[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2012056729A1 - サンプリング装置 - Google Patents

サンプリング装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012056729A1
WO2012056729A1 PCT/JP2011/006100 JP2011006100W WO2012056729A1 WO 2012056729 A1 WO2012056729 A1 WO 2012056729A1 JP 2011006100 W JP2011006100 W JP 2011006100W WO 2012056729 A1 WO2012056729 A1 WO 2012056729A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
sampling
sampler
adsorption layer
sampling device
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/006100
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤　友美
Original Assignee
アトナープ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アトナープ株式会社 filed Critical アトナープ株式会社
Priority to SG2012089660A priority Critical patent/SG186201A1/en
Priority to JP2012540699A priority patent/JP5894078B2/ja
Priority to KR1020127030468A priority patent/KR20130100057A/ko
Priority to US13/702,097 priority patent/US8941059B2/en
Priority to EP11835873.8A priority patent/EP2634556B1/en
Priority to CN201180027241.XA priority patent/CN103052872B/zh
Publication of WO2012056729A1 publication Critical patent/WO2012056729A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/02—Details
    • H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/02—Instruments for taking cell samples or for biopsy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4869—Determining body composition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/0051—Devices for taking samples of body liquids for taking saliva or sputum samples
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B10/00—Other methods or instruments for diagnosis, e.g. instruments for taking a cell sample, for biopsy, for vaccination diagnosis; Sex determination; Ovulation-period determination; Throat striking implements
    • A61B10/0045—Devices for taking samples of body liquids
    • A61B10/0064—Devices for taking samples of body liquids for taking sweat or sebum samples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N2001/028—Sampling from a surface, swabbing, vaporising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/624—Differential mobility spectrometry [DMS]; Field asymmetric-waveform ion mobility spectrometry [FAIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2800/00—Detection or diagnosis of diseases
    • G01N2800/20—Dermatological disorders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for sampling chemical substances and the like.
  • FIMS field asymmetric ion mobility spectrometer
  • odor components released from human or animal bodies for example, components contained in skin respiration change due to cancer or other diseases.
  • body living body
  • it is useful to analyze biological chemical substances released from the living body.
  • One embodiment of the present invention is a chip-like sampling device that is mounted so that the sampling side faces the skin.
  • This sampling device has a porous adsorption layer facing the sampling side and having a pore size in the range of 0.1 to 1000 nm.
  • the sampling apparatus can be attached to the living body, and the chemical substance released from the living body can be temporarily adsorbed to the sampling apparatus. For this reason, after collecting the chemical substance derived from the living body from the skin in the sampling device, the chemical substance derived from the living body can be analyzed by an ion mobility sensor or the like.
  • a porous adsorption layer having a pore size suitable for adsorption of molecules, bacteria, viruses, and cells can select and / or concentrate an analysis target at the sampling stage.
  • Another aspect of the present invention is a method including the following steps, for example, a measurement method or a diagnostic method. -Wear the sampling device with the sampling side facing the skin and collect chemical substances released from the living body in the adsorption layer. • Heat the sampling device away from the skin and analyze the biological chemicals released from the sampling device with an ion mobility sensor.
  • the adsorption layer includes at least three porous layers having different central pore diameters (central pore diameter, average pore diameter), and are laminated in order of increasing average pore diameter from the sampling side.
  • a suction layer on the non-sampling side of the adsorption layer via a flow rate control layer that controls the flow rate.
  • the suction layer is a layer that sucks at least one of oxygen and nitrogen through the adsorption layer. Since the suction layer can form an air flow from the sampling side to the non-sampling side, the chemical substance to be analyzed can be drawn into the adsorption layer from the sampling side surface and adsorbed. For this reason, the chemical substance to be analyzed is easily concentrated in the adsorption layer.
  • a typical example of the suction layer is a layer with negative pressure inside.
  • the suction layer may contain a substance that adsorbs at least one of oxygen and nitrogen, for example, a zeolite (molecular sieve) having an appropriate pore size.
  • the suction layer may include a substance that reacts with at least one of oxygen and nitrogen, for example, a substance that forms oxides and nitrides relatively efficiently at room temperature or near body temperature.
  • a typical porous layer is a porous glass layer manufactured by a sol-gel method or the like and having a small pore size dispersion.
  • the figure which shows schematic structure of a sampler The block diagram which shows the system which detects the chemical substance discharge
  • the flowchart which shows the outline of an analysis method.
  • the figure which shows a mode that it samples with a different sampler The figure which shows a mode that a chemical substance is discharged from a sampler.
  • Fig. 1 shows the outline of the sampling device (sampler).
  • the sampler 10 includes a base 11 and a porous adsorption layer 20 fixed to the surface (sampling side) 18 of the base 11 by an appropriate method.
  • An example of the porous adsorption layer 20 has an average pore diameter (center pore diameter, center pore diameter) of 0.1 nm to 10 nm, more preferably 0.3 nm to 5 nm, and still more preferably about 0.5 nm to 2 nm.
  • the porous glass beads 21 or zeolite having any of the pores are held on the sampling side 18 of the base 11.
  • the sampler 10 is mounted by an appropriate method so that the sampling side 18 faces the skin 31 of the living body.
  • a typical method for attaching the sampler 10 is to attach the sampler 10 to underwear or to attach the sampler 10 to the skin 31 with tape.
  • the cause of the odor (odor) released from the skin 31 due to skin breathing or the like is considered to be an aromatic compound including a hydrocarbon compound, particularly an aromatic hydrocarbon compound.
  • aromatic compounds having a molecular weight of about 1 kDa or less have a diameter (maximum length) of 0.5 nm to 1. It is about several nm.
  • the diameter of the benzene ring is 0.5 nm to 0.6 nm
  • the pore diameter of the adsorption layer 20 is desirably large enough to contain one or several aromatic compounds.
  • the sampler 10 includes substances A to D of substances A to F released from the skin 31, for example, relatively low molecular weight aromatic compounds such as xylene, toluene, ethylbenzene, and styrene. Suitable for adsorbing.
  • substances E and F for example, polymers having a molecular weight of 5 kDa to several 100 kDa and a molecular diameter (maximum length) of 3 nm to 10 several nm, such as peptides and small molecule proteins, are hardly adsorbed.
  • molecules having a diameter of 0.4 nm or less, such as oxygen, nitrogen, and carbon dioxide, are difficult to be adsorbed, and the odor (body odor) component can be selectively adsorbed and concentrated.
  • the sampler 10 is a target (adsorption target) of a polymer such as a peptide or small molecule protein having a molecular weight of about several kDa to several hundred kDa and a molecular diameter of about 3 nm to 10 several nm, the center diameter is 10 nm to A sampler including the adsorption layer 20 provided with a porous glass of about 20 nm is desirable. Further, if the sampler 10 targets a larger polymer such as a molecular weight of several thousand kDa and a molecular diameter of 20 nm to 30 nm, an adsorption equipped with a porous glass having a center diameter of 25 to 30 nm.
  • a sampler including layer 20 is desirable.
  • porous glass produced by zeolite (molecular sieve), sol-gel method, or the like has a small distribution of pore diameter with respect to the center diameter or average diameter, but may have a spread of about ⁇ 50%. Therefore, it is desirable to determine the center diameter of the adsorbed substance by evaluating the pore size distribution with respect to the diameter of the molecule (chemical substance) to be sampled.
  • the base 11 is a nonwoven fabric, a polymer sheet, or the like.
  • the sampler 10 having the adsorption layer 20 on the sampling side 18 of the base 11 can be manufactured by pressure bonding or adhering the adsorbing substance 21 such as zeolite or porous glass to the sampling side 18 of the base 11.
  • the adsorbing substance 21 such as zeolite or porous glass.
  • Fig. 2 shows an outline of an analysis system for analyzing chemical substances sampled by the sampler 10.
  • the analysis system 50 includes a chamber 51 that releases a chemical substance sampled from the sampler 10, a sensor 53 that detects the chemical substance, a receiver system 60 that stores the chemical substance released from the sampler 10 for reanalysis, It includes a control device for analysis, typically a personal computer (PC) 70.
  • PC personal computer
  • a typical example of the sensor 53 is an ion mobility sensor (ion mobility spectrometer, Ion Mobility Spectrometry), which is a spectrum based on ionization of a substance (molecule) in the air and based on the difference in mobility of the ionized molecules. (Ion current, ion intensity) is output.
  • the analysis system 50 includes an ion mobility sensor 53, which is called an asymmetric field ion mobility spectrometer (FAIMS, Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry) or a differential electric mobility spectrometer (DMS, Differential Ion Mobility Spectrometry). I have.
  • FIMS Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry
  • DMS differential electric mobility spectrometer
  • This type of spectrometer (sensor, hereinafter FAIMS) 53 inputs the ionized molecular flow into an asymmetric electric field that changes from high pressure to low pressure, and outputs the result of filtering them based on the electric field mobility of the ions.
