Новый датчик дыхания на основе графена определяет диабет и преддиабет за считанные минуты.

Диагностика диабета вскоре может стать такой же простой, как дыхание. Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали датчик, определяющий наличие ацетона в выдыхаемом воздухе, что позволяет быстро и недорого определить диабет и преддиабет.

Датчик фокусируется на ацетоне, естественном побочном продукте жирового обмена. Ацетон выдыхается всеми, но его уровень выше 1,8 частей на миллион сигнализирует о риске диабета. Хуаньюй «Ларри» Чэн, доцент кафедры инженерных наук и механики Университета штата Пенсильвания, отметил, что этот метод позволяет избежать проблем, связанных с предыдущими исследованиями.

«Хотя у нас есть датчики, которые могут определять уровень глюкозы в поте, для их работы требуется, чтобы мы вызывали потоотделение с помощью упражнений, химических веществ или сауны, что не всегда практично или удобно», — сказал Чэн. «Для этого датчика достаточно выдохнуть в пакет, опустить датчик в него и подождать несколько минут, чтобы получить результат».

Чэн отметил, что датчики дыхания, использовавшиеся ранее, выявляли биомаркеры, требующие лабораторного анализа. Это устройство позволяет проводить измерения на месте, сокращая расходы и время.

Команда использовала лазерно-индуцированный графен — пористый материал, полученный путём сжигания полиимидной плёнки с помощью CO2-лазера.

Регулировка настроек лазера позволяет получить пористый графен с несколькими слоями, который идеально подходит для обнаружения газов.

Поскольку индуцированный лазером графен сам по себе не обладал селективностью, исследователи объединили его с оксидом цинка.

Соединение двух материалов сделало устройство более эффективным в обнаружении молекул ацетона.

Ещё одним препятствием была влажность выдыхаемого воздуха. Влажный воздух мог прилипать к датчику.

Чтобы решить эту проблему, команда добавила специальную мембрану, которая блокирует молекулы воды, но пропускает ацетон.

«Между этими двумя материалами образовалось соединение, которое позволило более избирательно обнаруживать ацетон по сравнению с другими молекулами», — сказал Чен.

Сейчас для получения точных результатов людям приходится дышать в пакет. Это предотвращает влияние окружающего воздуха на точность обнаружения.

Чэн и его команда хотят разработать версию, которая будет работать непосредственно под носом или внутри маски.

t.me/PrimeSci