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如果古希臘醫生希波克拉底診斷您患有肝臭（肝臟異味），那不是侮辱，而是友好的警告。這意味著您呼吸的氣味表明您正在走向肝功能衰竭。許多古希臘醫學知識已經失傳，但將呼吸作為健康的指標仍然存在。多年來，研究人員一直在努力開發準確、廉價和便攜的電子嗅覺感測技術，該技術可用於檢測和監測哮喘、腎臟疾病、高膽固醇以及其他一些疾病。
目前正在使用各種方法來開發所謂的電子鼻——使用一組化學感測器讀取氣味以及識別不同氣味的機制的裝置。它們通常花費約 8,000 美元到 30,000 美元。大多數裝置依賴於笨重的氣相色譜和質譜系統來識別空氣中的化合物。它們通常需要儲存在氣球中的幾次呼吸。其他呼吸分析裝置，例如酒精呼吸分析儀，使用的技術不夠精確，無法用於醫療用途。
電子鼻識別特定氣味並將其標記為警告訊號的能力一直受到特異性不足的阻礙——也就是說，無法檢測和量化含有數百種化合物的呼氣中的單一物質。幾種新方法旨在克服這個問題。一個有希望的專案涉及紐約州立大學石溪分校的一個團隊，由材料科學與工程副教授佩雷納·古瑪領導，他們開發了一種使用半導體陶瓷感測器來檢測疾病和測量代謝功能的電子鼻。
根據古瑪的說法，該感測器對呼吸中的氣體疾病訊號標記物高度敏感——它可以檢測十億分之幾的特定分子。感測器晶片覆蓋著直徑範圍為 1 到 100 奈米（一奈米是十億分之一米）的義大利麵條狀金屬氧化物纖維。奈米纖維的晶體結構及其表面上的原子構型決定了可以檢測哪些化合物。例如，一氧化碳和甲烷等氣體粘附在原子具有四方（四邊形）排列的奈米纖維氧化物感測器上。奈米纖維可以大量製造，並在生產過程中進行調整以響應不同的化合物。一旦電子鼻檢測到其目標分子，其濃度就會顯示在數字顯示屏上。
呼吸中含有數百種揮發性有機化合物，這些化合物是我們新陳代謝的副產品。古瑪說，某些疾病會改變氣體的混合，引入新的化合物或改變現有化合物的水平。一種感測器可以檢測糖尿病患者呼吸中的丙酮，以確定他們是否需要增加胰島素劑量。另一種感測器可以測量哮喘患者呼吸中的一氧化氮，以檢測即將發生或惡化的哮喘發作。
古瑪的研究小組還在開發電子鼻來檢測有機化合物異戊二烯以測量膽固醇水平，檢測腎臟疾病的氨，以及檢測肝臟疾病的氨和酮的混合物。古瑪說，研究人員還在開發一種電子鼻，可以區分兩種相似的化學結構——烷烴和烯烴——以早期發現肺癌。
這些原型電子鼻類似於精裝小說，一端連線著一個咬嘴。古瑪預計最終的設計將大約只有鑰匙圈大小。她預計她的電子鼻中至少有一種將在一年內準備好進行臨床測試。古瑪說，與其他電子鼻不同，古瑪的電子鼻只需要一次呼吸即可檢測到特定化合物。這意味著對於某些情況，可以進行呼吸測試而不是血液樣本。古瑪預計，這種手持式電子鼻的成本可能低至每個 20 美元。
加州理工學院的化學教授內森·劉易斯也在開發電子鼻技術。他的系統依賴於聚合物薄膜而不是奈米級導線來識別化合物。但他談到古瑪的小裝置時說：“陶瓷奈米感測技術是用於醫療和其他電子鼻應用的一種有希望的方法。[古瑪的]工作在這方面邁出了重要一步。”
然而，其他研究人員對電子鼻分析即使是簡單的揮發性有機化合物（VOC）混合物中各個成分的能力持懷疑態度。“在獲得呼吸 VOC（如丙酮或其他可能的疾病標誌物）的臨床有用測量值所面臨的挑戰中，最棘手的問題之一是可靠地區分呼吸中發現的標誌物或標誌物與背景 VOC，”密歇根大學環境健康科學教授愛德華·澤勒斯說。他補充說，“就我所知，任何電子鼻技術尚未證明這一點。”儘管如此，儘管他對電子鼻用於疾病診斷持謹慎態度，但澤勒斯表示，古瑪的技術作為檢測一氧化氮和氨等個體反應性無機標記物的一種手段具有前景。
正如希波克拉底可能證明的那樣，有希望的醫學想法往往不會實現。在臨床試驗中證明該技術足以勝任之前，患者不應屏住呼吸期待廉價的手持式電子鼻。