ETH 教授Sotiris Pratsinis研究团队中的博士后Andreas Güntner说:“身体在燃烧脂肪的时候会天生副产物,这些产物会进入血液。”在肺泡中,这些随意马虎挥发的分子能够进入人体呼出的气体中。这些脂质代谢产物分子中最随意马虎挥发的是丙酮。Güntner和他的同事们开拓出一种小型气体传感装置,它能够丈量这种物质的涌现。这种传感器比过去的同类产品更加敏感:它可以在数百万个分子中检测到单个的丙酮分子。它只丈量丙酮分子,以是呼出的气体中其他800多种挥发身分都不会对丈量结果产生影响。
紧张个体差异

该研究团队与苏黎世大学医院的肺部专家们互助,他们在志愿者们运动的时候对这种传感器的功能进行了测试。受测工具完成了一个半小时的自行车测试,期间有两次短暂休息。研究职员让受测者们向一个试管中吹气,这个试管与丙酮传感器相连。

Güntner说:“我们创造,不同个体呼出的气体中丙酮浓度差异非常大。” 科学不雅观念认为运动员只有在经由了一定韶光的强体力活动并且达到特定心率的情形下才开始燃烧脂肪,但是这一不雅观点已经由时了。测试结果表明,对付某些志愿者,只有当他们完成了这一个半小时的测试之后才开始脂肪分解浸染,但是对付另一些志愿者,他们的脂肪燃烧则开始得非常快。
比拟测试结果表明,这种新方法得到的结果与丈量血液中β-羟丁酸浓度的方法所得到的结果非常同等。这种血液测试方法是目前监测脂类分解的标准方法。
与纳米颗粒的相互浸染
科学家们开拓的这种传感器利用了被分外半导体纳米颗粒的多孔膜所涂覆的芯片。这些颗粒是三氧化钨,研究职员们向其植入了单个硅原子。
这个芯片的开拓于7年前开始,ETH教授Pratsinis和同事们创造,如果三氧化钨的晶体构造以某种分外形式排列的话,三氧化钨纳米颗粒就会与丙酮相互浸染,以减少覆盖这种纳米颗粒的芯片的电阻,而这是可以被丈量的。
最初,他们想用这种芯片诊断糖尿病,由于未接管治疗的I型糖尿病患者呼出的气体中含有很高浓度的丙酮。然而,科学家们创造,这种传感器的灵敏度足以检测人们在运动过程中呼出气体中的非常低含量的丙酮。
研究中利用的芯片尺寸相称于1欧分硬币.研究职员们正在对丈量技能进行优化,有望使其尺寸更小。他们的目标是为易于操作的设备供应芯片。Güntner说:“这将使运动员和想要减肥的普通人理解自己的身体什么时候开始花费脂肪,以此来优化自己的演习项目。”
廉价,小巧,还灵敏
高度灵敏的丙酮检测方法已经可以通过其他设备实现,比如质谱仪,但是它是大型设备,须要花费几十万。研究职员在目前的研究中利用这些设备来验证他们的测试方法。便携的丙酮呼吸测试设备已经存在了,但是它们只能被利用一次,而且须要测试几分钟才能得到结果。Güntner说:“我们的技能的上风是便宜,可操作,而且灵敏度高,测试结果险些是实时的。这使得它非常适宜健身的人和节食的人日常利用。”
科学家们正在操持对该测试方法进一步优化,并使其终极上市。他们已经开拓出了原型机。科学家们还在开拓能够检测呼出气体中其他医学干系分子的空气传感器,包括测试肾功能的氨,测试胆固醇代谢的异戊二烯,以及能够检测肺癌的醛类。
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