Analiza oddechu w czasie rzeczywistym przy użyciu wtórnej jonizacji nanoelektronizacyjnej sprzężonej ze spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości

Ogólnym celem tego eksperymentu jest scharakteryzowanie składu chemicznego wydychanego powietrza za pomocą wtórnej jonizacji nanoelektronrozpylania sprzężonej ze spektrometrią mas o wysokiej rozdzielczości. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie medycyny, takie jak wczesna diagnoza chorób, monitorowanie kontroli terapeutycznej i narażenie środowiskowe. Główną zaletą tej techniki jest to, że pomiar może być wykonywany w czasie rzeczywistym.

Technika jest również wydajna, czuła, specyficzna i przyjazna dla użytkownika. Implikacje tej techniki zostały rozszerzone na diagnostykę raka płuc. Ponieważ szansa na kandydatów na biomarkery została znaleziona w wydychanym oddechu pacjentów z chorobą płuc na różnych etapach.

Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą miały trudności, ponieważ źródło jonizacji jest zwykle współwytwarzane. Demonstracja wizualna ma kluczowe znaczenie, ponieważ nie ma jeszcze standardowego protokołu dla tej metody. Na początek ustaw wtórne źródło nano ESI zgodnie z procesem jonizacji wtórnej elektrospary, w którym gaz oddechowy jest wprowadzany do przecięcia pióropusza elektrorozpylania i jonizowany przez naładowane kropelki.

Źródła dla poszczególnych laboratoriów zależą od użytego spektrometru masowego. W tym przypadku wtórne źródło nano ESI jest oparte na komercyjnym źródle nano ESI. I przymocowałem go do spektrometru masowego z pułapką orbitalną typu quarter pull.

Głównym korpusem źródła jest sześcienna komora ze stali nierdzewnej z wlotem do wprowadzenia kapilary nano ESI do komory. Po każdej stronie komory zainstalowane są dwie rurki ze stali nierdzewnej do dostarczania gazu. Dwa okienka kwarcowe są wyposażone w górną i dolną część komory, aby sprawdzić położenie końcówki kapilary nano ESI i sprayu nano ESI za pomocą oczu lub mikroskopu cyfrowego.

Na koniec komora jest przyspawana do stożka zamiatającego spektrometru masowego. Należy pamiętać, że konstrukcja może ulec zmianie w zależności od konkretnej geometrii interfejsu ciśnienia atmosferycznego spektrometru masowego używanego w poszczególnych laboratoriach. Skalibruj spektrometr mas zarówno w trybie wykrywania jonów dodatnich, jak i ujemnych zgodnie z instrukcjami producenta.

Stosując kalibrację, parametry spektrometru masowego, takie jak potencjały soczewek i warunki detekcji, są optymalizowane w celu uzyskania dobrej czułości i kształtu piku przy określonej wartości rozdzielczości. Wykonaj pełne kalibracje przy użyciu komercyjnego źródła ESI. Używana jest tutaj rozdzielczość masy 70 000

Wzorcowanie wzorców masy można przeprowadzić przy użyciu dowolnych kompatybilnych źródeł, w tym niestandardowych. Ustaw temperaturę rurki przesyłowej jonów spektrometru mas na więcej niż 100 stopni Celsjusza. Chociaż najwyższą temperaturę można ustawić na 350 stopni Celsjusza, może to spowodować rozkład niektórych związków.

Dla rozpuszczalnika ESI i natężenia przepływu należy wybrać odpowiedni rozpuszczalnik ESI na podstawie właściwości rozpuszczalnika i docelowych związków. W tym eksperymencie użyj wody zawierającej 0,1% kwasu mrówkowego, aby uzyskać wysoką wydajność jonizacji. Ustaw natężenie przepływu rozpuszczalnika ESI w zakresie od 0 1,5 mikrolitra na minutę, do 200 nanolitrów na minutę.

Zoptymalizuj parametry wtórnego źródła nano ESI, głównie napięcie nano ESI i położenie końcówki kapilarnej nano ESI. Napięcie zwykle waha się od 2,0 do 4,5 kilowolta. Użyj tutaj 2,5 kilowolta.

