Neue Technologie könnte Lungenkrebs in der Atemluft erkennen

Isopren ist ein Gas, das in geringen Mengen in der Atemluft vorkommt und als Indikator für Lungenkrebs dient. Die Indiumoxid-Nanoflocken reagieren sehr empfindlich auf Isopren. Gleichzeitig unterscheiden die Nanoflocken selbst extrem niedrige Isopren-Konzentrationen zuverlässig von anderen in der Atemluft vorkommenden Substanzen. Auch bei hoher Luftfeuchtigkeit sind die Messungen präzise.

Was sind Nanoflocken?

Nanoflocken sind extrem kleine Partikel, die aufgrund ihrer großen Oberfläche und speziellen chemischen Eigenschaften besonders empfindlich auf bestimmte Substanzen reagieren. Für die aktuelle Untersuchung haben Forschende Nanoflocken aus Indiumoxid mit Platin- und Nickelatomen kombiniert, um die Testgenauigkeit zu erhöhen.

Forschende entwickeln tragbares Gerät mit Nanoflocken-Technologie

Die Nanoflocken integrierte das Wissenschaftsteam in ein tragbares Gerät, mit dem sie die Isopren-Konzentration bis auf wenige Teile pro Milliarde (ppb) genau messen konnten. Dies ist die niedrigste Nachweisgrenze, die bisher für Isopren-Sensoren erreicht wurde. Ist Isopren vorhanden, verändert dies die Art, wie die Nanoflocken Laserlicht reflektieren. Diese Veränderung misst das entwickelte Gerät.

Erste klinische Tests sind vielversprechend

In klinischen Tests mit sehr wenigen Teilnehmenden konnte das Gerät erfolgreich zwischen Menschen mit Lungenkrebs und gesunden Personen unterscheiden. Klinische Studien mit vielen Teilnehmenden sind notwendig, um die Zuverlässigkeit der Methode zu belegen. Gelingt dies, könnte die Technologie die Diagnose von Lungenkrebs deutlich erleichtern. Bisher ist eine sichere Diagnose nur durch eine Gewebeprobe möglich – ein Eingriff in den Körper. Durch die nicht-invasive Methode der Atemanalyse wird der Diagnose-Vorgang für Betroffene weniger belastend. Gleichzeitig könnte das Gerät eine bessere Früherkennung ermöglichen, was die Heilungschancen erheblich verbessern kann.

Quelle

Cheng, Y. et al.: Ultrasensitive In2O3-Based Nanoflakes for Lung Cancer Diagnosis and the Sensing Mechanism Investigated by Operando Spectroscopy. In: ACS Sensor 2024, 9 (12): 6382 – 6389