Kiitos käynnistäsi Nature.com-sivustolla. Käyttämäsi selainversio tukee CSS:ää rajoitetusti. Parhaan käyttökokemuksen saavuttamiseksi suosittelemme käyttämään päivitettyä selainta (tai poistamaan yhteensopivuustilan käytöstä Internet Explorerissa). Sillä välin tuen jatkuvuuden varmistamiseksi renderöimme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
Kiinnostus haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) analysointiin uloshengitysilmassa on kasvanut viimeisten kahden vuosikymmenen aikana. Epävarmuustekijöitä on edelleen näytteenoton normalisoinnissa ja siinä, vaikuttavatko sisäilman haihtuvat orgaaniset yhdisteet uloshengitysilman haihtuvien orgaanisten yhdisteiden käyrään. Arvioida sisäilman haihtuvia orgaanisia yhdisteitä rutiininomaisissa hengitysnäytteenottopaikoissa sairaalaympäristössä ja selvittää, vaikuttaako tämä hengitysilman koostumukseen. Toinen tavoite oli tutkia haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuden päivittäisiä vaihteluita sisäilmassa. Sisäilmaa kerättiin viidestä paikasta aamulla ja iltapäivällä näytteenottopumpulla ja lämpödesorptioputkella (TD). Hengitysnäytteet kerättiin vain aamulla. TD-putket analysoitiin kaasukromatografialla yhdistettynä lentoaikamassaspektrometriaan (GC-TOF-MS). Kerätyistä näytteistä tunnistettiin yhteensä 113 VOC-yhdistettä. Monimuuttuja-analyysi osoitti selkeän eron hengitys- ja huoneilman välillä. Sisäilman koostumus muuttuu päivän aikana, ja eri paikoissa on tiettyjä VOC-yhdisteitä, jotka eivät vaikuta hengitysprofiiliin. Hengityksissä ei havaittu eroa sijainnin perusteella, mikä viittaa siihen, että näytteenotto voidaan tehdä eri paikoista vaikuttamatta tuloksiin.
Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) ovat hiilipohjaisia yhdisteitä, jotka ovat kaasumaisia huoneenlämmössä ja ovat monien endogeenisten ja eksogeenisten prosessien lopputuotteita1. Tutkijat ovat olleet vuosikymmenten ajan kiinnostuneita VOC-yhdisteistä, koska ne voivat toimia ei-invasiivisina biomarkkereina ihmisen sairauksille. Hengitysnäytteiden keräämisen ja analysoinnin standardointiin liittyy kuitenkin edelleen epävarmuutta.
Hengitysanalyysin standardoinnin keskeinen alue on sisäilman tausta-VOC-yhdisteiden mahdollinen vaikutus. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että sisäilman VOC-yhdisteiden taustapitoisuudet vaikuttavat uloshengitysilman VOC-pitoisuuksiin3. Boshier ym. Vuonna 2010 käytettiin valikoitua ionivirtausmassaspektrometriaa (SIFT-MS) seitsemän haihtuvan orgaanisen yhdisteen pitoisuuksien tutkimiseen kolmessa kliinisessä ympäristössä. Kolmella alueella tunnistettiin ympäristössä eri pitoisuuksia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, mikä puolestaan antoi ohjeita laajalle levinneiden sisäilmassa olevien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kyvystä käyttää niitä tautien biomarkkereina. Vuonna 2013 Trefz ym. Leikkaussalin ilmaa ja sairaalahenkilökunnan hengitysmalleja seurattiin myös työpäivän aikana. He havaitsivat, että eksogeenisten yhdisteiden, kuten sevofluraanin, pitoisuudet sekä huoneilmassa että uloshengitysilmassa nousivat 5-kertaisesti työpäivän loppuun mennessä, mikä herättää kysymyksiä siitä, milloin ja missä potilailta tulisi ottaa näytteet hengitysanalyysiä varten, jotta tällaisten sekoittavien tekijöiden ongelma voidaan minimoida. Tämä korreloi Castellanos ym. tutkimuksen kanssa. Vuonna 2016 he löysivät sevofluraania sairaalahenkilökunnan hengityksestä, mutta eivät sairaalan ulkopuolisen henkilökunnan hengityksestä. Vuonna 2018 Markar ym. pyrkivät osoittamaan sisäilman koostumuksen muutosten vaikutusta hengitysanalyysiin osana tutkimustaan, jossa arvioitiin uloshengitysilman diagnostista kykyä ruokatorven syövässä7. Käyttäen teräksistä vastakeuhkoa ja SIFT-MS:ää näytteenoton aikana he tunnistivat sisäilmasta kahdeksan haihtuvaa orgaanista yhdistettä, jotka vaihtelivat merkittävästi näytteenottopaikan mukaan. Näitä VOC-yhdisteitä ei kuitenkaan sisällytetty heidän viimeisen hengityksen VOC-diagnostiikkamalliinsa, joten niiden vaikutus mitätöitiin. Vuonna 2021 Salman ym. tekivät tutkimuksen, jossa seurattiin VOC-pitoisuuksia kolmessa sairaalassa 27 kuukauden ajan. He tunnistivat 17 VOC-yhdistettä kausiluonteisiksi erottimiksi ja ehdottivat, että kriittisen 3 µg/m3:n tason ylittäviä uloshengitysilmapitoisuuksia pidetään epätodennäköisinä tausta-VOC-saasteen seurauksena8.
Kynnystasojen asettamisen tai eksogeenisten yhdisteiden täydellisen poissulkemisen lisäksi vaihtoehtoja tämän taustavaihtelun eliminoimiseksi ovat paritettujen huoneilmanäytteiden kerääminen samanaikaisesti uloshengitysilmanäytteenoton kanssa, jotta hengitettävässä huoneessa korkeina pitoisuuksina esiintyvien VOC-yhdisteiden pitoisuudet voidaan määrittää. uloshengitysilmasta uutetaan ilma 9. Ilma 9 vähennetään tasosta "alveolaarisen gradientin" aikaansaamiseksi. Siksi positiivinen gradientti osoittaa endogeenisen yhdisteen 10 läsnäoloa. Toinen menetelmä on, että osallistujat hengittävät "puhdistettua" ilmaa, joka on teoriassa vapaa VOC11-epäpuhtauksista. Tämä on kuitenkin hankalaa, aikaa vievää, ja itse laite tuottaa lisää VOC-epäpuhtauksia. Maurer et al.:n tutkimus. Vuonna 2014 synteettistä ilmaa hengittäneet osallistujat vähensivät 39 VOC-yksikköä, mutta lisäsivät 29 VOC-yksikköä verrattuna sisäilman hengittämiseen12. Synteettisen/puhdistetun ilman käyttö rajoittaa myös vakavasti hengitysnäytteenottolaitteiden siirrettävyyttä.
Myös ympäristön VOC-pitoisuuksien odotetaan vaihtelevan päivän aikana, mikä voi edelleen vaikuttaa hengitysnäytteiden standardointiin ja tarkkuuteen.
Massaspektrometrian kehitys, mukaan lukien terminen desorptio yhdistettynä kaasukromatografiaan ja lentoaikamassaspektrometriaan (GC-TOF-MS), on myös tarjonnut vankemman ja luotettavamman menetelmän VOC-analyysiin, joka pystyy havaitsemaan samanaikaisesti satoja VOC-yhdisteitä ja siten syvällisempää analyysia varten. Tämä mahdollistaa huoneilman koostumuksen yksityiskohtaisemman karakterisoinnin ja sen, miten suuret näytteet muuttuvat paikan ja ajan mukaan.
Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli määrittää haihtuvien orgaanisten yhdisteiden vaihtelevat pitoisuudet sisäilmassa yleisissä sairaalaympäristön näytteenottopaikoissa ja miten tämä vaikuttaa uloshengitysilman näytteenottoon. Toissijaisena tavoitteena oli selvittää, oliko sisäilman VOC-yhdisteiden jakautumisessa merkittäviä vuorokauden tai maantieteellisiä vaihteluita.
Hengitysnäytteet sekä vastaavat sisäilmanäytteet kerättiin aamulla viidestä eri paikasta ja analysoitiin GC-TOF-MS-menetelmällä. Kromatogrammista havaittiin ja uutettiin yhteensä 113 VOC-yhdistettä. Toistetut mittaukset konvoloitiin keskiarvon kanssa ennen kuin uutetuille ja normalisoiduille piikkien pinta-aloille tehtiin pääkomponenttianalyysi (PCA) poikkeavien arvojen tunnistamiseksi ja poistamiseksi. Ohjattu analyysi osittaisten pienimpien neliöiden menetelmällä – erotteluanalyysi (PLS-DA) – osoitti sitten selkeän eron hengitys- ja huoneilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (kuva 1). Ohjattu analyysi osittaisten pienimpien neliöiden menetelmällä – erotteluanalyysi (PLS-DA) – osoitti sitten selkeän eron hengitys- ja huoneilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (kuva 1). Затем контролируемый анализ с помощью частичного дискриминантного анализа методом наименьших квадратом наименьших квадрато четкое разделение между образцами дыхания и комнатного воздуха (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (esim. 1). Kontrolloitu analyysi osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysillä (PLS-DA) osoitti sitten selkeän eron hengitys- ja huoneilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (kuva 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㼼Q2Y = 0,96,（0,106.，p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) 昶庐 昤 辐呼吸 室内 空气 样本 的 明显 () () (1)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 Контролируемый анализ с помощью частичного дискриминантного анализа методом наименьших квадратов (PLS-DA) четкое разделение между образцами дыхания и воздуха в помещении (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (rin. Kontrolloitu analyysi osittaisen pienimmän neliösumman erotteluanalyysillä (PLS-DA) osoitti sitten selkeän eron hengitys- ja sisäilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (kuva 1). Ryhmien erottelu perustui 62 eri VOC-yhdisteeseen, joiden muuttuvan tärkeyden projektio (VIP) -pistemäärä oli > 1. Täydellinen luettelo kutakin näytetyyppiä kuvaavista VOC-yhdisteistä ja niiden VIP-pisteistä löytyy lisätaulukosta 1. Ryhmien erottelu perustui 62 eri VOC-yhdisteeseen, joiden muuttuvan tärkeyden projektio (VIP) -pistemäärä oli > 1. Täydellinen luettelo kutakin näytetyyppiä kuvaavista VOC-yhdisteistä ja niiden VIP-pisteistä löytyy lisätaulukosta 1. Разделение на группы было обусловлено 62 различными VOC с оценкой проекции переменной важности, VIP (VIP) > 1. Послопный характеризующих каждый тип образца, и их соответствующие оценки VIP можно найти в дополнительной 1. Ryhmittelyyn perustui 62 erilaista VOC-yhdistettä, joiden muuttuvan tärkeyden ennuste (VIP) -pistemäärä oli > 1. Täydellinen luettelo kutakin näytetyyppiä kuvaavista VOC-yhdisteistä ja niiden VIP-pisteistä löytyy lisätaulukosta 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. Ryhmien erottuminen johtui 62 eri VOC-yhdisteestä, joiden muuttuvan tärkeyden projektiopistemäärä (VIP) oli > 1.Täydellinen luettelo kutakin näytetyyppiä kuvaavista VOC-yhdisteistä ja niiden VIP-pisteistä löytyy lisätaulukosta 1.
Hengitys- ja sisäilmassa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden jakaumat vaihtelevat. PLS-DA-menetelmällä tehdyssä valvotussa analyysissä havaittiin selkeä ero aamulla kerättyjen hengitysilman ja huoneilman VOC-profiilien välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). PLS-DA-menetelmällä tehdyssä valvotussa analyysissä havaittiin selkeä ero aamulla kerättyjen hengitysilman ja huoneilman VOC-profiilien välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). Контролируемый анализ с помощью PLS-DA показал четкое разделение между профилями летучих органиче летучих органиче выдыхаемом воздухе и воздухе в помещении, собранными утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). PLS-DA-kontrolloitu analyysi osoitti selkeän eron aamulla kerättyjen uloshengitysilman ja sisäilman haihtuvien orgaanisten yhdisteiden profiilien välillä (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 曲线明显分督分析显示，早上收集的呼吸和室内空气VOC 曲线明显分督分析显示= 0,96，p < 0,001）.Käytä PLS-DA Контролируемый анализ с использованием PLS-DA показал четкое разделение профилей ЛОС дыхания и воздуниха, воздуниха собранных утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). Kontrolloitu PLS-DA-analyysi osoitti selkeän eron hengitysilman ja aamulla kerätyn sisäilman VOC-profiilien välillä (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001).Toistetut mittaukset pelkistettiin keskiarvoon ennen mallin rakentamista. Ellipsit osoittavat tähdellä merkityn ryhmän 95 %:n luottamusvälit ja keskipisteet.
Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden jakautumisen eroja sisäilmassa aamulla ja iltapäivällä tutkittiin PLS-DA:lla. Malli tunnisti merkittävän eron kahden aikapisteen välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (kuva 2). Malli tunnisti merkittävän eron kahden aikapisteen välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (kuva 2). Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис.). Malli paljasti merkittävän eron kahden aikapisteen välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (kuva 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）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）2（ Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис.). Malli paljasti merkittävän eron kahden aikapisteen välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (kuva 2). Tähän vaikutti 47 VOC-yhdistettä, joiden VIP-pistemäärä oli > 1. Aamunäytteissä korkeimman VIP-pistemäärän saaneisiin VOC-yhdisteisiin kuuluivat useita haarautuneita alkaaneja, oksaalihappo ja heksakosaani, kun taas iltapäivän näytteissä oli enemmän 1-propanolia, fenolia, propaanihappoa, 2-metyyli-, 2-etyyli-3-hydroksiheksyyliesteriä, isopreenia ja nonanaalia. Tähän vaikutti 47 VOC-yhdistettä, joiden VIP-pistemäärä oli > 1. Aamunäytteissä korkeimman VIP-pistemäärän saaneisiin VOC-yhdisteisiin kuuluivat useita haarautuneita alkaaneja, oksaalihappo ja heksakosaani, kun taas iltapäivän näytteissä oli enemmän 1-propanolia, fenolia, propaanihappoa, 2-metyyli-, 2-etyyli-3-hydroksiheksyyliesteriä, isopreenia ja nonanaalia. Это было обусловлено наличием 47 летучих органических соединений с оценкой VIP > 1. ЛОС с самой вонысой характеризующей утренние образцы, включали несколько разветвленных алканов, щавелевую кислоту и гаверизую кислоту и дневные образцы содержали больше 1-пропанола, фенола, пропановой кислоты, 2-метил- , 2-этил-3-гидрок, этил-3-гислоты изопрен и нонаналь. Tämä johtui 47 haihtuvan orgaanisen yhdisteen läsnäolosta, joiden VIP-pistemäärä oli > 1. Aamunäytteiden korkeimman VIP-pistemäärän saaneet VOC-yhdisteet sisälsivät useita haarautuneita alkaaneja, oksaalihappoa ja heksakosaania, kun taas päivänäytteissä oli enemmän 1-propanolia, fenolia, propaanihappoja, 2-metyyli-, 2-etyyli-3-hydroksiheksyylieetteriä, isopreenia ja nonanaalia.这是由47 种VIP 评分> 1 的VOC 驱动的.这是由47 种VIP 评分> 1 的VOC 驱动的. Этому способствуют 47 VOC с оценкой VIP > 1. Tätä helpottaa 47 VOC:ta, joiden VIP-pistemäärä on > 1.Aamunäytteen korkeimmalle VIP-luokitelluista VOC-yhdisteistä olivat erilaiset haarautuneet alkaanit, oksaalihappo ja heksadekaani, kun taas iltapäivän näyte sisälsi enemmän 1-propanolia, fenolia, propionihappoa, 2-metyyli-2-etyyli-3-hydroksiheksyyliesteriä, isopreenia ja nonanaalia.Täydellinen luettelo haihtuvista orgaanisista yhdisteistä (VOC), jotka kuvaavat sisäilman koostumuksen päivittäisiä muutoksia, löytyy lisätaulukosta 2.
