Сверхчувствительные мониторы получат способность выявлять заболевание Поделиться
Небольшой тест с использованием прототипа устройства показал, что он различил восемь здоровых людей и пятерых пациентов с раком легких.
Устройство, разработанное командой исследователей из Китая, нацелено на обнаружение ненасыщенного углерода — изопрена. Более низкие уровни этого соединения были определены как потенциальный маркер рака легких, однако подчеркивается, что его изменение весьма незначительно и сложно поддается измерению.
Сообщается, что появилась технология, позволяющая осуществлять такие измерения. Как и в случае с большинством видов рака, ранняя диагностика болезни легких значительно увеличивает шансы на успешное лечение, и это открывает возможности для создания простого, доступного, быстрого и неинвазивного метода диагностики.
«Наша работа представляет собой прорыв в недорогом неинвазивном скрининге рака с помощью анализа выдыхаемого воздуха и способствует рациональному проектированию современных газочувствительных материалов», — отмечают исследователи.
Для достижения необходимой чувствительности своего дыхательного монитора ученые использовали наночастицы, состоящие из комбинации платины, индия, никеля и кислорода. При взаимодействии с изопреном происходит высвобождение электронов, которое можно измерить.
В результате был создан датчик, способный определять содержание изопрена на уровне всего 2 частей на миллиард — значительное улучшение по сравнению с существующими технологиями. Из 13 протестированных участников у пятерых больных раком уровень изопрена в выдыхаемом воздухе оказался ниже 40 частей на миллион, тогда как среди восьми здоровых людей этот уровень превышал 60 частей на миллион.
Важно отметить, что в ходе лабораторных испытаний было установлено, что наночастицы могут идентифицировать изопрен среди других химических веществ и функционировать в условиях повышенной влажности, что критично для анализа дыхания. Тем не менее, даже сами исследователи признают, что впереди еще много работы.
«С учетом значительного рынка диагностики рака легких будущая коммерциализация технологии требует дальнейших исследований чувствительных материалов, точной корреляции между уровнем изопрена в дыхании и раком легких, а также разработки алгоритмов анализа данных и методов интеграции с портативными устройствами», — подчеркивают ученые.
Рак легких наносит ущерб ключевым метаболическим процессам в организме, и предполагается, что эти изменения каким-то образом влияют на уровень изопрена, что может помочь выявить наличие заболевания. Это заболевание считается главной причиной смертности от рака во всем мире, в основном из-за курения: в 2020 году от него скончалось около 1,8 миллиона человек. Этот вид рака часто диагностируется на поздних стадиях, когда лечение менее эффективно, что делает подобные исследования особенно актуальными.
«Продолжение исследований взаимосвязи между уровнем изопрена в выдыхаемом воздухе и раком легких, а также различных факторов влияния, таких как возраст и состояние здоровья, может способствовать усовершенствованию и дальнейшей коммерциализации технологии», — заключают исследователи.
