(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体ガスに含まれるガス成分を検出するためのガスセンサと、
前記ガスセンサの抵抗比を算出するための演算処理部と、
前記演算処理部で算出した抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続すると、被験者に検体ガスを導入すべきことを通知する通知手段とを備え、
前記抵抗比は、前記ガスセンサを駆動させてからの異なる２点の時間における前記ガスセンサの抵抗値に基づいて算出される、ガス分析装置。
【請求項２】
前記通知手段は、視覚的方法または聴覚的方法のいずれか一方もしくは両方により前記被験者に通知する、請求項１に記載のガス分析装置。
【請求項３】
前記ガスセンサに前記検体ガスを導入しない第１状態と、前記ガスセンサに前記検体ガスを導入する第２状態とが交互に切り替わるガス導入部をさらに備える、請求項１または２に記載のガス分析装置。
【請求項４】
前記第１状態と前記第２状態とを切り替えるための切替手段をさらに備える、請求項３に記載のガス分析装置。
【請求項５】
前記異なる２点の時間は、１０秒以上である、請求項１に記載のガス分析装置。
【請求項６】
前記検体ガスは、アセトンを含む呼気である、請求項１〜５のいずれかに記載のガス分析装置。
【請求項７】
検体ガスを導入するためのガス導入口を備えるガス導入部と、
前記ガス導入部から供給される検体ガスを成分分離するためのマイクロカラムを備えるガス分離部と、
前記ガス分離部により分離されたガス成分を検出するためのガスセンサと、
前記ガスセンサの抵抗比を算出するための演算処理部と、
前記演算処理部で算出した抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続すると、被験者に検体ガスを導入すべきことを通知する通知手段とを備え、
前記抵抗比は、前記ガスセンサを駆動させてからの異なる２点の時間における前記ガスセンサの抵抗値に基づいて算出される、ガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス分析装置に関し、特に、ガスセンサの検出精度が高まったときを通知する機能を備えたガス分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
わが国では人口減少・少子高齢化が進展しており、総人口に対する６５歳以上の高齢者が占める割合が急速に増加しつつある。具体的には、２０１３年になると総人口に対し約２５．２％のほぼ４人に１人が高齢者となり、２０３５年になると総人口に対し約３３．７％のほぼ３人に１人が高齢者となると言われている。高齢者ほど医療機関を利用する割合は大きいことから、今後医療の負担が大きくなることが予想される。
【０００３】
加えて、若年層においては、生活環境が著しく改善されたこと、ＩＴ技術の進展により体を動かす機会が減少したこと等の理由により、メタボリックシンドロームが問題となっており、生活習慣病等の疾病を患う若年層の人口は年々増えてきている。このように若年層においても医療を利用する機会が増えている。
【０００４】
このような時代の趨勢から、医療が抱える負担はここ数年で限界に達するとも言われており、医療の負担を少しでも軽減することが望まれている。そこで、近年では特に医療機関を利用する機会を未然に防ぐ予防医療が注目されている。
【０００５】
予防医療を充実させることにより、疾病を患うことを予防することができ、もって疾病を患う人口を減少させることができる。予防医療によって疾病を患う人口が減少すれば、医療の負担を軽減することができるばかりか、医療保険制度の崩壊が叫ばれている現代において、医療の負担を軽減することができるというメリットもある。
【０００６】
そこで、予防医療を充実させるためには、身近な機器で個人が手軽に健康管理を行なうための健康情報を得るシステムを各家庭に普及させたいところである。健康情報を得るための指標としては、血圧、血液、尿、汗、唾液、呼気等の生体試料がある。かかる生体試料には、血液における血糖値のように、疾病またはその兆候に起因して数値が変化する物質が複数含まれている。
【０００７】
生体試料に含まれる物質の含有率を個々に測定することにより、健康情報を得ることをもって、自己の健康状態を的確に把握することができる。このように自己の健康状態を客観的に把握することにより、疾病を早期に発見することができ、疾病を患う前に事前にそれを回避するように生活を見直すことができる。
【０００８】
上記で挙げた生体試料の中でも、特に、呼気は、疾病またはその兆候に起因して数値が変化する物質を複数含む点、迅速かつ簡便にサンプリングおよび測定ができる点、ならびに、測定対象がガスであり非侵襲で測定でき、肉体的なダメージが小さい点等から、日々測定しても苦になりにくい、まさに日々の健康管理に最も適した生体試料の一つである。
【０００９】
このような利点を有するため、呼気に含まれる成分に基づいて疾病を特定するという研究が活発化している。これまでの研究で、たとえば肺がん患者の呼気の成分は、健常者のそれと比べて呼気の成分が一部異なっていることが明らかとなっている。
【００１０】
より具体的には、呼気中に一酸化窒素および一酸化炭素を多く含む場合、肺疾患を患っている可能性が高いことがわかっている。すなわち、喘息および慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：Chronic  Obstructive  Pulmonary  Diseases）の患者の呼気は、一酸化窒素および一酸化炭素が高い濃度で検出される。
【００１１】
呼気の成分と疾病との相関性が見られる別の例を挙げると、たとえば消化不良、十二指腸潰瘍等の胃腸疾患の患者の呼気は、水素が高い濃度で検出される傾向がある。脂質酸化、喘息、気管支炎等の患者の呼気は、酸化ストレスとの相関が高く、エタン、ペンタン等が高い濃度で検出される傾向がある。このように呼気に含まれる各成分の濃度を測定することにより、疾病情報の取得や健康指導を行なうことができる。
【００１２】
上記の中でも、特に呼気中のアセトンは、脂肪（脂肪酸）、タンパク質（アミノ酸）を分解したときに産出されることから、従来から糖代謝の活性度の指標として位置づけられている。断食中のときのように極度に空腹であるとき、および重度の糖尿病を患っているときには、呼気中にアセトンを多く含むことが知られている。よって、呼気中に含まれるアセトンの量を把握することにより、体脂肪の減少量を明確にし得るとも考えられる。
【００１３】
体脂肪がアセトンとなって、体外に排出される詳細のメカニズムを説明すると、まず、脂肪が代謝される過程で血中にアセト酢酸、ヒドロキシ酪酸、アセトン等のケトン体が生成される。そして、生成されたケトン体のうち、アセト酢酸、およびヒドロキシ酪酸は肝臓以外の臓器で再利用され、アセトンは肺を介して呼気として外部に排出される。ちなみに、脂肪の代謝は、食事制限や運動により血中グルコースが消費されて不足したときに、体内に蓄えられた体脂肪をエネルギーとして利用することにより行なわれる。
【００１４】