  • sensors hereinafter FAIMS
  • compact FAIMS on the market include microDMx manufactured by SIONEX and FAIMS devices manufactured by OWLSTONE.
  • the FAIMS 53 detects the chemical substance ionized by the ionization unit 52 disposed upstream.
  • An example of the ionization unit 52 is an indirect ionization unit using a nickel isotope (Ni63).
  • An ionization unit using corona discharge may be used, or a direct ionization unit using UV may be used.
  • the chamber 51 for releasing the chemical substance derived from the living body sampled from the sampler 10 is a sealed container having a structure in which the sampler 10 can be taken in and out.
  • a heater 58 for heating the non-sampling side (back surface) 19 opposite to the sampling side (front surface) 18 of the sampler 10 and a temperature controller 57 for controlling the discharge temperature are installed inside the chamber 51.
  • the controller 57 controls the temperature of the sampler 10 (a temperature sensor may be installed) by controlling the output of the heater 58 that heats the sampler 10, and the living body temporarily held in the sampler 10. Controls the release of derived chemicals (chemical components, gas molecules).
  • the heater 58 may include a plurality of heating elements, and for example, a line thermal head can be used.
  • the analysis system 50 further introduces a carrier gas (typically dry air) 51a into the chamber 51 to carry a biological substance (for example, AD) from the living body to the FAIMS sensor 53 (blower, Fan) 55, and a filter (particle filter) 59 disposed between the chamber 51 and the FAIMS sensor 53.
  • a carrier gas typically dry air
  • a biological substance for example, AD
  • the FAIMS sensor 53 blower, Fan
  • a filter particle filter
  • the receiver system 60 includes a plurality of receivers 61 that store exhaust of the FAIMS sensor 53, a valve group 65 that performs line switching such as selecting a plurality of receivers 61 that store exhaust, and pumps for exhaust (fans and blowers). 66 and a pump (fan, blower) 67 for recirculation.
  • Each receiver 61 is set to a negative pressure by a vacuum pump or an exhaust pump 66 before starting analysis.
  • the type of chemical substances (A to D) released from the sampler 10 heated inside the chamber 51 varies depending on the temperature at which the sampler 10 is heated. The state is confirmed by the output of the FAIMS sensor 53 (pre-analysis), and by switching the valve 65, the chemical substances released to the respective receivers 61 are divided into appropriate groups and accumulated.
  • the control of the analysis system 50 and the analysis of the data obtained by the FAIMS sensor 53 are performed by the PC 70.
  • the PC 70 includes general hardware resources constituting the computer, such as a CPU 71, a memory 72, a storage 73 such as a hard disk, and a bus 74 connecting these. Further, the PC 70 includes an analysis unit 75 that controls the analysis system 50 and analyzes data.
  • the analysis unit 75 may be provided as a semiconductor device such as ASIC or LSI, or may be provided as a program (program product) executed by the CPU 71.
  • the analysis unit 75 includes a system controller 76 that controls the FAIMS sensor 53, pumps 55, 66, and 67, a valve 65, a temperature controller 57, and the like of the analysis system 50, and an analyzer 77 that analyzes data of the FAIMS sensor 53.
  • the analysis unit 75 may include a function of acquiring environmental conditions such as temperature, humidity, and atmospheric pressure of the FAIMS sensor 53 via an appropriate sensor and correcting data obtained from the FAIMS sensor 53.
  • FIG. 3 shows a process of analyzing a chemical substance obtained from the sampler 10 in the analysis system 50.
  • the sampler 10 is mounted on the human body or animal body so that the sampling side 18 faces the skin, and chemical substances released from the living body are collected in the adsorption layer 20 of the sampler 10.
  • the sampler 10 separated from the skin is set in the chamber 51 of the analysis system 50, and in step 92, the non-sampling side 19 of the sampler 10 is heated by the heater 58.
  • the biological chemical substances (A to D) released from the sampler 10 are preliminarily analyzed by the FAIMS sensor 53 which is an ion mobility sensor.
  • the analysis unit 75 confirms that there is a chemical substance released by the heating temperature of the sampler 10 by the output of the FAIMS sensor 53, and in the later analysis, the peak of the output (spectrum) of the FAIMS sensor 53
  • the living body-derived chemical substance is divided into a plurality of receivers 61 and temporarily stored according to the released temperature so that there is relatively little overlap.
  • the chemical substance (including carrier gas) temporarily stored in the receiver 61 is recirculated to the FAIMS sensor 53 while switching the receiver 61 in step 94. And analyze biological chemicals in more detail.
  • the analysis unit 75 uses a chemical substance library stored in the storage 73 or another database or library accessible via a computer network such as the Internet, and uses various fitting methods, simulated annealing methods, and average field annealing methods.
  • the biological chemical substance sampled by the sampler 10 is analyzed by using a method such as a genetic algorithm or a neural network. Further, the result analyzed in step 95 is output using the display function of the PC 70. The output may be transmitted from the PC 70 to another computer via computer work.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration of different sampling devices.
  • the sampling apparatus (sampler) 100 has an adsorption layer 120 including a plurality of porous layers 121 to 125 stacked on the sampling side 18 of the base 110.
  • the plurality of porous layers 121 to 125 have pores having different central pore diameters (central pore diameter, average pore diameter), and these porous layers (porous membranes) 121 to 125 are not sampled from the sampling side 18.
  • the layers are stacked in order of increasing center hole diameter toward the side (base side) 19.
  • the central pore diameter of the uppermost porous layer 121 is 30 nm
  • the central pore diameter of the second porous layer 124 is 10 nm
  • the central pore diameter of the third porous layer 123 is 2.0 nm
  • the fourth porous layer is porous.
  • the central pore diameter of the porous layer 124 is 0.6 nm
  • the central pore diameter of the fifth (lowermost) porous layer 125 is 0.4 nm.
  • molecules having a molecular weight of several thousand kDa such as high molecular protein
  • molecules having molecular weights of several tens to several hundred kDa, such as peptides and relatively low molecular weight proteins are second.
  • a relatively long chain hydrocarbon compound or aromatic compound having a molecular weight of several kDa or less which is adsorbed by the layer 122 and is a main cause of body odor, is adsorbed by the third layer 123 and the fourth layer 124.
  • the adsorption layer 120 has a five-layer structure, but may have four layers or less, or six layers or more. However, in order to selectively adsorb and concentrate molecules to be sampled (target) on an appropriate porous layer, a porous layer having a pore size through which the target molecule permeates before and after (up and down). It is preferable to dispose a porous layer having a pore size through which target molecules do not permeate. Therefore, it is desirable that the adsorption layer 120 is composed of at least three porous layers having different central pore diameters, and these porous layers are laminated in order of increasing central pore diameter from the sampling side 18.
  • the materials of the porous layers 121 to 125 may be the same or different.
  • Examples of the porous layers (porous membranes) 121 to 125 are porous glass and zeolite (molecular sieves, molecular sieves). Zeolite can provide a porous layer having a relatively accurate porosity of about 0.1 to several nm.
  • Porous glass can provide a porous layer having relatively accurate pores of about 1 to several 100 nm.
  • the porous layer may be a polymer sheet having a sufficient transmittance with an appropriate material, such as a Teflon (registered trademark) sheet.
  • each of the porous layers 121 to 125 is preferably about 1 ⁇ m to 5 mm, more preferably about 1 ⁇ m to 1 mm, and even more preferably about 5 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of each porous layer is not particularly limited. However, if the thickness is thin, it is difficult to secure the adsorption area, and if it is too thick, the manufacturing cost such as processing of the porosity becomes excessive. Moreover, since the rigidity of the adsorption layer 120 will become high too much when it is too thick, a feeling of fitting when it is attached to the skin is reduced.
  • the base (base layer) 110 that supports the adsorption layer 120 includes a flow rate control layer 112 and a suction layer 115 from the sampling side 18.
  • the flow rate control layer 112 is basically an impermeable layer disposed with a buffer (gap) 111 that allows air to circulate between the adsorption layer 120 and, for example, a metal thin film layer.
  • the flow control layer 112 is intermittently provided with fine openings 113.
  • the opening 113 is formed by, for example, MEMS, and the flow rate passing therethrough can be accurately controlled.
  • the opening 113 is preferably sized so that molecules of the main components of air such as oxygen and nitrogen can pass through without stagnation.
  • the diameter is preferably about 0.4 nm or more.
  • the opening 113 since the opening 113 does not serve as a trap, there is no particular upper limit if the flow rate can be controlled. However, considering the flow rate control, the opening 113 is preferably about 1 to 10 nm.
  • the suction layer 115 is a layer (buffer, region, space) that generates a force for sucking at least one of oxygen and nitrogen through the adsorption layer 120 at a flow rate controlled by the flow rate control layer 112.
  • the suction layer 115 is a low-pressure chamber that has been previously set to a negative pressure, and sucks air containing oxygen and nitrogen through the adsorption layer 120 at a flow rate controlled by an atmospheric pressure difference (pressure difference). To do.
  • the chemical substance which is a component of body odor, is adsorbed on the surface of the sampler 100 (surface on the sampling side), but is difficult to enter the inside of the adsorption layer 120 by spontaneous movement such as Brownian motion. Therefore, in the sampler 100, the suction layer 115 is provided, and air is sucked into the adsorption layer 120 forcibly but at a controlled flow rate, and at the same time, the chemical substance is guided into the adsorption layer 120.
