JPH10227777A - Expiration analyzer - Google Patents

Expiration analyzer

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Publication number
JPH10227777A
JPH10227777A JP9043022A JP4302297A JPH10227777A JP H10227777 A JPH10227777 A JP H10227777A JP 9043022 A JP9043022 A JP 9043022A JP 4302297 A JP4302297 A JP 4302297A JP H10227777 A JPH10227777 A JP H10227777A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
breath
carrier gas
sample
flow path
column
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9043022A
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
Priority to JP9043022A priority Critical patent/JPH10227777A/en
Publication of JPH10227777A publication Critical patent/JPH10227777A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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 provide a smaller and inexpensive device, by passing a expiration sample stored in a sample weighing tube and another expiration sample which is desorbed in concentration introducing part and gathered into a collecting tube using carrier gas through a column, and detecting them. SOLUTION: Expiration A in an expiration sampling bag 14 is sucked by a pump 22 through a sample weighing tube 16 and expiration suction path 30 or through a collecting tube 18 and another expiration suction path. Exhalation sample a1 stored in a sample weighing tube 16 is passed through a column 24 with carrier gas, and expiration sample a2 desorbed in concentration introducing part 20 is passed through the column 24 with carrier gas. The column 24 separates each component contained in the expiration sample a1 and a detector 26 detects them lately, and the column 24 separates each component contained in the expiration sample a2 and the detector 26 detects them lately. Thus, direct analysis and concentration analysis can be performed using the column 24 and the detector 26 commonly. Therefore, entire device is smaller and more inexpensive.

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 breath using gas chromatography in the medical field, the health industry, the control of drunk driving, the investigation of narcotics, and the like.

【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, JP-A-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. In addition, two separate columns and the like are connected to the three-way electromagnetic valves described above 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。
[0005] In the case of collecting and analyzing exhaled breath from a subject, when the subject exhales into the exhalation collection tube, the exhaled breath is discharged into the exhalation collection tube by the exhalation introduction pump. While being discharged to the outside of the device, a part of the breath fills each sample measuring section as a breath sample. Next, when carrier gas is sent from an air cylinder to each sample measuring section, after the breath sample filled in each measuring section is sent to each separation column, each breath sample is separated by a difference in the retention time of each component gas. 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、
呼気試料を濃縮して分析する(以下、「濃縮分析」とい
う。)という新しい呼気分析装置を考え出した。この呼
気分析装置は、呼気採取容器内の呼気を呼気試料として
捕集管に濃縮した後、捕集管に対して加熱・脱離を行
い、呼気試料を分析するものである。しかしながら、こ
の新らしい呼気分析装置にも、次のような問題があっ
た。
In order to solve this problem, the present inventor has
A new breath analyzer that concentrates and analyzes a breath sample (hereinafter referred to as “concentration analysis”) has been devised. In this breath analyzer, the breath in the breath collection container is concentrated as a breath sample in a collection tube, and then the collection tube is heated and desorbed to analyze the breath sample. However, this new breath analyzer also has the following problems.

【0008】.従来の直接注入型(以下、「直接分
析」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。しかも、直接分析と濃縮
分析とは、それぞれ異なった操作が必要であるので、こ
れら両方を行おうとすると時間及び手間がかかる。
[0008] It cannot be used as a conventional direct injection type (hereinafter referred to as "direct analysis") due to its structure. For this reason, two types of breath analyzers are required, resulting in an increase in size and cost as a whole. In addition, since the direct analysis and the enrichment analysis require different operations, it takes time and effort to perform both.

【0009】.濃縮分析では、濃縮工程と分析工程と
が別装置で行われるため、捕集管の脱着に手間がかか
る。
[0009] In the concentration analysis, since the concentration step and the analysis step are performed by different devices, it takes time to attach and detach the collection tube.

【0010】.濃縮分析では、一検体につき一本の捕
集管が必要である。したがって、大量の捕集管を必要と
する。しかも、捕集管は一本ごとに吸着剤の充填状態が
微妙に異なるため、充填状態に起因するノイズが分析精
度を低下させる。また、一度使用した捕集管を再び使用
するには、吸着剤の残留物を除去するために、捕集管に
対して加熱しながらキャリアガスを流す工程(以下、
「コンディショニング」という。)が必要となる。大量
の捕集管にコンディショニングを行うには、捕集管の脱
着も含めてたいへんな手間がかかる。
[0010] In the concentration analysis, one collection tube is required for each sample. Therefore, a large number of collection tubes are required. In addition, since the state of filling of the adsorbent is slightly different for each collection tube, noise caused by the state of filling lowers the analysis accuracy. Further, in order to reuse the used collecting tube, a step of flowing a carrier gas while heating the collecting tube (hereinafter, referred to as “removing the collecting tube”) in order to remove the residue of the adsorbent.
It is called "conditioning." )Is required. Conditioning a large number of collection tubes takes a great deal of time, including removing and attaching the collection tubes.

【0011】.濃縮分析では、吸着剤のみから発生す
るゴーストピークと呼ばれるノイズが各捕集管ごとに異
なって出現する。そこで、分析精度を向上させるため
に、各捕集管ごとに加熱・脱離を行う(以下、「ブラン
ク・テスト」という。)ことが望まれている。ところ
が、ブランク・テストは、大量の捕集管の脱着も含めて
たいへんな手間がかかるので、実際にはなかなか行われ
ないのが現状である。
[0011] In the concentration analysis, noise called a ghost peak generated only from the adsorbent appears differently for each collection tube. Therefore, in order to improve the analysis accuracy, it is desired to perform heating and desorption for each collection tube (hereinafter, referred to as “blank test”). However, the blank test requires a lot of trouble, including the removal and attachment of a large number of collection tubes, so it is difficult to actually perform the test.

【0012】[0012]

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、従来の直接分
析としても使用できるとともに、濃縮分析における諸問
題を解決できる、呼気分析装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a breath analyzer which can be used as a conventional direct analysis and can solve various problems in concentration analysis.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明に係る呼気分析装
置は、呼気を内部に吹き込ませた呼気採取容器と、呼気
を呼気試料として内部に貯留可能としたサンプル計量管
と、呼気を呼気試料として内部に吸着可能とした捕集管
と、この捕集管内に呼気試料を吸着させるとともに当該
呼気試料を脱離させる濃縮導入部と、前記呼気採取容器
内の呼気を吸引するポンプと、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カラムと、このカ
ラムによって分離された成分を検出する検出器と、前記
呼気採取容器内の呼気を前記サンプル計量管を通して前
記ポンプで吸引する第一の呼気吸引流路と、前記呼気採
取容器内の呼気を前記捕集管を通して前記ポンプで吸引
する第二の呼気吸引流路と、前記サンプル計量管内に貯
留された呼気試料をキャリアガスによって前記カラムに
通過させる第一のキャリアガス流路と、前記濃縮導入部
で脱離した呼気試料をキャリアガスによって前記カラム
に通過させる第二のキャリアガス流路と、前記カラムの
残留物をキャリアガスによって除去する第三のキャリア
ガス流路と、前記捕集管の残留物をキャリアガスによっ
て除去する第四のキャリアガス流路と、前記第一及び第
二の呼気吸引流路並びに第一乃至第四のキャリアガス流
路の中から任意の少なくとも一つを選択可能とした流路
切り換え部とを備えものである。
A breath analyzer according to the present invention comprises a breath collection container into which breath is blown, a sample measuring tube capable of storing breath as a breath sample, and a breath sample. A collection tube capable of being adsorbed therein, a concentration introduction unit for adsorbing a breath sample in the collection tube and desorbing the breath sample, a pump for sucking breath in the breath collection container, and a breath sample And a column for separating components contained in the breath sample, a detector for detecting the components separated by the column, and a pump for sucking the breath in the breath collection container through the sample measuring tube with the pump. One breath suction channel, a second breath suction channel for sucking the breath in the breath collection container through the collection tube with the pump, and a breath sample stored in the sample measuring tube A first carrier gas flow path through which the carrier gas passes through the column, a second carrier gas flow path through which the breath sample desorbed in the concentration introduction section is passed through the column with the carrier gas, and a residue of the column. A third carrier gas flow path for removing the carrier gas, a fourth carrier gas flow path for removing the residue of the collection tube with the carrier gas, the first and second breath suction flow paths, and A flow path switching unit that allows at least one of the first to fourth carrier gas flow paths to be selected.

