Dziękujemy za odwiedzenie Nature.com. Używana przez Ciebie wersja przeglądarki ma ograniczoną obsługę CSS. Aby zapewnić Ci najlepsze wrażenia, zalecamy korzystanie z nowszej wersji przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w Internet Explorerze). W międzyczasie, aby zapewnić ciągłą obsługę, będziemy renderować witrynę bez stylów i JavaScriptu.
Zainteresowanie analizą lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu wzrosło w ciągu ostatnich dwóch dekad. Nadal istnieją wątpliwości dotyczące normalizacji pobierania próbek i tego, czy lotne związki organiczne w powietrzu wewnętrznym wpływają na krzywą LZO w wydychanym powietrzu. Ocena stężenia LZO w powietrzu wewnętrznym w rutynowych punktach poboru próbek oddechu w środowisku szpitalnym i określenie, czy wpływa to na skład wydychanego powietrza. Drugim celem było zbadanie dobowych wahań zawartości LZO w powietrzu wewnętrznym. Powietrze wewnętrzne pobierano w pięciu lokalizacjach rano i po południu za pomocą pompy do pobierania próbek i rurki do desorpcji termicznej (TD). Próbki oddechu pobierano wyłącznie rano. Rurki TD analizowano metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas z analizatorem czasu przelotu (GC-TOF-MS). W zebranych próbkach zidentyfikowano łącznie 113 LZO. Analiza wieloczynnikowa wykazała wyraźne rozróżnienie między powietrzem oddechowym a powietrzem w pomieszczeniu. Skład powietrza w pomieszczeniach zmienia się w ciągu dnia, a różne lokalizacje charakteryzują się specyficznymi lotnymi związkami organicznymi (LZO), które nie wpływają na profil oddechowy. Oddechy nie wykazywały rozbieżności w zależności od lokalizacji, co sugeruje, że pobieranie próbek w różnych miejscach nie wpływa na wyniki.
Lotne związki organiczne (LZO) to związki węglowe, które w temperaturze pokojowej występują w stanie gazowym i są produktami końcowymi wielu procesów endogennych i egzogennych. Od dziesięcioleci naukowcy interesują się LZO ze względu na ich potencjalną rolę jako nieinwazyjnych biomarkerów chorób u ludzi. Nadal jednak istnieje niepewność co do standaryzacji pobierania i analizy próbek oddechu.
Kluczowym obszarem standaryzacji analizy oddechu jest potencjalny wpływ lotnych związków organicznych (LZO) w powietrzu w pomieszczeniach. Wcześniejsze badania wykazały, że poziom LZO w powietrzu w pomieszczeniach wpływa na poziom LZO w wydychanym powietrzu3. Boshier i in. W 2010 roku spektrometria masowa z przepływem wybranych jonów (SIFT-MS) została wykorzystana do zbadania poziomów siedmiu lotnych związków organicznych w trzech warunkach klinicznych. W trzech regionach zidentyfikowano różne poziomy lotnych związków organicznych w środowisku, co z kolei dostarczyło wskazówek dotyczących możliwości wykorzystania szeroko rozpowszechnionych lotnych związków organicznych w powietrzu w pomieszczeniach jako biomarkerów chorób. W 2013 roku Trefz i in. Monitorowano również powietrze w sali operacyjnej oraz wzorce oddechowe personelu szpitala w ciągu dnia pracy. Stwierdzili, że poziomy związków egzogennych, takich jak sewofluran, zarówno w powietrzu pokojowym, jak i wydychanym, wzrosły o 5 do końca dnia roboczego, co rodzi pytania o to, kiedy i gdzie pacjenci powinni być pobierani do analizy oddechu, aby zmniejszyć i zminimalizować problem takich czynników zakłócających. Jest to skorelowane z badaniem Castellanosa i in. W 2016 r. znaleźli sewofluran w oddechu personelu szpitalnego, ale nie w oddechu personelu spoza szpitala. W 2018 r. Markar i in. starali się wykazać wpływ zmian składu powietrza w pomieszczeniach na analizę oddechu w ramach swojego badania w celu oceny zdolności diagnostycznej wydychanego powietrza w raku przełyku7. Używając stalowego przeciwpłuca i SIFT-MS podczas pobierania próbek, zidentyfikowali osiem lotnych związków organicznych w powietrzu wewnętrznym, które znacznie różniły się w zależności od miejsca pobierania próbek. Jednak te LZO nie zostały uwzględnione w ich modelu diagnostycznym LZO ostatniego oddechu, więc ich wpływ został zniwelowany. W 2021 r. badanie zostało przeprowadzone przez Salmana i in. Monitorowanie poziomu LZO w trzech szpitalach przez 27 miesięcy. Zidentyfikowano 17 LZO jako czynniki sezonowe i zasugerowano, że stężenia LZO w wydychanym powietrzu przekraczające poziom krytyczny 3 µg/m³ są mało prawdopodobne, jako wtórne do zanieczyszczenia środowiska LZO8.
Oprócz ustalania poziomów progowych lub całkowitego wykluczania związków egzogennych, alternatywy dla eliminacji tej zmienności tła obejmują pobieranie par próbek powietrza z pomieszczenia jednocześnie z pobieraniem próbek powietrza wydychanego, tak aby można było określić wszelkie poziomy LZO obecnych w wysokich stężeniach w pomieszczeniu respirabilnym. ekstrahowane z wydychanego powietrza. Powietrze 9 jest odejmowane od poziomu, aby zapewnić „gradient pęcherzykowy”. Zatem dodatni gradient wskazuje na obecność endogennego Związku 10. Inną metodą jest wdychanie przez uczestników „oczyszczonego” powietrza, które teoretycznie jest wolne od zanieczyszczeń LZO11. Jest to jednak uciążliwe, czasochłonne, a sam sprzęt generuje dodatkowe zanieczyszczenia LZO. Badanie przeprowadzone przez Maurera i in. W 2014 r. uczestnicy oddychający syntetycznym powietrzem zredukowali 39 LZO, ale zwiększyli 29 LZO w porównaniu z oddychaniem powietrzem otoczenia w pomieszczeniu12. Stosowanie syntetycznego/oczyszczonego powietrza również poważnie ogranicza przenośność sprzętu do pobierania próbek oddechu.
Oczekuje się również, że stężenie lotnych związków organicznych w otoczeniu będzie się zmieniać w ciągu dnia, co może mieć dalszy wpływ na standaryzację i dokładność pobierania próbek oddechu.
Postępy w spektrometrii mas, w tym desorpcja termiczna połączona z chromatografią gazową i spektrometrią mas z analizą czasu przelotu (GC-TOF-MS), zapewniły również bardziej solidną i niezawodną metodę analizy lotnych związków organicznych (LZO), umożliwiającą jednoczesną detekcję setek LZO, a tym samym głębszą analizę powietrza w pomieszczeniu. Umożliwia to bardziej szczegółową charakterystykę składu powietrza w pomieszczeniu oraz zmian w dużych próbkach w zależności od miejsca i czasu.
Głównym celem niniejszego badania było określenie zróżnicowania poziomów lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń w typowych punktach poboru próbek w środowisku szpitalnym oraz ich wpływu na pobieranie próbek powietrza wydychanego. Celem drugorzędnym było ustalenie, czy występują istotne dobowe lub geograficzne wahania w rozmieszczeniu lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń.
