Summary
इस प्रोटोकॉल बच्चों से सांस के नमूने के अधिग्रहण के लिए एक सरल विधि का वर्णन । संक्षेप में, मिश्रित हवा के नमूने पूर्व sorbent ट्यूबों में गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री विश्लेषण से पहले केंद्रित कर रहे हैं । संक्रामक और गैर संक्रामक रोगों के सांस के निशान इस सांस संग्रह विधि का उपयोग कर पहचाना जा सकता है ।
Abstract
सांस संग्रह और विश्लेषण संक्रामक और गैर संक्रामक रोगों, जैसे मलेरिया, तपेदिक, फेफड़ों के कैंसर, और जिगर की बीमारी की एक संख्या में अस्थिर करने वाले मार्क्स की खोज करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस प्रोटोकॉल बच्चों में सांस नमूने के लिए एक reproducible विधि का वर्णन है और फिर गैस क्रोमैटोग्राफी के साथ आगे विश्लेषण के लिए सांस के नमूनों स्थिर-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-MS) । इस विधि का लक्ष्य आगे रासायनिक विश्लेषण के लिए सांस के नमूनों के अधिग्रहण के लिए एक मानकीकृत प्रोटोकॉल की स्थापना, 4-15 वर्ष आयु वर्ग के बच्चों से है । सबसे पहले, सांस एक गत्ता एक 2-way वाल्व, जो एक 3 एल बैग से जुड़ा है मुखपत्र का उपयोग कर नमूना है । सांस analytes तो एक थर्मल desorption ट्यूब को हस्तांतरित कर रहे है और विश्लेषण तक 4-5 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत । इस तकनीक को पहले मलेरिया के साथ बच्चों की सांस सफल सांस के लिए कब्जा करने के लिए इस्तेमाल किया गया है पहचान । बाद में, हम सफलतापूर्वक अतिरिक्त बाल चिकित्सा साथियों के लिए इस तकनीक को लागू किया है । इस विधि का लाभ यह है कि यह रोगी के भाग पर ंयूनतम सहयोग की आवश्यकता है (बाल चिकित्सा आबादी में विशेष मूल्य के), एक छोटी संग्रह अवधि है, प्रशिक्षित कर्मचारियों की आवश्यकता नहीं है, और में पोर्टेबल उपकरणों के साथ प्रदर्शन किया जा सकता है संसाधन-सीमित फ़ील्ड सेटिंग्स ।
Introduction
जैव मार्क्स सामान्य और रोग जैविक प्रक्रियाओं के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्राप्त कर सकते हैं जो नैदानिक रूप से पहचाने जाने योग्य रोग में योगदान दे सकता है । हाल ही में, संक्रमण, चयापचय संबंधी विकार सहित कई प्रकार के रोग राज्यों के लिए सांस वाष्पशीलता के मूल्यांकन में रुचि बढ़ रही है, और 1कैंसर । Exhaled सांस वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs), अर्द्ध वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों, और सूक्ष्म जीवाणु व्युत्पंन सामग्री (जैसे, बैक्टीरिया और वायरस से न्यूक्लिक एसिड) के quantifiable स्तर शामिल हैं । exhaled सांस विश्लेषण के केंद्रीय लक्ष्य के लिए एक चिकित्सा शर्त की स्थिति में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए है और/ वहां exhaled सांस का संग्रह और विश्लेषण के लिए विभिंन तरीकों, ब्याज के घटक के आधार पर कर रहे हैं । वर्तमान में कोई मानकीकृत exhaled सांस संग्रह विधि है, जो अध्ययन में परिणाम के तुलनात्मक विश्लेषण पेचीदा है । मानकीकरण सांस संग्रह प्रक्रियाओं आवश्यक है, के रूप में नमूना प्रक्रिया ही सांस विश्लेषण के नीचे के परिणाम पर काफी प्रभाव पड़ता है ।
कई अध्ययनों में, स्वर्गीय श्वसन सांस नमूना2,3कार्यरत है । यह नमूना exhaled सांस ("मृत अंतरिक्ष") के प्रारंभिक भाग को खारिज करना शामिल है, ताकि सांस चक्र के अंत में तरजीही हवा पर कब्जा करने के लिए । इस रणनीति का लाभ यह है कि यह exogenous VOC के स्तर को कम करता है (जैसे, पर्यावरण VOCs), जबकि अंतर्जात, रोगी विशेष VOCs के लिए समृद्ध । इस विधि सांस नमूना इकट्ठा करने से पहले एक व्यक्ति से समाप्ति के पहले कुछ सेकंड शामिल नहीं है । अंय जांचकर्ताओं के लिए एक दबाव संवेदक कार्यरत है समय सीमा समाप्ति के एक पूर्वनिर्धारित चरण4,5के दौरान नमूना सक्रिय । क्योंकि दबाव सेंसर जटिल इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है, इस वैकल्पिक विधि एक समर्पित और अपेक्षाकृत महंगा नमूना डिवाइस की आवश्यकता है ।
