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방법 논문

빠르고 정확한 날숨 암모니아 측정

13.1K 조회수

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DOI:

10.3791/51658

⸱

2014년 6월 11일

이 논문에서

요약

암모니아는 다양한 질병 및 건강 상태와 관련된 중요한 생리학적 대사 산물입니다. 또한 호흡에서 측정하기 어려운 분자이므로 정확한 결과를 얻기 위해 특별한 예방 조치를 취해야 합니다. 암모니아에 영향을 미치는 모든 요인이 알려진 것은 아니지만 이러한 요인을 고려하지 않고는 진행이 어려울 수 있습니다.

초록

이 내쉬는 호흡 암모니아 방법은 양자 캐스케이드 기반 레이저를 사용하는 QEPAS(quartz enhanced photoacoustic spectroscopy)로 알려진 빠르고 고감도 분광 방법을 사용합니다. 모니터는 구강 압력과 이산화탄소를 측정하는 샘플러에 연결되어 있습니다. 이 시스템은 온도가 제어되며 이 화합물의 반응성을 해결하도록 특별히 설계되었습니다. 샘플러는 피험자와 기술자에게 호흡 노력의 질에 대한 즉각적인 피드백을 제공합니다. 모니터의 빠른 응답 시간과 함께 이 시스템은 폐 심부 전신 수치를 대표하는 호기 암모니아를 정확하게 측정할 수 있습니다.

이 시스템은 사용하기 쉽고 실시간 결과를 생성하기 때문에 실험을 통해 측정에 영향을 미치는 요인을 식별할 수 있었습니다. 예를 들어, 구강 세정제와 구강 pH는 재현 가능하고 상당한 영향을 미치므로 반드시 조절해야 합니다. 온도와 호흡 방식은 다른 예입니다. 이러한 요인에 대한 이해가 발전함에 따라 오류가 줄어들고 임상 연구가 더욱 의미가 있게 됩니다. 이 시스템은 매우 신뢰할 수 있으며 개별 측정이 저렴합니다.

샘플러는 비교적 저렴하고 휴대성이 뛰어나지만 모니터는 둘 다 아닙니다. 이는 일부 임상 연구에 대한 옵션을 제한하고 향후 혁신에 대한 합리성을 제공합니다.

서론

암모니아는 단백질 대사 하나의 유비쿼터스 부산물이다. 암모니아 측정 따라서 임상의 다양한 질병 및 건강 상태 2을 평가하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나, 암모니아는 매우 민감하기 때문에, 혈액이나 호흡을 통해, 정확하게 측정하기 어렵다. 일반적으로 사용하지만, 혈액 분석의 정확성 3에 대한 기본 문제 등 다양한 단점을 보유하고 있습니다. 그러나 혈액 분석과 주요 문제는 그들이 오직 episodically 수집하는 현실이다. 암모니아 생리학, 많은 혈당 및 다른 많은 신진 대사 과정처럼, 유체 및도 4를 변경하기 때문에 중요하다. 대조적으로, 호흡 분석이 용이하게 반복 측정을 가능하게 완전히 비 침습하고 신속하게. 이 독특한 방식으로 심각한 충족 요구를 충족 할 수 있기 때문에, 호흡 암모니아 측정이 매력입니다.

호흡 컬렉션은, 그러나, 유일한 문제를 선물한다. 정맥 절개는 본질적으로 JEO을 수행하는 반면여러 가지 예측할 수없는 방법으로 오류 pardy (예를 들어, 지혈대 시간, 땀 오염, 혈액 세포 용혈, 실험실 측정에서의 지연 등 5), 호흡 측정 연구팀은 새로운 도전의 다른 그룹과 경쟁해야 변동성을 호흡, 오염을....

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프로토콜

악기의 1. 준비

  1. 암모니아 광 센서 플랫폼, 레이저 다이오드 컨트롤러, 사용자 정의 내장 된 제어 전자 장치 (CEU), 호흡 샘플러, 공기 펌프, 및 노트북에 외부 전원 공급 장치의 전원을 켭니다.
  2. 암모니아 센서의 배기 및 냉각 팬 모두가 작동하고 있는지 확인하십시오. 참고 : 하나는 센서의 후면에 위치하고 있으며, 두 번째는 쉽게 접근 할 수있는 센서 내에서 발견된다.
  3. 음향 검출 모듈 및 니들 밸브 온도는 암모니아 센서 박스의 측면에 위치한 디지털 표시를 확인하여 38.0 ° C에 있는지 확인. 센서가 안정 온도에 전력을 제공하는 시간에서 약 35 분을 기다립니다.
  4. 아이콘 이름 호흡 샘플러의 바탕 화면에 발견 "ChangeT"를 클릭하여 55 ° C에 유입 배관 및 마우스 피스 온도를 설정합니다. 온도는 "UPD를 클릭 한 다음 위쪽 또는 아래쪽 화살표를 클릭하여 변경할 수 있습니다"온도를 먹었다. 바탕 화면으로 돌아가려면 "종료"를 클릭합니다. 이 시스템을 좀 안정 온도에서 5 분 이상을 허용합니다. 55 ° C에서 샘플러 및 튜브의 온도를 유지하는 것은 암모니아의 표면 손실을 최소화 할 수 있습니다.
  5. 암모니아 센서를 제어하는​​ 노트북에 소프트웨어를 엽니 다. 이 프로그램은 바탕 화면에 "NH....

