CN1874722A

CN1874722A - 同位素气体分析中的气体注射量确定方法以及同位素气体分析和测量方法及装置

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Publication number: CN1874722A
Application number: CNA2004800318860A
Authority: CN
Inventors: 森正昭; 久保康弘; 座主靖; 谷正之; 浜尾保
Original assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: EP1682000A1; TW200523537A; JP2007510131A; KR20060064691A; US7749436B2; HK1097721A1; BRPI0415915A; CA2541393C; DE602004019241D1; ATE421283T1; WO2005041769A1; US20070077167A1; JP4435782B2; CA2541393A1; CN100423692C; ES2319903T3; EP1682000B1; PT1682000E; KR100798584B1

Abstract

作为早先的测量方法，其中，将含有作为气体组分的二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹³CO₂的待测气体导入样品池，并测量具有适于测量各气体组分的波长的透射光强度，以及随后数据被处理以便测量气体组分的浓度，由气体注射设备21吸入具有预定体积Va的空气，关闭样品池11的排气阀V6，并且将储存在气体注射设备21中的空气转移到填充有在大气压下的空气的样品池11中，从而为样品池内部加压。这样加压的压力被测量作为P。从通过用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0而获得的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为待测气体的目标压力，在此压力下已经为同位素气体分析和测量制备好了校准曲线，由此确定气体注射设备21的一次气体注射量。因此，可以校正基于大气压变化而测出的浓度变化。

Description

同位素气体分析中的气体注射量确定方法以及同位素气体分析和测量方法及装置

技术领域

当将含有同位素的药品给药到活体后，可以通过测定同位素的浓度比变化而测定活体的代谢率。因此，同位素分析在医药领域被用于疾病诊断。

通过注意到同位素的光吸收特性存在差别而得到了本发明，因此本发明涉及用于测定同位素气体浓度比的同位素气体分析中的气体注射量确定方法，并且也涉及同位素气体分析和测量方法及装置。

背景技术

众所周知，被称为幽门螺杆菌(HP)的细菌存在于胃中，其为胃溃疡和胃炎的原因。

当HP存在于病人胃中时，需要通过给予抗菌物质进行细菌清除治疗。因此，HP是否存在于病人内很重要。HP呈现出很强的尿素酶活性，并因此将尿素分解为二氧化碳和氨。

另一方面，碳除了12之外还包括质量数为13和14的同位素。在这些同位素中，质量数为13的同位素¹³C因其是非放射性的并且稳定，因此很容易操作。

就此而论，当标记有同位素¹³C的尿素给药到活体(病人)，并且在病人呼出的气体中测定¹³C浓度，更具体地是作为最终代谢产物的¹³CO₂和¹²CO₂之间的浓度比时，可以确定存在/不存在HP。

然而，自然界中¹³CO₂和¹²CO₂之间的浓度比高达1∶100。因此难以精确地测量病人呼气中的浓度比。

按照惯例，已知有一种方法采用红外光谱衍射作为获得¹³CO₂和¹²CO₂之间的浓度比或¹³CO₂浓度的方法(参见日本专利公开No.61(1986)-42220(B))。

根据日本专利公开No.61(1986)-42220(B)的方法，准备了长短两个样品池，其长度使得在一个样品池中¹²CO₂的吸收等于在另一样品池中¹³CO₂的吸收，并且具有适于进行相应分析的波长的光照射到相应的样品池，并测量透射光的强度。根据该方法，可以将按自然界中浓度比的光吸收比设成1，并且如果浓度比发生变化，则光吸收比根据该变化而改变。因此，可以知道浓度比的变化。

即使利用上述红外光谱衍射的方法被采用，也难以检测浓度比的微小改变。

根据上述的同位素气体分析和测量方法，通过利用校准曲线而得到二氧化碳¹³CO₂的浓度，该曲线确定了¹³CO₂的吸收和浓度之间的关系。然而，如果制作校准曲线时的大气压不同于测定二氧化碳¹³CO₂的吸收时的大气压，该差别可能会引起测量¹³CO₂浓度的误差。

