JPH1062403A - Analysis of pentane in exhalation and apparatus therefor - Google Patents

Analysis of pentane in exhalation and apparatus therefor

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JPH1062403A
JPH1062403A JP8231371A JP23137196A JPH1062403A JP H1062403 A JPH1062403 A JP H1062403A JP 8231371 A JP8231371 A JP 8231371A JP 23137196 A JP23137196 A JP 23137196A JP H1062403 A JPH1062403 A JP H1062403A
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JP
Japan
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capillary column
carrier gas
pentane
breath
sample
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8231371A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Yanagida
章 柳田
Akira Takenaka
章 竹中
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Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To analyze pentane only slightly contained in exhalation by passing an exhalation sample through a capillary column by carrier gas to detect pentane separated by the capillary column. SOLUTION: A capillary column 12 has a coating layer composed of an inactive porous polymer on its inner wall surface and allows an exhalation sample A to pass to separate pentane contained in the exhalation sample A. A conc. sample introducing part 16 desorbs the exhalation sample A adsorbed on the inside of a collection pipe 14. A carrier gas control part 18 allows the exhalation sample A desorbed by the conc. sample introducing part 16 to pass through a capillary column 12 by carrier gas C. A detector 20 detects pentane separated by the capillary column 12. Herein, by optimizing analyzing conditions such as the length and temp. of the capillary column 12 and the flow rate of the carrier gas C, the detection accuracy of pentane can be enhanced.

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ペン
タンを分析する、呼気中ペンタンの分析装置及び方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for analyzing pentane in exhaled breath for analyzing pentane contained in exhaled breath using gas chromatography in the medical field.

【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如く、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各々接続された
2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を区画
して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 each connected via a four-way electromagnetic valve, an air cylinder connected to the four-way electromagnetic valve, and a sample measuring section provided by partitioning a part of each carrier gas flow path; It has.

【0004】この各サンプル計量部の下流側には三方電
磁バルブおよ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2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, each of the three-way solenoid valves is provided with two separation columns and the like connected 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される。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、各計量部に充満され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 is filled in each sample measuring section as a breath sample. Next, when the carrier gas is sent from the 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】妊娠中毒症、糖尿病、
動脈硬化等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。
しかしながら、従来の呼気分析装置では、分析できる成
分の限界が最小でも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
いという不都合があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Toxemia of pregnancy, diabetes,
In arteriosclerosis and the like, the concentration of pentane in the breath increases due to lipid peroxidation, and the concentration is at most on the order of pg / mL.
However, the conventional breath analyzer has a disadvantage that it cannot analyze low-concentration components of pg / mL order such as pentane because the limit of the components that can be analyzed is at least ng / mL.

【0007】[0007]

【発明の目的】そこで、本発明の目的は、かかる従来例
の有する不都合を改善し、呼気中にわずかしか含まれて
いないペンタンを分析できる、呼気中ペンタンの分析装
置及び方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for analyzing pentane in exhaled breath, which can solve the disadvantages of the prior art and can analyze pentane which is slightly contained in exhaled breath. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る分析装置
は、不活性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を
内壁面に有するとともに呼気試料を通過させて当該呼気
試料に含まれるペンタンを分離するキャピラリカラム
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、この濃縮試料導入部で脱離した呼気試料をキャリア
ガスによって前記キャピラリカラムに通過させるキャリ
アガス制御部と、前記キャピラリカラムによって分離さ
れたペンタンを検出する検出器とを備えたものである。
本発明に係る分析方法は、本発明に係る分析装置を使用
する方法であり、キャピラリカラムの長さ、キャピラリ
カラムの温度、キャリアガスの流量等の分析条件を最適
化したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An analyzer according to the present invention has a capillary having a coating layer made of an inert porous polymer on an inner wall surface and passing a breath sample to separate pentane contained in the breath sample. A column, a collection tube in which the breath sample is adsorbed, a concentrated sample introduction section for desorbing the breath sample adsorbed in the collection tube, and a carrier for the breath sample desorbed in the concentrated sample introduction section. The apparatus includes a carrier gas control unit that allows gas to pass through the capillary column, and a detector that detects pentane separated by the capillary column.
The analysis method according to the present invention is a method using the analyzer according to the present invention, and optimizes analysis conditions such as the length of the capillary column, the temperature of the capillary column, and the flow rate of the carrier gas.

【0009】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キャピラ
リカラムを通過する。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試料をキャリアガス
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。
The breath sample concentrated and collected in the collection tube is desorbed at the concentrated sample introduction part, and passes through the capillary 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 sample 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.

【0010】しかし、そのような成分には、ペンタン以
外にもペンタンの保持時間に近い他の成分も混在してい
る。そこで、本発明者は、これらの成分の中からペンタ
ンを分離するために、いろいろな種類の分離カラムにつ
いて実験を重ねた結果、「不活性な多孔質ポリマーから
なるコーティング層を内壁面に有するキャピラリカラ
ム」が最も優れていることを見い出した。不活性な多孔
質ポリマーとしては、例えばジビニルベンゼンエチレン
グリコールジメタクリレート(Divinylbenzenethyleneg
lycoldimethacrylate )等が挙げられる。これに加え、
本発明者は、ペンタンと硫化ジメチルとは分析条件によ
って保持時間が逆転することを見い出した。つまり、ペ
ンタンと硫化ジメチルとは、分析条件によっては保持時
間が重なりあって分離できなくなるが、分析条件を最適
化することによって完全に分離することが可能になる。
However, other than pentane, other components close to the retention time of pentane are mixed in such a component. Therefore, the present inventor repeated experiments on various types of separation columns in order to separate pentane from these components, and as a result, it was found that a "capillary having a coating layer made of an inert porous polymer on the inner wall surface. Column "is the best. As an inert porous polymer, for example, divinylbenzene ethylene glycol dimethacrylate (Divinylbenzenethyleneg
lycoldimethacrylate). In addition to this
The present inventors have found that the retention times of pentane and dimethyl sulfide are reversed depending on the analysis conditions. That is, pentane and dimethyl sulfide cannot be separated due to the overlapping of the retention times depending on the analysis conditions, but can be completely separated by optimizing the analysis conditions.

