[go: up one dir, main page]

RU2179721C2 - Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения - Google Patents

Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения Download PDF

Info

Publication number
RU2179721C2
RU2179721C2 RU99114459/14A RU99114459A RU2179721C2 RU 2179721 C2 RU2179721 C2 RU 2179721C2 RU 99114459/14 A RU99114459/14 A RU 99114459/14A RU 99114459 A RU99114459 A RU 99114459A RU 2179721 C2 RU2179721 C2 RU 2179721C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
matrix element
indicator
carbon dioxide
matrix
Prior art date
Application number
RU99114459/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99114459A (ru
Inventor
Стефан Нильссон
Original Assignee
Ностер Сюстем АБ
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 Ностер Сюстем АБ filed Critical Ностер Сюстем АБ
Publication of RU99114459A publication Critical patent/RU99114459A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2179721C2 publication Critical patent/RU2179721C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483Physical analysis of biological material
    • G01N33/497Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N31/00Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
    • G01N31/22Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators
    • G01N31/221Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using chemical indicators for investigating pH value
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004CO or CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10S436/90Breath testing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20Oxygen containing
    • Y10T436/204998Inorganic carbon compounds

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Устройство для улавливания и проведения анализа 14СО2 в воздухе, выдыхаемом человеком, которому введено меченное изотопом 14С соединение, в частности меченная изотопом 14С мочевина, указанное устройство включает первый и второй по существу плоские продолговатые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом своими краями, за исключением одного из их коротких краев, с образованием канала между ними. Первый каналообразующий элемент включает газопроницаемый матричный элемент для поглощения СО2. Устройство снабжено средствами индикации для визуального обнаружения поглощения СО2 и пленочным элементом с низкой поглотительной способностью в отношении бета-излучения, который установлен или может быть установлен между матричным элементом и прибором для измерения бета-излучения. Изобретение направлено на упрощение процедуры анализа выдыхаемого пациентом воздуха. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к устройствам, используемый для улавливания и определения 14СО2 в воздухе, выдыхаемом человеком, которому введено меченное изотопом 14С соединение, в частности, меченная изотопом 14С мочевина, а также касается соответствующего способа определения.
Некоторые состояния и заболевания могут быть идентифицированы посредством анализа выдыхаемого воздуха. Например, воздух, выдыхаемый людьми с подозрением на то, что они инфицированы патогенными бактериями Helicobacter pylori, анализируют разнообразными способами. Согласно одному такому способу, применяемому клинически в течение ряда лет, пациенту дают проглотить меченное изотопом соединение мочевины, в частности препарат, содержащий изотоп 14С или меченную изотопом 14С мочевину. Бактерии Helicobacter pylori, присутствующие в желудочно-кишечном тракте, производят ферменты, разлагающие мочевину на аммиачный диоксид углерода. Этот диоксид углерода, образованный в желудочно-кишечном тракте, транспортируется к легким посредством нормальной физиологической деятельности органов тела и выдыхается вместе с другим углекислым газом, образующимся в органах тела. Выдыхаемый углекислый газ улавливают подходящей жидкостью, например водным гидроксидом натрия, который исследуют при помощи соответствующих измерительных приборов, например сцинтилляционных счетчиков, для обнаружения радиоактивного распада 14С.
Способы определения диоксида углерода, известные в данной области техники, достаточно сложны, требуют много времени и нуждаются в использовании дорогостоящего и громоздкого оборудования. Вопросы создания подобных простых и дешевых методик для нужд децентрализованного здравоохранения до сих пор не решены. А следовательно, имеется потребность в разработке таких способов и соответствующих им устройств.
Задачей настоящего изобретения является создание простого устройства для улавливания и определения изотопа 14С в воздухе, выдыхаемом человеком, клинически обследуемым на заболевание, которое характеризуется повышенным уровнем метаболизма меченных изотопом 14С органических соединений, например меченной 14С мочевины, при их превращении в 14CO2.
Задача настоящего изобретения также состоит в создании способа клинического использования указанного устройства.
Задача настоящего изобретения станет также очевидной из последующего описания изобретения и его формулы.
В настоящем изобретении предложено устройство вышеупомянутого типа, которое включает первый и второй по существу плоские продолговатые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом соответствующими краями, за исключением одного из их коротких краев, с образованием между ними указанного канала, причем первый каналообразующий элемент включает газопроницаемый матричный элемент для поглощения СО2, а устройство обеспечено средствами индикации для обнаружения поглощенного СО2 и пленочным элементом, обладающим низким поглощением бета-излучения, который установлен или может быть установлен между элементом матрицы и прибором, измеряющим бета-излучение.
Пленочный элемент, обладающий низким коэффициентом поглощения бета-излучения, выполняет защитную функцию. Матричный элемент в процессе функционирования устройства увлажняется, и защитный элемент, выполненный, например, из пленки, обеспечивает гигиенические условия при обращении с устройством. Предпочтительно, чтобы толщина пленочного элемента была менее 0,05 мм, более предпочтительно, чтобы она составляла менее 0,015 мм.
