高速かつ正確な呼気アンモニア測定

サマリー

アンモニアは、さまざまな病気や健康状態に関連する重要な生理学的代謝物です。また、呼気で測定するのが難しい分子であるため、正確な結果を得るためには特に注意が必要です。アンモニアに影響を与えるすべての要因がわかっているわけではありませんが、これらの要因を考慮しないと進歩が困難な場合があります。

要約

この呼気アンモニア法は、量子カスケードベースのレーザーを使用する石英強化光音響分光法(QEPAS)として知られる高速で高感度の分光法を使用しています。モニターは、口圧と二酸化炭素を測定するサンプラーに結合されています。このシステムは温度制御されており、この化合物の反応性に対処するために特別に設計されています。サンプラーは、呼吸の努力の質について、被験者と技術者に即座にフィードバックを提供します。モニターの迅速な応答時間と合わせて、このシステムは、深部肺の全身レベルを代表する呼気アンモニアを正確に測定することができます。

システムは使いやすく、リアルタイムの結果を生成するため、測定に影響を与える要因を特定する実験が可能になりました。例えば、うがい薬や経口pHは再現性があり、有意に結果に影響を与えるため、制御する必要があります。体温や呼吸の仕方もその例です。 これらの要因に対する理解が深まるにつれて、エラーが減少し、臨床研究はより意味のあるものになります。このシステムは非常に信頼性が高く、個々の測定は安価です。

サンプラーは比較的安価で、かなり携帯性に優れていますが、モニターはそのどちらでもありません。これにより、一部の臨床研究の選択肢が限られ、将来のイノベーションに合理性がもたらされます。

概要

アンモニアは、タンパク質代謝の¹ユビキタス副産物である。アンモニア測定は、したがって、臨床医は、様々な疾患と健康状態^2の評価に役立つことができます。しかし、アンモニアは、非常に反応性であるので、血液または呼気を介して、正確に測定することは困難である。一般的に使用されるものの、血アッセイ精度³についての基本的な問題を含む多数の欠点を有する。しかし、血アッセイの主要な問題は、彼らが唯一のこれまで気まぐれに収集現実である。アンモニア生理学は、多くの血中グルコースおよび他の多くの代謝プロセスと同様に、流体、これまで^4を変化させるので、これは重要である。対照的に、息アッセイは容易反復測定を可能にする、完全に非侵襲的かつ迅速である。それはユニークな方法で深刻なアンメットニーズに対処することができるので、このようにして、息のアンモニア測定は魅力的です。

呼気収集しかしながら、ユニークな問題を提示する。瀉血は本質jeoを運ぶ一方、呼吸の変動、口腔粘膜による汚染：いくつかの予測できない方法（などなど 、止血時間、汗汚れ、血球溶血、実験室での測定が遅れ^、5）、呼気測定の研究者が新たな挑戦の別のグループと競合しなければならないの誤差のpardyまたは細菌、アンモニア、周囲の空気と装置湿度や温度の影響など^6。確かに、それは未知の生物を発見する実験手順を....

プロトコル

楽器の1。準備

1. アンモニア光学センサープラットフォーム、レーザーダイオード·コントローラ、カスタム構築された制御電子ユニット（CEU）、ブレスサンプラー、空気ポンプ、およびラップトップに外部電源をオンにします。
2. アンモニアセンサーの両方の排気と冷却ファンが動作していることを確認してください。注：一つは、センサの背面に位置しており、第二は、簡単にアクセスでき、センサ内に発見された。
3. 音響検出モジュールとニードル弁の温度は、アンモニアセンサボックスの側に位置するデジタル表示を確認することによって38.0℃であることを確認します。センサーは、温度が安定するまでの電力を供給されてから約35分待ちます。
4. 息サンプラーのデスクトップに見られるアイコン名「ChangeT」をクリックして、55℃に入口チューブとマウスピースの温度を設定します。その後、温度を「UPDをクリックして、続いて、上または下矢印をクリックすることで変更することができます"温度を食べた。デスクトップに戻るには、「終了」をクリックしてください。温度が安定するためのシステムは、少なくとも5分を許可します。 55℃でのサンプラとチューブの温度を維持することは、アンモニアの表面損失を最小限にする。
5. アンモニアセンサーを制御ノートパソコンにソフトウェアを開きます。プログラムは、デスクトップ上の「NH ₃ブレスセンサープログラム」という名前のフォルダ内でアクセスすることができま....

結果

被験者は、ベースライン呼気アンモニアレベルの広い範囲を生成することが期待できる。健康な人は、100〜1,000 PPBの呼気アンモニア測定で一日を始めることができる。任意の流体で口をすすぐことは、すぐに検出可能な呼気アンモニアの量を変更します。中性および酸性の液は、通常、半分以上で観察されるアンモニアの量を削減する。すすぎの効果が切れるようにこれらのレベルは、その後ベースラインに戻る。水の影響は、酸が2以上の時間を最小限に検出可能な息のアンモニアを保つことができますが、15分以内に放散しているようだ。重炭酸ナトリウムなどの塩基性リンスは、20分かけてベースラインに戻る前に、検出可能な呼気アンモニアの量を二倍または三倍になります。注目すべきことに、過酸化水素は複数の他の回のすすぎより呼気アンモニアに影響を与えていないようです。このように、口腔内細菌は息アンモニア測定に大きく寄与していることをしていないようです。

注意AとしてBOVE、アンモニアセンサに結合されたサンプラーは、技術者が呼気サンプルの品質を評価するために使用できる連続データを提供する。口の圧力と二酸化炭素が呼気サンプルの.......

ディスカッション

リアルタイムで微量代謝物を検出することが可能な非侵襲的手順の利点は明白である。しかし、息研究のフィールドは、この潜在能力を発揮するために苦労している。息の測定は、多くの交絡因子に対して脆弱動的なプロセスである。我々のアプローチは重要な強みを持っている：具体的には、息をサンプラーに接続されたライスQEPAS基づくアンモニアモニターの感度および速度を正確に測定するに密接息コレクション因子を評価し、特定することが可能となっています。このアプローチは非常に信頼性が高い。例えば、いくつかの予備実験の後、最近の実験のために収集し、ほぼ500個々の呼吸データ点の各々は、予想される結果と一致していた^9。

呼気アンモニアに影響を与える様々な要因がよりよく理解されるまでには、到着前に被験者に徹底的かつ均一な指示を提供することが重要である。現在、我々は一般的に被験者に依頼速い朝の収集のための真夜中の後に、前の表示に1時間よりも大きな歯を磨いて、運動、喫煙、または石油燃料で自動車を充填を避ける。データ収集（ 例えば 、高繊維Vの低い繊維）は、我々が確立していない前に.......

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
米 アンモニアモニターシステム	N/A	N/A	商用購入不可
Loccioni Breath Sampler	Loccioni Humancare	N/A	シングルブレスバージョン
使い捨てマウスピース	WestPrime Healthcare	G011-200	メーカーはAlcoQuant
Laptop	Lenovo	N/A	旧モデル メーカーから販売終了
Acidリンス	N/A	N/	A 家庭用酸性飲料(コーヒー、ソフトドリンク、柑橘類ジュースなど)
ベースリンス	N/A	N/A	重曹の非正確な量と混合された水(アーム&ハンマー、重曹)、
ニュートラルリンス、	N/A	N/A	、水

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