【0011】[0011]

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

【0012】本発明に係る分析装置10は、不活性な多
孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に有する
とともに呼気試料Aを通過させて呼気試料Aに含まれる
ペンタンを分離するキャピラリカラム12と、呼気試料
Aを内部に吸着させた捕集管14と、捕集管14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16
と、濃縮試料導入部16で脱離した呼気試料Aをキャリ
アガスCによってキャピラリカラム12に通過させるキ
ャリアガス制御部18と、キャピラリカラム12によっ
て分離されたペンタンを検出する検出器20とを備えて
いる。
An analyzer 10 according to the present invention includes a capillary column 12 having a coating layer made of an inert porous polymer on an inner wall surface and passing a breath sample A to separate pentane contained in the breath sample A; A collection tube 14 in which the breath sample A is adsorbed, and a concentrated sample introduction unit 16 for desorbing the breath sample A adsorbed in the collection tube 14
A carrier gas control unit 18 that allows the breath sample A desorbed in the concentrated sample introduction unit 16 to pass through the capillary column 12 with the carrier gas C, and a detector 20 that detects pentane separated by the capillary column 12. I have.

【0013】キャピラリカラム12は、例えば、材質が
溶融シリカ、内径が0.3 〜1.0 〔mm〕、長さがおおよそ
10〜25〔m〕、コーティング層の膜厚が10〜20〔μ
m〕、コーティング層の材質がジビニルベンゼンエチレ
ングリコールジメタクリレートである。キャピラリカラ
ム12の長さは、一般に長いほど分離度が良くなる反
面、分析に要する時間も長くなるので、おおよそ10〜25
〔m〕が適当である。キャピラリカラム12のキャリア
ガス導入側には、プレカラム121が設けられている。
プレカラム121は、不要成分を除去するためのもので
あり、例えばヘキサン等の高沸点成分を保持しやすい性
質を備えているが、必ずしも必要ではない。
The capillary column 12 is made of, for example, a fused silica material having an inner diameter of 0.3 to 1.0 [mm] and a length of approximately
10 to 25 [m], the thickness of the coating layer is 10 to 20 [μ
m], the material of the coating layer is divinylbenzene ethylene glycol dimethacrylate. Generally, the longer the capillary column 12 is, the longer the time required for analysis becomes, while the longer the length of the capillary column 12 becomes, the better the resolution becomes.
[M] is appropriate. On the carrier gas introduction side of the capillary column 12, a pre-column 121 is provided.
The pre-column 121 is for removing unnecessary components and has a property of easily retaining a high-boiling component such as hexane, for example, but is not always necessary.

【0014】濃縮試料導入部16は、捕集管14を支持
する捕集管支持体161と、呼気試料Aを内部に吸着さ
せる二次濃縮管162と、二次濃縮管162を支持する
二次濃縮管支持体163とから構成されている。捕集管
支持体161には、捕集管14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163には、捕集管14を
脱離した呼気試料Aを二次濃縮管内162に吸着させる
冷却手段(図示せず)と、二次濃縮管162を加熱して
二次濃縮管162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 introducing section 16 includes a collecting tube support 161 for supporting the collecting tube 14, a secondary concentrating tube 162 for adsorbing the breath sample A therein, and a secondary concentrating tube 162 for supporting the secondary concentrating tube 162. And a concentration tube support 163. The collecting tube support 161 has a built-in first heating means (not shown) for desorbing the breath sample A adsorbed in the collecting tube 14. The secondary concentrating tube support 163 has a cooling means (not shown) for adsorbing the breath sample A from which the collection tube 14 has been desorbed to the inside of the secondary concentrating tube 162, and heating the secondary concentrating tube 162 for secondary A second heating means (not shown) for desorbing the breath sample A adsorbed in the concentration tube 162 is incorporated therein.
For example, the first and second heating means are electric heaters, and the cooling means is a container containing liquid nitrogen.

【0015】二次濃縮管162は、内径0.5 〜1.0mm の
キャピラリ管を使用するが、キャピラリカラム12と同
材質かつ同特性のものが望ましい。また、二次濃縮管1
62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14の濃縮率
が高い場合等は、二次濃縮管162及び二次濃縮管支持
体163を省略してもよい。
As the secondary concentrating tube 162, a capillary tube having an inner diameter of 0.5 to 1.0 mm is used, and it is preferable that the material and the characteristics are the same as those of the capillary column 12. In addition, secondary concentrator tube 1
Since the liquid 62 is coated with the liquid phase of the adsorbent, the efficiency of the secondary concentration is higher than that of the uncoated tube. When the concentration ratio of the collection tube 14 is high, the secondary concentration tube 162 and the secondary concentration tube support 163 may be omitted.

【0016】キャリアガス制御部18には、キャリアガ
スCによって呼気試料Aをキャピラリカラム12に通過
させる第一のキャリアガス流路181(図1)と、キャ
リアガスCによってキャピラリカラム12等をパージす
る第二のキャリアガス流路182(図2)と、キャリア
ガス流路181,182のどちらか一方に切り換え可能
なサンプリングバルブ183とが設けられている。キャ
リアガス流路181は呼気試料Aをプレカラム121に
通過させた後にキャピラリカラム12に通過させるもの
であり、キャリアガス流路182はプレカラム121及
びキャピラリカラム12をそれぞれ別個にパージするも
のである。
The carrier gas control section 18 purges the capillary column 12 and the like with the first carrier gas flow path 181 (FIG. 1) through which the breath sample A passes through the capillary column 12 with the carrier gas C. A second carrier gas flow path 182 (FIG. 2) and a sampling valve 183 that can be switched to one of the carrier gas flow paths 181 and 182 are provided. The carrier gas flow path 181 allows the breath sample A to pass through the pre-column 121 and then passes through the capillary column 12, and the carrier gas flow path 182 separately purges the pre-column 121 and the capillary column 12.

【0017】サンプリングバルブ183は、八個のポー
ト1〜8を有する、例えばロータリバルブである。図3
は、サンプリングバルブ183の一例を示す概略断面図
である。図3において、サンプリングバルブ183は、
ポート1〜8を有する固定体183Aと、連通管a〜d
を有する回転体183Bと、回転体183B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〕がキャリアガス流路181に
切り換えた状態を示し、図3〔2〕がキャリアガス流路
182に切り換えた状態を示している。
The sampling valve 183 is, for example, a rotary valve having eight ports 1 to 8. FIG.
Is a schematic sectional view showing an example of a sampling valve 183. In FIG. 3, the sampling valve 183 is
Fixed body 183A having ports 1 to 8 and communication pipes a to d
And an actuator (not shown) such as a solenoid for rotating the rotating body 183B. FIG. 3A shows a state in which the carrier gas channel 181 has been switched, and FIG. 3B shows a state in which the carrier gas channel 182 has been switched.

