(57)【要約】  【課題】信頼性の高い測定結果が得られ、安価に呼気成分の有無を判定することができる、呼気成分溶解容器、呼気成分測定装置、及び呼気成分測定方法を提供する。  【解決手段】クロマノール骨格を有する化合物と電解質を含有する一定量の測定用溶液が予め注入されている呼気成分成分溶解容器に、尿素を経口した被験者の呼気を吹き込んで、該容器中の測定用溶液に呼気成分を溶解させる。そして、呼気成分が溶解した測定用溶液を呼気成分測定容器７に採取し、この溶液を呼気成分測定装置１００で電気化学的に測定し、測定結果からウレアーゼ活性を有する微生物の有無を判定する。  【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼気を吹き込むことで膨張する袋状の容器であって、その内部に、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物と電解質を含有する一定量の溶液を含んだ、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項２】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、
電圧を印加するための作用電極及び対極と、前記作用電極及び前記対極へ通じる接点を備えた、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項３】
請求項２に記載の呼気成分測定容器において、
参照電極と、該参照電極へ通じる接点をさらに備えた、
ことを特徴とする呼気成分測定容器。
【請求項４】
請求項１に記載の呼気成分測定容器において、
前記溶液は、０．０２ｍＭ〜２ｍＭのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液である、
ことを特徴とする呼気成分測定容器。
【請求項５】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、
前記容器は、１０℃以上に保温されている、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項６】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、
上記溶液の溶媒は、水とアルコールの混合溶液である、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項７】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、
呼気を吹き込むための口に、該口に吹き込まれた呼気の逆流を防ぐための逆止弁を有し、該口に吹き込まれる呼気の空気量を測定する空気量測定センサーを持つ、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項８】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、
前記クロマノール骨格を有する化合物は、
α−トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロナフトキノン、トロロックス、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-7,8-dimethyl、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-5-methyl、2H-1-Benzopyran-2-acetic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-2-methylのいずれかである、
ことを特徴とする呼気成分溶解容器。
【請求項９】
請求項１ないし３のいずれかに記載の呼気成分溶解容器をセットし、電気化学的に呼気成分を測定し、測定値からウレアーゼ活性を有する微生物の有無を判定する、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、
作用電極と対極とよりなる電極部と、
前記電極部を上記被検査溶液に接触させ、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、
前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の呼気成分測定装置において、
前記電極部は、参照電極をさらに備え、
前記電圧印加手段は、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所定の電圧になるように、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、
前記呼気成分溶解容器が有する作用電極と対極とへ通じる接点に、電圧を印加するための接点を接触させ、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、
