아이 들 질병 바이오 마커 발견에서 호흡 컬렉션
Summary
이 프로토콜에는 아이 들에서 호흡 샘플의 수집을 위한 간단한 방법을 설명합니다. 간단히, 혼합된 공기의 샘플 미리 매 튜브 가스 크로마토그래피-질량 분석 분석 이전에 집중 된다. 전염 성 및 비 전염 성 질환의 바이오 마커 호흡이 호흡 컬렉션 메서드를 사용 하 여 확인할 수 있습니다.
Abstract
전염 성 및 비 전염 성 질병, 말라리아, 결핵, 폐암, 간 질환. 등의 수에서 휘발성 biomarkers를 발견 하는 데 사용 수 호흡 수집 및 분석 이 프로토콜 아이 들에 있는 호흡을 샘플링 한 다음 호흡 가스 크로마토그래피-질량 분석 (GC-MS)와 추가 분석을 위해 샘플을 안정화 재현할 수 방법을 설명 합니다. 이 방법의 목표는 4-15 세 어린이에서 더 화학 분석을 위한 호흡 샘플의 수집을 위한 표준화 된 프로토콜 설정. 첫째, 호흡 3 L 가방에 연결 된 2-방향 밸브에 연결 된 골 판지 마우스 피스를 사용 하 여 샘플링 됩니다. 호흡 analytes 열 탈 착 튜브를 전송 그리고 분석까지 4-5 ° C에 저장 됩니다. 이 기술은 이전 성공적인 호흡 바이오 마커 식별에 대 한 말라리아와 어린이의 호흡을 캡처하는 데 사용 되었습니다. 그 후, 우리가 성공적으로 추가 소아 동료에이 기술을 적용 했습니다. 이 방법의 장점은 (소아과 인구에 있는 특정 값)의 환자의 부분에 최소한의 협력을 요구 한다, 짧은 컬렉션 기간, 훈련된 직원을 필요로 하지 않습니다을 휴대용 장치에 수행할 수 있습니다. 리소스 제한 필드 설정입니다.
Introduction
바이오 마커 임상 식별 질병에 공헌할 지도 모른다 정상 및 병 적인 생물 학적 과정에 대 한 유용한 정보를 얻을 수 있습니다. 최근, 질병 상태, 감염, 대사 장애, 암 1등의 다양 한 생체로 호흡 휘발성의 평가에 관심을 증가 되었습니다. Exhaled 호흡에 휘발성 유기 화합물 (Voc), 세미 휘발성 유기 화합물, 및 microbially 파생된 자료 (예를 들면, 박테리아 및 바이러스 핵 산)의 정량 수준을 포함 되어 있습니다. Exhaled 호흡 분석의 중앙 목표 비 접촉 의료 조건 또는 환경 노출의 상태에 대 한 통찰력을 얻을 것입니다. 수집의 성분에 따라 exhaled 호흡을 분석 하기 위한 다양 한 방법이 있다. 현재 연구에서 결과의 비교 분석을 복잡 하 게 없는 표준화 exhaled 호흡 수집 방법이입니다. 숨 결 수집 절차 표준화 샘플링 절차 자체는 다운스트림 호흡 분석 결과에 상당한 영향을 필수적, 이다.
많은 연구에서 늦게 호흡 호흡 샘플링은 고용된2,3. 이 샘플링 우선적으로 호흡 사이클의 끝에 공기를 캡처하기 위해 exhaled 호흡 (“죽은 공간”)의 초기 부분을 삭제 하는 작업이 포함 됩니다. 이 전략의 장점은 내 생, 환자 관련 Voc에 대 한 풍부 하는 동안 그것은 exogenous 휘발성 유기 화합물 (예: 환경 Voc) 수준을 최소화 이다. 이 메서드는 호흡 샘플을 수집 하기 전에 개인에서 증발 기의 처음 몇 초를 제외 합니다. 다른 조사는 샘플링 만료4,5의 미리 정의 된 단계를 활성화 하는 압력 센서를 고용 했다. 압력 센서에 필요한 복잡 한 엔지니어링,이 대체 메서드를 전용 하 고 상대적으로 비용이 많이 드는 샘플링 장치를 필요 합니다.
