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O interesse na análise de compostos orgânicos voláteis (VOCs) no ar exalado cresceu nas últimas duas décadas.Ainda existem incertezas quanto à normalização da amostragem e se os compostos orgânicos voláteis do ar interior afetam a curva de compostos orgânicos voláteis do ar exalado.Avalie os compostos orgânicos voláteis do ar interno em locais de amostragem de respiração de rotina no ambiente hospitalar e determine se isso afeta a composição da respiração.O segundo objetivo era estudar as flutuações diárias no conteúdo de compostos orgânicos voláteis no ar interno.O ar interno foi coletado em cinco locais pela manhã e à tarde usando uma bomba de amostragem e um tubo de dessorção térmica (TD).Colete amostras de ar expirado somente pela manhã.Os tubos TD foram analisados por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa de tempo de voo (GC-TOF-MS).Um total de 113 COVs foram identificados nas amostras coletadas.A análise multivariada mostrou uma clara separação entre respiração e ar ambiente.A composição do ar interior muda ao longo do dia e diferentes locais possuem VOCs específicos que não afetam o perfil respiratório.As respirações não apresentaram separação por localização, sugerindo que a amostragem pode ser feita em locais diferentes sem afetar os resultados.
Os compostos orgânicos voláteis (VOCs) são compostos à base de carbono que são gasosos à temperatura ambiente e são os produtos finais de muitos processos endógenos e exógenos1.Durante décadas, os pesquisadores têm se interessado pelos VOCs devido ao seu papel potencial como biomarcadores não invasivos de doenças humanas.No entanto, permanece a incerteza quanto à padronização da coleta e análise de amostras de ar expirado.
Uma área chave de padronização para análise do hálito é o impacto potencial dos VOCs de fundo no ar ambiente interno.Estudos anteriores demonstraram que os níveis de fundo de COV no ar ambiente interior afectam os níveis de COV encontrados no ar exalado3.Boshier et al.Em 2010, a espectrometria de massa de fluxo iônico selecionado (SIFT-MS) foi usada para estudar os níveis de sete compostos orgânicos voláteis em três ambientes clínicos.Foram identificados diferentes níveis de compostos orgânicos voláteis no ambiente nas três regiões, o que, por sua vez, forneceu orientações sobre a capacidade dos compostos orgânicos voláteis generalizados no ar interior serem utilizados como biomarcadores de doenças.Em 2013, Trefz et al.O ar ambiente da sala de cirurgia e o padrão respiratório da equipe do hospital também foram monitorados durante a jornada de trabalho.Eles descobriram que os níveis de compostos exógenos, como o sevoflurano, tanto no ar ambiente quanto no ar exalado, aumentaram em 5 até o final do dia de trabalho, levantando questões sobre quando e onde os pacientes devem ser coletados para análise do hálito, a fim de reduzir e minimizar o problema de tal confusão. fatores.Isso se correlaciona com o estudo de Castellanos et al.Em 2016, encontraram sevoflurano no hálito de funcionários do hospital, mas não no hálito de funcionários fora do hospital.Em 2018, Markar et al.procuraram demonstrar o efeito das mudanças na composição do ar interno na análise da respiração como parte de seu estudo para avaliar a capacidade diagnóstica do ar exalado no câncer de esôfago7.Usando um contrapulmão de aço e SIFT-MS durante a amostragem, eles identificaram oito compostos orgânicos voláteis no ar interno que variavam significativamente de acordo com o local de amostragem.No entanto, estes COV não foram incluídos no seu modelo de diagnóstico de COV do último suspiro, pelo que o seu impacto foi negado.Em 2021, um estudo foi conduzido por Salman et al.para monitorar os níveis de COV em três hospitais durante 27 meses.Eles identificaram 17 COV como discriminadores sazonais e sugeriram que as concentrações de COV exalados acima do nível crítico de 3 µg/m3 são consideradas improváveis, secundárias à poluição de fundo por COV8.
Além de estabelecer níveis limite ou excluir completamente compostos exógenos, as alternativas para eliminar esta variação de fundo incluem a coleta de amostras de ar ambiente emparelhadas simultaneamente com a amostragem de ar exalado, para que quaisquer níveis de COV presentes em altas concentrações na sala respirável possam ser determinados.extraído do ar exalado.O ar 9 é subtraído do nível para fornecer um “gradiente alveolar”.Portanto, um gradiente positivo indica a presença do Composto 10 endógeno. Outro método é os participantes inalarem ar “purificado” que é teoricamente livre de poluentes VOC11.No entanto, isto é complicado, demorado e o próprio equipamento gera poluentes COV adicionais.Um estudo de Maurer et al.Em 2014, os participantes que respiraram ar sintético reduziram 39 COV, mas aumentaram 29 COV em comparação com a respiração de ar ambiente interior12.O uso de ar sintético/purificado também limita severamente a portabilidade do equipamento de amostragem respiratória.
Espera-se também que os níveis ambientais de VOC variem ao longo do dia, o que pode afetar ainda mais a padronização e a precisão da amostragem respiratória.
Os avanços na espectrometria de massa, incluindo a dessorção térmica acoplada à cromatografia gasosa e à espectrometria de massa de tempo de voo (GC-TOF-MS), também forneceram um método mais robusto e confiável para análise de COV, capaz de detectar simultaneamente centenas de COV, assim para uma análise mais profunda.ar na sala.Isto permite caracterizar com mais detalhes a composição do ar ambiente na sala e como grandes amostras mudam com o lugar e o tempo.
