(57)【要約】【課題】本発明の課題は、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置において、より高精度な分析が可能な気体分析装置を提供することにある。【解決手段】上記課題を解決するために、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置であって、前記気体試料に含まれる水分を付着するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析部と、を備えたことを特徴とする気体分析装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置であって、
前記気体試料に含まれる水分を付着するフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析部と、を備えたことを特徴とする気体分析装置。
【請求項２】
前記質量分析部の真空領域に前記気体試料を導入する試料導入部と、を備え、
前記フィルタ部は、前記試料導入部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の気体分析装置。
【請求項３】
前記フィルタ部に付着した付着物質を分析する付着物質分析部を備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の気体分析装置。
【請求項４】
前記フィルタ部は、取り外して使用可能なマスクであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の気体分析装置。
【請求項５】
前記フィルタ部に付着した付着物質を気化させる気化部を備えたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の気体分析装置。
【請求項６】
呼気ガスを分析するための気体分析装置であって、
呼気ガスに含まれる水分を付着するマスクと、
前記マスクを保持するフィルタ保持部と、
前記マスクに付着した付着物質を分析する付着物質分析部と、を備えたことを特徴とする気体分析装置。
【請求項７】
前記マスクに付着した付着物質を気化させる気化部を備えたことを特徴とする、請求項６に記載の気体分析装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の気体分析装置に適用するためのマスクであって、呼気ガスに含まれる水分を付着することを特徴とする、マスク。
【請求項９】
水分を含有する気体試料を分析するための気体分析方法であって、
前記気体試料を、水分を付着するフィルタ部に通過するフィルタ工程と、
前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析工程と、を備えたことを特徴とする気体分析方法。
【請求項１０】
呼気ガスを分析するための気体分析方法であって、
前記呼気ガスを、水分を付着するマスクに通過するフィルタ工程と、
前記マスクに付着した付着物質を分析する付着物質分析工程と、を備えたことを特徴とする気体分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの排ガスや呼気ガス等の水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置、及び、気体分析装置に適用するマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気等の気体を分析する装置として、質量分析法による気体分析装置が知られている。質量分析法による気体分析装置では、水分を多量に含む気体試料を測定すると、検出感度及び再現性が著しく低下する。これは、気体試料に含まれる水分が質量分析計の管壁や電極に付着し、管壁や電極に水分が蓄積することに起因する。管壁等に蓄積した水分は、次の測定の際に、不定期に再放出され、測定対象ガス濃度の相対的な希釈化やバックグラウンド値の不規則変動を引き起こし、検出感度や再現性が低下する。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、大気等の気体に含まれる微量成分の分析に使用するための気体分析装置が開示されている。この気体分析装置は、気体試料をパルス的に流すことにより、従来の気体を連続的に流す装置に比べて四極子型質量分析計の管壁や電極が気体試料に触れる度合いが少なくなり、測定対象ガスに対する検出感度の低下を防ぐことができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５３００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置において、より高精度な分析が可能な気体分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置において、気体試料に含まれる水分をフィルタ部で取り除くことにより、質量分析の検出感度や再現性が高まることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の気体分析装置である。
