Name: İkincil Nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Öğrenin, ikincil nanoelectrospray iyonlaşma ve yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisi kullanarak nefes biyobelirteçlerini gerçek zamanlı analiz etme yöntemini. Bu teknik, akciğer kanseri teşhisi için invaziv olmayan bir yaklaşım sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu eser mali Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı Çin tarafından (No. 91543117) desteklemiştir.

Dikkat: Lütfen ilgili tüm malzeme güvenlik bilgi formları (MSDS) kullanmadan önce danışın. Lütfen uygun kişisel koruyucu ekipman, örneğin, önlük, eldiven, gözlük, tam uzunlukta pantolon ve kapalı-toe ayakkabı kullanın).
1. sn-nanoESI kaynağını ayarlayın
<ol><li>Sn-nanoESI kaynak Ayrılmıştır süreci, Yani, göre ayarlayın nefes gaz bir electrospray tüy kesiştiği tanıştırdı ve şarj edilmiş damlacıkları (şekil 1) tarafından iyonize. Bireysel Labs'de inşa kaynakları Kütle Spektrometre kullanılan24,25arabirimi üzerindeki bağlıdır. Burada, bir ticari nanoESI kaynağını (Şekil 2) temel alan sn-nanoESI kaynağı oluşturun ve bir benchtop quadrupole orbitrap Kütle Spektrometre için uygulamak. Not: Kaynak ana gövdesi bir kübik paslanmaz çelik Odası (süre 25 mm, kimlik 13 mm) şeklindedir (şekil 2b) nanoESI kılcal odanın içine tanıtmak için bir giriş (kimlik 4 mm) ile. Böylece, odası değil tamamen mühürlü (şekil 2b).</li>
	<li>Gaz teslim için odası her tarafında iki paslanmaz çelik tüpler (uzunluğu 8 mm, doz 5 mm, kimlik 3 mm) yükleyin.</li>
	<li>Üst ve alt nanoESI kılcal damar ve nanoESI sprey gözleri veya dijital mikroskop ucu konumunu kontrol odasının üzerinde iki kuvars windows (kimlik 14 mm) donatmak.</li>
	<li>Kütle Spektrometre süpürme koni odasına kaynak. Not: Tasarım bireysel laboratuvarlarında kullanılan Kütle Spektrometre atmosferik basınç arabiriminin belirli geometri bağlı olarak değişebilir.</li>
</ol>2. araç en iyi duruma getirme
<ol><li>Her iki pozitif ve negatif iyon algılaması mod üreticinin yönergelerine uygun olarak Kütle Spektrometre kalibre. Kalibrasyon uygulayarak, objektif potansiyelleri ve algılama koşulları, gibi Kütle Spektrometre parametreleri belirtilen çözünürlük değerinde iyi duyarlılık ve tepe şekil vermek için optimize edilmiştir. 70000 kitle çözünürlüğe burada kullanılır.<ol>
<li>Tam Q Exactive kalibrasyonlar ticari ESI kaynağı kullanarak gerçekleştirmek; Ancak, kitle kalibrasyon özelleştirilmiş olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir uyumlu kaynakları ile gerçekleştirilebilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>İyon transferi tüp (ITT) Kütle Spektrometre > 100 ° c sıcaklık ayarlayın En yüksek sıcaklık 350 ° C'de ayarlayabilirsiniz rağmen bazı bileşiklerin ayrışma neden olabilir. Bu nedenle 150° C bu deneyde kullanılır. Not: > 100 ° c örnekleme ağzının sıcaklığını bir örnekleme orifis yerine ITT featuring Kütle Spektrometreleri için ayarla</li>
	<li>ESI solvent ve akış hızı uygun ESI solvent solvent (örneğin, polarizasyon ve volatilite) ve hedeflenmiş bileşikler (örneğin, proton benzeşme) özelliklerini temel alarak seçin. Bir su karışımı ve metanol içinde çeşitli oranları genellikle ESI solvent25kullanılmıştır. Bu deneyde, su kullanmak için yüksek iyonlaşma verimlilik oldu %0,1 (v/v) formik asit içeren bu çözelti13,19,23bildirdi. ESI solvent akış hızı aralığı 0-1.5 kümesi içinde μL/dak ve 200 nL/dak. Not: Degas ESI solvent kullanmadan önce 30 dk için.</li>
	<li>Sn-nanoESI kaynak parametreleri, esas olarak nanoESI gerilim ve nanoESI kılcal ipucu konumu en iyi duruma getirme. Gerilim sık 2.0 4.5'e aralıkları. kV. Kullanım 2,5 kV burada. Not: Akış oranı arttıkça daha yüksek ESI gerilim uygulanır. Ucu ve Kütle Spektrometre delik arasındaki uzaklığı 1'den 5 mm ayarlanabilir. Sonra en iyi duruma getirme, Kütle spektrumunda gözlenen normalleştirilmiş Yoğunluk düzeyi (NL) > 1 x 10 olmalıdır6 ve toplam iyon Kromatografik (TIC) varyasyon her iki pozitif ve negatif iyon algılaması mod % < 10 olmalıdır. Kütle spektrumu ve TIC m/z 50-750 kitle aralığında elde edilir.</li>
	<li>Saf gaz kaynağına uygulamak. Kapalı hava UOB'ler etkisinin azaltılmasını amaçlayan, isteğe bağlı bir adım bu. Saf azot gazı (N2, % 99.99) veya saf hava-ebilmek var olmak kullanılmış. Saf gaz varlığı ile Kütle spektrumunda gözlenen NL > 1 x 10-meli var olmak5 ve TIC varyasyon her iki pozitif ve negatif iyon algılaması mod % < 10 olmalıdır. Yüksek saflıkta N2 burada kullanılan ve 0, 8 L/dak teslim. Not: Toplam akış oranı saf gaz ve nefes doğal gaz debisi Kütle Spektrometre ağız yoluyla daha yüksek olmalıdır.</li>
</ol>3. dışarı solunan nefes ölçüm
<ol><li>Kapalı hava nefes ve bir sabit akış hızı, akciğerlerde tüm hava dışarı nefes almak için normal bir soluk verme gerçekleştirmek. Soluk verme akış hızı bir Manometre veya konuya görünür bir debimetre izlemek. Teflon (PTFE) boru nefes gaz23sunmak için kullanın.<ol>
<li>Su buharı tüp içinde yoğunlaşma önlemek için boru / 80-100 oC7,23,27 bir ısıda ısı veya bir Nafion kurutma makinesi28,29kullanın. Bu deneyde, 0,4 L/dk debimetre tarafından kontrol edilen konu ekshale.</li>
		<li>Debimetre su buharı dışarı solunan nefeste kaldırıp AKIS METRESI prizine bağlamak için bir Nafion boru (uzunluğu 60 cm) için giriş PTFE boru (uzunluğu 13 cm, kimlik 4 mm) bağlayın. Bu bir soluk verme ölçüm için < 30 alır.</li>
		<li>4-6 çoğaltılmış ölçümleri28,29gerçekleştirin.</li>
		<li>Karıştırıcı etkileri en aza indirmek için yeme, içme ve ölçümler23önce onların dişler en az 30 dk fırçalama katılımcıların var. Not: iç hava UOB'ler etkisinden en aza indirmek için bu iç hava26yerine saf gaz nefes bildirilmiştir. Nafion boru kullanıldığında, kutup bazı bileşikler kaybolabilir.</li>
		<li>Ölçüm sırasında iyon yoğunluğu ya da değil enstrümanın doğrusal algılama sınırı aşarsa kontrol edin. Sinyal doygunluk pratik örnek bileşik üzerinden yol açmaz bir artifakı tepe yol açabilir. Burundan nefes tarafından ortam UOB'ler ve parçacıklar parçası kaldırılıyordu; Ancak, bu bileşiklerin burun pasajlar da algılanabilir dikkat çekicidir.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. bir nefes parmak izi ve bir bileşik zaman iz elde etmek
<ol><li>Chromatograms ve kitle spectra elde etmek. Yazılım (örneğin, Xcalibur) kayıt chromatograms ve kitle spectra kullanın. Çünkü bu doğrudan MS analizi ve Kromatografik hiçbir ayrım gerçekleştirilir, toplam iyon Kromatografik (TIC) aslında zaman izleme kitle spectra algılanan tüm sinyallerin gösterir ve ayıklanan iyon Kromatografik (EIC) zaman iz gösterir bir Belirtilen bileşik. Not: diğer ticari Kütle Spektrometreleri için chromatograms ve kitle spectra karşılık gelen veri toplama yazılımı tarafından alınabilir.</li>
	<li>Dışarı solunan nefes parmak izi dışarı solunan nefes kullanılarak ölçülen tarama sayısı içinde TIC seçerek elde etme. Bu taramalar ortalama yazılım tarafından temsil eden bir kitle spektrum elde edilir.<ol>
<li>Arka plan doruklarına nefes parmak izi üzerinden elemek için yazılımı arka plan çıkarma aracını kullanın. Lütfen üreticinin sağladığı kullanıcı Kılavuzu'na başvurun. Kısaca, hiçbir nefes örnek tanıttığında taramalar aynı sayısını seçin ve arka plan kütle spektrumu nefes parmak izi üzerinden çıkarın. Not: Bu yöntemde üç kez standart sapması arka plan sinyal nefes parmak izi özelliklerinde belirlemek için eşik tanımlanır. Diğer ticari Kütle Spektrometreleri için arka plan çıkarma karşılık gelen veri toplama yazılımı tarafından gerçekleştirilebilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Belirtilen bir bileşik zaman iz elde edilir. Hedeflenen bir bileşik zirvesine nefes parmak izi ve izleme bahçedeki daha sonra yazılım tarafından kazanılır saat seçin.</li>
</ol>

