JPH09138225A - Exhalation analyzer - Google Patents

Exhalation analyzer

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Publication number
JPH09138225A
JPH09138225A JP7319553A JP31955395A JPH09138225A JP H09138225 A JPH09138225 A JP H09138225A JP 7319553 A JP7319553 A JP 7319553A JP 31955395 A JP31955395 A JP 31955395A JP H09138225 A JPH09138225 A JP H09138225A
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JP
Japan
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sample
carrier gas
exhalation
exhaled
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP7319553A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Sato
勝彦 佐藤
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
Priority to JP7319553A priority Critical patent/JPH09138225A/en
Publication of JPH09138225A publication Critical patent/JPH09138225A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an exhalation analyzer by which even a low-concentration component in an exhalation can be analyzed and which can be used as a nonconcentration type by a method wherein a concentrated-sample introduction part or the like in which an exhalation sample adsorbed to the inside of a collection pipe is desorbed is installed. SOLUTION: A collection pipe 18 is mounted on, and attached to, a concentrated- sample introduction part 20 so as to be heated, a secondary concentration pipe 202 is cooled, a carrier-gas flow passage 281 is selected by a flow-passage changeover part 30, and a carrier gas C is passed to the secondary concentration pipe 202 from the collection pipe 18. Then, an exhalation sample A is desorbed from the collection pipe 18, and it is concentrated so as to be adsorbed to the secondary concentration pipe 202. Then, the secondary concentration pipe 202 is heated, and, e.g. a splendid valve 302 is closed. Then, the exhalation sample A flows together with the carrier gas C so as to pass a precolumn 141, a main column 142 and a detector 16. Respective components which are contained in the exhalation sample A are separated by the precolumn 141 and the main column 142, they are detected by the detector 16 so as to have a difference in terms of time, and they are analyzed quantitatively and qualitatively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医療分野、健康産
業、飲酒運転取締り、麻薬捜査等において、ガスクロマ
トグラフィーを用いて呼気中に含まれる成分を分析する
呼気分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a breath analyzer for analyzing components contained in exhaled breath using gas chromatography in the medical field, health industry, drunk driving enforcement, drug investigation, etc.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平6−58919号公
報に記載されているように、被検者の呼気を採取して分
析を行う呼気分析装置が開発されている。呼気分析装置
は、例えば、医療分野における臨床検査用の呼気分析や
患者の病態の監視、産業分野における作業環境の測定や
室内環境の測定、警察分野における飲酒運転取締まりや
麻薬取締まり、消防分野における火災原因調査、健康産
業分野における健康管理等、広範な分野にて使用される
ものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as described in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-58919, a breath analyzer for collecting and analyzing the breath of a subject has been developed. Breath analyzers are, for example, breath analysis for clinical tests in the medical field and monitoring of patient condition, measurement of work environment and indoor environment in the industrial field, drunk driving control and drug control in the police field, and firefighting field. It is used in a wide range of fields such as fire cause investigation and health care in the health industry field.

【0003】この呼気分析装置は、ガスクロマトグラフ
ィーを用いたものであり、装置本体に付設され外周部が
ヒータで被覆された長さ1.5m程度の呼気採取管と、呼気
採取管の端部に四方電磁バルブを介してそれぞれ接続さ
れた二本のキャリアガス流路と、この四方電磁バルブに
接続された空気ボンベと、各キャリアガス流路の一部に
設けられたサンプル計量部とを備えている。
[0003] This breath analyzer uses gas chromatography. The breath analyzer is attached to the main body of the breath analyzer and has an outer peripheral portion covered with a heater. Two carrier gas flow paths respectively connected via a four-way electromagnetic valve, an air cylinder connected to the four-way electromagnetic valve, and a sample measuring section provided in a part of each carrier gas flow path. I have.

【0004】この各サンプル計量部の下流側には、三方
電磁バルブ及び排気管を介して接続された呼気導入用ポ
ンプ(吸引ポンプ)が装備されている。また、前述した
各三方電磁バルブに各々並列に且つ相互に独立して接続
された、二つの分離カラム等を備えている。
[0004] On the downstream side of each sample measuring section, a breathing introduction pump (suction pump) connected via a three-way electromagnetic valve and an exhaust pipe is provided. Further, it is provided with two separation columns and the like, which are connected to the above-mentioned respective three-way electromagnetic valves in parallel and independently of each other.

【0005】そして、被検者から呼気を採取して分析を
行う場合には、被検者が呼気採取管の内部へ呼気を吐出
すると、呼気採取管へ吐出された呼気が呼気導入用ポン
プにより装置外部へ排出される一方、呼気の一部が呼気
試料として各サンプル計量部に充満する。次いで、各サ
ンプル計量部に空気ボンベからキャリアガスを送り込む
と、各計量部に充満している呼気試料が各分離カラムへ
送り込まれた後、各呼気試料は、各成分ガスの保持時間
の違いにより分離される。この後、所定の演算処理によ
り呼気分析が行われる。
When the exhaled breath is collected from the subject and analyzed, when the subject exhales the exhaled air into the exhalation sampling tube, the exhaled breath exhaled to the exhalation sampling tube is delivered by the exhalation introducing pump. While being discharged to the outside of the device, a part of the exhaled breath fills each sample measuring unit as an exhaled breath sample. Next, when carrier gas is sent from the air cylinder to each sample measuring unit, the exhaled breath sample filled in each measuring unit is sent to each separation column, and then each exhaled breath sample is different due to the difference in retention time of each component gas. To be separated. Thereafter, the breath analysis is performed by a predetermined calculation process.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】例えば、糖尿病や動脈
硬化などでは脂質過酸化によりペンタンの呼気中濃度が
増加するが、その濃度値は高々pg/mL オーダである。と
ころが、従来の呼気分析装置では、例えば、分析できる
成分の限界がng/mL オーダであるので、ペンタン等のpg
/mL オーダの低濃度成分は分析することができないとい
う問題があった。
For example, in the case of diabetes, arteriosclerosis, etc., the concentration of pentane in the breath is increased by lipid peroxidation, but the concentration is at most pg / mL. However, in a conventional breath analyzer, for example, since the limit of a component that can be analyzed is on the order of ng / mL, pg of pentane or the like is used.
There is a problem that low-concentration components on the order of / mL cannot be analyzed.

【0007】この問題を解決するために、本発明者は、
呼気試料を濃縮するという新しい呼気分析装置(以下、
「濃縮型」という。)を考え出した。しかしながら、こ
の新らしい呼気分析装置では、従来の直接注入型(以
下、「非濃縮型」という。)としては、構造上使用でき
ない。そのため、二種類の呼気分析装置が必要となるの
で、全体として大型化及び高価格化を招くという、新た
な問題が生じた。
In order to solve this problem, the present inventor has
A new breath analyzer that concentrates breath samples (hereinafter,
It is called "concentrated type". ) Figured out. However, this new breath analyzer is structurally unusable as a conventional direct injection type (hereinafter referred to as "non-concentrating type"). Therefore, two types of breath analyzers are required, which causes a new problem that the size and the price are increased as a whole.

