שינויים ברמות של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר הסביבה בתוך הבית והשפעתם על סטנדרטיזציה של דגימות נשיפה

תודה שביקרתם באתר Nature.com. גרסת הדפדפן בה אתם משתמשים כוללת תמיכה מוגבלת ב-CSS. לחוויית המשתמש הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או להשבית את מצב התאימות ב-Internet Explorer). בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נציג את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
העניין בניתוח תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) באוויר הננשף גבר בשני העשורים האחרונים. עדיין קיימת אי ודאות בנוגע לנורמליזציה של הדגימה והאם תרכובות אורגניות נדיפות באוויר הפנימי משפיעות על עקומת התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הננשף. יש להעריך את רמות התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הפנימי באתרי דגימה שגרתיים בסביבת בית החולים ולקבוע אם הדבר משפיע על הרכב הנשימה. המטרה השנייה הייתה לחקור את התנודות היומיות בתכולת התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הפנימי. אוויר פנימי נאסף בחמישה מוקדים בבוקר ובצהריים באמצעות משאבת דגימה וצינור ספיחה תרמית (TD). יש לאסוף דגימות נשימה רק בבוקר. צינורות TD נותחו באמצעות כרומטוגרפיית גז בשילוב עם ספקטרומטריית מסה בזמן טיסה (GC-TOF-MS). סך של 113 VOCs זוהו בדגימות שנאספו. ניתוח רב משתנים הראה הפרדה ברורה בין נשימה לאוויר החדר. הרכב האוויר הפנימי משתנה לאורך היום, ולמיקומים שונים יש VOCs ספציפיים שאינם משפיעים על פרופיל הנשימה. הנשימות לא הראו הפרדה המבוססת על מיקום, דבר המצביע על כך שניתן לבצע דגימה במיקומים שונים מבלי להשפיע על התוצאות.
תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) הן תרכובות מבוססות פחמן שהן גזיות בטמפרטורת החדר והן התוצרים הסופיים של תהליכים אנדוגניים ואקסוגניים רבים. במשך עשרות שנים, חוקרים התעניינו ב-VOCs בגלל תפקידם הפוטנציאלי כסמנים ביולוגיים לא פולשניים למחלות אנושיות. עם זאת, נותרה אי ודאות בנוגע לסטנדרטיזציה של איסוף וניתוח דגימות נשיפה.
תחום מפתח של סטנדרטיזציה לניתוח נשיפה הוא ההשפעה הפוטנציאלית של תרכובות אורגניות נדיפות ברקע באוויר הסביבה בתוך הבית. מחקרים קודמים הראו שרמות רקע של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר הסביבה בתוך הבית משפיעות על רמות התרכובות האורגניות הנדיפות הנמצאות באוויר הננשף3. Boshier et al. בשנת 2010, ספקטרומטריית מסות זרימת יונים נבחרים (SIFT-MS) שימשה לחקר רמות של שבע תרכובות אורגניות נדיפות בשלוש סביבות קליניות. רמות שונות של תרכובות אורגניות נדיפות בסביבה זוהו בשלושת האזורים, מה שסיפק בתורו הנחיות לגבי יכולתן של תרכובות אורגניות נדיפות נפוצות באוויר בתוך הבית לשמש כסמנים ביולוגיים למחלות. בשנת 2013, Trefz et al. האוויר הסביבה בחדר הניתוח ודפוסי הנשימה של צוות בית החולים נוטרו גם הם במהלך יום העבודה. הם מצאו שרמות של תרכובות אקסוגניות כמו סבופלוראן הן באוויר החדר והן באוויר הננשף עלו ב-5 עד סוף יום העבודה, מה שמעלה שאלות לגבי מתי והיכן יש לדגום מטופלים לניתוח נשיפה כדי להפחית ולמזער את בעיית גורמים מבלבלים כאלה. ממצא זה תואם את המחקר של קסטלנוס ועמיתיו. בשנת 2016, הם מצאו סבופלוראן בנשימתם של צוות בית החולים, אך לא בנשימתם של צוות מחוץ לבית החולים. בשנת 2018, מרקר ועמיתיו ביקשו להדגים את השפעת השינויים בהרכב האוויר בתוך הבית על ניתוח הנשימה כחלק ממחקרם להערכת יכולת האבחון של אוויר נשוף בסרטן הוושט7. באמצעות ריאה נגדית מפלדה ו-SIFT-MS במהלך הדגימה, הם זיהו שמונה תרכובות אורגניות נדיפות באוויר בתוך הבית אשר השתנו באופן משמעותי בהתאם למיקום הדגימה. עם זאת, תרכובות אורגניות נדיפות אלו לא נכללו במודל האבחון של תרכובות אורגניות נדיפות בנשימה האחרונה שלהם, כך שהשפעתן בוטלה. בשנת 2021, נערך מחקר על ידי סלמן ועמיתיו כדי לנטר את רמות התרכובות האורגניות הנדיפות בשלושה בתי חולים במשך 27 חודשים. הם זיהו 17 תרכובות אורגניות נדיפות כגורמים עונתיים והציעו שריכוזי תרכובות אורגניות נדיפות בנשיפה מעל לרמה הקריטית של 3 מיקרוגרם/מ"ק נחשבים כבלתי סבירים כמשניים לזיהום רקע של תרכובות אורגניות נדיפות8.
בנוסף לקביעת רמות סף או אי הכללה מוחלטת של תרכובות אקסוגניות, חלופות לביטול וריאציה זו ברקע כוללות איסוף דגימות אוויר מחדר בו זמנית עם דגימת אוויר נשוף, כך שניתן יהיה לקבוע את כל הרמות של VOCs הקיימות בריכוזים גבוהים בחדר הנשימה. תרכובת 9 מופחתת מהרמה כדי ליצור "גרדיאנט אלוואולרי". לכן, גרדיאנט חיובי מצביע על נוכחות של תרכובת 10 אנדוגנית. שיטה נוספת היא שמשתתפים שואפים אוויר "מטוהר" שהוא תיאורטית נקי ממזהמי VOC11. עם זאת, זה מסורבל, גוזל זמן, והציוד עצמו מייצר מזהמי VOC נוספים. מחקר של מאורר ועמיתיו בשנת 2014, משתתפים ששאפו אוויר סינתטי הפחיתו 39 VOCs אך הגדילו 29 VOCs בהשוואה לנשימת אוויר סביבתי בתוך הבית. השימוש באוויר סינתטי/מטוהר גם מגביל מאוד את ניידות ציוד דגימת נשיפה.
רמות תרכובות אורגניות נדיפות (VOC) בסביבה צפויות גם להשתנות לאורך היום, דבר שעשוי להשפיע עוד יותר על הסטנדרטיזציה והדיוק של דגימת נשיפה.
התקדמות בספקטרומטריית מסות, כולל דסורפציה תרמית בשילוב עם כרומטוגרפיית גז וספקטרומטריית מסות בזמן-טיסה (GC-TOF-MS), סיפקו גם שיטה חזקה ואמינה יותר לניתוח תרכובות נדיפות נדיפות (VOC), המסוגלת לזהות בו זמנית מאות תרכובות נדיפות נדיפות, ובכך לבצע ניתוח מעמיק יותר של האוויר בחדר. זה מאפשר לאפיין ביתר פירוט את הרכב האוויר הסביבתי בחדר וכיצד דגימות גדולות משתנות עם המקום והזמן.