O principal objetivo deste estudo foi determinar os diferentes níveis de compostos orgânicos voláteis no ar ambiente interno em locais de amostragem comuns no ambiente hospitalar e como isso afeta a amostragem do ar exalado.Um objetivo secundário foi determinar se havia variações diurnas ou geográficas significativas na distribuição de COVs no ar ambiente interno.
Amostras respiratórias, bem como amostras correspondentes de ar interno, foram coletadas pela manhã em cinco locais diferentes e analisadas com GC-TOF-MS.Um total de 113 COVs foram detectados e extraídos do cromatograma.As medidas repetidas foram convertidas com a média antes de uma análise de componentes principais (PCA) das áreas de pico extraídas e normalizadas ser realizada para identificar e remover valores discrepantes. A análise supervisionada por meio de mínimos quadrados parciais - análise discriminante (PLS-DA) foi então capaz de mostrar uma separação clara entre amostras de ar respiratório e de ar ambiente (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (Fig. 1). A análise supervisionada por meio de mínimos quadrados parciais - análise discriminante (PLS-DA) foi então capaz de mostrar uma separação clara entre amostras de ar respiratório e de ar ambiente (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (Fig. 1). Qual é a análise de controle com o método de análise de dados de discagem (PLS-DA) смо г показать четкое разделение между образцами дыхания и комнатного воздуха (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (ris. 1). Em seguida, a análise controlada com análise discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) foi capaz de mostrar uma separação clara entre amostras de ar respiratório e de ar ambiente (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001) (Figura 1).通过偏最小二乘法进行监督分析——判别分析(PLS-DA) 然后能够显示呼吸和室内空气样本之间的明显分离（R2Y = 0,97，Q2Y = 0,96，p < 0,001）（图1）。通过 偏 最 小 二乘法 进行 监督 分析 分析 判别 分析 分析 (PLS-DA) 然后 能够 显示 呼吸室内 空气 样本 的 明显 （（（（（（（（， ， q2y = 0,96 ， p <0,001） （1）。 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。〃 。。。。。 Análise de controle com método de análise de discagem detalhada (PLS-DA) para todos г показать четкое разделение между образцами дыхания и воздуха в помещении (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001) (ris. 1). A análise controlada com análise discriminante de mínimos quadrados parciais (PLS-DA) foi então capaz de mostrar uma separação clara entre amostras de ar respiratório e de ar interno (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001) (Figura 1). A separação de grupos foi impulsionada por 62 VOCs diferentes, com pontuação de projeção de importância variável (VIP)> 1. Uma lista completa dos VOCs que caracterizam cada tipo de amostra e suas respectivas pontuações VIP podem ser encontradas na Tabela Suplementar 1. A separação de grupos foi impulsionada por 62 VOCs diferentes, com pontuação de projeção de importância variável (VIP)> 1. Uma lista completa dos VOCs que caracterizam cada tipo de amostra e suas respectivas pontuações VIP podem ser encontradas na Tabela Suplementar 1. A classificação de grupos é baseada em 62 canais VOC com uma operação de segurança temporária (VIP) > 1. Política de privacidade é VOC, tipo de proteção de segurança e sua opção VIP pode ser acessada na tabela de doação é 1. O agrupamento foi conduzido por 62 VOCs diferentes com pontuação de Projeção de Importância Variável (VIP)> 1. Uma lista completa de VOCs que caracterizam cada tipo de amostra e suas respectivas pontuações VIP podem ser encontradas na Tabela Suplementar 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。 A classificação do grupo é completada 62 vezes por semana (VIP) > 1. A separação do grupo foi impulsionada por 62 VOCs diferentes com pontuação de projeção de importância variável (VIP) > 1.Uma lista completa de VOCs que caracterizam cada tipo de amostra e suas respectivas pontuações VIP pode ser encontrada na Tabela Suplementar 1.
O ar respiratório e o ar interior apresentam diferentes distribuições de compostos orgânicos voláteis. A análise supervisionada com PLS-DA mostrou uma separação clara entre os perfis de VOCs respiratórios e do ar ambiente coletados durante a manhã (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). A análise supervisionada com PLS-DA mostrou uma separação clara entre os perfis de VOCs respiratórios e do ar ambiente coletados durante a manhã (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p < 0,001). Análise de controle com PLS-DA permite definir o perfil do perfil organizacional em выдыхаемом воздухе и воздухе в помещении, собранными утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). A análise controlada por PLS-DA mostrou uma separação clara entre os perfis de compostos orgânicos voláteis do ar exalado e interno coletados pela manhã (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001).使用PLS-DA 进行的监督分析显示，早上收集的呼吸和室内空气VOC 曲线明显分离（R2Y = 0,97，Q2Y = 0,96，p < 0,001）。使用 PLS-DA Análise de controle com uso PLS-DA permite definir perfil de perfil ии, собранных утром (R2Y = 0,97, Q2Y = 0,96, p <0,001). A análise controlada usando PLS-DA mostrou uma separação clara dos perfis de VOC da respiração e do ar interno coletados pela manhã (R2Y=0,97, Q2Y=0,96, p<0,001).Medições repetidas foram reduzidas à média antes da construção do modelo.As reticências mostram intervalos de confiança de 95% e centróides do grupo de asteriscos.