Предпочтительно, чтобы матричный элемент включал матрицу, поглотитель диоксида углерода и индикатор для определения поглощения диоксида углерода.
Предпочтительно, чтобы поглотитель диоксида углерода включал сильное основание, такое как гидроксид лития, гидроксид натрия или гидроксид кальция.
Предпочтительно, чтобы матричный элемент имел такую конструкцию и такую поглотительную способность в отношении диоксида углерода, чтобы насыщаться диоксидом углерода в течение приблизительно от одной до двух минут прохождения воздуха, выдыхаемого взрослым человеком. Надлежащее количество поглотителя диоксида углерода может быть легко определено экспериментально с матричными элементами различного размера и с различными физическими и химическими свойствами.
Предпочтительно, чтобы индикатор представлял собой pН-индикатор и в частности pН-индикатор для визуального наблюдения за изменением pН при значениях pН выше 10. Особенно предпочтительно, чтобы индикатор был выбран из ряда цветовых индикаторов, изменяющих свой цвет от бесцветного в области высоких значений pН до окрашенной формы при более низком значении pН. Особенно предпочтительным индикатором является фенолфталеин. Также предпочтительным является индикатор тропаэолин (tropaeolin).
Полезно, чтобы пленкообразующий элемент имел отверстия для прохождения через него выдыхаемого воздуха. Предпочтительно, чтобы диаметр таких отверстий был менее 2 мм, более предпочтительно, чтобы их диаметр составлял менее 1 мм, и в наиболее предпочтительном случае был менее 0,5 мм. Для поддержания баланса потока воздуха в устройстве отверстия можно сделать в одном или обоих каналообразующих элементах.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предпочтительно, чтобы второй каналообразующий элемент имел сквозное отверстие, расположенное напротив матричного элемента и закрываемое пленочным элементом, при этом устройство предпочтительно включает гибкий клапан, закрепленный со стороны закрытого короткого конца и имеющий длину, достаточную для того, чтобы закрывать в первом положении сквозное отверстие второго каналообразующего элемента, а во втором положении закрывать матричный элемент первого каналообразующего элемента. Указанный клапан должен быть изготовлен из белого светоотражающего материала. В своем первом положении клапан повышает восприятие изменения цвета за счет образования стандартного отражающего фона по отношению к матричному элементу. В своем втором положении клапан закрывает ставший влажным или мокрым матричный элемент и обеспечивает гигиену при обращении с устройством. Предпочтительно, чтобы клапан был закреплен с возможностью удаления на втором каналообразующем элементе в указанном первом положении. Также предпочтительно, чтобы клапан в указанном втором положении мог быть закреплен на первом каналообразующем элементе за счет адгезии. Средства адгезионного крепления клапана на первом каналообразующем элементе предпочтительно включают средства его крепления с возможностью удаления на втором каналообразующем элементе.
Согласно второму аспекту данного изобретения предпочтительно, чтобы пленочный элемент имел форму гибкого клапана, закрепленного на закрытом коротком конце, а длина его была достаточной для закрывания матричного элемента первого каналообразующего элемента. Предпочтительно, чтобы пленочный клапан мог быть закреплен на втором каналообразующем элементе с возможностью удаления.
Согласно третьему аспекту данного изобретения средства индикации расположены отдельно от матричного элемента. Средства индикации предпочтительно включают в себя индикатор pН, в частности индикатор pН, изменяющий свой цвет при изменении pН выше значения pН=10, и расположены во втором матричном элементе для поглощения СО2.
Каналообразующие элементы могут быть выполнены в виде одной детали, например, с помощью соответствующей пробивки, сгибания и герметизации куска картона. Они могут также быть соединены своими гранями частично или полностью с помощью промежуточных элементов. Конструкция устройства согласно данному изобретению предусматривает измерение бета-излучения от изотопа 14С при помощи сравнительно недорогого оборудования, в частности счетчика Гейгера-Мюллера, в измерительной камере которого может быть установлено данное устройство.
В соответствии с данным изобретением предложен способ улавливания и проведения анализа изотопа 14C в воздухе, выдыхаемом человеком, обследуемым с подозрением на болезнь или состояние, характеризуемое повышенной активностью ферментов в желудочно-кишечном тракте, приводящей к образованию диоксида углерода из ферментативно разлагаемого вещества, введенного указанному человеку, включающий:
- выдыхание воздуха данным человеком в один открытый короткий конец устройства, включающего первый и второй по существу плоские вытянутые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом своими соответствующими краями, за исключением краев указанного короткого конца, причем первый каналообразующий элемент имеет воздухопроницаемый матричный элемент, который закрыт или может быть закрыт защитным элементом с низкой поглотительной способностью в отношении бета-излучения, матричный элемент включает поглотитель диоксида углерода, а устройство дополнительно включает средства индикации для визуального обнаружения поглощения СО2 за счет изменения цвета;
- наблюдение за средствами индикации для обнаружения изменения цвета;
- прекращение выдыхания воздуха в устройство после обнаружения изменения цвета;
- возможное закрывание матричного элемента защитным элементом;
- измерение бета-излучения матричного элемента в течение некоторого периода времени путем приведения устройства в контакт с прибором для измерения бета-излучения;
- сравнение числа зарегистрированных актов распада с числом, полученным при обследовании здоровых людей.