  • the adsorption layer 120 has a multilayer structure of porous layers, and the adsorption area inside the adsorption layer 120 is very large compared to the surface area of the surface 129 on the sampling side 18 of the adsorption layer 120.
  • a large amount of chemical substance can be adsorbed by introducing the biological substance derived from the living body into the adsorption layer 120, and the biological substance derived from the biological substance can be concentrated in the predetermined layers 121 to 125 of the adsorption layer 120.
  • FIG. 4 schematically shows a state in which the biological chemical substances 201 to 203 are sampled by the sampler 100.
  • the suction layer 115 is previously set to a negative pressure, and the surface 129 on the sampling side 18 of the adsorption layer 120 is covered with an impermeable sheet, for example, a metal sheet (not shown). Therefore, first, after peeling off the metal sheet, the sampling side 18 of the sampler 100 is attached to a human body or the like with the sampling side 18 facing the skin by the same method as described in FIG.
  • the chemical substance 201 such as a protein having a relatively large size (diameter or length) is formed on the upper layer, for example, the uppermost layer 121 or the second layer 122. Adsorbed. An intermediate size chemical substance 202 such as an aromatic compound is adsorbed by the third layer 123 or the fourth layer 124. A small-sized chemical substance such as oxygen, nitrogen, or carbon dioxide is adsorbed by the fifth layer 125 or passes through the fifth layer 125 and is sucked by the suction layer 115.
  • the flow rate control layer 112 adjusts the flow rate that passes through the opening 113 so that the suction force caused by the suction layer 115 can be maintained for several minutes to several hours.
  • an external vacuum tank or a vacuum pump can be attached to the suction layer 115.
  • the sampling time is controlled by the suction layer 115 and the flow rate control layer 112. That is, the sampling time is until the suction force by the suction layer 115 is completed, and the sampling time of the sampler 100 can be automatically controlled to be constant. For this reason, it is not necessary for a person wearing the sampler 100 such as a patient to manage the sampling time, and chemical substances from a living body such as a human body can be easily collected with high accuracy.
  • FIG. 5 shows a state in which the biological chemical substances 201 to 203 sampled on the sampler 100 are released. It is the state set to the chamber 51 of the analysis system shown in FIG.
  • the suction layer 115 is filled with air.
  • the air inside the suction layer 115 expands. Air flows from the suction layer 115 through the flow rate control layer 112 to the adsorption layer 120 and pushes the chemical substances 201 to 203 adsorbed by the adsorption layer 120 out of the sampler 100.
  • FIG. 6 shows different ways of releasing the sampled chemical substance in the sampler 100.
  • the uppermost layer 121 and the second layer 122 of the adsorption layer 120 are removed before setting in the chamber 51. Therefore, even if the sampler 100 is heated inside the chamber 51, the chemical substance 201 having a relatively large molecular weight that is caught by the uppermost layer 121 and the second layer 122 is not released, and is moderate to be sampled by the sampler 100.
  • a chemical substance 202 having a molecular weight (medium size) is released. Therefore, the analysis system 50 can mainly analyze chemical substances that cause body odor such as aromatic compounds that are sampled by the sampler 100. For this reason, analysis time can be shortened and analysis accuracy can be improved.
  • FIG. 7 shows an example of a further different sampling apparatus.
  • the basic configuration of the sampling device (sampler) 101 is the same as that of the sampler 100 described above, and includes an adsorption layer 120 including multilayer porous layers 121 to 125 and a base (support layer) 110.
  • the base 110 includes a flow control layer 112 and a suction layer 115, which includes a molecular sieve (zeolite) layer 130 for suction designed to adsorb oxygen and / or nitrogen.
  • zeolite molecular sieve
  • a molecular sieve for nitrogen adsorption a zeolite having a pore size of 0.3 to 0.4 nm and a LiLSX type (Li / Low Silica / X type) is known.
  • the layer 130 for suction is adsorbed by chemical substances (molecules) to be sampled by the upper adsorbing layer 120, the selectivity to oxygen and / or nitrogen is hardly required, and it is contained in the air. What is necessary is just a thing with high adsorption power with respect to gas. Therefore, the layer is not limited to zeolite (molecular sieve) but may be a layer using other adsorbent such as activated carbon.
  • the suction layer 115 may be a reaction layer that chemically reacts with and consumes oxygen and / or nitrogen instead of or together with the suction adsorbent layer 130.
  • the layer that consumes oxygen include an oxidation reaction layer mainly composed of an easily oxidizable metal such as iron.
  • Examples of the layer that consumes nitrogen include a layer that forms a nitride.
  • a layer that autonomously performs an ammonia production process using fullerene or the like as a catalyst is known.
  • FIG. 8 shows an example of a method for releasing the chemical substance sampled by the sampler 101.
  • the base 110 is removed from the adsorption layer 120 before being set in the chamber 51. Therefore, even if the sampler 101 is heated inside the chamber 51, the component sucked into the base 110 is not released. Therefore, the analysis system 50 can mainly analyze a chemical substance that causes body odor such as an aromatic compound that is a sampling target of the sampler 101. For this reason, analysis time can be shortened and analysis accuracy can be improved.
  • FIG. 9 shows a state in which the sampler 10, 100 or 101 (hereinafter 10) is attached to the underwear for women.
  • an undergarment for example, a brassiere 300
  • the sampler 10 By attaching the sampler 10 to an undergarment, for example, a brassiere 300, and mounting the sampler 10 so that the sampling side 18 of the sampler 10 faces the nipple or the skin in the vicinity thereof, it is possible to sample biological chemical substances released from the vicinity of the nipple. It is known that chemical substances (markers) with odors are released when breast cancer develops. Therefore, by sampling the marker substance with the sampler 10 and analyzing it with the analysis system 50, it may be possible to easily and accurately determine the presence or absence of breast cancer. In addition, it is possible to reduce the burden on the human body by accurately determining the presence or absence of breast cancer by simply wearing the brassiere 300 including the sampler 10 over a short period of time, for example, several minutes to several hours.
  • the problem is that a constant sample flow rate must be maintained when trying to directly measure chemical substances (chemical components, molecules, composition) in human breathing, throat, and other skin respiration around the affected area using an analytical system
  • chemical substances chemical components, molecules, composition
  • continuous measurement over a long time for example, 24 hours is difficult.
  • animals such as pets, it is difficult to connect to an analysis system in an adult manner. It is also difficult to attach the analysis system itself to the human body or animal body.
  • the sampler 10 disclosed above is suitable for sampling such an extremely small amount of biological chemicals.
  • the detection concentration range is several ppm to several ppb. If it is less than sub ppb, it will be difficult to detect the target chemical substance unless it is concentrated.
  • a solid phase microextraction method called SPME (Solid Phase Micro Extraction) can be used.
  • the target chemical substance is selectively extracted from a liquid sample, a solid sample, or a gas sample to realize high-sensitivity detection by GC-MS.
  • the sample amount is required to be at least 100 ⁇ l or more, and the extraction time is about 10 to 30 minutes.
  • PGAS Porous Glass Auto Sampling
  • a plurality of porous porous glasses having different diameters are arranged in layers.
  • the specimen is trapped by controlling the flow rate and time to be constant.
  • the porous diameter of the porous glass can be changed depending on the purpose of trapping the marker substance of cancer or disease to be detected.
  • the flow rate control can employ a method of controlling the time by selecting the diameter of the opening that controls the negative pressure of the flow rate control layer. By selecting the negative pressure side and flow control diameter, the sampling time can be accurately controlled from several tens of seconds to several hours according to the inspection purpose.
  • the method of trapping chemical substances may not be porous glass.
  • an adsorbent As an adsorbent, it has chemical resistance and long-term storage, selective trapping of marker substances in a short time when measurement analysis is started, and release capability when temperature is applied. It is necessary to select materials with good response performance. In that sense, porous glass is very excellent and has the necessary performance characteristics.
  • the sampler attached to the human body or animal body has been described as an example.
  • the sampler is not limited to skin, and can sample chemical substances contained in exhaled breath. Good. It is also possible to sample a chemical substance contained in a container or a room as well as a biological substance.
  • this sampling device it is possible to easily increase the concentration of the chemical substance, and it is possible to sample the chemical substance at a different time and at a different place apart from the sensor system (analysis system). Therefore, this sampling method removes the time and place restrictions of collection, removes the restriction of concentration, and expands the possibility of sampling.
  • this sampling apparatus can capture not only chemical substances but also bacteria, viruses and cells. Further, by changing the material of the adsorption layer, the size of the micropores, etc., it is possible to give a selective ability to the object to be collected.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