बाल चिकित्सा सांस नमूना विशेष रूप से चुनौतीपूर्ण हो सकता है । एक प्रमुख चिंता यह है कि युवा बच्चों को "मृत अंतरिक्ष" हवा के स्वैच्छिक समाप्ति के लिए प्रोटोकॉल के साथ सहयोग करने में असमर्थ हो सकता है । इस कारण से, यह बच्चों से मिश्रित श्वसन सांस प्राप्त करने के लिए आसान है । हालांकि, मिश्रित श्वसन सांस के नमूनों के साथ एक प्रमुख चेतावनी पर्यावरण और सामग्री संदूषण का खतरा है । इसलिए, बाल चिकित्सा संग्रह की व्यवहार्यता क्षेत्र में एक ड्राइविंग चिंता का विषय है ।
इसके अलावा, संग्रह तरीकों के लिए, सांस के नमूनों का भंडारण भी नमूना गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं । सांस exhalate और अल्ट्रा कम सांद्रता में उच्च आर्द्रता (भागों-प्रति खरब) वाष्पशील कार्बनिक सांस यौगिकों की सांस के नमूने विशेष रूप से6,7भंडारण से संबंधित समस्याओं के लिए अतिसंवेदनशील बनाते हैं । प्रोटॉन स्थानांतरण प्रतिक्रिया की तरह वास्तविक समय तकनीकों की महान क्षमता के बावजूद-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (PTR-ms), जीसी-ms सांस के नमूनों के विश्लेषण के लिए सोने के मानक रहता है । के बाद से जीसी-सुश्री सांस के नमूनों का विश्लेषण एक ऑफ़लाइन तकनीक है, यह थर्मल desorption (टीडी) ट्यूबों, ठोस चरण सूक्ष्म निष्कर्षण, और सुई जाल उपकरणों के रूप में पूर्व एकाग्रता तरीकों के साथ युग्मित है । पूर्व एकाग्रता से पहले, सांस के नमूने के लिए अस्थाई रूप से बहुलक बैग8में संग्रहीत की जरूरत है । बहुलक बैग क्योंकि उनके उदारवादी मूल्य के लोकप्रिय हैं, अपेक्षाकृत अच्छा स्थायित्व, और प्रयोज्य । जबकि बैग फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है, समय और प्रयास कुशल7सफाई सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक हैं,8। प्रत्येक विशिष्ट बैग प्रकार भी गुणवत्ता नियंत्रण, पुनर्प्रयोज्य, और वसूली के लिए निर्धारित और मानकीकृत प्रक्रियाओं empirically की आवश्यकता है ।
टीडी ट्यूबों व्यापक रूप से सांस पूर्व एकाग्रता के लिए प्रयोग किया जाता है क्योंकि वे वाष्पशीलता की एक बड़ी संख्या पर कब्जा और अनुकूलित किया जा सकता है । शोषक टीडी ट्यूबों पैकिंग के लिए इस्तेमाल सामग्री विशेष अनुप्रयोगों और विशेष रूप से ब्याज की वाष्पशील लक्ष्य को अनुकूलित किया जा सकता है । टीडी ट्यूबों काफी सांस के लिए विशेष रूप से दूरदराज के क्षेत्र स्थलों पर, साँस के निशान के अध्ययन की सुविधा में सुधार, क्योंकि टीडी ट्यूबों को सुरक्षित रूप से कम दो सप्ताह के लिए सांस वाष्पशीलता स्टोर और3परिवहन के लिए आसान कर रहे हैं ।
एक के लिए बाल चिकित्सा सांस संग्रह के लिए मानकीकरण के प्रयास में, यहां हम छोटे बच्चों से सांस लेने के लिए एक सरल विधि का वर्णन है । लागू प्रोटोकॉल के प्रतिनिधि परिणामों को समझाने के लिए, de-पहचाने गए डेटा एक पर जा रहे बच्चों के पलटने से प्रस्तुत कर रहे हैं (आयु 8-17) गैर-अल्कोहलीय फैटी एसिड यकृत रोग (NAFLD) के लिए मूल्यांकन के दौर से गुजर. पूर्ण परिणाम और इस अध्ययन का विश्लेषण बाद में एक प्रकाशन में सूचित किया जाएगा । इस काम में, हम हमारे प्रोटोकॉल के आवेदन को प्रदर्शित करने के लिए डेटा का एक उप सेट की रिपोर्ट. संक्षेप में, बच्चों को एक बहुलक बैग में आम तौर पर मुखपत्र के माध्यम से साँस छोड़ते हैं, के रूप में अगर "एक गुब्बारे उड़ाने के निर्देश दिए हैं । प्रक्रिया 2-4 बार जब तक 1 सांस के एल एकत्र की है दोहराया है । नमूना तो एक टीडी ट्यूब में स्थानांतरित कर रहा है और 5 में संग्रहित ° सी से पहले जीसी-एमएस विश्लेषण ।
