THERMAL DESORPTION (TD)-SIFT-MS: A NEW APPROACH TO BREATH ANALYSIS

Význam tématu

Analýza dechu je rychle se rozvíjející oblastí analytické chemie, která nabízí neinvazivní způsob sledování metabolických a patologických procesů v organizmu. Kombinace tepelné desorpce s technikou SIFT-MS (Selected Ion Flow Tube Mass Spectrometry) umožňuje komplexní a časově rozlišenou detekci těkavých organických sloučenin (VOC) v dechu s vysokou citlivostí, specificitou a automatizovanou propustností vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie prezentuje nový integrovaný systém TD-SIFT-MS vzniklý spojením GERSTEL TDU modulu a přístroje Voice200ultra SIFT-MS od Syft Technologies. Cílem bylo demonstrovat možnost simultánní desorpce a analýzy dechu v reálném čase, zvýšit propustnost vzorků a ukázat aplikaci na sledování aromatických i endogenních markerů dechu po požití chutě (mentolu).

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky oddechovaného vzduchu byly nasáty na adsorpční trubice s Tenax TA po dobu cca 30 sekund. Následovala automatická tepelná desorpce a analýza v TD-SIFT-MS během jedné sekvence trvající méně než 30 minut pro šest trubic.

• Autosampler: Single Head MPS RoboticPro
• SIFT-MS: Voice200ultra s tepelným desorpčním inletem (GERSTEL TDU)
• Přenášecí plyn: helium

Hlavní výsledky a diskuse

Desorpční profil ukázal detekci acetonu, isoprenu, limonenu, mentholu a vodní páry. Menthol, označující přidanou chuť, se sledoval podle plochy vrcholu a normalizoval na acetonu, který sloužil jako vnitřní standard a indikátor celkového naložení trubice. Naměřený pokles mentholu během 12 minut sledování odpovídal exponenciální křivce (R2 = 0,99), což demonstrovalo schopnost časového rozlišení a kvantifikace rychle se měnících koncentrací.

Přínosy a praktické využití metody

Integrace tepelně-desorpčního modulu přímo s SIFT-MS přináší:

• Rychlou automatizovanou přípravu a analýzu vzorků
• Vysokou citlivost a selektivitu bez potřeby chromatografické separace
• Možnost sledování dynamiky koncentrací ve vzorku v čase
• Vhodnost pro rozsáhlé klinické či populační studie

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření TD-SIFT-MS do oblasti monitoringu onemocnění dýchacích cest, metabolických poruch či toxikologie prostředí. Integrace s pokročilou datovou analýzou a strojovým učením umožní identifikovat komplexní vzory VOC a rozlišit řadu patologií či expozičních stavů. Další rozvoj automatizace a miniaturizace přístrojových členů zvýší dostupnost a mobilitu systému.

Závěr

Preliminární výsledky potvrzují, že TD-SIFT-MS je výkonný nástroj pro časově rozlišenou a vysoce propustnou analýzu dechu. Metoda kombinuje rychlý odběr vzorku, automatickou desorpci, vysokou citlivost i specifickou detekci VOC a má široký potenciál pro klinické i průmyslové aplikace.

Reference