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新型传感器可能让质谱的某种临床应用“下岗”

2017-05-25 10:31
孤身万里游
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作为代谢组学中,疾病诊断的金标准,对哮喘的代谢标志物,呼出气中氮氧化物的测试可以帮助诊断病情发展。在这方面,以往的工作一般可以由气相色谱-质谱联用仪进行,或者一些研究人员也开发了可直接进样的飞行时间质谱或其他类质谱方法,以探索临床使用的可能性。

但现在,一种传感器,可能会让这两种质谱在哮喘的预防、症断与治疗应用中“下岗”。

美国罗格斯大学的科学家开发了一种石墨烯传感器,可以早期发现哮喘,改善哮喘和其他呼吸系统疾病的管理,从而防止住院和死亡。

研究人员使用缩小的石墨烯氧化物,精确测量呼出气体浓缩物中的亚硝酸盐,从而在呼出凝结水中测量生物标志物,有助于了解分子水平的哮喘并导致有针对性的治疗。氧化还原石墨烯耐腐蚀,具有优异的电学性能,在检测生物标志物方面非常准确。

罗格斯大学电气和计算机工程系助理教授Mehdi Javanmard说:“我们的愿景是开发一种可以让哮喘或另一种呼吸系统疾病患者在颈部或手腕上佩戴的装置,并定期对其进行预测,以预测哮喘发作或其他问题。”。 “它推进了个性化和精密医学领域”。

“呼吸浓缩物中的亚硝酸盐水平是呼吸道炎症的有希望的生物标志物。使用快速,简单的方法来测量它可以帮助哮喘确定空气污染物是否影响它们,以便更好地管理药物和身体活动的使用。”合作研究者,罗格斯环境与职业健康科学研究所(EOHSI)教授Clifford Weisel说,“它也可以在医生办公室和急诊部门使用,以监测各种抗炎药物的有效性,以优化治疗。”

Javanmard和他的研究小组在Microsystems & Nanoengineering在线发表了他们的研究报告(Toward Point-of-Care Management of Chronic Respiratory Conditions: Electrochemical Sensing of Nitrite Content in Exhaled Breath Condensate using Reduced Graphene Oxide)。

导致气道炎症和阻塞气流的哮喘影响全球约3亿人。美国的1770万成年人和630万儿童在2014年被诊断患有哮喘。症状包括咳嗽,喘息,呼吸急促和胸闷。其他严重的肺部疾病包括慢性阻塞性肺疾病(COPD),其包括肺气肿和慢性支气管炎。

今天用于诊断和监测哮喘的非侵入性方法在表征气道炎症的性质和程度方面是有限的,并且需要昂贵的,庞大的设备,使患者不能容易地与它们保持一致。这些方法包括测量呼吸能力的肺量计,以及呼出一氧化氮的测试,这是呼吸道炎症的指标。研究表明,迫切需要改进微创方法进行分子诊断和监测哮喘。

下一步是开发便携式可穿戴系统,可在5年内在市场上销售。研究人员还设想扩大设备可以检测和测量的炎症生物标志物的数量。

Javanmard说:“仅在美国,过敏性炎症,哮喘和各种呼吸道疾病正在上升,因此可以帮助诊断,监测和管理这些病症的设备将面临高需求。

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