　皮膚にサンプリング側が面するように装着されるチップ状のサンプリング装置であって、サンプリング側に面した、０．１から１０００ｎｍの範囲の孔径の多孔質の吸着層を有するサンプリング装置を提供する。吸着層の一例は、中心孔径が異なる少なくとも３つの多孔質層であって、サンプリング側から中心孔径の大きい順番に積層されている多孔質層を含むものである。サンプリング装置はさらに、吸着層を介して吸引する層を含むことが望ましい。

Description

サンプリング装置
　本発明は、化学物質などをサンプリングする装置に関するものである。
　高感度に化学物質を検出、分析する技術として、近年フィールド非対称性イオン移動度分光計（ＦＡＩＭＳ）と呼ばれる装置が注目を集めている。この装置では、センサーに印加する直流電圧と交流電圧を変化させることにより、イオン化された化学物質の移動度の変化を、微細なフィルタによって検出し、その検出結果の差異により化学物質を特定することが可能である。
　国際公開ＷＯ２００６／０１３３９６号（日本特表２００８－５０８６９３号）公報には、複数の電極を有する少なくとも１つのイオンチャネルの形状のイオンフィルタを有するイオン移動度分光計について記載されている。このイオン移動度分光計では、導電層に印加される時間変化する電位により、充填剤がイオン種を選択的に入れることができる。電位は、駆動電界成分および横電界成分を有し、好ましい実施形態において、電極のそれぞれは、駆動電界および横電界の両方の成分を生成するのに関与する。デバイスは、ドリフトガスフローがなくても用いることができる。さらに、この文献には、分光計の種々の用途であるようなマイクロスケール分光計を製作するための微細加工技術について記載されている。
　人間や動物の体（身体、生体）から放出される匂いの成分、たとえば、皮膚呼吸に含まれる成分が癌やその他の疾病により変化することが知られている。癌やその他の病気の初期状態や疾病の進行状態を判断するために、生体から放出される、生体由来の化学物質を分析することは有用である。
　本発明の一態様は、皮膚にサンプリング側が面するように装着されるチップ状のサンプリング装置である。このサンプリング装置は、サンプリング側に面した、０．１から１０００ｎｍの範囲の孔径の多孔質の吸着層を有する。イオン移動度センサーなどで直に生体から放出される化学物質を測定する代わりに、このサンプリング装置を生体に装着し、生体から放出される化学物質を一時的にサンプリング装置に吸着させることができる。このため、皮膚から放出される生体由来の化学物質をサンプリング装置に集めた後、イオン移動度センサーなどにより生体由来の化学物質を分析できる。また、分子、細菌、ウィルス、細胞の吸着に適した孔径の多孔質の吸着層により、分析対象を、サンプリングの段階で選択および／または濃縮させることができる。
　本発明の他の態様の１つは、以下のステップを含む方法、たとえば、測定方法あるいは診断方法である。
・サンプリング装置のサンプリング側を皮膚に面して装着し、生体から放出される化学物質を吸着層に採取すること。
・皮膚から離したサンプリング装置を加熱し、サンプリング装置から放出される生体由来の化学物質をイオン移動度センサーで分析すること。
　吸着層は、中心孔径（中心細孔直径、平均孔径）が異なる少なくとも３つの多孔質層であって、サンプリング側から平均孔径の大きい順番に積層されている多孔質層を含むことが望ましい。分析対象の化学物質、たとえば分子の吸着に適した平均孔径を含む多孔質層を、それよりも平均孔径が大きな多孔質層と、平均孔径が小さい多孔質層とで挟むことにより、分析対象の化学物質を選択的に濃縮しやすい。
　さらに、吸着層の非サンプリング側に通過流量を制御する流量制御層を介して吸引層を設けることが望ましい。吸引層は、吸着層を通して酸素および窒素の少なくともいずれかを吸引する層である。吸引層により、サンプリング側から非サンプリング側へ向かう空気の流れを形成できるので、分析対象の化学物質をサンプリング側の表面から吸着層の内部に引き込んで吸着できる。このため、吸着層内に、分析対象の化学物質が濃縮されやすい。
　吸引層の典型的な例は内部が負圧になった層である。吸引層が、酸素および窒素の少なくともいずれかを吸着する物質、たとえば、適当な孔径のゼオライト（モレキュラシーブ）を含んでいてもよい。また、吸引層が、酸素または窒素の少なくともいずれかと反応する物質、たとえば、酸化物や窒化物を室温あるいは体温近傍で比較的効率よく形成する物質を含んでいてもよい。
　多孔質層の典型的なものは、ゾル－ゲル法などにより製造される、孔径の分散の小さな多孔質ガラス層である。
サンプラーの概略構成を示す図。 サンプラーから放出される化学物質を検出するシステムを示すブロック図。 分析方法の概略を示すフローチャート。 異なるサンプラーによりサンプリングする様子を示す図。 サンプラーから化学物質を放出させる様子を示す図。 異なる方法によりサンプラーから化学物質を放出させる図。 さらに異なるサンプラーによりサンプリングする様子を示す図。 サンプラーから化学物質を放出させる様子を示す図。 サンプラーを下着に装着した状態を示す図。
発明の実施の形態
　図１に、サンプリング装置（サンプラー）の概要を示している。このサンプラー１０は、ベース１１と、ベース１１の表面（サンプリング側）１８に適当な方法により固定された多孔質の吸着層２０とを含む。多孔質の吸着層２０の一例は、平均孔径（中心孔径、中心細孔直径）が０．１ｎｍ～１０ｎｍ、さらに好ましくは、０．３ｎｍ～５ｎｍ、いっそう好ましくは０．５ｎｍ～２ｎｍ程度の範囲のいずれかの多孔を備えた多孔質ガラスビーズ２１またはゼオライトがベース１１のサンプリング側１８に保持されたものである。このサンプラー１０は、サンプリング側１８が生体の皮膚３１に面するように適当な方法で装着される。サンプラー１０を装着する典型的な方法は、下着にサンプラー１０を取り付けたり、テープでサンプラー１０を皮膚３１に貼り付けたりすることである。
　皮膚呼吸などにより皮膚３１から放出される匂い（臭い）の要因は、炭化水素化合物、特に芳香族炭化水素化合物を含む芳香族化合物であると考えられる。これら芳香族化合物で分子量が１ｋＤａ以下程度の分子の多くの直径（最大長）は、０．５ｎｍ～１．数ｎｍ程度である。たとえば、ベンゼン環の直径は０．５ｎｍ～０．６ｎｍであり、吸着層２０の孔径は、芳香族化合物が１または数個が入る程度の大きさであることが望ましい。
　このサンプラー１０は、図１に示すように、皮膚３１から放出されるＡ～Ｆの物質のうち、物質Ａ～Ｄ、たとえば、キシレン、トルエン、エチルベンゼン、スチレンなどの比較的低分子量の芳香族化合物を吸着するのに適している。一方、物質Ｅ、Ｆ、たとえば、ペプチドや小分子蛋白のような分子量が５ｋＤａ～数１００ｋＤａで分子の直径（最大長）が３ｎｍ～１０数ｎｍの高分子は吸着されにくい。また、酸素、窒素、二酸化炭素といった直径が０．４ｎｍ以下の分子も吸着されにくく、臭い（体臭）の成分を選択的に吸着し、濃縮できる。
　一方、分子量が数ｋＤａ～数１００ｋＤａ程度で分子直径が約３ｎｍ～１０数ｎｍのペプチドや小分子蛋白などの高分子を標的（吸着対象物）とするサンプラー１０であれば、中心直径が１０ｎｍ～２０ｎｍ程度の多孔質ガラスを備えた吸着層２０を含むサンプラーであることが望ましい。また、分子量が数１０００ｋＤａで分子直径が２０数ｎｍ～３０数ｎｍのようなさらに大きな高分子を標的とするサンプラー１０であれば、中心直径が２５～３０数ｎｍの多孔質ガラスを備えた吸着層２０を含むサンプラーであることが望ましい。なお、ゼオライト（モレキュラシーブ）や、ゾル－ゲル法などにより製造される多孔質ガラスは、中心直径または平均直径に対する細孔の直径の分布は小さいが、±５０％程度の広がりがある場合がある。したがって、サンプルする対象の分子（化学物質）の直径に対して、細孔径の分布も評価して吸着物質の中心直径を判断することが望ましい。
　ベース１１の一例は、不織布、ポリマーシートなどである。ベース１１のサンプリング側１８に、ゼオライトや多孔質ガラスなどの吸着物質２１を圧着したり接着したりすることにより、ベース１１のサンプリング側１８に吸着層２０を備えたサンプラー１０を製造できる。このサンプラー１０を体表面、典型的には皮膚３１に面するように数分から数時間、装着することにより、人体または動物の身体（生体）から放出される生体由来の化学物質（体臭成分）をサンプリングできる。
　図２に、サンプラー１０でサンプリングした化学物質を分析する分析システムの概要を示している。この分析システム５０は、サンプラー１０からサンプリングされた化学物質を放出させるチャンバー５１と、化学物質を検出するセンサー５３と、サンプラー１０から放出された化学物質を再分析のために蓄えるレシーバーシステム６０と、分析用の制御装置、典型的にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）７０とを含む。
　センサー５３の典型的なものは、イオン移動度センサー（イオン移動度分光計、Ion Mobility Spectrometry）であり、空気中の物質（分子）をイオン化し、イオン化された分子の移動度の差に基づくスペクトル（イオン電流、イオン強度）を出力する。この分析システム５０は、非対称電界イオン移動度スペクトロメータ（ＦＡＩＭＳ、Field Asymmetric waveform Ion Mobility Spectrometry）または微分型電気移動度スペクトロメータ（ＤＭＳ、Differential Ion Mobility Spectrometry）と呼ばれているイオン移動度センサー５３を備えている。この種のスペクトロメータ（センサー、以降においてはＦＡＩＭＳ）５３は、高圧－低圧に変化する非対称電界にイオン化した分子流を入力し、イオンの電界移動度に基づいてそれらをフィルタリングした結果を出力する。市販されているコンパクトなＦＡＩＭＳとしては、ＳＩＯＮＥＸ（ザイオネクス）社のｍｉｃｒｏＤＭｘ、ＯＷＬＳＴＯＮＥ（オウルストーン）社のＦＡＩＭＳデバイスを挙げることができる。
　ＦＡＩＭＳ５３は、上流に配置されたイオン化ユニット５２によりイオン化された化学物質を検出する。イオン化ユニット５２の一例は、ニッケルの同位体（Ｎｉ６３）を用いた間接イオン化ユニットである。コロナ放電を用いたイオン化ユニットであってもよく、ＵＶを用いた直接イオン化ユニットであってもよい。
