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域大顯身手。特別重要,，金剛石表面被極強碳氫鍵所覆蓋,，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?？贵w分子與大腸桿菌等生物靶分子進行結合,，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轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>
檢測100個細胞
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，對于100微升液體存100個病原體細胞情況,，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)負責人約翰卡萊爾如說,。最終該設備將同時實現(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)表示傳感器還可應用非軍事領域方面,，比如說它可以確定水否可以安全飲用,。卡萊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。“機會相當可觀”,，他說,。（生物谷Bioon.com）
