呼氣分析具有無創、便捷和快速等優勢。有研究發現，人的呼出氣體含有2000多種揮發性有機物，且與疾病與代謝異常相關。同時，碳-13同位素、一氧化氮、甲烷和氫氣等呼氣標記物檢測通過相關認證并應用于臨床。但是，相比于已確定的揮發性有機物，大量呼氣標記物與疾病和健康狀態缺乏相關性研究，是呼氣分析進入臨床應用的重要挑戰。因此，亟需創新檢測技術，實現呼氣標記物高靈敏、高精準、快速在線的高效數據獲取。
近日，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所研究員姜琛昱等分析了光腔衰蕩光譜技術在呼氣標記物高效數據獲取的影響因素，聚焦于丙酮這一重要的呼氣標記物，將自主設計的輕量壓控諧振腔與新型多孔碳材料相結合，解決了呼氣標記物檢測中水蒸氣干擾和譜線展寬的問題，研制出光腔衰蕩光譜技術呼出丙酮檢測系統。
這一系統衰蕩信號測量的相對標準偏差0.12%，響應時間1s，丙酮的檢測極限144ppb，檢測線性度0.99921。在與檢測“金標準”GC-MS的對比測試中，相關系數1.0025，儀器總質量小于5.0 Kg，各性能指標優于前期工作，并在運動管理、I型糖尿病監測和酮癥診斷等臨床代謝的相關應用中完成了2000余例呼氣樣本高靈敏、高精準、實時在線檢測。
上述成果為糖尿病的動態監測與管理提供了新思路。
相關研究成果以Real-time accurate detection and analysis of breath acetone using CRDS: Toward metabolic dynamic monitoring and potential application為題，發表在《傳感器與執行器B：化學》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。研究工作得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金的支持。