JP2010513875A - 未知の複合混合物を迅速かつ正確に定量化する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)静かな音響環境が必要である(従って、電気放電の使用、またはサンプルの速い流れによって、ノイズが非常に大きくなる)
(2)サンプルが或る平均的な光束に曝され、これにより、光化学反応を或る状況において起こすことができる。
(3)検出の間接的性質により、絶対吸収強度の導出が困難になる。音響信号の強度を較正する唯一の実用的方法では、或る遷移を含み、かつ遷移の断面積が既知であるガスの混合物を関連のガスと一緒に使用する。このような較正を行なっても、20%のオーダーの不確定性が残る。
本発明の一つの実施形態では、広い間隔の単色周波数は既知であるか、または決定的である。
本発明の好適な実施形態では、分析対象のサンプルを収集し、かつ測定チャンバと流体連通して、分析対象サンプルを測定チャンバに供給し、そして当該サンプルを測定チャンバ及び装置から測定完了後に取り出すことができる機構が設けられる。
好適な実施形態では、本発明の方法及び装置を使用して、ヒトを含む動物から採取したサンプルを分析する。更に好適な実施形態では、動物から採取して分析されるサンプルは呼気を含む。
A)初期モデルで使用されるM個の検体を定義するステップと、
B)M個の検体、及びj=1〜Mとした場合のこれらの検体の濃度
から成る初期モデルQ0を定義するステップと、
C)i=1〜Nを電磁周波数インデックスとし、行列Kの要素kijを各電磁周波数iにおける検体jによる吸収率とし、そして測定誤差共分散行列をSeとした場合に、モデルQ0における各検体の濃度njであって、各検体の吸収率測定ベクトルyiに基づいて計算される濃度njを、例えば非限定的に、直接逆最小二乗推定(direct inverse least−squares estimation)を使用して次式に従って推定するステップと、
D)モデルQ0に対する少なくとも一つの光吸収検体の体系的追加または削除を、P個の既知の検体のデータベースを巡回することにより行なって、P個の新規モデルQ1〜QPを生成するステップと、
E)測定ベクトルyとのモデルQ0の一致度を、yとのモデルQ1〜QPの一致度と比較するステップであって、最良の一致を示す濃度が各モデルに関して、ステップCにおいて記述される方法を使用して得られる、前記比較するステップと、
F)yと比較され、かつQ1〜QPモデルのうちの最良の一致を示すモデルの一致度が、yとのQ0の一致度よりも高い場合に、QPモデルのうちの最良の一致を示すモデルをQ0として定義するステップと、
G)ステップD〜Fを、検体をモデルに追加する、またはモデルから除去することによって測定ベクトルyとのモデルの一致度を向上させることができなくなるまで繰り返すステップとを含む。一致度は、赤池の情報量基準(Akaike Information Criterion:AIC)のように、モデルの自由度(エントロピー)を取り入れたフィットパラメータを計算することにより推定することができる。
以下の記述は、本発明の好適な実施形態に関するものであり、そして本発明の原理を説明するのに役立つ。
本明細書において使用するように、「frequency」という用語は、電磁波の光周波数を指す。当該周波数は記号「ν」で表わされる。当該周波数は、普通赤外線分光法に用いられる波数単位(cm−1)で表示される。cm−1単位の周波数νは、光速cを乗算することにより得られるヘルツ単位の周波数fに変換することができる、すなわちc≒3X1010cm s−1としたときのf=cνに変換することができる。
を満たす帯域を指す。
が成り立つことを意味する。
本明細書において使用するように、「computer」という用語は、データを命令リストに従って操作することができる全てのデバイスを意味する。
本明細書において使用するように、「breath」という用語は、肺から吐き出される空気、または発汗蒸気、或いはヒトを含む動物の皮膚を通って発散される汗蒸気の両方を含む蒸気を意味する。
本発明の一つの非限定的な実施形態では、装置101は、開いているバルブ103によって、流入口102の外側に滞留する空気を測定チャンバ104に流入させることができるように、システムからの取り出しを一括して行なうことができる。
別の実施形態では、バルブ103は、測定チャンバ104内の圧力を測定するだけでなく、バルブ103を開閉することができる装置または一連の装置に接続される。この装置または一連の装置では、一旦、収集チャンバの内部の目標ガス圧力に達してしまうと、バルブ103が自動的に閉じられる。
(1)チャンバ104の温度を変更する、
(2)断面積のデータベースにおいて定義される温度を、周波数依存温度補正パラメータを使用することにより測定温度に調整する、または
(3)(1)及び(2)を組み合わせる。
別の実施形態では、ピストン106は変形可能な膜であり、例えばバッグまたは蛇腹である。
別の実施形態では、ポンプ116は、ファン、排出装置、またはガスを容器から取り出すことができる他のいずれかの装置、或いはこれらのいずれかの組み合わせに置き換えられる。
図2に示す流動ガス測定装置の別の実施形態では、流体バルブ131及び132のうちの少なくとも一つの流体バルブを配設する。これらのバルブは、ガス流の方向を制御するように構成されるチェックバルブまたはいずれかのバルブである。これらのバルブを使用して、測定チャンバへの流入の方向、及び測定チャンバからの流出の方向を制御する。
(1)チャンバ104の温度を変更する、
(2)断面積のデータベースにおいて定義される温度を測定温度に、周波数依存温度補正パラメータを使用することにより調整する、または
(3)(1)及び(2)を組み合わせる。
別の実施形態では、ポンプ116は、ファン、排出装置、またはガスを容器から取り出すことができる他のいずれかの装置に置き換えられる。
(等式1)
上の式では、V0は減衰が始まる時点の電圧であり、そしてVbは一定のバックグランドである。
(等式2)
減衰時間τは、一連の光源周波数に対応して順番に得られる。
光源109の別の実施形態では、前記光源は、他のいずれかのタイプの広範囲な調整が可能なレーザであり、この場合、光周波数は、この技術分野で公知の方法によって十分正確に求めることができる。
レンズシステム120の別の実施形態では、前記レンズシステムは、一つのレンズ及び/又はミラー、または幾つかのレンズ及び/又はミラーのいずれかの組み合わせである。
装置の別の実施形態では、周波数逓倍結晶を、光源109とミラー110との間の或る箇所に挿入して、更に別の単色レーザ周波数群を生成する。