<ol><li>De Lacy Costello, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+the+volatiles+from+the+healthy+human+body%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Breath+Res%22%5BJournal%5D)">A review of the volatiles from the healthy human body.</a> J. Breath Res. 8 (1), 014001-014030 (2014).</li>
<li>Phillips, M., Greenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ion-trap+detection+of+volatile+organic+compounds+in+alveolar+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Chem%22%5BJournal%5D)">Ion-trap detection of volatile organic compounds in alveolar breath.</a> Clin. Chem. 38 (1), 60-65 (1992).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+variation+of+the+human+metabolome+captured+by+real-time+breath+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Circadian variation of the human metabolome captured by real-time breath analysis.</a> PLoS One. 9 (12), 0114422-0114438 (2014).</li>
<li>Garcia-Gomez, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+electrospray+ionization+coupled+to+high-resolution+mass+spectrometry+reveals+tryptophan+pathway+metabolites+in+exhaled+human+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Common%22%5BJournal%5D)">Secondary electrospray ionization coupled to high-resolution mass spectrometry reveals tryptophan pathway metabolites in exhaled human breath.</a> Chem. Common. 52 (55), 8526-8528 (2016).</li>
<li>Garcia-Gomez, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+quantification+of+amino+acids+in+the+exhalome+by+secondary+electrospray+ionization-mass+spectrometry%3A+A+proof-of-principle+Study%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Chem%22%5BJournal%5D)">Real-time quantification of amino acids in the exhalome by secondary electrospray ionization-mass spectrometry: A proof-of-principle Study.</a> Clin. Chem. 62 (9), 1230-1237 (2016).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., Kohler, M., Brown, S. A., Zenobia, R., Dallmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gauging+circadian+variation+in+ketamine+metabolism+by+real-time+breath+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Common%22%5BJournal%5D)">Gauging circadian variation in ketamine metabolism by real-time breath analysis.</a> Chem. Common. 53 (14), 2264-2267 (2017).</li>
<li>Gamez, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time%2C+in+vivo+monitoring+and+pharmacokinetics+of+valproic+acid+via+a+novel+biomarker+in+exhaled+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Common%22%5BJournal%5D)">Real-time, in vivo monitoring and pharmacokinetics of valproic acid via a novel biomarker in exhaled breath.</a> Chem. Common. 47 (17), 4884-4886 (2011).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+pharmacokinetics+determined+by+real-time+analysis+of+mouse+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Drug pharmacokinetics determined by real-time analysis of mouse breath.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 54 (27), 7815-7818 (2015).</li>
<li>Amorim, L. L. A., Cardeal, Z. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breath+air+analysis+and+its+use+as+a+biomarker+in+biological+monitoring+of+occupational+and+environmental+exposure+to+chemical+agents%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chromatogr.+B%22%5BJournal%5D)">Breath air analysis and its use as a biomarker in biological monitoring of occupational and environmental exposure to chemical agents.</a> J. Chromatogr. B. 853 (1-2), 1-9 (2007).</li>
<li>Bajtarevic, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Noninvasive+detection+of+lung+cancer+by+analysis+of+exhaled+breath%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Cancer%22%5BJournal%5D)">Noninvasive detection of lung cancer by analysis of exhaled breath.</a> BMC Cancer. 9, 348(2009).</li>
<li>Smith, D., Wang, T. S., Pysanenko, A., Španěl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+selected+ion+flow+tube+mass+spectrometry+study+of+ammonia+in+mouth-+and+nose-exhaled+breath+and+in+the+oral+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">A selected ion flow tube mass spectrometry study of ammonia in mouth- and nose-exhaled breath and in the oral cavity.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 22 (6), 783-789 (2008).</li>
<li>Li, X., Huang, L., Zhu, H., Zhou, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+human+breath+analysis+by+secondary+nano-electrospray+ionization+ultrahigh+resolution+mass+spectrometry%3A+Importance+of+high+mass+resolution+and+mass+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun.+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Direct human breath analysis by secondary nano-electrospray ionization ultrahigh resolution mass spectrometry: Importance of high mass resolution and mass accuracy.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 31 (3), 301-308 (2017).</li>
<li>Martínez-Lozano, P., Fernandez de la Mora, J. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380607002254">Electrospray ionization of volatiles in breath.</a> Int. J. Mass Spectrom. 265 (1), 68-72 (2007).</li>
<li>Zeng, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+creatinine+in+exhaled+breath+of+humans+with+chronic+kidney+disease+by+extractive+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Breath+Res%22%5BJournal%5D)">Detection of creatinine in exhaled breath of humans with chronic kidney disease by extractive electrospray ionization mass spectrometry.</a> J. Breath Res. 10 (1), 016008-016015 (2016).</li>
<li>Chen, H. W., Wortmann, A., Zhang, W. H., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+in+vivo+fingerprinting+of+nonvolatile+compounds+in+breath+by+extractive+electrospray+ionization+quadrupole+time-of-flight+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Ed%22%5BJournal%5D)">Rapid in vivo fingerprinting of nonvolatile compounds in breath by extractive electrospray ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46 (4), 580-583 (2007).</li>
<li>Benoi, F. M., Davldson, W. R., Lovett, A. M., Nacson, S., Ngo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breath+analysis+by+atmospheric+pressure+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Breath analysis by atmospheric pressure ionization mass spectrometry.</a> Anal. Chem. 55 (4), 805-807 (1983).</li>