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Protocol
इस अध्ययन को वाशिंगटन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन (#201709030) के इंस्टीट्यूशनल रिव्यू बोर्ड ने मंजूरी दे दी है । सूचित सहमति अध्ययन में शामिल करने से पहले एक माता पिता या कानूनी अभिभावक से प्राप्त किया गया था । चित्र 2 में फोटो लिखित सूचना माता पिता की सहमति के साथ reproduced ।
1. सांस पारखी विधानसभा
- प्रयोज्य दस्ताने का प्रयोग, सांस पारखी को एक गत्ता मुखपत्र संलग्न, के रूप में पूरक चित्रा 1में दिखाया गया है । सांस पारखी के दूसरे चरम करने के लिए बड़े व्यास टयूबिंग की एक छोटी लंबाई संलग्न, के रूप में पूरक चित्रा 1में दिखाया गया है । प्रत्येक रोगी के लिए नए टयूबिंग का प्रयोग करें ।
- टयूबिंग के माध्यम से बैग वाल्व को सांस संबंधक देते हैं । सांस पारखी और जुड़े बैग की तस्वीर के लिए चित्र 1 देखें.
- प्रवेश फिटिंग की सुइयों के पक्ष पर knurled thumbscrew बारी वाल्व अनलॉक करने के लिए और बैग वाल्व के स्टेम धक्का नीचे, नमूने के लिए प्रवेश फिटिंग खोलने के लिए ।
- ताला वाल्व खुला, प्रवेश फिटिंग दक्षिणावर्त की ओर knurled thumbscrew मोड़ से ।
- पुष्टि करें कि सांस पारखी पर नीले वाल्व खुला है (कनेक्टर के साथ समानांतर).
- रोगी आईडी, तिथि, और समय बहुलक बैग के लेबल पर लिखें ।
- हालत टीडी sorbent ट्यूब सांस संग्रह से पहले की सिफारिश की प्रक्रियाओं का उपयोग कर (व्यक्तिगत निर्माताओं से उपलब्ध है) । कैप और स्टोर थर्मल desorption ट्यूबों पर 4 – 5 ° c सांस संग्रह करने से पहले कलाकृतियों को कम करने के लिए.
2. सांस संग्रह
- एक सांस पारखी (एक बैग के बिना) का उपयोग करके बच्चे को सांस समाप्ति का प्रदर्शन करते हैं । बच्चे को समझाओ कि वे बाहर सांस लेना चाहिए जैसे वे करते है जब "एक गुब्बारे उड़ाने" और बाहर श्वास के रूप में दूर के रूप में वे आराम कर सकते है जारी है । अपने होठों के बीच कार्डबोर्ड का मुखपत्र रखें और जहां तक हो सके साँस छोड़ते रहें ।
- एक नई सांस एक बैग से जुड़ी पारखी के साथ बच्चे को प्रदान करने और उंहें पूछने के रूप में प्रदर्शन में सांस छोड़ते हुए, के रूप में चित्र 2में सचित्र ।
- जैसे ही बच्चे को बाहर श्वास समाप्त हो गया है सांस पारखी डिवाइस पर नीले वाल्व बंद करो । अतिरिक्त exhalations से पहले की आवश्यकता के रूप में वाल्व को फिर से खोलना ।
- दोहराएं चरण २.२ और २.३ जब तक कि सांस के कम से 1 एल एकत्र किया गया है । एक स्वस्थ बच्चे के लिए इस 2 exhalations ले सकते हैं, और एक बीमार या छोटे बच्चे के लिए 2-4 exhalations । सांस की 1 एल ंयूनतम विश्लेषणात्मक आवश्यकता है । बैग लेबल पर ध्यान दें कि मरीज से कितनी साँसें एकत्र हुई थीं. सांस के विभिंन संस्करणों युक्त बैग की एक तस्वीर के लिए पूरक चित्रा 2 देखें ।
- सांस पारखी से बैग अलग करने से पहले, यह anticlockwise मोड़ और वाल्व के स्टेम पुश करने के लिए प्रवेश फिटिंग बंद करके प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर knurled thumbscrew ढीला करने के लिए सुनिश्चित करें. खुले और बंद स्थिति में बैग वाल्व के फोटो के लिए पूरक चित्रा 3 देखें ।
- बैग वाल्व प्रवेश फिटिंग दक्षिणावर्त की ओर knurled thumbscrew मोड़ द्वारा बंद ताला ।
- सांस पारखी से बैग अलग.