VOC-yhdisteiden jakautuminen sisäilmassa vaihtelee päivän aikana. PLS-DA-menetelmällä tehdyssä valvotussa analyysissä havaittiin ero aamulla ja iltapäivällä kerättyjen huoneilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). PLS-DA-menetelmällä tehdyssä valvotussa analyysissä havaittiin ero aamulla ja iltapäivällä kerättyjen huoneilmanäytteiden välillä (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Контролируемый анализ с помощью PLS-DA показал разделение между пробами воздуха в помещении, собранным =Rуднром 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). Kontrolloitu PLS-DA-analyysi osoitti aamulla ja iltapäivällä kerättyjen sisäilmanäytteiden eron (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氼样本之间存在) 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）.Käytä PLS-DA Анализ эпиднадзора с использованием PLS-DA показал разделение проб воздуха внутри помещений, собранных утромY,(R06м,(R) Q2Y = 0,22, p < 0,001). PLS-DA:lla tehdyssä valvonta-analyysissä havaittiin aamulla ja iltapäivällä kerättyjen sisäilmanäytteiden erottelu (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001).Ellipsit osoittavat tähdellä merkityn ryhmän 95 %:n luottamusvälit ja keskipisteet.
Näytteet kerättiin Lontoon St Mary's Hospitalissa viidestä eri paikasta: endoskopiahuoneesta, kliinisen tutkimuksen huoneesta, leikkaussalikompleksista, poliklinikasta ja massaspektrometrialaboratoriosta. Tutkimusryhmämme käyttää näitä paikkoja säännöllisesti potilastietojen rekrytointiin ja hengitysilmanäytteiden keräämiseen. Kuten aiemminkin, sisäilmanäytteet kerättiin aamulla ja iltapäivällä, ja uloshengitysilmanäytteet kerättiin vain aamulla. PCA korosti huoneilmanäytteiden erottelua sijainnin mukaan permutaatiollisen monimuuttujavarianssianalyysin avulla (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (kuva 3a). PCA korosti huoneilmanäytteiden erottelua sijainnin mukaan permutaatiollisen monimuuttujavarianssianalyysin avulla (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (kuva 3a). PCA выявил разделение проб комнатного воздуха по местоположению с помощью перестановочного многомернопго многомернопго диосноперса (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (рис. 3а). PCA paljasti huoneilmanäytteiden erottelun sijainnin mukaan käyttämällä permutaatiollista monimuuttuja-varianssianalyysia (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (kuva 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 мнолинонперсиолиноперсию подчеркнул локальную (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (рис. 3а). PCA korosti huoneilmanäytteiden paikallista segregaatiota käyttämällä permutaatiollista monimuuttujavarianssianalyysia (PERMANOVA, R2 = 0,16, p < 0,001) (kuva 3a).Siksi luotiin paritetut PLS-DA-mallit, joissa kutakin sijaintia verrataan kaikkiin muihin sijainteihin ominaisuustunnusten määrittämiseksi. Kaikki mallit olivat merkitseviä ja VIP-pistemäärän > 1 omaavat VOC-yhdisteet eristettiin vastaavilla kuormituksilla ryhmän osuuden tunnistamiseksi. Kaikki mallit olivat merkitseviä ja VIP-pistemäärän > 1 omaavat VOC-yhdisteet eristettiin vastaavilla kuormituksilla ryhmän osuuden tunnistamiseksi. Все модели были значимыми, и ЛОС с оценкой VIP > 1 были извлечены с соответствующей нагрузенияпдлялоенип. группового вклада. Kaikki mallit olivat merkitseviä, ja VIP-pistemäärän > 1 omaavat VOC-yhdisteet uutettiin sopivalla määrällä ryhmän osuuden määrittämiseksi.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, и VOC с баллами VIP> 1 были извлечены и загружены отдельно для определупо отдельно для определами. Kaikki mallit olivat merkitseviä ja VIP-pistemäärältään > 1 olevat VOC-yhdisteet erotettiin ja ladattiin erikseen ryhmän osuuksien määrittämiseksi.Tuloksemme osoittavat, että ympäröivän ilman koostumus vaihtelee sijainnin mukaan, ja olemme tunnistaneet sijaintikohtaisia piirteitä mallikonsensuksen avulla. Endoskopiayksikölle on ominaista korkea undekaanin, dodekaanin, bentsonitriilin ja bentsaldehydin pitoisuus. Kliinisen tutkimusosaston (tunnetaan myös maksatutkimusosastona) näytteissä oli enemmän alfa-pineeniä, di-isopropyyliftalaattia ja 3-kareenia. Leikkaussalin sekailmalle on ominaista korkeampi haarautuneen dekaanin, haarautuneen dodekaanin, haarautuneen tridekaanin, propionihapon, 2-metyyli-, 2-etyyli-3-hydroksiheksyylieetterin, tolueenin ja 2-krotonaldehydin pitoisuus. Poliklinikalla (Paterson Building) on korkeampi 1-nonanolin, vinyylilauryylieetterin, bentsyylialkoholin, etanolin, 2-fenoksin, naftaleenin, 2-metoksin, isobutyylisalisylaatin, tridekaanin ja haarautuneen tridekaanin pitoisuus. Lopuksi, massaspektrometrialaboratoriossa kerätyssä sisäilmassa havaittiin enemmän asetamidia, 2'2'2-trifluori-N-metyyli-, pyridiiniä, furaania, 2-pentyyli-, haarautunutta undekaania, etyylibentseeniä, m-ksyleeniä, o-ksyleeniä, furfuraalia ja etylanisaattia. Kaikissa viidessä tutkimuspaikassa havaittiin erilaisia 3-kareenipitoisuuksia, mikä viittaa siihen, että tämä VOC on yleinen epäpuhtaus, jolla on kliinisen tutkimuksen alueella korkeimmat havaitut pitoisuudet. Luettelo sovituista VOC-yhdisteistä, joilla on sama sijainti, löytyy lisätaulukosta 3. Lisäksi jokaiselle kiinnostuksen kohteena olevalle VOC-yhdisteelle suoritettiin yksimuuttuja-analyysi, ja kaikkia sijainteja verrattiin toisiinsa käyttämällä parittaista Wilcoxonin testiä, jota seurasi Benjamini-Hochbergin korjaus. Kunkin VOC-yhdisteen lohkokaaviot on esitetty lisäkuvassa 1. Hengitysteitse leviävien haihtuvien orgaanisten yhdisteiden käyrät näyttivät olevan sijainnista riippumattomia, kuten PCA:ssa ja PERMANOVA:ssa havaittiin (p = 0,39) (kuva 3b). Lisäksi hengitysnäytteiden kaikkien eri sijaintien välille luotiin parittain PLS-DA-mallit, mutta merkittäviä eroja ei havaittu (p > 0,05). Lisäksi hengitysnäytteiden kaikkien eri paikkojen välille luotiin parittain PLS-DA-mallit, mutta merkittäviä eroja ei havaittu (p > 0,05). Кроме того, парные модели PLS-DA также были созданы между всеми разными местоположениями образцов д, новразцов д,ы существенных различий выявлено не было (p > 0,05). Lisäksi kaikkien eri hengitysnäytepaikkojen välillä luotiin paritetut PLS-DA-mallit, mutta merkittäviä eroja ei havaittu (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 模弋，p>但未发睰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 овбра,новожениями овбра, парные модели существенных различий обнаружено не было (p > 0,05). Lisäksi kaikkien eri hengitysnäytepaikkojen välillä luotiin paritetut PLS-DA-mallit, mutta merkittäviä eroja ei havaittu (p > 0,05).
