(57)【要約】【課題】試料の発するガスを高感度で分析する。【解決手段】マスフローコントローラー、温度調節器、試料留置チャンバー、高感度ガス分析装置、ならびにそれらを接続する配管を含み、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部が石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管からなる群より選択される１種またはそれ以上の材料からできていることを特徴とする高感度ガス分析システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスフローコントローラー、温度調節器、試料留置チャンバー、ガス分析装置、ならびにそれらを接続する配管を含み、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部が石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管からなる群より選択される１種またはそれ以上の材料からできていることを特徴とするガス分析システム。
【請求項２】
該材料が光輝焼鈍管であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部を加熱することにより表面付着物をクリーニングできることを特徴とする請求項１または２記載のシステム。
【請求項４】
キャリヤガスとして高純度ガスを使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
該ガス分析装置が大気圧イオン化質量分析装置であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
試料が生体試料であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシステムを用いることを特徴とするガス分析方法。
【請求項８】
キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部が石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管からなる群より選択される１種またはそれ以上の材料からできていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシステムまたは請求項７記載の方法に使用される試料留置チャンバー。
【請求項９】
表面付着物のクリーニングが可能になるまで昇温可能な温度調節器および昇温手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の試料留置チャンバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス分析に関するものである。詳細には、本発明は、生体試料等から発せられるガスを高感度分析することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から呼気ガス、皮膚不感蒸泄などによる生体ガス分析法として比較的高濃度に存在する酸素や炭酸ガスなどにおいては種々の分析方法が確立され、極めて多種類の製品が開発されている（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）。しかしながら、このような局所的なガス採取法においては、例えば、皮膚では皮膚血流量や皮膚・環境温湿度、呼気では口・鼻呼吸や安静呼吸、深呼吸、息こらえ呼出などの呼吸方法によりガス濃度は変動するため、生体ガス採取方法により生体ガス濃度は変動する問題があった。
さらに、代謝活性の測定や疾病の診断等においては試料全体から発せられるガスを一括して採取分析する装置および方法が必要とされる場合が多いが、この要求を満たす装置および方法は確立されていなかった。
他方、生体ガスのうち微量成分の分析方法は従来、ガスクロマトグラフ法やガス濃縮方法などが比較的確立した方法として知られているが、必ずしも高感度分析とは言えなかった。さらに高感度分析法の例として大気圧イオン化質量分析装置があげられるが、これに対応した生体ガス導入方法は確立されていなかった。
試料の発生するガスを高感度で分析することを目的とした試料留置用チャンバーの素材として、加工がしやすいことからアクリル樹脂やプラスティック製品などが用いられることがあるが、加熱による変性や素材自体が発生する微量化合物が高感度分析の際の問題となっていた。
