تحليل التنفس في الوقت الحقيقي باستخدام التأين نانوليكتروسبراي الثانوية بالإضافة إلى دقة عالية الطيف الكتلي

الهدف العام من هذه التجربة هو توصيف التركيب الكيميائي لنفس الزفير باستخدام التأين الثانوي بالرش الكهربائي النانوي إلى جانب قياس الطيف الكتلي عالي الدقة. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في المجال الطبي مثل التشخيص المبكر للأمراض ومراقبة الفحص العلاجي والتعرض البيئي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن إجراء القياس في الوقت الفعلي.

هذه التقنية هي أيضا أعلى إنتاجية وحساسة ومحددة وسهلة الاستخدام. امتدت الآثار المترتبة على هذه التقنية إلى تشخيص سرطان الرئة. لأنه تم العثور على فرصة لمرشحي العلامات الحيوية في الزفير لمرضى الرئة في مراحل مختلفة.

بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن مصدر التأين عادة ما يكون مشتركا. يعد العرض المرئي أمرا بالغ الأهمية ، حيث لا يوجد بروتوكول قياسي لهذه الطريقة حتى الآن. للبدء ، قم بإعداد مصدر نانو ESI ثانوي وفقا لعملية التأين الكهربائي الثانوية التي يتم فيها إدخال غاز التنفس لتقاطع عمود الرش الكهربائي ويتأين بواسطة القطرات المشحونة.

تعتمد مصادر المختبرات الفردية على مطياف الكتلة المستخدم. هنا ، يعتمد مصدر nano ESI الثانوي على مصدر nano ESI التجاري. وإرفاقه بمطياف كتلة مصيدة ربع سحب المدار على مقاعد البدلاء.

الجسم الرئيسي للمصدر عبارة عن غرفة مكعبة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع مدخل لإدخال الشعيرات الدموية النانوية ESI في الغرفة. يتم تثبيت أنبوبين من الفولاذ المقاوم للصدأ على كل جانب من جوانب الغرفة لتوصيل الغاز. تم تجهيز نافذتين من الكوارتز في الجزء العلوي والسفلي من الغرفة للتحقق من موضع طرف الشعرية nano ESI ورذاذ nano ESI إما عن طريق العينين أو المجهر الرقمي.

أخيرا ، يتم لحام الغرفة بمخروط الاجتياح لمطياف الكتلة. لاحظ أن التصميم قد يتغير اعتمادا على الهندسة الخاصة لواجهة الضغط الجوي لمطياف الكتلة المستخدم في المختبرات الفردية. قم بمعايرة مطياف الكتلة في كل من أوضاع الكشف عن الأيونات الموجبة والسالبة وفقا لتعليمات الشركات المصنعة.

من خلال تطبيق المعايرة ، يتم تحسين معلمات مطياف الكتلة ، مثل إمكانات العدسة وظروف الكشف لإعطاء حساسية جيدة وشكل ذروة بقيمة دقة محددة. قم بإجراء معايرة كاملة باستخدام مصدر ESI التجاري. يتم استخدام دقة الكتلة 70،000 هنا.

يمكن إجراء معايرة الكتلة مع أي مصادر متوافقة ، بما في ذلك المصادر المخصصة. اضبط درجة حرارة أنبوب نقل الأيونات لمطياف الكتلة على أكبر من 100 درجة مئوية. على الرغم من أنه يمكن ضبط أعلى درجة حرارة عند 350 درجة مئوية ، إلا أنها قد تؤدي إلى تحلل بعض المركبات.

بالنسبة لمذيب ESI ومعدل التدفق ، حدد مذيب ESI المناسب على أساس خصائص المذيبات والمركبات المستهدفة. في هذه التجربة ، استخدم الماء الذي يحتوي على 0.1٪ حمض الفورميك ، للحصول على كفاءة تأين عالية. اضبط معدل تدفق مذيب ESI في حدود 0 1.5 ميكرولتر في الدقيقة ، إلى 200 نانولتر في الدقيقة.

قم بتحسين معلمات مصدر nano ESI الثانوية ، وخاصة جهد nano ESI وموضع الطرف الشعري nano ESI. يتراوح الجهد عادة من 2.0 إلى 4.5 كيلو فولت. استخدم 2.5 كيلو فولت هنا.

