К проблеме определения аммиака в выдыхаемом воздухе

To the problem of determining ammonia in exhaled air
Цитировать:
Раимкулова Ч.А., Аронбаев С.Д., Аронбаев Д.М. К проблеме определения аммиака в выдыхаемом воздухе // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2020. 1(79). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11153 (дата обращения: 11.08.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В обзорной статье рассматриваются проблемы  в стремительно развивающейся области неинвазивной медицинской диагностики по количественному определению газообразных компонентов, в частности, аммиака, в выдыхаемом воздухе. Приводится информация по существующей инструментально-аналитической базе определения микроконцентраций аммиака в выдыхаемом воздухе и его связи с заболеваниями, обусловленными присутствием бактерии Helicobacter pylori. Обозначены основные проблемы, требующие незамедлительного решения,  в проведении анализа, связанные с недостаточной чувствительностью и невозможностью проведения измерений в реальном времени. Представлены наиболее перспективные и многообещающие методы определения аммиака на уровне ppm / ppb, применимые в неинвазивной диагностике с использованием оптических, терморезистентных и фотоакустических датчиков.

ABSTRACT

This review article examines the problems in the rapidly developing field of non-invasive medical diagnostics for the quantitative determination of gaseous components, in particular, ammonia in exhaled air. Information on the existing instrumental and analytical base for determining the microconcentrations of ammonia in the exhaled air and its connection with diseases caused by the presence of the bacterium Helicobacter pylori is given. The main problems that require immediate solution in the analysis, associated with insufficient sensitivity and the impossibility of real-time measurements, are indicated. The most promising and promising methods for determining ammonia at the ppm / ppb level, applicable in non-invasive diagnostics using optical, thermoresistant, and photoacoustic sensors, are presented.

 

Ключевые слова: выдыхаемый воздух, биомаркеры, аммиак, бактерии Helicobacter pylori, неинвазивная диагностика, анализ в реальном времени.

Keywords: exhaled air, biomarkers, ammonia, Helicobacter pylori bacteria, non-invasive diagnostics, real-time analysis.

 

Введение

Исследования последних 10-15 лет показывают, что выдыхаемый  воздух несет на себе отпечатки метаболических и биофизических процессов, происходящих в организме человека, при этом вещества в нем находящиеся, могут рассматриваться как биомаркеры различных заболеваний [1-3]. 

Наряду с контролем непосредственно на месте оказания медицинской помощи, т.е. in situ [4,5], анализ выдыхаемого воздуха имеет то преимущество, что он полностью неинвазивен, экономичен, прост в исполнении, что позволяет его массовое использование для скрининга заболеваний. Возможность использования кроме выдыхаемого воздуха, другого биоматериала, такого как моча, слюна, слезная жидкость, пот, отбор которого не требует инвазивного вмешательства, предполагает широкое развитие неинвазивных методов диагностики.

Исторический экскурс в эту проблему показывает, что анализ выдыхаемого воздуха для диагностики заболеваний - древняя практика. Уже во времена Гиппократа сладковатый запах изо рта связывали с диабетом, а запах рыбы - с заболеваниями почек. Великий химик Антуан Лавуазье в конце 80-х годов XVIII века выступал с инициативой определить состав выдыхаемого человеком воздуха. Уже в 1971 году Лайнус Полинг (L.Pauling) продемонстрировал, что выдох представляет собой сложный газ, содержащий не менее 200 летучих неорганических и органических соединений [6], а чуть позднее Майкл Филлипс обнаружил более 300 таких соединений [7]. Развитие инструментальной базы исследований позволили к настоящему времени выявить и идентифицировать в выдыхаемом воздухе почти 3500 соединений неорганической и органической природы, которые могут рассматриваться в качестве биомаркеров [8-11].

Основными макрокопонетами в выдыхаемом человеком воздуха являются азот (78,04%), кислород (16%), углекислый газ (4-5%), водород (5%),  инертные газы (0,9%)  и водяной пар [12-15]. При этом в выдохе находятся оксид азота (1-50 ppb), моноксид углерода (6-10 ppb), аммиак (до 2 ppm), сероводород (0-2 ppm), а также ацетон, этан, метан, этанол, изопрен и др. [10,16-19]. Вдыхаемый воздух попадает в альвеолы ​​легких, где экскретируемые продукты метаболизма диффундируют во вдыхаемый воздух, а затем выбрасываются в виде выдоха. Следовательно, выдыхаемый воздух отражает метаболические процессы, происходящие эндогенно, а значит, быть объектом исследования для выявления того, или другого заболевания и мониторинга здоровья [20].

Однако, столь радужная перспектива неинвазивной диагностики по выдыхаемому воздуху наталкивается на ряд проблем, одной из которых является чрезвычайно низкие концентрации биомаркеров, на уровне ppm/ppb, которые весьма трудно определить на фоне макрокомпонентов в выдохе. При этом возраст, пол, пищевые привычки, физические нагрузки и беременность способны оказывать влияние на состав выдоха [15, 21-23]. Кроме того, не существует стандартов для методов обора выдыхаемого воздуха.

