一家美國公司正在制定計劃研發(fā)徽章大小、可穿戴式的傳感器，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的傳感器正由位 于美國伊利諾伊州的ADT公司研究開發(fā)。該公司當(dāng)前已在一項為期三年的研發(fā)項目中開展了6個月的研究，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 的碳?xì)滏I所覆蓋，這意味著它在水中非常穩(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(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。每個懸臂長約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 是通過化學(xué)氣相沉積工藝制成的，每個晶粒的直徑約為2-5納米。任何在金剛石懸臂表面著陸的生物分子可改變元件的振動頻率，這可通過懸臂的壓電反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?電信號。
　　檢測100個細(xì)胞
　　為了保證信號足夠強，ADT公司正計劃在每個傳感器上安裝多達(dá)50個懸臂。其中一項挑戰(zhàn)是將病原體進行富集，這樣即使是極少量的病原體也能檢 測得出。他們的初始目標(biāo)是，對于100微升液體中存在100個病原體細(xì)胞的情況，也能檢測出來。該傳感器甚至可用來檢測各種不同的靶分子——只需在每個懸 臂上面安裝不同的抗體就可實現(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，或者可以掛在脖子上”，研發(fā)負(fù)責(zé)人約翰卡萊爾如是說。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的消防員，就可以獲知一棟建筑中可能存在的某些危險情況，且這些信息也被發(fā)送到中心反應(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，比如說它可以確定水是否可以安 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中的生物分子，還可對空氣中傳播的進行檢測。“機會相當(dāng)可觀”，他說。