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气体检测最新进展,尤其需要关注环境气体监控及健康监测的相关应用

承天示优官方账号 2023-09-19 技术资讯 675 views 0

前文

近年来,技术的发展一直与环境保护和人类健康安全有关。随着人口的增加和能源需求的增长,环境污染和人类健康受到了巨大影响。检测对环境和人类健康有害的气体的新技术的大规模开发或研究目前是焦点。挥发性有机化合物(VOCs)是已知在常温常压下具有高蒸气压的气态物质。就环境污染物而言,挥发性有机物通过生物和人为来源释放到大气中。其中包括受管制和不受管制的排放,其中不受管制可分为羰基化合物和芳烃。根据美国环保局(Environmental Protection Agency)和世界卫生组织(World Health Organization)的说法,一些挥发性有机物与致癌和长期暴露有关,从而导致不良健康影响。通常,列出的化合物包括乙醛、苯、甲醛、甲苯、二甲苯、苯乙烯、苯和萘。

另一方面,呼吸挥发性有机物有助于分析呼出气体,一直是无创诊断中科学和临床研究的焦点。呼出的呼吸或空气包括从ppb到ppm的100多种气体,这些气体可以提供关于患者的生理和病理状况的信息,对人类健康监测有用。高灵敏度气体传感器提供了一种非常简单、无创、成本效益高的方法来检测呼出气体中的这些气体,这是检测疾病或早期疾病诊断的有前途的方法之一。工业用于环境和健康安全的气体和VOC传感的现有技术受到一些限制,如选择性差和安装成本高,需要经过培训的人员进行操作。另一方面,使用生物标志物的非侵入性疾病检测由于其易于获取而越来越受欢迎。使用生物标志物对疾病进行无创检测,可以更简单、更方便地采集样本。不需要手术或侵入性测试,血液、尿液、唾液甚至呼吸等样本的采集可以将不适降至最低。这种可访问性使患者更容易接受定期筛查和监测,可能导致更早的检测和干预。使用生物标志物的非侵入性疾病检测为早期诊断、定期监测和个性化治疗提供了一条很有前途的途径。随着技术的不断进步和更多研究的进行,我们可以期待这一领域的进一步进展,这可能会彻底改变疾病的检测和管理方式。先进的非侵入性疾病诊断方案之一包括检测气体和VOC化合物,作为有害疾病的生物标志物。



图文解析


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图1. VOC的不同来源和用于监测的检测技术的示意图。


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图2. 用于气体传感和VOC识别的各种基于光谱的分析。


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图3. 显示电极-电解质界面和用于检测特定挥发性有机物和气体的各种电化学方法的示意图。


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图4. 使用铪掺杂的铟锌氧化物基电极的电导气体传感器显示出对二氧化氮(NO2)的亲和力增强。


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图5. 使用分子印迹聚合物修饰离子选择电极的电位气体传感器,用于检测痕量甲苯蒸汽


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图6. 我们为电流型气体传感器设备所做的工作显示出对二氧化碳检测的敏感性和稳定性。


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图7. (A)合成传感探针和观察到的剂量依赖性反应的示意图。(B)用于异戊烷传感的手持式原型装置的示意图。

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