众所周知，警察叔叔会通过测量驾驶员的呼吸，测量出他是否酒驾。呼出的空气中除了能够测量酒精，还能够告诉我们一些什么呢？

在未来，呼吸不但能够测量酒精，还能够测量运动员的情况以及用于那些想要减重的人。来自苏黎世联邦理工学院的研究人员就将这一点变为了现实，他们设计了一款呼吸器可以测量什么时候体内的脂肪开始燃烧。

研究中使用的丙酮测量芯片。图片来源：苏黎世联邦理工学院

科学家们是如何测量丙酮这种分子量很小的气体分子的呢？他们使用了一块特殊的芯片传感器。科学家们开发的传感器使用了一种涂上了一层多孔的特殊半导体纳米粒子的薄膜。这些粒子是研究人员植入例如单个硅原子的三氧化钨。

七年前这款芯片就开始进入了开发，当时ETH教授Pratsinis和他的同事们发现，如果纳米颗粒的原子排列成某种晶体结构，那么三氧化钨纳米粒子与丙酮的相互作用。这种相互作用降低了纳米粒子涂覆芯片的电阻，然后这种现象可以进行测量，从而量化丙酮的量。

研究人员最初的想法是使用芯片来诊断糖尿病，因为未经治疗的1型糖尿病患者呼出的呼吸含有高浓度的丙酮。然而，从那时起，科学家们已经证明，传感器实际上足够灵敏，可以检测出在运动过程中，人体呼出的浓度非常低的丙酮。

目前，这项研究中使用的芯片大约1美分硬币大小，但研究人员正在努力改进测量技术，以便能够使用更小的芯片。“我们的目标是在一个可以管理的大小的设备上提供芯片。这将允许运动员和那些想要减肥的人在他们的身体开始燃烧脂肪时能够知晓，这样他们就可以优化他们的训练方案，”Guntner说。

这种高度灵敏的丙酮芯片给科学家们带来了更多的灵感，呼吸中含有很多的代谢产物分子，也许在未来，通过呼吸我们不仅仅能够检测脂肪的代谢，也可能从呼出的气体中找到新的生物标志物，检测其他疾病，比如肺癌。

参考资料：

[1] Breath instead of a blood test

[2] Tiny Breath Acetone Sensor toMeasure Fat Burning During Exercise, Help Monitor Diabetes

来源：康健新视野