Próbki oddechu, a także odpowiadające im próbki powietrza w pomieszczeniach, pobrano rano z pięciu różnych lokalizacji i przeanalizowano za pomocą spektrometrii mas GC-TOF-MS. Łącznie wykryto i wyekstrahowano z chromatogramu 113 lotnych związków organicznych (LZO). Powtórzone pomiary splotowano ze średnią, a następnie przeprowadzono analizę głównych składowych (PCA) wyekstrahowanych i znormalizowanych obszarów pików w celu identyfikacji i usunięcia wartości odstających. Nadzorowana analiza za pomocą najmniejszych kwadratów cząstkowych – analiza dyskryminacyjna (PLS-DA) pozwoliła następnie na wykazanie wyraźnego rozróżnienia pomiędzy próbkami wydychanego powietrza a próbkami powietrza w pomieszczeniu (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (rys. 1). Nadzorowana analiza za pomocą najmniejszych kwadratów cząstkowych – analiza dyskryminacyjna (PLS-DA) pozwoliła następnie na wykazanie wyraźnego rozróżnienia pomiędzy próbkami wydychanego powietrza a próbkami powietrza w pomieszczeniu (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (rys. 1). Затем контролируемый анализ с помощью частичного дискриминантного анализа методом наименьших квадратов (PLS-DA) смог показать четкое разделение между образцами дыхания и комнатного воздуха (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (ryc. 1). Następnie analiza kontrolowana z wykorzystaniem analizy dyskryminacyjnej metodą najmniejszych kwadratów cząstkowych (PLS-DA) wykazała wyraźne rozróżnienie pomiędzy próbkami wydychanego powietrza a próbkami powietrza w pomieszczeniu (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001) (Rysunek 1).通过偏最小二乘法进行监督分析——判别分析(PLS-DA)然后能够显示呼吸和室内空气样本之间的明显分离(R2Y = 0,97，Q2Y = 0,96，p < 0,001）（图1）。通过 偏 最 小 二乘法 进行 监督 分析 分析 判别 判别 分析 分析 (PLS-DA) 然后 能够 显示呼吸 室内 空气 样本 的 明显 （（（（（（（（， ， q2y = 0,96 ， p <0,001） （1）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 Контролируемый анализ с помощью частичного дискриминантного анализа методом наименьших квадратов (PLS-DA) затем смог показать четкое разделение между образцами дыхания и воздуха в помещении (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (ryc. 1). Kontrolowana analiza z wykorzystaniem analizy dyskryminacyjnej metodą najmniejszych kwadratów cząstkowych (PLS-DA) pozwoliła na wyraźne oddzielenie próbek oddechu od próbek powietrza w pomieszczeniu (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (Rysunek 1). Podział grup został oparty na 62 różnych lotnych związkach organicznych (LZO) o wartości projekcji znaczenia zmiennej (VIP) > 1. Pełną listę lotnych związków organicznych (LZO) charakteryzujących każdy typ próbki i odpowiadające im wartości VIP można znaleźć w Tabeli uzupełniającej 1. Podział grup został oparty na 62 różnych lotnych związkach organicznych (LZO) o wartości projekcji znaczenia zmiennej (VIP) > 1. Pełną listę lotnych związków organicznych (LZO) charakteryzujących każdy typ próbki i odpowiadające im wartości VIP można znaleźć w Tabeli uzupełniającej 1. Разделение на группы было обусловлено 62 различными VOC z оценкой проекции переменной важности (VIP) > 1. Полный список VOC, характеризующих каждый тип образца, i их соответствуююююююющие оценки VIP можно найти в дополнительной таблице 1. Grupowanie przeprowadzono na podstawie 62 różnych lotnych związków organicznych (LZO) o wartości projekcji znaczenia zmiennej (VIP) > 1. Pełną listę lotnych związków organicznych charakteryzujących każdy typ próbki i odpowiadające im wartości VIP można znaleźć w tabeli uzupełniającej 1.组分离由62 种不同的VOC 驱动,变量重要性投影(VIP) 分数> 1。组分离由62 种不同的VOC 驱动,变量重要性投影(VIP) 分数> 1。 Разделение групп было обусловлено 62 различными ЛОС с оценкой проекции переменной важности (VIP) > 1. Podział grup został spowodowany przez 62 różne związki lotne (VOC) o zmiennym wyniku projekcji ważności (VIP) > 1.Pełną listę lotnych związków organicznych (LZO) charakteryzujących każdy typ próbki i odpowiadające im wartości VIP można znaleźć w tabeli uzupełniającej 1.
Wdychane powietrze i powietrze w pomieszczeniach wykazują różny rozkład lotnych związków organicznych. Nadzorowana analiza przy użyciu PLS-DA wykazała wyraźną różnicę między profilami lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu i w powietrzu w pomieszczeniu zebranymi rano (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). Nadzorowana analiza przy użyciu PLS-DA wykazała wyraźną różnicę między profilami lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu i w powietrzu w pomieszczeniu zebranymi rano (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). Koncentrat analityczny z помощью PLS-DA показал четкое разделение между профилями летучих органических соединений в выдыхаемом воздухе и воздухе в помещении, собранными утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). Kontrolowana analiza PLS-DA wykazała wyraźne rozróżnienie między profilami lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu i w powietrzu w pomieszczeniu, zebranymi rano (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001).使用PLS-DA 进行的监督分析显示,早上收集的呼吸和室内空气VOC 曲线明显分离（R2Y = 0,97,Q2Y = 0,96, p < 0,001).dla PLS-DA Контролируемый анализ с использованием PLS-DA показал четкое разделение профилей ЛОС дыхания и воздуха в помещении, собранных утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). Kontrolowana analiza z użyciem PLS-DA wykazała wyraźne rozróżnienie profili lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu i w powietrzu wewnętrznym zebranym rano (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001).Powtarzane pomiary zredukowano do średniej przed zbudowaniem modelu. Elipsy pokazują 95% przedziały ufności i centroidy grupy oznaczonej gwiazdką.