Несмотря на указанные проблемы, анализ выдыхаемого воздуха значительно проще, чем анализ крови, и поэтому в последнее время привлекает внимание исследователей. Действительно, по этой теме в научной литературе появляется большое количество оригинальных статей, не считая всеобъемлющих обзоров. По данным базы Scopus и Web of Sciences с 2000 года опубликовано несколько десятков тысяч статей, включая монографии и обзоры  [24-26].

Цель настоящей работы заключалась в оценке существующего положения исследований в области аналитического определения содержания компонентов в выдыхаемом воздухе, в частности аммиака, для осуществления неинвазивной диагностики  функционального состояния организма и оценке существующих проблем и возможных путей их преодоления.

Сегодня во многих университетах и клиниках мира (Германия, Италия, Франция, Голландия, США, Израиль) ведутся исследования по выявлению специфических газов –маркеров различных заболеваний и отработка методик отбора, анализа выдыхаемого воздуха и системы обработки анализа. Результатом этих исследований стала, прежде всего, обширная база маркеров, присутствующих в выдыхаемом воздухе при различных заболеваниях.

Например, присутствие ацетона в выдыхаемом воздухе – признак диабета, а перекиси водорода - заболеваний легких. Повышенную концентрацию аммиака, обычно, связывают с нарушением функции почек и / или печени. Кроме диагностики заболеваний, исследование состава выдыхаемого воздуха может быть применено для наблюдения респираторной деятельности при оказании медицинской помощи, а также для клинических испытаний новых лекарственных препаратов с целью выявления их потенциальных побочных эффектов.

Здесь следовало бы указать, что после открытия Уорреном (J.R. Warren) и Маршаллом (B.J. Marshall) бактерии Helicobacter pylori и определения ее роли в формировании тяжелых заболеваний желудочно-кишечного тракта, исследователи стали обращать внимание на концентрацию аммиака в выдыхаемом воздухе [27-30].

Аммиак, вообще, является важным звеном для функционирования человеческого организма, так как участвует в синтезе пуринов и пиримидинов, аминосахаров, поддерживает кислотно-щелочной баланс в крови и пр.

В то же время избыток аммиака в организме действует как токсин, который в результате мочевино-орнитинового цикла (цикл Кребса — Гензелейта) выводится через почки с мочей  в виде мочевины и солей аммония. Однако малая часть аммиака выделяется вместе с выдыхаемым воздухом, и может быть также проанализирована  [25,26,31].

На рисунке 1 представлена схема мочевино-орнитинового цикла с возможностью детектирования аммиака методом неинвазивной диагностики Helicobacter pylori.

 

Рисунок 1. Общая схема удаление избытка аммиака из организма человека в виде мочевины

 

Этот цикл имеет место в печени и почках. Следовательно, если существует проблема в функционировании печени или почек, то это отражается в повышенной концентрации аммиака в выдыхаемом воздухе, так как часть его также выводится посредством дыхания.

Повышенный уровень аммиака в дыхании указывает на несколько заболеваний, а именно: почечная недостаточность, дисфункция печени [32], печеночная энцефалопатия [33], отек мозга, болезнь Альцгеймера 2-го типа и т. д. Повышенное содержание аммиака в выдыхаемом воздухе может также указывать на язвенную болезнь желудка и неприятный запах изо рта [34-36]. Однако у пациентов с астмой концентрация аммиака в выдыхаемом воздухе снижается [37]. Концентрация аммиака у здоровых людей составляет приблизительно 250 частей на миллиард (250 ppb).

Учитывая необходимость селективного и чувствительного определения аммиака, целесообразно провести сравнение известных методов его определения с использованием различной аппаратуры.

В настоящее время, методы определения аммиака широко используются в таких приложениях, как обнаружение утечек в системах охлаждения и кондиционирования воздуха, экологический мониторинг, химическая и автомобильная промышленность, агробиологические исследования [38]. Эти методы традиционно включают спектрофотометрию [39,40], хемилюминесценцию [41], газовую и ионо-обменную хроматографию [42], как самостоятельный метод детектирования, так и в сочетании с масс – спектрометрией [43-45], ионометрию [46,47], полупроводниковую каталиметрию [47,48 ] и некоторые другие.

Естественно, что для определения аммиака в выдыхаемом воздухе исследователи предприняли попытку использовать уже имеющийся арсенал средств и методов. Уже первые эксперименты показали, что чувствительности известных методов для количественного определения аммиака в выдыхаемом воздухе недостаточно, или же предлагаемое оборудование слишком громоздко, дорого и требует квалифицированной эксплуатации.

При всем этом имеется всего лишь несколько аналитических технологий, и то с ограничениями для применения в клинических условиях, способных обнаруживать аммиак в выдыхаемом воздухе, но и для них характерны высокий предел обнаружения и отсутствие возможности проведения анализа в реальном времени [48,49].

На этом фоне весьма перспективным может показаться применение термокаталитических методов обнаружения аммиака в газовой фазе.

Так, в процессе исследований, рядом ученых было установлено, что оксиды молибдена и вольфрама при температурах 400-450 0С обладают высокой селективностью по отношению к аммиаку [50-53]. Мутшал (D. Mutschall) [48] и Имаван (C. Imawan) и др.[50] сообщили, что использование покрытий Ti на распыленных тонких пленках MoO3 может повысить чувствительность и селективность по отношению к аммиаку при одновременном снижении перекрестной чувствительности к монооксиду углерода, диоксиду серы и водороду.

