チューリッヒ工科大学の研究者らは、私たちが呼吸する空気など、90パーセントを超える極めて高い湿度レベルでも非常に正確に動作し、20ppbのアセトンも測定できるセンサーの開発に成功した。チューリッヒ工科大学プロセス工学研究所のソティリス・プラツィニス教授らは、専門誌「ACS Analytical Chemistry」の最新号で新しいセンサーを発表した。
科学者らは金電極を含むキャリア材料からセンサーを構築し、酸化タングステンのナノ粒子でできた極めて薄い半導体膜でコーティングした。センサーの感度を向上させるために、研究者らはシリコンを追加しました。混合物は2200度以上に加熱された炎の中で作られます。ナノ粒子は雲となって上昇し、キャリア基板に付着します。研究者は同時にキャリア基板を水で冷却します。この急速な加熱と冷却により、電極上にガラス状の半導体層が形成されます。
科学者たちは、高解像度の電子顕微鏡を使用して、蒸着された材料が異常なスポンジ状の構造をしているかどうかを観察します。アセトン分子はこれらの細孔に捕らえられ、酸化タングステンと反応し始めます。呼吸する空気にアセトンが多く含まれていると、材料の電気抵抗が低下します。電極間により多くの電流が流れ、それに応じて強い信号が生成されます。ただし、アセトン濃度が低い場合は抵抗が残ります。
便利で使いやすいデバイスは、糖尿病患者にとって大きな進歩となるでしょう。これを利用すれば、自分の血糖値を簡単かつ簡単に測定できます。今日に至るまで、彼らは血液サンプルを採取しなければなりません。新しい装置があれば、毎日指先を刺す必要がなくなる。このセンサーは病院の緊急治療室でも役立つ可能性がある。そこでは、患者が糖尿病性ケトアシドーシスに罹患しているかどうかを判断するのは簡単です。このセンサーはまだプロトタイプとしてのみ入手可能です。 「私たちは現在、日常使用に適した測定装置を開発する医療パートナーを探しています」とソティリス・プラツィニス氏は言います。 ETH教授はまた、将来的には、新しいセンサーを使って呼吸する空気中の他の病気を検出できるようになることを期待している。
病気を診断するための非侵襲的方法はますます重要になっています。呼吸空気の分析が中心となります。早くて安くて使いやすいです。私たちが呼吸する空気は、主に窒素、酸素、二酸化炭素の混合物、水、および 1,000 種類以上の揮発性物質で構成されており、そのうちのいくつかは非常に低濃度でしか存在しません。これらには、体が自ら生成する揮発性有機化合物が含まれます。 1 型糖尿病のアセトンなど、特定の疾患に典型的なものやマーカーとして機能するものもあります。
