Kompakte elektronische Nase zu identifizieren, die den menschlichen Lungen-Krankheiten
Forscher aus Russland und Italien haben vorgeschlagen, mit einem kompakten sensor Systems, die Funktionalität implementieren, die von einer elektronischen Nase Gerät entwickelt haben und eine reproduzierbare Technologie für seine Herstellung. Das Gerät ist ein flexibles Elektronik-Plattform, kann durch Analyse der ausgeatmeten Luft, wie gut zu identifizieren, die Krankheiten der Atemwege und-Organe.
Während der versuche, das Gerät zeigte eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von Patienten mit chronisch-obstruktiver Lungenerkrankung (COPD), einer entzündlichen Erkrankung der Atemwege, erhöht das Risiko von Komplikationen, wenn Sie während der COVID-19-Infektion.
Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) entwickelt sich in der Schleimhaut der Bronchien, die in Reaktion auf pathogene äußere Faktoren und führt zu einer negativen Veränderung in den Funktionen der Atemwege. Eine person mit COPD kann nicht den notwendigen Sauerstoff, da eingeatmete Luftmenge ist begrenzt. COPD wird Häufig verursacht durch Gase und flüchtige Partikel wie Staub -, Tabak -, cadmium-und Silizium-Teilchen, und andere. Die Methoden für die Erkennung dieser Krankheit sind Komplex und zeitaufwendig, das ist untrennbar miteinander verbunden, um eine Bedrohung für die Gesundheit des Patienten.
Herkömmliche Methoden für Atem-Analyse, wie der GASCHROMATOGRAPHIE und der Massenspektrometrie, sind teuer und zeitaufwendig, so dass neue Ansätze erforderlich sind, zeichnen sich durch Ihre geringen Kosten und die Geschwindigkeit des Tests. COPD ist ein dringendes problem, wie die Krankheit führen kann, der zur Einschränkung der körperlichen Leistungsfähigkeit und der Behinderung der Patienten. Es ist wichtig zu beachten, dass Menschen mit COPD sind die meisten an der Gefahr für Komplikationen, wenn Sie infiziert mit COVID-19.
„Eine Fehlfunktion der menschlichen Organe ist, verursacht eine änderung in einer Reihe von Prozessen, die in den Stoffwechsel, was sich auf die Zusammensetzung der ausgeatmeten Luft. Seine Analyse kann verwendet werden, um zu identifizieren, Erkrankungen der Atemwege sowie anderer innerer Organe, wie Magen,“ erklärt Dr. Ivan Bobrinetskiy, Projekt-manager für den Russischen Science Foundation grant, führender wissenschaftlicher Mitarbeiter des National Research University of Electronic Technology. „Das vorgeschlagene Konzept der elektronischen Nase können für die operative überwachung und die vorläufige Erkennung von Krankheiten in nur wenigen Minuten. Zur gleichen Zeit, die sensoren sind wiederverwendbar, und die grundlegenden Daten und die Identifikation von möglichen Pathologien der Organe werden übertragen vom Gerät auf den digitalen Modus wird mit Methoden der statistischen Datenanalyse, einschließlich der Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz. „
Das system ist auf der Basis von modifizierten Kohlenstoff-Nanoröhren (Cnt), wodurch die elektronische Nase kombinieren mehrere Eigenschaften. Zum Beispiel, flexible leitfähige Folien aus Kohlenstoff-Nanoröhren. Solche Filme sind notwendig, um das system auch mit einem elektronischen Struktur der Schicht verantwortlich für den Betrieb des Geräts. „CNTs wurden synthetisiert durch aerosol chemical vapor deposition und lagert sich in form von dünnen, transparenten und leitfähigen Folien. Diese Technik ist gut reproduzierbar, einfach skalierbar und ermöglicht die Anwendung Filme von Nanoröhren auf jeder Oberfläche“, sagte Albert Nasibulin, professor an der Skolkovo Institute of Science and Technology und der Russischen Akademie der Wissenschaften.
Die Studie, die die Wirksamkeit des neuen Systems beteiligt bei 12 Patienten mit COPD und neun gesunden Personen in übereinstimmung mit den Regeln der klinischen Studien. Atem Probenahme erfolgte in Einweg-Polytetrafluorethylen (PTFE) – Kunststoff-Taschen aus einem sehr inerten material, und mit einer sensor-matrix. Die Probanden inhalierten und aufgeblasen die Tasche so viel wie möglich durch einem Kunststoff-Strohhalm. Wenn das Stroh entfernt war, die Pakete wurden versiegelt. Die sensor-matrix im inneren der Tasche wurde in Kontakt mit der ausgeatmeten Luft für etwa drei Minuten, so dass alle sensoren, die voll arbeiten und interagieren mit der gas-Moleküle, die Charakterisierung der Pathologie. Dann wurde das system gereinigt und mit trockener Luft für die nächste Studie. Proben wurden von jedem Teilnehmer mit einem Intervall von einer Stunde.
Da das system erfasst alle Menschen mit COPD, es kann argumentiert werden, dass das Gerät wirksam ist. In der ausgeatmeten Luft, die eine erhöhte Konzentration von Stickstoffdioxid festgestellt hatte. Es sollte angemerkt werden, dass der Gasgehalt von weniger als einem Molekül pro Millionen Moleküle von der ausgeatmeten Luft, was zeigt hohe Empfindlichkeit der sensoren entwickelt.