【0018】また、キャリアガス制御部18には、キャ
リアガスCを充填したガスボンベ221が減圧弁222
及び手動弁223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。ポート1には、濃縮試料導入
部16を通過したキャリアガスCをフィルタ164を介
して導入する配管241が接続されている。ポート2に
は、濃縮試料導入部16を通過したキャリアガスCを排
出する配管242が接続されている。ポート3には、キ
ャリアガスCを電磁弁184を介して導入する配管24
3が接続されている。ポート4には、プレカラム121
の一端に接続された配管244が接続されている。ポー
ト5には、キャピラリカラム12の一端に接続された配
管245が接続されている。ポート6には、キャリアガ
スCを電磁弁185を介して導入する配管246が接続
されている。ポート7には、キャリアガスCを排出する
配管247が接続されている。ポート8には、プレカラ
ム121の他端に接続された配管248が接続されてい
る。さらに、キャリアガス制御部18には、サンプリン
グバルブ183及び電磁弁184,185のソレノイド
等を通電制御する、制御手段186が設けられている。
制御手段186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。なお、プレカラム121、キャピラリカラム12、
サンプリングバルブ183及びこれらの周囲の配管24
1,…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。後述するキャピラリカラム12
の温度は、この恒温槽によって設定されるものである。
A gas cylinder 221 filled with a carrier gas C is provided in the carrier gas control section 18 by a pressure reducing valve 222.
And a manual valve 223. As the carrier gas C, air, hydrogen, nitrogen, helium, argon or the like is generally used. The port 1 is connected to a pipe 241 for introducing the carrier gas C that has passed through the concentrated sample introduction unit 16 via a filter 164. The port 2 is connected to a pipe 242 for discharging the carrier gas C that has passed through the concentrated sample introduction unit 16. The port 3 is provided with a pipe 24 for introducing the carrier gas C through an electromagnetic valve 184.
3 are connected. Port 4 has a pre-column 121
Is connected to a pipe 244 connected to one end of the pipe. The port 5 is connected to a pipe 245 connected to one end of the capillary column 12. The port 6 is connected to a pipe 246 for introducing the carrier gas C via an electromagnetic valve 185. The port 7 is connected to a pipe 247 for discharging the carrier gas C. The port 8 is connected to a pipe 248 connected to the other end of the precolumn 121. Further, the carrier gas control unit 18 is provided with control means 186 for controlling the energization of the sampling valve 183 and the solenoids of the solenoid valves 184 and 185.
The control means 186 may be of any type including a manual switch, a relay and a timer, a microcomputer and its program, and the like. In addition, the pre-column 121, the capillary column 12,
Sampling valves 183 and piping 24 around them
Are housed in a thermostat (not shown) kept at a constant temperature of, for example, 100 ° C. Capillary column 12 described later
Is set by this thermostat.

【0019】検出器20は、質量、熱伝導等を検出する
ものを用いることもできる。
As the detector 20, a detector for detecting mass, heat conduction, and the like can be used.

【0020】次に、分析装置10の動作を説明する。Next, the operation of the analyzer 10 will be described.

【0021】まず、図4に示す呼気濃縮捕集装置80を
用いて、捕集管14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
14と、テドラーバッグ82内の呼気A’を捕集管14
を通して吸引するポンプ84と、捕集管14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14の温度Tを一定にする恒温
器92と、捕集管14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14、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 breath sample A is adsorbed on the collection tube 14 using the breath concentration / collection device 80 shown in FIG. The exhaled breath collection device 80 includes a Tedlar bag 82 filled with the exhaled air A ′, a collection tube 14 communicating with the Tedlar bag 82, and an exhaled air A ′ in the Tedlar bag 82.
A pump 84 for suctioning the air through the collecting tube 14, an integrating flow meter 86 for measuring the integrated flow rate f of the exhalation A 'passing through the collection tube 14, a pressure gauge 88 for measuring the pressure p of the exhalation A' in the Tedlar bag 82, and a pressure gauge a main control unit 90 that the pressure p of the measured expiratory a 'stops the pump 84 when it becomes less than a predetermined value p F 88, an incubator 92 for a constant temperature T of the collecting tube 14, capturing A water absorption filter 94 is provided in the flow path of the exhalation A ′ between the collecting pipe 14 and the pump 84. Tedlar bag 82, T-tube 881 of pressure gauge 88,
The collection tube 14, the water absorption filter 94, the pump 84, and the integrating flow meter 86 are connected by flexible tubes 95a to 95e, respectively.

【0022】捕集管14内には、呼気試料Aを吸着する
吸着剤141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−0.05kgf/cm2 であり、
吸引終了時の圧力p(すなわち一定値pF )は、例えば
−0.3 〜−0.4kgf/cm2である。恒温器92は、加熱冷却
部96と、温度制御部97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14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14
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9
91、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992すなわち捕集管14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、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、R
OM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14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 14 is filled with an adsorbent 141 for adsorbing the breath sample A. Tedlar bag 82
Has an exhalation discharge port 821 and an exhalation blowout port 822. Although not shown, the exhalation discharge port 821 and the exhalation blow port 822 are provided with stop valves that can be manually opened and closed. 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, -0.05 kgf / cm 2 ,
The pressure p at the end of suction (that is, the constant value p F ) is, for example, −0.3 to −0.4 kgf / cm 2 . The thermostat 92 includes a heating / cooling unit 96 and a temperature control unit 97. The heating and cooling unit 96 can be divided into an upper side 98 and a lower side 99, and the upper side 98 and the lower side 99 sandwich the collection tube 14. Therefore, the collection tube 14 is connected to the heating / cooling unit 96.
Can be easily attached and detached. 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 a heat insulating material 9
91, a heat transfer material 992, a Peltier element 993, a radiation fin 994, and the like. The heat transfer members 982, 992 and the radiation fins 994 are made of aluminum. A thermocouple 971 is embedded inside the heat transfer material 992. The thermocouple 971 outputs a voltage corresponding to the temperature T of the heat transfer material 992, that is, the temperature of the collection tube 14, to the temperature control unit 97. The temperature control unit 97 includes, for example, a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.
It is composed of a computer program for temperature control stored in the OM or the like, and a DC voltage power supply. Operation of the temperature control unit 97, as the temperature T of the collecting tube 14, which is outputted from the thermocouple 971 is a constant value T C, in which the Peltier element 993 for controlling energization. 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. Inside the moisture absorption filter 94, a hygroscopic material 941 such as silica gel, calcium carbonate or the like is provided.
Is filled.

