KR100314565B1 - 이산화탄소 포집 및 분석용 장치 및 사용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 장치는¹⁴C 표지된 화합물, 특히¹⁴C 표지된 요소(urea)를 투여한 사람의 날숨에 존재하는¹⁴CO₂의 포집 및 분석용 장치로서, 대체로 평평한 장방형의 요소의 짧은 가장자리 중 하나를 제외한 이들 각각의 가장자리에서 서로 결합하여 자신들 사이에 덕트(duct)를 형성하는 제1 및 제2 덕트 형성 요소를 포함한다. 제1 덕트 형성 요소는 CO₂흡수용 기체 투과성 매트릭스 요소를 포함한다. 또한 상기 장치는 CO₂흡수 검출용지시계, 및 β-방사선 측정 기기 및 매트릭스 요소 사이에 삽입되거나 삽입 가능한 낮은 β-방사선 흡수도를 가지는 필름 요소를 포함한다. 또한 본 명세서는 상기 장치의 사용 방법을 기재한다.

Description

이산화탄소 포집 및 분석용 장치 및 사용 방법 {DEVICE FOR TRAPPING AND ASSAYING CARBON DIOXIDE AND METHOD OF USE}

어떤 증상 및 질병은 날숨 분석으로 밝혀질 수 있다. 예를 들면, 병원성 박테리아 헬리코박터 필로리(Helicobacter pylori)에 감염된 것으로 추정되는 사람의 날숨은 다양한 방법으로 분석된다. 수년 동안 임상용으로 사용된 한 방법에 따르면, 환자에게 동위원소-표지된 요소(urea) 조제약, 특히¹⁴C 또는¹⁴C 표지된 요소(urea)를 함유하는 조제약을 복용케 한다. 위장관에 존재하는 헬리코박터 필로리는 요소(urea)를 암모니아 이산화탄소로 분해하는 효소를 생산한다. 이렇게 위장에서 형성된 이산화탄소는 정상적인 신체 생리기능에 따라 폐로 운반되어 몸에서 형성된 다른 이산화탄소와 함께 배출된다. 이렇게 배출된 이산화탄소를, 예를 들면, 수산화 나트륨 수용액과 같은 적절한 액체를 사용하여 포집하고 적절한 측정 기기, 예를 들면 섬광계측기(scintillation counters)를 사용하여¹⁴C의 방사성 붕괴를 측정하여 검사한다.

당 기술분야에 공지되어 있는 상기 방법은 비교적 장시간을 소모하며 부피가 크고 복잡한 고가 기구의 사용을 요구한다. 분산화된 건강 관리에 사용하는 간단하고 저렴한 방법의 제공문제는 아직 적절히 해결되지 않은 상태이다. 따라서 이러한 방법 및 관련 장치가 요구된다.

본 발명은¹⁴C 표지된 화합물, 특히¹⁴C 표지된 요소(urea)를 투여한 사람의 날숨에 존재하는¹⁴CO₂의 포집 및 분석용 장치, 및 그 사용 방법에 관한 것이다.

도 1은 플랩이 제1 포지션에 위치하는 본 발명의 제1 실시예의 종단면도를 뚜렷하게 나타내기 위하여 횡 방향으로 확대한 도면.

도 2는 플랩이 제2 포지션에 위치하는 도 1과 동일한 장치의 도면.

도 3은 숨을 내쉬기 위하여 도 1의 장치를 약간 변형한 상태의 도면.

도 4는 플랩이 제1 포지션에 위치하는 본 발명의 제2 실시예를 도1 및 도2의제1 실시예와 동일한 방법으로 도시한 도면.

도 5는 플랩이 제2 포지션에 위치하는 도 4와 동일한 장치를 가이거-뮐러 튜브의 측정 공동에 삽입한 도면.

도 6a 내지 d는 사용 전후의 본 발명의 제3 실시예를 도1 및 2의 제1 실시예와 동일한 방법으로 도시한 사시도(6a 내지 c) 및 단면도(6d).

본 발명의 하나의 목적은¹⁴C 표지된 유기화합물, 예를 들면¹⁴C 요소(urea)의¹⁴CO₂로의 변환에 대한 증가된 대사 속도로 밝혀진 질병에 대하여 임상 조사중인 사람의 날숨에 존재하는¹⁴C의 포집 및 분석에 사용하는 간단한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 장치를 임상용으로 사용하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하기 설명 및 첨부된 청구항에서 명백해질 것이다.

본 발명은 제1 및 제2 덕트 형성 요소(element)의 짧은 가장자리 중 하나를 제외한 각각의 가장자리에서 결합하여 자신들 사이에 덕트(duct)를 형성하는 대체로 평평한 장방형의 제1 및 제2 덕트 형성 요소를 포함하는¹⁴CO₂의 포집 및 분석에사용하는 장치에 관한 것이다. 여기서 제1 덕트 형성 요소는 CO₂흡수용 기체 투과성 매트릭스 요소를 포함한다. 상기 장치에는 β-방사선 측정 기기 및 매트릭스 요소사이에 삽입되거나 삽입 가능한 낮은 β-방사선 흡수성을 가지는 필름 요소 및 CO₂흡수 검출용 지시계가 제공된다.

필름 요소는 0.05 mm 이하, 특히 0.015 mm 이하의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

매트릭스 요소는 매트릭스, 이산화탄소 흡수제, 및 이산화탄소 흡수를 나타내는 지시약을 포함하는 것이 바람직하다.

이산화탄소 흡수제는 수산화 리튬, 수산화 나트륨, 및 수산화 칼슘과 같은 강염기를 포함하는 것이 바람직하다.

매트릭스 요소는 성인의 날숨 통과에 의하여 약 1 내지 2분내에 이산화탄소로 포화될 수 있을 만큼의 이산화탄소 흡수 용량을 가지는 것이 바람직하다. 이산화탄소 흡수제의 바람직한 부하 정도는 다양한 크기 및 화학적 특성 뿐 아니라 물리적 특성을 가지는 매트릭스 요소에 대한 실험을 통하여 쉽게 결정할 수 있다.

지시약으로는 pH 지시약이 바람직하며, 바람직한 pH 지시약은 pH 10 이상의 pH 변화를 가시적으로 나타내는 것이다. 특히 바람직한 지시약은 높은 pH에서는 무색이며 낮은 pH에서는 색깔이 나타나는 발색 지시약에서 선택한 것이다. 특히 바람직한 지시약은 페놀프탈레인이며, 트로피올린도 바람직한 지시약이다.

필름 형성 요소는 날숨이 통과하는 유익한 다공을 제공한다. 이러한 다공의직경은 2 mm 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 mm 이하, 가장 바람직하게는 0.5 mm 이하이다. 상기 장치를 통과하는 공기의 흐름에 균형을 맞추기 위하여 다공은 덕트 형성 요소의 한쪽 또는 양쪽에 배열할 수 있다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 제2 덕트 형성 요소는 필름 요소로 덮인 매트릭스 요소의 반대쪽에 놓인 천공을 가지는 것이 바람직하며, 이러한 장치는 닫힌 짧은 단부에 고정되고, 제1 포지션에서는 2 덕트 형성 요소의 천공을 덮고, 제2 포지션에서는 제1 덕트 형성 요소의 매트릭스 요소를 덮기에 충분한 길이를 가지는 유연한 플랩을 포함하는 것이 바람직하다. 플랩은 흰색의 반사 물질이어야 한다. 제1 포지션에서 플랩은 매트릭스 요소에 표준 반사면을 형성하여 색깔 변화의 가시도를 증가시킨다. 제2 포지션에서 플랩은 습기 차거나 젖은 매트릭스 요소를 덮으며, 장치의 위생적인 핸들링을 제공한다. 플랩은 상기 제1 포지션에서 제2 덕트 형성 요소에 제거 가능하게 고정하는 것이 바람직하다. 또한, 플랩은 상기 제2 포지션에서 제1 덕트 형성 요소에 접착제로 고정 가능한 것이 바람직하다. 플랩을 제1 덕트 형성 요소에 접착제로 고정하는 수단은 이것의 제2 덕트 요소에 제거 가능하게 고정하는 수단에 포함된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 필름 요소는 닫힌 짧은 단부에 고정되고 제1 덕트 형성 요소의 매트릭스 요소를 덮기에 충분한 길이를 가지는 유연한 플랩형태를 가지는 것이 바람직하다. 필름 플랩은 제2 덕트 형성 요소에 제거 가능하게 고정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 지시계는 매트릭스 요소에서 분리되게 배치한다. 지시계는 CO₂흡수용 제2 매트릭스 요소에 놓이는 pH 지시약, 특히 pH 10 이상의 pH 변화를 색깔 변화로 나타내는 pH 지시약을 포함하는 것이 바람직하다.

덕트 형성 요소는 예를 들면, 한 장의 카드보드지를 적합하게 펀칭, 폴딩 및 실링하여, 한 장로 만들어질 수 있다. 또한, 이들은 중간 요소에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 각각의 가장자리에서 결합할 수 있다. 본 발명에 따라 설계된 장치는 상당히 고가의 장비, 특히 상기 장치를 눈금 있는 공동(空洞)에 삽입할 수 있는 가이거-뮐러 계측기(Geiger-Muller counter)를 사용하는¹⁴C로부터 β-방사선 측정에 제공한다.

본 발명은 효소 분해제를 투여한 사람으로부터 이산화탄소의 형성을 유도하는 위장관 내의 효소의 활성 증가를 통해 밝혀진 증상 또는 질병에 대하여 조사중인 사람이 내쉰¹⁴C의 포집 및 분석 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 다음의 단계를 포함한다.

a) 상기 사람이 대체로 평평한 장방형의 제1 및 제2 덕트 형성 요소를 포함하는 장치의 열린 짧은 단부―여기서 열린 짧은 단부를 제외하고 제1 및 제2 덕트 형성 요소는 자신들 각각의 단부에서 서로 결합하고 낮은 β-방사선 흡수도를 갖는 보호 요소로 덮여지거나 덮일 수 있는 공기-투과성 매트릭스 요소를 가지며, 매트릭스 요소는 이산화탄소 흡수제를 포함하고 상기 장치는 색깔 변화로 CO₂흡입을 가시적으로 검출하는 지시계를 추가로 포함함―에 숨을 내쉬게 하는 단계;

b) 색깔 변화를 검출하는 지시계를 관찰하여, 변화가 관찰될 때 상기 장치로 내쉬던 숨을 멈추는 단계;

c) 상기 매트릭스 요소를 보호 요소로 선택적으로 덮는 단계;

d) 일정기간 동안 상기 장치를 β-방사선 측정용 기구와 접촉시켜 매트릭스 요소에서 비롯된 β-방사선을 측정하는 단계; 및

e) 기록된 붕괴 수와 건강한 사람에서 얻어진 β-방사선 붕괴 수를 비교하는 단계

¹⁴C 방사선 검출용 기구는 특히 가이거-뮐러 계측기를 포함한다. 건강한 사람에서 발견되는 바탕값 이상으로 증가된 β-방사선 활성은 상기에서 언급된 종류의 효소 활성이 존재함을 나타내므로 정상에서 벗어난 상태임을 가리킨다.

본 발명은 하기 첨부된 도면에서 개략적으로 설명되는 바람직한 실시예에 의해서 상세하게 설명될 것이지만, 당업자는 이러한 실시예에 의해서 본 발명이 한정되지 않다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 1 내지 3에 도시된 본 발명에 따른 장치는 직사각형이며 합동형인 얇은-막으로 둘러 쌓인 제1 덕트 형성 요소(1) 및 얇은 -막으로 둘러 쌓인 제2 덕트 형성 요소를 포함한다. 요소(1), (2)를 겹쳐진 위치에 배치하고, 하나의 짧은 단부(3)의 가장자리를 제외한 이들 각각의 가장자리에 결합하여 덕트(13)를 형성한다. 요소(1) 및 (2)에 바람직한 물질은 카드보드지 이다; 예를 들면, 이들의 한쪽 또는 양쪽 모두에 가소성 물질을 사용할 수 있다.