- मुखपत्र के निपटान और एक अलग रोगी के साथ प्रयोग करने से पहले सफाई के लिए एक तरफ सांस पारखी डाल दिया ।
3. थर्मल desorption ट्यूबों के लिए सांस हस्तांतरण
- टीडी ट्यूब फ्रिज से निकालें । sorbent ट्यूब की लंबी अवधि के भंडारण टोपियां निकालें, निर्माता-प्रदान की ट्यूब कैपिंग उपकरण का उपयोग/
- टयूबिंग का उपयोग कर नमूना बैग के लिए टीडी sorbent ट्यूब के नाली अंत देते हैं । ध्यान दें कि ट्यूब अभिविंयास महत्वपूर्ण है, के रूप में टीडी ट्यूबों के लिए एक ही दिशा में बह हवा है डिजाइन किए हैं, नाली अंत से शुरू । ध्यान दें कि बैग से सांस के टीडी के हस्तांतरण सांस संग्रह के 1 घंटे के भीतर किया जाना चाहिए ।
- टयूबिंग, जो एक पंप से जुड़ा हुआ है में टीडी ट्यूब के दूसरे छोर डालें ।
- पर पंप चालू करें और 10 मिनट के लिए १०० मिलीलीटर/
- प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर anticlockwise knurled thumbscrew मोड़ द्वारा बैग पर वाल्व खोलने के लिए और वाल्व के स्टेम पुश नीचे प्रवेश फिटिंग खोलने के लिए । यह पूरक चित्रा 4, जो एक टीडी sorbent ट्यूब में सांस हस्तांतरण एक पंप का उपयोग दर्शाता है में सचित्र है ।
- पंप, जो संग्रह के 10 मिनट के बाद बंद हो जाएगा शुरू करो ।
- टीडी sorbent ट्यूब निकालें और दोनों पर टोपियां कस के लिए कैपिंग ट्यूब का उपयोग/ लंबी अवधि के भंडारण टोपियां मजबूती से कड़ा किया जाना चाहिए ताकि एक रिसाव तंग सील सुनिश्चित करने के लिए ।
- एक टोपी के अंत पर एक स्टीकर प्लेस करने के लिए संकेत ट्यूब का इस्तेमाल किया गया है । स्टीकर पर, रोगी अध्ययन पहचान (आईडी) संख्या और तारीख का संकेत ।
- एक छोटे से फिर से सील प्लास्टिक बैग में ट्यूब प्लेस । 4-5 डिग्री सेल्सियस पर sorbent ट्यूब स्टोर । बाकी की सांस को बैग से बाहर दबाएं और बैग को त्याग दें । रिकॉर्ड रोगी अध्ययन आईडी, टीडी ट्यूब सीरियल नंबर, संग्रह दिन, सांस संग्रह के समय, सांस हस्तांतरण के समय, और भोजन का सेवन (सांस संग्रह और भोजन करने से पहले भोजन की खपत का समय) ।
4. परिवेशी वायु संग्रह
- सांस संग्रह के बाद तुरंत रोगी के वातावरण में परिवेश हवा नमूने ले लीजिए ।
- टयूबिंग का उपयोग करके पंप आउटलेट बंदरगाह के लिए बैग देते हैं, के रूप में पूरक चित्रा 5में सचित्र ।
- बैग वाल्व के तने पुश नीचे नमूना के लिए प्रवेश फिटिंग खोलने के लिए ।
- प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर knurled thumbscrew दक्षिणावर्त मोड़ द्वारा खुला वाल्व ताला ।
- पंप चालू करें और 12 मिनट के लिए १०० एमएल/मिनट पर चलाने के लिए सेट करें । पंप परिवेशी वायु के १,२०० मिलीलीटर इकट्ठा करेंगे ।
- के बाद अनुरोधित मात्रा में एकत्र किया गया है, यह anticlockwise बदल रहा है और वाल्व के स्टेम पुश करने के लिए प्रवेश फिटिंग बंद द्वारा प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर knurled thumbscrew ढीला ।
- ताला बैग वाल्व प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर दक्षिणावर्त knurled thumbscrew मोड़ द्वारा बंद कर दिया ।
- पंप से बैग अलग ।
- अनुभाग 3 में समान चरणों का पालन करें । फर्क सिर्फ इतना है कि परिवेशी वायु VOCs स्थानांतरित किया जाएगा, नहीं सांस से उन ।
5. नमूना और डेटा विश्लेषण
नोट: सांस और हवा के नमूनों के विश्लेषण के लिए शर्तें पहले9बताई गई हैं ।
