Le capteur de souffle portable pour détecter les maladies de style de vie?
Quelles maladies de mode de vie sont pensés pour être détectables par l'analyse de l'haleine?
En général, on pense qu'il existe un lien entre les concentrations d'ammoniaque et d'une maladie du foie, comme la stéatose hépatique et la cirrhose, Helicobacter pylori (H. pylori), et l'insuffisance rénale.
De plus, la corrélation entre ces maladies et d'autres maladies, comme l'hypertension, est élevé. De même, les liens entre l'acétone et de l'obésité et le diabète sont rapportés. En outre, des recherches sont menées intensivement pour la découverte précoce des cancers, y compris le cancer du poumon, en utilisant des composés organiques volatils (COV).
Les concentrations de recherche reliant de ces gaz avec des maladies est effectuée dans les établissements de recherche médicale. Fujitsu Laboratories a atteint le stade d'avoir une technologie développée qui mesure la concentration d'ammoniac dans le souffle. La recherche médicale est la prochaine étape.
Quels sont les principaux défis à analyser les composants de souffle?
Le souffle humain contient plus de 200 composés gazeux. Ces composés comprennent les gaz présents dans l'environnement de l'atmosphère et dans la bouche, ainsi que les composés dans le sang qui sont vaporisés dans les poumons. Ces composés et proportions varient selon les individus.
En outre, comme les gaz ayant des caractéristiques similaires chimiques de réduction (et des gaz avec des poids moléculaires similaires) coexistent, il est difficile de distinguer entre les mesurer en utilisant un capteur de gaz.
La méthode de nez électronique, avec laquelle de nombreux capteurs de gaz sont utilisés pour analyser les schémas de réponse, est relativement rapide; Toutefois, il ne résout pas fondamentalement les problèmes ci-dessus.
Pour les analyses précises de ces gaz, il a été nécessaire pour un opérateur formé pour passer du temps effectuer des mesures substantielles avec coûteux gros équipements d'analyse, à grande échelle, tels que chromatographie en phase gazeuse.En tant que tel, il y a eu envie de petits appareils d'analyse rapides.
De plus, dans les méthodes d'analyse lente, le souffle est capté dans un sac pour l'analyse de l'équipement. Mais, comme le souffle est très humide, la condensation se forme sur la surface intérieure du sac une fois que la température du contenu du sac diminue au-dessous de la température corporelle. En particulier, l'ammoniac comme gaz est un composé très soluble dans l'eau, ce qui provoque sa concentration à baisser rapidement, ce qui entraîne des mesures imprécises.
Pouvez-vous s'il vous plaît décrire le capteur de souffle portable que Laboratories Fujitsu ont développé?
Comment la technologie à surmonter ces défis?
L'ammoniac est contenue dans le souffle de tout le monde. En tant que tel, nous chez Fujitsu Laboratories a décidé que nous devrions développer un capteur de souffle qui mesure avec précision l'ammoniac.
Après avoir enquêté sur une gamme de matériaux, nous avons choisi de cuivre bromure pour sa capacité à adsorber sélectivement des molécules d'ammoniac et parce que pendant cette adsorption un changement électrique se produit. Cela nous a permis de développer un dispositif unique capteur de gaz.
Le nouveau dispositif de capteur et une section transversale au microscope électronique photo du cuivre film de bromure
Contrairement aux capteurs de gaz communs, tels que ceux qui utilisent de l'oxyde d'étain ou une méthode électrochimique, les molécules d'ammoniac ne sont pas décomposés ou forcées à réagir; Par conséquent, le capteur, en fonction des propriétés de cuivre , le bromure, répond à peine aux gaz autres que l'ammoniac, ce qui permet des mesures avec un niveau encore jamais vu de la sélectivité.
Nous avons également développé un algorithme de mesure par le taux de variation de la résistance, ce qui permet des mesures à remplir en seulement 10 secondes. Avec cette technologie, le patient doit seulement expirez directement dans le dispositif, sans un sac de collecte, pour la mesure.
