Новый датчик дыхания диагностирует диабет за несколько минут

Исследователи из Университета Пенсильвании разработали сенсор, который помогает диагностировать диабет и преддиабет на месте всего за несколько минут, используя только образец дыхания. Фото: Larry Cheng/Penn State

В США каждый пятый из 37 миллионов взрослых с диабетом не знает о своем заболевании. Современные методы диагностики диабета и преддиабета обычно требуют визита к врачу или лабораторных анализов, что может быть дорого и отнимать много времени. Теперь диагностика может стать такой же простой, как дыхание.

Исследовательская группа под руководством Хуаньюй «Ларри» Ченга разработала сенсор, определяющий уровень ацетона в выдыхаемом воздухе. Хотя дыхание каждого человека содержит ацетон как побочный продукт сжигания жира, уровни выше порога примерно 1,8 частей на миллион указывают на диабет.

«Хотя у нас есть сенсоры, способные обнаруживать глюкозу в поте, они требуют, чтобы мы вызывали потоотделение с помощью упражнений, химических веществ или сауны, что не всегда практично или удобно», — пояснил Ченг. — «Этот сенсор требует только, чтобы вы выдохнули в пакет, опустили в него датчик и подождали несколько минут для получения результатов».

Ключевым нововведением сенсора стало использование лазерно-индуцированного графена в сочетании с оксидом цинка. Этот материал обладает высокой пористостью, что позволяет газам проходить через него, увеличивая шансы захвата молекул ацетона. Для решения проблемы влажности выдыхаемого воздуха исследователи добавили селективную мембрану, которая блокирует воду, но пропускает ацетон.

В настоящее время метод требует, чтобы человек дышал непосредственно в пакет, чтобы избежать помех от факторов окружающей среды. Следующим шагом станет усовершенствование сенсора для использования непосредственно под носом или крепления внутри маски.

Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения США и Национальным научным фондом США. Результаты опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.