(57)【要約】【課題】  採取成分の中に雰囲気中の不純物が混入することなく試料表面から発するガスを一括して採取できる簡便、かつ迅速に使用できる器具ならびに方法の開発を行う。【解決手段】  表面密閉用チャンバー、該表面密閉用チャンバーに連結されたガス流路切り替え手段、ならびに該ガス流路切り替え手段に連結されたキャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む表面ガス採取装置。【選択図】図１
2005214855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面密閉用チャンバー、該表面密閉用チャンバーに連結されたガス流路切り替え手段、ならびに該ガス流路切り替え手段に連結されたキャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む表面ガス採取装置。
【請求項２】
キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段が同一の手段である請求項１記載の表面ガス採取装置。
【請求項３】
キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段がピストンとシリンダの組み合わせによるものである請求項２記載の表面ガス採取装置。
【請求項４】
ガス流路切り替え手段が三方活栓である請求項１ないし３のいずれか１項記載の表面ガス採取装置。
【請求項５】
表面密閉用チャンバーの内面が平滑な石英、パイレックス（登録商標）ガラス、研磨した金属からなる群より選択される請求項１ないし４のいずれか１項記載の表面ガス採取装置。
【請求項６】
キャリヤガスが高純度ガスである請求項１ないし５のいずれか１項記載の表面ガス採取装置。
【請求項７】
ガスを採取すべき表面が皮膚または粘膜である請求項１ないし６のいずれか１項記載の表面ガス採取装置。
【請求項８】
皮膚表面から発せられるエタノールを採取するために使用される請求項７記載の表面ガス採取装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか１項記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【請求項１１】
生体表面が皮膚表面または粘膜表面である請求項１０記載の方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【請求項１２】
皮膚表面から発せられるエタノールを採取するものである請求項１１記載の方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【請求項１３】
請求項１ないし８のいずれか１項記載の装置および駆血帯を含む、生体表面ガス採取キット。
【請求項１４】
請求項１３記載のキットを用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【請求項１５】
生体表面が皮膚表面である請求項１３記載のキット。
【請求項１６】
生体表面が皮膚表面である請求項１４記載の方法（ただし人体表面からのガスの採取を除く）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料表面からのガスを採取するための装置ならびに方法に関し、詳細には、表面密閉用チャンバー、ガス流路切り替え手段、キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む、表面ガス採取装置ならびに該表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法に関する。本発明の装置は皮膚や粘膜などの生体表面にも適用可能であるので、疾病の診断等にも適用可能である。
【背景技術】
【０００２】
従来から表面ガスの分析法として、昇温脱離ガス発生装置などの材料を密閉空間に入れ、表面から発生するガス成分を採取し、分析装置に導入する方式があった（例えば、ウエハ昇温脱ガス装置，ＵＧ−２０／２１，ルネサス東日本セミコンダクタ製）。特に生体ガス計測の場合、比較的高濃度に存在する酸素、炭酸ガスなどにおいては種々の分析方法が開発され、極めて多種類の製品が開発されている（例えば、呼気ＣＯ２アナライザー，BIO RESEARCH CENTER社製）。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、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し、採取方法によりガス濃度は変動する問題があった。特に飲酒検問における呼気採取は気道の死腔換気により、呼気エタノール濃度を作為的に下げることも可能であり、被験者の協力が必要である。