Суну (S. Sunu) и др. [51] предположили, что механизм определения аммиака MoO3 включает образование субоксидов и нитридов молибдена. Гоума (P.Gouma) и др. [52] смогли обнаружить до 50 частей на миллиард аммиака с использованием инертной подложки, покрытой центрифугированием MoO3, синтезированного золь-гель методом. Джодхани (G. Jodhani) и др. [53] смогли измерить содержание аммиака до 500 частей на миллиард, используя синтезированные чистые нанолисты α-MoO3. Прасад (А. Prasad) и др.[54] сравнили свойства определения аммиака полученных золь-гель пленок и тонких пленок MoO3, осажденных ионным пучком. Было обнаружено, что тонкие пленки, нанесенные ионным пучком, могут обнаруживать аммиак до 3 частей на миллион, тогда как тонкие пленки, нанесенные методом золь-гель, могут обнаруживать до 8 частей на миллион аммиака. Квак (D. Kwak) и др. [55] сообщили о возможности обнаружения аммиака вплоть до 280 ppb с использованием нанолент α-MoO3, синтезированных гидротермальным способом. Однако большинство этих тестов проводилось в сухой атмосфере, в то время как выдыхаемый воздух насыщен влагой.  Кроме того, способность MoO3 вступать в реакцию с  аммиаком обусловлена ​​кислотно-щелочным взаимодействием, что также влияет на чувствительность и селективность датчика. Гюнтер (A. Günter)  и др. [56] изготовили химический газовый сенсор на основе стабилизированного кремнием α-MoO3, с использованием отжига в пламени, позволяющий определять содержание аммиака до 400 частей на миллиард даже при относительной влажности 90%. Очевидно, что подобные изыскания очень важны и открывают перспективы для дальнейших исследований.

Для термокаталитических датчиков помимо чувствительности важно время их отклика. Шривастава (V. Srivastava) и др. [57] сообщили, что толстая пленка WO3 с избыточным покрытием слоя кремнезема-ниобия, катализируемого платиной, может определять содержание аммиака до 15 ppm при 450 ° C со временем отклика менее 30 с.

Джименез (I. Jimenez) и др.[58] сообщили, что WO3, легированный 5% Cr, демонстрирует превосходный отклик на 500 частей на миллиард аммиака. Ранее эти авторы сообщали об обнаружении аммиака WO3, легированного Cu (0,2% и 2%) и V (0,2% и 2%) [59]. Сравнивая результаты этих двух работ, следует отметить, что легирование Cr увеличивает чувствительность к аммиаку в большей степени, чем Cu или V [60].

Замани (С.Zamani) и др. [61] сообщили, что химически приготовленный мезопористый WO3, легированный 2% Cr, нанесенный на платформу MEMS, был способен обнаруживать 5 ppm аммиака с высочайшей чувствительностью, наблюдаемой при 350 ° C.

Авторы [62-64] подготовили пористый нанокомпозит восстановленного оксида графена / WO3, который может обнаруживать аммиак до 1,14 ppm при комнатной температуре (32 ° C – 35 ° C) и относительной влажности 55%.

Ву (Н.Wu) и др.[65] обнаружили содержание аммиака до 5 ppm с помощью нанооболочек из монооксида олова с β-типом.

Занг (D. Zhang) и др. [66] получили нанокомпозит ZnO / MoS2, который состоит из наностержней ZnO и нанолистов MoS2. Датчик позволяет обнаруживать до 500 частей на миллиард аммиака.

Использование нанотехнологий, в частности низкотемпературный гидротермальный синтез наночастиц WO3 позволило создать сенсоры, чувствительные к аммиаку [67-69].

В работах [70-72] сообщалось о ток проводящих полимерных материалов на основе полианилина, допированного акриловой кислотой или полипиролом, чувствительных к аммиаку с минимально определяемой концентрацией на уровне 1 ppm.

Было установлено, что сопротивление полианилиновых пленок снижается при воздействии аммиака. Многократное использование пленок с полипироролом обусловливается обратимостью перехода восстановления полипиррола после взаимодействия с аммиаком в исходное состояние [73]. При этом чувствительность по отношению к аммиаку составляла 1ppm со временем отклика около 4 минут.

Учитывая сравнительно небольшую стоимость таких датчиков можно предсказать их широкое коммерческое использование в системах сигнализации, однако их небольшой ресурс работы является основным препятствием для их эксплуатации.

На сегодняшний день визуальная адсорбционная спектроскопия используется в самых чувствительных и селективных установках для обнаружения аммиака в окружающей среде [74,75]. В таких системах используется лазер с когерентным излучением и спектрограф, а контактирующей средой выступает анализируемый воздух или чувствительный к аммиаку адсорбционный слой [76,77]. Этот принцип заложен в работе большинства известных на сегодня газоанализаторах, применяемых в различных областях применения.

В работе [78] описана процедура определения аммиака в выдыхаемом воздухе с использованием поглощения перестраиваемого диодного лазера. Максимальная чувствительность лазера наблюдалась при длине волны 10,74 мкм, а предел обнаружения составлял ~ 1 ррm NH3 при времени отклика 10 секунд. Апробация этого метода была произведена на 7 пациентах, проходящих курс гемодиализа. Отмечается, что результаты анализа хорошо коррелируют с результатами определения азота в моче и крови.