【0008】[0008]

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、呼気中にわず
かしか含まれていない低濃度成分でも分析でき、なおか
つ、従来の非濃縮型としても使用できる、呼気分析装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a breath analyzer which can analyze even a low concentration component contained in the exhaled breath in a small amount and can be used as a conventional non-concentrated type. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の呼気分析
装置は、呼気試料を通過させて当該呼気試料に含まれる
成分を分離するプレカラム及びメインカラムと、このプ
レカラム及びメインカラムによって分離された成分を検
出する検出器と、呼気試料を内部に吸着させた捕集管
と、この捕集管内に吸着している呼気試料を脱離させる
濃縮試料導入部と、呼気を内部に吹き込ませた呼気採取
管と、呼気を呼気試料として内部に吸着させるサンプル
ループと、前記呼気採取管内の呼気を前記サンプルルー
プを通して吸引することにより当該サンプルループ内に
前記呼気試料を充填するポンプと、前記濃縮試料導入部
で脱離した呼気試料をキャリアガスによって前記プレカ
ラム及び前記メインカラムに通過させる第一のキャリア
ガス流路と、前記サンプルループ内に充填された呼気試
料をキャリアガスによって前記メインカラムに通過させ
る第二のキャリアガス流路と、前記プレカラムに残留し
た前記呼気試料をキャリアガスによってパージする第三
のキャリアガス流路と、前記第一又は第二及び第三のキ
ャリアガス流路のどちらか一方に切り換え可能な流路切
り換え部とを備えものである。
A breath analyzer according to claim 1, wherein a pre-column and a main column for passing a breath sample to separate components contained in the breath sample are separated by the pre-column and the main column. A detector that detects the components, a collection tube that adsorbs the exhaled breath sample inside, a concentrated sample introduction part that desorbs the exhaled breath sample adsorbed in the collection tube, and exhaled breath that exhales breath into the inside. A collection tube, a sample loop for adsorbing exhaled air as an exhaled breath sample, a pump for sucking the exhaled air in the exhaled breath sampling tube through the sample loop to fill the exhaled breath sample in the sample loop, and the concentrated sample introduction A first carrier gas flow path that allows the exhaled breath sample desorbed in the column to pass through the precolumn and the main column by a carrier gas; A second carrier gas flow passage for allowing the breath sample filled in the pull loop to pass through the main column by a carrier gas, and a third carrier gas flow passage for purging the breath sample remaining in the pre-column by a carrier gas, A flow path switching unit that can switch to one of the first or second and third carrier gas flow paths.

【0010】濃縮型として使用する場合には、流路切り
換え部により第一のキャリアガス流路を選択する。捕集
管内に濃縮捕集された呼気試料は、濃縮試料導入部で脱
離し、キャリアガスとともにプレカラム及びメインカラ
ムを通過する。この呼気試料のキャリアガスに対する濃
度は、濃縮されていない呼気成分をキャリアガスととも
に流す場合に比べて、はるかに高くなっている。つま
り、検出器では、ピークの高い検出値が得られる。した
がって、呼気中にわずかしか含まれていない低濃度成分
でも、十分に分析可能となる。
When used as a concentrated type, the first carrier gas channel is selected by the channel switching unit. The breath sample concentrated and collected in the collection tube is desorbed at the concentrated sample introduction part and passes through the precolumn and the main column together with the carrier gas. The concentration of the breath sample with respect to the carrier gas is much higher than when the non-concentrated breath component is flowed together with the carrier gas. That is, the detector can obtain a detection value with a high peak. Therefore, even low-concentration components that are slightly contained in the breath can be sufficiently analyzed.

【0011】非濃縮型として使用する場合には、呼気採
取管内の呼気をサンプルループを通してポンプで吸引す
ることにより、サンプルループに呼気試料を充填する。
そして、流路切り換え部により第二のキャリアガス流路
を選択する。サンプルループに充填された呼気試料は、
キャリアガスとともにメインカラムを通過する。
When used as a non-concentrated type, the exhaled breath in the exhalation sampling tube is pumped through the sample loop to fill the sample loop with the exhaled breath sample.
Then, the flow path switching unit selects the second carrier gas flow path. The breath sample filled in the sample loop is
Pass through the main column with carrier gas.

【0012】メインカラム、検出器及びこれらの周囲の
配管等は、濃縮型及び非濃縮型のどちらでも使用する共
通部分となっている。
The main column, the detector, and the pipes around them are common parts used in both the concentrated type and the non-concentrated type.

【0013】請求項2記載の呼気分析装置は、請求項1
記載の呼気分析装置において、前記呼気採取管内の呼気
を前記サンプルループを通して前記ポンプで吸引する呼
気吸引流路が付設され、前記流路切り換え部は、当該呼
気吸引流路及び前記第一のキャリアガス流路と、前記第
二及び第三のキャリアガス流路とのどちらか一方に切り
換え可能としたものである。
The breath analysis device according to claim 2 is characterized in that:
In the exhalation analyzer described above, an exhalation suction flow path for sucking the exhalation in the exhalation sampling tube with the pump through the sample loop is provided, and the flow path switching unit includes the exhalation suction flow path and the first carrier gas. It is possible to switch to either the flow passage or the second and third carrier gas flow passages.

【0014】呼気吸引流路及び第一のキャリアガス流路
と、第二及び第三のキャリアガス流路との切り換えのみ
で、濃縮型及び非濃縮型のすべての工程を実行すること
が可能となる。
It is possible to carry out all the steps of the concentrated type and the non-concentrated type only by switching between the exhaled breath suction channel and the first carrier gas channel and the second and third carrier gas channels. Become.

【0015】請求項3記載の呼気分析装置は、請求項1
記載の呼気分析装置おいて、前記濃縮試料導入部には、
前記捕集管を加熱して当該捕集管内に吸着している呼気
試料を脱離させる第一の加熱手段と、呼気試料を内部に
吸着させる二次濃縮管と、前記捕集管を脱離した呼気試
料を前記二次濃縮管内に吸着させる冷却手段と、この二
次濃縮管を加熱して当該二次濃縮管内に吸着している呼
気試料を脱離させる第二の加熱手段とが設けられている
ものである。
The breath analysis apparatus according to claim 3 is the method according to claim 1.
In the breath analyzer according to the description, the concentrated sample introduction unit,
First heating means for heating the collection tube to desorb the exhaled breath sample adsorbed in the collection tube, a secondary concentrating tube for adsorbing the exhaled breath sample therein, and desorption of the collection tube Cooling means for adsorbing the exhaled breath sample in the secondary concentrating tube and second heating means for heating the secondary concentrating tube to desorb the exhaled breath sample adsorbed in the secondary concentrating tube. It is what

【0016】捕集管内に濃縮捕集された呼気試料は、さ
らに濃縮されて、二次濃縮管に吸着する。したがって、
この呼気試料をキャリアガスによってメインカラムに通
過させることにより、より低濃度の成分の分析が可能と
なる。
The breath sample concentrated and collected in the collection tube is further concentrated and adsorbed to the secondary concentration tube. Therefore,
By passing this exhaled sample through the main column with the carrier gas, it becomes possible to analyze a lower concentration component.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明に係る呼気
分析装置の一実施形態を示す構成図であり、図1は呼気
吸引流路及び第一のキャリアガス流路に切り換えた状態
を示し、図2は第二のキャリアガス流路に切り換えた状
態を示している。以下、これらの図面を中心に説明す
る。
1 and 2 are configuration diagrams showing an embodiment of an exhalation analyzer according to the present invention. FIG. 1 shows a state in which an exhalation suction passage and a first carrier gas passage are switched. FIG. 2 shows a state in which the second carrier gas flow path is switched to. Hereinafter, description will be made mainly with reference to these drawings.

