Dental Tribune Chinese Edition No. 11, 2017

用于早期疾病诊断的移动式呼吸分析仪新闻与观点 5 移动式呼吸分析仪原理示意图呼吸分析可以检测呼出气体成分的微量变化，有助于疾病的早期诊断。（图片来源：Elvira Koneva/ shutterstock.com）韩国，首尔：呼吸模式识别曾经被认为是未来的一种诊断平台。这个领域的研究已经得到越来越多的关注，因为呼吸分析是一种非侵入性的低成本方法。在这方面最关键的挑战是开发足够灵敏的传感器。韩国科学家现在已经开发出高灵敏度的传感器，能够根据呼出气体中的生物标志早期监测各种疾病。由韩国科学技术高级研究院材料科学与工程系Il-Doo Kim教授领头的研究小组，已经研发出高灵敏度、高选择性的化学电阻传感器，可以通过分析呼出气体诊断特定疾病。该传感器是通过结合中空的蛋白质模板纳米催化剂和电纺金属氧化物纳米结构研发而成，具有大的高孔隙表面区域，从而实现高灵敏度。人类呼出的气体由不同成分组成，包括水蒸气、氢气、丙酮、甲苯、氨、硫化氢和一氧化碳，在患病情况下呼出的气体成分会或多或少地发生变化。其中有一些与某些疾病密切相关，如哮喘、肺癌、1型糖尿病以及口臭。呼吸分析首先需要使用Tedlar袋采集呼出的气体，随后将气体灌入类似于酒精检测仪的微型传感器系统。它可以快速地通过简单的分析过程分析呼出的气体成分。呼吸分析可以检测呼出气体成分的微量变化，有助于疾病的早期诊断。然而，呼出气体中的成分都处于非常低的水平，从1 ppb到1 ppm，因此需要非常敏感的传感器以保证分析结果的精确度。尤其是使用化学电阻化学传感器来进行特异性生物标志物的选择性检测是很有难度的。传统上，铂和钯被用于催化剂的开发，但其灵敏度不够。目前，该研究中的传感器是专门为选择性地检测特定生物标志物而进行了优化的。其性能比铂和钯催化剂负载的纳米传感器大约强三至四倍，特别是对丙酮和硫化氢的敏感度在文献报道中是最高的。 “使用约2 nm的蛋白质模板和功能化的各种金属氧化物纳米纤维传感层合成了新型异构催化剂。现有的传感库可以高灵敏度、高选择性地检测出生物标志物种类。这种新的创新性的呼吸气体分析平台将有助于减少医疗开支和持续监测身体状况，”Kim教授说。该研究发表在七月出版的《化学研究杂志》（Accounts of Chemical Research）上，标题为《用于疾病诊断的创新性纳米传感器》（Innovative nanosensor for disease diagnosis）。 www.dentistx.com

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