前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、
前記呼気成分溶解容器が有する作用電極と対極と参照電極へ通じる接点に、電圧を印加するための接点を接触させ、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所定の電圧になるように、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、
前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１４】
請求項９ないし１３のいずれかに記載の呼気成分測定装置において、
前記呼気成分は、アンモニアである、
ことを特徴とする呼気成分測定装置。
【請求項１５】
呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第１の呼気成分溶解容器に、被験者の空腹時の呼気を一定量注入して前記第１の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第１の試料として採取する第１の採取ステップと、
呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第２の呼気成分溶解容器に、被験者に尿素を経口的に服用させた後に所定時間を経過した時点での該被験者の呼気を一定量注入して、前記第２の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第２の試料として採取する第２の採取ステップと、
前記第１の試料および第２の試料に含まれる各呼気成分を、電気化学的に測定する測定ステップと、
前記第１の試料および第２の試料に含まれる各呼気成分の測定値を比較し、ウレアーゼ活性を有する微生物が被験者の胃の中に棲息しているか否かを判定する判定ステップとを含む、
ことを特徴とする呼気成分測定方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の呼気成分測定方法において、
前記クロマノール骨格を有する化合物は、
α−トコフェロール，ブチルヒドロキシアニソール，ハイドロナフトキノン，トロロックス，2H-1-Benzopyran-2-carboxylicacid,3,4-dihydro-6-hydroxy-7,8-dimethyl、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-5-methyl、2H-1-Benzopyran-2-acetic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-2-methylのいずれかである、
ことを特徴とする呼気成分測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の呼気成分を所定の容器に採取して、呼気成分の量を電気化学的に測定することにより、ウレアーゼ活性を有する微生物の有無を判定する測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼気に含まれているガスは４００種類といわれている。この呼気ガスの源は大腸に生息している腸内細菌の代謝産物として発生している。たとえばこの細菌が炭水化物を消化すると、酸と水分とガスを発生する。近年このような腸内細菌が発生する細菌ガスに着目し、その部位、発生時間、発生量について種々の研究が行われ、消化器の生理機能が明らかになってきた。このような細菌の一種として、胃内へ感染したヘリコバクターピロリ菌が挙げられるが、この菌は胃潰瘍や十二指腸潰瘍の原因として知られている。それらの治療のため、ヘリコバクターピロリ菌は抗生物質を使って除菌されるが、除菌治療後のヘリコバクターピロリ菌の状態を確認する方法として、内視鏡を使用する方法と使用しない方法がある。
【０００３】
内視鏡を使用する方法としては、培養法・鏡検法・迅速ウレアーゼ試験・ＰＣＲ法がある。一方、内視鏡を使用しない方法としては、尿素呼気試験法と抗体測定法がある。
【０００４】
その中で尿素試験法は、ヘリコバクターピロリ菌が尿素を分解して、アンモニアとＣＯ2を生成する性質を利用した試験法で、被験者は尿素の安定同位体である13Ｃ標識尿素を持つ錠剤を服用し、１０〜２０分間安静にする。もし胃内にヘリコバクターピロリ菌が棲息していると、ヘリコバクターピロリ菌自身が持つウレアーゼという酵素により、この13Ｃ標識尿素がアンモニアと13Ｃで標識されたＣＯ2とに分解され、13Ｃで標識されたＣＯ2は吸収されて血流に乗り、肺に運ばれて呼気として排出される。この呼気を採取し、13Ｃ標識尿素の投与前と投与後の13ＣＯ2含量変化を質量分析計や赤外分光法で測定することで、ヘリコバクターピロリ菌の存在の有無を調べることができる。
【０００５】
