Анализ состава выдыхаемого воздуха — один из перспективных методов неинвазивной диагностики многих заболеваний. С дыханием организм человека выделяет летучие вещества, определенные концентрации которых свидетельствуют о той или иной болезни. Иногда изменения дыхания заметны даже без специальных средств анализа, например, при галитозе. Неприятный запах изо рта может свидетельствовать о заболеваниях почек и легких.
Современное диагностическое оборудование позволяет обнаружить изменения состава выдыхаемого воздуха даже на ранних стадиях заболевания. Для этого используют газоанализаторы — приборы, определяющие количественный и качественный состав смеси газов. Сегодня эти приборы способны обнаружить мельчайшие концентрации примесей, чувствительность современных газоанализаторов может составлять до 10 ppt (parts per trillion, 10 частей на триллион).
Недостатком газоанализаторов для применения в медицинской практике можно считать их высокую стоимость и большой размер. Это не позволяет постоянно отслеживать изменения состава выдыхаемого воздуха у пациентов. Поэтому ведутся разработки портативных систем анализа.
Такую разработку представила группа американских ученых. Первый прототип направлен на выявление в выдыхаемом воздухе аммиака, маркера почечной недостаточности. Основа изобретения — органический полевой транзистор, определяющий наличие аммиака. По словам ученых, попытки анализа состава газов с помощью органических полупроводников уже были, но добиться высокой чувствительности не удавалось. Свою разработку исследователи снабдили глубокими порами диаметром от 50 до 700 нм. Таким образом удалось повысить чувствительность прибора: новая разработка способна выявить аммиак в смеси в соотношении 1 часть на миллиард. Скорость реакции также выросла. Согласно ученым, достоинство их технологии — компактность и невысокая стоимость.
Меняя состав материала, можно создать сенсоры для выявления других компонентов выдыхаемого воздуха. Регулярный мониторинг дыхания с помощью таких устройств позволит пациентам не пропустить опасные изменения и вовремя обратиться за медицинской помощью.
Ранее ученые из Университета Техаса в Далласе анонсировали устройство на основе технологии КМОП, также позволяющее анализировать выдыхаемый воздух.
Наука
Наталья Пелезнева