Аппарат для обнаружения изотопа 14С включает, в частности, счетчики Гейгера-Мюллера. Увеличение активности бета-излучения по сравнению с фоновым значением, обнаруженным у здоровых людей, указывает на присутствие ферментного действия вышеупомянутого типа, и следовательно, на состояние, отклоняющееся от того, что считается нормой.
Далее изобретение будет объяснено подробно со ссылками на предпочтительные варианты его выполнения, которые, однако, не следует понимать как ограничение объема данного изобретения и которые будут проиллюстрированы приложенными чертежами, где:
фиг. 1 - первый вариант выполнения изобретения в продольном разрезе, на котором поперечные габариты значительно увеличены ради ясности, а клапан находится в первом положении;
фиг. 2 - устройство, изображенное на фиг.1, в таком же представлении с клапаном во втором положении;
фиг.3 - общий вид устройства, приведенного на фиг.1, в слегка деформированном состоянии, готовом к поступлению выдыхаемого воздуха;
фиг.4 - второй вариант выполнения изобретения, где изображен вид, соответствующий приведенному на фиг.1 и 2 для первого варианта выполнения изобретения, а клапан находится в первом положении;
фиг. 5 - устройство, изображенное на фиг.4, в таком же представлении, установленное в измерительной камере счетчика Гейгера Мюллера и с клапаном, находящимся во втором положении;
фиг. 6a-6d - третий вариант выполнения изобретения, где изображен вид, соответствующий приведенному на фиг.1 и 2 для первого варианта выполнения данного изобретения, до и после использования, общий вид (6а-6с) и разрез (6d).
Устройство согласно изобретению, показанное на фиг.1-3, включает тонкостенные первый каналообразующий элемент 1 и второй каналообразующий элемент 2 прямоугольной и соответствующей друг другу формы. Элементы 1, 2 наложены друг на друга и соединены соответствующими краями за исключением краев с одного короткого конца 3, тем самым образуя канал 13. Предпочтительным материалом для элементов 1 и 2 является картон; также можно, например, использовать пластмассу для одного или обоих элементов.
Первый каналообразующий элемент 1 имеет сквозное отверстие, снабженное газопроницаемым матричным элементом 5 для поглощения СО2. Второй каналообразующий элемент 2 имеет сквозное отверстие, расположенное напротив матричного элемента 5 и закрытое пленкой 7, приклеенной к элементу 2 по его краям. Пленка 7 выполнена из материала, обладающего низким поглощением бета-излучения, например из сложного полиэфира поли(этиленгликольтерефталата) производства фирмы Du Pont, который имеется в продаже под торговой маркой Mylar®, и имеет толщину менее 0,05 мм, предпочтительно менее 0,015 мм.
Матричный элемент 5 имеет форму плоского цилиндра, размер которого соответствует круглому отверстию 6. Он может быть тонким, как бумага, и должен обладать низким сопротивлением потоку воздуха. Его можно закрепить в отверстии первого каналообразующего элемента соответствующего размера путем приклеивания или прессования. В принципе первый каналообразующий элемент и матричный элемент могут быть выполнены в виде одной части из материала, имеющего открытую матричную структуру, например из нетканой основы, пропитанный вторым материалом, например полимером, в областях, где требуется воздухонепроницаемость, в то время как в области, соответствующей матричному элементу 5, нетканую основу оставляют непропитанной и наполняют абсорбентом диоксида углерода и индикатором. Для матричного элемента можно использовать широкий спектр материалов, в частности нетканые матрицы на основе целлюлозы и производных целлюлозы, синтетические полимеры типа полистирола и простого полиэфира, стеклянную или минеральную вату, тонкоизмельченные углерод, оксид алюминия или оксид кремния в воздухопроницаемой оболочке и т.д. Важно, чтобы матричный элемент имел большую поверхность с тонким слоем агента или комбинации агентов для поглощения углекислого газа из выдыхаемого воздуха. На основе проведенных экспериментов было установлено, что наилучшим вариантом является фильтрующая ткань DUTEXIMTM 4106 или 4108, произведенная во Франции Tharreau Ind., Chemille.
В данной области техники известно широкое разнообразие средств для поглощения диоксида углерода. Особенно пригодными являются гидроксиды щелочных металлов, в частности гидроксид лития, гидроксид натрия и их смеси. Также подходят, например, другие основные оксиды, такие как гидроксид кальция, и ионообменные смолы с высокой емкостью (формирующие собственный носитель). Кроме того, подходящие агенты включают нелетучие амины, в частности высокомолекулярные амины типа хитозана. Применение поглощающих агентов по данному изобретению может быть улучшено с помощью поверхностно-активных веществ, таких как алкил и арил-сульфонаты. Также могут быть включены агенты, способствующие увлажнению поглощающего агента, то есть поглощение воды из выдыхаемого воздуха частично или полностью растворяет адсорбент или вызывает его набухание, и этот процесс улучшает поглощение углекислого газа. Агенты, способствующие увлажнению, включают хлористый литий и хлористый магний. Поглощающий агент вводят путем пропитки матрицы в водном или спиртовом растворе данного агента. На основе эксперимента было найдено, что загрузка 350 мл водного 1,2 М раствора LiOH на м2 ткани фильтра является удовлетворительной.