また、ウレアーゼ活性を利用して測定する方法が特開平８−１４５９９１号公報（特許文献１）に示されている。この特許文献１に開示されている方法は、被験者に非標識の尿素含有錠剤を経口させて、呼気に含まれるアンモニアを検出するというものである。ヘリコバクターピロリ菌が存在する場合、このヘリコバクターピロリ菌は、ウレアーゼ活性を利用して経口した尿素を分解し、アンモニアを発生する。発生したアンモニアは、血液内に吸収されて肺に運ばれ、肺胞より呼気として排出される。この呼気に含まれるアンモニアをガスの状態で容器に保管しておき、ガスクロマトグラフィーやアンモニアガスと化学反応を起こして呈色する発色試験紙などを用いることで、アンモニアを検出することができる。
【特許文献１】特開平８−１４５９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の測定方法は、ＣＯ2やアンモニアというガスの状態で測定を行うために、採取した呼気をガスの状態で容器に保管しており、採取したガスが容器から漏れたり、容器中の水分にガスが溶解したりして、ガス濃度が変化するという問題があった。
【０００７】
また、呼気に含まれるＣＯ2の量を測定する試験方法では、13Ｃという安定同位体を用いるため、高価な試薬が必要であり、さらに、赤外分光法を用いて検出するため、装置も高価であり、低コスト化が望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、従来のこのような問題を解決するもので、吹き込まれた呼気成分の濃度誤差を極力少なくすることができる呼気成分溶解容器、信頼性の高い測定結果が得られ、かつ安価でコンパクトな呼気成分測定装置、及び、簡単な操作で呼気成分の測定を精度良く行い、ウレアーゼ活性を有する微生物の有無を正確に判定することができる呼気成分測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る呼気成分溶解容器は、呼気を吹き込むことで膨張する袋状の容器であって、その内部に、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物と電解質を含有する一定量の溶液を含んだ、ことを特徴とするものである。
これにより、従来の容器に比べ採取した呼気成分の濃度誤差が少なく、本容器により精度の良い呼気成分の測定が提供可能となる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る呼気成分溶解容器は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、電圧を印加するための作用電極及び対極と、前記作用電極及び前記対極へ通じる接点を備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、従来の容器に比べ採取した呼気の濃度誤差が少なく、電極を外部より挿入する手間が省け、精度の良い測定が可能となる。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る呼気成分溶解容器は、請求項２に記載の呼気成分測定容器において、参照電極と、該参照電極へ通じる接点をさらに備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、参照電極に対して作用電極が一定な電位となるように制御することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る呼気成分溶解容器は、請求項１に記載の呼気成分測定容器において、前記溶液は、０．０２ｍＭ〜２ｍＭのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液である、ことを特徴とするものである。
これにより、試料中の塩基成分濃度を正確に測定することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係る呼気成分溶解容器は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、前記容器は、１０℃以上に保温されている、ことを特徴とするものである。
これにより、試料中のＣＯ2が溶液に溶融しにくくなるので、試料中に溶解しているアンモニアの中和を防ぐことができ、該アンモニアの濃度をより正確に測定できる。
【００１４】
また、本発明の請求項６に係る呼気成分溶解容器は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、上記溶液の溶媒は、水とアルコールの混合溶液である、ことを特徴とするものである。
これにより、精度の良い電気化学的測定を実現可能である。
【００１５】
また、本発明の請求項７に係る呼気成分溶解容器は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、呼気を吹き込むための口に、該口に吹き込まれた呼気が外部に逃げないようにするための逆止弁を有し、該口に吹き込まれる呼気の空気量を測定する空気量測定センサーを持つ、ことを特徴とするものである。
