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博主胡德良:邢台学院外语系英语教授,中国译协专家会员,河北省译协常务理事,邢台市译协副会长。爱好翻译,内容涉及宇宙探秘、医疗卫生、家庭保健、生命科学、能源科学、地球科学、环境科学、散文小说和纪实文学等领域。所译文章曾见于《光明日报》、《科技日报》、《健康时报》、《健康报》、《英语世界》、《英语知识》、《科技英语学习》、《科学之友》、《科学与文化》、《世界科学》、《生命世界》等全国各大报刊。博客特色:英汉对照、图文并茂,融趣味性、科学性、知识性为一体。

可以诊断出癌症的呼吸分析仪(图)  

2009-09-18 06:59:08|  分类: 医疗保健 |  标签: |举报 |字号 订阅

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可以诊断出癌症的呼吸分析仪(图) - 月亮飞船 - 月亮飞船的博客

这个传感器中的纳米级金粒子通过分析人们的气息,可以检测出是否患有肺癌。

A Breathalyzer for Cancer

By Sam Kean    胡德良

 A team of researchers may have come up with a golden idea for diagnosing lung cancer. By coating tiny nuggets of gold with a thin layer of organic material, the researchers have developed an "electronic nose" that, with some additional work, could spot lung cancer instantly by analyzing someone's breath.

 一组研究人员提出了一个诊断肺癌的好主意。研究人员在微小的金粒上涂一层薄薄的有机质,开发出一种“电子鼻”,再做一些额外的工作,该电子鼻就可以通过分析气息,立即判断出一个人是否患有肺癌。

 

 

 

Hossam Haick and colleagues at the Technion-Israel Institute of Technology in Haifa embedded the 5-nanometer-long gold nanoparticles in a silicon wafer and then collected exhaled air from 40 cancer patients and 56 people with healthy lungs. All the subjects had to breathe deeply through a purifying filter for 5 minutes. After this "lung washout," they filled five 750-milliliter Mylar bags with air. A machine blew this air over the silicon-gold circuit, and the electrical resistance of the gold nanoparticles rose or fell depending on the presence or absence of certain compounds.

 以色列海法市以色列科技理工学院的霍萨姆·海克及同事,把直径为5纳米长的纳米级金粒子压入一张硅片上,然后从40个癌症病人和56个肺部健康的人那里收集呼出的气体。所有的受试人员都要通过一个净化过滤器进行呼吸5分钟。这样对肺部“冲刷”之后,他们就会使5750毫升的聚酯薄膜袋装满气体。一台机器把这种气体吹到硅金电路上。由于某种化合物的出现或缺失,纳米级金粒子的电阻表现出或升或降。

 Cancer cells exude different compounds than healthy cells do, Haick explains, and the circuit picks up this difference. Tumor growth causes stress in cells, leading to a build up of free radical molecules that attack the lipids in cell walls, tearing out molecules with long chains of carbon atoms. The team identified 42 such molecules and settled on four to track with the nanoparticles: decane, trimethylbenzene, ethylbenzene, and heptanol. These four molecules appear at relatively high concentrations and, after binding to the organic coat on the nanoparticles, cause the resistance to electric current in the circuit to fluctuate in a predictable way. The sensors respond rapidly and are completely reusable, the team reported online 30 August in Nature Nanotechnology.

 海克解释说,癌细胞所散发出的化合物跟健康细胞不同,该电路发现了这种不同。肿瘤的生长对细胞造成压力,导致自由基分子的积累,自由基分子对细胞壁上的脂质发起攻击,扯下带有长链碳原子的分子。研究小组确认了42种这样的分子,选定其中4种,利用纳米级粒子进行跟踪监测。这四种分子是:癸烷、三甲苯、乙苯、庚醇,它们往往以较高的浓度出现,并且跟纳米级粒子的有机质层结合之后,引起电路中的电阻产生可以预测的波动。830日,研究小组在《自然-纳米技术》在线版上报道:这种传感器反应迅速,完全可以重复使用。

 The gold circuit, now patented, is a big improvement over Haick's previous electronic nose, which used carbon nanotubes. The resistance of the nanotubes was too sensitive to water vapor, a major component of breath, whereas gold particles are unperturbed by water. After finishing the Nature Nanotechnology paper, Haick's team discovered a bonus: With gold, patients don't have to avoid alcohol, coffee, tobacco, or food before tests, all of which had confounded previous devices.

 目前,这种金电路已经获得专利,比以前海克利用碳纳米管研制的电子鼻进步了许多。纳米管对水蒸气太敏感,而水蒸气是呼出气体的主要成分。相比之下,金粒子不受水蒸气的干扰。完成在《自然-纳米技术》上发表的论文之后,研究小组发现该技术还有一个优点:病人在接受检测之前不必忌讳喝酒、抽烟、饮咖啡,也不必空腹,而以前的检测装置都会受到所有这些因素的干扰。

 "This paper is the best one I've seen on the sensor technology," says David Smith, a physical chemist at Keele University in the United Kingdom. He says the breath diagnosis is especially promising for detecting lung cancers early, before they show up on x-rays. However, Smith says he has seen similar research unravel when scientists tried to develop tools for doctors, which ideally must be small, portable, and inexpensive. He also cautions that blinded clinical trials will be necessary to determine if the pricey nanoparticles can complement or replace existing tools, such as biopsies and x-rays.

 “有关传感技术,这是我所见过的最优秀的论文,”英国基尔大学的物理化学家大卫·史密斯说。他指出:气息诊断法是特别有前途的,有利于在X-射线造影中显现出来之前,及早地发现肺癌。然而,史密斯称:他见过同类的研究,从理想的角度来讲,当科学家们为医生开发器械的时候,这些器械一定要体积小、轻便并且价格便宜。他还警告说,有必要进行盲态临床试验,来确定这种昂贵的纳米级粒子是否可以作为现有检测方式(如:活检和X-射线造影)的补充或替代。

译自:美国《科学》杂志网站(31 August 2009

原著:Sam Kean

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