Аналогичная процедура была проведена с использованием квантово-каскадного диодного лазера, работающего в среднем инфракрасном диапазоне 10,3 мкм, при этом был достигнут предел обнаружения аммиака в выдыхаемом воздухе составил 50 ppb [79]. Используя возможность перестраивания частотных характеристик лазера, включая чередование внутренних импульсов, допускается определение аммиака на уровне 4ppb [80]. Быстрый отклик и высокая чувствительность обнаружения аммиака для таких систем способны обусловить их применение в неинвазивном скрининге группы обследуемых с симптомами заболеваниями легких, почек и желудочно-кишечного тракта. Но следует заметить, что основным препятствием для массового применения этой методики является отбор образцов выдыхаемого воздуха и только затем его анализ, что исключает осуществление анализа в реальном времени  [81].

Последующие исследования привели к созданию фотоакустической лазерной спектроскопии [82,83], которую применили для измерения уровней аммиака в выдыхаемом воздухе в реальном времени для 30 здоровых пациентов [84]. Однако, и в этом исследовании не было обнаружено корреляции между концентрацией аммиака в выдыхаемом воздухе для пациентов с почечной недостаточностью, а также их пол, возраст или индекс массы тела.

Резюмируя вышесказанное, следует отметить, что описанные системы и аналитические платформы на их основе весьма дороги и капризны в эксплуатации.

Обращаясь к проблеме определения концентрации аммиака в выдыхаемом воздухе, авторы статьи [85] приводят такую сравнительную характеристику (табл.1).

Таблица 1.

Сравнительная характеристика наиболее перспективных методов обьнаружения аммиака в выдыхаемом воздухе

Метод или техника

Предел обнаруженя / Время отклика

Примечание

Источник

Металло-оксидная пленка

1 ppm / 5 мин.

Отсутствие селективнос-ти. Медленный отклик

[24]

 

Оптическая спектроскопия

1 ppb

Применение диодного лазера приводит к снижению чувствительности. Процедура анализа дорога  

[86,87]

 

Металло-оксидный полупроводниковый датчик

1 ppm

Недостаточная чувст-вительность для медико-диагностических целей

[88]

Нанесение наночастиц полианилина на матрицу методом струйной печати

1-100 ppm

Недостаточно низкий предел обнаружения; влияние кислых веществ и окислителей; малый ресурс работы

[89,90]

 

Лазерная фотоаккустическая спектроскопия

10 ppb / 20сек.

Обладает высокой чувствительностью. Возможно проведение анализа в реальном времени. Недостатки: не селективен в присутствии газов, обладающих близкими акустическими частотами. Аппаратура громоздка и дорога.

[83,91]

Дифракция рентгеновского излучения

1 ppm /2-3 сек.

Недостаточная чувствительность. Аммиак анализируется в растворе без возможности повторного определения.

 Аппаратура громоздка и дорога. 

[85]

 

Анализируя результаты, приведенные в таблице отмечаем, что большинство существующих методов и устройств для обнаружения аммиака в выдыхаемом воздухе  не обладают необходимой чувствительностью и в настоящее время остаются непригодными для диагностики в реальном времени. Другие же, обладая высокой чувствительностью и быстрым откликом, весьма дороги,  крупногабаритны и  требуют высокой квалификации оператора.

Заключение

Из представленного обзора следует:

- определение аммиака в выдыхаемом воздухе, которое позволило бы выявить конкретное заболевание, является актуальной проблемой;

- для проведения скрининга больших групп людей необходимы простые, надежные, высокочувствительные методы определения аммиака в газовой фазе, способные обнаруживать его при нормальных физиологических состояниях организма на уровне ppb (частей на миллиард);

- идеальная методика и простое устройство, способного в реальном времени анализировать уровень аммиака в выдыхаемом воздухе для диагностических целей, в настоящее время практически отсутствуют.

 