他方、従来、経皮的ガスモニターとして、皮膚を加温しガス放出を促進させた上で酸素や炭酸ガス濃度を計測可能な装置はすでに製品化されている（例えば、経皮血中ガス分圧ＰＯ２/ＰＣＯ２モニタ９１００，コーケンメディカル社製）。また、赤外線の透過性を用いた経皮的酸素飽和度の分析技術も臨床で広く使用されるに至っている（例えば、パルスオキシメータＯＬＶ−３１００，日本光電社製）。
また、従来の表面ガス採取装置は大掛かりなものが多く、簡便性、迅速性という面からも問題があった。例えば、従来の皮膚ガス採取法には皮膚表面に密閉空間を作り、微量流量のガスを還流または貯留させて、ガス採取を行う方式のものがあるが（特許文献１、２参照）、かかる試料ガス採取装置では、装置を混合物純度ガスや分析装置と連結させなければならず、システム全体が大掛かりとなり、携帯性に乏しい。
かかる問題を解決するために、種々の工夫がなされてきたが、未だ問題の解決としては不十分である。特に、従来の表面ガス採取装置および方法において、本発明のように、あらかじめキャリヤガスを貯留（例えば、注射筒内などに）してからこれをパージし、次いで、陰圧にして試料表面ガスをキャリヤガスとともに採取するものは見当たらない。
【特許文献１】特開昭６４−９３３７号公報
【特許文献２】特開昭５９−８８１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のような事情に鑑みると、採取成分の中に混入する雰囲気中の不純物をできるだけ低減させて試料表面から発せられるガスを一括して採取できる簡便、かつ迅速に使用できる装置ならびに方法の開発を行うことが、本発明の解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、本発明は：
（１）表面密閉用チャンバー、該表面密閉用チャンバーに連結されたガス流路切り替え手段、ならびに該ガス流路切り替え手段に連結されたキャリヤガスパージ手段およびガス採取手段を含む表面ガス採取装置；
（２）キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段が同一の手段である（１）記載の表面ガス採取装置；
（３）キャリヤガスパージ手段およびガス採取手段がピストンとシリンダの組み合わせによるものである（２）記載の表面ガス採取装置；
（４）ガス流路切り替え手段が三方活栓である（１）ないし（３）のいずれかに記載の表面ガス採取装置；
（５）表面密閉用チャンバーの内面が平滑な石英、パイレックス（登録商標）ガラス、研磨した金属からなる群より選択される（１）ないし（４）のいずれかに記載の表面ガス採取装置；
（６）キャリヤガスが高純度ガスである（１）ないし（５）のいずれかに記載の表面ガス採取装置；
（７）ガスを採取すべき表面が皮膚または粘膜である（１）ないし（６）のいずれかに記載の表面ガス採取装置；
（８）皮膚表面から発せられるエタノールを採取するために使用される（７）記載の表面ガス採取装置；
（９）（１）ないし（８）のいずれかに記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする表面ガス採取方法；
（１０）（１）ないし（８）のいずれかに記載の表面ガス採取装置を用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法；
（１１）生体表面が皮膚表面または粘膜表面である（１０）記載の方法；ならびに
（１２）皮膚表面から発せられるエタノールを採取するものである（１１）記載の方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、採取成分の中に雰囲気中の不純物が混入することなく試料表面から発するガスを一括して採取できる、簡便かつ迅速に使用できる器具ならびに方法が提供される。本発明の装置および方法は種々の表面から発せられるガスの採取にも適しており、生体表面ガスの採取も可能である。また、本発明の装置はその構成がきわめて単純であるため、小型化、あるいは携帯用とすることが容易であり、携帯型皮膚ガス採取装置として利用範囲を広げることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