このようにアセトンは、体脂肪を燃焼する過程で生成され、しかも呼気中に含まれて排出されるため、呼気中のアセトンの濃度を測定することにより、体脂肪の燃焼状況を直接的に知ることができる。呼気に含まれるアセトンの濃度を検出する方法としては、従来、ガスクロマトグラフィを利用して各成分を分離した後に、熱伝導率型、水素炎イオン化、電子捕獲型、質量分析等の検出器により検出する方法が知られている。
【００１５】
このようなアセトンは、呼気中に極めて微量に含まれるものであるため、アセトンの検出精度を高める分析装置の登場が望まれている。そこで、特許文献１および特許文献２には、アセトンの検出精度を高めるガス分析装置が開示されている。
【００１６】
たとえば特許文献１には、複数種類のガス成分をガスクロマトグラフィに導入したときに、その複数のガス成分のリテンションタイムが近くても、各成分ごとのガス成分の濃度を検出することができるガス分析装置が開示されている。このようなガス分析装置を用いることにより、アセトンと同等のリテンションタイムを有するガス成分とを区別することができ、もってアセトンの検出精度を高めることができる。
【００１７】
また、特許文献２には、ガス成分を検出するガス検出器と、該ガス検出器およびその周辺部の温度を検知する温度センサとを有するガス成分測定装置が開示されている。かかるガス成分測定装置は、温度センサが駆動開始時のガス検出器の周辺温度を測定し、このガス検出器の温度に基づいて、ガス検出器がスタンバイ温度になるまでの時間を算出し、その結果を表示部に表示するというものである。
【００１８】
特許文献２のガス成分測定装置は、被験者が表示部に表示された状態に基づいて、ガス検出器にガス成分を導入することができるため、ガス検出器がスタンバイ温度になったときにガス成分を導入することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−０７７１４４号公報
【特許文献２】特開平０３−２４３８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、特許文献２に示されるガス成分測定装置は、たとえばガスセンサの周囲の温度変化が激しい場合には、ガス検出器がスタンバイ温度になるまでの時間が不正確になってしまう。このため、ガスセンサの検出精度が安定していないうちに検体ガスを導入してしまうという問題があった。
【００２１】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガスセンサの検出精度が高められたときを精確に被験者に通知するガス分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のガス分析装置は、検体ガスに含まれるガス成分を検出するためのガスセンサと、該ガスセンサの抵抗比を算出するための演算処理部と、該演算処理部で算出した抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続すると、検体ガスを導入すべきことを被験者に通知する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記の通知手段は、視覚的方法または聴覚的方法のいずれか一方もしくは両方により被験者に通知することが好ましい。
【００２４】
ガスセンサに検体ガスを導入しない第１状態と、ガスセンサに検体ガスを導入する第２状態とが交互に切り替わるガス導入部をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
第１状態と第２状態とを切り替えるための切替手段をさらに備えることが好ましい。抵抗比は、ガスセンサを駆動させてからの異なる２点の時間におけるガスセンサの抵抗値に基づいて算出されることが好ましい。ここでの異なる２点の時間は、１０秒以上である。検体ガスは、アセトンを含む呼気であることが好ましい。
【００２６】
本発明のガス分析装置は、検体ガスを導入するためのガス導入口を備えるガス導入部と、該ガス導入部から供給される検体ガスを成分分離するためのマイクロカラムを備えるガス分離部と、該ガス分離部により分離されたガス成分を検出するためのガスセンサと、該ガスセンサの抵抗比を算出するための演算処理部と、該演算処理部で算出した抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続すると、被験者に検体ガスを導入すべきことを通知する通知手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のガス分析装置は、上記の構成を有することにより、ガスセンサのガス成分の検出精度が高まったときを精確に被験者に通知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のガス分析装置の一例のある状態を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明のガス分析装置の一例のある状態を示す模式図であり、（ｂ）は、本発明のガス分析装置の別の一状態を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、実施例１のガス分析装置の第１状態を示す模式図であり、（ｂ）は、実施例１のガス分析装置の第２状態を示す模式図である。
【図４】ガス分析装置の電源を入れてからのガスセンサの抵抗値の時間変化を示したグラフである。
【図５】ガス分析装置の電源を入れてからのガスセンサの抵抗比の時間変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、本願の図面において、長さ、幅、厚さ等の寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表してはいない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態のガス分析装置の一例を示す模式図な断面図である。本実施の形態のガス分析装置は、図１に示されるように、検体ガスに含まれるガス成分を検出するためのガスセンサ３１と、該ガスセンサ３１の抵抗比を算出するための演算処理部４０と、該演算処理部４０で算出した抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続すると、被験者に検体ガスを導入すべきことを通知する通知手段５０とを備えることを特徴とする。
【００３１】
従来のガス分析装置の一例では、ガスセンサを駆動させるときのガスセンサ周辺の温度に基づいて、ガスセンサの検出精度が安定するまでの時間を算出し、そこで算出された時間を経過した後に検体ガスを導入するというものであった。このため、たとえばガスセンサの周囲の温度変化が激しい場合には、ガスセンサの検出精度が安定していないうちに検体ガスを導入してしまうことがあった。
【００３２】
本実施の形態は、上記のような従来の欠点を効果的に解消し得るものであり、ガスセンサ３１の抵抗比と該抵抗比の継続時間とに基づいて、通知手段５０が被験者に検体ガスを導入すべきことを伝えることを特徴とする。これによりガスセンサ３１の検出精度が高まった瞬間をリアルタイムで把握することができ、もってガスセンサ３１の検体ガスの検出精度が高まったときに検体ガスを導入することができる。