表1显示出以如下方式获得的测量CO₂浓度的结果。即，在多个大气压中的每一个下，由气体注射设备收集具有预定CO₂浓度的预定体积的空气，并随后注入样品池。测定每一样品池内部的压力。接着，测定每个吸收以测量CO₂的浓度。在大气压为1005hPa下制作此时利用的校准曲线。

表1

大气压(hPa)	样品池压力(Mpa)	CO₂浓度
大气压(hPa)	样品池压力(Mpa)	CO₂浓度	1005	0.402	2.995
964	0.385	2.874	1005	0.402	2.995
964	0.385	2.874	892	0.357	2.536
858	0.347	2.445	892	0.357	2.536
858	0.347	2.445	799	0.323	2.245

根据表1，样品池内部的压力很自然地正比于大气压，并且起初必须恒定的CO₂浓度根据大气压的减小而降低。因此，浓度随着大气压的变化而改变。

测量中，将含有作为气体组分的二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂的待测气体导入样品池，并测定具有适于测量各气体组分的波长的透射光强度，随后数据被处理以测量气体组分的浓度，本发明的一个目的是提供一种同位素气体分析中的气体注射量确定方法和同位素气体分析/测量方法及装置，每一个都可以校正由大气压变化引起的浓度变化，因此改进了测量的精度。

发明内容

根据本发明，一种在同位素气体分析中的气体注射量确定方法包括下列步骤：在大气压下用空气填充样品池；操作气体注射设备以便吸取预定体积Va的空气，气体注射设备被设置成将待测气体注入样品池；将储存在气体注射设备中的空气转移到样品池中以便为样品池内部加压，并测定样品池内部的压力P；以及从用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0而得到的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为同位素气体分析测量中待测气体的目标压力，从而确定气体注射设备的一次气体注射量。

根据上述方法，当采用通过用标准体积或体积Va和样品池体积Vc之和V0乘以比率P0/P而确定的一次气体注射量进行同位素气体分析测量时，可以在待测气体的目标压力P0下测量待测气体。换句话说，受大气压变化影响的样品池内部的压力可以被校正。

因此，提高了测量精度和重复性。此外，测量装置无需制作成大尺寸。

优选样品池体积Vc不但包括样品池的净体积，而且也包括经由样品池连接的导管、阀和压力传感器的内体积。利用以上体积Vc，可以获得更精确的测量。

待测气体的目标压力P0优选等于制作校准曲线时的气体压力，该曲线用于确定二氧化碳¹³CO₂的吸收和浓度之间的关系。

根据本发明的同位素气体分析和测量方法，由气体注射设备收集待测气体，其体积通过上述气体注射量确定方法确定，这样收集的气体被转移到样品池以便为样品池内部加压，并且测定二氧化碳¹³CO₂的浓度或¹³CO₂/¹²CO₂浓度比。

本发明的同位素气体分析和测量装置被设置成体现上述的同位素气体分析和测量方法，并包括：一个气体注射设备，用于将气体注入样品池；用于将储存在气体注射设备中的气体转移到样品池内的气体转移设备；一个压力传感器，用于测定容纳在样品池中的气体压力；以及气体注射量确定设备，设置成使得具有预定体积Va的空气被气体注射设备吸取，将储存在气体注射设备中的空气转移到在大气压下填充有空气的样品池中，从而为样品池内部加压，测定样品池内部的压力P，以及从通过用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0而获得的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为同位素气体分析测量中待测气体的目标压力，从而确定气体注射设备的一次气体注射量；由此通过气体注射设备收集待测气体，其体积由气体注射量确定设备确定，这样收集的气体被转移到在大气压下填充有待测气体的样品池中，测量二氧化碳¹³CO₂浓度或¹³CO₂/¹²CO₂浓度比。

