(57)【要約】【課題】複数の肺機能検査及びその他の関連する測定が実行可能な正確で効率的な呼吸モニタであって、より長期間にわたり信頼して使用可能な呼吸モニタを提供する。【解決手段】呼気などのガスサンプルから一酸化窒素の存在を検出するための特徴物を含む測定システムを開示する。この測定システムは、１以上の還元ガスをリアクタ−センサ組立体に導入する組立体を含み、これにより、センサ信号応答の安定化を補助し、また、前記組立体の経時的性能変化を改善する。適切な還元ガスは、水素ガス（Ｈ２）、二酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、ビスフェノールＡ、及び、その他の類似の化合物を含む。還元ガスは、１以上の周囲ガスから直接導入されても、或いは、管、若しくはインライン管を通して導入されてもよい。還元ガスは、液体又は固体形態から発生され得る。【選択図】図１
2020510831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための装置であって、
（ａ）入ってくるガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合された触媒フィルタ部材と、
（ｂ）前記触媒フィルタ部材よりも下流に配置された、前記ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されたセンサ部材と、
（ｃ）前記触媒フィルタ部材と前記センサ部材との間に配置された接続部材であって、前記触媒フィルタと前記センサ部材との間に還元剤を供給するように構成された接続部材とを備えた装置。
【請求項２】
前記接続部材がフルオロエラストマー管を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記接続部材が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記還元剤が還元ガスを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記還元剤がビスフェノールＡを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記還元剤が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記触媒フィルタ部材が白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサ部材が電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
ガス流中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための装置であって、
（ａ）入ってくるガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合された触媒フィルタ部材と、
（ｂ）前記触媒フィルタ部材よりも下流に配置された、前記ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されたセンサ部材と、
（ｃ）前記触媒フィルタ部材と前記センサ部材との間に配置された、酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている還元剤とを備えた装置。
【請求項９】
前記還元剤が、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記還元剤が、ＮＯ及びＮＯ２の実質的に安定的な酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の実質的に安定的な還元を促進するように適合されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記還元剤がフルオロエラストマー管を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記還元剤が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記還元剤が還元ガスを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記還元剤がビスフェノールＡを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記還元剤が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記触媒フィルタ部材が白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサ部材が電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
ガス流中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための装置であって、
（ａ）ＮＯｘを含むガス流を運ぶように適合されているガス流路と、
（ｂ）前記ガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている、前記ガス流路内に配置された触媒フィルタと、
（ｃ）前記ガス流中のＮＯｘ濃度を示す応答信号を発生するように適合されている、前記触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサと、
（ｄ）センサ応答信号を安定化させるように適合されている、前記触媒フィルタと前記センサとの間に配置された還元要素とを備えている、装置。
【請求項１８】
前記還元要素が、前記センサにおける酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記還元要素が、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記還元要素がフルオロエラストマー管を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２１】
前記還元要素が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２２】
前記還元要素が還元ガスを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２３】
前記還元要素がビスフェノールＡを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２４】
前記還元要素が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項１７に記載の装置。
【請求項２５】
前記触媒フィルタが白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサが電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項２６】