<li>Bregy, L., Martínez-Lozano Sinues, P., Nudnova, M. M., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+breath+analysis+with+active+capillary+plasma+ionization-ambient+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Breath+Res%22%5BJournal%5D)">Real-time breath analysis with active capillary plasma ionization-ambient mass spectrometry.</a> J. Breath Res. 8 (2), 027102-027110 (2014).</li>
<li>Gaugg, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanding+metabolite+coverage+of+real-time+breath+analysis+by+coupling+a+universal+secondary+electrospray+ionization+source+and+high+resolution+mass+spectrometry-a+pilot+study+on+tobacco+smokers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Breath+Res%22%5BJournal%5D)">Expanding metabolite coverage of real-time breath analysis by coupling a universal secondary electrospray ionization source and high resolution mass spectrometry-a pilot study on tobacco smokers.</a> J. Breath Res. 10 (1), 016010-016020 (2016).</li>
<li>Martínez-Lozano, P., Zingaro, L., Finiguerra, A., Cristoni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Secondary+electrospray+ionization-mass+spectrometry%3A+breath+study+on+a+control+group%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Breath+Res%22%5BJournal%5D)">Secondary electrospray ionization-mass spectrometry: breath study on a control group.</a> J. Breath Res. 5 (1), 016002-016012 (2011).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., Zenobi, R., Kohler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+exhalome+a+diagnostic+tool+of+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22Chest%22%5BJournal%5D)">Analysis of the exhalome a diagnostic tool of the future.</a> Chest. 144 (3), 746-749 (2013).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., Fernandez de la Mora, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+analysis+of+fatty+acid+vapors+in+breath+by+electrospray+ionization+and+atmospheric+pressure+Ionization-Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Direct analysis of fatty acid vapors in breath by electrospray ionization and atmospheric pressure Ionization-Mass Spectrometry.</a> Anal. Chem. 80 (21), 8210-8215 (2008).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breath+analysis+in+real+time+by+mass+spectrometry+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Respiration%22%5BJournal%5D)">Breath analysis in real time by mass spectrometry in chronic obstructive pulmonary disease.</a> Respiration. 87 (4), 301-310 (2014).</li>
<li>Martínez-Lozano Sinues, P., Kohler, M., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+diurnal+changes+in+exhaled+human+breath%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Monitoring diurnal changes in exhaled human breath.</a> Anal. Chem. 85 (1), 369-373 (2013).</li>
<li>Chen, H. W., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutral+desorption+sampling+of+biological+surfaces+for+rapid+chemical+characterization+by+extractive+electropray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Neutral desorption sampling of biological surfaces for rapid chemical characterization by extractive electropray ionization mass spectrometry.</a> Nat. Protoc. 3 (9), 1467-1475 (2008).</li>
<li>Li, X., Hu, B., Ding, J., Chen, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+characterization+of+complex+viscous+samples+at+molecular+levels+by+neutral+desorption+extractive+electrospray+ionization+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Rapid characterization of complex viscous samples at molecular levels by neutral desorption extractive electrospray ionization mass spectrometry.</a> Nat. Protoc. 7 (6), 1010-1025 (2011).</li>
<li>Gordon, S. M., Szidon, J. P., Krotoszynski, B. K., Gibbons, R. D., O'Neill, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volatile+organic+compounds+in+exhaled+air+from+patients+with+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clin.+Chem%22%5BJournal%5D)">Volatile organic compounds in exhaled air from patients with lung cancer.</a> Clin. Chem. 31 (8), 1278-1282 (1985).</li>
<li>Ding, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+extractive+electrospray+ionization+ion+trap+mass+spectrometry+in+vivo+breath+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Development of extractive electrospray ionization ion trap mass spectrometry in vivo breath analysis.</a> Analyst. 134 (10), 2040-2050 (2009).</li>
<li>Basum, G., Dahnke, H., Halmer, D., Hering, P., Mürtz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Online+recording+of+ethane+trances+in+human+breath+via+infrared+laser+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Online recording of ethane trances in human breath via infrared laser spectroscopy.</a> J. Appl. Physiol. 95 (6), 2583-2590 (2003).</li>
<li>Tøien, Ø <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+open+flow+respirometry+in+continuous+and+long-term+measurements%3A+design+and+principles%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Automated open flow respirometry in continuous and long-term measurements: design and principles.</a> J. Appl. Physiol. 114 (8), 1094-1107 (2013).</li>
<li>Huang, L., Li, X., Xu, M., Huang, Z. X., Zhou, Z. <a target="_blank" href="http://www.cjcu.jlu.edu.cn/EN/abstract/abstract28124.shtml">Identification of relatively high molecular weight compounds in human breath using secondary nano electrospray ionization ultrahigh resolution mass spectrometry.</a> Chem. J. Chinese U. 38 (5), 752-757 (2017).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bir ticari nanoESI kaynağını temel alan sn-nanoESI kaynak oluşturmak yoluyla, iyonlaşma verimliliği bir ESI kaynak30kullanarak daha yüksek olduğunu. İşlem yalıtarak gibi Ayrıca, iyonlaşma verimliliği daha da kapalı bir odaya artırıldı ortam arka plan havadan ve aynı zaman gaz örnek ve sprey tüy arasında karıştırma kolaylaştırır. Sn nanoESI kullanarak, daha az parametrelerini optimize yükleme, uygulama ve bakım için daha kolay bir ESI kaynağına göre gerekir.
Sinyal yok g...

