Новий «алкотестер» може виявляти ознаки хвороби в людському диханні, кажуть вчені

Вчені з Чиказького університету створили новий пристрій, призначений для виявлення біомаркерів захворювань у зразках повітря.

Дослідники повідомляють, що нова система, схожа на алкотестер, одного дня зможе виявляти хвороби, виявляючи біологічні маркери у повітрі, яке ми видихаємо.

Вчені сподіваються, що це може спростити медичну діагностику, зробивши моніторинг здоров'я таким же простим, як дихання в пристрій. Їхній прототип пристрою, який називається двигуном локалізації повітряних біомаркерів (ABLE), конденсує молекули, що містяться в повітрі, в концентровані краплі рідини.

Краплі, які генерує ABLE, сумісні з існуючими технологіями, включаючи прості тест-смужки, що робить «платформу одночасно легкодоступною та дуже недорогою», – повідомив Live Science в електронному листі співавтор дослідження Бочжі Тянь, професор Чиказького університету. Вчені описали ABLE у звіті, опублікованому 21 травня в журналі Nature Chemical Engineering.

Вам може сподобатися

• 

  Новий пристрій для менструальних прокладок відстежує менструальну кров на наявність ознак захворювань

• 

  «Відбитки пальців раку» знайдено після того, як вчені опромінювали зразки крові інфрачервоними світловими імпульсами

• 

  Існує новий аналіз крові на хворобу Альцгеймера — ось як він працює

«Як дослідник, який працює в галузі біосенсорики та біоелектроніки, я дуже радий бачити цю роботу», — сказав Цзінхуа Лі, доцент кафедри матеріалознавства та інженерії в Університеті штату Огайо, який не брав участі в дослідженні.

«Виявлення біомаркерів у повітрі вже давно викликає значний інтерес, хоча досягнення необхідної чутливості залишається проблемою», – сказала Лі Live Science в електронному листі. Після того, як технологія буде перевірена, «користувачі зможуть просто видихнути на тест-смужку та отримати оцінку стану здоров’я протягом кількох хвилин у майбутньому», – сказала вона.

Новий підхід до діагностики?

Багато діагностичних тестів вимагають забору крові, мазків слини або зразків сечі, але збір таких зразків може становити ризик, незручності або і те, й інше для пацієнтів. Забір проб дихання може допомогти уникнути цих проблем.

Організм людини виділяє леткі органічні сполуки (ЛОС) — невеликі органічні молекули, які зазвичай є газоподібними за кімнатної температури, — і їх можна знайти в людському диханні. Дослідження показують, що певні хімічні речовини можуть бути пов'язані із захворюваннями, що робить їх потенційним інструментом для діагностики. Кілька вчених нещодавно склали базу даних із 327 різних ЛОС, що передаються з дихання, які також попередньо пов'язують із захворюваннями, включаючи астму, діабет і рак легенів.

Однак, використання ЛОС для діагностики пов'язане з однією складністю: вони присутні в неймовірно низьких концентраціях, іноді їх кількість становить лише 1 на трильйон частинок видихуваного повітря. Це ускладнює моніторинг цих сполук.

Тепер ABLE може всмоктувати видихуване повітря за допомогою насоса, додавати водяну пару за допомогою зволожувача та охолоджувати суміш, щоб викликати конденсацію. Це перетворює сполуки, що містяться в повітрі, на концентровані краплі, які потрапляють у резервуар для збору, готові до тестування.

За словами Тяня, прототип пристрою має розміри 4 на 8 дюймів (10 на 20 сантиметрів), а його складання коштує менше 200 доларів. Він може зібрати близько 1 мілілітра конденсату за 10 хвилин, що забезпечує достатній зразок для аналізу за допомогою існуючих методів виявлення рідини.

Усередині пристрою поверхня з мікроскопічними кремнієвими шипами конденсує молекули з відкритого повітря в придатні для тестування краплі рідини. Потрібні додаткові дослідження.

Як доказ концепції, дослідники перевірили здатність ABLE збирати кілька хімічних речовин у повітрі. В одному з експериментів було спрямовано на виявлення глюкози у видихуваному людиною диханні, що підтвердило, що зразки не були надто розбавленими та їх можна було точно пов'язати з концентрацією цукру в крові. «Висока чутливість ABLE дозволяє використовувати тест-смужки для визначення глюкози як датчики нижче за течією», – повідомили дослідники.

Команда також провела експерименти з «гуманізованими» лабораторними мишами, яким вводили мікроби від людських немовлят, народжених або недоношеними, або доношеними. Вони порівняли концентрації глікосфінголіпідів — відомих регуляторів запалення — у диханні двох груп мишей, виявивши вищі рівні у «недоношеній» групі.

Вони також використовували пристрій для збору алергенів пилку в повітрі, а також аерозольованої кишкової палички, яку можна було знайти, наприклад, у повітрі поблизу нещодавно змитих туалетів. Дослідники вважають, що ці тести потенційно можуть виправдати використання ABLE як монітора якості навколишнього повітря.

Ці експерименти показують, що ABLE може бути корисним для відстеження хімічних речовин у диханні та навколишньому повітрі, але проблема залишається невирішеною: оскільки леткі органічні сполуки (ЛОС) у повітрі важко аналізувати, вчені досі не мають повного розуміння того, які сполуки пов'язані з яким захворюванням, зазначають дослідники.

Необхідні подальші дослідження для каталогізації потенційних біомаркерів та підтвердження їхньої корисності в клінічних умовах. Команда починає співпрацю з лікарями, які лікують запальні захворювання кишечника, щоб спробувати виявити маркери запалення, що передаються з дихання, повідомив Тянь в електронному листі Live Science.

Команда також працює над зменшенням розмірів пристрою, щоб його можна було перетворити на носимий пристрій, і співпрацює з колегами над переходом до комерціалізації. Це може забезпечити доступ ABLE до більшої кількості медичних установ, що дозволить проводити додаткові дослідження медичної значущості ЛОС.

Рітобан Мукерджі, автор Live Science

Рітобан — журналіст, що спеціалізується на науці та технологіях і мешкає в Колкаті, Індія. Його робота охоплює все: від антиутопій на робочих місцях, автоматизованих за допомогою штучного інтелекту, до проривів у дослідженнях Ліги плюща. Його роботи публікувалися в Quartz, OneZero, Eos Magazine, Undark та Mental Floss.

Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати

Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.

Вийти Читати далі

Новий пристрій для менструальних прокладок відстежує менструальну кров на наявність ознак захворювань

«Відбитки пальців раку» знайдено після того, як вчені опромінювали зразки крові інфрачервоними світловими імпульсами

Існує новий аналіз крові на хворобу Альцгеймера — ось як він працює

Простий аналіз крові може допомогти визначити, чи повернеться меланома

Електронні «татуювання» на обличчі можуть вимірювати ваше розумове навантаження на роботі

Вчені виявили, як використовувати ваше тіло для обробки даних у носимих пристроях (Новини у сфері охорони здоров'я)

Рідкісне генетичне захворювання, яке призводить до появи твердої «луски» у немовлят

Вчені виявили абсолютно нову групу крові — лише в однієї жінки з Гваделупи

Грибок, який, можливо, спричинив «прокляття Тутанхамона», демонструє потенціал у лікуванні раку

Чоловіка поранила риба ножем через горло та основу черепа

Деякі види раку з раннім початком зростають. Чому?

Дослідження показує, що 1 доза психоделічного псилоцибіну полегшує депресію на роки.

«Процвітаючий та щільно забудований»: Археологи розкопали будинки-«вежі» та церемоніальну будівлю в давньоєгипетському місті Імет

Дослідження попереджає, що якщо погрожуватимете чат-боту зі штучним інтелектом, він брехатиме, обманюватиме та «дозволить вам померти», намагаючись вас зупинити.

«Пульсує, як серцебиття»: Ритмічний мантійний шлейф, що піднімається під Ефіопією, створює новий океан

Цього літа можна побачити гігантський прорив «діри» по всьому Сатурну — і це не повториться до 2040 року

Дика погода: навколо «теплового купола» насуваються грози «вогняного кільця», оскільки перший тропічний шторм сезону, Андреа, отримав назву в Атлантиці

Похоронні урни корінних народів виявлені на штучних островах в тропічному лісі Амазонки ОСТАННІ СТАТТІ

Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.

• Про нас
• Зверніться до експертів Future
• Умови та положення
• Політика конфіденційності
• Політика щодо файлів cookie
• Заява про доступність
• Рекламуйтеся у нас
• Веб-сповіщення
• Кар'єра
• Редакційні стандарти
• Як запропонувати нам історію

© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.

var dfp_config = { «site_platform»: «vanilla», «keywords»: «тип-новини-щоденно,serversidehawk,відеоартикл,van-enable-adviser-

Sourse: www.livescience.com