소아 호흡 샘플링 특히 도전적 일 수 있다입니다. 주요 관심사는 어린이 수 있습니다 하지 프로토콜 “죽은 공간” 공기의 자발적인 증발 기에 대 한 협력 이다. 이러한 이유로, 아이 들에서 혼합된 호흡 호흡을 얻기 쉽습니다. 그러나, 혼합된 호흡 호흡 샘플 주요 주의할 환경 및 소재 오염 위험입니다. 따라서, 소아 컬렉션의 타당성은 분야에서 운전 관심사입니다.
또한, 수집 방법, 호흡 샘플의 저장 또한 샘플 품질을 좌우할 수 있다. Exhalate 호흡에 휘발성 유기 호흡 화합물 게 숨 샘플 저장6,7에 관련 된 문제에 특히 취약의 매우 낮은 농도 (부분 당 조) 높은 습도. 양성자 이전 반응 질량 분석 (PTR-MS) 같은 실시간 기법의 중대 한 잠재력에도 불구 하 고 GC-MS 분석의 호흡 샘플에 대 한 황금 표준 남아 있습니다. 숨 샘플의 GC-MS 분석 오프 라인 기술 이므로, 열 탈 착 (TD) 튜브, 단단한 단계 마이크로-추출, 및 바늘 트랩 장치 등 사전 농도 방법 결합 이다. 사전 농도, 이전 숨 샘플 폴리머 가방8에 일시적으로 저장 될 필요가 있다. 폴리머 가방은 됩니다 그들의 적당 한 가격, 상대적으로 좋은 내구성 및 재사용. 가방을 다시 사용할 수 있습니다, 하는 동안 시간과 노력은 효율적인 청소7,8을 확인 해야 합니다. 각 특정 가방 종류는 또한 품질 관리, 재사용, 및 복구에 대 한 경험적으로 결정 하 고 표준화 된 절차를 요구 한다.
그들은 휘발성의 많은 수를 캡처하고 사용자 지정할 수 있습니다 때문에 TD 튜브 호흡 사전 집중을 위해 널리 사용 됩니다. TD 튜브 포장에 사용 된 흡수 성 물자는 특정 응용 프로그램 및 관심의 특정 대상 휘발성에 맞게 수 있습니다. TD 튜브 실질적으로 호흡 바이오 마커 연구, 특히 필드에 원격 사이트의 편의 개선, TD 튜브 안전 하 게 하기 때문에 적어도 2 주 동안 숨을 휘발성 저장 하 고 쉽게 전송3.
바이오 마커 발견을 위한 소아 호흡 컬렉션을 표준화 하기 위해, 여기 우리가 어린 아이에서 호흡을 수집 하는 간단한 방법을 설명 합니다. 구현 된 프로토콜의 대표적인 결과 설명 하기 위해 드 식별된 데이터 어린이 (8-17 세)의 온-가 일대에서 선물 된다 무 알콜 지방산 간 질병 (NAFLD)에 대 한 평가 받고. 전체 결과 본이 연구의 분석은 나중에 발행물에서 보고 됩니다. 이 작품에서는, 우리는 우리의 프로토콜의 응용 프로그램을 설명 하는 데이터의 하위 집합을 보고 합니다. “풍선 불고.” 마치 어린이 폴리머 가방에 마우스 피스를 통해 정상적으로 배출 하도록 지시는 간단 하 게, 호흡의 1 L 수집 될 때까지 프로세스는 2-4 회 반복 됩니다. 샘플은 다음 TD 튜브로 전송 하 고 GC-MS 분석 하기 전에 5 ° C에 저장.
Protocol
Representative Results
Discussion
지난 10 년간 호흡 연구에서 상당한 진행에도 불구 하 고 샘플링 및 호흡 가스 휘발성의 분석에 대 한 표준화 된 사례에는 정의 되지 않은10남아 있다. 표준화의이 부족에 대 한 주요 이유는 다양 한 결과 화학 다양성을 어떤 주어진된 exhaled 호흡 샘플에 존재에 직접적인 영향을 미칠 호흡 수집 방법 되었습니다. Exhalate 호흡 매우 다양 한 농도6에서 휘발성 유기 화…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 어린이이 연구에 참가 하는 세인트 루이스 아동 병원의 가족을 우리의 감사를 표현 한다. 우리 숨 결 수집 하는 동안 양 스테이 시 Postma와 양 자 넷 Sokolich의 독특한 노력을 인정합니다. 이 작품은 세인트 루이스 어린이 병원 재단에 의해 지원 됩니다.
Materials
| 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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