[发明专利]用于呼吸中的丙酮检测的传感器组合物

说明书

技术领域

本发明涉及诊断方法和组合物领域。更具体地，其涉及用于丙酮检测的组合物。更具体地，其涉及可用于糖尿病诊断的呼吸中的丙酮检测的组合物及其制备方法。本发明的组合物包含γ-氧化铁(γ-Fe₂O₃)、锑(Sb)盐和铂(Pt)。

背景技术

糖尿病的威胁遍及全球并且糖尿病患者比率不断增加。印度将很快成为糖尿病的最大的国家。然而，糖尿病的早期检测可降低该致命疾病的潜在危险。血糖监测(空腹血浆葡萄糖和口服葡萄糖耐量测试)是经过时间检验的糖尿病检测的可靠方法。然而，该方法是昂贵的，并且首要地，是具有侵入性的一种方法。为了解决该问题，已经研究了不同的无创和微创技术如IR光谱、偏振光的旋光性、无线电波阻抗、泪液分析、提取自皮肤的流体的分析以及从一滴血中监测糖尿病的生物传感器。迄今为止，还没有市售的用于监测糖尿病的无创家用小工具。

迄今为止，已经尝试了许多不同的无创和微创技术(如上所提及的)来监测糖尿病[1,2]。另外，长时间以来，已知在糖尿病患者中在人体呼吸中的丙酮浓度增加。已经给出，呼吸中的丙酮浓度<0.9ppm可作为健康个体的正常值，而浓度>1.7ppm表明糖尿病[1,2]。在呼吸的丙酮浓度与血糖水平之间也有良好的相关性[3]。已经在高度精密的仪器如GC-MS、SFFT-MS和腔衰荡光谱(cavity ring down spectroscopy)上进行了大多数关于呼吸中丙酮测量的研究[4,5]。其他方法是C-13标记的基于丙酮酸的测量(US7118919B2、USRE38575E和WO1999/56790A2)、离子淌度分光光度计(US6794645B2)、与光谱仪结合的微等离子体(US7417730B2、US2004/137637A1)[6,7]等。另外，最近已经研究了金属氧化物半导体(如SnO₂、WO₃、ZnO和TiO₂)以用于低浓度丙酮的检测(WO2011/068976A1)[7-20]，因为半导体传感器价格便宜、坚固耐用和方便携带。例如，Ag纳米颗粒改性的TiO₂传感器具有10ppm的丙酮蒸汽检测限[8]并且ZnO纳米线和哑铃状ZnO微晶体的丙酮检测限分别低至5ppm和1ppm[14,15]。早前已经报道了在150℃的温和的工作温度下使用未掺杂或掺杂γ-Fe₂O₃传感器的亚ppm的丙酮灵敏度[1,9]。10mol％的SiO₂掺杂的ε-WO₃组合物示出了在400℃的工作温度下的低浓度(100ppb至900ppb)丙酮蒸汽中的足够灵敏度[20]。

迄今为止，研究的金属氧化物半导体传感器的缺点是：

i)对于制造装置，在低ppm或亚ppm范围检测丙酮浓度的灵敏度不够高。

ii)现有技术报道的传感器对水分敏感并因此在高水分量存在下(通常存在于呼吸中)对丙酮没有选择性。

考虑到现有技术传感器的缺点，本发明人已经开发了克服现有技术传感器的这些缺点的组合物。使用要求保护的组合物制造的传感器示出了在约1ppm丙酮浓度下的可感知的灵敏度和高选择性，并且同时对存在于呼吸中的高水分量不敏感。

发明目的

本发明的主要目的是提供用于丙酮检测的组合物及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供用于呼吸中的低浓度丙酮检测(约1ppm)的改进的组合物及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供基于金属氧化物半导体的组合物及其制备方法，所述组合物用于在呼吸中的高水分量的存在下低浓度选择性检测呼吸中的丙酮。

本发明的又一个目的是提供用于糖尿病诊断的基于金属氧化物半导体的组合物及其制备方法，所述组合物用于在呼吸中的高水分量的存在下的呼吸中低浓度丙酮的检测。

发明内容

本发明提供了用于呼吸中丙酮检测的组合物及其制备方法。所述用于丙酮检测的组合物包含γ-氧化铁(γ-Fe₂O₃)、锑(Sb)盐和铂(Pt)。所述组合物示出了在约1ppm丙酮浓度下的可感知的灵敏度并且对于通常存在于呼吸中的高水分量是不敏感的。本发明提供了用于在糖尿病患者的呼吸中丙酮检测的组合物。

附图和表的说明

图1示出在300℃的工作温度下，实施例1的γ-Fe₂O₃基传感器对空气(RH约45％)中的1ppm丙酮蒸汽和饱和水分的响应。