これにより、吹き込んだ呼気の量を容易に確認可能である。 
【００１６】
また、本発明の請求項８に係る呼気成分測定容器は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器において、前記クロマノール骨格を有する化合物は、α−トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロナフトキノン、トロロックス、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-7,8-dimethyl、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-5-methyl、2H-1-Benzopyran-2-acetic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-2-methylのいずれかである、ことを特徴とするものである。
これにより、呼気成分を電気化学的に測定することが可能である。
【００１７】
また、本発明の請求項９に係る発呼気成分測定装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の呼気成分溶解容器をセットし、電気化学的に呼気成分を測定し、測定値からウレアーゼ活性を有する微生物の有無を判定する、ことを特徴とするものである。
これにより、信頼性の高い測定結果が得られ、かつ、安価でコンパクトな呼気成分測定装置を提供することができる。
【００１８】
また、本発明の請求項１０に係る呼気成分測定装置は、請求項１に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、作用電極と対極とよりなる電極部と、前記電極部を上記被検査溶液に接触させ、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、信頼性の高い測定結果が得られ、かつ、安価でコンパクトな呼気成分測定装置を提供することができる
【００１９】
また、本発明の請求項１１に係る呼気成分測定装置は、請求項１０に記載の呼気成分測定装置において、前記電極部は、参照電極をさらに備え、前記電圧印加手段は、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所定の電圧になるように、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する、ことを特徴とするものである。
これにより、参照電極に対して作用電極が一定な電位となるように制御することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項１２に係る呼気成分測定装置は、請求項２に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、前記呼気成分溶解容器が有する作用電極と対極とへ通じる接点に、電圧を印加するための接点を接触させ、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、信頼性の高い測定結果が得られ、かつ、安価でコンパクトな呼気成分測定装置を提供することができる
【００２１】
また、本発明の請求項１３に係る呼気成分測定装置は、請求項３に記載の呼気成分溶解容器内の被検査溶液に含まれる呼気成分を測定する装置であって、前記呼気成分溶解容器が有する作用電極と対極と参照電極へ通じる接点に、電圧を印加するための接点を接触させ、前記作用電極と前記参照電極との間の電圧が所定の電圧になるように、前記作用電極と前記対極との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記印加した電圧下において前記作用電極と前記対極との間に流れる、前記被検査溶液の酸化電流を検出する電流検出手段と、前記検出した電流の電流値を測定し、該測定した電流値から前記被検査溶液中の呼気成分の濃度を算出する測定手段とを備えた、ことを特徴とするものである。
これにより、信頼性の高い測定結果が得られ、かつ、安価でコンパクトな呼気成分測定装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の請求項１４に係る呼気成分測定装置は、請求項９ないし１３のいずれかに記載の呼気成分測定装置において、前記呼気成分は、アンモニアである、ことを特徴とするものである。
これにより、試料中に溶解しているアンモニアからウレアーゼ活性を有する微生物の量を推定することができる。
【００２３】