　サンプラー１０からサンプリングした生体由来の化学物質を放出させるチャンバー５１はサンプラー１０を出し入れ可能な構造の密閉型の容器である。チャンバー５１の内部には、サンプラー１０のサンプリング側（表面）１８と反対側の非サンプリング側（裏面）１９を加熱するヒーター５８と、放出温度を制御する温度コントローラ５７とが設置されている。コントローラ５７は、サンプラー１０を加熱するヒーター５８の出力を制御することにより、サンプラー１０の温度（温度センサーを設置しておいてもよい）を制御し、一時的にサンプラー１０に保持されている生体由来の化学物質（化学成分、ガス分子）のリリースを制御する。たとえば、低温であれば、分子量が小さいもの、あるいは分子サイズが小さいものが先にサンプラー１０から出力され、温度を上げることにより分子量が大きいもの、あるいは分子サイズが大きいものが順番にサンプラー１０から出力される。温度をより精度良く制御するため、ヒーター５８は複数の発熱素子を備えたものであってもよく、たとえば、ラインサーマルヘッドを利用することができる。
　分析システム５０は、さらに、チャンバー５１にキャリアガス（典型的にはドライエア）５１ａを導入して生体由来の化学物質（たとえば、Ａ～Ｄ）をＦＡＩＭＳセンサー５３へ搬送するキャリアガス供給ポンプ（ブロワ、ファン）５５と、チャンバー５１とＦＡＩＭＳセンサー５３との間に配置されたフィルタ（パーティクルフィルタ）５９とを含む。
　レシーバーシステム６０は、ＦＡＩＭＳセンサー５３の排気を格納する複数のレシーバー６１と、排気を格納する複数のレシーバー６１を選択するなどのライン切り替えを行うバルブ群６５と、排気用のポンプ（ファン、ブロワ）６６と、再循環用のポンプ（ファン、ブロワ）６７とを含む。各レシーバー６１は、分析開始前に真空ポンプあるいは排気用ポンプ６６などにより負圧にされている。チャンバー５１の内部で加熱されたサンプラー１０から放出される化学物質（Ａ～Ｄ）の種類はサンプラー１０が加熱された温度により変化する。その様子をＦＡＩＭＳセンサー５３の出力により確認し（プレアナリシス）、バルブ６５を切り替えることにより、それぞれのレシーバー６１に放出された化学物質を適当なグループに分けて蓄積する。
　分析システム５０の制御およびＦＡＩＭＳセンサー５３により得られるデータの解析はＰＣ７０で行われる。ＰＣ７０は、ＣＰＵ７１、メモリ７２、ハードディスクなどのストレージ７３およびこれらを接続するバス７４などの、コンピュータを構成する一般的なハードウェア資源を含む。さらに、ＰＣ７０は、分析システム５０を制御して、データを解析する解析ユニット７５を含む。解析ユニット７５は、ＡＳＩＣあるいはＬＳＩなどの半導体デバイスとして提供されてもよく、ＣＰＵ７１で実行されるプログラム（プログラム製品）として提供されてもよい。解析ユニット７５は、分析システム５０のＦＡＩＭＳセンサー５３、ポンプ５５、６６、６７、バルブ６５、温度コントローラ５７などを制御するシステムコントローラ７６と、ＦＡＩＭＳセンサー５３のデータを解析するアナライザー７７とを含む。解析ユニット７５は、ＦＡＩＭＳセンサー５３の温度、湿度、気圧などの環境条件を適当なセンサーを介して取得し、ＦＡＩＭＳセンサー５３から得られたデータを補正する機能を含んでいてもよい。
　図３に、分析システム５０において、サンプラー１０から得られた化学物質を分析する過程を示している。まず、ステップ８０において、サンプラー１０を、そのサンプリング側１８が皮膚に面するように人体あるいは動物の体に装着し、生体から放出される化学物質をサンプラー１０の吸着層２０に採取する。ステップ９１において、皮膚から離したサンプラー１０を分析システム５０のチャンバー５１にセットし、ステップ９２において、サンプラー１０の非サンプリング側１９をヒーター５８により加熱する。ステップ９３において、サンプラー１０から放出される生体由来の化学物質（Ａ～Ｄ）をイオン移動度センサーであるＦＡＩＭＳセンサー５３で予備分析する。この予備分析においては、解析ユニット７５が、サンプラー１０の加熱温度により放出される化学物質があることをＦＡＩＭＳセンサー５３の出力により確認し、後の解析において、ＦＡＩＭＳセンサー５３の出力（スペクトラム）のピークが重複したりすることが比較的少なくなるように、放出される温度により、生体由来の化学物質を複数のレシーバー６１に分けて一時的に格納する。
　サンプラー１０から生体由来の化学物質がいったん放出されると、ステップ９４において、レシーバー６１を切り替えながら、レシーバー６１に一時的に格納されていた化学物質（キャリアガスを含む）をＦＡＩＭＳセンサー５３に再循環させ、生物由来の化学物質をさらに詳しく分析する。解析ユニット７５は、ストレージ７３に格納されている化学物質ライブラリや、インターネットなどのコンピュータネットワークを介してアクセス可能な他のデータベースあるいはライブラリを用い、種々のフィッティング方法、シミュレーテッドアニーリング法、平均場アニーリング法、遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワークなどの方法を用いて、サンプラー１０がサンプリングした生体由来の化学物質を分析する。さらにステップ９５において分析した結果をＰＣ７０の表示機能を用いて出力する。ＰＣ７０からコンピュータワークを介して他のコンピュータに出力を送信してもよい。
　図４に、異なるサンプリング装置の概略構成を示している。このサンプリング装置（サンプラー）１００は、ベース１１０のサンプリング側１８に積層された複数の多孔質層１２１～１２５を含む吸着層１２０を有する。複数の多孔質層１２１～１２５は、それぞれ異なる中心孔径（中心細孔直径、平均孔径）の多孔を備えており、それらの多孔質層（多孔質膜）１２１～１２５がサンプリング側１８から非サンプリング側（ベース側）１９に向かって、中心孔径の大きな順番に積層されている。たとえば、最上層の多孔質層１２１の中心孔径は３０ｎｍ、２層目の多孔質層１２４の中心孔径は１０ｎｍ、３層目の多孔質層１２３の中心孔径は２．０ｎｍ、４層目の多孔質層１２４の中心孔径は０．６ｎｍ、５層目（最下層）の多孔質層１２５の中心孔径は０．４ｎｍである。なお、これらの孔径は例示に過ぎない。
　このサンプラー１００の吸着層１２０においては、高分子タンパクなどの分子量が数１０００ｋＤａの分子は最上層１２１で吸着され、ペプチド、比較的低分子タンパクなどの分子量が数１０～数１００ｋＤａの分子は第２層１２２で吸着され、体臭の主な要因となる、分子量が数ｋＤａあるいはそれ以下の比較的長い鎖状の炭化水素化合物や芳香族化合物は第３層１２３および第４層１２４で吸着される。また、空気中の主成分である窒素および酸素は、最下層（第５層）１２５で吸着されるものもあるが、ほとんどのものは第５層１２５を通過する。したがって、このサンプラー１００においては、第３層１２３および第４層１２４にサンプリングする標的である分子が選択的に吸着される。
　この吸着層１２０は５層構造であるが、４層以下であっても、６層以上であってもよい。ただし、サンプリングする対象（標的）となる分子を適当な多孔質層に選択的に吸着させて、濃縮するためには、その前後（上下）に、標的となる分子が透過する孔径の多孔質層と標的となる分子が透過しない孔径の多孔質層とを配置することが好ましい。したがって、吸着層１２０は、中心孔径が異なる少なくとも３つの多孔質層により構成され、それらの多孔質層が、サンプリング側１８から中心孔径の大きな順番に積層されていることが望ましい。
　各多孔質層１２１～１２５の材質は共通していてもよく、異なっていてもよい。多孔質層（多孔質膜）１２１～１２５の一例は、多孔質ガラス、ゼオライト（モレキュラシーブ、モレキュラーシーブス）である。ゼオライトは、０．１～数ｎｍ程度の比較的精度のよい多孔を備えた多孔質層を提供できる。多孔質ガラスは、１～数１００ｎｍ程度の比較的精度のよい多孔を備えた多孔質層を提供できる。多孔質層は、さらに、適当な素材で十分な透過率を備えたポリマーシート、たとえばテフロン（登録商標）シートなどであってもよい。
　各多孔質層１２１～１２５の厚みは、１μｍ～５ｍｍ程度であることが望ましく、１μｍ～１ｍｍ程度であることがさらに望ましく、５～５００μｍ程度であることがいっそう好ましい。各多孔質層の厚みは、特に限定されないが、薄いと吸着面積の確保が難しくなり、厚すぎると多孔の加工などの製造費用が過大になる。また、厚すぎると、吸着層１２０の剛性が高くなり過ぎるので皮膚に装着したときのフィット感が低減する。
　吸着層１２０を支持するベース（ベース層）１１０は、サンプリング側１８から、流量制御層１１２と、吸引層１１５とを含む。流量制御層１１２は吸着層１２０と空気が流通する程度のバッファ（隙間）１１１を開けて配置された基本的には不透過層であり、たとえば、金属薄膜層である。流量制御層１１２には、断続的に微細な開口１１３が設けられている。この開口１１３は、たとえば、ＭＥＭＳなどにより形成されており、通過する流量が精度よく制御できるようになっている。開口１１３は、酸素および窒素などの空気の主成分の分子が滞らずに通過する程度のサイズが好ましく、たとえば、直径が０．４ｎｍ程度以上のサイズであることが望ましい。一方、開口１１３はトラップを目的としないので、流量制御が可能であれば特に上限はない。しかしながら、流量制御を考慮すると、開口１１３は、１～１０ｎｍ程度であることが望ましい。
　吸引層１１５は、流量制御層１１２に制御された流量で、吸着層１２０を通して酸素および窒素の少なくともいずれかを吸引する力を発生させる層（バッファ、領域、空間）である。このサンプラー１００においては、吸引層１１５は、予め負圧にされた低圧力室であり、気圧差（圧力差）により制御された流量で吸着層１２０を介して、酸素および窒素を含む空気を吸引する。
　体臭の成分である化学物質は、サンプラー１００の表面（サンプリング側の面）には吸着するが、吸着層１２０の内部にはブラウン運動などの自発的な動きでは侵入しにくい。したがって、このサンプラー１００においては、吸引層１１５を設け、強制的、しかしながら制御された流量で空気を吸着層１２０の内部に吸引し、それとともに化学物質を吸着層１２０の内部に導くようにしている。吸着層１２０は、上述したように、多孔質層の多層構造であり、吸着層１２０の内部の吸着面積は、吸着層１２０のサンプリング側１８の表面１２９の表面積に比較すると非常に大きい。したがって、生体由来の化学物質を吸着層１２０の内部に導くことにより、多量の化学物質を吸着でき、生体由来の化学物質を吸着層１２０の所定の層１２１～１２５に濃縮できる。