Diferenças na distribuição de compostos orgânicos voláteis no ar interno pela manhã e à tarde foram investigadas usando PLS-DA. O modelo identificou separação significativa entre os dois momentos (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (fig. 2). O modelo identificou separação significativa entre os dois momentos (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (fig. 2). Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис. 2). O modelo revelou uma separação significativa entre os dois momentos (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (Figura 2).该模型确定了两个时间点之间的显着分离（R2Y = 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）（图2）。该模型确定了两个时间点之间的显着分离（R2Y = 0,46，Q2Y = 0,22，p < 0,001）（图2）。 Модель выявила значительное разделение между двумя временными точками (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p <0,001) (рис. 2). O modelo revelou uma separação significativa entre os dois momentos (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001) (Figura 2). Isso foi impulsionado por 47 COVs com pontuação VIP> 1. Os COVs com a pontuação VIP mais alta caracterizando amostras matinais incluíram alcanos ramificados múltiplos, ácido oxálico e hexacosano, enquanto amostras da tarde apresentaram mais 1-propanol, fenol, ácido propanóico, 2-metil- , éster 2-etil-3-hidroxihexílico, isopreno e nonanal. Isso foi impulsionado por 47 COVs com pontuação VIP> 1. Os COVs com a pontuação VIP mais alta caracterizando amostras matinais incluíram alcanos ramificados múltiplos, ácido oxálico e hexacosano, enquanto amostras da tarde apresentaram mais 1-propanol, fenol, ácido propanóico, 2-metil- , éster 2-etil-3-hidroxihexílico, isopreno e nonanal. Este é o número máximo de participantes 47 programas de organização organizada com sessão VIP > 1. Clique com o seu nome no local. кой VIP, характеризующей утренние образцы, включали несколько разветвленных алканов, щавелевую кислоту и гексако então, no verão em que o dia de hoje é o maior número de 1-propanol, fenol, propaновой кислоты, 2-метил- , 2-этил-3-гидроксигексиловый эфир, изопрен и нонаналь. Isto ocorreu devido à presença de 47 compostos orgânicos voláteis com pontuação VIP > 1. Os COVs com a pontuação VIP mais alta para amostras matinais incluíam vários alcanos ramificados, ácido oxálico e hexacosano, enquanto as amostras diurnas continham mais 1-propanol, fenol, ácidos propanóicos, éter 2-metil-, 2-etil-3-hidroxihexílico, isopreno e nonanal.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。 É recomendado 47 VOC com VIP > 1. Isto é facilitado por 47 VOCs com pontuação VIP > 1.Os COVs com maior classificação VIP na amostra da manhã incluíram vários alcanos ramificados, ácido oxálico e hexadecano, enquanto a amostra da tarde continha mais 1-propanol, fenol, ácido propiônico, 2-metil-, 2-etil-3-hidroxihexil.éster, isopreno e nonanal.Uma lista completa de compostos orgânicos voláteis (COVs) que caracterizam as mudanças diárias na composição do ar interno pode ser encontrada na Tabela Suplementar 2.
A distribuição de COV no ar interior varia ao longo do dia. A análise supervisionada com PLS-DA mostrou separação entre amostras de ar ambiente coletadas durante a manhã ou durante a tarde (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). A análise supervisionada com PLS-DA mostrou separação entre amostras de ar ambiente coletadas durante a manhã ou durante a tarde (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). A análise de controle com o PLS-DA permite que o processo de execução seja concluído em um futuro próximo, sem problemas (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). A análise controlada com PLS-DA mostrou separação entre amostras de ar interno coletadas no período da manhã e da tarde (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001).使用PLS-DA 进行的监督分析显示，早上或下午收集的室内空气样本之间存在分离（R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22 ，p < 0,001）。使用 PLS-DA Analisar a transferência com o uso do PLS-DA permite que você execute o teste corretamente, sem problemas, sem problemas (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001). A análise de vigilância utilizando PLS-DA mostrou uma separação das amostras de ar interno coletadas no período da manhã ou da tarde (R2Y = 0,46, Q2Y = 0,22, p < 0,001).As reticências mostram intervalos de confiança de 95% e centróides do grupo de asteriscos.
