基于呼出气挥发性有机物检测的肺癌筛查技术研究进展

肺癌已成为当前全球发病率和死亡率最高的癌症.早期肺癌的治愈率高,"早诊早治"已成为共识.呼出气检测具有非侵入性、取样方便且对人体友好的优势,通过对呼出气中特征代谢物的检测,寻找早期肺癌的疾病标志物,有望作为一种简单有效的早期肺癌筛查手段而备受关注.本文从临床常用肺癌筛查方法、呼出气组分及肺癌标志性挥发性有机物(VOCs...     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜/锡掺杂玻璃光波导及其气敏性研究

采用溶胶-凝胶法制备出氧化锌薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,并在光波导传感检测系统中对二甲苯气体进行检测.结果表明,室温下该气敏元件对二甲苯气体有较好的响应,而对相同浓度的其它挥发性有机气体的响应相对较小,能检测出的二甲苯气体的响应范围为1×10-3～4×10-6,而对其它挥发性有机物气体的响应相对较小.同时该气敏元件...     

钼酸铋基气敏材料研究进展

气体传感器被广泛应用于检测工业和家庭中有毒有害气体。气体敏感材料是气体传感器中重要的组成部分,敏感材料的性质决定了气体传感器的性能。研制精度高、检测快、集成度高的气体检测器迫在眉睫。钼酸铋作为一种新型双金属氧化物气敏材料,具有高选择性、高敏感度的优势。本文从气敏机理、形貌控制、掺杂和复合材料构建方面对近年来钼酸铋作为气敏材料的研究进行了总结,并对钼酸铋基气敏材料未来的研究方向进行了展望。     

WO3基气敏传感器*

气敏传感器已在生物、化学、航空、军事等领域获得了广泛的应用。鉴于WO₃基气敏传感器是检测H₂S、NO_x、O₃和NH₃等气体最有前景的新型氧化物气敏传感器之一,本文以不同的敏感气体为分类依据系统阐述了近年来WO₃基气敏传感器的研究进展,详细探讨了制备方法及贵金属掺杂对上述各种气体气敏性能的影响,并指出了目前WO₃基气敏传感器在研究过程中存在的问题。     

人体呼出气分析的技术进展及其在非侵入式医学诊断方面的临床应用前景

人体呼出气被视为血液顶空气体,通过肺泡交换排出体外,可在一定程度上反映人体的内源代谢情况。近些年,随着医学诊断无损化的不断发展,呼出气分析由于其无创性,无痛性,便捷性,具有临床疾病早期诊断与大规模筛查的潜力,受到越来越多的关注。研究表明,呼出气中包含的挥发性有机化合物和人体的疾病代谢状态密切相关,如丙酮与糖尿病,醛类物质与乳腺癌,烷烃类与氧化应激水平等。现代分析方法(如气相色谱、质谱、光谱、传感器等)对呼出气中上千种痕量组分的定性定量分析,使得呼出气分析成为可能。此文总结了呼出气分析的技术发展:样品采集手段,预富集技术和定性定量分析技术。评价了呼出气生物标识物在糖尿病,乳腺癌,以及肺癌等疾病中的临床诊断前景。最后讨论了呼出气分析的技术在国内的发展现状及其面临的主要问题。     

纳米材料在用于癌症诊断的呼出气挥发性有机物检测中的应用

细胞新陈代谢的变化会导致挥发性有机化合物（VOCs）类型及含量发生变化,因此可通过分析某些标志性VOCs简立起多种疾病早期诊断的模型. 人体呼出物中特征VOCs的检测作为一种非侵入性、无损的检测手段,近些年在疾病检测领域已成为世界范围内的研究热点. 其中,纳米材料可用于增强传感器性能,并使传感器便携式小型化,推进检测传感器进入临床. 在这篇综述中,作者将种类繁多的传感器中用到的纳米材料归纳总结为金属、金属氧化物、碳基、复合物和MOFs基纳米材料等几类,并讨论了不同类纳米材料在VOCs检测中的优劣势. 本文所建立起的分析方法及讨论有助于进一步了解检测技术的优越性与局限性. 最后,作者对利用VOCs的检测实现癌症早期筛选的研究及发展提出了个人观点.     