附图说明

图1的方框图举例说明了同位素气体光谱测量装置的总体布置；

图2(a)为用于定量地注射待测气体的气体注射设备21的平面图，并且图2(b)为气体注射设备21的正视图；

图3(a)和图3(b)举例说明了当测定一次气体注射量时的气体流动通道；

图4(a)和图4(b)举例说明了当进行参比气体光量测量时的气体流动通道；

图5(a)和图5(b)举例说明了当进行底气光量测量时的气体流动通道；以及

图6(a)和图6(b)举例说明了当进行样气光量测量时的气体流动通道。

优选实施方案描述

参照附图，以下说明将详细讨论本发明的一种实施方案，其中，当标记有同位素¹³C的尿素诊断药施用到活体后，在光谱学上测定活体呼气中的¹³CO₂浓度。

I.呼气试验

首先，将施用尿素诊断药前病人的呼气收集在一个呼气袋中。随后，将尿素诊断药给病人口服施用。经过约20分钟后，以类似于给药前的方式将呼气收集在一个呼气袋中。

将给药前后的呼气袋分别放到同位素气体光谱测量装置的预定喷嘴上。随后，进行以下的自动测量。

II.同位素气体光谱测量装置

图1的方框图举例说明了一种同位素气体光谱测量装置的总体布置。

将含有给药后呼气(下文称作“样气”)的呼气袋和含有给药前呼气(下文称作“底气”)的呼气袋分别放到喷嘴N1和N2上。喷嘴N1通过金属导管(下文简称为“导管”)连接到电磁阀(下文简称为“阀”)V4。喷嘴N2通过导管连接到阀V3。阀V5连接到一个用于通过防尘过滤器15吸收空气的导管。

另一方面，将从参比气体供应单元30(后面将讨论)供应的参比气体(在该实施方案中，采用了去除CO₂的空气)供应到阀V1。

阀V1、V3、V4和V5连接到气体注射设备21，其用于定量地注射参比气体、样气或底气。气体注射设备21具有注射器形状，带有活塞和圆筒。活塞由连接到脉冲马达21f的进动螺杆21e联合固定到活塞的螺母21d驱动(后面将被讨论)。气体注射设备21的最大气体注射量为40ml。

气体注射设备21通过阀V2连接到第一样品池11a和第二样品池11b。

如图1所示，样品池腔11具有用于测定¹²CO₂吸收的较短的第一样品池11a、用于测定¹³CO₂吸收的较长的第二样品池11b以及一个虚设池11c，其含有在CO₂吸收范围内不吸收的气体。规定使第一样品池11a和第二样品池11b相互连通，并且导入第一样品池11a的气体实际上进入第二样品池11b，并随后经排气阀V6排放。

压力传感器16设置在排气阀V6上游，用于测定第一样品池11a和第二样品池11b中的气体压力。对于该压力传感器16的检测方法未加限制，但可以例如采用该类型的压力传感器，其中，隔膜的移动由压电元件检测。

第一样品池11a具有约0.085ml的容量，而第二样品池11b具有约3.96ml的容量。更具体地，第一样品池11a长3mm，第二样品池11b长140mm，并且虚设池11c长135mm。样品池腔11由绝缘材料环绕(未示出)。

还设置了一个具有两个光源的红外光源设备L，用于照射红外线。红外线可以由任选的方法产生。例如，可以利用陶瓷加热器(表面温度为700℃)或类似物。还设置有一个斩光器22，用于以预定的间隔遮断和通过红外线。斩光器22由脉冲马达23旋转。

在从红外光源设备L发射的红外线中，由通过第一样品池11a和虚设池11c的红外线形成的光路被称作第一光路L1，并且由通过第二样品池11b的红外线形成的光路被称作第二光路L2(参见图1)。

用于检测通过样品池的红外线的红外线检测器设备包括：设置在第一光路中的第一波长过滤器24a和第一传感器元件25a；以及设置在第二光路中的第二波长过滤器24b和第二传感器元件25b。