As amostras foram coletadas em cinco locais diferentes no St Mary's Hospital, em Londres: uma sala de endoscopia, uma sala de pesquisa clínica, um complexo de salas cirúrgicas, um ambulatório e um laboratório de espectrometria de massa.Nossa equipe de pesquisa usa regularmente esses locais para recrutamento de pacientes e coleta de ar.Tal como anteriormente, o ar interior foi recolhido de manhã e à tarde, e as amostras de ar exalado foram recolhidas apenas no período da manhã. O PCA destacou uma separação de amostras de ar ambiente por localização através de análise de variância multivariada permutacional (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (Fig. 3a). O PCA destacou uma separação de amostras de ar ambiente por localização através de análise de variância multivariada permutacional (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (Fig. 3a). O PCA fornece uma solução de comunicação de alta qualidade para uso com grande dispersão онного анализа (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (рис. 3а). O PCA revelou a separação de amostras de ar ambiente por localização usando análise de variância multivariada permutacional (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (Fig. 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 permite a distribuição local de uma grande quantidade de dispersão онного анализа (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (рис. 3а). O PCA destacou a segregação local de amostras de ar ambiente usando análise de variância multivariada permutacional (PERMANOVA, R2 = 0,16, p <0,001) (Fig. 3a).Portanto, foram criados modelos PLS-DA emparelhados nos quais cada local é comparado com todos os outros locais para determinar assinaturas de recursos. Todos os modelos foram significativos e os VOCs com pontuação VIP > 1 foram extraídos com a respectiva carga para identificar a contribuição do grupo. Todos os modelos foram significativos e os VOCs com pontuação VIP > 1 foram extraídos com a respectiva carga para identificar a contribuição do grupo. Cada modelo será escolhido e será VIP com uma opção VIP > 1 modelo de reserva com suporte para compras группового вклада. Todos os modelos foram significativos, e os COVs com pontuação VIP> 1 foram extraídos com carga adequada para determinar a contribuição do grupo.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 Cada modelo é escolhido, e VOC com um VIP> 1 é um programa de vendas e um número de saída para o grupo de trabalho cladov. Todos os modelos foram significativos e os VOCs com pontuações VIP > 1 foram extraídos e carregados separadamente para determinar as contribuições do grupo.Nossos resultados mostram que a composição do ar ambiente varia com a localização, e identificamos características específicas da localização usando o consenso do modelo.A unidade de endoscopia é caracterizada por altos níveis de undecano, dodecano, benzonitrila e benzaldeído.Amostras do Departamento de Pesquisa Clínica (também conhecido como Departamento de Pesquisa do Fígado) mostraram mais alfa-pineno, ftalato de diisopropila e 3-careno.O ar misto da sala cirúrgica é caracterizado por maior teor de decano ramificado, dodecano ramificado, tridecano ramificado, ácido propiônico, éter 2-metil-, 2-etil-3-hidroxihexílico, tolueno e 2 – presença de crotonaldeído.O ambulatório (Edifício Paterson) possui maior teor de 1-nonanol, éter laurílico vinílico, álcool benzílico, etanol, 2-fenóxi, naftaleno, 2-metoxi, salicilato de isobutil, tridecano e tridecano de cadeia ramificada.Finalmente, o ar interno coletado no laboratório de espectrometria de massa mostrou mais acetamida, 2'2'2-trifluoro-N-metil-, piridina, furano, 2-pentil-, undecano ramificado, etilbenzeno, m-xileno, o-xileno, furfural e etilanisato.Vários níveis de 3-careno estavam presentes em todos os cinco locais, sugerindo que este COV é um contaminante comum com os níveis mais elevados observados na área do estudo clínico.Uma lista de VOCs acordados que compartilham cada posição pode ser encontrada na Tabela Suplementar 3. Além disso, uma análise univariada foi realizada para cada VOC de interesse, e todas as posições foram comparadas entre si usando um teste de Wilcoxon pareado seguido por uma correção de Benjamini-Hochberg .Os gráficos de blocos para cada VOC são apresentados na Figura Suplementar 1. As curvas de compostos orgânicos voláteis respiratórios pareciam ser independentes da localização, como observado em PCA seguido por PERMANOVA (p = 0,39) (Figura 3b). Além disso, também foram gerados modelos PLS-DA pareados entre todas as diferentes localizações para as amostras de ar respiratório, mas não foram identificadas diferenças significativas (p > 0,05). Além disso, também foram gerados modelos PLS-DA pareados entre todos os diferentes locais para as amostras de ar respiratório, mas não foram identificadas diferenças significativas (p > 0,05). Além disso, o modelo PLS-DA também é o mais adequado para você, sem problemas ственных различий выявлено не было (p > 0,05). Além disso, modelos PLS-DA pareados também foram gerados entre todos os diferentes locais de amostras de ar respiratório, mas não foram encontradas diferenças significativas (p > 0,05).此外，在呼吸样本的所有不同位置之间也生成了成对PLS-DA 模型，但未发现显着差异(p > 0,05)。 PLS-DA 模型，但未发现显着差异(p > 0,05)。 Além disso, o modelo PLS-DA também é um gerador de dados que pode ser usado em termos de uso, но существенных различий обнаружено не было (p > 0,05). Além disso, modelos PLS-DA pareados também foram gerados entre todos os diferentes locais de amostras de ar respiratório, mas não foram encontradas diferenças significativas (p > 0,05).
Mudanças no ar ambiente interno, mas não no ar exalado, a distribuição de VOC difere dependendo do local de amostragem, a análise não supervisionada usando PCA mostra separação entre amostras de ar interno coletadas em locais diferentes, mas não as amostras de ar exalado correspondentes.Os asteriscos denotam os centróides do grupo.
Neste estudo, analisamos a distribuição de COVs no ar interno em cinco locais comuns de amostragem de respiração para obter uma melhor compreensão do efeito dos níveis de COV de fundo na análise da respiração.