【0018】本発明に係る呼気分析装置12は、呼気試
料Aを通過させて呼気試料Aに含まれる成分を分離する
プレカラム141及びメインカラム142と、プレカラ
ム141及びメインカラム142によって分離された成
分を検出する検出器16と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せた捕集管18と、捕集管18内に吸着している呼気試
料Aを脱離させる濃縮試料導入部20と、呼気A’を内
部に吹き込ませた呼気採取管22と、呼気A’を呼気試
料Aとして内部に吸着させるサンプルループ24と、呼
気採取管22内の呼気A’をサンプルループ24を通し
て吸引することによりサンプルループ24内に呼気試料
Aを充填するポンプ26と、呼気採取管22内の呼気
A’をサンプルループ24を通してポンプ26で吸引す
る呼気吸引流路280と、濃縮試料導入部20で脱離し
た呼気試料AをキャリアガスC1 によってプレカラム1
41及びメインカラム142に通過させる第一のキャリ
アガス流路281と、サンプルループ24内に充填され
た呼気試料AをキャリアガスC2 によってメインカラム
142に通過させる第二のキャリアガス流路282と、
プレカラム141に残留した呼気試料Aをキャリアガス
3 によってパージする第三のキャリアガス流路283
と、呼気吸引流路280及びキャリアガス流路281と
キャリアガス流路282,283とのどちらか一方に切
り換え可能な流路切り換え部30とを備えている。
The breath analyzer 12 according to the present invention includes a pre-column 141 and a main column 142 for passing the breath sample A to separate the components contained in the breath sample A, and a component separated by the pre-column 141 and the main column 142. A detector 16 for detecting, a collection tube 18 in which the exhaled breath sample A is adsorbed, a concentrated sample introduction section 20 for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the collection tube 18, and an exhaled breath A ′. The exhaled breath sampling tube 22 blown inside, the sample loop 24 for adsorbing the exhaled breath A ′ as the exhaled breath sample A, and the sample loop 24 by sucking the exhaled breath A ′ in the exhaled breath sampling tube 22 through the sample loop 24 A pump 26 for filling the exhaled breath sample A with the exhaled air, and an exhaled air suction flow passage 280 for sucking the exhaled air A ′ in the exhaled air sampling tube 22 with the pump 26 through the sample loop 24, The exhaled breath sample A desorbed in the concentrated sample introduction part 20 is pre-column 1 by the carrier gas C 1 .
41 and a first carrier gas flow passage 281 for passing through the main column 142, and a second carrier gas flow passage 282 for passing the breath sample A filled in the sample loop 24 through the main column 142 by the carrier gas C 2 . ,
A third carrier gas channel 283 for purging the exhaled breath sample A remaining in the pre-column 141 with the carrier gas C 3 .
And a channel switching unit 30 that can switch to either one of the exhalation suction channel 280, the carrier gas channel 281, and the carrier gas channels 282, 283.

【0019】プレカラム141は、不要成分を除去する
ためのものであり、例えば水分やアセトン等の極性成分
を保持しやすい性質を備えている。
The pre-column 141 is for removing unnecessary components, and has a property of easily holding polar components such as water and acetone.

【0020】濃縮試料導入部20は、捕集管18を支持
する捕集管支持体201と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せる二次濃縮管202と、二次濃縮管202を支持する
二次濃縮管支持体203とから構成されている。捕集管
支持体201には、捕集管18内に吸着している呼気試
料Aを脱離させる第一の加熱手段(図示せず)が内蔵さ
れている。二次濃縮管支持体203には、捕集管18を
脱離した呼気試料Aを二次濃縮管内202に吸着させる
冷却手段(図示せず)と、二次濃縮管202を加熱して
二次濃縮管202内に吸着している呼気試料Aを脱離さ
せる第二の加熱手段(図示せず)とが内蔵されている。
例示すれば、第一及び第二の加熱手段は電熱ヒータであ
り、冷却手段は液体窒素を収容した容器である。
The concentrated sample introduction section 20 includes a collection tube support 201 for supporting the collection tube 18, a secondary concentration tube 202 for adsorbing the exhaled breath sample A therein, and a secondary concentration tube 202 for supporting the secondary concentration tube 202. Concentrator support 203. The collection tube support 201 has a built-in first heating means (not shown) for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the collection tube 18. The secondary concentrating tube support 203 has a cooling means (not shown) for adsorbing the exhaled breath sample A desorbed from the collecting tube 18 in the secondary concentrating tube 202, and the secondary concentrating tube 202 is heated to be secondary A second heating means (not shown) for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the concentrating tube 202 is incorporated.
For example, the first and second heating means are electric heaters, and the cooling means is a container containing liquid nitrogen.

【0021】二次濃縮管202は、内径0.5 〜1.0mm の
キャピラリィ管を使用するが、メインカラム142と同
材質かつ同特性のものが望ましい。また、二次濃縮管2
02は、吸着剤の液相をコーティングしたものを用いて
いるので、コーティング等のなされていない素管に比べ
て、二次濃縮の効率が良い。なお、捕集管18の濃縮率
が高い場合等は、二次濃縮管202及び二次濃縮管支持
体203を省略してもよい。
As the secondary concentrating tube 202, a capillary tube having an inner diameter of 0.5 to 1.0 mm is used, but it is desirable that the material and characteristics of the main column 142 are the same. In addition, the secondary concentration tube 2
Since No. 02 uses a liquid phase of an adsorbent coated, the efficiency of secondary concentration is higher than that of a raw tube without coating. The secondary concentration tube 202 and the secondary concentration tube support 203 may be omitted when the concentration rate of the collection tube 18 is high.

【0022】呼気採取管22は、呼気吐出口221及び
呼気吹込口222を有している。被検者は、呼気吹込口
222に使い捨てマウスピース223を取付け、マウス
ピース223に口を当てて、呼気A’を呼気採取管22
内に吹き込む。また、呼気採取管22は、呼気採取管支
持体23によって固定されている。呼気採取管支持体2
3には、呼気A’等を加熱する第三の加熱手段(図示せ
ず)等が内蔵されている。
The exhalation sampling tube 22 has an exhalation outlet 221 and an exhalation inlet 222. The subject attaches the disposable mouthpiece 223 to the exhalation inlet 222, puts his mouth on the mouthpiece 223, and exhales A ′ into the exhalation sampling tube 22.
Blow in. The exhalation sampling tube 22 is fixed by the exhalation sampling tube support member 23. Exhalation tube support 2
A third heating unit (not shown) for heating the exhaled air A ′ and the like is incorporated in the unit 3.

【0023】流路切り換え部30は、サンプリングバル
ブ301と、電磁弁302,304と、サンプリングバ
ルブ301及び電磁弁302,304のソレノイド等を
通電制御する制御手段303とから構成されている。制
御手段303は、手動スイッチからなるもの、リレー及
びタイマーからなるもの、マイクロコンピュータ及びそ
のプログラムからなるもの等、どのようなものでもよ
い。また、流路切り換え部30には、キャリアガスCを
充填したガスボンベ321が、減圧弁322を介して接
続されている。キャリアガスCとしては、空気、水素、
窒素、ヘリウム、アルゴン等が一般的に用いられる。
The flow path switching unit 30 is composed of a sampling valve 301, electromagnetic valves 302 and 304, and control means 303 for controlling energization of the solenoids of the sampling valve 301 and the electromagnetic valves 302 and 304. The control means 303 may be any one such as a manual switch, a relay and a timer, a microcomputer and its program. A gas cylinder 321 filled with carrier gas C is connected to the flow path switching unit 30 via a pressure reducing valve 322. As carrier gas C, air, hydrogen,
Nitrogen, helium, argon and the like are generally used.

