'Breathalyzer' baru dapat mendeteksi tanda -tanda penyakit dalam napas manusia, kata para ilmuwan
Sistem seperti Breathalyzer baru suatu hari nanti bisa mendeteksi penyakit dengan melihat penanda biologis di udara yang kita napas, lapor peneliti.
Harapannya adalah bahwa ini dapat menyederhanakan diagnosis medis dengan membuat pemantauan kesehatan sesederhana bernafas ke dalam perangkat, kata para ilmuwan. Perangkat prototipe mereka, yang disebut Mesin Lokalisasi Biomarker Airborne (Mampu), kondensasi molekul di udara menjadi tetesan cair pekat.
Tetesan yang dapat dihasilkan kompatibel dengan teknologi yang ada, termasuk strip uji sederhana, membuat “platform baik yang sangat mudah diakses dan sangat berbiaya rendah,” rekan penulis studi Bozhi Tianseorang profesor di University of Chicago, mengatakan kepada Live Science dalam email. Para ilmuwan yang dijelaskan dalam laporan yang diterbitkan 21 Mei di jurnal Rekayasa Kimia Alam.
“Sebagai peneliti yang bekerja pada biosensing dan bioelektronika, saya sangat senang melihat pekerjaan ini,” kata Jinghua Liseorang profesor di Departemen Ilmu Pengetahuan dan Teknik Bahan di Universitas Negeri Ohio, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Deteksi Biomarker Udara telah lama menarik minat yang signifikanmeskipun mencapai sensitivitas yang diperlukan tetap menjadi tantangan, “kata Li kepada Live Science dalam email. Setelah teknologi divalidasi, “pengguna bisa dengan mudah menghembuskan napas ke strip tes dan menerima penilaian kesehatan dalam beberapa menit di masa depan,” katanya.
Pendekatan baru untuk diagnostik?
Banyak tes diagnostik memerlukan pengambilan darah, swab air liur atau sampel urin – tetapi mengumpulkan sampel tersebut dapat memperkenalkan risiko, ketidaknyamanan, atau keduanya kepada pasien. Pengambilan sampel napas dapat membantu menghindari masalah ini.
Terkait: Orang dapat diidentifikasi dengan pola pernapasan mereka dengan akurasi 97%
Tubuh memancarkan Senyawa organik yang mudah menguap (VOC) – Molekul organik kecil yang biasanya gas pada suhu kamar – dan ini dapat ditemukan dalam napas manusia. Studi menunjukkan bahwa bahan kimia spesifik dapat dikaitkan dengan kondisi medis, menjadikannya alat potensial untuk diagnosis. Beberapa ilmuwan baru -baru ini disusun Database 327 VOC Breathborne yang berbeda Itu juga telah secara tentatif dikaitkan dengan penyakit, termasuk asma, diabetes dan kanker paru -paru.
Namun, ada kesulitan dalam menggunakan VOC untuk diagnostik: mereka hadir pada konsentrasi yang sangat rendah, kadang -kadang berjumlah sedikit pun sebagai 1 dalam satu triliun partikel udara yang dihembuskan. Ini membuat pemantauan senyawa ini menantang.
Sekarang, dapat mengisap udara yang dihembuskan melalui pompa, menambahkan uap air melalui pelembab, dan mendinginkan campuran untuk menyebabkan kondensasi. Ini mengubah senyawa udara menjadi tetesan terkonsentrasi yang meluncur ke dalam reservoir pengumpulan, siap untuk diuji.
Perangkat prototipe berukuran 4 kali 8 inci (10 kali 20 sentimeter) dan biaya kurang dari $ 200 untuk dibangun, menurut Tian. Ini dapat mengumpulkan sekitar 1 mililiter kondensat dalam 10 menit, memberikan sampel yang cukup untuk metode deteksi cair yang ada untuk dianalisis.
Diperlukan lebih banyak penelitian
Sebagai bukti konsep, para peneliti menguji kemampuan dapat mengumpulkan beberapa bahan kimia di udara. Satu percobaan mencari glukosa dalam napas manusia yang dihembuskan, mengkonfirmasi bahwa sampel tidak terlalu encer dan dapat secara akurat terkait dengan konsentrasi gula-gula dalam darah. “Sensitivitas yang tinggi dari kemampuan memungkinkan penggunaan strip uji glukosa sebagai sensor hilir,” lapor para peneliti.
Tim juga menjalankan percobaan dengan Tikus lab “manusiawi” Diami dengan mikroba dari bayi manusia, yang dilahirkan baik prematur atau jangka penuh. Mereka membandingkan konsentrasi glikosphingolipids – regulator yang dikenal peradangan – Dalam nafas dua set tikus, menemukan tingkat yang lebih tinggi pada kelompok “prematur”.
Mereka juga menggunakan perangkat untuk mengumpulkan udara Alergen serbuk sariserta aerosolisasi E. coliyang bisa ditemukan di udara Dekat toilet yang baru saja memerahmisalnya. Tes -tes ini berpotensi membenarkan penggunaan dapat sebagai monitor kualitas udara sekitar, pikir para peneliti.
Eksperimen ini menunjukkan dapat berguna untuk melacak bahan kimia dalam napas dan udara sekitar, tetapi masalah masih harus diselesaikan: karena VOC di udara sulit dianalisis, para ilmuwan namun tidak memiliki pemahaman komprehensif tentang senyawa mana yang terkait dengan penyakit apa, yang dicatat oleh para peneliti.
Studi lebih lanjut diperlukan untuk membuat katalog biomarker potensial dan mengkonfirmasi kegunaannya dalam pengaturan klinis. Tim ini mulai dengan berkolaborasi dengan dokter yang mengobati penyakit radang usus untuk dicoba Identifikasi penanda peradangan yang bernafasTian mengatakan kepada Live Science dalam email.
Tim juga bekerja untuk membuat perangkat lebih kecil, sehingga dapat diubah menjadi barang yang dapat dikenakan, dan bekerja dengan kolaborator untuk bergerak menuju komersialisasi. Ini bisa masuk ke lebih banyak lembaga medis untuk memungkinkan penelitian tambahan tentang relevansi medis VOC.