また、本発明の請求項１５に係る呼気成分測定方法は、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第１の呼気成分溶解容器に、被験者の空腹時の呼気を一定量注入して前記第１の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第１の試料として採取する第１の採取ステップと、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第２の呼気成分溶解容器に、被験者に尿素を経口的に服用させた後に所定時間を経過した時点での該被験者の呼気を一定量注入して、前記第２の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第２の試料として採取する第２の採取ステップと、前記第１の試料および第２の試料に含まれる各呼気成分を、電気化学的に測定する測定ステップと、前記第１の試料および第２の試料に含まれる各呼気成分の測定値を比較し、ウレアーゼ活性を有する微生物が被験者の胃の中に棲息しているか否かを判定する判定ステップとを含む、ことを特徴とするものである。
これにより、簡単な操作で呼気成分の測定を精度良く行い、ウレアーゼ活性を有する微生物の有無を正確に判定することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項１６に係る呼気成分測定方法は、請求項１５に記載の呼気成分測定方法において、前記クロマノール骨格を有する化合物は、α−トコフェロール，ブチルヒドロキシアニソール，ハイドロナフトキノン，トロロックス，2H-1-Benzopyran-2-carboxylicacid,3,4-dihydro-6-hydroxy-7,8-dimethyl、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-5-methyl、2H-1-Benzopyran-2-acetic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-2-methylのいずれかである、ことを特徴とするものである。
これにより、呼気成分を電気化学的に測定することが可能である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の呼気成分溶解容器によれば、呼気を吹き込むことで膨張する袋状の容器であって、その内部に、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物と電解質を含有する一定量の溶液を含んでいることより、従来の容器に比べ取り込んだ呼気成分の濃度誤差が少なく、より精度の良い測定が可能となる。
【００２６】
本発明の呼気成分測定装置によれば、被験者の呼気を容器に採取して容器中の溶液に溶解させて取得後、この溶液を呼気成分測定容器に取り込んで、この呼気成分測定容器に取り込んだ溶液中の呼気成分を電気化学的に測定するため、測定値のバラツキが少なく信頼性の高い測定結果が得られる、安価でコンパクトな呼気成分測定装置を実現することができる。
【００２７】
また、本発明の呼気成分測定方法によれば、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第１の呼気成分溶解容器に、被験者の空腹時の呼気を一定量注入して前記第１の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第１の試料として採取し、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液を一定量含んだ膨張可能な袋状の第２の呼気成分溶解容器に、被験者に尿素を経口的に服用させた後に所定時間を経過した時点での該被験者の呼気を一定量注入して、前記第２の呼気成分溶解容器内の前記溶液を攪拌した後、その溶液を第２の試料として採取し、前記第１の試料および第２の試料に含まれる各呼気成分を電気化学的に測定し、該両測定値に基づいて、ウレアーゼ活性を有する微生物が被験者の胃の中に棲息しているか否かを判定するようにしたので、簡単な操作で呼気成分の測定を精度良く行い、ウレアーゼ活性を有する微生物の有無を正確に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における呼気成分測定装置の外観図である。
本実施の形態１の呼気成分測定装置１００は、内部に呼気成分を測定するための部材を具備している筐体１と、呼気成分の測定過程および測定結果を表示するためのディスプレー２と、呼気成分測定容器７をセットするための装着部３と、各種操作を行うための操作ボタン４と、電源を入れるためのトグルスイッチ５とよりなるものである。
【００２９】
このような構成の呼気成分測定装置１００の操作方法について説明する。
呼気成分測定容器７が装着部３にセットされると、トグルスイッチ５をＯＮにして電源を投入する。そして、操作ボタン４を操作して呼気成分測定容器７内の被検査溶液に含まれる呼気成分の測定を開始する。呼気成分の測定過程および測定結果が、ディスプレー２に表示される。
【００３０】
図２に、筐体１の内部構造の概略図を示す。
筐体１の内部には、装置１００の電源を供給する電源ボックス６と、制御基盤８とが具備されている。電源ボックス６は、呼気成分測定装置１００にセットされた呼気成分測定容器７に電圧を印加するものであり、制御基盤８は、各構成部を制御するものである。
