用手機(jī)呼氣進(jìn)行癌癥診斷.docx

“用智能手機(jī)進(jìn)行呼氣診斷癌癥”或在2017年實(shí)現(xiàn)，MEMS傳感器靈敏度提高至原來(lái)的130倍2015/02/02NIMS展示的關(guān)于MSS的海報(bào)（點(diǎn)擊放大）【日經(jīng)BP社報(bào)道】日本物質(zhì)及材料研究機(jī)構(gòu)（NIMS）開(kāi)發(fā)出了可根據(jù)呼氣和體味等進(jìn)行癌癥診斷的分析各種氣味的超小型氣體及液體傳感器系統(tǒng)。在展會(huì)“nano tech 2015”（東京有明國(guó)際會(huì)展中心，2015年1月2830日）上，NIMS將傳感器陣列試制成U盤(pán)、并安裝到平板電腦上進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)工作演示。據(jù)介紹，該系統(tǒng)是通過(guò)把MEMS氣體及液體傳感器的靈敏度提高至原來(lái)的130倍以上后實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)已開(kāi)始與企業(yè)等推進(jìn)周邊系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，力爭(zhēng)2017年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。此次系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者是NIMS國(guó)際納米建筑學(xué)研究中心（MANA）獨(dú)立研究員吉川元起和NIMS研究員柴弘太等人。吉川等人對(duì)成本低、尺寸小但靈敏度低的傳統(tǒng)壓阻懸臂式MEMS傳感器進(jìn)行了大幅改進(jìn)，從而將靈敏度提高至原來(lái)的130倍以上。據(jù)介紹，新系統(tǒng)可以檢測(cè)與現(xiàn)有最高靈敏度的半導(dǎo)體氣體傳感器相匹敵或更高的ppb等級(jí)濃度的有味物質(zhì)。具體的改進(jìn)之處是，將此前的單軸狀元件改成了形狀類似于大鼓膜的“膜型表面應(yīng)力傳感器（Membrane-type Surface stress Sensor：MSS）”。據(jù)介紹，靈敏度之所以得到提高，是因?yàn)榭筛行У貙?yīng)力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化。MSS的概要（點(diǎn)擊放大）U盤(pán)型MSS陣列。右端粉色部分是芯片。（點(diǎn)擊放大）MSS“膜”部分的直徑為300500m。在SOI晶圓上采用MEMS技術(shù)制作。壓阻是在Si中摻加B而形成的。要想讀取電阻值的變化，就得采用惠斯通電橋（Wheatstone Bridge）電路?？稍?cm2大小的區(qū)域內(nèi)集成100溝道的傳感器陣列。芯片部分的放大影像（點(diǎn)擊放大）安裝在平板電腦上進(jìn)行呼氣診斷的演示情景（點(diǎn)擊放大）從呼氣測(cè)癌到食品產(chǎn)地的辨別包括半導(dǎo)體傳感器在內(nèi)，氣體傳感器有多種實(shí)現(xiàn)技術(shù)。據(jù)吉川介紹，現(xiàn)有技術(shù)大多在性能上有所偏頗，比如雖然某方面的性能很出色、但其他方面的性能卻不盡人意。而MSS在靈敏度之高、動(dòng)態(tài)范圍之廣、在芯片兩面形成傳感器的容易性、量產(chǎn)性、多溝道的易形成性、針對(duì)不同溶液的支持性、周邊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化的容易性以及實(shí)時(shí)檢測(cè)和無(wú)標(biāo)記檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)性等方面都達(dá)到了較高的水平，各種性能之間較為均衡。用于血液等溶液檢查的試制品以及檢查時(shí)的情景演示。將傳感器直接浸在溶液里進(jìn)行檢測(cè)。（點(diǎn)擊放大）吉川在nano tech 2015會(huì)場(chǎng)上發(fā)表演講（點(diǎn)擊放大）鑒于上述因素，MSS的設(shè)想用途就較為廣泛。一個(gè)是基于呼氣的癌癥早期發(fā)現(xiàn)。目前已通過(guò)U盤(pán)型試制品證實(shí)，MSS是發(fā)現(xiàn)頭頸部癌癥的有效手段，并在2013年就相關(guān)成果發(fā)表了論文。吉川表示，“除了可以區(qū)別頭頸部癌癥患者和健康人以外，還可以借助MSS確定癌癥患者是否通過(guò)治療實(shí)現(xiàn)了康復(fù)”。另外，以肝癌為例，MSS可以有效檢測(cè)出血液中出現(xiàn)增加的腫瘤標(biāo)志物“AFP”。雖然尚未公布詳細(xì)信息，但據(jù)稱已有MSS可對(duì)其他癌癥進(jìn)行有意義辨別的例子。此外，MSS還可以根據(jù)食品的味道判斷出該食品的種類和產(chǎn)地。具體情況是，借助該傳感器來(lái)辨別日本產(chǎn)的嫩雞胸脯肉、日本產(chǎn)黑毛和牛肉、日本產(chǎn)的豬肉、鹿兒島產(chǎn)黑豬肉以及澳大利亞產(chǎn)豬肉等。而且，MSS可有效檢測(cè)細(xì)菌抗生素的效力、判斷出誘發(fā)新屋癥候群（Sick Hous