Список литературы

  1. Лукаш С.Л. Проблемы диагностики некоторых заболеваний по выдыхаемому воздуху // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. - 2010, № 9 – С.62-70.
  2. Копылов Ф.Ю. Перспективы диагностики различных заболеваний по составу выдыхаемого воздуха // Клиническая медицина. -2013. -№ 10. –С. 16-21.
  3. Raimkulova C.A., Aronbaev S.D., Vasina S.M., Aronbaev D.M. Exhaled air as an object of studying the functional state of the organism // The Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, 2020- №1-2- Р.47-51
  4. Risby T. H., Solga S. F.  Current status of clinicalbreath analysis. // Appl. Phys. B. -2006. – vol. 85. – P.42.
  5. Risby T.H. , Tittel F.K. Current status of midinfraredquantum and interband cascade lasers for clinical breathanalysis // Opt. Eng.- 2010. –Vol. 49. – P. 111-123.
  6. Pauling L., Robinson A.B., Teranishi R., Cary P. Quantitative analysis of urine vapor and breath by gas-liquid partition chromatography.// Proc. Natl. Acad. Sci.- 1971.-Vol. 68. – P. 2374.
  7. Phillips M., Gleeson K., Hughes, J.M.B. et.al. Volatile organic compounds in breath as markers of lung cancer: a cross-sectional study// Lancet. – 1999. – Vol. 353. – P. 1930.
  8. Биомаркеры и оценка риска. Kонцепция и принципы. – Женева: Всемирная организация здравоохранения, 1996.
  9. Вакс В.Л., Домрачева Е.Г., Собакинская Е.Л., Черняева  М.Б. Анализ выдыхаемого воздуха: физические методы, приборы и медицинская диагностика // Успеxи  физических  наук -2014.- т.184. -№7. – С.739-758.
  10. Buszewski B., Kesy M., Ligor T., Amann A.Human exhaled air analytics: biomarkers of diseases // Biomed. Chromatogr. – 2007. –Vol. 21. – P.553.
  11. Shaji J., Jadhav D. Breath biomarker for clinical diagnosis and different analysis technique //Res. J. Pharm. Biol. Chem. Sci.- 2010.-Vol. 1. – P. 639.
  12. Popov T. A.Human exhaled breath analysis.//Ann. Allergy Asthma Immunol.- 2011.-Vol.106. – P.451.
  13. Hibbard T., Killard A.J. Breath ammonia analysis: clinical application and Measurement // Breath Ammon. Clin. App. Meas.. -2011.-Vol. 41. – P. 21.
  14. Lindinger W., Hansel A. Analysis of trace gases at ppb levels by proton transfer reaction mass spectrometry (PTR-MS). //  Plasma Sources Sci. Technol.- 1997. -No 6. – P. 111.
  15. Nakhleh M.K., Amal H., Jeries R., and et.al. Diagnosis and Classification of 17 Diseases from 1404 Subjects via Pattern Analysis of Exhaled Molecules // ACS Nano – 2017. - No 11. – P. 112−125. doi: 10.1021/acsnano.6b04930
  16. Murtz M. Breath diagnostics using laser spectroscopy // Opt. Photonics News.-2005.- Iss. 16 (30).
  17. Wang Z., Wang C. Is breath acetone a biomarker of diabetes? A historical  review on breath acetone measurements // J. Breath Res.-2013. – Vol. 7. doi: 10.1088/1752-7155/7/3/037109
  18. Warneke C., Kuczynski J., Hansel A., Jordan A., Vogel W., Lindinger W. Proton transfer reaction mass spectrometry (PTR-MS): propanol in human  breath //J. Mass Spect. Ion Proc.– 1996. –Vol. 154. – P. 61.
  19. Bajtarevic A., Ager C., Pienz M., Klieber M., et.al. Noninvasive detection of lung cancer by analysis of exhaled breath // BMC Cancer. – 2009. – 9. – P.348. doi: 10.1186/1471-2407-9-348
  20. Das  S., Palz M. Review—Non-Invasive Monitoring of Human Health by Exhaled Breath Analysis: A Comprehensive Review // Journal of The Electrochemical Society. -  2020. –Vol. 167. – 037562.
  21. Turner C., Španěl P., Smith D. A longitudinal study of methanol in the exhaled breath of 30 healthy volunteers using selected ion flow tube mass spectrometry // SIFT-MS. Physiol. Meas.- 2006. –Vol.27. – P. 637.
  22. Španěl P., Dryahina K., Smith D. Acetone, ammonia and hydrogen cyanide in exhaled breathof several volunteers aged 4–83 years// J. Breath Res.. – 2007. -No 1, doi: 10.1088/1752-7155/1/1/011001
  23. Diskin A. M., Španěl P.  , Smith D.  Increase of acetone and ammonia in urine headspace and breath during ovulation quantified using selected ion flow tube mass spectrometry.// Physiol. Meas. -2003. –Vol. 24. – P. 191.
  24. Righettoni M., Amann A., Pratsinis S.E.  Breath analysis by nanostructured metal oxides as chemo-resistive gas sensors //Mater. Today. -2015.-Vol.18. – P. 163.
  25. Berg J. M., Tymoczko J. L., Stryer L. “Protein turnover and amino acid catabolism”. In Biochemistry (W H Freeman, New York, NY) 5th ed., p. 633 (2002).
  26. Voet D., Voet J.G., Pratt C.A. “The urea cycle.” In Fundamentals of Biochemistry (Wiley, New York, NY), 1999. -  P. 620.
