一家美國公司正制定計劃研發(fā)徽章大小、可穿戴式傳感器，專門用于實時檢測大腸桿菌、炭疽、傷寒等生物威脅。這種帶有微小金剛石懸臂傳感器正由位于美國伊利諾伊州ADT公司研究開發(fā)。該公司當(dāng)前已一項為期三年研發(fā)項目開展了6個月研究，并有望2011年底之前推出原型裝置。

　　金剛石因其超高硬度熱導(dǎo)率而被眾人所熟知。另外，金剛石其它一些特點讓它生物傳感器領(lǐng)域大顯身手。特別重要，金剛石表面被極強碳?xì)滏I所覆蓋，這意味著它水非常穩(wěn)定，這一點與硅等其它傳感器材料有很大不同。此外，氫原子可以被剝離下來并被抗體分子所取代。抗體分子與大腸桿菌等生物靶分子進行結(jié)合，就如鎖鑰匙那樣聯(lián)一起。

　　這種新器件帶有形如跳水板懸臂。每個懸臂長約100微米，安裝一塊半導(dǎo)體芯片上。金剛石懸臂規(guī)格高度統(tǒng)一，由納米晶顆粒組成。這些晶粒通過化學(xué)氣相沉積工藝制成，每個晶粒直徑約為2-5納米。任何金剛石懸臂表面著陸生物分子可改變元件振動頻率，這可通過懸臂壓電反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?

　　檢測100個細(xì)胞

　　為了保證信號足夠強，ADT公司正計劃每個傳感器上安裝多達50個懸臂。其一項挑戰(zhàn)將病原體進行富集，這樣即使極少量病原體也能檢測得出。他們初始目標(biāo)，對于100微升液體存100個病原體細(xì)胞情況，也能檢測出來。該傳感器甚至可用來檢測各種不同靶分子——只需每個懸臂上面安裝不同抗體就可實現(xiàn)。

　　“我們希望將傳感器小型化，這樣它就可以像徽章那樣佩戴，或者可以掛脖子上”，研發(fā)負(fù)責(zé)人約翰卡萊爾如說。最終該設(shè)備將同時實現(xiàn)無線通信。這樣比如一個帶有傳感器消防員，就可以獲知一棟建筑可能存某些危險情況，且這些信息也被發(fā)送到心反應(yīng)小組。

　　盡管該項目完全受美國國防威脅降低局價值480萬美元合同資助，該企業(yè)表示傳感器還可應(yīng)用非軍事領(lǐng)域方面，比如說它可以確定水否可以安全飲用?？ㄈR爾甚至想對傳感器進行調(diào)整，以便它不僅能夠檢測水生物分子，還可對空氣傳播進行檢測?！皺C會相當(dāng)可觀”，他說。

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