生物呼吸分析

新冠肺炎还未走，支原体肺炎又起！许多企业已经开始纷纷入局呼吸道诊断赛道，尝试通过呼吸物分析能够诊断和监测相关疾病。而前不久，由德国PAS Technology转让到德祥旗下英诺德INNOTEG旗下的技术产品——Needle Trap动态针捕集技术及配套采样装置，在通过呼吸产物分析的诊断与检测应用中具备相当的优势。本文将分享英诺德INNOTEG Needle Trap动态针捕集技术及配套采样装置在临床领域的应用优势。呼吸生物标志物呼气挥发性有机物（VOCs）分析是一种新的医学科学方法，有望成为一种新型的无创诊断工具。呼吸取样与血液或组织分析相反，其无创，并且可以频繁重复检测，对患者和采集样本的工作人员没有任何风险。呼吸 VOCs 的来源可以是作为细胞或微生物的生化产物，也可以是外源污染物或先前吸收。 表1：在人类呼吸中检测到的典型挥发性有机化合物和建议的来源呼吸气体采样一般来说，呼吸周期的不同阶段物质浓度不同，彻 底控制取样是一项关键要求。由于对呼吸采样标准没有严格要求，许多研究使用的是整个呼气的采样（混合呼气）。这就导致了一个问题：混合呼吸会有污染物的影响！该如何解决？解决方案肺泡气中血液中挥发性物质的浓度比混合呼气样高出两倍，污染物的浓度也比混合呼气样低。因此，对呼出气的不同阶段进行取样，不仅可以提高呼气分析的可 靠性，还可以帮助确定呼气生物标志物的来源。 图1：通过二氧化碳示踪识别呼吸阶段和控制肺泡取样。I+II+III 期=呼气期（“混合呼气期”），III 期=肺泡/潮气期。PetCO2=潮汐末二氧化碳分压自动肺泡取样 图2：英诺德INNOTEG Sampling Case 自动采样器英诺德INNOTEG Sampling Case-B，一种新的呼吸气体自动控制取样装置，可在护理点进行直接肺泡取样，无需任何额外的取样或储存步骤。采样前，设置 CO2阈值（通常为 25 和 30 mmHg pCO2），以便区分呼吸周期的吸气期和肺泡期。一旦超过阈值，瓣膜就会打开，肺泡气体可采入一种带填料的捕集针被吸附——英诺德INNOTEG Needletrap 动态捕集针。采样原理图如下，这样可以准确地识别呼吸周期的肺泡期和吸气期： 图3：二氧化碳自动控制动态针捕集微萃取呼吸采样装置结论内源性呼吸生物标志物的浓度变化与肺炎、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等急性肺疾病和哮喘、慢性阻塞性肺疾病（COPD）等慢性疾病有关，因此可以帮助诊断和监测护理。由于细菌在生长过程中会产生VOCs，甚至可能通过呼吸 VOCs识别传染源。NT具备更有针对性的临床应用应用英诺德INNOTEG Needle Trap（动态针捕集微萃取），由于样品体积小以及水的影响小，快速可控的样品制备有利于临床的应用。采样和解吸程序的自动化以及采样稳定性的提高，增强了英诺德INNOTEG Needle Trap作为患者和分析仪器之间的通用接口的潜力，用于筛选以及在临床环境中的有针对性的应用。英诺德INNOTEG 气体采样器Sampling Case 英诺德INNOTEGSampling Case气体采样器是一种采集VOCs样品的便携式自动采样装置，与Needle Trap动态捕集针技术或热吸附管联用，用于挥发性有机物VOCs分析。用户通过设定采样体积，采样流速即可实现自动采集气体样品。 英诺德INNOTEG Sampling Case 气体采样器和Needle Trap动态捕集针相连，采样器自动采集气体样品中的挥发性有机物到动态捕集针或热脱附管中。应用于环境，食品，植物，临床呼吸等不同行业VOCs采样，不仅可用于现场采样和临床采样，还可以便携式带到野外采样。产品优势：1. 便携式设计：可实现实验室和野外采样；2. 取样量：10ml-10L；3. 电子MFC，流速范围: 1-50ml/min或5-250ml/min；4. 控制器：带液晶屏的控制器单元；5. 电源：LiPo-lon锂电池，24V直流，10Ah；6. 充电：110-230V AC，50/60 HZ，2A；7. 多种型号可选，SC-XS和SC-S型号用于常规采集；SC-L型号用于常规采样、静态顶空采样；SC-XL型号用于常规采样、静态/动态顶空采样、外接气源压力控制采样；SC-B型号专门用于呼吸肺泡气采样。型号： 英诺德INNOTEG Needle Trap动态针捕集技术英诺德INNOTEG 新型的动态针捕集装置（Needle Trap），把吸附剂填充在针尖内，可装填多达三种不同商用固体填料，是一种新型的无溶剂微萃取技术，集采样、萃取、浓缩、进样于一体，适于痕量挥发性及半挥发性有机物分析。英诺德INNOTEG Needle Trap动态针捕集技术，为气态基质中的痕量分析提供了一种新的样品制备方式。通过增加吸附剂的量以及复合不同种类的吸附剂在增加吸附能力，尤其是对小分子的吸附。利用样品量少和内部膨胀气流热解析的技术进行快速解析而无需冷凝装置，有利于痕量级别的气体分析，其灵敏度高，检出限低。产品优势：1. 英诺德INNOTEG Needle Trap技术易于操作使用，便捷，可用于现场采样的技术；2. 灵敏度高，填有多种吸附剂的动态针捕集装置分析ppb/ppt级低浓度范围挥发性有机物；3. 英诺德INNOTEG Needle Trap的体积小，需要的样品量少，热解析速率只需30s，一方面不需要冷阱聚焦聚焦来解吸样品并且不会造成拖尾峰，另一方面，投入成本和使用成本大大降低；4. 样品采集和存储稳定性强，针头两端有PTFE堵头密封，易于保存，运输方便。规格：Luer-Lock连接头长度：在50mm至70mm之间直径：三种尺寸可选0.7mm/0.4mm；22号规格 (0.72mm/0.4mm) ；23号规格 (0.64mm/0.35mm) ；针尖形式：圆锥形（侧孔，钝面，或根据需求定制)填料：可根据目标组分选择填充不同种类的吸附剂，增大吸附容量和吸附范围如果您对上述产品感兴趣，欢迎随时联系德祥科技。德祥科技德祥集团成立于1992年，总部位于香港特别行政区。作为科学仪器供应商和服务商,德祥服务于大中华区和亚太地区，每年都为数以千计的客户提供全套解决方案。公司业务包含仪器代理，维修售后，实验室咨询与规划，CRO冻干工艺开发服务以及自主产品研发、生产、销售、售后。作为深耕科学仪器行业的供应商与服务商，德祥现已服务于政府、高校、科研、制药、检测、食品、医疗、工业、环保、石化以及商业实验室等众多领域。公司目前在亚太地区设有13个办事处和销售网点，3个维修中心和1个样机实验室。2009至2021年间，德祥先后荣获了多个奖项。我们始终秉承诚信经营的理念，致力于成为更好的科学仪器供应商，为此我们从未停止前进的脚步。我们始终相信，每一天都在使这个世界变得更美好！英诺德INNOTEG英诺德INNOTEG是德祥集团旗下自主研发品牌，专业从事科学仪器设备研发生产的高科技企业，是集实验室设备研发生产、方法开发、实验室仪器销售和技术服务为一体的专业厂家。多年以来，英诺德INNOTEG致力于研发高效的实验室创新设备。公司十分重视技术的研究和储备，一直保持高比例研发投入，创建了一支由博士、硕士和行业专家等构成的经验丰富，技术精湛的研发团队，在仪器分析技术领域开展了颇有成效的研究开发工作。此外，英诺德INNOTEG还与各大科研院所、高校合作，积极推进科技成果项目的产业化。英诺德凭借强大的研发能力，注重前瞻性技术研发，已推出多款科学仪器设备及实验室耗材产品。

土壤呼吸 | 极端干旱通过改变高寒泥炭地土壤微生物功能群丰度来降低土壤异养呼吸而非甲烷通量【温室气体】人类活动造成温室气体排放急剧增加，全球地表温度持续上升，显著改变了自然生态系统碳水循环格局。极端气候事件，尤其是极端干旱事件发生的频率和强度不断升高，对土壤含水量、土壤微生物群落结构和功能、土壤异养呼吸（Rh）以及土壤甲烷（CH4）通量具有重要影响。高寒泥炭地拥有巨大的碳储量，对气候变化高度敏感。虽然目前围绕高寒泥炭地碳排放开展了一些研究，但对高寒泥炭地生态系统碳排放对极端干旱响应的微生物机制仍不清楚。若尔盖国家级自然保护区基于此，中国林业科学研究院湿地研究所的研究团队以青藏高原东部若尔盖国家级自然保护区高寒泥炭地（33°47′56.62′′ N，102°57′28.44′′ E，3430 m.a.s.l.）为研究对象，依托模拟极端干旱的野外控制实验平台，通过原位观测和室内试验相结合，旨在解决以下问题：（1）不同植物生长期，极端干旱如何影响Rh和CH4通量?（2）极端干旱如何影响土壤微生物群落结构和功能群?以及（3）驱动Rh和CH4通量变化的主要因素是什么？作者于2019年6月18日至9月25日测量了Rh（PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统（北京理加联合科技有限公司））和CH4通量（一个闭路静态室（0.5×0.5×0.5 m）+ABB LGR便携式温室气体分析仪（UGGA，GLA132-GGA））。试验三个生长期结束时，作者测量了样地0-20 cm土壤的土壤性质，包括总氮（TN）、土壤有机碳（SOC）、有效磷含量（AP）、总磷（P）、pH值、溶解有机碳（DOC）、土壤含水量（SWC）、硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N）、微生物生物量磷（MBP）、微生物生物量氮（MBN）和微生物生物量碳（MBC）。此外，还进行了新鲜土壤样品的DNA提取、PCR扩增和测序。图1 PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统。【结果】图2 不同植物生长期极端干旱对土壤异养呼吸（a）和甲烷通量（b）的影响。“ED”，“MD”，和“LD”分别代表植物快速生长期、盛花期和植物生长衰退期。图3 不同植物生长期极端干旱对细菌碳循环功能群的影响。图4 驱动因素对土壤微生物呼吸（a）和甲烷通量（b）的相对贡献。【结论】极端干旱导致植物生长衰退期土壤异养呼吸显著降低38.04 mg m−2h−1，但对CH4通量无显著影响。