Ацетон-нейтральный адсорбционный сенсор влажности выдыхаемого воздуха при диагностике сахарного диабета

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Разработан ацетон-нейтральный адсорбционный сенсор влажности выдыхаемого воздуха, который может быть использован в методике диагностики диабета. В конструкции сенсора использовали молекулярное сито – цеолит КА, гранула которого приклеена к пластине кварцевого резонатора продольных колебаний. Порог чувствительности сенсора по парам воды составляет 0.05% относительной влажности. Вследствие проявления молекулярно ситового эффекта молекулы ацетона проникают в поры цеолита лишь при концентрациях выше ~5%. Поэтому сенсор чувствителен к адсорбции паров воды и не чувствителен к парам ацетона, а также другим летучим органическим соединениям, содержащимся в выдыхаемом воздухе. Содержание ацетона и других биомаркеров заболеваний в выдыхаемом воздухе, может быть определено соответствующим специальным сенсором для определения сахарного диабета, рака легких, дисфункции органов пищеварительной системы и других заболеваний.

Об авторах

В. Н. Симонов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ); Национальный-исследовательский ядерный университет “Московский инженерно-физический институт”

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4; Россия, 115409, Москва, Каширское ш., 31

А. А. Фомкин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4

А. В. Школин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4

И. Е. Меньщиков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: simonov.valer@yandex.ru
Россия, 119071, Москва, Ленинский проспект, 31, корп. 4

Список литературы

  1. Jones M., Harrison J.M. // Diabetes Technol Ther. 2002. V. 4(3). P. 351–359. https://doi.org/10.1089/152091502760098500
  2. Boots A.W., Bos L.D., van der Schee M.P., van Schooten F.J., Sterk P.J. // Trends Mol. Med. 2015. V. 10. № 21. P. 633. https://doi.org/10.1016/j.molmed.2015.08.001
  3. Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D.A., Bulanova A.A. // AIP Conf. Proc. 2016. V. 1760. P. 020028. https://doi.org/10.1063/1.4960247
  4. Phillips M., Cataneo R.N., Cheema T., Greenberg J. // Clin. Chim. Acta. 2004. V. 344. P. 189. https://doi.org/10.1016/j.cccn.2004.02.025
  5. Кистенев Ю.В., Тетенева А.В., Сорокина Т.В. // Оптика и спектроскопия, 2020. Т. 128. № 6. С. 805–810.
  6. Novak B.J., Blake D.R., Meinardi S., Rowland F.S., Pontello A., Cooper D.M., Galassetti P.R. // PNAS. 2007. V. 104. № 40. P. 15613. https://doi.org/10.1073/pnas.0706533104
  7. Stephens J.W., Khanolkar M.P., Bain S.C. // Atherosclerosis. 2009. V. 202. № 2. P. 321. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2008.06.006
  8. Krzystek-Korpacka M., Salmonowicz B., Boehm D., Berdowska I., Zielinski B., Patryn E., Noczynska A., Gamian A. // Clinical Biochemistry. 2008. V. 41. P. 48. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2007.10.003
  9. Greiter M.B., Keck L., Siegmund T., Hoeschen C., Oeh U., Paretzke H.G. // Diabetes Technology & Therapeutics. 2010. V. 12. № 6. P. 455.
  10. Das S., Pal S., Mitra M. // J. Med. Biol. Eng. 2016. V. 36. P. 605.
  11. Mansour E., Vishinkin R., Rihet S. // Measurement of temperature and relative humidity in exhaled breath, 2019. Sensors and Actuators B Chemical. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.12737121
  12. Di Francesco F., Loccioni C., Fio- ravanti M., Russo A., Pioggia G., Ferro M., Roehrer I., Tabucchi1 S., Onor M. // J. Breath Research. 2008. V. 2(3). No. 037009. .
  13. Di Gilio A., Palmisani J., Ventrella G., Facchini L., Catino A., Varesano N., Piz- zutilo P., Galetta D., Borelli M., Barbieri P., Licen S., de Gennaro G. // Molecules. 2020. V. 25(24). № 5823. https://doi.org/10.3390/molecules25245823.
  14. Harshman S.W., Pitsch R.L., Davidson C.N., Lee E.M., Scott A.M., Hill E.M., Mainali P., Brooks Z.E., Strayer K.E., Schaeublin N.M., Wiens T.L., Brothers M.C., Drummond L.A., Yamamoto D.P., Martin J.A. // J. Breath Research. 2020. V. 14. № 036004. https://doi.org/10.1088/1752-7163/ab7e3b
  15. Симонов В.Н., Артамонова С.Д., Фомкин А.А., Школин А.В., Меньщиков И.Е. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2022. Т. 58. № 4. С. 1–7.
  16. Фомкин А.А., Симонов В.Н. // Пьезорезонансный сенсор микроконцентрации веществ / Патент РФ № 2722975. Госреестр изобретений РФ, 05.06.2020.
  17. Nadykto A.Б, Yu Fangqun // J. Geophysical Research Atmospheres. 2003. V. 108 (D23). P. 4717. https://doi.org/10.1029/2003JD003664
  18. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. М.: Мир. 1976.
  19. Simonov V.N., Fomkin A.A., Vlasov D.A. et al. // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2019. V. 55. № 4. P. 803–806. https://doi.org/10.1134/S2070205119040233

Дополнительные файлы


© В.Н. Симонов, А.А. Фомкин, А.В. Школин, И.Е. Меньщиков, 2023