【0024】サンプリングバルブ301は、十個のポー
ト1〜10を有する、例えばロータリバルブである。図
3は、サンプリングバルブ183の一例を示す概略断面
図である。図3において、サンプリングバルブ301
は、ポート1〜10を有する固定体301Aと、連通管
a〜eを有する回転体301Bと、回転体301Bを回
転させるソレノイド等のアクチュエータ(図示せず)と
から構成されている。図3〔1〕が呼気吸引流路280
及びキャリアガス流路281に切り換えた状態を示し、
図3〔2〕がキャリアガス流路282,283に切り換
えた状態を示している。
The sampling valve 301 is, for example, a rotary valve having ten ports 1 to 10. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the sampling valve 183. In FIG. 3, the sampling valve 301
Is composed of a fixed body 301A having ports 1 to 10, a rotating body 301B having communication tubes a to e, and an actuator (not shown) such as a solenoid for rotating the rotating body 301B. FIG. 3 [1] shows the exhalation suction flow path 280.
And a state in which the carrier gas flow channel 281 is switched to,
FIG. 3 [2] shows a state in which the carrier gas flow paths 282 and 283 are switched to.

【0025】ポート1には、プレカラム141の一端に
接続された配管341が接続されている。ポート2に
は、メインカラム142の一端に接続された配管342
が接続されている。ポート3には、サンプルループ24
の一端に接続された配管343が接続されている。ポー
ト4には、ポンプ26に接続された配管344が接続さ
れている。ポート5には、呼気採取管22に接続された
配管345が接続されている。ポート6には、サンプル
ループ24の他端に接続された配管346が接続されて
いる。ポート7には、キャリアガスC2 を電磁弁302
を介して導入する配管347が接続されている。ポート
8には、濃縮試料導入部20及びプレカラム141を通
過したキャリアガスC3 を排出する配管348が接続さ
れている。ポート9には、プレカラム141の他端に接
続された配管349が接続されている。ポート10に
は、濃縮試料導入部20を通過したキャリアガスC1
3 をフィルタ204を介して導入する配管340が接
続されている。なお、プレカラム141、メインカラム
142、サンプリングバルブ301及びこれらの周囲の
配管341,…等は、例えば100 ℃一定に保った恒温槽
(図示せず)に収容されている。
A pipe 341 connected to one end of the pre-column 141 is connected to the port 1. The port 2 has a pipe 342 connected to one end of the main column 142.
Is connected. Sample loop 24 on port 3
A pipe 343 connected to one end of is connected. A pipe 344 connected to the pump 26 is connected to the port 4. A pipe 345 connected to the exhalation sampling tube 22 is connected to the port 5. A pipe 346 connected to the other end of the sample loop 24 is connected to the port 6. The carrier gas C 2 is supplied to the port 7 with a solenoid valve 302.
A pipe 347 to be introduced through is connected. A pipe 348 for discharging the carrier gas C 3 that has passed through the concentrated sample introduction unit 20 and the pre-column 141 is connected to the port 8. A pipe 349 connected to the other end of the pre-column 141 is connected to the port 9. The carrier gas C 1 , which has passed through the concentrated sample introduction part 20, is supplied to the port 10.
A pipe 340 for introducing C 3 through the filter 204 is connected. The pre-column 141, the main column 142, the sampling valve 301, and the pipes 341, ... Surrounding them are housed in a thermostat (not shown) kept constant at 100 ° C., for example.

【0026】検出器16は、質量、熱伝導、イオン電流
等、いずれを検出するものでもよい。
The detector 16 may detect any of mass, heat conduction, ionic current and the like.

【0027】次に、呼気分析装置12の動作を説明す
る。
Next, the operation of the breath analyzer 12 will be described.

【0028】〔濃縮型の動作1(分析)〕[Concentration type operation 1 (analysis)]

【0029】まず、図4に示す呼気濃縮捕集装置80を
用いて、捕集管18に呼気試料Aを吸着させておく。呼
気濃縮捕集装置80は、呼気A’が満たされたテドラー
バッグ82と、テドラーバッグ82内に連通する捕集管
18と、テドラーバッグ82内の呼気A’を捕集管18
を通して吸引するポンプ84と、捕集管18を通過する
呼気A’の積算流量fを測定する積算流量計86と、テ
ドラーバッグ82内の呼気A’の圧力pを測定する圧力
計88と、圧力計88で測定された呼気A’の圧力pが
一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止させる
主制御部90と、捕集管18の温度Tを一定にする恒温
器92と、捕集管18とポンプ84との間の呼気A’の
流路に設けられた水分吸収フィルタ94とを備えてい
る。テドラーバッグ82、圧力計88のT字管881、
捕集管18、水分吸収フィルタ94、ポンプ84及び積
算流量計86は、可撓性チューブ95a〜95eによっ
てそれぞれ連結されている。
First, the exhaled breath sample A is adsorbed to the collection tube 18 by using the exhaled breath concentration and collection device 80 shown in FIG. The breath concentration / collection device 80 collects the Tedlar bag 82 filled with the breath A ′, the collection pipe 18 communicating with the inside of the Tedlar bag 82, and the collection pipe 18 for the breath A ′ inside the Tedlar bag 82.
A pump 84 for suctioning through the collection tube 18, an integrated flow meter 86 for measuring an integrated flow rate f of the expired air A ′ passing through the collection tube 18, a pressure gauge 88 for measuring a pressure p of the expired air A ′ in the Tedlar bag 82, and a pressure gauge. A main control unit 90 that stops the pump 84 when the pressure p of the exhaled air A ′ measured at 88 becomes a fixed value p F or less, a thermostat 92 that keeps the temperature T of the collection tube 18 constant, and a trap The water absorption filter 94 provided in the flow path of the exhaled air A ′ between the collecting tube 18 and the pump 84 is provided. Tedlar bag 82, T-tube 881 of pressure gauge 88,
The collection tube 18, the water absorption filter 94, the pump 84, and the integrating flowmeter 86 are connected by flexible tubes 95a to 95e, respectively.

