SICRIT® -HRMS for Exhaled Breath Analysis

Význam tématu

Analýza exhalovaného dechu se stává nedílnou součástí moderní neinvazivní diagnostiky. Identifikace těkavých organických biomarkerů umožňuje včasné odhalení onemocnění dýchacích cest, metabolických poruch či zánětlivých stavů, přičemž pacientům přináší jednoduchý a pohodlný odběr bez nutnosti invazivních procedur.

Cíle a přehled studie

Tento příspěvek demonstruje použití plazmonické ionizační technologie SICRIT® integrované na vysokorozlišující hmotnostní spektrometr (HRMS) pro online monitoring dechových profilů. Cílem bylo ověřit citlivost, reprodukovatelnost a schopnost zachytit širší spektrum VOC v reálném čase.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky dechu byly přiváděny přes nerezovou přívodní trubici vyhřívanou na 150 °C, čímž se zabránilo kondenzaci. Tok dechu byl udržován na 7,5 l/min s přídavkem dusíku. Ionizace probíhala pomocí SICRIT® zdroje v průtokovém režimu, spojeného s atmosférickým vstupem Thermo Fisher LTQ Orbitrap XL při rozlišení 30 000 FWHM a rozmezí m/z 50–300. Data byla vyhodnocena s tolerancí 5 ppm.

Hlavní výsledky a diskuse

Experiment potvrdil vysokou citlivost a konzistentní odezvu při třech po sobě jdoucích výdeších. Spektrální data odhalila široké rozložení iontů v rozmezí 100–200 m/z a přítomnost menších molekul i pod 100 m/z. Identifikovány byly běžné metabolity jako acetone, urea, pyridine a indole, dále aldehydy spojené s oxidačním stresem a aminokyseliny leucine/isoleucine, proline a valine.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a šetrná ionizace širokého spektra VOC
• Možnost okamžité online detekce bez chromatografického dělení
• Plug & Play integrace na běžné LC-MS systémy
• Široké využití v klinických, farmaceutických i potravinářských výzkumech

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v automatizovaném sběru vzorků dechu a integraci s datově orientovanými přístupy (machine learning) pro pokročilé vzorové rozlišení. Kombinace SICRIT® s chromatografií či kapalinovou injekcí může otevřít nové možnosti simultánní analýzy různých biologických matric.

Závěr

Použití SICRIT®-HRMS pro analýzu exhalovaného dechu prokázalo slibné výsledky z hlediska citlivosti, reprodukovatelnosti a jednoduchosti integrace. Metoda představuje flexibilní platformu pro neinvazivní biomarkerové studie s potenciálem širokého aplikování v diagnostice a výzkumu.

Reference

1. A. Amann et al., Journal of Breath Research 2014, 8(3):034001
2. M.T. Gaugg et al., CHEST 2019, 156(2):269–276
3. G. Pugliese et al., Analyst 2019, 144:7359–7367