A separação das amostras de ar interno foi observada em todos os cinco locais diferentes.Com exceção do 3-careno, presente em todas as áreas estudadas, a separação foi causada por diferentes VOCs, conferindo a cada local um caráter específico.No campo da avaliação endoscópica, os compostos orgânicos voláteis indutores de separação são principalmente os monoterpenos, como o beta-pineno, e os alcanos, como o dodecano, o undecano e o tridecano, comumente encontrados em óleos essenciais comumente utilizados em produtos de limpeza 13. Considerando a frequência de limpeza endoscópica dispositivos, esses VOCs são provavelmente o resultado de processos frequentes de limpeza interna.Nos laboratórios de investigação clínica, tal como na endoscopia, a separação deve-se principalmente aos monoterpenos como o alfa-pineno, mas provavelmente também aos agentes de limpeza.Na complexa sala de cirurgia, a assinatura VOC consiste principalmente em alcanos ramificados.Esses compostos podem ser obtidos a partir de instrumentos cirúrgicos por serem ricos em óleos e lubrificantes14.No ambiente cirúrgico, os COV típicos incluem uma variedade de álcoois: 1-nonanol, encontrado em óleos vegetais e produtos de limpeza, e álcool benzílico, encontrado em perfumes e anestésicos locais.15,16,17,18 Os COVs em um laboratório de espectrometria de massa são muito diferente do esperado em outras áreas, pois esta é a única área não clínica avaliada.Embora alguns monoterpenos estejam presentes, um grupo mais homogêneo de compostos compartilha esta área com outros compostos (2,2,2-trifluoro-N-metil-acetamida, piridina, undecano ramificado, 2-pentilfurano, etilbenzeno, furfural, etilanisato).), ortoxileno, metaxileno, isopropanol e 3-careno), incluindo hidrocarbonetos aromáticos e álcoois.Alguns desses VOCs podem ser secundários aos produtos químicos utilizados no laboratório, que consiste em sete sistemas de espectrometria de massa operando nos modos TD e injeção de líquido.
Com o PLS-DA, foi observada uma forte separação entre amostras de ar interno e de respiração, causada por 62 dos 113 COV detectados.No ar interno, esses COVs são exógenos e incluem ftalato de diisopropila, benzofenona, acetofenona e álcool benzílico, que são comumente usados em plastificantes e fragrâncias19,20,21,22, este último pode ser encontrado em produtos de limpeza16.Os produtos químicos encontrados no ar exalado são uma mistura de VOCs endógenos e exógenos.Os COV endógenos consistem principalmente em alcanos ramificados, que são subprodutos da peroxidação lipídica23, e isopreno, um subproduto da síntese do colesterol24.Os COV exógenos incluem monoterpenos como o beta-pineno e o D-limoneno, que podem ser atribuídos aos óleos essenciais cítricos (também amplamente utilizados em produtos de limpeza) e aos conservantes alimentares13,25.O 1-Propanol pode ser endógeno, resultante da quebra de aminoácidos, ou exógeno, presente em desinfetantes26.Em comparação com a respiração do ar interior, são encontrados níveis mais elevados de compostos orgânicos voláteis, alguns dos quais foram identificados como possíveis biomarcadores de doenças.O etilbenzeno demonstrou ser um potencial biomarcador para uma série de doenças respiratórias, incluindo cancro do pulmão, DPOC27 e fibrose pulmonar28.Em comparação com pacientes sem câncer de pulmão, níveis de N-dodecano e xileno também foram encontrados em concentrações mais elevadas em pacientes com câncer de pulmão29 e de metacimol em pacientes com colite ulcerativa ativa30.Assim, mesmo que as diferenças no ar interior não afectem o perfil geral da respiração, podem afectar níveis específicos de COV, pelo que a monitorização do ar ambiente interior ainda pode ser importante.
Houve também uma separação entre as amostras de ar interno coletadas no período da manhã e da tarde.As principais características das amostras matinais são os alcanos ramificados, frequentemente encontrados exogenamente em produtos de limpeza e ceras31.Isto pode ser explicado pelo fato de todas as quatro salas clínicas incluídas neste estudo terem sido limpas antes da amostragem do ar ambiente.Todas as áreas clínicas são separadas por diferentes VOCs, portanto esta separação não pode ser atribuída à limpeza.Em comparação com as amostras da manhã, as amostras da tarde geralmente apresentaram níveis mais elevados de uma mistura de álcoois, hidrocarbonetos, ésteres, cetonas e aldeídos.Tanto o 1-propanol quanto o fenol podem ser encontrados nos desinfetantes26,32, o que é esperado dada a limpeza regular de toda a área clínica ao longo do dia.A respiração é coletada apenas pela manhã.Isto se deve a muitos outros fatores que podem afetar o nível de compostos orgânicos voláteis no ar exalado durante o dia, que não podem ser controlados.Isso inclui o consumo de bebidas e alimentos33,34 e vários graus de exercício35,36 antes da amostragem respiratória.
A análise de COV permanece na vanguarda do desenvolvimento diagnóstico não invasivo.A padronização da amostragem continua a ser um desafio, mas a nossa análise mostrou conclusivamente que não houve diferenças significativas entre as amostras de ar expirado recolhidas em diferentes locais.Neste estudo, mostramos que o conteúdo de compostos orgânicos voláteis no ar ambiente interno depende do local e da hora do dia.No entanto, nossos resultados também mostram que isso não afeta significativamente a distribuição de compostos orgânicos voláteis no ar exalado, sugerindo que a amostragem respiratória pode ser realizada em locais diferentes sem afetar significativamente os resultados.É dada preferência à inclusão de múltiplos locais e à duplicação de coletas de amostras durante longos períodos de tempo.Finalmente, a separação do ar interior de diferentes locais e a falta de separação do ar exalado mostram claramente que o local de amostragem não afecta significativamente a composição da respiração humana.Isto é encorajador para a investigação da análise da respiração, pois elimina um potencial factor de confusão na padronização da recolha de dados respiratórios.Embora todos os padrões respiratórios de um único sujeito tenham sido uma limitação do nosso estudo, isso pode reduzir diferenças em outros fatores de confusão que são influenciados pelo comportamento humano.Projetos de pesquisa unidisciplinares já foram utilizados com sucesso em muitos estudos37.No entanto, é necessária uma análise mais aprofundada para tirar conclusões firmes.A amostragem rotineira do ar interno ainda é recomendada, juntamente com a amostragem do ar expirado para descartar compostos exógenos e identificar poluentes específicos.Recomendamos a eliminação do álcool isopropílico devido à sua prevalência em produtos de limpeza, especialmente em ambientes de saúde.Este estudo foi limitado pelo número de amostras de ar expirado coletadas em cada local, e é necessário mais trabalho com um número maior de amostras de ar expirado para confirmar que a composição da respiração humana não afeta significativamente o contexto em que as amostras são encontradas.Além disso, os dados de umidade relativa (UR) não foram coletados e, embora reconheçamos que as diferenças na UR podem afetar a distribuição de COV, os desafios logísticos tanto no controle da UR quanto na coleta de dados de UR são significativos em estudos de grande escala.
