Un nouveau système de type alcootest pourrait un jour détecter les maladies en repérant des marqueurs biologiques dans l’air que nous expirons, rapportent les chercheurs.
L’espoir est que cela pourrait simplifier les diagnostics médicaux en rendant la surveillance de la santé aussi simple que de respirer un appareil, selon les scientifiques. Leur prototype de dispositif, appelé moteur de localisation des biomarqueurs aéroportés (capable), condensats les molécules aéroportées dans des gouttelettes liquides concentrées.
Les gouttelettes capables que les génères sont compatibles avec la technologie existante, y compris les bandes de test simples, ce qui rend la co-auteure «plate-forme à la fois très accessible et très faible», Bozhi tianun professeur à l’Université de Chicago, a déclaré à Live Science dans un e-mail. Les scientifiques décrits capables dans un rapport publié le 21 mai dans la revue Génie chimique de la nature.
« En tant que chercheur travaillant sur la biodétection et la bioélectronique, je suis très heureux de voir ce travail », a déclaré Jinghua liprofesseur agrégé au Département des sciences et de l’ingénierie des matériaux de l’Ohio State University, qui n’a pas été impliqué dans l’étude.
« Détection aéroportée des biomarqueurs a longtemps attiré un intérêt importantbien que la réalisation de la sensibilité requise soit restée un défi « , a déclaré Li Live Science dans un e-mail. Une fois la technologie validée, « les utilisateurs pourraient simplement expirer sur une bande de test et recevoir une évaluation de la santé en quelques minutes à l’avenir », a-t-elle déclaré.
Nouvelle approche des diagnostics?
De nombreux tests de diagnostic nécessitent des prélèvements de sang, des écouvillons de salive ou des échantillons d’urine – mais la collecte de tels échantillons peut introduire des risques, des inconvénients ou les deux aux patients. L’échantillonnage de la respiration pourrait aider à contourner ces problèmes.
Le corps émet composés organiques volatils (COV) – petites molécules organiques qui sont généralement gazeuses à température ambiante – et elles peuvent être trouvées dans la respiration humaine. Des études suggèrent que des produits chimiques spécifiques peuvent être liés à des conditions médicales, ce qui en fait un outil potentiel de diagnostic. Plusieurs scientifiques récemment compilé Une base de données de 327 COV à souffle différents qui ont également été provisoirement liés aux maladies, notamment l’asthme, le diabète et le cancer du poumon.
Cependant, il y a une difficulté à utiliser des COV pour les diagnostics: ils sont présents à des concentrations incroyablement faibles, se comportant parfois aussi peu que 1 dans un billion de particules d’air expiré. Cela rend la surveillance de ces composés difficiles.
Maintenant, capable peut aspirer de l’air expiré à travers une pompe, ajouter de la vapeur d’eau via un humidificateur et refroidir le mélange pour provoquer une condensation. Cela modifie les composés en suspension dans l’air en gouttelettes concentrées qui glissent dans un réservoir de collecte, prêt pour les tests.
Le prototype de dispositif mesure 4 par 8 pouces (10 par 20 centimètres) et coûte moins de 200 $ à construire, selon Tian. Il peut collecter environ 1 millilitre de condensat en 10 minutes, fournissant un échantillon suffisant pour les méthodes de détection de liquide existantes à analyser.
Plus de recherches sont nécessaires
Comme preuve de concept, les chercheurs ont testé la capacité de Able à collecter plusieurs produits chimiques aéroportés. Une expérience a recherché le glucose dans la respiration humaine expirée, confirmant que les échantillons n’étaient pas trop dilués et pouvaient être liés avec précision aux concentrations de sucre sanguin dans le sang. « La sensibilité élevée de la capacité permet d’utiliser des bandes de test de glucose comme capteurs en aval », ont rapporté les chercheurs.
L’équipe a également dirigé des expériences avec Des souris de laboratoire « humanisées » Imprégné de microbes des nourrissons humains, nés prématurés ou à terme. Ils ont comparé les concentrations de glycosphingolipides – régulateurs connus de inflammation – Dans le souffle des deux ensembles de souris, trouvant des niveaux plus élevés dans le groupe « prématuré ».
Ils ont également utilisé l’appareil pour collecter aéroporté allergènes du pollenainsi que l’aérosolique E. coliqui pourrait être trouvé dans l’air Près des toilettes récemment rougespar exemple. Ces tests pourraient potentiellement justifier l’utilisation de Able comme moniteur de la qualité de l’air ambiant, selon les chercheurs.
Ces expériences suggèrent que ABS pourrait être utile pour suivre les produits chimiques dans la respiration et l’air ambiant, mais un problème reste à résoudre: parce que les COV aéroportés ont été difficiles à analyser, les scientifiques n’ont pas encore une compréhension complète des composés se rapportent à ce que les chercheurs ont noté.
Une étude plus approfondie est nécessaire pour cataloguer les biomarqueurs potentiels et confirmer leur utilité en milieu clinique. L’équipe commence par collaborer avec des médecins qui traitent la maladie inflammatoire de l’intestin pour essayer de Identifier les marqueurs à l’essai de l’inflammationTian a dit à Live Science dans un e-mail.
L’équipe travaille également pour rendre l’appareil plus petit, il peut donc être transformé en un portable et travaille avec des collaborateurs pour évoluer vers la commercialisation. Cela pourrait se rendre dans davantage d’institutions médicales pour permettre des recherches supplémentaires sur la pertinence médicale des COV.
