Wykrycie cząsteczek w powietrzu jest trudniejsze niż w cieczach. Dlatego krew pobiera się w szpitalach, a nawet domowe testy na COVID-19 wymagają dodania płynu. Jednym z powodów jest niskie stężenie. W powietrzu może znajdować się tylko jedna na bilion niezbędnych cząsteczek, na przykład wirusów. Jest to trudne zadanie dla urządzenia, które wcześniej wymagało dużego i drogiego sprzętu.
Naukowcy odkryli, jak zamienić powietrze w ciecz, aby ułatwić jego analizę. Ich instalacja składa się z kilku części. Najpierw pompa pobiera powietrze. Następnie nawilżacz dodaje parę wodną, a niewielki układ chłodzenia obniża temperaturę. W ten sposób powietrze zamienia się w kropelki, w których znajdują się niezbędne cząsteczki. Krople te spływają po gładkiej powierzchni do małego zbiornika. Stamtąd instrumenty mogą łatwo zmierzyć liczbę cząsteczek w cieczy za pomocą standardowego sprzętu do analizy cieczy.
Tworząc urządzenie, naukowcy nie wiedzieli, czy uda im się wychwycić szybko parujące cząsteczki zwane „cząsteczkami lotnymi”. Do pierwszego testu tego pomysłu jeden z naukowców użył filiżanki kawy. Wpuścił parę kawy do układu, aby sprawdzić, czy system ją wychwyci i wykryje. Gdy ciecz się skropliła, stało się jasne, że eksperyment się powiódł – pachniała jak kawa.
W toku kolejnych testów naukowcy byli w stanie określić poziom cukru w wydychanym powietrzu, wykryć obecność Escherichia coli w powietrzu oraz znaleźć oznaki stanu zapalnego w komórkach myszy z zaburzeniami mikroflory jelitowej. Nazwali swój system ABLE – „system lokalizacji biomarkerów w powietrzu”.
Technologia ta znajdzie zastosowanie w medycynie, m.in. umożliwi nieinwazyjne monitorowanie biomarkerów i usprawni opiekę nad wcześniakami.
Naukowcy nie ustalili jeszcze, jakich cząsteczek szukać do różnych zadań. Na przykład, obecnie badana jest możliwość wykrywania objawów chorób zapalnych jelit poprzez oddychanie. Planowane jest również zmniejszenie urządzenia i zwiększenie jego wygody noszenia. Jeden z twórców spodziewa się, że prace te przyczynią się do nowych odkryć w dziedzinie fizyki i zbadają wpływ zanieczyszczeń powietrza na procesy fizyczne.
