JPH09166587A - Expiration analyzing device - Google Patents

Expiration analyzing device

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Publication number
JPH09166587A
JPH09166587A JP34804295A JP34804295A JPH09166587A JP H09166587 A JPH09166587 A JP H09166587A JP 34804295 A JP34804295 A JP 34804295A JP 34804295 A JP34804295 A JP 34804295A JP H09166587 A JPH09166587 A JP H09166587A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
carrier gas
exhaled
exhaled breath
breath
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP34804295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Sato
勝彦 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzuki Motor Corp filed Critical Suzuki Motor Corp
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Publication of JPH09166587A publication Critical patent/JPH09166587A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently analyze even a low concentration component such as a trace quantity of pentane in expiration by disrobing an exhalation sample, concentrated and collected in a collecting pipe, at a concentrated sample lead-in part, and making this exhalation sample pass a first pre-column and a main column by carrier gas. SOLUTION: Using an expiration concentrating collecting device 80, an expiration sample A is adsorbed in a collecting pipe 26. The collecting pipe 26 is mounted in a concentrated sample lead-in part 28. The collecting pipe 26 is heated, while a secondary concentrating pipe 282 is cooled, and a carrier gas passage 361 is selected by a passage switching part 38 so as to make carrier gas C pass from the collecting pipe 26 to the secondary concentrating pipe 282. The sample A is thereby desorbed from the collecting pipe 26, further concentrated and adsorbed into the secondary concentrating pipe 282. When the secondary concentrating pipe 282 is heated, since a solenoid valve 385 is closed, carrier gas C1 passes a solenoid valve 384, the lead-in part 28, ports 3, 4, a first per-column 221, ports 7, 8, a main column 223 and a detector 24. The respective components of the sample A are separated by columns 221, 223 so a to be detected by a detector 24 with time difference.

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
成分を分離する第一及び第二のプレカラム並びにメイン
カラムと、これらの第一及び第二のプレカラム並びにメ
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第一のプレカラム及び
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第二のプレカラム及び前記メイン
カラムに通過させる第二のキャリアガス流路と、前記第
一の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
二の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四のキャリアガス流路と、前記第
一及び第四のキャリアガス流路又は前記第二及び第三の
キャリアガス流路のどちらか一方に切換え可能な流路切
換え部とを備えたものである。
A breath analyzer according to claim 1, which comprises first and second pre-columns and a main column for passing a breath sample to separate components contained in the breath sample, and these first and second pre-columns. A detector that detects the components separated by the first and second pre-columns and the main column, a collection tube that adsorbs the exhaled breath sample inside, and a concentration that desorbs the exhaled breath sample adsorbed in this collection tube A sample introduction unit, an exhalation sampling tube with exhaled air blown thereinto, a sample loop for adsorbing exhaled air as an exhaled sample inside, and exhalation in the exhalation sampling tube being sucked through the sample loop into the sample loop. A pump for filling the exhaled breath sample, and the exhaled breath sample desorbed in the concentrated sample introduction section is introduced into the first pre-column and the main column by a carrier gas. A first carrier gas passage for passing, a second carrier gas passage for passing the exhaled sample filled in the sample loop to the second precolumn and the main column by a carrier gas, and the first A third carrier gas flow path for purging the exhaled breath sample remaining in a pre-column with a carrier gas, a fourth carrier gas flow path for purging the exhaled breath sample remaining in the second pre-column with a carrier gas, and the fourth A flow path switching unit capable of switching to either one of the first and fourth carrier gas flow paths or the 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第一の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 first 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第二のプレカラム及びメインカラム
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 exhaled breath sample filled in the sample loop passes through the second pre-column and the main column together with the 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、前記流路切換え部は、当該呼気
吸引流路並びに前記第一及び第四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 according to the above, an exhalation suction flow path for sucking the exhaled air in the exhalation sampling tube with the pump through the sample loop is attached, and the flow path switching unit includes the exhalation suction flow path and the first and fourth It is possible to switch to either one of the carrier gas passage of No. 2 and the second and third carrier gas passages.

【0014】呼気吸引流路並びに第一及び第四のキャリ
アガス流路と、第二及び第三のキャリアガス流路との切
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。
All the steps of the concentrated type and the non-concentrated type can be executed only by switching between the exhaled breath suction channel and the first and fourth carrier gas channels and the second and third carrier gas channels. Is possible.

【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
吸引流路並びに第一及び第四のキャリアガス流路に切換
えた状態を示し、図2は第二及び第三のキャリアガス流
路に切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 block diagrams showing an embodiment of an exhalation analyzer according to the present invention. FIG. 1 shows an exhalation suction passage and first and fourth carrier gas passages. The switched state is shown, and FIG. 2 shows the switched state to the second and third carrier gas flow paths. Hereinafter, description will be made mainly with reference to these drawings.