Насыщение поглощающего диоксид углерода агента в матричном элементе проявляется по изменению цвета pН-индикатора, добавленного к этому поглотителю углекислого газа. Нет необходимости доводить поглотитель до состояния насыщения углекислым газом. Поглощение, таким образом, удобно остановить при значениях pН выше 10. Особенно удобным в качестве pН-индикатора является фенолфталеин в своей бесцветной треханионной форме (например, тринатриевой соли), который переходит в свою красную дианионную форму уже при значениях pН выше 12. При этом особенно легко наблюдать изменение цвета от бесцветного до красного. Другие полезные индикаторы - это, например, динатриевая соль 5,5'-индигодисульфоновой кислоты, которая изменяет свою окраску от желтого до синего цвета при понижении pН от 13 до 11,4, ализарин желтый R, который изменяется от красного до желтого в интервале pН 12,0-10,1, и 2,4,6-тринитротолуол, который изменяется от оранжевого до бесцветного в интервале pН 13,0-11,5. Как было обнаружено, индикатор тропаэолин (цвет изменяется от желтого до оранжевого приблизительно при pН 12-13) является особенно подходящим. На основе эксперимента было найдено, что загрузка 350 мл 0,1% раствора тропаэолина на м2 ткани фильтра является достаточной.
Со стороны своего второго короткого конца 4 устройство имеет гибкий прямоугольный клапан 8, например, из белой бумаги, укрепленный с помощью клея между каналообразующими элементами 1, 2; его длина достаточна для перекрывания в первом положении сквозного отверстия 6 второго каналообразующего элемента 2 и во втором положении матричного элемента 5 первого каналообразующего элемента 1. Клапан 8 сложен вдвое, образуя петлю в 180o перед вторым концом 4 устройства, затем он протянут параллельно и закрывает второй каналообразующий элемент 2, к которому он прикреплен свободной концевой частью 11 после второго поворота 10 на 180o (аналогично первой петле 9). Адгезионное крепление концевой части 11 с вторым каналообразующим элементом 2 относительно слабое, чтобы не препятствовать его освобождению после нагружения устройства диоксидом углерода. По этой причине на внешнюю сторону каналообразующего элемента 2 наносят открепляющую накладку или слой 12 из соответствующего материала, например гидрофобный гладкий материал, такой как используют с изнаночной стороны адресных ярлыков.
В своем первом положении клапан 8 облегчает определение конечной точки, создавая белый отражающий фон для матричного элемента 5, который виден на его поверхности, находящейся в одной плоскости с первым каналообразующим элементом 1. В своем втором положении клапан 8 защищает к тому времени загруженный и мокрый матричный элемент 5.
Устройство, приведенное на фиг. 1-3, по существу плоское, и его можно легко разместить в герметичной оболочке для исключения доступа воздуха и влаги. Оболочку, например полиэтиленовую пленку, открывают перед использованием, при этом желательно поместить данное устройство на короткий период времени в камеру с высокой влажностью для приведения в равновесие, чтобы облегчить поглощение СО2 из выдыхаемого воздуха. Также можно распределить воду по матричному элементу перед его использованием, например, с помощью пипетки.
Для использования отверстия канала 13 со стороны короткого конца 3 образован простой наконечник, который можно расширить путем одновременного надавливания на продольные грани устройства, как обозначено стрелками А на фиг. 3, где элементы канала 1 и 2 показаны в слегка деформированном состоянии. Человек при обследовании выдыхает воздух через канал 13 и матричный элемент 5 до тех пор, пока не будет отмечено изменение цвета на внешней стороне матричного элемента 5. Если расположить каналообразующий элемент 1 лицевой поверхностью вверх во время выдыхания воздуха, человек может самостоятельно наблюдать за изменением цвета и прекратить процедуру в нужный момент. Клапан 8 освобождают из его первого положения, поворачивают вокруг и закрепляют на первом каналообразующем элементе 1, защищая тем самым теперь уже влажный или даже мокрый матричный элемент 5. Для измерения бета-излучения покрытое пленкой окошко 7 устройства держат напротив окна счетчика Гейгера Мюллера или иного устройства для обнаружения бета-излучения в течение измеряемого периода времени или вставляют в измерительную камеру такого прибора. Зарегистрированную активность сравнивают со средним значением активности, зарегистрированной при обследовании здоровых людей. Статистически значимое отклонение от среднего значения рассматривается как признак наличия инфекции.
