた後、試料表面26との間に密閉空間を作出してもよい(工程(2))。この密閉空間の作出は、例えば、チャンバー21を試料表面26に適度な力で押し付けることにより達成できる。その際、チャンバー21の試料表面26への密着を良くし、雰囲気の混入を予防するために、前述のごとく、マジックバンド等(図示せず)で巻きつけ圧迫固定しても良い。あるいはさらに試料表面26とチャンバー21との間の気密性をもたせるために、チャンバー21の素材を適宜選択して、粘着性のゲル等(例えば、合成樹脂製ゴムやシリコンゴム製)を用いて気密性を保つこともできる。   Next, the carrier gas 27 is introduced into the chamber 21 from the carrier gas purging means 23 through the gas flow path switching means 22 and pushed out onto the sample surface 26, and the atmosphere is sufficiently exhausted from the gap between the sample surface 26 and the chamber 1 (preferably Is at least about twice the chamber volume), and then creates a sealed space between the chamber 21 and the sample surface 26. After lightly applying pressure to the chamber 21 with the carrier gas 27, a sealed space may be created between the surface 26 and the sample (step (2)). Creation of this sealed space can be achieved, for example, by pressing the chamber 21 against the sample surface 26 with an appropriate force. At this time, in order to improve the close contact of the chamber 21 with the sample surface 26 and prevent the mixing of the atmosphere, it may be wound and fixed with a magic band or the like (not shown) as described above. Alternatively, in order to provide airtightness between the sample surface 26 and the chamber 21, the material of the chamber 21 is appropriately selected and airtight using an adhesive gel or the like (for example, synthetic resin rubber or silicon rubber). You can keep the sex.

次いで、一定容量だけガス採取手段24を引いたまま、チャンバー21内を一定時間陰圧にする(工程(3))。陰圧の程度、陰圧保持時間は目的により異なり、適宜変更できる。陰圧の程度をモニターするためにチャンバー21に圧力計を連結してもよい。これにより水蒸気や低分子揮発性成分(水素、酸素、炭酸ガス、メタンガス、一酸化炭素、一酸化窒素など)が拡散してくるため、徐々に陰圧の程度は低くなる。一定時間後、ガス流路切り替え手段22を閉じ、チャンバー21からガス流路切り替え手段22を分離し、ガス流路切り替え手段22の付いたガス採取手段24内に入ったガスを検体として分析に供する(工程(4))。なお、より高感度な分析を要する場合には、例えば、予め高純度高圧ガスボンベ(図示せず)を三方活栓22に連結し、接続手段25を介してチャンバー21内を充分な時間だけパージしてもよい。   Next, the inside of the chamber 21 is set to a negative pressure for a certain time while the gas sampling means 24 is pulled by a certain volume (step (3)). The degree of negative pressure and the negative pressure holding time vary depending on the purpose and can be changed as appropriate. A pressure gauge may be connected to the chamber 21 to monitor the degree of negative pressure. As a result, water vapor and low-molecular volatile components (hydrogen, oxygen, carbon dioxide gas, methane gas, carbon monoxide, nitrogen monoxide, etc.) diffuse, and the degree of negative pressure gradually decreases. After a certain time, the gas flow path switching means 22 is closed, the gas flow path switching means 22 is separated from the chamber 21, and the gas that has entered the gas sampling means 24 with the gas flow path switching means 22 is used as an analyte for analysis. (Step (4)). If a more sensitive analysis is required, for example, a high-purity high-pressure gas cylinder (not shown) is connected to the three-way stopcock 22 in advance, and the inside of the chamber 21 is purged for a sufficient time via the connection means 25. Also good.

以上の操作により、特に低分子揮発性化合物は皮膚をより多く拡散通過し、結果的に皮膚ガス特定成分の濃縮を行うことと同義となる。そのうえ、パージによるバックグラウンドレベルの低下と相俟って、微量なガスであっても高感度分析が可能となる。   By the above operation, especially low molecular volatile compounds diffuse through the skin more, and as a result, it is synonymous with the concentration of skin gas specific components. In addition, coupled with a decrease in the background level due to the purge, a highly sensitive analysis is possible even with a very small amount of gas.

