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本文聚焦呼气醛生物标志物检测及疾病诊断。呼气分析是有潜力的无创诊断方法，醛类作为潜在生物标志物备受关注。文章总结了呼气醛分析研究，涵盖样本采集、分析技术等方面，指出虽有潜力，但仍面临挑战，为后续研究提供参考。
引言
随着医学发展，医疗诊断正朝着无创、实时和即时检测的方向迈进。呼气分析具备这些特点，且成本较低，能为定量和定性诊断提供丰富信息，未来有望取代血液检测等有创方法，意义重大。
肺部疾病负担日益加重，慢性阻塞性肺疾病（COPD）全球约有 2.51 亿患者，世界卫生组织预计到 2030 年它将成为主要死因之一。肺癌死亡率接近所有癌症相关死亡率的五分之一，预计到 2030 年每年死亡人数达 1000 万。因此，对这些疾病进行早期、快速、简便的诊断迫在眉睫。
利用呼气分析诊断疾病历史悠久，希波克拉底曾用患者呼气气味诊断疾病。18 世纪，人们在呼气中发现氧气和二氧化碳 ，19 - 20 世纪又陆续发现多种化合物。1972 年，莱纳斯?鲍林对呼气进行气相色谱分析，发现呼气中存在许多未知挥发性化合物。
近二十年来，研究人员致力于寻找呼气中的疾病生物标志物，并尝试建立生物标志物含量与疾病存在与否、疾病阶段的关系。气相生物标志物分析依赖多种工具，气相色谱（GC）是关键技术，常与质谱（MS）联用。此外，还有火焰离子化检测器（FID）、火焰光度检测器（FPD）、质子转移反应质谱（PTR - MS）、选择离子流管质谱（SIFT - MS）、激光光谱法和离子迁移谱（IMS）等。
呼气样本采集方法多样，常用的有呼吸袋收集法，患者禁食数小时后向不同公司生产的不同容积呼吸袋呼气，收集的样本用于后续分析；呼气冷凝物收集法，患者向 EBC 收集管呼气，得到的液体样本可采用更多分析方法；还有直接向样本分析仪呼气的方法，无需收集和存储样本 。
呼气包含多种成分，氮气、氧气、氢气、二氧化碳和惰性气体分别约占 78.04%、16%、5%、4 - 5% 和 0.9%。此外，氨、一氧化氮、硫化氢、丙酮、异戊二烯、甲烷、乙烷、戊烷和醛类等有机和无机物质也是重要的疾病诊断生物标志物。本文重点关注利用呼气（尤其是醛类作为潜在生物标志物）诊断肺癌、慢性阻塞性肺疾病（COPD）和乳腺癌等疾病的研究，分析各研究中醛分析物的选择、呼气收集方法和样本分析仪器技术。
醛在呼气中的浓度通常在十亿分之一（ppb）到万亿分之一（ppt）级别，检测和定量难度大。例如，GC - MS 和 PTR - MS 对醛的检测限在几万亿分之一左右，SIFT - MS 检测限更低。因此，优化样本采集和预浓缩方法对准确量化呼气中的醛至关重要。目前，呼气醛挥发性有机化合物（VOC）标志物的研究主要用于筛查，要达到临床诊断所需的准确性和特异性仍面临挑战，需进一步研究验证其用于明确疾病诊断的实用性。
样本采集方法
呼气是复杂混合物，不同气体成分反映不同肺部区域。采样方法的选择影响捕获的呼气部分，进而影响分析结果和研究发现。主要有两种采样方法：收集总呼气（TEC）和肺泡气（AA）。TEC 采集简单，但捕获的整个呼气流包含死腔空气和环境污染物，会对结果产生干扰。
呼气生物标志物检测技术
气相色谱（GC）是使不同成分的分子在载气推动下通过色谱柱，色谱柱根据分子性质进行分离，分离后的物质由检测器识别。过去十年，多种检测器用于识别呼气中的挥发性有机化合物（VOCs）以诊断疾病，其中最常用的是 [此处原文未提及，需补充或注明原文缺失信息]。
呼出气中的重要生物标志物
呼出气是挥发性有机化合物（VOCs）的复杂多样来源，外源性和内源性代谢过程都产生 VOCs，部分可作为疾病生物标志物，其诊断价值源于疾病特异性的浓度变化，有些与特定病理有高度特异性变化，有些则 [此处原文未提及，需补充或注明原文缺失信息]。
分析呼出气中醛水平：新前沿与持续挑战
贝尔纳等人研究了挥发性有机化合物（VOC）分析在识别儿童 SARS - CoV - 2 感染中的潜力。他们选取 84 种特定 VOCs，对比了大型学术儿科医疗中心收治的健康儿童和 SARS - CoV - 2 阳性儿童的呼气样本。受试者深呼吸几次后，通过咬嘴向一个腔室呼气，该腔室随后连接到 3 升样本袋（SamplePro FlexFilm，SKC Inc.，宾夕法尼亚州），样本未经过 VOC 过滤器 [此处原文未提及后续分析方法，需补充或注明原文缺失信息]。
结论
综上所述，本文展示了呼气醛生物标志物在癌症等疾病无创诊断中的巨大潜力。然而，呼气中醛检测的灵敏度和可重复性仍存在重要挑战。早期研究虽发现特定醛的有前景的变化，但急需标准化的采集和分析方法。微萃取技术和电化学传感器等新兴技术 [此处原文未提及这些技术的具体作用，需补充或注明原文缺失信息]。