המטרה העיקרית של מחקר זה הייתה לקבוע את הרמות המשתנות של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר הסביבה בתוך הבית באתרי דגימה נפוצים בסביבת בית החולים וכיצד הדבר משפיע על דגימת אוויר נשוף. מטרה משנית הייתה לקבוע האם היו שינויים יומיים או גיאוגרפיים משמעותיים בהתפלגות התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הסביבה בתוך הבית.
דגימות נשיפה, כמו גם דגימות אוויר פנימיות תואמות, נאספו בבוקר מחמישה מוקדים שונים ונותחו באמצעות GC-TOF-MS. סך של 113 VOCs זוהו והוצאו מהכרומטוגרמה. המדידות החוזרות ונשנות עברו קונבוולציה עם הממוצע לפני שבוצע ניתוח רכיבים עיקריים (PCA) של אזורי השיא שחולצו ומנורמלים כדי לזהות ולהסיר חריגים. ניתוח מבוקר באמצעות ניתוח ריבועים פחותים חלקיים-דיסקרימיננטי (PLS-DA) הצליח לאחר מכן להראות הפרדה ברורה בין דגימות אוויר מהנשיפה לדגימות אוויר מהחדר (R2Y = 0.97, Q2Y = 0.96, p < 0.001) (איור 1). ניתוח מבוקר באמצעות ניתוח ריבועים פחותים חלקיים-דיסקרימיננטי (PLS-DA) הצליח לאחר מכן להראות הפרדה ברורה בין דגימות אוויר מהנשיפה לדגימות אוויר מהחדר (R2Y = 0.97, Q2Y = 0.96, p < 0.001) (איור 1). Затем контролируемый анализ с помощью частичного дискриминантного анализа методом наименьших квадра показать четкое разделение между образцами дыхания и комнатного воздуха (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,0с). לאחר מכן, ניתוח מבוקר עם ניתוח ריבועים פחותים חלקיים (PLS-DA) הצליח להראות הפרדה ברורה בין דגימות אוויר מהנשיפה לדגימות אוויר מהחדר (R2Y=0.97, Q2Y=0.96, p<0.001) (איור 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）（1 < 㼀）＂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) 胾夺 然后呼吸 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 квадемратов (PLS-DA) четкое разделение между образцами дыхания и воздуха в помещении (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (ריש). ניתוח מבוקר עם ניתוח ריבועים פחותים חלקיים (PLS-DA) הצליח לאחר מכן להראות הפרדה ברורה בין דגימות אוויר מהנשיפה לאוויר בתוך הבית (R2Y = 0.97, Q2Y = 0.96, p < 0.001) (איור 1). הפרדת הקבוצות נבעה מ-62 VOCs שונים, עם ציון VIP (משתנה חשוב) > 1. רשימה מלאה של VOCs המאפיינים כל סוג דגימה וציוני ה-VIP שלהם ניתן למצוא בטבלה המשלימה 1. הפרדת הקבוצות נבעה מ-62 VOCs שונים, עם ציון VIP (משתנה חשוב) > 1. רשימה מלאה של VOCs המאפיינים כל סוג דגימה וציוני ה-VIP שלהם ניתן למצוא בטבלה המשלימה 1. Разделение на группы было обусловлено 62 различными VOC с оценкой проекции переменной важности (VIP) > 1. характеризующих каждый тип образца, и их соответствующие оценки VIP можно найти в дополнительне. הקיבוץ בוצע על ידי 62 VOCs שונים עם ציון VIP (Variable Improvement Projection) > 1. רשימה מלאה של VOCs המאפיינים כל סוג דגימה וציוני ה-VIP שלהם ניתן למצוא בטבלה המשלימה 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. הפרדת הקבוצות נבעה מ-62 VOCs שונים עם ציון השלכה של חשיבות משתנה (VIP) > 1.רשימה מלאה של VOCs המאפיינים כל סוג דגימה ואת ציוני ה-VIP המתאימים שלהם ניתן למצוא בטבלה המשלימה 1.
נשימה ואוויר בתוך הבית מראים התפלגויות שונות של תרכובות אורגניות נדיפות. אנליזה מונחית באמצעות PLS-DA הראה הפרדה ברורה בין פרופילי תרכובות נדיפות נדיפות באוויר הנשימה לבין פרופילי תרכובות נדיפות נדיפות באוויר החדר שנאספו במהלך הבוקר (R2Y = 0.97, Q2Y = 0.96, p < 0.001). אנליזה מונחית באמצעות PLS-DA הראה הפרדה ברורה בין פרופילי תרכובות נדיפות נדיפות באוויר הנשימה לבין פרופילי תרכובות נדיפות נדיפות באוויר החדר שנאספו במהלך הבוקר (R2Y = 0.97, Q2Y = 0.96, p < 0.001). Контролируемый анализ с помощью PLS-DA показал четкое разделение между профилями летучих органисскивих выдыхаемом воздухе и воздухе в помещении, собранными утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). ניתוח מבוקר PLS-DA הראה הפרדה ברורה בין פרופילי החומרים האורגניים הנדיפים באוויר הנשיפה ובאוויר הפנימי שנאספו בבוקר (R2Y=0.97, Q2Y=0.96, p<0.001).使用PLS-D = 0.96，p < 0.001）.使用 PLS-DA Контролируемый анализ с использованием PLS-DA показал четкое разделение профилей ЛОС дыхания и воздухиа воздухиа утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). ניתוח מבוקר באמצעות PLS-DA הראה הפרדה ברורה בין פרופילי VOC של אוויר נשימה ואוויר פנימי שנאספו בבוקר (R2Y=0.97, Q2Y=0.96, p<0.001).מדידות חוזרות ונשנות צומצמו לממוצע לפני בניית המודל. אליפסות מציגות רווחי סמך של 95% וצנטרואידים של קבוצת הכוכביות.
הבדלים בהתפלגות של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר בתוך הבית בבוקר ובצהריים נחקרו באמצעות PLS-DA. המודל זיהה הפרדה משמעותית בין שתי נקודות הזמן (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001) (איור 2). המודל זיהה הפרדה משמעותית בין שתי נקודות הזמן (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001) (איור 2). Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (2рис.). המודל גילה הפרש משמעותי בין שתי נקודות הזמן (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001) (איור 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) (2рис.). המודל גילה הפרש משמעותי בין שתי נקודות הזמן (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001) (איור 2). נתון זה הונע על ידי 47 VOCs עם ציון VIP > 1. VOCs עם ציון ה-VIP הגבוה ביותר שאפיינו דגימות בוקר כללו אלקאנים מרובי מסועפים, חומצה אוקסלית והקסקוזאן, בעוד שדגימות אחר הצהריים הציגו יותר 1-פרופנול, פנול, חומצה פרופנואית, 2-מתיל-, 2-אתיל-3-הידרוקסיהקסיל אסטר, איזופרן ונוננאל. נתון זה הונע על ידי 47 VOCs עם ציון VIP > 1. VOCs עם ציון ה-VIP הגבוה ביותר שאפיינו דגימות בוקר כללו אלקאנים מרובי מסועפים, חומצה אוקסלית והקסקוזאן, בעוד שדגימות אחר הצהריים הציגו יותר 1-פרופנול, פנול, חומצה פרופנואית, 2-מתיל-, 2-אתיל-3-הידרוקסיהקסיל אסטר, איזופרן ונוננאל. Это было обусловлено наличием 47 летучих органических соединений с оценкой VIP > 1. ЛОС с самой высокой, VIP характеризующей утренние образцы, включали несколько разветвленных алканов, щавелевую кислоту и загв как дневные образцы содержали больше 1-пропанола, фенола, пропановой кислоты, 2-metil- , 2-этил-3-гидроксигексиловый эфир, изопрен и нонаналь. זאת בשל נוכחותן של 47 תרכובות אורגניות נדיפות עם ציון VIP > 1. ה-VOCs עם ציון ה-VIP הגבוה ביותר בדגימות הבוקר כללו מספר אלקאנים מסועפים, חומצה אוקסלית והקסקוזאן, בעוד שדגימות היום הכילו יותר 1-פרופנול, פנול, חומצות פרופנואיות, 2-מתיל-, 2-אתיל-3-הידרוקסי-הקסיל אתר, איזופרן ונונאנאל.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. זה מתאפשר על ידי 47 VOCs עם ציון VIP > 1.ה-VOCs בעלי הדירוג VIP הגבוה ביותר בדגימת הבוקר כללו אלקאנים מסועפים שונים, חומצה אוקסלית והקסדקאן, בעוד שדגימה אחר הצהריים הכילה יותר 1-פרופנול, פנול, חומצה פרופיונית, 2-מתיל-2-אתיל-3-הידרוקסיהקסיל אסטר, איזופרן ונונאנאל.רשימה מלאה של תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) המאפיינות שינויים יומיומיים בהרכב האוויר בתוך הבית ניתן למצוא בטבלה המשלימה 2.