【００３３】
以下において、図１を参照しつつ、本発明のガス分析装置の動作を具体的に説明する。まず、ガスセンサ３１の電源をＯＮにすると、それから１０秒後から１秒間隔で演算処理部４０がガスセンサの抵抗比を算出する。すると、始めはガスセンサ３１の抵抗比は高いが、時間とともに徐々にガスセンサ３１の抵抗比が減少する。
【００３４】
そして、ガスセンサ３１の抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続したときに、その情報が演算処理部４０から通知手段５０に伝えられる。演算処理部４０からの情報を受けて通知手段５０が、被験者に検体ガスを導入してもよいことを通知する。この通知にしたがって、被験者がガスセンサ３１に検体ガスを導入する。このようなメカニズムで検体ガスを検出することにより、ガスセンサ３１の検出精度が高まったときに検体ガスを導入することができ、もって検体ガスを高精度に検出することができる。以下においては本発明のガス分析装置を構成する各部を説明する。
【００３５】
＜ガスセンサ＞
本実施の形態において、ガスセンサ３１は、検体ガスのガス成分を検出するために設けられるものである。このようなガスセンサ３１としては、半導体センサ、電気化学式ガスセンサ、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ：Flame  Ionization  Detector）、赤外線センサ、ガスクロマトグラフィ等を用いることができる。上記のガスセンサの中でも、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等から構成される非選択的な半導体センサを用いることが好ましい。
【００３６】
＜演算処理部＞
本実施の形態において、演算処理部４０は、ガスセンサ３１の抵抗比を算出する機能と、該抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、かつその抵抗比が１０秒以上継続したときに通知手段５０に情報を伝える機能とを有するものである。このような演算処理部４０としては、たとえばコンピュータ（デジタルマルチメータは信号受信のみ）などを用いることができる。ここで、上記の抵抗比は１−１×１０-3以上１＋１×１０-3以下であることが好ましく、より好ましくは１−２×１０-4以上１＋２×１０-4以下である。かかる抵抗比は、１２秒以上継続することが好ましく、より好ましくは１５秒以上継続することである。これによりガスセンサ３１が安定したときをより精確に通知手段に伝達し得る。
【００３７】
上記の抵抗比が１−２×１０-3未満であっても、１＋２×１０-3を超えても、その抵抗比の継続時間が１０秒未満であっても、ガスセンサ３１の抵抗値が十分に安定しておらず、このようなときに検体ガスを導入してもガスセンサ３１の検出精度が十分なものとはならない。
【００３８】
ここで、本発明における抵抗比は、ガスセンサの電源を入れてからのある時間の抵抗値と、その時間から１０秒経過後の抵抗値とにより算出した値を採用する。すなわちたとえば、ある時間のガスセンサの抵抗値をΩ1とし、その時間から１０秒後のガスセンサの抵抗値をΩ2とすると、ガスセンサの抵抗比は、Ω2／Ω1として算出される。通常の場合、ガスセンサの抵抗値は連続的に算出されるため、ガスセンサの抵抗比も抵抗値の測定を開始してから１１秒後から連続的に算出されることとなる。このような抵抗比は、異なる２点の時間が１０秒以上３０秒以下によって算出されるものであればよい。
【００３９】
ここで、ガスセンサは、電源を入れてから十分に時間が経過すると、ある一定の抵抗値に漸近するものと考えられる。このため、ガス分析装置の電源を入れてから十分な時間が経過したときの半導体センサの抵抗比は理論的には１になる。半導体センサの抵抗比が１となったときに、半導体センサに検体ガスを導入するのが理想的ではあるが、これでは測定可能になるまでにかなりの時間を待たなければならず、実用的とは言えない。
【００４０】
上記の演算処理部４０は、ガスセンサ３１がガス成分を検出すると、ガスセンサ３１の定抵抗の電圧値の変化を信号変化として受信するものであることが好ましい。そして、演算処理部４０は、ガスセンサ３１が検出した信号データの蓄積し、該信号データをクロマトグラムに変換する機能を有することが好ましい。
【００４１】
＜通知手段＞
本実施の形態において、通知手段５０は、演算処理部４０から受けた情報を被験者に通知するために設けられるものである。このような通知手段５０は、視覚的方法または聴覚的方法のいずれか一方もしくは両方により、演算処理部４０の情報を被験者に通知することが好ましい。このようにして被験者に検体ガスを導入するタイミングを伝えることにより、被験者は、ガスセンサ３１の検出精度が高まったときに検体ガスをガスセンサ３１に導入することができ、もって検体ガスの検出精度を高めることができる。
【００４２】
ここで、上記の視覚的方法としては、たとえば点灯信号等のように光を発するものを用いることができる。また、上記の聴覚的方法としては、ブザー等のように音を発するものを用いることができる。また、視覚的方法と聴覚的方法を組み合わせたものであってもよいことは言うまでもない。
【００４３】
なお、通知手段５０が被験者に通知する手段は、視覚的方法または聴覚的方法のみに限られるものではなく、たとえばガス分析装置そのものが振動することにより、被験者にガスセンサ３１の検出精度が高まったときを伝えるものであってもよい。
【００４４】
＜検体ガス＞
本実施の形態のガス分析装置を用いて成分分離される検体ガスは、アセトンを含むことが好ましい。ガスセンサ３１の抵抗比が安定していない状態では、検体ガス中に微量に含まれるアセトンを効率的に検出することが困難であり、たとえ検出できたとしても、その精度が十分なものではなかった。本実施の形態のガス分析装置は、かかる課題を一掃し得るものであり、検体ガス中のアセトンの濃度を精確に検出することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図２（ａ）は、本実施の形態のガス分析装置の一例のある状態を示す模式図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のガス分析装置の別の一状態を示す模式図である。本実施の形態のガス分析装置は、図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、実施の形態１のガス分析装置に対し、ガス導入部１０およびガス分離部２０を設けたことが異なる他は、実施の形態１と同一のものである。以下において、実施の形態１と重複する部分についてはその説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態のガス分析装置は、図２（ａ）に示されるように、検体ガスを導入するためのガス導入口１１を備えるガス導入部１０と、該ガス導入部１０から供給される検体ガスを成分分離するためのマイクロカラム２１を備えるガス分離部２０と、該ガス分離部２０により成分分離されたガス成分を検出するためのガス検出部３０とを備え、ガス導入部１０は、検体ガスを保持するためのガス収容部１９と、ガス導入口１１からガス収容部１９に検体ガスを導入するための第１の接続手段１２と、ガス収容部１９からガス分離部２０に検体ガスを供給するための第２の接続手段１３と、ガス導入口１１から導入された検体ガスの一部をガス収容部１９からガス排出口に排出するための第３の接続手段１４とを備える。