さらに本発明は、上記装置を用いることを特徴とする、試料表面ガス採取方法にも関する。   Furthermore, the present invention relates to a sample surface gas sampling method using the above apparatus.

その一態様において、本発明は、上記装置を用いることを特徴とする、生体表面ガスの採取方法に関するものである。生体表面としては皮膚表面および粘膜表面が一般的であるが、他の部位の表面であってもよい。かかる方法は非侵襲的で、生体に対するダメージや負担が少ない。   In one aspect thereof, the present invention relates to a method for collecting biological surface gas, characterized in that the apparatus is used. The surface of the living body is generally a skin surface or a mucosal surface, but may be a surface of another part. Such a method is non-invasive and causes little damage and burden to the living body.

さらに本発明者らは、上記表面ガス採取装置を用いて生体表面からガスを採取するの際に、駆血帯にて鬱血状態を作出することにより採取ガス濃度が増加し、さらに微量ガス成分の採取が容易になることを見出した。したがって、本発明は:
(13)上の(1)〜(8)のいずれかに記載した表面ガス採取装置および駆血帯を含む、生体表面ガス採取キット;
(14)(13)に記載のキットを用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法;
(15)生体表面が皮膚表面である(13)記載のキット;ならびに
(16)生体表面が皮膚表面である(14)記載の方法
も提供する。
Furthermore, when collecting gas from the surface of a living body using the surface gas sampling device, the inventors have increased the collected gas concentration by creating a congested state in the tourniquet, and further, It was found that collection was easy. Thus, the present invention:
(13) A biological surface gas collection kit including the surface gas collection device and the tourniquet described in any of (1) to (8) above;
(14) A biological surface gas collection method using the kit according to (13);
(15) The kit according to (13), wherein the biological surface is the skin surface; and (16) the method according to (14), wherein the biological surface is the skin surface.

本発明に使用する駆血帯は医療現場で通常に用いられているものであってよく、その材料としてはゴム管やゴムバンドなどが一般的である。駆血帯を用いて生体の適当な部位、例えば上腕部を緊縛し、前腕部から皮膚ガスを採取してもよい。その具体例を実施例2に示す。   The tourniquet used in the present invention may be one normally used in the medical field, and its material is generally a rubber tube or rubber band. An appropriate part of the living body, for example, the upper arm part may be bound using a tourniquet, and skin gas may be collected from the forearm part. A specific example is shown in Example 2.

以下に実施例を示して本発明をより詳細かつ具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail and specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

300mLの焼酎を15分かけて飲んだ被験者を対象に、キャリヤガスとして高純度空気12mLを充填したプラスティック注射筒を、チャンバー(パイレックス(登録商標)ガラス製,内容積5ml)に連結された三方コックに接続し、コックを介して上腕内側の皮膚表面に置いたチャンバー内に高純度空気を押し込み、チャンバーと皮膚を介して雰囲気をパージした。内筒を10mLまで陰圧に引いたままにし、1分後コックを閉じ、最終的に大気圧下で4mLの皮膚ガスを得た。なお、ガス採取は25℃の室内温度で実施した。他方、対照として同一時間に高純度人工空気を安静換気しながら得た呼気を採取した。以上の方法で、飲酒前30分と飲酒後30分、60分、120分、180分経過した呼気ならびに皮膚ガスの経時変化を追った。エタノール分析はガスクロマトグラフ((株)島津製)のFIDにより行った。皮膚ガス中のエタノール濃度は呼気中のそれとほぼパラレルに推移し、非常に良好な相関が認められた(図3)。しかも、本発明の装置を用いて採取した皮膚ガス中のエタノールは約1ないし2ppmの範囲(呼気中のそれよりも1オーダー低い)であったが、パージによるバックグラウンドの低減効果により良好な定量性が得られた。   A three-way cock connected to a chamber (made of Pyrex (registered trademark) glass, internal volume 5 ml) with a plastic syringe filled with 12 mL of high-purity air as a carrier gas for subjects who drank 300 mL of shochu for 15 minutes The high-purity air was pushed into a chamber placed on the skin surface inside the upper arm through a cock, and the atmosphere was purged through the chamber and the skin. The inner cylinder was kept at a negative pressure up to 10 mL, and after 1 minute, the cock was closed, and finally 4 mL of skin gas was obtained under atmospheric pressure. The gas sampling was performed at a room temperature of 25 ° C. On the other hand, exhaled breath obtained by quiet ventilation of high-purity artificial air at the same time was collected as a control. By the above method, 30 minutes before drinking and 30 minutes, 60 minutes, 120 minutes, and 180 minutes after drinking, the expiration and skin gas changes over time were followed. Ethanol analysis was performed by FID of a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation). The ethanol concentration in the skin gas was almost parallel to that in the exhaled breath, and a very good correlation was observed (FIG. 3). Moreover, although the ethanol in the skin gas collected using the apparatus of the present invention was in the range of about 1 to 2 ppm (one order lower than that in exhaled breath), it was better quantified due to the background reduction effect by purging. Sex was obtained.

