אנליזת נשימה בזמן אמת באמצעות Nanoelectrospray משני יינון מצמידים ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לאפיין את ההרכב הכימי של נשימה בנשיפה באמצעות יינון ננו-אלקטרוספריי משני יחד עם ספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הרפואי כגון אבחון מוקדם של מחלות, ניטור בדיקות טיפוליות וחשיפה סביבתית. היתרון העיקרי של הטכניקה הוא שניתן לבצע את המדידה בזמן אמת.

הטכניקה היא גם התפוקה הגבוהה ביותר, רגישה, ספציפית וידידותית למשתמש. ההשלכות של טכניקה זו הורחבו לאבחון סרטן ריאות. מכיוון שהסיכוי למועמדים לסמן ביולוגי נמצא בנשימה בנשיפה של חולי קנה ריאות בשלבים שונים.

בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו מכיוון שמקור היינון מיוצר בדרך כלל במשותף. הדגמה חזותית היא קריטית, מכיוון שעדיין אין פרוטוקול סטנדרטי לשיטה זו. כדי להתחיל, הגדר מקור ננו ESI משני בהתאם לתהליך היינון האלקטרוספרי המשני שבו מוחדר גז נשימה כדי לחצות פלומת אלקטרוספריי ומיוננת על ידי הטיפות הטעונות.

המקורות למעבדות הבודדות תלויים בספקטרומטר המסה בו נעשה שימוש. כאן, מקור הננו ESI המשני מבוסס על מקור הננו ESI המסחרי. וחיבר אותו לספקטרומטר מסה של מלכודת מסלול רבע טיפת ספסל.

הגוף העיקרי של המקור הוא תא נירוסטה מעוקב עם כניסה להכנסת נימי הננו ESI לתא. שני צינורות נירוסטה מותקנים בכל צד של החדר לאספקת גז. שני חלונות קוורץ מצוידים בחלק העליון והתחתון של החדר כדי לבדוק את מיקום קצה נימי הננו ESI ותרסיס ננו ESI על ידי עיניים או מיקרוסקופ דיגיטלי.

לבסוף, החדר מרותך לקונוס הטאטא של ספקטרומטר המסה. שימו לב שהעיצוב עשוי להשתנות בהתאם לגיאומטריה המסוימת של ממשק הלחץ האטמוספרי של ספקטרומטר המסה המשמש במעבדות בודדות. כייל את ספקטרומטר המסה במצבי זיהוי יונים חיוביים ושליליים כאחד בהתאם להוראות היצרן.

על ידי יישום כיול, פרמטרים של ספקטרומטר מסה, כגון פוטנציאל עדשה ותנאי גילוי מותאמים כדי לתת רגישות טובה וצורת שיא בערך רזולוציה מוגדר. בצע כיולים מלאים באמצעות מקור ESI המסחרי. רזולוציית המסה של 70,000 משמשת כאן.

ניתן לבצע כיול המוני עם כל מקור תואם, כולל מותאמים אישית. הגדר את הטמפרטורה של צינור העברת היונים של ספקטרומטר המסה ליותר מ -100 מעלות צלזיוס. למרות שניתן להגדיר את הטמפרטורה הגבוהה ביותר על 350 מעלות צלזיוס, היא עלולה לגרום לפירוק של תרכובות מסוימות.

עבור ממס ESI וקצב הזרימה, בחר את ממס ה-ESI המתאים על בסיס תכונות של ממס ותרכובות ממוקדות. בניסוי זה השתמש במים המכילים 0.1% חומצה פורמית, ליעילות יינון גבוהה. הגדר את קצב הזרימה של ממס ESI בטווח של 0 1.5 מיקרוליטר לדקה, עד 200 ננוליטר לדקה.

אופטימיזציה של פרמטרי מקור ננו ESI משניים, בעיקר מתח ננו ESI ומיקום קצה נימי ננו ESI. המתח נע בדרך כלל בין 2.0 4.5 קילו-וולט. השתמש כאן ב -2.5 קילו-וולט.

