Выдыхаемый воздух содержит химические подсказки о том, что происходит внутри организма, включая такие заболевания, как рак легких. Поиск способов обнаружения этих соединений может помочь врачам поставить ранний диагноз и улучшить прогноз пациентов. В исследовании, опубликованном в журнале Датчики СКУД Исследователи сообщают о разработке сверхчувствительных наноразмерных датчиков, которые в ходе небольших испытаний распознают ключевые изменения в химии дыхания людей, больных раком легких. Ноябрь — месяц осведомленности о раке легких.

Люди выдыхают многие газы, такие как водяной пар и углекислый газ, а также другие переносимые по воздуху соединения. Исследователи определили, что снижение содержания в выдыхаемом воздухе химического вещества изопрена может указывать на наличие рака легких. Однако, чтобы обнаружить эти небольшие изменения, датчик должен быть высокочувствительным, способным обнаруживать уровни изопрена в диапазоне частей на миллиард (ppb). Вам также придется отличать изопрен от других летучих химикатов и терпеть естественную влажность своего дыхания. Предыдущие попытки разработать газовые датчики с подобными характеристиками были сосредоточены на оксидах металлов, включая одно особенно многообещающее соединение, изготовленное из оксида индия. Команда под руководством Пинвэя Лю и Цинъюэ Вана намеревалась усовершенствовать датчики на основе оксида индия, чтобы обнаруживать изопрен на уровне, который естественным образом присутствует в выдыхаемом воздухе.

Исследователи разработали серию нанолистовых сенсоров на основе оксида индия (III) (In₂О₃). В ходе экспериментов они обнаружили один тип, который назвали Pt@InNiO._х Благодаря содержанию платины (Pt), индия (In) и никеля (Ni), он работал лучше всего. Эти датчики Pt@InNiO_х:

• Они обнаружили концентрацию изопрена всего в 2 миллиарда – чувствительность, которая намного превосходила предыдущие датчики.
• Они реагировали на изопрен сильнее, чем на другие летучие соединения, обычно встречающиеся в дыхании.
• Они последовательно показали себя в течение девяти смоделированных применений.

Что еще более важно, анализ структуры и электрохимических свойств нанолистов в реальном времени показал, что нанокластеры Pt, равномерно закрепленные на нанолистах, катализируют активацию распознавания изопрена, что приводит к сверхчувствительной работе.

Наконец, чтобы показать потенциальное медицинское использование этих датчиков, исследователи включили нанолисты Pt@InNiO._х на портативное сенсорное устройство. В это устройство они ввели воздух, ранее собранный у 13 человек, пятеро из которых страдали раком легких. Устройство обнаружило уровни изопрена ниже 40 частей на миллиард в образцах участников, больных раком, и выше 60 частей на миллиард в образцах участников без рака. По мнению исследователей, эта технология скрининга может стать прорывом в неинвазивном выявлении рака легких и потенциально улучшить результаты и даже спасти жизни.

Авторы признают финансирование со стороны Национального фонда естественных наук Китая, Государственной ключевой лаборатории химической инженерии, Государственной ключевой лаборатории электроизоляции и силового оборудования, Шаньси-Чжэдского института передовых материалов и химической инженерии, Национальной программы исследований и разработок Китая. для молодых ученых, исследовательские фонды Института Университета Чжэцзян-Цючжоу и Программа науки и технологий Института Университета Чжэцзян-Цючжоу.

###

Американское химическое общество (ACS) — некоммерческая организация, созданная Конгрессом США. Миссия ACS — популяризация химии в целом и ее специалистов на благо нашей планеты и всех ее жителей. Общество является мировым лидером в продвижении передового опыта в области естественнонаучного образования и доступа к информации и исследованиям в области химии посредством многочисленных исследовательских решений, рецензируемых публикаций, научных конференций, электронных книг и еженедельной новостной газеты. Новости химической и инженерной промышленности . Журналы ACS являются одними из наиболее цитируемых, заслуживающих доверия и читаемых в научной литературе; однако сама ACS не проводит никаких химических исследований. Являясь лидером в области научных информационных решений, ее подразделение CAS сотрудничает с новаторами по всему миру, чтобы ускорить прогресс путем организации, объединения и анализа мировых научных знаний. Штаб-квартиры ACS находятся в Вашингтоне, округ Колумбия, и Колумбусе, штат Огайо.

Зарегистрированные журналисты могут подписаться на новостной портал журналистов ACS на EurekAlert! для доступа к публичным и скрытым пресс-релизам. По вопросам СМИ обращайтесь [email protected] .

Примечание. ACS не проводит исследования, а публикует и распространяет рецензируемые научные исследования.  

Подписывайтесь на нас: X, до Твиттера | Фейсбук | LinkedIn | Инстаграм