这种使用 3D 打印导电油墨制成的气体传感器，可帮助快速轻松地诊断甲醇中毒。图片来源：卡姆鲁尔・哈桑

呼气检测仪是常用工具，用于测量人体呼气中的乙醇含量，该含量与血液酒精浓度相关。然而，被甲醇（有时称为木醇）污染的酒精饮料难以识别，且摄入后具有毒性。

美国化学学会《ACS 传感器》期刊的研究显示，研究人员已开发出一种原型传感器，可快速轻松地检测呼气中的微量甲醇 —— 这是迈向开发 “甲醇呼气检测仪” 以高效诊断中毒的重要一步。

尽管甲醇和乙醇结构相似，但摄入后对人体的影响截然不同。乙醇使葡萄酒、啤酒和烈酒成为酒精饮料，并会导致恶心、头晕和暂时性神经损伤等生理反应。

然而，即使摄入少量甲醇也可能导致失明、抽搐甚至死亡。甲醇是一种廉价的工业溶剂，有时会被添加到酒精饮料中以降低成本，这种做法在非法酿酒盛行时尤为常见。但在 2025 年，这种行为仍会导致甲醇中毒和死亡事件。

诊断甲醇中毒通常需要分析患者的血液样本，这可能成本高昂且过程复杂 —— 尤其考虑到受污染的酒精主要出现在低收入国家。因此，研究人员杜桑・洛希奇及其同事希望开发一种可靠且易用的甲醇呼气检测传感器。

研究人员配制了一种特殊的导电油墨，将锆基金属有机框架（MOF）与石墨烯结合，然后通过 3D 打印将油墨沉积在陶瓷上，制成传感器。一台机器通过将干燥空气与含甲醇的潮湿空气混合来模拟人工呼气，并将模拟呼气吹入装有传感器的腔室。该原型传感器可检测低至 50 亿分之一浓度的甲醇（低于甲醇中毒时呼气中的浓度），并在多次重复传感循环后仍保持稳定性和性能。

起初，该传感器在类似呼气的环境中难以区分甲醇和乙醇。因此，团队利用统计分析和训练好的机器学习算法来辨别气体。这些人工智能工具使传感器能够检测十亿分之一浓度的甲醇和百万分之一浓度的乙醇。

这项工作展示了使用石墨烯和该 MOF 检测空气中甲醇的第一步。研究人员表示，在简易救命的甲醇呼气检测设备成为现实之前，还需要进一步开发以在呼出气体的高湿度环境中区分甲醇和乙醇。

更多信息：《机器学习增强化学电阻传感器用于超灵敏检测酒精饮料中的甲醇掺假》，《ACS 传感器》（2025）。DOI: 10.1021/acssensors.4c03281。链接：pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acssensors.4c03281

期刊信息：《ACS 传感器》

来源：美国化学学会