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气体传感器:能通过呼出的气来检查疾病?

时间:2019-03-21 14:23:29   浏览次数:102次

健康是我们每个人都密切关注的问题。一说到身体检查,我们就会想到去医院排长长的队,然后接受各种医疗设备的折磨,比如核磁共振,CT,抽血化验,内窥镜,B超,X光检查,这些测试不仅花费我们大量的金钱和时间,同时也会给身体带来一定的创伤。


可不可以不去医院呢?我们都会发出这种疑问。如果有一种更加廉价,简便,无创的疾病早期检测方法就好了。

近期,韩国科学计算研究院(KAIST)的一项研究给我们带来一些启示。这项研究是由材料科学与工程II-Doo Kim教授所领导的。他们开发出了一种超级灵敏和高选择性的气体传感器,通过人类呼出的气体来诊断疾病。这项研究通过开发半导体金属氧化物纳米纤维传感器阵列,来对呼吸中的挥发性的有机化合物(VOCs)进行分析,达到实时诊断疾病的效果。


空气传感器.jpg

VOCs对于疾病诊断的意义


我们每天呼出的气体中,除了水汽和二氧化碳以外,还包含一定数量的挥发性的有机化合物(VOCs)。对于呼出气体中的特殊VOCs进行检测,可以为疾病的早期诊断提供有效的信息。例如,丙酮,H2S,氨以及甲苯可以用来评估糖尿病,口臭,肾亏,和肺癌。人类肺部和血液的会进行分子交换,所以呼出气体的VOCs浓度变化,可以某些疾病的生物标定物,来判断一个人是否生病。


传感器阵列的基本工作原理

传感器阵列可以利用气体的吸附作用,通过表面特殊表面区域和多孔纳米结构,来产生大的电阻变化。特别是高选择新的生物标定物感应,通过不同功能化贵金属催化剂例如Au,Pt,Pd和Rh,基本上形成了多传感器阵列来分析人类呼出气体。这些传感器阵列可以集成到便携式设备上,来实时提供物理条件的监测。这项技术和各种智能手机,可穿戴电子产品,和医疗设备兼容。

气体传感器.jpg

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