周期的に行なわれることが好ましい基準測定を使用して、等式2に含まれるパラメータのほとんどを消去するので、k(ν)をτ(ν)の測定値から抽出するという問題を簡略化する。基準測定を行なう場合、リングダウン時定数τ0(ν)は、等式2を少し変形することにより表わすことができる、すなわち次式を得る:
(等式3)
上の式では、kbg(ν)は、基準測定に含まれる全ての検体の周波数νにおける合計吸収率を含む。この段階において、複合混合物に含まれ、かつ基準測定に含まれない成分に起因する光学濃度kの簡易表現式を、等式2及び等式3を合成することにより次式のように得ることができる:
(等式4)
上の式では、iは周波数を表わすインデックスである。
(等式6)
(等式7)
上の式では、N0は、所定の圧力及び温度における立方センチメートル当たりの合計分子数(合計分子数/cm3)である。従って、所定の周波数における合計光学濃度は次式により表わすことができる:
(等式8)
上の式では、njは、部分的な検体濃度、すなわちアルゴリズムがベクトルを計算するように設計される場合の計算対象のベクトルである。
(等式9)
上の式では、xは、フィッティングさせようとしている検体濃度のベクトルである、すなわちxj=njであり、Kは要素k0 ijから成る行列であり、そしてεは、測定誤差を表わす。混合物中の検体の濃度の推定因子となる線形方程式の最小自乗解は次式により表わされる:
(等式10)
上の式では、SSは測定誤差の共分散である。測定誤差は普通、分散σ2 iで分布すると仮定され、σ2 iは、各レーザ線iに関して定義することができる。行列SSにはこのように、行列の対角成分に要素σ2 iが入っており、この場合、非対角成分にゼロの要素が入っているが、その理由は、個々の測定誤差に相関がないと仮定しているからである。
に関して更に正確な結果を得るために援用することができる最小二乗解の方程式の最新版は、xベクトル要素の自明な確率分布関数(PDF)、種々の検体の濃度の間の確率的な関連性、及びK行列吸収断面積の不確定性を含むことができる。しかしながら、これらの更に高機能の解決策は基本的には同じ手法であり、そして本発明においては、汎用モデルを使用する場合にはどのような制限も全く前提とされない。
を計算することにより行なうことができる。
図1に示す装置の好適な実施形態を使用する場合、バルブ103及び108を閉じ、そしてバルブ115を開く。次に、測定チャンバ104を、ポンプ116を使用して排気する。好適な実施形態では、一旦、適切に低い測定チャンバ圧力に達すると、バルブ108を閉じ、そして一連のリングダウン測定を次に、節IIにおいて説明した方法で行なう。これらの測定に基づいて、リングダウン時定数τ0(ν)が一連の光源周波数に対応して連続的に得られる。測定された基準ガス減衰時定数及び複合ガス混合物減衰時定数に基づいて、光学濃度k(ν)は、一連の光源周波数に対応して、等式4を使用して計算することができる。この実施形態において、等式2及び等式3ではkbg(ν)=0が成り立つことに留意されたい。
(等式5)
図2に示すガス流測定形態を使用する場合、基準測定は、前記ガス流の組成が既知である場合に1度に行なわれるガス流の測定である。既知の組成のガスが、測定チャンバを通って流れる場合、一連のリングダウン測定は、節IIにおいて説明した方法で行なわれる。これらの測定から、リングダウン時定数τ0(ν)が、一連の光源周波数に対応して連続的に得られる。測定基準ガス減衰時定数及び複合ガス混合物減衰時定数に基づいて、光学濃度k(ν)を一連の光源周波数に対応して等式4を使用して計算することができる。この実施形態では、等式2及び等式3に含まれるkbg(ν)は、既知の流動基準ガスの中の検体の全てに基づいて合成される光学濃度を表わすことに留意されたい。
図3に示す液体測定形態を使用する場合、基準測定は、チャンバ141及び142の内部に液体が無い状態で行なわれる測定である。液体は、前記チャンバから、容器143から排出口144を使用して排液することにより取り出される。次に、一連のリングダウン測定が、節IIにおいて説明した方法で行なわれる。これらの測定から、リングダウン時定数τ0(ν)が、一連の光源周波数に対応して連続的に得られる。測定基準ガス減衰時定数及び複合ガス混合物減衰時定数に基づいて、光学濃度k(ν)を一連の光源周波数に対応して等式4を使用して計算することができる。この実施形態では、等式2及び等式3に含まれるkbg(ν)はkbg(ν)=0であることに留意されたい。
Claims (9)
- 液体サンプル中の、またはガスサンプル中の化合物の存在を検出する装置であって、
− 複数の離散的な単色周波数を放出することができる電磁放射光源と
− パルスを前記電磁放射光源から発生させる手段と
− キャビティ増幅測定チャンバとを備え、測定チャンバは、
− 前記電磁放射光源の前記パルスのうちの少なくとも一つのパルス、及び
− 前記液体サンプルまたはガスサンプル
を受け入れることができ、さらに、
− 前記キャビティ増幅測定チャンバに含まれる少なくとも一つの化合物によって生じる光減衰の量に関連する物理パラメータを測定することができる検出器と、
− 前記検出器による前記測定の結果をデジタル信号に変換する手段と、
− 前記手段とデジタル通信して、前記検出器による前記測定の結果をデジタル信号に変換するコンピュータとを備え、
前記コンピュータは、複数の離散的な単色周波数における光減衰の量に関連する物理パラメータの測定結果を、既知の化合物に関連付けられる既知の物理パラメータのデータベースと比較する、装置。 - 前記電磁放射光源はガスチューブレーザである、請求項1に記載の装置。
- ガスチューブレーザはCO2レーザである、請求項2に記載の装置。
- 液体サンプルまたはガスサンプルは生体サンプルである、請求項1に記載の装置。
- 生体サンプルは動物またはヒトの呼気サンプルである、請求項4に記載の装置。
- キャビティ増幅測定チャンバは、複数の単色電磁周波数で共振することができる、請求項1に記載の装置。
- 複合サンプルの電磁波吸収率を分析する方法であって、
A)初期モデルで使用されるM個の検体を定義するステップであって、Mは0を含むいずれの整数とすることもできる、前記定義するステップと、
B)M個の検体、及びこれらの検体の濃度njから成る初期モデルQ0を定義するステップと、
C)Q0モデルにおける各検体の濃度njであって、各検体の吸収率測定ベクトルyに基づいて計算される濃度njの初期推定を行なうステップと、