Modern analitik teknikler hızlı gelişimi ile uçucu organik bileşikler (VOC) yüzlerce insan dışarı solunan nefes1' de tespit edilmiştir. Bu UOB'ler çoğunlukla alveoler hava (sağlıklı bir yetişkin için ~ 350 mL) kaynaklanan ve anatomik ölü boşluk hava (~ 150 mL)2, hangi vücut metabolizma3,4,5,6tarafından,7 etkilenir ,8 ve çevre kirliliği9, anılan sıraya göre. Sonuç olarak, tespit, bu UOB'ler biyolojik hastalık tanı ve çevre pozlama için non-invaziv bir şekilde kullanılmak üzere umut vericidir.
Gaz Kromatografi Kütle spektrometresi (GC-MS) dışarı solunan UOB'ler2, gerçek zamanlı nefes analiz için geliştirilmiştir, doğrudan MS teknikleri, nitel ve nicel analiz için en çok kullanılan teknik olsa avantajları var zaman yüksek çözünürlük ve basit örnek ön hazırlık. Proton transferi tepki MS (PTR-MS)10, gibi doğrudan MS teknikleri iyon akışı tüp MS (SIFT-MS)11, ikincil electrospray iyonlaşma MS (SESI-MS)12,13 (Ekstraktif electrospray da adlandırılan seçili İyonlaşma MS, EESI-MS14,15), izleme atmosferik gaz analizörü (TAG'dan)16 ve plazma iyonizasyon MS (PI-MS)17 araştırdık son yıllarda.
Tüm doğrudan MS teknikleri arasında SESI bir evrensel yumuşak iyonlaşma tekniği19,20,21bilinen; ve kaynak özelleştirilebilir ve Kütle Spektrometreler, örneğin, zaman uçuş Kütle Spektrometre8,15farklı türde birleştiğinde kolaydır, iyon kapanı Kütle Spektrometre14 ve orbitrap Kütle Spektrometre12 ,18. Şu ana kadar SESI-MS başarıyla solunum yolu hastalıkları22, tanılamada sirkadiyen ritim3,6,23, farmakokinetik7,8, ölçme kullanılmıştır ve açığa metabolik yolu4, vb. Son olarak, bir ticari SESI kaynağı kullanılabilir hale gelmiştir.
Bu çalışmada, bir ikincil nanoelectrospray facile ve kompakt iyonizasyon kaynağı (sn-nanoESI) kurmak ve yüksek çözünürlüklü bir Kütle Spektrometre birleştiğinde. Dışarı solunan UOB'ler nefeste gerçek zamanlı ölçümleri sunuldu.

