Wykrywanie cząsteczek w powietrzu jest trudniejsze niż w cieczach. Dlatego szpitale pobierają krew, a nawet domowe testy na COVID-19 wymagają dodania płynu. Jednym z powodów jest niskie stężenie. Liczba interesujących cząsteczek, takich jak wirusy, w powietrzu może wynosić zaledwie jedną na bilion. To trudne zadanie dla urządzenia, a wcześniej wymagany był duży i drogi sprzęt.
Naukowcy opracowali sposób na skroplenie powietrza, aby ułatwić jego analizę. Ich system składa się z kilku części. Najpierw pompa zasysa powietrze. Następnie nawilżacz dodaje parę wodną, a niewielki układ chłodzenia obniża temperaturę. W ten sposób powietrze zamienia się w kropelki, które zatrzymują pożądane cząsteczki. Krople te spływają po gładkiej powierzchni do małego zbiornika. Stamtąd instrumenty mogą łatwo zmierzyć liczbę cząsteczek zawartych w cieczy za pomocą standardowego sprzętu do analizy cieczy.
Podczas tworzenia urządzenia naukowcy nie byli pewni, czy uda im się wychwycić pewne szybko parujące cząsteczki, znane jako „substancje lotne”. Aby przetestować ten pomysł, jeden z naukowców użył filiżanki kawy. Wstrzyknął parę do układu, aby sprawdzić, czy uda się ją zebrać i wykryć. Kiedy ciecz się skropliła, stało się jasne, że eksperyment się powiódł – pachniała kawą.
W kolejnych testach naukowcy byli w stanie zmierzyć poziom cukru w wydychanym powietrzu, wykryć bakterie E. coli w powietrzu i zidentyfikować oznaki stanu zapalnego w komórkach myszy z zaburzoną florą jelitową. Nazwali swój system ABLE, czyli „powietrzny system lokalizacji biomarkerów”.
Technologia ta znajdzie zastosowanie w medycynie, np. umożliwiając nieinwazyjne monitorowanie biomarkerów i poprawiając opiekę nad wcześniakami.
Naukowcy wciąż muszą określić, jakich cząsteczek szukać w różnych celach. Na przykład, obecnie badają możliwość wykrywania objawów nieswoistych zapaleń jelit poprzez oddychanie. Planują również uczynić urządzenie mniejszym i wygodniejszym w noszeniu. Jeden z twórców spodziewa się, że prace te doprowadzą do nowych odkryć w dziedzinie fizyki i pozwolą zbadać, jak zanieczyszczenia powietrza wpływają na procesy fizyczne.
