Ученые РФ разработали уникальный датчик для выявления диабета по дыханию

Российские исследователи создали датчик на базе графена и полимера, способный выявлять диабет и другие заболевания по выдыхаемому воздуху в реальном времени. Устройство, напечатанное на обычной офисной бумаге, с высокой точностью фиксирует молекулы, являющиеся маркерами заболеваний.

Ирина Антонова, руководитель проекта и ведущий научный сотрудник Института физики полупроводников имени А. В. Ржанова СО РАН, рассказала, что повышение чувствительности измерений стало возможным благодаря использованию нового наноструктурированного материала для датчиков. Были разработаны различные по дизайну датчики, позволяющие контролировать спектр захватываемых молекул и считывать только необходимые сигналы, указывающие на заболевания. Это дает возможность мониторинга состояния пациентов с хроническими заболеваниями в домашней обстановке. Устройство отличается низкой стоимостью и простотой в использовании.

Датчик распознает низкие концентрации ацетона, аммиака и других веществ в выдыхаемом воздухе, уровень которых повышается при сахарном диабете, сердечной недостаточности или заболеваниях почек. Устройство представляет собой тонкую пленку, которую легко прикрепить к медицинской маске, что делает его удобным для применения в медицинских учреждениях, включая непрерывный мониторинг дыхания во время операций.

Принцип работы датчика основан на изменении электрического тока под воздействием газов, захватываемых его поверхностью. Результаты измерений отображаются на экране в графической форме. Высокая чувствительность датчика позволяет отслеживать динамику уровня глюкозы в крови после приема пищи.

Испытания устройства прошли на 32 добровольцах, включая здоровых людей, пациентов с диабетом и человека, перенесшего инфаркт миокарда. Датчик успешно выявил повышенный уровень ацетона в выдыхаемом воздухе у больных.

В отличие от большинства портативных медицинских устройств, измеряющих только физические параметры, такие как пульс или артериальное давление, новый датчик обеспечивает химический анализ дыхания и является более доступным для широкого использования. Разработка ведется совместно с Объединенным институтом высоких температур РАН при финансовой поддержке Российского научного фонда.