<table><tbody><tr><td>Ultra saf su</td><td>Merck Millipore, ABD</td><td>MPGP04001</td><td>Direnci >18.2 M & Omega; &orta nokta; cm</td></tr><tr><td>Formik asit</td><td>Sigma-Aldrich, ABD</td><td>F0507</td><td>Solunum yollarını aşındırır.</td></tr><tr><td>Azot gazı</td><td>Guangzhou Shiyuan Gas Co. Ltd., Çin</td><td>NA a </td> <td>Saflık >99.99%</td></tr> <tr><td>Q Eksaktif hibrit dört kutuplu orbitrap kütle spektrometresi</td><td>Thermo Scientific, ABD</td><td>02634L (S / N)</td> <td>Yüksek voltaj ve yüksek sıcaklığa dikkat edin</td></tr><tr><td>NanoESI kaynağı Thermo</td><td>Scientific, ABD</td><td>ES002373 (S / N); ES071 (P / N)</td> <td>Yüksek voltaj ve yüksek sıcaklığa dikkat</td></tr> edin <tr><td>Nano LC pompası</td><td>Thermo Scientific, ABD</td><td>5041.0010A(P/N)/</td><td></td></tr><tr><td>Xcalibur yazılımı (Sürüm 3.0)</td><td>Thermo Scientific, ABD</td><td>BRE0008596</td><td>/</td></tr><tr><td>Dino-Lite Dijital Mikroskop</td><td>Teknoloji Video Sistemi (SuZhou) Co.Ltd., Çin</td><td>CQ401833R(S/N)</td><td>/</td></tr><tr><td>Nafion boru</td><td>Perma Pure LLC, ABD</td><td>ME60</td><td>/ </td></tr><tr><td>PTFE boru (ID 4 mm)</td><td>Dongguan Hongfu Yalıtım Malzemesi Co., Ltd., Çin,</td><td>NA</td><td>Polar bileşiklerin olası kaybına dikkat edin</td></tr><tr><td>Kütle akış kontrolörü</td><td>Line-Tech, Kore</td><td>M15122007 (S / N)</td> <td>/</td></tr> <tr><td>Akış ölçer</td><td>Yuyao Endüstriyel Otomasyon Ölçer Fabrikası, Çin</td><td>40784</td> <td>/</td></tr> <tr><td>a NA: mevcut değil.</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