上述のごとく、本発明の表面ガス採取装置は、表面密閉用チャンバー１、表面密閉用チャンバー１に連結されたガス流路切り替え手段２、ならびにガス流路切り替え手段２に連結されたキャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４を含むものである（図１参照）。ただし、図１および図２にはキャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４が同一の手段である例が示されている。表面密閉用チャンバー１、ガス流路切り替え手段２、キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４は何らかの接続手段５を介して連結されていてもよいが、接続手段５は省略可能であり、直結ないしは一体化されていてもよい。操作の簡便性、迅速性、ならびに装置の単純化、小型化等の観点から、キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４は同一の手段であることが好ましい。以下に、図１を参照して本発明の表面ガス採取装置を説明するが、この説明はあくまでも本発明の装置の一例に関するものであり、本発明を限定するものではない。
【０００７】
皮膚表面密閉用チャンバー（以下、「チャンバー」と称することがある）１の形状・大きさは試料または検体に応じたものであればよく、任意である。ただし、構造を複雑にするとチャンバー１内の汚染除去が困難になるため、極力、円筒形や半球状の単純な形状であることが望ましい。チャンバー１の試料６との接触部分の形状は、試料表面の形状に合わせたものとすることが好ましい。目的によってはチャンバー１の素材として耐圧性があれば、複雑な表面形状に密閉できるような吸盤型のものでもよい。また、チャンバー１は、キャリヤガス（図１では示さず）の流入口となるようにガス流路切り替え手段２と接続可能なものする。上述のごとく、この接続は接続手段５を介するものであってもよく、直結あるいは一体化されていてもよい。チャンバー１の素材は特に限定されるものではないが、化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。チャンバー１の内面の素材としては、平滑な石英、パイレックス（登録商標）ガラス、あるいは表面を研磨したステンレスあるいは銅、アルミニウムなどの金属素材が好ましく、付着した脂質や有機化合物などを容易に除去できるような材質を選ぶことが望ましい。後に超高感度分析（ｐｐｂのオーダー）を行うのであれば、金属素材としてはハイパー処理済みの光輝焼鈍管の素材が好ましいものである。高感度分析を要求しない場合は、チャンバー１の素材をプラスティックあるいは合成樹脂などとしても構わない。ただし、透明な素材のものが皮膚表面の吸引の状態を確認できるので便利である。また、非使用時は雰囲気による汚染を防止するため、気密性が保てるような蓋（例えばアルミ箔など）を装着させるのが望ましい。同じチャンバー１を頻回に使用する場合には水で十分に不純物を拭い去ってから使用する。
【０００８】
チャンバー１の試料表面６への密着を良くし、雰囲気の混入を予防するために、マジックバンド等（図示せず）で巻きつけ圧迫固定しても良い。あるいはさらに試料表面６とチャンバー１との間の気密性をもたせるために、チャンバー１の素材を分析目的に応じて選択すれば、粘着性のゲル等（例えば、合成樹脂製ゴムやシリコンゴム製）を用いて気密性を保つこともできる。また。目的により試料表面を加熱させる場合にはチャンバー内の温度調節機能を追加してもよい。
【０００９】
ガス流路切り替え手段２については、本発明の目的に使用できるものであればいずのものであってのよく、当業者が種々のものを選択できる。ガス流路切り替え手段２はいわゆるコックであってもよい。典型的には、ガス流路切り替え手段２は三方活栓であるが、必ずしも三方活栓でなくても二方活栓でもよい。三方活栓は医療用で用いられている規格のものが医療現場では入手しやすい（例えばトップ三方活栓L型、Becton Dickinson Connecta（登録商標）など）。例えば脇窩、陰部、肛門周囲などの解剖学的に本装置を留置しにくい場合には、医療用エクステンションチューブ（例えば、JMSエキステンションチューブなど）で接続し、ガス流路切り替え手段２を操作しやすい部位に持ってくることも可能である。その素材としては特に限定はないが、耐圧性を有し、化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。付着した脂質や有機化合物などを容易に除去できるような材質を選ぶことも望ましい。超高感度分析を目的とする場合にはハイパー処理済みの光輝焼鈍管の素材を使用することが望ましい。結露を防止するために、配管系にヒーターを巻いてもよい。