　図４は、サンプラー１００により生体由来の化学物質２０１～２０３をサンプリングしている様子を模式的に示している。吸引層１１５は予め負圧にされており、吸着層１２０のサンプリング側１８の表面１２９は不透過性のシート、たとえば、金属シート（不図示）により覆われている。したがって、まず、金属シートを剥がしたのち、図１で説明したのと同様の方法により、サンプラー１００のサンプリング側１８を皮膚に向けて人体などに装着する。吸着層１２０は、中心孔径の異なる多孔質層１２１～１２５を含むので、比較的サイズ（直径または長さ）の大きなタンパク質などの化学物質２０１は、上層、たとえば最上層１２１または第２層１２２で吸着される。芳香族化合物などの中間のサイズの化学物質２０２は第３層１２３または第４層１２４で吸着される。酸素、窒素、二酸化炭素などのサイズの小さな化学物質は、第５層１２５で吸着されるか、または、第５層１２５を透過して、吸引層１１５に吸引される。
　体臭は時間とともに変化することがあり、疾病を判断する要素となる化学物質などの吸引対象の化学物質が常に放出されているとは限らない。したがって、流量制御層１１２は、吸引層１１５に起因する吸引力を数分から数時間程度維持できるように、開口１１３を通過する流量を調整する。吸引時間が不足する場合は、吸引層１１５に外部のバキュームタンクを装着したり、バキュームポンプを装着したりすることも可能である。
　また、このサンプラー１００においては、吸引層１１５と流量制御層１１２により、サンプリング時間が制御される。すなわち、吸引層１１５による吸引力が終了するまでがサンプリング時間であり、サンプラー１００のサンプリング時間を自動的に一定に制御することが可能となる。このため、患者などのサンプラー１００を装着する者が、サンプリング時間を管理する必要がなくなり、手軽に人体などの生体からの化学物質を、精度よく採取できる。
　図５は、サンプラー１００にサンプリングした生体由来の化学物質２０１～２０３を放出している状態を示している。図２に示した分析システムのチャンバー５１にセットした状態である。サンプリングが終了すると吸引層１１５は、空気で満たされている状態になる。サンプラー１００の非サンプリング側（裏面）１９をヒーター５８により加熱（加温）することにより、吸引層１１５内部の空気が膨張する。吸引層１１５から空気が流量制御層１１２を通って吸着層１２０に流れだし、吸着層１２０に吸着されていた化学物質２０１～２０３をサンプラー１００の外に押し出す。
　図６は、サンプラー１００にサンプリングされた化学物質を放出する異なる方法を示している。この例では、チャンバー５１にセットする前に、吸着層１２０の最上層１２１および第２層１２２を取り除いている。したがって、チャンバー５１の内部でサンプラー１００を加熱しても、最上層１２１および第２層１２２にキャッチされた比較的分子量の大きな化学物質２０１は放出されず、このサンプラー１００のサンプリング対象である中程度の分子量（中程度のサイズ）の化学物質２０２が放出される。したがって、分析システム５０では、サンプラー１００のサンプリング対象である芳香族化合物などの体臭の要因となる化学物質を主に分析することが可能となる。このため、分析時間を短縮でき、分析精度を向上できる。
　図７に、さらに異なるサンプリング装置の例を示している。このサンプリング装置（サンプラー）１０１の基本的な構成は、上述したサンプラー１００と同様であり、多層の多孔質層１２１～１２５を含む吸着層１２０と、ベース（支持層）１１０とを含む。ベース１１０は、流量制御層１１２と、吸引層１１５とを含み、吸引層１１５は、酸素および／または窒素を吸着するように設計された吸引用のモレキュラシーブ（ゼオライト）層１３０を含む。たとえば、窒素吸着用のモレキュラシーブとしては、ＬｉＬＳＸ型（Ｌｉ・ＬｏｗＳｉｌｉｃａ・Ｘ型）で孔径が０．３～０．４ｎｍのゼオライトなどが公知である。吸引用のモレキュラシーブ層１３０は、上部の吸着層１２０によりサンプリングする対象となる化学物質（分子）は吸着されているので、酸素および／または窒素に対する選択性がほとんど要求されず、空気中に含まれる気体に対する吸着力が高いものであればよい。したがって、ゼオライト（モレキュラシーブ）に限らず、活性炭などの他の吸着物質を用いた層であってもよい。
　また、吸引層１１５は、吸引用の吸着剤の層１３０の代わりに、あるいはそれとともに、酸素および／または窒素と化学反応し、酸素および／または窒素を消費する反応層であってもよい。酸素を消費する層としては鉄などの酸化しやすい金属を主成分とする酸化反応層が挙げられる。窒素を消費する層としては、窒化物を形成する層を挙げることができ、たとえば、フラーレンなどを触媒としたアンモニア製造プロセスを自律的に行う層が知られている。
　図８に、サンプラー１０１にサンプリングされた化学物質を放出する方法の一例を示している。この例では、チャンバー５１にセットする前に、吸着層１２０からベース１１０を取り除いている。したがって、チャンバー５１の内部でサンプラー１０１を加熱しても、ベース１１０に吸引された成分は放出されない。したがって、分析システム５０では、サンプラー１０１のサンプリング対象である芳香族化合物などの体臭の要因となる化学物質を主に分析することが可能となる。このため、分析時間を短縮でき、分析精度を向上できる。
　図９に、女性用の下着にサンプラー１０、１００または１０１（以降では１０）を装着した様子を示している。下着、たとえばブラジャー３００にサンプラー１０を取り付け、サンプラー１０のサンプリング側１８が乳頭またはその近傍の皮膚に面するように装着することにより、乳頭近傍から放出される生体由来の化学物質をサンプリングできる。乳がんを発症すると、匂いを伴う化学物質（マーカー）が放出されることが知られている。したがって、マーカー物質をサンプラー１０でサンプリングし、分析システム５０で分析することにより、乳がんの有無を簡単に、また精度よく判断できる可能性がある。また、サンプラー１０を含むブラジャー３００を、短時間、たとえば、数分から数時間にわたり装着するだけで乳がんの有無を精度よく判断できるようにすることにより、人体の負担を軽減できるという効果も得られる。
　人間や動物の呼気、咽喉、その他患部周辺の皮膚呼吸に含まれる化学物質（化学成分、分子、組成）を分析システムにより直に測定しようとすると、一定のサンプル流量を維持しなければならないという問題や、長時間、たとえば、２４時間にわたる連続測定が難しいという問題がある。特に、ペット等の動物の場合は、大人しく分析システムに繋げていることは困難である。また、分析システムそのものを人体や動物の体に取り付けることも、現状では難しい。
　さらに、人間や動物の呼気、咽喉、その他の患部周辺の皮膚呼吸に含まれる化学物質は、極めて微量であり、正確な測定が難しいという問題もある。しかしながら、ＦＡＩＭＳセンサーなどのように、ｐｐｂ、ｐｐｔオーダーあるいはそれ以下の極めて高い精度で超微量の化学物質を特定することや分析することが可能になりつつあり、癌やその他の疾病により発生するマーカー物質と呼ばれる化学物質を特定することで、病気の初期状態や疾病の進行状態が判明するようになってきている。したがって、上記に開示したサンプラー１０は、そのような超微量の生体由来の化学物質をサンプリングするのに好適である。
　たとえば、ＧＣ－ＭＳ（ガスクロマトグラフィーおよび質量分析法）により化学物質分析を行う場合、数ｐｐｍ～数ｐｐｂがその検出濃度範囲となる。サブｐｐｂ以下になると、濃縮しないと、対象となる化学物質の検出が困難になる。極低濃度の化学物質検出を行う際に、ＳＰＭＥ（Solid Phase Micro Extraction）と呼ばれる固相マイクロ抽出法が利用可能である。液体試料・固体試料・気体試料から目的とする化学物質を選択的に抽出して、ＧＣ－ＭＳによる高感度検出を実現するものである。但し、サンプル量は少なくとも１００μリットル以上は必要であり、抽出時間が１０～３０分程度必要となる。また、複数のマーカー物質を検出しようとすると複数のＳＰＭＥを準備する必要がある。さらに、正確な定量分析値を保証しようとすると、サンプリング誤差の影響を少なくする必要があり、相当数の測定回数が必要となる。特に、皮膚呼吸や腔内口臭・唾液等から癌等の疾病を特定しようとすると、検体やサンプリング媒体からの２次抽出等による誤差の問題やサンプリング時間の問題など、解決すべき課題も多い。たとえば、患者が、正確にサンプリング時間を制御しようとする場合、トラップされるマーカー物質の量が変化することがあり、それが誤差となりえる。また、癌検出や疾病のＧＣ－ＭＳ分析や判定処理を考えると、判断に数十時間を必要する。
　これに対し、このサンプリング装置は、たとえば、多孔質ガラスを用いたものはＰＧＡＳ（Porous Glass Auto Sampling）と称され、多孔質の直径の異なる粒状のポーラスガラスを多層化して重ねて配置して、検体を流量と時間とが一定なるように制御してトラップする。ポーラスガラスの多孔質径は、検出する癌や疾病のマーカー物質のトラップ目的に応じて、多層化する種類を変更できる。また、流量制御は、流量制御層の負圧を制御する開口の径を選択して時間を制御する方式を採用できる。負圧側と流量制御の径を選択することで、数十秒～数時間まで、検査目的に応じ、サンプリング時間を正確に制御できる。化学物質をトラップする方法は、ポーラスガラスで無くともよい。ただし、吸着剤としては、耐化学物質反応性や長時間保存性、また、測定分析を開始した場合のマーカー物質の短時間での選択的トラップ性や逆に温度を掛けた場合のリリース能力を含めて、応答性能が良い材質を選択する必要がある。ポーラスガラスは、その意味で、非常に優れており必要性能の特性を備えている。
　なお、上記では、人体や動物の体に装着するサンプラーを例に説明したが、サンプラー（サンプリング装置）は、皮膚に限らず、呼気に当てて呼気に含まれている化学物質をサンプリングしてもよい。また、生体由来の化学物質に限らず、コンテナ内や部屋内などに含まれる化学物質をサンプリングすることも可能である。このサンプリング装置を用いることにより、簡単に化学物質を高濃度化でき、また、センサーシステム（分析システム）とは別に、異なる時間、異なる場所で、化学物質をサンプリングすることができる。したがって、このサンプリング方式は、採集の時間的、場所的な制限を外し、濃度の制限を外し、サンプリングの可能性を拡大する。さらに、このサンプリング装置は、化学物質に限らず、細菌、ウィルス、細胞をキャプチャリングすることができる。また、吸着層の材質、微細孔のサイズなどを変えることにより、採取する対象に対する選択的な能力を与えることが可能である。

