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实现质谱分析微萃取 口罩还能这么用

2020年09月18日 13:22:13来源:仪器网

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  【仪器网 生物医药】咳嗽或者打喷嚏时,人体产生飞沫和飞沫核等复杂成分与空气混合后就会产生气溶胶。这种气溶胶与人体的生理状态密切相关,分析其中的VOCs以及蛋白质、脂肪酸和细菌等成分甚至可以用于某些疾病的鉴定。例如有研究表明呼出气体中乙醛和丙醛的排放增加可以反应化脓性链球菌感染,而乙酸正丙酯与A型流感病毒(IAV)有关。
 

 
  除了咳嗽和打喷嚏等较为强烈的呼吸道症状,正常呼吸以及说话也会产生气溶胶。虽然人体呼出气溶胶随时都在产生,但是检测却非常困难。这是因为气溶胶中的标准物含量往往很低,而且还有复杂的干扰成分。目前,呼出气溶胶的检测一般需要利用采气袋或采气瓶收集足够多的样本才能在质谱分析中检测出痕量标志物。样本采集需要主动吹气和专业协助,过程复杂并且耗时,无法实现日常大批量呼出气溶胶的筛查诊断。
 
  暨南大学的研究人员从口罩阻挡有害物吸入和飞沫散播的作用中获得灵感,研发了在口罩中插入固相微萃取探针的口罩微萃取技术,利用口罩在日常生活中实现呼出气溶胶的收集与富集。在佩戴口罩时,口罩中间的过滤层可以有效隔离生物气溶胶,相当于将人体呼出的气溶胶收集在过滤层中,而且收集效果良好。并且携带口罩不影响日常生活,可以长时间采集样品,保证痕量标志物的富集。
 
  为验证该新方法,研究者首先测试了口罩微萃取质谱,对比分析了背景信号与呼出气溶胶的指纹谱图,并且考察了咀嚼口香糖、食用香蕉和大蒜后呼出气溶胶,成功地在呼出气溶胶中检测到口香糖中的凉味剂、香蕉中的丁酸丁酯、以及大蒜中的挥发性硫化物等摄入物的挥发性标志物。此外对于人体代谢物如尼古丁及其代谢物可替宁的检测也有良好的效果。除了挥发性有机物,研究还发现半挥发性和难挥发性物质也能被口罩微萃取质谱检测,如口腔漱口水和药物中的难挥发性药物成分。
 
  目前,基于质谱的呼气分析技术已经较为成熟,GC-MS技术、LC-MS技术以及电喷雾和基质辅助激光解析等软电离技术都在相关研究中被广泛应用。但是样品采集问题始终制约着出气溶胶分析的应用。口罩微萃取不仅使样品采集变得方便,可以做到大批量检测,还能在时间上和空间上与质谱分析过程分离,可以降低传染性病毒的临床呼出气溶胶样本等具有生物物危害性的样本的风险,极大地扩大了气溶胶分析技术口鼻及呼吸疾病的临床分析与疾病诊断的应用前景。
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