咳嗽或者打噴嚏時(shí)，人體產(chǎn)生飛沫和飛沫核等復(fù)雜成分與空氣混合后就會(huì)產(chǎn)生氣溶膠。這種氣溶膠與人體的生理狀態(tài)密切相關(guān)，分析其中的VOCs以及蛋白質(zhì)、脂肪酸等成分甚至可以用于某些病癥的鑒定。例如有研究表明呼出氣體中醋醛和甲基乙醛的排放增加可以反映病原性球菌的增加，而乙酸丙酯與A型流感(IAV)有關(guān)。
除了咳嗽和打噴嚏等較為強(qiáng)烈的呼吸道癥狀，正常呼吸以及說話也會(huì)產(chǎn)生氣溶膠。雖然人體呼出氣溶膠隨時(shí)都在產(chǎn)生，但是檢測卻非常困難。這是因?yàn)闅馊苣z中的標(biāo)準(zhǔn)物含量往往很低，而且還有復(fù)雜的干擾成分。目前，呼出氣溶膠的檢測一般需要利用采氣袋或采氣瓶收集足夠多的樣本才能在質(zhì)譜分析中檢測出痕量標(biāo)志物。樣本采集需要主動(dòng)吹氣和專門人員協(xié)助，過程復(fù)雜并且耗時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)日常大批量呼出氣溶膠的篩查診斷。
暨南大學(xué)的研究人員從口罩阻擋有害物吸入和飛沫散播的作用中獲得靈感，研發(fā)了在口罩中插入固相微萃取探針的口罩微萃取技術(shù)，利用口罩在日常生活中實(shí)現(xiàn)呼出氣溶膠的收集與富集。在佩戴口罩時(shí)，口罩中間的過濾層可以很好地隔離生物氣溶膠，相當(dāng)于將人體呼出的氣溶膠收集在過濾層中，而且收集效果良好。并且攜帶口罩不影響日常生活，可以長時(shí)間采集樣品，保證痕量標(biāo)志物的富集。
為驗(yàn)證該新方法，研究者首先測試了口罩微萃取質(zhì)譜，對比分析了背景信號(hào)與呼出氣溶膠的指紋譜圖，并且考察了咀嚼口香糖、食用香蕉和大蒜后呼出氣溶膠，成功地在呼出氣溶膠中檢測到口香糖中的涼味劑、香蕉中的丁酸丁酯、以及大蒜中的揮發(fā)性硫化物等攝入物的揮發(fā)性標(biāo)志物。此外對于人體代謝物如Nicotine及其代謝物可替寧的檢測也有良好的效果。除了揮發(fā)性含碳化合物物，研究還發(fā)現(xiàn)半揮發(fā)性和難揮發(fā)性物質(zhì)也能被口罩微萃取質(zhì)譜檢測，如口腔漱口水和藥品中的難揮發(fā)性藥物成分。
目前，基于質(zhì)譜的呼氣分析技術(shù)已經(jīng)較為成熟，GC-MS技術(shù)、LC-MS技術(shù)以及電噴霧和基質(zhì)輔助激光 解析等軟電離技術(shù)都在相關(guān)研究中被廣泛應(yīng)用。但是樣品采集問題始終制約著出氣溶膠分析的應(yīng)用?？谡治⑤腿〔粌H使樣品采集變得方便，可以做到大批量檢測，還能在時(shí)間上和空間上與質(zhì)譜分析過程分離，可以降低傳染性病毒的臨床呼出氣溶膠樣本等具有生物物危害性的樣本的風(fēng)險(xiǎn)，擴(kuò)大了氣溶膠分析技術(shù)口鼻及呼吸病癥的臨床分析與疾 病診斷的應(yīng)用前景。