Ученые изобрели портативное устройство для диагностики болезней по выдоху

Алексей Грушевский

Источник: nauka.ua

Хемоинженеры разработали портативное устройство, способное обнаруживать биомаркеры болезней в выдыхаемом человеком воздухе. Он улавливает вещества из воздуха и конденсирует их в жидкость, анализ которой не менее точен, чем анализ крови, слюны или мочи, образцы для которых отнять тяжелее.

Главные тезисы

Портативное устройство для диагностики болезней по выдоху открывает новые возможности для быстрой и точной диагностики заболеваний.
Изобретение способно собирать и анализировать вещества из выдыхаемого воздуха, предоставляя результаты, сравнимые с традиционными методами на основе анализа крови, слюны или мочи.
Данное устройство может стать доступным для использования в домашней диагностике благодаря низкой стоимости производства.

Хемоинженеры изобрели уникальное диагностическое устройство

При этом сбор такого устройства стоит не более 200 долларов, что может сделать его доступным даже для использования в домашней диагностике.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Chemical Engineering.

Хотя летучие, то есть способные легко улетучиваться и распространяться в воздухе, соединения уже предлагали использовать для диагностики болезней, обычно их концентрация слишком мала. Поэтому ученые разработали устройство, способное собирать эти соединения и конденсировать их.

Кроме того, он также улавливает нелетучие соединения, которые содержатся в выдыхаемых человек каплях влаги. Для этого устройство сначала накачивает воздух с помощью помпы, затем соединяет их с водяным паром и охлаждает.

В результате исследователи за 15 минут получают образец жидкости, в котором можно обнаруживать вещества, указывающие на те или иные заболевания. Устройство оказалось способным определять концентрацию сахара в крови по выдоху человека, что может заменить традиционные тест-системы, в которых нужно капнуть кровью на дорогие полоски.

Также ее опробовали на мышах с приближенной к человеческой иммунной системой, у которых по выдоху удалось выявить признаки воспаления. Устройство оказалось полезным и не для медицинских целей: оно обнаружило кишечную палочку в воздухе, в который она может попадать во время слияния унитаза.

Однако перед использованием устройства в качестве диагностического инструмента ученым нужно решить еще одну проблему: значительное количество болезней еще не связали с летучими соединениями в выдохе именно потому, что их трудно выявлять. Поэтому команда ученых уже начала искать вещества, которые могут быть потенциальными биомаркерами разных болезней, в частности, заболеваний кишечника.

Как летучие соединения указывают на болезни

По соединениям, выделяющим клетки рака легких, пчелы смогли вынюхать его в образцах человеческих тканей с точностью 90 процентов.
Чтобы научить саранчу обнаруживать клетки трех разных видов рака, ученые вживили ей в мозг электроды для отслеживания активности в ответ на запах летучих веществ.
А заменить насекомых в вынюхивании следов рака может электронный нос, который оказался в 200 раз чувствительнее обоняния собак, известных своей способностью испытывать болезни.