Muutoksia sisäilmassa, mutta ei uloshengitysilmassa, VOC-jakauma vaihtelee näytteenottopaikasta riippuen, valvomaton PCA-analyysi osoittaa eri paikoista kerättyjen sisäilmanäytteiden erottelun, mutta ei vastaavia uloshengitysilmanäytteitä. Asteriskit osoittavat ryhmän keskipisteitä.
Tässä tutkimuksessa analysoimme sisäilman VOC-yhdisteiden jakautumista viidellä yleisellä hengitysilmanäytteenottopaikalla saadaksemme paremman käsityksen tausta-VOC-pitoisuuksien vaikutuksesta hengitysilman analyysiin.
Sisäilmanäytteiden erottumista havaittiin kaikissa viidessä eri paikassa. Lukuun ottamatta 3-kareenia, jota esiintyi kaikilla tutkituilla alueilla, erottumisen aiheuttivat erilaiset VOC-yhdisteet, mikä antoi jokaiselle paikalle omanlaisensa luonteen. Endoskopian arvioinnin alalla erottumista aiheuttavat haihtuvat orgaaniset yhdisteet ovat pääasiassa monoterpeenejä, kuten beeta-pineeni, ja alkaaneja, kuten dodekaania, undekaania ja tridekaania, joita esiintyy yleisesti puhdistusaineissa yleisesti käytetyissä eteerisissä öljyissä 13. Ottaen huomioon endoskooppisten laitteiden tiheän puhdistuksen, nämä VOC-yhdisteet ovat todennäköisesti seurausta usein tapahtuvista sisätilojen puhdistusprosesseista. Kliinisissä tutkimuslaboratorioissa, kuten endoskopiassa, erottuminen johtuu pääasiassa monoterpeeneistä, kuten alfa-pineenistä, mutta todennäköisesti myös puhdistusaineista. Monimutkaisessa leikkaussalissa VOC-yhdisteiden ominaisuus koostuu pääasiassa haarautuneista alkaaneista. Näitä yhdisteitä voidaan saada kirurgisista instrumenteista, koska ne ovat runsaasti öljyjä ja voiteluaineita 14. Kirurgisessa ympäristössä tyypillisiin VOC-yhdisteisiin kuuluvat useat alkoholit: 1-nonanoli, jota löytyy kasviöljyistä ja puhdistusaineista, sekä bentsyylialkoholi, jota löytyy hajusteista ja paikallispuudutteista.15,16,17,18 Massaspektrometrialaboratoriossa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuudet poikkeavat hyvin paljon muilla alueilla odotetusta, koska tämä on ainoa arvioitu ei-kliininen alue. Vaikka joitakin monoterpeenejä on läsnä, homogeenisempi yhdisteryhmä jakaa tämän alueen muiden yhdisteiden (2,2,2-trifluori-N-metyyliasetamidi, pyridiini, haarautunut undekaani, 2-pentyylifuraani, etyylibentseeni, furfuraali, etylanisaatti) kanssa. ), ortoksyleeni, meta-ksyleeni, isopropanoli ja 3-kareeni), mukaan lukien aromaattiset hiilivedyt ja alkoholit. Jotkut näistä VOC-yhdisteistä voivat olla peräisin laboratoriossa käytetyistä kemikaaleista, joka koostuu seitsemästä massaspektrometriajärjestelmästä, jotka toimivat TD- ja nesteinjektiotilassa.
PLS-DA:lla havaittiin voimakas erottelu sisäilman ja hengitysnäytteiden välillä, minkä aiheutti 62 havaitusta 113 VOC-yhdisteestä. Sisäilmassa nämä VOC-yhdisteet ovat eksogeenisiä ja niihin kuuluvat di-isopropyyliftalaatti, bentsofenoni, asetofenoni ja bentsyylialkoholi, joita käytetään yleisesti pehmittimissä ja hajusteissa19,20,21,22. Jälkimmäisiä löytyy puhdistusaineista16. Uloshengitysilmassa olevat kemikaalit ovat sekoitus endogeenisiä ja eksogeenisiä VOC-yhdisteitä. Endogeeniset VOC-yhdisteet koostuvat pääasiassa haarautuneista alkaaneista, jotka ovat lipidiperoksidaation sivutuotteita23, ja isopreenistä, joka on kolesterolisynteesin sivutuote24. Eksogeenisiin VOC-yhdisteisiin kuuluvat monoterpeenit, kuten beeta-pineeni ja D-limoneeni, jotka voidaan jäljittää sitrushedelmien eteerisiin öljyihin (joita käytetään myös laajalti puhdistusaineissa) ja elintarvikkeiden säilöntäaineisiin13,25. 1-propanoli voi olla joko endogeeninen, aminohappojen hajoamisesta johtuva, tai eksogeeninen, jota esiintyy desinfiointiaineissa26. Verrattuna sisäilmaan hengittämiseen, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuudet ovat korkeampia, ja osa niistä on tunnistettu mahdollisiksi tautien biomarkkereiksi. Etyylibentseenin on osoitettu olevan potentiaalinen biomarkkeri useille hengityselinsairauksille, kuten keuhkosyövälle, keuhkoahtaumataudille27 ja keuhkofibroosille28. Verrattuna potilaisiin, joilla ei ole keuhkosyöpää, myös N-dodekaanin ja ksyleenin pitoisuuksia on havaittu korkeampina keuhkosyöpäpotilailla29 ja metasymolin pitoisuuksia aktiivista haavaista paksusuolitulehdusta sairastavilla30 potilailla. Vaikka sisäilman erot eivät vaikuttaisikaan yleiseen hengitysprofiiliin, ne voivat vaikuttaa tiettyihin VOC-pitoisuuksiin, joten sisäilman taustailman seuranta voi silti olla tärkeää.