【００３１】
次に、呼気成分測定容器７内の被検査溶液のサンプリング方法について図３を用いて説明する。
まず、図３（ａ）に示すような、呼気成分溶解容器１４は、呼気を吹き込むことで膨張する袋状の呼気成分溶解容器１４を用意する。
【００３２】
この呼気成分溶解容器１４の上部には、呼気を吹き込むための口１５が設けられている。この口１５は、逆止弁１６を有し、吹き込まれた呼気の逆流を防止することができる。さらに、口１５に、吹き込まれる呼気の空気量を測定する空気量測定センサーを設けるようにすれば、呼気成分溶解容器１４内に吹き込まれる呼気量を常に一定にすることができ、より正確な呼気成分測定を行うことができる。空気量測定センサーとは、例えば、呼気成分溶解容器１４の呼気流路中に回転可能な羽を設けて、呼気が吹き込まれたときの羽の回転数から吹き込まれた空気量に換算し、この換算結果に基づいて吹き込む呼気量が一定になるよう調整することができるものである。
【００３３】
また、呼気成分溶解容器１４内には、呼気成分を溶解可能な、所定量の測定用溶液１７を予め注入しておく。
測定用溶液１７は、溶媒と溶質からなるものである。溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノールの単独または２〜３種混合系、アセトニトリルとメタノール、エタノール、プロパノールの２〜４種混合系と水との混合系溶液であり、溶質は、呼気成分を溶解させるためのクロマノール骨格を有する化合物と電解質である。電解質は、塩化ナトリウム、塩化リチウム、塩化カリウム、過塩素酸テトラメチルアンモニウム、過塩素酸テトラエチルアンモニウムのいずれかひとつである。クロマノール骨格を有する化合物は、疎水性であるα−トコフェロール、ブチルヒドロキシアニソール、ハイドロナフトキノン、トロロックス、2H-1-Benzopyran-2-carboxylicacid,3,4-dihydro-6-hydroxy-7,8-dimethyl、2H-1-Benzopyran-2-carboxylic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-5-methyl、2H-1-Benzopyran-2-acetic acid,3,4-dihydro-6-hydroxy-2-methylのいずれかひとつである。なお、この測定用溶液１７は、０．０２ｍＭ〜２ｍＭのクロマノール骨格を有する化合物を含有する溶液である。
【００３４】
このように測定用容器１７が注入された呼気成分溶解容器１４内に、呼気を所定量吹き込む。そして、図３（ｂ）に示すように、呼気成分溶解容器１４を上下に振って測定用溶液１７を攪拌させると、図３（ｃ）に示すように、呼気成分溶解容器１４内に測定用溶液１７が拡散する。そのまま測定用溶液１７の攪拌を続けると、すなわち、呼気成分溶解容器１４を上下に振り続けると、拡散した測定用溶液１７に呼気成分が溶解する。
【００３５】
呼気成分溶解容器１４を静止させて、測定用溶液１７の攪拌を止めると、図３（ｄ）に示すように、呼気成分を溶解した測定用溶液１７ａが下部に貯留され、その貯留された測定用溶液１７ａを呼気成分測定容器７に取り込む。
【００３６】
そして、図３（ｅ）に示すように、呼気成分溶解容器１４の上下を逆さにした後、図３（ｅ）に示すように、呼気成分測定容器７を呼気成分溶解容器１４から取り外す。
【００３７】
このようにして、呼気成分溶解容器１４に付属している呼気成分測定容器７に、呼気成分が溶解した測定用溶液１７ａを取り込むことができる。
【００３８】
なお、ここでは、呼気成分溶解容器１４に呼気成分測定装置７を初めから付属させている場合について説明したが、測定溶液１７に呼気成分を溶解させた後に呼気成分測定容器７を取り付けも良い。
【００３９】
この場合も同様に、まず、図４（ａ）に示すように、呼気成分測定容器７を付属していない呼気成分溶解容器１４を用意し、その内部にクロマノール骨格を有する化合物を含有する測定溶液１７を注入しておく。そして、呼気を所定量吹き込んだ後、図４（ｂ）に示すように呼気成分溶解容器１４を上下に数回振って測定用溶液１７を攪拌させると、図４（ｃ）に示すように、呼気成分溶解容器１４内に測定用溶液１７が拡散する。なお、攪拌中の温度は、１０℃〜２５℃の範囲内であることが望ましい。
【００４０】
測定用溶液１７の攪拌を続けると、拡散した測定用溶液１７に呼気成分が溶解する。測定用溶液１７の攪拌を止めると、図４（ｄ）に示すように、呼気成分を溶解した測定用溶液１７ａが下部に貯留される。このとき、呼気成分測定容器７を取り付け、その内部に測定用溶液１７ａを取り込む。そして、図４（ｅ）に示すように、呼気成分溶解容器１４の上下を逆さにした後、図４（ｆ）に示すように、呼気成分溶解容器１４から呼気成分測定容器７を取り外す。
【００４１】
次に、呼気成分測定容器７について図５を用いて説明する。図５（ａ）は、電極付の呼気成分測定容器７の外観図である。