Quelle est la sensibilité de la technologie?
La technologie de mesure quantitative d'ammoniac dans l'air expiré dans un intervalle de 10 parties par milliard à plusieurs parties par million. Pendant ce temps, sa sensibilité à d'autres gaz est extrêmement faible, répondant à peine.
En d'autres termes, la sélectivité pour l'ammoniac est extrêmement élevé. Par exemple, la différence de sensibilité à l'acétone, ce qui est souvent présent dans le souffle, est d'environ 2500 fois.
Les principes de fonctionnement et les avantages du capteur de souffle nouvellement développé
Quel est nonanal et comment Fujitsu Laboratories a réussi à détecter sélectivement?
Nonanal est un composé aldéhyde répondant à la formule chimique C9H18O. Aldéhydes avec un nombre élevé de carbone, tels que le nonanal, on trouve souvent sur la respiration des personnes souffrant d'un cancer du poumon, comme cela a été rapporté dans diverses recherches médicales.
En formant un film d'amine tertiaire extrêmement mince sur la surface du cuivre (I) bromure et modifiant le bromure de cuivre (I) pour améliorer l'affinité avec des aldéhydes, nous avons réussi à détecter sélectivement nonanal.
Actuellement, la technologie est capable de détecter nonanal à une concentration de 200 parties par milliard, soit une sensibilité inférieure à celle du capteur d'ammoniac.La réponse est aussi plus lent. Nous allons continuer avec des améliorations technologiques avant d'ajouter la technologie à notre capteur de souffle.
Prévoyez-vous augmenter les types de gaz, la technologie peut mesurer? Quels gaz prévoyez-vous de se concentrer sur et pourquoi?
Après l'ammoniac, le prochain, le gaz biologique commune que nous prévoyons de soutenir est l'acétone. Dans le domaine de la biochimie, en commençant avec de l'ammoniac et de l'acétone, il existe de nombreux types de gaz provenant de l'organisme pour lequel la génération (métabolique), le mécanisme a été mis en place.Nous prévoyons d'augmenter les types de gaz qui peuvent être mesurés, en se concentrant sur ces gaz.
Le capteur prototype de souffle de Fujitsu, l' affichage des résultats sur un smartphone(à l' écran de texte, de haut en bas) des résultats de mesure, Résultat:. 360,0 ppb,valeur Déviation: 50, Évaluation: Normale
Quelle importance pensez-vous l'analyse d'haleine sera dans l'avenir de la détection des maladies de style de vie?
Les patients au Japon sont souvent soumis à de longues attentes dans les cliniques et les traitements et les items de test sont souvent décidées après un bref examen. Les temps d'attente augmentent lorsque le patient a besoin d'autres tests.
Une préoccupation est que le Japon devienne une société plus âgée démographiquement, cette tendance continuera à se détériorer. Nous espérons que par la mesure de composés de gaz sur la respiration pendant attente initiale du patient, les conditions de respiration peuvent être utilisés comme une source d'information vitale signe lors de l'examen, ce qui pourrait améliorer l'efficacité des diagnostics et de tests plus en profondeur.
Nous pensons que, pour permettre l'utilisation ci-dessus, l'analyse de l'haleine doit être pratique et facile à tenir, facile à utiliser et offrant un résultat rapidement. Une fois que le capteur est suffisamment pratique, les personnes non diagnostiquées comme malades peuvent facilement mesurer leurs composants à couper le souffle, qui nous l'espérons aider la découverte précoce des maladies de style de vie.
Quels sont les plans futurs Fujitsu Laboratories de en termes de développement de cette technologie?
Notre objectif est de développer un produit qui est utilisé dans la pratique clinique.Pour atteindre cet objectif, nous poursuivons le développement de la technologie. De plus, nous cherchons la collaboration avec des instituts de recherche médicale. La recherche est en cours et nous invitons les réponses des institutions intéressées.