【００４７】
そして、本実施の形態のガス分析装置において、ガス導入部１０は、ガスセンサ３１に検体ガスを導入しない第１状態（図２（ａ）に相当）と、ガスセンサに検体ガスを導入する第２状態（図２（ｂ）に相当）とを交互に切り替えることができるものである。このように第１状態と第２状態を切り替えることにより、ガスセンサ３１に検体ガスを導入することができる。ここで、第１状態では、ガス収容部１９が第１の接続手段１２および第３の接続手段１４に接続される。一方、第２状態では、ガス収容部１９が第２の接続手段１３に接続される。
【００４８】
＜切替手段＞
本実施の形態において、切替手段１８は、ガス収容部１９が第１の接続手段１２および第３の接続手段１４に接続されている第１状態（図２（ａ））から、ガス収容部１９が第２の接続手段１３に接続されている第２状態（図２（ｂ））に切り替えるために設けられるものである。切替手段１８を備えることにより、検体ガスの中でも不要なサンプルは第３の接続手段１４を通じてガス排出口から外部に排出し、検体ガスの中でも必要なサンプルは第２の接続手段１３を通じてガス分離部２０に導入する。
【００４９】
本実施の形態のガス分析装置は、１つの切替手段１８によりガス分離部２０に検体ガスを導入する量およびタイミングを制御できる。このため、ガス分析装置の構造が極めて簡易となり、その小型化に寄与することになる。
【００５０】
そして、第２状態において、ガス収容部１９に検体ガスがなくなったとき、またはガス分離部２０に検体ガスが十分に供給されたとき、切替手段１８が第２状態から第１状態に切り替える。第２状態から第１状態に切り替わると、第１の接続手段１２からガス収容部１９に再び検体ガスが導入される。このように第１状態と第２状態とを交互に切り替えることにより、適切な流量の検体ガスを適切なタイミングでガス分離部２０に導入することができる。
【００５１】
なお、図２（ｂ）に示される第２状態においては、ガス収容部１９が第１の接続手段１２と第３の接続手段１４と接続されていない。このため、第２状態において第１の接続手段１２に導入される検体ガスは、第３の接続手段１４を通じてガス排出口から外部に排出されることになる。したがって、通知手段５０が被験者にガスセンサの比抵抗が所望の数値になっていない場合（すなわちガスセンサ３１の検出精度が未だ高まっていない場合）、ガス収容部１９と第２の接続手段１３とを接続する第２状態とすることにより、ガス収容部１９に検体ガスを導入することなく、それを外部に排出することができる。
【００５２】
ここで、第１状態から第２状態への切替は、通知手段５０が被験者に検体ガスを導入すべきことを通知した後に切り替えることが好ましい。通知手段５０が被験者に検体ガスを導入すべきことを通知する前に第２状態に切り替えても、ガスセンサ３１がガス成分を精確に検出することができないため好ましくない。
【００５３】
＜ガス分析装置の動作＞
本実施の形態のガス分析装置の電源をＯＮにすると、その１０秒後から１秒間隔で演算処理部４０がガスセンサ３１の抵抗比を算出する。すると、電源をＯＮにしてから時間が経過するとともに徐々にガスセンサ３１の抵抗比が減少する。そして、ガスセンサ３１の抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下となり、かつその抵抗比が１０秒以上継続したときに、その情報が演算処理部４０から通知手段５０に伝えられる。演算処理部４０からの情報を受けて通知手段５０が、被験者に検体ガスを導入してもよいことを通知する。この通知にしたがって、被験者がガス導入部１０を第１状態から第２状態に切り替えて、ガス収容部１９からガス分離部２０を通ってガスセンサ３１に検体ガスを導入する。
【００５４】
図２（ａ）に示される状態（第１状態）において、検体ガスは、ガス導入口１１から第１の接続手段１２を通じてガス収容部１９に供給され、ガス収容部１９から第３の接続手段１４を通じてガス排出口に排出される。ここで、第１の接続手段１２および第３の接続手段１４を流れる検体ガスの流速は、気流発生手段２５により制御される。
【００５５】
一方、図２（ａ）に示されるように、第１状態において、ガス分離部２０に検体ガスを供給するための第２の接続手段１３は、ガス収容部１９には接続されておらず、キャリアガスを供給するための供給手段１７と接続されている。このため、供給手段１７から供給されるキャリアガスが第２の接続手段１３を通じ、ガス分離部２０のマイクロカラム２１に供給される。
【００５６】
次に、切替手段１８を動作させることにより、ガス収容部１９の接続先を、第１の接続手段１２および第３の接続手段１４が接続されている状態（第１状態）から、第２の接続手段１３が接続されている状態（第２状態）に切り替える。このように第１状態から第２状態に切り替えることにより、第１の接続手段１２から導入されたガス収容部１９内の検体ガスが、供給手段１７から供給されるキャリアガスとともに、第２の接続手段１３を通じてガス分離部２０のマイクロカラム２１に供給される。
【００５７】
ガス分離部２０に供給された検体ガスは、マイクロカラム２１の内部流路２２の壁面の固定相と吸脱着が繰り返されるが、検体ガスの成分ごとに吸脱着のし易さが異なる。このため固定相に吸着しやすい成分ほど移動速度が遅くなり、固定相に吸着しにくい成分ほど移動速度が早くなるというように、検体ガスが成分分離される。
【００５８】
ここで、マイクロカラム２１の壁面には、検体ガスの成分のうちの水を成分分離するための固定相が修飾されている。従来から検体ガスに含まれる各成分を検出する上で、検体ガス中の水分は、アセトン等のガス成分の検出を阻害する最有力の成分であった。しかし、このようにマイクロカラム２１の内部流路２２に水を成分分離するための固定相を修飾することにより、検体ガスに含まれる水を効率的に成分分離することができる。なお、固定相を構成する材料の詳細は後述する。
【００５９】
上記で成分分離した検体ガスの各ガス成分がガス検出部３０に導入され、ガス検出部３０のガスセンサ３１により感知される。検体ガスがガス導入部１０に導入されてから、ガスセンサ３１がガス成分を感知するまでの時間を保持時間といい、かかる保持時間は検体ガスの成分により固有の値を示す。この保持時間に基づいて、ガス成分の同定を行ない、検体ガス中に含まれるガス成分を検出する。
【００６０】
本発明では、ガスセンサ３１が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下の抵抗値が１０秒以上継続した後に、ガスセンサ３１に検体ガスを導入するため、ガスセンサの検出精度が十分に安定しており、精確にガス成分を検出することができる。以下において、本実施の形態のガス分析装置を構成する各部を説明する。