Za pomocą PLS-DA zbadano różnice w rozmieszczeniu lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń rano i po południu. Model wykazał istotną separację pomiędzy dwoma punktami czasowymi (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (rys. 2). Model wykazał istotną separację pomiędzy dwoma punktami czasowymi (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (rys. 2). Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис. 2). Model wykazał istotną różnicę między dwoma punktami czasowymi (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (rysunek 2).该模型确定了两个时间点之间的显着分离(R2Y = 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）（图2）。该模型确定了两个时间点之间的显着分离(R2Y = 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）（图2）。 Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис. 2). Model wykazał istotną różnicę między dwoma punktami czasowymi (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (rysunek 2). Przyczyną tego zjawiska było 47 lotnych związków organicznych (LZO) z wynikiem VIP > 1. Wśród lotnych związków organicznych (LZO) o najwyższym wyniku VIP, charakteryzujących próbki poranne, znajdowały się liczne rozgałęzione alkany, kwas szczawiowy i heksakozan, podczas gdy w próbkach popołudniowych było więcej 1-propanolu, fenolu, kwasu propanowego, estru 2-metylowego, 2-etylo-3-hydroksyheksylowego, izoprenu i nonanalu. Przyczyną tego było 47 lotnych związków organicznych (LZO) z wynikiem VIP > 1. Wśród lotnych związków organicznych (LZO) o najwyższym wyniku VIP, charakteryzujących próbki poranne, znajdowały się liczne rozgałęzione alkany, kwas szczawiowy i heksakozan, podczas gdy w próbkach popołudniowych było więcej 1-propanolu, fenolu, kwasu propanowego, estru 2-metylo-, 2-etylo-3-hydroksyheksylowego, izoprenu i nonanalu. Это было обусловлено наличием 47 летучих органических соединений с оценкой VIP > 1. ЛОС с самой высокой оценкой VIP, характеризующей утренние образцы, включали несколько разветвленных aлканов, щавелевую кислоту и гексакозан, в то время как дневные образцы содержали больше 1-пропанола, фенола, пропановой кислоты, 2-mетил-, 2-этил-3-гидроксигексиловый эфир, изопрен i нонаналь. Było to spowodowane obecnością 47 lotnych związków organicznych o wartości VIP > 1. Związki lotne o najwyższej wartości VIP w próbkach pobranych rano obejmowały kilka rozgałęzionych alkanów, kwas szczawiowy i heksakozan, podczas gdy próbki dzienne zawierały więcej 1-propanolu, fenolu, kwasów propanowych, eteru 2-metylo-, 2-etylo-3-hydroksyheksylowego, izoprenu i nonanalu.这是由47 VIP VIP 评分> 1 的VOC 驱动的。这是由47 VIP VIP 评分> 1 的VOC 驱动的。 Этому способствуют 47 VOC z оценкой VIP > 1. Ułatwia to 47 VOC z wynikiem VIP > 1.Najwyższe stężenie lotnych związków organicznych (VOC) w próbce porannej obejmowało różne rozgałęzione alkany, kwas szczawiowy i heksadekan, podczas gdy próbka popołudniowa zawierała więcej 1-propanolu, fenolu, kwasu propionowego, 2-metylo-, 2-etylo-3-hydroksyheksyloestru, izoprenu i nonanalu.Pełną listę lotnych związków organicznych (LZO), które charakteryzują codzienne zmiany składu powietrza w pomieszczeniach, można znaleźć w tabeli uzupełniającej 2.
Rozkład lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń zmienia się w ciągu dnia. Nadzorowana analiza przy użyciu PLS-DA wykazała rozróżnienie pomiędzy próbkami powietrza w pomieszczeniu pobranymi rano i po południu (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Nadzorowana analiza przy użyciu PLS-DA wykazała rozróżnienie pomiędzy próbkami powietrza w pomieszczeniu pobranymi rano i po południu (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Контролируемый анализ с помощью PLS-DA показал разделение между пробами воздуха в помещении, собранными утром и днем (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Kontrolowana analiza z użyciem PLS-DA wykazała rozbieżność między próbkami powietrza w pomieszczeniach pobranymi rano i po południu (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001).使用PLS-DA 进行的监督分析显示,早上或下午收集的室内空气样本之间存在分离(R2Y = 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）。dla PLS-DA Анализ эпиднадзора с использованием PLS-DA показал разделение проб воздуха внутри помещений, собранных утром или днем (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Analiza monitoringu z wykorzystaniem PLS-DA wykazała rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniach pobranych rano lub po południu (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001).Elipsy oznaczają 95% przedziały ufności i centroidy grupy oznaczonej gwiazdką.
Próbki pobrano z pięciu różnych lokalizacji w szpitalu St Mary's w Londynie: z pracowni endoskopowej, pracowni badań klinicznych, kompleksu sal operacyjnych, poradni ambulatoryjnej oraz laboratorium spektrometrii mas. Nasz zespół badawczy regularnie korzysta z tych lokalizacji do rekrutacji pacjentów i pobierania próbek powietrza. Tak jak poprzednio, próbki powietrza w pomieszczeniach pobierano rano i po południu, a próbki powietrza wydychanego wyłącznie rano. Analiza PCA wykazała rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniu według lokalizacji poprzez permutacyjną wielowymiarową analizę wariancji (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (ryc. 3a). Analiza PCA wykazała rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniu według lokalizacji poprzez permutacyjną wielowymiarową analizę wariancji (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (ryc. 3a). PCA выявил разделение проб комнатного воздуха по местоположению с помощью перестановочного многомерного дисперсионного анализа (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (ryc. 3а). Analiza PCA wykazała rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniu ze względu na lokalizację przy użyciu permutacyjnej wielowymiarowej analizy wariancji (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (ryc. 3a). PCA 通过置换多变量方差分析（PERMANOVA，R2 = 0,16，p < 0,001）强调了房间空气样本的位置分离(图3a)。PCA PCA подчеркнул локальную сегрегацию проб комнатного воздуха с помощью перестановочного многомерного дисперсионного анализа (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (rys. 3a). Analiza PCA wykazała lokalną segregację próbek powietrza w pomieszczeniu, wykorzystując permutacyjną wielowymiarową analizę wariancji (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (rys. 3a).W związku z tym stworzono sparowane modele PLS-DA, w których każdą lokalizację porównywano ze wszystkimi pozostałymi lokalizacjami w celu określenia sygnatur cech. Wszystkie modele były istotne, a związki lotne (VOC) z wynikiem VIP > 1 zostały wyodrębnione z odpowiednim obciążeniem w celu zidentyfikowania wkładu grupy. Wszystkie modele były istotne, a związki lotne (VOC) z wynikiem VIP > 1 zostały wyodrębnione z odpowiednim obciążeniem w celu zidentyfikowania wkładu grupy. Все модели были значимыми, i ЛОС с оценкой VIP > 1 были извлечены с соответствующей нагрузкой для определения группового вклада. Wszystkie modele były istotne, a związki lotne (VOC) z wynikiem VIP > 1 zostały wyodrębnione przy odpowiednim obciążeniu w celu określenia wkładu grupy.所有模型均显着, VIP 评分> 1 的VOC 被提取并分别加载以识别组贡献.