为了测定¹²CO₂的吸收，第一波长过滤器24a被设计成可通过波长约4280nm的红外线，其为¹²CO₂的吸收波长范围。为了测定¹³CO₂的吸收，第二波长过滤器24b被设计成可通过波长约4412nm的红外线，其为¹³CO₂的吸收波长范围。第一和第二传感器元件25a、25b为用于检测红外线的受光元件。

第一波长过滤器24a、第一传感器元件25a、第二波长过滤器24b和第二传感器元件25b由温度控制单元27维持在预定温度。

设置一个风扇28，用于将从温度控制单元27的Peltier元件发射的热量排放到装置外部。

此外，该同位素气体光谱测量装置具有一个参比气体供应单元30，用于供应去除CO₂的空气。参比气体供应单元30串接到防尘过滤器31和二氧化碳吸收单元36。

二氧化碳吸收单元36被设置成例如采用碱石灰(氢氧化钠和氢氧化钙的混合物)作为一种二氧化碳吸收剂。

图2(a)为气体注射设备21的平面图，其用于定量地注射待测气体，并且图2(b)为气体注射设备21的正视图。

气体注射设备21具有底座21a、设置在底座21a上的带有活塞21c的圆筒21b、连接到活塞21c的可移动螺母21d、与螺母21d啮合的进动螺杆21e以及用于旋转进动螺杆21e的脉冲马达21f，螺母21d、进动螺杆21e和脉冲马达21f设置在底座21a下方。

脉冲马达21f由驱动电路(未示出)驱动前进/倒退。当进动螺杆21e随脉冲马达21f旋转而旋转时，螺母21d根据旋转方向前后移动。这使活塞21c前后移动到一个任选位置。因此，有可能选择性地控制将待测气体导入圆筒21b以及从圆筒21b排出待测气体。

III.测量程序

测量过程包括确定一次气体注射量、测定参比气体、测定底气、测定参比气体、测定样气和测定参比气体等步骤。在图3-5中，箭头表示气流。

III-1.确定一次气体注射量

可在每次样气测量时或以规则的时间间隔(例如，每一小时)执行该气体注射量确定步骤。

现在假定第一样品池11a体积和第二样品池11b体积之和被定义为Vc(预定值)。体积Vc优选不但包括样品池11a、11b的净体积，而且包括通过样品池11a、11b连接的导管、阀和压力传感器16的内体积。也假定当气体由气体注射设备21注射到其预定刻度时，气体注射设备21的体积被定义为Va。假定Vc+Va＝V0。该体积V0被定义为标准体积V0。

阀V5打开，其它阀关闭，并且利用气体注射设备21吸取空气。接着，阀V5关闭，并且阀V2和排气阀V6打开。气体注射设备21中的空气注入到第一样品池11a和第二样品池11b。然后，阀V2关闭并且排气阀V6关闭。因此，在大气压下体积为Vc的空气被容纳在第一样品池11a和第二样品池11b中。

如图3(a)所示，阀V5打开，其它阀关闭，并且利用气体注射设备21吸取体积为Va的空气。

如图3(b)所示，阀V5闭合并且阀V2打开，以便将气体注射设备21中的空气转移到第一样品池11a和第二样品池11b。由于排气阀V6保持闭合，第一样品池11a和第二样品池11b的内部被加压。

阀V2闭合以阻止空气移动，由压力传感器16测定第一样品池11a和第二样品池11b的压力。该测定的压力值被定义为P。

假定已经在预定压力P0(例如4个大气压)下制作了用于确定二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂中每一个的吸收和浓度之间的关系的每个校准曲线。将校准曲线数据和预定压力P0的数值储存在同位素气体光谱测量装置的分析计算机中。

分析计算机利用先前储存的压力P0、测量的压力P和标准体积V 0确定一次测定气体体积V0(P0/P)。如以下方程(1)所示，气体注射设备21的气体注射量V为一个通过从V0(P0/P)中减去样品池体积Vc而获得的数值。在方程(1)中，体积Vc被减去，这是因为第一样品池11a和第二样品池11b已经含有体积为Vc的待测气体。

