1. サンプリング方式の分類
| 方式 | 代表製品 | 強み | 弱み | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 吸着捕集 (TD-tube) | Owlstone ReCIVA / ReCIVA Evo | CO2 モニタによる末梢気の選別, 冷蔵搬送可 | ランニングコスト (Tenax TA 等の吸着剤) | GC-MS / FAIMS |
| ハンドヘルド捕集 | VolaTrap® (東海電子) | 片手・可搬, 呼気全体（whole breath）を一定量捕集, 吸着チューブへ直接固定, 電源/清浄空気 不要 | 呼気全体を捕集する方式のため, CO₂ モニタによる終末呼気の選別は行わない | GC-MS / TD-GC-MS（多施設・在宅） |
| バッグ収集 | Tedlar bag (1-3 L) | 低コスト・簡便 | 材質由来 VOC, 保存限界 (〜6h) | e-nose / SIFT-MS |
| 直接サンプリング | SpiroNose (Breathomix), GeNose | リアルタイム測定, 移送不要 | 装置前での採取のみ | e-nose 現場運用 |
| オンライン MS | PTR-MS, SIFT-MS, SESI-MS | 時間分解・代謝動態追跡 | 装置高価, 研究用途中心 | 機構研究 |
| 冷却凝縮 (EBC) | RTube, ECoScreen | 水溶性分子回収 | 標準化が遅れている | バイオマーカー探索 |
| 液体捕集・高濃縮 | AirOnics® (RS DYNAMICS Medical) | 液体ソルベントで捕集し最大10万倍に高濃縮, VOC＋粒子を回収, CO₂で終末呼気選択, 加熱脱着 不要, 採取と分析を分離 | 溶媒・液体管理, 装置構成が複雑／2026年7月発表・実売/価格情報 未公開 | GC-MS / LC-MS（超微量・ppt探索） |
採取デバイスの一例：VolaTrap®（呼気サンプラー）
片手で扱える国産初のハンドヘルド型 呼気VOCサンプラー。呼気全体（whole breath）を一定量捕集して吸着チューブへ固定し、GC-MS／TD-GC-MS の標準ワークフローに直結します。採取者や施設が変わってもばらつきを抑えやすく、電源・清浄空気の供給が不要なため、多施設・在宅での採取にも向きます。 VolaTrap® 公式サイトを見る ↗ 開発：東海電子 ・ 発売中
片手で扱える国産初のハンドヘルド型 呼気VOCサンプラー。呼気全体（whole breath）を一定量捕集して吸着チューブへ固定し、GC-MS／TD-GC-MS の標準ワークフローに直結します。採取者や施設が変わってもばらつきを抑えやすく、電源・清浄空気の供給が不要なため、多施設・在宅での採取にも向きます。 VolaTrap® 公式サイトを見る ↗ 開発：東海電子 ・ 発売中
2. 推奨プリアナリティカル SOP (抜粋)
2.1 被験者準備 (採取前)
- 採取前 2時間は絶食、水以外の飲料は不可。
- 採取前 30分は激しい運動・喫煙を避ける。
- 採取前 10分間、測定室 (背景大気管理済) で安静座位。
- 歯磨き・うがいは採取 60分前まで に済ませる (口腔 VOC 干渉の軽減)。
2.2 採取手技
- ノーズクリップ装着、マウスピースから安静呼吸で5〜10呼吸分採取 (TD方式時)。
- CO2 モニタ併用時は、CO2≥3.5% の呼気相を選択 (末梢気の目安)。
- フォース息止め後の一気呼出は e-nose 方式で一般的 (GeNose: 3L 程度)。
- 採取毎に 背景大気 (room air) も同条件で採取 し、差分解析に使う。
2.3 搬送・保存
- TD-tube: 4°C で72時間以内 に測定、以降は −20°C 保存。
- Tedlar bag: 採取後6時間以内 に測定 (Sulfides 損失が早い)。
- ドライアイス輸送は避ける (容器変形と吸着剤ドリフトの原因)。
3. ペパーミント試験 (装置間ベンチマーク)
Peppermint Initiative (IABR 主導) が提唱する装置間クロスキャリブレーション法。被験者に標準化ペパーミントオイルを投与し、呼気中のメントン・リモネン・α-ピネン・β-ピネン等の 6 VOC のウォッシュアウト曲線 (採取: 60/165/285/405 分等) を測定、装置・プロトコル間の一貫性を評価します。 論文 (Henderson et al., J Breath Res 2020; 2022 update) に従って実施することで、論文の「再現性」を担保することが推奨されます。
自ラボで SOP を立ち上げる方へ
本サイト リソース / SOP で、TD-GC-MS 用・e-nose 用・EBC 用の SOP 雛形（Markdown / Word）を整備中です。公開の際は ニュース でお知らせします。解析設計とバイアス対策は 解析パイプラインとバイアス もあわせてご覧ください。
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4. よくある落とし穴
- Tedlar bag の空運転: 初回使用時は VOC 放出が強く、3回以上パージしてから使用する。
- 配管材質: Tygon チューブは脱ガスが多い。PTFE が推奨。
- 呼吸パターン未制御: 採取毎の呼吸量が違うと、肺胞気ピックアップ率が変動する。Capnography 併用を推奨。
- 大気背景未測定: 室内の塗料由来 VOC (特にトルエン、ホルムアルデヒド) をバックグラウンドで差し引けないと疾患分類が壊れる。
参考文献 (主要)
- Henderson et al. J Breath Res, 2020; 2022 — Peppermint Consensus.
- Beauchamp et al. J Breath Res, 2013 — TD-tube サンプリングレビュー.
- Pleil et al. J Breath Res, 2019 — Pre-analytical variability.
- Boshier et al. Anal Chem, 2010 — Tedlar 保存時間依存性.