Bisnis.com, JAKARTA - Sistem baru seperti breathalyzer suatu hari nanti dapat mendeteksi penyakit dengan napas manusia.
Dalam laporan para peneliti yang dilansir dari livescience mengungkapkan, sistem ini dapat menyederhanakan diagnosis medis dengan membuat pemantauan kesehatan semudah menghirup udara ke dalam perangkat.
Perangkat prototipe mereka, yang disebut mesin pelokalan biomarker udara (ABLE), mengembunkan molekul di udara menjadi tetesan cairan pekat.
Tetesan yang dihasilkan ABLE kompatibel dengan teknologi yang ada, termasuk strip uji sederhana, yang menjadikan "platform ini sangat mudah diakses dan sangat murah," kata rekan penulis studi Bozhi Tian, seorang profesor di Universitas Chicago, kepada Live Science melalui email. Para ilmuwan mendeskripsikan ABLE dalam sebuah laporan yang diterbitkan pada 21 Mei di jurnal Nature Chemical Engineering.
Banyak tes diagnostik memerlukan pengambilan darah, usapan air liur, atau sampel urin tetapi pengumpulan sampel tersebut dapat menimbulkan risiko, ketidaknyamanan, atau keduanya bagi pasien. Pengambilan sampel napas dapat membantu menghindari masalah ini.
Tubuh mengeluarkan senyawa organik volatil (VOC), yakni molekul organik kecil yang biasanya berwujud gas pada suhu ruangan — dan ini dapat ditemukan dalam napas manusia. Penelitian menunjukkan bahwa bahan kimia tertentu dapat dikaitkan dengan kondisi medis, menjadikannya alat yang potensial untuk diagnosis. Beberapa ilmuwan baru-baru ini menyusun basis data berisi 327 VOC yang terbawa napas yang juga secara tentatif dikaitkan dengan penyakit, termasuk asma, diabetes, dan kanker paru-paru.
Namun, ada kesulitan dalam menggunakan VOC untuk diagnostik: VOC hadir dalam konsentrasi yang sangat rendah, terkadang jumlahnya hanya 1 dalam satu triliun partikel udara yang dihembuskan. Hal ini membuat pemantauan senyawa ini menjadi tantangan.
Sekarang, ABLE dapat menyedot udara yang dihembuskan melalui pompa, menambahkan uap air melalui pelembap, dan mendinginkan campuran tersebut hingga menyebabkan kondensasi. Ini mengubah senyawa di udara menjadi tetesan pekat yang meluncur ke reservoir pengumpulan, siap untuk diuji.
Prototipe perangkat berukuran 4 x 8 inci (10 x 20 sentimeter) dan biaya pembuatannya kurang dari $200, menurut Tian. Alat ini dapat mengumpulkan sekitar 1 mililiter kondensat dalam 10 menit, menyediakan sampel yang cukup untuk dianalisis oleh metode deteksi cairan yang ada.
Sebagai bukti konsep, para peneliti menguji kemampuan ABLE untuk mengumpulkan beberapa bahan kimia di udara. Satu percobaan mencari glukosa dalam napas manusia yang dihembuskan, mengonfirmasi bahwa sampel tersebut tidak terlalu encer dan dapat dikaitkan secara akurat dengan konsentrasi gula darah dalam darah. "Sensitivitas tinggi ABLE memungkinkan penggunaan strip uji glukosa sebagai sensor hilir," para peneliti melaporkan.
Tim tersebut juga menjalankan percobaan dengan tikus lab "manusiawi" yang disuntik dengan mikroba dari bayi manusia, yang lahir prematur atau cukup bulan. Mereka membandingkan konsentrasi glikosfingolipid — pengatur peradangan yang diketahui — dalam napas kedua kelompok tikus, dan menemukan kadar yang lebih tinggi pada kelompok "prematur".
Mereka juga menggunakan perangkat tersebut untuk mengumpulkan alergen serbuk sari di udara, serta E. coli yang terurai menjadi aerosol, yang dapat ditemukan di udara dekat toilet yang baru saja disiram, misalnya. Para peneliti berpendapat bahwa pengujian ini berpotensi membenarkan penggunaan ABLE sebagai pemantau kualitas udara sekitar.
Percobaan ini menunjukkan ABLE dapat berguna untuk melacak zat kimia dalam napas dan udara sekitar, tetapi masih ada masalah yang harus dipecahkan: karena VOC di udara sulit dianalisis, para ilmuwan belum memiliki pemahaman komprehensif tentang senyawa mana yang berhubungan dengan penyakit apa, catat para peneliti.
Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk membuat katalog biomarker potensial dan mengonfirmasi kegunaannya dalam pengaturan klinis. Tim tersebut memulai dengan berkolaborasi dengan dokter yang menangani penyakit radang usus untuk mencoba mengidentifikasi penanda peradangan yang ditularkan melalui napas, kata Tian kepada Live Science melalui email.
Tim tersebut juga berupaya untuk membuat perangkat tersebut lebih kecil, sehingga dapat diubah menjadi perangkat yang dapat dikenakan, dan bekerja sama dengan kolaborator untuk bergerak menuju komersialisasi. Hal ini dapat membawa ABLE ke lebih banyak lembaga medis untuk memungkinkan penelitian tambahan tentang relevansi medis VOC.