以上のことから、採取成分の中に不純物が混入することなく生体の発するガスを一括して採取できる高感度分析に対応した装置ならびに分析方法の開発が望まれていた。
【０００３】
【非特許文献１】
溝上員章　著：半導体・液晶製造設備，ガス供給系のトータルクリーニング技術，クリーンテクノロジー　１９９９年６月号：３８‐４２ページ
【非特許文献２】
栗山克巳、蓮見啓二、小池譲治　著、クリーンテクノロジー、１９９７年９月号，５１−５２ページ
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術における問題点に鑑みて、本発明は、生体、特に生体試料全体が排気するガス成分を分析装置、詳細には高感度分析装置を用いて非侵襲的に分析し、生体内の代謝情報を得ることを課題とする。具体的には、生体が発する種々の成分が含まれる生体ガスを一括して、分析装置、詳細には高感度分析装置に導入し、分析結果、例えば質量スペクトラムを得ることを課題とする。
かかる課題の解決により、種々の疾患における特異的低分子化合物の探索、生体内代謝ならびに薬物代謝動態を非侵襲的に解析することが可能になるであろう。さらに、生体ガス分析による臨床診断法の開発へと展開させることも可能となろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑みて、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部を平滑な表面を有する材料としたシステムを用いた場合に、バックグラウンドの極めて少ないガス分析が可能であること、よって分析装置として高感度なものを使用でき、バックグラウンドの極めて小さい高感度分析が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、
（１）マスフローコントローラー、温度調節器、試料留置チャンバー、ガス分析装置、ならびにそれらを接続する配管を含み、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部が石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管からなる群より選択される１種またはそれ以上の材料からできていることを特徴とするガス分析システム、
（２）該材料が光輝焼鈍管であることを特徴とする（１）に記載のシステム、
（３）キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部を加熱することにより表面付着物をクリーニングできることを特徴とする（１）または（２）に記載のシステム、
（４）キャリヤガスとして高純度ガスを使用することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載のシステム、
（５）該ガス分析装置が大気圧イオン化質量分析装置であることを特徴とする（１）ないし（４）のいずれかに記載のシステム、
（６）試料が生体試料であることを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載のシステム、
（７）（１）ないし（６）のいずれかに記載のシステムを用いることを特徴とする高感度ガス分析方法、
（８）キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部が石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管からなる群より選択される１種またはそれ以上の材料からできていることを特徴とする、（１）ないし（６）のいずれかに記載のシステムまたは（７）に記載の方法に使用される試料留置チャンバー、および
（９）表面付着物のクリーニングが可能になるまで昇温可能な温度調節器および昇温手段を備えたことを特徴とする（８）記載の試料留置チャンバー
に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のガス分析システムの一例を図１に示す。上述のごとく、本発明は、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部を平滑な表面を有する材料とすることにより、高感度分析に欠かせない要件である、バックグラウンドノイズの大幅な低減を可能にするものである。