V＝V0(P0/P)-Vc (1)

以下说明将讨论方程(1)。当测定的压力P等于P0时，气体注射量V等于Va。如果气压高，测定的压力P高于P0。此时，气体注射量V可以被设成小于Va的一个数值。如果气压低，测定的压力P小于P0。此时，气体注射量V可以被设成高于Va的一个数值。采用这种操作，可以始终在等同于制作校准曲线时的条件下测定CO₂的浓度。

III-2.参比测量

洁净的参比气体流入同位素气体光谱测量装置的气体流动通道和样品池腔11中以清洗气体流动通道和样品池腔11。此时，活塞21c前后移动以清洗圆筒21b内部。将在大气压下的参比气体容纳在第一样品池11a和第二样品池11b中。

在参比测量中，阀V1打开，其它阀关闭，并且利用气体注射设备21吸取参比气体，如图4(a)所示。

接着，如图4(b)所示，阀V1关闭，并且阀V2和排气阀V6打开。通过控制气体注射设备21而使气体注射设备21中的参比气体缓慢地流入第一样品池11a和第二样品池11b，由传感器元件25a、25b进行光量测量。

这样由第一传感器元件25a获得的光量被记录为¹²R1，并且这样由第二传感器元件25b获得的光量被记录为¹³R1。

III-3.底气测量

阀V3打开，其它阀关闭，并利用气体注射设备21吸取底气。接着，阀V3关闭，阀V2和排气阀V6打开，并将气体注射设备21中的底气注入第一样品池11a和第二样品池11b。之后，排气阀V6关闭。因此，将在大气压下的底气容纳在第一样品池11a和第二样品池11b中。

随后，阀V3打开，其它阀关闭，并且由气体注射设备21从呼气袋中吸取具有根据方程(1)所计算的体积V的底气，如图5(a)所示。

吸取底气后，阀V3关闭且阀V2打开，如图5(b)所示。利用气体注射设备21机械地推出底气，以便为第一样品池11a和第二样品池11b加压。这将第一样品池11a和第二样品池11b中的底气压力增加到等于压力P0的一个数值。

在该状态下，阀V2闭合并由传感器元件25a、25b测量光量。

这样由第一传感器元件25a获得的光量被记录为¹²B，并且这样由第二传感器元件25b获得的光量被记录为¹³B。

III-4参比测量

再次清洗气体流动通道和样品池，并进行参比气体光量测量(参见图4(a)、(b))。这样由第一传感器元件25a获得的光量被记录为¹²R2，并且这样由第二传感器元件25b获得的光量被记录为¹³R2。

III-5样气测量

阀V4打开，其它阀关闭，并利用气体注射设备21吸取样气。随后，阀V4关闭，阀V2和排气阀V6打开，并将气体注射设备21中的样气注入第一样品池11a和第二样品池11b。之后，排气阀V6关闭。因此，将在大气压下的样气容纳在第一样品池11a和第二样品池11b中。

接着，阀V4打开，其它阀关闭，并由气体注射设备21从呼气袋中吸取具有根据方程(1)所计算的体积V的样气，如图6(a)所示。

吸取样气后，阀V4关闭，并且阀V2打开，如图6(b)所示。利用气体注射设备21机械地推出样气，以便为第一样品池11a和第二样品池11b加压。这将第一样品池11a和第二样品池11b中的样气压力增加到等于压力P0的一个数值。

在该状态下，阀V2闭合并由传感器元件25a、25b测量光量。

这样由第一传感器元件25a获得的光量被记录为¹²S，并且这样由第二传感器元件25b获得的光量被记录为¹³S。

III-6.参比测量

再次清洗气体流动通道和样品池，并进行参比气体光量测量(参见图4(a)、(b))。

这样由第一传感器元件25a获得的光量被记录为¹²R3，并且这样由第二传感器元件25b获得的光量被记录为¹³R3。

IV数据处理

IV-1.计算底气的吸收数据

首先，利用(i)参比气体的透射光量¹²R1、¹³R1，(ii)底气的透射光量¹²B、¹³B，以及(iii)参比气体的透射光量¹²R2、¹³R2获得底气中¹²CO₂的吸收¹²Abs(B)和¹³CO₂的吸收¹³Abs(B)。