ガスサンプル中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための方法であって、
（ａ）ＮＯｘを含むガスサンプルを、ガス流路を通して流すステップと、
（ｂ）前記ガスサンプルを、前記ガス流路内に配置された、前記ガスサンプル中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている触媒フィルタ部材に流すステップと、
（ｃ）前記ガスサンプルを、前記触媒フィルタ部材よりも下流に配置された、前記ガスサンプル中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されているセンサ部材に流すステップと、
（ｄ）前記ガスサンプルを還元剤に接触させるステップとを含み、当該還元剤が、前記触媒フィルタ部材と前記センサ部材との間の位置にて前記ガス流路と連通している接続部材により供給される、方法。
【請求項２７】
前記接続部材がフルオロエラストマー管を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記接続部材が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記還元剤が還元ガスを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記還元剤がビスフェノールＡを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記還元剤が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記触媒フィルタ部材が白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサ部材が電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
ガスサンプル中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための方法であって、
（ａ）ＮＯｘを含むガスサンプルを、前記ガスサンプル中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている触媒フィルタ部材に流すステップと、
（ｂ）前記ガスサンプルを、前記触媒フィルタ部材よりも下流に配置された、前記ガスサンプル中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されているセンサ部材に流すステップと、
（ｃ）前記ガスサンプルを、前記触媒フィルタ部材と前記センサ部材との間で供給される還元剤に接触させるステップと、を含み、当該還元剤が、酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、方法。
【請求項３４】
前記還元剤が、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記還元剤が、ＮＯ及びＮＯ２の実質的に安定的な酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の実質的に安定的な還元を促進するように適合されている、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記還元剤がフルオロエラストマー管を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記還元剤が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記還元剤がビスフェノールＡを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
前記還元剤が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項３３に記載の方法。
【請求項４０】
前記触媒フィルタ部材が白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサ部材が電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項４１】
ガスサンプル中の一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）を含む全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための方法であって、
（ａ）前記ガスサンプル中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を、触媒
フィルタを用いて触媒するステップと、
（ｂ）前記ガスサンプル中のＮＯｘ濃度を示す応答信号を、前記触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサを使用して発生させるステップと、
（ｃ）センサ応答信号を、前記触媒フィルタと前記センサとの間に配置された還元要素を用いて安定化させるステップと、を含む、方法。
【請求項４２】
前記還元要素が、前記センサにおける酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記還元要素が、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記還元要素がフルオロエラストマー管を含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記還元要素が、テフロン管、ステンレス鋼管、及びフルオロエラストマー管から成る群から選択される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４６】
前記還元要素がビスフェノールＡを含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４７】
前記還元要素が、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択される、請求項４１に記載の方法。
【請求項４８】
前記触媒フィルタが白金‐ゼオライト部材を含み、且つ、前記センサが電位差測定ＮＯセンサを含む、請求項４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年３月１日に出願された米国仮特許出願第６２／４６５，３７０号の利益を主張し、その主題の全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、概して、肺機能を測定するために使用される監視装置に関し、より詳細には、一酸化窒素、及び、呼吸器症状の監視に関連するその他のマーカの検査に関する。
【背景技術】
【０００３】
