Disposable breath sensor has potential for diagnosis. Il sensore monouso del respiro ha il potenziale per la diagnosi

Disposable breath sensor has potential for diagnosis and air monitoring / Il sensore monouso del respiro ha il potenziale per la diagnosi e il monitoraggio dell'aria

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

The researchers made sensors from porous thin films of organic conductive plastics with the goal of portable, disposable devices for medical and environmental monitoring.

I ricercatori hanno fatto sensori di film sottili porosi di plastica conduttiva organica con l'obiettivo di dispositivi portatili e monouso per il monitoraggio medico e ambientale.

Based on a porous polymer film, highly-sensitive sensors can detect trace compounds in breath or toxins in air

The result of research by chemists and biomedical engineers at the University of Illinois at Urbana-Champaign, the sensors are made from films of semiconducting plastics. They are capable of detecting molecules in breath at levels far too low to smell, but which are significant for human health.
Other attempts at making sensors from these materials have not achieved the required sensitivity, but Prof Ying Diao’s group discovered that the reactive sites in the material were not on the surface, but buried inside the polymer’s structure.
To allow the target molecules to reach these sites, the team devised a method of making the films so that they had a porous structure.
“We developed this method to directly print tiny pores into the device itself so we can expose these highly reactive sites,” Diao said. “By doing so, we increased the reactivity by ten times and can sense down to one part per billion.”
In their first demonstration of the technique, described in a paper in the journal Advanced Materials, the team made a film that can detect traces of ammonia in breath: a marker for kidney diseases. By changing the composition of the sensor, it could be made sensitive to other compounds; they have also made a sensor to detect formaldehyde, which is found in the air in new or refurbished buildings and poses health hazards.
“We would like to be able to detect multiple compounds at once, like a chemical fingerprint,” Diao said. “It’s useful because in disease conditions, multiple markers will usually change concentration at once. By mapping out the chemical fingerprints and how they change, we can more accurately point to signs of potential health issues.”
Diao explained that such small, cheap sensors could be a boon for healthcare. “In the clinical setting, physicians use bulky instruments, basically the size of a big table, to detect and analyse these compounds. We want to hand out a cheap sensor chip to patients so they can use it and throw it away,” he said.

ITALIANO

Basati su un film poroso polimerico, i sensori altamente sensibili possono rilevare composti di traccia in respiro o tossine nell'aria
Il risultato della ricerca di chimici e ingegneri biomedici presso l'Università di Illinois a Urbana-Champaign, sono sensori fatti da film di plastica semiconduttori. Sono in grado di individuare le molecole nel respiro a livelli troppo bassi per l'odore, ma che sono significativi per la salute umana.
Altri tentativi di effettuare sensori da questi materiali non hanno raggiunto la sensibilità richiesta, ma il gruppo di Prof Ying Diao ha scoperto che i siti reattivi nel materiale non erano in superficie, ma all'interno della struttura del polimero.
Per consentire alle molecole di destinazione di raggiungere questi siti, il gruppo ha elaborato un metodo per rendere i film in modo da avere una struttura porosa.
"Abbiamo sviluppato questo metodo per stampare direttamente piccoli pori nel dispositivo in modo da poter esporre questi siti altamente reattivi", ha detto Diao. "Facendo questo, abbiamo aumentato la reattività di dieci volte e possiamo sentire fino a una parte per miliardo".
Nella loro prima dimostrazione della tecnica, descritta in un documento della rivista Advanced Materials, il gruppo ha realizzato un film in grado di rilevare tracce di ammoniaca nel respiro: un marcatore per le malattie renali. Cambiando la composizione del sensore, potrebbe essere sensibile ad altri composti; Hanno anche fatto un sensore per rilevare la formaldeide, che si trova nell'aria in edifici nuovi o ristrutturati e pone rischi per la salute.
"Vorremmo essere in grado di individuare più composti contemporaneamente, come una impronta chimica", ha detto Diao. "È utile perché in condizioni di malattia, i marcatori multipli cambieranno solitamente la concentrazione in una sola volta. Individuando le impronte chimiche e come cambiano, possiamo più precisamente indicare i segni di potenziali problemi di salute ".
Diao ha spiegato che tali piccoli sensori economici potrebbero essere un vantaggio per la sanità. "Nell'ambiente clinico, i medici usano strumenti ingombranti, fondamentalmente la dimensione di un grande tavolo, per rilevare e analizzare questi composti. Vogliamo distribuire un sensore con aBasati su un film poroso polimerico, i sensori altamente sensibili possono rilevare composti di traccia in respiro o tossine nell'aria
Il risultato della ricerca di chimici e ingegneri biomedici presso l'Università di Illinois a Urbana-Champaign, i sensori sono fatti da film di plastica semiconduttori. Sono in grado di individuare le molecole in respiro a livelli troppo bassi per l'odore, ma che sono significativi per la salute umana.
Altri tentativi di effettuare sensori da questi materiali non hanno raggiunto la sensibilità richiesta, ma il gruppo di Prof Ying Diao ha scoperto che i siti reattivi nel materiale non erano in superficie, ma sepolti all'interno della struttura del polimero.
Per consentire alle molecole di destinazione di raggiungere questi siti, il team ha elaborato un metodo per rendere i film in modo da avere una struttura porosa.
"Abbiamo sviluppato questo metodo per stampare direttamente piccoli pori nel dispositivo in modo da poter esporre questi siti altamente reattivi", ha detto Diao. "Facendo questo, abbiamo aumentato la reattività di dieci volte e possiamo sentire fino a una parte per miliardo".
Nella loro prima dimostrazione della tecnica, descritta in un documento della rivista Advanced Materials, la squadra ha realizzato un film in grado di rilevare tracce di ammoniaca in respiro: un marcatore per le malattie renali. Cambiando la composizione del sensore, potrebbe essere sensibile ad altri composti; Hanno anche fatto un sensore per rilevare la formaldeide, che si trova nell'aria in edifici nuovi o ristrutturati e pone rischi per la salute.
"Vorremmo essere in grado di individuare più composti contemporaneamente, come una impronta chimica", ha detto Diao. "È utile perché in condizioni di malattia, i marcatori multipli cambieranno solitamente la concentrazione in una sola volta. Individuando le impronte chimiche e come cambiano, possiamo più precisamente indicare i segni di potenziali problemi di salute ".
Diao ha spiegato che tali piccoli sensori economici potrebbero essere un vantaggio per la sanità. "Nell'ambiente clinico, i medici usano strumenti ingombranti, fondamentalmente la dimensione di un grande tavolo, per rilevare e analizzare questi composti. Vogliamo distribuire un  sensore con chip a basso costo ai pazienti in modo che possano usarlo e buttarlo via ", ha detto. 



Da:

https://www.theengineer.co.uk/disposable-breath-sensor-has-potential-for-diagnosis-and-air-monitoring/?cmpid=tenews_3436691