Диагностика пневмонии стала проще: датчик наночастиц определяет ее по выдоху

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали портативный датчик на чипе, который выявляет пневмонию по выдыхаемому воздуху всего за несколько минут.

Диагностика пневмонии стала проще: датчик наночастиц определяет ее по выдоху

Идея заключается в том, что человек сначала вдыхает наночастицы, подобно вдыханию лекарства от астмы. Если проходящий диагностику здоров, наночастицы в конечном итоге выводятся из организма в неизмененном виде. Однако если присутствует такое заболевание, как пневмония, ферменты, вырабатываемые в результате инфекции, отщепляют биомаркеры наночастиц. Эти несвязанные биомаркеры выдыхаются и измеряются датчиком, подтверждая наличие заболевания.

Новый тест, названный PlasmoSniff, использует плазмонику и рамановскую спектроскопию для усиления и идентификации биомаркеров в низких концентрациях. Это позволяет проводить быструю диагностику непосредственно у постели больного, в отличие от традиционных методов, требующих лабораторного оборудования, когда человеку делают рентген грудной клетки или же он в течение нескольких часов ожидает результатов анализов.

Основу сенсора составляет тонкая золотая пленка, поверх которой исследователи нанесли слой золотых наночастиц. Золотые наночастицы покрыты пористой кремнеземной оболочкой, создающей зазор шириной 5 нанометров между золотыми наночастицами и золотой пленкой. Кремнезем модифицирован таким образом, чтобы прочно связываться с молекулами воды. Водород в воде, в свою очередь, может связываться с целевыми биомаркерами. Если какие-либо биомаркеры проходят через зазор сенсора, они прилипают к молекулам воды, как липучка.

Зазор в сенсоре спроектирован таким образом, чтобы значительно усиливать свет за счет плазмонного резонанса, при котором электроны в близлежащих золотых структурах коллективно колеблются в ответ на падающий свет, концентрируя электромагнитное поле в зазоре. Биомаркеры, захваченные в этих зазорах, испытывают значительно усиленное электромагнитное поле, которое усиливает их сигнал рамановского рассеяния. Затем исследователи могут измерить рамановский рассеянный свет и сравнить полученную картину с известным «отпечатком» биомаркера, чтобы подтвердить его присутствие.

Разработчики планируют интегрировать датчик в портативное устройство, похожее на маску, для использования в клинических или домашних условиях. Технология может быть адаптирована для быстрого обнаружения других заболеваний и способна обнаруживать промышленные химикаты или загрязняющие вещества в воздухе.

Читайте также

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

Anthropic заблокировала пять случаев использования Claude для потенциально опасных биологических исследований

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ-агенты OpenAI тайно общались через сторонние сайты

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ научился различать мысленно произнесенные слова с точностью 78%

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

ИИ и квантовые технологии объединили для анализа МРТ-снимков головного мозга

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

OpenAI использовала 10 000 ИИ-агентов для решения задачи тысячелетия

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Умное покрытие спасет сверхпроводники от перегорания

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

Астрофизические алгоритмы применили для моделирования земной аэродинамики

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте