УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ И ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК G01N33/22 

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 DUTEXIM^TM 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 180^o 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 180^o (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.

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.

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.