Новости химической науки > Респираторная трубка для диагностики диабета

Пациенты, страдающие от диабета, часто получают и уточняют свой диагноз после серий анализов, с помощью которых определяется содержание глюкозы в крови, они должны ежедневно следить за своим состоянием с помощью инвазивных методов.

Очевидно, что перспективной была бы разработка дешевых и неинвазивных методов диагностики диабета и мониторинга прогресса его терапии.

Химики из Университета Питтсбурга продемонстрировали сенсорную технологию, которая может существенно упростить диагностику и мониторинг диабета за счет всего лишь анализа выдоха пациента.

Даже до проведения анализов крови на сахар человека, страдающего от диабета, можно найти по такому признаку, как содержание ацетона в выдохе – характерный «фруктовый» аромат, интенсивность которого увеличивается по мере содержания глюкозы в крови. Исследователи из Питтсбурга решили использовать ацетон в качестве биомаркера для создания потенциального инструмента экспресс-диагностики.

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja402887v

Александер Стар (Alexander Star), руководитель исследования, отмечает, что сразу после диагностики диабета пациентам необходимо следить за своим состоянием в течение всей жизни. Он добавляет, что существующие устройства мониторинга состояния главным образом основаны на определении содержания глюкозы в крови, что связано с забором образца для анализа. Именно поэтому устройство, которое позволяло бы следить за состоянием здоровья просто по анализу дыхания, могло бы стать существенной вехой в упрощении самоконтроля состояния здоровья пациентов, страдающих от хронических заболеваний, в том числе и диабета.

Совместно с коллегами Стар использовал методику, которая была названа «подход гель-золь» («sol-gel approach»), основанную на применении низкомолекулярных соединений (часто на наноразмерном уровне) для получении твердых материалов. Исследователи использовали комбинацию диоксида титана (это неорганическое соединение часто используется в средствах для ухода за телом, например в солнцезащитных кремах) с углеродными нанотрубками, которые выполняли роль своеобразных булавок для удерживания частиц в контакте друг с другом. Наночастицы были выбраны благодаря своей высокой механической прочности.

Новый метод, который исследователи в шутку назвали «диоксид титана на палке» («titanium dioxide on a stick»), эффективно комбинирует электронные свойства нанотрубок с излучательной способностью диоксида титана. Сенсорное устройство, созданное исследователями на основе выбранных материалов, регистрирует сигнал за счет измерения электрического сопротивления.

Исследователи обнаружили, что сенсор может быть активирован действием света – при этом генерируется электрический заряд. Это обстоятельство подсказало исследователям идею облучения частиц диоксида титана, скрепленных углеродными нанотрубками, ультрафиолетом для измерения содержания ацетона в выдохе. При этом определение концентрации ацетона таким методом осуществлялось с гораздо большей точностью, чем это было возможно с помощью существующих в настоящее время подходов. По словам Стара, высокая точность измерений может обусловить разработку и коммерциализацию новой аналитической технологии в прибор, который позволил бы изменить подход к самоконтролю содержания глюкозы в крови. В настоящее время исследователи работают над созданием работающего прототипа такого сенсора.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2013, DOI: 10.1021/ja402887v

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #медицинская химия, #молекулярная биология, #нанотехнологии, #химия поверхности