极端干旱显著降低了细菌的α多样性，显著降低了植物快速生长期和衰退期的Rokubacteria和Chloroflexi菌的相对丰度，显著增加了盛花期Actinobacteria菌的相对丰度。在植物快速生长期和盛花期，极端干旱使芳香烃降解功能群（aromatic hydrocarbon degraders）相对丰度分别降低了50.26%和64.37%。在植物生长衰退期，极端干旱显著降低了甲醇氧化（methanol oxidizers）和木质素降解（lignin degraders）功能群的相对丰度，分别为81.63%和82.08%。随机森林模型分析表明，细菌功能群在决定土壤异养呼吸和甲烷排放中起着重要的作用。芳香族化合物降解（aromatic compound degraders）和芳香烃（aromatic hydrocarbon degraders）降解功能群对土壤异养呼吸累计贡献率为11.89%。芳香族化合物降解（aromatic compound degraders）、芳香烃降解（aromatic hydrocarbon degraders）、脂肪族非甲烷烃降解（aliphatic non-methane hydrocarbon degraders）和甲基营养（methylotrophs）功能群对甲烷通量的累计贡献率为13.29%。研究结果强调土壤细菌碳循环功能群对于探索未来极端干旱背景下土壤碳循环可能的微生物响应机制至关重要，为高寒泥炭地应对未来气候变化提供了理论基础和科学依据。【产品简介】PS-9000是一套用于测量土壤CO₂通量的便携式测量系统，采用动态气室法测量，专利设计。具有控制测量、存储和数据处理等功能，可测量呼吸室内CO₂浓度变化，同时结合自身测量的空气温度、大气压、土壤温度等传感器的数据，计算处理得到CO₂通量。PS-9000可通过掌上控制器实现无线操作，实时显示仪器测量的各种参数值，并可现场修改各种设置参数。

近日，安图生物甲型流感病毒/乙型流感病毒/呼吸道合胞病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）、人偏肺病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）获国家药品监督管理局颁发的医疗器械注册证。　　流感疫情有“抬头”趋势　　11月1日，在2022年“世界流感日”科普宣传与学术会议上，多位专家在会上提醒，应格外关注今年冬天的呼吸道传染病疫情。中国工程院院士钟南山表示，全球仍然面临着新冠疫情和流感疫情叠加流行的风险，特别是今年冬季。中国科学院院士董晨表示，目前全球仍面临较高的流感和新冠肺炎等呼吸道传染病叠加流行的风险，呼吸道传染病的防控任重而道远。　　流行性感冒是由流感病毒引起的一种急性呼吸道传染病，每年的秋冬季进入流行高峰。孕妇、婴幼儿、老年人和慢性基础疾病患者等高危人群，患流感后出现严重疾病和死亡的风险较高。据世界卫生组织监测数据显示，今年以来全球流感发病数大幅上升，报告病例数较过去两年明显增多。　　提高病原学检出率势在必行　　由于呼吸道感染的临床表现无特异性，因此临床早期诊断是非常关键的。但呼吸道感染较为复杂，多表现为病原体混合感染，症状和流行特点较为相似，传统手段无法精准检测。核酸检测以其灵敏度高、特异性强、时效性好等优势，可快速鉴别诊断病原体，对于辅助临床用药具有重要的意义。　　可搭载安图生物全自动化核酸检测平台实现随到随检　　安图甲型流感病毒/乙型流感病毒/呼吸道合胞病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）、人偏肺病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）搭载全自动核酸提纯与实时荧光PCR分析系统，实现随到随检，能够快速明确病原体，指导临床个性化用药。　　全自动检测，操作简便，提高生物安全。　　随到随测，检测灵活。　　缩短TAT时间，检测时长约100min。　　多项目自由组合方案，1管样本，可随意组合检测多种病原体。　　配备急诊模式，适合门急诊检测。　　2~8℃保存，易于储存与运输。　　目前，安图生物已获注册证的呼吸道检测产品：新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）、人副流感病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）、安图甲型流感病毒/乙型流感病毒/呼吸道合胞病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法）、人偏肺病毒核酸检测试剂盒（PCR-荧光探针法），可搭载全自动核酸检测平台，是呼吸道分子检测的新利器。　　未来，安图生物还将推出多项呼吸道疾病核酸检测产品，为临床提供更全面、更快速、更精准的呼吸道病原体解决方案，助力呼吸道疾病的防控和诊疗。