呼吸器疾患は、世界で最も一般的な疾患の部類である。このような呼吸器疾患は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、喘息、嚢胞性線維症、及び肺線維症などの症状を含む。例えば、ＣＯＰＤには何百万もの人々が罹患しており、米国における非常に高い罹患率及び死亡率の一因である。ＣＯＰＤとは、投薬治療を行っても通常は完全には可逆的でない気流制限の漸進的進行を特徴とする慢性肺疾患を示す用語である。ＣＯＰＤの一般的症状として、呼吸困難、喘鳴、及び慢性咳が挙げられる。
【０００４】
喘息は、ＣＯＰＤに類似の症状（呼吸困難及び喘鳴など）を呈する慢性肺疾患の別の例であり、ＣＯＰＤとは病因論的に異なる。喘息は一般的な医療課題であり、米国及び世界中で数百万人が罹患している。喘息患者の大部分を、中等度から重度の喘息罹患者として分類でき、これらの患者は、気道炎症をより頻繁にモニタリングされることが有益であろう。ＣＯＰＤと喘息とでは、要求される治療法が異なるが、ＣＯＰＤと喘息の検査結果は重複する場合が多い。
【０００５】
喘息は、具体的には、過敏症気道における炎症反応を特徴とし、これが、肺内への空気流を制限する。近年、呼気中一酸化窒素（ｅＮＯ）の測定が、特には喘息患者の気道炎症の評価における、非侵襲的でその他の肺機能検査に補完的なツールであることが分かってきた。従って、ｅＮＯの存在は、気道炎症に関して世界的に認められた公知のバイオマーカである。
【０００６】
一酸化窒素（ＮＯ）は、細胞内で一酸化窒素シンターゼにより内因的に生成され、末梢肺胞内で好酸球により分泌される。一酸化窒素の生成は、炎症性サイトカイン（喘息発作に関連）に反応して増大し、呼出されるＮＯは、好酸性気道炎症の間接的な尺度とみなされる。従って、下気道（例えば非鼻腔）から呼出される一酸化窒素を、気道炎症の程度と相関させ得る。喘息患者は、その呼気中に高レベルのＮＯを含む。一酸化窒素レベルは、臨床症状が現れる前に増大するが、一酸化窒素レベルは、適切な治療に応じて気道炎症が軽減するに従って低下する。これらの２つの特徴により、一酸化窒素レベルは、喘息状態を管理するための理想的なバイオマーカであり得る。従って、米国胸部学会（ＡＴＳ）は、２０１１年に、喘息の診断及び管理のために呼気一酸化窒素の測定を推奨する新しいガイドラインを発行した。喘息の診断は、呼気中の一酸化窒素レベルが５０ｐｐｂを超えた場合に下され得る。また、高レベルのｅＮＯは、その他の炎症性呼吸器症状にも関連付けられる。
【０００７】
呼吸器疾患を診断する際、ｅＮＯに関する一連の検査が実施される。例えば、ポイントオブケア呼気分析器がｅＮＯ情報を医師に又は臨床現場で提供でき、一方、ハンドヘルド又はポータブル呼気分析器が、個々の患者に呼気一酸化窒素情報を提供できる。ｅＮＯの検出に有用な呼吸モニタに関する詳細が、「呼吸モニタ」(“Respiratory Monitor”)と題された特許文献１に記載されており、この特許文献の全体を参照として本明細書に組み
込む。ｅＮＯの検出に有用なさらなる呼吸モニタに関する詳細が、「呼吸モニタ」(“Respiratory Monitor”)と題された特許文献２に記載されており、この特許文献の全体を参照として本明細書に組み込む。その他のセンサ及びその他の技術を用いた呼吸監視装置もまた、患者の呼気中のその他の様々なバイオマーカに関してテスト可能である。
【０００８】
有効なｅＮＯ試験を標準的な試験に補完することもできよう。しかし、呼気中に存在する微量の（一般的に、１０億分の１単位で測定される）ＮＯを検出可能な安価なセンサが不足している。また、ＮＯセンサは、水及び二酸化炭素（ＣＯ２）を含むその他の干渉可能性のあるガス成分の存在下でも正確なＮＯ測定を提供しなければならない。ＮＯ測定のさらなる課題は、患者の呼気中のＮＯと二酸化窒素（ＮＯ２）との識別が困難なことである。すなわち、患者の呼気から導入されるガスは、一般的に、各濃度のＮＯ、ＮＯ２、ＣＯ２及び酸素（Ｏ２）を含む。従来のセンサは、多くの場合、窒素酸化物（ＮＯｘ）の２つの主要な対象成分であるＮＯとＮＯ２との識別に関し、非選択的であるか又は識別不能なため、得られる読取値は誤っている場合がある。
【０００９】
現在の標準的な肺機能検査における別の課題は、ｅＮＯを長期間にわたり正確且つ有効に測定する性能である。例えば、センサ応答信号が劣化し、一貫性のない読み取りを提供し、また、経時的に不安定になる可能性がある。この不安定性により、臨床現場での異なる期間にわたる同一センサの使用がより困難になり得る。また、センサが頻繁な交換を必要とする場合もあり、それにより、肺機能検査装置のメンテナンス及び修理に関するコストが増大するであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０２５０４０８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１７／００６５２０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、複数の肺機能検査及びその他の関連する測定が実行可能な正確で効率的な呼吸モニタであって、より長期間にわたり信頼して使用可能な呼吸モニタを提供することが望ましく且つ有利であろう。幾つかの例において、様々な状況で有用な、設置面積がコンパクトで携帯可能な呼吸モニタを提供することも、望ましく且つ有利であろう。さらに、このような測定システムが安定化されたセンサ応答信号を提供するようにし、それによりメンテナンス及び交換のコストを低減することが、望ましく且つ有利であろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、概して、ガスサンプルから全窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度を測定するための測定システムに関する。全窒素酸化物ＮＯｘは、純粋な一酸化窒素（ＮＯ）、純粋な二酸化窒素（ＮＯ２）、及びこれらの混合物を含む。一実施形態において、ＮＯｘを含むガスサンプルがガス流路内に向けられ、当該ガス流路を通って前記ガスサンプルは、白金及びゼオライトを含む触媒フィルタに接触する。当該触媒フィルタは、ＮＯｘを含むガスサンプルからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒する。前記ガスサンプルは、２つの電極を、固体電解質イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺ）上に有するセンサに露出される。一方の電極はセンサ電位電極である。他方の電極は基準電位電極である。前記センサは、前記２つの電極間の電位差を得る。前記ガスサンプル中の全ＮＯｘは、較正曲線を用いて電位差から決定できる。測定システムにおいて１以上の還元ガスを使用することが、センサ信号の安定化を補助する。また、これは、呼吸モニタにおけるセンサの長期使用も容易にし得る。
【００１３】
