CN113189316A - 一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，通过以水同位素作为示踪剂，来检测呼出气中水同位素的分离比差异，从而判断肠胃道内细菌是否存在，本发明可以辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险，也可以为呼出气及呼出气冷凝液水同位素作为示踪剂用于临床的辅助诊断提供借鉴。
Description
技术领域
本发明属于呼出气检测技术领域，具体涉及一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法。
背景技术
水是人体中最丰富的成分。在人体各种代谢进行的化学反应中，水起到极为重要的作用。人体呼出气中含有大量的水蒸汽成分，水的分馏在人体消化道中与呼吸过程有关，并反映在呼出水蒸气的同位素特征中。通过高灵敏度水同位素分析仪测试呼出气水汽或水汽冷凝液中水的氘代氢
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的同位素分馏比，而水中的同位素分馏受吸水性受损或异常的消化道液体的影响，从而可作为消化道各种变形发生的示踪剂。
人体肠道寄生着大量的细菌，这些细菌对人类的健康有非常重要的影响。氢气是人体肠道细菌代谢的一种副产物，大部分氢气被其他细菌氧化消耗，其中一些被吸收或随屁***。另一方面氢化酶是自然界厌氧微生物体内存在的一种金属酶，它能够催化氢气的氧化或者质子的还原这一可逆化学反应。而氢化酶同样的也存在人体中，如人体胃肠道中含有的幽门螺旋杆菌感染者中含有氢化酶，这种氢化酶能够以人体肠道代谢产生的氢气作为产生能量代谢的底物，使氢气参与到人体代谢过程。
人体胃肠道氢气在氢化酶酶催化代谢的过程中水参与了反应，进而导致水中的同位素分馏比发生交换反应，通过高灵敏度水同位素分析仪测试呼出气水汽或水汽冷凝液中水的氘代氢
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的同位素分馏比就可以用于辅助诊断某些人体中细菌的感染风险。为人体呼出气及呼出气冷凝液水同位素作为示踪剂用于临床的辅助诊断提供借鉴。
现有技术存在的问题
以检测胃幽门螺旋杆菌感染为例：
侵入性检查法
它是在胃镜检查的同时，在胃镜下钳取1-2块胃黏膜组织进行幽门螺杆菌检查。包括：快速尿素酶试验、胃黏膜组织切片染色镜检、幽门螺杆菌培养。由于胃内幽门螺杆菌呈“灶性”分布，故侵入性检查法只能反映取材部位有无幽门螺杆菌，很难反映胃幽门螺杆菌感染全貌。
非侵入性检查法
它是一种不依赖胃镜检查的方法，患者无痛苦，但不能明确胃病的情况。该法可反映全胃幽门螺杆菌感染状况，克服因细菌呈“灶性”分布而造成的假阴性。
主要包括：尿素呼气试验、粪便幽门螺杆菌抗原检测、血清幽门螺杆菌抗体检测。
尿素呼气试验包括：C-13尿素呼气试验、C-14尿素呼气试验。
如果胃部存在幽门螺杆菌，此菌会分泌尿素酶到胃内。口服C-13或C-14标记的尿素胶囊，尿素胶囊进入胃内后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和C-13或C-14标记的CO2(二氧化碳)，尿素被水解后形成的二氧化碳，吸收进入血液，随血流进入肺部并以气体排出。检测患者呼出的气体中有没有被标记的C-13或C-14，就可以判断患者是否存在幽门螺杆菌感染，并可以根据检测到的C-13或C-14的数量，初步判断幽门螺杆菌的数量多少。
发明内容
本发明的目的在于为了提供一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，可以通过以水同位素作为示踪剂，来检测呼出气中水同位素的分离比差异，从而来辅助判断是否存在胃肠道被细菌感染的风险。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
1)选择饮用水作为背景水样A；
2)收集受试者空腹状态下呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2；
3)步骤2)的受试者饮用步骤1)的饮用水水样，预设一定时间(30-60min)后再次收集受试者的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2；
4)对步骤2)收集的呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2以及步骤3)收集的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2进行水同位素分析，分别分析水的氘代氢，氧17，氧18的同位素分馏比，并建立数据库用以后续对比。
通过分析饮用前后，受试者呼出气或者呼出气样品中水的氘代氢
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的同位素分馏比，来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险，从而为中细菌的感染风险提供辅助判断方法，也可以为呼出气及呼出气冷凝液水同位素作为示踪剂用于临床的辅助诊断提供借鉴。
同时建立数据库，用以后续不同受试者在接受呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测之后，进行比对，从而给出后续受试者是否需要继续去医院进行详细检查的建议。
