Новый сенсор на выдохе позволяет выявить диабет за считанные минуты
Команда исследователей из Пенсильванского университета штата (Penn State University) под руководством Хуанью «Ларри» Чэна (Huanyu «Larry» Cheng), научного сотрудника кафедры инженерных наук и механики, разработала сенсор, способный диагностировать диабет и преддиабет всего по образцу выдоха. Результаты опубликованы в журнале «Chemical Engineering Journal».
Как это работает
В основе устройства лежит определение уровня ацетона в дыхании. У каждого человека этот газ присутствует как побочный продукт сжигания жиров. Но если концентрация превышает 1,8 части на миллион, это сигнализирует о возможном диабете.
«У нас уже есть сенсоры, которые фиксируют уровень глюкозы в поте. Но для этого приходится искусственно вызывать потоотделение — физнагрузкой, химическими веществами или сауной, что не всегда удобно. Наш сенсор достаточно просто погрузить в пакет с выдохом и подождать несколько минут», — объясняет Хуанью Чэн (Huanyu Cheng).
Технология в деталях
Для создания сенсора применили лазерно-индуцированный графен — материал, получаемый при «обугливании» полимидной плёнки с помощью СО₂-лазера. Он образует пористую структуру, через которую легко проходят молекулы газа. Чтобы повысить избирательность по отношению к ацетону, графен соединили с оксидом цинка.
Однако возникала другая проблема: влажность дыхания. Молекулы воды могли мешать фиксации ацетона. Поэтому исследователи добавили селективную мембрану — барьер, который задерживает влагу, но пропускает ацетон.
Перспективы применения
Пока что метод требует, чтобы человек дышал в пакет — это исключает влияние внешних потоков воздуха. Но в будущем сенсор хотят адаптировать под маски или разместить прямо под носом, чтобы фиксировать газ в конденсате выдоха.
«Если мы сможем отслеживать, как уровень ацетона меняется в зависимости от диеты и физической активности, это станет отличным инструментом не только для диагностики диабета, но и для более широких задач профилактики», — говорит Чэн (Cheng).
Литература
- Li Yang, Wenyuan Fu, Ya Wang, Zhida Wang, Longbiao Mao, Luxiang Xu, Chengpeng Yao, Hongyu Zhang, Sisi Chen, Hui Zhang, Huanyu Cheng. ZnO/LIG nanocomposites to detect acetone gas at room temperature with high sensitivity and low detection limit. Chemical Engineering Journal, 2025; 519: 164857 DOI: 10.1016/j.cej.2025.164857
Запись Новый сенсор на выдохе позволяет выявить диабет за считанные минуты впервые появилась Medical Insider.