İkincil nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Onlar non-invaziv bir şekilde hastalık tanı ve çevre pozlama için biyolojik olarak hizmet verebilir beri dışarı solunan uçucu organik bileşikler (VOC) büyük ilgi uyandırdı. Bu çalışmada, biz ikincil nanoelectrospray iyonlaşma yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi (sn-nanoESI-HRMS) birleştiğinde kullanarak gerçek zamanlı dışarı solunan UOB'ler karakterize etmek için bir iletişim kuralı mevcut. Ev yapımı sn-nanoESI kaynak kolayca bir ticari nanoESI kaynağına göre kurulmuştur. Tepeler yüzlerce arka plan düşülen kitle spectra dışarı solunan nefes içinde gözlendi ve kitle doğruluk değerlerdir -4.0-13.5 ppm ve-20.3-pozitif ve negatif iyon algılama modlarında 1.3 ppm anılan sıraya göre. Doruklarına doğru kitle ve izotopik desen göre doğru elemental bileşimi ile ayrıldı. 30'dan az s bir soluk verme ölçüm için kullanılan ve altı çoğaltılmış ölçümler için yaklaşık 7 dakika sürer.

Şekil 3 m/z 50-750 her iki pozitif ve negatif iyon algılama modu altında kaydedilen kitle aralığında nefes parmak gösterir. 291 tepeler (en yüksek yoğunluk &gt; 5.0x104) ve 173 tepeler (en yüksek yoğunluk &gt; 3.0x104) arka plan düşülen nefes parmak pozitif ve negatif iyon algılama modlarında içinde sırasıyla gözlenmiştir. Kitle spectra Peaks'e tanımlamak için önceden yayınlar için Ayrıntılar12,</sup...

İkincil nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı dışarı solunan nefes kimyasal bileşimi karakterize bir protokol kütle spektrometresi gösterdi yüksek çözünürlüklü birleştiğinde.