【0023】ポンプ84が作動すると、呼気A’がテド
ラーバック82から捕集管14を通って吸引される。こ
れにより、呼気成分Aが、捕集管14の吸着剤141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14
に濃縮した呼気A’の量もわかる。
When the pump 84 operates, the exhalation A ′ is sucked from the Tedlar bag 82 through the collection tube 14. Thereby, the exhalation component A is concentrated and collected by the adsorbent 141 of the collection tube 14. 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. The integrated flow rate f at the end of the suction is output from the integrated flow meter 86 to the main control unit 90.
The amount of expiration A 'concentrated in the water is also known.

【0024】続いて、捕集管14を濃縮試料導入部16
に装着し、捕集管14を例えば250℃に加熱するととも
に、二次濃縮管162を例えば-130〜-180℃に冷却し、
かつ、キャリアガス流路181(図1)を選択してキャ
リアガスCを捕集管14から二次濃縮管162へ通過さ
せる。すると、呼気試料Aは、捕集管14を脱離して、
さらに濃縮されて二次濃縮管162に吸着する。
Subsequently, the collection tube 14 is connected to the concentrated sample introduction section 16.
, The collection tube 14 is heated to, for example, 250 ° C., and the secondary concentration tube 162 is cooled to, for example, −130 to −180 ° C.,
At the same time, the carrier gas flow path 181 (FIG. 1) is selected, and the carrier gas C is passed from the collection pipe 14 to the secondary concentration pipe 162. Then, the breath sample A desorbs the collection tube 14 and
It is further concentrated and adsorbed on the secondary concentration tube 162.

【0025】二次濃縮管162への呼気試料Aの吸着が
完了すると、二次濃縮管162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18
4,185は閉となっているので、キャリアガスCは、
濃縮試料導入部16→フィルタ164→ポート1→ポー
ト8→プレカラム121→ポート4→ポート5→キャピ
ラリカラム12→検出器20→排出と流れる。呼気試料
AもキャリアガスCとともに流れ、プレカラム121、
キャピラリカラム12及び検出器20を通過する。呼気
試料Aに含まれる各成分は、プレカラム121及びキャ
ピラリカラム12で分離されることにより、時間的な差
をもって検出器20で検出される。検出器20では、呼
気試料Aを注入してから各成分の分別帯が出るまでのキ
ャリアガスCの容積(保持容量)又はその時間(保持時
間)により定性分析が行なわれ、ピーク面積又はピーク
高さから定量分析が行われる。
When the adsorption of the breath sample A to the secondary concentration tube 162 is completed, the secondary concentration tube 162 is heated to, for example, 190.degree. At this time, to save the carrier gas C, the solenoid valve 18 is used.
Since 4,185 is closed, the carrier gas C is
Concentrated sample introduction section 16 → filter 164 → port 1 → port 8 → pre-column 121 → port 4 → port 5 → capillary column 12 → detector 20 → discharge. The breath sample A also flows with the carrier gas C, and the pre-column 121,
It passes through the capillary column 12 and the detector 20. Each component contained in the breath sample A is detected by the detector 20 with a time difference by being separated by the precolumn 121 and the capillary column 12. The detector 20 performs qualitative analysis based on the volume (retention capacity) or the time (retention time) of the carrier gas C from the time when the breath sample A is injected until the separation zone of each component appears, and the peak area or peak height is determined. Thus, a quantitative analysis is performed.

【0026】分析装置10によれば、濃縮試料導入部1
6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 analyzer 10, the concentrated sample introduction unit 1
Since the breath sample A concentrated by Step 6 is used, even low-concentration components such as pentane containing only pg / mL in the breath can be sufficiently analyzed.

【0027】分析装置10では、例えば、ペンタンが約
6分で検出されると、ヘキサンは約30分で検出される。
したがって、ペンタンのみを分析する場合には、ペンタ
ンを検出した後の分析は不要である。所望の成分の分析
が終了すると、制御手段186によってキャリアガス流
路181(図1)からキャリアガス流路182(図2)
に切り換える。このとき、電磁弁184,185は開と
なるので、キャリアガスCは、濃縮試料導入部16→
フィルタ164→ポート1→ポート2→排出、電磁弁
184→ポート3→ポート4→プレカラム121→ポー
ト8→ポート7→排出、電磁弁185→ポート6→ポ
ート5→キャピラリカラム12→検出器20→排出、と
三方に分岐して流れる。これにより、濃縮試料導入部1
6、プレカラム121、キャピラリカラム12、検出器
20等がパージされる。
In the analyzer 10, for example, when pentane is detected in about 6 minutes, hexane is detected in about 30 minutes.
Therefore, when only pentane is analyzed, the analysis after detecting pentane is unnecessary. When the analysis of the desired component is completed, the control means 186 switches the carrier gas flow path 181 (FIG. 1) to the carrier gas flow path 182 (FIG. 2).
Switch to. At this time, since the solenoid valves 184 and 185 are opened, the carrier gas C is supplied to the concentrated sample introduction unit 16 →
Filter 164 → port 1 → port 2 → discharge, solenoid valve 184 → port 3 → port 4 → pre-column 121 → port 8 → port 7 → discharge, solenoid valve 185 → port 6 → port 5 → capillary column 12 → detector 20 → Discharges, and flows in three directions. Thereby, the concentrated sample introduction unit 1
6. The pre-column 121, the capillary column 12, the detector 20, etc. are purged.

【0028】このとき、プレカラム121及びキャピラ
リカラム12をそれぞれ別個にパージするので、プレカ
ラム121及びキャピラリカラム12を連通させたまま
パージする方式に比べて、短時間でパージが終了する。
したがって、分析時間を短縮できるという効果がある。
At this time, since the pre-column 121 and the capillary column 12 are separately purged, the purge is completed in a shorter time as compared with the method of purging while keeping the pre-column 121 and the capillary column 12 connected.
Therefore, there is an effect that the analysis time can be reduced.

