Разработан нанодатчик для диагностики болезней по дыханию

Исследовательская группа под руководством профессора Ил-Ду Кима из отдела материаловедения в университете KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) в Южной Корее разработала диагностические датчики с использованием инкапсулированных белками нанокатализаторов, которые могут диагностировать определенные заболевания по выдоху человека. Анализ происходит с помощью распознавания признаков биомаркерных газов, связанных с определенными заболеваниями.

В дыхании человека содержатся различные компоненты, включая водяной пар, водород, ацетон, толуол, аммиак, сероводород и монооксид углерода. Некоторые из них тесно связаны с такими заболеваниями, как астма, рак легких, сахарный диабет 1-го типа и галитоз.

Анализ дыхания начинается с захвата выдыхаемого воздуха в мешке Тедлара, а затем газы вводятся в миниатюрную сенсорную систему, похожую на алкотестер. Алгоритм анализа не такой сложный, признаются ученые, но точность зависит от высоких технологий. Так, содержание определенных газов в дыхании доходит до миллионной и миллиардной доли, и химическим датчикам порой очень сложно определить тот или иной газ, среди тысяч других, включая пар.

Как правило, в сенсоры встраивают слои из благородных металлов, вроде платины и палладия, которые повышают чувствительность к газам, но для микроскопического уровня этого оказалось недостаточным.

Чтобы преодолеть существующие ограничения, исследовательская группа использовала нано-белок (апоферритин), найденный у животных. Шаблоны таких белков имеют полые наноклетки, которые захватывают различные сплавы каталитических наночастиц. «Наша инновационная платформа анализа дыхания будет очень полезна для сокращения медицинских расходов и постоянного мониторинга физического состояния пациента», — говорит профессор Ким.

В МИТ разработали устройство WiGait, которое может определять состояние здоровья по походке — оно измеряет скорость, с которой ходит человек, с точностью до 95-99%.