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の気体分析装置は、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置であって、気体試料に含まれる水分を付着するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この気体分析装置によれば、水分を付着するフィルタ部を備えているため、水分を含有する気体試料から水分を取り除くことができる。よって、フィルタ部を通過した気体を質量分析することにより、検出感度や再現性を高め、より高精度な分析を実現する。
【０００９】
また、本発明の気体分析装置の一実施態様としては、質量分析部の真空領域に気体試料を導入する試料導入部と、を備え、フィルタ部は、試料導入部に設けられているという特徴を有する。
この特徴によれば、試料導入部にフィルタ部が設けられているため、気体試料を質量分析部の真空領域に導入する直前に、気体試料から水分を取り除くことができる。よって、水分が十分に低減された気体試料を、確実に質量分析部に導入することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の気体分析装置の一実施態様としては、フィルタ部に付着した付着物質を分析する付着物質分析部を備えるという特徴を有する。
フィルタ部には、水分と共に、水分に溶解する水溶性成分も付着する。そのため、フィルタ部に付着した付着物質を分析する付着物質分析部を備えることにより、気体試料に含まれる多様な成分を分析することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の気体分析装置の一実施態様としては、フィルタ部は、取り外して使用可能なマスクであるという特徴を有する。
気体試料に僅かに含有する水溶性成分を測定するには、フィルタ部に水溶性成分を濃縮する必要がある。そのため、気体試料として呼気ガスを測定する場合には、気体分析装置に多量に呼気ガスを吹き込むことになり、被験者に過度な負担が生じる。しかし、フィルタ部を取り外して使用可能なマスクとするという特徴によれば、被験者がマスクを装着して所定時間生活するだけで、呼気ガス中の水溶性成分をフィルタ部に濃縮できる。これにより、被験者に過度な負担が生じることなく、呼気ガスに含まれる微量の水溶性成分を測定することができる。
【００１２】
また、本発明の気体分析装置の一実施態様としては、フィルタ部に付着した付着物質を気化させる気化部を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、付着物質をガス化して、分光分析や質量分析等の精密分析装置に供することができる。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の気体分析装置は、呼気ガスを分析するための気体分析装置であって、呼気ガスに含まれる水分を付着するマスクと、前記マスクを保持するフィルタ保持部と、前記マスクに付着した付着物質を分析する付着物質分析部と、を備えたことを特徴とする。
この気体分析装置によれば、マスクを保持するフィルタ保持部を備えるため、被験者が装着したマスクを気体分析装置に直接取り付けて、マスクに付着した呼気ガス中の水溶性成分を測定することができる。
【００１４】
また、本発明の気体分析装置の一実施態様としては、マスクに付着した付着物質を気化させる気化部を備えるという特徴を有する。
この特徴によれば、付着物質をガス化して、分光分析や質量分析等の精密分析装置に供することができる。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明のマスクは、上記の気体分析装置に適用するためのマスクであって、呼気ガスに含まれる水分を付着することを特徴とする。
このマスクによれば、呼気ガスに含まれる水溶性成分を付着するため、所定時間装着することにより呼気ガス中の水溶性成分が濃縮される。そして、このマスクを気体分析装置に適用することにより、呼気ガス中の微量の水溶性成分を測定することができる。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明の気体分析方法は、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析方法であって、前記気体試料を、水分を付着するフィルタ部に通過するフィルタ工程と、前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析工程と、を備えたことを特徴とする。
この気体分析方法によれば、気体試料を、水分を付着するフィルタ部に通過するフィルタ工程を備えているため、水分を含有する気体試料から水分を取り除くことができる。よって、フィルタ部を通過した気体を質量分析することにより、検出感度や再現性を高め、より高精度な分析を実現する。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の気体分析方法は、呼気ガスを分析するための気体分析方法であって、前記呼気ガスを、水分を付着するマスクに通過するフィルタ工程と、前記マスクに付着した付着物質を分析する付着物質分析工程と、を備えたことを特徴とする。