ضع غاز نقيا على المصدر لتقليل تأثير المركبات العضوية المتطايرة أو المركبات العضوية المتطايرة من الهواء الداخلي. يتم استخدام النيتروجين عالي النقاء هنا ويتم تسليمه بمعدل 0.8 لتر في الدقيقة. مع وجود غاز نقي ، يجب أن يكون مستوى الشدة الطبيعي الذي لوحظ في طيف الكتلة أكبر من 1 × 10 إلى 5 ، ويجب أن يكون تباين TIC أقل من 10٪ في كل من أوضاع الكشف عن الأيونات الموجبة والسالبة.

عند إجراء القياس ، استنشق الهواء الداخلي وقم بإجراء زفير طبيعي لإخراج كل الهواء في الرئتين بمعدل تدفق ثابت. راقب معدل تدفق الزفير إما عن طريق مقياس الضغط أو مقياس التدفق المرئي للموضوع. قم بتوصيل مدخل مقياس التدفق بأنبوب نافيون لإزالة بخار الماء في نفس الزفير.

بعد ذلك ، قم بتوصيل مخرج مقياس التدفق بأنبوب PTFE لتوصيل غاز التنفس. في هذه التجربة ، زفر الموضوع بسرعة 0.4 لتر في الدقيقة ، كما يتم التحكم فيه بواسطة مقياس التدفق. يستغرق قياس الزفير أقل من 30 ثانية.

قم بإجراء أربعة إلى ستة قياسات مكررة. لتقليل الآثار المربكة ، اطلب من المشاركين الامتناع عن الأكل والشرب وتنظيف أسنانهم بالفرشاة قبل 30 دقيقة على الأقل من القياسات. أثناء القياس ، استمر في التحقق مما إذا كانت شدة الحديد تتجاوز حد الكشف الخطي للأداة أم لا.

يمكن أن يؤدي تشبع الإشارة إلى ذروة القطع الأثرية التي لا تنتج عن مركب في العينة. عن طريق الاستنشاق من خلال الأنف ، تتم إزالة جزء من المركبات العضوية المتطايرة والجزيئات المحيطة. ومع ذلك ، من الجدير بالذكر أنه يمكن أيضا اكتشاف مركبات في الممرات الأنفية.

استخدم البرنامج لتسجيل الكروماتوغرامات وأطياف الكتلة. نظرا لأن هذا تحليل مباشر ل MS ، ولا يتم إجراء فصل كروماتوغرافي ، فإن TIC يشير في الواقع إلى التتبع الزمني لجميع الإشارات المكتشفة في أطياف الكتلة. ويظهر EIC تتبعا زمنيا لمركب محدد.

تظهر هنا النتائج التمثيلية لقياسات التنفس بالزفير في الوقت الفعلي. يظهر التتبع الزمني للإيندول ، وهو مركب داخلي نموذجي ، ستة قياسات مكررة في أقل من سبع دقائق. بالنسبة لجميع القياسات ، تم الحصول على بصمات أصابع التنفس المطروحة في الخلفية القابلة للتكرار في وضع الكشف عن الأيونات الموجبة.

لوحظ 291 مركبا. المركبات هي على الأرجح الألدهيدات والكيتونات والألكينات. في حالة بصمات التنفس في وضع الكشف عن الأيونات السالبة ، يتم تقديم 173 مركبا ، وتنتج بشكل أساسي عن الأحماض الدهنية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إعداد مصدر CESI محلي الصنع وإجراء تحليل للعملية في الوقت الفعلي. بمجرد إتقان ، يمكن إجراء القياس في دقائق. إذا تم إجراؤه بشكل صحيح.

أثناء حضور هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر تجنب تداخل المركبات من أنابيب أخذ العينات والهواء الداخلي. يمكن أن يوفر هذا المقياس نظرة ثاقبة حول أنفاس الزفير البشري ، ويمكن أيضا تطبيقه على أنظمة أخرى مثل نموذج الألكليز ، والنماذج الأيونية ، وفي أنظمة الخلايا الرجعية. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء تدابير أخرى مثل GCMS و HPRCMS للإجابة على أسئلة إضافية ، مثل تأكيد الصورة وكمية التحليل.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الطب لاستكشاف آثار العلاج في المرضى بهذا التشخيص.