- एकत्र डेटा का विश्लेषण और chromatograms में यौगिकों का पता लगाने. विशिष्ट सॉफ्टवेयर प्रोग्राम का प्रयोग करें खोजने के लिए और साधन (3ए) द्वारा पाया सभी यौगिकों की पहचान । उदाहरण के लिए, यौगिकों की पहचान करने के लिए एक deconvolution सुविधा का उपयोग करें । अवधारण विंडो आकार फ़ैक्टर का उपयोग करके डेटा फ़िल्टर करें ८०, मास हाइट्स फ़िल्टर ≥ १०० गणना, और यौगिक निरपेक्ष क्षेत्र फ़िल्टर ≥ ५०० मायने रखता है ।
- सांस और हवा के नमूनों में पहचान यौगिकों के लिए रासायनिक मानकों का प्रयोग करें । इस तरह के आइसोप्रीन और β-pinene (चित्रा 4) के रूप में ब्याज की यौगिकों के आधार आयन पीक क्षेत्र निकालें, और सांस और हवा में वाष्पशीलता के स्तर की तुलना करें ।
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Representative Results
हमारे अध्ययन में, सांस के नमूनों से 10 बच्चों (8-17 साल पुराने) सेंट लुई बच्चों के अस्पताल में मूल्यांकन के दौर से गुजर एकत्र किए गए । सांस के नमूनों और परिवेशी वायु नमूने (n = 10) ऊपर वर्णित के रूप में एकत्र किए गए । नमूनों गैस क्रोमैटोग्राफी quadrupole समय की उड़ान मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-QToF-MS) और थर्मल desorption, के रूप में पहले9वर्णित का उपयोग कर विश्लेषण किया गया । पृष्ठभूमि दूषित पदार्थों को हटाने के बाद, कार्यांवित प्रोटोकॉल मिश्रित exhaled सांस के नमूनों में से प्रत्येक में ३११ वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) की एक औसत उपज । औसत पर, काफी अधिक VOCs परिवेश/पर्यावरण नियंत्रण (३११ ± ११.५ बनाम १९० ± १२.६, पी < ०.०००१) (चित्रा 3ए) की तुलना में सांस के नमूनों में पाए गए । सांस में VOCs की संख्या में वृद्धि, परिवेशी वायु की तुलना में, दिख प्रतिनिधि कुल आयन chromatograms (TICs) (चित्र बी) की तुलना द्वारा प्रतिष्ठित हैं ।
सफल सांस संग्रह के एक गुणवत्ता नियंत्रण उपाय के रूप में, दो आम सांस VOCs के स्तर (आइसोप्रीन और β-pinene) कमरे हवा नियंत्रण (चित्रा 4) की तुलना में थे । आइसोप्रीन, सांस में सबसे प्रचुर मात्रा में VOCs में से एक, सामान्य रूप से भागों में पाया जाता है-प्रति अरब (ppb) स्तर (१३१ ppb) जबकि β-pinene उप ppb के स्तर में पाया जाता है (०.५९ ppb)6. दोनों यौगिकों अच्छी तरह से स्वस्थ वयस्कों की सांस में समृद्ध हो स्थापित कर रहे हैं, के रूप में कमरे में हवा में मौजूद निंन स्तर की तुलना में, जो6सांस में इन analytes का एक प्राथमिक स्रोत के रूप में सामांय शारीरिक प्रक्रियाओं को इंगित करता है । आइसोप्रीन (m/z ६७) अवधारण समय २.१२ मिनट पर पाया गया था और β-pinene (m/z ९३) अवधारण समय १४.४ मिनट पर पाया गया था । हम पाते हैं कि आइसोप्रीन की बहुतायत कमरे हवा नियंत्रण में से बाल चिकित्सा सांस के नमूनों में 10 गुना अधिक था (चित्रा 4; मतलब बहुतायत ± SEM 4.2 x105 ± 1.0 x105 और 3.9 x104 ± 0.9 x10 सांस और हवा के लिए4 हैं क्रमशः, पी = ०.०००३) और β-Pinene हवा से सांस में 3 गुना उच्च बहुतायत का प्रदर्शन (मतलब बहुतायत ± SEM 3.0 x104 ± 1.3 x104 और 9.1 x103 ± है 1.6 x103 सांस और हवा के लिए क्रमशः, पी = ०.००७), सफल सांस संग्रह की पुष्टि । इस अध्ययन से एक के बाद एक भविष्य के प्रकाशन में सूचना दी जाएगी की पूर्ण वर्णनात्मक विश्लेषण के मार्कर डिस्कवरी निष्कर्षों ।