Myös aamulla ja iltapäivällä kerättyjen sisäilmanäytteiden välillä oli ero. Aamunäytteiden pääasiallisia ominaisuuksia ovat haarautuneet alkaanit, joita usein esiintyy ulkoisesti puhdistusaineissa ja vahoissa31. Tämä voidaan selittää sillä, että kaikki neljä tässä tutkimuksessa mukana ollutta kliinistä huonetta puhdistettiin ennen huoneilmanäytteenottoa. Kaikki kliiniset alueet on erotettu toisistaan erilaisilla VOC-yhdisteillä, joten tätä erottelua ei voida katsoa johtuvan siivouksesta. Aamunäytteisiin verrattuna iltapäivän näytteissä oli yleensä korkeampia pitoisuuksia alkoholien, hiilivetyjen, esterien, ketonien ja aldehydien seosta. Sekä 1-propanolia että fenolia löytyy desinfiointiaineista26,32, mikä on odotettavissa, kun otetaan huomioon koko kliinisen alueen säännöllinen siivous päivän aikana. Hengitysilma kerätään vain aamulla. Tämä johtuu monista muista tekijöistä, jotka voivat vaikuttaa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuuteen uloshengitysilmassa päivän aikana, eikä näitä tekijöitä voida kontrolloida. Näitä tekijöitä ovat juomien ja ruoan kulutus33,34 sekä vaihteleva liikunta35,36 ennen hengitysilmanäytteenottoa.
VOC-analyysi on edelleen ei-invasiivisen diagnostiikan kehityksen eturintamassa. Näytteenoton standardointi on edelleen haaste, mutta analyysimme osoitti vakuuttavasti, ettei eri paikoissa kerättyjen hengitysnäytteiden välillä ollut merkittäviä eroja. Tässä tutkimuksessa osoitimme, että haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pitoisuus sisäilmassa riippuu sijainnista ja kellonajasta. Tuloksemme osoittavat kuitenkin myös, että tämä ei vaikuta merkittävästi haihtuvien orgaanisten yhdisteiden jakautumiseen uloshengitysilmassa, mikä viittaa siihen, että hengitysnäytteenotto voidaan suorittaa eri paikoissa vaikuttamatta merkittävästi tuloksiin. Etusijalla on useiden paikkojen sisällyttäminen ja näytteenkeruiden päällekkäisyys pidempien ajanjaksojen aikana. Lopuksi sisäilman erottaminen eri paikoista ja erottelun puute uloshengitysilmassa osoittavat selvästi, että näytteenottopaikka ei vaikuta merkittävästi ihmisen hengityksen koostumukseen. Tämä on rohkaisevaa hengitysanalyysitutkimukselle, koska se poistaa mahdollisen sekoittavan tekijän hengitystietojen keräämisen standardoinnissa. Vaikka kaikkien hengitysmallien kerääminen samalta koehenkilöltä oli tutkimuksemme rajoitus, se voi vähentää eroja muissa sekoittavissa tekijöissä, joihin ihmisen käyttäytyminen vaikuttaa. Yksitieteisiä tutkimushankkeita on aiemmin käytetty menestyksekkäästi monissa tutkimuksissa37. Lisäanalyysejä tarvitaan kuitenkin lopullisten johtopäätösten tekemiseksi. Rutiininomainen sisäilman näytteenotto on edelleen suositeltavaa, samoin kuin hengitysilmanäytteenotto ulkoisten yhdisteiden poissulkemiseksi ja tiettyjen epäpuhtauksien tunnistamiseksi. Suosittelemme isopropyylialkoholin poistamista sen yleisyyden vuoksi puhdistusaineissa, erityisesti terveydenhuollon ympäristöissä. Tätä tutkimusta rajoitti kussakin paikassa kerättyjen hengitysnäytteiden määrä, ja lisätutkimuksia tarvitaan suuremmalla määrällä hengitysnäytteitä sen varmistamiseksi, että ihmisen hengityksen koostumus ei vaikuta merkittävästi näytteiden löytöympäristöön. Lisäksi suhteellisen kosteuden (RH) tietoja ei kerätty, ja vaikka tiedostamme, että RH-erot voivat vaikuttaa VOC-yhdisteiden jakautumiseen, sekä RH-tietojen hallinnan että RH-tietojen keräämisen logistiset haasteet ovat merkittäviä laajamittaisissa tutkimuksissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tutkimuksemme osoittaa, että sisäilman VOC-pitoisuudet vaihtelevat paikan ja ajan mukaan, mutta näin ei näytä olevan hengitysnäytteiden tapauksessa. Pienen näytekoon vuoksi ei ole mahdollista tehdä lopullisia johtopäätöksiä sisäilman vaikutuksesta hengitysnäytteisiin, ja lisäanalyysejä tarvitaan, joten on suositeltavaa ottaa sisäilmanäytteet hengityksen aikana mahdollisten epäpuhtauksien, VOC-yhdisteiden, havaitsemiseksi.
Koe suoritettiin kymmenen peräkkäisen työpäivän ajan St Mary's Hospitalissa Lontoossa helmikuussa 2020. Joka päivä otettiin kaksi hengitysnäytettä ja neljä sisäilmanäytettä kustakin viidestä paikasta, yhteensä 300 näytettä. Kaikki menetelmät suoritettiin asiaankuuluvien ohjeiden ja määräysten mukaisesti. Kaikkien viiden näytteenottoalueen lämpötila pidettiin 25 °C:ssa.
Sisäilman näytteenottoa varten valittiin viisi sijaintia: massaspektrometrian instrumentointilaboratorio, kirurginen poliklinikka, leikkaussali, arviointialue, endoskooppinen arviointialue ja kliininen tutkimushuone. Jokainen alue valittiin, koska tutkimusryhmämme käyttää niitä usein osallistujien rekrytointiin hengitysanalyysiä varten.
Huoneilmanäytteet otettiin inertillä pinnoitteella päällystetyillä Tenax TA/Carbograph -lämpödesorptioputkilla (TD) (Markes International Ltd, Llantrisan, Iso-Britannia) nopeudella 250 ml/min kahden minuutin ajan SKC Ltd:n ilmanäytteenottopumpulla. Kokonaisvaikeusaste: Levitä 500 ml ympäröivää huoneilmaa jokaiseen TD-putkeen. Putket suljettiin sitten messinkikorkeilla kuljetusta varten takaisin massaspektrometrialaboratorioon. Sisäilmanäytteitä otettiin vuorotellen kussakin pisteessä joka päivä klo 9.00–11.00 ja uudelleen klo 15.00–17.00. Näytteet otettiin kahtena kappaleena.
