p A inovação tecnológica de hoje permite aos usuários de smartphones diagnosticar doenças graves, como diabetes ou câncer de pulmão, de forma rápida e eficaz, simplesmente respirando em um pequeno dispositivo, um sensor de respiração de nanofibra, montado nos telefones. p Il-Doo Kim, Professor Associado do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST), e sua equipe de pesquisa publicou recentemente um artigo de capa intitulado "Fibras SnO2 Montadas em Parede Fina Funcionalizadas por Nanopartículas Catalíticas de Pt e suas Propriedades Superiores de Detecção da Respiração Exalada para o Diagnóstico de Diabetes, "em um jornal acadêmico, Materiais Funcionais Avançados (Edição de 20 de maio), no desenvolvimento de um sensor de respiração exalada altamente sensível usando SnO hierárquico ₂ fibras que são montadas a partir de SnO fino enrugado ₂ nanotubos.

p No papel, a equipe de pesquisa apresentou uma evolução morfológica das fibras de SnO2, chamadas separações de micro fases, que ocorre entre polímeros e outros solutos dissolvidos ao variar a taxa de fluxo de uma alimentação de solução de eletrofiação e aplicar um tratamento térmico subsequente.

p A mudança morfológica resulta em nanofibras que têm a forma de um cilindro aberto dentro do qual nanotubos de película fina de SnO2 são dispostos em camadas e, em seguida, enrolados. Uma série de poros alongados variando de 10 nanômetros (nm) a 500 nm de comprimento ao longo da direção da fibra foram formados na superfície das fibras de SnO2, permitindo que as moléculas de gás exalado permeiem facilmente as fibras. As paredes interna e externa dos tubos de SnO2 são uniformemente revestidas com nanopartículas de platina catalítica (Pt). De acordo com a equipe de pesquisa, fibras de SnO2 altamente porosas, sintetizado por eletrospinning em uma alta taxa de fluxo, mostraram respostas de acetona cinco vezes mais altas do que as nanofibras densas de SnO2 criadas sob uma taxa de fluxo baixa. O revestimento catalítico de Pt também reduziu drasticamente o tempo de resposta das fibras ao gás.

p A análise da respiração para diabetes é amplamente baseada em um teste de respiração com acetona porque a acetona é um dos compostos orgânicos voláteis (VOC) específicos produzidos no corpo humano para sinalizar o início de doenças específicas. Em outras palavras, eles são biomarcadores para prever certas doenças, como acetona para diabetes, tolueno para câncer de pulmão, e amônia para mau funcionamento renal. A análise da respiração para avaliação médica atraiu muita atenção porque é menos intrusiva do que o exame médico convencional, além de rápido e conveniente, e ecologicamente correto, deixando quase nenhum resíduo de risco biológico.

p Várias técnicas de detecção de gás foram adotadas para analisar VOCs, incluindo cromatografia gasosa-espectroscopia de massa (GC-MS), mas essas técnicas são difíceis de incorporar em sensores de gás portáteis em tempo real porque o equipamento de teste é volumoso e caro, e sua operação é mais complexa. Sensores de gás quimiossistivo à base de óxido metálico, Contudo, oferecem maior usabilidade para sensores de respiração portáteis em tempo real.

p Il-Doo Kim disse, "As nanofibras de óxido de metal carregadas com catalisador sintetizadas por eletrofiação têm um grande potencial para futuras aplicações de sensores de respiração exalada. De nossa pesquisa, obtivemos os resultados de que SnO revestido com Pt ₂ as fibras são capazes de identificar prontamente e com precisão acetona ou tolueno, mesmo em concentrações muito baixas, inferior a 100 partes por bilhão (ppb). "

p O nível de acetona exalado de pacientes com diabetes excede 1,8 partes por milhão (ppm), which is two to six-fold higher than that (0.3-0.9 ppm) of healthy people. Portanto, a highly sensitive detection that responds to acetone below 1 ppm, in the presence of other exhaled gases as well as under the humid environment of human breath, is important for an accurate diagnosis of diabetes. Além disso, Professor Kim said, "a trace concentration of toluene (30 ppb) in exhaled breath is regarded to be a distinctive early symptom of lung cancer, which we were able to detect with our prototype breath tester."

p The research team has now been developing an array of breathing sensors using various catalysts and a number of semiconducting metal oxide fibers, which will offer patients a real-time easy diagnosis of diseases.