  27. Бардин Д.С., Эмбутниекс Ю.В., Хомерики С.Г., Войнован И.Н. Методы диагностики инфекции Helicobacter pylori. Методические рекомендации. – М.: ГБУЗ «Московский клинический научно-практический центр им. А.С. Логинова», 2019. – 36 с.
  28. Корниенко Е.А., Милейко В.Е., Самокиш В.А. Неинвазивные методы диагностики инфекции, вызванной Helicobacter pylori  // Педиатрия. -1999, №1.
  29. Гришина М.Е., Баженова И.И., Володина О.А., Корнопелева Л.С., Пашкова Н.В., Пиняева Е.Г., Чернова А.А. Новый метод выявления хеликобактера пилори у детей // Российский педиатрический журнал. -  1998.
  30. Барышникова Н. В. Актуальные проблемы диагностики хеликобактериоза  // Экспериментальная и клиническая гастроэнторология. – 2009.-№2. – С.50-56
  31. Tate P. “Protein metabolism.” In Seeley’s Principles of Anatomy and Physiology (McGraw-Hill Companies, Inc., New York, NY).-2009. - p. 704.
  32. Essiet I.O. Diagnosis of kidney failure by analysis of the concentration of ammonia in exhaled human breath // J. Emerg. Trends Eng. Appl. Sci. – 2013. -No 4. – P. 859
  33. Butterworth R.F. Hepatic encephalopathy // Alcohol Res. Health. – 2003.-Vol. 27. - No2. – P. 143-145.
  34. Kearney D.J., Hubbard T., Putnam D. Breath ammonia measurement in Helicobacter pylori infection // Dig. Dis. Sci. – 2002.-Vol. 47. – P. 2523 -2530.
  35. Amano A. Monitoring ammonia to assess halitosis. // Oral Surg. Oral Med. Oral Pathol.- 2002.-Vol. 94. – P.692.
  36. Van den Broek A.M., Feenstra L., de Baat C.A review of the current literature on aetiology and measurement methods of halitosis//J. Dent. -2007.-Vol. 35. – P. 627.
  37. MacGregor G. Breath condensate ammonium is lower in children with chronic asthma.// Eur. Respir. J. – 2005.-Vol. 26. – P. 27.
  38. Rogdakis, E.D. , Alexis G.K. Design and parametric investigation of an ejector in an air-conditioning system//Applied Thermal Engineering. -  2000. – P. 213- 226.
  39. Методические указания на определение вредных веществ в воздухе.- М.: ЦРИА «Морфлот», 1981. – 256 с.
  40. Методика выполнения измерений массовой концентрации аммиака и ионов аммония в водах фотометрическим методом с реактивом Несслера / РД 52.24.486-95 –Ростов-Дон, 1995.- 14с.
  41. Патент РФ № 2522902. Люминесцентный сенсор на пары аммиака / Баймуратов А. С., Баранов А. В., Баранов М. А., Богданов К. В. И др. Опубликовано: 20.07.2014 Бюл. № 20.
  42. Малышева А.Г.,Абрамов Е.Г., Неженцев К.Н.Определение аммиака в воздухе методом ионной хроматографии //Гигиена и санитария.- 2011.-N 4.-С.81-83.
  43. Мильман Б.Л., Журкович И.К. Масс-спектрометрический анализ медицинских объектов и проблемы клинической диагностики //Журн. Аналит. Химии. -  2015. -  том 70, № 10. – С. 1026–1039.
  44. Методические указания по хромато-масс-спектрометрическому определению летучих органических веществ в атмосферном воздухе.  Сборник методических указаний МУК 4.1.591-96 - 4.1.645-96. 4.1.662-97, 4.1.666-97. – М.: Минздрав России, 1997. https://meganorm.ru/Data2/ 1/4293803/4293803885.htm . Дата обращения: 24.12.2020.
  45. Junger M., Bodeker B.,Baumbach J.I. Peak Assignment in Multi-Capillary Column-Ion Mobility Spectrometry Using Comparative Studies with Gas Chromatography-Mass Spectrometry for VOC Analysis // Analytical and Bio-analytical Chemistry. -  2010. -  P. 471-482.
  46. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов аммония в воде и водных растворах потенциометрическим методом с помощью ионоселективных электродов «Эком-NH4». — Свидет. об аттест. No 34-07 от 11.05.2007 г. — Код регистр. ФР.1.31.2007.03516. —Москва, 2007. — 8с.
  47. Бебешко Г.И., Нестерина Е.М. Газочувствительные электроды в ионометрическом анализе природных и техногенных объектов. определение иона аммония в водах  // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2016. – Т. 82(5). – С.9-14.
  48. Mutschall D., Holzner K, Obermeier E. Sputtered molybdenum oxide thin films for NH3 detection // Sens. Actuators B. – 1996.-Vol. 36. – P. 320.
  49. Патент РФ. № 2 613 482. Полупроводниковый датчик аммиака. Крировская И.А., Нор П.Е. Опубл.16.03.2017 Бюл. № 8
  50. Imawan C., Solzbacher F., Steffes H., Obermeier E. Gas-sensing characteristics of modified-MoO3 thin films using Ti-overlayers for NH3 gas sensors// Sens. Actuators B. – 2000. – Vol. 64. –P.193.
  51. Sunu S.S., Prabhu E., Jayaraman V., Gnanaseckar K.I., et.al. Electrical conductivity and gas sensing properties of MoO3 // Sens. Actuators B. – 2004. – Vol.101. – P. 161.
  52. Gouma P., Kalyanasundaram K., Yun X., Stanacevic M., Wang L. Nanosensor and breath analyzer for ammonia detection in exhaled human breath // IEEE Sensors J. – 2010. -10. –Iss.1. – P. 49. doi.org/10.1109 /JSEN.2009.2036050.
