Анализ реального времени дыхание с помощью вторичных Nanoelectrospray ионизации в сочетании с масс-спектрометрии высокого разрешения

Общая цель данного эксперимента заключается в определении химического состава выдыхаемого воздуха с помощью вторичной ионизации наноэлектроспреем в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области медицины, такие как ранняя диагностика заболеваний, терапевтический контрольный мониторинг и воздействие окружающей среды. Основным преимуществом методики является то, что измерение можно проводить в режиме реального времени.

Кроме того, этот метод отличается высокой производительностью, чувствительностью, спецификой и удобством для пользователя. Применение этого метода было распространено на диагностику рака легких. Потому что вероятность кандидатов на биомаркеры была обнаружена в выдыхаемом воздухе пациентов с аспирацией легких на разных стадиях.

Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут испытывать трудности, потому что источник ионизации обычно изготавливается совместно. Визуальная демонстрация имеет решающее значение, так как стандартного протокола для этого метода пока не существует. Для начала настройте вторичный источник нано-ESI в соответствии с процессом вторичной ионизации электросферы, в котором дыхательный газ вводится так, чтобы пересечь шлейф электроспрея и ионизируется заряженными каплями.

Источники для отдельных лабораторий зависят от используемого масс-спектрометра. В данном случае вторичный источник нано-ЭСИ основан на коммерческом источнике нано-ЭСИ. И прикрепил его к масс-спектрометру с каплей падения на четверть тяги орбиты.

Основной корпус источника представляет собой кубическую камеру из нержавеющей стали с входом для введения нано-ESI капилляра в камеру. С каждой стороны камеры установлены две трубки из нержавеющей стали для подачи газа. Два кварцевых окна оборудованы сверху и снизу камеры для проверки положения наконечника капилляра nano ESI и распыления nano ESI либо на глаза, либо с помощью цифрового микроскопа.

Наконец, камера приваривается к разверточному конусу масс-спектрометра. Обратите внимание, что конструкция может меняться в зависимости от конкретной геометрии границы раздела атмосферного давления масс-спектрометра, используемого в отдельных лабораториях. Откалибруйте масс-спектрометр в режиме обнаружения положительных и отрицательных ионов в соответствии с инструкциями производителя.

С помощью калибровки параметры масс-спектрометра, такие как потенциалы линз и условия обнаружения, оптимизируются для обеспечения хорошей чувствительности и формы пика при заданном значении разрешения. Выполняйте полную калибровку с помощью коммерческого источника ESI. Здесь используется массовое разрешение 70 000.

Калибровка гири может быть выполнена с любыми совместимыми источниками, в том числе индивидуальными. Установите температуру ионообменной трубки масс-спектрометра более чем на 100 градусов Цельсия. Хотя самая высокая температура может быть установлена на уровне 350 градусов по Цельсию, это может привести к разложению некоторых соединений.

Для растворителя ESI и скорости потока выберите подходящий растворитель ESI на основе свойств растворителя и целевых соединений. В этом эксперименте используйте воду, содержащую 0,1% муравьиной кислоты, для высокой эффективности ионизации. Установите скорость потока растворителя ESI в диапазоне от 0 до 1,5 микролитров в минуту, до 200 нанолитров в минуту.

Оптимизируйте параметры вторичного источника nano ESI, в основном напряжение nano ESI и положение капиллярного наконечника nano ESI. Напряжение обычно колеблется от 2,0 до 4,5 киловольт. Используйте здесь 2,5 киловольта.

Подайте чистый газ в источник, чтобы уменьшить влияние летучих органических соединений или летучих органических соединений из воздуха в помещении. Здесь используется азот высокой чистоты, который подается со скоростью 0,8 литра в минуту. При присутствии чистого газа нормализованный уровень интенсивности, наблюдаемый в масс-спектре, должен быть больше 1 x 10 до 5-го, а вариация TIC должна составлять менее 10% как в положительном, так и в отрицательном режимах детектирования ионов.

При выполнении измерения вдохните воздух в помещении и выполните обычный выдох, чтобы выдохнуть весь воздух в легких с постоянной скоростью потока. Контролируйте скорость потока выдоха с помощью манометра или расходомера, видимого объекту. Подсоедините входное отверстие расходомера к трубке nafion, чтобы удалить водяной пар из выдыхаемого воздуха.

Затем подсоедините выходное отверстие расходомера к трубке из ПТФЭ для подачи дыхательного газа. В этом эксперименте испытуемый выдыхал со скоростью 0,4 литра в минуту, что контролировалось расходомером. Для одного измерения выдоха требуется менее 30 секунд.

Выполните от четырех до шести повторенных измерений. Чтобы свести к минимуму искажающие эффекты, попросите участников воздержаться от еды, питья и чистки зубов по крайней мере за 30 минут до измерений. Во время измерения продолжайте проверять, превышает ли интенсивность железа линейный предел обнаружения прибора или нет.

Насыщение сигнала может привести к пику артефакта, который не является результатом соединения в образце. При вдыхании через нос удаляется часть атмосферных летучих органических соединений и частиц. Однако следует отметить, что соединения в носовых ходах также могут быть обнаружены.

Используйте программное обеспечение для записи хроматограмм и масс-спектров. Поскольку это прямой МС-анализ, и хроматографическое разделение не выполняется, TIC фактически показывает временную трассировку всех сигналов, обнаруженных в масс-спектрах. А БОИК показывает временной след указанного соединения.

Здесь представлены репрезентативные результаты измерений выдыхаемого воздуха в режиме реального времени. Временная шкала эндола, типичного эндогенного соединения, показывает шесть повторенных измерений менее чем за семь минут. Для всех измерений были получены воспроизводимые фоновые вычтенные отпечатки пальцев дыхания в режиме обнаружения положительных ионов.

Обнаружено 291 соединение. Соединения, скорее всего, являются альдегидами, кетонами и алкинами. В случае отпечатков пальцев дыхания в режиме обнаружения отрицательных ионов представлено 173 соединения, которые в основном являются результатом жирных кислот.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как настроить самодельный источник CESI и выполнять анализ процессов в режиме реального времени. После освоения измерения можно выполнить за считанные минуты. Если она выполнена правильно.

Во время этой процедуры важно помнить о том, что соединения должны не мешать пробоотборной трубке и эндовоздуху. Эта мера может дать представление о выдыхаемом человеком дыхании, а также может быть применена к другим системам, таким как модельный алкилиз, ионные модели и в ретроклеточных системах. После этой процедуры могут быть выполнены другие меры, такие как GCMS, HPRCMS, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как подтверждение фотографии, количество анализов.

После своего развития этот метод проложил путь для исследователей в области медицины для изучения с помощью этого диагноза эффектов лечения пациентов.