金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能提升策略

金属氧化物半导体气体传感器是目前研究和应用最为广泛的气体传感器之一,具有高灵敏、长寿命和低成本等优点。然而,金属氧化物半导体气敏材料在湿润环境中会与水蒸气发生相互作用,导致传感器的基线电阻发生漂移,气敏性能受到显著影响,成为传感器应用中面临的瓶颈问题。针对该问题,研究者们从抑制水的表面吸附、水与氧的竞争吸附及调控水与吸附氧的反应三个方面开发了一些金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性能提升策略,从而提升金属氧化物半导体气敏材料的抗湿性。本文对水蒸气的影响机理进行了分析,对三类抗湿提升策略的未来发展提出展望,有望为金属氧化物半导体气敏材料抗湿性能的提升提供解决思路与方法指导。     

氧化锌薄膜/锡掺杂玻璃光波导元件及其对氯苯的气敏性研究

建立了玻璃光波导气敏元件检测氯苯气体的方法.采用浸渍-提拉法将ZnO敏感膜固定在锡掺杂玻璃光波导表面,研制出了检测氯苯气体的ZnO薄膜/锡掺杂玻璃光波导气敏元件,并用该玻璃光波导气敏元件对挥发性有机气体进行了检测.实验结果表明,在室温下,气敏元件对氯苯气体有明显的响应,而对相同浓度的其它挥发性有机气体的响应相对较小,对...     

金属有机框架及其衍生的金属氧化物在电阻式气体传感器中的应用

高灵敏和选择性的气体传感器对于实时监测大气中有毒有害气体和早期的疾病诊断具有重要的意义.目前,传统的气敏材料仍然存在着许多问题亟待解决,例如:选择性差、检测极限不够低、使用寿命短等.作为一种多孔的配位聚合物,金属有机框架材料(MOFs)由于其超高的比表面积和较大的孔隙率在气体传感器领域已经得到广泛的应用.利用MOFs自...     

仿生嗅觉技术在微生物代谢产物气味检测中的应用研究进展

针对微生物方面的检测方法具有耗时长、昂贵、操作复杂等不足,经过多年的发展,仿生嗅觉技术已经能够应用实际问题中,并且没有传统检测方法的弊端。介绍了仿生嗅觉技术之一:电子鼻的主要三个组成部分(气体采集系统、气敏传感器阵列和模式识别系统),综述了电子鼻在食品和疾病微生物代谢产物检测中的应用。随着传感器技术和模式识别技术的发展,电子鼻在微生物代谢产物检测中有着很高的可行性,跟传统检测方法相比,电子鼻技术有着明显的优势。并对电子鼻的应用前景和发展趋势进行了展望。     

气体传感器气敏性能测试技术研究进展

对国内文献报道的气体传感器气敏性能测试系统的设计开发情况进行综述。从配气系统、数据处理系统、软件开发三个方面对半导体型气体传感器测试系统的组成进行了概述。配气系统为气敏性能测试提供一定浓度目标气体,分为静态配气法和动态配气法,动态配气法制备出的气体精确度较高,误差较小,可以连续制备气体,是目前主要配气方式。控制器是测试系统的核心部件,负责接收、处理、储存传感器与目标气体反应产生的信号,应用较多的是单片机,其次是ARM微控制器,但都存在内存和存储空间有限的问题。测试软件主要功能是发送指令,实现整个测试系统的有序运行,并实时显示测试结果,目前开发工具种类较多,其中LabVIEW较受青睐。未来气敏测试系统的测试精确度和测试效率还需进一步提高,研究开发功能更加全面的测试系统,来满足其它类型传感器测试需求。     

基于天然气敏材料猪肉中优势腐败菌的可视化检测

优势致腐菌是引起猪肉变质的重要原因之一,为了探索猪肉优势致腐菌绿色、快速的检测方法,本研究使用天然色素作为气体可视化传感器阵列的气敏材料,区分猪肉中的优势致腐菌。首先从植物中提取17种天然色素作为气敏材料,并将其固定在基底材料上,干燥后制成气体可视化传感器阵列。将3种优势致腐菌(梭状芽孢杆菌、热死环丝菌、假单胞菌)分别接种至3组猪肉样本中,在室温(20℃)条件下分别培养8、16和24 h,然后将传感器阵列与猪肉样本产生的挥发性物质接触并发生反应,用扫描仪获取传感器阵列与每个样本反应前后的图像信息,将传感器反应前后的颜色差值作为样本的特征值组成一个数据矩阵,并制成差值图像。最后采用主成分分析对培养8,16和24 h后的3种优势致腐菌进行检测,识别率分别为90%,90%和100%。结果表明,天然色素可以作为气体传感器的气敏材料,检测猪肉的优势致腐菌,且检测过程不会产生化学毒害。     