【００１０】
キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４の素材は特に限定されるものではなく、採取し、測定すべき物質の種類や分析感度のレベルに応じたものとすることができる。化学反応を起こさず、かつ素材そのものからの遊離化合物が出ないものを選ぶのが望ましい。好ましい素材の一例はすり合わせのいいガラス素材である。キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４のサイズは使用目的、必要試料量などにより様々である。その形状も特に限定されず、例えば、袋（ガスバッグ）状であってもよく、筒状であってもよい。キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４は、ピストンとシリンダーからなる構造を有するものが操作性の上から好ましく、注射筒であってもよい。また、キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４は手動により操作されるものであってもよく（例えば、注射筒）、ポンプ等により作動するものであってもよい。生体表面ガスの採取の場合には、実際の医療現場で頻用されるプラスティック製注射筒を利用してもよい。キャリヤガスパージ手段３の中に分析感度の要求に応じた高純度ガスを予め入れておき、試料表面ガス採取直前にガス流路切り替え手段２を介してチャンバー１と接続し、皮膚表面の雰囲気をキャリヤガスにてパージする。この際、キャリヤガスは試料表面６とチャンバー１の間、またはガス流路切り替え手段２を介して雰囲気を追い払う。これによりチャンバー１に覆われた試料表面６に存在していた雰囲気をキャリヤガスに置き換えることができる。さらに、上述のごとく、操作の簡便性、迅速性、ならびに装置の単純化、小型化、携帯用とすること等の観点から、キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４は同一の手段であることが好ましく、例えば１本の注射筒であってもよい。キャリヤガス源からのキャリヤガスパージ手段３中への充填はいずれの方法によってもよいが、流量調節器を備えたボンベからキャリヤガスを適量流入させること、あるいはポンプによって適量流入させることが好ましい。
【００１１】
後で説明するように、ガスがチャンバー１内に溜まったら、ガス採取手段４を用いてチャンバー内のガスをガス採取手段４中に抜き取る。ガス流路切り替え手段２を閉じてガス採取手段４の気密性を保つ。採取試料の運搬を簡単にするため、例えば、チャンバー１とガス流路切り替え手段２との間を着脱可能なものとして、ガス採取手段４の気密性を保ったままガス流路切り替え手段２とともに運搬できるようにしてもよい。
【００１２】
本発明のようなにキャリヤガスをチャンバー内にパージしてからガスの採取を行う装置および方法はこれまで報告されていない。このキャリヤガスのパージは、目的の分析化合物が雰囲気中と同程度またはそれ以下である場合に威力を発揮する。すなわち、パージによりバックグラウンドノイズが抑えられ、高感度分析が可能となる。
【００１３】
キャリヤガスは目的に応じて種々のものを選択することができ、純酸素、または窒素またはアルゴンなどの不活性ガスであってもよい。その純度は分析感度に応じたグレードのものを使用するのが望ましい。特に分析装置の検知システムのニーズに合わせ、高純度アルゴン、高純度人工空気、高純度窒素などを用いることができる。例えば、生体表面ガスの採取する場合には、生体表面を生理的な条件下で置くため、人工空気が望ましいが、活性炭などで不純物を除去したものであってもよい。また、本システムの携帯性を発揮させるためにも、キャリヤガス源としてできるだけ小型高圧ボンベを使用すると便利である。
【００１４】
接続手段５としては、チャンバー１、ガス流路切り替え手段２、キャリヤガスパージ手段３およびガス採取手段４の間をガスを漏らさずに接続でき、かつ化学変化が少なく不純物の遊離が少ないものであればよい。装置の使用目的に応じて柔軟性のある素材（例えば、シリコンチューブ）を使用してもよい。
【００１５】