この気体分析方法によれば、呼気ガスを、水分を付着するマスクに通過するフィルタ工程を備えるため、被験者が装着したマスクを気体分析装置に直接取り付けて、マスクに付着した呼気ガス中の水溶性成分を測定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置において、より高精度な分析が可能な気体分析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図２】本発明の第２の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第３の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図４】本発明の第４の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図５】本発明の第５の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図６】本発明の第６の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図７】本発明の第７の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図８】本発明の第８の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【図９】本発明の第９の実施態様の気体分析装置の構造を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の気体分析装置は、水分を含有する気体試料を分析するための気体分析装置であって、気体試料に含まれる水分を付着するフィルタ部と、前記フィルタ部を通過した気体を質量分析法により分析する質量分析部と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る気体分析装置の実施態様を詳細に説明する。なお、実施態様に記載する気体分析装置の各部の構造については、本発明に係る気体分析装置を説明するために例示したにすぎず、これに限定されるものではない。また、各部の構造や作動についての説明は、気体分析方法の各工程を説明するものとする。
【００２２】
［第１の実施態様］
図１は、本発明の第１の実施態様の気体分析装置１Ａの構造を示す概略説明図である。
図１に示すように、気体分析装置１Ａは、気体試料を質量分析部３に導入する試料導入部６と、気体試料を質量分析するための質量分析部３を具備する。試料導入部６は、水分を含有する気体試料を充填するガスリザーバー６１と、ガスリザーバー６１と質量分析部３のマニホールド３３を連結する配管Ｌ１を備えており、ガスリザーバー６１に充填された気体試料は、この配管Ｌ１を通ってマニホールド３３に導入される。さらに、この配管Ｌ１には、水分を付着するフィルタ部２が設置されており、水分を含有する気体試料は、配管に設置されたフィルタ部２を通過することにより、水分が除去される。
【００２３】
（質量分析部）
質量分析部３は、質量分析法により気体を測定する装置であり、例えば、磁場偏向型、四極子型、イオントラップ型、飛行時間型、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴型等の質量分析装置が挙げられる。小型であり、かつ、高速走査が可能であることから、四極子型質量分析装置が好ましい。
【００２４】
図１に、第１の実施態様の質量分析部３として四極子型質量分析装置の例を示す。質量分析部３は、気体試料中の成分をイオン化するイオン源３２と、イオン化された成分を質量によって分離し、測定する四極子型質量分析計３１と、ターボ分子ポンプ５１とダイヤフラムポンプ５２からなる真空排気装置５と、を備えている。真空排気装置５は、配管Ｌ３を介して四極子型質量分析計３１及びイオン源３２と連結しており、四極子型質量分析計３１及びイオン源３２を真空状態とする。
【００２５】
四極子型質量分析計３１及びイオン源３２の前段には、マニホールド３３を備えており、マニホールド３３は、試料導入部６の配管Ｌ１に連結している。また、マニホールド３３の内部空間は、バイパス配管Ｌ２を介して配管Ｌ３に連結されており、真空排気装置５により真空状態とされている。なお、マニホールド３３には、圧力計３４が設けられており、内部空間を所定の圧力に設定することができる。大気圧の気体試料が試料導入部６からマニホールド３３に導入されると、質量分析に適した気圧に調整され、所定の圧力に調整された気体試料は、マニホールド３３に形成されたオリフィス３５からイオン源３２に供給される。
【００２６】
（試料導入部）