Второй вариант выполнения изобретения, проиллюстрированный на фиг.4 и 5, включает тонкостенный первый каналообразующий элемент 21 и тонкостенный второй каналообразующий элемент 22 прямоугольной и соответствующей друг другу формы, наложенные друг на друга и соединенные своими соответствующими краями за исключением краев одного короткого конца, таким образом формируя канал 23. Первый каналообразующий элемент 21 имеет сквозное отверстие, снабженное газопроницаемым матричным элементом 25 для поглощения СО2. Этот второй вариант выполнения изобретения отличается от первого варианта, показанного на фиг. 1-2 тем, что у второго каналообразующего элемента 22 отсутствует сквозное отверстие, расположенное напротив матричного элемента 25, и присутствует клапан 27, закрепленный на его закрытом коротком конце, выполненный из материала с низким коэффициентом поглощения бета-излучения, например, из Mylar, закрепленный с возможностью освобождения своим сложенным свободным концом 26 на слабоадгезионной накладке 24 в первой положении, показанном на фиг.4.
Второй вариант выполнения изобретения используют для поглощения СО2 способом, аналогичным изложенному выше для первого варианта выполнения данного изобретения, при этом белая область второго каналообразующего элемента 22, расположенная напротив матричного элемента 25, выполняет отражающую функцию клапана 8 первого варианта выполнения изобретения. При изменении цвета индикатора на матричном элементе 25 конец 26 клапана 27 отделяют от накладки 24, а сам клапан 27 разворачивают к первому каналообразующему элементу 21 таким образом, чтобы закрыть теперь уже влажный матричный элемент 25; вслед за этим устройство устанавливают в измерительную камеру 28 счетчика Гейгера-Мюллера. Распад изотопа 14С, уловленного матричным элементом 25, приводит к возникновению бета-частиц, проходящих через прозрачный для излучения клапан 27 и ударяющихся о стенку 29 счетчика Гейгера-Мюллера, что вызывает регистрируемый электрический разряд. Нет необходимости закреплять свободную концевую часть 26 клапана 27 на первом каналообразующем элементе, в особенности если измерение производят непосредственно после отбора пробы СО2.
Третий вариант выполнения данного изобретения, показанный в разрезе на фиг. 6d и в грубой перспективе на фиг.6а, подобен другим вариантам данного изобретения, но характеризуется, в частности, отсутствием клапана. Это особенно удобно для измерения содержания 14С прямо на месте. В этой случае первый 31 и второй 32 каналообразующие элементы представляют собой тонкие пластины из полиэфирного материала и имеют одинаковую форму. В наложенном друг на друга положении они соединены по краям кондукторной сваркой, образуя таким образом трубообразный элемент, герметизированный со своих боковых 41, 42, 43, 44 и заднего 40 краев. Передние края 45, 46, от которых расходятся боковые края 43, 44, друг с другом не соединяют для предварительного формирования наконечника. Первый каналообразующий элемент 31 имеет два круглых сквозных отверстия, большее отверстие около задней грани 40, и меньшее, расположенное между большим отверстием и наконечником. Изнутри первое (большее) отверстие закрыто первым пленочным диском 37 из материала с низким поглощением бета-излучения. Первый пленочный диск 37 имеет диаметр немного больше диаметра большего отверстия, что позволяет наложить его на первую пленку 31, образующую сам элемент, к которому ее приклеивают по краям. Под первым пленочным диском 37 расположен первый матричный диск 36, размер которого несколько больше диаметра отверстия, но несколько меньше размера первого пленочного диска 37, к которому он приклеен по краям. Второе (меньшее) отверстие закрыто аналогично размещенными вторым пленочным диском 39 и вторым матричным диском 38; второй пленочный диск 39 должен быть изготовлен из прозрачного материала, но не обязательно того, который имеет низкую поглотительную способность в отношении бета-излучения. Матричные диски 36, 38 изготовлены из нетканого сложного полиэфира. Первый матричный диск 38 наполнен гидроксидом лития, а второй матричный диск наполнен гидроксидом лития + pН-индикатором (например, тропаэолином); в отношении гидроксида лития (или любого другого сильного основания, если такое используется) диски наполнены в сопоставимом количестве. Матричные диски наполняют химикатами путем распыления их водного или спиртового раствора и полного высушивания в атмосфере, не содержащей углекислого газа.
Поток выдыхаемого воздуха проходит через различные части третьего варианта выполнения данного изобретения за счет предусмотренных в них крошечных проходов. На фиг. 6 такие проходы 49 показаны только в качестве примера на части второго каналообразующего элемента 32, расположенной напротив первого матричного диска 36. Подобные проходы, или отверстия, также имеются на первом 37 и втором 39 пленочных дисках. Они могут быть сделаны, например, путем пробивания соответствующего материала рядом игл, соединенных, например, в форме щетки. Их диаметр, число и расположение легко можно определить экспериментально с тем, чтобы обеспечить надлежащее распределение потока воздуха и сопротивление ему.
На фиг. 6а показан третий вариант выполнения данного изобретения перед использованием. Устройство поставляют врачу/пользователю в запечатанном виде в газонепроницаемой оболочке из пластмассы (на чертеже не показана), чтобы защитить указанное устройство от диоксида углерода и влаги. Заложенные складки 33, 35, проходящие на несколько сантиметров от середины передних краев 45, 46 соответственно в направлении к задней грани 40 обеспечивают простое формирование наконечника путем незначительного надавливания на боковые края 43, 44. На фиг.6b показан третий вариант выполнения данного изобретения в состоянии, готовом для использования, с полностью сформированным наконечником.