【0018】本発明に係る呼気分析装置20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
第一のプレカラム221、第二のプレカラム222及び
メインカラム223と、プレカラム221,222及び
メインカラム223によって分離された成分を検出する
検出器24と、呼気試料Aを内部に吸着させた捕集管2
6と、捕集管26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28と、呼気A’を内部に吹き込ま
せた呼気採取管30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32と、呼気採取管30
内の呼気A’をサンプルループ32を通して吸引するこ
とによりサンプルループ32内に呼気試料Aを充填する
ポンプ34と、呼気採取管30内の呼気A’をサンプル
ループ32を通してポンプ34で吸引する呼気吸引流路
360と、濃縮試料導入部28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221及びメイン
カラム223に通過させる第一のキャリアガス流路36
1と、サンプルループ32内に充填された呼気試料Aを
キャリアガスC2 によってプレカラム222及びメイン
カラム223に通過させる第二のキャリアガス流路36
2と、プレカラム221に残留した呼気試料Aをキャリ
アガスC3 によってパージする第三のキャリアガス流路
283と、プレカラム222に残留した呼気試料Aをキ
ャリアガスC4 によってパージする第四のキャリアガス
流路364と、呼気吸引流路360及びキャリアガス流
路361,364とキャリアガス流路362,363と
のどちらか一方に切換え可能な流路切換え部38とを備
えている。
The breath analyzer 20 according to the present invention includes a first pre-column 221, a second pre-column 222 and a main column 223, which pass the breath sample A to separate the components contained in the breath sample A, and the pre-column 221. Detector 24 for detecting the components separated by 222 and main column 223, and collection tube 2 in which breath sample A is adsorbed inside
6, a concentrated sample introduction part 28 for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the collection tube 26, an exhaled breath collection tube 30 with exhaled breath A ′ blown thereinto, and exhaled breath A ′ as the exhaled breath sample A. Sample loop 32 adsorbed inside and exhalation sampling tube 30
A pump 34 that fills the exhaled breath sample A into the sample loop 32 by sucking the exhaled breath A ′ in the sample loop 32, and an exhaled breath suction that sucks the exhaled breath A ′ in the exhalation sampling tube 30 through the sample loop 32 with the pump 34. The flow path 360 and the first carrier gas flow path 36 that allows the exhaled breath sample A desorbed in the concentrated sample introduction part 28 to pass through the pre-column 221 and the main column 223 by the carrier gas C 1 .
1 and the second carrier gas flow path 36 that allows the exhaled breath sample A filled in the sample loop 32 to pass through the pre-column 222 and the main column 223 by the carrier gas C 2 .
2, a third carrier gas channel 283 for purging the exhaled breath sample A remaining in the pre-column 221 with the carrier gas C 3 , and a fourth carrier gas for purging the exhaled breath sample A remaining in the pre-column 222 with the carrier gas C 4 . A flow channel 364, a breath suction flow channel 360, and a flow channel switching unit 38 that can switch to one of the carrier gas flow channels 361 and 364 and the carrier gas flow channels 362 and 363 are provided.

【0019】プレカラム221,222は、分析対象と
なる成分を保持しにくく、分析対象とならない不要成分
を保持しやすい特性を備えている。プレカラム221,
222の長さは、成分の保持力や溶出時間等に基づき決
定される。また、プレカラム221,222でその特性
を異なるものとすることにより、濃縮型・非濃縮型で別
目的の分析を行うことができる。
The pre-columns 221 and 222 have the characteristics that it is difficult to hold the components to be analyzed and it is easy to hold unnecessary components that are not to be analyzed. Pre-column 221,
The length of 222 is determined based on the retention of components, the elution time, and the like. Further, by making the characteristics of the pre-columns 221 and 222 different, it is possible to perform different purposes of analysis in the concentrated type and the non-concentrated type.

