Gunakan Spektrometri Mobilitas Ion, Teknik Instrumen untuk Analisis

Para ahli gunakan spektrometri mobilitas ion atau  Ion-mobility spectrometry (IMS) dengan teknik instrument yang bermanfaat untuk menganalisis saat berada di lapangan. Sampel darah tak diperlukan lagi.

Penulis/editor: Boromeus Sihombing

mmINDUSTRI.co.id – Para ahli menggunakan Ion-mobility spectrometry (IMS) atau spektrometri mobilitas ion saat dilakukan deteksi, apakah  seseorang memiliki gejala sakit kanker atau diabetes.

Hal itu bukan pekerjaan yang mudah karena setiap orang memiliki sekitar 200 VOCs setiap menghirup udara atau bernapas. Para penelitian memfokuskan penelitian pada kanker utamnya kanker paru-paru yang sejak pandemi #Viruscorona mendera dunia.

Tim peneliti Fraunhofer MEOS ingin membuka tabir dengan mendeteksi berbagai biomarker dengan teknologi baru yang mereka rekayasa atau  ciptakan.

Di masa yang akan datang, para apeneliti ingin menggunakan sistem pengukuran untuk membedakan antara efek COVID-19 dan infeksi saluran pernapasan lain yang bukan disebabkan #Viruscorna.

Teknik ini digunakan dalam proyek cluster Fraunhofer M3Infekt yang bertujuan untuk mengembangkan sistem pemantauan modular, multimodal, dan menggunakan seluler untuk intervensi lebih cepat jika terjadi penurunan mendadak pada kondisi pasien COVID-19 misalnya.

Lebih lanjut, di masa depan, analisis pernapasan diharapkan dapat memberikan petunjuk pertama untuk penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer.

Tindakan lebih awal dan lebih menyenangkan disbanding dari metode sebelumnya (konvensional) seperti harus kehilangan darah untuk dianalisis di lab.

Teknik baru ini, demikian rilis Fraunhofer MEOS, seorang pasien hanya perlu meniupkan napasnya ke dalam satu tabung tanpa harus diambil sampel darahnya.

“Potensi sensor udara pernapasan sangat besar. Teknologi IMS noninvasif bersifat sensitif dan selektif, cepat, hemat biaya, berukuran kecil, dan mobile. Dengan cara ini kita mudah menggunakannya misalnya di ruang praktik dokter dan di rumah sakit,” papar Dr. Jessy Schönfelder.

“Sistem yang sudah selesai kami buat mempunyai ukuran seperti kotak sepatu,” tambah Dr. Jessy Schönfelder, ilmuwan senior  di Fraunhofer MEOS itu.

Inti dari spektrometer mobilitas ion adalah miniatur chip FAIMS (high field asymmetric ion mobility spectrometry).

Komponen microelectromechanical systems (MEMS)  mencakup filter ion dan detektor. Lampu UV melengkapi perangkat. Pertama, volatile organic compounds (VOCs) dipompa ke spektrometer dalam aliran gas pembawa.

Selanjutnya, gas itu diionisasi pada langkah berikutnya dengan bantuan sinar UV (ultra violet).

Sistem mikroelektromekanis (MEMS) ditulis sebagai sistem mikro-elektro-mekanis atau sistem mikroelektronika.  Mikroelektromekanis, mikromekatronik dan sistem mikro terkait merupakan teknologi perangkat mikroskopis, terutama yang memiliki bagian yang bergerak.

Ini berarti bahan menjadi molekul bermuatan. “Kami meneruskan caraini ke chip FAIMS yang dikembangkan di Fraunhofer IPMS. Kami kemudian memasang tegangan bolak-balik ke elektroda filter,’ jelas Dr. Jessy Schönfelder yang juga ahli Kimia itu.

“Dengan mengatur voltase pada filter, Anda dapat memilih jenis VOCs yang akan mencapai detektor. Dengan cara ini, kami menerima sidik jari VOCs, yang memungkinkan kami dapat mendeteksi suatu penyakit,” jelas Dr. Jessy Schönfelder.

Tim peneliti terus mengerjakan kontrol elektronik yang dioptimalkan serta meningkatkan pengambilan sampel dan pengambilan sampel.

Pengukuran referensi pada kultur sel berhasil dilakukan, investigasi lebih lanjut dengan sampel manusia dari klinik sesuai rencana.

Di Fraunhofer IZI, tujuh strain bakteri yang berbeda dengan teknologi serupa dapat dibedakan dengan proyek yang telah selesai dikerjakan.

Selain itu, algoritma Artificial Intelligence (AI) yang dikembangkan secara khusus bertujuan untuk memfasilitasi evaluasi sidik jari volatile organic compounds (VOCs).

“Kami mendapatkan setengah juta pembacaan setiap melakukan pengukuran. Kami ingin mengevaluasi jumlah data yang besar  ini dengan menggunakan machine learning ataau pembelajaran mesin,” kata Dr. Jessy Schönfelder, ilmuwan di Fraunhofer MEOS.

Algoritme ini dilatih dengan sampel dari sukarelawan yang sehat. Ritme ini masuk dengan sampel dari sukarelawan yang sehat.  Hasil pengukuran tersedia dalam beberapa menit.

“Kami dapat membayangkan bahwa spektrometer mobilitas ion buatan kami akan digunakan di masa depan. Misalnya untuk memeriksa penumpang apakah mereka terinfeksi #Viruscorona,” beber Dr. Jessy Schönfelder ilmuwan senior di Fraunhofer MEOS itu.

Spektrometri mobilitas ion (IMS) adalah teknik yang paling umum digunakan dalam instrumen untuk analisis dugaan lapangan.

IMS mengukur mobilitas ion yang dipercepat oleh medan listrik konstan melalui daerah drift (dari udara) ke detektor.

Baca: Mendeteksi Pernapasan untuk Mengetahui Kanker, Hiruplah Udara Berkualitas