Zdjęcie mikroskopowe strefy grzewczej płytki oraz układu czujników CCMOSS.
Szeroka gama chorób począwszy od astmy, a skończywszy na chorobach wątroby, może być diagnozowana i monitorowana natychmiastowo i zupełnie bezboleśnie tylko na podstawie wydychanego powietrza.
Taką możliwość daje technologia pomiaru parametrów zawartości wydychanego powietrza rozwijana w jednym z ośrodków badawczych w Cambridge, a dokładniej przez Cambridge CMOS Sensors (CCMOSS). Technologia opiera się na emiterze promieniowania z zakresu podczerwieni, który jest zdolny do wychwycenia ponad 35 biomarkerów pochodzących z wydychanego powietrza, z dokładnością jednej cząsteczki na milion. Co ważne technologia ma wiele zalet. Urządzenie jest bardzo czułe, koszty produkcji są niewielkie, ma małe zapotrzebowanie na energie, a badania za pomocą tego typu urządzeń są całkowicie nieinwazyjne i mogą być wielokrotnie powtarzane w razie potrzeby.
Poza azotem, tlenem, i dwutlenkiem węgla człowiek wydycha z każdym oddechem tysiące innych substancji chemicznych których stężenie można z pewną dozą prawdopodobieństwa połączyć z różnymi schorzeniami np. podwyższony poziom acetonu w wydychanym powietrzu może świadczyć o wczesnym stadium cukrzycy, astmatycy będą wydychać więcej tlenku azotu niż przeciętna osoba, a poziom glukozy w wydychanym powietrzu może świadczyć o niedoczynności nerek.
Badania nad urządzeniami analizującymi oddech przeżywają ostatnio istny renesans i wiele z nich jest w trakcie badań i testów. Większość korzysta jednak z technologii spektroskopii masowej lub laserów za pomocą których analizowane są poszczególne związki. Nie są one jednak tak efektywne jak badanie podczerwienią gdyż ich zakres działania jest o wiele mniejszy i wykrywają tylko część z substancji.
Jak to działa ?
Technologia CCMOSS różni się tym, że wykorzystuje szerokie pasmo promieniowania podczerwonego do wykrywania jak największej liczby biomarkerów w jednym urządzeniu. Zestaw miniaturowych grzałek na mikropłytce może rozgrzać się od temperatury pokojowej do 700oC w przeciągu sekundy. Jest to temperatura wystarczająco wysoka by emitowane zostało promieniowanie podczerwone, umożliwiające wykrywanie różnych substancji w cząsteczkach gazu.
Spora część cząsteczek różnych gazów pochłania podczerwień. Ilość pochłanianego promieniowania pozwala na identyfikację gazu i jego stężenia. Na tej samej zasadzie działa większość popularnych alkomatów. Technologia CCMOSS jest jednak o wiele bardziej wrażliwa . Za pomocą szerokopasmowej podczerwieni uzyskano możliwość detekcji długości fal pomiędzy 2 a 14 mikronami co odpowiada wartościom wielu biomarkerów. W celu wykrycia poszczególnych długości fal i wyeliminowania szumów zastosowano filtry, które sprawiły że do detektora przedostaje się promieniowanie podczerwone jedynie o określonej długości.
Urządzenia CCMOSS są oparte są na półprzewodnikowych płytkach CMOS niskiej mocy, które są powszechnie stosowane w mikroprocesorach oraz urządzeniach zasilanych akumulatorami. Ze względu na swoją budowę CCMOSS może działać w miniaturowych urządzeniach, może być produkowane na dużą skalę z zachowaniem bardzo ścisłych parametrów, a koszt produkcji jest niższy od obecnie stosowanych urządzeń do wykrywania gazów.
Oprócz zastosowań medycznych, firma rozwija swoją technologię do stosowania w elektronice, bezpieczeństwie przemysłowym i samochodowym.
Źródło oraz więcej na: http://ccmoss.com/home.html