【0030】捕集管18内には、呼気試料Aを吸着する
吸着剤181が充填されている。テドラーバッグ82
は、呼気吐出口821及び呼気吹込口822を有してい
る。呼気吐出口821及び呼気吹込口822には、特に
図示しないが、手動により開閉自在のストップバルブが
設けられている。予め被検者は、呼気吹込口822に使
い捨てマウスピース823を取付け、マウスピース82
3に口を当てて、呼気A’をテドラーバッグ82内に吹
き込んでおく。積算流量計86は、マスフローメータ等
の一般的な気体用流量計である。圧力計88は、例え
ば、圧電素子に圧力を加えると電圧が生じる圧電効果を
利用したものであり、呼気A’の圧力pに対応する電気
信号を主制御部90へ出力する。主制御部90は、例え
ば、CPU,ROM,RAM,入出力インタフェース等
からなるマイクロコンピュータと、ROM等に格納され
たコンピュータプログラムとから構成される。主制御部
90の動作は、圧力計88から出力された呼気A’の圧
力pが一定値pF 以下となった場合にポンプ84を停止
させるとともに、図示しない報知用のブザー、ランプ等
を駆動するように、プログラムされている。実験によれ
ば、吸引中の圧力pは例えば400mmHg であり、吸引終了
時の圧力p(すなわち一定値pF )は例えば420mmHg で
ある。恒温器92は、加熱冷却部96と、温度制御部9
7とから構成されている。加熱冷却部96は、上側98
と下側99とに分割でき、上側98と下側99とで捕集
管18を挟持するようになっている。したがって、加熱
冷却部96に対して捕集管18を容易に着脱できる。上
側98は、断熱材981、伝熱材982等から構成され
ている。下側99は、断熱材991、伝熱材992、ペ
ルチェ素子993、放熱フィン994等から構成されて
いる。伝熱材982,992及び放熱フィン994は、
アルミニウム製である。伝熱材992の内部には、熱電
対971が埋設されている。熱電対971は、伝熱材9
92すなわち捕集管18の温度Tに対応する電圧を温度
制御部97へ出力する。温度制御部97は、例えば、C
PU,ROM,RAM,入出力インタフェース等からな
るマイクロコンピュータと、ROM等に格納された温度
制御用コンピュータプログラムと、直流電圧電源とから
構成される。温度制御部97の動作は、熱電対971か
ら出力された捕集管18の温度Tが一定値TC になるよ
うに、ペルチェ素子993を通電制御するものである。
また、一定値TC が室温以上である場合は、ペルチェ素
子993の代わりに、単なる電熱ヒータ等を用いてもよ
い。水分吸収フィルタ94の内部には、シリカゲル、炭
酸カルシウム等の吸湿材941が充填されている。
The collection tube 18 is filled with an adsorbent 181 for adsorbing the exhaled breath sample A. Tedlar bag 82
Has an exhalation discharge port 821 and an exhalation blowout port 822. Although not particularly shown, the exhalation outlet 821 and the exhalation inlet 822 are provided with stop valves that can be opened and closed manually. In advance, the subject attaches the disposable mouthpiece 823 to the breath inlet 822 and
3 and the exhalation A ′ is blown into the Tedlar bag 82. The integrating flow meter 86 is a general gas flow meter such as a mass flow meter. The pressure gauge 88 uses, for example, a piezoelectric effect that generates a voltage when a pressure is applied to a piezoelectric element, and outputs an electric signal corresponding to the pressure p of the exhalation A ′ to the main control unit 90. The main control unit 90 includes, for example, a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and a computer program stored in the ROM or the like. The operation of the main control unit 90, drives the pump 84 with stops when the pressure p of exhalation A 'output from the pressure gauge 88 becomes equal to or less than a predetermined value p F, buzzer for informing not shown, the lamp It is programmed to be. According to experiments, the pressure p during suction is, for example, 400 mmHg, and the pressure p at the end of suction (that is, a constant value p F ) is, for example, 420 mmHg. The incubator 92 includes a heating / cooling unit 96 and a temperature control unit 9
7 is comprised. The heating / cooling unit 96 has an upper side 98.
And the lower side 99, and the upper side 98 and the lower side 99 sandwich the collection tube 18. Therefore, the collection tube 18 can be easily attached to and detached from the heating / cooling unit 96. The upper side 98 is composed of a heat insulating material 981, a heat transfer material 982, and the like. The lower side 99 is composed of a heat insulating material 991, a heat transfer material 992, a Peltier element 993, a radiation fin 994, and the like. The heat transfer materials 982 and 992 and the radiation fins 994 are
Made of aluminum. A thermocouple 971 is embedded inside the heat transfer material 992. The thermocouple 971 is a heat transfer material 9
The voltage 92 corresponding to the temperature T of the collection tube 18 is output to the temperature controller 97. The temperature control unit 97 is, for example, C
It is composed of a microcomputer including a PU, a ROM, a RAM, an input / output interface, a computer program for temperature control stored in the ROM, and a DC voltage power supply. The operation of the temperature control unit 97 is to energize the Peltier element 993 so that the temperature T of the collection tube 18 output from the thermocouple 971 becomes a constant value T C.
When the fixed value T C is equal to or higher than room temperature, a simple electric heater or the like may be used instead of the Peltier element 993. The moisture absorbing filter 94 is filled with a moisture absorbing material 941 such as silica gel or calcium carbonate.

【0031】ポンプ86が作動すると、呼気A’がテド
ラーバック82から捕集管18を通って吸引される。こ
れにより、呼気成分Aが、捕集管18の吸着剤181に
濃縮捕集される。このとき、圧力計88では吸引時の圧
力pが測定され、積算流量計86では積算流量fが測定
されている。テドラーバック82内が空になれば、圧力
pが一定値pF に達するため、主制御部90がポンプ8
4を停止させる。吸引終了時の積算流量fは、積算流量
計86から主制御部90へ出力されるので、捕集管18
に濃縮した呼気A’の量もわかる。
When the pump 86 is operated, the exhaled air A'is sucked from the Tedlar bag 82 through the collection tube 18. As a result, the exhaled breath component A is concentrated and collected by the adsorbent 181 in the collection tube 18. At this time, the pressure p during suction is measured by the pressure gauge 88, and the integrated flow rate f is measured by the integrated flow meter 86. If Tedlar bag 82 is emptied, the pressure p reaches a predetermined value p F, the main control unit 90 is a pump 8
4 is stopped. Since the integrated flow rate f at the end of suction is output from the integrated flow meter 86 to the main control unit 90, the collection tube 18
The amount of expiration A 'concentrated in the water is also known.

【0032】続いて、捕集管18を濃縮試料導入部20
に装着し、捕集管18を例えば250℃に加熱するととも
に、二次濃縮管202を例えば-130〜-180℃に冷却し、
かつ、流路切り換え部30によってキャリアガス流路2
81(図1)を選択して、キャリアガスCを捕集管18
から二次濃縮管202へ通過させる。すると、呼気試料
Aは、捕集管18を脱離して、さらに濃縮されて二次濃
縮管202に吸着する。
Subsequently, the collection tube 18 is connected to the concentrated sample introduction section 20.
And heat the collecting tube 18 to, for example, 250 ° C. and cool the secondary concentrating tube 202 to, for example, −130 to −180 ° C.
In addition, the carrier gas passage 2 is formed by the passage switching unit 30.
81 (FIG. 1) is selected to collect the carrier gas C in the collection tube 18
To the secondary concentrator 202. Then, the exhaled breath sample A is desorbed from the collection tube 18, further concentrated, and adsorbed to the secondary concentration tube 202.

【0033】二次濃縮管202への呼気試料Aの吸着が
完了すると、二次濃縮管202を例えば190 ℃に加熱す
る。このとき、キャリアガスCの節約のため電磁弁30
2は閉となっているので、キャリアガスC1 は、電磁弁
304→濃縮試料導入部20→フィルタ204→ポート
10→ポート9→プレカラム141→ポート1→ポート
2→メインカラム142→検出器16→排出と流れる。
呼気試料AもキャリアガスCとともに流れ、プレカラム
141、メインカラム142及び検出器16を通過す
る。呼気試料Aに含まれる各成分は、プレカラム141
及びメインカラム142で分離されることにより、時間
的な差をもって検出器16で検出される。検出器16で
は、呼気試料Aを注入してから各成分の分別帯が出るま
でのキャリアガスCの容積(保持容量)又はその時間
(保持時間)により定性分析が行なわれ、ピーク面積又
はピーク高さから定量分析が行われる。
When the adsorption of the exhaled breath sample A to the secondary concentrating tube 202 is completed, the secondary concentrating tube 202 is heated to 190 ° C., for example. At this time, in order to save the carrier gas C, the solenoid valve 30
Since 2 is closed, the carrier gas C 1 is supplied to the solenoid valve 304 → concentrated sample introducing section 20 → filter 204 → port 10 → port 9 → precolumn 141 → port 1 → port 2 → main column 142 → detector 16 → Discharge and flow.
The exhaled breath sample A also flows together with the carrier gas C and passes through the pre-column 141, the main column 142 and the detector 16. Each of the components contained in the exhaled breath sample A has a pre-column 141.
And separated by the main column 142, they are detected by the detector 16 with a time difference. In the detector 16, qualitative analysis is performed by the volume (holding capacity) of the carrier gas C from the injection of the exhaled breath sample A until the separation zone of each component appears or the time (holding time), and the peak area or peak height is determined. Therefore, quantitative analysis is performed.

