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呼出气FeNO检测技术是一种用于检测呼出气体中一氧化氮（FeNO）水平的方法，主要用于评估气道炎症性疾病，如哮喘、慢性阻塞性肺病等。该技术通过测量呼出气中一氧化氮的浓度来评估气道炎症水平，因为一氧化氮是气道炎症细胞产生的一种重要介质。
呼出气FeNO检测技术的优点包括无创、无痛、无辐射，且结果快速可靠。该技术对于评估气道炎症性疾病的病情、治疗效果和预后具有重要意义，尤其对于那些需要个体化治疗的患者，如哮喘控制不佳或慢性阻塞性肺病患者。
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呼气NO测量方法
通过呼出气体中的氮氧化物浓度来诊断和治疗气道炎症性疾病的工作，是由现有的氮氧化物检测技术推动的。Gustafsson等人首次报道了从人体呼出气体中检测NO的技术。迄今为止，已开发出多种技术，如化学发光、电化学传感器和激光技术，这些技术在临床应用中各有利弊，如下表所示。
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化学发光
化学发光法是公认的气相NO分析 “黄金标准 “方法。 气体样本中的NO分子是通过与臭氧 (O3) 反应产生的辐射来检测的。 O3是在仪器内的真空中产生的，以防止其他原子的污染，并与气流样本中的NO发生反应。NO和O3之间的反应生成二氧化氮分子（NO2*）的电子化激发态。这些分子随后恢复到能量较低的基态，从而发射出波长在600纳米到3000纳米之间的电磁辐射（光子），这些光子可被光电倍增管检测和放大。输出结果在O3过量的情况下，化学发光信号与样品中的 NO 浓度成线性关系。化学发光设备灵敏度高，检测阈值为十亿分之一（ppb；1:109 ），响应时间非常快，在 0.5 秒到 0.7 秒之间。此外，该技术还可以直接实时分析呼气，或通过在气袋中采样间接分析呼气，然后再进行分析。
不过，为了确保仪器的可靠性，通常需要对仪器进行校准，而校准是通过使用浓度高达数百ppb 的 NO来实现的。此外，这些分析仪还需要一个外部不含 NO 的空气源，以便在设备内产生O3，还需要一个真空泵系统，这些都增加了制造成本，价格在 20,000 美元到 45,000 美元之间。
此外，化学发光分析仪体积较大，重量在25千克到45千克之间。这些局限性限制了化学发光分析仪在常规临床应用或家庭监测中的使用，目前仍仅用于实验室分析。
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电化学检测
电化学传感器已被用于测量呼出的氮氧化物。电化学传感器将气体浓度转化为电信号。任何可以电化学氧化或还原的气体都可以通过电化学传感器进行检测。电化学传感器用于氮氧化物分析的主要测量原理是基于安培技术，在电化学仪器中通过缓冲系统实现，该系统可保留 呼出样品的最后一部分。随后，样品被转移到传感器中进行分析，目标气体在活性催化传感器的作用下发生化学反应，并在电路中产生可测量的物理变化。_传感器的输出信号具有高灵敏度，与样品中NO的分压成正比， 因此也与NO的浓度成正比。_对呼出气体样本中NO的选择性和灵敏度的优化取决于催化剂和电解质的组成， 以及扩散屏障膜和特定化学过滤系统的复杂排列。
纳米工程平台的最新进展提供了有趣的技术，可为识别 NO 提供有效的化学界面。Madasamy 等人开发了一种虚拟电化学用户友好软件，利用内部制造的恒电位仪测量过氧化氢刺激内皮细胞呼出气体中的 NO。 它能绘制线性图并测量未知样品中的 NO 浓度。数据来自铜和锌超氧化物歧化酶（Cu、ZnSOD）介导的 NO 电化学氧化。所获得的电分析结果与标准的循环伏 安仪器进行了比较，发现两者非常一致。这种分析仪的一个重要因素是它的成本效益和灵活性，能够实现灵敏和选择性的 NO 测量。