幾つかの実施形態において、ガス流中のＮＯ及びＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定するためのシステムが記載される。このシステムは、触媒フィルタ部材と、当該触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサ部材と、前記触媒フィルタと前記センサ部材との間に配置された接続部材とを備えている。前記触媒フィルタ部材は、入ってくるガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。前記センサ部材は、前記ＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成後に前記ガス流に接触するように適合されており、また、前記センサ部材は、前記ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。前記接続部材は、還元剤を供給するように適合されている。
【００１４】
前記還元剤は、水素ガス（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡから成る群から選択され得る。前記還元剤は還元ガスを含み得る。前記接続部材は、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように、前記センサ部材における酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合され得る。前記接続部材は、フルオロエラストマー管、テフロン管、ステンレス鋼管、ガラス管、セラミック管、１以上のキャニスタ、又はこれらの組合せを含み得る。
【００１５】
好ましい実施形態において、前記触媒フィルタ部材は白金‐ゼオライトＹ（ＰｔＹ）を含む。前記触媒フィルタと前記センサ部材とは異なる温度で動作される。前記センサ部材は、ＮＯとＮＯ２との平衡混合物と接触するように適合されたセンサ電位電極、及び、電解質基板上に配置された基準電位電極を含む。前記センサ部材は、当該２つの電極間の電位差を測定して、前記ガス流中のＮＯｘ濃度を得る。また、このシステムは、前記センサ部材と電気的に連通しているコントローラをさらに含み得る。当該コントローラは、測定されたＮＯｘ濃度及びＮＯとＮＯ２との平衡混合物に基づいて、前記ガス流中の全ＮＯ濃度を決定する。
【００１６】
また、ガス流中のＮＯ及びＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定するためのシステムに関しても記載する。このシステムは、触媒フィルタ部材と、当該触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサ部材と、前記触媒フィルタと前記センサ部材との間に配置された接続部材とを備えている。前記触媒フィルタ部材は、入ってくるガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。前記センサは、ＮＯとＮＯ２との前記平衡混合物の生成後にガス流に接触して、当該ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。前記接続部材は、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように、前記センサ部材における酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている。幾つかの実施形態において、前記接続部材は、ＮＯ及びＮＯ２の実質的に安定的な酸化が実質的に中断されずに生じるように、前記センサ部材における酸素イオン（Ｏ２−）の実質的に安定的な還元を促進するように適合されている。
【００１７】
さらに、ガス流中の一酸化窒素ＮＯ及び二酸化窒素ＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定するための測定システムが、ＮＯｘを含むガス流を運ぶように適合されているガス流路と、当該ガス流路内に配置された触媒フィルタと、当該触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサと、前記触媒フィルタと前記センサとの間に配置された接続部材と、当該センサと電気的に接続されたコントローラとを備えている。前記触媒フィルタは白金‐ゼオライトＹ（ＰｔＹ）を含み、且つ、前記ガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。前記センサは、ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。前記接続部材は還元剤を供給するように適合されている。前記コントローラは、前記測定されたＮＯｘ濃度及びＮＯとＮＯ２との平衡混合物に基づいて前記ガス流中の全ＮＯ濃度を決定するように適合されている。
【００１８】
また、以下に記載するように、ガス流中のＮＯ及びＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定するための測定システムが、ガス流路と、当該ガス流路内に配置された触媒フィルタと、当
該触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサと、前記触媒フィルタと前記センサとの間に配置された接続部材と、前記センサと電気的に接続されたコントローラとを備えている。前記触媒フィルタは白金‐ゼオライトＹを含み、且つ、前記ガス流中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。前記センサは、ガス流中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。前記接続部材は、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように、前記センサにおける酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進するように適合されている。前記コントローラは、前記測定されたＮＯｘ濃度及びＮＯとＮＯ２との平衡混合物に基づいて前記ガス流中の全ＮＯ濃度を決定するように適合されている。
【００１９】
別の実施形態において、ガスサンプル中の一酸化窒素ＮＯ及び二酸化窒素ＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定するための方法を記載する。この方法は、ＮＯｘを含むガスサンプルを、ガス流路を通して流して、当該ガス流路内に配置された触媒フィルタに前記ガスサンプルを露出させるステップを含む。前記触媒フィルタは、白金‐ゼオライトＹ（ＰｔＹ）を含み、且つ、前記ガスサンプル中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。この方法は、さらに、前記ガス流路内の、前記触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサにガスサンプルを露出させるステップを含む。前記センサは、前記ガスサンプル中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。また、この方法は、前記ガスサンプルが前記触媒フィルタに露出された後に前記ガスサンプルを還元剤に露出させるステップも含む。この方法は、さらに、前記ガスサンプル中の全ＮＯ濃度を、前記センサに電気的に接続されているコントローラを用いて決定するステップを含む。当該コントローラは、測定されたＮＯｘ濃度及びＮＯとＮＯ２との平衡混合物に基づいて全ＮＯ濃度を決定する。