פיזור ה-VOCs באוויר בתוך הבית משתנה לאורך היום. אנליזה מפוקחת באמצעות PLS-DA הראתה הפרדה בין דגימות אוויר חדר שנאספו במהלך הבוקר או במהלך אחר הצהריים (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001). אנליזה מפוקחת באמצעות PLS-DA הראתה הפרדה בין דגימות אוויר חדר שנאספו במהלך הבוקר או במהלך אחר הצהריים (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). אנליזה מבוקרת באמצעות PLS-DA הראה הפרדה בין דגימות אוויר פנימי שנאספו בבוקר ובצהריים (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刘圦Y=Y 0.46，Q2Y = 0.22，p < 0.001）.使用 PLS-DA אנליזה של הרשות הפלסטינית עם ה-PLS-DA הודיעה על פתיחת המשרדים של PLS-DA. 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). ניתוח מעקב באמצעות PLS-DA הראה הפרדה של דגימות אוויר פנימיות שנאספו בבוקר או אחר הצהריים (R2Y = 0.46, Q2Y = 0.22, p < 0.001).אליפסות מציגות רווחי סמך של 95% וצנטרואידים של קבוצת הכוכביות.
דגימות נאספו מחמישה מוקדים שונים בבית החולים סנט מרי בלונדון: חדר אנדוסקופיה, חדר מחקר קליני, קומפלקס חדרי ניתוח, מרפאת חוץ ומעבדת ספקטרומטריית מסות. צוות המחקר שלנו משתמש באופן קבוע במקומות אלה לגיוס מטופלים ואיסוף נשיפה. כמו בעבר, אוויר בתוך הבית נאסף בבוקר ובצהריים, ודגימות אוויר נשוף נאספו רק בבוקר. PCA הדגיש הפרדה של דגימות אוויר בחדר לפי מיקום באמצעות ניתוח שונות רב-משתני פרמוטציוני (PERMANOVA, R2 = 0.16, p < 0.001) (איור 3a). PCA הדגיש הפרדה של דגימות אוויר בחדר לפי מיקום באמצעות ניתוח שונות רב-משתני פרמוטציוני (PERMANOVA, R2 = 0.16, p < 0.001) (איור 3a). PCA выявил разделение проб комнатного воздуха по местоположению с помощью перестановочного многомерного многомерного (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (рис. 3а). בדיקת PCA חשפה הפרדה של דגימות אוויר בחדר לפי מיקום באמצעות ניתוח שונות רב-משתני פרמוטציוני (PERMANOVA, R2 = 0.16, p < 0.001) (איור 3א). 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 многомерного (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (рис. 3а). PCA הדגיש את ההפרדה המקומית של דגימות אוויר בחדר באמצעות ניתוח שונות רב-משתני פרמוטציוני (PERMANOVA, R2 = 0.16, p < 0.001) (איור 3a).לכן, נוצרו מודלים מזווגים של PLS-DA שבהם כל מיקום מושווה לכל המיקומים האחרים כדי לקבוע חתימות מאפיינים. כל המודלים היו מובהקים ו-VOCs עם ציון VIP > 1 חולצו עם טעינה מתאימה כדי לזהות את תרומתם של הקבוצות. כל המודלים היו מובהקים ו-VOCs עם ציון VIP > 1 חולצו עם טעינה מתאימה כדי לזהות את תרומתם של הקבוצות. Все модели были значимыми, и ЛОС с оценкой VIP > 1 были извлечены с соответствующей нагрузенкой для опрегрузкой вклада. כל המודלים היו מובהקים, ו-VOCs עם ציון VIP > 1 חולצו עם טעינה מתאימה כדי לקבוע את תרומת הקבוצה.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 определения групков. כל המודלים היו משמעותיים ו-VOCs עם ציוני VIP > 1 חולצו והועלו בנפרד כדי לקבוע את תרומות הקבוצות.תוצאותינו מראות כי הרכב האוויר הסביבתי משתנה בהתאם למיקום, וזיהינו מאפיינים ספציפיים למיקום באמצעות קונצנזוס מודלים. יחידת האנדוסקופיה מאופיינת ברמות גבוהות של אנדקאן, דודקאן, בנזוניטריל ובנזאלדהיד. דגימות ממחלקת המחקר הקליני (הידועה גם כמחלקת מחקר הכבד) הראו יותר אלפא-פינן, דיאיזופרופיל פתלט ו-3-קרן. האוויר המעורב של חדר הניתוח מאופיין בתכולה גבוהה יותר של דקאן מסועף, דודקאן מסועף, טרידקאן מסועף, חומצה פרופיונית, 2-מתיל-, 2-אתיל-3-הידרוקסיהקסיל אתר, טולואן ו-2- נוכחות של קרוטונאלדהיד. במרפאת החוץ (בניין פטרסון) יש תכולה גבוהה יותר של 1-נונאנול, ויניל לאוריל אתר, אלכוהול בנזילי, אתנול, 2-פנוקסי, נפתלין, 2-מתוקסי, איזובוטיל סליצילט, טרידקאן וטרידקאן מסועף שרשרת. לבסוף, אוויר פנימי שנאסף במעבדת ספקטרומטריית המסות הראה יותר אצטמיד, 2'2'2-טריפלואורו-N-מתיל-, פירידין, פוראן, 2-פנטיל-, אונדקאן מסועף, אתילבנזן, m-קסילן, או-קסילן, פורפורל ואתילאניסאט. רמות שונות של 3-קרן נמצאו בכל חמשת האתרים, דבר המצביע על כך שתרכובות אורגניות נדיפות אלו הן מזהם נפוץ עם הרמות הגבוהות ביותר שנצפו באזור המחקר הקליני. רשימה של תרכובות אורגניות נדיפות מוסכמות החולקות כל מיקום ניתן למצוא בטבלה המשלימה 3. בנוסף, בוצע ניתוח חד-משתני עבור כל תרכובת אורגנית נדיפה מעניינים, וכל המיקומים הושוו זה לזה באמצעות מבחן וילקוקסון זוגי ולאחריו תיקון בנג'מיני-הוכברג. עלילות הבלוקים עבור כל תרכובת אורגנית נדיפה מוצגות באיור המשלים 1. עקומות תרכובות אורגניות נדיפות נשימתיות נראו בלתי תלויות במיקום, כפי שנצפה ב-PCA ואחריו PERMANOVA (p = 0.39) (איור 3b). בנוסף, נוצרו מודלים זוגיים של PLS-DA בין כל המיקומים השונים עבור דגימות הנשיפה, אך לא זוהו הבדלים משמעותיים (p > 0.05). בנוסף, נוצרו מודלים זוגיים של PLS-DA בין כל המיקומים השונים עבור דגימות הנשיפה, אך לא זוהו הבדלים משמעותיים (p > 0.05). כרומו, פתחו את ה-PLS-DA מטמיעים את התנאים וההגבלות. различий выявлено не было (p > 0,05). בנוסף, נוצרו מודלים מזווגים של PLS-DA בין כל מיקומי דגימות הנשיפה השונים, אך לא נמצאו הבדלים משמעותיים (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，但朷叾炰(昌但朷叾睰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 образцения существенных различий обнаружено не было (p > 0,05). בנוסף, נוצרו מודלים מזווגים של PLS-DA בין כל מיקומי דגימות הנשיפה השונים, אך לא נמצאו הבדלים משמעותיים (p > 0.05).
