Графеновый датчик для диагностики по выдыхаемому воздуху разработали в РФ

Новосибирск. 20 апреля. ИНТЕРФАКС - Ученые Института физики полупроводников имени А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН (ИФП СО РАН, Новосибирск) и Объединенного института высоких температур РАН (ОИВТ РАН, Москва) разработали датчик на основе графена и полимера, способный в режиме реального времени анализировать состав выдыхаемого человеком воздуха, сообщает пресс-служба ИФП СО РАН.

"Прибор выявляет предельно малые (следовые) количества ацетона и других молекул - маркеров хронических заболеваний, например, сахарного диабета, сердечной недостаточности и других. Устройство состоит из тонкой пленки, напечатанной на обычной офисной бумаге. Отклик сенсора позволит оценить состояние здоровья человека и необходимость консультации у врача", - говорится в сообщении.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) и правительством Новосибирской области, опубликованы в журнале Sensors and Actuators A: Physical.

Ученые ИФП СО РАН и ОИВТ РАН разработали датчик на основе графена и полимера, позволяющий получить спектр (график) и описывающий состав выдыхаемого воздуха, в котором ученые ранее выяснили положение пиков ацетона, воды, предположительно этилена.

Высокая чувствительность датчика позволяет даже отслеживать простое повышение уровня глюкозы в крови после приема пищи, фиксируя время, за которое организм способен отработать эту нагрузку и вернуться к низким исходным значениям.

Когда на сенсорные элементы датчика попадал выдыхаемый воздух, их способность проводить ток менялась. Это связано с тем, что газы - водяной пар, ацетон, аммиак и другие - захватываются на поверхность датчика и облегчают прохождение тока.

С помощью нового датчика исследователи оценили химический состав выдыхаемого воздуха у 32 добровольцев, среди которых были здоровые люди, пациенты с диабетом и человек, перенесший инфаркт. Устройство выявило в спектрах выдыхаемого воздуха больных людей пик, соответствующий ацетону.

При этом чувствительности датчика достаточно, чтобы определять минимальные количества этой молекулы, поэтому прибор будет полезен при ранней диагностике ряда хронических заболеваний.

"Нам удалось достичь высокой чувствительности измерений благодаря тому, что мы разработали новый наноструктурированный материал для датчиков. Более того, созданы разные по дизайну датчики, позволяющие контролируемо менять спектр захватываемых на поверхность молекул-маркеров. То есть каждый датчик считывает только "нужные" сигналы, которые могут указать на заболевания", - говорит руководитель проекта ведущий научный сотрудник лаборатории физики и технологии трехмерных наноструктур ИФП СО РАН Ирина Антонова.

В настоящее время созданы только первые лабораторные образцы, для полностью готового пользовательского устройства еще предстоит пройти несколько важных этапов, уточняется в сообщении.

Самое важное и интересное — "Интерфакс-Россия" в Мax