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如果古希腊医生希波克拉底诊断您患有肝臭（肝脏异味），那不是侮辱，而是友好的警告。这意味着您呼吸的气味表明您正在走向肝功能衰竭。许多古希腊医学知识已经失传，但将呼吸作为健康的指标仍然存在。多年来，研究人员一直在努力开发准确、廉价和便携的电子嗅觉传感技术，该技术可用于检测和监测哮喘、肾脏疾病、高胆固醇以及其他一些疾病。
目前正在使用各种方法来开发所谓的电子鼻——使用一组化学传感器读取气味以及识别不同气味的机制的设备。它们通常花费约 8,000 美元到 30,000 美元。大多数设备依赖于笨重的气相色谱和质谱系统来识别空气中的化合物。它们通常需要储存在气球中的几次呼吸。其他呼吸分析设备，例如酒精呼吸分析仪，使用的技术不够精确，无法用于医疗用途。
电子鼻识别特定气味并将其标记为警告信号的能力一直受到特异性不足的阻碍——也就是说，无法检测和量化含有数百种化合物的呼气中的单一物质。几种新方法旨在克服这个问题。一个有希望的项目涉及纽约州立大学石溪分校的一个团队，由材料科学与工程副教授佩雷纳·古玛领导，他们开发了一种使用半导体陶瓷传感器来检测疾病和测量代谢功能的电子鼻。
根据古玛的说法，该传感器对呼吸中的气体疾病信号标记物高度敏感——它可以检测十亿分之几的特定分子。传感器芯片覆盖着直径范围为 1 到 100 纳米（一纳米是十亿分之一米）的意大利面条状金属氧化物纤维。纳米纤维的晶体结构及其表面上的原子构型决定了可以检测哪些化合物。例如，一氧化碳和甲烷等气体粘附在原子具有四方（四边形）排列的纳米纤维氧化物传感器上。纳米纤维可以大量制造，并在生产过程中进行调整以响应不同的化合物。一旦电子鼻检测到其目标分子，其浓度就会显示在数字显示屏上。
呼吸中含有数百种挥发性有机化合物，这些化合物是我们新陈代谢的副产品。古玛说，某些疾病会改变气体的混合，引入新的化合物或改变现有化合物的水平。一种传感器可以检测糖尿病患者呼吸中的丙酮，以确定他们是否需要增加胰岛素剂量。另一种传感器可以测量哮喘患者呼吸中的一氧化氮，以检测即将发生或恶化的哮喘发作。
古玛的研究小组还在开发电子鼻来检测有机化合物异戊二烯以测量胆固醇水平，检测肾脏疾病的氨，以及检测肝脏疾病的氨和酮的混合物。古玛说，研究人员还在开发一种电子鼻，可以区分两种相似的化学结构——烷烃和烯烃——以早期发现肺癌。
这些原型电子鼻类似于精装小说，一端连接着一个咬嘴。古玛预计最终的设计将大约只有钥匙圈大小。她预计她的电子鼻中至少有一种将在一年内准备好进行临床测试。古玛说，与其他电子鼻不同，古玛的电子鼻只需要一次呼吸即可检测到特定化合物。这意味着对于某些情况，可以进行呼吸测试而不是血液样本。古玛预计，这种手持式电子鼻的成本可能低至每个 20 美元。
加州理工学院的化学教授内森·刘易斯也在开发电子鼻技术。他的系统依赖于聚合物薄膜而不是纳米级导线来识别化合物。但他谈到古玛的小装置时说：“陶瓷纳米传感技术是用于医疗和其他电子鼻应用的一种有希望的方法。[古玛的]工作在这方面迈出了重要一步。”
然而，其他研究人员对电子鼻分析即使是简单的挥发性有机化合物（VOC）混合物中各个成分的能力持怀疑态度。“在获得呼吸 VOC（如丙酮或其他可能的疾病标志物）的临床有用测量值所面临的挑战中，最棘手的问题之一是可靠地区分呼吸中发现的标志物或标志物与背景 VOC，”密歇根大学环境健康科学教授爱德华·泽勒斯说。他补充说，“就我所知，任何电子鼻技术尚未证明这一点。”尽管如此，尽管他对电子鼻用于疾病诊断持谨慎态度，但泽勒斯表示，古玛的技术作为检测一氧化氮和氨等个体反应性无机标记物的一种手段具有前景。
正如希波克拉底可能证明的那样，有希望的医学想法往往不会实现。在临床试验中证明该技术足以胜任之前，患者不应屏住呼吸期待廉价的手持式电子鼻。