【０００８】
本発明のシステムは、マスフローコントローラー２、温度調節器７、試料留置チャンバー４、ガス分析装置１０、ならびにそれらを接続する配管９を含むものである。さらに、キャリヤガスから水分や低分子化合物等を除去するモレキュラーシーブ３を分析に要求される感度レベルに応じて、マスフローコントローラー２と試料留置チャンバー４との間に設置してもよい。
【０００９】
本発明のシステムにおいて、キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部は平滑な表面を有する材料からできている。キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する部分に対する平滑な表面の割合は、分析すべき試料、要求される感度、キャリヤガスの種類、流速等の分析条件により適宜変更することができる。これらの平滑な表面を有する材料は試料や試料からのガスあるいはキャリヤガスと化学反応を起こしにくく、かつ素材そのものからの遊離化合物が少ないものが本発明のシステムに好ましい。平滑な表面を有する材料を適用すべき部分としては、例えば、配管９、マスフローコントローラー２、試料留置チャンバー４、モレキュラーシーブス保持管３の一部または全体が平滑な表面を有する材料でできていてもよい。上記条件を満たす表面を有する材料としては、石英、パイレックス（登録商標）ガラス、セラミックスおよび光輝焼鈍管（例えば、ステンレスＳＵＳ３１６を電解研磨したもの）等が挙げられる。例えば、ステンレスを光輝焼鈍管とした場合、処理表面に酸化皮膜が生成して平滑化されることがわかっている。分析試料、分析感度、分析条件等に応じてこれらの材料を１種またはそれ以上を組み合わせて使用することができる。このように表面が平滑な材料を使用することにより、バックグラウンドの極めて少ない高感度分析が初めて可能となったのである。その理由の１つとしては、表面平滑化による不純物付着の抑制が考えられる。
【００１０】
キャリヤガスまたは試料からのガスに接触する表面の一部または全部を加熱して、表面付着物をクリーニングできるようにしてもよい。このような加熱温度および時間等はクリーニングや分析の目的により様々であるが、当業者はかかる加熱条件を選択し、あるいはかかる加熱のための手段を選択することができる。
【００１１】
キャリアガス１の供給手段は種々あるが、市販のボンベが一般的である。キャリアガス１の種類は、試料と反応せず、高純度でバックグラウンドとして低レベルなものであればいずれの気体であってもよい。例えば、空気であってもよく、あるいはアルゴン、ヘリウム等の不活性ガスも好ましく使用できる。好ましくは、キャリヤガスとして高純度ガスを使用する。高純度ガスは９９．９９９５％以上のグレードのもの、または同等以上のものから作成した人工混合ガスを使用するのが望ましい。その種類は高純度ヘリウム、高純度空気等があるが、特に生体試料を分析する場合において、特別な目的（例えば嫌気性条件、高酸素状態）以外は、通常は高純度人工空気を用いる。各種／各グレードのガスがボンベ等に入れて市販されており、分析試料、分析感度等に応じて使用することができる。流量または流速は処理すべき試料の種類および量ならびに処理温度等に左右される。例えば、分析装置１０として大気圧イオン化質量分析装置を用いる場合は、キャリアガスは正イオン負荷モードであれば高感度アルゴンを、負イオン負荷モードであれば高純度人工空気を通常用いる。
【００１２】
図１において配管９が分岐しており、キャリヤガス１が二分され、その一方はマスフローコントローラー２およびモレキュラーシーブス３（存在してもよい）を通って試料留置チャンバー４に至り、試料から発せられるガスと混合されて分析手段１０に至る。もう一方はマスフローコントローラー２およびモレキュラーシーブス３（存在してもよい）を通って分析装置１０に至る。すなわち、後者の経路は、試料側の経路からのガスを分析装置の種類や感度に応じて希釈するためのものであるため、必要な場合に設置すればよい。
【００１３】
マスフローコントローラー２は高純度ガス用のものが望ましい。キャリヤガスと接触する表面の一部または全部が上記の平滑な材料でできているものが好ましい。浮子式マスフローコントローラーが一般的であるが、これを用いる場合には配管９や接続器具（図示せず）の材料の一部または全体が上記平滑表面を有する材料でできてきることが好ましい。接続器具としては半導体製造分野で使用されているものを使用してもよい。
