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“呼氣識病”或將實現(xiàn)?我國科研人員研制光譜式呼氣分析儀
2025年06月18日 15:28:33 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:羊舌木 點擊量:300

中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所團隊針對聚焦丙酮這一關鍵呼氣標記物,開發(fā)了基于光腔衰蕩光譜技術(CRDS)的呼氣分析儀,實現(xiàn)了呼出丙酮含量的高效檢測。

  人體呼出的氣體是反映健康狀態(tài)的重要信息載體。通過分析呼氣中的化學成分,醫(yī)學界正探索實現(xiàn)重大疾病的早期預警。人體呼出氣體中含有上千種痕量級(ppbv~pptv)的可揮發(fā)性有機化合物(VOC),這些有機物被稱為“呼氣標記物”,其濃度變化可能與特定疾病相關。
 
  多年的研究表明,多種疾病在代謝異常時會在呼氣中留下特征性VOC指紋。例如,肺癌、胃癌、結腸癌等腫瘤疾病,以及糖尿病、帕金森病等代謝或神經(jīng)退行性疾病,均可能通過呼氣標記物濃度變化體現(xiàn)早期病理信號。若能建立這些標記物與疾病的關聯(lián)圖譜,將為臨床提供非侵入式的新型篩查手段,有助于提升疾病早期發(fā)現(xiàn)率。
 
  當前,呼氣分析技術的臨床轉化仍面臨挑戰(zhàn)。首先,呼氣標記物與疾病及健康狀態(tài)的關聯(lián)性研究尚不充分,缺乏系統(tǒng)性數(shù)據(jù)支持。其次,現(xiàn)有檢測技術需突破兩大瓶頸:一是消除水蒸氣對光譜檢測的干擾,二是解決不同物質光譜特征重疊導致的識別誤差。這些技術難題限制了呼氣分析的精準度和可靠性。
 
  中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所團隊針對聚焦丙酮這一關鍵呼氣標記物,開發(fā)了基于光腔衰蕩光譜技術(CRDS)的呼氣分析儀,實現(xiàn)了呼出丙酮含量的高效檢測
 
  丙酮濃度與糖尿病代謝狀態(tài)密切相關,其檢測對糖尿病管理具有重要價值。該團隊通過優(yōu)化柔性多孔碳膜材料,實現(xiàn)了對呼氣中99.8%水分的選擇性吸附,并結合自主設計的輕量化壓控腔體,保證衰蕩信號的穩(wěn)定輸出,同時有效降低了系統(tǒng)的重量
 
  目前,該設備已通過Ⅱ類創(chuàng)新醫(yī)療器械認證,并在國內多家醫(yī)院完成2000余例臨床樣本檢測。實際應用顯示,其可輔助監(jiān)測I型糖尿病患者胰島素注射后的代謝狀態(tài),通過丙酮濃度變化及時識別低血糖風險或劑量不足情況。此外,該技術在運動健康管理、酮癥酸中毒預警、肥胖監(jiān)測及感染性疾病評估等領域也展現(xiàn)出應用潛力。
 
  站在技術突破的里程碑前,我們看到的不僅是單病種檢測的進步,更是整個呼氣診斷領域的范式革命。該研究不僅為糖尿病的動態(tài)監(jiān)測與管理提供了新思路,也為呼氣分析領域探索新方法、開發(fā)新技術、研制新儀器、催生新應用等提供了可行的解決方案。
 
  未來,隨著檢測技術的持續(xù)優(yōu)化,更多呼氣標記物與疾病的定量關聯(lián)將被建立,為腫瘤療效評估、癲癇治療監(jiān)測等臨床場景提供新工具。結合人工智能技術,呼氣分析有望實現(xiàn)多標記物協(xié)同檢測與疾病風險預測,推動疾病預警向更精準、更普惠的方向發(fā)展。
 
  (資料參考來源:澎湃新聞)
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