作為代謝組學中，疾病診斷的金標準，對哮喘的代謝標志物，呼出氣中氮氧化物的測試可以幫助診斷病情發(fā)展。在這方面，以往的工作一般可以由氣相色譜-質譜聯(lián)用儀進行，或者一些研究人員也開發(fā)了可直接進樣的飛行時間質譜或其他類質譜方法，以探索臨床使用的可能性。

但現(xiàn)在，一種傳感器，可能會讓這兩種質譜在哮喘的預防、癥斷與治療應用中“下崗”。

美國羅格斯大學的科學家開發(fā)了一種石墨烯傳感器，可以早期發(fā)現(xiàn)哮喘，改善哮喘和其他呼吸系統(tǒng)疾病的管理，從而防止住院和死亡。

研究人員使用縮小的石墨烯氧化物，精確測量呼出氣體濃縮物中的亞硝酸鹽，從而在呼出凝結水中測量生物標志物，有助于了解分子水平的哮喘并導致有針對性的治療。氧化還原石墨烯耐腐蝕，具有優(yōu)異的電學性能，在檢測生物標志物方面非常準確。

羅格斯大學電氣和計算機工程系助理教授Mehdi Javanmard說：“我們的愿景是開發(fā)一種可以讓哮喘或另一種呼吸系統(tǒng)疾病患者在頸部或手腕上佩戴的裝置，并定期對其進行預測，以預測哮喘發(fā)作或其他問題?！?。 “它推進了個性化和精密醫(yī)學領域”。

“呼吸濃縮物中的亞硝酸鹽水平是呼吸道炎癥的有希望的生物標志物。使用快速，簡單的方法來測量它可以幫助哮喘確定空氣污染物是否影響它們，以便更好地管理藥物和身體活動的使用。”合作研究者，羅格斯環(huán)境與職業(yè)健康科學研究所（EOHSI）教授Clifford Weisel說，“它也可以在醫(yī)生辦公室和急診部門使用，以監(jiān)測各種抗炎藥物的有效性，以優(yōu)化治療?！?/p>

Javanmard和他的研究小組在Microsystems & Nanoengineering在線發(fā)表了他們的研究報告（Toward Point-of-Care Management of Chronic Respiratory Conditions: Electrochemical Sensing of Nitrite Content in Exhaled Breath Condensate using Reduced Graphene Oxide）。

導致氣道炎癥和阻塞氣流的哮喘影響全球約3億人。美國的1770萬成年人和630萬兒童在2014年被診斷患有哮喘。癥狀包括咳嗽，喘息，呼吸急促和胸悶。其他嚴重的肺部疾病包括慢性阻塞性肺疾?。–OPD），其包括肺氣腫和慢性支氣管炎。

今天用于診斷和監(jiān)測哮喘的非侵入性方法在表征氣道炎癥的性質和程度方面是有限的，并且需要昂貴的，龐大的設備，使患者不能容易地與它們保持一致。這些方法包括測量呼吸能力的肺量計，以及呼出一氧化氮的測試，這是呼吸道炎癥的指標。研究表明，迫切需要改進微創(chuàng)方法進行分子診斷和監(jiān)測哮喘。

下一步是開發(fā)便攜式可穿戴系統(tǒng)，可在5年內在市場上銷售。研究人員還設想擴大設備可以檢測和測量的炎癥生物標志物的數(shù)量。

Javanmard說：“僅在美國，過敏性炎癥，哮喘和各種呼吸道疾病正在上升，因此可以幫助診斷，監(jiān)測和管理這些病癥的設備將面臨高需求。