【００１４】
モレキュラーシーブス３は、分析に要求される感度レベルに応じて高純度キャリヤガスから水分や低分子化合物などの不純物を除去するために使用してもよい。その設置位置はマスフローメーター２と試料留置チャンバー４との間が適当である。各種のモレキュラーシーブスが市販されているので、適宜選択して使用することができる。
【００１５】
試料留置チャンバー４も、やはりキャリヤガスと接触する表面の一部または全部が上記の平滑な材料でできているものが好ましい。チャンバーの形状・大きさは試料あるいは検体に応じたものであればよく、任意である。チャンバー内の汚染除去等の観点から、構造は単純なものが好ましい。したがって、例えば、円筒形や半球状のような単純な形状であることが望ましい。このチャンバー周囲に、温度調節器７に接続されたヒートブロック、コイル状ヒーター、セラミックヒーター、ウォーターバス等の加熱手段８および／または電子冷却手段、コイル状冷却手段、アイスバス等の冷却手段８を設置し、チャンバー内の熱センサー（図示せず）により温度を検知しながら目的の温度になるよう、あるいは目的の温度変化が得られるように制御する。温度調節手段は、試料６の形状、種類、含有成分、量、キャリアガス１の種類、流速、流量等の因子により加熱を制御する。温度制御はプログラム温度制御によるものが好ましい。プログラム温度制御の形態は様々であるが、例えば、自動制御シーケンスにより実現されるものであってもよい。かかる温度調節器、加熱手段、冷却手段、熱センサーは公知であり種々のものが市販されており、分析の目的に応じて適宜選択できる。加熱手段および／または冷却手段７による試料留置チャンバー４の加熱および／または冷却の態様は様々であるが、加熱手段および／または冷却手段８の形状はチャンバー外周を十分に覆うものであることが好ましい。特に、本発明のシステムにおいて生体関連試料を分析する場合、低融点、低沸点の成分が多いことから、昇温範囲は約３５℃から約３５０℃までで済むため、さらに多種多様なものが使用できる。また、試料留置チャンバー４にはキャリヤガス１の流入口と、還流したガス（キャリヤガスおよび試料から発せられたガス）の流出口を設ける。また、試料留置チャンバー４内面および／または試料ホルダー５に付着した脂質や有機化合物などを加熱によりクリーニング（例えば、熱脱離あるいはベーキングによる表面付着物の脱離）ができるように、試料留置チャンバー内を加熱（例えば、約３５０℃程度まで）できるようにしてもよい。その場合の目的に合致した加熱手段、温度調節器、熱センサーは当業者によく知られている。
さらに、試料または検体の種類に応じて、ガス流出口にはステンレスメッシュなどのようなフィルターを置き、試料の微粉末や毛髪、繊維などなどが分析装置内に入らないようにしてもよい。
【００１６】
試料留置チャンバー４内の試料ホルダー５に試料６を保持させ、試料留置チャンバー４に蓋をして分析を行なう。試料ホルダー５の材料は試料留置チャンバー４と同様のものであればよい。その大きさ・形状は分析すべき試料あるいは検体に応じて適宜変更することができ、例えば、箱状、管状、カゴ状等であってもよい。
【００１７】
なお、試料の高感度分析を行なう際には、雰囲気中の微量成分を試料留置チャンバー内へ巻き込み、高純度ガス還流によるチャンバー内の洗い出しに時間がかかる場合もある。分析時間の短縮や試料の雰囲気による汚染を防止するために、同種の高純度ガスを還流できる大型容器内に試料留置チャンバー４を置き、試料６をチャンバーに倒置する操作、もしくは同種高純度ガスのエアシャワーなどによりチャンバー内を還流しながら試料６を留置する操作を分析目的に応じて行なってもよい。
【００１８】
試料６は、いずれの大きさ・形状のものであってもよく、例えば、血漿や尿、髄液、唾液、種々の細胞培養物などの液体試料のみならず全身の組織片などの種々の生体試料、ならびに土壌試料、河川・湖沼・海水試料、木材試料（例えば、建材等）、食品等、試料自体ガスを発生するものであればいかなる種類の試料であっても導入することができる。また、高感度分析装置をシステムに使用することにより、微量試料であっても分析することができる。なお、分析に際して、既知濃度の標準物質を試料留置チャンバー内に留置し、検量線を得ておくことが好ましい。
【００１９】
本発明のシステムは上述のごとく、試料から発せられたガスを分析、詳細には高感度分析するためのものであるが、試料から発せられるガスは、常温常圧において試料から自発的に、例えば、生体試料の場合には代謝の結果として発せられるガスであってもよく、試料留置チャンバーを加熱あるいは減圧する等の処理により強制的に試料から得られるガスであってもよい。
