EBA,液滴的英雄

呼吸液滴

收集呼气的呼吸液滴作为气溶胶,可以使用一系列建立的分析技术来分析非易失性生物标志物

呼吸液滴含有各种生物标志物

除了气体和挥发性化合物之外,呼出的空气充满了微观呼吸液滴,每个液体小于100微米。这些呼吸液滴的内容物包括非挥发物,其可以是用于检测和治疗疾病的有用生物标志物。

呼吸飞沫以呼吸气溶胶的形式呼出,通常研究为细气溶胶(<5微米)和粗气溶胶(>5微米)。每个呼吸液滴都含有非挥发性代谢物、蛋白质、脂类、核苷酸和病毒颗粒。

生物标志物的类型

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为什么收集呼吸气溶胶?

呼吸液滴中的呼吸生物标志物有许多可能的应用。呼吸气溶胶集合由体育组织用于防掺杂测试[1-3],也可用于检测一系列非法娱乐药物[4-6]。呼吸液滴已经证明了通过检测细胞因子和其他免疫信号分子来确定炎症的效用。还有证据表明呼吸液滴在使用RNA或DNA作为生物标志物的存在效应,以促进病原体。


收集呼吸飞沫作为生物标志物来源有很多优点:

  • 这是无侵入性的,确保患者舒适
  • 它便宜且易于做任何地方
  • 它不需要医疗经验或专业培训
  • 它无缝地与各种建立的分析工作流程集成

呼吸道飞沫的来源

呼吸气溶胶中的生物标志物特别感兴趣,因为它们在肺的深气道中产生[7,8],接近煤气交换发生以及几个严重的肺部感染所在的地方。

呼吸液滴被认为是通过称为支气管液膜爆发(BFFB)的过程形成,由闭呼吸期间的下支气管闭合和重新打开,[9]。肺的气道衬有含有表面活性剂的流体,其降低了表面张力。朝向呼气结束时,这些流体可以在较小的气道上形成薄膜。由于支气管再次在吸入期间再次开放,这些流体膜爆裂释放呼吸液滴作为吸气颗粒,其被吸入肺泡中,然后排出下一呼气。通过深呼呼气和快速吸入,可以增加呼吸气溶胶中的呼吸液滴的生产。

气溶胶的形成
在呼气结束时,液体片通过肺深处的小气道关闭。在吸入过程中,气道再次打开,薄膜破裂并产生气溶胶颗粒。这个过程类似于泡沫破裂时薄膜的破裂。

用于呼吸液滴

可从呼吸飞沫中捕获和分析的粒子的多样性意味着它们有广泛的潜在应用前景。他们已经在竞技体育的反兴奋剂方面找到了一些价值,在竞技体育中,类固醇、激素治疗和兴奋剂等药物可以收集,并通过液相色谱质谱(LC-MS)方法直接识别。在检测安非他命、四氢大麻酚等药物滥用标志方面也探索了类似的应用。正在调查的其他用途包括检测炎症,特别是与肺部损害有关的炎症,识别环境暴露,以及检测病原体,特别是流感等呼吸道病毒。

呼出气溶胶的收集和分析仍然是一个发展中的领域,还有许多潜在的应用有待探索联系来了解更多。

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病毒

参考文献

  1. Thevis.et al。(2016)使用互补矩阵的运动药物检测:优势和局限性。J Pharm Biomed Anal。; 130:220 - 230。DOI:10.1016 / J.JPBA.2016.03.055.
  2. Bowers&Bigard(2017年)反兴奋剂研究的成就和挑战。地中海运动科学。; 62:77-90。DOI:10.1159 / 000460702
  3. Thevis.et al。(2017)扩大体育药物检测中的分析选项:呼出呼吸禁止物质的质谱检测。快速Commun。质量。范围。; 31:1290-1296。DOI:10.1002 / RCM.7903
  4. Arvidssonet al。(2019)药物滥用筛查用物质使用障碍的成人呼出气息和口腔液体。药物测试肛门。; 11(1):27-32。DOI:10.1002 / dta.2384
  5. Ullah。(2018)液相色谱和串联质谱法,确定呼气呼吸中28种非挥发性药物。J Pharm Biomed Anal。; 148:251 - 258。DOI:10.1016 / j.jpba.2017
  6. ljungkvist.et al。(2017)两种检测呼吸中非挥发性物质的技术——以美沙酮为例。J呼吸Res。12(1): 016011。DOI:10.1088 / 1752 - 7163 / aa8b25
  7. Gebhartet al。(1988)人肺作为气溶胶发生器。J. Aerosol Med。; 1:196-7。
  8. effros.et al。(2005)慢性阻塞性肺疾病患者和正常受试者上皮内壁液溶质浓度。J Appl Physiol(1985)。; 99(4):1286-92。DOI:10.1152 / japplphysiol.00362.2005
  9. 约翰逊et al。(2009)呼吸气溶胶形成机制。j气溶胶med pulm tax deliv。; 22(3):229-37。DOI:10.1089 / jamp.2008.0720
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