Учёные из Российской академии наук (РАН) создали датчик на основе графена и полимерного материала, который способен мгновенно исследовать состав воздуха, выдыхаемого человеком. По информации из пресс-службы Российского научного фонда, данный прибор умеет обнаруживать признаки таких заболеваний, как сахарный диабет, сердечная недостаточность и другие хронические недуги.
Метод анализа выдыхаемого воздуха является неинвазивным диагностическим подходом, применяемым в медицине для оценки работы лёгких, выявления различных болезней, а также контроля воспалительных процессов и биохимических изменений, происходящих в организме. Ранее большинство медицинских сенсоров фиксировали лишь физические параметры дыхания, к примеру, частоту вдохов, пульс, уровень кислорода в крови и давление.
Вместе с тем, выдыхаемый воздух содержит химические индикаторы, которые способны свидетельствовать о внутренних изменениях в организме. Исследователи из Института физики полупроводников (ИФП) им. А. Ржанова СО РАН (Новосибирск) и Объединённого института высоких температур РАН (Москва) разработали датчик, состоящий из графена и полимерного композита, который с высокой точностью анализирует химический состав выдыхаемого воздуха. По словам специалистов, например, при диабете и некоторых сердечных заболеваниях концентрация ацетона в выдохе увеличивается, а при патологиях почек — возрастает уровень аммиака.
Однако существующие датчики для исследования дыхания зачастую характеризуются недостаточной чувствительностью, сложностью в использовании и доступны преимущественно в лечебных учреждениях. По этой причине создание новых, сверхчувствительных приборов является особенно актуальной задачей, — отметила руководитель проекта, поддержанного грантом РФН, старший научный сотрудник лаборатории физики и технологий трёхмерных наноструктур ИФП им. А. Ржанова СО РАН Ирина Антонова.
Разработанное российскими учёными компактное медицинское устойство изготовлено из тонкой плёнки, напечатанной обычной офисной бумагой. Оно даёт возможность оценить состояние здоровья человека, страдающего сердечными патологиями, высоким уровнем глюкозы в крови, астмой и другими заболеваниями, а также определить, требует ли пациент консультации врача. Датчик можно прикрепить непосредственно на тело или на обычную медицинскую маску, что позволяет использовать его в лечебных учреждениях, например, для постоянного мониторинга дыхания во время операций.
«Данное устройство формирует спектр выдыхаемого воздуха, в котором видны пики ацетона, воды и, вероятно, этилена. Высокая чувствительность сенсора позволяет даже фиксировать небольшое повышение уровня сахара после еды, при этом отслеживая, за какое время организм восстанавливается и возвращается к нормальным показателям», — пояснила Антонова.
Ярослав Растяпин, аспирант ИФП СО РАН и один из создателей сенсора.©