【0029】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183は、電磁弁の切り換えにより
流路を切り換えるものとしてもよい。濃縮試料導入部1
6及び検出器20を制御する機能を制御手段186に付
与することにより、分析装置10の完全自動化を図るよ
うにしてもよい。
The above embodiment is, of course, merely an example and does not limit the present invention. For example,
The sampling valve 183 may switch the flow path by switching an electromagnetic valve. Concentrated sample introduction unit 1
The function of controlling the detector 6 and the detector 20 may be provided to the control unit 186 so that the analyzer 10 can be fully automated.

【0030】図5は、分離度Rの定義を説明するための
クロマトグラムである。ここで、溶出する成分A,Bに
ついて、保持時間をtrA,trB、ピークすそ幅をW
A,WBとする。すると、分離度Rは、R=2(trB
−trA)/(WA+WB)で与えられる。R=1で
は、すそで2%の重なりが生ずる。R=1.5 では、ほぼ
完全分離が可能である。R=2では、ピ−クAとピ−ク
Bとの間にもう一つのピークがあっても分離が可能であ
る。
FIG. 5 is a chromatogram for explaining the definition of the degree of separation R. Here, for the components A and B to be eluted, the retention time is trA and trB, and the width of the peak is W.
A and WB. Then, the degree of separation R is R = 2 (trB
−trA) / (WA + WB). At R = 1, a 2% overlap occurs at the base. At R = 1.5, almost complete separation is possible. At R = 2, separation is possible even if there is another peak between peak A and peak B.

【0031】図6は、本実施形態で用いる分離度R12
23,R34を説明するためのクロマトグラムである。図
中、Eはエタノール、Dは硫化ジメチル、Pはペンタ
ン、Iはイソプレンのピークを指す(以下のクロマトグ
ラムでも同じ。)。ペンタンと硫化ジメチルとは条件に
よって保持時間が逆転する。図6〔a〕はペンタンの保
持時間が硫化ジメチルよりも長い場合であり、図6
〔b〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも短い
場合である。図6から明らかなように、R12はエタノー
ルと硫化ジメチル又はペンタンとの分離度を示し、R23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度を示し、R34は硫
化ジメチル又はペンタンとイソプレンとの分離度を示
す。このように、硫化ジメチルとペンタンとの保持時間
の逆転は、分離度R23の算出には影響がない。
FIG. 6 shows the degree of separation R 12 ,
It is a chromatogram for explaining the R 23, R 34. In the figure, E indicates ethanol, D indicates dimethyl sulfide, P indicates pentane, and I indicates the peak of isoprene (the same applies to the following chromatograms). The retention times of pentane and dimethyl sulfide are reversed depending on the conditions. FIG. 6A shows the case where the retention time of pentane is longer than that of dimethyl sulfide.
[B] is a case where the retention time of pentane is shorter than that of dimethyl sulfide. As is clear from FIG. 6, R 12 represents the degree of separation between ethanol and dimethyl sulfide or pentane, and R 23
Indicates the degree of separation between dimethyl sulfide and pentane, and R 34 indicates the degree of separation between dimethyl sulfide or pentane and isoprene. Thus, the reversal of the retention time of the dimethyl sulfide and pentane, there is no effect on the calculation of the separation R 23.

【0032】次に、長さ10〔m〕のキャピラリカラム1
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図7は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図8
は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした場
合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時間を
示すグラフである。図9は、キャピラリカラムの温度を
130 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。図10は、
キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定としたの場合
の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図11は、キャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に
対する各成分の分離度を示すグラフである。図12は、
キャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とした場合
の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を示す
グラフである。図13は、キャリアガスの流量を5〔ml
/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度
に対する各成分の相対保持時間を示すグラフである。こ
こでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時間を
‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをいう。図
14は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定、か
つキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定としたの場合
のクロマトグラムである。図15は、キャリアガスの流
量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラムの温度
を110 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラムであ
る。図16は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一
定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一定とし
たの場合のクロマトグラムである。図17は、キャリア
ガスの流量を5〔ml/min.〕一定、かつキャピラリカラ
ムの温度を150 〔℃〕一定としたの場合のクロマトグラ
ムである。
Next, a capillary column 1 having a length of 10 [m]
The results of optimizing the analysis conditions such as the temperature of the capillary column and the flow rate of the carrier gas in the case of using No. 2 will be described. FIG. 7 shows that the flow rate of the carrier gas is 5 ml
/ Min.] Is a graph showing the retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when constant. FIG.
Is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is kept constant at 110 [° C.]. FIG. 9 shows the temperature of the capillary column.
13 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when 130 [° C.] is constant. FIG.
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the temperature of the capillary column when the flow rate of the carrier gas is fixed at 5 [ml / min.]. FIG. 11 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is kept constant at 110 ° C. FIG.
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when the temperature of a capillary column is constant at 130 ° C. FIG. 13 shows that the flow rate of the carrier gas is 5 ml
/ Min.] Is a graph showing the relative retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant. Here, the relative retention time refers to the retention time of each component when the retention time of ethanol is "1". FIG. 14 is a chromatogram when the flow rate of the carrier gas is constant at 5 [ml / min.] And the temperature of the capillary column is constant at 90 [° C.]. FIG. 15 is a chromatogram when the flow rate of the carrier gas is constant at 5 [ml / min.] And the temperature of the capillary column is constant at 110 [° C.]. FIG. 16 is a chromatogram when the flow rate of the carrier gas is constant at 5 [ml / min.] And the temperature of the capillary column is constant at 130 [° C.]. FIG. 17 is a chromatogram when the flow rate of the carrier gas is constant at 5 [ml / min.] And the temperature of the capillary column is constant at 150 [° C.].

