Швейцарски изследователи са разработили сензор за дъх, който определя точно дали изгаряте мазнини или просто захари по време на тренировка.

Едно от най-известните приложения на анализа на молекулите на дъха е тестът за алкохол на дъха. Това е неинвазивен и много бърз метод, който не трябва да се ограничава до контрола на трезвостта зад волана и може да се използва и в медицината или спорта.

Група учени от престижния Швейцарски федерален технологичен институт в Цюрих (ETH) разшири използването на метод за наблюдение на присъствието на молекули в дъха и разработи сензор за изгаряне на мазнини в тялото.

Устройството се основава на комбинация от наночастици силиций и волфрамов оксид, които заедно могат да определят нивото на ацетон в дъха.

Екскрецията на тази молекула в организма показва продължаваща липолиза, т.е. изгаряне на мазнини. Промените в дишането могат да бъдат измерени в реално време.

Монитор за отслабване

Анализът на човешкия дъх не е лесна задача. В допълнение към въглеродния диоксид и водните пари, всяко наше издишване съдържа приблизително 900 други вещества. За да могат да идентифицират ацетона в този сложен коктейл от съединения, учените се обърнаха към наночастиците от волфрамов оксид (WO3), обогатени със силиций.

Споменатите полупроводникови наночастици се отлагат върху чип, върху който образуват равномерно порест филм. Този материал може селективно да открива присъствието на една молекула ацетон сред сто милиона други вещества, дори при висока влажност.

Процесът работи въз основа на взаимодействието между наночастиците и молекулите на ацетон, което намалява електрическото съпротивление на чипа. Тази промяна може да бъде точно измерена.

Полученият сензор, който съдържа иновативен материал на базата на волфрам и силиций, беше тестван върху 20 доброволци, които интензивно циклираха по време на теста. Те бяха на гладно, за да премахнат въздействието на храната по време на теста.

Резултатите от сензора бяха сравнени с паралелни дихателни тестове, използващи газова хроматография и кръвни тестове. Доказано е, че новият сензор е достатъчно чувствителен за измерване на ацетон бързо, надеждно и ефективно.

Контролните експерименти показаха, че измерените стойности на ацетон корелират със стойностите на бета-хидроксибутират от кръвта. Това е молекула, която е стандартният метод за определяне на липолизата в тялото.

дишане
Не всички сме равни по упражнения. Изследванията показват, че времето, когато започваме да изгаряме мазнини по време на тренировка, варира от човек на човек. Фото - Fotolia

Всеки губи по различен начин

По време на тестовете изследователите установяват, че измерените стойности варират сред доброволците. „По време на изгарянето на мазнини тялото произвежда вещества, които попадат в кръвта и от нея в дъха. Доказахме, че концентрацията на ацетон в дъха варира от човек на човек “, обясни Андреас Гюнтнер, водещ автор на изследване, публикувано в списанието„ Аналитична химия “през септември.

Измерените резултати показват, че някои хора започват липолиза едва след като са прекарали 1,5 часа на стационарен велосипед. За разлика от това, други доброволци започнаха да изгарят мазнини много по-рано.

В момента чипът е толкова голям, колкото монета от едно евро, но авторите планират да работят по неговото миниатюризиране, така че полученият сензор да има джобна форма. „Това ще позволи на спортистите и хората, които искат да отслабнат, да разберат кога точно тялото им ще започне да изгаря мазнините. Благодарение на това те биха могли да оптимизират обучението си “, каза Гюнтнер.

„Нашата технология има голямо предимство, защото е евтина, лесна за използване и въпреки това е достатъчно чувствителна. Освен това той може да наблюдава дишането в реално време, благодарение на което може да се използва ежедневно, например във фитнес център или по време на отслабване “, добави ученият.

Широка гама от приложения

Първоначално тази система трябваше да се използва за диагностика на диабет. Тези пациенти произвеждат повече ацетон от здравите хора. Сензорът обаче е толкова чувствителен, че може да се използва и за измерване на ниски стойности, които се отделят по време на тренировка.

По-късно изследователите искат да използват измерването на различни вещества в дъха, за да диагностицират различни заболявания, например амонякът може да се използва като тест за правилна бъбречна функция, различни алдехиди като откриване на рак на белия дроб или изопрен за откриване на метаболизма на холестерола.

[Присъединете се към група във Facebook, където можете да обсъждате професионални спортове, да внасяте предложения в редакцията или да задавате въпроси на редактора. Ще намерите обобщение на новините всяка вечер.]