Stanovení poměru ¹³CO₂ : ¹²CO₂. Existuje několik metodických přístupů k analýze vydechovaného vzduchu a stanovení poměru koncentrace ¹³CO₂ : ¹²CO₂, které se liší principem detekce a analytickou citlivostí.

Metoda IRMS - poměrové hmotnostní spektrometrie (Isotope Ratio Mass Spectrometry) je nejpřesnější, pro analýzu stačí několik mikrolitrů vzorku vzduchu a pro tuto technikou jsou určeny soupravy, kde vydechovaný vzduch je sbírán do 5-10 ml zkumavek. Hmotnostní spektrofotometr má specielní detektor, trojici detektorů, které zachycují a počítají částice s hmotností 44 (¹²CO₂), hmotnost 45 (¹³CO₂) a hmotnost 46 pro eliminaci chyby v přítomnosti stabilního izotopu kyslíku - (¹²C^16/18O₂).

Detekce v infračerveném spektru - NDIRS (Nondispersive Isotope-selective Infrared Spectroscopy) je druhým analytickým postupem. Principem detekce je rozdílné absorpční maximum obou izotopů uhlíku v oblasti 4350 nm infračerveného spektra. Analyzátory tohoto typu jsou řádově lacinější, menší, nevyžadují specielní obsluhy a jsou typu POCT (Point Of Care Testing), vhodné např. pro ambulance odborného lékaře. Nižší citlivost IR analyzátorů vyžaduje mnohem větší objemy vzorku vzduchu (10 - 100 ml) a pro odběr vzduchu se používají sáčky z hliníkové fólie. Měření v NDIRS systému umožňuje opto-akustický detektor Lehler & Luftův, změna tlaku v kyvetě - oproti referenční kyvetě absorbcí v IR je snímána membránou a převedena na elektrický signál (obdoba klasického telefoního sluchátka).

MCS (Molecular Correlation Spectroscopy) je nejnovější technologií v oblasti IR detekce dechových testů. Metoda je založená na dvojici velmi přesně a úzce specifických IR zdrojů, měření je kontinuální zavedenou nosní sondou, přístroj je výhradně POCT typu.

LARA analyzátor je třetím typem detekce. LARA je založená na optogalvanickém měření (OGE - OptoGalvanic Effect) vlastností laserového paprsku, analyzátor tohoto typu je uzavřeným systémem a u nás zatím nikde instalován není. Správnost a přesnost výsledků dechových testů je závislá nejen na typu analyzátoru, ale především na intra- a extra-laboratorní kontrole kvality a referenčních zdrojích.

FT-IR detekce je nejnovější technologií, která byla aplikována na stanovení poměru ¹³CO₂ : ¹²CO₂. Technologie je založena na absorpci isotopomerů 12CO2 a 13CO2 do polystyrenového filmu, což umožňuje velmi přesné stanovení IR absorpce v₃-antisymetrické valenční vibrace FT-IR technologií s přesností 2.5‰. Tato technologie byla ověřena pro analýzu dechových testů ¹³C-UBT a korelována s technologiemi IRMS a NDIRS.

Substráty značené stabilním izotopem uhlíku. V současné době existuje široká škála značených substrátů pro funkční testy žaludeční pasáže (¹³C-acetát), pankreatické funkce (¹⁴C-cholesteryl-octanoid, ¹³C-triolein, amylóza), střevní malabsorpce (¹⁴C/¹³C-xylóza, laktóza, palmitát, sorbitor, sacharóza), jaterních funkcí (¹³C-aminopyrin, phenylalanin, methacetin, leucin, galactose, caffein),¹³C-močovina k detekci ureázy při infekci Helicobacter pylori. K provedení dechových testů jsou dodávány soupravy, které obsahují definované množství substátu, 2 až 6 odběrových nádobek pro vzorky vydechovaného vzduchu (podle uspořádání testu) a odběrovou trubičku. Preanalytická fáze testu zahrnuje především správný odběr vydechovaného vzduchu, tak aby odebraný vzorek vzduchu ve zkumavce/nebo hliníkovém sáčku, obsahoval vzorek vzduchu s relativně nejvyšší možnou koncentrací CO₂, finální část výdechu, s koncentrací odpovídající alveolárnímu vzduchu.
Screeningové testy jsou dodávány v balení, ve kterém může nemocný po odběru vzorky zaslat do laboratoře poštou. On-line provedení dechových testů je dnes prováděno i při endoskopické aplikaci substrátu, nejčastěji ¹³C-močoviny, a on-line měření metodou molekulárně korelační spektroskopie, varianta NDIRS.
Nejnovější aplikace s ¹³C-dextromethorphanen a ¹³C-uracilem umožňují optimalizaci farmakoterapie u nádorových onemocnění, změna ¹³CO₂ : ¹²CO₂ může být použita v intensivní medicíně pro predikci infekce, ¹³C-glukóza nebo substrát pro DAP-IV ¹³C-tripeptid jsou popsány v diagnostice diabetu, ¹³C-calcium carbonat je substrátem pro stanovení žaludeční acidity.

