Determination of volatile organic compounds in exhaled breath by ion mobility spectrometry

• Autorzy: Ulanowska A. , Ligor M. , Amann A. , Buszewski B.

Warianty tytułu

PL

Oznaczanie lotnych związków organicznych w wydychanym powietrzu metodą spektrometrii ruchliwości jonów (IMS)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the possibility of determination of volatile organic compounds (VOCs) present in the exhaled breath using an ion mobility spectrometer (IMS) has been described. This device combines high sensitivity, analytical flexibility, low cost of individual analyses, and suitability for the real-time monitoring. The IMS is often coupled with multicapillary column (MCC), which enables the analysis of a mixture of gaseous substances in a very short time. The MCC-IMS system was calibrated for ethanol, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, limonene, and p-xylene. Linearity of the method was investigated in the concentration range from 0.3 to 83.8 ppb at the limit of detection ranging from 0.1 to 2.1 ppb. The presented method can be used for determination of VOCs in exhaled air, especially for early diagnosis of patients suffering from lung, larynx, mouth, and esophagus cancers.

PL

W pracy opisano możliwość oznaczania lotnych związków organicznych (VOCs) w wydychanym powietrzu za pomocą spektrometru ruchliwości jonów (IMS). Aparat ten łączy wysoką czułość detekcji oraz niski koszt pojedynczej analizy z możliwością kontroli procesów w czasie rzeczywistym. Sprzężony z kolumną multikapilarną (MCC) umożliwia analizę lotnych substancji w mieszaninie w bardzo krótkim czasie. Układ MCC-IMS skalibrowano dla etanolu, 2-heksanonu, 2-heptanonu, 3-heptanonu, limonenu oraz p-ksylenu. Liniowość metody badano w zakresie stężeń od 0.3 do 83.8 ppb, przy granicy wykrywalności od 0. l do 2. l ppb. Opracowana metoda pozwala na oznaczanie VOCs w wydychanym powietrzu i może być użyteczna w szybkiej diagnostyce osób z chorobami nowotworowymi, płuc, krtani, ust i przełyku.

Słowa kluczowe

EN

ion mobility spectrometry; multicapillary column; volatile organic compounds; breath analysis

PL

spektrometria ruchliwości jonów; kolumna multikapilarna; związki organiczne lotne; analiza wydychanego powietrza

• Wydawca: Komitet Chemii Analitycznej PAN
• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, No. 6
• Strony: 953--965
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz.

Twórcy

autor

Ulanowska A.

autor

Ligor M.

autor

Amann A.

autor

Buszewski B.

• Chair of Environmental Chemistry and Bioanalytics, Faculty of Chemistry, Nicolaus Copernicus University, ul. Gagarina 7, 87-100 Toruń, Poland Fax: [phone],

Bibliografia

• 1.Cohen M.J. and Karasek F.W., J. Chromatogr. Sci., 8, 330 ( 1970).
• 2.Snyder A.P., Maswadeh W.M., Eiceman G. A., Wang Y. F. and Bell S.E .,Anal. Chim. Acta, 316, 1 (1995).
• 3.Sowell R.A., Koeniger S.L., Valentine S.J., Moon M.H. and Clemmer D.E., J. Am. Soc. Mass Spectrom., 15. 1341 (2004).
• 4.Ruzsanyi V., Baumbaeh J.I., Sielemann S., Litterst P., Westhoff M. and Freitag L., J. Chromatogr. A,1084. 145 (2005).
• 5.Belov M.E., Buschbaeh M.A., Prior D.C., Tang K. and Smith R.D., Anal. Chem., 79, 2451 (2007).
• 6.Wang Y., Naeson S. and Pawliszyn J., Anal. Chim. Acta, 582, 50 (2007).
• 7.Baumbaeh J.I., Anal. Bioanal. Chem., 384, 1059(2006).
• 8.Pfeifera K.B. and Sanchez R.C., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 3. 63 (2002).
• 9.O'Donnell R.M., Sun X. and Harrington P.B., TrendsAnal. Chem.. 27. 44 (2008).
• 10.Ewing R.G.. Atkinson D.A., Eiceman G.A. and Ewing G.J., Talanta, 54, 515 (2001).
• 11.Su C.W. and Babcock K., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 3, 55 (2002).
• 12.Rearden P. and Harrington P.B., Anal. Chim. Acta, 545, 13 (2005).
• 13.Erickson R.P., Tripathi A., Maswadeh W.M., Snyder A.P. and Smith P.A., Anal. Chim. Acta, 556, 455 (2006).
• 14.Li F., Xie Z., Schmidt H., Sielemann S. and Baumbach J.Ï.. Spectrochim. Acta B. 57, 1563 (2002).
• 15.Stach J.. Arthen-Engeland T., Flachowsky J. and BorsdorfH.. Int. J. Ion Mobility Spectrom.. 3. 82 (2002).
• 16.Wu C., Siems W.F. and Hill H.H., Anal. Chem., 72, 391 (2000).
• 17.Miekisch W. and Schubert J.K., Trends Anal. Chem., 25, 665 (2006).
• 18.Snyder A.P., Maswadeh W.M., Parsons J.A., Tripathi A., Meuzelaar H.L.C., Dworzanski J.P. and Kim M.G., Field Anal Chem. Tech., 3, 315 (1999).
• 19.Baumbach J.I. and Westhoff M., Spectrosc. Eur., 18. 22 (2006).
• 20.Ruzsanyi V., Sielemann S. and Baumbach J.I., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 3, 45 (2002).
• 21.LigorT., Szeliga J., Jackowski M. and Buszewski B., J. Breath Res., 1, 1 (2007).
• 22.Vautz W., Ruszany V., Sielemann S. and Baumbach J.I., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1, 3 (2004).
• 23.Borsdorf H., Schelhorn H., Flachowsky J., Döring H.R. and Stach J., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1,9(1999).
• 24.Eiceman G.A., Nazarov E.G., Rodriguez J.E. and Bergloff J.F., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1, 28(1998).
• 25.Eiceman G.A. and Karpas Z., Ion mobility spectrometry, Taylor and Francis Group, Boca Raton 2005, p. 79-116.
• 26.Young D., Thomasa C.L.P., Breach J., Brittain A.H. and Eiceman G.A., Anal Chim. Acta, 381, 69 (1999).
• 27.Schmidt H.. Baumbach J.I. and Klockow D. Anal. Chim. Acta, 484, 63 (2003).
• 28.Teepe M., Kang J.W., Neyer A., Baumbacn .1.1. and Schmidt H., Int. J. Ion Mobility Spectrom.,4, 173 (2001).
• 29.Leonhardt J.W., Rohrbeck W. and Bensch H., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1, 43 (2000).
• 30.Sielemann S., Baumbach J.I.. Pilzecker P. and Walendzik G., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1, 15 (1999).
• 31.Bell A.J. and Ross S.K., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 3, 95 (2002).
• 32.Baumbaeh J.1., Pilzecker P. and Trindade E., Int. J. Ion Mobility Spectrom., 1, 35 (1999).
• 33.Matz L.M. and Hill H.H., Anal. Chem., 74, 420 (2002).