試料導入部６は、図１に示すように、ガスリザーバー６１と、ガスリザーバー６１とマニホールド３３を連結する配管Ｌ１を備えている。ガスリザーバー６１には、分析対象となる水分を含有する気体試料が充填され、配管Ｌ１を介して、質量分析部３の真空領域に気体試料を導入する。
【００２７】
分析対象となる水分を含有する気体試料は、特に制限されないが、例えば、呼気ガス、プラントの排ガス、自動車の排気ガス等が挙げられる。また、気体試料の相対湿度としては、好ましくは３０％以上であり、より好ましくは４０％以上であり、更に好ましくは５０％以上であり、特に好ましくは６０％以上である。なお、本発明の気体試料の相対湿度とは、常温（２５℃）における飽和水蒸気量に対する気体試料中の水蒸気量の比率である。気体試料の相対湿度が高い場合には、質量分析における検出感度や再現性が著しく低下することから、本発明の効果がより発揮される。例えば、相対湿度が６０％以上である呼気は、本発明の効果を特に顕著に発揮し得る。
【００２８】
試料導入部６の配管Ｌ１には、バルブＶ１が設けられており、ガスリザーバー６１からマニホールド３３への気体試料の供給量を調整することができる。供給量としては、特に制限されないが、マニホールド３３の内部空間容量の１／１０００以下であることが好ましく、１／２０００以下であることがより好ましい。これにより、気体試料をマニホールド３３に導入した際に、自動的に圧力が下がるため、真空装置５の負荷を低減できる。
【００２９】
なお、試料導入部６から気体試料の供給量を調整する手段は、特に制限されず、例えば、配管Ｌ１に２つのバルブを設け、このバルブの間に、マニホールド３３に供給する気体試料のための小空間を形成してもよい。この手段では、配管Ｌ１のマニホールド３３側のバルブを閉じた状態で、ガスリザーバー６１側のバルブを開放し、ガスリザーバー６１から気体試料を小空間に導入する。次に、ガスリザーバー６１側のバルブを閉じ、マニホールド３３側のバルブを開放して、小空間の気体試料をマニホールド３３に導入する。この手段によれば、所定の容量に設定された小空間から気体試料が導入されるため、一定の容量の気体試料をマニホールド３３に導入することができる。
【００３０】
また、試料導入部６には、フィルタ部２が脱着可能に設置されている。ガスリザーバー６１側は大気圧下であるため、気体試料を質量分析部３に導入する際には、ガスリザーバー６１から多量の気体が流れ込まないように、バルブＶ１を慎重に開閉する必要がある。試料導入部６にフィルタ部２を設置することにより、フィルタ部２の前後に差圧が生じるため、気体が質量分析部３に急速に流れ込むことを抑制し、質量分析部３の真空環境を保護しやすいという効果を奏する。
【００３１】
（フィルタ部）
フィルタ部２は、気体試料に含まれる水分を付着するフィルタである。気体試料をフィルタ部２に通過させることにより、気体試料中の水分量を低下し、質量分析の精度を向上することができる。質量分析の精度を向上するという観点から、フィルタ部２を通過した気体試料の相対湿度としては、好ましくは５０％以下であり、より好ましくは４０％以下であり、更に好ましくは３０％以下であり、特に好ましくは２０％以下である。
【００３２】
例えば、フィルタ部２として、フィルタ通過後の気体試料の相対湿度をフィルタ通過前の気体試料の相対湿度よりも２０％以上低減するものを好適に採用し得る。より好ましくは、３０％以上低減するものであり、更に好ましくは４０％以上低減するものであり、特に好ましくは５０％以上低減するものである。
【００３３】
フィルタ部２の形状は、特に制限されないが、例えば、不織布、濾布、中空糸膜等が挙げられる。簡易的な構造物であり、フィルタ性能、水分付着性能に優れるという観点から、不織布が好ましい。更には、不織布を多層構造とし、気体の通過方向に向かってメッシュ径が密となるように設計することが好ましい。
【００３４】
また、フィルタ部２に吸湿物質を含んでもよい。吸湿物質としては、例えば、シリカゲル（Ａ形、Ｂ形）、活性炭、酸化アルミニウム、モレキュラーシーブ、アロフェン、ゼオライト、クレイなどの細孔に水分を付着する物理的吸湿物質や、塩化カルシウム、生石灰などの化学反応や潮解性を利用して水分を付着する化学的吸湿物質などが挙げられる。フィルタ部２に付着した水溶性成分を分析することを鑑みると、物理的吸湿物質が好ましく、加熱等により容易に分離できるという観点から、シリカゲルがより好ましく、シリカゲル（Ａ形）が特に好ましい。なお、吸湿物質をフィルタ部２に含有する方法としては、特に制限されず、例えば、不織布、濾布等のシートの間に挟むように含有してもよいし、不織布の製造時に不織布に絡めて含有してもよい。
【００３５】
（気体分析装置の作動について）
次に、気体分析装置１Ａの作動について説明する。
気体分析装置１Ａにより気体試料を分析する方法としては、配管Ｌ３に設けられたバルブＶ３を開き、真空排気装置５により、マニホールド３３内、四極子型質量分析計３１及びイオン源３２内を高真空に排気し、四極子型質量分析計３１を作動状態とする。次に、バルブＶ１を適度に開き、ガスリザーバー６１から気体試料をマニホールド３３内に供給する。マニホールド３３には圧力計３４があり、気体試料の供給量は、マニホールド３３内の圧力を所定の圧力となるように調整する。この時、マニホールド３３内の圧力としては、好ましくは５０Ｐａ以下に低減させることが好ましい。
