Le cyanure d’hydrogène (HCN) caractérisé par une volatilité élevée et une adsorption élevée est un gaz toxique et dangereux courant. Des traces de HCN sont également trouvées dans l’haleine expirée humaine. Une concentration inhabituellement élevée de HCN dans l’haleine des patients atteints de mucoviscidose (FK) est associée à une infection à Pseudomonas aeruginosa (PA). Par conséquent, le développement d’une mesure HCN en ligne très sensible dans l’air expiré peut permettre un dépistage rapide de l’infection par l’AP chez les patients atteints de mucoviscidose.
Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Li Haiyang du Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) a développé une méthode de spectrométrie de masse à photoionisation assistée par flux pour profiler le cyanure d’hydrogène dans l’air expiré.
L’étude a été publiée dans Chimie analytique le 4 avril.
« Le HCN est facilement soluble dans l’eau et hautement adsorbé sur les surfaces de l’appareil, de sorte que la sensibilité et la vitesse de réponse sont les principaux défis pour mesurer directement le HCN dans l’air expiré à des conditions d’humidité élevée », a déclaré le professeur Chen Ping, co-auteur correspondant de cette étude.
Les chercheurs ont développé une méthode en utilisant un instrument de spectromètre de masse à temps de vol à photoionisation négative à pression atmosphérique auto-développé et ont amélioré la sensibilité et la résolution temporelle des mesures directes de HCN dans l’air expiré. Cette méthode a permis un suivi en temps réel des concentrations de HCN dans une seule respiration expirée, ce qui pourrait fournir un moyen efficace pour le dépistage précoce des patients atteints de mucoviscidose avec une infection par PA.
Ils ont proposé d’utiliser un gaz de protection à l’hélium dans la source d’ionisation de la spectrométrie de masse. Cette approche a réduit l’effet d’une humidité élevée sur l’ionisation, amélioré l’efficacité du transport des ions et donc amélioré la sensibilité de détection du HCN.
De plus, ils ont amélioré le système d’échantillonnage en raccourcissant la ligne d’échantillonnage et en ajoutant un processus de purge de gaz pour réduire efficacement les résidus d’adsorption de HCN et améliorer la résolution temporelle. Cette méthode a atteint une limite de détection de 0,3 ppbv et un temps de résolution de 0,5 s.
En utilisant cette méthode, les chercheurs ont suivi les changements dans les profils HCN expirés des volontaires avant et après le gargarisme. Les profils résultants ont clairement montré un pic précoce et un plateau de fin d’expiration stable, représentant la concentration de la cavité buccale et du gaz de fin d’expiration, respectivement.
« La nouvelle méthode a démontré une bonne résistance aux interférences et une grande précision dans la quantification du HCN. Elle a des applications potentielles dans la détection de l’infection par l’AP chez les patients atteints de mucoviscidose », a déclaré le professeur Li.
Plus d’information:
Yuxuan Wen et al, Détection en ligne de HCN dans l’air expiré humide par spectrométrie de masse à photoionisation négative assistée par flux de gaz, Chimie analytique (2023). DOI : 10.1021/acs.analchem.2c05603