  53. Jodhani G., Huang J., Gouma P. Flame spray synthesis and ammonia aensing properties of pure α-MoO3 nanosheets // J. Nanotechnol. – 2016.  doi.org/10.1155/2016/7016926.
  54. Prasad A.K., Kubinski D.J., Gouma P.I. Comparison of sol-gel and ion beam deposited MoO3 thin film gas sensors for selective ammonia detection //Sens. Actuators B. – 2003. – Vol. 93.- Volume 93, Issues 1–3. – P. 25-30.
  55. Kwak D., Wang M., Koski K.J., Zhang L., Sokol H., Maric R., Lei Y. Molybdenum Trioxide (α-MoO3) Nanoribbons for Ultrasensitive Ammonia (NH3) Gas Detection: Integrated Experimental and Density Functional Theory Simulation Studies // ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2019. – 11.-  10697- 10706 . doi.org/10.1021/acsami.8b20502.
  56. Günter A.T., Righettoni M., Pratsinis S.E. Selective sensing of NH3 by Si-doped α-MoO3 for breath analysis // Sens. Actuators B. – 2016. –Vol. 223. – P.266.
  57. Srivastava V.,Jain K. Highly sensitive NH3 sensor using Pt catalyzed silica coating over WO3 thick films //Sens. Actuators B. – 2006. – Vol.133. – P. 46.
  58. Jimenéz I., Centeno M.A., Scotti R., Morazzoni F., Arbiol J., Cornet A., Morante J.R.  NH 3 interaction with chromium-doped WO3 nanocrystalline powders for gas sensing applications.// J. Mater. Chem.- 2004. –Vol. 14. – P. 2412.
  59. Jiménez I., Centeno M.A., Scotti R., Morazzoni F., Cornet A., Morante J.R. NH3 interaction with catalytically modified nano-WO3 powders for gas sensing Applications // J. Electrochem. Soc. -2003. –Vol. 150. – No 4. –P.72-80.
  60. D’Arienzo M., Armelao L.,M. Mari C.M., Polizzi S., Ruffo R., Scotti R., Morazzoni F. Macroporous WO3 thin films active in NH3 sensing: role of the hosted Cr isolated centers and Pt nanoclusters // J. Am. Chem. Soc.- 2011.-Vol.133. – P. 5296.
  61. Zamani C., Casals O., Andreu T., Morante J.R., Romano-Rodriguez A. Detection of amines with chromium-doped WO3 mesoporous material // Sens. Actuators B. – 2009. -Vol. 140. – P. 557.
  62. Jeevitha G., Abhinayaa R., Mangalaraj D., Ponpandian N., Meena P., et.al. Porous reduced graphene oxide (rGO)/WO3 nanocomposites for the enhanced detection of NH3 at room temperature // Nanoscale Adv. -2019. – No. 1. -  P.1799–1811.
  63. Singh E., Meyyappan M., Nalwa, H.S. Flexible graphene-based wearable gas and chemical sensors // ACS Appl. Mater. Interfaces.-  2017. -  Vol. 9. – No. 40 . –P.34544–34586. doi.org/10.1021/acsami.7b07063.
  64. Ghosh R., Nayak A.K., Santra S., Pradhan D., Guha P.K. Enhanced ammonia sensing at room temperature with reduced graphene oxide/ tin oxide  hybrid film // RSC Adv. – 2015. - Vol. 5.  50165. doi: 10.1039/C5RA06696D.
  65. Wu H., Ma Z., Lin Z., Song H., Yan S., Shi Y. High-sensitive ammonia sensors based on tin monoxide nanoshells // Nanomaterials (Basel). – 2019. Vol.9(3). –P. 388. doi: 10.3390/nano9030388.
  66. Zhang D., Jiang C., Sun Y. Room-temperature high-performance ammonia gas sensor based on layer-by-layer self-assembled molybdenum disulfide/zinc oxide nanocomposite film // J. Alloys Compd. – 2016. –Vol. 698.– P. 476 . doi: 10.1016/j.jallcom.2016.12.222
  67. Wang L., Pfeifer J., Balázsi C., Gouma P.I. Synthesis and sensing properties to NH3 of hexagonal WO3 metastable nanopowders // Mater. Manuf. Process.- 2007.–Vol. 22.– P.773.
  68. Epifani M., Castelloe N.G., Prades J.D., Cirera A., Andreu T., et.al. Suppression of the NO2 interference by chromium addition in WO3-based ammonia sensors. Investigation of the structural properties and of the related sensing pathways // Sensors Actuators B. – 2013. – Vol. 187. – P.308.
  69. Nguyen D. D., Dang D. V., Nguyen D. C. Hydrothermal synthesis and NH3 gas sensing property of WO3 nanorods at low temperature // JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE :Mathematical and Physical Sci. -  2015. -  Vol. 60. -  No. 7. – P. 68-74. 10.18173/2354-1059.2015-0034
  70. Chabukswar V.V., Pethkar S., Athawale A.A. Acrylic acid doped polyaniline as an ammonia sensor // Sensors and Actuators B. – 2001. – P. 657 – 663.
  71. Raimundo I.M. Jr., Narayanaswamy R. Simultaneous determination of relative humidity and ammonia in airemploying an optical fiber sensor and artificial neural network // Sensors and Actuators B. -  2001.- P. 60-68.
  72. Deshpandea N.G., Gudage Y.G., Sharma R., Vyas J.C., Kim J.B., Lee Y.P. Studies on tin oxide-intercalated polyaniline nanocomposite for ammonia gas sensing applications // Sens. Actuators B. – 2009. –Vol. 138. – P. 76.
  73. Li S., Lin P., Zhao L., Wang C., et.al. et al. “The room temperature gas sensor based on Polyaniline@flower-like WO3 nanocomposites and flexible PET substrate for NH3 detection // Sens.Actuators B. – 2018. – Vol.259.  – P. 505-513.
