Nowy przenośny czujnik o nazwie PlasmoSniff może potencjalnie diagnozować zapalenie płuc i inne choroby płuc na podstawie analizy powietrza wydychanego przez osobę. Może to znacznie zmniejszyć potrzebę wykonywania badań inwazyjnych, takich jak prześwietlenie klatki piersiowej lub długotrwałe badania laboratoryjne, zapewniając pacjentom szybszą diagnozę.
Jak działa czujnik
Technologia opiera się na wykorzystaniu biomarkerów w wydychanym powietrzu, przyczepionych do nanocząstek, które jako pierwsze wdychane są przez pacjenta. Kiedy pojawia się choroba, specyficzne enzymy proteazy niszczą te ślady, wytwarzając wykrywalny sygnał. Kluczową kwestią jest to, że te biomarkery występują w niezwykle małych ilościach, co utrudnia ich wykrycie.
Aby przezwyciężyć ten problem, PlasmoSniff wykorzystuje plazmonikę, dziedzinę badań nad manipulacją światłem, a mianowicie spektroskopię Ramana. Technika ta analizuje wibrację światła i interakcję z cząsteczkami w celu ich identyfikacji. Czujnik wykorzystuje nanocząsteczki złota do wzmacniania tych wibracji, dzięki czemu widoczne są nawet śladowe ilości biomarkerów.
Dlaczego to ma znaczenie: Obecne metody diagnostyczne są często powolne i kosztowne. Czujnik ten stanowi nieinwazyjną i szybką alternatywę, którą można stosować w klinikach lub nawet w domu.
Wczesne testy i dalszy rozwój
Obecnie PlasmoSniff testowano wyłącznie na myszach, a jego skalowanie do użytku u ludzi będzie trudniejsze. Zespół pracuje nad opracowaniem maski, która będzie zbierać próbki wydychanego powietrza w ciągu pięciu minut, w połączeniu z inhalatorem w celu wstępnego dostarczenia nanocząstek.
„To jak znalezienie igły w stogu siana” – wyjaśnia inżynier mechanik Loza Tadesse, podkreślając trudność wyizolowania biomarkerów ze złożonej mieszaniny lotnych związków organicznych (LZO) w wydychanym powietrzu.
Poza zapaleniem płuc: wszechstronna platforma wykrywania
Potencjalne zastosowania wykraczają poza choroby układu oddechowego. Naukowcy są przekonani, że PlasmoSniff można przystosować do wykrywania przemysłowych chemikaliów, substancji zanieczyszczających powietrze i wszelkich cząsteczek, które mogą tworzyć wiązania wodorowe z wodą.
Podstawowa zasada: jeśli cząsteczka pozostawi wykrywalną sygnaturę wibracyjną, czujnik będzie w stanie ją znaleźć. To sprawia, że PlasmoSniff jest wszechstronnym narzędziem do szerokiego zakresu zadań monitorowania i wykrywania.
Technologia PlasmoSniff jest wciąż w fazie prototypu, ale jej potencjał zrewolucjonizowania diagnostyki jest znaczny. Jeśli dalszy rozwój i testy zakończą się pomyślnie, w nadchodzących latach może stać się kluczowym narzędziem monitorowania bezpieczeństwa i higieny pracy.