İkincil Nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Bu deneyin genel amacı, yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresine bağlı ikincil nanoelektrosprey iyonizasyonu kullanarak solunan nefesin kimyasal bileşimini karakterize etmektir. Bu yöntem, hastalıkların erken teşhisi, terapötik kontrol izleme ve çevresel maruziyet gibi tıp alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Tekniğin temel avantajı, ölçümün gerçek zamanlı olarak yapılabilmesidir.Teknik aynı zamanda en yüksek çıktı, hassas, spesifik ve kullanıcı dostudur. Bu tekniğin etkileri akciğer kanseri teşhisine kadar genişletilmiştir. Çünkü akciğer kaner hastalarının farklı evrelerde solunan nefeslerinde biyo belirteç adaylarının bulunma şansı bulunmuştur.Genel olarak, bu yönteme yeni olan bireyler, iyonizasyon kaynağı genellikle birlikte yapıldığı için mücadele edeceklerdir. Bu yöntem için henüz standart bir protokol olmadığı için görsel gösterim çok önemlidir. Başlamak için, nefes gazının bir elektrosprey tüyüyle kesişmek üzere verildiği ve yüklü damlacıklar tarafından iyonize edildiği ikincil elektrospary iyonizasyon işlemine göre ikincil bir nano ESI kaynağı kurun.Bireysel laboratuvarlar için kaynaklar, kullanılan kütle spektrometresine bağlıdır. Burada, ikincil nano ESI kaynağı, ticari nano ESI kaynağına dayanmaktadır. Ve onu bir tezgah bırakma çeyrek çekme yörünge tuzağı kütle spektrometresine bağladı.Kaynağın ana gövdesi, nano ESI kılcal damarını hazneye sokmak için bir girişe sahip kübik paslanmaz çelik bir haznedir. Gaz dağıtımı için haznenin her iki tarafına iki paslanmaz çelik boru yerleştirilmiştir. Nano ESI kılcal damarının ve nano ESI spreyinin ucunun konumunu gözlerle veya dijital mikroskopla kontrol etmek için haznenin üstünde ve altında iki kuvars pencere bulunur.Son olarak, oda, kütle spektrometresinin süpürme konisine kaynaklanır. Tasarımın, bireysel laboratuvarlarda kullanılan kütle spektrometresinin atmosferik basınç arayüzünün özel geometrisine bağlı olarak değişebileceğini unutmayın. Kütle spektrometresini üreticinin talimatlarına göre hem pozitif hem de negatif iyon algılama modlarında kalibre edin.Kalibrasyon uygulanarak, lens potansiyelleri ve algılama koşulları gibi kütle spektrometresi parametreleri, belirli bir çözünürlük değerinde iyi hassasiyet ve tepe şekli verecek şekilde optimize edilir. Ticari ESI kaynağını kullanarak tam kalibrasyonlar gerçekleştirin. Burada 70.000 kütle çözünürlüğü kullanılmaktadır.Kütle kalibrasyonu, özelleştirilmiş olanlar da dahil olmak üzere herhangi bir uyumlu kaynakla gerçekleştirilebilir. Kütle spektrometresinin iyon transfer tüpünün sıcaklığını 100 santigrat derecenin üzerine ayarlayın. En yüksek sıcaklık 350 santigrat dereceye ayarlanabilse de, bazı bileşiklerin ayrışmasına neden olabilir.ESI çözücüsü ve akış hızı için, çözücünün ve hedeflenen bileşiklerin özelliklerine göre uygun ESI çözücüsünü seçin. Bu deneyde, yüksek iyonizasyon verimliliği için% 0.1 Formik Asit içeren su kullanın. ESI çözücüsünün akış hızını dakikada 0 1,5 mikrolitre aralığında, dakikada 200 nanolitreye ayarlayın.İkincil nano ESI kaynak parametrelerini, özellikle nano ESI voltajını ve nano ESI kılcal uç konumunu optimize edin. Voltaj genellikle 2.0 4.5 kilovolt arasında değişir. Burada 2,5 kilovolt kullanın.Uçucu organik bileşiklerin veya VOC'lerin iç mekan havasından etkisini azaltmak için kaynağa saf gaz uygulayın. Burada yüksek saflıkta nitrojen kullanılır ve dakikada 0,8 litre olarak verilir. Saf gazın varlığıyla, bir kütle spektrumunda gözlemlenen normalleştirilmiş yoğunluk seviyesi 1 x 10 ila 5'ten büyük olmalı ve TIC'in değişimi hem pozitif hem de negatif iyon algılama modlarında %10'dan az olmalıdır.Ölçüm yaparken, iç mekan havasını soluyun ve akciğerlerdeki tüm havayı sabit bir akış hızında solumak için normal bir nefes verin. Ekshalasyon akış hızını bir manometre veya konu tarafından görülebilen bir akış ölçer ile izleyin. Solunan nefesteki su buharını çıkarmak için akış ölçerin girişini nafion borusuna bağlayın.Ardından, nefes gazını iletmek için akış ölçerin çıkışını PTFE boruya bağlayın. Bu deneyde, denek bir akış ölçer tarafından kontrol edildiği gibi dakikada 0,4 litre nefes verdi. Bir ekshalasyon ölçümü için 30 saniyeden az sürer.Dört ila altı tekrarlanan ölçüm gerçekleştirin. Kafa karıştırıcı etkileri en aza indirmek için, katılımcıların ölçümlerden en az 30 dakika önce yemek yemekten, içmekten ve dişlerini fırçalamaktan kaçınmalarını sağlayın. Ölçüm sırasında, demir yoğunluğunun cihazın doğrusal algılama sınırını aşıp aşmadığını kontrol etmeye devam edin.Sinyalin doygunluğu, numunedeki bir bileşikten kaynaklanmayan bir artefakt zirvesine yol açabilir. Burundan nefes alarak, ortamdaki VOC'lerin ve partiküllerin bir kısmı uzaklaştırılacaktır. Bununla birlikte, burun pasajlarındaki bileşiklerin de tespit edilebileceği dikkat çekicidir.Kromagramları ve kütle spektrumlarını kaydetmek için yazılım kullanın. Bu doğrudan MS analizi olduğundan ve kromatografik ayırma yapılmadığından, TIC aslında kütle spektrumlarında tespit edilen tüm sinyallerin zaman izini gösterir. Ve EIC, belirli bir bileşiğin zaman izini gösterir.Burada, gerçek zamanlı olarak solunan nefes ölçümlerinin temsili sonuçları gösterilmektedir. Tipik bir endojen bileşik olan endolün zaman izi, yedi dakikadan daha kısa bir sürede altı tekrarlanan ölçümü gösterir. Tüm ölçümler için, pozitif iyon algılama modunda tekrarlanabilir arka plan çıkarılmış nefes parmak izleri elde edildi.291 bileşik gözlenmiştir. Bileşikler büyük olasılıkla aldehitler, ketonlar ve alkinlerdir. Negatif iyon algılama modunda nefes parmak izleri söz konusu olduğunda, esas olarak yağ asitlerinden kaynaklanan 173 bileşik sunulur.Bu videoyu izledikten sonra, ev yapımı bir CESI kaynağının nasıl kurulacağını ve gerçek zamanlı süreç analizinin nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamış olmalısınız. Bir kez ustalaştıktan sonra, ölçüm dakikalar içinde gerçekleştirilebilir. Düzgün yapılırsa.Bu prosedüre katılırken, numune alma tüpünden ve endo havadan bileşiklerin karışmasını önlemeyi unutmamak önemlidir. Bu ölçümün insan tarafından solunan nefes hakkında bilgi sağlayabileceğini ve ayrıca model alkilize, iyon modelleri ve retro hücreli sistemler gibi diğer sistemlere de uygulanabileceğini bilin. Bu prosedürü takiben, fotoğraf onayı, analiz miktarı gibi ek soruları yanıtlamak için GCMS, HPRCMS gibi diğer önlemler alınabilir.Teknik, geliştirildikten sonra tıp alanındaki araştırmacıların bu tanı ile hastalardaki tedavi etkilerini keşfetmelerinin yollarını açtı.

real-time-breath-analysis-using-secondary-nanoelectrospray-ionization

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Lazer ablasyon elektrosprey iyonizasyon (LAESI) kütle spektrometresi bir atmosferik basınçlı iyon kaynağı. Görüntüleme modunda, orta-kızılötesi lazer probları bir doku bölüm veya bir biyofilm boyunca moleküllerin dağılımları. Bu teknik, doğal deneysel koşullar altında yürütülen çeşitli biyoanalitik çalışmalar için yeni bir yaklaşım sunuyor.