【００６１】
＜ガス導入部＞
本実施の形態において、ガス導入部１０は、検体ガスの一部をガス分離部２０に供給するために設けられるものである。このようなガス導入部１０は、図１に示されるような構造のみに限られるものではなく、ガス分離部２０に供給する検体ガスの流速およびタイミングを調整することができるものであれば、いかなる構造のものであっても良い。
【００６２】
ガス導入部１０が、上記のような構造を有することにより、検出に不要な検体ガスを外部に排出しつつ、検出に必要な検体ガスのみをガス分離部２０に供給することができる。本実施の形態のガス導入部１０の動作を、以下に図２（ａ）および図２（ｂ）を用いて説明する。
【００６３】
ガス導入部１０は、検体ガスを保持するためのガス収容部１９と、ガス導入口１１からガス収容部１９に検体ガスを導入するための第１の接続手段１２と、ガス導入口１１から導入された検体ガスの一部をガス収容部１９からガス排出口に排出するための第３の接続手段１４とを有する。そして、図２（ａ）に示される第１状態において、ガス収容部１９は、第１の接続手段１２および第３の接続手段１４と接続されている。
【００６４】
一方、ガス導入部１０は、第１の接続手段１２および第３の接続手段１４とは別の接続手段として、第２の接続手段１３を有する。ここで、第２の接続手段１３は、ガス収容部１９からガス分離部２０に検体ガスを供給するために設けられるものである。ただし、第２の接続手段１３がガス収容部１９からガス分離部２０に検体ガスを供給する機能を果たすのは、図２（ｂ）に示される第２状態のときである。すなわち、図２（ａ）に示される第１状態では、第２の接続手段１３は、ガス収容部１９に接続されることなく、ガス分離部２０のマイクロカラム２１に接続されているため、ガス分離部２０に検体ガスが供給されることはない。
【００６５】
したがって、第１状態では、検体ガスがガス分離部２０に供給されることはなく、第１の接続手段１２から導入された検体ガスは、ガス収容部１９を通過して、その一部がガス収容部１９に保持されるとともに、残部は第３の接続手段１４を通じてガス排出口から排出される。
【００６６】
本実施の形態のガス分析装置のように、ガス収容部１９と供給手段１７とを接続するための第４の接続手段１５を有することが好ましい。このように供給手段１７とガス収容部１９とを第４の接続手段１５を用いて接続することにより、ガス収容部１９に効率的にキャリアガスを供給することができる。この場合、第２状態は、ガス収容部１９が第２の接続手段１３および第４の接続手段１５に接続されている状態になる。
【００６７】
＜供給手段＞
本実施の形態のガス分析装置のように、第２状態のときにガス収容部１９にキャリアガスを供給するための供給手段１７を有することが好ましい。このような供給手段１７を備えることにより、ガス収容部１９に保持されている検体ガスを、キャリアガスとともに第２の接続手段１３を通じてガス分離部２０に供給することができる。
【００６８】
このような供給手段１７は、ガス導入部１０に内蔵されているものであってもよいし、図２に示されるように、ガス分析装置とは別の装置としてガス収容部１９に接続されるものであってもよい。供給手段１７としては、たとえばコンプレッサー、ガスボンベ、ポンプ等を挙げることができる。なお、キャリアガスとしては、たとえばヘリウム等の不活性ガスあるいは空気等を用いることが好ましい。
【００６９】
＜制御部＞
上記の切替手段１８は、第１状態から第２状態、または第２状態から第１状態に切り替えるタイミングを自動で制御する制御部（図示せず）を有することが好ましい。制御部を有することにより、切替手段１８が第１状態から第２状態、または第２状態から第１状態に切り替えるタイミングを自動的に制御することができる。このように切替手段１８を動作させることにより、ガス導入部１０からガス分離部２０に検体ガスを供給するタイミングを制御することができる。
【００７０】
上記の制御部は、第１状態および第２状態に交互にそれぞれ一定の時間間隔で切替手段１８を切り替えることが好ましい。ここで、「それぞれ一定の時間間隔」とは、第１状態を保持する時間と第２状態を保持する時間とが異なるものであってもよいことを意味する。すなわちたとえば第１状態を３分間保持した後に第１状態から第２状態に切り替え、さらに第２状態を２秒保持した後に、第２状態から第１状態に切り替えるという一連の動作を切替手段１８が繰り返すように制御部を設定してもよい。
【００７１】
このように一定の時間間隔で切替手段１８を動作させることにより、一定の時間間隔で検体ガスの検出を行なうことができ、もって検体ガスの成分の時間変化を把握することができる。一定の時間間隔で検体ガスを検出するのに有効な一例としては、たとえばランニング、ウォーキング等の運動中において、検体ガス中のアセトン含有量の時間変化を把握する場合を挙げることができる。すなわちたとえば、２０分間のウォーキングにおいて、ウォーキングの開始から３分ごとに合計６回検体ガスを検出し、それぞれの検体ガス中のアセトン濃度を測定することにより、アセトンの濃度変化を把握することができ、もって体脂肪の燃焼効率の時間変化を把握することができる。
【００７２】
この場合、ウォーキングを開始してから３分後に第１状態から第２状態に切り替え、第２状態を２秒保持し、第２状態から第１状態に切り替えるという一連の動作を切替手段１８が繰り返すように制御部を設定することが好ましい。このような制御部の設定は、たとえばコンピュータのプログラミングにより行なうことができる。
【００７３】
ガス導入部１０は、第１の接続手段１２、ガス収容部１９、または第３の接続手段１４のいずれかに検体ガスを感知する感知センサ（図示せず）を備えることが好ましい。そして、当該感知センサが感知した情報に基づいて、切替手段１８が第１状態から第２状態に切り替えるように制御部を設定することが好ましい。このように第１の接続手段１２、ガス収容部１９、または第３の接続手段１４のいずれかに感知センサを備えることにより、ガス導入口１１に検体ガスを導入してから、第１状態から第２状態に切り替えるまでの時間を制御することができる。
【００７４】
ここで、第１状態から第２状態に切り替えるタイミングについて、第３の接続手段１４に感知センサを設けた上で検体ガスを導入したときの切替手段の動作を例に説明する。検体ガスをガス導入口１１から導入すると、その検体ガスは第１の接続手段１２、ガス収容部１９、および第３の接続手段１４の順に導入される。検体ガスが第３の接続手段１４を通過すると、感知センサがその信号を制御部に伝え、検体ガスが第３の接続手段１４に導入されてから、たとえば５秒後に第１状態から第２状態に切り替わるというように制御部を設定することができる。
【００７５】
このように制御部を設定することにより、たとえば成人の一回の呼吸で排出される５００ｍｌの検体ガスのうちの初めの１５０ｍｌ程度の検体ガスを外部に排出し、残りの３５０ｍｌの検体ガスのみをガス検出部３０に供給するというように切替手段を動作させることが可能となる。
【００７６】
＜ガス収容部＞
