Prima che le moderne tecniche di laboratorio medico diventassero disponibili, i medici diagnosticarono alcune malattie annusando l'alito di un paziente. Gli scienziati lavorano da anni per sviluppare strumenti analitici in grado di imitare questa capacità di annusare e diagnosticare. Ora, i ricercatori riferiscono sulla rivista ACS Nano che hanno identificato un "respiro" univoco per ogni malattia. Utilizzando queste informazioni, hanno progettato un dispositivo che analizza i campioni di respiro per classificare e diagnosticare diversi tipi di malattie.

Il respiro esalato contiene azoto, anidride carbonica e ossigeno, così come una piccola quantità di oltre 100 altri componenti chimici volatili. Le quantità relative di queste sostanze variano a seconda dello stato di salute di una persona. Già intorno al 400 a.C., Ippocrate disse ai suoi studenti di "annusare l'alito dei pazienti" per cercare indizi di malattie come il diabete (che crea un odore dolce). In tempi più recenti, diversi team di scienziati hanno sviluppato analizzatori sperimentali del respiro, ma la maggior parte di questi strumenti si concentra su un singolo tipo di malattia, come il cancro. Nel proprio lavoro, Hossam Haick e un team di collaboratori in 14 dipartimenti clinici in tutto il mondo volevano creare un etilometro in grado di distinguere tra più malattie.

I ricercatori hanno sviluppato una serie di sensori su scala nanometrica per rilevare i singoli componenti in migliaia di campioni di respiro da pazienti che erano sani o avevano una delle 17 diverse malattie, come il cancro del rene o il morbo di Parkinson. Analizzando i risultati con tecniche di intelligenza artificiale, il team potrebbe utilizzare l'array per classificare e diagnosticare le condizioni. Il team ha utilizzato la spettrometria di massa per identificare i componenti del respiro associati alle malattie. Hanno scoperto che ogni malattia produce un'impronta chimica volatile unica, sulla base di quantità diverse di 13 componenti. Hanno anche dimostrato che la presenza di una malattia non impedirebbe il rilevamento di altre - un prerequisito per lo sviluppo di un dispositivo pratico per lo screening e la diagnosi di varie malattie in modo non invasivo, modo economico e portatile.