Авангардное устройство распознает признаки инфекций, передаваемых воздушными каплями
Исследователи из Чикагского университета создали компактное устройство, которое может захватить молекулы от воздуха — от вирусов и бактерий до биомаркеров для воспаления и уровня сахара. Устройство с размером ладонь сжимает воздух в капель, которые затем анализируются как простая жидкость. Это делает его альтернативой взятию крови, позволяя получить ту же информацию об игл. Устройство может использоваться в больницах, транспортных средствах и даже дома — например, для наблюдения диабета или для раннего обнаружения инфекций.
Обнаружение наличия специфических молекул в воздухе сложнее, чем в жидкостях. Вот почему больницы взяты кровью, и даже домашние тесты на ковиды требуют добавления жидкости. Одной из причин является низкая концентрация. В воздухе подходящие частицы, такие как вирусы, могут быть только один в триллионе. Это сложная задача для инструмента, и до недавнего времени ему требовалось большое и дорогое оборудование.
Ученые выяснили, как превратить воздух в жидкость, чтобы облегчить его анализ. Их установка состоит из нескольких частей. Во -первых, насос вводит воздух. Затем увлажнитель добавляет водяной пары, а небольшая система охлаждения снижает температуру. Это заставляет воздух стать каплями с правильными частицами внутри. Эти капли текут по гладкой поверхности в небольшой резервуар. Оттуда посуда может легко измерить, сколько молекул есть в жидкости, используя обычное оборудование для анализа жидкости.
При создании устройства ученые не знали, смогут ли они захватить некоторые из быстро испаряющихся молекул, называемых «летучими». Чтобы попробовать эту идею в первый раз, один из ученых использует чашку кофе. Он нацелил пары от кофе в систему, чтобы проверить, что он может собрать и найти их. Когда жидкость конденсировалась, стало ясно, что эксперимент преуспел — пахло кофе.
В дальнейших тестах ученые смогли найти уровень сахара в выдыхаемом воздухе, найти в воздухе кишечную палочку и обнаружить признаки воспаления в клетках мышей с проблемами в кишечной микрофлоре. Они назвали свои способности (система локализации биомаркеров.
Технология будет полезна для медицинских приложений, таких как неинвазивное отслеживание биомаркеров и улучшение недоношенных детей.
Ученым все еще нужно определить, какие молекулы для поиска различных задач. Например, в настоящее время изучается возможность обнаружения признаков воспалительного заболевания кишечника путем дыхания. Также планируется сделать устройство все более и более удобным для ношения. Каждый разработчик ожидает, что эта работа поможет сделать новые открытия в области физики и изучить, как примеси в воздухе влияют на физические процессы.