Concluindo, nosso estudo mostra que os COVs no ar ambiente interno variam de acordo com o local e o tempo, mas este não parece ser o caso das amostras de ar expirado.Devido ao pequeno tamanho da amostra, não é possível tirar conclusões definitivas sobre o efeito do ar ambiente interno na amostragem de ar expirado e análises adicionais são necessárias, por isso é recomendado coletar amostras de ar interno durante a respiração para detectar quaisquer contaminantes potenciais, VOCs.
O experimento ocorreu durante 10 dias úteis consecutivos no St Mary's Hospital, em Londres, em fevereiro de 2020. Cada dia, duas amostras de ar expirado e quatro amostras de ar interno foram coletadas de cada um dos cinco locais, totalizando 300 amostras.Todos os métodos foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos relevantes.A temperatura de todas as cinco zonas de amostragem foi controlada a 25°C.
Cinco locais foram selecionados para amostragem de ar interno: Laboratório de Instrumentação de Espectrometria de Massas, Ambulatório Cirúrgico, Centro Cirúrgico, Área de Avaliação, Área de Avaliação Endoscópica e Sala de Estudos Clínicos.Cada região foi escolhida porque nossa equipe de pesquisa as utiliza frequentemente para recrutar participantes para análise do hálito.
O ar ambiente foi amostrado através de tubos de dessorção térmica (TD) Tenax TA/Carbograph com revestimento inerte (Markes International Ltd, Llantrisan, Reino Unido) a 250 ml/min por 2 minutos usando uma bomba de amostragem de ar da SKC Ltd., dificuldade total de aplicação de 500 ml de ar ambiente para cada tubo TD.Os tubos foram então selados com tampas de latão para transporte de volta ao laboratório de espectrometria de massa.Amostras de ar interno foram coletadas sucessivamente em cada local, todos os dias, das 9h00 às 11h00 e novamente das 15h00 às 17h00.As amostras foram coletadas em duplicata.
Amostras respiratórias foram coletadas de indivíduos submetidos à amostragem de ar interno. O processo de amostragem respiratória foi realizado de acordo com o protocolo aprovado pelo NHS Health Research Authority — London — Camden & Kings Cross Research Ethics Committee (referência 14/LO/1136). O processo de amostragem respiratória foi realizado de acordo com o protocolo aprovado pelo NHS Health Research Authority — London — Camden & Kings Cross Research Ethics Committee (referência 14/LO/1136). Proceda ao teste de assistência médica através do protocolo, одобренным Serviços de saúde do NHS — Londres — Комитет по этике исследований Camden & Kings Cross (ссылка 14/LO/1136). O processo de amostragem respiratória foi realizado de acordo com o protocolo aprovado pelo NHS Medical Research Authority – Londres – Camden & Kings Cross Research Ethics Committee (Ref. 14/LO/1136).O procedimento de amostragem respiratória foi realizado de acordo com protocolos aprovados pela NHS-London-Camden Medical Research Agency e pelo King's Cross Research Ethics Committee (ref 14/LO/1136).O pesquisador deu consentimento informado por escrito.Para fins de normalização, os pesquisadores não tinham comido nem bebido desde a meia-noite da noite anterior.A respiração foi coletada usando um saco descartável personalizado de Nalophan™ (PET polietileno tereftalato) de 1000 ml e uma seringa de polipropileno usada como bocal selado, conforme descrito anteriormente por Belluomo et al.O nalofan demonstrou ser um excelente meio de armazenamento respiratório devido à sua inércia e capacidade de fornecer estabilidade ao composto por até 12 horas38.Permanecendo nesta posição por pelo menos 10 minutos, o examinador expira na bolsa de amostra durante a respiração normal e tranquila.Após encher até o volume máximo, a bolsa é fechada com o êmbolo da seringa.Tal como acontece com a amostragem de ar interno, use a bomba de amostragem de ar SKC Ltd. por 10 minutos para retirar o ar da bolsa através do tubo TD: conecte uma agulha de grande diâmetro sem filtro à bomba de ar na outra extremidade do tubo TD através do plástico tubos e SKC.Acupuntura do saco e inalar respirações a uma taxa de 250 ml/min através de cada tubo TD durante 2 min, carregando um total de 500 ml de respirações em cada tubo TD.As amostras foram novamente coletadas em duplicata para minimizar a variabilidade amostral.As respirações são coletadas apenas pela manhã.
