李海洋研究员团队研制临床高灵敏高特异性呼出气氨实时监测仪

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近日，我所仪器分析化学研究室质谱与快速检测研究中心（102组）李海洋研究员团队与大连医科大学附属第二医院冷松教授团队合作，基于我所自主研发的高分辨离子迁移谱技术，发展了一种面向床旁诊断的呼出气氨实时监测仪和新方法，实现了对周期性呼吸过程中呼出气氨的高灵敏和高特异性的实时监测。该方法可以有效减轻呼出气中高湿度、复杂背景，以及小分子氨的高吸附性残留对检测结果的干扰，为人体重要生物代谢标志物氨的检测提供了一种无创、实时、精准的新仪器和新方法。
　　呼出气氨与体内氨基酸合成—代谢、尿素—氮动态平衡、血液酸碱平衡缓冲对等多种重要生理过程密切相关。呼出气中氨浓度为肝肾功能、雷氏综合征、尿素循环障碍、有机酸中毒和幽门螺杆菌感染等疾病的诊断提供了重要参考。因此，呼出气氨的快速、非侵入、准确定量监测具有重要的临床意义。

　　在前期相关研究的基础上（Anal. Chem. Acta.，2021；Sens. Actuators B: Chem.，2021；Anal. Chem.，2018），本工作通过在漂气中加入改性剂丙酮来调控离子—分子反应，显著地提升了氨和试剂分子的峰—峰分离度，在上千种呼出气组分中实现痕量氨气的高特异性检测；发展了在线稀释和吹扫采样技术，解决了氨分子的吸附残留难题，实现了100%RH下呼出气氨的高灵敏检测；在宽的浓度范围（100至2400ppb）可以实现呼出气氨的准确定量检测，单次分析时间仅40ms。与目前血氨浓度检测方法相比，呼出气氨离子迁移谱检测仪具有无创检测、实时性强、选择性好、灵敏度高等优点，特别适用于透析疗效的实时监测和肝性脑病的早期识别，展示出床旁诊断的重要应用价值。目前，该仪器已在大连医科大学附属第二医院健康管理医学中心开展健康检测和评估。
　　相关研究以“Breath-by-breath measurement of exhaled ammonia by acetone-modifier positive photoionization ion mobility spectrometry via online dilution and purging sampling”为题，发表在《药物分析学报》（The Journal of Pharmaceutical Analysis）上。该工作的第一作者是我所与大连医科大学联合培养硕士研究生王露和102组蒋丹丹副研究员。该工作得到了国家自然科学基金、中科院科研仪器设备研制项目、我所创新基金等项目的资助。（文/图 蒋丹丹、花磊、王卫国）
　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jpha.2023.02.008
       文章来源：大连化物所
      李海洋，1964年4月出生，河南省汤阴县人。1984毕业于郑州大学化学系, 1992年在中科院大连化物所获理学博士学位，导师张存浩、沙国河院士。分别在香港大学（1995），日本分子科学研究所（1997），美国肯塔基大学（1998-2000），加拿大NRC分子科学研究所(2002)等进行访问研究。1999年入选中国科学院“百人计划”工程，2000年-2004年在中国科学院安徽光机所建立环境光化学实验室，开展大气光化学、自由基光谱学以及先进飞行时间质谱技术在大气检测中应用的研究。2003年7月起担任大化所快速分离和检测课题组组长，开展高端过程分析仪器和在线监测技术的研究。发表学术论文150余篇, 在新仪器研制方面申请专利近20项。近5年来已经培养博士十余名，硕士十余名。其中4名研究生获中国科学院院长优秀奖，毕业的博士中有5名已经在国内著名高校担任教授，4名担任副教授。目前在读博士研究生5名，硕士研究生6名。