Когда воздух выдыхают в наконечник, он протекает частично через матричные диски 36 и 38 и далее проходит через пленочные диски 37 и 39, чтобы выйти из устройства через первое и второе отверстия в первом каналообразующем элементе 31. Оставшаяся часть воздуха проходит через отверстия 49, расположенные в стенке второго каналообразующего элемента. При насыщении гидроксида лития во втором матричном диске углекислым газом индикатор pН изменяет свой цвет (фиг.6с). Это указывает на то, что гидроксид лития в первом матричном диске будет также насыщен углекислым газом. Второй прозрачный пленочный диск 39 позволяет человеку, проходящему обследование, наблюдать за изменением цвета по сравнению с окраской полей 47 (ненасыщенное состояние) и 48 (насыщенное состояние), нанесенной на внешнюю сторону первого каналообразующего элемента 31 и простирающейся от краев второго отверстия.

Claims (16)

1. Устройство для улавливания и проведения анализа 14СО2 в воздухе, выдыхаемом человеком, которому введено соединение, меченное изотопом 14С, в частности меченная изотопом 14С мочевина, указанное устройство включает первый и второй по существу плоские продолговатые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом своими соответствующими краями, за исключением одного из их коротких краев, с образованием канала между ними, причем первый каналообразующий элемент включает газопроницаемый матричный элемент для поглощения СO2, а устройство снабжено pН-индикатором для определения поглощения СO2 матричным элементом по изменению цвета pН-индикатора и пленочным элементом с низкой поглотительной способностью в отношении бета-излучения, который установлен или выполнен с возможностью установки между матричным элементом и прибором для измерения бета-излучения.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что толщина пленочного элемента составляет менее 0,05 мм, предпочтительно менее 0,015 мм.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что матричный элемент включает матрицу и поглотитель диоксида углерода.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что поглотитель диоксида углерода включает сильное основание.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что основание выбрано из гидроксида лития, гидроксида натрия, гидроксида кальция или их смесей.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что матричный элемент имеет такую конструкцию и такую поглотительную способность в отношении диоксида углерода, что насыщается диоксидом углерода при прохождении через него воздуха, выдыхаемого взрослым человеком, в течение приблизительно от одной до двух минут.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что pН-индикатор выполнен с возможностью регистрации изменения pН путем изменения цвета при значениях pН выше 10.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что второй каналообразующий элемент имеет сквозное отверстие, расположенное напротив матричного элемента, закрытого пленочным элементом.
9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что включает гибкий клапан, закрепленный на закрытом коротком конце и имеющий длину, достаточную для закрывания, в первом положении, сквозного отверстия второго каналообразующего элемента, а во втором положении - матричного элемента первого каналообразующего элемента.
10. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что пленочный элемент имеет форму гибкого клапана, закрепленного на закрытом коротком конце и имеющего длину, достаточную для закрывания матричного элемента первого каналообразующего элемента.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что pН-индикатор включен в матричный элемент.
12. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что pН-индикатор расположен отдельно от указанного матричного элемента.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит второй матричный элемент для поглощения СО2, в котором расположен pН-индикатор.
14. Устройство по любому из пп. 1-13, отличающееся тем, что пленочный элемент имеет перфорации.
15. Способ улавливания и проведения анализа изотопа 14С в воздухе, выдыхаемом человеком, обследуемом с подозрением на болезнь или состояние, характеризующееся повышенной активностью ферментов в желудочно-кишечном тракте, приводящее к образованию диоксида углерода из ферментативно разлагаемого вещества, введенного данному человеку, при этом указанный способ включает: выдыхание воздуха указанным человеком в один открытый короткий конец устройства, включающего первый и второй по существу плоские продолговатые каналообразующие элементы, соединенные друг с другом своими соответствующими краями, за исключением краев указанного короткого конца, причем первый каналообразующий элемент имеет воздухопроницаемый матричный элемент, который закрыт или может быть закрыт защитным элементом с низкой поглотительной способностью в отношении бета-излучения, матричный элемент включает поглотитель диоксида углерода, а устройство дополнительно включает pН-индикатор для визуального обнаружения СО2, поглощенного матричным элементом, по изменению цвета pН-индикатора; наблюдение за pН-индикатором для обнаружения изменения цвета и прекращение выдыхания воздуха в устройство после обнаружения такого изменения цвета; измерение бета-излучения, исходящего из матричного элемента, закрытого защитным элементом, в течение некоторого периода времени путем приведения данного устройства в контакт с прибором для измерения бета-излучения; сравнение числа зарегистрированных актов распада с числом, полученным при обследовании здоровых людей.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что матричный элемент закрывают защитным элементом после изменения цвета pН-индикатора.