所有模型均显着, VIP 评分> 1 的VOC Все модели были значимыми, i VOC с баллами VIP> 1 были извлечены i загружены отдельно для определения групповых вкладов. Wszystkie modele okazały się istotne, a modele VOC z wynikami VIP > 1 zostały wyodrębnione i przesłane osobno w celu określenia wkładu grupy.Nasze wyniki pokazują, że skład powietrza otoczenia zmienia się w zależności od lokalizacji, a cechy specyficzne dla danej lokalizacji zidentyfikowaliśmy za pomocą konsensusu modelowego. W pracowni endoskopowej występują wysokie stężenia undekanu, dodekanu, benzonitrylu i benzaldehydu. Próbki z Działu Badań Klinicznych (znanego również jako Dział Badań Wątroby) wykazały wyższą zawartość alfa-pinenu, ftalanu diizopropylu i 3-karenu. Mieszane powietrze w sali operacyjnej charakteryzuje się wyższą zawartością rozgałęzionego dekanu, rozgałęzionego dodekanu, rozgałęzionego tridekanu, kwasu propionowego, eteru 2-metylo-, 2-etylo-3-hydroksyheksylowego, toluenu oraz obecnością aldehydu krotonowego. W przychodni (budynek Patersona) stwierdzono wyższą zawartość 1-nonanolu, eteru winylo-laurylowego, alkoholu benzylowego, etanolu, 2-fenoksy, naftalenu, 2-metoksy, salicylanu izobutylu, tridekanu i tridekanu o rozgałęzionych łańcuchach. W powietrzu wewnętrznym zebranym w laboratorium spektrometrii mas stwierdzono wyższą zawartość acetamidu, 2'2'2-trifluoro-N-metylo-, pirydyny, furanu, 2-pentylu-, undekanu o rozgałęzionych łańcuchach, etylobenzenu, m-ksylenu, o-ksylenu, furfuralu i anizatu etylu. Zróżnicowane stężenia 3-karenu stwierdzono we wszystkich pięciu lokalizacjach, co sugeruje, że ten lotny związek organiczny (LZO) jest powszechnym zanieczyszczeniem o najwyższych obserwowanych stężeniach w obszarze objętym badaniami klinicznymi. Listę uzgodnionych lotnych związków organicznych (LZO) odpowiadających każdej pozycji można znaleźć w Tabeli Uzupełniającej 3. Dodatkowo, dla każdego interesującego LZO przeprowadzono analizę jednowymiarową, a wszystkie pozycje porównano ze sobą za pomocą testu Wilcoxona dla par, a następnie poprawki Benjaminiego-Hochberga. Wykresy blokowe dla każdego LZO przedstawiono na Rysunku Uzupełniającym 1. Krzywe oddechowe lotnych związków organicznych (LZO) wydawały się niezależne od lokalizacji, co zaobserwowano w analizie PCA, a następnie PERMANOVA (p = 0,39) (Rysunek 3b). Dodatkowo wygenerowano parzyste modele PLS-DA także pomiędzy wszystkimi różnymi miejscami pobierania próbek oddechu, ale nie stwierdzono żadnych istotnych różnic (p > 0,05). Dodatkowo wygenerowano parzyste modele PLS-DA także pomiędzy wszystkimi różnymi miejscami poboru próbek oddechu, ale nie stwierdzono żadnych istotnych różnic (p > 0,05). Кроме того, парные модели PLS-DA также были созданы между всеми разными местоположениями образцов дыхания, но существенных различий выявлено не было (p > 0,05). Ponadto wygenerowano sparowane modele PLS-DA pomiędzy wszystkimi różnymi miejscami poboru próbek oddechu, ale nie stwierdzono istotnych różnic (p > 0,05).此外,在呼吸样本的所有不同位置之间也生成了成对PLS-DA 模型,但未发现显着差异(p > 0,05). PLS-DA 模型，但未发现显着差异(p > 0,05). Кроме того, парные модели PLS-DA также были сгенерированы между всеми различными местоположениями образцов дыхания, но существенных различий обнаружено не было (p > 0,05). Ponadto wygenerowano sparowane modele PLS-DA pomiędzy wszystkimi różnymi miejscami poboru próbek oddechu, ale nie stwierdzono istotnych różnic (p > 0,05).
Zmiany w powietrzu w pomieszczeniach, ale nie w powietrzu wydychanym. Rozkład LZO różni się w zależności od miejsca poboru próbek. Analiza bez nadzoru z wykorzystaniem PCA wykazuje separację między próbkami powietrza w pomieszczeniach pobranymi w różnych lokalizacjach, ale nie wykazuje odpowiadających im próbek powietrza wydychanego. Gwiazdki oznaczają centroidy grupy.
W niniejszym badaniu przeanalizowaliśmy rozkład lotnych związków organicznych (LZO) w powietrzu w pięciu popularnych miejscach pobierania próbek oddechu, aby lepiej zrozumieć wpływ poziomów LZO w tle na analizę oddechu.
Rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniach zaobserwowano we wszystkich pięciu różnych lokalizacjach. Z wyjątkiem 3-karenu, który był obecny we wszystkich badanych obszarach, rozdzielenie było spowodowane różnymi LZO, nadając każdej lokalizacji specyficzny charakter. W dziedzinie oceny endoskopowej, lotne związki organiczne indukujące rozdzielenie to głównie monoterpeny, takie jak beta-pinen, oraz alkany, takie jak dodekan, undekan i tridekan, które powszechnie występują w olejkach eterycznych powszechnie stosowanych w produktach czyszczących13. Biorąc pod uwagę częstotliwość czyszczenia urządzeń endoskopowych, te LZO są prawdopodobnie wynikiem częstych procesów czyszczenia w pomieszczeniach. W laboratoriach badań klinicznych, podobnie jak w endoskopii, rozdzielenie jest spowodowane głównie przez monoterpeny, takie jak alfa-pinen, ale prawdopodobnie również przez środki czyszczące. W złożonej sali operacyjnej sygnatura LZO składa się głównie z rozgałęzionych alkanów. Związki te można uzyskać z narzędzi chirurgicznych, ponieważ są bogate w oleje i środki smarujące14. W warunkach chirurgicznych typowe lotne związki organiczne (LZO) obejmują szereg alkoholi: 1-nonanol, występujący w olejach roślinnych i produktach czyszczących, oraz alkohol benzylowy, występujący w perfumach i środkach znieczulających miejscowo.15,16,17,18 Lotne związki organiczne (LZO) w laboratorium spektrometrii masowej znacznie różnią się od oczekiwanych w innych obszarach, ponieważ jest to jedyny oceniany obszar niekliniczny. Podczas gdy obecne są niektóre monoterpeny, bardziej jednorodna grupa związków dzieli ten obszar z innymi związkami (2,2,2-trifluoro-N-metylo-acetamid, pirydyna, rozgałęziony undekan, 2-pentylofuran, etylobenzen, furfural, etyloanisat). ), ortoksylen, meta-ksylen, izopropanol i 3-karen), w tym węglowodory aromatyczne i alkohole. Niektóre z tych LZO mogą być wtórne w stosunku do substancji chemicznych stosowanych w laboratorium, które składa się z siedmiu systemów spektrometrii masowej działających w trybach TD i wtrysku cieczy.
W przypadku PLS-DA zaobserwowano silne rozdzielenie próbek powietrza w pomieszczeniach i oddechu, spowodowane przez 62 ze 113 wykrytych LZO. W powietrzu w pomieszczeniach te LZO są egzogenne i obejmują ftalan diizopropylu, benzofenon, acetofenon i alkohol benzylowy, które są powszechnie stosowane w plastyfikatorach i substancjach zapachowych19,20,21,22 – te ostatnie można znaleźć w produktach czyszczących16. Substancje chemiczne znajdujące się w wydychanym powietrzu są mieszaniną endogennych i egzogennych LZO. Endogenne LZO składają się głównie z rozgałęzionych alkanów, które są produktami ubocznymi peroksydacji lipidów23, oraz izoprenu, produktu ubocznego syntezy cholesterolu24. Egzogenne LZO obejmują monoterpeny, takie jak beta-pinen i D-limonen, których pochodzenie można prześledzić do olejków eterycznych z cytrusów (również szeroko stosowanych w produktach czyszczących) i konserwantów żywności13,25. 1-propanol może być endogenny, powstający w wyniku rozpadu aminokwasów, lub egzogenny, obecny w środkach dezynfekujących26. W porównaniu z oddychaniem powietrzem w pomieszczeniach, stwierdza się wyższe poziomy lotnych związków organicznych, z których niektóre zidentyfikowano jako potencjalne biomarkery chorób. Wykazano, że etylobenzen jest potencjalnym biomarkerem wielu chorób układu oddechowego, w tym raka płuc, POChP27 i zwłóknienia płuc28. W porównaniu z pacjentami bez raka płuc, poziomy N-dodekanu i ksylenu również stwierdzono w wyższych stężeniach u pacjentów z rakiem płuc29, a metacymol u pacjentów z aktywnym wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego30. Zatem, nawet jeśli różnice w powietrzu w pomieszczeniach nie wpływają na ogólny profil oddychania, mogą wpływać na określone poziomy LZO, dlatego monitorowanie powietrza tła w pomieszczeniach może być nadal istotne.
