Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Технологи из Чикагского университета разработали компактное устройство, способное собирать молекулы из воздуха и анализировать их — без уколов и анализов крови. Новинка уже показала потенциал в диагностике воспалений, определении уровня глюкозы и выявлении бактерий в помещениях.
Аппарат под названием ABLE (Airborne Biomarker Localization Engine) представляет собой портативную платформу, собирающую частицы из воздуха, превращающую их в жидкость и передающую на стандартные датчики. Благодаря этому можно безболезненно отслеживать биомаркеры в выдыхаемом воздухе и других воздушных пробах, в том числе в больничных палатах или общественных местах.
Как воздух превращается в жидкость
Ключевым вызовом при разработке стала низкая концентрация нужных молекул в воздухе — до одной частицы на триллион. Для решения этой задачи ученые разработали многоступенчатый механизм, превращающий воздух в капли. Сначала насос втягивает воздух внутрь, затем он увлажняется, охлаждается и конденсируется.
На специально созданной сверхгладкой поверхности образуются капли, содержащие искомые молекулы. Эти капли собираются в резервуар, где анализируются стандартными жидкостными сенсорами. Подобный подход позволяет отказаться от громоздкого и дорогого оборудования.
Первые доказательства работоспособности
Исследователи проверили эффективность устройства, проводя эксперименты с кофе, глюкозой и бактериями. Один из тестов включал продувку испаренного кофе — аромат собранной жидкости сразу подтвердил успешный захват летучих соединений. Также прибор смог обнаружить уровень глюкозы в выдыхаемом воздухе.
Дополнительные тесты выявили наличие бактерий E. coli в воздушных пробах и воспалительные маркеры у лабораторных мышей. Эти результаты указывают на потенциал ABLE в скрининге заболеваний и контроле состояния здоровья без инвазивных процедур.
Применение в неонатологии и гастроэнтерологии
Идея создать неинвазивную диагностику возникла после посещения отделения интенсивной терапии новорожденных. Врачи искали способ проводить анализы у младенцев без забора крови. ABLE может стать решением этой задачи, позволяя следить за здоровьем самых уязвимых пациентов.
Также устройство уже заинтересовало гастроэнтерологов. Ученые начали изучать возможность определения воспалений у больных с болезнью Крона или язвенным колитом по выдыхаемому воздуху. Для этого потребуется сначала составить каталог соответствующих молекулярных маркеров.
Потенциал к миниатюризации и дальнейшим открытиям
Создатели ABLE планируют уменьшить размеры устройства до носимого формата, чтобы пациенты могли постоянно отслеживать свое состояние. Это особенно актуально для людей с хроническими заболеваниями, требующими регулярного мониторинга.
Помимо медицинских целей, проект открывает перспективы в изучении физики: как микроскопические примеси в воздухе влияют на процессы фазовых переходов. Эти знания могут быть полезны для разработки новых технологических решений за пределами медицины.
Напомним, ранее мы писали о том, что новый материал делает солнечные панели мощнее и долговечнее.