電極付呼気成分測定装置７の上面には、呼気成分が溶解している測定用溶液１７ａを取り込むための取込穴１２，１３が設けられている。
【００４２】
電極付呼気成分測定容器７に設けた取込穴１２，１３は、呼気を採取する前の測定用溶液１７を取り込まず、呼気を採取して溶解させた後の測定用溶液１７ａを取り込む必要があるため、例えば、取込穴１２，１３の表面に予めフィルムを取り付けておき、必要なときに取り外したり、取込穴１２，１３をゴムで形成し、呼気成分測定装置１００の方に前記ゴム部分に突き刺すような棒をセットしておき、必要なときに棒を突き刺すなどの細工をしておくと、必要な段階で測定用溶液１７ａを電極付呼気成分測定容器７に取り込むことが可能である。
【００４３】
また、電極付き呼気成分測定装置７の内部には３つの電極部９，１０，１１が設けられており、一部が外部に露出している。この３つの電極部９，１０，１１を、図５（ｂ）に示す。ここでは、電極部が良く見えるように外部をくりぬいた形で図示している。
【００４４】
電極部９は、測定用溶液１７ａ中の溶質成分であるクロマノール骨格を有する化合物を還元するための作用電極であり、電極部１０は、測定用溶液１７ａの電位を参照する参照電極であり、電極部１１は、作用電極９からの電流が流れ込み、作用電極９との間に電圧を印加するための対極である。
【００４５】
以下に、本発明の尿素呼気試験について説明する。
１）原理
ヘリコバクターピロリ菌は、人間の胃の中に存在し、胃潰瘍の原因であるとも言われている。このヘリコバクターピロリ菌は、胃の中で棲息するために、強力な酵素ウレアーゼを産出し、このウレアーゼによって胃内の尿素を加水分解してアンモニアを生成し、このアンモニアによって胃酸を中和して棲息している。
尿素呼気試験は、ヘリコバクターピロリ菌がアンモニアを産生することを利用した試験方法である。
【００４６】
２）呼気成分の採取
まず、２つの呼気成分溶解容器１４を用意しそれぞれに、被験者の空腹時の呼気と、被験者に尿素を経口的に服用させた後に所定時間を経過した時点での該被験者の呼気とを所定容量吹き込んだ後、呼気成分溶解容器１４を上下に振って攪拌し、容器１４内の測定用溶液１７に呼気成分であるアンモニアを溶解させる。このとき、呼気成分溶解容器１４を１０℃以上でインキュベート（保温）しておくと、呼気中に含まれるＣＯ2が溶液に溶解してアンモニアを中和することを防ぐことができる。
【００４７】
測定用溶液１７に呼気成分が十分溶解した段階で、各呼気成分溶解容器１４から電極付呼気成分測定容器７を取り外して、それぞれ呼気成分測定装置１００にセットし、尿素入り錠剤を服用前の空腹時に採取した被験者の呼気をコントロールとして、尿素入り錠剤を服用した後に採取した被験者の呼気に含まれるアンモニア量を測定する。
【００４８】
このようにして、被験者に尿素入りの錠剤を経口から服用させる前後の呼気中に含まれるアンモニア量を測定して比較することで、被験者の胃の中に棲息するヘリコバクターピロリ菌が尿素を分解したということが間接的に測定可能となる。
【００４９】
３）呼気成分の測定
電極付呼気成分測定容器７を呼気成分測定装置１００にセットした後、トグルスイッチ５をＯＮして電源を投入する。電極付呼気成分測定容器７の表面に作用電極９と参照電極１０と対極１１の各電極の一部が露出しているため、これらの部分に対して呼気成分測定装置１００側から接点を出して各電極に接触するように構成しておくと、電極付呼気成分測定容器７を呼気成分測定装置１００にセットした段階で電極への印加が可能になる。
【００５０】
操作ボタン４を押して測定を開始すると、作用電極９と参照電極１０との間の電圧が所定の電圧になるように作用電極９と対極１１との間に電圧が印加される。
【００５１】
４）測定用溶液の調製
呼気成分がアンモニアの場合、測定用溶液１７は、エタノールとイソプロパノールと水を３：２：１の割合で混合した溶媒に、３ｍＭのα−トコフェロールを溶質、５０ｍＭの塩化ナトリウムを電解質として構成する。
【００５２】
作用電極９の電極面積７．０６ｍｍ2の面積を持つカーボンを使用し、参照電極１０にＡｇ／ＡｇＣｌ、対極１１に白金を使用して、電圧を−０．２Ｖから２０ｍＶ／秒で増加すると、図７に示したような酸化電流値グラフが得られる。横軸は作用電極と参照電極間電位、縦軸は測定したα−トコフェロールの酸化電流値を示している。図７のＡで示した位置の電流値Ｚが測定値となる。
【００５３】
５）アンモニアの検量線の作成
予めアンモニア濃度が判明している溶液で検量線を作成した。例えば、０、０．５ｍＭ、１．０ｍＭ、１．５ｍＭ、２.０ｍＭのアンモニア含有溶液を調製し、それぞれ呼気成分測定装置１００にセットし、各アンモニア濃度における電流値を測定し、測定結果から検量線を作成すると、図８に示すような検量線図が得られる。
【００５４】
このように予め検量線を作成しておけば、測定時の電流値を確認するだけで、被検査溶液のアンモニアの濃度を算出することが可能となる。
【００５５】
なお、ここでは、電極付呼気成分測定容器７を用いて尿素試験法について説明したが、電極が付いてない呼気成分測定容器であってもよい。図６に、電極が付いていない呼気成分測定容器１８を示す。
