Innan modern medicinsk labbteknik blev tillgänglig, läkare diagnostiserade vissa sjukdomar genom att lukta på en patients andetag. Forskare har arbetat i åratal med att utveckla analysinstrument som kan efterlikna denna förmåga att sniffa och diagnostisera. Nu, forskare rapporterar i tidskriften ACS Nano att de har identifierat ett unikt "andningsavtryck" för varje sjukdom. Med hjälp av denna information, de har designat en enhet som screenar utandningsprover för att klassificera och diagnostisera flera typer av sjukdomar.

Utandad andetag innehåller kväve, koldioxid och syre, samt en liten mängd av mer än 100 andra flyktiga kemiska komponenter. De relativa mängderna av dessa ämnen varierar beroende på en persons hälsotillstånd. Så långt tillbaka som runt 400 f.Kr. Hippokrates sa till sina elever att "lukta på dina patienters andetag" för att söka efter ledtrådar till sjukdomar som diabetes (som skapar en söt lukt). På senare tid, flera team av forskare har utvecklat experimentella utandningsanalysatorer, men de flesta av dessa instrument fokuserar på en enda typ av sjukdom, såsom cancer. I sitt eget arbete, Hossam Haick och ett team av medarbetare på 14 kliniska avdelningar världen över ville skapa en alkomätare som kunde skilja mellan flera sjukdomar.

Forskarna utvecklade en rad sensorer i nanoskala för att detektera de enskilda komponenterna i tusentals utandningsprover från patienter som antingen var friska eller hade en av 17 olika sjukdomar, såsom njurcancer eller Parkinsons sjukdom. Genom att analysera resultaten med artificiell intelligens, teamet kunde använda arrayen för att klassificera och diagnostisera tillstånden. Teamet använde masspektrometri för att identifiera andningskomponenterna som är associerade med sjukdomarna. De fann att varje sjukdom producerar ett unikt flyktigt kemiskt andningsavtryck, baserat på olika mängder av 13 komponenter. De visade också att närvaron av en sjukdom inte skulle förhindra upptäckten av andra - en förutsättning för att utveckla en praktisk enhet för att screena och diagnostisera olika sjukdomar i en icke-invasiv, billigt och bärbart sätt.