चित्रा 1: exhaled सांस संग्रह के लिए सांस पारखी और बैग इकट्ठे हुए । सांस नमूना (नीले वाल्व के साथ खुला, यानी, के रूप में दो तरफा लाल तीर द्वारा संकेत संबंधक के साथ समानांतर) और बैग टयूबिंग के साथ जुड़ा हुआ है, सांस संग्रह के लिए तैयार । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्रा 2: एक सांस नमूना बैग में बच्चे exhaling सांस । (क) बच्चे सांस पारखी, exhales रखती है, और (ख) बैग में सांस नमूना प्रदान करता है । अनुमति के साथ फोटोग्राफ । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्र 3: Exhaled BreathVolatiles । (ए) बाल चिकित्सा विषयों (n = 10) और परिवेशी वायु नियंत्रण (n = 10) से प्रत्येक सांस के नमूने में अलग अस्थिर यौगिकों की संख्या । प्रदर्शित मतलब है और अर्थ (SEM) के मानक त्रुटि हैं । (ख) कुल आयन chromatograph प्रतिनिधि बाल चिकित्सा सांस के नमूनों की (टिक) बनाम वायु नियंत्रण, दृश्य के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
चित्रा 4: दो exhaled सांस वाष्पशीलता की बहुतायत । आइसोप्रीन और β-pinene की बहुतायत बाल चिकित्सा विषयों से सांस के नमूनों में (n = 10) और कमरे हवा नियंत्रण (n = 10). बहुतायत आधार आयन पीक क्षेत्र द्वारा quantified । मतलब और SEM दिखाया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।
पूरक चित्रा 1: सांस पारखी । बाएं: क) इकट्ठे सांस पारखी: 1) पुरुष अनुकूलक + 2) दो-तरफ़ा गेंद वाल्व कनेक्टर + 3) Teflon पुरुष अनुकूलक । ख) गत्ता मुखपत्र । ग) छोटे और बड़े व्यास टयूबिंग । सही: मुखपत्र और टयूबिंग संलग्न के साथ सांस पारखी । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
पूरक चित्रा 2: अलग सांस की मात्रा । इसके बाद के संस्करण हवा के विभिंन संस्करणों (1 एल, 2 एल और २.५ एल), लगभग सांस की मात्रा का एक दृश्य प्रतिनिधित्व के रूप में एकत्र होने के साथ भरा एक नमूना बैग की तस्वीरें हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
पूरक चित्रा 3: बैग पर वाल्व । बाएं: वाल्व के स्टेम (बैग वाल्व खुला है) नीचे है । ताला बैग वाल्व प्रवेश फिटिंग के पक्ष पर दक्षिणावर्त knurled thumbscrew मोड़ द्वारा बंद कर दिया । बैग सांस संग्रह के लिए तैयार है । सही: वाल्व के स्टेम (बैग वाल्व बंद कर दिया है) है । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
पूरक चित्रा 4: सांस स्थानांतरण । वाम: sorbent ट्यूब (1) छोटे और बड़े व्यास टयूबिंग का उपयोग कर बैग के एक छोर से जुड़ी है और, दूसरे छोर पर, पंप के लिए । ठीक है: sorbent ट्यूब पर नाली अंत नोट; नाली अंत नमूना बैग की ओर इशारा करना चाहिए । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
पूरक चित्रा 5: परिवेशी वायु संग्रह । वाम: दो बंदरगाहों के साथ पंप: प्रवेश और आउटलेट । आउटलेट बंदरगाह नमूना बैग से जुड़ा हुआ है । प्रवेश बंदरगाह परिवेशी हवा आकर्षित और यह बैग को हस्तांतरण होगा । ठीक है: परिवेश हवा संग्रह प्रणाली इकट्ठे हुए । कृपया यहां क्लिक करें इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए ।
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Discussion