【0014】直接分析を行う場合。流路切り換え部によ
り第一の呼気吸引流路を選択すると、呼気採取容器内の
呼気がサンプル計量管を通してポンプで吸引されること
により、サンプル計量管に呼気試料が貯留される。続い
て、第一のキャリアガス流路を選択すると、サンプル計
量管に貯留された呼気試料がキャリアガスとともにカラ
ムを通過する。
When performing direct analysis. When the first exhalation suction flow path is selected by the flow path switching unit, the exhaled breath in the exhalation collection container is sucked by the pump through the sample measuring tube, and the exhaled breath sample is stored in the sample measuring tube. Subsequently, when the first carrier gas flow path is selected, the breath sample stored in the sample measuring tube passes through the column together with the carrier gas.

【0015】濃縮分析を行う場合。流路切り換え部によ
り第一の呼気吸引流路を選択すると、呼気採取容器内の
呼気が捕集管を通してポンプで吸引されることにより、
濃縮導入部の作用によって捕集管に呼気試料が吸着す
る。続いて、第二のキャリアガス流路を選択すると、捕
集管内に吸着された呼気試料が、濃縮導入部の作用によ
って脱離し、キャリアガスとともにカラムを通過する。
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 performing concentration analysis. When the first exhalation suction flow path is selected by the flow path switching unit, the exhalation in the exhalation collection container is suctioned by the pump through the collection tube,
The breath sample is adsorbed to the collection tube by the action of the concentration introducing section. Subsequently, when the second carrier gas flow path is selected, the breath sample adsorbed in the collection tube is desorbed by the action of the concentration introducing section, and passes through the 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, in the detector,
A high peak detection value is obtained. Therefore, even low-concentration components that are slightly contained in the breath can be sufficiently analyzed.

【0016】捕集管のコンデショニングを行う場合。流
路切り換え部により第四のキャリアガス流路を選択する
と、捕集管の残留物がキャリアガスによって除去され
る。このとき、流路切り換え部により第三のキャリアガ
ス流路を選択すると、カラムの残留物がキャリアガスに
よって除去されることにより分析を続行できる。
When conditioning the collection tube. When the fourth carrier gas flow path is selected by the flow path switching unit, the residue of the collection tube is removed by the carrier gas. At this time, when the third carrier gas flow path is selected by the flow path switching unit, the analysis can be continued by removing the residue of the column by the carrier gas.

【0017】捕集管のブランク・テストを行う場合。第
二のキャリアガス流路を選択すると、捕集管内の吸着剤
に起因する成分が、濃縮導入部で脱離し、キャリアガス
とともにカラムを通過する。
When performing a blank test on the collection tube. When the second carrier gas flow path is selected, the component caused by the adsorbent in the collection tube is desorbed at the concentration introducing section, and passes through the column together with the carrier gas.

【0018】このように、前記第一及び第二の呼気吸引
流路並びに第一乃至第四のキャリアガス流路の中から任
意の少なくとも一つを選択することにより、直接分析及
び濃縮分析のすべての工程を実行することが可能とな
る。また、カラム、検出器及びこれらの周囲の配管等
は、濃縮分析及び直接分析のどちらでも使用する共通部
分となっている。
As described above, by selecting at least one of the first and second breath suction channels and the first to fourth carrier gas channels, all of the direct analysis and the concentration analysis can be performed. Can be performed. Further, the column, the detector and the piping around them are common parts used for both the concentration analysis and the direct analysis.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1乃至図4は本発明に係る呼気
分析装置の第一実施形態を示す構成図であり、図1は第
一の呼気吸引流路及び第三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は第二
のキャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図4は第
三及び第四のキャリアガス流路に切り換えた状態を示し
ている。図1乃至図4において、太い実線は配管を示
し、破線は電気信号の流れを示す。以下、これらの図面
に基づき説明する。
1 to 4 show the configuration of a first embodiment of a breath analyzer according to the present invention. FIG. 1 shows a first breath suction channel and a third carrier gas channel. FIG. 2 shows a state in which the second exhalation suction channel and the first carrier gas channel have been switched, and FIG. 3 shows a state in which the second carrier gas channel has been switched. Reference numeral 4 denotes a state in which the flow is switched to the third and fourth carrier gas flow paths. 1 to 4, a thick solid line indicates a pipe, and a broken line indicates a flow of an electric signal. Hereinafter, description will be made based on these drawings.

【0020】本実施形態の呼気分析装置12は、呼気A
を内部に吹き込ませた呼気採取容器としての呼気採取バ
ッグ14と、呼気Aを呼気試料a1(図示せず)として
内部に貯留可能としたサンプル計量管16と、呼気Aを
呼気試料a2(図示せず)として内部に吸着可能とした
捕集管18と、捕集管18内に呼気試料a2を吸着させ
るとともに呼気試料a2を脱離させる濃縮導入部20
と、呼気採取バッグ14内の呼気Aを吸引するポンプ2
2と、呼気試料a1,a2を通過させて呼気試料a1,
a2に含まれる成分を分離するカラム24と、カラム2
4によって分離された成分を検出する検出器26と、呼
気採取バッグ14内の呼気Aをサンプル計量管16を通
してポンプ22で吸引する第一の呼気吸引流路30(図
1、図3、図4)と、呼気採取バッグ14内の呼気Aを
捕集管18を通してポンプ22で吸引する第二の呼気吸
引流路32(図2)と、サンプル計量管16内に貯留さ
れた呼気試料a1をキャリアガスC1によってカラム2
4に通過させる第一のキャリアガス流路34(図2)
と、濃縮導入部20で脱離した呼気試料a2をキャリア
ガスC2によってカラム24に通過させる第二のキャリ
アガス流路36(図3)と、カラム24の残留物をキャ
リアガスC3によって除去する第三のキャリアガス流路
38(図1、図4)と、捕集管18の残留物をキャリア
ガスC4によって除去する第四のキャリアガス流路40
(図4)と、第一及び第二の呼気吸引流路30,32並
びに第一乃至第四のキャリアガス流路34,36,3
8,40の中から任意の少なくとも一つを選択可能とし
た流路切り換え部42とを備えたものである。
The breath analyzer 12 according to the present embodiment has a breath A
, A breath collection bag 14 serving as a breath collection container into which breath is blown, a sample measuring tube 16 capable of storing breath A as a breath sample a1 (not shown), and a breath sample a2 (shown in FIG. And a concentration introducing section 20 for adsorbing the breath sample a2 into the collection tube 18 and desorbing the breath sample a2.
And the pump 2 for sucking the breath A in the breath collection bag 14
2 and the breath samples a1 and a2
a column 24 for separating the components contained in a2,
A detector 26 for detecting the components separated by the air flow 4 and a first breath suction flow path 30 (FIGS. 1, 3, and 4) for sucking the breath A in the breath collection bag 14 by the pump 22 through the sample measuring tube 16. ), A second exhalation suction flow path 32 (FIG. 2) for aspirating the exhalation A in the exhalation collection bag 14 through the collection tube 18 by the pump 22, and the exhalation sample a1 stored in the sample measuring tube 16 as a carrier. Column 2 by gas C1
4 through which the first carrier gas flows (FIG. 2)
A second carrier gas flow path 36 (FIG. 3) for passing the breath sample a2 desorbed in the concentration introducing section 20 by the carrier gas C2 to the column 24, and a second carrier gas C3 for removing the residue of the column 24 by the carrier gas C3. A third carrier gas flow path 38 (FIGS. 1 and 4) and a fourth carrier gas flow path 40 for removing the residue of the collection tube 18 with the carrier gas C4.
(FIG. 4), first and second expiratory suction channels 30, 32 and first to fourth carrier gas channels 34, 36, 3
And a flow path switching unit 42 that allows at least one of the channels 8 and 40 to be selected.

