Artículo de método

Análisis de la respiración en tiempo real mediante el uso de ionización secundaria Nanoelectrospray acoplada a espectrometría de masas de alta resolución

DOI:

10.3791/56465

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9 de marzo de 2018

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1Institute of Mass Spectrometer and Atmospheric Environment, Jinan University, 2Guangdong Provincial Engineering Research Center for On-line Source Apportionment System of Air Pollution, 3School of Energy and Environment, City University of Hong Kong

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

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Un protocolo para la caracterización de la composición química de la respiración exhalada en tiempo real mediante el uso de ionización secundaria nanoelectrospray junto a alta resolución, espectrometría de masas se demuestra.

Resumen

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Exhalado compuestos orgánicos volátiles (COV) han despertado un gran interés, ya que pueden servir como biomarcadores para el diagnóstico de la enfermedad y la exposición ambiental de una manera no invasiva. En este trabajo, presentamos un protocolo para caracterizar los COVs exhalados en tiempo real mediante el uso de ionización secundaria nanoelectrospray acoplada a espectrometría de masas de alta resolución (s-nanoESI-HRMS). La fuente Sec nanoESI casera fácilmente nace basada en una fuente de nanoESI comercial. Se observaron cientos de picos en los espectros de masa fondo resta de aire espirado, y los valores de exactitud total son-4.0-13,5 ppm y-20.3-1,3 ppm en los modos de detección de iones positivos y negativos, respectivamente. Las cumbres fueron asignadas con la composición elemental exacta según la masa exacta y el patrón isotópico. Menos de 30 s se utiliza para la medición de una exhalación, y tarda aproximadamente 7 minutos para seis mediciones replicadas.

Introducción

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Con rápido desarrollo de técnicas analíticas modernas, se han identificado cientos de compuestos orgánicos volátiles (COV) en aire espirado humana1. Estos VOCs resultan sobre todo de aire alveolar (~ 350 mL en un adulto sano) y el espacio muerto anatómico del aire (~ 150 mL)2, que son afectadas por cuerpo metabolismo3,4,5,6,7 ,8 y9de la contaminación ambiental, respectivamente. Como resultado, si, est....

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Protocolo

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PRECAUCIÓN: Consulte todas las hojas de datos de seguridad del material (MSDS) antes de su uso. Utilice equipo de protección personal, por ejemplo, bata, guantes, gafas, pantalón largo y zapatos cerrados).

1. establecer la fuente Sec nanoESI

  1. Configurar una fuente Sec nanoESI según el proceso SESI, es decir, el gas de respiración se introduce para intersecar un penacho de electrospray e ionizado por las gotitas cargadas (figura 1). Las fuentes que construyó en los laboratorios individuales dependen de la interfaz del espectrómetro de masas utilizada24,

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Resultados

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La figura 3 muestra las huellas de la respiración en el rango de masas de m/z 50-750 registrados en ambos modos de detección de iones positivos y negativos. picos de 291 (intensidad máxima > 5.0x104) y 173 (intensidad máxima > 3.0x104) se han observado en las huellas de respiración resta de fondo en los modos de detección de iones positivos y negativos, respectivamente. Para identificar picos en los espectros de masas, con.......

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Discusión

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Construcción de la fuente Sec nanoESI basada en una fuente de nanoESI comercial, la eficiencia de ionización es mayor que la de usar una fuente ESI30. Además, la eficacia de la ionización es mejorada en una cámara cerrada, como aislantes el proceso desde el aire ambiente de fondo y al mismo tiempo facilita la mezcla entre la muestra de gas y la nube de aerosol. Mediante el uso de un Sec-nanoESI, menos parámetros deben optimizarse en comparación con una fuente ESI, haciéndolo más fácil para la inst.......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Este trabajo ha sido apoyado financieramente por la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (Nº 91543117).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Agua ultrapuraMerck Millipore, EE. UU.MPGP04001Resistencia >18.2 MΩ &punto medio; cm
Ácido fórmicoSigma-Aldrich, USAF0507Corrosivo para las vías respiratorias.
Gas nitrógenoGuangzhou Shiyuan Gas Co. Ltd., ChinaN.A.aPureza >99.99%
Q Espectrómetro de masas Exactivo híbrido cuadrupolo-orbitrapThermo Scientific, EE. UU02634L (S / N)Tenga cuidado con la fuente NanoESI de alto voltaje y alta temperatura
Thermo Scientific, EE. UU. ES002373 (S / N); ES071(P/N)Tenga cuidado con la bomba Nano LC de alto voltaje y alta temperatura
Thermo Scientific, EE. UU.5041.0010A(P/N)/
Software Xcalibur (versión 3.0)Thermo Scientific, EE. UU.BRE0008596/
Dino-Lite Digital MicroscopeTech Video System (SuZhou) Co.Ltd., ChinaCQ401833R(S/N)/
Tubería de NafionPerma Pure LLC, EE. UU.ME60/
Tubo de PTFE (diámetro interno 4 mm)Dongguan Hongfu Insulating Material Co. Ltd., ChinaN.A.Cuidado con la posible pérdida de compuestos polares
Controlador de flujo másicoLine-Tech, CoreaM15122007 (S / N)/
Medidor de flujoYuyao Industrial Automation Meter Factory, China40784/
aN.A.: no disponible.
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Referencias

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  1. De Lacy Costello, B., et al. A review of the volatiles from the healthy human body. J. Breath Res. 8 (1), 014001-014030 (2014).
  2. Phillips, M., Greenberg, J. Ion-trap detection of volatile organic compounds in alveolar breath. Clin. Chem. 38 (1), 60-65 (1992).<....

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