【0034】呼気分析装置12によれば、濃縮試料導入
部20によって濃縮された呼気試料Aを用いているの
で、呼気中にpg/mL オーダしか含まれていないペンタン
等の低濃度成分でも十分に分析することができる。
According to the breath analyzer 12, since the breath sample A concentrated by the concentrated sample introducing unit 20 is used, even a low concentration component such as pentane containing only pg / mL order in the breath is sufficient. Can be analyzed.

【0035】〔濃縮型の動作2(バックフラッシュ及び
分析)〕
[Concentration type operation 2 (backflush and analysis)]

【0036】流路切り換え部30によってキャリアガス
流路283(図2)を選択してキャリアガスC3 を流
す。このとき、電磁弁304が開となるので、キャリア
ガスC3 は、電磁弁304→濃縮試料導入部20→フィ
ルタ204→ポート10→ポート1→プレカラム141
→ポート9→ポート8→排出と流れることにより、プレ
カラム141等をパージすることができる。
The carrier gas flow path 283 (FIG. 2) is selected by the flow path switching unit 30 to flow the carrier gas C 3 . At this time, the solenoid valve 304 is opened, so that the carrier gas C 3 is supplied from the solenoid valve 304 → concentrated sample introducing section 20 → filter 204 → port 10 → port 1 → precolumn 141.
By flowing in the order of → port 9 → port 8 → discharging, the precolumn 141 and the like can be purged.

【0037】このとき、電磁弁302を開とすることに
より、キャリアガス流路282(図2)を選択してもよ
い。この場合は、キャリアガスC2 は、電磁弁302→
ポート7→ポート6→サンプルループ24→ポート3→
ポート2→メインカラム142→検出器16→排出と流
れる。したがって、メインカラム142に残留している
呼気試料AもキャリアガスC2 とともに流れるので、必
要に応じ分析を続行できるとともに、メインカラム14
2等をパージすることができる。なお、この場合は、サ
ンプルループ24には呼気試料Aが充填されていないこ
とが前提となる。
At this time, the carrier gas passage 282 (FIG. 2) may be selected by opening the solenoid valve 302. In this case, the carrier gas C 2 is the solenoid valve 302 →
Port 7 → Port 6 → Sample loop 24 → Port 3 →
It flows in the order of port 2 → main column 142 → detector 16 → discharge. Therefore, since the exhaled breath sample A remaining in the main column 142 also flows together with the carrier gas C 2 , the analysis can be continued as necessary and the main column 14 can be continued.
2 etc. can be purged. In this case, it is premised that the sample loop 24 is not filled with the breath sample A.

【0038】〔非濃縮型の動作1(呼気吸引)〕[Non-concentrating operation 1 (exhalation suction)]

【0039】まず、呼気採取管22を例えば40℃に加熱
し、流路切り換え部30によって呼気吸引流路280
(図1)を選択する。被検者が呼気採取管22へ呼気
A’を吹き込むと、これに対応してポンプ26が所定時
間だけ作動する。このとき、呼気A’は、呼気採取管2
2→ポート5→ポート6→サンプルループ24→ポート
3→ポート4→ポンプ26→排出と流れる。これによ
り、呼気A’が呼気試料Aとしてサンプルループ24に
充填される。
First, the exhalation sampling tube 22 is heated to, for example, 40 ° C., and the exhalation suction channel 280 is set by the channel switching unit 30.
Select (Fig. 1). When the subject blows the exhaled air A ′ into the exhaled air sampling tube 22, the pump 26 correspondingly operates for a predetermined time. At this time, the exhaled breath A ′ is the exhaled breath collection tube 2
The flow is 2 → port 5 → port 6 → sample loop 24 → port 3 → port 4 → pump 26 → discharging. As a result, the breath A ′ is filled in the sample loop 24 as the breath sample A.

【0040】〔非濃縮型の動作2(分析)〕[Non-concentrated operation 2 (analysis)]

【0041】流路切り換え部30によってキャリアガス
流路282(図2)を選択してキャリアガスCを流す。
このとき、電磁弁302が開となるので、キャリアガス
2は、電磁弁302→ポート7→ポート6→サンプル
ループ24→ポート3→ポート2→メインカラム142
→検出器16→排出と流れる。サンプルループ24に充
填された呼気試料AもキャリアガスC2 とともに流れ、
メインカラム142及び検出器16を通過する。この呼
気試料Aに含まれる各成分は、メインカラム142で分
離されることにより、時間的な差をもって検出器16で
検出される。検出器16では、前述したとおり、所定の
分析が行われる。
The carrier gas flow path 282 (FIG. 2) is selected by the flow path switching unit 30 to flow the carrier gas C.
At this time, the solenoid valve 302 is opened, so that the carrier gas C 2 is transferred from the solenoid valve 302 → port 7 → port 6 → sample loop 24 → port 3 → port 2 → main column 142.
-> Detector 16-> discharge and flow. The exhaled breath sample A filled in the sample loop 24 also flows together with the carrier gas C 2 .
It passes through the main column 142 and the detector 16. The respective components contained in the exhaled breath sample A are separated by the main column 142 and thus detected by the detector 16 with a time difference. The detector 16 performs a predetermined analysis as described above.

【0042】図5は、呼気分析装置12の濃縮型の分析
結果の一例を示す波形図である。図6は、バックフラッ
シュの一例を示す説明図である。以下、図1乃至図6に
基づき説明する。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of the concentration-type analysis result of the breath analyzer 12. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the backflush. Hereinafter, description will be given with reference to FIGS. 1 to 6.

【0043】濃縮型では、非濃縮型では検出できない低
濃度の高沸点成分(例えばヘキサン等)も検出できる。
ところが、通常の高沸点成分は、プレカラム141及び
メインカラム142内での滞留時間が長い(リテンショ
ンタイムが遅い)。そのため、分析に要する時間は、非
濃縮型で例えば15分かかるものが、濃縮型では1時間以
上かかることになる。図5の例では、分析を始めてか
ら、6分程度でペンタンPが検出され、30分程度でヘキ
サンHが検出されている。そのため、ペンタンPのみを
検出すればよい場合でも、ヘキサンHを排出するため
に、長時間にわたり分析を続ける必要が生じる。また、
メインカラム142及び検出器16にヘキサンH等の高
沸点成分を通過させることは、これらの汚染や劣化を招
くことにもなる。
The concentrated type can also detect low-concentration high-boiling components (such as hexane) which cannot be detected by the non-concentrated type.
However, a normal high boiling point component has a long residence time in the pre-column 141 and the main column 142 (retention time is slow). Therefore, the time required for analysis is, for example, 15 minutes in the non-concentrated type, but it takes 1 hour or more in the concentrated type. In the example of FIG. 5, pentane P is detected in about 6 minutes and hexane H is detected in about 30 minutes after starting the analysis. Therefore, even if only pentane P needs to be detected, it is necessary to continue the analysis for a long time in order to discharge hexane H. Also,
Passing a high-boiling-point component such as hexane H through the main column 142 and the detector 16 also causes contamination and deterioration of these components.

