Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • AI
  • medtech
  • ММИФ-2018

Подуйте в трубочку... получите диагноз!

Ученые Национального института стандартов и технологии США и университета Колорадо, работающие под руководством доктора Jun Ye, продемонстрировали возможность выявления молекулярных маркеров различных заболеваний путем просвечивания выдыхаемого воздуха лазерным лучом.

Выдыхаемый воздух содержит меньше кислорода и больше углекислого газа, чем вдыхаемый, а главное – следовые количества тысяч различных соединений, испарившихся с поверхности альвеол.

По неприятному запаху изо рта нетрудно обнаружить проблемы с зубами или желудком. Неощутимое, но повышенное по сравнению с нормой содержание метиламина в выдыхаемом воздухе указывает на заболевания почек и печени, аммиак может быть признаком почечной недостаточности, высокий уровень ацетона указывает на диабет, а концентрацию оксида азота можно использовать для диагностики астмы.

Одновременное выявление множества выдыхаемых молекул предоставляет наиболее достоверную информацию о неполадках в организме. Диагноз астмы, например, будет гораздо более достоверен, если одновременно определять уровни сероокиси углерода, угарного газа, перекиси водорода и оксида азота.

Существующие метода анализа выдыхаемого воздуха представляют собой неинвазивные и недорогие процедуры, однако их возможности очень ограничены из-за низкой избирательности и чувствительности оборудования, не позволяющего регистрировать широкий спектр соединений и их следовые количества.

Новый метод, в основе которого лежит использование так называемого «оптического частотного гребня» (оptical frequency comb technique), является гораздо более эффективной альтернативой.

Разработанный в 1990-х годах метод основан на том, что лазерный луч представляет собой набор фотонов с очень узким диапазоном. От частоты колебаний фотонов зависит их энергия, и, аккуратно изменяя длину волны, можно подобрать частоты, резонирующие с частотой вибрации определенных молекул. Jun Ye и коллеги впервые предложили использовать оптический частотный гребень в спектроскопии для одновременного выявления широкого спектра газов.

Метод оптического частотного гребня (оptical frequency comb technique) позволяет поставить диагноз по составу выдыхаемого воздуха

Для тестирования медицинского приложения метода авторы предложили студентам-добровольцам подышать в оптический резонатор – полость между двумя изогнутыми зеркалами, после чего направили в резонатор сверхкороткие (фемтосекундные) лазерные импульсы. После сотен тысяч отражений от зеркальных поверхностей степень поглощения световых волн различных частот изменялись в соответствии с количественным и качественным молекулярным составом воздуха.

При этом были выявлены следовые количества аммиака, угарного газа и метана. Курильщиков отличить было проще всего: в выдыхаемом ими воздухе угарного газа содержалось в 5 раз больше, чем у некурящих.

Предлагаемая методика еще должна пройти клинические испытания, однако разработчики считают, что со временем она значительно облегчит проведение скрининга больших групп людей на выявление различных заболеваний.

Статья Michael J. Thorpe et al. «Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: application to human breath analysis» опубликована в журнале Optics Express от 18 февраля 2008 года.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily

21.02.2008

Читать статьи по темам:

экспресс-диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Иммунохроматография: экспресс-диагностика в саквояже семейного доктора

Иммунохроматографическая экспресс-диагностика – новый высокотехнологичный метод, позволяющий вне лабораторных условий за 5-20 минут не только точно диагностировать большой спектр самых серьезных патологий (инфаркт миокарда, опасные инфекции, воспалительные процессы, онкозаболевания, гормональные нарушения и др.), но и оценить степень их тяжести.

читать