人体呼吸气中的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)可以作为身体状况的呼气生物标志物。它们的成分和浓度可能因人体健康状况而不同。

因此，呼气生物标志物检测作为健康状况无创检测技术具有很大的潜力。呼气生物标志物分析技术是一种非侵入性和便携的方法，因为它主要由人体呼吸进行。

▲各疾病呼吸化合物浓度图的示意图

此外，建立一个个体呼气生物标志物监测数据库并通过人工智能进行分析，将开创医疗保健领域的新方向。在呼吸中产生的各种挥发性有机化合物中，丙酮因其丰富性和产生机理而成为评估人体健康状况最有希望的呼气生物标志物的候选物质之一。

身体或血流的某些代谢物及化学物质在通过肺循环进入肺泡时可以释放出来，通过呼吸交换排除体外，因此呼出气体组分浓度可反映血液中某种成分的水平，人体呼出气体中的挥发性化学物质测量是一种无创检测技术，比较典型的就是警察查酒驾，就是检测呼气中酒精水平。

▲各种疾病的呼气标志物

在人体内， 丙酮是通过代谢或脂解作用导致酮化形成的，因此丙酮浓度的变化可以提供体内发生的重要代谢变化信息。丙酮是糖尿病人呼出的标志性气体，健康人群大约 0.3-0.9 ppm，糖尿病人一般大于1.8 ppm，人体呼出丙酮气体浓度分析是糖尿病快速诊断的筛选方法。

与健康人体相比，糖尿病患者由于胰岛素水平较低而表现出较高的丙酮浓度，而且禁食和热量限制也会导致丙酮浓度升高。

运动后发生的脂肪分解， 使丙酮浓度增加约 200 ppb。因此通过动态检测丙酮浓度可以实现对人体健康状况动态评估的目的。并且由于个体的生理差异，用特定的标准浓度进行诊断并不合理，只有不断监测丙酮浓度的变化量，才能对人体健康状况作出综合判断。

丙酮分析是代表血液酮体水平的无创分析方法，不仅能诊断糖尿病，也是肝脏脂肪代谢的重要检测指标，例如用于糖尿病治疗和控制体重的升酮饮食，这种指标显然会升高，而有氧运动也会增加肝脏脂肪代谢率，血液和呼吸气丙酮水平也会升高。

因此，一种高效可靠的丙酮气体传感器，能够测量人体呼吸气中的丙酮含量变化，从而对人体健康状况预警以及疾病无创诊断是非常有必要的。

SMD1015 丙酮气体传感器是基于半导体材料开发的 MEMS 微型气体传感器，可用于检测呼出口气中的丙酮气体含量。该传感器是将自主研发的丙酮气体敏感材料涂布于电极上，当丙酮气体接触敏感材料时，敏感材料的电导率会发生变化，使用特定的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。

采用 MEMS 工艺及半导体材料，具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、响应恢复快、驱动电路简单、稳定性好、寿命长、结构坚固、抗震性好等优点。