제1 덕트 형성 요소(1)는 CO₂흡수용 기체 투과성 매트릭스 요소(5)를 제공하는 천공을 가진다. 제2 덕트 형성 요소(2)는 매트릭스 요소(5)의 반대쪽에 놓인 요소(2)의 가장자리에 접착된 필름(7)으로 덮인 천공(6)을 가진다. 필름(7)은 Mylar^ⓝ제품인 Du Point로 만들어진 폴리(에틸렌 글리콜-테레프탈레이트) 폴리에스테르와 같은 낮은 β-방사선 흡수 물질로 만들어지며, 0.05 mm 이하, 바람직하게는 0.015 mm 이하의 두께를 가진다.

매트릭스 요소(5)는 원형 통로(6)에 필적하는 크기의 평판실린더 형태이다.이는 종이처럼 얇으며, 낮은 기체 흐름을 막을 수 있어야 한다. 이는 접착제 또는 감압에 의하여 같은 크기의 제1 덕트 형성 요소의 천공에 고정되어야 한다. 원칙적으로 제1 덕트 형성 요소 및 매트릭스 요소는 기체에 침윤 가능성이 있는 영역에서 제2 물질, 예를 들면 폴리머로 침윤된 부직포와 같은 펼쳐진 매트릭스 구조에서 한 장으로 만들어질 수 있다. 반면, 매트릭스 요소(5)에 대응하는 영역은 왼쪽의 침윤되지 않는 부분으로 이산화탄소 흡수제 및 지시약으로 부하된다. 광범위한 물질이 기체 투과성 덮개 등에서 매트릭스 요소, 특히 셀룰로스 또는 셀룰로스 유도체, 폴리스티렌 및 폴리에테르와 같은 합성 폴리머, 유리 또는 광질면, 정교하게 분산된 탄소, 알루미늄 또는 실리카계 부직 매트릭스용으로 사용될 수 있다. 매트릭스 요소는 날숨으로부터 이산화탄소를 흡수하는 제제 또는 이들의 복합물로 이루어진 얇은 층으로 덮인 큰 표면을 가지는 것이 중요하다. 예를 들면, France, Chemille 소재 Tharreau Ind의 필터 조직 DUTEXIM^TM4106 또는 4108이 특히 유용하다고 밝혀졌다.

다양한 이산화탄소 흡수제가 당 기술분야에 공지되어 있다. 특히 유용한 흡수제는 알칼리 금속 수산화물로, 특히 수산화 리튬, 수산화 나트륨, 및 이들의 혼합물이다. 또한 예를 들면, 수산화 칼슘과 같은 다른 염기성 산화물, 및 고용량 이온교환수지(이들 고유의 지지체를 형성하는)도 유용하다. 더욱 유용한 흡수제는 비-휘발성 아민, 특히 키토산(chitosan)과 같은 고분자 아민을 포함하는 것이다. 본 발명의 흡수제 살포(application)는 알킬 및 아릴 술포네이트(sulphonate)와 같은 계면활성제에 의하여 증진될 수 있다. 흡수제에 습윤 촉진제를 결합해, 날숨으로부터 수분을 흡입하여 부분적으로 또는 전체적으로 흡수제를 용해시키거나 젖게 하여, 이산화탄소 흡입을 촉진할 수 있다. 습윤 촉진제는 염화리튬 및 염화마그네슘을 포함한다. 흡수제는 매트릭스를 제제의 수용액 또는 알콜 용액에 침지하여 살포된다. 필터 조직의 m²당 1.2 M LiOH 수용액 350을 부하하는 것이 바람직하다고 실험적으로 입증되었다.

