化学传感器,用来嗅出疾病在人类呼吸

研究人员纽约州立大学布法罗分校已经宣布,他们正在开发一种崎岖Breathalyzer-type设备,就像人类的鼻子——或者其他哺乳动物——将包含成千上万的化学传感器“训练”来识别复杂化学模式,其中一些是已知的生物标记物对某些疾病。

“这些挥发性生物标记要求,都是免费的,”弗兰克说诉明亮,博士,乌兰巴托特聘教授的化学系在艺术与科学学院,a康吉固特异教授化学和首席研究员。

“他们是从我们所有的时间。它们的体积,更安全比biofluids处理,可以通过完全非侵入性的手段。”

称为气体代谢产物,这些是相同的气味,一些动物用来识别他们的后代,所有者,伴侣,猎物或竞争对手。

到目前为止,多种挥发性化学物质已被其他科学家发现生物标志物,关联它们的存在和浓度与人类疾病包括糖尿病和艾滋病肺癌和各种精神疾病。

虽然有其他电子“鼻子”已经在市场上,他们不能可靠地与家里的一个特定的疾病状态,亮说。

“乌兰巴托设备将是独一无二的,因为它将设计开发,在某种程度上模仿,嗅觉的概念,”他继续说。

“尽管我们可能会遇到很多很臭的东西在我们的一生中,这不像有数十亿的离散传感器在我们的鼻子,自然设计先验选择性地回应每一个可能的难闻的气味。”

“相反,有套房受体的鼻腔和集体回应这些受体气味的气味或一组可以歧视,”他说。

同样,乌兰巴托设备将包含个人的化学传感器,也许多达一百万,这都将产生一个模式揭示病人的呼吸的化学成分,这可能与特定疾病状态。

模式将被用于训练神经网络,连接人工神经元的组织有能力学习新信息,可能区分特定疾病患者。

“神经网络的力量在这个研究,他们将退出的重要特性和拯救他们,当他们暴露于化学模式“看到”之前,设备会得到正确的回应,”阿尔伯特·h·提图斯说,博士,助理教授乌兰巴托电气工程的工程和应用科学学院和参与项目。

他补充说,神经网络处理,传感器元素的大小可以保持非常小,每一颗约10微米大小。

提图斯正在建设互补金属氧化物半导体(CMOS)数组,同时将读取的每个传感器产生的信号元素。

“这个应用程序的问题是你可以想出一个独特的传感器元素的合奏,表现出足够的多样性来应对各种各样的小,化学相似物种的给你一个机会实现你需要化学富达?”问明亮。

实现忠诚,他说,化学传感器将干凝胶,多孔玻璃样的材料,包括纳米孔,可调谐识别特定的化学物质或化学物质类。

明亮的解释说,设想设备将工作如下:随着呼吸样本流经呼气测试设备,单个传感元素将会改变它们的颜色和强度;这些变化将检测到的CMOS数组,产生电信号,然后可以处理的神经网络。

“Oishei基金会的慷慨将使我们的团队有一个原型准备临床试验在一年之内,“亮说。