这里，¹²CO₂的吸收¹²Abs(B)由以下方程获得：

¹²Abs(B)＝-log[2¹²B/(¹²R1+¹²R2)]

¹³CO₂的吸收¹³Abs(B)由以下方程获得：

¹³Abs(B)＝-log[2¹³B/(¹³R1+¹³R2)]

因此，当计算每一吸收时，计算了在吸收计算前后进行的参比测量的光量的平均值(R1+R2)/2，并随后利用这样获得的平均值以及通过底气测量获得的光量计算吸收。相应地，可以相消漂移的影响(由时间对测量施加的影响)。因此，可以快速地开始测量，无需在启动装置后要等待到装置进入理想的热平衡状态(通常需要几个小时)。

IV-2.计算样气的吸收数据

接着，利用(i)参比气体的透射光量¹²R2、¹³R2，(ii)样气的透射光量¹²S、¹³S，以及(iii)参比气体的透射光量¹²R3、¹³R3获得样气中¹²CO₂的吸收¹²Abs(S)和¹³CO₂的吸收¹³Abs(S)。

这里，¹²CO₂的吸收¹²Abs(S)由以下方程获得：

¹²Abs(S)＝-log[2¹²S/(¹²R2+¹²R3)]

¹³CO₂的吸收¹³Abs(S)由以下方程获得：

¹³Abs(S)＝-log[2¹³S/(¹³R2+¹³R3)]

因此，当计算吸收时，计算了在吸收计算前后进行的参比测量的光量的平均值，并随后利用这样获得的平均值和由样气测量获得的光量计算吸收。相应地，可以相消漂移的影响。

IV-3浓度计算

利用校准曲线获得¹²CO₂的浓度和¹³CO₂的浓度。

如早先提到的，利用¹²CO₂浓度已知的待测气体和¹³CO₂浓度已知的待测气体制作浓度曲线。

为获得用于¹²CO₂浓度的校准曲线，利用在0％-约8％范围内变化的¹²CO₂浓度测量¹²CO₂的吸收数据，并将这样测量的数据绘制在曲线图上，其中，横坐标轴代表¹²CO₂的浓度，并且纵坐标轴代表¹²CO₂的吸收。接着，以最小二乘法确定曲线。

为获得用于¹³CO₂浓度的校准曲线，利用在0％-约0.08％范围内变化的¹³CO₂浓度测量¹³CO₂的吸收数据，并将这样测量的数据绘制在曲线图上，其中，横坐标轴代表¹³CO₂的浓度，并且纵坐标轴代表¹³CO₂的吸收。接着，以最小二乘法确定曲线。

由二次方程近似的曲线误差相对较小。因此，在该实施方案中采用了由二次方程近似的校准曲线。

将底气的¹²CO₂浓度记录为¹²Conc(B)，将底气的¹³CO₂浓度记录为¹³Conc(B)，将样气的¹²CO₂浓度记录为¹²Conc(S)，并将样气的¹³CO₂浓度记录为¹³Conc(S)，这些浓度数据利用上述校准曲线而获得。

IV-4计算浓度比

随后，获得了¹³CO₂和¹²CO₂之间的每一浓度比。即，底气中¹³CO₂和¹²CO₂之间的浓度比通过¹³Conc(B)/¹²Conc(B)而获得，并且样气中¹³CO₂和¹²CO₂之间的浓度比通过¹³Conc(S)/¹²Conc(S)而获得。

浓度比也可以被定义为¹³Conc(B)/(¹²Conc(B)+¹³Conc(B))和¹³Conc(S)/(¹²Conc(S)+¹³Conc(S))。由于¹²CO₂的浓度远大于¹³CO₂的浓度，由这些不同的计算方法所获得的浓度比基本上彼此相同。