【0021】呼気採取バッグ14は、被験者が吐出した
呼気Aを溜めるための樹脂製の容器であり、商品名「テ
ドラ・バッグ」、「サラン・バッグ」として市販されて
いる。サンプル計量管16は、カラム24へ導入する一
定量(例えば1mL)の呼気試料aを貯留するものであ
る。カラム24は、キャピラリ・カラムやガラス・カラ
ムであり、分析対象に応じて交換可能となっている。検
出器26は、FID(水素炎イオン化検出器)やTCD
(熱伝導度検出器)等である。検出器26から得られた
データは、データ処理器261で処理される。
The breath collection bag 14 is a resin container for storing the breath A discharged by the subject, and is commercially available as trade names "Tedra bag" and "Saran bag". The sample measuring tube 16 stores a fixed amount (for example, 1 mL) of the breath sample a to be introduced into the column 24. The column 24 is a capillary column or a glass column, and is exchangeable according to an analysis target. The detector 26 is a FID (flame ionization detector) or TCD
(Thermal conductivity detector). The data obtained from the detector 26 is processed by the data processor 261.

【0022】流路切り換え部42は、サンプリングバル
ブ421と、四方弁422と、三方弁423、424
と、これらのソレノイド等を通電制御する主制御器42
5と、各流路の流量を制御する流量制御器426とから
構成されている。主制御器425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、流量制御器426には、キ
ャリアガスCを充填したガスボンベ441が、圧力調整
弁442,443、手動開閉弁444等を介して接続さ
れている。キャリアガスCとしては、ヘリウム、窒素等
の不活性ガスが一般に用いられる。
The flow path switching unit 42 includes a sampling valve 421, a four-way valve 422, and three-way valves 423, 424
And a main controller 42 for controlling the energization of these solenoids and the like.
5 and a flow rate controller 426 for controlling the flow rate of each flow path. The main controller 425 may be of any type including a manual switch, a relay and a timer, and a microcomputer and its program. Further, a gas cylinder 441 filled with the carrier gas C is connected to the flow controller 426 via pressure regulating valves 442, 443, a manual opening / closing valve 444, and the like. As the carrier gas C, an inert gas such as helium and nitrogen is generally used.

【0023】サンプリングバルブ421、四方弁422
及び三方弁423,424は、それぞれ複数のポートを
有する例えばロータリバルブである。サンプリングバル
ブ421は、十個のポート1〜10を有し、ポート1−
2,3−4,5−6,7−8,9−10を接続する場合
(図2)と、ポート2−3,4−5,6−7,8−9,
10−1を接続する場合(図1、図3、図4)とが選択
できるようになっている。また、ポート8には、常に
「閉」となっている仕切り弁427が接続されている。
四方弁422は、ポート〜を有し、ポート−,
−を接続する場合(図1、図2)と、ポート−
,−(図3、図4)を接続する場合とが選択でき
るようになっている。三方弁423は、ポート〜を
有し、ポート−を接続する場合(図1、図2、図
3)と、ポート−(図4)を接続する場合とが選択
できるようになっている。三方弁424は、ポート〜
を有し、ポート−を接続する場合(図3)と、ポ
ート−(図1、図2、図4)を接続する場合とが選
択できるようになっている。
Sampling valve 421, four-way valve 422
The three-way valves 423 and 424 are, for example, rotary valves each having a plurality of ports. The sampling valve 421 has ten ports 1 to 10,
2, 3-4, 5-6, 7-8 and 9-10 are connected (FIG. 2) and ports 2-3, 4-5, 6-7, 8-9,
10-1 (FIGS. 1, 3, and 4) can be selected. Further, a gate valve 427 that is always “closed” is connected to the port 8.
The four-way valve 422 has a port,
-Connection (Figs. 1 and 2) and port-
,-(FIGS. 3 and 4) can be selected. The three-way valve 423 has a port and can be selected from a case where a port is connected (FIGS. 1, 2 and 3) and a case where a port is connected (FIG. 4). The three-way valve 424 is
And a connection between the ports (FIG. 3) and a connection between the ports (FIGS. 1, 2 and 4) can be selected.

【0024】サンプル計量管16及びサンプリングバル
ブ421並びにその周辺の配管は、恒温槽46に収容さ
れている。カラム24及び検出器26は恒温槽48に収
容されている。濃縮導入部20及び恒温槽46,48
は、図示しない断熱材を介して密接されている。
The sample measuring tube 16, the sampling valve 421, and piping around the sample measuring tube 16 are housed in a thermostat 46. The column 24 and the detector 26 are housed in a thermostat 48. Concentration introduction section 20 and constant temperature baths 46 and 48
Are in close contact with each other via a heat insulating material (not shown).

【0025】図5は、呼気分析装置12における濃縮導
入部20の一例を示す構成図である。図5では、捕集管
18及びその周辺を他の部分よりも拡大して示してい
る。以下、図2及び図5に基づき説明する。ただし、図
5において図2と同一部分は、同一符号を付すことによ
り重複説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the concentration introducing section 20 in the breath analyzer 12. As shown in FIG. FIG. 5 shows the collection tube 18 and its surroundings in an enlarged manner than other portions. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. However, in FIG. 5, the same parts as those in FIG.

【0026】濃縮導入部20は、捕集管18の温度Tを
一定にする恒温器50と、呼気採取バッグ14内の呼気
Aの圧力pを測定する圧力計201と、捕集管18を通
過する呼気Aの流量fを一定にする流量制御弁202
と、圧力計201で測定された圧力p、流量制御弁20
1で測定された流量f及び主制御器425からの制御信
号に基づき、恒温器50及びポンプ22を制御する副制
御器203とを備えている。
The concentration introducing section 20 passes through the incubator 50 for keeping the temperature T of the collection tube 18 constant, a pressure gauge 201 for measuring the pressure p of the exhalation A in the exhalation collection bag 14, and the collection tube 18. Flow control valve 202 for keeping the flow rate f of exhaled air A constant
And the pressure p measured by the pressure gauge 201 and the flow control valve 20
The sub-controller 203 controls the thermostat 50 and the pump 22 based on the flow rate f measured in 1 and the control signal from the main controller 425.

【0027】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。圧力計201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、圧力pに対応する電気信号を副制
御器203へ出力する。流量制御弁202は、マスフロ
ーメータ等であり、流量fに対応する電気信号を副制御
器203へ出力する。副制御器203は、例えば、CP
U,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。副制御器203の
動作は、圧力pが一定値pF 以下となった場合又は流量
fの積算値が一定値fF 以上となった場合にポンプ22
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。
The collection tube 18 is filled with an adsorbent 181 that adsorbs the breath sample a. The pressure gauge 201 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 to the sub-controller 203. The flow control valve 202 is a mass flow meter or the like, and outputs an electric signal corresponding to the flow rate f to the sub controller 203. The sub-controller 203, for example,
It comprises a microcomputer comprising U, ROM, RAM, input / output interface and the like, and a computer program stored in ROM and the like. Operation of the sub-controller 203, the pump when the pressure p is the integrated value of the constant value if a p F or less, or the flow rate f is equal to or greater than a predetermined value f F 22
Is stopped, and a buzzer, a lamp, and the like for notification (not shown) are driven.