ガス収容部１９は、その容積を変更することができることが好ましい。これによりガス分離部２０に供給する検体ガスの流量を制御することができる。すなわちたとえば、ガス収容部１９の容積が小さい場合、ガス収容部１９の検体ガスの保持量が少なくなり、第１状態から第２状態への１回あたりの切替で、ガス分離部２０に供給する検体ガスの流量を減少させることができる。
【００７７】
このようなガス収容部１９の容積は、１０ｍｍ3以上１００ｍｍ3以下であることが好ましい。１０ｍｍ3未満であると、ガス分離部２０に供給する検体ガスの流量が不十分であることにより検出精度が低下する傾向にあり、１００ｍｍ3を超えると、過剰量の検体ガスがガス分離部２０に供給され、完全な成分分離がされにくくなり、ガスセンサ３１が精確な検出を行ないにくくなる。
【００７８】
＜調圧手段＞
ガス導入部１０は、供給手段１７により供給されるキャリアガスの圧力を調整するための調圧手段（図示せず）を備えることが好ましい。調圧手段を用いてキャリアガスの導入の圧力を調整することにより、ガス分離部２０に供給する検体ガス（キャリアガスも含む）の流量を制御することができる。
【００７９】
このような調圧手段により制御される検体ガスの流速は、特に限定されずいかなる速度であってもよいが、１０ｃｍ／ｓｅｃ以上１００ｃｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。検体ガスの流速が１０ｃｍ／ｓｅｃ未満であると、ガス検出までに要する時間が長くなり、装置のスペック上好ましくない。検体ガスの流速が１００ｃｍ／ｓｅｃを超えると、流速が早すぎることにより、後のガス分離部で検体ガスを成分分離しにくい傾向がある。このような調圧手段としては、たとえばバルブ、レギュレータ等を用いることができる。
【００８０】
＜気流発生手段＞
ガス導入部１０は、第１の接続手段１２を流れる検体ガスの流速を制御する気流発生手段２５を設けることが好ましい。このように気流発生手段２５を備えることにより、第１の接続手段１２、ガス収容部１９、および第３の接続手段１４を流れる検体ガスの流速を所望の速度にすることができ、もってその流れの逆流を防ぐことができる。なお、気流発生手段２５により制御される検体ガスの流速は、特に限定されずいかなる速度であってもよいが、１ｍＬ／ｓｅｃ以上１０ｍＬ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。
【００８１】
＜ガス分離部＞
本実施の形態において、ガス分離部２０は、ガス導入部１０から導入された検体ガスに含まれる各種ガス成分を成分分離するために設けられるものであり、具体的には、ガス分離部２０に備えられるマイクロカラム２１より検体ガスの成分分離を行なうことができる。
【００８２】
ここで、「マイクロカラム」とは、マイクロオーダーの幅および深さを有する微細な流路を備えるチップ状のクロマトグラフィカラムを意味するものである。このようなマイクロカラムの外形は、特に限定されるものではなく、たとえばＳｉウェハー等の基板を用いて、その外形が縦横数ｍｍ〜数十ｃｍで、その厚みを数ｍｍ〜数ｃｍ程度とすることができる。
【００８３】
なお、検出ガスの「成分分離」とは、検体ガスを構成する全ての成分を各成分ごとに分離する場合はもちろん、検体ガスを構成する成分のうちのいずれか１の成分を、他の少なくとも１の成分から分離する場合も含まれるものとする。すなわち、検体ガスが３以上の成分を含む場合、３以上の成分のうちの少なくとも１の成分が他の２以上の成分から分離されている限り、検体ガスの成分分離は達成されており、本発明の範囲に含まれる。
【００８４】
ガス分離部２０には、マイクロカラム以外のクロマトグラフィカラムとして、固定相をコーティングした担体を充填したパックドカラム、内壁に固定相が塗布されたキャピラリーカラム等を用いることも考えられるが、これらのクロマトグラフィカラムは、温度を制御するために大きな恒温槽を備える必要があり、ガス分析装置自体が大型化することになりかねず、所期の目的に反することになるため好ましくない。
【００８５】
また、マイクロカラムの内部流路の幅および深さ（高さ）はそれぞれ、たとえば１００〜３００μｍ程度とすることができる。マイクロカラムの内部流路の幅および深さは、目的成分の種類やマイクロカラムに導入される検体ガスの流量などを考慮して決定されることが好ましい。
【００８６】
また、内部流路２２は、その長さが３ｍ以上３０ｍ以下であることが好ましく、５ｍ以上２５ｍ以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１０ｍ以上２０ｍ以下である。内部流路２２の長さが３ｍ未満であると、検体ガスの成分分離を十分に行なうことができず、内部流路２２の長さが３０ｍを超えると、測定に要する時間が長時間となるため好ましくない。
【００８７】
本実施の形態において、マイクロカラム２１は、その内部流路２２の壁面に固定相が修飾されており、該固定相は、３０℃での比誘電率が１０以上の極性材料からなることが好ましい。このような１０以上の比誘電率を有する極性材料は、強極性であることにより、特に水のような極性物質の流速を顕著に遅らすことをもって、検体ガスに含まれる成分のうちの水を効率的に成分分離することができる。
【００８８】
このような１０以上の比誘電率を有する極性材料としては、たとえば平均分子量が１０００以下のポリエチレングリコールの他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等を挙げることができる。なお、固定相を構成する材料の比誘電率は、誘電率測定装置を用いて算出された値を採用するものとする。
【００８９】
固定相が有する極性が強いほど、検体ガスの各成分ごとの極性差がマイクロカラム中を流れる検体ガスの移動速度に差をもたらし、検体ガスを成分分離しやすいものと考えられる。そして、固定相の極性の強弱は、その材料の比誘電率の高低により決定されるという関係から、固定相を構成する材料は、１１以上の比誘電率を有することがより好ましく、さらに好ましくは１３以上の比誘電率を有することである。固定相を構成する材料の比誘電率が１０未満であると、検体ガス中の水を成分分離することができないため好ましくない。
【００９０】
ここで、検体ガス中の水を成分分離するのに有効な固定相の材料としては、２００以上１０００以下の平均分子量を有するポリエチレングリコール（以下においては「ＰＥＧ」とも記する）を用いることがより好ましい。ＰＥＧは、その平均分子量が多いほど粘度が上昇するとともに、その極性が小さくなる傾向にあり、平均分子量が小さいほど粘度が低下するとともに、その極性が強くなる傾向がある。このため、ＰＥＧの粘度と極性とのバランスの観点からは、２５℃での比誘電率が１２．７である平均分子量が６００程度のＰＥＧ（ＰＥＧ６００）を用いることがさらに好ましい。
【００９１】
ポリエチレングリコールの平均分子量が２００未満であると、その粘度が低いことによりマイクロカラム２１の内部流路２２の壁面に保持されにくく、ポリエチレングリコールの平均分子量が１０００を超えると、十分な極性を有しないことから、検体ガスの分離能が低下する傾向がある。また、マイクロカラム２１は、温度制御手段を備えていてもよい。温度制御手段を備えることにより、マイクロカラム２１の温度を一定に保つことができ、もってより精確に成分分離を行なうことができる。