IV-5测定¹³C的改变部分

将样气数据与底气数据相比，¹³C的改变部分由以下方程计算：

Δ¹³C＝[样气浓度比-底气浓度比]×10³/[底气浓度比](单位：千分率)。

Claims

1.在同位素气体分析中，其中，含有作为气体组分的二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂的待测气体或人的呼气被导入样品池，并且测定具有适于测量各气体组分的波长的透射光强度，以及随后数据被处理以便测量二氧化碳¹³CO₂的浓度，一种气体注射量确定方法，包括下面步骤：在大气压下用空气填充样品池；操作气体注射设备以便吸取预定体积Va的空气，气体注射设备被设置成将待测气体注入样品池；将储存在气体注射设备中的空气转移到样品池以便为样品池内部加压，并测定样品池内部的压力P；以及从通过用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0而获得的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为同位素气体分析测量中待测气体的目标压力，从而确定气体注射设备的一次气体注射量。

2.根据权利要求1的气体注射量确定方法，其中，样品池体积Vc包括样品池的净体积以及通过样品池连接的导管、阀和压力传感器的体积。

3.根据权利要求1或2的气体注射量确定方法，其中，待测气体的目标压力P0等于制作校准曲线时的气体压力，该曲线用于确定二氧化碳¹³CO₂的吸收和浓度之间的关系。

4.在一种同位素气体分析和测量方法中，其中，含有作为气体组分的二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂的待测气体或人的呼气被导入样品池，并测定具有适于测量各气体组分的波长的透射光强度，以及随后数据被处理以便测量二氧化碳¹³CO₂的浓度，所述同位素气体分析和测量方法，包括下面步骤：在大气压下用空气填充样品池；操作气体注射设备以便吸取预定体积Va的空气，气体注射设备被设置成将待测气体注入样品池；将储存在气体注射设备中的空气转移到样品池中以便为样品池内部加压，并测定样品池内部的压力P；从通过用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0获得的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为同位素气体分析测量中待测气体的目标压力，从而确定气体注射设备的一次气体注射量；以及通过气体注射设备收集具有这样确定的体积的待测气体，将这样收集的气体转移到含有在大气压下的待测气体的样品池中，从而为样品池内部加压，并测定二氧化碳¹³CO₂的浓度或¹³CO₂/¹²CO₂的浓度比。

5.根据权利要求4的同位素气体分析和测量方法，其中，样品池体积Vc包括样品池的净体积以及通过样品池连接的导管、阀和压力传感器的体积。

6.在一种同位素气体分析和测量装置中，其中，含有作为气体组分的二氧化碳¹³CO₂和二氧化碳¹²CO₂的待测气体或人的呼气被导入样品池，并测定具有适于测量各气体组分的波长的透射光强度，以及随后数据被处理以便测量二氧化碳¹³CO₂的浓度，所述同位素气体分析和测量装置包括：一个气体注射设备，用于将气体注入样品池；用于将储存在气体注射设备中的气体转移到样品池的气体转移设备；一个压力传感器，用于测定容纳在样品池内的气体压力；以及气体注射量确定设备，设置成由气体注射设备吸取预定体积Va的空气，将储存在气体注射设备中的空气转移到填充有在大气压下的空气的样品池，从而为样品池内部加压，测定样品池内部的压力P，并且从通过用比率P0/P乘以体积Va和样品池体积Vc之和V0而获得的乘积中减去样品池体积Vc，其中，P0为同位素气体分析测量中待测气体的目标压力，从而确定气体注射设备的一次气体注射量；由此通过气体注射设备收集具有由气体注射量确定设备所确定的体积的待测气体，将这样收集的气体转移到填充有在大气压下的待测气体的样品池中，并测定二氧化碳¹³CO₂的浓度或¹³CO₂/¹²CO₂的浓度比。

7.根据权利要求6的同位素气体分析和测量装置，其中，样品池体积Vc包括样品池的净体积以及通过样品池连接的导管、阀和压力传感器的体积。