【0033】キャピラリカラムの温度は、図10に示す
ように、125 〜135 〔℃〕が好ましく、130 〔℃〕がよ
り好ましい。この温度範囲では、図13に示すように硫
化ジメチルの保持時間がペンタンよりも長くなっている
ので、図6〔b〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R12はエタノールとペンタンとの分離度であり、R
23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度である。下限値
を125 〔℃〕としたのは、125 〔℃〕以下では、図10
に示すように、R12が1.5 以上あるものの、R23が1.3
以下となってしまうからである。上限値を135 〔℃〕と
したのは、135 〔℃〕以上では、図10に示すように、
23が1.5 以上あるものの、R12が1.3 以下となってし
まうからである。
As shown in FIG. 10, the temperature of the capillary column is preferably 125 to 135 ° C., more preferably 130 ° C. In this temperature range, as shown in FIG. 13, the retention time of dimethyl sulfide is longer than that of pentane, so that the chromatogram of FIG. 6B is obtained. Therefore, R 12 is the degree of separation between ethanol and pentane,
23 is the degree of separation between pentane and dimethyl sulfide. The lower limit is set to 125 ° C.
As shown in, but R 12 is not less than 1.5, R 23 is 1.3
This is because: The upper limit was set to 135 [° C.] above 135 [° C.], as shown in FIG.
Although R 23 is more than 1.5, because R 12 becomes 1.3 or less.

【0034】キリャアガスの流量は、図12に示すよう
に、3〜6〔ml/min.〕が好ましく、5〔ml/min.〕が
より好ましい。図12の温度条件130 〔℃〕では、図1
3に示すように硫化ジメチルの保持時間がペンタンより
も長くなっているので、図6〔b〕のクロマトグラムと
なる。したがって、R12はエタノールとペンタンとの分
離度であり、R23はペンタンと硫化ジメチルとの分離度
である。下限値を3〔ml/min.〕としたのは、3〔ml/
min.〕以下では、図12に示すように、R12が1.5 以下
かつR23が1.4 以下となってしまうからである。上限値
を6〔ml/min.〕としたのは、6〔ml/min.〕以上で
は、図12に示すように、R12が1.5 以上あるものの、
23が1.4 以下となってしまうからである。
As shown in FIG. 12, the flow rate of the carrier gas is preferably 3 to 6 [ml / min.], And more preferably 5 [ml / min.]. Under the temperature condition of 130 ° C. in FIG.
Since the retention time of dimethyl sulfide is longer than that of pentane as shown in FIG. 3, the chromatogram of FIG. 6B is obtained. Thus, R 12 is the separation between ethanol and pentane, and R 23 is the separation between pentane and dimethyl sulfide. The lower limit was set to 3 [ml / min.] Because 3 [ml / min.
min.] In the following, as shown in FIG. 12, because R 12 is 1.5 or less and R 23 becomes 1.4 or less. The upper limit was set to 6 [ml / min.], In the 6 [ml / min.] Or more, as shown in FIG. 12, although R 12 is not less than 1.5,
R 23 is because becomes 1.4 or less.

【0035】次に、長さ25〔m〕のキャピラリカラム1
2を用いた場合について、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件の最適化を行った結果に
ついて説明する。図18は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図
19は、キャピラリカラムの温度を100 〔℃〕一定とし
た場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の保持時
間を示すグラフである。図20は、キャピラリカラムの
温度を110 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流
量に対する各成分の保持時間を示すグラフである。図2
1は、キャリアガスの流量を5〔ml/min.〕一定とした
の場合の、キャピラリカラムの温度に対する各成分の分
離度を示すグラフである。図22は、キャピラリカラム
の温度を100 〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの
流量に対する各成分の分離度を示すグラフである。図2
3は、キャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一定とした
場合の、キャリアガスの流量に対する各成分の分離度を
示すグラフである。図24は、キャリアガスの流量を5
〔ml/min.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの
温度に対する各成分の相対保持時間を示すグラフであ
る。ここでいう相対保持時間とは、エタノールの保持時
間を‘1’とした場合の各成分の保持時間のことをい
う。
Next, a capillary column 1 having a length of 25 [m]
The results of optimizing the analysis conditions such as the temperature of the capillary column and the flow rate of the carrier gas in the case of using No. 2 will be described. FIG. 18 shows that the flow rate of the carrier gas is 5
6 is a graph showing the retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when [ml / min.] Is fixed. FIG. 19 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is constant at 100 [° C.]. FIG. 20 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is kept constant at 110 ° C. FIG.
1 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the temperature of the capillary column when the flow rate of the carrier gas is fixed at 5 [ml / min.]. FIG. 22 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is kept constant at 100 [° C.]. FIG.
3 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of the carrier gas when the temperature of the capillary column is kept constant at 110 [° C.]. FIG. 24 shows that the flow rate of the carrier gas is 5
6 is a graph showing the relative retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when [ml / min.] Is fixed. Here, the relative retention time refers to the retention time of each component when the retention time of ethanol is "1".

【0036】キャピラリカラムの温度は、図21に示す
ように、85〜115 〔℃〕が好ましく、90〜110 〔℃〕が
より好ましい。この温度範囲では、図24に示すように
ペンタンの保持時間が硫化ジメチルよりも長くなってい
るので、図6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがっ
て、R23は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、
34はペンタンとイソプレンとの分離度である。下限値
を85〔℃〕としたのは、85〔℃〕以下では、図21に示
すように、R23が2.0 以上あるものの、R34が1.5 以下
となる傾向が認められるからである。上限値を115
〔℃〕としたのは、115 〔℃〕以上では、図21に示す
ように、R34が2.4 以上あるものの、R23が1.6 以下と
なってしまうからである。
As shown in FIG. 21, the temperature of the capillary column is preferably 85 to 115 ° C., more preferably 90 to 110 ° C. In this temperature range, as shown in FIG. 24, since the retention time of pentane is longer than that of dimethyl sulfide, the chromatogram of FIG. 6A is obtained. Thus, R 23 is the separation between dimethyl sulfide and pentane;
R 34 is the separation degree between pentane and isoprene. The reason why the lower limit is set to 85 ° C. is that, when the temperature is 85 ° C. or less, as shown in FIG. 21, although R 23 is 2.0 or more, R 34 tends to be 1.5 or less. 115 upper limit
The reason why the temperature is set to [° C.] is that when the temperature is higher than 115 [° C.], as shown in FIG. 21, although R 34 is 2.4 or more, R 23 is 1.6 or less.