D)モデルQ0に対する少なくとも一つの光吸収検体の体系的追加または削除を、P個の既知の検体のデータベースを巡回することにより行なって、P個の新規モデルQ1〜QPを生成するステップと、
E)測定ベクトルとのモデルQ0の一致度を、yとのモデルQ1〜QPの一致度と比較するステップであって、各モデルに関して最良の一致を示す濃度が、ステップCにおいて記述される方法を使用して得られる、前記比較するステップと、
F)yと比較され、かつQ1〜QPモデルのうちの最良の一致を示すモデルの一致度が、yとのQ0の一致度よりも高い場合に、QPモデルのうちの最良の一致を示すモデルをQ0として定義するステップと、
G)検体をモデルに追加する、またはモデルから削除することによって測定ベクトルyとのモデルの一致度を向上させるということができなくなるまで、ステップD〜Fを繰り返すステップと
を含む方法。 - Q0モデルにおける各検体の濃度njの推定は、直接逆最小二乗推定(direct inverse least−squares estimation)を使用して行なわれる、請求項7に記載の方法。
- 一致度は、赤池の情報量基準(Akaike Information Criterion:AIC)を使用して推定される、請求項7に記載の方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015129653A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 富士電機株式会社 | ガス分析計 |
WO2015125324A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | 株式会社 東芝 | 呼気診断装置 |
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Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8056400B2 (en) * | 2008-02-26 | 2011-11-15 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for fluid sampling |
US20090323055A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Honeywell International Inc. | Crds brewster gas cell |
GB0821188D0 (en) | 2008-11-19 | 2008-12-24 | Isis Innovation | Measurment of gas concentrations in breath |
FR2938916B1 (fr) * | 2008-11-24 | 2012-10-19 | Ap2E | Dispositif d'echantillonnage de gaz. |
WO2011070485A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Gas measurement module for use in therapeutic settings comprising reflective scanning microspectrometer |
US8327686B2 (en) * | 2010-03-02 | 2012-12-11 | Li-Cor, Inc. | Method and apparatus for the photo-acoustic identification and quantification of analyte species in a gaseous or liquid medium |
US20110295140A1 (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-01 | Intelliscience Research Llc | Method and Apparatus for Measuring Trace Levels of CO in Human Breath Using Cavity Enhanced, Mid-Infared Absorption Spectroscopy |
JP2012026949A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Shimadzu Corp | ガス濃度測定装置 |
US8395777B2 (en) * | 2010-09-09 | 2013-03-12 | Adelphi University | Method and apparatus for trace gas detection using integrated wavelength modulated spectra across multiple lines |
US8358417B2 (en) * | 2010-10-21 | 2013-01-22 | Spectrasensors, Inc. | Spectrometer with validation cell |
US8665442B2 (en) | 2011-08-18 | 2014-03-04 | Li-Cor, Inc. | Cavity enhanced laser based isotopic gas analyzer |
US8659759B2 (en) | 2011-08-25 | 2014-02-25 | Li-Cor, Inc. | Laser based cavity enhanced optical absorption gas analyzer |
US8659758B2 (en) | 2011-10-04 | 2014-02-25 | Li-Cor, Inc. | Laser based cavity enhanced optical absorption gas analyzer with laser feedback optimization |
US8512676B1 (en) * | 2012-03-07 | 2013-08-20 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Detection of rate changes in systematic oscillations of metabolic athways by monitoring isotope ratios |