【００２０】
さらに、ガスサンプル中のＮＯ及びＮＯ２を含む全ＮＯｘ濃度を測定する方法も記載する。この方法は、ＮＯｘを含むガスサンプルを、ガス流路を通して流して、ガス流路内に配置された触媒フィルタにガスサンプルを露出させるステップを含む。前記触媒フィルタは、白金‐ゼオライトＹ（ＰｔＹ）を含み、且つ、前記ガスサンプル中のＮＯｘからのＮＯとＮＯ２との平衡混合物の生成を触媒するように適合されている。この方法は、さらに、前記ガスサンプルを、前記ガス流路内の、前記触媒フィルタよりも下流に配置されたセンサに露出させるステップも含む。前記センサは、前記ガスサンプル中のＮＯｘ濃度を測定するように適合されている。また、この方法は、前記ガスサンプルを接続部材に露出させるステップも含む。このステップにより、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように、前記センサにおける酸素イオン（Ｏ２−）の還元が促進される。この方法は、さらに、前記ガスサンプル中の全ＮＯ濃度を、センサと電気的に接続しているコントローラを用いて決定するステップを含む。当該コントローラは、測定されたＮＯｘ濃度及びＮＯとＮＯ２との平衡混合物に基づいて、全ＮＯ濃度を決定する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体の、リアクタユニットとセンサユニットとの間の接合部に還元ガスが導入されている様子を示す上面概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態によるセンサユニットの側方断面概略図であり、還元ガスが導入されていない状態を概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の一実施形態によるセンサユニットの側方断面概略図であり、還元ガスが導入されている状態を概略的に示す。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による、還元ガスの供給源としてインライン管を含むマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体の上面図を概略的に示す。インライン管は、リアクタユニットとセンサユニットとの間の接合部に配置され、インライン管が還元ガスを組立体に送出する。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態による、テフロン管及びフルオロエラストマー管を使用したマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体に関するセンサ応答の例を示す図である。センサ応答は、１５ｐｐｂ〜２００ｐｐｂの範囲のＮＯ濃度を含む呼気ガスサンプルに関して示されている。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一実施形態による、テフロン管及びフルオロエラストマー管を使用したマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体に関するセンサ応答の例を示す図である。センサ応答は、１５ｐｐｂ〜２００ｐｐｂの範囲のＮＯ濃度を含む呼気ガスサンプルに関して示されている。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による、還元ガスを供給するためのセンサプレート上へのエポキシ材料の塗布を概略的に示す図である。この実施形態において、エポキシは、入口管が配置されることになるセンサプレート開口部の周囲に配置される。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態によるマイクロチャネルリアクタ組立体の一部の例の概略図である。フルオロエラストマー管が、マイクロチャネルリアクタユニットとセンサユニットとの接続を形成している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書における、用語「備える」(“comprises, comprising”)、「含む」（“includes, including”)、「有する」(“has, having”)、又はこれらのその他の任意の変型の使用は、非排他的な包含を意図している。例えば、要素の列挙を含む、プロセス、方法、物品、若しくは装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されるものではなく、明示的には列挙されていないか又は前記プロセス、方法、物品、若しくは装置に本来固有の他の要素も含み得る。また、「又は」(“or”)という文言は、逆のことが述べられていない限り、包含的な「又は」を示すのであり、排他的な「又は」を示すのではない。例えば、「条件Ａ又はＢ」は、以下のいずれかにより満たされ、すなわち、「Ａは真であり（若しくは存在し）且つＢは偽である（若しくは存在しない）」、「Ａは偽であり（若しくは存在せず）且つＢは真である（若しくは存在する）」、並びに、「Ａ及びＢの両方が真である（若しくは存在する）」。
【００２３】
また、用語「１つの」(“a”又は“an”)が、本発明の要素及び構成要素を説明するために用いられる。これは、便宜上、及び、本発明の一般的な意味を与えるためのものに過ぎない。この記述は「１つ」又は「少なくとも１つ」を含む。また単数形は、そうでないことが明らかでない限り、複数形も含む。
【００２４】
別様に定義されない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術の当業者により一般的に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書に記載する方法と類似の又は均等な方法を、本発明の実施又は検査において使用できるが、本明細書においては、適切な方法及び材料を記載する。本明細書で言及する全ての刊行物、特許出願、特許、及びその他の参考文献は、その全体が参考として援用される。矛盾がある場合には、定義を含む本明細書が優先される。また、材料、方法、及び実施例は例示的なものに過ぎず、限定的であることは意図されていない。
【００２５】
以下の説明において、本発明の実施形態の理解のために、多数の具体的な詳細、例えば、様々なシステム構成要素の特定を提示する。しかし、当業者は、本発明の実施形態を、これらの具体的な詳細、通常の方法、構成要素、材料などの１以上を用いずとも実施可能なことを理解するであろう。また、他の例として、公知の構造、材料、又は動作を詳細には図示及び説明しない。これは、本発明の様々な実施形態の態様が曖昧になることを回避するためである。
【００２６】
本明細書全体において、「一実施形態」(“one embodiment”)又は「実施形態」(”an embodiment”)への言及は、その実施形態に関して説明される特定の特徴、構造、又は特
