目前,交警们检测醉酒驾驶的司机时,就是使用一种呼吸分析仪测试他们呼气中的酒精含量。现在,普渡大学的学者们正在着手推进一项新的呼吸分析技术,该技术可以通过实时捕获人体呼吸中的生物标记化合物来对患者进行快速病情诊断。该方法捕获生物标记的能力从百万分之几到十亿分之几不等,研究人员之一、普渡大学(University of Purdue)材料工程专业的助教授卡洛斯·马丁内斯(Carlos Martinez)证实说,至少优于目前的呼吸分析技术100倍以上。
在该设备的传感器上有个“微型热片”(microhotplates),这是个微小的加热设备,约有100微米见方大小,含有网格状电极。当气体通过传感器时,电阻或电导会产生变化。这种生物标记的变化为病人的诊断提供了依据,表明病人是否患有癌症或者其他疾病。通过这种技术,研究人员们已可以探测到糖尿病的生物标记——丙酮,灵敏度约为十亿分之几。
另外,为了增加灵敏度,研究人员使用一种几微米大小的粒子聚合物作为模板取代平面,该粒子外包着更小的金属氧化物纳米粒子。这种纳米粒子包被微粒可以帮助增加传感器膜的多孔性,从而增加“活性传感表面域”( active sensing surface area),提高灵敏度。当纳米粒子包被微粒滴到微型热片上时,电极升温,滴液被蒸干,聚合物被烧掉,仅剩下金属氧化物膜,这就是传感器。
当气体通过设备渗透进膜时,根据气体中生物标记的不同,膜的电极属性会改变。马丁内斯说:“我们想创建一种能廉价、快速搜集诊断信息的方式。由于这个设备具有多孔的特点,它的灵敏度很高,当你模拟对设备呼气时,可以进行实时操作。”然而这样的设备真正投入使用还需要一段时间,马丁内斯表示,目前还没有制定出精确的使用标准。“但是,”他又说到,“能够实时操作,已经是一大进步了。”
吹口气就知道你得了什么病
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