US8885167B2 (en) | 2012-11-02 | 2014-11-11 | Li-Cor, Inc. | Cavity enhanced laser based gas analyzer systems and methods |
US9194742B2 (en) | 2012-11-02 | 2015-11-24 | Li-Cor, Inc. | Cavity enhanced laser based gas analyzer systems and methods |
US9116047B2 (en) | 2013-10-11 | 2015-08-25 | Li-Cor, Inc. | Systems and methods for controlling the optical path length between a laser and an optical cavity |
CN103487402B (zh) * | 2013-10-14 | 2015-09-02 | 北京信息科技大学 | 带有饱和吸收光纤的环形腔内腔光纤激光器气体检测系统 |
WO2015122475A1 (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-20 | 積水メディカル株式会社 | 炭素同位体分析装置および炭素同位体分析方法 |
US9677999B2 (en) * | 2014-03-26 | 2017-06-13 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Cavity enhancement methods, systems and devices, and methods of measuring same |
US9918661B2 (en) | 2014-05-22 | 2018-03-20 | Picomole Instruments, Inc. | Alveolar breath collection apparatus |
US10925515B2 (en) | 2014-05-22 | 2021-02-23 | Picomole Inc. | Alveolar breath collection apparatus |
CA2893178C (en) * | 2014-05-22 | 2021-04-20 | Picomole Instruments Inc. | Method and apparatus for non-invasive detection of conditions such as lung cancer |
US9568465B2 (en) | 2014-08-21 | 2017-02-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Breath analyser and detection methods |
DE102015106949B3 (de) | 2015-05-05 | 2016-04-28 | Carefusion Germany 234 Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Geräts zur Atemgasanalyse |
US9755399B2 (en) | 2015-05-05 | 2017-09-05 | Boreal Laser Inc. | Packaged laser thermal control system |
US10393712B2 (en) * | 2016-03-22 | 2019-08-27 | Cummins Inc. | Systems and methods using a gas quality sensor |
CA3032399C (en) * | 2016-07-29 | 2023-09-19 | Novatrans Group S.A. | System and method for in ovo sexing of avian embryos |
US10666012B2 (en) | 2017-03-13 | 2020-05-26 | Picomole Inc. | Apparatus and method of optimizing laser system |
US10527492B2 (en) * | 2017-05-16 | 2020-01-07 | Li-Cor, Inc. | Mode matching method for absorption spectroscopy systems |
JP7256501B2 (ja) * | 2017-08-24 | 2023-04-12 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 光発生装置並びにそれを用いた炭素同位体分析装置及び炭素同位体分析方法 |
IT201800003794A1 (it) * | 2018-03-20 | 2019-09-20 | Goel Soc Cooperativa Sociale | Sistema di calibrazione per strumenti di misura di gas e particolati e relativo metodo |
WO2019199301A1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-10-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photoacoustic explosives detectors |
US11879890B1 (en) | 2018-07-31 | 2024-01-23 | Inspectir Systems, Llc | Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples |
US11662340B1 (en) | 2018-07-31 | 2023-05-30 | InspectIR Systems, Inc. | Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples |
US11874270B1 (en) * | 2018-07-31 | 2024-01-16 | Inspectir Systems, Llc | Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCs) using breath samples |