Os tubos TD foram limpos utilizando um condicionador de tubos TC-20 TD (Markes International Ltd, Llantrisant, UK) durante 40 minutos a 330°C com um fluxo de azoto de 50 ml/min.Todas as amostras foram analisadas dentro de 48 horas após a coleta usando GC-TOF-MS.Um GC Agilent Technologies 7890A foi emparelhado com uma configuração de dessorção térmica TD100-xr e um BenchTOF Select MS (Markes International Ltd, Llantrisan, Reino Unido).O tubo TD foi inicialmente pré-lavado por 1 minuto a uma vazão de 50 ml/min.A dessorção inicial foi realizada a 250°C por 5 minutos com um fluxo de hélio de 50 ml/min para dessorver COVs em uma armadilha fria (Material Emissions, Markes International, Llantrisant, Reino Unido) em modo dividido (1:10) a 25 °C.A dessorção da armadilha fria (secundária) foi realizada a 250°C (com aquecimento balístico de 60°C/s) por 3 min a uma vazão de He de 5,7 ml/min, e a temperatura do caminho de fluxo para o GC foi continuamente aquecida.até 200°С.A coluna foi uma coluna Mega WAX-HT (20 m×0,18 mm×0,18 μm, Chromalytic, Hampshire, EUA).A taxa de fluxo da coluna foi ajustada para 0,7 ml/min.A temperatura do forno foi primeiro ajustada para 35°C por 1,9 minutos, depois aumentada para 240°C (20°C/min, mantendo 2 minutos).A linha de transmissão MS foi mantida a 260°C e a fonte de íons (impacto de elétrons de 70 eV) foi mantida a 260°C.O analisador MS foi configurado para registrar de 30 a 597 m/s.A dessorção em uma armadilha fria (sem tubo TD) e a dessorção em um tubo TD limpo e condicionado foram realizadas no início e no final de cada ensaio para garantir que não houvesse efeitos de transferência.A mesma análise em branco foi realizada imediatamente antes e imediatamente após a dessorção das amostras de ar respiratório para garantir que as amostras pudessem ser analisadas continuamente sem ajustar o TD.
Após inspeção visual dos cromatogramas, os arquivos de dados brutos foram analisados utilizando Chromspace® (Sepsolve Analytical Ltd.).Os compostos de interesse foram identificados a partir de amostras representativas de ar respiratório e de ar ambiente.Anotação baseada no espectro de massa de VOC e índice de retenção usando a biblioteca de espectro de massa NIST 2017. Os índices de retenção foram calculados analisando uma mistura de alcano (nC8-nC40, 500 μg/mL em diclorometano, Merck, EUA) 1 μL adicionado em três tubos TD condicionados através de um equipamento de carregamento de solução de calibração e analisado sob as mesmas condições de TD-GC-MS e da lista de compostos brutos, apenas aqueles com fator de correspondência reversa > 800 foram mantidos para análise. Os índices de retenção foram calculados analisando uma mistura de alcano (nC8-nC40, 500 μg/mL em diclorometano, Merck, EUA) 1 μL adicionado em três tubos TD condicionados através de um equipamento de carregamento de solução de calibração e analisado sob as mesmas condições de TD-GC-MS e da lista de compostos brutos, apenas aqueles com fator de correspondência reversa > 800 foram mantidos para análise.Os índices de retenção foram calculados analisando 1 µl de uma mistura de alcanos (nC8-nC40, 500 µg/ml em diclorometano, Merck, EUA) em três tubos TD condicionados usando uma unidade de carregamento de solução de calibração e analisados sob o mesmo TD-GC-MS condições.e esta é uma solução de análise de dados para análise que permite que você obtenha uma solução de negócios confiável não > 800. e da lista original de compostos, apenas os compostos com coeficiente de correspondência reversa > 800 foram mantidos para análise.通过分析烷烃混合物(nC8-nC40，500 μg/mL 在二氯甲烷中，Merck, EUA）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 ， EUA） 保留 指数 , 通过 校准 加载 装置 将 1 μl 到 三调节 过 的 的 管, 并 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在在 在 在 在 800 的化合物进行分析。Os índices de retenção foram calculados analisando uma mistura de alcanos (nC8-nC40, 500 μg / ml em diclorometano, Merck, EUA), 1 μl foi adicionado a três tubos TD condicionados calibrando o carregador de solução e adicionado lá.você pode usar o TD-GC-MS e sua solução de análise isotérmica para análise de dados de teste ия с коэффициентом обратного соответствия > 800. realizado sob as mesmas condições de TD-GC-MS e da lista de compostos original, apenas os compostos com fator de ajuste inverso> 800 foram retidos para análise.Oxigênio, argônio, dióxido de carbono e siloxanos também são removidos. Finalmente, quaisquer compostos com relação sinal-ruído <3 também foram excluídos. Finalmente, quaisquer compostos com relação sinal-ruído <3 também foram excluídos. Agora, a organização está recebendo um sinal/шум <3 также были исключены. Finalmente, quaisquer compostos com relação sinal-ruído <3 também foram excluídos.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。 Agora, a organização está recebendo um sinal/шум <3 также были исключены. Finalmente, quaisquer compostos com relação sinal-ruído <3 também foram excluídos.A abundância relativa de cada composto foi então extraída de todos os arquivos de dados usando a lista de compostos resultante.Em comparação com o NIST 2017, 117 compostos foram identificados em amostras de ar expirado.A colheita foi realizada utilizando o software MATLAB R2018b (versão 9.5) e Gavin Beta 3.0.Após análise mais aprofundada dos dados, mais 4 compostos foram excluídos por inspeção visual dos cromatogramas, deixando 113 compostos a serem incluídos na análise subsequente.Uma abundância desses compostos foi recuperada de todas as 294 amostras que foram processadas com sucesso.Seis amostras foram removidas devido à má qualidade dos dados (tubos TD com vazamento).Nos conjuntos de dados restantes, as correlações unilaterais de Pearson foram calculadas entre 113 VOCs em amostras de medições repetidas para avaliar a reprodutibilidade.O coeficiente de correlação foi 0,990 ± 0,016 e o valor de p foi 2,00 × 10–46 ± 2,41 × 10–45 (média aritmética ± desvio padrão).