매트릭스 요소상의 이산화탄소 흡수제의 포화는 이산화탄소 흡수제에 첨가된 pH 지시약의 색깔 변화로 표시된다. 흡수제가 이산화탄소로 포화되는 것은 불필요하다. 따라서 흡수는 통상 pH 10 이상에서 중단시킬 수 있다. 특히 유용한 pH 지시약으로는 pH 12 이상에서 즉시 붉은색 2차 음이온 형태로 변화하는 무색의 3차 음이온 형태(예를 들면, 3차 나트륨염)인 페놀프탈레인이 있다. 이것은 무색에서 붉은 색으로 변하기 때문에 관찰이 매우 용이하다. 다른 유용한 지시약으로는 예를 들면, pH 13 내지 11.4에서 노란색에서 푸른색으로 (pH 감소에 따라 색이 변하는) 변하는 5,5'-인디고디술폰산 디-나트륨염(5,5'-indigodisulfonic acid di-sodium salt), pH 12.0 내지 10.1에서 붉은색에서 노란색으로 변하는 알리자린 옐로우 R(Alizarin Yellow R), 및 pH 13.0 내지 11.5에서 오렌지색에서 무색으로 변하는 2,4,6-트리니트로톨루엔이 있다. 트로피올린 지시약(pH 약 12 내지 13에서 노란색에서 오렌지색으로 변하는)은 특히 유용하다고 실험적으로 입증되었다. 필터 조직 당 0,1% 트로피올린 용액 350 ml을 부하하는 것이 바람직하다고 실험적으로 입증되었다. 제2 짧은 단부(4)에서 장치는 덕트 형성 요소(1), (2) 사이에 접착제로 고정된, 예를 들면 흰 종이 같은 유연한 직사각형 플랩(8)을 지닌다; 이는 제1 포지션에서, 제2 덕트 형성 요소(2)의 천공(6) 및 제2 포지션에서, 제1덕트 형성 요소(1)의 매트릭스 요소(5)를 덮기에 충분한 길이를 가진다. 플랩(8)은 두 번 접어 제2 장치 단부(4)의 앞에서 180。 루프를 만든다. 이어서 플랩(8)은 제2 덕트 형성 요소(2)를 덮도록 평행하게 펼쳐, 제2의 180。 루프(10)를 (제1 루프(9)와 동일한 방식에서) 만든 후 이것의 유리된 단부(11)에 고정한다. 단부(11)를 제2 덕트 형성요소(2)에 접착제로 고정하는 것은 비교적 약한 고정이므로 이산화탄소를 장치에 부하한 후에는 방출되어 버린다. 이런 이유로 적합한 물질, 예를 들면 어드레스 라벨용으로 사용하는 지지물질 같은 소수성 매끄러운 물질의 방출 조각 또는 막(12)을 덕트 형성 요소(2)의 외부에 가한다.

제1 포지션에서 플랩(8)은 제1 덕트 요소(1) 표면과 동일 평면상의 표면에서 관찰되는 매트릭스 요소(5)에 흰색 반사면을 제공함으로서 단부점 검출을 향상시킨다. 제2 포지션에서 플랩(8)은 부하되고 젖은 매트릭스 요소(5)를 보호한다.

도 1 내지 3의 장치는 본질적으로 편평하며 쉽게 실링된 포락선에 수용되어 공기 및 습기를 차단한다. 포락선(예를 들면, 폴리에틸렌 필름)은 사용 전에, 단기간동안 날숨의 CO₂흡입을 촉진하기 위해 평형화에 사용하는 고 습도 쳄버에 장치를 넣을 때 개방하는 것이 바람직하다. 물은 사용 전에, 예를 들면 피펫을 사용해 부하하여 매트릭스 요소에 분배할 수 있다.

사용하기 위하여 간단한 송화구를 형성하는 짧은 단부(3)에 개방된 덕트(13)는 덕트 요소(1) 및 (2)가 약간 변형된 상태로 도시되어 있는 도 3에서 화살표 A로 표시된 것처럼, 서로 반대 방향으로 장치의 긴 측면에 힘을 가함으로서 넓힐 수 있다. 이어서 검사 중의 사람은 매트릭스 요소(5)의 외부에서 색깔 변화가 가시화될 때까지 덕트(13) 및 매트릭스 요소(5)를 통해 숨을 내쉰다. 숨을 내쉬는 동안 덕트 요소(1)를 위로 향하게 함으로서, 숨을 내쉬고 있는 사람은 스스로 색깔 변화를 관찰할 수 있어 정확한 순간에 이 과정을 멈출 수 있다. 플랩(8)은 제1 포지션에서 떼어내 회수하여, 습기 차거나 젖은 매트릭스(5)를 보호하는 제1 덕트 요소(1)에 고정한다. β-방사선 측정을 위하여, 장치는 윈도우 필름(7)과 함께, 측정하는 시간동안 가이거-뮐러 계측기 또는 다른 β-방사선 검출 장치의 윈도우에 갖다대거나, 이러한 장치의 측정 공동에 삽입한다. 기록된 방사능은 건강한 사람에 의하여 기록된 방사능 평균값과 비교한다. 통계상으로 나타난 그러한 평균값과의 현저한 편차는 감염되었음을 의미한다.