Claims (7)

  1. 　皮膚にサンプリング側が面するように装着されるチップ状のサンプリング装置であって、前記サンプリング側に面した、０．１から１０００ｎｍの範囲の孔径の多孔質の吸着層を有するサンプリング装置。
  2. 　請求項１において、前記吸着層は、中心孔径が異なる少なくとも３つの多孔質層であって、前記サンプリング側から中心孔径の大きい順番に積層されている多孔質層を含む、サンプリング装置。
  3. 　請求項２において、前記吸着層の非サンプリング側に通過流量を制御する流量制御層を介して配置された吸引層であって、前記吸着層を通して酸素および窒素の少なくともいずれかを吸引する吸引層をさらに有する、サンプリング装置。
  4. 　請求項３において、前記吸引層は、酸素および窒素の少なくともいずれかを吸着する物質を含む、サンプリング装置。
  5. 　請求項３または４において、前記吸引層は、酸素または窒素の少なくともいずれかと反応する物質を含む、サンプリング装置。
  6. 　請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記吸着層は多孔質ガラス層を含む、サンプリング装置。
  7. 　請求項１ないし６のいずれかに記載のサンプリング装置をサンプリング側を皮膚に面して装着し、生体から放出される化学物質を前記吸着層に採取することと、
    　皮膚から離した前記サンプリング装置を加熱し、前記サンプリング装置から放出される生体由来の化学物質をイオン移動度センサーで分析することとを有する、方法。
PCT/JP2011/006100 2010-10-29 2011-10-31 サンプリング装置 WO2012056729A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SG2012089660A SG186201A1 (en) 2010-10-29 2011-10-31 Sampling apparatus
JP2012540699A JP5894078B2 (ja) 2010-10-29 2011-10-31 サンプリング装置
KR1020127030468A KR20130100057A (ko) 2010-10-29 2011-10-31 샘플링 장치
US13/702,097 US8941059B2 (en) 2010-10-29 2011-10-31 Sampling apparatus
EP11835873.8A EP2634556B1 (en) 2010-10-29 2011-10-31 Sampling apparatus
CN201180027241.XA CN103052872B (zh) 2010-10-29 2011-10-31 采样装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010243961 2010-10-29
JP2010-243961 2010-10-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012056729A1 true WO2012056729A1 (ja) 2012-05-03

Family

ID=45993473

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/006104 WO2012056730A1 (ja) 2010-10-29 2011-10-31 分析装置
PCT/JP2011/006100 WO2012056729A1 (ja) 2010-10-29 2011-10-31 サンプリング装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/006104 WO2012056730A1 (ja) 2010-10-29 2011-10-31 分析装置

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9536720B2 (ja)
EP (2) EP2634570A4 (ja)
JP (3) JP5894078B2 (ja)
KR (1) KR20130100057A (ja)
CN (2) CN103052872B (ja)
SG (2) SG186201A1 (ja)
WO (2) WO2012056730A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192674A1 (ja) 2013-05-29 2014-12-04 株式会社Ｎｔｔドコモ 皮膚ガス測定装置および皮膚ガス測定方法
JP2015040819A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社Ｎｔｔドコモ ガスの測定装置及びガスの測定方法
JP2015083933A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 株式会社Ｎｔｔドコモ パターンの製造方法
WO2016167364A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 株式会社資生堂 分析方法
JP2017061423A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 株式会社ベネフィット−イオン 消臭製品の製造方法及び評価装置
KR20170108476A (ko) * 2016-03-18 2017-09-27 주식회사 엘지화학 가스 검출 소자 및 이를 이용하는 가스 센서
JP2019095454A (ja) * 2019-01-08 2019-06-20 株式会社ベネフィット−イオン 分析工程

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9500572B2 (en) 2009-04-30 2016-11-22 Purdue Research Foundation Sample dispenser including an internal standard and methods of use thereof
US8704167B2 (en) * 2009-04-30 2014-04-22 Purdue Research Foundation Mass spectrometry analysis of microorganisms in samples
CN105606691B (zh) 2009-04-30 2018-12-28 普度研究基金会 分析样品中的蛋白质或肽的方法
US9157921B2 (en) 2011-05-18 2015-10-13 Purdue Research Foundation Method for diagnosing abnormality in tissue samples by combination of mass spectral and optical imaging
US9546979B2 (en) 2011-05-18 2017-01-17 Purdue Research Foundation Analyzing a metabolite level in a tissue sample using DESI
WO2012167126A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Purdue Research Foundation Ion generation using modified wetted porous materials
US9269557B2 (en) * 2012-09-07 2016-02-23 Canon Kabushiki Kaisha Ionization device, mass spectrometer including the ionization device, and image generation system including the ionization device
CN104956462B (zh) 2013-01-31 2017-10-10 普度研究基金会 用于分析所提取样本的系统和方法
WO2014120552A1 (en) 2013-01-31 2014-08-07 Purdue Research Foundation Methods of analyzing crude oil
US9721778B2 (en) 2013-04-19 2017-08-01 Shimadzu Corporation Mass spectrometer
EP4099363A1 (en) 2013-06-25 2022-12-07 Purdue Research Foundation Mass spectrometry analysis of microorganisms in samples
US10160946B2 (en) 2013-09-13 2018-12-25 University Of Florida Research Foundation, Inc. Pluripotent tissue harvester and methods of manufacture thereof
DE102013222123A1 (de) * 2013-10-30 2015-04-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mobile Überwachungsvorrichtung
US9057699B2 (en) * 2013-11-21 2015-06-16 Hamilton Sundstrand Corporation High temperature differential ion mobility spectroscopy
US11175268B2 (en) 2014-06-09 2021-11-16 Biometry Inc. Mini point of care gas chromatographic test strip and method to measure analytes
US11435340B2 (en) 2014-06-09 2022-09-06 Biometry Inc. Low cost test strip and method to measure analyte
US10388505B2 (en) 2014-06-11 2019-08-20 Micromass Uk Limited Monitoring ion mobility spectrometry environment for improved collision cross section accuracy and precision
GB201410369D0 (en) * 2014-06-11 2014-07-23 Micromass Ltd Monitoring IMS environment for improved CCS accuracy and precision
CN105628779A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 中国科学院大连化学物理研究所 一种血液中丙泊酚的在线监测仪及其应用
US9786478B2 (en) 2014-12-05 2017-10-10 Purdue Research Foundation Zero voltage mass spectrometry probes and systems
US10856790B2 (en) * 2015-01-09 2020-12-08 Exhalix Llc Transdermal sampling strip and method for analyzing transdermally emitted gases
CN107960130A (zh) 2015-02-06 2018-04-24 普度研究基金会 探针、系统、盒及其使用方法
CN105193388A (zh) * 2015-09-03 2015-12-30 付锐 皮肤病多点采样检测装置
WO2018012220A1 (ja) * 2016-07-12 2018-01-18 国立研究開発法人産業技術総合研究所 質量分析方法
US11255840B2 (en) 2016-07-19 2022-02-22 Biometry Inc. Methods of and systems for measuring analytes using batch calibratable test strips
CN107024530B (zh) * 2016-11-25 2018-06-05 北京毅新博创生物科技有限公司 通过内部标准物质谱检测微生物的方法及其产品
EP3700408A1 (en) 2017-10-25 2020-09-02 Skindicator AB A device and a method for detection of changes in tissue
ES2722802B2 (es) * 2018-02-14 2019-12-18 Fund De Neurociencias Dispositivo para la eliminacion selectiva de moleculas de tejidos o fluidos
AU2019299907A1 (en) * 2018-07-09 2021-01-07 Fresenius Vial Sas System and method for identifying and/or measuring a substance concentration in the exhaled breath of a patient
US11874270B1 (en) 2018-07-31 2024-01-16 Inspectir Systems, Llc Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCs) using breath samples
US11841372B1 (en) 2018-07-31 2023-12-12 Inspectir Systems, Llc Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCs) using breath samples
US11841359B1 (en) 2018-07-31 2023-12-12 Inspectir Systems, Llc Techniques for portable rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples
US11662340B1 (en) 2018-07-31 2023-05-30 InspectIR Systems, Inc. Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples
US11721533B1 (en) * 2018-07-31 2023-08-08 Inspectir Systems, Llc Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples
US11879890B1 (en) 2018-07-31 2024-01-23 Inspectir Systems, Llc Techniques for rapid detection and quantitation of volatile organic compounds (VOCS) using breath samples
KR102187439B1 (ko) * 2019-01-30 2020-12-07 주식회사 라파스 마이크로니들 패취를 이용한 최소 침습적 피부 생체 검사 방법
US20220412937A1 (en) * 2019-11-27 2022-12-29 Symrise Ag Device and Method for the Analytical and Sensory Determination of the Release of an Active Substance from a Release System
CN111388018B (zh) * 2020-03-20 2023-09-19 威图姆卡医疗中心 采集下呼吸道样本的方法及其装置、空气消毒方法及其装置
US11914131B1 (en) * 2020-08-16 2024-02-27 Gregory Dimitrenko Optical testing system for detecting infectious disease, testing device, specimen collector and related methods
CN112426180A (zh) * 2020-12-13 2021-03-02 陈希格 一种皮肤科用的微型取样设备
KR102573065B1 (ko) * 2021-08-20 2023-08-30 서울여자대학교 산학협력단 체취 흡착 장치 및 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11506624A (ja) * 1995-06-07 1999-06-15 スダー パートナーズ 別個の吸収性材料を欠く皮膚用パッチ
WO2006013396A2 (en) 2004-08-02 2006-02-09 Owlstone Ltd Ion mobility spectrometer
JP2006138731A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Ltd 特定物質のインライン化検知装置及びその方法
JP2006214747A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Tokai Univ 皮膚ガス捕集装置
JP2006334511A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Fuji Chemical Kk エアフィルタ
JP2010169658A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Canon Inc 分析装置

