توسعه یک حسگر تنفسی برای تشخیص دیابت

گروهی از محققان حسگری ساخته‌اند که می‌تواند دیابت نوع یک را در افراد تشخیص
دهد. آنها این حسگر را با موفقیت آزمایش کرده‌اند. همچنین پزشکان اتاق اورژانس
می‌توانند از این حسگر برای تشخیص وجود کتواسیدوسیس دیابتی استفاده کنند.
کتواسیدوسیس یک عارضه بالقوه خطرناک است که زمانی که بیمار دیابتی به اندازه
کافی انسولین دریافت نکرده باشد، اتفاق می‌افتد. شاید زمانی بیماران دیابتی
خودشان بتوانند در منزل از این فناوری برای تشخیص نیاز به انسولین بیشتر بهره
ببرند.

پروفسور سوتیریس پراتسینیس و همکارانش در ETH زوریخ در سوئیس توضیح می‌دهد که
هر کسی مقداری استون در نفس خود دارد. اما بیماران مبتلا به دیابت نوع یک مقدار
بیشتری از این ماده شیمیایی را در بازدم خود دارند. اگر آنها دچار کتواسیدوسیس
دیابتی شده باشند، میزان استون در خون بسیار افزایش یافته و در نتیجه سطح استون
بازدم نیز افزایش قابل ملاحظه‌ای می‌یابد.

گروه پراتسینیس با رسوب‌دهی مستقیم یک لایه نازک از مخلوطی از نانوذرات سرامیکی
نیمه‌رسانا میان گروهی از الکترودهای طلا، حسگر بسیار حساسی برای استون ساختند.
این ابزار شبیه یک مقاومت الکتریکی عمل می‌کند. زمانی که هوای حاوی مقدار زیادی
استون به این حسگر برخورد می‌کند، مقاومت آن کاهش یافته و در نتیجه الکتریسیته
بیشتری از الکترودها عبور می‌کند. اگر یک شخص دیابتی درون این ابزار فوت کند،
مقاومت آن به‌طور ناگهانی کاهش می‌یابد. وقتی یک شخص سالم این کار را انجام دهد،
میزان مقاومت حسگر تغییر زیادی نمی‌کند.

این گروه پژوهشی دریافتند که این حسگر می‌تواند استون را در هوای بسیار مرطوب
نیز تشخیص دهد. این ویژگی برای انجام آزمایش‌های مبتنی بر تنفس ضروری است.
حساسیت این حسگر تا حدی است که می‌تواند استون را تا غلظتppb 20 (قسمت در
میلیارد) تشخیص دهد. سطح استون در بازدم بیماران دیابتی ۹۰ برابر بیشتر از این
مقدار است.

جزئیات این تحقیق در مقاله‌ای با عنوان:

“Si:WO3 Sensors for Highly Selective Detection of Acetone for Easy Diagnosis
of Diabetes by Breath Analysis”

در مجله ACS’ Analytical Chemistry منتشر شده است.