logo
Published on Wired News 數位連線中文版(demo only) (http://charlesc.netizen.tw/wirednews)

電子鼻令致病細菌無所遁形

By Wired News Taiwan
Created 2001-10-11 15:00

一種新的電子鼻可探測出隱藏在血液中的細菌。
伊利諾斯技術學院 [1](IIT)的學生們開發的該技術設計原型是一種感應器。未來的某一天,醫生們將通過它以遠高於傳統實驗室測試的速度探知血液中的細菌。
但是,這僅僅是電子鼻的諸多應用之一。電子鼻還可應用於食品工業和家庭中的人工智慧電冰箱中,以便在食物變質時探測出細菌並發出警告。
各公司企業也會採用電子鼻技術─星巴克(Starbucks)已經表示有興趣使用電子鼻鑒別咖啡。
伊利諾斯技術學院發明的電子鼻的醫療用途主要在於它能夠發現致病細菌發出的特別味道。隨著這些細菌逐漸繁殖,每種細菌都會發出不同的氣味。
「當細菌吞噬紅血球,並在血液中繁殖時,它會像人類一樣排出廢物。」 伊利諾斯技術學院資深技術人員摩隆(Christopher Morong)表示,「每種細菌的新陳代謝都不同,因此散發出的氣味也各異。」
經驗豐富的實驗室技術人員經常能夠輕輕地嗅一下培養皿就將血液樣本中的細菌種類猜個八九不離十。但是,醫院並不建議採取這種存在潛在危險性的做法。
然而,伊利諾斯技術學院的電子鼻內含一系列電氣化學感應器,它們對細菌排放出的微粒十分敏感。
電子鼻使用特殊的LabVIEW [2]軟體將氣體特徵和已知的細菌特徵作比對。
雖然人類的鼻子有數百萬種嗅覺細胞,而電子鼻只有8個,但是這8個感應器足夠辨別大腸桿菌和葡萄球菌等細菌發出的氣體的數百種特徵。
盡管電子鼻還是一個設計模型,但是它已經比傳統的血液測試方法更加快速。
電子鼻測試只需6分鐘即可完成,不過血液樣本需要培養24小時,以獲得足夠多的細菌數目。但是,即使如此,電子鼻所需時間仍然比傳統的血液測試少一半,傳統的血液測試一般需要48小時以上。
摩隆談及有關血液樣本問題時說:「它的培養速度已經夠快了,我們無法再加速這一過程。」
電子鼻還被證明比傳統測試手段更加精確和廉價。
摩隆說:「目前,實驗室技術人員使用螢光探測器測量細菌排放出的代謝物。這一過程比較複雜。實驗室技術人員需要接受特別訓練,以辨別這些色彩模式。」

電子鼻會自動進行分析,目前它的儀器設備可能需花費10,000美元到25,000美元,但摩隆估計,在電子鼻量產之後,價格僅需8,000美元上下。
但是,在電子鼻被用於實驗室之前還需一段時間。
摩隆表示:「它還不是十分可靠。我們不會將其用於臨床診斷。我們只是做了一些初步的測試。它還需要得到食品及藥物管理局的批准。」
雖然目前電子鼻尚處開發初期,但是摩隆相信它會在10年內成為實驗室的主要裝備。
微生物學家對它的應用前景早就興奮不已了。
「一旦這種設備獲得批准,我一定會使用它。」 Cook縣Provident醫院 [3]微生物實驗室主任派托(Pravin Patel)說。
盡管優點不少,但是電子鼻有時也會出錯。
摩隆說道:「過多的氣體會導致感應器超載。如果氣體太多,感應器會做出過度反應,有時候你不得不稀釋氣體。」
此外,在兩次測試間,電子鼻必須排空氣體。
摩隆解釋說:「在完成一次測試後,你必須排出氣體,以免電子鼻將兩種不同的細菌混淆,得出令人困惑的結果。」
電子鼻在未來的人工智慧冰箱等方面也有實際的用途。
摩隆說:「你可以將它視為人工智慧冰箱的一個部份,在食品變質時發出警告。」


用Google搜尋原文標題: E-Nose Sniffs Out Nasty Bugs [4]

Source URL:
http://charlesc.netizen.tw/wirednews/wirednews/20011011/1248.html