性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体における様々な箇所での「一実施形態において」(“in one embodiment”)又は「実施形態において」(“in an embodiment”)という語句の出現は、必ずしも全て同一の実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、又は作業特性を、１以上の実施形態において任意の適切な仕方で組み合わせてよい。
【００２７】
図１を参照すると、一酸化窒素（ＮＯ）の検出に使用されるリアクタ−センサ組立体の一実施形態の概略図が示されている。この組立体は、マイクロチャネルリアクタ（「ＭＣＲ」）触媒ユニット１と、センサユニット２とを含む。触媒ユニットとセンサユニットとは、１以上のコネクタ３を介して連通している。コネクタは、１以上のポリマー管、パイプ、ステンレス鋼管、又はその他のガス配送構造物を含み得るが、これらに限定されない。この組立体内に呼気ガスが流路４から入り、最初に触媒ユニットを通り、次いで、センサユニットへと流れ、その後、呼気ガスは装置外部に排出される。好ましい実施形態において、リアクタ−センサ組立体は、互いに接着された薄いプレートの積み重ねから構成される。積み重ねられた構造物は、触媒材料及びセンサ材料により被覆された薄いプレートを含む。様々なプレート間の空間及び開口部が、ガス流が組立体を流通することを可能にするためのチャネルを形成している。
【００２８】
リアクタ−センサ組立体は、呼気ガスサンプルから全ＮＯ濃度を測定するように構成されている。患者の呼気サンプルは、純粋なＮＯ、純粋な二酸化窒素（ＮＯ２）及びこれらの混合物を含む窒素酸化物（ＮＯｘ）を含み得る。患者の呼気から導入されたガスに含まれるＮＯ、ＮＯ２、及び一酸化炭素（ＣＯ）の濃度は、一般的に、０ｐｐｂ〜１０００ｐｐｂの範囲である。さらに、ガスは、一般的に、１４％〜１８％の酸素（Ｏ２）を含む。一実施形態において、マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体は、白金及びゼオライトを含む触媒フィルタを流路内に含み得る。触媒フィルタとセンサとは、異なる温度で動作される。流路を通って流れるガスは、特定の温度にて触媒フィルタと相互作用して、ＮＯとＮＯ２の平衡混合物を生成する。マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体は、さらに、当該組立体内を通って流れるＮＯｘの量を検出するように構成されたセンサ要素を含む。
【００２９】
好ましい実施形態において、センサ素子は、２つの電極を、固体イットリア安定化ジルコニア（「ＹＳＺ」）電解質基板上に含む。これらの電極は、（１）ＮＯとＮＯ２との平衡混合物に接触するように触媒フィルタ装置の下流に配置されたセンサ電位電極と、（２）基準電位電極とである。２つの電極間に生じた電位差を較正曲線と比較することにより、ＮＯｘ濃度を判定する。ＮＯ及びＮＯ２の相対量は、フィルタを通した平衡反応により既知であるため、センサのＮＯｘ読取値を用いて、サンプル中のＮＯ量を決定できる。マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体の非限定的な例に関する詳細が、米国特許出願公開第２０１５／０２５０４０８号明細書及び米国特許出願公開第２０１７／００６５２０８号明細書（両方共「呼吸モニタ」(“Respiratory Monitor”)と題されている）に記載されており、これらの全てを援用して本明細書の一部とする。
【００３０】
触媒とセンサユニットとの間の接合部に還元ガス５を導入できる。還元ガスは、電子を供与して酸素（例えば、ＹＳＺ電解質基板からの）と反応する能力により特徴付けられ、そしてそれにより、センサ応答を安定化させ、且つ、リアクタ−センサ組立体の長期使用を容易にし得る。還元ガスは、水素ガス（Ｈ２）、ＣＯ、ベンズアルデヒド、ビスフェノールＡなどを含み得るが、これらに限定されない。この実施形態において、還元ガスは、触媒ユニットとセンサユニットとを接続する管、パイプ、又はその他のガス配送構造物のＴ接合部にて導入される。しかし、還元ガスを導入するために、当分野で公知の、様々な形状、サイズ、及び寸法を有する、ガスを配送するためのその他の構造物、装置、及び構成を用いてもよい。
【００３１】
図２Ａ及び図２Ｂは、センサユニットの、流路内に触媒フィルタを含む部分を概略的に示す。触媒フィルタは、白金及びゼオライト、好ましくは、白金を担持させたゼオライトＹ（ＰｔＹ）を含む。図２Ａに示されているように、センサユニットは、酸化アルミニウム（Ａ１２Ｏ３）基板６を含み、基板６は、以下の層、すなわち、固体ＹＳＺ電解質７、金（Ａｕ）８、白金（Ｐｔ）対向電極９、及び、三酸化タングステン作用電極（ＷＯ３）１０を含む。センサユニット内を流れるガスが触媒フィルタと相互作用して、ＮＯとＮＯ２との平衡混合物を形成する。還元ガスが存在しない場合、固体ＹＳＺ電解質７と白金９と三酸化タングステン１０とが接する三重点境界における有効な酸素（Ｏ２−）が、ＮＯの生成を妨げ得ることが分かっている。
【００３２】
図２Ｂに示されているように、還元ガス１１を、触媒リアクタユニットの下流の流路に導入できる。還元ガスがセンサユニットに接触すると、還元ガスは、固体ＹＳＺ電解質７と白金９と三酸化タングステン１０とが接する三重点境界にて酸素（Ｏ２−）と反応して、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、又はこれらの両方を生成する。幾つかの実施形態において、センサ又はセンサユニットが、マイクロチャネルリアクタ触媒‐センサ組立体及び／又は上述の構成要素を含み得ることが理解されよう。
【００３３】
この還元ガスの導入が、センサユニットにおける酸素の消費を補助する。こうすることで、還元ガスは、三重点境界又はその付近での酸素欠損の促進を補助する。これにより、呼気ガスサンプルからのＮＯ２が残りの電子と反応して還元され、センサユニットにおけるＮＯの生成を容易にする。具体的には、還元剤が、センサ素子における酸素イオン（Ｏ２−）の還元を促進して、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように補助する。好ましい実施形態において、還元剤は、センサ素子におけるＯ２−の実質的に安定した還元の促進を、ＮＯ及びＮＯ２の酸化が実質的に中断されずに生じるように補助する。還元ガスの導入と、それによるＮＯ２からＮＯへの変換（例えば、フルオロエラストマー管、その他の管、その他の材料、若しくは、気体、固体、若しくは液体の形態のその他の物質を用いて行われる）が、センサ信号応答の安定化を（特に、還元ガスを使用しない場合のセンサ信号応答と比較して）補助し得る。
【００３４】
図３を参照すると、１以上の触媒１３を含むマイクロチャネルリアクタニットとセンサユニット１４との間に、インライン管１２（例えば、フルオロエラストマー管（バイトン(Viton)（登録商標））、エラストマー管、ポリマー管、ゴム管、又はその他の管）が配置され得る。この場合、還元ガスはインライン管から供給される。しかし、上述したように、還元ガスをその他の構造物により、その他の構成で、及び、その他の形態で供給することも可能である。例えば、管の内側が、還元ガスを放出するために加熱され得る物質（例えば、固体材料）を含んでもよい。還元物質は、リアクタユニットとセンサユニットとの間の接合部における管を通って組立体内に流入する。