本発明の装置と駆血帯を用いて、鬱血状態を作出して生体表面から発せられるガスを濃縮して皮膚表面からの微量ガス成分を採取する実験を行った。実験方法としては、実施例1と同じ装置により、チャンバー内を12mLの高純度空気でパージし、1分間陰圧にした後で皮膚ガスを採取する方法は同じであるが、その際、駆血帯用ゴム管により上腕を比較的強く緊縛し1分間放置後採取した方法(左前腕部)と、緊縛しないで皮膚ガス採取を行った方法(右前腕部)とを比較した。測定項目は水素、メタン、一酸化炭素であり、いずれも、医学的に重要な低分子ガス状化合物である。これらの皮膚ガス濃度をTRIlyzer(株式会社タイヨウ社製)により分析した。その結果、駆血帯による緊縛なしで採取した皮膚ガスでは水素、メタン、一酸化炭素は各々0.2、0.7、0.2ppmであったのに対し、駆血帯により緊縛して皮膚を鬱血させた状態では、水素、メタン、一酸化炭素はそれぞれ0.5、1.8、0.5ppmとなり、いずれもガス濃度は2倍以上となった(表1)。検出感度を高める方法としては、従来の赤外線加熱法(特許第1682886号)と比べ、この方法は極めて簡便な方法であり、駆血帯で緊縛するだけてガス濃度を高めることができ、それだけ高感度分析が可能になるものである。したがって、本発明の表面ガス採取装置および駆血帯を含む生体表面ガス採取用キットおよび方法の優れた効果および有用性が示された。また、このようなキットは簡素化・軽量化が容易である。また、駆血帯での緊縛は医療現場で通常行われる手技であり、対象に特に大きな苦痛を与えるものでもない。   Using the apparatus of the present invention and the tourniquet, an experiment was conducted in which a congested state was created and gas emitted from the surface of the living body was concentrated to collect a trace gas component from the skin surface. As an experimental method, the same apparatus as in Example 1 was used to purge the inside of the chamber with 12 mL of high-purity air, set the negative pressure for 1 minute, and then extract the skin gas. A method (left forearm portion) obtained by binding the upper arm relatively tightly with a rubber band for a belt and collecting it after standing for 1 minute was compared with a method for collecting skin gas without binding (right forearm portion). Measurement items are hydrogen, methane, and carbon monoxide, all of which are medically important low-molecular gaseous compounds. These skin gas concentrations were analyzed by TRIlyzer (manufactured by Taiyo Co., Ltd.). As a result, the skin gas collected without binding by the tourniquet was 0.2, 0.7, and 0.2 ppm for hydrogen, methane, and carbon monoxide, respectively. In the state where the blood was congested, hydrogen, methane, and carbon monoxide were 0.5, 1.8, and 0.5 ppm, respectively, and the gas concentrations were more than doubled (Table 1). As a method for increasing the detection sensitivity, this method is extremely simple compared to the conventional infrared heating method (Japanese Patent No. 1682886), and the gas concentration can be increased only by binding with the tourniquet. Sensitivity analysis is possible. Therefore, the excellent effect and usefulness of the kit and method for collecting biological surface gas including the surface gas collecting device and the tourniquet of the present invention were shown. Such a kit is easy to simplify and lighten. In addition, tying in the tourniquet is a procedure that is usually performed in the medical field, and does not cause great pain to the subject.

