新型传感器：通过呼吸或尿液检测疾病

顾汉现

新型传感器：通过呼吸或尿液检测疾病


日期: 2009-08-06  


        未来的传感器可以从患者呼吸中确定其是否患有乳腺癌、肺癌、糖尿病或哮喘——美国密苏里大学的研究人员正在开发一种新装置，它用以分析呼吸和尿液样本中可以表明机体有某种疾病的挥发性标记。这些挥发性标记有烷(属)烃、丙酮、一氧化氮等。

        据该大学Christopher  S.  Bond生命科学中心的研究人员范旭东介绍，“呼出气或尿液中某些气体分子的少许痕迹可以告诉我们体内是否发生异常状况，测量这些挥发性标记物可能是一个无创诊断疾病的新方法。它可以使检验无需抽取血液或做活检。目前，除了已经发现的一些生物标记物，大量潜在的挥发性标记物仍在研究之中。”

        该传感装置被称为光流环共振器(opto-fluidic  ring  resonator，OFRR)，是一个光学气敏传感器。它由一个用于引导气体或蒸汽流过的内衬聚合物的玻璃管和一个用于检测流过玻璃管的分子的环形腔组成。气体或蒸汽进入该装置后，蒸汽中的分子分开并与聚合物内衬发生反应，气体或蒸汽样本周围会产生成千上万的光环，围绕着样本的光环越多，光能与气体或蒸汽的相互作用越强。通过这些反复的相互作用就能够检测蒸汽分子。

        除了在医疗领域的应用外，光学气敏传感器在工业、军事、环境和国土安全等领域有广泛的应用价值。例如它可用于检测战场上的爆炸物。但是，现有的气敏传感技术设备非常庞大，多在100磅以上，很难实地使用。范旭东说：“我们希望设计一个对某种分子有超高灵敏度、具有特异性和能快速响应、有现场化学分析能力，并且体积小、便携、功耗较低、可再次使用的气敏传感器。”他说，“如果气敏传感器是便携型的，那么单个军人就可以很快确定哪个地区是危险的。”

        据了解，范旭东毕业于北京大学，现在除了在美国密苏里大学Christopher  S.  Bond生命科学中心从事研究工作外，同时，又是密苏里大学工程学院农业、食品和自然资源学院助理教授。他的研究得到美国自然科学基金会的支持。其研究结果发表在国际光学领域权威杂志，如《Optics  Letters》、《Optics  Express》和《Analytical  Chemistry》上。