【0044】そこで、分析時間の短縮及び汚染・劣化の
防止を図るために、バックフラッシュが行われる。ま
ず、キャリアガスC1 がプレカラム141及びメインカ
ラム142を流れ始めると、呼気試料Aの成分であるペ
ンタンP及びヘキサンHがプレカラム141に入る(図
6〔1〕)。ペンタンPは、ヘキサンHよりもプレカラ
ム141に保持されにくいので、先にプレカラム141
を通過する(図6〔2〕)。時間が経過し、ペンタンP
がメインカラム142をかなり進んでも、ヘキサンHは
まだプレカラム141の中である(図6〔3〕)。この
まま、キャリアガスC1 を流し続けると、ヘキサンHが
メインカラム142を出るまでに長時間を要する。そこ
で、プレカラム141とメインカラム142とを分離
し、プレカラム141にはキャリアガスC1 と逆方向の
キャリアガスC3 を流し、メインカラム142にはキャ
リアガスC1 と同方向のキャリアガスC2 を流す。これ
により、ペンタンPはメインカラム142を出て検出さ
れ、ヘキサンHもプレカラム141からパージされる
(図6〔4〕)。したがって、分析時間が大幅に短縮さ
れる。図5の例で言えば、約8分で分析を終了できる。
また、ヘキサンHはメインカラム142及び検出器16
へ流れないので、これらの汚染・劣化も防止される。
Therefore, in order to shorten the analysis time and prevent contamination and deterioration, backflushing is performed. First, when the carrier gas C 1 starts to flow through the precolumn 141 and the main column 142, pentane P and hexane H, which are the components of the breath sample A, enter the precolumn 141 (FIG. 6 [1]). Pentane P is less likely to be retained in the precolumn 141 than hexane H, so the precolumn 141 is first
(Fig. 6 [2]). Time passes, Pentane P
However, even though the column has progressed considerably through the main column 142, hexane H is still in the precolumn 141 (FIG. 6 [3]). If the carrier gas C 1 is kept flowing as it is, it takes a long time for the hexane H to leave the main column 142. Therefore, the pre-column 141 and the main column 142 are separated, a carrier gas C 3 in the direction opposite to the carrier gas C 1 is flown through the pre-column 141, and a carrier gas C 2 in the same direction as the carrier gas C 1 is passed through the main column 142. Shed. As a result, pentane P exits the main column 142 and is detected, and hexane H is also purged from the pre-column 141 (FIG. 6 [4]). Therefore, the analysis time is significantly reduced. In the example of FIG. 5, the analysis can be completed in about 8 minutes.
Hexane H is used in the main column 142 and the detector 16
Since it does not flow to the inside, these pollutions and deteriorations are prevented.

【0045】なお、上記実施形態は、いうまでもなく一
例にすぎず、本発明を限定するものではない。例えば、
サンプリングバルブ301は、電磁弁の切り換えにより
流路を切り換えるものとしてもよい。検出器16、濃縮
試料導入部20、呼気採取管支持体23、ポンプ26等
を制御する機能を制御手段303に付与することによ
り、呼気分析装置12の完全自動化を図るようにしても
よい。各ポート1〜10と、プレカラム141、メイン
カラム142、呼気採取管22、サンプルループ24、
ポンプ26及び電磁弁302との接続は、呼気吸引流路
280及びキャリアガス流路281,282の前述した
機能が実現できれば、どのような組み合わせにしてもよ
い。
Needless to say, the above embodiment is merely an example and does not limit the present invention. For example,
The sampling valve 301 may switch the flow path by switching the solenoid valve. The breath analysis apparatus 12 may be fully automated by providing the control means 303 with a function of controlling the detector 16, the concentrated sample introduction unit 20, the breath collection tube support 23, the pump 26, and the like. Each port 1-10, pre-column 141, main column 142, exhalation sampling tube 22, sample loop 24,
The pump 26 and the solenoid valve 302 may be connected in any combination as long as the functions of the exhalation suction passage 280 and the carrier gas passages 281 and 280 can be realized.

【0046】[0046]

【発明の効果】請求項1乃至3記載の呼気分析装置によ
れば、捕集管内に濃縮捕集された呼気試料を濃縮試料導
入部で脱離させ、この呼気試料をキャリアガスによって
プレカラム及びメインカラムに通過させるようにしたの
で、呼気中にわずかしか含まれていないペンタン等の低
濃度成分でも十分に分析することができる。しかも、濃
縮試料導入部で脱離した呼気試料をキャリアガスによっ
てプレカラム及びメインカラムに通過させる第一のキャ
リアガス流路と、サンプルループ内に充填された呼気試
料をキャリアガスによってメインカラムに通過させる第
二のキャリアガス流路と、プレカラムに残留した呼気試
料をキャリアガスによってパージする第三のキャリアガ
ス流路と、第一のキャリアガス流路又は第二及び第三の
キャリアガス流路のどちらか一方に切り換え可能な流路
切り換え部とを備えたことにより、メインカラム、検出
器等を共用した状態で、濃縮型及び非濃縮型として使用
できる。したがって、装置全体としての小型化及び低価
格化を達成できる。さらに、第三のキャリアガス流路に
よって、不要な高沸点成分をメインカラム及び検出器を
通過させることなく速やかに排出できるので、分析時間
を大幅に短縮できるとともに、メインカラム及び検出器
の汚染・劣化も防止できる。
According to the breath analysis device of the first to third aspects, the breath sample concentrated and collected in the collection tube is desorbed at the concentrated sample introduction part, and the breath sample is pre-columned and main by the carrier gas. Since it is passed through the column, even low-concentration components such as pentane, which are contained in the exhaled air in a small amount, can be sufficiently analyzed. Moreover, the exhaled breath sample desorbed in the concentrated sample introduction part is passed by the carrier gas to the pre-column and the main column, and the exhaled breath sample filled in the sample loop is passed to the main column by the carrier gas. A second carrier gas flow path, a third carrier gas flow path for purging the exhaled sample remaining in the precolumn with a carrier gas, and either the first carrier gas flow path or the second and third carrier gas flow paths. By providing the flow path switching unit that can be switched to either one side, it can be used as a concentrated type and a non-concentrated type while sharing the main column, the detector and the like. Therefore, downsizing and cost reduction of the entire device can be achieved. Furthermore, the third carrier gas flow path allows unnecessary high-boiling components to be quickly discharged without passing through the main column and detector, significantly reducing the analysis time and contaminating the main column and detector. It can also prevent deterioration.

【0047】請求項2記載の呼気分析装置によれば、呼
気採取管内の呼気をサンプルループを通してポンプで吸
引する呼気吸引流路を付設し、この呼気吸引流路及び第
一のキャリアガス流路と、第二及び第三のキャリアガス
流路とのどちらか一方に切り換え可能な流路切り換え部
としたことにより、呼気吸引流路及び第一のキャリアガ
ス流路と、第二及び第三のキャリアガス流路との切り換
えのみで、濃縮型及び非濃縮型のすべての工程を実行す
ることができるので、操作性及び利便性を向上できる。
According to the exhalation analyzer of the second aspect, an exhalation suction passage for sucking the exhalation in the exhalation sampling tube by the pump through the sample loop is provided, and the exhalation suction passage and the first carrier gas passage are provided. , The second and third carrier gas flow passages, and the second and third carrier gas flow passages can be switched to one of the second and third carrier gas flow passages. All the steps of the concentrated type and the non-concentrated type can be executed only by switching to the gas flow path, so that operability and convenience can be improved.