Figure 2005214855
Figure 2005214855

以上説明したとおり、本発明の表面ガス採取装置、ならびにそれを用いることを特徴とする表面ガス採取方法には従来技術に優る多くの利点がある。以下にそれらの利点を挙げる:
皮膚ガス採取時間の短縮:従来の皮膚ガス採取方法に本発明のようなパージ法を適用したとすれば、チャンバー内の死腔をパージするためには数十秒ないし数分あるいは数10分程度の時間を要したものが、通常の静脈血採取と同じ程度の時間(数秒ないしは10数秒程度で低分子の微量ガス成分が採取可能となる。
低分子揮発性化合物検出の有用性:本発明の装置および方法にて採取できる気体も分子量は特に制限がないが、実施例で示したように低分子化合物は高分子化合物と比較し、皮膚の透過性が良好であるため、陰圧にすることによりさらに低分子化合物をより多く採取できることになり、低分子化合物に関してはガス濃縮効果がある。このため、従来、雰囲気と同じ程度にあった水素やメタン、一酸化炭素などが短時間でより高濃度で検出できるようになり、病態生理学的な評価が容易になる。
不純物の抑制:構造が単純であるため、不純物の付着が少なく、また内面のクリーン化も容易である。付着してもチャンバーを熱脱離あるいは有機溶媒などにより不純物を遊離することができる。
携帯性:本発明の装置は構造が極めて単純であるため、小型化・軽量化が容易で、携帯用とすることもできる。例えば、その重量を25g以下に押さえることができる。チャンバーと高純度ガス以外の各パーツはどの医療現場にも常備されている三方活栓、注射筒、延長チューブなどを用いることが出来るので、容易に現場に携行してガスを採取することができる。本発明の装置は、例えば、集団検診や往診などのフィールドワークにも利用可能である。
非侵襲的な分析:試料表面から遊離・排気される成分を非侵襲的・非破壊的に分析することができる。したがって、試料を傷めることなくガスを採取することができ、生体に適用する場合には、生体への負担が極めて小さいものとなる。
本発明の装置の用途は多種多様であるが、例えば、エタノール検問にも適用可能である。その場合、呼気採取には被験者の協力が必要であり、血液採取を行うには令状が必要であり、令状をとるまでに時間がかかる問題点がある。ところが、皮膚ガス採取には令状は不要である。
容易な保守:皮脂や有機化合物などで汚染されたチャンバーは、通常の中性洗剤や純粋で洗い流し、乾燥させるのみで保守が非常に簡便である。ガス流路は極力単純化し、内面平滑な素材を用いることにより、汚染に対する対策は、加熱脱離や流水等の物理的洗浄で済む。あるいは有機溶媒(例えばアセトン)を浸したベンコット(小津産業株式会社)などで内面を拭い取った後、加熱脱離により溶媒を除去すればよい。高感度質量分析で観察する限り、以上の方法で不純物のほとんどは除去可能である。
多目的な応用:食品の鮮度・腐敗などの試料もチャンバーを覆うように留置すれば、それらの表面からの微量揮発性化合物を非破壊的にすることが可能になる。手掌、足底、体幹部、四肢、顔面など全身いたるところの皮膚ガスを採取することが可能である。皮膚発汗量、加齢臭物質、腋臭成分など皮膚特有の情報も得られ、肌の美容、化粧物質の動態解析にも利用できる。さらには、死体からの皮膚ガス採取とその分析により、死体の死亡推定時刻にも応用できる可能性がある。その他、シックハウス症候群の原因物質となる建材の特定など種々の分野での用途が考えられ、応用範囲が極めて広い。
資格不要:本発明の装置を用いる皮膚ガス採取は非侵襲的な方法であり、現行法では、医師、看護師、臨床検査技師などのような医療資格を要せず、資格をもたない一般人が在宅や職場でも簡単に気軽にガス採取可能である。さらに、採血の難しい新生児や乳幼児などの生体成分分析にもこうした皮膚ガス採取装置が有用となる可能性がある。
As described above, the surface gas sampling apparatus of the present invention and the surface gas sampling method using the same have many advantages over the prior art. These benefits are listed below:
Shortening of skin gas collection time: If the purge method as in the present invention is applied to the conventional skin gas collection method, it takes several tens of seconds to several minutes or several tens of minutes to purge the dead space in the chamber. However, a low molecular weight trace gas component can be collected in the same amount of time as that of normal venous blood collection (several seconds to several tens of seconds).
Utility of detecting low-molecular-weight volatile compounds: The gas that can be collected by the apparatus and method of the present invention is not particularly limited in molecular weight, but as shown in the Examples, low-molecular-weight compounds are compared with high-molecular compounds, and Since the permeability is good, more low molecular compounds can be collected by using negative pressure, and there is a gas concentration effect for the low molecular compounds. For this reason, hydrogen, methane, carbon monoxide, and the like that have been conventionally at the same level as the atmosphere can be detected at a higher concentration in a short time, and pathophysiological evaluation is facilitated.
Impurity suppression: The structure is simple, so there is little adhesion of impurities and the inner surface is easy to clean. Even if it adheres, the chamber can be released by thermal desorption or an organic solvent.