試料６はそれ自体表面からガスを発するものであれば大きさ・形状はいずれのものであってもく、その表面にチャンバー１の開口部を適用することができる。典型的には試料６は固体または半固体である。固体または半固体試料としては、例えば、皮膚表面または粘膜表面のような生体、果実・野菜等の食品、木材（例えば、建材等）、あるいは固体培地上の細胞などが挙げられる。本発明の装置を生体表面ガスの採取に使用する場合には、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等を非侵襲的に解析することができる。
【００１６】
本発明の装置および方法により採取されるガスは揮発性のもの、および低分子のものが好ましい。例えば、水素、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メタン、エタン、ペンタン、イソプレン、アンモニア、アミン類、揮発性イオウ化合物、揮発性有機酸、アルデヒド、窒素酸化物等のあらゆる揮発性化合物が本発明の装置および方法に適したものとして挙げられる。なお、ガスには水蒸気も含まれ、試料の水分含有量も測定可能である。
【００１７】
出願人らがすでに開発し実用化している高感度分析用試料表面ガス採取システム（下内章人、下村紀世志「試料表面から発生するガスの超高感度分析システムおよび方法」特願２００３−８８６５３号）は構造が固定型であり、ヒーターやマスフローコントローラーなどを具備させたことなどから総重量が３ｋｇ以上であるのに対し、本発明の装置は使用する各部のサイズや素材にも依存するが、例えば、注射筒、チャンバーおよび三方活栓を含めた総重量を２５ｇ以下に抑えることもができ、格段に携帯性に優れたものが得られる。また、生体表面、特に、皮膚や粘膜からのガスの採取を行う場合には、チャンバー以外の部材は医療現場で容易に入手可能な利点がある。さらに、本発明の装置は、構造上、腋や会陰部などの局所の皮膚ガス採取も可能であり、部位も自由に選べる利点がある。
【００１８】
以下において、図２を参照して、本発明の装置の使用方法を具体的に説明する。しかしながら、ここで行う説明は本発明を限定するものではない。
図２に示すように、まず、目的にあったキャリヤガス２７（例えば、高純度ガス（超高純度人工空気、あるいは高純度窒素ガスなど））をキャリヤガスパージ手段２３内に充填し、ガス流路切り替え手段２２にてチャンバー２１へのガス流路を確保する（工程(1)）。
【００１９】
次いで、キャリヤガス２７をキャリヤガスパージ手段２３中からガス流路切り替え手段２２を経てチャンバー２１内に導入して試料表面２６上に押し出し、雰囲気を試料表面２６とチャンバー１の隙間から充分に排気（好ましくは、少なくともチャンバー体積の約２倍以上）させてから、チャンバー２１と試料表面２６との間に密閉空間を作出する。キャリヤガス２７にてチャンバー２１に軽く圧力をかけた後、試料表面２６との間に密閉空間を作出してもよい（工程(2)）。この密閉空間の作出は、例えば、チャンバー２１を試料表面２６に適度な力で押し付けることにより達成できる。その際、チャンバー２１の試料表面２６への密着を良くし、雰囲気の混入を予防するために、前述のごとく、マジックバンド等（図示せず）で巻きつけ圧迫固定しても良い。あるいはさらに試料表面２６とチャンバー２１との間の気密性をもたせるために、チャンバー２１の素材を適宜選択して、粘着性のゲル等（例えば、合成樹脂製ゴムやシリコンゴム製）を用いて気密性を保つこともできる。
【００２０】
次いで、一定容量だけガス採取手段２４を引いたまま、チャンバー２１内を一定時間陰圧にする（工程(3)）。陰圧の程度、陰圧保持時間は目的により異なり、適宜変更できる。陰圧の程度をモニターするためにチャンバー２１に圧力計を連結してもよい。これにより水蒸気や低分子揮発性成分（水素、酸素、炭酸ガス、メタンガス、一酸化炭素、一酸化窒素など）が拡散してくるため、徐々に陰圧の程度は低くなる。一定時間後、ガス流路切り替え手段２２を閉じ、チャンバー２１からガス流路切り替え手段２２を分離し、ガス流路切り替え手段２２の付いたガス採取手段２４内に入ったガスを検体として分析に供する（工程(4)）。なお、より高感度な分析を要する場合には、例えば、予め高純度高圧ガスボンベ（図示せず）を三方活栓２２に連結し、接続手段２５を介してチャンバー２１内を充分な時間だけパージしてもよい。
【００２１】
以上の操作により、特に低分子揮発性化合物は皮膚をより多く拡散通過し、結果的に皮膚ガス特定成分の濃縮を行うことと同義となる。そのうえ、パージによるバックグラウンドレベルの低下と相俟って、微量なガスであっても高感度分析が可能となる。
【００２２】
さらに本発明は、上記装置を用いることを特徴とする、試料表面ガス採取方法にも関する。
【００２３】
