新型傳感器可通過呼吸或尿液檢測疾病

本報訊 未來的傳感器可以從患者呼吸中確定其是否患有乳腺癌、肺癌、糖尿病或哮喘——美國密蘇里大學的研究人員正在開發(fā)一種新裝置，它用以分析呼吸和尿液樣本中可以表明機體有某種疾病的揮發(fā)性標記。這些揮發(fā)性標記有烷(屬)烴、丙酮、一氧化氮等。

據(jù)該大學Christopher S.Bond生命科學中心的研究人員范旭東介紹，“呼出氣或尿液中某些氣體分子的少許痕跡可以告訴我們體內(nèi)是否發(fā)生異常狀況，測量這些揮發(fā)性標記物可能是一個無創(chuàng)診斷疾病的新方法。它可以使檢驗無需抽取血液或做活檢。目前，除了已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物標記物，大量潛在的揮發(fā)性標記物仍在研究之中?！?/p>

該傳感裝置被稱為光流環(huán)共振器(opto-fluidic ring resonator，簡稱OFRR)，是一個光學氣敏傳感器。它由一個用于引導氣體或蒸汽流過的內(nèi)襯聚合物的玻璃管和一個用于檢測流過玻璃管的分子的環(huán)形腔組成。氣體或蒸汽進入該裝置后，蒸汽中的分子分開并與聚合物內(nèi)襯發(fā)生反應，氣體或蒸汽樣本周圍會產(chǎn)生成千上萬的光環(huán)，圍繞著樣本的光環(huán)越多，光能與氣體或蒸汽的相互作用越強。通過這些反復的相互作用就能夠檢測蒸汽分子。

除了在醫(yī)療領(lǐng)域的應用外，光學氣敏傳感器在工業(yè)、軍事、環(huán)境和國土安全等領(lǐng)域有廣泛的應用價值。例如它可用于檢測戰(zhàn)場上的爆炸物。但是，現(xiàn)有的氣敏傳感技術(shù)設(shè)備非常龐大，多在100磅以上，很難實地使用。范旭東說：“我們希望設(shè)計一個對某種分子有超高靈敏度、具有特異性和能快速響應、有現(xiàn)場化學分析能力，并且體積小、便攜、功耗較低、可再次使用的氣敏傳感器?！彼f，“如果氣敏傳感器是便攜型的，那么單個軍人就可以很快確定哪個地區(qū)是危險的?！?/p>

據(jù)了解，范旭東畢業(yè)于北京大學，現(xiàn)在除了在美國密蘇里大學Christopher S.Bond生命科學中心從事研究工作外，同時，又是密蘇里大學工程學院農(nóng)業(yè)、食品和自然資源學院助理教授。他的研究得到美國自然科學基金會的支持。其研究結(jié)果發(fā)表在國際光學領(lǐng)域權(quán)威雜志，如《Optics Letters》、《Optics Express》和《Analytical Chemistry》上。

（未艾）