도 4 및 도 5에 개략적으로 도시한 본 발명의 제2 실시예는 겹쳐진 위치에 놓여, 하나의 짧은 단부 가장자리를 제외하고 서로의 가장자리에 결합하여 제2 덕트를 형성하는 직사각형으로 합동인 얇은-막으로 둘러 쌓인 제1 덕트 형성 요소(21) 및 얇은-막으로 둘러 쌓인 제2 덕트 형성 요소(22)를 포함한다. 이리하여 덕트(23)를 형성한다. 제1 덕트 형성 요소(21)는 CO₂흡수용 기체 투과성 매트릭스 요소(25)를 제공하는 천공을 가진다. 본 발명의 이러한 제2 실시예는 도 1내지 2에 도시된 제1 실시예와는 제2 덕트 형성 요소(22)가 매트릭스 요소(25)의 반대쪽에 놓인 천공을 갖지 않는다는 점 및 예를 들면, Mylar 같은 낮은 β-방사선 흡수 계수를 갖는 물질로 만들어진 닫힌 단부에 고정되고 도 4에 도시된 제1 포지션에서 낮은 접착성 조각(24)에 접혀-올려진 유리된 단부(26)를 방출 가능하게 고정한 플랩(27)을 갖는다는 점에서 다르다.

본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에 대하여 상기에 개시한 방법과 동일한 방법으로 CO₂흡수에 사용한다. 이때, 매트릭스 요소(25)의 반대쪽에 놓인 제2 덕트 형성 요소의 흰 영역은 제1 실시예의 플랩(8)의 반사 기능 가질 것이다.

플랩(27)의 매트릭스 요소(25) 상의 지시약의 색이 변할 때 플랩(27)의 단부(26)는 조각(24)에서 떨어져 나가며, 전체 플랩(27)은 제1 덕트 형성 요소(21) 쪽으로 접혀 올려져 습기 찬 매트릭스 요소(25)를 덮는다; 그런 후에 장치는 가이거-뮐러 튜브의 샘플 공동(28)에 삽입한다. 매트릭스 요소(25)에 의해 포집된¹⁴C 붕괴 현상은 β-입자를 방사선-투과성 플랩(27)을 통해 옮겨 가이거-뮐러 튜브 벽(29)에 닿게 하며, 이로 이하여 상당한 전기 방전이 초래된다. 플랩(27)의 유리된 단부(26)를 제1 튜브 형성 요소에 고정할 필요는 없으며, 특히 CO₂샘플 상에서 직접적으로 측정하는 경우는 더욱 그러하다.

도 6d의 단면도 및 도 6의 개략적인 사시도에 도시된 제3 실시예는 플랩이 없다는 것을 제외하고 다른 실시예와 같다. 이것은 특히¹⁴C 전용(on-site) 측정에알맞다. 제1 (31) 및 제2 (32) 덕트 형성 요소는 동일한 형태의 얇은 폴리에스테르 시트이다. 이들은 지그-용접기를 사용하여 겹쳐진 위치에서 이들의 가장자리에 결합시켜, 이로 인하여 이것의 측면(41), (42), (43), (44) 및 뒷면(40)의 가장자리가 실링된 튜브형 요소가 형성된다. 가장자리(43), (44)의 좁아진 측면 가장자리 쪽에 있는 앞쪽 가장자리(45), (46)는 송화구를 예비-형성하기 위해 분리해 둔다. 제1 덕트-형성 요소(31)는 두 개의 환형 천공을 가지는데, 보다 큰 것은 뒤쪽 가장자리(40) 근접하여 있고, 보다 작은 것은 큰 천공 및 송화구 사이에 있다. 이것의 내부에서 제1 (보다 큰) 천공은 낮은 β-방사선 흡수 물질과 함께 제1 필름 디스크(37)로 덮여진다. 제1 필름 디스크(37)는 큰 천공의 직경보다 약간 큰 직경을 갖고 그 주변에 접착되는 제1 필름(31) 형성요소와 중첩된다. 제1 필름 디스크의 아래쪽 주변부에 접착된 천공보다는 약간 크고 제1 필름 디스크(37)보다는 작은 크기의 제1 매트릭스 디스크(36)가 위치한다. 제2 (보다 작은) 천공에는 동일하게 배열된 제2 필름(39) 및 제2 매트릭스(38) 디스크를 제공한다; 제2 필름 디스크(39)는 투과성 물질이어 하지만, 낮은 β-방사선 흡수도를 가지는 물질일 필요는 없다. 매트릭스 디스크(36), (38)은 부직 폴리에스테르이다. 제1 매트릭스 디스크(38)에는 수산화 리튬이 부하되는 반면에 제2 매트릭스 디스크에는 수산화 리튬 + pH-지시약(예를 들면, 트로피올린)이 부하된다; 수산화 리튬 (또는 다른 강염기, 사용할 경우)에 관해서는 디스크는 부하물을 상당히 잘 수용한다. 매트릭스 디스크에 화학물질을 수용액 또는 알콜용액과 함께 가하고 부하하여 이산화탄소가 없는 대기에서 건조한다.