Portability: Since the structure of the present invention is extremely simple, it can be easily reduced in size and weight, and can be portable. For example, the weight can be suppressed to 25 g or less. Each part other than the chamber and high-purity gas can use three-way stopcocks, syringes, extension tubes, etc., which are always available at any medical site, and can be easily carried to the site to collect gas. The apparatus of the present invention can be used for field work such as group screening and home visits, for example.
Non-invasive analysis: The components liberated and exhausted from the sample surface can be analyzed non-invasively and non-destructively. Therefore, gas can be collected without damaging the sample, and when applied to a living body, the burden on the living body is extremely small.
Although the use of the apparatus of the present invention is various, it can be applied to, for example, ethanol inspection. In that case, the subject's cooperation is necessary for the collection of exhalation, and a warrant is necessary to collect blood, and there is a problem that it takes time to obtain the warrant. However, no warrant is required to collect skin gas.
Easy maintenance: Chambers contaminated with sebum and organic compounds are very easy to maintain by simply rinsing and drying with normal neutral detergent or pure. By simplifying the gas flow path as much as possible and using a material with a smooth inner surface, countermeasures against contamination may be physical washing such as heat desorption and running water. Alternatively, after wiping the inner surface with a bencott (Ozu Sangyo Co., Ltd.) soaked in an organic solvent (for example, acetone), the solvent may be removed by heat desorption. As long as observation is performed by high-sensitivity mass spectrometry, most of the impurities can be removed by the above method.
Versatile application: Samples such as food freshness and spoilage can also be placed over the chamber to make trace volatile compounds from their surfaces non-destructive. It is possible to collect skin gas all over the body such as palm, sole, trunk, extremities, and face. Information specific to the skin, such as the amount of skin sweating, aging odor substances, and odor components, can also be obtained, and can be used for skin beauty and dynamic analysis of cosmetic substances. Furthermore, there is a possibility that it can be applied to the estimated dead time of corpses by collecting skin gas from cadaver and analyzing it. In addition, it can be used in various fields such as identification of building materials that cause sick house syndrome, and its application range is extremely wide.
Qualification not required: Skin gas collection using the device of the present invention is a non-invasive method, and current methods do not require medical qualifications such as doctors, nurses, clinical technologists, etc. Gas can be easily and easily collected at home or at work. Furthermore, such a skin gas sampling device may be useful for analyzing biological components of newborns and infants that are difficult to collect blood.