【００２０】
本発明のシステムの配管９は、その内面の一部または全体が平滑なもの、例えば上記材料でできているものが好ましい。さらに配管は加工しやすいものが好ましい。ガス流路の回路を極力単純化し、洗浄を容易にし、汚染に対する対策を容易化することも好ましい。例えばステンレスＳＵＳ３１６を電解研磨するなどして内面の平滑化をはかりチャンバー内面への不純物付着を防止してもよい。必要に応じ、配管系の一部または全てに加熱手段および／または冷却手段（図示せず）を設けてもよい。例えば約３５０℃まで昇温可能な加熱手段を装備し（例えばヒーターを巻く）、高純度ガスを長時間流しすことにより配管内面に付着した不純物の加熱クリーニング（例えば、加熱脱離処理）を行うことも好ましい。
【００２１】
試料から発せられたガスはキャリアガス１により分析装置１０に輸送される。分析装置１０の感度に応じて、分析装置１０に入る前に希釈が行なわれてもよい。分析装置１０としては質量分析装置、ガスクロマトグラフィー装置等が当該分野において知られているが、近年、様々な高感度分析装置が開発されている。これらの高感度分析装置を使用することにより、導入試料のさらなる微量化をはかることができる。例えば、ＡＰＩＭＳ（大気圧イオン化質量分析装置）（例えば、栗山克巳、蓮見啓二、小池譲治　著、クリーンテクノロジー、ｐ５１−５２、９月号、１９９７年に記載のＵＧ‐４１０型大気圧イオン化質量分析装置）が近年使用されるようになり、超高感度分析が可能となっている。大気圧イオン化法は、イオン化室が大気圧に保たれているため導入試料濃度が、真空系を用いる熱電子によるイオン化法（ＥＩ）よりも高くできる。また、キャリアガスとのイオン分子反応を利用することにより、イオン再結合エネルギーやプロトン親和力が低い物質を選択的に高効率でイオン化できるため、従来の気体成分検出法のなかで、最も高感度な検出法の一つとして知られている。したがって、本発明の１の態様において、本発明のシステムに高感度ガス分析装置、例えばＡＰＩＭＳを用いて、微量試料の高感度分析を行なうことができる。
【００２２】
さらに本発明は、上記システムを用いることを特徴とするガス分析方法、特に、高感度ガス分析方法にも関する。
【００２３】
【実施例】
以下の実施例により本発明をさらに具体的かつ詳細に説明する。ただし、実施例は本発明を限定するものではない。
【００２４】
実施例１：本発明の試料留置チャンバーと従来のアクリル樹脂製チャンバーのバックグラウンドノイズの比較
従来、本発明の試料留置チャンバーの素材として、加工がしやすいアクリル樹脂がしばしば用いられてきた。しかしながら、この中には可塑剤など種々の化合物が添加されているため、高感度分析の素材としては望ましくないことが考えられた。
そこで、本発明の試料留置チャンバー（詳細は後述）と、動物を留置しチャンバー内からガス採取し、ガス分析が可能な市販のボディポリティスモグラフ用チャンバー（Ｂｕｘｔｅｒ社製、Ｄｏｕｂｌｅ　Ｃｈａｍｂｅｒ　Ｐｌｅｔｈｙｓｎｏｇｒａｍ　ＰＬＹ３３５３、ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．１１４６０１）とを、図１に示す構成のシステム中に用いて比較実験を行なった。ボディポリティスモグラフ用チャンバーは小動物（ラット）を頭部と体部に仕切ったチャンバーに入れ、頭部のチャンバーからは種々の計測が可能なように穴が空いた仕様となっている。また、頚部以下の体部は、閉鎖系となり圧センサーによるボディプレティスモグラムの計測ができるように制作されている。チャンバー全体は円筒形アクリル樹脂で制作され、頭部・体部の仕切り板の止め金具なども付設されている。頭部のコンパートメントはガス採取または計測目的用の穴が３個所あった。本実験に際しては、１個所は３方活栓で閉鎖し、他の２個所を今回の分析用配管と接続した。動物を入れない状態で頭部と体部の部分を製品に附属の合成樹脂製の仕切りを置き、チャンバーから遊離する揮発性成分を大気圧イオン化質量分析装置（ＡＰＩＭＳ、日本エイピーアイ社製：ＡＰＩ−１１０）で分析検討した（図２（Ｃ））。キャリヤガスは高純度空気（太陽東洋酸素社製、Ｕ−ｇｒａｄｅ）であった。なお、発明者らの制作したチャンバーはステンレスＳＵＳ３１６を電解研磨したものであり（その内面も）、内部の形状は直径６４ｍｍ、深さ７８ｍｍの円筒形であり、内容積２５０ｍＬであり、同じ材料でできた蓋を上部に有するものであった。