【００３６】
なお、気体試料の供給量が多くなり、マニホールド３３内の圧力が四極子型質量分析計３１の正常動作圧力の上限を超えた場合には、配管Ｌ２に設けられたバルブＶ２を開き、マニホールド３３内の圧力を調整することができる。また、その際、配管Ｌ３に設けられたバルブＶ３を閉じることにより、四極子型質量分析計３１への逆流を防止することができる。
【００３７】
気体試料は、マニホールド３３に供給される前に、配管Ｌ１に設けられたフィルタ部２を通過する。これにより、水分を含有する気体試料から水分を取り除くことができる。よって、フィルタ部を通過した気体を質量分析することにより、検出感度や再現性を高め、より高精度な分析を実現する。
【００３８】
マニホールド３３に供給された気体試料は、オリフィス３５から四極子型質量分析計３１のイオン源３２に供給され、マススペクトルを測定する。
【００３９】
［第２の実施態様］
図２は、本発明の第２の実施態様の気体分析装置１Ｂの構造を示す概略説明図である。
本発明の第２の実施態様の気体分析装置１Ｂは、図２に示すように、ガスリザーバー６１に変えて、鼻口を覆う呼気ガス導入部７を備えた装置である。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
【００４０】
被験者の顔を呼気ガス導入部７に当てて呼気ガスを吹き込むと、マニホールド３３内に供給される呼気ガスの量が変動して、供給量を調整できないという問題がある。呼気ガスの供給量が多い場合には、配管Ｌ２を介して真空排気装置５に排気することができる。配管Ｌ２への排気量の調整は、バルブＶ２の開閉度により調整され、バルブＶ２の開閉度は、マニホールド３３内の圧力に応じて制御する。また、バルブＶ２を開いてマニホールド３３内の圧力を制御する際に、配管Ｌ３のバルブＶ３を閉じることにより、四極子型質量分析計３１への呼気ガスの逆流を防止することができる。
【００４１】
この第２の実施態様の気体分析装置１Ｂによれば、呼気ガスを直接測定することができるため、呼気ガスの測定が簡素化する。
また、試料導入部６の配管Ｌ１には、呼気ガスに含まれる水分を付着するフィルタ部２が設置されているため、質量分析部３への水分の流入を抑制することができる。これにより、呼気ガスを直接吹き込む場合でも、高精度かつ再現性に優れた分析が可能となる。
【００４２】
［第３の実施態様］
図３は、本発明の第３の実施態様の気体分析装置１Ｃの構造を示す概略説明図である。
本発明の第３の実施態様の気体分析装置１Ｃは、図３に示すように、フィルタ部として、取り外して使用可能なマスク２Ａを備えた装置である。その他の構成は第２の実施態様と同様である。
【００４３】
マスク２Ａの使用方法としては、被験者にマスク２Ａを装着し、呼気ガス導入部７に顔を当てて、マスク２Ａ越しに呼気を吹き込む。フィルタ部としてマスク２Ａを使用することにより、フィルタ部の交換作業が簡単になる。
【００４４】
また、呼気ガスに僅かに含有する水溶性成分を測定する場合には、フィルタ部に水溶性成分を濃縮する必要がある。フィルタ部としてマスク２Ａを使用すると、被験者がマスク２Ａを装着して所定時間生活するだけで、呼気ガス中の水溶性成分をフィルタ部に濃縮できる。これにより、呼気ガスに含まれる微量の水溶性成分を測定することができる。
なお、マスク２Ａは、被験者に装着したまま日用品のマスクとしても使用することも可能である。
【００４５】
［第４の実施態様］
図４は、本発明の第４の実施態様の気体分析装置１Ｄの構造を示す概略説明図である。
本発明の第４の実施態様の気体分析装置１Ｄは、図４に示すように、第１の実施態様の気体分析装置１Ａのフィルタ部２に、フィルタ部２に水分と共に付着した付着物質を気化させる気化部９を備えた装置である。
【００４６】
付着物質としては、気体試料に含まれる物質であれば特に制限されないが、例えば、呼気ガスでは、アセトンやエタノール等が挙げられ、排ガス等では、アンモニア等が挙げられる。付着物質が揮発成分の場合には、フィルタ部２を通過して質量分析部３でも検出可能であるが、フィルタ部２に付着したものを更に分析することにより、より信頼性の高い分析が可能となる。
【００４７】
気化部９は、フィルタ部２に付着した付着物質を気化させるものであれば、特に制限されず、例えば、加熱により気化する加熱部、紫外線等の高エネルギー線を照射して気化する高エネルギー線照射部、減圧により気化する減圧部などが挙げられる。簡便に気化することが可能であるという観点から、加熱部、高エネルギー線照射部、減圧部が好適に利用することができる。
気化部９により付着物質を気化することにより、フィルタ部２に付着した付着物質を質量分析部３で分析することができる。
【００４８】
［第５の実施態様］
図５は、本発明の第５の実施態様の気体分析装置１Ｅの構造を示す概略説明図である。
本発明の第５の実施態様の気体分析装置１Ｅは、図５に示すように、フィルタ部２に付着した付着物質を分析する付着物質分析部８を備えた装置である。その他の構成は第１の実施態様と同様である。
【００４９】
