science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nanoarray snuffelt en onderscheidt meerdere ziekten

Krediet:American Chemical Society

Voordat moderne medische laboratoriumtechnieken beschikbaar kwamen, artsen diagnosticeerden sommige ziekten door de adem van een patiënt te ruiken. Wetenschappers werken al jaren aan de ontwikkeling van analytische instrumenten die dit snuffel- en diagnosevermogen kunnen nabootsen. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in het tijdschrift ACS Nano dat ze voor elke ziekte een unieke "ademafdruk" hebben geïdentificeerd. Met behulp van deze informatie, ze hebben een apparaat ontworpen dat ademmonsters screent om verschillende soorten ziekten te classificeren en te diagnosticeren.

Uitgeademde adem bevat stikstof, kooldioxide en zuurstof, evenals een kleine hoeveelheid van meer dan 100 andere vluchtige chemische componenten. De relatieve hoeveelheden van deze stoffen variëren afhankelijk van de gezondheidstoestand van een persoon. Al rond 400 voor Christus, Hippocrates vertelde zijn studenten om "de adem van uw patiënten te ruiken" om te zoeken naar aanwijzingen voor ziekten zoals diabetes (die een zoete geur veroorzaakt). In recentere tijden, verschillende teams van wetenschappers hebben experimentele ademanalysatoren ontwikkeld, maar de meeste van deze instrumenten richten zich op één type ziekte, zoals kanker. In hun eigen werk Hossam Haick en een team van medewerkers in 14 klinische afdelingen over de hele wereld wilden een breathalyzer maken die onderscheid kon maken tussen meerdere ziekten.

De onderzoekers ontwikkelden een reeks sensoren op nanoschaal om de afzonderlijke componenten te detecteren in duizenden ademmonsters van patiënten die ofwel gezond waren of een van de 17 verschillende ziekten hadden, zoals nierkanker of de ziekte van Parkinson. Door de resultaten te analyseren met kunstmatige intelligentietechnieken, het team zou de array kunnen gebruiken om de aandoeningen te classificeren en te diagnosticeren. Het team gebruikte massaspectrometrie om de ademcomponenten te identificeren die verband houden met de ziekten. Ze ontdekten dat elke ziekte een unieke vluchtige chemische ademafdruk produceert, gebaseerd op verschillende hoeveelheden van 13 componenten. Ze toonden ook aan dat de aanwezigheid van één ziekte de detectie van andere ziekten niet zou verhinderen - een voorwaarde voor het ontwikkelen van een praktisch apparaat om verschillende ziekten te screenen en te diagnosticeren in een niet-invasieve, goedkope en draagbare manier.