したがって、マスフローコントローラーを用いて内容積２５０ｍＬに対し還流流量を１００ｍＬ／分とし、市販アクリル製チャンバーの頭部のチャンバー（容積約４８０ｍＬ）への高純度空気の流量を２００ｍＬ／分とし、換気回数を同じにした。試料留置チャンバーを含まない回路を設け、高純度空気を流して試料側のガスを２倍に希釈した。チャンバーを含む回路および含まない回路のいずれにも、モレキュラーシーブスおよびマスフローコントローラー（エステック社製、ＳＥＣ−４４００Ｍ）を設置した。すべての配管は（その内面も）ステンレスＳＵＳ３１６を電解研磨したものであった。ＡＰＩＭＳの分析条件はドリフト電圧−３８．９Ｖ、ＳＥＭ電圧−１６００Ｖ、放電電流１０μＡで、検出上限電流を１０−７Ａと１０−１２Ａの２回に分けて質量荷電比３〜２００を４５秒かけスキャンした。したがって、１周期に９０秒かけ、連続的に質量スペクトラムをモニターした。また、各チャンバー内の温度は２５℃に設定した。その結果を図２に示した。本発明のシステムにおいて、高純度人工空気を試料留置チャンバーに通さずにスキップさせた状態では図２（Ａ）で示すように人工空気を用いた負イオン負荷のＡＰＩＭＳモードでは酸素アニオンのピークがｍ／ｚ＝１６、３２、４８等を中心に検出されたが、その他の不純物はほとんど検出されなかった。すなわち、マスフローコントローラー、モレキュラーシーブス、および配管系は非常にクリーンな状態であることが明らかとなった。本発明による試料留置チャンバーを通した場合は、本発明の試料留置チャンバーはそれ以前に���回の実験を行なっているにもかかわらず、ｍ／ｚ＝７７、８０、１１２等でピークがわずかに検出されたのみで試料留置チャンバー内はほぼクリーンに保たれていた（図２（Ｂ））。他方、市販のアクリル製動物チャンバーではｍ／ｚ＝６５、７７、９４、１６６など種々のｍ／ｚ比のところに明かにバックグラウンドを超えるピークが認められた（図２（Ｃ））。
一方、配管系にクリーン化を配慮しない材料（ビニルチューブ、シリコーンチューブ、電解研磨しないステンレス等）を使用した場合、ならびにキャリヤガスとして高純度でないもの（人工空気、雰囲気等）を使用した場合においては、さらに多くの不純物が混ざり、高感度分析には適さないことがわかった（データ示さず）。以上のように本発明のシステムは微量な生体ガスの高感度分析に適していることが明らかとなった。
【００２５】
実施例２：鶏胚卵殻を介する生体ガスの分析
本発明のシステム（実施例１と同じ構成）に有精卵を入れて高感度分析を行った結果を図３に示す。分析装置として大気圧イオン化質量分析装置（日本エイピーアイ社製、ＡＰＩ―１１０）を用いて分析した。キャリアガスとしては高純度人工空気（太陽東洋酸素社製、Ｕ−ｇｒａｄｅ）を用い、希釈用キャリアガスと還流用キャリアガスは共に５０ｍＬ／分となるようにマスフローコントローラー（エステック社製、ＳＥＣ−４４００Ｍ）で調節し、両者を混合し、高感度分析装置に導入した。チャンバー内温度は鶏卵の孵化温度である３８℃で維持した（小池精密機器製作所、Ｍｏｄｅｌ　ＴＣ−０１）。ＡＰＩＭＳの分析は比較実験と同じ条件で実施した。高感度分析にあたって、チャンバー内の不純物を多く含んだ雰囲気を十分洗い出したと考えられる１５分後の質量スペクトラムをとり（図３（Ａ））、鶏卵の空気室を上部になるようにステンレス製ホルダーで固定し、高純度人工空気を還流した。質量スペクトラムと鶏卵の生理的条件が十分安定したと考えられる３０分後に質量スペクトラムを得た（図３（Ｂ））。これにより、鶏卵では分子量１２０以下の化合物が排気されることが分かった。再度、バックグラウンドを分析後（図３（Ｃ））、空気室の卵殻を全て摘除し、有精卵内膜が露出するようにして留置したところ、図３（Ｂ）に示すものよりさらに高分子化合物の生体ガスが多数検出された（図３（Ｄ））。このように本発明のシステムを用いると、有精卵から種々の低分子化合物が生体微量ガスとして排気され、卵殻を除去すると、さらにより高分子側の化合物も排気されることから卵殻及び外膜が高分子化合物の拡散障壁となっていることが判明した。従来のシステムでは不純物が多く、かつ、安定したチャンバー内面のクリーン化を行うことが困難なため、バックグラウンドノイズが大きく、この実施例のような明確な結果を得ることは不可能であった。
【００２６】
【発明の効果】
