纸张传感器和智能手机应用程序监测个人烟雾暴露

华盛顿州立大学领导的一个团队开发了一种廉价的纸张传感器和一种基于智能手机的阅读器，可以快速提供野火季节个人烟雾暴露的信息。

该传感器可以为消防员和其他人提供有价值的信息，以澄清他们在烟雾条件下可能吸入多少有害污染。包括华盛顿大学和佐治亚大学的研究人员在内的研究人员在《ACS应用材料与界面》杂志上报告了他们的工作。

这种纸质生物传感器使用微小的、花状的钯和铂颗粒来检测和放大尿液中野火烟雾生物标志物的信号。为了使系统现场就绪，该团队还开发了一种定制的3D打印智能手机阅读器和应用程序，使用户能够快速扫描和量化他们在现场的暴露情况。

“我们的目标是实时快速识别现场暴露情况，并用智能手机阅读器报告，以便机构能够快速确定暴露水平和位置，并为危险预防策略做出决策，”WSU机械与材料工程学院的研究教授Annie Du说，她领导了该项目。

随着近年来野火数量和规模的增加，研究人员希望获得有关人们个人烟雾暴露的更好信息，以便更有效地了解和减轻其对健康的影响。人类接触木烟与许多健康问题有关，包括呼吸系统疾病、心血管疾病和肺癌。

目前，对一个人烟雾暴露水平的估计并不准确。机构根据使用区域气象、卫星数据、该地区空气质量传感器甚至个人对烟雾水平的感知的计算机模型来确定一个人可能接触到的烟雾量。

这些方法有时会忽略小范围内可能发生的烟雾变化。他们也没有得到一个人对化学物质的具体暴露水平，也没有得到他或她体内污染物的代谢和处理方式。

此外，接触野火污染物可能会对人们产生影响，即使他们没有很多症状。

“当你呼吸被污染的空气时，你会接触到烟雾，但你的身体会将其转化为代谢物，并引入你的DNA变化，”杜说，他也是药学与药物科学学院的学生。“这就是为什么我们专注于早期检测。我们希望在临床症状出现之前发现生物学变化。”

有血液检测来测量烟雾暴露，但它们既麻烦又昂贵，需要将样本送往实验室进行分析。当火灾发生在偏远地区时，获取有关人员暴露的信息就更加困难了。

通过测试条，研究人员能够测量污染物苯的微量代谢物。他们的生物传感器设备成本低廉，对苯代谢物的信号非常敏感。

与只确定一个人是否患有新冠肺炎的新冠肺炎试纸不同，他们的传感器可以量化一个人接触过的有害化学物质的量。3D打印的传感器可以连接到智能手机，这样研究人员就可以使用手机的位置数据准确地确定烟雾水平最危险的地方，并识别不同社区中存在的化学物质。

研究人员在实验室环境中测试了这些条带。他们现在将在野火季节开始与消防员一起测试这些条带，并将其与标准实验室测试进行比较。虽然他们最初将与荒地消防员进行测试，但他们正在与WSU的商业化办公室合作，并计划在未来将该技术应用于其他弱势群体。p