उच्च संकल्प जन स्पेक्ट्रोमेट्री के लिए युग्मित माध्यमिक Nanoelectrospray Ionization का उपयोग करके वास्तविक समय सांस विश्लेषण
Summary
उच्च संकल्प जन स्पेक्ट्रोमेट्री करने के लिए युग्मित ionization माध्यमिक nanoelectrospray का उपयोग करके वास्तविक समय में exhaled सांस की निस्र्पक रासायनिक संरचना के लिए एक प्रोटोकॉल का प्रदर्शन किया है ।
Abstract
Exhaled वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों (VOCs) काफी रुचि पैदा की है, क्योंकि वे रोग निदान और एक गैर इनवेसिव तरीके से पर्यावरण के जोखिम के लिए जैव चिह्नों के रूप में सेवा कर सकते हैं । इस काम में, हम उच्च संकल्प मास स्पेक्ट्रोमेट्री (सेक-nanoESI-HRMS) करने के लिए युग्मित माध्यमिक nanoelectrospray ionization का उपयोग करके वास्तविक समय में exhaled VOCs की विशेषता के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं । घर का बना सेकंड-nanoESI स्रोत आसानी से एक वाणिज्यिक nanoESI स्रोत के आधार पर स्थापित किया गया था । चोटियों के सैकड़ों exhaled सांस की पृष्ठभूमि-घटाई जन स्पेक्ट्रा में मनाया गया, और बड़े पैमाने पर सटीकता मान रहे हैं-4.0-13.5 पीपीएम और-20.3-1.3 पीपीएम सकारात्मक और नकारात्मक आयन का पता लगाने मोड, क्रमशः में । चोटियों सटीक द्रव्यमान और isotopic पैटर्न के अनुसार सटीक मौलिक संरचना के साथ सौंपा गया था. से कम 30 एस एक समाप्ति माप के लिए प्रयोग किया जाता है, और यह छह प्रतिकृति माप के लिए लगभग 7 मिनट लगते हैं ।
Introduction
आधुनिक विश्लेषणात्मक तकनीक के तेजी से विकास के साथ, अस्थिर कार्बनिक यौगिकों (VOCs) के सैकड़ों मानव exhaled सांस1में पहचान की गई है । ये VOCs ज्यादातर वायुकोशीय हवा से परिणाम (~ 350 एक स्वस्थ वयस्क के लिए एमएल) और संरचनात्मक मृत अंतरिक्ष वायु (~ 150 एमएल)2, जो शरीर के चयापचय से प्रभावित होते हैं3,4,5,6,7 ,8 और पर्यावरण प्रदूषण9, क्रमशः । एक परिणाम के रूप में, यदि पहचान की, इन VOCs रोग निदान और एक गैर इनवेसिव तरीके से पर्यावरणीय जोखिम के लिए के रूप में इस्तेमाल किया जा करने का वादा कर रहे हैं ।
हालांकि गैस क्रोमैटोग्राफी मास स्पेक्ट्रोमेट्री (GC-ms) exhaled VOCs के गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया तकनीक है2, प्रत्यक्ष एमएस तकनीक, जो वास्तविक समय सांस विश्लेषण के लिए विकसित किया गया है, के फायदे है उच्च समय संकल्प और सरल नमूना पूर्व तैयारी । प्रत्यक्ष एमएस तकनीक, जैसे प्रोटॉन स्थानांतरण प्रतिक्रिया एमएस (PTR-ms)10, चयनित आयन प्रवाह ट्यूब एमएस (झारना-ms)11, माध्यमिक electrospray ionization एमएस (सेसि-ms)12,13 (भी नाम के रूप में निष्कर्षण electrospray ionization एमएस, EESI-एमएस14,15), ट्रेस वायुमंडलीय गैस विश्लेषक (तागा)16 और प्लाज्मा ionization एमएस (PI-ms)17 हाल के वर्षों में जांच की गई है ।
सभी प्रत्यक्ष एमएस तकनीक के अलावा, सेसि एक सार्वभौमिक नरम ionization तकनीक के रूप में अच्छी तरह से जाना जाता है19,20,21; और स्रोत के लिए अनुकूलित किया जाना आसान है और बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रोमीटर के विभिंन प्रकार के लिए युग्मित, जैसे, उड़ान मास के समय स्पेक्ट्रोमीटर8,15, आयन जाल जन स्पेक्ट्रोमीटर14 और orbitrap जन स्पेक्ट्रोमीटर12 ,18. अब तक, सेसि-एमएस सफलतापूर्वक श्वसन रोगों के निदान में इस्तेमाल किया गया है22, gauging circadian ताल3,6,23, फार्माकोकाइनेटिक्स7,8, और चयापचय रास्ते4, आदिखुलासा हाल ही में, एक वाणिज्यिक सेसि स्रोत उपलब्ध हो गया है ।
इस अध्ययन में, एक सतही और कॉंपैक्ट माध्यमिक nanoelectrospray ionization स्रोत (एसईसी-nanoESI) की स्थापना की और एक उच्च संकल्प जन स्पेक्ट्रोमीटर के लिए युग्मित किया गया था । साँस में exhaled VOCs की वास्तविक समय माप प्रस्तुत की गई.
Protocol
Representative Results
Discussion
एक वाणिज्यिक nanoESI स्रोत के आधार पर सेकंड-nanoESI स्रोत का निर्माण, ionization क्षमता है कि एक ईएसआई स्रोत का उपयोग कर की तुलना में अधिक है30. इसके अलावा, ionization दक्षता आगे एक बंद चैंबर में सुधार हुआ है, क्योंकि यह ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन ऑफ चाइना (No. ९१५४३११७) ने आर्थिक रूप से समर्थन दिया है ।
Materials
| Ultrapure water | Merck Millipore, USA | MPGP04001 | Resistance >18.2 MΩ·cm |
| Formic acid | Sigma-Aldrich, USA | F0507 | Corrosive to the respiratory tract. |
| Nitrogen gas | Guangzhou Shiyuan Gas Co. Ltd., China | N.A.a | Purity >99.99% |
| Q Exactive hybrid quadrupole-orbitrap mass spectrometer | Thermo Scientific, USA | 02634L(S/N) | Beware of high voltage and high temperature |
| NanoESI source | Thermo Scientific, USA | ES002373(S/N); ES071(P/N) | Beware of high voltage and high temperature |
| Nano LC pump | Thermo Scientific, USA | 5041.0010A(P/N) | / |
| Xcalibur software (Version 3.0) | Thermo Scientific, USA | BRE0008596 | / |
| Dino-Lite Digital Microscope | Tech Video System (SuZhou) Co.Ltd., China | CQ401833R(S/N) | / |
| Nafion tubing | Perma Pure LLC, USA | ME60 | / |
| PTFE tubing (I.D. 4 mm) | Dongguan Hongfu Insulating Material Co. Ltd., China | N.A. | Beware of the possible loss of polar compounds |
| Mass flow controller | Line-Tech, Korea | M15122007 (S/N) | / |
| Flow meter | Yuyao Industrial Automation Meter Factory, China | 40784 | / |
| aN.A.: not available. |
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