Zaobserwowano również rozbieżność między próbkami powietrza w pomieszczeniach pobranymi rano i po południu. Głównymi cechami próbek porannych są rozgałęzione alkany, które często występują egzogennie w produktach czyszczących i woskach31. Można to wyjaśnić faktem, że wszystkie cztery pomieszczenia kliniczne objęte niniejszym badaniem zostały oczyszczone przed pobraniem próbek powietrza. Wszystkie obszary kliniczne są oddzielone różnymi lotnymi związkami organicznymi (LZO), więc rozbieżności tej nie można przypisać czyszczeniu. W porównaniu z próbkami porannymi, próbki popołudniowe wykazały generalnie wyższe poziomy mieszaniny alkoholi, węglowodorów, estrów, ketonów i aldehydów. Zarówno 1-propanol, jak i fenol można znaleźć w środkach dezynfekujących26,32, co jest spodziewane, biorąc pod uwagę regularne czyszczenie całego obszaru klinicznego w ciągu dnia. Oddech jest pobierany tylko rano. Wynika to z wielu innych czynników, które mogą wpływać na poziom lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu w ciągu dnia, na co nie można mieć wpływu. Należą do nich spożycie napojów i jedzenia33,34 oraz różny poziom aktywności fizycznej35,36 przed pobraniem próbek oddechu.
Analiza LZO pozostaje w czołówce rozwoju diagnostyki nieinwazyjnej. Standaryzacja pobierania próbek pozostaje wyzwaniem, ale nasza analiza jednoznacznie wykazała brak istotnych różnic między próbkami oddechu pobranymi w różnych lokalizacjach. W niniejszym badaniu wykazaliśmy, że zawartość lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń zależy od lokalizacji i pory dnia. Jednak nasze wyniki pokazują również, że nie wpływa to znacząco na rozkład lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu, co sugeruje, że pobieranie próbek oddechu można wykonywać w różnych lokalizacjach bez znaczącego wpływu na wyniki. Preferowane jest uwzględnienie wielu lokalizacji i duplikowanie pobrań próbek w dłuższych okresach. Wreszcie, separacja powietrza wewnątrz pomieszczeń z różnych lokalizacji i brak separacji w wydychanym powietrzu wyraźnie pokazują, że miejsce pobierania próbek nie wpływa znacząco na skład ludzkiego oddechu. Jest to zachęcające dla badań nad analizą oddechu, ponieważ eliminuje potencjalny czynnik zakłócający w standaryzacji zbierania danych dotyczących oddechu. Chociaż wszystkie wzorce oddechu od jednej osoby stanowiły ograniczenie naszego badania, może to zmniejszyć różnice w innych czynnikach zakłócających, na które wpływa ludzkie zachowanie. Projekty badawcze jednodyscyplinarne były wcześniej z powodzeniem wykorzystywane w wielu badaniach37. Jednak, aby wyciągnąć jednoznaczne wnioski, konieczna jest dalsza analiza. Nadal zaleca się rutynowe pobieranie próbek powietrza w pomieszczeniach, a także pobieranie próbek oddechu w celu wykluczenia związków egzogennych i identyfikacji konkretnych zanieczyszczeń. Zalecamy wyeliminowanie alkoholu izopropylowego ze względu na jego powszechność w produktach czyszczących, zwłaszcza w placówkach opieki zdrowotnej. Niniejsze badanie było ograniczone liczbą próbek oddechu pobranych w każdej lokalizacji i konieczne są dalsze prace z większą liczbą próbek oddechu, aby potwierdzić, że skład ludzkiego oddechu nie wpływa znacząco na kontekst, w którym próbki są pobierane. Ponadto nie zebrano danych dotyczących wilgotności względnej (RH) i chociaż zdajemy sobie sprawę, że różnice w RH mogą wpływać na dystrybucję LZO, wyzwania logistyczne zarówno w zakresie kontroli RH, jak i gromadzenia danych RH są istotne w badaniach na dużą skalę.
Podsumowując, nasze badanie pokazuje, że zawartość LZO w powietrzu w pomieszczeniach zmienia się w zależności od miejsca i czasu, ale nie wydaje się to dotyczyć próbek oddechu. Ze względu na niewielką liczebność próby nie jest możliwe wyciągnięcie ostatecznych wniosków na temat wpływu powietrza w pomieszczeniach na pobieranie próbek oddechu i konieczne są dalsze analizy. Dlatego zaleca się pobieranie próbek powietrza w pomieszczeniach podczas oddychania w celu wykrycia potencjalnych zanieczyszczeń, LZO.
Eksperyment odbył się przez 10 kolejnych dni roboczych w szpitalu St Mary's w Londynie w lutym 2020 roku. Każdego dnia pobierano dwie próbki oddechu i cztery próbki powietrza w pomieszczeniach z każdej z pięciu lokalizacji, co łącznie dało 300 próbek. Wszystkie metody przeprowadzono zgodnie z odpowiednimi wytycznymi i przepisami. Temperatura we wszystkich pięciu strefach poboru próbek utrzymywana była na poziomie 25°C.
Do poboru próbek powietrza wewnętrznego wybrano pięć lokalizacji: Laboratorium Aparatury Spektrometrii Masowej, Ambulatorium Chirurgiczne, Sala Operacyjna, Strefa Badań, Strefa Badań Endoskopowych oraz Sala Badań Klinicznych. Każdy region został wybrany, ponieważ nasz zespół badawczy często korzysta z nich w celu rekrutacji uczestników do analizy oddechu.
Próbki powietrza w pomieszczeniu pobierano przez obojętne, powlekane probówki Tenax TA/Carbograph do desorpcji termicznej (TD) (Markes International Ltd, Llantrisan, Wielka Brytania) z przepływem 250 ml/min przez 2 minuty, przy użyciu pompy do pobierania próbek powietrza firmy SKC Ltd., łącznie. Trudność: Do każdej probówki TD wlać 500 ml powietrza z otoczenia. Następnie probówki zamknięto mosiężnymi nakrętkami w celu transportu z powrotem do laboratorium spektrometrii mas. Próbki powietrza w pomieszczeniach pobierano kolejno w każdej lokalizacji, codziennie w godzinach od 9:00 do 11:00 oraz ponownie od 15:00 do 17:00. Próbki pobierano w dwóch powtórzeniach.
