دانشمندان دانشگاه شیکاگو دستگاهی کوچک و قابل‌حمل طراحی کرده‌اند که می‌تواند مولکول‌های موجود در هوای تنفس را جمع‌آوری و شناسایی کند.
به گزارش تکناک، این فناوری انقلابی می‌تواند جایگزین آزمایش خون شود و در مراقبت از بیماران دیابتی، نوزادان نارس و حتی تشخیص ویروس‌ها در فضاهای عمومی مورد استفاده قرار گیرد.
فهرست مطالب
تشخیص بیماری‌ها از طریق تنفس
اگر تا به حال برای آزمایش خون منتظر نوبت بوده‌اید، شاید آرزو کرده باشید که روشی بدون استفاده از آمپول وجود داشته باشد. حالا پژوهشگران دانشگاه شیکاگو دستگاه جدیدی ساخته‌اند که ممکن است این آرزو را به واقعیت تبدیل کند.
این دستگاه جدید که ABLE نام دارد (مخفف Airborne Biomarker Localization Engine) بسیار کوچک است و می‌تواند مولکول‌های موجود در هوا را جذب و تحلیل کند. این مولکول‌ها اطلاعات حیاتی درباره وضعیت سلامت فرد ارائه می‌دهند.
از دیابت تا مراقبت نوزادان نارس
دستگاه ABLE می‌تواند روزی برای شناسایی ویروس‌ها و باکتری‌های معلق در هوا در بیمارستان‌ها و اماکن عمومی، اندازه‌گیری میزان گلوکز از طریق بازدم در بیماران دیابتی، یا پایش وضعیت نوزادان نارس در بخش مراقبت‌های ویژه استفاده شود.
پروفسور بوجی تیان، یکی از محققان ارشد این پژوهش، می‌گوید: این پروژه یکی از هیجان‌انگیزترین تحقیقات ماست و کاربردهای بالقوه بسیار زیادی دارد و خوشحالیم که به مرحله اجرایی رسیده است.
این مطالعه در تاریخ ۲۱ می ۲۰۲۵ در نشریهNature Chemical Engineering منتشر شده است.
چگونه هوا به مایع تبدیل می‌شود؟
برخلاف آزمایش‌های مایعی مانند خون، تشخیص مولکول‌های موجود در هوا سال‌ها چالش‌برانگیز بوده است؛ زیرا غلظت این ذرات بسیار پایین است. پژوهشگران برای حل این مشکل، راهی یافته‌اند که هوای استنشاقی را به قطرات مایع تبدیل می‌کند.
این فرآیند شامل چهار مرحله است:
- مکش هوا توسط پمپ
- افزودن بخار آب با دستگاه رطوبت‌ساز
- خنک‌سازی برای ایجاد قطرات
- هدایت قطرات به مخزنی خاص با سطح فوق‌العاده لغزنده
مولکول‌های موردنظر در این قطرات به دام می‌افتند و سپس با ابزارهای استاندارد قابل شناسایی‌اند.
از قهوه تا التهاب روده
برای آزمون اولیه، دکتر جینگ‌چنگ ما، محقق اصلی پژوهش، بخار قهوه را وارد دستگاه کرد. تنها با استشمام بوی قهوه از مایع حاصل‌شده، موفقیت آزمایش تأیید شد.
در ادامه، محققان موفق به:
- شناسایی گلوکز از بازدم افراد
- تشخیص باکتری ای.کولای معلق در هوا
- و یافتن نشانگرهای التهابی در قفسه‌های نگهداری موش‌های دارای اختلال روده شدند
الهام از نوزادان نارس
ایده اولیه این تحقیق از بازدید پروفسور تیان از بخش مراقبت‌های ویژه نوزادان بیمارستان Comer الهام گرفت. دکتر اریکا کلود، رئیس بخش نوزادان و یکی از مدیران پروژه، می‌گوید: نوزادان نارس از آسیب‌پذیرترین بیماران هستند. این فناوری می‌تواند راهی غیرتهاجمی برای بررسی نشانگرهای زیستی فراهم کند و سطح مراقبت از این بیماران را متحول سازد.
آینده‌ای پر از کاربرد
محققان باور دارند این فناوری می‌تواند برای بیماری‌های مختلف، از جمله التهاب روده (IBD) نیز به کار رود. البته برای کاربردهای جدید، ابتدا باید فهرستی از مولکول‌های قابل‌تشخیص از طریق هوا تهیه شود.
تیم تحقیقاتی در حال کار روی کوچک‌تر کردن دستگاه است تا بتوان آن را به‌صورت پوشیدنی استفاده کرد. هم‌زمان، پژوهشگران در حال بررسی چگونگی تغییر حالت مواد در حضور ناخالصی‌های هوایی هستند.