その一態様において、本発明は、上記装置を用いることを特徴とする、生体表面ガスの採取方法に関するものである。生体表面としては皮膚表面および粘膜表面が一般的であるが、他の部位の表面であってもよい。かかる方法は非侵襲的で、生体に対するダメージや負担が少ない。
【００２４】
さらに本発明者らは、上記表面ガス採取装置を用いて生体表面からガスを採取するの際に、駆血帯にて鬱血状態を作出することにより採取ガス濃度が増加し、さらに微量ガス成分の採取が容易になることを見出した。したがって、本発明は：
（１３）上の（１）〜（８）のいずれかに記載した表面ガス採取装置および駆血帯を含む、生体表面ガス採取キット；
（１４）（１３）に記載のキットを用いることを特徴とする生体表面ガス採取方法；
（１５）生体表面が皮膚表面である（１３）記載のキット；ならびに
（１６）生体表面が皮膚表面である（１４）記載の方法
も提供する。
【００２５】
本発明に使用する駆血帯は医療現場で通常に用いられているものであってよく、その材料としてはゴム管やゴムバンドなどが一般的である。駆血帯を用いて生体の適当な部位、例えば上腕部を緊縛し、前腕部から皮膚ガスを採取してもよい。その具体例を実施例２に示す。
【００２６】
以下に実施例を示して本発明をより詳細かつ具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
３００ｍＬの焼酎を１５分かけて飲んだ被験者を対象に、キャリヤガスとして高純度空気１２ｍＬを充填したプラスティック注射筒を、チャンバー（パイレックス（登録商標）ガラス製，内容積５ｍｌ）に連結された三方コックに接続し、コックを介して上腕内側の皮膚表面に置いたチャンバー内に高純度空気を押し込み、チャンバーと皮膚を介して雰囲気をパージした。内筒を１０ｍＬまで陰圧に引いたままにし、１分後コックを閉じ、最終的に大気圧下で４ｍＬの皮膚ガスを得た。なお、ガス採取は２５℃の室内温度で実施した。他方、対照として同一時間に高純度人工空気を安静換気しながら得た呼気を採取した。以上の方法で、飲酒前３０分と飲酒後３０分、６０分、１２０分、１８０分経過した呼気ならびに皮膚ガスの経時変化を追った。エタノール分析はガスクロマトグラフ（（株）島津製）のＦＩＤにより行った。皮膚ガス中のエタノール濃度は呼気中のそれとほぼパラレルに推移し、非常に良好な相関が認められた（図３）。しかも、本発明の装置を用いて採取した皮膚ガス中のエタノールは約１ないし２ｐｐｍの範囲（呼気中のそれよりも１オーダー低い）であったが、パージによるバックグラウンドの低減効果により良好な定量性が得られた。
【実施例２】
【００２８】
本発明の装置と駆血帯を用いて、鬱血状態を作出して生体表面から発せられるガスを濃縮して皮膚表面からの微量ガス成分を採取する実験を行った。実験方法としては、実施例１と同じ装置により、チャンバー内を１２ｍＬの高純度空気でパージし、１分間陰圧にした後で皮膚ガスを採取する方法は同じであるが、その際、駆血帯用ゴム管により上腕を比較的強く緊縛し１分間放置後採取した方法（左前腕部）と、緊縛しないで皮膚ガス採取を行った方法（右前腕部）とを比較した。測定項目は水素、メタン、一酸化炭素であり、いずれも、医学的に重要な低分子ガス状化合物である。これらの皮膚ガス濃度をTRIlyzer（株式会社タイヨウ社製）により分析した。その結果、駆血帯による緊縛なしで採取した皮膚ガスでは水素、メタン、一酸化炭素は各々０．２、０．７、０．２ｐｐｍであったのに対し、駆血帯により緊縛して皮膚を鬱血させた状態では、水素、メタン、一酸化炭素はそれぞれ０．５、１．８、０．５ｐｐｍとなり、いずれもガス濃度は２倍以上となった（表１）。検出感度を高める方法としては、従来の赤外線加熱法（特許第１６８２８８６号）と比べ、この方法は極めて簡便な方法であり、駆血帯で緊縛するだけてガス濃度を高めることができ、それだけ高感度分析が可能になるものである。したがって、本発明の表面ガス採取装置および駆血帯を含む生体表面ガス採取用キットおよび方法の優れた効果および有用性が示された。また、このようなキットは簡素化・軽量化が容易である。また、駆血帯での緊縛は医療現場で通常行われる手技であり、対象に特に大きな苦痛を与えるものでもない。
【００２９】
【表１】
2005214855.tif 000003
【００３０】
以上説明したとおり、本発明の表面ガス採取装置、ならびにそれを用いることを特徴とする表面ガス採取方法には従来技術に優る多くの利点がある。以下にそれらの利点を挙げる：