  74. Mount G. H., Rumburg B., eff Havig J., Lamb B., Westberg W., et.al. Measurement of atmospheric ammonia at a dairy using differential optical absorption spectroscopy in the mid-ultraviolet //  Atmospheric Environment. -  2002. – P. 1799–1810.
  75. Peeters R., Berden G., Apituley A., Meijer G. Open-path trace gas detection of ammonia based on cavityenhanced absorption spectroscopy.  Applied Physics B Lasers and Optics. – 2000. – P. 231–236.
  76. Jin Z., Su Y., Duan Y.  Development of a polyaniline-based optical ammonia sensor // Sensors and Actuators B -  2001.  – P. 75–79.
  77. Yun-Su Lee, Byung-Su Joo, Nak-Jin Choi, Jeong-Ok Lim, Jeung-Soo Huh, Duk-Dong Lee. Visible optical sensing of ammonia based on polyaniline film // Sensors and Actuators B. – 2003. – P. 148–152.
  78. Wang С., Sahay Р. Breath Analysis Using Laser Spectroscopic Techniques: Breath Biomarkers, Spectral Fingerprints, and Detection Limits // Sensors. -  2009 . – Р. 8230-8262.
  79. Manne J., Sukhorukov O., Jager W., Tulip J. Pulsed quantum cascade laser-based cavity ring-down spectroscopy for ammonia detection in breath // Applied Optics. – 2006. – P. 9230–9237.
  80. Manne J., Jager W., Tulip J. Sensitive detection of ammonia and ethylene with a pulsed quantum cascade laser using intra and inter pulse spectroscopic techniques // Applied physics B. laser and optics. – 2009. – P. 337-344.
  81. Lewicki R., Kosterev A.A., Thomazy D.M., et.al. Real time ammonia detection in exhaled human breath using a distributed feedback quantum cascade laser based sensor // Quantum sensing and nano-photonic devices. -  2011. – Vol. 7950K. doi.org/10.1117/ 12.874887.
  82. Мадвалиев У. Разработка новых методов фотоакустической спектроскопии конденсированных сред // Автореф. дис. …. доктора физ.-мат. наук. - Москва – 2007.
  83. Синисало С., Карлсон Х. Новое слово в анализе многокомпонентных газов: фотоакустическая спектроскопия на основе оптического параметрического генератора // Фотоника. -2015. -№2 -С.54-60.
  84. Hibbard T. , Killard A.J. Breath Ammonia Levels in a Normal Human Population Study as Determined by Photo-acoustic Laser Spectroscopy // Journal of Breath Research. -  2011. – P. 1 -8.
  85. Gafare M., Dennis J.O., Kliir M.H. Detection of Ammonia in Exhaled Breath for Clinical Diagnosis - A Review.  https://www.researchgate. net/publication / 291831143
  86. Yimit A., Itoh K., Murabayashi M. Detection of ammonia in the ppt range on a composite optical waveguide pH sensor // Sensors and Actuators B. - 2003.– P.239- 245.
  87. Pandey S., Goswami G.K., Nanda K.K. Green synthesis of biopolymer–silver nanoparticle nanocomposite: An optical sensor for ammonia detection // International Journal of Biological Macromolecules. -  2012.– P.583– 589.
  88. Saroch M., Srivastava S., Fink D., Chandra A. Room Temperature Ammonia Gas Sensing Using Mixed Conductor based TEMPOS Structures // Sensors. - 2008. – P. 6355-6370.
  89. Crowley K., Morrin A., Hernandez A., O’Malley E., Whitten P.G., Wallace G.G., et.al. Fabrication of an ammonia gas sensor using inkjet-printed polyaniline nanoparticles // Talanta. -  2008. – P. 710–717.
  90. Mao-Chen Liu, Ching-Liang Dai, Chih-Hua Chan, Chyan-Chyi Wu. Manufacture of a Polyaniline Nanofiber Ammonia Sensor Integrated with a Readout Circuit Using the CMOS-MEMS Technique //  Sensors. – 2009. – P. 869-880.
  91. Information is available on the World Wide Web at the following address www.res.medical.com/ urological.deparment/40083,” real time detection of breath ammonia in vivo based on photo-acoustic spectroscopy”, (2/1/2012). Дата обращения: 22.12.2020.
Информация об авторах

ассистент кафедры химии Самаркандского государственного медицинского института, Узбекистан, г. Самарканд

Assistant of the Department of Chemistry, Samarkand State Medical Institute, Uzbekistan, Samarkand

д-р хим. наук, академик Российской академии естествознания, профессор Самаркандского государственного университета, Узбекистан, г. Самарканд

Doctor of Chemistry, Academician of the Russian Academy of Natural Sciences, Professor of Samarkand State University, Uzbekistan, Samarkand

канд. хим. наук, доцент, Самаркандский государственный университет, 140104, Узбекистан, г. Самарканд, Университетский бульвар, 15

PhD in chemistry, Associate Professor, Chemical Faculty, Samarkand State University, 140104, Uzbekistan, Samarkand, Universitetsky boulevard, 15

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ларионов Максим Викторович.
Top