पिछले दशक में सांस अनुसंधान में काफी प्रगति के बावजूद, नमूना और सांस गैस वाष्पशीलता के विश्लेषण के लिए मानकीकृत प्रथाओं अपरिभाषित रह10। मानकीकरण की इस कमी के लिए एक प्राथमिक कारण सांस संग्रह तरीकों की विविधता है, जो किसी भी exhaled सांस के नमूने में मौजूद परिणामस्वरूप रासायनिक विविधता पर सीधा प्रभाव पड़ता है । सांस exhalate अत्यधिक विभिंन सांद्रता6में अस्थिर कार्बनिक यौगिकों की एक व्यापक रेंज शामिल हैं । इसलिए, बदलते संग्रह विधियों न केवल बहुतायत लेकिन यह भी यौगिकों कि एक दिए गए नमूने में मौजूद हो सकता है की विविधता बदल ।
सांस गैस नमूना आश्चर्य की बात जटिल है । जबकि विषयों केवल सांस कलेक्टर के मुखपत्र में या विश्लेषण करने से पहले एक गैस तंग कंटेनर में साँस छोड़ना करने की जरूरत है, सांस नमूने खाते और संभावित चर की एक संख्या के लिए नियंत्रित करना चाहिए. इस काम में, हम विस्तार से बच्चों में सांस गैस नमूने के लिए एक विशिष्ट, मांय प्रोटोकॉल । हम पहले सफलतापूर्वक के रूप में युवा के रूप में ज्वर बच्चों के साथ इस प्रोटोकॉल लागू किया है 4 उंर के वर्ष, एक क्षेत्र परिदृश्य में एक संसाधन में सीमित (मलावी) स्थापना, हमारी सांस संग्रह और विश्लेषण पाइपलाइनों के लिए व्यवहार्यता का प्रदर्शन डिस्कवरी9. बाद में, हम भी लागू किया है और संयुक्त राज्य अमेरिका में एक आधुनिक बाल चिकित्सा उपविशेषता क्लिनिक में मूल्यांकन के तहत बच्चों से सांस के नमूनों के संग्रह के लिए हमारे प्रोटोकॉल का मूल्यांकन । हमारे परिणाम सुझाव है कि बाल चिकित्सा सांस की खोज के लिए, मिश्रित हवा का संग्रह महत्वपूर्ण है, के रूप में यह एक दिया व्यक्ति के एक सच्चे "breathprint" प्रदान करता है । इसके अलावा, मिश्रित expiratory सांस भी सांस है कि प्राप्त किया जा सकता है की सबसे सरल प्रकार है, क्योंकि exhaled हवा के सभी चरणों (मुंह और नाक)3अधिग्रहीत कर रहे हैं ।
क्षेत्र में, और विशेष रूप से जब विषयों तीव्रता से बीमार हैं, यह आहार, शरीर का तापमान, और/या किसी दिए गए विषय से खुशबू या क्रीम के उपयोग के रूप में आम संस्थापकों के लिए नियंत्रित करने के लिए मुश्किल हो सकता है । इन कारकों सांस स्तर और गुणवत्ता पर गहरा प्रभाव पड़ सकता है । इस कारण से, हम जांचकर्ताओं की सिफारिश न केवल सांस संग्रह और sorbent ट्यूबों के हस्तांतरण के समय रिकॉर्ड है, लेकिन यह भी आहार (जैसे, 24 घंटे आहार याद) के रूप में अतिरिक्त रोगी विशिष्ट कारकों, माउथवॉश का उपयोग करें, और दवा का उपयोग करें, आदेश में विशेष रूप से इन संभावित संस्थापकों के प्रभाव के लिए का मूल्यांकन करें के दौरान और अनुप्रवाह की खोज और बहाव विश्लेषण ।
यौगिकों परिवेशी वायु से साँस भी exhaled सांस की संरचना को प्रभावित कर सकते हैं, जो सांस के लिए एक चुनौती पैदा कर सकता है खोज के प्रयास । इसलिए, विश्लेषण और परिवेशी वायु का संग्रह एक महत्वपूर्ण नियंत्रण है, exhaled सांस वाष्पशीलता के मूल के बारे में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि उपज । उदाहरण के लिए, परिवेश हवा अस्थिर प्रोफाइल की स्थापना के लिए इस्तेमाल किया गया है कि एक दिया सांस वाष्पशील सांस में उच्च या कम बहुतायत पर है चारों ओर हवा11की तुलना में । एक विशेष सांस यौगिक इस प्रकार शरीर के अंदर से व्युत्पंन माना जाता है (जैसे, अंतर्जात मूल) एकाग्रता परिवेशी वायु की तुलना