Ar kada nors laukdami kraujo paėmimo gydytojo kabinete svajojote, kad būtų įmanoma gauti visą tą pačią informaciją be adatų?
Toks noras netrukus gali tapti realybe. Čikagos universiteto tyrėjų komanda sukūrė mažą, nešiojamą prietaisą, galintį rinkti molekules iš oro, o tai naujovė, galinti atverti visiškai naują požiūrį į ligų diagnostiką ir prevenciją.
Šis keturių aštuonių colių dydžio įrenginys, pavadintas ABLE, gali aptikti net ir itin retas ore esančias medžiagas. Jis jau išbandytas aptinkant gliukozės kiekį kvėpavime, bakterijas, tokias kaip E. coli, bei net uždegimo žymes, susijusias su žarnyno mikrobiomos būkle.
Mokslininkų tikslas yra padaryti tyrimus paprastesnius, greitesnius ir visai neinvazinius. Tradiciškai molekulių aptikimas vyksta iš skysčių – kraujo, šlapimo ar seilių.
Tačiau ABLE leidžia ore esančias daleles paversti skysčiu, kurį jau galima tirti turimais laboratoriniais metodais. Kaip tai veikia? Oro mėginys pirmiausia įtraukiamas į prietaisą, tuomet jame padidinamas drėgnumas, ir naudojama mažytė šaldymo sistema.
Dėl staigaus temperatūros kritimo ore esančios dalelės virsta kondensato lašais. Šie lašai nusileidžia itin slidžiu, specialiai sukurto paviršiaus latakais, ir susirenka į nedidelį rezervuarą, iš kurio gali būti paimami analizei.
Pačios kondensacijos paviršius – mikroskopiniais silicio smaigaliais padengta plokštelė, kuri padeda formuotis lašams. Vieno tokio smaigalio storis siekia maždaug 1/200 žmogaus plauko pločio.
Kvapas kaip įrodymas
Pirmasis bandymas buvo visiškai buitiškas, tyrėjas pūstelėjo garuojančios kavos įrenginio link. Kai kondensatas buvo surinktas, net nereikėjo testų – skysčio kvapas aiškiai išdavė: eksperimentas pavyko.
Tačiau rimtesni tyrimai parodė, kad įrenginys išties veikia – pavyko aptikti gliukozę kvėpavime, bakterijas ore, net žarnyno sveikatos žymes narvų ore, kuriame laikytos laboratorinės pelės.
„Tai vienas įdomiausių projektų, kuriuos esame įgyvendinę“, – sakė Bozhi Tian, vienas iš tyrimo autorių.
Jo teigimu, prietaiso pritaikymo galimybių yra išties daug: nuo ligoninių iki viešų erdvių, nuo naujagimių sveikatos stebėjimo iki cukrinio diabeto kontrolės be adatų.
Technologija, kuri gali pakeisti viską
Šios idėjos šaltinis – vizitas į Čikagos Comer vaikų ligoninės neonatologijos skyrių. Prof. Erika Claud, viena iš šio centro įkūrėjų, vis išsakydavo svajonę apie galimybę stebėti kūdikių būklę be kraujo ėmimo. Dabar tai gali tapti realybe.
„Priešlaikiniai naujagimiai yra viena pažeidžiamiausių pacientų grupių. Galimybė neinvaziniu būdu stebėti jų sveikatą būtų didžiulis proveržis“, – teigė Claud.
Šiuo metu tyrėjų komanda siekia sumažinti prietaiso dydį dar labiau, kad būtų galima jį nešioti. Taip pat planuojama bendradarbiauti su gydytojais, dirbančiais su lėtinėmis ligomis, pavyzdžiui, žarnyno uždegimais, tikimasi, kad net kvėpavime gali būti identifikuojami specifiniai žymenys.
Mokslas dar tik pradeda suprasti galimybes
Įrenginio potencialas kelia ne tik medicinines, bet ir fizikos mokslo viltis. Kaip pastebi vienas iš kūrėjų, Jingcheng Ma, šis projektas gali paskatinti naujus tyrimus apie tai, kaip ore esančios dalelės veikia fazių pokyčius, o tai jau atveria duris ir naujoms technologinėms inovacijoms.
„Šiuo metu net nežinome, kokias visas molekules galime aptikti. Ši technologija mums tik pradeda atverti akis į tai, kokia informacija slypi ore aplink mus“, – sako Ma.
Taigi, kvėpuojame ne tik deguonimi, kvėpuojame informacija. O dabar jau turime būdą ją perskaityti.