שינויים באוויר הסביבתי בתוך הבית אך לא באוויר הננשף, פיזור תרכובות נדיפות נדיפות משתנה בהתאם לאתר הדגימה, ניתוח לא מפוקח באמצעות PCA מראה הפרדה בין דגימות אוויר בתוך הבית שנאספו במיקומים שונים אך לא דגימות אוויר נשוף תואמות. הכוכביות מציינות את המרכזים של הקבוצה.
במחקר זה, ניתחנו את התפלגות ה-VOCs באוויר הפנימי בחמישה אתרי דגימת נשיפה נפוצים כדי להבין טוב יותר את השפעת רמות ה-VOC ברקע על ניתוח הנשימה.
הפרדה של דגימות אוויר בתוך הבית נצפתה בכל חמשת המיקומים השונים. למעט 3-קרן, שהיה נוכח בכל האזורים שנחקרו, ההפרדה נגרמה על ידי VOCs שונים, מה שנתן לכל מיקום אופי ייחודי. בתחום הערכת האנדוסקופיה, תרכובות אורגניות נדיפות הגורמות להפרדה הן בעיקר מונוטרפנים כגון בטא-פינן ואלקנים כגון דודקאן, אנדקאן וטרידקאן, הנמצאים בדרך כלל בשמנים אתריים המשמשים בדרך כלל במוצרי ניקוי 13. בהתחשב בתדירות הניקוי של מכשירים אנדוסקופיים, VOCs אלה הם ככל הנראה תוצאה של תהליכי ניקוי תכופים בתוך הבית. במעבדות מחקר קליני, כמו באנדוסקופיה, ההפרדה נובעת בעיקר ממונוטרפנים כגון אלפא-פינן, אך כנראה גם מחומרי ניקוי. בחדר הניתוח המורכב, חתימת ה-VOC מורכבת בעיקר מאלקאנים מסועפים. ניתן להשיג תרכובות אלה ממכשירים כירורגיים מכיוון שהם עשירים בשמנים וחומרי סיכה 14. במסגרת הכירורגית, VOCs אופייניים כוללים מגוון של אלכוהולים: 1-נונאנול, המצוי בשמנים צמחיים ובמוצרי ניקוי, ואלכוהול בנזילי, המצוי בבשמים ובחומרי הרדמה מקומיים.15,16,17,18 VOCs במעבדת ספקטרומטריית מסות שונים מאוד מהצפוי בתחומים אחרים, שכן זהו התחום הלא-קליני היחיד שנבדק. בעוד שחלק מהמונוטרפנים נוכחים, קבוצה הומוגנית יותר של תרכובות חולקת אזור זה עם תרכובות אחרות (2,2,2-טריפלואורו-N-מתיל-אצטמיד, פירידין, אנדקאן מסועף, 2-פנטילפורן, אתילבנזן, פורפורל, אתילאניסאט), אורתוקסילן, מטא-קסילן, איזופרופנול ו-3-קרן), כולל פחמימנים ארומטיים ואלכוהולים. חלק מה-VOCs הללו עשויים להיות משניים לכימיקלים המשמשים במעבדה, המורכבת משבע מערכות ספקטרומטריית מסות הפועלות במצבי TD והזרקת נוזלים.
בעזרת PLS-DA נצפתה הפרדה חזקה בין דגימות אוויר פנימי לדגימות נשיפה, הנגרמת על ידי 62 מתוך 113 חומרים אורגניים נדיפים (VOCs) שזוהו. באוויר פנימי, חומרים אורגניים נדיפים אלה הם אקסוגניים וכוללים דיאיזופרופיל פתלט, בנזופנון, אצטופנון ואלכוהול בנזילי, המשמשים בדרך כלל בפלסטייזרים ובניחוחות19,20,21,22. האחרונים ניתן למצוא במוצרי ניקוי16. הכימיקלים הנמצאים באוויר הננשף הם תערובת של חומרים אורגניים נדיפים אנדוגניים ואקסוגניים. חומרים אורגניים נדיפים אנדוגניים מורכבים בעיקר מאלקאנים מסועפים, שהם תוצרי לוואי של חמצון שומנים23, ואיזופרן, תוצר לוואי של סינתזת כולסטרול24. חומרים אורגניים נדיפים אקסוגניים כוללים מונוטרפנים כגון בטא-פינן ו-D-לימונן, אשר מקורם בשמנים אתריים של הדרים (הנמצאים בשימוש נרחב גם במוצרי ניקוי) וחומרים משמרים למזון13,25. 1-פרופנול יכול להיות אנדוגני, הנובע מפירוק חומצות אמינו, או אקסוגני, הנמצא בחומרי חיטוי26. בהשוואה לנשימת אוויר בתוך הבית, נמצאות רמות גבוהות יותר של תרכובות אורגניות נדיפות, שחלקן זוהו כסמנים ביולוגיים אפשריים למחלות. אתילבנזן הוכח כסמן ביולוגי פוטנציאלי למספר מחלות נשימה, כולל סרטן ריאות, COPD27 ופיברוזיס ריאתי28. בהשוואה לחולים ללא סרטן ריאות, רמות של N-דודקאן וקסילן נמצאו גם בריכוזים גבוהים יותר בחולים עם סרטן ריאות29 ומטאצימול בחולים עם קוליטיס כיבית פעילה30. לכן, גם אם הבדלים באוויר בתוך הבית אינם משפיעים על פרופיל הנשימה הכללי, הם יכולים להשפיע על רמות VOC ספציפיות, ולכן ניטור אוויר רקע בתוך הבית עדיין עשוי להיות חשוב.