में सांस में अधिक है, जबकि सांस में कम एकाग्रता इंगित करता है कि यौगिक पर्यावरण से प्राप्त किया गया था (उदा., exogenous कलाकृती). सांस में अस्थिर बहुतायत की तुलना परिवेशी वायु भी है कि क्या सांस संग्रह पर्याप्त है के लिए एक महत्वपूर्ण सकारात्मक नियंत्रण के रूप में कार्य करता है । के रूप में हमारे प्रतिनिधि डेटा (चित्रा 4) में प्रदर्शन किया, अस्थिर यौगिक आइसोप्रीन अंतर्जात मूल की है और सांस के नमूनों में सांद्रता पर मौजूद होना चाहिए > 10 बार है कि परिवेश हवा6की ।
के लिए मार्की खोज, ब्याज की शर्तों के साथ व्यक्तियों से अस्थिर प्रोफाइल एक मिलान स्वस्थ नियंत्रण व्यक्तियों की तुलना में किया जाना चाहिए, ऐसी है कि पैटर्न मशीन सीखने और बहुभिंनरूपी तरह सांख्यिकीय तकनीक का उपयोग कर पहचाना जा सकता है िरा12. सांस संग्रह विधि यहां वर्णित रोग राज्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू किया जा सकता है; आवश्यकता केवल यह है कि बच्चे को सांस के नमूने के साथ स्वेच्छा से सहयोग कर रहा है । क्योंकि सांस परीक्षण गैर इनवेसिव, आसानी से दोहराया है, और बारीकी से जैविक पदार्थों की धमनी सांद्रता को दर्शाता है, यह नैदानिक उपयोग के लिए बिंदु की देखभाल परीक्षण में कार्यांवयन के लिए महान वादा रखती है ।
भविष्य के काम युवा शिशुओं और बच्चों में सांस संग्रह के लिए नए तरीकों के विकास पर ध्यान केंद्रित करेंगे (< उम्र के 4 साल), जो विकास के आदेश पर साँस छोड़ते करने में असमर्थ हैं.
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
हम इस अध्ययन में भाग लेने वाले सेंट लुई बच्चों के अस्पताल के बच्चों और परिवारों के लिए हमारी कृतज्ञता व्यक्त करते हैं । हम सांस संग्रह के दौरान सुश्री स्टेसी पोस्टमा और सुश्री जेनेट Sokolich के अनूठे प्रयासों को स्वीकार करते हैं । इस काम को सेंट लुइस चिल्ड्रन हॉस्पिटल फाउंडेशन ने सपोर्ट किया है ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Breath bag | SKC | 237-03 | These are 3 L bags |
| Cardboard mouthpiece | A-M systems | 161902 | 0.86" OD, 2.00" L |
| Large diameter tubing | Cole Parmer | 95802-11 | Silicone Tubing, 1/4"ID x 5/16"OD, |
| Long-term storage caps | Markes International | C-CF010 | Brass storage cap ¼" & PTFE ferrule, pk 10 |
| Male adapter | Charlotte Pipe | 2109 | Part 1/3 of breath connector (1/2" Universal part No. 436-005) |
| Male adapter (made from Teflon) | In-house built | Part 3/3 of breath connector (1/4" ID x 1/2" MIP). This part was specially machined from rods made from virgin Teflon | |
| Pump | SKC | 220-1000TC-C | Pocket PumpTouch with Charger |
| Small diameter tubing | Supelco | 20533 | Teflon tubing L × O.D. × I.D. 25 ft × 1/4 in. (6.35 mm) × 0.228 in. (5.8 mm) |
| Thermal desorption tubes | Markes International | C2-CAXX-5314 | Tube, inert, TnxTA/Sulficarb, cond/cap, pk 10 |
| Tube capping/uncapping tool | Markes International | C-CPLOK | |
| Two-way ball valve connector | Homewerks Worldwide | VBV-P40-E3B | Part 2/3 of breath connector (1/2") |
References
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