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결과

주제는 기준선 호흡 암모니아 수준의 넓은 범위를 생성 할 것으로 예상 할 수있다. 건강한 개인은 100-1,000 PPB의 호흡 암모니아 측정과 함께 하루를 시작할 수 있습니다. 유체로 입안을 헹구는 즉시 감지 호흡 암모니아의 양을 변경합니다. 중성 및 산성 유체는 일반적으로 절반 이상에 의해 관찰 암모니아의 양을 잘랐다. 린스의 효과가 떨어지기로 이러한 수준은 기본으로 돌아갑니다. 물 효과는 산 2 이상의 시간 동안 최소한으로 감지 호흡 암모니아를 유지할 수 있지만, 15 분 이내에 방출하는 것 같습니다. 예컨대, 중탄산 나트륨 등의 염기성 헹굼은 20 분의 기간 동안베이스 라인으로 돌아 가기 전에 검출 호흡 암모니아의 양을 두 배 또는 세 배로 할 것이다. 특히, 과산화수소 이상의 다른 린스보다 날숨 암모니아에 영향을하지 않는 것; 따라서, 구강 박테리아가 호흡 암모니아 측정에 크게 기여하지 않는 것 같습니다.

지적으로스터스 보브, 암모니아 센서에 연결된 샘플러 기술자 호.......

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토론

실시간 추적 대사 산물을 검출 할 수있는 비 침습 절차의 이점은 명백하다. 그러나 호흡의 연구 분야는이 잠재력을 실현하기 위해 노력하고있다. 호흡 측정은 많은 혼란 변수에 취약 역동적 인 과정이다. 우리의 접근 방식은 중요한 장점을 가지고 : 구체적으로, 호흡 샘플러에 결합 된 쌀 QEPAS 기반 암모니아 모니터의 감도와 속도를 정확하게 측정 밀접한 호흡 수집 요소를 평가하고 확인하는 우리를 사용할 수있다. 이 접근법은 매우 안정 : 예를 들면, 몇몇 예비 실험 후, 최근의 실험을 위해 수집 거의 500 개별 호흡 데이터 포인트의 각각은 기대 (9)의 결과와 일치했다.

날숨 암모니아에 영향을 미치는 다양한 요인이 더 잘 이해 될 때까지, 그것은 도착하기 전에 주제에 철저하고 균일 한 지침을 제공하는 것이 중요합니다. 현재, 우리는 일반적으로 피사체를 부탁드립니다빠른 아침 수집을위한 자정 이후, 이전의 프레 젠 테이션에 1 시간 이상 자신의 치아가 더 큰 브.......

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공개 사항

Risby 박사는 호흡 샘플러 제조업체인 Loccioni Humancare의 컨설턴트로 활동하고 있습니다.

감사의 글

저자는 국립 과학 재단 (NSF)의 재정 지원은 "건강과 환경에 대한 중간 적외선 기술 (MIRTHE)"라는 EEC-0540832에게 부여 인정

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
쌀 암모니아 모니터 시스템N/AN/A상업적 구매가 불가
Loccioni 호흡 샘플러Loccioni HumancareN/A단일 호흡 버전
일회용 마우스 피스WestPrime HealthcareG011-200제조업체는 AlcoQuant
LaptopLenovoN/A더 이상 제조업체에서 판매하지 않는 구형 모델
. 헹굼N/A없음가정용 산성 음료(커피, 청량 음료, 감귤류 주스 등)
베이스 헹굼N/AN/A 부정확한 양의 중탄산나트륨(Arm & Hammer Baking Soda)
중성 린스N/AN/A 물
입니다 해당

참고문헌

  1. Adeva, M. M., Souto, G., Blanco, N., Donapetry, C. Ammonium metabolism in humans. Metabolism: clinical and experimental. 61 (11), 1495-1511 (2012).
  2. Auron, A., Brophy, P. D. Hyperammonemia in review: pathophysiology, diagnosis, and treatment. Pediatric nephrology.

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재인쇄 및 허가

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