皮膚ガス採取時間の短縮：従来の皮膚ガス採取方法に本発明のようなパージ法を適用したとすれば、チャンバー内の死腔をパージするためには数十秒ないし数分あるいは数１０分程度の時間を要したものが、通常の静脈血採取と同じ程度の時間（数秒ないしは１０数秒程度で低分子の微量ガス成分が採取可能となる。
低分子揮発性化合物検出の有用性：本発明の装置および方法にて採取できる気体も分子量は特に制限がないが、実施例で示したように低分子化合物は高分子化合物と比較し、皮膚の透過性が良好であるため、陰圧にすることによりさらに低分子化合物をより多く採取できることになり、低分子化合物に関してはガス濃縮効果がある。このため、従来、雰囲気と同じ程度にあった水素やメタン、一酸化炭素などが短時間でより高濃度で検出できるようになり、病態生理学的な評価が容易になる。
不純物の抑制：構造が単純であるため、不純物の付着が少なく、また内面のクリーン化も容易である。付着してもチャンバーを熱脱離あるいは有機溶媒などにより不純物を遊離することができる。
携帯性：本発明の装置は構造が極めて単純であるため、小型化・軽量化が容易で、携帯用とすることもできる。例えば、その重量を２５ｇ以下に押さえることができる。チャンバーと高純度ガス以外の各パーツはどの医療現場にも常備されている三方活栓、注射筒、延長チューブなどを用いることが出来るので、容易に現場に携行してガスを採取することができる。本発明の装置は、例えば、集団検診や往診などのフィールドワークにも利用可能である。
非侵襲的な分析：試料表面から遊離・排気される成分を非侵襲的・非破壊的に分析することができる。したがって、試料を傷めることなくガスを採取することができ、生体に適用する場合には、生体への負担が極めて小さいものとなる。
本発明の装置の用途は多種多様であるが、例えば、エタノール検問にも適用可能である。その場合、呼気採取には被験者の協力が必要であり、血液採取を行うには令状が必要であり、令状をとるまでに時間がかかる問題点がある。ところが、皮膚ガス採取には令状は不要である。
容易な保守：皮脂や有機化合物などで汚染されたチャンバーは、通常の中性洗剤や純粋で洗い流し、乾燥させるのみで保守が非常に簡便である。ガス流路は極力単純化し、内面平滑な素材を用いることにより、汚染に対する対策は、加熱脱離や流水等の物理的洗浄で済む。あるいは有機溶媒（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る。
多目的な応用：食品の鮮度・腐敗などの試料もチャンバーを覆うように留置すれば、それらの表面からの微量揮発性化合物を非破壊的にすることが可能になる。手掌、足底、体幹部、四肢、顔面など全身いたるところの皮膚ガスを採取することが可能である。皮膚発汗量、加齢臭物質、腋臭成分など皮膚特有の情報も得られ、肌の美容、化粧物質の動態解析にも利用できる。さらには、死体からの皮膚ガス採取とその分析により、死体の死亡推定時刻にも応用できる可能性がある。その他、シックハウス症候群の原因物質となる建材の特定など種々の分野での用途が考えられ、応用範囲が極めて広い。
資格不要：本発明の装置を用いる皮膚ガス採取は非侵襲的な方法であり、現行法では、医師、看護師、臨床検査技師などのような医療資格を要せず、資格をもたない一般人が在宅や職場でも簡単に気軽にガス採取可能である。さらに、採血の難しい新生児や乳幼児などの生体成分分析にもこうした皮膚ガス採取装置が有用となる可能性がある。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の装置および方法は、その表面から発せられるガスをバックグラウンドを抑えつつ採取することができるものである。試料も広範であり、建材や食品、あるいは生体などに適用可能である。したがって、種々の産業分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の表面ガス採取装置の一例を示す図である。
【図２】本発明の表面ガス採取装置の使用方法を示す図である。
【図３】本発明の装置により採取した皮膚ガスに基づく、皮膚ガスと呼気におけるエタノール濃度の対比を示す図である。図中カッコ内の数値は飲酒前後の測定時点を示す。例えば、（−３０）は飲酒３０分前、（３０）は飲酒３０分後を意味する。
【符号の説明】
【００３３】
１，２１  表面密閉用チャンバー
２，２２  ガス流路切り替え手段
３，２３  キャリヤガスパージ手段
４，２４  ガス採取手段
５，２５  接続手段
６，２６  試料
２７  キャリヤガス
【図１】
2005214855.tif 000004
【図２】
2005214855.tif 000005
【図３】
2005214855.tif 000006