دانشمندان موفق به تشخیص سرطان ریه از طریق هوای بازدم شدند

به گزارش مجله خبری نگار، هوای بازدم حاوی سرنخ‌های شیمیایی در مورد آنچه در داخل بدن اتفاق می‌افتد، از جمله بیماری‌هایی مانند سرطان ریه است؛ و توسعه روش‌هایی برای تشخیص این ترکیبات می‌تواند به پزشکان در تشخیص زودهنگام و بهبود چشم‌انداز بیماران کمک کند. در مطالعه‌ای در ACS Sensors، محققان از توسعه نانوحسگر‌های فوق حساسی خبر می‌دهند که در آزمایش‌های در مقیاس کوچک، تغییر کلیدی در شیمی بازدم افراد مبتلا به سرطان ریه را شناسایی کردند.

افراد گاز‌های زیادی مانند بخار آب و دی اکسید کربن و همچنین سایر ترکیبات موجود در هوا را بیرون می‌دهند. محققان مشخص کرده‌اند که کاهش یک ماده شیمیایی بازدمی، ایزوپرن، می‌تواند نشان‌دهنده وجود سرطان ریه باشد. با این حال، برای تشخیص چنین تغییرات کوچکی، حسگر باید بسیار حساس باشد و بتواند سطح ایزوپرن را در محدوده قسمت در میلیارد (ppb) تشخیص دهد. همچنین باید ایزوپرن را از سایر مواد شیمیایی فرار تشخیص دهد و در برابر رطوبت طبیعی تنفس مقاومت کند.

تلاش‌های قبلی برای توسعه حسگر‌های گازی با چنین ویژگی‌هایی بر اکسید‌های فلزی، از جمله یک ترکیب بسیار امیدوارکننده ساخته شده با اکسید ایندیم، متمرکز بوده است. تیمی به رهبری پینگوی لیو و چینگیو وانگ بر آن شدند تا حسگر‌های مبتنی بر اکسید ایندیم را برای تشخیص ایزوپرن در سطوحی که به طور طبیعی در تنفس وجود دارد، بهبود بخشند.

محققان مجموعه‌ای از حسگر‌های نانوصفحه‌ای اکسید ایندیم (III) (In۲O۳) را توسعه دادند. در آزمایش‌ها، آنها دریافتند که یک نوع، که به دلیل وجود پلاتین (Pt)، ایندیم (In) و نیکل (Ni) در آن، آن را Pt@InNiO x نامیدند، بهترین عملکرد را دارد. این حسگر‌های Pt@InNiO x:

سطوح ایزوپرن تا حد ۲ ppb شناسایی شدند که بسیار فراتر از حساسیت حسگر‌های قبلی بود.

واکنش شدیدتری نسبت به ایزوپرن نسبت به سایر ترکیبات فرار که معمولاً در هوای بازدم یافت می‌شوند، نشان می‌دهد.

به صورت متوالی در نه کاربرد شبیه‌سازی شده انجام شد.

مهم‌تر از آن، تجزیه و تحلیل بلادرنگ نویسندگان از ساختار و خواص الکتروشیمیایی نانوصفحات نشان داد که نانوخوشه‌های پلاتین که به طور یکنواخت روی نانوصفحات لنگر انداخته‌اند، فعال‌سازی حساسیت ایزوپرن را کاتالیز می‌کنند و منجر به عملکرد فوق حساس می‌شوند.

در نهایت، برای نشان دادن کاربرد پزشکی بالقوه این حسگرها، محققان نانوپولک‌های Pt@InNiO x را در یک دستگاه حسگر قابل حمل جاسازی کردند. آنها نفس جمع‌آوری‌شده از ۱۳ نفر که پنج نفر از آنها مبتلا به سرطان ریه بودند را به دستگاه دادند. این دستگاه سطح ایزوپرن زیر ۴۰ ppb را در نمونه‌های شرکت‌کنندگان مبتلا به سرطان و بالای ۶۰ ppb را در نمونه‌های شرکت‌کنندگان بدون سرطان تشخیص داد. محققان می‌گویند این فناوری حسگر می‌تواند پیشرفتی در غربالگری غیرتهاجمی سرطان ریه ایجاد کند و پتانسیل بهبود نتایج و حتی نجات جان انسان‌ها را دارد.