本发明中所用的同位素分馏比检测，可以是市售的高精度水同位素分析仪，例如Picarro同位素水分析仪，或者LGR水同位素分析仪。
作为本发明的一种优选方案，步骤1)中，步骤1)中，所述的背景水样A包括纯净水或溶解了食用酸的纯净水溶液。
本技术方案中的纯水可以是市售商品化的纯净水，以纯净水为背景水样时，对背景水样进行水同位素分析测试；以纯水为溶剂的酸溶液为背景水样时，不需要对背景水样进行水同位素分析测试。
作为本发明的一种优选方案，所述的食用酸的纯净水溶液中食用酸的加入量为每1g酸加入45-55mL的纯净水中。
例如，1g酸溶于45-55mL的纯水中，或者2g酸溶于90-110mL，或者3g酸溶于135-165mL，或者4g酸溶于180-220mL的纯水中。
作为本发明的一种优选方案，所述的食用酸包括柠檬酸或者含有糖类的柠檬酸。
本发明中的食用酸并不单指柠檬酸，也可以是苹果酸、葡萄糖酸、乳酸、酒石酸等可以溶解糖类的食用酸。
作为本发明的一种优选方案，所述含有糖类的柠檬酸，糖类与柠檬酸的质量比为1:1-1:5，所述的糖类包括葡萄糖、果糖或蔗糖中的一种或多种。
作为本发明的一种优选方案，当背景水样A为纯净水时，对背景水样A进行同位素分析测试。
作为本发明的一种优选方案，所述的同位素分析测试为：将背景水样A注入至密封加热容器中，抽取水汽样品进行分析作为背景水汽。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤4)中，通过比较背景水样A，空腹状态下呼出气背景样品B-1，饮用30-60min后的呼出气实际样品C-1的氘代氢、氧17、氧18的同位素分馏比来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险；或者通过比较背景水样A，空腹状态下呼出气背景样品B-2，饮用后的呼出气冷凝液实际样品C-2的氘代氢
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的同位素分馏比来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险。
作为本发明的一种优选方案，所述的步骤2)，步骤3)与步骤4)中，收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；所述的步骤3)中，预设的一定时间为30-60min。
作为本发明的一种优选方案，所述的步骤4)中，用于进样分析的样品用量为1-5μL。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明通过水同位素作为示踪剂，检测呼出气中水同位素的分离比差异，从而来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险；
2)本发明可以为中细菌的感染风险提供辅助判断方法，也可以为呼出气及呼出气冷凝液水同位素作为示踪剂用于临床的辅助诊断提供借鉴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
1)选择纯净水作为背景水样A；将背景水样A注入至密封加热容器中，抽取水汽样品进行分析作为背景水汽；
2)收集受试者空腹状态下呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2；收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；
3)步骤2)的受试者饮用步骤1)的饮用水水样，30-60min后再次收集受试者的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2；收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；
4)对步骤2)收集的呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2以及步骤3)收集的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2进行水同位素分析，分别分析水的氘代氢
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的同位素分馏比；其中，用于进样分析的样品用量为1-5μL。
实施例2
本实施例提供了一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
1)选择溶解了柠檬酸的纯净水作为背景水样A，选用的纯净水用量为200mL，选用的柠檬酸用量为4g；
2)收集受试者空腹状态下呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2；收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；
3)步骤2)的受试者饮用步骤1)的饮用水水样，30min后再次收集受试者的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2；收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；
4)对步骤2)收集的呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2以及步骤3)收