【0028】恒温器50は、捕集管18を挟持する伝熱
材501と、伝熱材501を冷却又は加熱する冷却加熱
手段502と、伝熱材501を囲繞する断熱材503
と、冷却加熱手段502に取り付けられた放熱フィン5
04と、伝熱材501に埋設された熱電対505と、熱
電対505及び冷却加熱手段502を介して捕集管18
の温度を制御する温度制御器506と、捕集管18を装
着するための継手507,508とを備えている。伝熱
材501及び放熱フィン504は、アルミニウム製であ
る。冷却加熱手段502は、例えば冷却用のペルチェ素
子と加熱用の電熱ヒータとを組み合わせたものである。
熱電対505は、伝熱材501すなわち捕集管18の温
度Tに対応する電圧を温度制御器506へ出力する。温
度制御器506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。温度制御器
506の動作は、熱電対505から出力された捕集管1
8の温度Tが一定値TC になるように、冷却加熱手段5
02を通電制御するものである。継手507,508の
捕集管18と接する部分には、Oリング509が嵌挿さ
れている。
The thermostat 50 includes a heat transfer material 501 sandwiching the collection tube 18, cooling / heating means 502 for cooling or heating the heat transfer material 501, and a heat insulating material 503 surrounding the heat transfer material 501.
And the radiation fins 5 attached to the cooling and heating means 502
04, the thermocouple 505 embedded in the heat transfer material 501, and the collection tube 18 via the thermocouple 505 and the cooling / heating means 502.
And a joint 507, 508 for mounting the collection tube 18. The heat transfer material 501 and the radiation fins 504 are made of aluminum. The cooling and heating means 502 is, for example, a combination of a Peltier element for cooling and an electric heater for heating.
The thermocouple 505 outputs a voltage corresponding to the temperature T of the heat transfer material 501, that is, the temperature of the collection tube 18, to the temperature controller 506. The temperature controller 506 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM,
The microcomputer includes a microcomputer including an input / output interface and the like, a temperature control computer program stored in a ROM or the like, and a DC voltage power supply. The operation of the temperature controller 506 is based on the collection tube 1 output from the thermocouple 505.
As the temperature T of the 8 becomes constant value T C, cooling and heating means 5
02 to control the energization. An O-ring 509 is fitted into a portion of the joints 507 and 508 in contact with the collection tube 18.

【0029】ポンプ22が作動すると、呼気Aが呼気採
取バッグ14から捕集管18を通って吸引される。これ
により、呼気試料a2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201では吸引時の
圧力pが測定され、流量制御弁202では流量fが測定
されている。呼気採取バッグ14内が空になって圧力p
が一定値pF に達するか、又は流量fの積算値が一定値
F 以上となると、副制御器203がポンプ22を停止
させる。吸引終了時の流量fの積算値は副制御器203
で得られるので、捕集管18に濃縮捕集された呼気試料
a2の量もわかる。
When the pump 22 operates, the exhalation A is sucked from the exhalation collection bag 14 through the collection tube 18. Thus, the breath sample a2 is concentrated and collected by the adsorbent 181 of the collection tube 18. At this time, the pressure p during suction is measured by the pressure gauge 201, and the flow rate f is measured by the flow control valve 202. When the inside of the breath collection bag 14 becomes empty, the pressure p
Reaches a fixed value p F or when the integrated value of the flow rate f is equal to or more than the fixed value f F , the sub-controller 203 stops the pump 22. The integrated value of the flow rate f at the end of suction is determined by the sub controller 203.
Thus, the amount of the breath sample a2 concentrated and collected in the collection tube 18 is also known.

【0030】次に、呼気分析装置12の動作を、図1乃
至図5に基づき説明する。以下の動作は、主制御器22
5に内蔵されたシーケンスプログラムにより自動的に進
めることもできるし、作業者が手動で主制御器225を
操作することにより進めることもできる。
Next, the operation of the breath analyzer 12 will be described with reference to FIGS. The following operation is performed by the main controller 22.
5 can be performed automatically by a sequence program incorporated in the program, or can be performed by an operator manually operating the main controller 225.

【0031】〔直接分析の動作1(呼気吸引)〕[Operation 1 of Direct Analysis (Expiratory Suction)]

【0032】まず、呼気採取バッグ14をポート1に接
続された配管に取り付ける。続いて、流路切り換え部4
2によって第一の呼気吸引流路30(図1)を選択し、
ポンプ22を作動する。このとき、呼気Aは、呼気採取
バッグ14→ポート1,10→サンプル計量管16→ポ
ート5,4→流量制御弁202→ポンプ22→排出(呼
気A1)と流れる。これにより、呼気Aが呼気試料a1
としてサンプル計量管16に貯留される。また、このと
き、流路切り換え部42によって第三のキャリアガス流
路38(図1)も選択される。したがって、キャリアガ
スCは、流量制御器426→ポート7,6→カラム24
→検出器26→排出(キャリアガスC3)と流れる。こ
れにより、カラム24の残留物を除去したり、カラム2
4の汚染を防止したりできる。
First, the breath collection bag 14 is attached to the pipe connected to the port 1. Subsequently, the flow path switching unit 4
2 to select the first expiratory suction channel 30 (FIG. 1),
The pump 22 is operated. At this time, the exhalation A flows from the exhalation collection bag 14 → ports 1 and 10 → the sample measuring tube 16 → ports 5 and 4 → the flow control valve 202 → the pump 22 → discharge (exhalation A1). As a result, the exhalation A becomes the exhalation sample a1
Is stored in the sample measuring tube 16. At this time, the third carrier gas flow path 38 (FIG. 1) is also selected by the flow path switching unit 42. Therefore, the carrier gas C flows from the flow controller 426 to the ports 7 and 6 to the column 24.
→ Detector 26 → discharge (carrier gas C3). As a result, the residue in the column 24 can be removed or the column 2 can be removed.
4 can be prevented.

【0033】〔直接分析の動作2(分析)〕[Operation 2 of Direct Analysis (Analysis)]

【0034】続いて、流路切り換え部42によって第一
のキャリアガス流路34(図2)を選択する。このと
き、キャリアガスCは、流量制御器426→ポート9,
10→サンプル計量管16→ポート5,6→カラム24
→検出器26→排出(キャリアガスC1)と流れる。サ
ンプル計量管16に貯留された呼気試料a1もキャリア
ガスC1とともに流れ、カラム24及び検出器26を通
過する。この呼気試料a1に含まれる各成分は、カラム
24で分離されることにより、時間的な差をもって検出
器26で検出される。検出器26では、呼気試料a1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。
Subsequently, the first carrier gas flow path 34 (FIG. 2) is selected by the flow path switching section 42. At this time, the carrier gas C flows from the flow controller 426 to the port 9,
10 → sample measuring tube 16 → port 5, 6 → column 24
→ Detector 26 → discharge (carrier gas C1). The breath sample a1 stored in the sample measuring tube 16 also flows together with the carrier gas C1 and passes through the column 24 and the detector 26. Each component contained in the breath sample a1 is separated by the column 24 and detected by the detector 26 with a time difference. In the detector 26, qualitative analysis is performed based on the volume (retention capacity) or the time (retention time) of the carrier gas C1 from the injection of the breath sample a1 until the separation zone of each component appears, and the peak area or peak height Thus, a quantitative analysis is performed.