RU99114459/14A 1996-12-09 1997-12-01 Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения RU2179721C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9604519A SE9604519D0 (sv) 1996-12-09 1996-12-09 Anordning för infångning och bestämning av koldioxid och sätt för dess användning
SE9604519-0 1996-12-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99114459A RU99114459A (ru) 2001-04-27
RU2179721C2 true RU2179721C2 (ru) 2002-02-20

Family

ID=20404903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99114459/14A RU2179721C2 (ru) 1996-12-09 1997-12-01 Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6265221B1 (ru)
EP (1) EP0943093B1 (ru)
JP (1) JP3192154B2 (ru)
KR (1) KR100314565B1 (ru)
CN (1) CN1109894C (ru)
AT (1) ATE254283T1 (ru)
AU (1) AU715403B2 (ru)
CA (1) CA2273207C (ru)
DE (1) DE69726178T2 (ru)
ES (1) ES2208959T3 (ru)
HU (1) HU223835B1 (ru)
NO (1) NO992778L (ru)
NZ (1) NZ335774A (ru)
PT (1) PT943093E (ru)
RU (1) RU2179721C2 (ru)
SE (1) SE9604519D0 (ru)
WO (1) WO1998026283A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2408863C1 (ru) * 2009-11-10 2011-01-10 Учреждение Российской академии наук Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Пробоотборная емкость для взятия пробы выдыхаемого человеком воздуха на молекулярные маркеры

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866755B2 (en) * 2001-08-01 2005-03-15 Battelle Memorial Institute Photolytic artificial lung
US8062221B2 (en) 2005-09-30 2011-11-22 Nellcor Puritan Bennett Llc Sensor for tissue gas detection and technique for using the same
US20070077480A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Curello Andrew J Scavenger materials in fuel cartridge
US20070083094A1 (en) * 2005-10-11 2007-04-12 Colburn Joel C Medical sensor and technique for using the same
US20070106134A1 (en) 2005-11-10 2007-05-10 O'neil Michael P Medical sensor and technique for using the same
US8431087B2 (en) 2006-09-25 2013-04-30 Covidien Lp Carbon dioxide detector having borosilicate substrate
US8449834B2 (en) 2006-09-25 2013-05-28 Covidien Lp Carbon dioxide detector having borosilicate substrate
US7992561B2 (en) * 2006-09-25 2011-08-09 Nellcor Puritan Bennett Llc Carbon dioxide-sensing airway products and technique for using the same
US8420405B2 (en) 2006-09-25 2013-04-16 Covidien Lp Carbon dioxide detector having borosilicate substrate
US8431088B2 (en) 2006-09-25 2013-04-30 Covidien Lp Carbon dioxide detector having borosilicate substrate
US8396524B2 (en) * 2006-09-27 2013-03-12 Covidien Lp Medical sensor and technique for using the same
WO2008079024A1 (en) * 2006-12-22 2008-07-03 The Horticulture And Food Research Institute Of New Zealand Ltd. Sensor device
KR100885678B1 (ko) 2007-07-24 2009-02-26 한국과학기술원 기체 측정 장치 및 방법
US20090165801A1 (en) * 2007-12-31 2009-07-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Carbon dioxide detector having an acrylic based substrate
US20090246797A1 (en) * 2008-03-28 2009-10-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical device for the assessment of internal organ tissue and technique for using the same
CN102338757A (zh) * 2010-07-26 2012-02-01 深圳市中核海得威生物科技有限公司 幽门螺杆菌14c检测装置和方法
FR2966054B1 (fr) * 2010-10-18 2015-02-27 Arkema France Capture d'oxydes de carbone
KR101347282B1 (ko) * 2011-06-21 2014-01-03 동국대학교 산학협력단 키토산을 이용한 이산화탄소 지시계 및 이를 포함하는 식품 포장재
CN103558371A (zh) * 2013-10-29 2014-02-05 江苏德威兰医疗器械有限公司 二氧化碳检测用试纸及其制备方法
CA2998635C (en) * 2015-09-14 2021-08-24 Essenlix Corporation Device and system for collecting and analyzing vapor condensate, particularly exhaled breath condensate, as well as method of using the same
CN106501142A (zh) * 2016-10-28 2017-03-15 清华大学 一种可指示寿命的pm2.5口罩
KR102133379B1 (ko) 2018-12-21 2020-07-14 동국대학교 산학협력단 이산화탄소 지시계 및 이의 제조방법
KR20200107849A (ko) 2019-03-05 2020-09-16 동국대학교 산학협력단 이산화탄소 지시계
CN111722262A (zh) * 2020-06-28 2020-09-29 安徽养和医疗器械设备有限公司 一种闪烁吸收液
US20240277321A1 (en) * 2021-05-21 2024-08-22 3M Innovative Properties Company Pop-up sample collection device and system
TWI784901B (zh) * 2022-03-24 2022-11-21 信昌宏工業股份有限公司 捕捉二氧化碳再利用裝置之運用方法
CN115542370B (zh) * 2022-10-28 2025-05-23 浙江大学 二氧化碳的14c直接、快速检测方法以及检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4830010A (en) * 1986-04-04 1989-05-16 Marshall Barry J Methods for the diagnosis of gastrointestinal disorders
