我们呼出的空气携带着重要的化学指标，反映了我们身体的内部状态，包括肺癌等疾病的迹象。开发检测这些化合物的方法可以帮助医生进行早期诊断，从而最终改善患者的结果。在《ACS Sensors》上的一篇发表的文章中，科学家们宣布创建了超灵敏的纳米级传感器，成功地在初步测试中识别出肺癌患者呼吸化学成分的显著变化。11月被指定为肺癌意识月。
当我们呼气时，我们释放出各种气体，如水蒸气和二氧化碳，以及其他空气中的物质。研究人员发现，呼出的化学物质异戊二烯的减少可以意味着肺癌的存在。检测如此微小的变化需要一个极其灵敏的传感器，能够测量异戊二烯在十亿分之一（ppb）范围内的浓度。它还必须能够区分异戊二烯和其他挥发性化学物质，并处理呼气中的自然湿度。之前的努力主要集中在制造具有这些能力的气体传感器，通常以金属氧化物为基础，包括一种特别有前景的铟氧化物。由刘平伟和王青跃领导的研究团队试图增强这些铟氧化物传感器，以准确检测自然出现在呼气中的异戊二烯水平。
该团队开发了一系列铟(III)氧化物（In2O3）纳米薄片传感器。实验显示，其中一种名为Pt@InNiOx的特定变种因其铂（Pt）、铟（In）和镍（Ni）成分，表现出最佳性能。Pt@InNiOx传感器：
- 实现对低至2 ppb的异戊二烯的灵敏检测，显著超过了之前传感器的能力。
- 对异戊二烯的反应比对通常在呼气中发现的其他挥发性化合物的反应更强。
- 在模拟使用九次后的性能保持一致。
此外，研究人员对纳米薄片的结构和电化学特性进行的实时分析显示，均匀锚定在纳米薄片上的铂纳米团簇促进了异戊二烯的检测，导致了高度敏感的性能。
为了展示这些传感器的潜在医疗应用，研究人员将Pt@InNiOx纳米薄片集成到一种便携式传感设备中。他们对早前从13名个体收集的呼气样本进行了测试，其中五人是肺癌患者。该设备成功识别出癌症患者样本中低于40 ppb的异戊二烯水平，而非癌症患者的样本中则检测到超过60 ppb。根据研究人员的说法，这项传感创新可能会彻底改变非侵入性肺癌筛查，提供改善患者结果甚至拯救生命的潜力。
