Publicat pe 24 februarie 2008

Filtru optic detecteaza suflul bolilor

Un instrument realizat de cercetatori de la NIST poate detecta urmele a peste 1000 de compusi, dintre care unele indica semnele timpurii ale unor boli.

Intr-un nou studiu, o echipa condusa de Jun Ye, fizician la JILA, un institut format prin asocierea dintre National Institute of Standards and Technology (NIST) si Universitatea din Boulder, Colorado, au pus la punct o tehnica optica pentru identificarea simultana de cantitati infinitezimale dintr-o gama larga de molecule prezente in respiratie, aceasta permitand realizarea unui instrument rapid si ieftin care sa identifice boli.

Schema unui analizor de respiratie care foloseste un filtru optic de tip pieptene, un instrument optic care a condus la acordarea premiului Nobel in fizica pentru Jan Hall, cercetator la JILA. Credit: Univ. of Colorado/JILA

"Este interesant sa ne imaginam potentialul pe care il are analiza simultana a tuturor markerilor biologici din respiratia unei persoane," a spus Ye. De exemplu, monoxidul de azot poate fi un indicator pentru astma, insa apare in respiratie in cazul multor altor boli de plamani, inclusiv obstructia pulmonara cronica, fibroza cistica sau bronsiectazie. Insa daca monitorizam simultan monoxidul de azot, monoxidul de carbon, peroxidul de oxigen, nitriti, nitrati, pentanul si etanul, toti biomarkeri importanti pentru astma, putem da un diagnostic mult mai sigur pentru aceasta boala."

Metodele existente pentru detectarea urmelor din anumiti compusi in respiratie implica echipamente voluminoase, sunt limitate la anumite molecule, sunt incapabile sa distinga foarte bine compusi multiplii sau sunt imprecise in masurarea concentratiilor.

Cu aceasta noua metoda, cercetatorii analizeaza respiratia umana cu ajutorul unui filtru de tip pieptene, un instrument optic pentru care, in anul 2005 s-a acordat premiul Nobel pentru fizica, printre altii si lui Jan Hall de la JILA.

Filtrele de tip pieptene sunt realizate cu ajutoul unui laser special proiectat pentru a produce o serie de impulsuri de lumina foarte scurte, egal spatiate. Fiecare impuls poate dura o milionime de miliardime de secunda.

Laserul genereaza lumina ca o serie de varfuri foarte inguste de frecventa, egal spatiate, asemenea dintilor unui pieptene, de-a lungul unui spectru larg.

In cadrul experimentului, voluntarii au expirat intr-o cavitate optica care a fost "pieptanata" cu ajutorul impulsurilor de lumina. Detectand ce culori din spectrul luminos au fost absorbite si cu ce intensitate - cu alte cuvinte analizand lumina absorbita in apropierea "dintilor" pieptenului - cercetatorii au putut detecta molecule specifice si concentratiile lor. De exemplu, un fumator a avut un nivel de monoxid de carbon de cinci ori mai mare decat un nefumator.

Metoda filtrului optic permite cercetatorilor sa analizeze simultan un spectru foarte larg, care acopera foarte multi compusi moleculari, cu precizie si rezolutie in frecventa si sensibilitate ridicate.

Tehnica se afla intr-un stadiu incipient si va necesita teste clinice inainte de a deveni disponibila in cabinetele medicale, insa ar putea determina una dintre cele mai raspandite aplicatii ale filtrelor optice.