מרחו גז טהור על המקור כדי להפחית את ההשפעה של תרכובות אורגניות נדיפות או VOCs מהאוויר הפנימי. משתמשים כאן בחנקן בטוהר גבוה ומועבר במהירות של 0.8 ליטר לדקה. עם נוכחות של גז טהור, רמת העוצמה המנורמלת שנצפתה בספקטרום מסה צריכה להיות גדולה מ-1 x 10 עד ה-5, והשונות של ה-TIC צריכה להיות פחות מ-10% במצבי זיהוי יונים חיוביים ושליליים כאחד.

בעת ביצוע מדידה, שאפו את האוויר הפנימי ובצעו נשיפה רגילה כדי לנשוף את כל האוויר בריאות בקצב זרימה קבוע. עקוב אחר קצב זרימת הנשיפה על ידי מד לחץ או מד זרימה הנראה לנבדק. חבר את כניסת מד הזרימה לצינורות נפיון כדי להסיר את אדי המים בנשימה הננשפת.

לאחר מכן, חבר את השקע של מד הזרימה לצינורות PTFE כדי לספק את גז הנשימה. בניסוי זה, הנבדק נשף במהירות של 0.4 ליטר לדקה, כפי שנשלט על ידי מד זרימה. זה לוקח פחות מ-30 שניות למדידת נשיפה אחת.

בצע ארבע עד שש מדידות משוכפלות. כדי למזער את ההשפעות המבלבלות, בקשו מהמשתתפים להימנע מאכילה, שתייה וצחצוח שיניים לפחות 30 דקות לפני המדידות. במהלך המדידה, המשך לבדוק אם עוצמת הברזל חורגת ממגבלת הזיהוי הליניארית של המכשיר או לא.

רוויית האות יכולה להוביל לשיא חפץ שאינו נובע מתרכובת בדגימה. על ידי שאיפה דרך האף, חלק מה-VOCs והחלקיקים הסביבתיים יוסרו. עם זאת, ראוי לציין כי ניתן לזהות גם תרכובות במעברי האף.

השתמש בתוכנה כדי להקליט כרומטגרמות וספקטרום מסה. מכיוון שמדובר בניתוח טרשת נפוצה ישירה, ולא מתבצעת הפרדה כרומטגרפית, ה-TIC מציין למעשה את עקבות הזמן של כל האותות שזוהו בספקטרום המסה. וה-EIC מראה עקבות זמן של תרכובת מוגדרת.

מוצגות כאן תוצאות מייצגות של מדידות נשימה בנשיפה בזמן אמת. עקבות הזמן של אנדול, תרכובת אנדוגנית טיפוסית, מראים שש מדידות משוכפלות בפחות משבע דקות. עבור כל המדידות, התקבלו טביעות אצבע נשימה מופחתות ברקע הניתנות לשחזור במצב זיהוי יונים חיובי.

נצפו 291 תרכובות. התרכובות הן ככל הנראה אלדהידים, קטונים ואלקינים. במקרה של טביעות אצבע נשימה במצב זיהוי יונים שליליים, מוצגות 173 תרכובות, הנובעות בעיקר מחומצות שומן.

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להקים מקור CESI ביתי ולבצע ניתוח תהליכים בזמן אמת. לאחר השליטה, ניתן לבצע את המדידה תוך דקות. אם זה מבוצע כראוי.

בעת השתתפות בהליך זה, חשוב לזכור להימנע מהפרעות של התרכובות מצינורות הדגימה ואוויר האנדו. דע שמדד זה יכול לספק תובנות לגבי נשימה בנשיפה אנושית, וניתן ליישם אותו גם במערכות אחרות כגון אלקיליז מודלים, מודלים של יונים ובמערכות תאי רטרו. בעקבות הליך זה, ניתן לבצע אמצעים אחרים כמו GCMS, HPRCMS, כדי לענות על שאלות נוספות, כמו אישור תמונה, כמות הניתוח.

לאחר פיתוחה, הטכניקה סללה את הדרך לחוקרים בתחום הרפואה לחקור עם אבחנה זו את השפעות הטיפול בחולים.