呼吸生物标志物中动态采集检测方案(自动进样器)

保护您的健康，从呼吸了解您自己-微萃取技术在呼吸生物标志物分析中的应用 (本文引用于 Wolfram Miekisch， PhillipTrefz， Andreas Bergmann& Jochen K Schubert， Bioanalysis (2014) 6(9)， 1275-1291) 呼吸生物标志物 呼气挥发性有机物(VOCs)分析是一种新的医学科学方法，有望成为一种新型的无创诊断工具。呼吸取样与血液或组织分析相反，完全无创，并且可以频繁重复检测，对患者和采集样本的工作人员没有任何风险。呼吸 VOCs 的来源可以是作为细胞或微生物的生化产物，也可以是外源污染物或先前吸收。表1概述了在人类呼吸中检测到的典型挥发性有机化合物和建议的来源。 表1.典型呼吸挥发性有机物及其来源综述(部分) VOC类型 化学性质 典型例子 浓度范围 建议来源 相关条件 碳氢化合物 直链饱和 乙烷，戊烷 pptV-ppbV w3/w6 脂肪酸的氧化 氧化应激，缺血；肺病 降解 碳氢化合物 甲基化烷烃 戊烷，3-甲基，2，2，4，6，6-五甲基二庚烷 pptV-ppbV 氧化应激，塑料材料 缺血性心脏病、器官排斥反应、 癌症、环境 碳氢化合物 不饱和 异戊二烯 ppbV 胆固醇生物合成 ARDS，体育锻炼，癌症，肌肉组织 碳氢化合物 芳香类 苯、对二甲苯、甲苯 ppbV 吸烟/环境 先前接触 含氧 醛类 暴露，代谢 ppbV-ppmV 终止剂副产物 癌症，环境 含氧 酮类 丙酮 ppbV-ppmV 代谢，脂肪分解 糖尿病、代谢应激、代谢变化 含氧 呋喃 呋喃，2，5-二甲基 ppbV 吸烟 吸烟 含氧 乙醚/酯 乙酸乙酯 ppbV 新陈代谢 (细菌)代谢 含氮 胺类 甲胺(DMA，TMA) low ppbV 蛋白质代谢 肾病 含氮 氧化物 NO ppbV 气道炎症 哮喘，慢性阻塞性肺病 含氮 硝酸盐 硝酸甲酯 pptV 新陈代谢 糖尿病 含硫 硫化物 二甲基硫 ppbV Bacteria 牙龈细菌，呼吸道 卤化的 氯化的 1，2-二氯乙烷三氯乙烯 pptV-ppbV (临床)环境 暴露 呼吸气体采样 一般来说，呼吸周期的不同阶段物质浓度不同，彻底控制取样是一项关键要求。由于对呼吸采样标准没有严格要求，许多研究使用的是整个呼气的采样(混合呼气)。由于混合呼吸会有污染物的影响，而肺泡气中血液中挥发性物质的浓度比混合呼气样高出两倍，污染物的浓度也比混合呼气样低。因此，对呼出气的不同阶段进行取样，不仅可以提高呼乎分析的可靠性，还可以帮助确定呼气生物标志物的来源。 图1通过二氧化碳示踪识别呼吸阶段和控制肺泡取样。/+//+/// 期=呼气期 (“混合呼气期")，Ⅲ期=肺泡/潮气期。PetCO2=潮汐末二氧化碳分压。图改编自爱思唯尔科技期刊(2004)。 自动肺泡取样 一种新的呼吸气体自动控制取样装置， Sampling Case-B可在护理点进行直接肺泡取样，无需任何额外的取样或储存步骤。采样前，设置 CO2阈值(通常为25和30 mmHg pCO2)， 以便区分呼吸周期的吸气期和肺泡期。一旦超过阈值，瓣膜就会打开，肺泡气体可采入一种带填料的捕集针被吸附——Needletrap 动态捕集针。采样原理图如下，这样可以准确地识别呼吸周期的肺泡期和吸气期。 图3 Sampling Case 自动采样器吸采样装置 自动处理和解吸 在临床研究中，大量的分析必须在短时间内完成。因此，Innoteg & PAS Concept NT 自动进样器针对快速扩张流动技术进行了优化，提供动态针捕集高通量的自动化解析。 结论 内源性呼吸生物标志物的浓度变化与肺炎、急性呼吸窘迫综合 征(ARDS)等急性肺疾病和哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等慢性疾病有关，因此可以帮助诊断和监测护理。由于细菌在生长过程中会产生 VOCs， 甚至可能通过呼吸 VOCs识别传染源。应用 Needle trap (动态针捕集微萃取)，由于样品体积小以及水的影响小，快速可控的样品制备有利于临床的应用。采样和解吸程序的自动化以及采样稳定性的提高，增强了 Needle trap 作为患者和分析仪器之间的通用接口的潜力，用于筛选以及在临床环境中的有针对性的应用。 一种新的呼吸气体自动控制取样装置Sampling Case-B 可在护理点进行直接肺泡取样，通过二氧化碳传感器识别肺泡内呼吸气，无需任何额外的取样或储存步骤。呼吸生物标志物呼气挥发性有机物（VOCs）分析是一种新的医学科学方法，有望成为一种新型的无创诊断工具。呼吸取样与血液或组织分析相反，完全无创，并且可以频繁重复检测，对患者和采集样本的工作人员没有任何风险。呼吸 VOCs 的来源可以是作为细胞或微生物的生化产物，也可以是外源污染物或先前吸收。表 1 概述了在人类呼吸中检测到的典型挥发性有机化合物和建议的来源。