【００３５】
図４Ａ及び４Ｂは、マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体（“ＭＣＲＳＨ”）の連続動作における特性の例を示す（リアクタユニットとセンサユニットとは、テフロン管及びフルオロエラストマー（バイトン(Viton)（登録商標））管を用いてそれぞれ接続されている）。この例において、フルオロエラストマー管が還元ガスをマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体に供給した。センサユニットは、１５ｐｐｂ〜２００ｐｐｂのＮＯを３回流して評価した。センサユニットを約４６０℃に維持し、一方、マイクロチャネルリアクタユニットは約３２０℃に維持し、洗浄エアを１００ｃｃｍの流量で流した。各グラフは、異なる濃度のＮＯを含むガスサンプルに関し、電力印加時間（時間）に対する２５秒応答（ｍＶ）を示す。
【００３６】
この例に示されているように、還元ガスが導入された組立体（図４Ｂ）に関する応答が
、より安定していることが分かった。すなわち、感度の低下が、少なくとも約１５０時間にわたり、還元ガスが導入されていない組立体（図４Ａ）よりも少なかった。従って、還元ガスを導入した組立体は、還元ガスを導入しなかった組立体と比較して、センサを交換する必要なく、より長時間にわたり、より有効に使用され得る。この例にて提示した、結果、信号応答、及び測定方法は、単に説明のためのものに過ぎない。同一の、類似の、又は異なる還元ガスを、異なる動作条件下で使用すれば、或いは、異なる測定方法を使用した場合、異なる応答時間が異なる期間にわたって得られるであろう。例えば、異なる条件下で異なる還元ガスをリアクタ−センサ組立体に使用すれば、上述のものよりも長期間にわたり、より安定的な信号を提供し得る。同様に、異なる条件下で同一の還元ガスをリアクタ−センサ組立体に使用しても、上述のものよりも長時間にわたり、より安定的な信号が提供され得る。
【００３７】
また、１以上の還元ガスは、センサ−リアクタ組立体に、センサユニットとリアクタユニット間のガス連通を効率的に可能にする当分野で公知の様々な材料及び方法を用いて導入できることも理解されよう。上述したように、１以上の還元ガスは、管、例えば、フルオロエラストマー（バイトン(Viton)（登録商標））管、エラストマー管、ポリマー管、ゴム管、複合材料管、又はその他の類似の管を用いて導入し得る。
【００３８】
また、還元ガスは、固体又は液体材料から、これらの材料の加熱若しくは処理により、或いは、１以上の還元ガスを発生させるためのその他の手段を用いて発生させることも可能である。還元ガスは、例えば、固体又はスポンジ状の材料（ビスフェノールＡなど）から導入され得る。幾つかの実施形態において、ビスフェノールＡ材料は、当分野で公知の広範な市販のエポキシ材料から生成され得る。可能なエポキシ材料の非限定的な例は、エポキシＥＷ２０４６（３Ｍ（商標）スコッチウェルド(Scotch-Weld)（商標）構造用接着剤ＥＷ２０４６として市販）からのブチルヒドロキシトルエン、エポキシ２２１２Ｂからの２‐メチル‐１‐ベンゾフラン、エポキシＸＭ５８９６Ｔからのベンジルアミン、及び、ビスフェノールＡを生成できるその他の類似の材料を含む。
【００３９】
図５を参照すると、一実施形態において、エポキシ材料をセンサプレートの一部又はセンサユニット用の入口アダプタプレートに塗布できる。この例において、マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体１００が、入口アダプタプレート１０１、スペーサ１０２、ＰｔＹプレート１０３、スペーサ１０４、ＰｔＹプレート１０５、ヒータ及び抵抗温度検出器（ＲＴＤ）プレート１０６、センサプレート１０７、スペーサ１０８、ＰｔＹプレート１０９、別のスペーサ１１０、及び、出口アダプタプレート１１１を含む。エポキシ材料を、出口アダプタプレート１１１の開口部１１２の周囲に塗布してもよい。一実施形態において、エポキシ材料を加熱及び硬化させてビスフェノールＡを生成し、次いで、このビスフェノールＡをセンサプレートと接触させる。この実施形態において、呼気サンプルは、入口アダプタプレート１０１を通り、ガス流路に沿って下流に、触媒材料（この場合ＰｔＹ）により被覆されたプレート間に設けられた空間へと流入できる。次いで、呼気サンプルは、触媒材料により被覆されたプレート間に設けられた空間を通過した後、マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体のプレート間に設けられたさらに別の空間内（センサが存在する）に流入し、センサ１０７の表面上の電極材料と相互作用でき、そして、図示されているさらなる積層プレートを通過し、最終的に、出口アダプタプレート１１１を通って外部に出る。
【００４０】
ガス流路内に放出される還元ガスの量は、材料の流れを調整するための、当分野において既知の様々な方法で調整可能なことが理解されよう。例えば、ガスの量は、プレート上に塗布される材料（エポキシなど）の量を変えることにより調整可能である。また、還元ガスの量は、センサプレート全体（すなわち、インレット管周囲及びプレートの中央の）の温度及び温度分布を変えることによっても調整可能である。幾つかの実施形態において
、材料のさらなる処理により、放出ガス量の安定化を補助し得る。
【００４１】
その他の実施形態において、還元ガスは、マイクロチャネルリアクタユニットとセンサユニットとの間に、テフロン、ステンレス鋼のプレート若しくは管、ガラス管、セラミック管、これらの材料の組み合わせ、又はその他のガス配送装置を用いて導入され得る。例えば、エポキシ材料を、リアクタユニットとセンサユニットとの間に配置された管内に配置して加熱することにより、ビスフェノールＡを還元ガスとして供給できる。さらにその他の実施形態において、エポキシ材料を組立体の外部に配置し、加熱してビスフェノールＡを生成させ、これを組立体に供給してもよい。
【００４２】
その他の実施形態において、対象の還元ガスを、ガス形態でポンプ送出、供給し、又はその他の方法で直接供給し得る。例えば、望ましい還元成分、例えば、Ｈ２、ＣＯ、ベンズアルデヒド、及びビスフェノールＡを含有するガスを、キャニスタ又はその他の容器からポンプ送出できる。別の例として、空気を、配管、インライン管、キャニスタ、その他の容器、又はガスを配送するための当分野で知られているその他の構造物を通して組立体内に直接導いてもよい。幾つかの実施形態において、還元ガスは、リアクタ−センサ組立体に対して交換可能かつ取り外し可能に構成された容器、管、材料、又はその他の供給源から得られる。その他の実施形態において、還元ガスは、リアクタ−センサ組立体から交換可能で取り外し可能な容器、管、材料、又はその他供給源から得られる。還元ガスは、リアクタ−センサ組立体の内部又は外部の１以上の供給源から得られる。
