Nový dechový systém podobný dechovému analyzátoru by mohl jednoho dne detekovat nemoci tím, že ve vzduchu vydechujeme, uvádí vědci, že vědci vydechnou.
Doufáme, že by to mohlo zjednodušit lékařské diagnózy tím, že bude monitorování zdraví tak jednoduché jako dýchání do zařízení, říkají vědci. Jejich prototypové zařízení, nazývané lokalizační motor Biomarker Airborne, kondenzuje molekuly vzduchu do koncentrovaných kapalných kapiček.
Kapičky schopné generovat jsou kompatibilní s existující technologií, včetně jednoduchých testovacích proužků, díky čemuž je „platforma jak vysoce přístupná, tak velmi levná“ Bozhi TianProfesor na University of Chicago řekl Live Science v e -mailu. Vědci popsali schopnost ve zprávě zveřejněné 21. května v časopise Přírodní chemické inženýrství.
„Jako výzkumník pracující na biosensingu a bioelektronice jsem velmi nadšený, když vidím tuto práci,“ řekl Jinghua LiDocent na Katedře materiálových věd a inženýrství na Ohio State University, který se do studie nezúčastnil.
„Detekce biomarkerů ve vzduchu dlouho přitahoval významný zájemPřestože dosažení požadované citlivosti zůstalo výzvou, “řekl Li Live Science v e -mailu. Jakmile je technologie ověřena, „uživatelé mohli jednoduše vydechnout na testovací pás a v budoucnu obdržet posouzení zdraví během několika minut,“ uvedla.
Nový přístup k diagnostice?
Mnoho diagnostických testů vyžaduje odběr krve, výtěry slin nebo vzorky moči – ale shromažďování těchto vzorků může pacientům představit riziko, nepříjemnosti nebo obojí. Vzorkovací dech by mohl tyto problémy pomoci.
Související: Lidé mohou být identifikováni svými dýchacími vzory s přesností 97%
Tělo emituje těkavé organické sloučeniny (VOC) – Malé organické molekuly, které jsou obvykle plynné při teplotě místnosti – a ty lze nalézt v lidském dechu. Studie naznačují, že specifické chemikálie mohou být vázány na zdravotní stav, což z nich činí potenciální nástroj pro diagnostiku. Několik vědců Nedávno zkompiloval databáze 327 různých dechových VOC které byly také předběžně spojeny s nemocemi, včetně astmatu, cukrovky a rakoviny plic.
Je však obtížné používat VOC pro diagnostiku: jsou přítomny při neuvěřitelně nízkých koncentracích, někdy čítají jen 1 v bilionu částic vydechovaného vzduchu. Díky tomu je monitorování těchto sloučenin náročné.
Nyní může schopný sát v vydechovaném vzduchu pumpou, přidat vodní páru zvlhčovačem a vychladnout směs, aby způsobil kondenzaci. To mění vzdušné sloučeniny na koncentrované kapičky, které sklouznou do sběrné nádrže, připravené k testování.
Prototypové zařízení měří 4 x 8 palců (10 x 20 centimetrů) a podle Tiana stojí méně než 200 USD. Může shromažďovat asi 1 mililitr kondenzátu za 10 minut a poskytnout dostatek vzorku pro existující metody detekce kapaliny pro analýzu.
Je zapotřebí více výzkumu
Jako důkaz konceptu vědci testovali schopnost Schopnost shromažďovat několik vzdušných chemikálií. Jeden experiment hledal glukózu v vydechovaném lidském dechu, což potvrzuje, že vzorky nebyly příliš zředěné a mohly být přesně spojeny s koncentracemi cukru krve v krvi v krvi. „Vysoká citlivost schopnosti umožňuje použití testovacích proužků glukózy jako downstream senzorů,“ uvedli vědci.
Tým také provedl experimenty „humanizované“ laboratorní myši naplněné mikroby od lidských kojenců, kteří se narodili buď předčasně nebo plně. Srovnávali koncentrace glykosfingolipidů – známých regulátorů zánět – V dechu dvou sad myší, nalezení vyšších úrovní ve skupině „předčasně narozené“.
Použili také zařízení ke sběru vzduchu Pylové alergenystejně jako aerosolizované E. colikteré lze nalézt ve vzduchu Ani nedávno propláchnuté toaletynapříklad. Tyto testy by mohly potenciálně ospravedlnit použití Able jako monitoru kvality okolního ovzduší, myslí si vědci.
Tyto experimenty naznačují, že by mohl být užitečný pro sledování chemikálií v dechu a okolním vzduchu, ale problém je třeba vyřešit: protože vzdušné VOC bylo obtížné analyzovat, vědci však však nemají komplexní pochopení, které sloučeniny se vztahují k jakému onemocnění, vědci poznamenali.
K katalogu potenciálních biomarkerů a potvrzení jejich užitečnosti v klinickém prostředí je zapotřebí další studie. Tým začíná spoluprací s lékaři, kteří léčí zánětlivé onemocnění střev, aby se pokusili Identifikujte dechové značky zánětuTian řekl živé vědě v e -mailu.
Tým také pracuje na zmenšení zařízení, takže může být přeměněno na nositelné a spolupracuje se spolupracovníky, aby se posunul směrem k komercializaci. To by se mohlo dostat do více lékařských institucí, aby umožnilo další výzkum lékařské relevance VOC.
