Comb Breathalyzer est désormais mille fois plus sensible aux biomarqueurs de la maladie


L'éthylotest peigne JILA est désormais mille fois plus sensible aux biomarqueurs de la maladie

Le doctorant Qizhong Liang adapte l’alcootest à peigne de fréquence de JILA, qui utilise des couleurs et des quantités de lumière pour identifier les molécules associées aux maladies qui sont absorbées dans le tube (à gauche) avec des échantillons d’haleine. Crédit photo : R. Jacobson / NIST

Les scientifiques de la JILA ont multiplié par la sensibilité de leur test d’alcool au peigne de fréquence vieux de dix ans et peuvent identifier des biomarqueurs supplémentaires pour la maladie – maintenant quatre, avec un potentiel de six autres. Si le système de peigne validé et développé dans une conception portable, il pourrait permettre une analyse en temps et non invasive de l’haleine humaine pour détecter et surveiller les maladies. JILA est géré conjointement par le National Institute of Standards and Technology (NIST) et l’Université du Colorado Boulder.

Le système JILA « relève les empreintes digitales » des produits chimiques en mesurant les couleurs et les quantités de lumière absorbées lorsqu’un peigne à fréquence laser effectue un va-et-vient à travers des échantillons d’haleine chargés dans un tube en verre réfléchissant. Les mises à niveau récentes incluent un changement dans le spectre lumineux analysé du proche infrarouge au moyen infrarouge, où davantage de molécules absorbent la lumière, et des progrès dans les revêtements optiques et plusieurs autres technologies pour atteindre une sensibilité de détection allant jusqu’à parties par billion.

Comme décrit dans Actes de l’Académie nationale des sciences, Les boursiers NIST / JILA Jun Ye et David Nesbitt ont découvert et surveillé quatre biomarqueurs – le méthanol (CH3OH), méthane (CH4e), eau (H.2O) et une certaine forme d’eau lourde (HDO) – sur l’haleine d’un volontaire. Ce sont des indicateurs de problèmes de santé tels que les problèmes intestinaux de méthane.

Les chercheurs disent qu’il est possible de détecter six autres produits chimiques avec le même appareil : le formaldéhyde, l’éthane, le sulfure de carbonyle, l’éthylène, le sulfure de carbone et l’ammoniac. De plus, l’extension des lasers à peigne dans la gamme infrarouge devrait considérablement étendre la capacité de détection et permettre l’identification de plusieurs centaines de traces de produits chimiques respiratoires.

En 2008, les chercheurs de la JILA ont fait la démonstration d’un prototype d’analyseur alpha en peigne, mais ne l’ont pas encore développé à l’époque. Vous vous êtes à nouveau concentré sur cela, déclenché par la possibilité de tester éventuellement le COVID-19.







Les boursiers NIST / JILA Jun Ye et David Nesbitt ont construit un testeur d’alcool qui identifie les biomarqueurs de la maladie en mesurant les couleurs et la quantité de lumière absorbée lorsqu’un peigne à fréquence laser passe à travers des échantillons d’haleine dans un tube de verre. Crédit photo : J. Wang / NIST

« Nous sommes vraiment très optimistes et déterminés à amener cette à de véritables applications médicales », a déclaré Ye.

La technique analytique la plus largement utilisée dans la recherche sur l’haleine est la chromatographie en phase gazeuse combinée à la spectrométrie de masse, qui peut détecter des centaines de molécules exhalées, mais fonctionne lentement et prend des dizaines de minutes. La plupart des alcootests optiques approuvés par la Food and Drug Administration des États-Unis ne détectent qu’un seul produit chimique. Le JILA est la seule institution à avoir publié des recherches sur les dispositifs d’alpha-lyse en peigne, a déclaré Ye.

L’analyse de l’haleine est la principale application médicale des peignes de fréquence. Les peignes offrent une combinaison d’une large couverture spectrale, d’une résolution élevée et d’une sensibilité élevée, et peuvent potentiellement détecter des dizaines de produits chimiques à la fois. Entre autres avantages, le système de peigne ne nécessiterait pas de réactifs chimiques et d’installations de laboratoire complexes.

Ye et Nesbitt travaillent maintenant avec d’autres chercheurs du NIST pour développer une version compacte de l’alcootest. Le tube ne mesure que 55 centimètres de long, mais le peigne laser est fait sur mesure et un peu encombrant.


Les systèmes de peigne laser mesurent tous les gaz à effet de serre primaires dans l’air


Plus d’information:
Qizhong Liang et al., Analyse de la respiration spectroscopique multi-spécialités ultrasensible pour la surveillance et le diagnostic de la santé en temps réel, Actes de l’Académie nationale des sciences (2021). DOI : 10.1073/pnas.2105063118

Fourni par l’Institut national des normes et de la technologie

Citation: Breathalyzer est désormais mille fois plus sensible aux biomarqueurs de la maladie (2021, 4 octobre), consulté le 4 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-breathalyzer-thousandfold-sensitive-disease-biomarkers. html

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