Fujitsu ha anunciado recientemente que ha desarrollado un sensor de respiración portátil que permite medir rápidamente la concentración de los componentes específicos de gas, como el amoníaco, que se incluyen en bajas concentraciones en el aliento de la gente y se sugieren estar correlacionado con enfermedades de estilo de vida. Este sensor hace que sea fácil de identificar moléculas que anteriormente sólo se pudieron identificar con grandes instrumentos de análisis.
Centrándose en la relación que existe entre el amoníaco y el metabolismo del hígado, así como entre el amoníaco y la infección por Helicobacter pylori ( H. pylori), que es un factor de riesgo para el cáncer de estómago, Fujitsu Laboratories aplica la característica de amoniaco - adsorción de las películas de bromuro de cobre, para desarrollar con éxito un dispositivo sensor que mide pequeñas cantidades de amoníaco en el aliento de una persona a un diferencial de sensibilidad que es aproximadamente 2.500 veces mayor que la de otros gases.
Además, mediante la aplicación de esta tecnología, Fujitsu Laboratories se convirtió en el primero en el mundo para tener éxito en un experimento que detecta selectivamente nonanal, que es un biomarcador candidato para el cáncer de pulmón. Fujitsu Laboratories tratará de aumentar los tipos de gases se puede medir con el fin de crear un dispositivo sensor que es tan fácil de usar como un termómetro en el cribado para las personas que deben someterse a exámenes más detallados para la detección precoz de enfermedades de estilo de vida.
Acerca de esta Tecnología
Las principales características de la tecnología son las siguientes:
1. Sensor sensible que mide sólo amoniaco
Los iones de cobre en bromuro de cobre, se someten a una adsorción reversible con moléculas de amoníaco. Haciendo uso de esta propiedad, Fujitsu Laboratories desarrolló un sensor en el que la composición de espesor de la película de bromuro de cobre, que se han optimizado para su uso como un sensor de respiración. Debido a que el suministro de electrones desde el amoniaco reduce los portadores en la película, esto tiene el efecto de aumentar la resistencia eléctrica entre los electrodos. Este fenómeno fue utilizado y las reacciones cuantificadas. Como resultado, con un diferencial de sensibilidad de 2.500 veces la de acetona, otro gas se encuentran comúnmente en la respiración, el sensor fue capaz de distinguir y medir simplemente amoniaco desde un nivel de 10 partes por mil millones (ppb).
2. Calcula rápidamente las concentraciones de amoníaco utilizando el aumento de la resistencia relativa al gas
Tomando ventaja de la alta sensibilidad del sensor, Fujitsu Laboratories desarrolló un algoritmo de medición que cuantifica la concentración de amoníaco en términos del aumento de la resistencia relativa al gas. Esto puede calcular la concentración de amoníaco dentro de los 10 segundos de la exhalación, haciendo que el sensor sea rápido y fácil de usar.
Resultados
Fujitsu Laboratorios construyó un prototipo de sensor de respiración de gas portátil con esta tecnología y lo demostró a 128 de los empleados de la compañía. En comparación con los sensores de gas compacto existentes, se encontró que tenía alrededor de 100 veces la proporción de selección para diferenciar entre los gases biológicos. Esto significa que, con una persona cuyo aliento contiene 2.000 ppb de acetona, por ejemplo, este sensor limitaría el error inducido por la acetona en lecturas de concentración de amoníaco a menos de 1 ppb, y alcanza el nivel de capacidad de análisis en la medición de amoniaco necesario para detección de la enfermedad, que es de 100 ppb.
Utilizando la misma tecnología, mediante la formación de una fina capa de moléculas de amina terciaria en la superficie del bromuro de cobre, Fujitsu Laboratorios fue capaz de producir el primer dispositivo electrónico del mundo capaz de detectar nonanal a concentraciones de 200 ppb.
Planes Futuros
Fujitsu planea continuar el desarrollo de esta tecnología para aumentar la variedad de gases que puede detectar, para poder incorporar sensores en dispositivos inteligentes y dispositivos portátiles, y para hacer análisis de gases componente de la respiración tan fácil de usar como un termómetro.
Además, con el fin de que esta tecnología sea un método útil de cribado para la detección precoz de enfermedades de estilo de vida, Fujitsu Laboratories tiene como objetivo llevar a cabo una investigación conjunta con instituciones médicas para comprobar los resultados biológicos y médicos de análisis del aliento. La compañía espera crear una tecnología que puede examinar los componentes del aliento antes de que una persona necesite ser admitido en un hospital y que sea tan fácil de usar como un termómetro, con el objetivo de haya una aplicación práctica en el año 2018.
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