（１）不純物の抑制：適当な加熱手段を設けて試料留置チャンバーを加熱することにより、その内面から不純物付着を遊離させ、クリーン化することができる。また、内面を平滑なもの、例えば電解研磨した材料にすると不純物の付着が抑制され、また、付着しても上述のごとくチャンバーを加熱して、加熱クリーニングする（例えば、熱脱離により不純物を遊離させる）ようにすれば、繰り返し使用でき、さらに細菌やウイルスの繁殖を抑制する等の加熱殺菌効果を得ることもできる。
（２）良好な温度制御：加熱手段および／または冷却手段を試料留置チャンバー周囲に置いた場合、試料に対する温度調節は極めて容易かつ良好となる。
（３）非侵襲的な分析：試料留置チャンバーの大きさ・形状を適切に選択し、生体を生きたまま、全く侵襲することなく、排気された成分を分析することもできる。
（４）容易な保守：ガス流路の回路を極力単純化し、内面平滑な素材を用いた場合、汚染に対する対策は、例えば、加熱脱離や流水等の物理的洗浄で済む。または有機溶媒（例えばアセトン）を浸したベンコット（小津産業株式会社）などで内面を拭い取った後、加熱脱離により溶媒を除去すればよい。高感度質量分析で観察する限り、以上の方法で不純物のほとんどは除去可能であった。
（５）生体ガス分析の利点：生体のガス試料を本発明システムで採取し、特に大気圧イオン化質量分析装置に用いて分析する手法は、生体の液性試料（血液等）を用いたＬＣ−ＭＳ分析と比較し、後者の方法でしばしば経験する細孔の目詰まりや質量分析装置内部の汚染はほとんどなく、装置の保守はきわめて容易となる。
（６）多目的な応用：装置の大きさや形状を変えれば、バクテリアに始まり植物や動物の種を問わず留置可能で、生物体の発生するガスを一括して高感度分析に導入することが可能である。また、培養細胞の発生するガス状化合物も培養液面を介して分析することも可能である。生体試料のみならず、エネルギー資源の探索、環境汚染や犯罪捜査、食品の鮮度・腐敗などの試料も非破壊的にすることが可能であり、種々の分野での用途が考えられ、応用範囲が極めて広い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの一例を示すスキームである。
【図２】本発明のシステムにおける本発明の試料留置チャンバーと市販アクリル製チャンバーのバックグラウンドノイズを比較した図である。Ａは本発明のシステムにおいて、高純度人工空気を試料留置チャンバーに通さずにスキップさせた状態でのＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果であり、Ｂは本発明のシステムにおいて、本発明の試料留置チャンバーを通した場合のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果であり、Ｃは本発明のシステムにおいて本発明の試料留置チャンバーのかわりに市販のアクリル製動物チャンバーを用いた場合のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果である。
【図３】本発明のシステムによる鶏胚卵殻を介する生体ガスの分析結果を示す図である。Ａはチャンバー内の不純物を多く含んだ雰囲気を十分洗い出したと考えられる１５分後のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果である。Ｂは、鶏卵の空気室を上部になるようにステンレス製ホルダーで固定し、高純度人工空気を還流し、質量スペクトラムと鶏卵の生理的条件が十分安定したと考えられる３０分後のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果である。Ｃは、鶏卵を試料留置チャンバーから除去し、Ａの場合と同様にチャンバー内の雰囲気を十分洗い出したと考えられる１５分後のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果である。Ｄは、鶏卵の空気室の卵殻を全て摘除し、有精卵内膜が露出するようにして留置し、高純度人工空気を３０分還流した場合のＡＰＩＭＳスペクトル分析の結果である。
【符号の説明】
１　キャリアガス
２　マスフローコントローラー
３　モレキュラーシーブス（保持管を含む）
４　試料留置チャンバー
５　試料ホルダー
６　試料
７　温度調節器
８　加熱手段および／または冷却手段
９　配管
１０　分析装置
【図１】
2004132879.tif 000003
【図２】
2004132879.tif 000004
【図３】
2004132879.tif 000005