【0020】濃縮試料導入部28は、捕集管26を支持
する捕集管支持体281と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せる二次濃縮管282と、二次濃縮管282を支持する
二次濃縮管支持体283とから構成されている。捕集管
支持体281には、捕集管26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283には、捕集管26を
脱離した呼気試料Aを二次濃縮管内282に吸着させる
冷却手段(図示せず)と、二次濃縮管282を加熱して
二次濃縮管282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 28 includes a collection tube support 281 for supporting the collection tube 26, a secondary concentration tube 282 for adsorbing the breath sample A therein, and a secondary concentration tube 282 for supporting the secondary concentration tube 282. Concentrator support 283. The collection tube support 281 incorporates a first heating means (not shown) for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the collection tube 26. The secondary concentrating tube support 283 has a cooling means (not shown) for adsorbing the exhaled breath sample A desorbed from the collecting tube 26 to the inside of the secondary concentrating tube 282, and the secondary concentrating tube 282 is heated to be secondary. A second heating means (not shown) for desorbing the exhaled breath sample A adsorbed in the concentrating tube 282 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282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223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
82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26の濃縮率
が高い場合等は、二次濃縮管282及び二次濃縮管支持
体283を省略してもよい。
As the secondary concentrating pipe 282, a capillary pipe having an inner diameter of 0.5 to 1.0 mm is used, but it is preferable that the material and the characteristics of the main column 223 are the same. In addition, the secondary concentration tube 2
Since 82 uses the liquid phase of the adsorbent coated, the efficiency of the secondary concentration is higher than that of the uncoated raw tube. The secondary concentration tube 282 and the secondary concentration tube support 283 may be omitted when the concentration rate of the collection tube 26 is high.

【0022】呼気採取管30は、呼気吐出口301及び
呼気吹込口302を有している。被検者は、呼気吹込口
302に使い捨てマウスピース303を取付け、マウス
ピース303に口を当てて、呼気A’を呼気採取管30
内に吹き込む。また、呼気採取管30は、呼気採取管支
持体31によって固定されている。呼気採取管支持体3
1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 30 has an exhalation outlet 301 and an exhalation inlet 302. The subject attaches the disposable mouthpiece 303 to the exhalation inlet 302, puts his mouth on the mouthpiece 303, and exhales A ′ to the exhalation sampling tube 30.
Blow in. The exhalation sampling tube 30 is fixed by an exhalation sampling tube support 31. Breath collection tube support 3
A first heating means (not shown) for heating the exhaled air A ′ etc. is built in the apparatus 1.

【0023】流路切換え部38は、サンプリングバルブ
381と、電磁弁382,383,384,385と、
サンプリングバルブ381及び電磁弁382〜385の
ソレノイド等を通電制御する制御手段386とから構成
されている。制御手段386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、流路切換え部38には、キャリ
アガスCを充填したガスボンベ401が、減圧弁402
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 section 38 includes a sampling valve 381, electromagnetic valves 382, 383, 384 and 385.
It is composed of a sampling valve 381 and a control unit 386 for controlling energization of solenoids of the solenoid valves 382 to 385. The control means 386 may be any one such as a manual switch, a relay and a timer, a microcomputer and its program. In the flow path switching unit 38, the gas cylinder 401 filled with the carrier gas C is provided with the pressure reducing valve 402.
Connected through. As the carrier gas C, air, hydrogen, nitrogen, helium, argon or the like is generally used.

【0024】サンプリングバルブ381は、十六個のポ
ート1〜16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381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381
は、ポート1〜16を有する固定体381Aと、連通管
a〜hを有する回転体381Bと、回転体381B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360
及びキャリアガス流路361,364に切換えた状態を
示し、図3〔2〕がキャリアガス流路362,363に
切換えた状態を示している。
The sampling valve 381 is, for example, a rotary valve having 16 ports 1 to 16.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the sampling valve 381. In FIG. 3, a sampling valve 381
Is composed of a fixed body 381A having ports 1 to 16, a rotating body 381B having communication tubes a to h, and an actuator (not shown) such as a solenoid for rotating the rotating body 381B. FIG. 3 [1] shows the exhalation suction flow path 360.
And the carrier gas flow paths 361 and 364 are switched to each other, and FIG. 3B shows the carrier gas flow paths 362 and 363 switched to each other.

