一、定义与核心原理
１３Ｃ呼气分析仪是一种利用稳定同位素碳－１３（¹³Ｃ） 标记化合物进行无创生物代谢检测的医疗设备。通过分析受试者呼气样本中¹³ＣＯ₂／¹²ＣＯ₂同位素比值变化，间接量化特定生理功能或疾病状态。
工作原理
标记底物摄入：
受试者口服含¹³Ｃ标记的化合物（如¹³Ｃ－尿素、¹³Ｃ－辛酸等）。
代谢产气：
标记物在体内经特定酶（如胃幽门螺杆菌的尿素酶）代谢，产生¹³ＣＯ₂。
呼气采样：
代谢生成的¹³ＣＯ₂进入血液循环，经肺部呼出。
同位素比值检测：
仪器通过质谱仪（ＩＲＭＳ／ＱＭＳ） 或红外光谱仪（ＮＤＩＲ） 精确测定呼气样本中¹³ＣＯ₂／¹²ＣＯ₂的丰度比。
二、核心检测项目与**应用
１． 幽门螺杆菌（Ｈｐ）感染检测
标记物：¹³Ｃ－尿素
原理：Ｈｐ分泌尿素酶分解尿素 → 产生¹³ＣＯ₂ → 比值升高提示感染。
优势：无创、准确率＞９５％，替代胃镜活检，适用于儿童及孕妇。
２． 肝脏功能评估
标记物：¹³Ｃ－美沙西汀、¹³Ｃ－咖啡因
原理：肝细胞色素Ｐ４５０酶代谢标记物 → ¹³ＣＯ₂生成速率反映肝细胞储备功能。
应用：肝硬化分级、**性肝损伤监测。
３． 胰腺外分泌功能
标记物：¹³Ｃ－混合甘油三酯
原理：胰脂酶分解脂肪 → ¹³ＣＯ₂释放量反映胰酶活性。
用途：慢性胰腺炎、囊性纤维化诊断。
４． 胃排空功能
标记物：¹³Ｃ－辛酸／¹³Ｃ－醋酸
原理：标记物在肠道吸收代谢 → ¹³ＣＯ₂出现时间曲线反映胃排空速率。
适应症：糖尿病胃轻瘫、功能性**。
三、设备核心组件
| 模块 | 功能 |
|---|---|
| １． 呼气样本采集系统 | 专用集气袋／试管，确保气体无泄漏、无污染。 |
| ２． 气体预处理单元 | 去除水蒸气、杂质，浓缩ＣＯ₂（部分设备需液氮冷阱）。 |
| ３． 同位素分析器 | － 高精度质谱仪（ＩＲＭＳ）：黄金标准，精度达０．０００１‰ － 红外光谱仪（ＮＤＩＲ）：成本低，便携，适合基层。 |
| ４． 数据处理系统 | 计算δ值（‰） ＝ ［（¹³Ｃ／¹²Ｃ＜ｓｕｂ＞样本＜／ｓｕｂ＞ ／ ¹³Ｃ／¹²Ｃ＜ｓｕｂ＞标准＜／ｓｕｂ＞） －１］ ×１０００，并生成代谢动力学曲线。 |
四、技术优势与局限
优势
无创**：无辐射（¹³Ｃ为稳定同位素），可重复使用。
高特异性：靶向标记特定代谢通路。
动态监测：可实时跟踪代谢变化（如胃排空３０－２４０分钟曲线）。
局限
成本较高：¹³Ｃ标记试剂价格昂贵（检测费约３００－８００元／次）。
干扰因素：
近期**／ＰＰＩ**影响Ｈｐ检测结果。
肺功能异常者ＣＯ₂排出延迟。
五、设备分类与发展趋势
| 类型 | 代表技术 | 特点 |
|---|---|---|
| 台式高端仪 | 同位素比值质谱仪 | 精度极高（±０．３‰），用于科研与三甲医院 |
| 便携式设备 | 激光红外光谱（ＮＤＩＲ） | 床旁快速检测（５－１０分钟出结果） |
| 微流控芯片 | 集成化传感器 | 未来方向：低成本、一次性使用 |
六、**意义与社会价值
早癌筛查：Ｈｐ是胃癌Ⅰ类致癌原，¹³Ｃ呼气试验助力大规模筛查。
器官功能量化：替代创伤性检查（如肝穿刺、十二指肠插管）。
个性化用药：监测肝酶活性指导**剂量调整（如他克莫司）。
七、标准化操作流程
空腹准备：禁食６小时以上。
基线采样：服药前采集本底呼气。
服药后采样：按预设时间点（如Ｈｐ检测：服药后３０分钟）收集呼气样本。
结果判读：
ＤＯＢ值（Ｄｅｌｔａ Ｏｖｅｒ Ｂａｓｅｌｉｎｅ） ＝ 服药后δ值 － 基线δ值
Ｈｐ阳性阈值：ＤＯＢ ≥ ４‰（中国标准）
附：全球主要制造商
西门子（Ｓｉｅｍｅｎｓ）：ＨＥＬＩＫＥ® ¹³Ｃ红外光谱仪
费雪派克（Ｆｉｓｈｅｒ ＆ Ｐａｙｋｅｌ）：ＩＲＩＳ® 质谱系统
国产**：中核海得威（ＨＵＢＴ）系列
总结：１３Ｃ呼气分析仪通过稳定同位素示踪技术，实现了从“有创”到“无创”的诊断变革，在消化系统疾病、代谢功能评估领域具有不可替代的价值。随着传感器技术进步，未来将向微型化、智能化、居家化方向发展。
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涉及产品（ 13C呼气分析仪）可能含有禁忌内容或者注意事项，具体详见说明书；
消费者应仔细阅读产品说明书或者在医务人员的指导下购买和使用。
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