제3 실시예의 다양한 부분을 따라 미세한 통로를 배열하여 이를 통해 날숨이 이동하도록 한다. 도 6에서 이러한 통로(49)는 단지 제1 매트릭스 디스크(36)의 반대쪽에 놓인 제2 덕트 형성 요소(32)의 한 부분에 예시적으로 도시된다. 또한 유사한 통로 또는 정공을 제1 (37) 및 제2 (39) 필름 디스크에 제공한다. 이들은 예를 들면, 브러쉬 형태로 줄지어 배열된 니들로 각각의 물질을 펀칭하여 만들 수 있다. 이들의 직경, 개수, 및 위치는 실험으로 쉽게 결정하여 적당한 공기 흐름 분포 및 저항성을 제공할 수 있다.

도 6a 는 사용 전의 제3 실시예를 도시한 것이다. 이는 내과 의사/사용자에게 실링된, 가소성 물질(도시되지 않은)의 기밀 포락선으로 제공되어 이산화탄소 및 습기로부터 이를 보호한다. 각각의 앞쪽 가장자리(45), (46)로부터 뒤쪽(40) 방향으로 몇 센티미터 연장된 폴딩 노치(33), (35)는 측면 가장자리(43), (44)에 작은 압력을 가함으로서 쉽게 송화구를 형성한다. 도 6b는 사용할 수 있도록 완성된 제3 실시예를 도시한 것이다.

송화구로 공기를 내쉴 때, 공기는 부분적으로, 매트릭스 디스크(36) 및 (38)을 통해 이동할 것이며, 이어서 필름 디스크(37) 및 (39)를 통과해 제1 덕트 형성 요소(31)에 있는 제1 및 제2 천공을 통해 장치에서 빠져나갈 것이다. 잔류 공기는 제2 덕트 형성 요소의 벽에 배열된 정공(49)을 통해 이동할 것이다. 제2 매트릭스 디스크에 있는 수산화 리튬이 이산화탄소로 포화될 때 pH 지시약의 색이 변한다(도 6c). 이는 제1 매트릭스 디스크에 있는 수산화 리튬이 이산화탄소로 포화되었음을 의미한다. 실험하는 사람은 투명한 제2 필름 디스크(39)를 사용하여 제1 덕트 형성 요소(31)의 외부 상에 프린트되고 제2 천공 주변으로부터 연장된 색영역(47)(불포화 상태)과 (48)(포화 상태)을 비교하여 색깔 변화를 관찰할 수 있다.

본 발명의 장치는 특정한 질병 및 증상에 대한 임상 검사에 사용하는 CO₂의 포집 및 분석 방법에 보다 간단하고 저렴한 방법을 제공한다.

