“用智能手機進行呼氣診斷癌癥”或在2017年實現，MEMS傳感器靈敏度提高至原來的130倍2015/02/02NIMS展示的關于MSS的海報（點擊放大）【日經BP社報道】日本物質及材料研究機構（NIMS）開發出了可根據呼氣和體味等進行癌癥診斷的分析各種氣味的超小型氣體及液體傳感器系統。在展會“nano tech 2015”（東京有明國際會展中心，2015年1月2830日）上，NIMS將傳感器陣列試制成U盤、并安裝到平板電腦上進行了現場工作演示。據介紹，該系統是通過把MEMS氣體及液體傳感器的靈敏度提高至原來的130倍以上后實現的。現已開始與企業等推進周邊系統的開發，力爭2017年實現實用化。此次系統的開發者是NIMS國際納米建筑學研究中心（MANA）獨立研究員吉川元起和NIMS研究員柴弘太等人。吉川等人對成本低、尺寸小但靈敏度低的傳統壓阻懸臂式MEMS傳感器進行了大幅改進，從而將靈敏度提高至原來的130倍以上。據介紹，新系統可以檢測與現有最高靈敏度的半導體氣體傳感器相匹敵或更高的ppb等級濃度的有味物質。具體的改進之處是，將此前的單軸狀元件改成了形狀類似于大鼓膜的“膜型表面應力傳感器（Membrane-type Surface stress Sensor：MSS）”。據介紹，靈敏度之所以得到提高，是因為可更有效地將應力的變化轉換成電阻值的變化。MSS的概要（點擊放大）U盤型MSS陣列。右端粉色部分是芯片。（點擊放大）MSS“膜”部分的直徑為300500m。在SOI晶圓上采用MEMS技術制作。壓阻是在Si中摻加B而形成的。要想讀取電阻值的變化，就得采用惠斯通電橋（Wheatstone Bridge）電路。可在1cm2大小的區域內集成100溝道的傳感器陣列。芯片部分的放大影像（點擊放大）安裝在平板電腦上進行呼氣診斷的演示情景（點擊放大）從呼氣測癌到食品產地的辨別包括半導體傳感器在內，氣體傳感器有多種實現技術。據吉川介紹，現有技術大多在性能上有所偏頗，比如雖然某方面的性能很出色、但其他方面的性能卻不盡人意。而MSS在靈敏度之高、動態范圍之廣、在芯片兩面形成傳感器的容易性、量產性、多溝道的易形成性、針對不同溶液的支持性、周邊系統實現小型化的容易性以及實時檢測和無標記檢測的實現性等方面都達到了較高的水平，各種性能之間較為均衡。用于血液等溶液檢查的試制品以及檢查時的情景演示。將傳感器直接浸在溶液里進行檢測。（點擊放大）吉川在nano tech 2015會場上發表演講（點擊放大）鑒于上述因素，MSS的設想用途就較為廣泛。一個是基于呼氣的癌癥早期發現。目前已通過U盤型試制品證實，MSS是發現頭頸部癌癥的有效手段，并在2013年就相關成果發表了論文。吉川表示，“除了可以區別頭頸部癌癥患者和健康人以外，還可以借助MSS確定癌癥患者是否通過治療實現了康復”。另外，以肝癌為例，MSS可以有效檢測出血液中出現增加的腫瘤標志物“AFP”。雖然尚未公布詳細信息，但據稱已有MSS可對其他癌癥進行有意義辨別的例子。此外，MSS還可以根據食品的味道判斷出該食品的種類和產地。具體情況是，借助該傳感器來辨別日本產的嫩雞胸脯肉、日本產黑毛和牛肉、日本產的豬肉、鹿兒島產黑豬肉以及澳大利亞產豬肉等。而且，MSS可有效檢測細菌抗生素的效力、判斷出誘發新屋癥候群（Sick Hous