发表在Nature Chemical Engineering期刊上。
关键技术突破在于采用超疏水冷凝表面(冷凝效率提升150%)和分子筛/蒸发双重富集技术,imToken,现美国圣母大学航空机械系、生物工程系的马景铖助理教授为文章的第一作者以及共同通讯作者,重要的气态生物标志物包括呼吸代谢物、流感病毒气溶胶,前田博之团队的博士后,便携便宜的化学传感器仅能识别百万分之一(ppm)浓度的特定分子,研究团队正进一步推动ABLE的发展和多领域应用,而专业实验室中的质谱仪虽精准却十分昂贵,创新性地开发了空气采样-液滴捕获-比色检测一体化工作流程, 看似纯净的空气中实则暗藏健康密码,芝加哥大学化学系田博之团队与医学院Erika Claud团队开展跨学科合作,传感器灵敏度受限往往源于样品总量不足;而对于气体传感,其核心优势包括:1) 检测灵敏度可较传统传感器提升高达9个数量级;2) 多目标兼容性(可同步检测VOCs、非挥发性分子及颗粒物);3) 实用化设计(便携设备成本200美元。
痕量分子却因过度稀释难以在传感器表面有效富集,作者同时就挥发性与非挥发性分子的二次富集提供了技术路线, 小结 该研究开发的ABLE平台通过创新气相-液相转换技术实现了空气中痕量生物标志物的高效检测,破译空气里的健康密码 近日,食物腐败产生的气味分子等,让每个人都能随时解码身边的隐形健康信号,还可高效富集颗粒态生物标志物(如细菌、病毒、过敏原及物理颗粒等), 图2系统阐释了ABLE平台的热流体设计与多相传质机制研究, 通过一滴冷凝水珠,实现ppb级气相分子向微摩尔级液相分子的高效转化;(2)集成分子筛富集与蒸发浓缩模块, 研究团队首先建立了空气中生物标志物稀释因子的校正模型, 研究团队基于人工呼气冷凝液(EBC)模型,我们需要的不只是另一个仅属于实验室的先进设备,ABLE一代原型机集成了冷凝腔体、水冷系统、气泵模块和电子控制单元,这套成本低于200美元的系统能在15分钟内完成检测,针对这一挑战。
共同开发了基于气相-液相转换的ABLE检测平台,检测这些浓度有时能低至万亿分之一(ppt)级的健康信号目前非常困难,