Pobrano próbki oddechu od poszczególnych osób poddanych badaniu powietrza w pomieszczeniach. Pobieranie próbek oddechu przeprowadzono zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez Komisję ds. etyki badań naukowych NHS Health Research Authority – London – Camden & Kings Cross (numer referencyjny 14/LO/1136). Pobieranie próbek oddechu przeprowadzono zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez Komisję ds. etyki badań naukowych NHS Health Research Authority – London – Camden & Kings Cross (numer referencyjny 14/LO/1136). Процесс отбора проб дыхания проводился в соответствии с протоколом, одобренным Управлением медицинских isследований NHS — Londyn — Centrum handlowe Camden & Kings Cross (ссылка 14/LO/1136). Proces pobierania próbek oddechu przeprowadzono zgodnie z protokołem zatwierdzonym przez Komisję ds. etyki badań naukowych NHS Medical Research Authority – Londyn – Camden & Kings Cross (nr ref. 14/LO/1136).Procedura pobierania próbek oddechu została przeprowadzona zgodnie z protokołami zatwierdzonymi przez NHS-London-Camden Medical Research Agency i King's Cross Research Ethics Committee (ref 14/LO/1136). Badacz wyraził świadomą pisemną zgodę. Dla celów normalizacji badacze nie jedli ani nie pili od północy poprzedniej nocy. Oddech został pobrany przy użyciu wykonanego na zamówienie jednorazowego woreczka Nalophan™ (PET politereftalan etylenu) o pojemności 1000 ml i strzykawki polipropylenowej używanej jako szczelny ustnik, jak wcześniej opisali Belluomo i in. Wykazano, że Nalofan jest doskonałym medium do przechowywania próbek oddechowych ze względu na swoją obojętność i zdolność do zapewnienia stabilności związku przez okres do 12 godzin38. Pozostając w tej pozycji przez co najmniej 10 minut, badający wydycha powietrze do woreczka na próbkę podczas normalnego, spokojnego oddychania. Po napełnieniu do maksymalnej objętości woreczek jest zamykany tłokiem strzykawki. Podobnie jak w przypadku pobierania próbek powietrza w pomieszczeniach, należy użyć pompki do pobierania próbek powietrza firmy SKC Ltd. przez 10 minut, aby pobrać powietrze z worka przez rurkę TD: podłącz igłę o dużej średnicy bez filtra do pompki powietrza na drugim końcu rurki TD, przechodząc przez plastikowe rurki i SKC. Wykonaj akupunkturę worka i wdychaj powietrze z szybkością 250 ml/min przez każdą rurkę TD przez 2 minuty, wprowadzając łącznie 500 ml powietrza do każdej rurki TD. Próbki ponownie pobrano w dwóch powtórzeniach, aby zminimalizować zmienność próbek. Próbki powietrza pobiera się tylko rano.
Probówki TD czyszczono za pomocą urządzenia do kondycjonowania probówek TD TC-20 (Markes International Ltd, Llantrisant, Wielka Brytania) przez 40 minut w temperaturze 330°C przy przepływie azotu 50 ml/min. Wszystkie próbki analizowano w ciągu 48 godzin od pobrania przy użyciu GC-TOF-MS. Analizator GC Agilent Technologies 7890A połączono z zestawem do desorpcji termicznej TD100-xr i spektrometrem BenchTOF Select MS (Markes International Ltd, Llantrisan, Wielka Brytania). Probówka TD była wstępnie przepłukiwana przez 1 minutę przy przepływie 50 ml/min. Desorpcję wstępną prowadzono w temperaturze 250°C przez 5 minut przy przepływie helu 50 ml/min w celu desorpcji LZO na wymrażarkę (Material Emissions, Markes International, Llantrisant, Wielka Brytania) w trybie dzielonym (1:10) w temperaturze 25°C. Desorpcję w pułapce zimnej (wtórnej) wykonywano w temperaturze 250°C (z ogrzewaniem balistycznym 60°C/s) przez 3 minuty przy szybkości przepływu He wynoszącej 5,7 ml/min, a temperatura ścieżki przepływu do GC była stale podgrzewana do 200°С. Kolumna była kolumną Mega WAX-HT (20 m×0,18 mm×0,18 μm, Chromalytic, Hampshire, USA). Szybkość przepływu kolumny ustawiono na 0,7 ml/min. Temperaturę pieca ustawiono najpierw na 35°C na 1,9 minuty, a następnie podniesiono do 240°C (20°C/min, utrzymywanie przez 2 minuty). Linia transmisyjna MS była utrzymywana w temperaturze 260°C, a źródło jonów (uderzenie elektronów 70 eV) również w 260°C. Analizator MS ustawiono na rejestrowanie od 30 do 597 m/s. Desorpcję w wymrażarce (bez probówki TD) oraz desorpcję w kondycjonowanej, czystej probówce TD wykonywano na początku i na końcu każdego cyklu testu, aby upewnić się, że nie wystąpią efekty przeniesienia. Tę samą analizę ślepą wykonano bezpośrednio przed i bezpośrednio po desorpcji próbek oddechu, aby zapewnić ciągłą analizę próbek bez konieczności regulacji TD.
Po wizualnej inspekcji chromatogramów, pliki danych surowych zostały przeanalizowane za pomocą oprogramowania Chromspace® (Sepsolve Analytical Ltd.). Związki będące przedmiotem zainteresowania zidentyfikowano na podstawie reprezentatywnych próbek wydychanego powietrza i powietrza w pomieszczeniu. Adnotacja oparta na widmie masowym LZO i wskaźniku retencji z wykorzystaniem biblioteki widm masowych NIST 2017. Wskaźniki retencji obliczono, analizując mieszaninę alkanów (nC8-nC40, 500 μg/ml w dichlorometanie, Merck, USA) o objętości 1 μl, dodaną do trzech kondycjonowanych probówek TD za pomocą zestawu do ładowania roztworu kalibracyjnego i analizowaną w tych samych warunkach TD-GC–MS. Z listy surowych związków do analizy pozostawiono tylko te, dla których współczynnik dopasowania odwrotnego > 800. Wskaźniki retencji obliczono, analizując mieszaninę alkanów (nC8-nC40, 500 μg/ml w dichlorometanie, Merck, USA) o objętości 1 μl, dodaną do trzech kondycjonowanych probówek TD za pomocą zestawu do ładowania roztworu kalibracyjnego i analizowaną w tych samych warunkach TD-GC–MS. Z listy surowych związków do analizy pozostawiono tylko te, dla których współczynnik dopasowania odwrotnego > 800.Wskaźniki retencji obliczono, analizując 1 µl mieszaniny alkanów (nC8-nC40, 500 µg/ml w dichlorometanie, Merck, USA) w trzech kondycjonowanych probówkach TD, stosując jednostkę ładującą roztwór kalibracyjny, i analizując w tych samych warunkach TD-GC-MS.i из исходного списка соединений для анализа были оставлены только соединения с коэффициентом обратного совпадения > 800. a z oryginalnej listy związków do analizy wybrano tylko te, dla których współczynnik dopasowania odwrotnego był > 800.通过分析烷烃混合物（nC8-nC40, 500 μg/mL在二氯甲烷中，Merck，USA）计算保留指数，通过校准溶液加载装置将1 μL加标到三个调节过的TD 管上,并在相同的TD-GC-MS 条件下进行分析并且从原始化合物列表中,仅保留反向匹配因子> 800的化合物进行分析。通过 分析 烷烃 （（nc8-nc40，500 μg/ml 在 中 ， ， merck ， USA） 保留 指数 ， 通过 校准 加载装置 将 1 μl 到 三 调节 过 的 的 管 , 并 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 800的化合物进行分析。Wskaźniki retencji obliczono poprzez analizę mieszaniny alkanów (nC8-nC40, 500 μg/ml w dichlorometanie, Merck, USA), 1 μl dodano do trzech kondycjonowanych probówek TD poprzez kalibrację podajnika roztworów i dodano tam.выполненных в тех условиях TD-GC-MS i исходного списка соединений, для анализа были оставлены только соединения с коэффициентом обратного соответствия > 800. przeprowadzono w tych samych warunkach TD-GC-MS, a z oryginalnej listy związków do analizy wybrano tylko związki o odwrotnym współczynniku dopasowania > 800.Usuwane są również tlen, argon, dwutlenek węgla i siloksany. Na koniec wykluczono również wszystkie związki, dla których stosunek sygnału do szumu wynosił < 3. Na koniec wykluczono również wszystkie związki, dla których stosunek sygnału do szumu wynosił < 3. Наконец, любые соединения с отношением сигнал/шум <3 также были исключены. Na koniec wykluczono również wszystkie związki, których stosunek sygnału do szumu wynosił <3.最后，还排除了信噪比< 3 的任何化合物。最后，还排除了信噪比< 3 的任何化合物。 Наконец, любые соединения с отношением сигнал/шум <3 также были исключены. Na koniec wykluczono również wszystkie związki, których stosunek sygnału do szumu wynosił <3.Następnie, wykorzystując powstałą listę związków, wyodrębniono względną liczebność każdego związku ze wszystkich plików danych. W porównaniu z wynikami NIST 2017, w próbkach wydychanego powietrza zidentyfikowano 117 związków. Selekcję przeprowadzono przy użyciu oprogramowania MATLAB R2018b (wersja 9.5) i Gavin Beta 3.0. Po dalszej analizie danych, 4 kolejne związki wykluczono poprzez wizualną inspekcję chromatogramów, pozostawiając 113 związków do uwzględnienia w dalszej analizie. Obfitość tych związków uzyskano ze wszystkich 294 próbek, które zostały pomyślnie przetworzone. Sześć próbek usunięto z powodu niskiej jakości danych (nieszczelne rurki TD). W pozostałych zbiorach danych, w celu oceny powtarzalności, obliczono jednostronne korelacje Pearsona dla 113 lotnych związków organicznych (LZO) w próbkach z powtarzanymi pomiarami. Współczynnik korelacji wynosił 0,990 ± 0,016, a wartość p wynosiła 2,00 × 10–46 ± 2,41 × 10–45 (średnia arytmetyczna ± odchylenie standardowe).
Wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono w środowisku R w wersji 4.0.2 (R Foundation for Statistical Computing, Wiedeń, Austria). Dane i kod użyte do analizy i generowania danych są publicznie dostępne w serwisie GitHub (https://github.com/simonezuffa/Manuscript_Breath). Zintegrowane piki zostały najpierw przekształcone logarytmicznie, a następnie znormalizowane za pomocą normalizacji powierzchni całkowitej. Próbki z powtarzanymi pomiarami zostały zwinięte do wartości średniej. Pakiety „ropls” i „mixOmics” służą do tworzenia nienadzorowanych modeli PCA oraz nadzorowanych modeli PLS-DA. PCA pozwala zidentyfikować 9 wartości odstających w próbce. Pierwotna próbka oddechu została zgrupowana z próbką powietrza w pomieszczeniu i dlatego została uznana za pustą probówkę ze względu na błąd próbkowania. Pozostałe 8 próbek to próbki powietrza w pomieszczeniu zawierające 1,1′-bifenyl, 3-metylo. Dalsze testy wykazały, że wszystkie 8 próbek charakteryzowało się znacznie niższą produkcją LZO w porównaniu z pozostałymi próbkami, co sugeruje, że emisje te były spowodowane błędem ludzkim podczas ładowania probówek. Separację lokalizacji przetestowano w PCA za pomocą PERMANOVA z pakietu wegańskiego. PERMANOVA pozwala na identyfikację podziału grup na podstawie centroidów. Metoda ta była już wcześniej stosowana w podobnych badaniach metabolomicznych39,40,41. Pakiet ropls służy do oceny istotności modeli PLS-DA z wykorzystaniem losowej siedmiokrotnej walidacji krzyżowej i 999 permutacji. Związki posiadające wynik projekcji zmiennej ważności (VIP) > 1 uznano za istotne dla klasyfikacji i pozostawiono jako istotne. Związki posiadające wynik projekcji zmiennej ważności (VIP) > 1 uznano za istotne dla klasyfikacji i pozostawiono jako istotne. Соединения с показателем проекции переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классификации и сохранялись как значимые. Związki o zmiennym wyniku projekcji ważności (VIP) > 1 uznano za kwalifikujące się do klasyfikacji i uznano za istotne.具有可变重要性投影(VIP) 分数> 1 的化合物被认为与分类相关并保留为显着。具有可变重要性投影(VIP) 分数> 1 Соединения с оценкой переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классификации и оставались значимыми. Związki, których wartość wskaźnika zmiennego znaczenia (VIP) > 1 została uznana za kwalifikującą się do klasyfikacji i pozostała istotna.Obciążenia z modelu PLS-DA zostały również wyodrębnione w celu określenia wkładu grup. Zawartość lotnych związków organicznych (LZO) dla danej lokalizacji została określona na podstawie konsensusu sparowanych modeli PLS-DA. Aby to zrobić, profile lotnych związków organicznych (LZO) we wszystkich lokalizacjach porównano ze sobą i jeśli LZO z VIP > 1 było stale istotne w modelach i przypisane do tej samej lokalizacji, uznawano je za specyficzne dla danej lokalizacji. Aby to zrobić, profile lotnych związków organicznych (LZO) we wszystkich lokalizacjach porównano ze sobą i jeśli LZO z VIP > 1 było stale istotne w modelach i przypisane do tej samej lokalizacji, uznawano je za specyficzne dla danej lokalizacji. Для этого профили ЛОС всех местоположений были проверены друг против друга, и если ЛОС с VIP> 1 был постоянно значимым в моделях и относился к одному i тому же месту, тогда он считался специфичным для местоположения. Aby to zrobić, profile VOC wszystkich lokalizacji porównano ze sobą i jeśli VOC z VIP > 1 był stale istotny w modelach i odnosił się do tej samej lokalizacji, wówczas uznawano go za specyficzny dla danej lokalizacji.为此，对所有位置的VOC 配置文件进行了相互测试，如果VIP > 1 的VOC在模型中始终显着并归因于同一位置，则将其视为特定位置。为 此 ， 对 所有 的 的 voc 配置 文件 了 相互 测试 ， 如果 vip> 1 的 voc 在 中 始终 显着 并归因 于 一 位置 ， 将 其 视为 特定。。。 位置 位置 位置 位置 位置 位置 位置 位置位置 位置 位置 位置С этой целью профили ЛОС во всех местоположениях были сопоставлены друг с другом, и ЛОС с VIP> 1 считался зависящим от местоположения, если он был постоянно значимым в модели i относился к одному и тому же местоположению. W tym celu profile VOC we wszystkich lokalizacjach porównano ze sobą, a profil VOC z VIP > 1 uznano za zależny od lokalizacji, jeśli był on istotny statystycznie w modelu i odnosił się do tej samej lokalizacji.Porównanie próbek wydychanego powietrza i powietrza w pomieszczeniu przeprowadzono tylko dla próbek pobranych rano, ponieważ po południu nie pobrano żadnych próbek wydychanego powietrza. Do analizy jednowymiarowej zastosowano test Wilcoxona, a współczynnik fałszywych odkryć obliczono za pomocą poprawki Benjaminiego-Hochberga.
Zestawy danych wygenerowane i przeanalizowane w trakcie niniejszego badania są dostępne u ich autorów na uzasadnione żądanie.
Oman, A. i in. Substancje lotne u ludzi: lotne związki organiczne (LZO) w wydychanym powietrzu, wydzielinach skórnych, moczu, kale i ślinie. J. Breath res. 8(3), 034001 (2014).
Belluomo, I. i in. Spektrometria mas z selektywnym prądem jonowym do ukierunkowanej analizy lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu. Protokół krajowy. 16(7), 3419–3438 (2021).
Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR i Romano, A. Dokładność i wyzwania metodologiczne testów wydychanego powietrza na podstawie lotnych związków organicznych w diagnostyce raka. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR i Romano, A. Dokładność i wyzwania metodologiczne testów wydychanego powietrza opartych na lotnych związkach organicznych w diagnostyce raka.Khanna, GB, Boshire, PR, Markar, SR. i Romano, A. Dokładność i problemy metodologiczne testów powietrza wylotowego na podstawie lotnych związków organicznych w diagnostyce raka. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR i Romano, A.基于挥发性有机化合物的呼出气测试在癌症诊断中的准确性和方法学挑战. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR i Romano, A. Dokładność i wyzwania metodologiczne w diagnostyce nowotworów na podstawie lotnych związków organicznych.Khanna, GB, Boshire, PR, Markar, SR. i Romano, A. Dokładność i problemy metodologiczne badania oddechu na obecność lotnych związków organicznych w diagnostyce raka.JAMA Oncol. 5(1), e182815 (2019).
Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. i Hanna, GB Zmienność poziomów lotnych gazów śladowych w trzech środowiskach szpitalnych: implikacje dla klinicznych badań oddechu. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. i Hanna, GB Zmienność poziomów lotnych gazów śladowych w trzech środowiskach szpitalnych: implikacje dla klinicznych badań oddechu.Boshear, PR, Kushnir, JR, Priest, OH, Marchin, N. i Khanna, GB. Różnice w poziomach lotnych gazów śladowych w trzech warunkach szpitalnych: znaczenie dla klinicznych badań oddechu. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. i Hanna, GB三种医院环境中挥发性微量气体水平的变化:对临床呼气测试的影响. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. i Hanna, GBBoshear, PR, Kushnir, JR, Priest, OH, Marchin, N. i Khanna, GB. Zmiany w poziomach lotnych gazów śladowych w trzech placówkach szpitalnych: znaczenie dla klinicznych badań oddechu.J. Religious Res. 4(3), 031001 (2010).
Trefz, P. i in. Monitorowanie gazów oddechowych w czasie rzeczywistym i w sposób ciągły w warunkach klinicznych z wykorzystaniem spektrometrii masowej z analizą czasu przelotu reakcji przeniesienia protonu. odbyt. Chemiczny. 85(21), 10321-10329 (2013).
Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM i Sánchez, JM Stężenia gazów w wydychanym powietrzu odzwierciedlają narażenie na sewofluran i alkohol izopropylowy w środowisku szpitalnym w warunkach innych niż zawodowe. Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM i Sánchez, JM Stężenia gazów w wydychanym powietrzu odzwierciedlają narażenie na sewofluran i alkohol izopropylowy w środowisku szpitalnym w warunkach innych niż zawodowe.Castellanos, M., Xifra, G., Fernandez-Real, JM i Sanchez, JM Stężenia wydychanego gazu odzwierciedlają narażenie na sewofluran i alkohol izopropylowy w środowisku szpitalnym w środowisku niezwiązanym z pracą. Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM i Sánchez, JM呼吸气体浓度反映了在非职业条件下的医院环境中暴露于七氟醚和异丙醇。 Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM i Sánchez, JMCastellanos, M., Xifra, G., Fernandez-Real, JM i Sanchez, JM Stężenia gazów w drogach oddechowych odzwierciedlają narażenie na sewofluran i izopropanol w warunkach szpitalnych w środowisku niemedycznym.J. Breath res. 10(1), 016001 (2016).
Markar SR i wsp. Ocena nieinwazyjnych testów oddechowych w diagnostyce raka przełyku i żołądka. JAMA Oncol. 4(7), 970-976 (2018).
Salman, D. i in. Zmienność lotnych związków organicznych w powietrzu wewnątrz pomieszczeń w warunkach klinicznych. J. Breath res. 16(1), 016005 (2021).
Phillips, M. i in. Markery lotnego oddechu w raku piersi. Breast J. 9 (3), 184–191 (2003).
Phillips, M., Greenberg, J. i Sabas, M. Gradient pęcherzykowy pentanu w normalnym oddechu człowieka. Phillips, M., Greenberg, J. i Sabas, M. Gradient pęcherzykowy pentanu w normalnym oddechu człowieka.Phillips M, Greenberg J i Sabas M. Gradient pęcherzykowy pentanu w normalnym oddychaniu człowieka. Phillips, M., Greenberg, J. & Sabas, M. 正常人呼吸中戊烷的肺泡梯度. Phillips, M., Greenberg, J. i Sabas, M.Phillips M, Greenberg J i Sabas M. Pęcherzykowe gradienty pentanu w normalnym oddychaniu człowieka.wolne rodniki. zbiornik magazynowy. 20(5), 333–337 (1994).
Harshman SV i in. Charakterystyka standaryzowanego pobierania próbek oddechu do użytku w terenie. J. Breath res. 14(1), 016009 (2019).
Maurer, F. i in. Pomiar zanieczyszczeń powietrza w wydychanym powietrzu poprzez płukanie otoczenia. J. Breath res. 8(2), 027107 (2014).
Salehi, B. i in. Potencjał terapeutyczny alfa- i beta-pinenu: cudowny dar natury. Biomolecules 9 (11), 738 (2019).
Panel informacyjny CompTox dotyczący substancji chemicznych – alkohol benzylowy. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID5020152#chemical-functional-use (dostęp: 22 września 2021 r.).
Alfa Aesar – L03292 Alkohol benzylowy, 99%. https://www.alfa.com/en/catalog/L03292/ (dostęp: 22 września 2021 r.).
Good Scents Company – Alkohol benzylowy. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1001652.html (dostęp: 22 września 2021 r.).
Panel chemiczny CompTox obejmuje ftalan diizopropylu. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID2040731 (dostęp: 22 września 2021 r.).
Ludzie, Grupa Robocza IARC ds. Oceny Ryzyka Rakotwórczego. Benzofenon.: Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (2013).
Good Scents Company – Acetophenon. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1000131.html#tooccur (dostęp: 22 września 2021 r.).
Van Gossum, A. i Decuyper, J. Alkany oddechowe jako wskaźnik peroksydacji lipidów. Van Gossum, A. i Decuyper, J. Alkany oddechowe jako wskaźnik peroksydacji lipidów.Van Gossum, A. i Dekuyper, J. Oddychanie alkanne jako wskaźnik peroksydacji lipidów. Van Gossum, A. i Decuyper, J. Breath 烷烃作为脂质过氧化的指标. Van Gossum, A. i Decuyper, J. Alkany oddechowe jako wskaźnik 脂质过过化的的剧情.Van Gossum, A. i Dekuyper, J. Oddychanie alkanne jako wskaźnik peroksydacji lipidów.EURO. Czasopismo krajowe 2(8), 787–791 (1989).
Salerno-Kennedy, R. i Cashman, KD Potencjalne zastosowania izoprenu oddechowego jako biomarkera w medycynie współczesnej: zwięzły przegląd. Salerno-Kennedy, R. i Cashman, KD Potencjalne zastosowania izoprenu oddechowego jako biomarkera w medycynie współczesnej: zwięzły przegląd. Salerno-Kennedy, R. i Cashman, KDMożliwe zastosowania izoprenu w oddychaniu jako biomarkera we współczesnej medycynie: krótki przegląd. Salerno-Kennedy, R. & Cashman, KD Numer seryjny Salerno-Kennedy, R. i Cashman, KDSalerno-Kennedy, R. i Cashman, KD Potencjalne zastosowania izoprenu oddechowego jako biomarkera w nowoczesnej medycynie: krótki przegląd.Wien Klin Wochenschr 117 (5–6), 180–186 (2005).
Kureas M. i in. Celowana analiza lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu jest wykorzystywana do różnicowania raka płuc od innych chorób płuc oraz u osób zdrowych. Metabolites 10(8), 317 (2020).
Czas publikacji: 28.09.2022