微滴在单次呼吸中未能保留呼出挥发性生物标志物
定量方法
2026-05-19 v1 医学物理
摘要
呼出气体凝液（EBC）含有挥发性代谢物，被视为非侵入性疾病诊断的热门方向，但经过数十年的研究，涉及100多种生物标志物和10多种疾病，尚无基于EBC的检测方法进入临床实践。测量变异性可跨越数个数量级，远超临床要求的10%，长期以来被归因于生物因素。本文揭示了一个根本不同的来源：收集的微滴本身未能保留挥发性生物标志物。通过隔离挥发性共凝与瞬时蒸发于生物干扰，我们展示，直径小于100{\mu}m的EBC微滴会在单次呼吸循环内丢失临床意义的挥发性内容。这挑战了数十年EBC研究所隐含的假设，即凝液忠实反映气道黏液。我们开发并验证了一个基于物理的模型，预测该损失在疾病相关生物标志物上的范围，并建立可靠EBC采样的条件。本工作将EBC变异性重新框定为可解决的工程问题，而非固有的生物限制。
引用
@article{arxiv.2605.16356,
title = {Microdroplets Fail to Retain Exhaled Volatile Biomarkers within a Single Breath},
author = {Amio Pronoy Das Ritwik and Yamin Mansur and Jingcheng Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.16356},
year = {2026}
}
备注
Submitted to Nano Letters; 24 pages, 6 figures