一家美國(guó)公司正在制定計(jì)劃研發(fā)徽章大小、可穿戴式的傳感器，專門用于實(shí)時(shí)檢測(cè)大腸桿菌、炭疽、傷寒等生物威脅。這種帶有微小金剛石懸臂的傳感器正由位 于美國(guó)伊利諾伊州的ADT公司研究開發(fā)。該公司當(dāng)前已在一項(xiàng)為期三年的研發(fā)項(xiàng)目中開展了6個(gè)月的研究，并有望在2011年底之前推出原型裝置。
　　金剛石因其超高的硬度和熱導(dǎo)率而被眾人所熟知。另外，金剛石的其它一些特點(diǎn)讓它在生物傳感器領(lǐng)域大顯身手。特別重要的是，金剛石表面被極強(qiáng) 的碳?xì)滏I所覆蓋，這意味著它在水中非常穩(wěn)定，這一點(diǎn)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(lái)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(jìn)行結(jié)合，就如鎖和鑰匙那樣聯(lián)在一起。
　　這種新器件帶有形如跳水板的懸臂。每個(gè)懸臂長(zhǎng)約100微米，安裝在一塊半導(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 是通過(guò)化學(xué)氣相沉積工藝制成的，每個(gè)晶粒的直徑約為2-5納米。任何在金剛石懸臂表面著陸的生物分子可改變?cè)恼駝?dòng)頻率，這可通過(guò)懸臂的壓電反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?電信號(hào)。
　　檢測(cè)100個(gè)細(xì)胞
　　為了保證信號(hào)足夠強(qiáng)，ADT公司正計(jì)劃在每個(gè)傳感器上安裝多達(dá)50個(gè)懸臂。其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)是將病原體進(jìn)行富集，這樣即使是極少量的病原體也能檢 測(cè)得出。他們的初始目標(biāo)是，對(duì)于100微升液體中存在100個(gè)病原體細(xì)胞的情況，也能檢測(cè)出來(lái)。該傳感器甚至可用來(lái)檢測(cè)各種不同的靶分子——只需在每個(gè)懸 臂上面安裝不同的抗體就可實(shí)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，或者可以掛在脖子上”，研發(fā)負(fù)責(zé)人約翰卡萊爾如是說(shuō)。最終該設(shè)備將同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。這樣比如一個(gè)帶有傳感器的消防員，就可以獲知一棟建筑中可能存在的某些危險(xiǎn)情況，且這些信息也被發(fā)送到中心反應(yīng)小組。
　　盡管該項(xiàng)目完全受美國(guó)國(guó)防威脅降低局價(jià)值480萬(wàn)美元合同的資助，該企業(yè)表示傳感器還可應(yīng)用在非軍事領(lǐng)域方面，比如說(shuō)它可以確定水是否可以安 全飲用?？ㄈR爾甚至想對(duì)傳感器進(jìn)行調(diào)整，以便它不僅能夠檢測(cè)水中的生物分子，還可對(duì)空氣中傳播的進(jìn)行檢測(cè)。“機(jī)會(huì)相當(dāng)可觀”，他說(shuō)。