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909256A (en) * 1985-02-11 1990-03-20 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Transdermal vapor collection method and apparatus
US4957108A (en) * 1988-09-08 1990-09-18 Sudor Partners Method and apparatus for determination of chemical species in body fluid
JPH0593422U (ja) * 1992-05-26 1993-12-21 孝昭 藤岡 採尿器付きおむつ
US5605798A (en) * 1993-01-07 1997-02-25 Sequenom, Inc. DNA diagnostic based on mass spectrometry
JPH0847484A (ja) * 1994-08-08 1996-02-20 Agency Of Ind Science & Technol 発汗状態を模擬した温湿度の測定方法
JP3409096B2 (ja) * 1994-11-28 2003-05-19 良介 村山 炭酸ガス測定用包装材
US5726068A (en) * 1996-01-24 1998-03-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Diffusive sampler system for determining chemical vapor levels
JP2000508780A (ja) * 1996-12-20 2000-07-11 フイルメニツヒ ソシエテ アノニム 揮発性生成物の試料採取のための装置
DE19914037A1 (de) * 1999-03-27 2000-09-28 Hartmann Paul Ag Hygieneartikel zum einmaligen Gebrauch
MXPA01010946A (es) * 1999-04-26 2002-05-06 Procter & Gamble Dispositivo de diagnostico multiple para la salud de una mujer.
US7129482B2 (en) * 1999-07-21 2006-10-31 Sionex Corporation Explosives detection using differential ion mobility spectrometry
JP2001078966A (ja) * 1999-09-17 2001-03-27 Daikin Ind Ltd 発汗検出装置
SG99872A1 (en) * 1999-10-26 2003-11-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Method and apparatus for laser analysis of dioxins
AUPQ886100A0 (en) * 2000-07-19 2000-08-10 Biotron Limited Diagnostic test
JP2003090812A (ja) * 2001-09-20 2003-03-28 Figaro Eng Inc おなら検出方法とその装置
US7020508B2 (en) * 2002-08-22 2006-03-28 Bodymedia, Inc. Apparatus for detecting human physiological and contextual information
JP4432411B2 (ja) 2003-09-05 2010-03-17 株式会社島津製作所 レーザー脱離イオン化質量分析法
WO2005052546A2 (en) 2003-11-25 2005-06-09 Sionex Corporation Mobility bases apparatus and methods using dispersion characteristics to improve analysis of a sample
US7170052B2 (en) * 2003-12-31 2007-01-30 Ionwerks, Inc. MALDI-IM-ortho-TOF mass spectrometry with simultaneous positive and negative mode detection
JP2005233618A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Ti Kenkyusho:Kk 皮膚から放出されるスーパーオキサイドの測定方法およびこの測定方法にて用いるスーパーオキサイドの捕捉具
JP4378649B2 (ja) 2004-05-18 2009-12-09 国立大学法人山梨大学 生体高分子の非共有結合等を選択的に切断して分析する方法および装置
US7498570B2 (en) * 2004-08-02 2009-03-03 Owistone Ltd. Ion mobility spectrometer
DE102004039570B4 (de) * 2004-08-14 2007-03-01 Lts Lohmann Therapie-Systeme Ag Überwachungssystem zum Sammeln und zur transdermalen Weiterdiffusion von Umweltkontaminantien enthaltender Luft und Verfahren hierzu
US7388195B2 (en) * 2004-09-30 2008-06-17 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Apparatus and systems for processing samples for analysis via ion mobility spectrometry
US7838307B2 (en) * 2004-12-08 2010-11-23 Lyotropic Therapeutics, Inc. Compositions for binding to assay substrata and methods of using
WO2006137205A1 (ja) 2005-06-22 2006-12-28 Tokyo Institute Of Technology 液体導入プラズマシステム
DK1875401T3 (da) 2005-06-30 2014-04-07 Biocrates Life Sciences Ag Indretning til kvantitativ analyse af en metabolitprofil
JP2007155385A (ja) * 2005-12-01 2007-06-21 Pico Device:Kk 表面放出ガスサンプリング装置
JP2007279016A (ja) 2006-03-16 2007-10-25 Jfe Steel Kk 物質の励起および／またはイオン化方法、ならびにそれを用いた分析方法および分析装置
JP2008157895A (ja) 2006-12-26 2008-07-10 Horiba Ltd 試料導入装置
US8043272B2 (en) * 2007-04-30 2011-10-25 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Collection and testing of infant urine using an absorbent article
CN102318035B (zh) * 2007-07-30 2015-03-11 粒子监测系统有限公司 使用离子迁移光谱仪检测分析物
EP2194871B1 (en) * 2007-09-05 2016-08-17 Sensible Medical Innovations Ltd. Method and system for monitoring thoracic tissue fluid
GB0809488D0 (en) * 2008-05-23 2008-07-02 Electrophoretics Ltd Mass spectrometric analysis
EP2157599A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-24 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Method and apparatus for identification of biological material
JP2010107414A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Sonac Kk 経皮ガスの採取方法、採取装置および測定方法
JP2010148692A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 National Cardiovascular Center 表面ガス検知法および検知装置
US20100288917A1 (en) * 2009-05-13 2010-11-18 Agilent Technologies, Inc. System and method for analyzing contents of sample based on quality of mass spectra

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11506624A (ja) * 1995-06-07 1999-06-15 スダー パートナーズ 別個の吸収性材料を欠く皮膚用パッチ
WO2006013396A2 (en) 2004-08-02 2006-02-09 Owlstone Ltd Ion mobility spectrometer
JP2008508693A (ja) 2004-08-02 2008-03-21 オウルストーン リミテッド イオン移動度分光計
JP2006138731A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Ltd 特定物質のインライン化検知装置及びその方法
JP2006214747A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Tokai Univ 皮膚ガス捕集装置
JP2006334511A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Fuji Chemical Kk エアフィルタ
JP2010169658A (ja) * 2008-12-25 2010-08-05 Canon Inc 分析装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2634556A4
TAKAO TSUDA: "Hito Hifu kara Kisan sareru Kagaku Busshitsu to Kaori", AROMA RES, vol. 9, no. 1, 28 February 2008 (2008-02-28), pages 63 - 72, XP008169557 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014192674A1 (ja) 2013-05-29 2014-12-04 株式会社Ｎｔｔドコモ 皮膚ガス測定装置および皮膚ガス測定方法
JP2014232051A (ja) * 2013-05-29 2014-12-11 株式会社Ｎｔｔドコモ 皮膚ガス測定装置および皮膚ガス測定方法
JP2015040819A (ja) * 2013-08-23 2015-03-02 株式会社Ｎｔｔドコモ ガスの測定装置及びガスの測定方法
JP2015083933A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 株式会社Ｎｔｔドコモ パターンの製造方法
WO2016167364A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 株式会社資生堂 分析方法
JP2016206188A (ja) * 2015-04-15 2016-12-08 株式会社 資生堂 分析方法
JP2017061423A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 株式会社ベネフィット−イオン 消臭製品の製造方法及び評価装置
KR20170108476A (ko) * 2016-03-18 2017-09-27 주식회사 엘지화학 가스 검출 소자 및 이를 이용하는 가스 센서
KR102009938B1 (ko) * 2016-03-18 2019-08-12 주식회사 엘지화학 가스 검출 소자 및 이를 이용하는 가스 센서
JP2019095454A (ja) * 2019-01-08 2019-06-20 株式会社ベネフィット−イオン 分析工程

Also Published As

Publication number Publication date
EP2634556B1 (en) 2018-03-14
JP5836967B2 (ja) 2015-12-24
SG190048A1 (en) 2013-06-28
EP2634556A4 (en) 2016-12-21
US20130299694A1 (en) 2013-11-14
CN103052872A (zh) 2013-04-17
JPWO2012056729A1 (ja) 2014-03-20
EP2634570A1 (en) 2013-09-04
WO2012056730A1 (ja) 2012-05-03
CN103299184A (zh) 2013-09-11
US9536720B2 (en) 2017-01-03
JP6258377B2 (ja) 2018-01-10
SG186201A1 (en) 2013-01-30
JPWO2012056730A1 (ja) 2014-03-20
EP2634556A1 (en) 2013-09-04
US20130211211A1 (en) 2013-08-15
KR20130100057A (ko) 2013-09-09
JP5894078B2 (ja) 2016-03-23
JP2016136152A (ja) 2016-07-28
EP2634570A4 (en) 2016-12-21
US8941059B2 (en) 2015-01-27
CN103052872B (zh) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6258377B2 (ja) 下着に取り付けられたサンプリング装置を介して生体由来の化学物質を分析する方法および下着
JP7504499B2 (ja) 呼気およびエアロゾルの分析を用いた呼吸器疾患の診断
KR102485642B1 (ko) 호기를 이용한 결핵 및 기타 질병의 진단
CN102498398B (zh) 用于呼出气中的药物检测的系统和方法
JP5258892B2 (ja) 呼気粒子の捕集及び測定
TWI546529B (zh) 具有前端及後端預濃縮器之氣體收集及分析系統、可棄除濕過濾器及方法
Schon et al. Versatile breath sampler for online gas sensor analysis
JP2016136152A5 (ja) 下着に取り付けられたサンプリング装置を介して生体由来の化学物質を分析する方法および下着
JP6749912B2 (ja) 検体を測定するための、ミニポイントオブケアのガスクロマトグラフィ検査ストリップ及び方法
EP2895855A1 (en) System and method for eluting and testing substance from exhaled aerosol sample
US9664657B2 (en) Pulsed admission of analyte to detection apparatus
CN104939831A (zh) 从受试者的呼出气中收集样本的系统和方法及其用途
JP7197369B2 (ja) コンパクトなガス分析装置及び方法
KR101910017B1 (ko) 호기 분석을 통한 질병진단장치
US20240148274A1 (en) Diagnosis of respiratory diseases by capturing aerosolized biomaterial particles using packed bed systems and methods
US20240115157A1 (en) Diagnosis of respiratory diseases using analysis of exhaled breath and aerosols
US20220386892A1 (en) Method of breath screening of viral infection
WO2022169860A1 (en) Breath capture and analysis system and method

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180027241.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11835873

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012540699

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127030468

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10727/DELNP/2012

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011835873

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13702097

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE