Вдохните – выдохните, и узнайте, зарождается ли у вас диабет
21.08.2025
Согласно данным CDC, среди примерно 38 миллионов диабетиков почти каждый пятый даже не подозревают о наличии у себя этого заболевания (1). Что касается преддиабета — состояния, при котором уровень сахара в крови превышает норму, — восемь из десяти человек также остаются в неведении.
Сегодня диагностика диабета проводится путем анализа крови в больнице или лаборатории, при этом ночь перед процедурой необходимо поголодать, но в некоторых случаях требуется тестирование в течение нескольких дней подряд.
Специалисты уже пытались разработать неинвазивный (без проникновения в организм) тест, выявляющий диабет посредством измерения уровня глюкозы в поте пациента, однако многие находят этот процесс неприятным и подобные тесты пока не получили широкого распространения. Простой тест, выявляющий оба состояния, мог бы поспособствовать изменению образа жизни человека либо для лечения диабета, либо для предотвращения его развития.
В стремлении усовершенствовать методы диагностики диабета учёные из Университета штата Пенсильвания сосредоточились на его маркерах в дыхании, в частности ацетоне. Этот химический элемент вырабатывается человеком в результате сгорания жиров, однако, если его концентрация в выдыхаемом воздухе превышает 1,8 частей на миллион, то это признак диабета.
«Хотя существующие датчики способные обнаружить глюкозу в поте, они требуют стимуляции потоотделения посредством физических упражнений, воздействия химических веществ или посещения сауны, что не всегда удобно и практически применимо», — говорит ведущий автор исследования Хуаньюй Чэн (Huanyu "Larry" Cheng). «Наш же сенсор требует лишь выдоха в пакетик, в который мы опустим датчик и подождём несколько минут».
Чтобы создать датчик, Чэн и его команда использовали лазер для обработки листа полиимидной пленки, что превратило её в пористую форму графена.
«Это похоже на поджаривание хлеба — если его пережарить, он почернеет, превратившись в черный углерод», — пояснил Чэн. «Настроив параметры лазера, такие как мощность и скорость, мы можем превратить полиимид в многослойную, пористую графеновую структуру».
Отверстия в графене имеют оптимальный размер для захвата молекул газообразного ацетона, однако чистый графен оказался недостаточно избирательным. Тогда исследователи объединили его с молекулярным ситом из оксида цинка, а также снабдили мембраной, препятствующей проникновению водяных частиц из выдыхаемого воздуха.
Получилась тонкая полоска, чрезвычайно чувствительная к признакам как диабета, так и преддиабета, причем её можно снова использовать уже через 23 секунды.
Исследование было опубликовано в Chemical Engineering Journal.
В настоящее время пациентам необходимо выдыхать в специальный мешочек, что учёные хотели бы изменить. Они работают над тем, чтобы разместить датчик непосредственно под носом человека или встроить его в маску, чтобы ещё более упростить тестирование.
Учёные полагают, что их сенсор помимо диагностики диабета сможет выявлять и другие заболевания.
«Когда мы лучше поймём, как концентрация ацетона в выдыхаемом воздухе меняется в зависимости от питания и физической активности — подобно тому как колебания глюкозы в крови зависят от принимаемой пищи, — то откроем захватывающие возможности использования данного метода для широкого спектра целей, выходящих далеко за рамки диагностики диабета», — считает Чэн.
Ссылка: 1.https://www.cdc.gov/diabetes/about/index.html
Источник: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894725056931