US11841372B1 (en) | 2018-07-31 | 2023-12-12 | Inspectir Systems, Llc | Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCs) using breath samples |
US11841359B1 (en) | 2018-07-31 | 2023-12-12 | Inspectir Systems, Llc | Techniques for portable rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples |
US11721533B1 (en) | 2018-07-31 | 2023-08-08 | Inspectir Systems, Llc | Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples |
US10900837B2 (en) * | 2018-12-27 | 2021-01-26 | Texas Instruments Incorporated | Integrated compact MMW spectroscopy cell system and method |
JPWO2020203281A1 (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | ||
US11035789B2 (en) | 2019-04-03 | 2021-06-15 | Picomole Inc. | Cavity ring-down spectroscopy system and method of modulating a light beam therein |
US11957450B2 (en) | 2020-02-28 | 2024-04-16 | Picomole Inc. | Apparatus and method for collecting a breath sample using an air circulation system |
US11782049B2 (en) | 2020-02-28 | 2023-10-10 | Picomole Inc. | Apparatus and method for collecting a breath sample using a container with controllable volume |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62273436A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-27 | Showa Denko Kk | 混合ガスの成分ガス濃度の検知方法およびその装置 |
JP2005501233A (ja) * | 2001-08-16 | 2005-01-13 | アイシス イノベーション リミティッド | 分光呼気分析 |
JP2006189392A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 吸収計測装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3881428B2 (ja) * | 1997-07-11 | 2007-02-14 | 本田技研工業株式会社 | 物体形状決定方法 |
US6223133B1 (en) * | 1999-05-14 | 2001-04-24 | Exxon Research And Engineering Company | Method for optimizing multivariate calibrations |
US7101340B1 (en) * | 2002-04-12 | 2006-09-05 | Braun Charles L | Spectroscopic breath profile analysis device and uses thereof for facilitating diagnosis of medical conditions |
US20040137637A1 (en) * | 2003-01-13 | 2004-07-15 | Chuji Wang | Breath gas analyzer for diagnosing diabetes and method of use thereof |
JP2004257741A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | 生体分子と薬物との相互作用の予測方法 |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62273436A (ja) * | 1986-05-22 | 1987-11-27 | Showa Denko Kk | 混合ガスの成分ガス濃度の検知方法およびその装置 |
JP2005501233A (ja) * | 2001-08-16 | 2005-01-13 | アイシス イノベーション リミティッド | 分光呼気分析 |
JP2006189392A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Hamamatsu Photonics Kk | 吸収計測装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6012030792; BUCHER, C.R.: '"Doppler-Free Nonlinear Absorption in Ethylene by Use of Continuous-Wave Cavity Ringdown Spectrosco' APPLIED OPTICS Vol. 39, Issue 18, 20000620, pp. 3154-3164 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015129653A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-16 | 富士電機株式会社 | ガス分析計 |
WO2015125324A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-08-27 | 株式会社 東芝 | 呼気診断装置 |
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