Usando fibra óptica de núcleo oco como uma célula de gás sensível, pesquisadores no Japão desenvolveram um sensor relativamente simples e acessível para monitorar biomarcadores na respiração humana em baixas concentrações. Traços de gases exalados pelo nariz e pela boca oferecem pistas de problemas respiratórios, como asma, bem como outras oportunidades de rastreio de saúde fáceis de administrar.

Os cientistas da Tohoku University explicaram como seu dispositivo funciona na revista Sensors, usando isopreno como exemplo. O isopreno é um indicador conhecido da síntese do colesterol e pode oferecer informações valiosas sobre o metabolismo do paciente. Medições da respiração feitas de voluntários ao longo do dia permitiram aos pesquisadores rastrear as mudanças nos níveis de isopreno após atividades como exercícios ou alimentação.

A análise da respiração atraiu muita atenção porque não é invasiva e tem o potencial de informar os usuários sobre uma variedade de tópicos de saúde. Contudo, a detecção de biomarcadores presentes em baixas concentrações geralmente requer sistemas de laboratório volumosos e caros. Os cientistas japoneses acreditam que seu sensor abre caminho para uma solução mais portátil e acessível.

A chave para o sucesso do aparelho do grupo é um fibra óptica de núcleo oco, que é revestido internamente com uma película reflexiva. Os participantes respiram em um tubo de conexão que orienta os gases exalados para o núcleo da fibra, onde o conteúdo é exposto à luz ultravioleta acionada por laser. Um detector colocado no final do caminho óptico destaca todas as porções do sinal de luz que são absorvidas quando a emissão ultravioleta passa pela amostra de gás. E essa série de chamados 'picos de absorção' forma uma assinatura química que revela quais moléculas estão presentes. A combinação de um longo caminho de feixe e emissão de alta intensidade melhora a medição, assim, mesmo os produtos químicos presentes em níveis de partes por bilhão podem ser detectados.