В результате воздействия различных факторов в дыхании человека могут обнаруживаться специфические соединения. Например, алифатические кислоты находят у людей с циррозом печени, в то время как ди- и триметиламин встречаются в дыхании людей, страдающих почечной недостаточностью. Пациенты, больные раком легких выдыхают смесь веществ-производных алканов и бензола, хотя до сих пор ученым не до конца ясно, почему это происходит.
Обычно для анализа газовых смесей используются такие методы как газовая хроматография и масс спектрометрия, однако они слишком дороги и сложны для применения на практике. А вот "электронные носы" уже используются для контроля качества в пищевой промышленности. И вот сейчас итальянские исследователи надеются, что подойдут они и для диагностики заболевания.
Как и нос животных и человека, "электронный нос" использует набор сенсоров, которые хотя и не предназначены для распознавания химических веществ, однако реагируют на общий профиль компонентов в образце. В пищевой промышленности это позволяет различать тонкие запахи и вкусы.
Сенсоры представляют собой кристаллы кварца, покрытые слегка отличающимися друг от другом слоем металлопорфирина, которые привязаны к определенному диапазону летучих органических веществ. Частота естественной вибрации кристаллов зависит от их веса. Эта частота изменяется, когда молекулы из образцов приклеиваются к поверхностям кристаллов. Так что сложная газовая смесь, какой является дыхание человека, вызовет на кристаллах уникальную последовательность вибраций.
Во время испытаний в Риме, результаты которых будут скоро опубликованы в журнале Biosensors and Bioelectronics, был использован "электронный нос" с восьмью сенсорами. В эксперименте принимали участие шестьдесят пациентов госпиталя Forlanini, 35 из них ожидают операции по удалению крупной опухоли в легких. Каждый тест занял немногим больше минуту и "электронный нос" успешно выявил всех больных раком.