【００９２】
また、検体ガスを成分分離する性能を高めるという観点から、マイクロカラムの内部流路の壁面に修飾される固定相の厚みは、１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。
【００９３】
ここで、固定相の厚みは、内部流路の壁面に固定相を修飾したマイクロカラムの断面を、レーザー顕微鏡を用いて観察したときの画像に基づいて直接測定することにより算出されたものを採用する。
【００９４】
＜マイクロカラムの作製＞
本実施の形態における、マイクロカラムの作製方法を具体的な一例を挙げて説明する。まず、Ｓｉウェハー等の基板表面にフォトリソグラフィ技術を用いて、エッチング加工、ブラスト加工等の微細加工を行なうことにより連続した溝を形成する。
【００９５】
ついで、連続した溝を形成した基板とガラス板とを、基板の溝形成面側がガラス板に対向するように陽極接合などの手法により気密に接合する。次に、形成された内部流路の一端に未修飾のキャピラリーガラスを取り付け、マイクロカラムの内部流路内に固定相を溶解させた溶液を充填する。その後、その溶媒を除去することによりマイクロカラムの内部流路の内壁に固定相を修飾する。
【００９６】
＜ガス検出部＞
本実施形態において、ガス検出部３０は、ガス分離部２０で分離されたガス成分を順次検出するための部位であり、ガスセンサを用いることが好ましい。本実施の形態において、ガス検出部３０は、化学物質を検出するためのガスセンサ３１を有する。このガスセンサ３１としては、実施の形態１で示したものと同様のものを用いることができる。
【００９７】
ガス検出部３０は、ガス分離部２０で分離されたガス成分を順次検出するための部位であり、ガス成分を検出するためのガスセンサ３１を有する。このガスセンサ３１としては、半導体センサ、電気化学式ガスセンサ、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ：Flame Ionization Detector）、赤外線センサ、ＧＣＭ等を用いることができる。本実施の形態においては、ＳｎＯ2、ＺｎＯ等から構成される非選択的な半導体センサを用いる。
【００９８】
本実施の形態において、ガスセンサ３１は、ガス分離部２０により分離されたガス成分の出口の近傍に設置することが好ましい。このようにガス成分の出口の近傍にガスセンサ３１を設置することにより、検体ガス中の目的成分の検出感度を高めることができる。なお、ガス分離部２０のマイクロカラムの内部流路と、ガス検出部３０とはキャピラリーガラスチューブにより接続されている。
【００９９】
上記で説明したように、ガス分離部２０とガス検出部３０とは、キャピラリーガラスチューブを用いて接続するが、キャピラリーガラスチューブの管径が小さいため、キャピラリーガラスチューブのガス成分の出口とガスセンサ３１とが離れていると、ガスセンサ３１が検体ガスを感知しにくい傾向にあるため好ましくない。
【０１００】
ガスセンサ３１は、導線等を介してデジタルマルチメータなどの信号受信機構（図示せず）に接続されることが好ましい。このような信号受信機構は、ガスセンサ３１がガス成分を検出すると、ガスセンサ３１の定抵抗の電圧値の変化を信号変化として受信する必要がある。
【０１０１】
さらに、信号受信機構はコンピュータに接続されていることが好ましい。ここでのコンピュータとは、信号受信機構が検出した信号データの蓄積し、該信号データをクロマトグラムに変換し、かつその変換したデータの表示を行なうもののことをいう。なお、コンピュータが切替手段の機能を有しており、第１状態と第２状態とを切り替える制御部を兼ねていてもよい。
【０１０２】
（ガス採取部）
本実施の形態のガス分析装置において、ガス導入口１１およびガス排出口１６にガス採取部を接続することが好ましい。ガス採取部を接続することにより、ガス導入口１１に検体ガスを効率的に導入することができるとともに、検体ガスを収容するスペースを設けることができる。
【０１０３】
しかも、このようなガス採取部は、検体ガスがガス採取部、第１の接続手段１２、ガス収容部１９、および第３の接続手段１４を循環する循環経路としての役割も果たす。
【０１０４】
ガス採取部の導入口にはマウスピース、マスク等のように口をあて検体ガスを直接導入することができるようなものを有していることが好ましい。このようにマウスピース、マスク等を有することにより、ガス採取部に検体ガスを導入しやすい。
【０１０５】
なお、ガス採取部を用いてガス導入部１０に検体ガスを導入する場合を説明したが、ガス導入部１０に検体ガスを導入する方法は、ガス採取部を用いる場合のみに限られるものではなく、ガス導入口１１にバッグを直接接続してガス導入部１０に検体ガスを導入してもよい。
【０１０６】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例１】
【０１０７】
図３は、本発明のガス分析装置の一例のある状態を示す模式図である。本実施例では、以下の手順により図３に示されるガス分析装置を作製した。まず、ガス分離部１２０として、幅が２００μｍであって深さが２００μｍの内部流路１２２を２００μｍの間隔で蛇行状に形成したマイクロカラム１２１を作製した。以下においては、マイクロカラム１２１の作製の手順を具体的に述べる。
【０１０８】
まず、６インチのシリコンウエハに対し、フォトリソグラフィ加工をした後にエッチングを行なうことにより、幅が２００μｍであって、深さが２００μｍの蛇行状の溝を２００μｍの間隔で形成した。このようにして形成された内部流路１２２の全長は約１６ｍであった。そして、シリコン基板の溝を形成した側に対し、６インチのガラス板を陽極接合を用いて密着させた。その後、ダイシングすることにより、８ｃｍ四方のマイクロカラムを作製した。
【０１０９】
このようにして得られた内部流路１２２の導入口および排出口に、外径が０．３５ｍｍであり、内径が０．２５ｍｍであって、その内径の表面が未修飾のキャピラリーガラスを取り付けた。
【０１１０】
一方、平均分子量が６００であって、３０℃での比誘電率が１３．７４のポリエチレングリコール（ＰＥＧ６００：ジーエルサイエンス株式会社製）をアセトンに溶解させて０．５％アセトン溶液を準備した。かかる０．５％アセトン溶液をガス分離部１２０のマイクロカラム１２１の導入口から導入し、その内部流路１２２内にアセトン溶液を充填した。
【０１１１】
そして、ホットプレートを用いてガス分離部１２０を８０℃に昇温した後に１０分間保持することにより、内部流路１２２内のアセトンをほとんど蒸発させた。このようにしてアセトンをほぼ蒸発させた後に、溶媒トラップを有するダイヤフラム型ドライ真空ポンプＤＡ−１５Ｄ（アルバック機工株式会社製）を内部流路１２２の導入口側に接続した。
【０１１２】
この真空ポンプを数十分間稼動させて、内部流路１２２内の溶媒を完全に除去することにより、マイクロカラム１２１の内部流路１２２の壁面に、ＰＥＧ６００からなる固定相を備えるガス分離部１２０を形成した。このようにして作製したガス分離部１２０の断面をレーザー顕微鏡で観察し、その固定相の厚みを実測したところ、固定相の厚みは１μｍであることが明らかとなった。