【0025】ポート1には、キャリアガスC2 を電磁弁
383を介して導入する配管421が接続されている。
ポート2には、濃縮試料導入部28を通過したキャリア
ガスC5 を排出する配管422が接続されている。ポー
ト3には、濃縮試料導入部28を通過したキャリアガス
1 をフィルタ284を介して導入する配管423が接
続されている。ポート4には、プレカラム221の一端
に接続された配管424が接続されている。ポート5に
は、プレカラム221を通過したキャリアガスC3 を排
出する配管425が接続されている。ポート6には、キ
ャリアガスC3を電磁弁385を介して導入する配管4
26が接続されている。ポート7には、プレカラム22
1の他端に接続された配管427が接続されている。ポ
ート8には、メインカラム223に接続された配管42
8が接続されている。ポート9には、プレカラム222
の一端に接続された配管429が接続されている。ポー
ト10には、キャリアガスC4 を電磁弁382を介して
導入する配管430が接続されている。ポート11に
は、プレカラム222を通過したキャリアガスC4 を排
出する配管431が接続されている。ポート12には、
プレカラム222の他端に接続された配管432が接続
されている。ポート13には、サンプルループ32の一
端に接続された配管433が接続されている。ポート1
4には、ポンプ34に接続された配管434が接続され
ている。ポート15には、呼気採取管30に接続された
配管435が接続されている。ポート16には、サンプ
ルループ32の他端に接続された配管436が接続され
ている。なお、プレカラム221,222、メインカラ
ム223、サンプリングバルブ381及びこれらの周囲
の配管421,…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 421 for introducing the carrier gas C 2 through the solenoid valve 383 is connected to the port 1.
A pipe 422 for discharging the carrier gas C 5 that has passed through the concentrated sample introduction unit 28 is connected to the port 2. A pipe 423 for introducing the carrier gas C 1 that has passed through the concentrated sample introduction unit 28 through a filter 284 is connected to the port 3. A pipe 424 connected to one end of the pre-column 221 is connected to the port 4. A pipe 425 for discharging the carrier gas C 3 that has passed through the pre-column 221 is connected to the port 5. A pipe 4 for introducing carrier gas C 3 through a solenoid valve 385 to the port 6.
26 is connected. Pre-column 22 on port 7
The pipe 427 connected to the other end of 1 is connected. The port 8 has a pipe 42 connected to the main column 223.
8 are connected. Pre-column 222 on port 9
A pipe 429 connected to one end of is connected. A pipe 430 for introducing the carrier gas C 4 through the solenoid valve 382 is connected to the port 10. A pipe 431 for discharging the carrier gas C 4 that has passed through the pre-column 222 is connected to the port 11. On port 12,
A pipe 432 connected to the other end of the pre-column 222 is connected. A pipe 433 connected to one end of the sample loop 32 is connected to the port 13. Port 1
A pipe 434 connected to the pump 34 is connected to the pipe 4. A pipe 435 connected to the exhalation sampling tube 30 is connected to the port 15. A pipe 436 connected to the other end of the sample loop 32 is connected to the port 16. The pre-columns 221 and 222, the main column 223, the sampling valve 381, and the pipes 421, ... Surrounding them are housed in a thermostat (not shown) kept at a constant temperature of 100 ° C., for example.

【0026】検出器24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 24 may detect any of mass, heat conduction, ionic current and the like.

【0027】次に、呼気分析装置20の動作を説明す
る。
Next, the operation of the breath analyzer 20 will be described.

【0028】〔濃縮型の動作1(呼気試料吸着)〕[Concentration type operation 1 (adsorption of breath sample)]

【0029】まず、図4に示す呼気濃縮捕集装置80を
用いて、捕集管26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
26と、テドラーバッグ82内の呼気A’を捕集管26
を通して吸引するポンプ84と、捕集管26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26の温度Tを一定にする恒温
器92と、捕集管26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26、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 26 by using the exhaled air concentration and collection device 80 shown in FIG. The breath concentration collector 80 collects the Tedlar bag 82 filled with the breath A ′, the collection pipe 26 communicating with the inside of the Tedlar bag 82, and the collection pipe 26 of the breath A ′ inside the Tedlar bag 82.
A pump 84 for suctioning through, a cumulative flow meter 86 for measuring a cumulative flow rate f of the expiratory air A ′ passing through the collection tube 26, a pressure gauge 88 for measuring a pressure p of the expiratory 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 constant value p F or less, a thermostat 92 that keeps the temperature T of the collection tube 26 constant, and a trap The water absorption filter 94 is provided in the flow path of the exhaled air A ′ between the collecting tube 26 and the pump 84. Tedlar bag 82, T-tube 881 of pressure gauge 88,
The collection tube 26, 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26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26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26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26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26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 26 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 collecting tube 26 is sandwiched between the upper side 98 and the lower side 99. Therefore, the collection tube 26 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 26 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 26 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26を通って吸引される。こ
れにより、呼気成分Aが、捕集管26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26
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 back 82 through the collection tube 26. As a result, the exhaled breath component A is concentrated and collected by the adsorbent 181 in the collection tube 26. 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 controller 90, the collection tube 26
The amount of expiration A 'concentrated in the water is also known.

【0032】続いて、捕集管26を濃縮試料導入部28
に装着し、捕集管26を例えば250℃に加熱するととも
に、二次濃縮管282を例えば-130〜-180℃に冷却し、
かつ、流路切換え部38によってキャリアガス流路36
1(図1)を選択して、キャリアガスCを捕集管26か
ら二次濃縮管282へ通過させる。すると、呼気試料A
は、捕集管26を脱離して、さらに濃縮されて二次濃縮
管282に吸着する。
Subsequently, the collection tube 26 is connected to the concentrated sample introduction section 28.
And heat the collecting tube 26 to, for example, 250 ° C. and cool the secondary concentrating tube 282 to, for example, −130 to −180 ° C.
In addition, the carrier gas passage 36 is formed by the passage switching unit 38.
1 (FIG. 1) is selected to allow the carrier gas C to pass from the collecting pipe 26 to the secondary concentrating pipe 282. Then, exhaled sample A
Desorbs the collecting tube 26, is further concentrated, and is adsorbed to the secondary concentrating tube 282.