【００４３】
還元ガスは、元々の形態が、気体、固体、液体、又はこれらの組合せのいずれでも、気体を運ぶための任意の公知の手段又は公知の手段の任意の組合せによりリアクタ−センサ組立体に運ばれ得る。ガスは、機械的手段によりポンプ送出されて管内に流入され又は運ばれ得る。別の非限定的な例として、ガスは、還元ガスを配送するために材料に力を加える圧電機械装置を用いて導入され得る。ガスは、拡散、１以上の化学反応、又はその他の化学的手段により生成されて、移動できる。また、ガスは、リアクタ−センサ組立体に、吸収又は脱着（例えば熱伝達）により移動できる。
【００４４】
さらに、還元ガスの量を、ガス流量を制御するための任意の公知の手段により調整可能である。例えば、ガス流路に導入される還元ガスの量は、ポンプ若しくはその他の装置を使用して、或いは、当分野で公知のその他の機械的方法を用いてガス流量を制御することにより調整可能である。幾つかの実施形態において、リアクタ−センサ組立体と反応するために有用な還元ガスの量は、ガスが維持される温度又は温度範囲を制御することにより決定され得る。また、先に論じたように、リアクタ−センサ組立体に導入される還元ガスの量は、使用される材料の量、並びに、原料材料の硬化条件、熱処理条件、又はその他の処理条件を制御することによっても調整され得る。
【００４５】
幾つかの実施形態において、還元ガスの温度及び量は、還元ガスが導入されるときの温度を調整することにより制御され得る。幾つかの実施形態において、この調整は、リアクタ−センサ組立体内の形状寸法を調整することにより達成され得る。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示されている例において、マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体は、組立体のマイクロチャネルリアクタ側のスチールプレートとセンサ側（図示せず）との間に配置されたフルオロエラストマー（バイトン(Viton)（登録商標））管を含む。フルオロエラストマー管の寸法（例えば、管の露出長さ）は、リアクタユニットとセンサユニットとの間の管の温度を変えるために変更され得る。各組立体において、センサユニットは約３９５℃に維持され、マイクロチャネルリアクタユニットは約３５０℃に維持される。
【００４６】
図６（Ａ）において、ステンレス鋼プレート継手から測定して約１９．１ｍｍの長さ２００（すなわち、組立体の縁部から測定して約１４．９ｍｍの長さ２０１）を有するフル
オロエラストマー管を使用した。フルオロエラストマー管の露出長２０２が約０．３ｍｍ未満のとき、フルオロエラストマー管の温度は約１８０℃である。図６（Ｂ）においては、ステンレス鋼プレート継手から測定して約２５．１ｍｍの長さ２０３（すなわち、組立体の縁部から測定して約２０．９ｍｍの長さ２０４）を有する、より長いフルオロエラストマー管を使用した。フルオロエラストマー管の露出長２０５を約１．０＋／−０．２ｍｍに増大すると、管の温度が約１６０℃まで低下した。図６（Ｃ）においては、ステンレス鋼プレート継手から測定して約２９．６ｍｍの長さ２０６（すなわち、組立体の縁部から測定して約２５．４ｍｍの長さ２０７）を有する、より長いフルオロエラストマー管を使用した。管の露出長さ２０８が約１．０＋／−０．２ｍｍであるとき、管の温度は約１４０℃まで低下した。これらの実験で示されるように、リアクタ側とセンサ側との間のステンレス鋼プレートのより近接した配置により、プレート間に配置されたフルオロエラストマー管の温度が高くなる。
【００４７】
本発明は、多種多様なリアクタ−センサ組立体においてセンサ信号を安定化させるために、及び、ＮＯ及びその他のバイオマーカの検出のために、還元ガスを用いることを提案する。本発明のリアクタ−センサ組立体は、本出願に記載した例とは異なる寸法、構成、材料、構成要素、組立体、又は触媒を含み得る。例えば、センサ応答信号の安定化のために還元ガスが、異なる触媒、異なるセンサ、又は異なるプレート構造の利用を含むマイクロチャネルリアクタ−センサ組立体又はその他のリアクタ−センサ組立体において使用され得る。
【００４８】
また、本出願にて提示した例に記載された、測定安定性、測定方法、応答、感度、時間、持続時間、動作条件、有効性レベル、材料、測定値、及び方法は、例示のために提供されているに過ぎない。本発明による１以上の還元ガスの導入が、異なる測定安定性、測定方法、応答、感度、時間、持続時間、動作条件、有効性レベル、材料、測定値、及び方法で行われ得ることが理解されよう。例えば、本出願に記載した還元ガス又はその他の還元ガスの安定性を、より長時間又はより短時間にわたり、及び、異なる動作条件下で向上させることも可能である。
【００４９】
本発明に関するさらなる詳細に関し、材料及び製造技術は、当業者レベルの範囲内で採用され得る。これは、本発明の方法ベースの態様における、一般的に又は論理的に採用される追加の工程に関しても同様である。また、本発明の上述の変型例のオプショナルな特徴のいずれも、本明細書に記載した特徴のいずれとも、独立に又は組み合わせて記載及び特許請求され得るものである。本発明の範囲は、本明細書により限定されるべきではなく、むしろ、使用される特許請求の範囲の用語の明白な意味によってのみ限定されるべきである。
【００５０】
本開示は、当業者が本発明を実施することを可能にするのに十分であり、また、本発明者により現時点で企図されている本発明を実施する最良の態様を提供する。本発明の特定の実施形態の十分且つ完全な開示を行ったが、本発明は、図示及び説明された厳密な構造、寸法的関係、及び動作によって限定されるものではない。様々な修正、代替構造、設計オプション、変更、及び均等物が当業者には容易に明らかになろう。それらは、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、必要に応じて適切に採用され得る。このような変更は、代替材料、構成要素、構造配置、寸法、形状、形態、機能、及び動作特徴など含み得る。
【符号の説明】
【００５１】
１  マイクロチャネルリアクタ
２  センサ
３  コネクタ
５  還元ガス
６  酸化アルミニウム基板
７  固体ＹＳＺ電解質
８  金（Ａｕ）
９  白金（Ｐｔ）対向電極
１０  三酸化タングステン作用電極
１００  マイクロチャネルリアクタ−センサ組立体
１０１  入口アダプタプレート
１０２  スペーサ
１０３  ＰｔＹプレート
１０６  ヒータ及び抵抗温度検出器（ＲＴＤ）プレート
１１１  出口アダプタプレート
【図１】
2020510831.tif 000003
【図２Ａ】
2020510831.tif 000004
【図２Ｂ】
2020510831.tif 000005
【図３】
2020510831.tif 000006
【図４Ａ】
2020510831.tif 000007
【図４Ｂ】
2020510831.tif 000008
【図５】
2020510831.tif 000009
【図６】
2020510831.tif 000010
【国際調査報告】
2020510831.tif 000011
2020510831.tif 000012