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“呼氣識病”或將實現？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 作者：羊舌木 點擊量：4955
中國科學院蘇州生物醫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，開發了基于光腔衰蕩光譜技術（CRDS）的呼氣分析儀，實現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的重要信息載體。通過分析呼氣中的化學成分，醫學界正探索實現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退行性疾病，均可能通過呼氣標記物濃度變化體現早期病理信號。若能建立這些標記物與疾病的關聯圖譜，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現率。
當前，呼氣分析技術的臨床轉化仍面臨挑戰。首先，呼氣標記物與疾病及健康狀態的關聯性研究尚不充分，缺乏系統性數據支持。其次，現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，開發了基于光腔衰蕩光譜技術(CRDS)的呼氣分析儀，實現了呼出丙酮含量的高效檢測。
丙酮濃度與糖尿病代謝狀態密切相關，其檢測對糖尿病管理具有重要價值。該團隊通過優化柔性多孔碳膜材料，實現了對呼氣中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，保證衰蕩信號的穩定輸出，同時有效降低了系統的重量。
目前，該設備已通過Ⅱ類創新醫療器械認證，并在國內多家醫院完成2000余例臨床樣本檢測。實際應用顯示，其可輔助監測I型糖尿病患者胰島素注射后的代謝狀態，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、肥胖監測及感染性疾病評估等領域也展現出應用潛力。
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監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優化，更多呼氣標記物與疾病的定量關聯將被建立，為腫瘤療效評估、癲癇治療監測等臨床場景提供新工具。結合人工智能技術，呼氣分析有望實現多標記物協同檢測與疾病風險預測，推動疾病預警向更精準、更普惠的方向發展。
(資料參考來源：澎湃新聞)
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