【0033】〔濃縮型の動作2(分析)〕[Concentration type operation 2 (analysis)]

【0034】二次濃縮管282への呼気試料Aの吸着が
完了すると、二次濃縮管282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38
5は閉となっているので、キャリアガスC1 は、電磁弁
384→濃縮試料導入部28→フィルタ284→ポート
3→ポート4→プレカラム221→ポート7→ポート8
→メインカラム223→検出器24→排出と流れる。呼
気試料AもキャリアガスC1 とともに流れ、プレカラム
221、メインカラム223及び検出器24を通過す
る。呼気試料Aに含まれる各成分は、プレカラム221
及びメインカラム223で分離されることにより、時間
的な差をもって検出器24で検出される。検出器24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C1 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 282 is completed, the secondary concentrating tube 282 is heated to 190 ° C., for example. At this time, in order to save the carrier gas C, the solenoid valve 38
Since 5 is closed, the carrier gas C 1 is supplied from the solenoid valve 384 → concentrated sample introducing unit 28 → filter 284 → port 3 → port 4 → precolumn 221 → port 7 → port 8
→ Main column 223 → detector 24 → discharge. The exhaled breath sample A also flows together with the carrier gas C 1 and passes through the pre-column 221, the main column 223 and the detector 24. Each component contained in the exhaled breath sample A has a pre-column 221.
And the main column 223 separates them, so that they are detected by the detector 24 with a time difference. In the detector 24, a qualitative analysis is performed by the volume (holding capacity) of the carrier gas C 1 from the time when the breath sample A is injected until the separation zone of each component comes out or the time (holding time), and the peak area or peak is obtained. Quantitative analysis is performed from the height.

【0035】呼気分析装置12によれば、濃縮試料導入
部28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 analysis device 12, since the breath sample A concentrated by the concentrated sample introducing section 28 is used, even a low concentration component such as pentane containing only pg / mL order in the breath is sufficient. Can be analyzed.

【0036】〔濃縮型の動作3(バックフラッシュ及び
分析)〕
[Concentration type operation 3 (backflush and analysis)]

【0037】続いて、流路切換え部38によってキャリ
アガス流路363(図2)を選択してキャリアガスC3
を流す。このとき、電磁弁385が開となるので、キャ
リアガスC3 は、電磁弁385→ポート6→ポート7→
プレカラム221→ポート4→ポート5→排出と流れる
ことにより、プレカラム221をパージすることができ
る。また、電磁弁384を開とすれば、キャリアガスC
5 は、電磁弁384→濃縮試料導入部28→フィルタ2
84→ポート3→ポート2→排出と流れることにより、
捕集管26及び二次濃縮管282をパージすることがで
きる。
Then, the carrier gas flow path 363 (FIG. 2) is selected by the flow path switching unit 38 to select the carrier gas C 3
Flow. At this time, the solenoid valve 385 is opened, so that the carrier gas C 3 is transferred to the solenoid valve 385 → port 6 → port 7 →
The pre-column 221 can be purged by flowing through the pre-column 221 → port 4 → port 5 → discharging. If the solenoid valve 384 is opened, the carrier gas C
5 is a solenoid valve 384 → concentrated sample introduction part 28 → filter 2
By the flow of 84 → port 3 → port 2 → discharge,
The collection tube 26 and the secondary concentration tube 282 can be purged.

【0038】このとき、電磁弁383を開とすることに
より、キャリアガス流路362(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383→
ポート1→ポート16→サンプルループ32→ポート1
3→ポート12→プレカラム222→ポート9→ポート
8→メインカラム223→検出器24→排出と流れる。
したがって、メインカラム223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223等を
パージすることができる。なお、この場合、サンプルル
ープ32及びプレカラム222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 362 (FIG. 2) may be selected by opening the solenoid valve 383. In this case, the carrier gas C 2 is the solenoid valve 383 →
Port 1 → Port 16 → Sample loop 32 → Port 1
3 → port 12 → pre-column 222 → port 9 → port 8 → main column 223 → detector 24 → discharge.
Therefore, the exhaled breath sample A remaining in the main column 223 also flows together with the carrier gas C 2 , so that the analysis can be continued as necessary and the main column 223 and the like can be purged. In this case, it is premised that the sample loop 32 and the precolumn 222 are not filled with the breath sample A.

