Innovación tecnológica de hoy permite a los usuarios de teléfonos inteligentes para el diagnóstico de enfermedades graves como la diabetes o el cáncer de pulmón con rapidez y eficacia por estar respirando en un pequeño aparato, un sensor de respiración nanofibras, montado en los teléfonos.
Il-Doo Kim, Profesor Asociado de Ciencia de los Materiales e Ingeniería en el Instituto Superior Coreano de Ciencia y Tecnología (KAIST), y su equipo de investigadores han publicado recientemente un documento de tapa titulada "Thin-Wall montado SnO2 fibras funcionalizadas por nanopartículas catalíticas Pt y su Superior exhalado con sensor Propiedades para el diagnóstico de la diabetes ", en una revista académica, Advanced Functional Materials, en el desarrollo de un sensor de alta sensibilidad exhalado aliento utilizando fibras SnO2 jerárquicas que se ensamblan de arrugas finas SnO2 nanotubos.
En el papel, el equipo de investigación presenta una evolución morfológica de SnO2 fibras, llamado micro-separaciones de fase, que tiene lugar entre polímeros y otros solutos disueltos cuando la variación de la tasa de flujo de una alimentación de solución electrospinning y la aplicación de un tratamiento térmico posterior después.
Los cambios morfológicos en los resultados de nanofibras que tienen la forma de un cilindro abierto en cuyo interior de película delgada SnO2 nanotubos son capas y luego enrolladas. Un número de poros alargados que van desde 10 nanómetros (nm) a 500 nm de longitud a lo largo de la dirección de la fibra se formaron en la superficie de las fibras de SnO2, permitiendo que las moléculas de gas exhalado a permean fácilmente las fibras. La pared interior y exterior de los tubos de SnO2 se recubre uniformemente con nanopartículas catalíticas de platino (Pt). De acuerdo con el equipo de investigación, altamente porosas SnO2 fibras, sintetizados por eletrospinning a una velocidad de flujo alta, mostraron respuestas acetona cinco veces más que la de los densos SnO2 nanofibras creadas bajo un caudal bajo. El recubrimiento de Pt catalizador acorta el tiempo de respuesta de gas de las fibras dramáticamente.
El análisis de la respiración para la diabetes se basa en gran medida en una prueba de aliento de acetona acetona porque es uno de los compuestos orgánicos volátiles (COV específicos) producidas en el cuerpo humano para señalar la aparición de enfermedades particulares.En otras palabras, son biomarcadores para predecir ciertas enfermedades tales como la acetona para la diabetes, tolueno para el cáncer de pulmón, y el amoníaco por el mal funcionamiento del riñón. Análisis de aliento para una evaluación médica ha llamado mucho la atención porque es menos intrusivo que el examen médico convencional, así como rápido y cómodo, y el medio ambiente, dejando casi sin residuos biológicos peligrosos.
Diversas técnicas de detección de gas-se han adoptado para analizar compuestos orgánicos volátiles, incluyendo espectroscopía de masas-cromatografía de gases (GC-MS), pero estas técnicas son difíciles de incorporar en sensores de gas en tiempo real portátiles debido a que el equipo de prueba es voluminoso y caro, y su funcionamiento es más complejo. Sensores de gases basados chemiresistive de óxido metálico, sin embargo, ofrecen una mayor facilidad de uso para los sensores de respiración en tiempo real portátiles.
Il-Doo Kim dijo: "nanofibras de óxido de metal catalizador cargadas sintetizados por electrohilado tienen un gran potencial para futuras aplicaciones de sensores aliento exhalado. Desde nuestra investigación, hemos obtenido los resultados que Pt recubiertos SnO2 fibras son capaces de identificar con rapidez y precisión la acetona o tolueno, incluso a concentración muy baja de menos de 100 partes por mil millones (ppb). "
El nivel de acetona exhalado de pacientes con diabetes excede de 1,8 partes por millón (ppm), que es de dos a seis veces mayor que la (0,3-0,9 ppm) de las personas sanas. Por lo tanto, una detección altamente sensible que responde a la acetona por debajo de 1 ppm, en presencia de otros gases exhalados, así como bajo el ambiente húmedo de la respiración humana, es importante para un diagnóstico preciso de la diabetes. Además, dijo el profesor Kim, "una concentración rastro de tolueno (30 ppb) en aire exhalado es considerado como un síntoma temprano distintivo del cáncer de pulmón, lo que hemos sido capaces de detectar con la respiración probador prototipo. "
El equipo de investigación ahora ha sido el desarrollo de una matriz de sensores de respiración utilizando diversos catalizadores y un número de fibras de semiconductor de óxido de metal, que ofrecen a los pacientes un diagnóstico fácil en tiempo real de las enfermedades.
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