دوربین بسیار حساس 'sniff-cam' برای تشخیص بیومارکرهای بیماری

31 جولای 2019- داشتن بوی بد دهان گاهی می تواند به معنای این باشد که فرد غذایی با بویی نافذ خورده است، اما می تواند نشان دهنده بیماری نیز باشد. ترکیبات مختلف رایحه های که از دهان یا بدن استشمام می شوند، با بیماری هایی مانند دیابت، سرطان ریه و بیماری پارکینسون در ارتباط بوده و دانشمندان را به سمت توسعه ی فناوریهایی برای اندازه گیری این مواد سوق داده است. با این حال، چالش اصلی ایجاد ابزاری است که بتواند سطح پایین تشخیصی این نشانگرهای زیستی را اندازه گیری کند. اکنون، دانشمندان در مجله ی ACS' Analytical Chemistry اعلام کردند که یک دوربین کاملاً حساس بنام "sniff-cam" ابداع کرده اند که قادر به اندازه گیری بیومارکرها در محدوده ی تشخیصی است.

پیش از ظهور فن آوریهای نوین، پزشکان باستان برای تشخیص بیماری از تنفس و بوی بدن استفاده می کردند. اما افراد سالم نیز ترکیبات آلی فرّار بوداری (VOC) را منتشر می کنند که میزان این مواد بسته به سایر عوامل مانند جنسیت و توده ی بدنی متفاوت است، بنابراین تجزیه و تحلیل آنها می تواند پیچیده تر شود. با گذشت سالها، محققان انواع مختلفی از ابزارها را برای تشخیص VOCها ایجاد کردند برای مثال برای سنجش اتانول (EtOH)که متابولیت میکروبیوم در انسان است، و می تواند نشانه ای از سطح گلوکز در بدن فرد باشد یک ابزار تشخیصی تولید شده است. اما سیستم های فعلی برای تشخیص VOC معمولاً به تجهیزات بزرگ، گران قیمت و متخصصان آموزش دیده احتیاج دارند.

پیش از این، Kohji Mitsubayashi و همکارانش یک "بیو اسنیفر" را تولید کردند که قادر به اندازه گیری VOC ها ، مانند استون( یک محصول متابولیسم لیپیدها) بود. اخیراً ، آنها نخستین نسل از sniff-cam را تولید کرده اند که می تواند انتشار اتانل را از روی پوست فردی که الکل مصرف کرده است، مجسم سازد. با این حال، محققان می خواستند این دستگاه را بهبود بخشند تا بتواند بر اساس انتشار سطح پایینی از نشانگرهای زیستی بیماریها را تشخیص دهند.

محققان نسخه ی جدیدی از دوربین sniff-cam را ساختند که هم اکنون شامل یک چراغ حلقوی ماوراء بنفش، فیلترها و یک دوربین است. در دستگاه قبلی از یک مش آنزیمی استفاده شده بود، کهEtOH  را با فرم اکسید شده ی نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید (NAD) واکنش می داد و فرم احیا شده ی فلورسنت NAD  را تولید می کرد که توسط دوربین قابل دیدن بود.

در روش جدید تصویربرداری حساسیت این سیستم بهبود یافته است به طوری که مقادیر کم EtOH قابل تشخیص می باشد. اینSniff-cam  جدید، بر روی گروهی از مردان که هیچ گونه غذا یا نوشیدنی مصرف نکرده بودند، مورد آزمایش قرار گرفت و دستگاه سطح کمی از EtOH را در هوای بازدمی آنها تشخیص داد. این نتایج نشان می دهد که Sniff-cam می تواند طیف گسترده ای از سطح VOC ها را نسبت به دستگاه های قبلی مجسم سازد و پتانسیل تطبیق پذیری آن برای سنجش ترکیبات مختلف در رایحه های ساتع شده از پوست یا دهان ممکن است در مطالعات آتی به درک ارتباط بین رایحه ها و بیماری ها کمک کند.

منبع:

Iitani, K. et al. (2019) Ultrasensitive Sniff-Cam for Biofluorometric-Imaging of Breath Ethanol Caused by Metabolism of Intestinal Flora. Analytical Chemistry. doi.org/10.1021/acs.analchem.8b05840.

https://www.news-medical.net/news/20190731/Highly-sensitive-sniff-cam-to-detect-disease-biomarkers.aspx