【0039】〔非濃縮型の動作1(呼気吸引)〕[Non-concentrating operation 1 (exhalation suction)]

【0040】まず、呼気採取管30を例えば40℃に加熱
し、流路切換え部38によって呼気吸引流路360(図
1)を選択する。被検者が呼気採取管30へ呼気A’を
吹き込むと、これに対応してポンプ34が所定時間だけ
作動する。このとき、呼気A’は、呼気採取管30→ポ
ート15→ポート16→サンプルループ32→ポート1
3→ポート14→ポンプ34→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32に
充填される。
First, the exhalation sampling tube 30 is heated to, for example, 40 ° C., and the exhalation suction passage 360 (FIG. 1) is selected by the passage switching unit 38. When the subject blows the exhaled air A ′ into the exhaled air sampling tube 30, the pump 34 correspondingly operates for a predetermined time. At this time, the exhalation A ′ is the exhalation sampling tube 30 → port 15 → port 16 → sample loop 32 → port 1
3 → port 14 → pump 34 → discharging. As a result, the breath A ′ is filled in the sample loop 32 as the breath sample A.

【0041】〔非濃縮型の動作2(分析)〕[Non-concentrated operation 2 (analysis)]

【0042】続いて、流路切換え部38によってキャリ
アガス流路362(図2)を選択してキャリアガスCを
流す。このとき、電磁弁383が開となるので、キャリ
アガスC2 は、電磁弁383→ポート1→ポート16→
サンプルループ32→ポート13→ポート12→プレカ
ラム222→ポート9→ポート8→メインカラム223
→検出器24→排出と流れる。サンプルループ32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、
プレカラム222、メインカラム223及び検出器24
を通過する。この呼気試料Aに含まれる各成分は、プレ
カラム222及びメインカラム223で分離されること
により、時間的な差をもって検出器24で検出される。
検出器24では、前述したとおり、所定の分析が行われ
る。
Subsequently, the carrier gas flow path 362 (FIG. 2) is selected by the flow path switching unit 38 to flow the carrier gas C. At this time, the solenoid valve 383 is opened, so that the carrier gas C 2 is transferred to the solenoid valve 383 → port 1 → port 16 →
Sample loop 32 → port 13 → port 12 → pre-column 222 → port 9 → port 8 → main column 223
-> Detector 24-> Eject and flow. The exhaled breath sample A filled in the sample loop 32 also flows together with the carrier gas C 2 .
Pre-column 222, main column 223 and detector 24
Pass through. Each component contained in the exhaled breath sample A is separated by the pre-column 222 and the main column 223, and thus detected by the detector 24 with a time difference.
The detector 24 performs a predetermined analysis as described above.

【0043】〔非濃縮型の動作3(バックフラッシュ及
び分析)〕
[Non-concentrated operation 3 (backflush and analysis)]

【0044】続いて、流路切換え部38によってキャリ
アガス流路364(図1)を選択してキャリアガスC4
を流す。このとき、電磁弁382が開となるので、キャ
リアガスC4 は、電磁弁382→ポート10→ポート9
→プレカラム222→ポート12→ポート11→排出と
流れることにより、プレカラム222をパージすること
ができる。
Subsequently, the carrier gas flow path 364 (FIG. 1) is selected by the flow path switching unit 38 to select the carrier gas C 4
Flow. At this time, the solenoid valve 382 is opened, so that the carrier gas C 4 is transferred to the solenoid valve 382 → port 10 → port 9
The pre-column 222 can be purged by the flow of → pre-column 222 → port 12 → port 11 → discharge.

【0045】このとき、電磁弁384を開とすることに
より、キャリアガス流路361(図1)を選択してもよ
い。この場合は、キャリアガスC1 は、電磁弁384→
濃縮試料導入部28→フィルタ284→ポート3→ポー
ト4→プレカラム221→ポート7→ポート8→メイン
カラム223→検出器24→排出と流れる。したがっ
て、メインカラム223に残留している呼気試料Aもキ
ャリアガスC1 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223等をパージす
ることができる。なお、この場合、捕集管26、二次濃
縮管282及びプレカラム221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 361 (FIG. 1) may be selected by opening the solenoid valve 384. In this case, the carrier gas C 1 is the solenoid valve 384 →
The flow proceeds in the order of concentrated sample introduction unit 28 → filter 284 → port 3 → port 4 → precolumn 221, port 7 → port 8 → main column 223 → detector 24 → discharge. Therefore, the exhaled breath sample A remaining in the main column 223 also flows together with the carrier gas C 1 , so that the analysis can be continued as necessary and the main column 223 and the like can be purged. In this case, it is premised that the collection tube 26, the secondary concentration tube 282, and the precolumn 221 are not filled with the breath sample A.

【0046】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.