Todas as análises estatísticas foram realizadas no R versão 4.0.2 (R Foundation for Statistical Computing, Viena, Áustria).Os dados e o código usados para analisar e gerar os dados estão disponíveis publicamente no GitHub (https://github.com/simonezuffa/Manuscript_Breath).Os picos integrados foram primeiro transformados em log e depois normalizados usando a normalização da área total.Amostras com medições repetidas foram acumuladas até o valor médio.Os pacotes “ropls” e “mixOmics” são usados para criar modelos PCA não supervisionados e modelos PLS-DA supervisionados.O PCA permite identificar 9 amostras discrepantes.A amostra respiratória primária foi agrupada com a amostra de ar ambiente e, portanto, foi considerada um tubo vazio devido a erro de amostragem.As restantes 8 amostras são amostras de ar ambiente contendo 1,1′-bifenil, 3-metil.Testes adicionais mostraram que todas as 8 amostras tiveram uma produção de VOC significativamente menor em comparação com as outras amostras, sugerindo que estas emissões foram causadas por erro humano no carregamento dos tubos.A separação de localização foi testada em PCA usando PERMANOVA de uma embalagem vegana.PERMANOVA permite identificar a divisão de grupos com base em centróides.Este método já foi utilizado em estudos metabolômicos semelhantes39,40,41.O pacote ropls é usado para avaliar a significância dos modelos PLS-DA usando validação cruzada aleatória de sete vezes e 999 permutações. Compostos com pontuação de projeção de importância variável (VIP) > 1 foram considerados relevantes para a classificação e mantidos como significativos. Compostos com pontuação de projeção de importância variável (VIP) > 1 foram considerados relevantes para a classificação e mantidos como significativos. Соединения с показателем проекции переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классификации и сохранялис ь как значимые. Compostos com pontuação de projeção de importância variável (VIP) > 1 foram considerados elegíveis para classificação e foram mantidos como significativos.具有可变重要性投影(VIP) 分数> 1 的化合物被认为与分类相关并保留为显着。具有可变重要性投影(VIP) 分数> 1 Соединения с оценкой переменной важности (VIP) > 1 считались подходящими для классификации и оставались значимым e. Compostos com pontuação de importância variável (VIP) > 1 foram considerados elegíveis para classificação e permaneceram significativos.Cargas do modelo PLS-DA também foram extraídas para determinar as contribuições do grupo.Os VOCs para um local específico são determinados com base no consenso de modelos PLS-DA emparelhados. Para isso, os perfis de VOCs de todos os locais foram testados entre si e se um VOC com VIP > 1 fosse constantemente significativo nos modelos e atribuído ao mesmo local, era então considerado específico do local. Para isso, os perfis de VOCs de todos os locais foram testados entre si e se um VOC com VIP > 1 fosse constantemente significativo nos modelos e atribuído ao mesmo local, era então considerado específico do local. Para este perfil, ЛОС no seu perfil será mais fácil de obter do que uma pessoa, e apenas ЛОС com VIP> 1 ano por mês значимым в моделях и относился к одному и тому же месту, тогда он считался специфичным для местоположения. Para fazer isso, os perfis de VOC de todos os locais foram testados entre si, e se um VOC com VIP > 1 fosse consistentemente significativo nos modelos e se referisse ao mesmo local, então seria considerado específico do local.为此，对所有位置的VOC 配置文件进行了相互测试，如果VIP > 1 的VOC 在模型中始终显着并归因于同一位置,则将其视为特定位置。为 此 , 对 所有 的 的 voc 配置 文件 了 相互 测试 , 如果 vip> 1 的 voc 在 中 始终 显着 并 归因 于 一, 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VocêCom este perfil, ЛОС em seu local de trabalho, e ЛОС com VIP> 1 считался зависящим от местоположения, если он был постоянно значимым в модели относился к одному и тому же местоположению . Para este fim, os perfis de VOC em todos os locais foram comparados entre si, e um VOC com VIP > 1 foi considerado dependente do local se fosse consistentemente significativo no modelo e se referisse ao mesmo local.A comparação das amostras de ar expirado e de ar interior foi realizada apenas para amostras colhidas no período da manhã, uma vez que não foram colhidas amostras de ar expirado no período da tarde.O teste de Wilcoxon foi utilizado para análise univariada e a taxa de falsa descoberta foi calculada pela correção de Benjamini-Hochberg.
Os conjuntos de dados gerados e analisados durante o presente estudo estão disponíveis aos respectivos autores mediante solicitação razoável.
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Horário da postagem: 28 de setembro de 2022