有人提出了一种利用碳同位素石墨烯测量人体呼出氮浓度的新型电化学传感器装置。石墨烯具有单原子平面结构，其表面积与体积比大，电子载流子迁移率高，是一种很有前途的材料，可用作场效应和化学场效应晶体管传感器的传导通道。研究表明，基于石墨烯的场效应晶体管可以检测单个 NO 气体分子，并利用交变电流介电泳技术制造出了相应的装置。这些装置具有高灵敏度、可恢复性和可靠的氮氧化物气体检测能力（从 2 ppb 到 420 ppb），在室温下可实现几百秒的响应时间。然而，用于测量呼出的氮氧化物的传感器所面临的主要技术挑战包括呼吸样本和传感器元件的化学或物理不稳定性以及湿度和温度的变化等。
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激光技术
目前已开发出基于不同激光技术和检测方法的光学传感器，用于检测 NO 的浓度。
从原理上讲，这些传感器包括一个能产生与气体分子相互作用的光的激光源、一 个装有待分析样品的气体池以及最后的检测系统。为了检测 NO，光学传感器中的光源必须探测基本的最强吸收带，该吸收带位于 5.3 μm 的中红外（IR）区域，范 围从 5.1 μm 到 5.7 μm。 以前，基于激光的氮氧化物传感器的主要局限性是在这一光谱范围内会受到来自多个光谱的干扰。 其他气体，如 CO2 和 H2O。因此，只有特定的吸收 NO 线才是目标，只需要感光元件就可以实现。 因此，我们需要能够产生特定光谱的传感器。
最早使用的测量光吸收的传感器是可调谐二极管激光吸收光谱仪 ，它可以同时检测呼气中ppb浓度的一氧化碳和一氧化氮。但遗憾的是，这些传感器需要冷却到极低的温度 ，因此无法在实验室以外的环境中使用。此外，光源还会受到光谱衰减的影响。
同样，另一种检测方法，即法拉第旋转光谱法（FRS），也需要冷却到极低的温度才能使用。虽然这种检测方法能够在呼气分析中检测出极低浓度的 NO，但还是无法在实验室外使用。随着异频增强 FRS 系统的引入（无需低温冷却），FRS 方法的灵敏度有了明显提高。
外差探测技术的基础是使用一个本地振荡器，其信号与探测到的光相结合。本地振荡器和检测到的光之间的节拍被用来放大相关信号，然后通过适当的计算进行重构。这就大大提高了直接探测的灵敏度。与许多受激光噪声影响检测精度的光谱系统不同，这种方法通过采用外差法检测FRS信号，大大降低了噪声。事实上，外差增强FRS使FRS信号检测发生了偏移。在射频范围内，激光源的相对强度噪声要低得多。
使用新型半导体激光源—量子级联激光器（QCL）制造中红外激光器，是对激光传感器使用的一种改进 。量子级联激光器于 1994 年首次问世，当时只能在低温条件下工作，但现在已经可以在室温条件下使用中红外波长的量子级联激光器。量子级联激光可在小于 1 秒的时间内实现亚ppb 级的 NO 检测。 高精细光腔技术进一步推动了氮氧化物检测技术的发展。该系统使用的透明介质镜具有极高的反射率， 从而增加了光路长度，提高了氮氧化物检测灵敏度。
基于这种技术，提出了不同的检测 NO 的方法，如空腔环向下光谱法、集成空腔输出光谱法、和空腔增强吸收光谱法。这些方法可在 1 秒钟内检测到亚 ppb 级的氮氧化物，已被用于离线或在线测量呼气样本中的氮氧化物。尤其是空腔增强吸收光谱技术已被应用于呼气生物标记物的检测，并被证明是灵敏分析人体呼气中 NO 微量气体种类的有效工具。
与其他光谱测量方法相比，基于高精细空腔的系统受温度变化的影响较小。然而，由于需要很高的技术技能来确保激光的精确对准，这对准确检测 NO 至关重要，因此其使用受到了限制。为了提高低浓度 NO 的检测灵敏度，人们开发了集成检测系统。例如，将 FRS 传感器与 QCL 集成在一起，取代了 CO 激光器， 实现了亚ppb 级的检测。 <1秒。然而，它们的使用受到几个技术问题的限制，主要与磁场的屏蔽和产生有关。
化学发光法和电化学传感器法是常用的一氧化氮（NO）浓度检测方法，其各有优缺点和应用场景。而新型光学传感器的开发为准确快速地检测NO提供了更多选择和可能性。随着技术的不断进步和发展将会有更多更有效的NO检测方法问世从而更好地服务于临床诊断和治疗以及人们日常的健康监测。