כמו כן, הייתה הפרדה בין דגימות אוויר פנימי שנאספו בבוקר ובצהריים. המאפיינים העיקריים של דגימות הבוקר הם אלקאנים מסועפים, אשר נמצאים לעתים קרובות באופן חיצוני במוצרי ניקוי ובשעוות31. ניתן להסביר זאת על ידי העובדה שכל ארבעת חדרי הקליניקה שנכללו במחקר זה נוקו לפני דגימת אוויר החדר. כל האזורים הקליניים מופרדים על ידי VOCs שונים, כך שלא ניתן לייחס הפרדה זו לניקוי. בהשוואה לדגימות הבוקר, דגימות אחר הצהריים הראו בדרך כלל רמות גבוהות יותר של תערובת של אלכוהולים, פחמימנים, אסטרים, קטונים ואלדהידים. ניתן למצוא גם 1-פרופנול וגם פנול בחומרי חיטוי26,32 וזה צפוי בהתחשב בניקוי הקבוע של כל האזור הקליני לאורך היום. נשיפה נאספת רק בבוקר. זאת בשל גורמים רבים אחרים שיכולים להשפיע על רמת התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הננשף במהלך היום, דבר שלא ניתן לשלוט בו. זה כולל צריכת משקאות ומזון33,34 ורמות שונות של פעילות גופנית35,36 לפני דגימת נשיפה.
ניתוח תרכובות אורגניות נדיפות (VOC) נותר בחזית הפיתוח של אבחון לא פולשני. סטנדרטיזציה של דגימות נותרה אתגר, אך הניתוח שלנו הראה באופן חד משמעי כי לא היו הבדלים משמעותיים בין דגימות נשיפה שנאספו במקומות שונים. במחקר זה, הראינו כי תכולת התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הסביבתי בתוך הבית תלויה במיקום ובשעה ביום. עם זאת, תוצאותינו מראות גם כי הדבר אינו משפיע באופן משמעותי על פיזור התרכובות האורגניות הנדיפות באוויר הננשף, דבר המצביע על כך שניתן לבצע דגימות נשיפה במקומות שונים מבלי להשפיע באופן משמעותי על התוצאות. ניתנת עדיפות להכללת אתרים מרובים ולשכפול אוספי דגימות על פני תקופות זמן ארוכות יותר. לבסוף, ההפרדה של אוויר פנים ממקומות שונים וחוסר ההפרדה באוויר הננשף מראים בבירור כי אתר הדגימה אינו משפיע באופן משמעותי על הרכב הנשימה האנושית. זה מעודד למחקר ניתוח נשימה מכיוון שהוא מסיר גורם מבלבל פוטנציאלי בסטנדרטיזציה של איסוף נתוני נשימה. למרות שכל דפוסי הנשימה של נבדק יחיד היו מגבלה של המחקר שלנו, זה עשוי להפחית הבדלים בגורמים מבלבלים אחרים המושפעים מהתנהגות אנושית. פרויקטים מחקריים חד-תחומיים שימשו בעבר בהצלחה במחקרים רבים. עם זאת, נדרש ניתוח נוסף כדי להסיק מסקנות מוצקות. דגימות שגרתיות של אוויר בתוך הבית עדיין מומלצות, יחד עם דגימות נשיפה כדי לשלול תרכובות אקסוגניות ולזהות מזהמים ספציפיים. אנו ממליצים להפסיק את השימוש באלכוהול איזופרופיל עקב שכיחותו במוצרי ניקוי, במיוחד במסגרות שירותי בריאות. מחקר זה הוגבל על ידי מספר דגימות הנשיפה שנאספו בכל אתר, ונדרשת עבודה נוספת עם מספר גדול יותר של דגימות נשיפה כדי לאשר שהרכב הנשימה האנושית אינו משפיע באופן משמעותי על ההקשר בו נמצאות הדגימות. בנוסף, לא נאספו נתוני לחות יחסית (RH), ולמרות שאנו מכירים בכך שהבדלים ב-RH יכולים להשפיע על פיזור VOC, אתגרים לוגיסטיים הן בבקרת RH והן באיסוף נתוני RH הם משמעותיים במחקרים בקנה מידה גדול.
לסיכום, המחקר שלנו מראה כי תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) באוויר סביבתי בתוך הבית משתנות בהתאם למיקום ולזמן, אך נראה שזה לא המקרה לגבי דגימות נשיפה. בשל גודל המדגם הקטן, לא ניתן להסיק מסקנות חד משמעיות לגבי השפעת אוויר סביבתי בתוך הבית על דגימת נשיפה ונדרש ניתוח נוסף, לכן מומלץ לקחת דגימות אוויר בתוך הבית במהלך הנשימה כדי לזהות מזהמים פוטנציאליים, VOCs.
הניסוי נערך במשך 10 ימי עבודה רצופים בבית החולים סנט מרי בלונדון בפברואר 2020. בכל יום נלקחו שתי דגימות נשיפה וארבע דגימות אוויר פנימי מכל אחד מחמשת המיקומים, בסך הכל 300 דגימות. כל השיטות בוצעו בהתאם להנחיות ולתקנות הרלוונטיות. הטמפרטורה של כל חמשת אזורי הדגימה נשמרה על 25 מעלות צלזיוס.
חמישה מיקומים נבחרו לדגימת אוויר בתוך הבית: מעבדת מכשור ספקטרומטריית מסות, חדר כירורגי אמבולטורי, חדר ניתוח, אזור הערכה, אזור הערכה אנדוסקופי וחדר מחקר קליני. כל אזור נבחר מכיוון שצוות המחקר שלנו משתמש בהם לעתים קרובות כדי לגייס משתתפים לניתוח נשיפה.
אוויר החדר נדגם דרך צינורות Tenax TA/Carbograph תרמיים (TD) מצופים אינרטי (Markes International Ltd, Llantrisan, בריטניה) בקצב של 250 מ"ל/דקה למשך 2 דקות באמצעות משאבת דגימת אוויר מתוצרת SKC Ltd., קושי כולל. יש למרוח 500 מ"ל של אוויר חדר סביבתי על כל צינור TD. לאחר מכן, הצינורות נאטמו בפקקי פליז לצורך העברה חזרה למעבדת ספקטרומטריית המסות. דגימות אוויר בתוך הבית נלקחו בתורן בכל מיקום בכל יום בין השעות 9:00 ל-11:00 ושוב בין השעות 15:00 ל-17:00. הדגימות נלקחו בכפילות.
דגימות נשיפה נאספו מנבדקים בודדים שעברו דגימת אוויר בתוך הבית. תהליך דגימת הנשיפה בוצע בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי רשות המחקר הבריאותי של שירות הבריאות הלאומי (NHS)—לונדון—קמדן וקינגס קרוס (הפניה 14/LO/1136). תהליך דגימת הנשיפה בוצע בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי רשות המחקר הבריאותי של שירות הבריאות הלאומי (NHS)—לונדון—קמדן וקינגס קרוס (הפניה 14/LO/1136). Процесс отбора проб дыхания проводился в соответствии с протоколом, одобренным Управлением медицинский לונדון — Комитет по этике исследований Camden & Kings Cross (ссылка 14/LO/1136). תהליך דגימת הנשיפה בוצע בהתאם לפרוטוקול שאושר על ידי ועדת האתיקה למחקר של ה-NHS - לונדון - קמדן וקינגס קרוס (הפניה 14/LO/1136).הליך דגימת הנשיפה בוצע בהתאם לפרוטוקולים שאושרו על ידי סוכנות המחקר הרפואי NHS-London-Camden וועדת האתיקה למחקר של קינגס קרוס (הפניה 14/LO/1136). החוקר נתן את הסכמתו בכתב מדעת. למטרות נורמליזציה, החוקרים לא אכלו או שתו מאז חצות הלילה הקודם. נשימה נאספה באמצעות שקית חד פעמית Nalophan™ (פוליאתילן טרפתאלט PET) בנפח 1000 מ"ל המיוצרת בהתאמה אישית ומזרק פוליפרופילן המשמש כפיה אטומה, כפי שתואר קודם לכן על ידי Belluomo ואחרים. Nalofan הוכח כמדיום אחסון נשימתי מצוין בשל אדישותו ויכולתו לספק יציבות תרכובת עד 12 שעות38. לאחר שהבודק נשאר במצב זה למשך 10 דקות לפחות, הוא נושף לתוך שקית הדגימה במהלך נשימה שקטה רגילה. לאחר מילוי לנפח המרבי, השקית נסגרת באמצעות בוכנת מזרק. כמו בדגימת אוויר בתוך הבית, השתמשו במשאבת דגימת האוויר של SKC Ltd. למשך 10 דקות כדי לשאוב אוויר מהשקית דרך צינור ה-TD: חברו מחט בקוטר גדול ללא פילטר למשאבת האוויר בקצה השני של צינור ה-TD דרך צינורות הפלסטיק ו-SKC. בצעו דיקור בשקית ושאפו נשימות בקצב של 250 מ"ל/דקה דרך כל צינור TD למשך 2 דקות, תוך טעינת סכום כולל של 500 מ"ל נשימות לכל צינור TD. הדגימות נאספו שוב בכפילות כדי למזער את השונות בדגימה. הנשימות נאספות רק בבוקר.