Zastosuj czysty gaz do źródła, aby zmniejszyć wpływ lotnych związków organicznych lub LZO z powietrza w pomieszczeniach. Stosowany jest tutaj azot o wysokiej czystości i dostarczany w ilości 0,8 litra na minutę. Przy obecności czystego gazu znormalizowany poziom intensywności obserwowany w widmie masowym powinien być większy niż 1 x 10 do 5, a zmiana TIC powinna być mniejsza niż 10% zarówno w trybie wykrywania jonów dodatnich, jak i ujemnych.

Podczas wykonywania pomiaru należy wdychać powietrze w pomieszczeniu i wykonywać normalny wydech, aby wydychać całe powietrze z płuc przy stałym natężeniu przepływu. Monitoruj natężenie przepływu wydechu za pomocą manometru lub przepływomierza widocznego dla obiektu. Podłącz wlot przepływomierza do rurki nafionowej, aby usunąć parę wodną z wydychanego powietrza.

Następnie podłącz wylot przepływomierza do rurki PTFE, aby dostarczyć gaz oddechowy. W tym eksperymencie badany wydychał powietrze z prędkością 0,4 litra na minutę, co było kontrolowane przez przepływomierz. Jeden pomiar wydechu zajmuje mniej niż 30 sekund.

Wykonaj od czterech do sześciu powtórzonych pomiarów. Aby zminimalizować efekty zakłócające, poproś uczestników, aby powstrzymali się od jedzenia, picia i mycia zębów co najmniej 30 minut przed pomiarami. Podczas pomiaru sprawdzaj, czy intensywność żelaza przekracza liniową granicę wykrywalności przyrządu, czy nie.

Nasycenie sygnału może prowadzić do piku artefaktu, który nie wynika ze związku w próbce. Wdychanie przez nos spowodowałoby, że część otaczających LZO i cząstek zostałaby usunięta. Warto jednak zauważyć, że można również wykryć związki w przewodach nosowych.

Używaj oprogramowania do nagrywania chromatagramów i widm masowych. Ponieważ jest to bezpośrednia analiza MS i nie jest wykonywana separacja chromatograficzna, TIC faktycznie wskazuje ślad czasowy wszystkich sygnałów wykrytych w widmach masowych. A EIC pokazuje ślad czasowy określonego związku.

Poniżej przedstawiono reprezentatywne wyniki pomiarów wydychanego powietrza w czasie rzeczywistym. Ślad czasowy endolu, typowego związku endogennego, pokazuje sześć powtórzonych pomiarów w czasie krótszym niż siedem minut. Dla wszystkich pomiarów uzyskano powtarzalne odciski palców oddechu odjęte w tle w trybie detekcji jonów dodatnich.

Zaobserwowano 291 związków. Związki te to najprawdopodobniej aldehydy, ketony i alkiny. W przypadku odcisków palców oddechu w trybie detekcji jonów ujemnych prezentowane są 173 związki, które wynikają głównie z kwasów tłuszczowych.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak skonfigurować domowe źródło CESI i przeprowadzić analizę procesu w czasie rzeczywistym. Po opanowaniu pomiaru można go wykonać w ciągu kilku minut. Jeśli zostanie wykonany prawidłowo.

Podczas wykonywania tej procedury należy pamiętać o unikaniu zakłóceń związków z rurki do pobierania próbek i powietrza endodontycznego. Wiedz, że ta miara może zapewnić wgląd w ludzki oddech i może być również stosowana do innych systemów, takich jak modelowe alkilize, modele jonowe i systemy retrokomórkowe. Zgodnie z tą procedurą można wykonać inne pomiary, takie jak GCMS, HPRCMS, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak potwierdzenie zdjęć, ilość analizy.

Po jej opracowaniu, technika ta utorowała drogę naukowcom w dziedzinie medycyny do badania za pomocą tej diagnozy efektów leczenia u pacjentów.