【0035】〔濃縮分析の動作1(呼気吸引)〕[Operation 1 of Concentration Analysis (Expiratory Suction)]

【0036】直接分析における分析動作中には、流路切
り換え部42によって第二の呼気吸引流路32(図2)
も選択される。そこで、濃縮導入部20により捕集管1
8を例えば5℃に保ちつつ、ポンプ22を作動する。す
ると、呼気Aは、呼気採取バッグ14→ポート1,2→
捕集管18→四方弁のポート,→ポート3,4→流
量制御弁202→ポンプ22→排出(呼気A2)と流れ
る。これにより、呼気Aが呼気試料a2として捕集管1
8に吸着される。呼気Aの流量は流量制御弁202によ
って例えば100mL/min 一定となっており、呼気Aの積算
流量が所定値に達するとポンプ22が停止する。このよ
うに、直接分析の分析動作と濃縮分析の呼気吸引動作と
が同時に行われる。
During the analysis operation in the direct analysis, the flow switching unit 42 causes the second expiratory suction flow channel 32 (FIG. 2).
Is also selected. Therefore, the collection tube 1 is concentrated by the concentration introduction section 20.
The pump 22 is operated while keeping 8 at, for example, 5 ° C. Then, the exhalation A is in the exhalation collection bag 14 → ports 1 and 2 →
It flows in the order of the collection tube 18 → the port of the four-way valve, → ports 3 and 4 → the flow control valve 202 → the pump 22 → the discharge (expiration A2). Thereby, the exhalation A becomes the exhalation sample a2 and the collection tube 1
8 is adsorbed. The flow rate of expiration A is kept constant, for example, at 100 mL / min by the flow control valve 202. When the integrated flow rate of expiration A reaches a predetermined value, the pump 22 stops. Thus, the analysis operation of the direct analysis and the breath suction operation of the concentration analysis are performed simultaneously.

【0037】〔濃縮分析の動作2(分析)〕[Operation 2 of Concentration Analysis (Analysis)]

【0038】続いて、濃縮導入部20により捕集管18
を例えば200 ℃に保ちつつ、流路切り換え部42によっ
て第二のキャリアガス流路36(図3)を選択する。こ
のとき、キャリアガスCは、流量制御器426→四方弁
422のポート,→捕集管18→ポート2,3→四
方弁422のポート,→三方弁423のポート,
→三方弁424のポート,→ポート7,6→カラ
ム24→検出器26→排出(キャリアガスC2)と流れ
る。捕集管18から脱離した呼気試料a2もキャリアガ
スC2とともに流れ、カラム24及び検出器26を通過
する。この呼気試料a2に含まれる各成分は、カラム2
4で分離されることにより、時間的な差をもって検出器
26で検出される。濃縮分析では、濃縮導入部20によ
って濃縮された呼気試料a2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。また、図3に示
すように、流路切り換え部42によって第二のキャリア
ガス流路36を選択すると、第一の呼気吸引流路30も
同時に選択される。したがって、濃縮分析の分析動作中
に、直接分析の呼気吸引動作を行うことも可能である。
Subsequently, the collection tube 18 is condensed by the concentration introducing section 20.
The second carrier gas flow path 36 (FIG. 3) is selected by the flow path switching unit 42 while maintaining the temperature at, for example, 200 ° C. At this time, the carrier gas C flows into the flow controller 426 → the port of the four-way valve 422 → the collecting pipe 18 → ports 2, 3 → the port of the four-way valve 422 → the port of the three-way valve 423;
→ Port of the three-way valve 424 → Ports 7 and 6 → Column 24 → Detector 26 → Discharge (carrier gas C2). The breath sample a2 desorbed from the collection tube 18 also flows together with the carrier gas C2 and passes through the column 24 and the detector 26. Each component contained in the breath sample a2 is stored in the column 2
By the separation at 4, the light is detected by the detector 26 with a time difference. In the concentration analysis, since the breath sample a2 concentrated by the concentration introducing unit 20 is used, even a low concentration component such as pentane containing only pg / mL order in the breath can be sufficiently analyzed. As shown in FIG. 3, when the second carrier gas flow path 36 is selected by the flow path switching unit 42, the first expiration suction flow path 30 is simultaneously selected. Therefore, during the analysis operation of the concentration analysis, it is also possible to perform the breath suction operation of the direct analysis.

【0039】〔濃縮分析の動作3(捕集管18のコンデ
ショニング)〕
[Operation 3 of concentration analysis (conditioning of collection tube 18)]

【0040】続いて、濃縮導入部20により捕集管18
を例えば250 ℃に保ちつつ、流路切り換え部42によっ
て第三及び第四のキャリアガス流路38,40(図4)
を選択してキャリアガスCを流す。第四のキャリアガス
流路40におけるキャリアガスCは、流量制御器426
→四方弁422のポート,→捕集管18→ポート
2,3→四方弁422のポート,→三方弁423の
ポート,→排出(キャリアガスC4)と流れる。こ
れにより、捕集管18の残留物が除去される。一方、第
三のキャリアガス流路38におけるキャリアガスCは、
流量制御器426→ポート7,6→カラム24→検出器
26→排出(キャリアガスC3)と流れる。これによ
り、カラム24に残留している呼気試料a2もキャリア
ガスC3とともに流れ、カラム24及び検出器26を通
過する。したがって、捕集管18のコンデショニング中
に、濃縮分析の分析動作を続行することも可能である。
Subsequently, the collection tube 18 is condensed by the concentration introducing section 20.
While maintaining the temperature at, for example, 250 ° C., the third and fourth carrier gas flow paths 38 and 40 (FIG. 4)
Is selected and the carrier gas C flows. The carrier gas C in the fourth carrier gas passage 40 is supplied to the flow controller 426.
→ The port of the four-way valve 422 → the collecting pipe 18 → ports 2 and 3 → the port of the four-way valve 422 → the port of the three-way valve 423 → the discharge (carrier gas C 4). Thereby, the residue of the collection tube 18 is removed. On the other hand, the carrier gas C in the third carrier gas channel 38 is
The flow flows from the flow controller 426 to the ports 7 and 6 to the column 24 to the detector 26 to the discharge (carrier gas C3). Thereby, the breath sample a2 remaining in the column 24 also flows together with the carrier gas C3, and passes through the column 24 and the detector 26. Therefore, during the conditioning of the collection tube 18, the analysis operation of the concentration analysis can be continued.

【0041】〔濃縮分析の動作4(捕集管18のブラン
ク・テスト)〕
[Operation 4 of Concentration Analysis (Blank Test of Collection Tube 18)]

【0042】続いて、必要に応じ、コンデショニング後
の捕集管18のブランク・テストを行う。すなわち、濃
縮導入部20により捕集管18を例えば200 ℃に保ちつ
つ、流路切り換え部42によって第二のキャリアガス流
路36(図3)を選択する。このとき、キャリアガスC
は、流量制御器426→四方弁422のポート,→
捕集管18→ポート2,3→四方弁422のポート,
→三方弁423のポート,→三方弁424のポー
ト,→ポート7,6→カラム24→検出器26→排
出(キャリアガスC2)と流れる。捕集管18の吸着剤
181(図5)に起因した成分もキャリアガスC2とと
もに流れ、カラム24及び検出器26を通過する。これ
により、吸着剤181に起因したゴーストピークを検出
器26で検出することができる。こうして得られたゴー
ストピークを実際の分析結果から差し引くことにより、
分析精度を向上できる。
Subsequently, if necessary, a blank test of the collection tube 18 after the conditioning is performed. That is, while the collection tube 18 is maintained at, for example, 200 ° C. by the concentration introducing section 20, the second carrier gas flow path 36 (FIG. 3) is selected by the flow path switching section 42. At this time, the carrier gas C
Is the flow controller 426 → the port of the four-way valve 422, →
Collection tube 18 → port 2,3 → port of four-way valve 422,
→ Port of three-way valve 423 → Port of three-way valve 424 → Ports 7 and 6 → Column 24 → Detector 26 → Discharge (carrier gas C2). Components caused by the adsorbent 181 (FIG. 5) of the collection tube 18 also flow together with the carrier gas C2, and pass through the column 24 and the detector 26. Thereby, the ghost peak caused by the adsorbent 181 can be detected by the detector 26. By subtracting the ghost peak obtained in this way from the actual analysis result,
Analysis accuracy can be improved.

