大多数人都听说过酒精分析仪是警方用来检查司机是否饮酒的工具。呼吸分析仪估计一个人呼吸中的酒精含量。他们通过简单的化学氧化还原反应进行工作——乙醇在阳极上转化为乙酸,氧气在阴极上还原。微处理器将产生的电流转换为血液中的酒精含量,尽管这个读数只是一个估计值,实际的酒精含量必须在血样上测量


但呼吸分析仪提供的不仅仅是捕捉超极限驾驶者。在该杂志最近的一篇论文中美国化学会纳米科学家通过分析呼出的气体诊断出17种疾病。论文中的结果-1404例17种疾病呼出分子模式分析-展示我们的呼吸有多透彻。


吸气-呼气

近2500年来,医生一直使用呼出的气体来检测疾病。他们知道我们呼吸中的某些成分——挥发性有机化合物或VOCs——与疾病有关。医生不仅要闻到呼吸的气味,在古代,医生的工作就是闻到贵族婴儿的尿液和粪便。


挥发性有机化合物的使用依赖于这样一个事实,即一系列相对低分子量的挥发性有机化合物由于身体的变化而发生变化,在这种情况下,我们对疾病引起的变化感兴趣。已经进行了许多实验,使用顶空分析、色谱法和质谱法测量各种体液中的挥发性有机化合物。顶空分析也用于本文中讨论的其他类型的分析,GC/MS联用顶空捕集器监测啤酒生产中挥发性有机化合物的优点 .


测量呼出的呼吸

但是呼出的气是最容易取样的,而且是非侵入性的,也是监测我们健康的最有用的身体挥发性有机物来源。我们呼出的气体中含有我们在学校里学到的通常的疑似物质——氮、氧和二氧化碳,但它也含有很小的浓度,即100种其他化合物。正是这些化合物揭示了我们的感受,因为每种物质的含量取决于你的健康程度。


ACS Nano上的论文描述了科学家如何利用人工智能通过测定一个人呼吸的化学成分来分类和诊断17种不同的疾病。研究人员从1400多名患有17种不同疾病之一的患者中采集了2800多份呼吸样本。研究人员发现,每种疾病都有基于13种挥发性有机化合物的独特指纹。


该团队建议,研究结果表明,一种廉价的便携式呼吸分析仪可以用于以一种简单、无创的方式筛查任何疾病。


很快就会去找警察吗?