Hengitysnäytteet kerättiin yksittäisiltä koehenkilöiltä, joilta otettiin sisäilmanäytteitä. Hengitysnäytteenotto suoritettiin NHS Health Research Authority—Lontoo—Camden & Kings Crossin tutkimuseettisen komitean hyväksymän protokollan mukaisesti (viite 14/LO/1136). Hengitysnäytteenotto suoritettiin NHS Health Research Authority—Lontoo—Camden & Kings Crossin tutkimuseettisen komitean hyväksymän protokollan mukaisesti (viite 14/LO/1136). Процесс отбора проб дыхания проводился в соответствии с протоколом, одобренным Управлением N медицинскийхHS — Лондон — Комитет по этике исследований Camden & Kings Cross (ссылка 14/LO/1136). Hengitysnäytteenotto suoritettiin NHS Medical Research Authorityn – Lontoon – Camden & Kings Crossin tutkimuseettisen komitean hyväksymän protokollan mukaisesti (viite 14/LO/1136).Hengitysnäytteenotto suoritettiin NHS-London-Camden Medical Research Agencyn ja King's Crossin tutkimuseettisen komitean hyväksymien protokollien mukaisesti (viite 14/LO/1136). Tutkija antoi tietoisen kirjallisen suostumuksensa. Normalisointisyistä tutkijat eivät olleet syöneet tai juoneet edellisen yön keskiyön jälkeen. Hengitysnäytteenotossa käytettiin mittatilaustyönä valmistettua 1000 ml:n Nalophan™ (PET-polyeteenitereftalaatti) kertakäyttöpussia ja polypropeeniruiskua suljettuna suukappaleena, kuten Belluomo ym. ovat aiemmin kuvanneet. Nalofaanin on osoitettu olevan erinomainen hengitysteiden säilytysväliaine inerttiytensä ja kykynsä ansiosta säilyttää yhdisteen stabiiliuden jopa 12 tuntia38. Tutkija pysyy tässä asennossa vähintään 10 minuuttia ja hengittää ulos näytepussiin normaalin rauhallisen hengityksen aikana. Täytön jälkeen pussi suljetaan ruiskun männällä. Kuten sisäilmanäytteenotossa, käytä SKC Ltd:n ilmanäytteenottopumppua 10 minuutin ajan imeäksesi ilmaa pussista TD-putken kautta: kytke suurihalkaisijainen neula ilman suodatinta TD-putken toiseen päähän ilmapumppuun muoviputkien ja SKC:n kautta. Tee akupunktio pussiin ja hengitä sisään 250 ml/min nopeudella jokaisen TD-putken kautta 2 minuutin ajan, lataamalla yhteensä 500 ml hengitystä jokaiseen TD-putkeen. Näytteet kerättiin jälleen kahtena kappaleena näytteenottovaihteluiden minimoimiseksi. Hengitysnäytteet kerätään vain aamulla.
TD-putket puhdistettiin TC-20 TD -putkien hoitoaineella (Markes International Ltd, Llantrisant, Iso-Britannia) 40 minuutin ajan 330 °C:ssa typpivirtauksella 50 ml/min. Kaikki näytteet analysoitiin 48 tunnin kuluessa keräämisestä GC-TOF-MS-menetelmällä. Agilent Technologies 7890A GC yhdistettiin TD100-xr-lämpödesorptiolaitteistoon ja BenchTOF Select MS -laitteeseen (Markes International Ltd, Llantrisan, Iso-Britannia). TD-putki esihuuhdeltiin aluksi 1 minuutin ajan virtausnopeudella 50 ml/min. Alkudesorptio suoritettiin 250 °C:ssa 5 minuutin ajan heliumvirtauksella 50 ml/min VOC-yhdisteiden desorboimiseksi kylmäloukkuun (Material Emissions, Markes International, Llantrisant, Iso-Britannia) jaetussa tilassa (1:10) 25 °C:ssa. Kylmäloukkudesorptio (sekundäärinen desorptio) suoritettiin 250 °C:ssa (ballistisella lämmityksellä 60 °C/s) 3 minuutin ajan He-virtausnopeudella 5,7 ml/min, ja kaasukromatografiin johtavan virtausreitin lämpötilaa lämmitettiin jatkuvasti 200 °C:seen. Kolonni oli Mega WAX-HT -kolonni (20 m × 0,18 mm × 0,18 μm, Chromalytic, Hampshire, USA). Kolonnin virtausnopeus asetettiin arvoon 0,7 ml/min. Uunin lämpötila asetettiin ensin 35 °C:seen 1,9 minuutiksi ja sitten nostettiin 240 °C:seen (20 °C/min, pitämällä lämpötila 2 minuuttia). MS-siirtolinja pidettiin 260 °C:ssa ja ionilähde (70 eV:n elektronitörmäys) pidettiin 260 °C:ssa. MS-analysaattori asetettiin tallentamaan nopeusalue 30–597 m/s. Desorptio kylmäloukussa (ei TD-putkea) ja desorptio puhtaassa, käsitellyssä TD-putkessa suoritettiin kunkin määritysajon alussa ja lopussa sen varmistamiseksi, ettei siirtyviä vaikutuksia ilmennyt. Sama sokeakoeanalyysi tehtiin välittömästi ennen hengitysnäytteiden desorptiota ja välittömästi sen jälkeen sen varmistamiseksi, että näytteitä voitiin analysoida jatkuvasti TD:tä säätämättä.
Kromatogrammien visuaalisen tarkastuksen jälkeen raakadatatiedostot analysoitiin Chromspace®-ohjelmistolla (Sepsolve Analytical Ltd.). Kiinnostavat yhdisteet tunnistettiin edustavista hengitys- ja huoneilmanäytteistä. Annotaatio perustuu VOC-massaspektriin ja retentioindeksiin käyttäen NIST 2017 -massaspektrikirjastoa. Retentioindeksit laskettiin analysoimalla 1 μl alkaanista seosta (nC8-nC40, 500 μg/ml dikloorimetaanissa, Merck, USA), joka oli terästetty kolmeen kalibrointiliuoksen latauslaitteiston avulla ja analysoitu samoissa TD-GC-MS-olosuhteissa. Raakayhdisteluettelosta analyysiin otettiin vain ne, joiden käänteinen vastaavuuskerroin oli > 800. Retentioindeksit laskettiin analysoimalla 1 μl alkaanista seosta (nC8-nC40, 500 μg/ml dikloorimetaanissa, Merck, USA), joka oli terästetty kolmeen kalibrointiliuoksen latauslaitteiston avulla ja analysoitu samoissa TD-GC-MS-olosuhteissa. Raakayhdisteluettelosta analyysiin otettiin vain ne, joiden käänteinen vastaavuuskerroin oli > 800.Retentioindeksit laskettiin analysoimalla 1 µl alkaaniseosta (nC8-nC40, 500 µg/ml dikloorimetaanissa, Merck, USA) kolmessa vakioidussa TD-putkessa käyttäen kalibrointiliuoksen latausyksikköä ja analysoimalla samoissa TD-GC-MS-olosuhteissa.из исходного списка соединений для анализа были оставлены только соединения с коэффициентом > обниявнопго00с0. ja alkuperäisestä yhdisteluettelosta analyysiä varten pidettiin vain yhdisteet, joiden käänteinen vastaavuuskerroin oli > 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 在 在 在 在 在的化合物进行分析.Retentioindeksit laskettiin analysoimalla alkaanien seosta (nC8-nC40, 500 μg/ml dikloorimetaanissa, Merck, USA). 1 μl lisättiin kolmeen käsiteltyyn TD-putkeen kalibroimalla liuoslataaja ja lisättiin siihen.выполненных в тех же условиях TD-GC-MS и из исходного списка соединений, для анализа былидия оставиянесавле коэффициентом обратного соответствия > 800. samoissa TD-GC-MS-olosuhteissa ja alkuperäisestä yhdisteluettelosta analyysiin valittiin vain yhdisteet, joiden käänteinen sopivuuskerroin oli > 800.Myös happi, argon, hiilidioksidi ja siloksaanit poistetaan. Lopuksi suljettiin pois myös kaikki yhdisteet, joiden signaali-kohinasuhde oli < 3. Lopuksi suljettiin pois myös kaikki yhdisteet, joiden signaali-kohinasuhde oli < 3. Наконец, любые соединения с отношением сигнал/шум <3 также были исключены. Lopuksi kaikki yhdisteet, joiden signaali-kohinasuhde oli <3, suljettiin myös pois.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. Lopuksi kaikki yhdisteet, joiden signaali-kohinasuhde oli <3, suljettiin myös pois.Kunkin yhdisteen suhteellinen runsaus erotettiin sitten kaikista datatiedostoista käyttämällä tuloksena olevaa yhdisteluetteloa. NIST 2017 -luetteloon verrattuna hengitysnäytteistä on tunnistettu 117 yhdistettä. Poiminta tehtiin MATLAB R2018b -ohjelmistolla (versio 9.5) ja Gavin Beta 3.0 -ohjelmalla. Datan lisätutkimuksen jälkeen kromatogrammien visuaalisen tarkastuksen perusteella suljettiin pois neljä muuta yhdistettä, jolloin jäljelle jäi 113 yhdistettä, jotka sisällytettiin seuraavaan analyysiin. Näitä yhdisteitä löydettiin runsaasti kaikista 294 onnistuneesti käsitellystä näytteestä. Kuusi näytettä poistettiin heikon datalaadun vuoksi (vuotavat TD-putket). Jäljellä olevissa datajoukoissa Pearsonin yksipuoliset korrelaatiot laskettiin 113 VOC-yhdisteen kesken toistetuissa mittausnäytteissä toistettavuuden arvioimiseksi. Korrelaatiokerroin oli 0,990 ± 0,016 ja p-arvo oli 2,00 × 10–46 ± 2,41 × 10–45 (aritmeettinen keskiarvo ± keskihajonta).