集的呼出气样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2进行水同位素分析，分别分析水的氘代氢
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的同位素分馏比；其中，用于进样分析的样品用量为1-5μL。
实施例3
与实施例2相同，唯一不同的是，选择含有葡萄糖的柠檬酸溶于纯净水作为背景水样A，其中，葡萄糖与柠檬酸的质量比为1:5，选用的纯净水用量为200mL，选用的含有葡萄糖的柠檬酸用量为4g。
表1是不同受试者的检测数据，其中，先通过本发明的方法对受试者进行测试，再进行C13呼气实验测试，进行对比，以验证本发明的方法可以用来辅助判断是否存在胃肠道被细菌感染的风险。
表1.检测数据
由此可见，本发明通过水同位素作为示踪剂，检测呼出气中水同位素的分离比差异，从而来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险，让受试者后期去医院在进一步检查以诊断胃肠道受到细菌感染；本发明的准确度较高，有较好的辅助作用与启示作用。
将不同受试者的水同位素作为示踪剂，检测呼出气中水同位素的分离比差异的数据收集起来，方便生成曲线，形成数据库，待后续受试者检测之后，进行比对，可以从该曲线来判断给出受试者是否需要去医院做详细检查的建议。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：
1)选择饮用水作为背景水样A；
2)收集受试者空腹状态下呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2；
3)步骤2)的受试者饮用步骤1)的饮用水水样，预设一定时间后再次收集受试者的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2；
4)对步骤2)收集的呼出气背景样品B-1或者呼出气冷凝液背景样品B-2以及步骤3)收集的呼出气实际样品C-1或者呼出气冷凝液实际样品C-2进行水同位素分析，分别分析水的氘代氢，氧17，氧18的同位素分馏比，并建立数据库用以后续对比。
2.根据权利要求1所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，步骤1)中，所述的背景水样A包括纯净水或溶解了食用酸的纯净水溶液。
3.根据权利要求2所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述的食用酸的纯净水溶液中食用酸的加入量为每1g酸加入45-55mL的纯净水中。
4.根据权利要求2或3所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述的食用酸包括柠檬酸或者含有糖类的柠檬酸。
5.根据权利要求4所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述含有糖类的柠檬酸，糖类与柠檬酸的质量比为1:1-1:5，所述的糖类包括葡萄糖、果糖或蔗糖中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，当背景水样A为纯净水时，对背景水样A进行同位素分析测试。
7.根据权利要求6所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述的同位素分析测试为：将背景水样A注入至密封加热容器中，抽取水汽样品进行分析作为背景水汽。
8.根据权利要求1所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述步骤4)中，通过比较背景水样A，空腹状态下呼出气背景样品B-1，饮用后的呼出气实际样品C-1的氘代氢、氧17、氧18的同位素分馏比来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险；或者通过比较背景水样A，空腹状态下呼出气冷凝液背景样品B-2，饮用后的呼出气冷凝液实际样品C-2的氘代氢、氧17、氧18的同位素分馏比来辅助判断受试者是否存在胃肠道被细菌感染的风险。
9.根据权利要求1所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述的步骤2)，步骤3)与步骤4)中，收集的呼出气样品的体积为200-500mL，收集的呼出气冷凝液样品为0.5-1mL；所述的步骤3)中，预设的一定时间为30-60min。
10.根据权利要求1所述的一种呼出气及呼出气冷凝液中水同位素示踪剂的检测方法，其特征在于，所述的步骤4)中，用于进样分析的样品用量为1-5μL。
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| CN104822841A (zh) * | 2012-10-19 | 2015-08-05 | 艾维萨制药公司 | 检测细菌感染的方法 |
| CN105954212A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-21 | 长沙三相医疗器械有限公司 | 基于分光光度仪建立的诊断人体幽门螺杆菌感染的体系及检测人体呼气中氨气含量的方法 |
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2021
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