【0043】図6は従来の呼気分析装置と本発明の呼気
分析装置との作業手順の一例を示す図表であり、図6
〔1〕が従来の呼気分析装置の場合であり、図6〔2〕
が本発明の呼気分析装置の場合である。以下、この図面
に基づき説明する。
FIG. 6 is a table showing an example of the operation procedure of the conventional breath analyzer and the breath analyzer of the present invention.
[1] shows the case of the conventional breath analyzer, and FIG.
Is a case of the breath analyzer of the present invention. Hereinafter, description will be made based on this drawing.

【0044】従来の呼気分析装置は、直接分析装置、濃
縮捕集装置、濃縮分析装置及びコンディショニング装置
とから構成されている。本発明の呼気分析装置は、これ
らの四種類の装置を一台で実現している。
A conventional breath analyzer is composed of a direct analyzer, a concentration collector, a concentration analyzer, and a conditioning device. The breath analyzer of the present invention implements these four types of devices in one.

【0045】本発明によれば、従来に比べて、捕集管脱
着を皆無にできることから12min 短縮でき、濃縮分析に
おける分析中にコンディショニングを行うことにより1H
短縮でき、合計72min 作業時間を短縮できる。
According to the present invention, it is possible to eliminate the desorption of the collecting tube by 12 minutes as compared with the conventional method, thereby reducing the time by 12 minutes.
Can be shortened, and the total working time can be reduced by 72 min.

【0046】図7は従来の呼気分析装置と本発明の呼気
分析装置との構成の一例を示す図表であり、図7〔1〕
が従来の呼気分析装置の場合であり、図7〔2〕が本発
明の呼気分析装置の場合である。以下、この図面に基づ
き説明する。
FIG. 7 is a table showing an example of the configuration of a conventional breath analyzer and the breath analyzer of the present invention.
7 shows the case of the conventional breath analyzer, and FIG. 7 [2] shows the case of the breath analyzer of the present invention. Hereinafter, description will be made based on this drawing.

【0047】本発明では、捕集管のコンディショニング
を一回の使用ごとに簡単に行えることから、一本の捕集
管で多人数分の分析ができる。また、直接分析装置、濃
縮捕集装置、濃縮分析装置及びコンディショニング装置
を一台で実現していることから、これらの装置に用いら
れる配管、電磁弁、ポンプ、センサ等を共用できるの
で、全体として部品点数が大幅に削減される。
In the present invention, the conditioning of the collection tube can be easily performed for each use, so that a single collection tube can be used to analyze a large number of people. In addition, since the direct analysis device, the concentration collection device, the concentration analysis device, and the conditioning device are realized by one unit, the pipes, solenoid valves, pumps, sensors, and the like used for these devices can be shared, so that as a whole, The number of parts is greatly reduced.

【0048】図8は、本発明に係る呼気分析装置の第二
実施形態の一部を示す構成図である。以下、この図面に
基づき説明する。
FIG. 8 is a block diagram showing a part of a second embodiment of the breath analyzer according to the present invention. Hereinafter, description will be made based on this drawing.

【0049】本実施形態の呼気分析装置は、呼気Aを内
部に吹き込ませた呼気採取容器として、一回の呼気採取
ごとに洗浄可能とした呼気採取装置貯留容器60を用い
ている点を除き、第一実施形態と同じ構成である。した
がって、第一実施形態と同じ部分は、図示及び説明を省
略する。
The exhalation analyzer of this embodiment is different from the exhalation collection container in which the exhalation A is blown into the exhalation collection device storage container 60 which can be washed for each exhalation collection, except that it is used. This is the same configuration as the first embodiment. Therefore, illustration and description of the same parts as those in the first embodiment are omitted.

【0050】呼気採取装置貯留容器60には、呼気排出
用のポンプ62、呼気排出用の電磁弁64、分析用の電
磁弁66、呼気導入用の電磁弁68、パージガス導入用
の電磁弁70、圧力センサ72、呼気吐出センサ74、
呼気吐出管76、パージガス用のボンベ78、副制御器
80及び図示しないヒータ等が付設され、全体として呼
気採取装置82を構成している。副制御器80は、例え
ばマイクロコンピュータであり、圧力センサ72及び呼
気吐出センサ74から得られた情報及び主制御器425
からの指令に基づき、内蔵したシーケンスプログラムに
従って電磁弁64〜70及びポンプ62の動作を制御す
る。
In the exhalation sampling device storage container 60, a pump 62 for exhalation, an electromagnetic valve 64 for exhalation, an electromagnetic valve 66 for analysis, an electromagnetic valve 68 for exhalation, an electromagnetic valve 70 for introducing purge gas, Pressure sensor 72, exhalation discharge sensor 74,
An exhalation discharge pipe 76, a purge gas cylinder 78, a sub-controller 80, a heater (not shown), and the like are additionally provided, and constitute an exhalation collection device 82 as a whole. The sub controller 80 is, for example, a microcomputer, and information obtained from the pressure sensor 72 and the exhalation discharge sensor 74 and the main controller 425.
, The operation of the solenoid valves 64-70 and the pump 62 is controlled in accordance with a built-in sequence program.

【0051】次に、呼気採取装置82の動作を説明す
る。
Next, the operation of the breath collection device 82 will be described.

【0052】〔1.洗浄工程〕[1. Cleaning process)

【0053】新たに呼気Aを採取する前に、呼気採取装
置貯留容器60を洗浄する。まず、電磁弁66,68,
70を閉、電磁弁64を開、ポンプ62をオンとするこ
とにより、呼気採取装置貯留容器60の残留呼気を排気
する。圧力センサ72による圧力値が陰圧(66.5kPa )
程度になったら、電磁弁64を閉、ポンプ62をオフと
する。続いて、呼気採取装置貯留容器60を60℃程度に
加熱し、電磁弁70を開とすることにより、パージガス
で呼気採取装置貯留容器60内をパージする。圧力セン
サ72による圧力値が陽圧(100.1 kPa )程度になった
ら、電磁弁70を閉とする。続いて、電磁弁64を開、
ポンプ62をオンとすることにより、呼気採取装置貯留
容器60の残留パージガスを排気する。以上の、呼気採
取装置貯留容器60内にパージガスを導入して、このパ
ージガス排気する動作を数回繰り返すことにより、呼気
採取の準備が完了する。この状態で、呼気採取装置貯留
容器60の圧力値は陰圧(66.5kPa )程度であり、その
温度は40℃程度である。
Before newly collecting the breath A, the breath collection device storage container 60 is washed. First, the solenoid valves 66, 68,
By closing 70, opening the electromagnetic valve 64, and turning on the pump 62, the residual expiration of the expiration collection device storage container 60 is exhausted. The pressure value from the pressure sensor 72 is negative pressure (66.5 kPa)
When it reaches the level, the solenoid valve 64 is closed and the pump 62 is turned off. Subsequently, the expiration sampling device storage container 60 is heated to about 60 ° C. and the solenoid valve 70 is opened, thereby purging the inside of the expiration sampling device storage container 60 with a purge gas. When the pressure value from the pressure sensor 72 becomes approximately positive pressure (100.1 kPa), the solenoid valve 70 is closed. Subsequently, the solenoid valve 64 is opened,
By turning on the pump 62, the residual purge gas in the breath collection device storage container 60 is exhausted. The above operation of introducing the purge gas into the breath collection device storage container 60 and repeating the operation of exhausting the purge gas is repeated several times to complete preparation for breath collection. In this state, the pressure value of the breath collection device storage container 60 is about negative pressure (66.5 kPa), and the temperature is about 40 ° C.

【0054】〔2.呼気採取工程〕[2. Breath collection process)

【0055】被験者Mが呼気吐出管76から呼気Aを吹
き込むと、呼気吐出センサ74がこれを検知することに
より、電磁弁68が開となる。これにより、呼気採取装
置貯留容器60内に呼気Aが貯留される。呼気Aの採取
量が500 mLを越える場合は、複数回の息の吹き込みが必
要となる。この場合に被験者Mが息継ぎをすると、呼気
吐出センサ74がこれを検知することにより、電磁弁6
8が閉となる。これにより、呼気採取装置貯留容器60
の呼気Aの漏出及び外気の混入を防いでいる。
When the subject M inhales the expiration A from the exhalation discharge pipe 76, the exhalation discharge sensor 74 detects this, and the solenoid valve 68 is opened. Thereby, the exhalation A is stored in the exhalation sampling device storage container 60. If the volume of exhaled air A exceeds 500 mL, multiple insufflations are required. In this case, when the subject M breathes, the exhalation discharge sensor 74 detects this, and the electromagnetic valve 6
8 is closed. Thereby, the breath collection device storage container 60
This prevents leakage of exhaled air A and mixing of outside air.

【0056】〔3.分析工程〕[3. Analysis process)

【0057】図1乃至図5に示す第一実施形態において
呼気採取バッグ14を呼気採取装置貯留容器60に置き
換えれば、同一の手順により行われる。本実施形態によ
れば、一回の呼気採取ごとに洗浄可能としたことによ
り、使い捨ての呼気採取バッグ14と異なり、呼気採取
装置貯留容器60を何回でも使用できる。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the same procedure is performed if the breath collection bag 14 is replaced with a breath collection device storage container 60. According to the present embodiment, the breath collection device 60 can be used any number of times, unlike the disposable breath collection bag 14, by allowing washing for each breath collection.

【0058】なお、上記第一及び第二実施形態は、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421、四方弁422
及び三方弁423,424は、ロータリバルブではな
く、単純な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。サンプリングバルブ421、四方弁4
22及び三方弁423,424の各ポートと各配管との
接続は、第一及び第二の呼気吸引流路30,32並びに
第一乃至第四のキャリアガス流路34,36,38,4
0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。
The first and second embodiments are, of course, merely examples, and do not limit the present invention. For example, the sampling valve 421, the four-way valve 422
The three-way valves 423 and 424 may be configured to switch the flow path by switching a simple electromagnetic valve instead of a rotary valve. Sampling valve 421, four-way valve 4
The connection between each port of the three-way valve 22 and the three-way valves 423 and 424 and each pipe is performed by the first and second breath suction flow paths 30 and 32 and the first to fourth carrier gas flow paths 34, 36, 38 and 4.
0 as long as the above-described functions can be realized.

【0059】[0059]

【発明の効果】請求項1乃至4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、呼気採取容器内の呼気をサン
プル計量管を通してポンプで吸引する第一の呼気吸引流
路と、呼気採取容器内の呼気を捕集管を通してポンプで
吸引する第二の呼気吸引流路と、サンプル計量管内に貯
留された呼気試料をキャリアガスによってカラムに通過
させる第一のキャリアガス流路と、濃縮導入部で脱離し
た呼気試料をキャリアガスによってカラムに通過させる
第二のキャリアガス流路と、カラムの残留物をキャリア
ガスによって除去する第三のキャリアガス流路と、捕集
管の残留物をキャリアガスによって除去する第四のキャ
リアガス流路と、第一及び第二の呼気吸引流路並びに第
一乃至第四のキャリアガス流路の中から任意の少なくと
も一つを選択可能とした流路切り換え部とを備えたこと
により、カラム、検出器等を共用した状態で、濃縮分析
及び直接分析として使用できる。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とともに、濃
縮分析及び直接分析のすべての工程を各流路の切り換え
のみで自動的に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 breath analyzer of the present invention, the breath sample concentrated and collected in the collection tube is desorbed in the concentration introducing section, and the breath sample is passed through the column by the carrier gas. As a result, even low-concentration components such as pentane, which are slightly contained in the breath, can be sufficiently analyzed. Moreover, a first breath suction flow path for pumping the breath in the breath collection container through the sample measuring tube, and a second breath suction flow path for pumping the breath in the breath collection container through the collection tube, A first carrier gas flow path that allows the breath sample stored in the sample measuring tube to pass through the column with the carrier gas, and a second carrier gas flow path that allows the breath sample that has been desorbed in the concentration introduction section to pass through the column with the carrier gas A third carrier gas flow path for removing the residue of the column with the carrier gas, a fourth carrier gas flow path for removing the residue of the collection tube with the carrier gas, and first and second breath suction By providing a flow path and a flow path switching unit capable of selecting at least one of the first to fourth carrier gas flow paths, a column, a detector, and the like are shared. State, can be used as a concentrated analysis and direct analysis. Therefore, downsizing and cost reduction of the whole apparatus can be achieved, and all steps of concentration analysis and direct analysis can be automatically executed only by switching each flow path, so that operability and convenience are improved. Can be improved.

【0060】これに加え、濃縮分析において次の効果を
奏する。
In addition, the following effects are obtained in the concentration analysis.

【0061】イ)濃縮工程と分析工程とが同一装置で行
われることにより、捕集管の脱着を不要にできるので、
作業時間を短縮できる。
A) Since the concentration step and the analysis step are performed by the same apparatus, the desorption of the collection tube can be made unnecessary.
Work time can be reduced.

【0062】ロ)捕集管のコンディショニングを一回の
使用ごとに簡単に行えることから、一本の捕集管で多人
数分の分析ができる。したがって、捕集管に要する費用
を削減できるとともに、吸着剤の充填状態に起因するノ
イズも生じないので、分析精度を向上できる。
B) Since the conditioning of the collection tube can be easily performed for each use, analysis can be performed by a single collection tube for a large number of people. Therefore, the cost required for the collection tube can be reduced, and noise due to the filling state of the adsorbent does not occur, so that the analysis accuracy can be improved.

【0063】ハ)捕集管のブランク・テストを簡単に行
えることから、ゴーストピークの影響を分析結果から排
除できるので、分析精度を向上できる。
(C) Since the blank test of the collection tube can be easily performed, the influence of the ghost peak can be excluded from the analysis result, so that the analysis accuracy can be improved.

【0064】請求項2記載の呼気分析装置によれば、流
路切り換え部が第一のキャリアガス流路と第二の呼気吸
引流路とを同時に選択できることにより、直接分析にお
ける分析動作と、濃縮分析における呼気吸引動作とを同
時に行うことができるので、作業時間を短縮できる。
According to the breath analyzer of the second aspect, the flow switching unit can simultaneously select the first carrier gas flow path and the second breath suction flow path, so that the analysis operation in the direct analysis and the concentration operation can be performed. Since the expiration suction operation in the analysis can be performed at the same time, the operation time can be reduced.

【0065】請求項3記載の呼気分析装置によれば、流
路切り換え部が第三のキャリアガス流路と第四のキャリ
アガス流路とを同時に選択できることにより、捕集管の
コンデショニングを行いながら、カラム及び検出器によ
り分析を続行できるので、作業時間を短縮できる。
According to the breath analyzer of the third aspect, the channel switching unit can simultaneously select the third carrier gas channel and the fourth carrier gas channel, thereby performing conditioning of the collection tube. However, since the analysis can be continued by the column and the detector, the operation time can be reduced.

【0066】請求項4記載の呼気分析装置によれば、一
回の呼気採取ごとに洗浄可能とした呼気採取装置貯留容
器を用いることにより、何回でも呼気採取容器を使用で
きる。したがって、自動化が困難な呼気採取容器の着脱
作業を不要にできるので作業性を向上できるとともに、
呼気採取容器に要する費用を削減できる。
According to the breath analyzer of the fourth aspect, the breath collection container can be used any number of times by using the breath collection device storage container which can be washed for each breath collection. Therefore, the workability can be improved because the work of attaching and detaching the breath collection container, which is difficult to automate, can be eliminated,
The cost required for the breath collection container can be reduced.

【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第一実施形態を示
す構成図であり、第一の呼気吸引流路及び第三のキャリ
アガス流路に切り換えた状態を示している。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a breath analyzer according to the present invention, showing a state in which a first breath suction channel and a third carrier gas channel are switched.