Atmosferik basınç Moleküler Görüntüleme LAESI Kütle Spektrometresi Biyolojik Dokular ve Biyofilmler

Lazer ablasyon elektrosprey iyonizasyon (LAESI) kütle spektrometresi hücreleri örnek bilenmiş bir fiber optik kablo kullanılarak, atmosferik basınç, bitki ve hayvan hücreleri üzerinde kütle spektrometresi ile tek bir hücre analizi yapılır.

Doğrudan Atmosferik Basınç Kütle Spektrometresi Tek Hücre Analizi

İkincil elektrosprey iyonizasyon kütle spektrometresi (Sesi-MS), uçucu organik bileşikler (VOC) tespiti gerek kalmadan herhangi bir numune ön işlemesi için olanak sağlar. Bu protokol Sesi-MS kullanılarak bakteriyel VOC (dakikalar içinde) hızlı karakterizasyonu için yönergeler sağlar.

İkincil Elektrosprey İyonizasyon Kütle Spektrometresi (Sesi-MS) ile karakterize Bakteriyel uçucu

Amonyak, çeşitli hastalık ve sağlık durumlarıyla ilgili önemli bir fizyolojik metabolittir. Aynı zamanda nefeste ölçülmesi zor bir moleküldür ve doğru sonuçlar elde etmek için özel önlemler alınmasını gerektirir. Amonyağı etkileyen tüm faktörler bilinmemektedir, ancak bu faktörler hesaba katılmadan ilerleme zor olabilir.

Hızlı ve Doğru Üfürükle Amonyak Ölçüm

Proton Transfer Reaksiyon Süresi Uçuş Kütle Spektrometresi, uçucu organik bileşiklerin yüksek hassasiyetli, hızlı ve invaziv olmayan analizine izin verir. Potansiyelini göstermek için üç örnek veriyoruz: yoğurdun laktik asit fermantasyonu (on-line biyoproses izleme), farklı elma genotipleri (büyük ölçekli tarama) ve kahve içtikten sonra retronazal boşluk (burun boşluğu analizi).

Gıda Örneklerinde Otomatik Örnekleme Sistemi ve Özelleştirilmiş Veri Analizi ile Birleştirilen PTR-ToF-MS: Biyolojik İşlem İzleme, Tarama ve Burun Uzayı Analizi

Gerçek zamanlı yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi ve çok değişkenli istatistiksel analiz doğrudan analizi ile botanik malzemenin türü tanımlanması için bir yöntem sunulmuştur.

Gerçek Zamanlı Yüksek Çözünürlüklü Kütle Spektrometresi Doğrudan Analizi Kullanılarak Botanik Malzeme Hızlı Yüksek verim Türler Kimlik

Yaprak sprey kütle spektrometresi numune hazırlama en aza indirir ve küçük moleküller bitki doku üzerinden hızlı tespiti için izin kromatografi, ortadan kaldırır bir doğrudan kimyasal analiz tekniğidir.

Yaprak sprey kütle spektrometresi: Doğrudan metabolitleri bitki doku üzerinden değerlendirmek için bir hızlı ortam iyonlaşma tekniği

Bu iletişim kuralı nefes örnekleri çocuklardan edinimi için basit bir yöntem açıklanır. Kısaca, karma hava örnekleri jelleştirici tüpler önce gaz kromatografi-kütle spektrometresi analiz öncesi yoğunlaşmıştır. Nefes biyolojik bulaşıcı ve bulaşıcı olmayan hastalıkların bu nefes toplama yöntemi kullanılarak belirlenebilir.

Çocuklar hastalık biyomarker keşif için derlemeden nefes

Bu makalede, ortam kütle spektrometresi dayalı benzersiz bir gerçek zamanlı analitik yöntem için örnek hazırlama yöntemleri tanıtılmaktadır. Bu yöntem, herhangi bir özel ön işlem olmadan in vivo biyolojik moleküllerin gerçek zamanlı analizini yapmamızı sağlar.

Probuelektrosprey Iyonizasyon Kütle Spektrometresi için Örnek Hazırlama

Bu protokol, yüksek mekansal çözünürlüklü metabolomik analiz için desorpsiyon elektrosprey iyonizasyonu ve Orbitrap kütle spektrometreleriyle eşleştirilen OVCAR-8 hücrelerinin tek hücreli kütle spektrometrisi görüntülemesini açıklar.

Orbitrap Kütle Spektrometrelerine Bağlı Desorpsiyonlu Elektrosprey İyonizasyon Kullanarak Tek Hücreli Kütle Spektrometrisi Görüntüleme

Öğrenin, ikincil nanoelectrospray iyonlaşma ve yüksek çözünürlüklü kütle spektrometrisi kullanarak nefes biyobelirteçlerini gerçek zamanlı analiz etme yöntemini. Bu teknik, akciğer kanseri teşhisi için invaziv olmayan bir yaklaşım sunar.

İkincil Nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde (Video) | JoVE Journal

İkincil Nanoelectrospray iyonlaşma kullanarak gerçek zamanlı nefes analiz için yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi birleştiğinde

Daha fazla video keşfet