【0037】キリャアガスの流量は、キャピラリカラム
の温度が85〜105 〔℃〕の範囲と105 〜115 〔℃〕の範
囲とに分けて異ならせることが好ましい。キャピラリカ
ラムの温度が85〜105 〔℃〕では、図22に示すよう
に、キリャアガスの流量は、2〜25〔ml/min.〕が好ま
しく、5〜20〔ml/min.〕がより好ましい。図22の温
度条件100 〔℃〕では、図24に示すようにペンタンの
保持時間が硫化ジメチルよりも長くなっているので、図
6〔a〕のクロマトグラムとなる。したがって、R23
硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペン
タンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml/
min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な信
号強度が得られなくなるからである。上限値を25〔ml/
min.〕としたのは、25〔ml/min.〕以上では、図22に
示すように、R23及びR34が低下するからである。キャ
ピラリカラムの温度が105 〜115 〔℃〕では、図23に
示すように、キリャアガスの流量は、2〜10〔ml/mi
n.〕が好ましく、5〔ml/min.〕がより好ましい。図2
3の温度条件110 〔℃〕でも、図24に示すようにR23
は硫化ジメチルとペンタンとの分離度であり、R34はペ
ンタンとイソプレンとの分離度である。下限値を2〔ml
/min.〕としたのは、2〔ml/min.〕以下では、十分な
信号強度が得られなくなるからである。上限値を10〔ml
/min.〕としたのは、10〔ml/min.〕以上では、図23
に示すように、R34が2.0 以上あるものの、R23が1.4
以下となるからである。
It is preferable that the flow rate of the carrier gas is made different depending on the temperature of the capillary column in the range of 85 to 105 ° C. and the range of 105 to 115 ° C. When the temperature of the capillary column is 85 to 105 [° C.], as shown in FIG. 22, the flow rate of the carrier gas is preferably 2 to 25 [ml / min.], And more preferably 5 to 20 [ml / min.]. Under the temperature condition of 100 [° C.] in FIG. 22, the retention time of pentane is longer than that of dimethyl sulfide as shown in FIG. 24, so that the chromatogram of FIG. 6A is obtained. Thus, R 23 is the separation between dimethyl sulfide and pentane, and R 34 is the separation between pentane and isoprene. The lower limit is 2 [ml /
min.] is because if it is 2 [ml / min.] or less, sufficient signal intensity cannot be obtained. The upper limit is 25 [ml /
The reason for this is that R 23 and R 34 decrease as shown in FIG. 22 at 25 [ml / min.] or more. When the temperature of the capillary column is 105 to 115 [° C.], the flow rate of the carrier gas is 2 to 10 [ml / mi.
n.] is preferable, and 5 [ml / min.] is more preferable. FIG.
3 temperature condition 110 nor [℃], as shown in FIG. 24 R 23
Is the degree of separation between dimethyl sulfide and pentane, R 34 is the separation degree between pentane and isoprene. Lower limit 2 [ml
/ Min.] Is because if it is 2 [ml / min.] Or less, sufficient signal intensity cannot be obtained. The upper limit is 10 ml
/ Min.] In FIG. 23 for 10 [ml / min.] Or more.
As shown in, but R 34 is 2.0 or more, R 23 is 1.4
This is because:

【0038】以上、長さ10〔m〕及び長さ25〔m〕のキ
ャピラリカラム12を用いた場合について、分析条件の
最適化を行った結果について説明した。これらのキャピ
ラリカラム12の長さの差に基づくキャピラリカラム1
2の分離性能の差を考慮すると、長さ8〜12〔m〕のキ
ャピラリカラム12についても、前述の分析条件によっ
て長さ10〔m〕のキャピラリカラム12とほぼ同様の結
果が得られ、長さ20〜30〔m〕のキャピラリカラム12
についても、前述の分析条件によって長さ25〔m〕のキ
ャピラリカラム12とほぼ同様の結果が得られると考え
られる。
The results of optimizing the analysis conditions when using the capillary column 12 having a length of 10 [m] and a length of 25 [m] have been described above. The capillary column 1 based on the difference in length of these capillary columns 12
Taking into account the difference in the separation performance of 2, the capillary column 12 having a length of 8 to 12 [m] can obtain substantially the same results as the capillary column 12 having a length of 10 [m] under the above-described analysis conditions. Capillary column 12 with a length of 20-30 [m]
It is considered that the same result as that of the capillary column 12 having a length of 25 [m] can be obtained by the above-described analysis conditions.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1記載の分析装置によれば、不活
性な多孔質ポリマーからなるコーティング層を内壁面に
有するキャピラリカラムを用いるとともに、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キャピラリカラム
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でも十分に分析することができる。
According to the analyzer of the present invention, a capillary column having a coating layer made of an inert porous polymer on the inner wall surface is used, and a breath sample concentrated and collected in a collection tube is concentrated. Desorb at the sample introduction part,
Since the breath sample is passed through the capillary column by the carrier gas, pentane which is only slightly contained in the breath can be sufficiently analyzed.

【0040】請求項2乃至4記載の分析方法によれば、
キャピラリカラムの長さ、キャピラリカラムの温度、キ
ャリアガスの流量等の分析条件を最適化したことによ
り、ペンタンの検出精度を向上できる。
According to the analysis method of the second to fourth aspects,
By optimizing the analysis conditions such as the length of the capillary column, the temperature of the capillary column, the flow rate of the carrier gas, etc., the detection accuracy of pentane can be improved.

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

【図1】本発明に係る分析装置の一実施形態を示す構成
図であり、第一のキャリアガス流路に切り換えた状態を
示している。
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of an analyzer according to the present invention, showing a state in which the analyzer is switched to a first carrier gas flow path.

【図2】本発明に係る分析装置の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. 2 is a configuration diagram showing one embodiment of the analyzer according to the present invention, and shows a state in which the analyzer is switched to a second carrier gas flow path.

【図3】図1及び図2の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〕が第
一のキャリアガス流路に切り換えた状態を示し、図3
〔2〕が第二のキャリアガス流路に切り換えた状態を示
している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a sampling valve in the analyzer of FIGS. 1 and 2; FIG.
[2] shows a state in which the flow is switched to the second carrier gas flow path.

【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】分離度Rの定義を説明するためのクロマトグラ
ムである。
FIG. 5 is a chromatogram for explaining the definition of the degree of separation R.