US5124129A (en) * 1988-07-29 1992-06-23 Mallinckrodt Medical, Inc. Carbon dioxide indicator

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1598768A1 (de) * 1965-09-23 1970-05-21 Lothar Miczka Kg Pruefroehrchen zur Feststellung des Alkoholgehalts der Atemluft
US3969496A (en) * 1973-12-28 1976-07-13 Biospherics Incorporated Use of radioisotopes for rapid identification of microorganisms
DE3233462A1 (de) 1982-09-09 1984-04-12 Drägerwerk AG, 2400 Lübeck Mundstueck fuer ein atemalkohol-messgeraet
EP0253927A1 (en) * 1986-04-21 1988-01-27 Baylor College of Medicine A breath test for measuring urease activity in the stomach using carbon isotope urea
US4947861A (en) 1989-05-01 1990-08-14 Hamilton Lyle H Noninvasive diagnosis of gastritis and duodenitis
US5171535A (en) 1990-10-12 1992-12-15 Wayne Lamont Breath alcohol tester
SE505709C2 (sv) * 1992-06-29 1997-09-29 Minco Ab Anordning för indikering av förekomst av koldioxid i en patients utandningsluft
JPH07289289A (ja) * 1994-04-27 1995-11-07 Gastec:Kk ヘリコバクター・ピロリの簡易検査法及び検査器具
SE505335C2 (sv) 1995-04-11 1997-08-11 Noster System Ab Anordning för påvisande av komponenter i utandningsluft
US5848975A (en) * 1996-07-01 1998-12-15 St. Vincent's Medical Center Of Richmond Breath test for helicobacter pylori
ES2120903B1 (es) 1996-11-12 1999-05-16 Isomed S L Metodo y kit para la deteccion de helicobacter pylori.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4830010A (en) * 1986-04-04 1989-05-16 Marshall Barry J Methods for the diagnosis of gastrointestinal disorders
US5124129A (en) * 1988-07-29 1992-06-23 Mallinckrodt Medical, Inc. Carbon dioxide indicator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAR SHALL BARRY J et al. The American Journal of Gastroenterology, vol. 86, №4, 1991, рр. 438-45. Гигиена и санитария № 4, 1996. КАРЕЛИН О.Н. и др. Экспресс-метод определения диоксида углерода в воздухе помещений. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2408863C1 (ru) * 2009-11-10 2011-01-10 Учреждение Российской академии наук Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) Пробоотборная емкость для взятия пробы выдыхаемого человеком воздуха на молекулярные маркеры

Also Published As

Publication number Publication date
US6265221B1 (en) 2001-07-24
CN1240026A (zh) 1999-12-29
NO992778L (no) 1999-08-09
DE69726178D1 (de) 2003-12-18
HU223835B1 (hu) 2005-02-28
NZ335774A (en) 2000-03-27
EP0943093A1 (en) 1999-09-22
EP0943093B1 (en) 2003-11-12
DE69726178T2 (de) 2004-08-26
KR20000057478A (ko) 2000-09-15
AU715403B2 (en) 2000-02-03
WO1998026283A1 (en) 1998-06-18
PT943093E (pt) 2004-03-31
JP3192154B2 (ja) 2001-07-23
AU5421398A (en) 1998-07-03
KR100314565B1 (ko) 2001-11-16
CA2273207A1 (en) 1998-06-18
CA2273207C (en) 2004-04-06
HUP0002568A2 (hu) 2000-12-28
HUP0002568A3 (en) 2002-05-28
CN1109894C (zh) 2003-05-28
ATE254283T1 (de) 2003-11-15
ES2208959T3 (es) 2004-06-16
JP2000513814A (ja) 2000-10-17
NO992778D0 (no) 1999-06-08
SE9604519D0 (sv) 1996-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2179721C2 (ru) Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения
EP1075659B1 (en) System for collection, storage and/or transport of gas samples
JP2001511024A (ja) 長期アルコール消費を検出するための皮膚パッチおよびその使用方法
RU99114459A (ru) Устройство для улавливания и проведения анализа диоксида углерода и способ его применения
JPS62236559A (ja) 気管内器具
CN101556277A (zh) 检测装置
RU2143844C1 (ru) Устройство для обнаружения компонентов в выдыхаемом воздухе
HK1023179A (en) Device for trapping and assaying carbon dioxide and method of use
CN212346582U (zh) 一种呼吸道医用自助采样装置
KR100490378B1 (ko) C-14 요소 호기 검사법을 이용하여 헬리코박터파이로리를 진단하는데 사용되는 헬리코박터 파이로리검출 시스템
CZ203799A3 (cs) Zařízení pro zachycování a stanovení oxidu uhličitého a způsob jeho zachycování a určováni
CN209332277U (zh) 一种内科检查消毒器械盒
JP7269268B2 (ja) マスク、及びマスクに用いるカートリッジ
JP2006010317A (ja) 口腔内気体の測定方法およびこれに用いる挿入気体保持具
CN214895310U (zh) 一种呼气采样装置
CN210077660U (zh) 一种简易的正电子核素实时检测面罩
JP2022131512A (ja) マスク、マスクに用いるカートリッジ、及びマスクを用いた分析方法
CN120651758A (zh) 一种基于碳14富集原理的幽门螺杆菌检测仪收集装置
MXPA97007786A (en) A device for detecting components in aireexhal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131202