【0047】例えばヘキサン等の高沸点成分は、プレカ
ラム221,222及びメインカラム223内での滞留
時間が長い(リテンションタイムが遅い)。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223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。
For example, a high boiling point component such as hexane has a long residence time in the precolumns 221 and 222 and the main column 223 (retention time is slow). 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. In addition, the main column 223 and the detector 16
Passing a high-boiling point component such as hexane H into the mixture also causes contamination and deterioration of these components.

【0048】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、プレカラム221,222に対して
バックフラッシュが行われる。まず、プレカラム221
について説明する。キャリアガスC1 がプレカラム22
1及びメインカラム223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2
21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221に保持されにくいので、先にプ
レカラム221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223をかなり進んで
も、ヘキサンHはまだプレカラム221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223を出るまでに長時
間を要する。そこで、プレカラム221とメインカラム
223とを分離し、プレカラム221にはキャリアガス
1 と逆方向のキャリアガスC3 を流し、メインカラム
223にはキャリアガスC1 と同方向のキャリアガスC
2 を流す。これにより、ペンタンPはメインカラム22
3を出て検出され、ヘキサンHもプレカラム222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223及
び検出器24へ流れないので、これらの汚染・劣化も防
止される。プレカラム222については、プレカラム2
21の場合と同様であるので、図6においてプレカラム
221→222、キャリアガスC1 →C2 、キャリアガ
スC3 →C4 、キャリアガスC2 →C1 と置き換えて考
えればよい。
Therefore, in order to shorten the analysis time and prevent contamination and deterioration, backflushing is performed on the precolumns 221 and 222. First, the pre-column 221
Will be described. Carrier gas C 1 is pre-column 22
1 and the main column 223 start flowing, breath sample A
Pentane P and hexane H, which are the components of
21 is entered (FIG. 6 [1]). Pentane P is hexane H
Since it is less likely to be retained by the pre-column 221, it passes through the pre-column 221 first (FIG. 6 [2]). Hexane H is still in the pre-column 221 even though the time has passed and the pentane P has advanced considerably through the main column 223 (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 223. Therefore, the pre-column 221 and the main column 223 are separated, a carrier gas C 3 in the opposite direction to the carrier gas C 1 is caused to flow through the pre-column 221, and a carrier gas C 1 in the same direction as the carrier gas C 1 is passed through the main column 223.
Flow 2 As a result, the pentane P will be transferred to the main column 22.
3 is detected and hexane H is also purged from the precolumn 222 (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. Further, since hexane H does not flow to the main column 223 and the detector 24, contamination and deterioration of these are also prevented. For the pre-column 222, the pre-column 2
Since it is similar to the case of No. 21, it may be considered by replacing it with precolumn 221 → 222, carrier gas C 1 → C 2 , carrier gas C 3 → C 4 , carrier gas C 2 → C 1 in FIG.

【0049】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381は、電磁弁の切換えにより流
路を切換えるものとしてもよい。検出器24、濃縮試料
導入部28、呼気採取管支持体31、ポンプ34等を制
御する機能を制御手段386に付与することにより、呼
気分析装置20の完全自動化を図るようにしてもよい。
各ポート1〜16と、プレカラム221,222、メイ
ンカラム223、呼気採取管30、サンプルループ3
2、ポンプ34及び電磁弁382〜385との接続は、
呼気吸引流路360及びキャリアガス流路361〜36
4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 381 may switch the flow path by switching the electromagnetic valve. The breath analysis apparatus 20 may be fully automated by providing the control means 386 with a function of controlling the detector 24, the concentrated sample introduction unit 28, the breath collection tube support 31, the pump 34, and the like.
Ports 1 to 16, pre-columns 221 and 222, main column 223, exhalation sampling tube 30, sample loop 3
2, the connection with the pump 34 and the solenoid valves 382-385,
Exhalation suction flow path 360 and carrier gas flow paths 361 to 36
Any combination may be used as long as the above-mentioned functions of No. 4 can be realized.

【0050】[0050]

【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
第一の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
によって第一の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第二のプレカラ
ム及びメインカラムに通過させる第二のキャリアガス流
路と、第一の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
二のプレカラムに残留した呼気試料をキャリアガスによ
ってパージする第四のキャリアガス流路と、第一及び第
四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換え可能な流路切換え部とを備
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、第三及び第四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 apparatus of the first to third aspects, the breath sample concentrated and collected in the collection tube is desorbed in the concentrated sample introduction part, and the breath sample is first collected by the carrier gas. Since it is passed through the pre-column and the main 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 through the first precolumn and the main column by the carrier gas, and the exhaled breath sample filled in the sample loop is discharged by the carrier gas to the second side. Second carrier gas flow path to be passed through the pre-column and the main column, a third carrier gas flow path for purging the exhaled breath sample remaining in the first pre-column with carrier gas, and the exhaled breath sample remaining in the second pre-column A fourth carrier gas flow path for purging the carrier gas with a carrier gas, and a flow path switching unit capable of switching to either the first and fourth carrier gas flow paths or the second and third carrier gas flow paths. Since it is provided, 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, since the third and fourth carrier gas flow paths can quickly discharge unnecessary high-boiling components without passing through the main column and the detector, the analysis time can be significantly shortened and the main column and the detector can be shortened. It can also prevent the contamination and deterioration of.

【0051】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、第一
及び第四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換え可能な流路切換え
部としたことにより、呼気吸引流路、第一及び第四のキ
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, the first and fourth carrier gases are provided. The flow passage and the second and third carrier gas flow passages can be switched to one of the flow passage switching units, so that the exhaled air suction flow passage, the first and fourth carrier gas flow passages, and All the steps of the concentrated type and the non-concentrated type can be performed only by switching to the second and third carrier gas flow paths, so that operability and convenience can be improved.

【0052】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、第一及び第四のキャリア
ガス流路に切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 first and fourth carrier gas passages.

【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、第二及び第三のキャリアガス流路に切換
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 the second and third carrier gas flow paths are switched.

【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、第一及び第四のキャリアガス流路に切
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 of switching to the exhalation suction flow channel and the first and fourth carrier gas channels, and FIG. 3 [2] shows the state of switching to the second and third carrier gas channels.

【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]

20 呼気分析装置 221 第一のプレカラム 222 第二のプレカラム 223 メインカラム 24 検出器 26 捕集管 28 濃縮試料導入部 282 二次濃縮管 30 呼気採取管 32 サンプルループ 34 ポンプ 360 呼気吸引流路 361 第一のキャリアガス流路 362 第二のキャリアガス流路 363 第三のキャリアガス流路 364 第四のキャリアガス流路 38 流路切換え部 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 C4 第四のキャリアガス流路を流れるキャリアガス20 Breath Analyzer 221 First Pre-column 222 Second Pre-column 223 Main Column 24 Detector 26 Collection Tube 28 Concentrated Sample Introducing Section 282 Secondary Concentration Tube 30 Exhalation Collection Tube 32 Sample Loop 34 Pump 360 Exhalation Suction Flow Path 361 First One carrier gas flow path 362 Second carrier gas flow path 363 Third carrier gas flow path 364 Fourth carrier gas flow path 38 Flow path switching unit A'Exhalation A Exhaled sample C Carrier gas C 1 First carrier Carrier gas flowing through the gas channel C 2 Carrier gas flowing through the second carrier gas channel C 3 Carrier gas flowing through the third carrier gas channel C 4 Carrier gas flowing through the fourth carrier gas channel

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第一及び第二のプレカラム並びに
メインカラムと、これらの第一及び第二のプレカラム並
びに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第一のプレカラム
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第二のプレカラム及び前記メ
インカラムに通過させる第二のキャリアガス流路と、前
記第一の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
記第二の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四のキャリアガス流路と、前
記第一及び第四のキャリアガス流路又は前記第二及び第
三のキャリアガス流路のどちらか一方に切換え可能な流
路切換え部とを備えた呼気分析装置。
1. A first and second pre-column and a main column for passing a breath sample to separate components contained in the breath sample, and components separated by the first and second pre-columns and the main column. A detector for detecting the exhaled air, a collection tube that adsorbs the exhaled breath sample inside, a concentrated sample introduction part that desorbs the exhaled breath sample adsorbed inside this collection tube, and exhaled breath sampling that exhaled breath into the inside A tube and a sample loop that adsorbs exhaled air as an exhaled breath sample inside,
A pump for charging the exhaled breath sample in the exhaled breath collection tube through the sample loop to fill the exhaled breath sample in the sample loop, and the exhaled breath sample desorbed in the concentrated sample introduction part by the carrier gas to the first precolumn and A first carrier gas channel to be passed through the main column, and a second carrier gas channel for passing the exhaled sample filled in the sample loop to the second precolumn and the main column by a carrier gas, A third carrier gas passage for purging the exhaled breath sample remaining in the first precolumn with a carrier gas, and a fourth carrier gas passage for purging the exhaled breath sample remaining in the second precolumn with a carrier gas. And the first and fourth carrier gas flow paths or the second and third carrier gas Breath analyzer and a switchable flow path switching unit either one on the road.
【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、前記流路切換え部は、当該呼気吸引流路並びに
前記第一及び第四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 collection 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 and fourth carriers. The breath analyzer according to claim 1, which is switchable to either one of the gas channel and the second and third carrier gas channels.
【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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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108627369A (en) * 2017-03-20 2018-10-09 广州禾信仪器股份有限公司 Atmospheric volatile organic compounds twin-stage deep cooling on-line preconcentration concentrates sampling system and method

Cited By (2)

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