主圖：藝術(shù)家對3D納米顆粒支架的印象，由嵌入半導(dǎo)體納米顆粒內(nèi)的金屬納米顆粒（黃色）組成。學(xué)分：澳大利亞國立大學(xué)

一個(gè)由諾丁漢特倫特大學(xué)和澳大利亞國立大學(xué)（ANU）組成的國際團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種3D納米顆粒“支架”，能夠檢測空氣中非常低濃度的溶解分子。

研究人員表示，這是在呼吸等氣體環(huán)境中測量生物標(biāo)志物（在疾病中發(fā)揮作用的微小分子）的一大步。

支架包括金屬和半導(dǎo)體納米顆粒的獨(dú)特組合，每個(gè)顆粒比人類頭發(fā)小數(shù)千倍，可以集成到超微小的傳感器中。

然后，這些傳感器可以集成到簡單和小型袖珍診斷中，如果檢測到風(fēng)險(xiǎn)，將向用戶發(fā)出警告，并敦促他們盡快尋求醫(yī)療建議和進(jìn)一步測試。

當(dāng)今的光學(xué)傳感器使用的傳感材料在暴露于液體介質(zhì)中的高濃度生物標(biāo)志物時(shí)會(huì)改變其顏色，例如用于妊娠試驗(yàn)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癥等嚴(yán)重疾病的生物標(biāo)志物。然而，它們的濃度大大降低，因此今天的光學(xué)傳感器無法測量它們。

希望工程超敏感材料將幫助人們避免患慢性病，提高存活率并顯著降低整個(gè)醫(yī)療保健系統(tǒng)的相關(guān)成本。

它還可以幫助消除對侵入性測試程序的需求，例如血液檢查。

預(yù)計(jì)有慢性病家族史的人可能希望使用這些傳感器，這些傳感器可以定制以檢查特定疾病。

“呼吸的好處是它充滿了生物標(biāo)志物，可以幫助我們檢測慢性疾病，但它們的濃度在氣體環(huán)境中很少，”諾丁漢特倫特大學(xué)工程系沃爾夫森研究員Mohsen Rahmani副教授說。

他說：“到目前為止，問題一直是缺乏可靠的探測器。然而，我們的新材料將能夠檢測到在這些環(huán)境中自由移動(dòng)的低濃度生物標(biāo)志物。

“我們的傳感材料不需要電池、電線或大型昂貴的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。這為下一代袖珍傳感器鋪平了道路，這些傳感器可以在非常早期的階段快速可靠地診斷疾病，只需吹一下它們。

澳大利亞國立大學(xué)的Antonio Tricoli教授和澳大利亞國立大學(xué)大挑戰(zhàn)項(xiàng)目“我們的健康在我們手中”的聯(lián)合主席補(bǔ)充說：“除了開發(fā)呼吸傳感套件的潛力外，這些超小型材料還可以集成到皮膚貼片中，以跟蹤從我們皮膚中發(fā)生的小濃度揮發(fā)性生物標(biāo)志物。這可以實(shí)時(shí)跟蹤我們的健康狀況。

一項(xiàng)證明超靈敏3D納米支架發(fā)展的研究已發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。