【００５６】
図６に示す呼気成分測定容器１８は、その上面に、測定用溶液１７を取り込むための取込穴１２，１３と、呼気成分測定装置１００から電極を差し込むための差込穴２１，２２，２３とが設けられている。
【００５７】
この呼気成分測定容器１８を用いて尿素呼気試験を行う場合には、呼気成分測定容器１８に挿入する電極を、呼気成分測定装置１００に具備しておく必要がある。電極は可動式で呼気成分測定容器１８が呼気成分測定装置１００にセットされた段階で、可動して呼気成分測定容器１８に挿入し、測定を行う。
【００５８】
但し、この電極は測定の度に溶液に晒されるため、溶液同士の汚染（ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ）を防ぐために、電極を毎回洗浄できる機構を有しておく方が良い。たとえば、呼気成分測定容器１８に挿入する前の待機状態から、前記挿入方向とは別の部分に可動して、洗浄液に浸して洗浄するのが良い。更に、この洗浄液が保存されている部分は呼気成分測定装置１００の外部から取り外し可能で、前記洗浄液が汚れないようにしておく必要がある。
【００５９】
このように、本実施の形態１の呼気成分測定装置は、呼気を呼気成分溶解容器に吹き込んで、呼気中の呼気成分を測定用溶液に溶解させた後、該測定用溶液を呼気成分測定容器へ取り込み、呼気成分測定装置へセットし、電気化学的に呼気成分を測定することにより、簡単にかつ正確に呼気成分を測定することができる。これにより、たとえば、呼気成分がアンモニアの場合はウレアーゼ活性を有するヘリコバクターピロリ菌などの被験者の胃の中に棲息する微生物の量を推定することができる。また、電気化学的測定を利用しているため、試料が少なくても測定が可能で、迅速かつ正確に呼気成分を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１における呼気成分測定装置の外観図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における呼気成分測定装置の概略モデル図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施の形態１における、電極付呼気成分測定容器を付属した呼気成分溶解容器を示す図、図３（ｂ）は、呼気成分溶解容器に呼気を所定量吹き込んで上下に攪拌し始めた状態を示す図、図３（ｃ）は、呼気成分溶解容器内に溶液が拡散している状態を示す図、図３（ｄ）は、電極付呼気成分測定容器を取り付けて溶液を取り込んでいる状態を示す図、図３（ｅ）は、呼気成分溶解容器の上下を逆にした状態を示す図、図３（ｆ）は、電極付呼気成分測定容器を呼気成分溶解容器から取り外した状態を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、電極付呼気成分測定容器を付属していない呼気成分溶解容器を示す図、図４（ｂ）は、呼気成分溶解容器に呼気を所定量吹き込んで上下に攪拌し始めた状態を示す図、図４（ｃ）は、呼気成分溶解容器内に溶液が拡散している状態を示す図、図４（ｄ）は、電極付呼気成分測定容器を取り付けて溶液を取り込んでいる状態を示す図、図４（ｅ）は、呼気成分溶解容器の上下を逆にした状態を示す図、図４（ｆ）は、電極付呼気成分測定容器を呼気成分溶解容器から取り外した状態を示す図である。
【図５（ａ）】図５（ａ）は、電極付呼気成分測定容器の外観図である。
【図５（ｂ）】図５（ｂ）は、電極部概観図である。
【図６】図６は、電極を付属していない呼気成分測定容器の外観図を示す図である。
【図７】図７は、作用電極および参照電極間の電位と、α−トコフェロールの酸化電流値との相関グラフを示す図である。
【図８】図８は、アンモニアの検量線図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  呼気成分測定装置
１  筐体
２  ディスプレー
３  装着部
４  操作ボタン
５  トグルスイッチ
６  電源ボックス
７  呼気成分測定容器（電極付き）
８  制御基板
９  作用電極
１０  参照電極
１１  対極
１２  取込穴
１３  取込穴
１４  呼気成分測定容器
１５  口
１６  逆止弁
１７  測定用溶液
１８  呼気成分測定容器（電極無し）
２１  差込穴
２２  差込穴
２３  差込穴
【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（ａ）】
2007205994.tif 000007
【図５（ｂ）】
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【図６】
2007205994.tif 000009
【図７】
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【図８】
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