Diyabet teşhisi yakında bir torbaya nefes almak kadar kolay olabilir

Penn State’teki bir araştırmacının liderliğindeki bir ekip, sadece bir nefes örneği kullanarak birkaç dakika içinde diyabet ve prediyabeti yerinde teşhis etmeye yardımcı olabilecek bir sensör geliştirdi. Kaynak: Larry ChengABD’de diyabet hastası olan 37 milyon yetişkinin beşte biri diyabetinin farkında değil. Mevcut diyabet ve prediyabet teşhis yöntemleri genellikle bir doktora gitmeyi veya laboratuvar testleri yapmayı gerektiriyor; bunların her ikisi de pahalı ve zaman alıcı olabiliyor. Günümüzde ise diyabet ve prediyabet teşhisi, nefes almak kadar basit olabiliyor.

Penn State Üniversitesi Mühendislik Bilimleri ve Mekaniği Bölümü’nde James L. Henderson, Jr. Anma Doçenti olan Huanyu “Larry” Cheng liderliğindeki bir araştırma ekibi, sadece bir nefes örneği kullanarak diyabet ve prediyabeti birkaç dakika içinde yerinde teşhis etmeye yardımcı olabilecek bir sensör geliştirdi. Çalışmanın sonuçları Chemical Engineering Journal’da yayınlandı.

Önceki teşhis yöntemleri genellikle kanda veya terde bulunan glikozu kullanırdı, ancak bu sensör nefesteki aseton seviyelerini tespit eder. Herkesin nefesinde yağ yakmanın bir yan ürünü olarak aseton bulunurken, yaklaşık 1,8 ppm’lik bir eşiğin üzerindeki aseton seviyeleri diyabet belirtisidir.

Cheng, “Terdeki glikozu tespit edebilen sensörlerimiz var, ancak bunlar terlemeyi egzersiz, kimyasallar veya sauna yoluyla tetiklememizi gerektiriyor ki bu da her zaman pratik veya kullanışlı olmuyor,” dedi. “Bu sensör, sadece bir torbaya nefes vermenizi, sensörü içine batırmanızı ve sonuçları almak için birkaç dakika beklemenizi gerektiriyor.”

Cheng, daha önce başka nefes analiz sensörleri de bulunduğunu, ancak bunların laboratuvar analizi gerektiren biyobelirteçler tespit ettiğini söyledi. Aseton yerinde tespit edilip okunabildiğinden, yeni sensörler uygun maliyetli ve kullanışlıdır.

Cheng, biyobelirteç olarak aseton kullanılmasının yanı sıra, sensörün bir diğer yeniliğinin de tasarım ve malzemelerden, özellikle de lazerle oluşturulmuş grafenden kaynaklandığını söyledi . Bu malzemeyi oluşturmak için, CO2, bu çalışmadaki poliimid film gibi karbon içeren malzemeleri yakarak, algılama için istenen büyük kusurlara sahip desenli gözenekli grafen oluşturmak için kullanılır.

Cheng, “Bu, ekmeğin çok uzun süre kızartılması durumunda karbon siyahına dönüşmesine benziyor,” dedi. “Güç ve hız gibi lazer parametrelerini ayarlayarak, poliimidi az katmanlı, gözenekli grafen formuna dönüştürebiliriz.”

Araştırmacılar, lazerle oluşturulmuş grafeni, oldukça gözenekli olması, yani gazın geçmesine izin vermesi nedeniyle kullandılar. Bu özellik, nefes yoluyla dışarı atılan gaz nispeten yüksek oranda nem içerdiğinden, gaz molekülünün yakalanma şansını artırır. Ancak, lazerle oluşturulmuş grafen tek başına, diğer gazlara kıyasla aseton konusunda yeterince seçici değildi ve çinko oksit ile birleştirilmesi gerekiyordu.

Cheng, “Bu iki malzeme arasında oluşan bağlantı, asetonun diğer moleküllere göre daha seçici bir şekilde tespit edilmesini sağladı” dedi.

Cheng, bir diğer zorluğun da sensör yüzeyinin su moleküllerini emebilmesi olduğunu ve nefesin nemli olması nedeniyle su moleküllerinin hedef aseton molekülüyle rekabet edebileceğini söyledi. Bu sorunu çözmek için araştırmacılar, suyu bloke edebilen ancak asetonun katmana nüfuz etmesine izin veren seçici bir membran veya nem bariyeri tabakası geliştirdiler.

Cheng, şu anda yöntemin, ortamdaki hava akışı gibi faktörlerin müdahalesini önlemek için kişinin doğrudan bir torbaya nefes almasını gerektirdiğini söyledi. Bir sonraki adım, gazı dışarı verilen nefesin yoğunlaşmasında tespit edebildiğinden, sensörü doğrudan burnun altında veya bir maskenin iç kısmına takılabilecek şekilde geliştirmek. Ayrıca, aseton algılayan bir nefes sensörünün bireyler için sağlık girişimlerini optimize etmek amacıyla nasıl kullanılabileceğini araştırmayı planladığını da ekledi.

Cheng, “Ağızdaki aseton seviyelerinin diyet ve egzersizle nasıl değiştiğini daha iyi anlayabilirsek , tıpkı bir kişinin ne zaman ve ne yediğine bağlı olarak glikoz seviyelerinde dalgalanmalar gördüğümüz gibi, bunu diyabet teşhisinin ötesinde sağlık uygulamaları için kullanmak çok heyecan verici bir fırsat olacaktır ” dedi.

Alıntı Haber