【図6】図10〜図12及び図21〜図23で用いる分
離度R12,R23,R34を説明するためのクロマトグラム
である。図6〔a〕はペンタンの保持時間が硫化ジメチ
ルよりも長い場合であり、図6〔b〕はペンタンの保持
時間が硫化ジメチルよりも短い場合である。
FIG. 6 is a chromatogram for explaining the degrees of separation R 12 , R 23 , and R 34 used in FIGS. 10 to 12 and FIGS. 21 to 23. FIG. 6A shows the case where the retention time of pentane is longer than that of dimethyl sulfide, and FIG. 6B shows the case where the retention time of pentane is shorter than that of dimethyl sulfide.

【図7】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 7 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant.

【図8】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 8 shows the temperature of the capillary column in a 10 [m] long capillary column according to one embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図9】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピラ
リカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 9 shows the temperature of a capillary column having a length of 130 m in a capillary column according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図10】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 10 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the degree of separation of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant.

【図11】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 11 shows a capillary column having a length of 10 [m] of one embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図12】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を130
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 12 shows the temperature of a capillary column having a length of 130 m in a capillary column having a length of 130 m according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図13】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
FIG. 13 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the relative retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when constant.

【図14】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を90〔℃〕一定
としたの場合のクロマトグラムである。
FIG. 14 shows a flow rate of a carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] It is a chromatogram when the temperature is constant and the capillary column temperature is constant at 90 ° C.

【図15】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を110 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
FIG. 15 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] It is a chromatogram when constant and the temperature of the capillary column is constant at 110 [° C.].

【図16】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を130 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
FIG. 16 shows a flow rate of a carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] It is a chromatogram in the case where the temperature is constant and the temperature of the capillary column is 130 [° C.].

【図17】本発明の一実施形態の長さ10〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定、かつキャピラリカラムの温度を150 〔℃〕一
定としたの場合のクロマトグラムである。
FIG. 17 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 10 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] It is a chromatogram when constant and the temperature of the capillary column is fixed at 150 [° C.].

【図18】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 18 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 25 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant.

【図19】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 19 shows a capillary column having a length of 25 [m] according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図20】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の保持時間を示すグラフである。
FIG. 20 shows a capillary column having a length of 25 [m] in one embodiment of the present invention, in which the temperature of the capillary column is set to 110
4 is a graph showing the retention time of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図21】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 21 shows a flow rate of a carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 25 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the degree of separation of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant.

【図22】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を100
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 22 shows a capillary column having a length of 25 [m] according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図23】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャピラリカラムの温度を110
〔℃〕一定とした場合の、キャリアガスの流量に対する
各成分の分離度を示すグラフである。
FIG. 23 shows a capillary column having a length of 25 [m] in one embodiment of the present invention, in which the temperature of the capillary column is set to 110;
5 is a graph showing the degree of separation of each component with respect to the flow rate of a carrier gas when [° C.] is constant.

【図24】本発明の一実施形態の長さ25〔m〕のキャピ
ラリカラムにおける、キャリアガスの流量を5〔ml/mi
n.〕一定としたの場合の、キャピラリカラムの温度に対
する各成分の相対保持時間を示すグラフである。
FIG. 24 shows a flow rate of carrier gas of 5 [ml / mi] in a capillary column having a length of 25 [m] according to an embodiment of the present invention.
n.] A graph showing the relative retention time of each component with respect to the temperature of the capillary column when it is constant.

【符号の説明】 10 分析装置 12 キャピラリカラム 14 捕集管 16 濃縮試料導入部 18 キャリアガス制御部 20 検出器 A 呼気試料 C キャリアガス[Description of Signs] 10 Analyzer 12 Capillary column 14 Collection tube 16 Concentrated sample introduction unit 18 Carrier gas control unit 20 Detector A Breath sample C Carrier gas

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01N 30/60 G01N 30/60 K Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location G01N 30/60 G01N 30/60 K

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不活性な多孔質ポリマーからなるコーテ
ィング層を内壁面に有するとともに呼気試料を通過させ
て当該呼気試料に含まれるペンタンを分離するキャピラ
リカラムと、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、この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キャピラリカラムに通過させ
るキャリアガス制御部と、前記キャピラリカラムによっ
て分離されたペンタンを検出する検出器とを備えた呼気
中ペンタンの分析装置。
1. A capillary column having a coating layer made of an inert porous polymer on an inner wall surface and passing a breath sample to separate pentane contained in the breath sample, and a trapping device in which the breath sample is adsorbed. A collection tube, a concentrated sample introduction unit for desorbing the breath sample adsorbed in the collection tube, and a carrier gas control unit for passing the breath sample desorbed in the concentrated sample introduction unit through the capillary column with a carrier gas. And a detector for detecting pentane separated by the capillary column.
【請求項2】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、8〜12〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を125 〜
135 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を3〜6〔ml
/min.〕とした、呼気中ペンタンの分析方法。
2. The apparatus for analyzing pentane in exhaled breath according to claim 1, wherein the capillary column having a length of 8 to 12 [m] is used.
135 ° C., and the flow rate of the carrier gas is 3 to 6 [ml
/ Min.], The method for analyzing pentane in breath.
【請求項3】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、20〜30〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を85〜10
5 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を2〜30〔ml/
min.〕とする、呼気中ペンタンの分析方法。
3. The apparatus for analyzing pentane in exhaled breath according to claim 1, wherein when the capillary column having a length of 20 to 30 [m] is used, the temperature of the capillary column is 85 to 10 [m].
5 ° C., and the flow rate of the carrier gas is 2 to 30 [ml /
min.], the method for analyzing pentane in breath.
【請求項4】 請求項1記載の呼気中ペンタンの分析装
置において、20〜30〔m〕の長さの前記キャピラリカラ
ムを用いた場合、前記キャピラリカラムの温度を105 〜
115 〔℃〕とし、前記キャリアガスの流量を2〜10〔ml
/min.〕とする、呼気中ペンタンの分析方法。
4. The apparatus for analyzing pentane in exhaled breath according to claim 1, wherein the capillary column having a length of 20 to 30 [m] is used.
115 ° C., the flow rate of the carrier gas is 2 to 10
/ Min.], The method for analyzing pentane in breath.
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US08/910,113 US6148657A (en) 1996-08-13 1997-08-13 Method and apparatus for analyzing a breath sample
US09/665,058 US6341520B1 (en) 1996-08-13 2000-09-19 Method and apparatus for analyzing breath sample

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007526487A (en) * 2004-03-04 2007-09-13 パーキンエルマー・エルエーエス・インコーポレーテッド Method and system for characterizing adsorption tubes

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