人体呼出气中挥发性有机化合物的检测方法

呼出气检测作为一种潜在的新型临床检测手段受到广泛关注。本文详细综述了人体呼出气中挥发性有机化合物(VOCs)的各类检测方法和技术,分别对色谱法、质谱法和光谱及传感器法的原理、特点和最新研究进展进行了介绍,对照总结了目前已确定的异戊二烯、丙酮等疾病生物标志物的各种分析方法和实测数据,并展望了未来的研究动向。     

碳纳米管基气体传感器研究进展

碳纳米管具有灵敏度高、响应快和工作温度低等优异的气敏特性,近年来碳纳米管基气体传感器的研究成为研究热点.概述了碳纳米管基气体传感器的种类、结构特点、气敏性能和未来的发展方向,着重介绍了纯的碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管和碳纳米管阵列的气敏特性,以及碳纳米管的修饰或碳纳米管与高分子材料、氧化物等复合对其气敏性能的影响.     

二维光学薄膜的气敏反射光谱特性

研究二维光学薄膜ＳｎＯ２：ＴｉＯ２在乙醇、丙酮、氨蒸汽中的气敏反射光谱，发现它与厚膜（膜厚２０μｍ）的气敏反射光谱有明显的差异，它的反射光强在气体浓度较低时随气体浓度增加而增强，气体浓度较高时则现象相反，并且它的反射峰会发生位移。利用不同气体的反射峰的气敏特性，可制成有气体选择性的气敏光纤传感器。     

基于定向纳米碳管气体放电的气敏传感器研究

介绍了一种基于定向纳米碳管的气敏传感器,以生长定向纳米碳管的氧化铝模板作为阳极,铝板作为阴极,利用纳米碳管的尖端发射效应,在较低的电压下使气体产生放电现象。通过对纳米碳管在气体中击穿电压和放电电流的测量,实现对气体的定性定量检测。同时纳米碳管气敏传感器还具有体积小、灵敏度高、稳定性好、响应速度快、在常温常压下即可进行检测等优点,具有较好的应用前景。     

薄膜基荧光气体传感器

薄膜基荧光传感因灵敏度高、可采集信号丰富、实时检测性好和易于器件化等优点备受人们关注,特别是随着微纳米加工、集成制造和物联网技术的发展应用,薄膜基荧光传感器研究已经成为传感器研究的一个重要领域,呈现出广阔的发展前景。 结合课题组工作,本文简要讨论了基于小分子化合物的薄膜基荧光气体传感器在隐藏爆炸物、毒品、挥发性有机污染物检测/监测,重大疾病早期诊断等领域的应用探索。 在此基础上,指出了薄膜基荧光传感器发展面临的问题,评述了薄膜基荧光传感器研究和应用的前景。     

金属氧化物室温气敏材料的结构调控及传感机理

室温气敏材料能耗低、稳定性好、安全性高,并且有助于简化传感器的器件结构,具有很好的实际应用前景。开发具有优异室温传感性能的气敏材料成为近年来传感领域的研究热点。金属氧化物半导体材料来源广泛、环境友好、结构调控灵活,在室温气体传感性能方面取得一定的进展。本文介绍了金属氧化物气敏材料的发展历程及气体传感机理,详述了各种具有室温气敏性能的金属氧化物纳米结构,重点讨论构建金属氧化物室温传感性能的有效策略和传感机制,并对室温传感材料的未来发展进行了展望。     

超纯气体中微量水的气相色谱分析

超纯气体制备和用超纯气体做保护气的许多工业部门,对气体中微量水是需要经常分析的。目前常用的大都是露点法,其缺点是仪器只能专用;而用高灵敏度热导检测器气相色谱仪,不但可方便地测出超纯气体中的微量水,而且还可以测定超纯气体中的微量气体杂质及作其它有机物分析之用。气相色谱仪操作简单,定量也较方便准确。     

电化学生物传感器测定甲胎蛋白的研究进展

人体血清中甲胎蛋白(AFP)含量已作为肝癌检测的重要指标,快速而准确地检测血清中的AFP含量对肝癌的早期诊断和预后都有极为重要的作用。传统的酶联免疫法存在分析时间长、前处理繁琐等不利因素。利用免疫技术与电化学检测技术结合起来的电化学免疫传感器,由于具有操作简单、灵敏度高、特异性强及成本低等特点,而得到广泛关注。本文将根据所采用的不同检测方式及修饰材料等方面对近年来电化学免疫传感器检测AFP的研究与应用进行评述,并对其发展趋势进行了展望。