Nuovo sensore al grafene misura il diabete dal respiro | Tutti i dettagli

Quando si parla di salute è sempre bene andare cauti, ma notzie simili sono davvero rincuoranti. A quanto pare in futuro un semplice soffio potrebbe bastare per diagnosticare il diabete. Un gruppo di ricercatori della Penn State University ha infatti realizzato un sensore innovativo, capace di rilevare la presenza della malattia – e perfino di uno stato prediabetico – analizzando l’acetone contenuto nel respiro. Si tratta di un biomarcatore già noto in ambito medico: livelli superiori a 1,8 parti per milione sono indice di rischio, poiché l’acetone è un sottoprodotto del metabolismo dei grassi che aumenta quando l’organismo non utilizza correttamente il glucosio.

Oggi la diagnosi passa quasi sempre da esami del sangue, spesso ripetuti nel tempo, con costi e disagi per i pazienti. Il nuovo dispositivo potrebbe semplificare enormemente la procedura, riducendo tempi e spese: basterà soffiare in un sacchetto, immergere il sensore e attendere pochi minuti per avere un responso.

Il cuore del progetto è un materiale chiamato grafene indotto da laser: si ottiene “bruciando” un film di poliimmide con un laser a CO₂, in un processo che i ricercatori hanno paragonato a una fetta di pane troppo tostata che diventa nera.

Questo grafene poroso, formato da pochi strati, si è dimostrato ideale per catturare molecole gassose, tuttavia non era sufficientemente selettivo. Per questo è stato combinato con ossido di zinco: l’interfaccia tra i due materiali ha migliorato la capacità di distinguere le molecole di acetone da altre sostanze presenti nell’aria.

Un altro ostacolo era rappresentato dall’umidità del respiro, che rischiava di falsare le misurazioni. Gli studiosi hanno così aggiunto una membrana che trattiene le molecole d’acqua, lasciando passare solo l’acetone. In questo modo il sensore è in grado di fornire letture affidabili senza ricorrere ad analisi di laboratorio, diversamente dai precedenti prototipi di rilevatori a respiro.

Al momento il test richiede che il campione venga raccolto in una sacca, per evitare che l’aria ambientale interferisca. Ma il professor Huanyu “Larry” Cheng, a capo del team, ha spiegato che l’obiettivo è arrivare a una versione indossabile, magari integrata in una mascherina o in un dispositivo posizionato sotto al naso, così da effettuare controlli in tempo reale. La buona notizia è che le potenzialità non si fermano al diabete: comprendere come i livelli di acetone variano con dieta ed esercizio potrebbe aprire la strada a un monitoraggio più ampio dello stato metabolico, con applicazioni anche nella prevenzione.

Il progetto, sostenuto dai finanziamenti dei National Institutes of Health e della National Science Foundation, è stato descritto in dettaglio sulla rivista Chemical Engineering Journal. Tra gli autori figura anche Li Yang, visiting scholar a Penn State, che ha firmato come primo autore lo studio.