Analisi dell'espirato in tempo reale tramite ionizzazione secondaria Nanoelectrospray accoppiata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione
Summary
Un protocollo per la caratterizzazione di composizione chimica di respiro esalato in tempo reale tramite ionizzazione secondaria nanoelectrospray accoppiato ad alta risoluzione in spettrometria di massa è dimostrata.
Abstract
Espirata composti organici volatili (COV) hanno suscitato notevole interesse, dal momento che possono servire come biomarcatori per la diagnosi della malattia e l’esposizione ambientale in modo non invasivo. In questo lavoro, vi presentiamo un protocollo per caratterizzare i COV espirati in tempo reale tramite ionizzazione secondaria nanoelectrospray accoppiata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione (Sec-nanoESI-HRMS). L’origine di Sec-nanoESI fatti in casa è stato prontamente istituito basata su un’origine commerciale nanoESI. Centinaia di picchi sono stati osservati negli spettri di massa sottratta a sfondo di respiro esalato, e i valori di accuratezza di massa sono -4,0-13,5 ppm e -20,3-1,3 ppm in modalità di rilevamento di ioni positivi e negativi, rispettivamente. I picchi sono stati assegnati con accurata composizione elementare secondo il modello isotopico e massa accurata. Meno di 30 s è utilizzata per la misurazione di una espirazione, e si impiegano circa 7 minuti per sei misurazioni replicate.
Introduction
Con il rapido sviluppo di moderne tecniche analitiche, centinaia di composti organici volatili (COV) è state identificate nel condensato del respiro umano1. Questi COV derivano principalmente da aria alveolare (~ 350 mL per un adulto sano) e spazio morto anatomico aria (~ 150 mL)2, che sono influenzati da corpo metabolismo3,4,5,6,7 ,8 e inquinamento ambientale9, rispettivamente. Di conseguenza, se identificato, questi composti organici volatili sono promettenti per essere utilizzate come biomarcatori per la diagnosi di malattia e l’esposizione ambientale in modo non invasivo.
Anche se la gas cromatografia spettrometria di massa (GC-MS) è la tecnica più ampiamente usata per l’analisi qualitativa e quantitativa di espirata COV2, tecniche dirette di MS, che sono stati sviluppati per l’analisi in tempo reale respiro, presentano i vantaggi di elevata risoluzione temporale e pre-preparazione semplice del campione. Tecniche dirette di MS, come reazione di trasferimento di protone (PTR-MS) MS10, selezionato tubo di flusso dello ione MS (SIFT-MS)11, (anche denominato come electrospray estrattive secondaria electrospray ionizzazione MS (SESI-MS)12,13 ionizzazione MS, EESI-MS14,15), traccia gas atmosferico analyzer (TAGA)16 e plasma ionizzazione MS (PI-MS)17 sono stati studiati anni recenti.
Tra tutte le tecniche di MS dirette, SESI è ben noto come un’ionizzazione morbida universale tecnica19,20,21; e la fonte è facile da essere personalizzati e accoppiato a diversi tipi di spettrometri di massa, ad esempio, il tempo di volo spettrometro di massa8,15, presa dello ione di massa spettrometro14 e orbitrap spettrometro di massa12 ,18. Fino ad ora, SESI-MS è usato con successo nella diagnosi di malattie respiratorie22, ritmo circadiano3,6,23, farmacocinetica7,8, di misura e rivelando le vie metaboliche4, ecc. Più recentemente, una fonte commerciale di SESI è diventato disponibile.
In questo studio, una sorgente di ionizzazione facile e compatto nanoelectrospray secondario (Sec-nanoESI) è stata istituita e accoppiata ad uno spettrometro di massa ad alta risoluzione. Misurazioni in tempo reale di COV nell’aria espirata in respiro sono stati presentati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Costruire la fonte di Sec-nanoESI basata su un’origine commerciale nanoESI, l’efficienza di ionizzazione è superiore a quello dell’utilizzo di un’ origine ESI30. Inoltre, l’efficienza di ionizzazione è ulteriormente migliorata in una camera chiusa, come si isola il processo dall’aria sfondo dell’ambiente e allo stesso tempo facilita la miscelazione tra il campione di gas e il pennacchio di spruzzo. Utilizzando un Sec-nanoESI, meno i parametri devono essere ottimizzati rispetto ad una sorgente ES…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Quest’opera è stata sostenuta finanziariamente dalla Fondazione nazionale di scienze naturali della Cina (No. 91543117).
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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