Složení dechu v budoucnu umožní diagnostikovat chorobu

Vědci udělali velký krok ve vývoji technologie dechové analýzy. Rychlá diagnóza spočívá v detekování chemických sloučenin nazývaných „biomarkery" v dechu pacienta v reálném čase. Jak vysvětlil Carlos Martinez, odborný asistent materiálového inženýrství v Purdue, který pracuje s vědci v Národním institutu standardů a technologie, výzkumníci demonstrovali, že tímto postupem je možno rychle detekovat biomarkery alespoň stokrát lépe než v předchozích technologiích dechové analýzy.

„V této oblasti se pracuje po dobu 30 let, ale nebyli jsme zatím schopni detekovat nízké koncentrace látek v reálném čase," řekl Martinez. „Vyřešili jsme tento problém pomocí nových materiálů, jež jsme vyvinuli. Nyní se snažíme o to, abychom zvýšili specificitu a mohli rozlišit více biomarkerů."

Technologie funguje tak, že snímač postavený na vrcholu „mikroplotének", malých topících zařízení, zachycuje plynné látky. Senzor rozeznává změny v elektrickém odporu nebo vodivosti. Detekování biomarkerů nabízí záznam zdravotního profilu pacienta a indikuje možnou přítomnost rakoviny nebo jiných nemocí.

„Mluvíme o vytvoření nedrahého, rychlého způsobu sbírání diagnostických informací o pacientovi," řekl Martinez. „Může nám to říci, že zde je určitá možnost, že matabolizujete specifickou sloučeninu, což je podezřelé pro výskyt tohoto typu rakoviny, a následně by mohly být provedeny komplexní testy k potvrzení diagnózy."

Vědci užili technologii pro detekování acetonu, biomarkeru pro diabetes. Nálezy byly popsány v článku Benkstein et al., (2009), publikovaném Institutem elektrického a elektronického inženýrství. Spoluautory článku byl Martinez a vědec Steve Semancik, vedoucími autory byli Kurt D. Benkstein, Baranidharan Raman a Christopher B. Montgomery.

Výzkumníci použili templát vyrobený z polymerových částic o velikosti mikronů a natřeli ho menšími kovovými nanočásticemi. Užitím této metody místo použití rovného povrchu dojde ke zvýšení porozity senzorického filmu a tím ke zvýšení aktivní snímající povrchové oblasti. To vše zlepšuje senzitivitu přístroje.

Kapičky nanočástic, které jsou potažené polymerem, byla umístěna na každou „mikroploténku", jež má v průměru na 100 mikronů a obsahuje elektrody ve tvaru mřížek. Kapka uschne a potom se elektrody zahřejí, spálí polymer a zanechají porózní film oxidu kovu, čímž vytvoří senzor.

„Povrch je velmi porézní a citlivý," řekl Martinez. „Ukázali jsme, že tohle může fungovat v reálném čase, když jsme použili simulovaný dech." Plyny, které pronikají kolem zařízení, prostupují filmem a mění jeho elektrické vlastnosti v závislosti na určitých biomarkerech obsažených v plynu. „Takové analyzátory dechu nebudou ještě po deset let realizovány, částečně proto, že ještě nebyly vymyšleny precizní standardy. Ovšem fakt, že jsme schopni užít tuto metodu v reálném čase, je velký krok ve správném směru," řekl Martinez.

Překlad: Pavla Čermáková

Použité zdroje:

Originální studie: Kurt D. Benkstein, Baranidharan Raman, Christopher B. Montgomery, Carlos J. Martinez, Steve Semancik. Microsensors in Dynamic Backgrounds: Toward Real-Time Breath Monitoring. IEEE Sensors Journal, 2010; 10 (1): 137 DOI: 10.1109/JSEN.2009.2035738

Zdroj: www.sciencedaily.org

Obrzové přílohy: http://www.sxc.hu/