Reference
Turki A. - Mol Genet Metab Rep. 2023, Medline - link
Sasaki Y. - Med Sci Monit. 2023, Medline - link
Powell-Brett S. - Pancreatology. 2023, Medline - link
Siuka D. - Radiol Oncol. 2022, Medline - link
Shao L. - Sensors (Basel). 2022, Medline - link
Keller J. - United European Gastroenterol J. 2021, Medline - link
Molina-Molina E. - Methods Mol Biol. 2021, Medline - link
Trahair LG. - Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2022, Medline - link
Fontana RJ. - Hepatology. 2021, Medline - link
Naguib G. - Liver Int. 2020, Medline - link
Ezaki H. - Clin Chim Acta. 2020, Medline - link
Petta S. - Liver Int. 2020, Medline - link
Theilig D. - Acta Radiol. 2020, Medline - link
Holzhütter HG. - Arch Toxicol. 2020, Medline - link
Miyamoto S. - J Clin Biochem Nutr. 2019, Medline - link
Maldonado-Hernández J. - Acta Diabetol. 2019, Medline - link
Takemoto I. - Acta Diabetol. 2019, Medline - link
Yazbeck R. - Sci Rep. 2019, Medline - link
Afolabi PR. - Isotopes Environ Health Stud. 2019, Medline - link
O'Rourke AP. - J Trauma Acute Care Surg. 2019, Medline - link
Rubin TM. - J Breath Res. 2017, Medline - link
Kent DS. - Eur J Clin Nutr. 2016, Medline - link
Houben E. - Nutrients. 2015, Medline - link
Salas-Fernández A. - Clin Chem Lab Med. 2015, Medline - link
Perets TT. - J Clin Lab Anal. 2015, Medline - link
Ferwana M. - World J Gastroenterol. 2015, Medline - link
Som S. - Anal Bioanal Chem. 2014, Medline - link
Jonderko K. - Isotopes Environ Health Stud. 2013, Medline - link
Pizzoferrato M. - Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013, Medline - link
D'Angelo G. - Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013, Medline - link
Wardill H.R. - J Support Oncol. 2013, Medline - link
Modak A.S. - J Breath Res. 2013, Medline - link
Opdam F.L. - Clin Pharmacokinet. 2013, Medline - link
Roda A. - World J Gastroenterol. 2013, Medline - link
Braden B. - Pancreas. 2010, Medline - link
Mizrahi M. - Nutr J. 2010, Medline - link
Tveito K. - Scand J Gastroenterol. 2009, Medline - link
Motta O. - J Infect. 2009, Medline - link
Ritchie BK. - Pediatrics. 2009, Medline - link
Braden B. - Best Pract Res Clin Gastroenterol. 2009, Medline - link
Clough MR. - Eur J Gastroenterol Hepatol. 2009, Medline - link
Dillon EL. - Diabetes Care. 2008, Medline - link
Goetze O. - Aliment Pharmacol Ther. 2007, Medline - link
Modak AS. - Isotopes Environ Health Stud. 2007, Medline - link
Ishii Y. - Transl Res. 2007, Medline - link
Slater C. - Eur J Clin Nutr. 2005 , Medline - link
Jonderko K. - J Gastroenterol Hepatol. 2005, Medline - link
Fruehauf H. - Endoscopy. 2005, Medline - link
Opekun AR. - Clin Biochem. 2005, Medline - link
Lewanczuk RZ. - Diabetes Care. 2004, Medline - link
Park GJ. - Hepatology 2003, Medline - link
Saadeh S. - Aliment Pharmacol Ther. 2003, Medline - link
Perri F. - Aliment Pharmacol Ther. 2003, Medline - link
Romagnuolo J. - Am J Gastroenterol 2002, Medline - link
Urita Y. - J Gastroenterol 2002, Medline - link
Evenepoel P. - Gut 2000, Medline - link
Savarino V. - Dig Dis Sci 2000, Medline - link
Van Den Driessche M. - J Pediatr Gastroenterol Nutr 2000, Medline - link