ブレステストの仕組み：血中アルコール濃度を測定する科学

概要

ブレステストは、呼気中のエタノールの存在を検出することにより、最後の飲酒から数時間後の血液中のアルコール濃度を測定することができます。呼気には、エタノールを含む揮発性有機化合物の微量が含まれており、これらは血液を通って肺に到達し、血液中の濃度の2,000倍低い濃度で呼気に排出されます。ブレステストを行う際に、呼吸する人の呼気中のエタノールは酢酸に変換され、電流が発生し、血液中のエタノールの量を示します。疾患検出のための呼気分析は理論的に可能ですが、アルコールの検査よりも複雑で、より多目的なセンサーが必要です。

ブレステストが血中アルコール濃度を測定する方法

ブレステストは、呼気中のエタノールの存在を検出することにより、最後の飲酒から数時間後の血液中のアルコール濃度を測定することができます。呼気には、アルコール飲料で消費されるエタノールを含む揮発性有機化合物の微量が含まれています。エタノールは血液を通って肺に到達し、血液中の濃度の2,000倍低い濃度で呼気に排出されます。ブレステストを行う際に、呼吸する人の呼気中のエタノールは反応室に通過し、酢酸に変換されます。この反応により、電流が発生し、血液中のエタノールの量が示されます。

呼気分析は疾患検出に使用できるか？

呼気分析による疾患検出は理論的に可能です。私たちの細胞の生化学プロセスは多くの揮発性有機化合物を生成し、疾患のような何かがこれらのプロセスを妨げた場合、呼気中の揮発性有機化合物の収集が変化する可能性があります。研究者は、疾患を患っている人の呼気と健康な人の呼気を比較し、数十の化合物のセットを調べる必要があります。特定の疾患は、これらの化合物の一部を濃度を増加させたり、減少させたりする場合がありますが、他の化合物は変化しない場合もあります。プロファイルは、すべての疾患について異なる可能性があり、同じ疾患の異なる段階でも異なる可能性があります。

呼気分析による疾患検出の課題

呼気分析による疾患検出は、アルコールの検査よりも複雑で、より多目的なタイプのセンサーが必要です。研究者は、数百の呼気サンプルに基づいたプロファイルを使用して、健康な人の呼気と特定の疾患を患っている人の呼気を比較します。この複雑な分析には、アルコールのブレステストとは根本的に異なるタイプのセンサーが必要です。一部のセンサーは、化合物が一連の電場を通過する方法を観察することにより、個々の化合物を区別します。他のセンサーは、異なる材料で作られた抵抗器の配列を使用し、特定の揮発性有機化合物の混合物に露出するとそれぞれの抵抗が変化します。ただし、これらの物質は、通常、呼気中のエタノール濃度よりもはるかに低い濃度で存在します。化合物レベルは、年齢、性別、栄養、ライフスタイルなどの要因に影響を受ける可能性があります。さらに、患者の体内で生成された化合物と、テスト前に環境から吸い込まれた化合物の区別をつけることは課題です。

呼気分析による疾患検出の未来

肺がん、大腸がんなどの初期臨床試験は、期待される結果を示していますが、呼気分析による疾患検出はまだ完全に準備ができていません。しかし、いつかがんを早期に発見することが、息を吸って吐くことと同じくらい簡単になるかもしれません。研究者は、呼気分析による疾患検出のためにより多目的で感度の高いセンサーを開発し続けており、この技術の潜在的な利点は巨大です。