新材料为呼气测试传感器检测慢性疾病铺平了道路

主图：艺术家对3D纳米颗粒支架的印象，由嵌入半导体纳米颗粒内的金属纳米颗粒（黄色）组成。学分：澳大利亚国立大学

一个由诺丁汉特伦特大学和澳大利亚国立大学（ANU）组成的国际团队开发了一种3D纳米颗粒“支架”，能够检测空气中非常低浓度的溶解分子。

研究人员表示，这是在呼吸等气体环境中测量生物标志物（在疾病中发挥作用的微小分子）的一大步。

支架包括金属和半导体纳米颗粒的独特组合，每个颗粒比人类头发小数千倍，可以集成到超微小的传感器中。

然后，这些传感器可以集成到简单和小型袖珍诊断中，如果检测到风险，将向用户发出警告，并敦促他们尽快寻求医疗建议和进一步测试。

当今的光学传感器使用的传感材料在暴露于液体介质中的高浓度生物标志物时会改变其颜色，例如用于妊娠试验的尿液或用于慢性病的血液。

先前的研究表明，在呼吸中也可以找到表明糖尿病和癌症等严重疾病的生物标志物。然而，它们的浓度大大降低，因此今天的光学传感器无法测量它们。

希望工程超敏感材料将帮助人们避免患慢性病，提高存活率并显着降低整个医疗保健系统的相关成本。

它还可以帮助消除对侵入性测试程序的需求，例如血液检查。

预计有慢性病家族史的人可能希望使用这些传感器，这些传感器可以定制以检查特定疾病。

“呼吸的好处是它充满了生物标志物，可以帮助我们检测慢性疾病，但它们的浓度在气体环境中很少，”诺丁汉特伦特大学工程系皇家学会沃尔夫森研究员Mohsen Rahmani副教授说。

他说：“到目前为止，问题一直是缺乏可靠的探测器。然而，我们的新材料将能够检测到在这些环境中自由移动的低浓度生物标志物。

“我们的传感材料不需要电池、电线或大型昂贵的实验室设备。这为下一代袖珍传感器铺平了道路，这些传感器可以在非常早期的阶段快速可靠地诊断疾病，只需吹一下它们。

澳大利亚国立大学的Antonio Tricoli教授和澳大利亚国立大学大挑战项目“我们的健康在我们手中”的联合主席补充说：“除了开发呼吸传感套件的潜力外，这些超小型材料还可以集成到皮肤贴片中，以跟踪从我们皮肤中发生的小浓度挥发性生物标志物。这可以实时跟踪我们的健康状况。

一项证明超灵敏3D纳米支架发展的研究已发表在《先进材料》杂志上。