本発明の装置および方法は、その表面から発せられるガスをバックグラウンドを抑えつつ採取することができるものである。試料も広範であり、建材や食品、あるいは生体などに適用可能である。したがって、種々の産業分野において利用可能である。   The apparatus and method of the present invention can collect gas emitted from its surface while suppressing the background. Samples are also wide and applicable to building materials, foods, or living organisms. Therefore, it can be used in various industrial fields.

本発明の表面ガス採取装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the surface gas sampling apparatus of this invention. 本発明の表面ガス採取装置の使用方法を示す図である。It is a figure which shows the usage method of the surface gas sampling apparatus of this invention. 本発明の装置により採取した皮膚ガスに基づく、皮膚ガスと呼気におけるエタノール濃度の対比を示す図である。図中カッコ内の数値は飲酒前後の測定時点を示す。例えば、(−30)は飲酒30分前、(30)は飲酒30分後を意味する。It is a figure which shows the contrast of the ethanol concentration in skin gas and expiration based on the skin gas extract | collected by the apparatus of this invention. The numbers in parentheses in the figure indicate the measurement points before and after drinking. For example, (-30) means 30 minutes before drinking, and (30) means 30 minutes after drinking.

符号の説明Explanation of symbols

1,21 表面密閉用チャンバー
2,22 ガス流路切り替え手段
3,23 キャリヤガスパージ手段
4,24 ガス採取手段
5,25 接続手段
6,26 試料
27 キャリヤガス
1,21 Surface sealing chambers 2,22 Gas flow path switching means 3,23 Carrier gas purge means 4,24 Gas sampling means 5,25 Connection means 6,26 Sample 27 Carrier gas

Claims (16)

表面密閉用チャンバー、該表面密閉用チャンバーに連結されたガス流路切り替え手段、ならびに該ガス流路切り替え手段に連結されたキャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む表面ガス採取装置。   A surface gas sampling device comprising a surface sealing chamber, a gas flow path switching means connected to the surface sealing chamber, and a carrier gas purge means and a gas sampling means connected to the gas flow path switching means. キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段が同一の手段である請求項1記載の表面ガス採取装置。   2. The surface gas sampling apparatus according to claim 1, wherein the carrier gas purging means and the gas sampling means are the same means. キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段がピストンとシリンダの組み合わせによるものである請求項2記載の表面ガス採取装置。   3. A surface gas sampling apparatus according to claim 2, wherein the carrier gas purging means and the gas sampling means are a combination of a piston and a cylinder. ガス流路切り替え手段が三方活栓である請求項1ないし3のいずれか1項記載の表面ガス採取装置。   The surface gas sampling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas flow path switching means is a three-way cock. 表面密閉用チャンバーの内面が平滑な石英、パイレックス(登録商標)ガラス、研磨した金属からなる群より選択される請求項1ないし4のいずれか1項記載の表面ガス採取装置。   The surface gas sampling device according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner surface of the surface sealing chamber is selected from the group consisting of smooth quartz, Pyrex (registered trademark) glass, and polished metal. キャリヤガスが高純度ガスである請求項1ないし5のいずれか1項記載の表面ガス採取装置。   6. The surface gas sampling device according to claim 1, wherein the carrier gas is a high purity gas. ガスを採取すべき表面が皮膚または粘膜である請求項1ないし6のいずれか1項記載の表面ガス採取装置。   The surface gas collection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the surface from which the gas is collected is skin or mucous membrane. 皮膚表面から発せられるエタノールを採取するために使用される請求項7記載の表面ガス採取装置。   8. The surface gas sampling device according to claim 7, which is used for collecting ethanol emitted from the skin surface. 請求項1ないし8のいずれか1項記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   A surface gas sampling method using the surface gas sampling device according to any one of claims 1 to 8 (excluding gas sampling from a human body surface). 請求項1ないし8のいずれか1項記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   A biological surface gas sampling method using the surface gas sampling device according to any one of claims 1 to 8 (excluding gas sampling from a human body surface). 生体表面が皮膚表面または粘膜表面である請求項10記載の方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   11. The method according to claim 10, wherein the living body surface is a skin surface or a mucosal surface (except for collecting gas from the human body surface). 皮膚表面から発せられるエタノールを採取するものである請求項11記載の方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   12. The method according to claim 11, wherein ethanol emitted from the skin surface is collected (except for collecting gas from the human body surface). 請求項1ないし8のいずれか1項記載の装置および駆血帯を含む、生体表面ガス採取キット。   A biological surface gas collection kit comprising the device according to claim 1 and a tourniquet. 請求項13記載のキットを用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   A biological surface gas collection method using the kit according to claim 13 (however, gas collection from the surface of a human body is excluded). 生体表面が皮膚表面である請求項13記載のキット。   The kit according to claim 13, wherein the biological surface is a skin surface. 生体表面が皮膚表面である請求項14記載の方法(ただし人体表面からのガスの採取を除く)。   15. The method according to claim 14, wherein the biological surface is the skin surface (except for collecting gas from the human body surface).
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