[發明專利]一種用于在呼氣中檢測丙酮的感應器

在審

• 申請號: 201810165252.8
• 申請日: 2018-02-20
• 公開（公告）號: CN110174445A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 王志堅;王志強;唐志剛
• 申請（專利權）人: 廣州田成環境修復有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種用于檢測丙酮的組成物及其制備方法。該組成物包含γ?氧化鐵(γ?Fe₂O₃)、銻(Sb)鹽及鉑(Pt)。使用該組成物制造的感應器在通常存在于呼氣中的高水分存在下，對低濃度的呼氣丙酮，即糖尿病的生物標記具有選擇性。用于檢測糖尿病的該半導體感應器價廉、堅固耐用、對患者友好且最重要的是非侵襲性的。

技術領域

本發明是關于快速診斷方法及組成物的領域。尤其是指關于適用于診斷糖尿病，在呼氣中檢測丙酮的組成物及其制備方法。本發明的組成物包含γ-氧化鐵(γ-Fe₂O₃)、銻(Sb)鹽及鉑(Pt)。

背景技術

隨著糖尿病患者的不斷增加，糖尿病的威脅正遍及全世界。然而，糖尿病的早期檢測可能會降低該致命疾病的潛在危險。血糖監測(空腹血漿葡萄糖及口服葡萄糖耐受試驗)為檢測糖尿病的可靠方法。然而，該方法昂貴，且最重要的是，其為侵襲性方法。為避開該問題，已研究了不同的非侵襲性及最小侵襲性技術，如IR光譜法、偏振光光學旋轉、無線電波阻抗、眼淚分析、自皮膚提取液體的分析及一滴血液監測糖尿病等生物感應器。迄今為止，市場上還沒有可用的能用于監測糖尿病的非侵襲性家用小器械。

目前已知在糖尿病患者中人類呼氣中丙酮濃度增加。呼氣中丙酮濃度小于0.9ppm可視為健康，濃度大于1.7ppm可能為糖尿病。在呼氣丙酮濃度與血糖含量之間亦存在良好相關性。呼氣丙酮測量的大多數研究已在如GC-MS、SFFT-MS及孔腔內共振衰減光譜術(cavity ring down spectroscopy)高度精密的儀器上進行。其他方法為基于經C-13標記的丙酮酸的量測(US7,118,919B2、USRE38575E及WO 1999/56790A2)、離子遷移分光光度計(US 6,794,645B2)、微電漿結合光譜儀(US7,417,730B2、US2004/137637A1)[6，7]等。近來已研究如SnO₂、WO₃、ZnO及TiO₂金屬氧化物半導體用于檢測低濃度丙酮(WO 2011/068976A1)，這是因為半導體感應器價廉、堅固耐用且便利。例如，經銀納米粒子改性的TiO₂感應器的丙酮蒸氣檢測極限可達到10ppm，且ZnO納米線及啞鈴狀ZnO微晶的丙酮檢測極限可分別低至5ppm及1ppm。使用未摻雜或經摻雜的γ-Fe₂O₃感應器在150℃等工作溫度下具有次ppm丙酮敏感度。10摩爾百分比的SiO₂摻雜的WO₃組成物顯示在400℃的工作溫度下，對低濃度(100ppb至900ppb)的丙酮蒸氣有足夠敏感度。

迄今為止所研究的金屬氧化物半導體感應器的缺點為：

1)低ppm或次ppm范圍內的丙酮濃度的檢測敏感度未高得足以制造裝置。

2)先前技術所報導的感應器為濕敏性，因此在大量水分(通常存在于呼氣中)存在下對丙酮無選擇性。

考慮到先前技術感應器的缺點，本發明的組成物能克服先前技術感應器的缺點，對1ppm丙酮濃度下有明顯的敏感度及高選擇性，且同時對呼氣中所存在的高水分量不敏感。

發明內容

本發明的主要目標為提供用于檢測丙酮的組成物及其制備方法。

本發明的另一目標為提供用于檢測呼氣中的低濃度(約1ppm)丙酮的組成物及其制備方法。

本發明的另一目標為提供用于在呼氣中存在高水分情況下選擇性檢測呼氣中低濃度丙酮的基于金屬氧化物半導體的組成物及其制備方法。

本發明的又一目標為提供用于在呼氣中存在高水分情況下檢測呼氣中低濃度丙酮的基于金屬氧化物半導體的組成物及其制備方法，該組成物適用于診斷糖尿病。