Claims (15)

¹⁴C 표지된 화합물, 특히¹⁴C 표지된 요소(urea)를 투여한 사람의 날숨에 존재하는¹⁴CO₂의 포집 및 분석용 장치에 있어서,

대체로 평평한 장방형의 제1 및 제2 덕트 형성 요소―여기서 제1 및 제2 덕트 형성 요소는 자신들의 짧은 가장자리 중 하나를 제외한 각각의 가장자리에서 서로 결합하여 덕트를 형성하고, 상기 제1 덕트 형성 요소는 CO₂흡수용 매트릭스 요소를 포함함― 및 CO₂흡수 검출용 지시계 및 β-방사선 측정기기와 상기 매트릭스 요소 사이에 삽입되거나 삽입 가능한 낮은 β-방사선 흡수도를 가지는 필름 요소를 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항에 있어서,

상기 필름 요소의 두께가 0.05 mm 이하, 바람직하게는 0.015 mm 이하인¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 매트릭스 요소가 매트릭스 및 이산화탄소 흡수제를 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제3항에 있어서,

상기 이산화탄소 흡수제가 강염기를 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제4항에 있어서,

상기 강염기가 수산화 리튬, 수산화 나트륨, 수산화 칼슘, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 매트릭스 요소가 성인의 날숨 통과에 의하여 약 1 내지 2분내에 이산화탄소로 포화될 수 있는 이산화탄소 흡수 용량을 가지는 설계로 이루어지는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지시계가 pH 지시약, 바람직하게는 pH 10 이상의 pH 변화를 색깔 변화로 나타내는 pH 지시약을 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제2 덕트 형성 요소가 상기 필름 요소로 덮인 매트릭스 요소의 반대쪽에 놓이는 천공을 가지는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제8항에 있어서,

제1 포지션에서는 상기 제2 덕트 형성 요소의 천공을 덮고, 제2 포지션에서는 상기 제1 덕트 형성 요소의 매트릭스 요소를 덮기에 충분한 길이를 가지는, 닫힌 짧은 단부에 고정된 유연한 플랩을 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 필름 요소가 상기 제1 덕트 형성요소의 매트릭스 요소를 덮기에 충분한 길이를 가지는, 닫힌 짧은 단부에 고정된 유연한 플랩의 형태를 가지는¹⁴CO₂포집

및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지시계가 상기 매트릭스 요소에 포함되는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 지시계가 상기 매트릭스 요소로부터 분리되어 배치되는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제12항에 있어서,

상기 지시계가 CO₂흡수용 제2 매트릭스 요소에 놓인 pH 지시약, 바람직하게는 pH 10 이상의 pH 변화를 나타내는 pH 지시약을 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 필름 형성 요소에 천공이 제공되는¹⁴CO₂포집 및 분석용 장치.

효소 분해제를 투여한 사람으로부터 이산화탄소의 형성을 유도하는 위장관 내의 효소활성의 증가를 통해 밝혀진 증상 또는 질병에 대하여 조사중인 사람이 내쉰¹⁴C의 포집 및 분석 방법에 있어서,

a) 상기 사람이 대체로 평평한 장방형의 제1 및 제2 덕트 형성 요소―여기서 상기 제1 및 제2 덕트 형성 요소는 자신들의 짧은 가장자리 중 하나를 제외한 각각의 가장자리에서 서로 결합하고, 상기 제1 덕트 형성 요소는 낮은 β-방사선 흡수도를 갖는 보호 요소로 덮여지거나 덮일 수 있는 공기-투과성 매트릭스 요소를 가지며, 상기 매트릭스 요소는 CO₂흡수제를 포함함― 및 색깔 변화로¹⁴CO₂흡입을 가시화하여 검출하는 지시계를 포함하는 장치의 열린 짧은 단부에 숨을 내쉬게 하는 단계;

b) 색깔 변화를 검출하는 상기 지시계를 관찰하여, 색깔 변화가 관찰될 때 상기 장치로 내쉬던 숨을 멈추는 단계;

c) 상기 매트릭스 요소를 상기 보호 요소로 선택적으로 덮는 단계;

d) 일정기간 동안 상기 장치를 β-방사선 측정용 기구와 접촉시켜 상기 매트릭스 요소에서 비롯된 β-방사선을 측정하는 단계; 및

e) 기록된 붕괴 수와 건강한 사람에서 얻어진 β-방사선 붕괴 수를 비교하는 단계

를 포함하는¹⁴CO₂포집 및 분석 방법.