氢气作为治疗疾病的物质，无论使用那种方法，无论是基础研究和临床效应评价，氢气在体内的浓度变化规律都是十分重要的数据。但作为一种气体，在身体内的运行规律有其特殊性，检测方法可通过呼吸气体氢气浓度检测，气相色谱法或电极检测比较常用，也有用催化点滴法检测的。

气体溶解在液体后影响释放速度的因素主要有两个方面，一是气体液体扩散面积，扩散面积越大，释放速度越快，扩散面积后体积比是影响液体内气体释放的关键指标，如很小的体积，由于比表面积非常大，气体就非常容易释放。一滴水和一升水就会出现巨大的差异。一滴水可能几分钟后完全释放，相对集中的一升水则需要数小时甚至几天。当然如果把一升水撒在几个平方米的表面上，其释放速度和一滴水就没有区别了。对动物来说，动物体重和体积越小，则比表面积越小，气体释放速度越快。气体在小鼠体内，可能几分钟就可以释放完全，而人体释放的速度就慢许多。

另一个液体分子运动速度，分子运动速度越快，气体释放速度越快。对液体来说，影响分子运动速度的主要因素是温度。但对动物来说，血液运动速度和呼吸频率则称为重要影响因素，血液速度越快，呼吸频率越大，气体从身体内释放的速度越快。

对动物来说，由于每个组织血液供应不同，例如脑组织拥有25%的血液分配，气体进入和离开脑组织的速度就比较快，而脂肪组织和韧带等则慢许多。因此，呼吸和饮用氢气或氢气水后，作用速度比较快的是那些血液供应丰富的组织，但作用持续时间长的是那些血液循环比较差的组织。

氢气作为一种抗氧化剂，有许多特殊的生物、物理和化学方面优点。首先具有极强的生物安全性，至今没有人发现氢气存在任何毒性效应（不等于没有）。强大的扩散性，能快速进入身体，而且可以非常顺利地到达细胞的任何部位，任何生物学屏障结构都不会干扰氢气的自由扩散，也可以快速离开身体，不会在身体内长时间停留，避免了可能的隐患，这是许多化学药物所不具备的优点。这种快速强大的扩散性，让氢气能有效保护其他抗氧化物质无法实现的效应，例如能快速进入细胞核或线粒体保护这里的DNA免受活性氧破坏(Ohsawa et al., 2007)，甚至能进入各种生物大分子如DNA、蛋白质、脂肪结构内部，以及细胞膜、染色体、细胞外结构等所有区域。

动物或人体血液中氢气能通过顶空法结合气相色谱方法进行检测（其他气体如甲烷也都可以参考这个方法）。顶空法的基本原理是用其他气体将血液等溶液中溶解的气体置换出来，测定气体成分，并利用计算公司计算出溶液或血液中的气体浓度，采集或保存样品必须始终采用完全气米密的容器（氢气尤其关键，可参考血气分析法的要求，但标准更高，主要是氢气非常容易扩散丢失，导致测定误差）。由于氢气本身经常作为气相色谱分析的流动相，给检测带来比较大的麻烦，许多分析设备单位不愿意改变分析条件，导致这类分析在实际应用时很不方便。氢气在动物血中的浓度会高于静脉血，按照太田教授的观点，这主要是因为有一部分氢气被组织消耗掉，我个人认为这是完全错误的观点。虽然氢气具有和强自由基反应的证据，或者这种观点完全正确，但是组织自由基的总数量并不多，氢气消耗的绝对量不会很明显，至少用这种检测方法不可能分辨出来。那么导致这种动脉血很静脉血氢气浓度差别的原因是什么？其实主要影响因素是氢气强大的扩撒能力很组织本身的吸附效应，也就是说，氢气进入组织后，总有一部分被限制在组织细胞内，需要比较长时间才扩散出来，另外有一部分可以通过组织间隙扩散到非血液系统，甚至通过皮肤释放到体外。皮肤释放氢气的证据早就已经发现，这种推测在理论上也符合逻辑(Ohsawa et al., 2007)。

Ono等曾经检测了人类动脉后静脉血中的氢气浓度(Ono et al., 2012)。各种组织中的氢气浓度，可以用氢气敏感电极进行分析，利用这种方法学者们已经检测过心脏、肝脏、视网膜等局部组织氢气浓度的动态改变，但这种电极容易受到来自生物系统电信号的干扰，在体分析往往不容易开展(Hayashida et al., 2008，Oharazawa et al., 2010)。志愿者饮用氢水后，通过气相色谱检测呼吸气体中氢气的浓度，间接反映静脉血液中氢气浓度的变化。结果发现，饮用氢气水后10分钟，呼吸气体中氢气浓度达到最高峰，然后在60分钟内下降到基础值（释放完全）。不过作者估计经过皮肤释放的氢气量可以忽略不计（只有0.1%），根据研究者估计，氢气摄取后大约40%可被人体消耗 (Shimouchi et al., 2012)。该研究作者甚至认为，这些氢气因为大部分和身体内羟基自由基结合而被消耗，利用这个性质可以计算身体内羟自由基的产量。