מבחנות ה-TD נוקו באמצעות מרכך מבחנות TC-20 TD (Markes International Ltd, Llantrisant, UK) למשך 40 דקות ב-330°C עם זרימת חנקן של 50 מ"ל/דקה. כל הדגימות נותחו תוך 48 שעות מאיסוף באמצעות GC-TOF-MS. מבחנות GC Agilent Technologies 7890A שותפו עם מערכת ספיחה תרמית TD100-xr ו-BenchTOF Select MS (Markes International Ltd, Llantrisan, UK). מבחנות ה-TD נשטפו מראש במשך דקה אחת בקצב זרימה של 50 מ"ל/דקה. ספיחה ראשונית בוצעה ב-250°C למשך 5 דקות עם זרימת הליום של 50 מ"ל/דקה כדי לספוח VOCs לתוך מלכודת קור (Material Emissions, Markes International, Llantrisant, UK) במצב מפוצל (1:10) ב-25°C. דסורפציה במלכודת קור (משנית) בוצעה בטמפרטורה של 250 מעלות צלזיוס (עם חימום בליסטי של 60 מעלות צלזיוס/שנייה) למשך 3 דקות בקצב זרימה של 5.7 מ"ל/דקה ב-He, וטמפרטורת נתיב הזרימה ל-GC חוממה ברציפות עד 200 מעלות צלזיוס. העמודה הייתה עמודת Mega WAX-HT (20 מטר × 0.18 מ"מ × 0.18 מיקרומטר, Chromalytic, Hampshire, ארה"ב). קצב הזרימה של העמודה נקבע ל-0.7 מ"ל/דקה. טמפרטורת התנור נקבעה תחילה ל-35 מעלות צלזיוס למשך 1.9 דקות, ולאחר מכן הועלתה ל-240 מעלות צלזיוס (20 מעלות צלזיוס/דקה, החזקה 2 דקות). קו תמסורת ה-MS נשמר על 260 מעלות צלזיוס ומקור היונים (פגיעה אלקטרונים 70 eV) נשמר על 260 מעלות צלזיוס. מנתח ה-MS כוון לרשום בין 30 ל-597 מטר/שנייה. דסורפציה במלכודת קור (ללא צינור TD) ודסורפציה במצינור TD נקי וממוזג בוצעו בתחילת ובסוף כל הרצה על מנת להבטיח שלא יהיו השפעות העברה. אותו ניתוח ריק בוצע מיד לפני ומיד לאחר דסורפציה של דגימות הנשיפה על מנת להבטיח שניתן יהיה לנתח את הדגימות ברציפות מבלי להתאים את ה-TD.
לאחר בדיקה ויזואלית של הכרומטוגרמות, קבצי הנתונים הגולמיים נותחו באמצעות Chromspace® (Sepsolve Analytical Ltd.). תרכובות מעניינים זוהו מדגימות מייצגות של אוויר מהנשימה ואוויר בחדר. הביאור מבוסס על ספקטרום המסה של VOC ומדד אצווה באמצעות ספריית ספקטרום המסה של NIST 2017. מדדי אצווה חושבו על ידי ניתוח תערובת אלקאנים (nC8-nC40, 500 מיקרוגרם/מ"ל בדיקלורומתאן, מרק, ארה"ב) בריכוז 1 מיקרוליטר שהוכנסה לשלוש מבחנות TD מותנות באמצעות מתקן טעינת תמיסת כיול ונותחה תחת אותם תנאי TD-GC-MS. מרשימת התרכובות הגולמיות, רק אלו עם מקדם התאמה הפוך > 800 נשמרו לניתוח. מדדי אצווה חושבו על ידי ניתוח תערובת אלקאנים (nC8-nC40, 500 מיקרוגרם/מ"ל בדיקלורומתאן, מרק, ארה"ב) בריכוז 1 מיקרוליטר שהוכנסה לשלוש מבחנות TD מותנות באמצעות מתקן טעינת תמיסת כיול ונותחה תחת אותם תנאי TD-GC-MS. מרשימת התרכובות הגולמיות, רק אלו עם מקדם התאמה הפוך > 800 נשמרו לניתוח.מדדי אצווה חושבו על ידי ניתוח 1 מיקרוליטר של תערובת אלקאנים (nC8-nC40, 500 מיקרוגרם/מ"ל בדיקלורומתאן, מרק, ארה"ב) בשלושה מבחנות TD מותנות באמצעות יחידת טעינת תמיסת כיול ונותחו תחת אותם תנאי TD-GC-MS.и из исходного списка соединений для анализа были оставлены только соединения с коэффициентом обратногом обратного 80. ומהרשימה המקורית של תרכובות, רק תרכובות עם מקדם התאמה הפוך > 800 נשמרו לניתוח.通过分析烷烃混合物（nC8-nC40，500 מיקרוגרם/מ"ל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 מיקרוגרם/מ"ל 在 中 ， ， מרק ， ארה"ב） 保留 指数 ＇ 通装置 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 ‎‎‎מדדי אצווה חושבו על ידי ניתוח תערובת של אלקאנים (nC8-nC40, 500 מיקרוגרם/מ"ל בדיקלורומתאן, מרק, ארה"ב). מיקרוליטר אחד נוסף לשלושה מבחנות TD מותנות על ידי כיול טוען התמיסות והוסף שם.выполненных в тех же условиях TD-GC-MS и ис исходного списка соединений, для анализа были оставлины тосевлиных коэффициентом обратного соответствия > 800. שבוצעו תחת אותם תנאי TD-GC-MS ומרשימת התרכובות המקורית, רק תרכובות עם מקדם התאמה הפוך > 800 נשמרו לניתוח.חמצן, ארגון, פחמן דו-חמצני וסילוקסנים גם הם מוסרים. לבסוף, כל תרכובות עם יחס אות לרעש < 3 גם הן לא נכללו. לבסוף, כל תרכובות עם יחס אות לרעש < 3 גם הן לא נכללו. Наконец, любые соединения с отношением сигнал/шум <3 также были исключены. לבסוף, כל תרכובות עם יחס אות לרעש <3 גם הן לא נכללו.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. לבסוף, כל תרכובות עם יחס אות לרעש <3 גם הן לא נכללו.השפע היחסי של כל תרכובת חולץ מכל קבצי הנתונים באמצעות רשימת התרכובות שהתקבלה. בהשוואה ל-NIST 2017, זוהו 117 תרכובות בדגימות נשיפה. האיסוף בוצע באמצעות תוכנת MATLAB R2018b (גרסה 9.5) ו-Gavin Beta 3.0. לאחר בדיקה נוספת של הנתונים, 4 תרכובות נוספות הוצאו מהכלל על ידי בדיקה ויזואלית של הכרומטוגרמות, מה שהותיר 113 תרכובות להיכלל בניתוח שלאחר מכן. שפע של תרכובות אלו נמצא מכל 294 הדגימות שעובדו בהצלחה. שש דגימות הוסרו עקב איכות נתונים ירודה (צינורות TD דולפים). במערכי הנתונים הנותרים, חושבו המתאמים החד-צדדיים של פירסון בקרב 113 VOCs בדגימות מדידה חוזרות כדי להעריך את יכולת השחזור. מקדם המתאם היה 0.990 ± 0.016, וערך p היה 2.00 × 10–46 ± 2.41 × 10–45 (ממוצע אריתמטי ± סטיית תקן).
כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו בגרסת R 4.0.2 (R Foundation for Statistical Computing, וינה, אוסטריה). הנתונים והקוד ששימשו לניתוח ויצירת הנתונים זמינים לציבור ב-GitHub (https://github.com/simonezuffa/Manuscript_Breath). הפיקים המשולבים עברו תחילה טרנספורמציה לוגריתמית ולאחר מכן מנורמלים באמצעות נורמליזציה של שטח כולל. דגימות עם מדידות חוזרות עברו סיכום לערך הממוצע. החבילות "ropls" ו-"mixOmics" משמשות ליצירת מודלים של PCA לא מפוקחים ומודלים של PLS-DA מפוקחים. PCA מאפשר לזהות 9 חריגים בדגימה. דגימת הנשיפה העיקרית קובצה עם דגימת אוויר החדר ולכן נחשבה למבחנה ריקה עקב שגיאת דגימה. 8 הדגימות הנותרות הן דגימות אוויר חדר המכילות 1,1'-ביפניל, 3-מתיל. בדיקות נוספות הראו כי לכל 8 הדגימות הייתה ייצור נמוך משמעותית של VOC בהשוואה לדגימות האחרות, דבר המצביע על כך שפליטות אלו נגרמו מטעות אנוש בטעינת המבחנים. הפרדת מיקומים נבדקה ב-PCA באמצעות PERMANOVA מחבילה טבעונית. PERMANOVA מאפשר לך לזהות את חלוקת הקבוצות על סמך צנטרואידים. שיטה זו שימשה בעבר במחקרים מטבולומיים דומים39,40,41. חבילת ropls משמשת להערכת המשמעות של מודלי PLS-DA באמצעות אימות צולב אקראי של שבעה פיסות ותמורות 999. תרכובות עם ציון VIP (משתנה בחשיבות) > 1 נחשבו רלוונטיות לסיווג ונשמרו כמשמעותיות. תרכובות עם ציון VIP (משתנה בחשיבות) > 1 נחשבו רלוונטיות לסיווג ונשמרו כמשמעותיות. Соединения с показателем проекции переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классикифики значимые. תרכובות עם ציון השלכה של חשיבות משתנה (VIP) > 1 נחשבו כזכאיות לסיווג ונשמרו כמשמעותיות.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㘾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 остависичи. תרכובות עם ציון של חשיבות משתנה (VIP) > 1 נחשבו כזכאיות לסיווג ונותרו משמעותיות.עומסים ממודל PLS-DA חולצו גם הם כדי לקבוע את תרומות הקבוצות. תרכובות האורגניות התנדפותיות (VOCs) עבור מיקום מסוים נקבעות על סמך הקונצנזוס של מודלי PLS-DA מזווגים. לשם כך, פרופילי ה-VOC של כל המיקומים נבדקו זה מול זה, ואם VOC עם VIP > 1 היה משמעותי באופן קבוע במודלים ויוחס לאותו מיקום, הוא נחשב ספציפי למיקום. לשם כך, פרופילי ה-VOC של כל המיקומים נבדקו זה מול זה, ואם VOC עם VIP > 1 היה משמעותי באופן קבוע במודלים ויוחס לאותו מיקום, הוא נחשב ספציפי למיקום. Для этого профили ЛОС всех местоположений были проверены друг против друга, и если ЛОС с VIP> 1 бызли моделях относился к одному и тому же месту, тогда он считался специфичным для местоположения. לשם כך, פרופילי ה-VOC של כל המיקומים נבדקו זה מול זה, ואם VOC עם VIP > 1 היה מובהק באופן עקבי במודלים והתייחס לאותו מיקום, אז הוא נחשב ספציפי למיקום.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 縻归因 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Сэтой целью профили ЛОС во всех местоположениях были сопоставлены друг с другом, и ЛОсся савис 1 от местоположения, если он был постоянно значимым в модели и относился к одному и тому же местопол. לשם כך, הושוו פרופילי VOC בכל המיקומים זה לזה, ו-VOC עם VIP > 1 נחשב כתלוי מיקום אם הוא היה משמעותי באופן עקבי במודל והתייחס לאותו מיקום.השוואה בין דגימות נשיפה ואוויר פנימי בוצעה רק עבור דגימות שנלקחו בבוקר, מכיוון שלא נלקחו דגימות נשיפה אחר הצהריים. מבחן וילקוקסון שימש לניתוח חד-משתני, ושיעור הגילוי השגוי חושב באמצעות תיקון בנג'מיני-הוכברג.
מערכי הנתונים שנוצרו ונותחו במהלך המחקר הנוכחי זמינים מהמחברים הרלוונטיים על פי בקשה סבירה.
עומאן, א. ואחרים. חומרים נדיפים בבני אדם: תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) באוויר נשוף, הפרשות עור, שתן, צואה ורוק. J. Breath res. 8(3), 034001 (2014).
Belluomo, I. et al. ספקטרומטריית מסה של צינור זרם יונים סלקטיבי לניתוח ממוקד של תרכובות אורגניות נדיפות בנשימה אנושית. פרוטוקול לאומי. 16(7), 3419–3438 (2021).
Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. דיוק ואתגרים מתודולוגיים של בדיקות נשיפה מבוססות תרכובות אורגניות נדיפות לאבחון סרטן. Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. דיוק ואתגרים מתודולוגיים של בדיקות נשיפה מבוססות תרכובות אורגניות נדיפות לאבחון סרטן.חאנה, ג'יגה-בייט, בושייר, PR, מרקר, ס.ר. ורומנו, א. דיוק וסוגיות מתודולוגיות של בדיקות אוויר פליטה מבוססות תרכובות אורגניות נדיפות לאבחון סרטן. 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。战战 Hanna, GB, Boshier, PR, Markar, SR & Romano, A. דיוק ואתגרים מתודולוגיים באבחון סרטן המבוסס על תרכובות אורגניות נדיפות.חאנה, ג'יגה-בייט, בושייר, PR, מרקר, ס.ר. ורומנו, א. דיוק וסוגיות מתודולוגיות של בדיקת נשיפה של תרכובות אורגניות נדיפות באבחון סרטן.JAMA Oncol. 5(1), e182815 (2019).
Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. & Hanna, GB שונות ברמות גזי העקבות הנדיפים בשלוש סביבות בית חולים: השלכות על בדיקות נשיפה קליניות. Boshier, PR, Cushnir, JR, Priest, OH, Marczin, N. & Hanna, GB שונות ברמות גזי העקבות הנדיפים בשלוש סביבות בית חולים: השלכות על בדיקות נשיפה קליניות.Boshear, PR, Kushnir, JR, Priest, OH, Marchin, N. and Khanna, GB. הבדלים ברמות של גזים נדיפים עקביים בשלושה בתי חולים: משמעות לבדיקות נשיפה קליניות. 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. and Khanna, GB. שינויים ברמות של גזים נדיפים בשלושה בתי חולים: משמעות לבדיקות נשיפה קליניות.J. Religious Res. 4(3), 031001 (2010).
Trefz, P. et al. ניטור רציף בזמן אמת של גזי נשימה במסגרות קליניות באמצעות ספקטרומטריית מסה בזמן-טיסה של תגובת העברת פרוטונים. anus. Chemical. 85(21), 10321-10329 (2013).
קסטלנוס, מ., שיפרה, ג., פרננדז-ריאל, ג'.מ. וסאנצ'ז, ג'.מ. ריכוזי גזי נשיפה משקפים חשיפה לסבופלוראן ואלכוהול איזופרופיל בסביבות בית חולים בתנאים שאינם תעסוקתיים. קסטלנוס, מ., שיפרה, ג., פרננדז-ריאל, ג'.מ. וסאנצ'ז, ג'.מ. ריכוזי גזי נשיפה משקפים חשיפה לסבופלוראן ואלכוהול איזופרופיל בסביבות בית חולים בתנאים שאינם תעסוקתיים.קסטלנוס, מ., שיפרה, ג., פרננדז-ריאל, ג'.מ. וסאנצ'ז, ג'.מ. ריכוזי גזים בנשיפה משקפים חשיפה לסבופלוראן ואלכוהול איזופרופיל במסגרת בית חולים שאינה תעסוקתית. 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醇和异丙醇 Castellanos, M., Xifra, G., Fernández-Real, JM & Sánchez, JMקסטלנוס, מ., שיפרה, ג., פרננדז-ריאל, ג'.מ. וסאנצ'ז, ג'.מ. ריכוזי גזים בדרכי הנשימה משקפים חשיפה לסבופלוראן ואיזופרופנול במסגרת בית חולים במסגרת שכבתית.J. Breath res. 10(1), 016001 (2016).
Markar SR ואחרים. הערכת בדיקות נשיפה לא פולשניות לאבחון סרטן הוושט והקיבה. JAMA Oncol. 4(7), 970-976 (2018).
סלמן, ד. ואחרים. שונות של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר בתוך הבית במסגרת קלינית. J. Breath res. 16(1), 016005 (2021).
פיליפס, מ. ואחרים. סמני נשימה נדיפים של סרטן השד. Breast J. 9 (3), 184–191 (2003).
פיליפס, מ., גרינברג, ג'. וסאבאס, מ. גרדיאנט אלוואולרי של פנטאן בנשימה אנושית רגילה. פיליפס, מ., גרינברג, ג'. וסאבאס, מ. גרדיאנט אלוואולרי של פנטאן בנשימה אנושית רגילה.פיליפס מ', גרינברג ג' וסאבאס מ'. גרדיאנט פנטאן אלוואולרי בנשימה אנושית רגילה. Phillips, M., Greenberg, J. & Sabas, M. 正常人呼吸中戊烷的肺泡梯度. פיליפס, מ., גרינברג, ג'. וסאבאס, מ.Phillips M, Greenberg J and Sabas M. גרדיאנטים פנטאן אלוואולריים בנשימה אנושית רגילה.רדיקלים חופשיים. מיכל אחסון. 20(5), 333–337 (1994).
הרשמן SV ואחרים. אפיון דגימת נשיפה סטנדרטית לשימוש לא מקוון בשטח. J. Breath res. 14(1), 016009 (2019).
מאורר, פ. ואחרים. שטיפה של מזהמי אוויר סביבתיים למדידת אוויר נשוף. J. Breath res. 8(2), 027107 (2014).
סאלחי, ב' ואחרים. הפוטנציאל הטיפולי של אלפא- ובטא-פינן: מתנה מופלאה מהטבע. Biomolecules 9 (11), 738 (2019).
לוח מידע כימי של CompTox - אלכוהול בנזילי. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID5020152#chemical-functional-use (גישה אחרונה ב-22 בספטמבר 2021).
אלפא אייסאר – L03292 אלכוהול בנזילי, 99%. https://www.alfa.com/en/catalog/L03292/ (גישה אחרונה: 22 בספטמבר 2021).
חברת Good Scents – אלכוהול בנזילי. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1001652.html (גישה אחרונה: 22 בספטמבר 2021).
הפאנל הכימי של CompTox הוא דיאיזופרופיל פתלט. https://comptox.epa.gov/dashboard/dsstoxdb/results?search=DTXSID2040731 (גישה אחרונה ב-22 בספטמבר 2021).
בני אדם, קבוצת עבודה של IARC להערכת סיכונים מסרטנים. בנזופנון. : הסוכנות הבינלאומית לחקר הסרטן (2013).
חברת Good Scents – אצטופנון. http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1000131.html#tooccur (גישה אחרונה: 22 בספטמבר 2021).
Van Gossum, A. & Decuyper, J. אלקאנים בנשימה כמדד של חמצון ליפידים. Van Gossum, A. & Decuyper, J. אלקאנים בנשימה כמדד של חמצון ליפידים.ואן גוסום, א. ודקויפר, ג'. נשימה של אלקאנים כאינדיקטור לחמצון שומנים. Van Gossum, A. & Decuyper, J. Breath 烷烃作为脂质过氧化的指标。 Van Gossum, A. & Decuyper, J. Breath alkanes כאינדיקטור של 脂质过过化的的剧情.ואן גוסום, א. ודקויפר, ג'. נשימה של אלקאנים כאינדיקטור לחמצון שומנים.כתב העת EURO. country 2(8), 787–791 (1989).
סלרנו-קנדי, ר. וקאשמן, ק.ד. יישומים פוטנציאליים של איזופרן בנשימה כסמן ביולוגי ברפואה המודרנית: סקירה תמציתית. סלרנו-קנדי, ר. וקאשמן, ק.ד. יישומים פוטנציאליים של איזופרן בנשימה כסמן ביולוגי ברפואה המודרנית: סקירה תמציתית. סלרנו-קנדי, ר. וקאשמן, ק.ד.יישומים אפשריים של איזופרן בנשימה כסמן ביולוגי ברפואה המודרנית: סקירה קצרה. 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。述 סלרנו-קנדי, ר. וקאשמן, ק.ד.סלרנו-קנדי, ר. וקאשמן, ק.ד. יישומים פוטנציאליים של איזופרן נשימתי כסמן ביולוגי לרפואה המודרנית: סקירה קצרה.Wien Klin Wochenschr 117 (5–6), 180–186 (2005).
קוראס מ. ואחרים. ניתוח ממוקד של תרכובות אורגניות נדיפות באוויר הננשף משמש להבדלה בין סרטן ריאות למחלות ריאה אחרות ובאנשים בריאים. מטבוליטים 10(8), 317 (2020).