Диагностировать некоторые заболевания можно будет так же просто, как подышать в трубочку. Инженеры Массачусетского технологического института (США) разработали тест для выявления соединений, связанных с заболеваниями, в выдыхаемом человеком воздухе. Это позволит ускорить диагностику пневмонии и других заболеваний легких.
Разработка представляет собой портативный датчик PlasmoSniff размером с микросхему, который улавливает и определяет синтетические соединения, или «биомаркеры» заболеваний, изначально прикрепленные к вдыхаемым наночастицам.
Идея заключается в том, что человек сначала вдыхает наночастицы, как при ингаляции лекарства от астмы. Если человек здоров, они в конечном итоге выводятся из организма в неизменном виде. Однако при наличии, например, пневмонии, ферменты, вырабатываемые в результате инфекции, разрушают биомаркеры наночастиц.
Исследователи планируют встроить новый датчик в портативный прибор, который можно будет использовать в клинических условиях или дома для быстрой диагностики заболеваний легких.
На практике мы предполагаем, что пациент будет вдыхать наночастицы и примерно через 10 минут выдыхать синтетический биомаркер, который будет указывать на состояние его легких. Наша новая технология PlasmoSniff позволит обнаруживать признаки заболевания за считанные минуты прямо на месте оказания медицинской помощи
Основа датчика — тонкая золотая пленка. Над ней исследователи разместили слой наночастиц золота, покрытых пористой оболочкой из диоксида кремния, благодаря чему между наночастицами и пленкой образовался зазор шириной пять нанометров. Диоксид кремния модифицирован таким образом, чтобы прочно связываться с молекулами воды. Водород в воде, в свою очередь, может связываться с целевыми биомаркерами. Если какие-либо биомаркеры проходят через зазор датчика, они прилипают к молекулам воды, как липучка.
Команда протестировала работу датчика на образцах легочной жидкости, полученных от здоровых мышей. В них добавили биомаркеры пневмонии. Затем полученную смесь поместили во флакон и нагрели, чтобы жидкость испарилась и имитация выдоха была завершена.
В ходе экспериментов было доказано, что датчик быстро обнаруживает биомаркеры пневмонии в крайне низких, клинически значимых концентрациях.
Ранее мы писали, что в Перми создали программу для диагностики сложных заболеваний.