【０１１３】
次に、ガス導入部１１０として、ガスクロマトグラフ用手動ガスサンプラー（ジーエルサイエンス株式会社製）を準備した。ここで、ガスクロマトグラフ用手動ガスサンプラー（以下、「ガスサンプラー」とも記する）は、検体ガスを導入するための第１流路１１２と、ガス分離部１２０に検体ガスを供給するための第２流路１１３と、検体ガスの一部をガス排出口から排出するための第３流路１１４と、キャリアガスを導入するための第４流路１１５と、検体ガスを保持するためのガス収容部１１９とを有するものである。ここで、第１流路１１２、第２流路１１３、第３流路１１４、および第４流路１１５の内径はいずれも、０．８ｍｍであった。
【０１１４】
このようなガスサンプラーは、ガス収容部１１９が第１流路１１２および第３流路１１４に接続される第１状態と、ガス収容部１１９が第２流路１１３および第４流路１１５に接続される第２状態とを交互に切り替えるための切替手段１１８を有しており、この切替手段１１８は、切り替えるタイミングを制御するための制御部（図示せず）に接続されている。
【０１１５】
また、第４流路１１５には供給手段１１７を備え、かかる供給手段１１７により第４流路１１５からガス収容部１１９に供給されるキャリアガスの流速を制御した。一方、第３流路１１４には感知センサを備えており、検体ガスが感知センサを通過したときの情報を制御部に伝達したときに、その情報に基づいて制御部が切替手段１１８の動作をコントロールした。
【０１１６】
ガスサンプラーの第１流路１１２および第３流路１１４をガス採取部１４２にそれぞれ接続した。ガス採取部１４２の出口および入口には、それぞれ逆止弁１４１を設け、検体ガスが逆流するのを防ぐようにした。第３流路１１４とガス採取部１４２との接続部には気流発生手段１２５として小型ポンプを取り付けた。この小型ポンプにより、検体ガスが第１流路１１２、ガス収容部１１９、第３流路１１４、およびガス採取部１４２を循環するようにした。
【０１１７】
一方、ガスサンプラーの第２流路１１３とマイクロカラム１２１の内部流路１２２とを１／１６×０．２５  レデューシングユニオンを用いて接続した。これによりガスサンプラーの第４流路１１５から導入されたキャリアガスを、第２流路１１３を通じてマイクロカラム１２１の内部流路１２２に導入した。
【０１１８】
次に、ガス分離部１２０のマイクロカラム１２１に対し、キャピラリーチューブの一端を挿入することにより接続した。一方、キャピラリーチューブの他端を、ガス検出部１３０の半導体センサ１３１から１．５ｍｍの位置となるように接続した。
【０１１９】
また、半導体センサ１３１に、上記の半導体センサ１３１の抵抗値を算出し得る演算処理部１４０を接続した。かかる演算処理部１４０と通知手段１５０とを接続した。演算処理部１４０は、半導体センサ１３１の抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下になり、その時間が１０秒以上継続したときに、通知手段１５０にその情報を伝達するものを用いた。通知手段１５０としては、赤色のランプを用い、演算処理部１４０からの情報が伝えられたときに、通知手段１５０が赤色に点灯するように設定した。以上のようにして実施例１のガス分析装置を作製した。
【０１２０】
＜ガス分析装置の動作＞
実施例１のガス分析装置の電源をＯＮにして、演算処理部１４０を用いて半導体センサ１３１の抵抗値の時間変化を算出した。図４は、ガス分析装置の電源を入れてからの半導体センサの抵抗値の時間変化を示したグラフである。図４の縦軸は、半導体センサの抵抗値を示し、図４の横軸は、ガス分析装置の電源を入れてからの時間を示す。
【０１２１】
図４に示されるように、半導体センサ１３１の抵抗値は、ガス分析装置の電源を入れてから時間とともに上昇するが、徐々にその抵抗値が落ち着き始める。図４には、ガス分析装置の電源を入れてから１７分後までの抵抗値を示しているが、この後、十分に時間が経過すると６５ｋΩ前後の抵抗値となった。
【０１２２】
図５は、ガス分析装置の電源を入れてからの半導体センサの抵抗比の時間変化を示したグラフである。図５の縦軸は、半導体センサの抵抗比を示し、図５の横軸は、ガス分析装置の電源を入れてからの時間を示す。ここで、抵抗比を算出するための異なる２点の時間は、１０秒に設定した。すなわち、ガス分析装置の電源を入れてからの時間をｔ秒とし、そのｔ秒における半導体センサの抵抗値をΩ（ｔ）とすると、図５には、半導体センサの抵抗比は、Ω（ｔ＋１０）／Ω（ｔ）で表される関数を示した。
【０１２３】
このとき、ガス分析装置の電源を入れてから１５分４７秒後にガスセンサの抵抗比が１−２×１０-3以上１＋２×１０-3以下となり、かつその抵抗比を１０秒間保持したため、その情報が演算処理部１４０から通知手段１５０に伝達され、通知手段１５０が赤色に点滅した。通知手段１５０が点滅したことを被験者が確認した時点で、被験者が切替手段１１８によって、ガス導入部１１０の状態を第１状態から第２状態に切り替えた。これによりガス収容部１１９からガス分離部１２０に検体ガスを導入し、半導体センサ１３１によって検体ガスに含まれる各成分の成分分析を行なった。
【０１２４】
実施例１のガス分析装置の演算処理部１４０を用いて、上記の判断基準に基づいて被験者が検体ガスを導入するタイミングを判断することにより、従来のガス分析装置よりも精確に検体ガスの成分分析を行ない得た。これは、従来よりもガスセンサの検出精度が高まったときを精確に通知し得る通知手段を備えたことによるものと考えられる。
【０１２５】
このように動作する本発明のガス分析装置は、ガスセンサの検出精度が高められたときを精確に被験者に通知し、もって検体ガスの検出精度を高めることができる。
【０１２６】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【０１２７】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明によれば、予防医療の促進に有効であって、小型でかつパーソナルユースに適したガス分析装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１０，１１０  ガス導入部、１１  ガス導入口、１２  第１の接続手段、１３  第２の接続手段、１４  第３の接続手段、１５  第４の接続手段、１６  ガス排出口、１７，１１７  供給手段、１８，１１８  切替手段、１９，１１９  ガス収容部、２０，１２０  ガス分離部、２１，１２１  マイクロカラム、２２，１２２  内部流路、２５，１２５  気流発生手段、３０，１３０  ガス検出部、３１  ガスセンサ、４０，１４０  演算処理部、５０，１５０  通知手段、１１０  ガス導入部、１１２  第１流路、１１３  第２流路、１１４  第３流路、１１５  第４流路、１３１  半導体センサ、１４１  逆止弁、１４２  ガス採取部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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