【図2】本発明に係る呼気分析装置の第一実施形態を示
す構成図であり、第二の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. 2 is a configuration diagram showing a first embodiment of a breath analyzer according to the present invention, and shows a state in which a switch is made to a second breath suction channel and a first carrier gas channel.

【図3】本発明に係る呼気分析装置の第一実施形態を示
す構成図であり、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. 3 is a configuration diagram showing a first embodiment of the breath analyzer according to the present invention, and shows a state in which the apparatus is switched to a second carrier gas flow path.

【図4】本発明に係る呼気分析装置の第一実施形態を示
す構成図であり、第三及び第四のキャリアガス流路に切
り換えた状態を示している。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a first embodiment of the breath analysis apparatus according to the present invention, and shows a state where switching to a third and a fourth carrier gas flow path is performed.

【図5】図1の呼気分析装置における濃縮導入部の一例
を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an example of a concentration introducing section in the breath analyzer of FIG. 1;

【図6】従来の呼気分析装置と本発明の呼気分析装置と
の作業手順の一例を示す図表であり、図6〔1〕が従来
の呼気分析装置の場合であり、図6〔2〕が本発明の呼
気分析装置の場合である。
FIG. 6 is a chart showing an example of a work procedure between the conventional breath analyzer and the breath analyzer of the present invention. FIG. 6 [1] shows the case of the conventional breath analyzer, and FIG. This is the case of the breath analyzer of the present invention.

【図7】従来の呼気分析装置と本発明の呼気分析装置と
の構成の一例を示す図表であり、図7〔1〕が従来の呼
気分析装置の場合であり、図7〔2〕が本発明の呼気分
析装置の場合である。
FIG. 7 is a chart showing an example of the configuration of a conventional breath analyzer and the breath analyzer of the present invention. FIG. 7 [1] shows the case of a conventional breath analyzer, and FIG. It is the case of the breath analyzer of the invention.

【図8】本発明に係る呼気分析装置の第二実施形態の一
部を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a part of a second embodiment of the breath analyzer according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 呼気分析装置 14 呼気採取バッグ(呼気採取容器) 16 サンプル計量管 18 捕集管 20 濃縮導入部 22 ポンプ 24 カラム 26 検出器 30 第一の呼気吸引流路 32 第二の呼気吸引流路 34 第一のキャリアガス流路 36 第二のキャリアガス流路 38 第三のキャリアガス流路 40 第四のキャリアガス流路 42 流路切り換え部 60 呼気採取装置貯留容器(呼気採取容器) A 呼気 A1 第一の呼気吸引流路を流れる呼気 A2 第二の呼気吸引流路を流れる呼気 a1 サンプル計量管に貯留された呼気試料 a2 捕集管に吸着した呼気試料 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 REFERENCE SIGNS LIST 12 Breath analyzer 14 Breath collection bag (breath collection container) 16 Sample measuring tube 18 Collection tube 20 Concentration introduction part 22 Pump 24 Column 26 Detector 30 First breath suction channel 32 Second breath suction channel 34 First One carrier gas flow path 36 Second carrier gas flow path 38 Third carrier gas flow path 40 Fourth carrier gas flow path 42 Flow path switching unit 60 Breath collection device storage container (breath collection container) A Breath A1 First Exhaled air flowing through one exhalation suction channel A2 Exhaled air flowing through second exhaled air suction channel a1 Exhaled sample stored in sample measuring tube a2 Exhaled sample adsorbed to collection tube C Carrier gas C1 First carrier gas channel C2 Carrier gas flowing through the second carrier gas passage C3 Carrier gas flowing through the third carrier gas passage C4 Fourth key Carrier gas flowing through the Riagasu channel

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 呼気を内部に吹き込ませた呼気採取容器
と、呼気を呼気試料として内部に貯留可能としたサンプ
ル計量管と、呼気を呼気試料として内部に吸着可能とし
た捕集管と、この捕集管内に呼気試料を吸着させるとと
もに当該呼気試料を脱離させる濃縮導入部と、前記呼気
採取容器内の呼気を吸引するポンプと、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カラム
と、このカラムによって分離された成分を検出する検出
器と、前記呼気採取容器内の呼気を前記サンプル計量管
を通して前記ポンプで吸引する第一の呼気吸引流路と、
前記呼気採取容器内の呼気を前記捕集管を通して前記ポ
ンプで吸引する第二の呼気吸引流路と、前記サンプル計
量管内に貯留された呼気試料をキャリアガスによって前
記カラムに通過させる第一のキャリアガス流路と、前記
濃縮導入部で脱離した呼気試料をキャリアガスによって
前記カラムに通過させる第二のキャリアガス流路と、前
記カラムの残留物をキャリアガスによって除去する第三
のキャリアガス流路と、前記捕集管の残留物をキャリア
ガスによって除去する第四のキャリアガス流路と、前記
第一及び第二の呼気吸引流路並びに第一乃至第四のキャ
リアガス流路の中から任意の少なくとも一つを選択可能
とした流路切り換え部と、を備えた呼気分析装置。
1. A breath collection container in which breath is blown into the inside, a sample measuring tube in which breath can be stored as a breath sample, a collection tube in which breath can be absorbed as a breath sample, and A concentration introduction unit for adsorbing the breath sample in the collection tube and desorbing the breath sample, a pump for sucking the breath in the breath collection container, and separating the components contained in the breath sample by passing the breath sample Column, a detector that detects the components separated by this column, and a first breath suction flow path that sucks the breath in the breath collection container with the pump through the sample measuring tube,
A second breath suction channel for sucking the breath in the breath collection container with the pump through the collection tube, and a first carrier that allows the breath sample stored in the sample measuring tube to pass through the column by a carrier gas. A gas flow path, a second carrier gas flow path through which the breath sample desorbed in the concentration introducing section is passed through the column by a carrier gas, and a third carrier gas flow through which the residue of the column is removed by the carrier gas Channel, a fourth carrier gas flow path for removing the residue of the collection tube with a carrier gas, and a first carrier gas flow path and a first to fourth carrier gas flow path. A breath analyzer comprising: a flow path switching unit that enables selection of at least one of them.
【請求項2】 前記流路切り換え部は、第一のキャリア
ガス流路と第二の呼気吸引流路とを同時に選択可能とし
た、請求項1記載の呼気分析装置。
2. The breath analyzer according to claim 1, wherein the flow switching unit is capable of simultaneously selecting a first carrier gas flow channel and a second breath suction flow channel.
【請求項3】 前記流路切り換え部は、第三のキャリア
ガス流路と第四のキャリアガス流路とを同時に選択可能
とした、請求項1記載の呼気分析装置。
3. The breath analyzer according to claim 1, wherein the flow path switching unit is capable of simultaneously selecting a third carrier gas flow path and a fourth carrier gas flow path.
【請求項4】 前記呼気採取容器は、一回の呼気採取ご
とに洗浄可能とした呼気採取装置貯留容器である、請求
項1,2,又は3記載の呼気分析装置。
4. The breath analysis apparatus according to claim 1, wherein the breath collection container is a breath collection device storage container that can be washed with each breath collection.
JP9043022A 1997-02-12 1997-02-12 Expiration analyzer Withdrawn JPH10227777A (en)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009058398A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Toyota Central R&D Labs Inc Gas concentration detection device
JP2009226993A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Toyota Motor Corp Breathing component detection device
JP2010029497A (en) * 2008-07-30 2010-02-12 Koki Seikagaku Eiyo Taisha Kenkyusho:Kk Exhaled breath inspection system
KR101164625B1 (en) 2010-12-21 2012-07-11 한국철도기술연구원 Saliva weight measurement method
JP2023505634A (en) * 2019-10-29 2023-02-10 アジレント・テクノロジーズ・インク gas sample selector

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