【0048】請求項3記載の呼気分析装置によれば、捕
集管内に濃縮捕集された呼気試料をさらに濃縮して二次
濃縮管に吸着させ、この呼気試料をキャリアガスによっ
てプレカラム及びメインカラムに通過させるようにした
ので、より低濃度の成分でも十分に分析することができ
る。
According to the breath analysis device of the third aspect, the breath sample concentrated and collected in the collection tube is further concentrated and adsorbed on the secondary concentration tube, and the breath sample is pre-columned and main column by the carrier gas. Since it is allowed to pass through, it is possible to sufficiently analyze even lower concentration components.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る呼気分析装置の一実施形態を示す
構成図であり、呼気吸引流路及び第一のキャリアガス流
路に切り換えた状態を示している。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an exhalation analyzer according to the present invention, showing a state of switching to an exhalation suction passage and a first carrier gas passage.

【図2】本発明に係る呼気分析装置の一実施形態を示す
構成図であり、第二及び第二のキャリアガス流路に切り
換えた状態を示している。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of an exhalation analyzer according to the present invention, showing a state in which switching is made to a second carrier gas flow path and a second carrier gas flow path.

【図3】図1及び図2の呼気分析装置におけるサンプリ
ングバルブの一例を示す概略断面図であり、図3〔1〕
が呼気吸引流路及び第一のキャリアガス流路に切り換え
た状態を示し、図3〔2〕が第二及び第三のキャリアガ
ス流路に切り換えた状態を示している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sampling valve in the breath analysis device of FIGS. 1 and 2, and FIG.
Shows the state where the breath suction passage and the first carrier gas passage are switched, and FIG. 3 [2] shows the state where the second and third carrier gas passages are switched.

【図4】呼気濃縮捕集装置の一例を示す断面構成図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram illustrating an example of a breath concentration and collection device.

【図5】図1の呼気分析装置において濃縮型として使用
した場合の分析結果の一例を示す波形図である。
5 is a waveform chart showing an example of analysis results when used as a concentrated type in the breath analyzer of FIG.

【図6】図1の呼気分析装置におけるバックフラッシュ
の一例を示す説明図であり、図6〔1〕〜〔4〕の順に
時間が経過する。
6 is an explanatory diagram showing an example of backflush in the breath analyzer of FIG. 1, and time elapses in the order of FIG. 6 [1] to [4].

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 呼気分析装置 141 プレカラム 141 メインカラム 16 検出器 18 捕集管 20 濃縮試料導入部 202 二次濃縮管 22 呼気採取管 24 サンプルループ 26 ポンプ 280 呼気吸引流路 281 第一のキャリアガス流路 282 第二のキャリアガス流路 282 第三のキャリアガス流路 30 流路切り換え部 A’ 呼気 A 呼気試料 C キャリアガス C1 第一のキャリアガス流路を流れるキャリアガス C2 第二のキャリアガス流路を流れるキャリアガス C3 第三のキャリアガス流路を流れるキャリアガス12 Breath Analyzer 141 Pre-column 141 Main Column 16 Detector 18 Collection Tube 20 Concentrated Sample Introduction Section 202 Secondary Concentration Tube 22 Expiration Collection Tube 24 Sample Loop 26 Pump 280 Exhalation Suction Flow Channel 281 First Carrier Gas Flow Channel 282 No. Second carrier gas channel 282 Third carrier gas channel 30 Channel switching unit A'Expiration A Exhaled sample C Carrier gas C 1 Carrier gas flowing through the first carrier gas channel C 2 Second carrier gas channel Carrier gas flowing through C 3 Carrier gas flowing through the third carrier gas channel

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/46 G01N 30/46 A 30/88 30/88 E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G01N 30/46 G01N 30/46 A 30/88 30/88 E

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 呼気試料を通過させて当該呼気試料に含
まれる成分を分離するプレカラム及びメインカラムと、
このプレカラム及びメインカラムによって分離された成
分を検出する検出器と、呼気試料を内部に吸着させた捕
集管と、この捕集管内に吸着している呼気試料を脱離さ
せる濃縮試料導入部と、呼気を内部に吹き込ませた呼気
採取管と、呼気を呼気試料として内部に吸着させるサン
プルループと、前記呼気採取管内の呼気を前記サンプル
ループを通して吸引することにより当該サンプルループ
内に前記呼気試料を充填するポンプと、前記濃縮試料導
入部で脱離した呼気試料をキャリアガスによって前記プ
レカラム及び前記メインカラムに通過させる第一のキャ
リアガス流路と、前記サンプルループ内に充填された呼
気試料をキャリアガスによって前記メインカラムに通過
させる第二のキャリアガス流路と、前記プレカラムに残
留した前記呼気試料をキャリアガスによってパージする
第三のキャリアガス流路と、前記第一又は第二及び第三
のキャリアガス流路のどちらか一方に切り換え可能な流
路切り換え部とを備えた呼気分析装置。
1. A pre-column and a main column which pass an exhaled breath sample to separate components contained in the exhaled breath sample,
A detector for detecting the components separated by the precolumn and the main column, a collection tube for adsorbing the exhaled breath sample inside, and a concentrated sample introduction section for desorbing the exhaled breath sample adsorbed in the collection tube , An exhalation sampling tube with exhaled air blown thereinto, a sample loop for adsorbing the exhaled air as an exhaled sample inside, and exhalation in the exhalation sampling tube through the sample loop to suck the exhaled sample into the sample loop. A pump to be filled, a first carrier gas flow path for passing the exhaled sample desorbed in the concentrated sample introduction part to the precolumn and the main column by a carrier gas, and the exhaled sample filled in the sample loop as a carrier. A second carrier gas flow path that allows gas to pass through the main column and the exhalation test remaining in the precolumn. And a third carrier gas flow path for purging by the carrier gas, said first or second and third breath analyzer that includes a one or the other to be switchable flow path switching unit of the carrier gas flow path.
【請求項2】 前記呼気採取管内の呼気を前記サンプル
ループを通して前記ポンプで吸引する呼気吸引流路が付
設され、前記流路切り換え部は、当該呼気吸引流路及び
前記第一のキャリアガス流路と、前記第二及び第三のキ
ャリアガス流路とのどちらか一方に切り換え可能であ
る、請求項1記載の呼気分析装置。
2. An exhalation suction flow path for sucking the exhaled air in the exhalation sampling tube by the pump through the sample loop is provided, and the flow path switching unit includes the exhalation suction flow path and the first carrier gas flow path. And the second and third carrier gas flow paths can be switched to either one.
【請求項3】 前記濃縮試料導入部には、前記捕集管を
加熱して当該捕集管内に吸着している呼気試料を脱離さ
せる第一の加熱手段と、呼気試料を内部に吸着させる二
次濃縮管と、前記捕集管を脱離した呼気試料を前記二次
濃縮管内に吸着させる冷却手段と、この二次濃縮管を加
熱して当該二次濃縮管内に吸着している呼気試料を脱離
させる第二の加熱手段とが設けられた、請求項1記載の
呼気分析装置。
3. The enriched sample introduction part includes first heating means for heating the collection tube to desorb the exhaled breath sample adsorbed in the collection tube, and adsorbing the exhaled breath sample therein. A secondary concentrating tube, a cooling means for adsorbing the exhaled breath sample desorbed from the collection tube into the secondary concentrating tube, and a breath sample adsorbed in the secondary concentrating tube by heating the secondary concentrating tube The exhalation analyzer according to claim 1, further comprising a second heating means for desorbing the gas.
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