付着物質分析部８は、どのような測定装置であってもよく、例えば、赤外線や紫外線等を用いる分光分析装置、質量分析装置、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィーなどが挙げられる。フィルタ部２に付着した付着物質を分析する際には、フィルタ部２に付着した状態で分析してもよく、付着物質を気化して気体としても、溶媒で抽出して溶液として分析してもよい。
【００５０】
［第６の実施態様］
図６は、本発明の第６の実施態様の気体分析装置１Ｆの構造を示す概略説明図である。
本発明の第６の実施態様の気体分析装置１Ｆは、図６に示すように、第５の実施態様の気体分析装置１Ｅのフィルタ部２に気化部９を備えた装置である。
この気体分析装置１Ｆによれば、フィルタ部２の付着物質をガス化するため、質量分析部３で分析することができる。更に、分光分析等の付着物質分析部８を備えるため、付着物質を多面的に分析することができる。
【００５１】
［第７の実施態様］
図７は、本発明の第７の実施態様の気体分析装置１Ｇの構造を示す概略説明図である。
本発明の第７の実施態様の気体分析装置１Ｇは、図７に示すように、第３の実施態様の気体分析装置１Ｃに付着物質分析部８を備えた装置である。また、呼気ガス導入部７には、マスク２Ａを保持するためのフィルタ保持部１０を具備する。
【００５２】
このフィルタ保持部１０は、呼気ガス導入部７の縁に回動可能に取り付けられた係止片である。これにより、マスク２Ａを呼気ガス導入部７に固定することができる。なお、フィルタ保持部１０は、マスク２Ａに付着した付着物質を付着物質分析部８で分析する際に、マスク２Ａを保持することができれば、どのような構造物でもよい。例えば、マスク２Ａを内部に載置して保持する筐体などでもよい。
【００５３】
［第８の実施態様］
図８は、本発明の第８の実施態様の気体分析装置１Ｈの構造を示す概略説明図である。
本発明の第８の実施態様の気体分析装置１Ｈは、図８に示すように、呼気ガスを分析するための気体分析装置であり、呼気ガスに含まれる水分を吸着するマスク２Ａと、マスク２Ａを保持するためのフィルタ保持部１０と、マスク２Ａに付着した付着物質を分析する付着物質分析部８を具備する。なお、フィルタ保持部１０は、マスク２Ａを内部に載置するための筐体である。
【００５４】
この気体分析装置１Ｈは、呼気ガスに含まれる水溶性成分を分析するための装置である。この気体分析装置１Ｈによれば、マスク２Ａを被験者に装着して所定時間生活することにより、呼気ガスに含まれる水溶性の微量成分が濃縮される。そして、このマスク２Ａに付着した水溶性成分を付着物質分析部８で分析することにより、呼気ガスに含まれる微量の水溶性成分を測定することができる。
【００５５】
［第９の実施態様］
図９は、本発明の第９の実施態様の気体分析装置１Ｉの構造を示す概略説明図である。
本発明の第９の実施態様の気体分析装置１Ｉは、図９に示すように、第８の気体分析装置１Ｈに気化部９を備えた装置である。気化部９は、筐体であるフィルタ保持部１０を加熱する加熱部である。気化部９は、筐体の内部の温度を上昇し、５０〜９０℃程度に調整する。これにより、水分に溶解してマスク２Ａに付着した水溶性成分が気化して、分光分析、質量分析、ガスクロマトグラフィー等の気体分析装置で分析することができる。
なお、フィルタ保持部１０として筐体を使用することにより、筐体の内部の環境を調整することができるため、気化部９による気化の条件を精密に制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の気体分析装置は、例えば、呼気ガス、プラントの排ガス、自動車の排気ガス等の水分を含有する気体試料の微量成分分析等に使用することができる。
また、本発明の気体分析装置は、水分を取り除いた気体の分析だけでなく、水分中に含まれる水溶性成分の分析等にも使用することができる。
【００５７】
疾病患者の呼気ガスには、疾病に特徴的な成分が含まれる場合がある。本発明の気体分析装置によれば、微量な成分も検出できることから、疾病の診断等に利用することができる。また、水分に含まれる水溶性成分も測定することができるため、多種類の成分を検出することができる。そのため、多様な疾病の診断に応用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ…気体分析装置、２…フィルタ部、２Ａ…マスク、３…質量分析部、３１…四極子型質量分析計、３２…イオン源、３３…マニホールド、３４…圧力計、３５…オリフィス、５…真空排気装置、５１…ターボ分子ポンプ、５２…ダイヤフラムポンプ、６…試料導入部、６１…ガスリザーバー、７…呼気ガス導入部、８…付着物質分析部、９…気化部、１０…フィルタ保持部、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…配管、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…バルブ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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