Kaikki tilastolliset analyysit tehtiin R-versiolla 4.0.2 (R Foundation for Statistical Computing, Wien, Itävalta). Datan analysointiin ja luomiseen käytetty data ja koodi ovat julkisesti saatavilla GitHubissa (https://github.com/simonezuffa/Manuscript_Breath). Integroidut piikit muunnettiin ensin logaritmilla ja normalisoitiin sitten kokonaispinta-alan normalisoinnilla. Toistettujen mittausten näytteet rullattiin keskiarvoon. ”ropls”- ja ”mixOmics”-paketteja käytetään valvomattomien PCA-mallien ja valvottujen PLS-DA-mallien luomiseen. PCA:n avulla voit tunnistaa 9 näytteen poikkeavaa arvoa. Ensisijainen hengitysnäyte ryhmiteltiin huoneilmanäytteen kanssa, ja sitä pidettiin siksi tyhjänä putkena näytteenottovirheen vuoksi. Loput 8 näytettä ovat huoneilmanäytteitä, jotka sisältävät 1,1'-bifenyyli, 3-metyyliä. Lisätestaus osoitti, että kaikilla 8 näytteellä oli merkittävästi alhaisempi VOC-tuotanto verrattuna muihin näytteisiin, mikä viittaa siihen, että nämä päästöt johtuivat inhimillisestä virheestä putkien lataamisessa. Sijaintierottelu testattiin PCA:ssa käyttämällä PERMANOVA-ohjelmaa vegaanisesta paketista. PERMANOVA mahdollistaa ryhmien jakautumisen tunnistamisen keskipisteiden perusteella. Tätä menetelmää on aiemmin käytetty vastaavissa metabolomiikkatutkimuksissa39,40,41. Ropls-pakettia käytetään PLS-DA-mallien merkitsevyyden arviointiin käyttämällä satunnaista seitsemänkertaista ristivalidointia ja 999-permutaatiota. Yhdisteet, joiden muuttuvan tärkeyden projektio (VIP) -pistemäärä oli > 1, katsottiin luokittelun kannalta merkityksellisiksi ja säilytettiin merkittävinä. Yhdisteet, joiden muuttuvan tärkeyden projektio (VIP) -pistemäärä oli > 1, katsottiin luokittelun kannalta merkityksellisiksi ja säilytettiin merkittävinä. Соединения с показателем проекции переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классификацососификац значимые. Yhdisteet, joiden muuttuvan tärkeyden projektiopistemäärä (VIP) oli > 1, katsottiin luokittelukelpoisiksi ja säilytettiin merkittävinä.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昂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. Yhdisteet, joiden vaihtelevan tärkeyden pistemäärä (VIP) oli > 1, katsottiin luokittelukelpoisiksi ja pysyivät merkittävinä.Myös PLS-DA-mallista saadut kuormitukset erotettiin ryhmien osuuksien määrittämiseksi. Tietyn sijainnin VOC-yhdisteet määritetään paritettujen PLS-DA-mallien konsensustuloksen perusteella. Tätä varten kaikkien sijaintien VOC-profiilit testattiin toisiaan vasten, ja jos VIP > 1:n mukainen VOC-yhdiste oli malleissa jatkuvasti merkitsevä ja samaan sijaintiin liittyvä, sitä pidettiin sijaintikohtaisena. Tätä varten kaikkien sijaintien VOC-profiilit testattiin toisiaan vasten, ja jos VIP > 1:n mukainen VOC-yhdiste oli malleissa jatkuvasti merkitsevä ja samaan sijaintiin liittyvä, sitä pidettiin sijaintikohtaisena. Для этого профили ЛОС всех местоположений были проверены друг против друга, и если ЛОС с VIP> 1 мобо стовя моделях и относился к одному и тому же месту, тогда он считался специфичным для местоположения. Tätä varten kaikkien sijaintien VOC-profiilit testattiin toisiaan vasten, ja jos VIP > 1:n mukainen VOC-yhdiste oli malleissa johdonmukaisesti merkitsevä ja viittasi samaan sijaintiin, sitä pidettiin sijaintikohtaisena.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> 睻 嚄 幋 voc 圧 中归因 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 位位置 位置 位置 位置С этой целью профили ЛОС во всех местоположениях были сопоставлены друг с другом, и ЛОт1С ся VIP> зависящим от местоположения, если он был постоянно значимым в модели и относился к одному и тому же местоположению. Tätä varten kaikkien sijaintien VOC-profiileja verrattiin toisiinsa, ja VOC-yhdisteitä, joiden VIP > 1, pidettiin sijaintiriippuvaisina, jos ne olivat mallissa johdonmukaisesti merkitseviä ja viittasivat samaan sijaintiin.Hengitys- ja sisäilmanäytteiden vertailu tehtiin vain aamulla otetuille näytteille, koska iltapäivällä ei otettu hengitysnäytteitä. Yksimuuttuja-analyysissä käytettiin Wilcoxonin testiä ja virheellisten löydösten määrä laskettiin Benjamini-Hochbergin korjauksella.
Tämän tutkimuksen aikana luodut ja analysoidut aineistot ovat saatavilla tekijöiltä kohtuullisesta pyynnöstä.
Oman, A. ym. Ihmisen haihtuvat aineet: Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) uloshengitysilmassa, ihon eritteissä, virtsassa, ulosteissa ja syljessä. J. Breath res. 8(3), 034001 (2014).
Belluomo, I. ym. Selektiivinen ionivirtaputkimassaspektrometria ihmisen hengityksen haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kohdennettuun analysointiin. Kansallinen protokolla. 16(7), 3419–3438 (2021).
Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. Haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin perustuvien uloshengitystestien tarkkuus ja metodologiset haasteet syövän diagnosoinnissa. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. Haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin perustuvien uloshengitystestien tarkkuus ja metodologiset haasteet syövän diagnosoinnissa.Khanna, GB, Boshire, PR, Markar, SR. ja Romano, A. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden pohjalta tehtyjen poistoilmatestien tarkkuus ja metodologiset kysymykset syövän diagnosoinnissa. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & 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挂戎 Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. Tarkkuus ja metodologiset haasteet haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin perustuvassa syöpädiagnostiikassa.Khanna, GB, Boshire, PR, Markar, SR. ja Romano, A. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden hengitystestien tarkkuus ja metodologiset kysymykset syövän diagnostiikassa.JAMA Oncol. 5(1), e182815 (2019).
Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. & Hanna, GB Haihtuvien hivenkaasujen pitoisuuksien vaihtelu kolmessa sairaalaympäristössä: Vaikutukset kliiniseen hengitystestiin. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. & Hanna, GB Haihtuvien hivenkaasujen pitoisuuksien vaihtelu kolmessa sairaalaympäristössä: Vaikutukset kliiniseen hengitystestiin.Boshear, PR, Kushnir, JR, Priest, OH, Marchin, N. ja Khanna, GB. Haihtuvien hivenkaasujen pitoisuuksien erot kolmessa sairaalaympäristössä: merkitys kliinisessä hengitystestissä. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. & 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. & Hanna, GBBoshear, PR, Kushnir, JR, Priest, OH, Marchin, N. ja Khanna, GB. Haihtuvien hivenkaasujen pitoisuuksien muutokset kolmessa sairaalaympäristössä: merkitys kliinisessä hengitystestissä.J. Uskonnollinen päätöslauselma 4(3), 031001 (2010).
Trefz, P. ym. Hengityskaasujen reaaliaikainen, jatkuva seuranta kliinisissä olosuhteissa käyttäen protoninsiirtoreaktion lentoaikamassaspektrometriaa. anus. Chemical. 85(21), 10321-10329 (2013).
Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM & Sánchez, JM Hengityskaasujen pitoisuudet heijastavat altistumista sevofluraanille ja isopropyylialkoholille sairaalaympäristöissä muissa kuin työolosuhteissa. Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM & Sánchez, JM Hengityskaasujen pitoisuudet heijastavat altistumista sevofluraanille ja isopropyylialkoholille sairaalaympäristöissä muissa kuin työolosuhteissa.Castellanos, M., Xifra, G., Fernandez-Real, JM ja Sanchez, JM Uloshengityskaasupitoisuudet heijastavat altistumista sevofluraanille ja isopropyylialkoholille sairaalaympäristössä ei-työympäristössä. Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM & 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醟 Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM & Sánchez, JMCastellanos, M., Xifra, G., Fernandez-Real, JM ja Sanchez, JM Hengitysteiden kaasupitoisuudet heijastavat altistumista sevofluraanille ja isopropanolille sairaalaympäristössä maallikko-olosuhteissa.J. Breath -tutkimusjulkaisu 10(1), 016001 (2016).
Markar SR ym. Ei-invasiivisten hengitystestien arviointi ruokatorven ja mahalaukun syövän diagnosoinnissa. JAMA Oncol. 4(7), 970-976 (2018).
Salman, D. ym. Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden vaihtelu sisäilmassa kliinisessä ympäristössä. J. Breath res. 16(1), 016005 (2021).
Phillips, M. ym. Rintasyövän haihtuvat hengitysmarkkerit. Breast J. 9 (3), 184–191 (2003).
Phillips, M., Greenberg, J. & Sabas, M. Pentaanin alveolaarinen gradientti normaalissa ihmisen hengityksessä. Phillips, M., Greenberg, J. & Sabas, M. Pentaanin alveolaarinen gradientti normaalissa ihmisen hengityksessä.Phillips M, Greenberg J ja Sabas M. Alveolaarinen pentaanigradientti normaalissa ihmisen hengityksessä. Phillips, M., Greenberg, J. & Sabas, M. 正常人呼吸中戊烷的肺泡梯度. Phillips, M., Greenberg, J. ja Sabas, M.Phillips M, Greenberg J ja Sabas M. Alveolaariset pentaanigradienttit normaalissa ihmisen hengityksessä.vapaat radikaalit. Varastosäiliö. 20(5), 333–337 (1994).
Harshman SV ym. Standardoidun hengitysnäytteenoton karakterisointi offline-kenttäkäyttöön. J. Breath res. 14(1), 016009 (2019).
Maurer, F. ym. Huuhtele ulkoilman epäpuhtaudet uloshengitysilman mittaamiseksi. J. Breath res. 8(2), 027107 (2014).
Salehi, B. ym. Alfa- ja beeta-pineenin terapeuttinen potentiaali: luonnon ihmeellinen lahja. Biomolecules 9 (11), 738 (2019).
CompTox-kemikaalitietopaneeli – bentsyylialkoholi. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID5020152#chemical-functional-use (luettu 22. syyskuuta 2021).
Alfa Aesar – L03292 Bentsyylialkoholi, 99 %. https://www.alfa.com/en/catalog/L03292/ (luettu 22. syyskuuta 2021).
Good Scents Company – Bentsyylialkoholi. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1001652.html (luettu 22. syyskuuta 2021).
CompToxin kemikaalipaneeli on di-isopropyyliftalaatti. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID2040731 (luettu 22. syyskuuta 2021).
Ihmiset, IARC:n karsinogeenisten riskienarviointityöryhmä. Bentsofenoni. : Kansainvälinen syöväntutkimuslaitos (2013).
Good Scents Company – Asetofenoni. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1000131.html#tooccur (luettu 22. syyskuuta 2021).
Van Gossum, A. & Decuyper, J. Hengitysalkaanit lipidiperoksidaation indeksinä. Van Gossum, A. & Decuyper, J. Hengitysalkaanit lipidiperoksidaation indeksinä.Van Gossum, A. ja Dekuyper, J. Alkaanihengitys lipidiperoksidaation indikaattorina. Van Gossum, A. & Decuyper, J. Breath 烷烃作为脂质过氧化的指标. Van Gossum, A. & Decuyper, J. Breath alkaanit indikaattorina 脂质过过化的的剧情.Van Gossum, A. ja Dekuyper, J. Alkaanihengitys lipidiperoksidaation indikaattorina.EURO.country Journal 2(8), 787–791 (1989).
Salerno-Kennedy, R. & Cashman, KD Hengitysilman isopreenin mahdolliset sovellukset biomarkkerina nykylääketieteessä: Tiivis katsaus. Salerno-Kennedy, R. & Cashman, KD Hengitysilman isopreenin mahdolliset sovellukset biomarkkerina nykylääketieteessä: Tiivis katsaus. Salerno-Kennedy, R. ja Cashman, KDIsopreenin mahdolliset sovellukset hengityksessä biomarkkerina nykylääketieteessä: lyhyt katsaus. Salerno-Kennedy, R. & Cashman, KD 呼吸异戊二烯作为现代医学生物标志物的潜在应用：简明怂 Salerno-Kennedy, R. ja Cashman, KDSalerno-Kennedy, R. ja Cashman, KD Hengitysteiden isopreenin mahdolliset sovellukset biomarkkerina nykyaikaisessa lääketieteessä: lyhyt katsaus.Wien Klin Wochenschr 117 (5–6), 180–186 (2005).
Kureas M. ym. Uloshengitysilman haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kohdennettua analyysia käytetään keuhkosyövän erottamiseen muista keuhkosairauksista ja terveillä ihmisillä. Metabolites 10(8), 317 (2020).
Julkaisun aika: 28.9.2022