Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Paweł Magryta"

Multipleksacja i demultipleksacja sygnałów optycznych do celów spektroskopii DOI:10.15199/13.2016.9.17


  W artykule przedstawiono metodę multipleksacji wiązek laserowych w jeden strumień promieniowania oraz sposób rozdzielania informacji niesionych przez taką wiązkę, po przejściu przez układ spektroskopowy. Opisano czujnik do spektroskopii wieloprzejściowej do jednoczesnego wykrywania kilku substancji gazowych z wykorzystaniem tego rozwiązania. Zbadano także stabilność parametrów skonstruowanego systemu. Słowa kluczowe: multipleksacja, demultipleksacja, komórka wieloprzejściowa, spektroskopia laserowa, detekcja fazoczuła.Idea układu W układach spektroskopowych niekiedy zachodzi konieczność użycia wiązki promieniowania składającej się z kilku nałożonych na siebie współosiowych wiązek laserowych o różnych długościach fali. Przykładem są systemy służące do pomiaru współczynników absorpcji. Zastosowanie kilku długości fali dobranych do odpowiednich linii absorpcyjnych umożliwia jednoczesną detekcję kilku komponentów zawartych w złożonej próbce absorbera [1-3]. Współosiowość wiązek jest szczególnie istotna w wypadku użycia ultraczułych metod pomiaru absorpcji, jak spektroskopia wieloprzejściowa (dodatek 1) lub SSWO - spektroskopia strat we wnęce optycznej (ang. Cavity Ring-Down Spectroscopy - CRDS - dodatek 2). Połączenie kilku wiązek laserowych (multipleksacja) w jeden współosiowy strumień światła może być zrealizowane różnymi sposobami, np. przy pomocy rozdzielaczy optycznych (ang. beam splitters) - zwierciadeł dichroicznych (rys. 1). Gdy tak przygotowana wiązka promieniowania przebiega przez układ spektroskopowy oddziałuje z medium wypełniającym komorę absorpcyjną (rys. 1). W ten sposób na poszczególnych długościach fali zapisywana jest pewna informacja. W wypadku badania absorpcji jest to informacja o stężeniach poszczególnych komponentów w próbce. Rozkodow[...]

Wybrane aspekty wykrywania chorób w układach analizy wydychanego powietrza DOI:10.15199/13.2015.8.1


  Technologie stosowane do analizy i monitorowania stężenia substancji mogą być wykorzystywane w określeniu stanu zdrowia i w diagnostyce różnych chorób. Wczesna diagnoza chorób daje możliwość ich skutecznego leczenia i dlatego szczególnie ważne jest udoskonalenie istniejących oraz opracowywanie nowych i coraz skuteczniejszych urządzeń do wczesnej diagnostyki stanu zdrowia. Do najnowszych urządzeń w tej dziedzinie należy zaliczyć analizatory wydychanego powietrza. Mogą one być stosowane nie tylko w diagnostyce klinicznej, ale również w badaniach wpływu czynników środowiskowych na organizm człowieka [1-3]. Analizatory oddechu Analiza wydychanego powietrza składa się z trzech zasadniczych etapów: pobrania i ewentualnego wzbogacania próbki, analizy i przetwarzania danych, oraz wizualizacji wyników. Uproszczony schemat tego procesu pokazano na rys. 1. Istotnym etapem badań jest nie tylko pomiar stężenia lotnych związków organicznych występujących w wydychanym powietrzu, ale również odpowiednie pobranie próbki i przekazanie do czujnika. Obecnie do analizy wydychanego powietrza stosuje się kilka technik. Można je podzielić na metody typu online (bezpośrednie podanie próbki do czujnika) oraz typu offline. Metody offline polegają na zmagazynowaniu próbki w pojemniku, np. w torbie tedlarowej lub w rurce z adsorbentem, z których następuje przekazanie do przyrządu pomiarowego. Istnieje niewielka grupa komercyjnie dostępnych urządzeń przeznaczonych do pobieran[...]

Wybrane zastosowania spektroskopii absorpcyjnej DOI:10.15199/13.2016.9.14


  W artykule scharakteryzowano wybrane techniki laserowej spektroskopii absorpcyjnej. Szczególną uwagę zwrócono na układy, w których stosuje się komórki wieloprzejściowe, modulację długości fali oraz wnęki optyczne. Przedstawiono przykładowe wyniki badań prowadzonych w zakresie opracowania optoelektronicznych sensorów gazów do wykrywania biomarkerów chorób w ludzkim oddechu. Zademonstrowano sensory, których granica wykrywalności wyniosła od 0,3 ppb do 200 ppm. Słowa kluczowe: spektroskopia absorpcyjna, sensory gazów, MUPASS, WMS, SSWO.W najprostszych układach spektroskopii absorpcyjnej stosuje się źródło promieniowania, komórkę pomiarową (tzw. absorpcyjną) oraz czuły fotoodbiornik rejestrujący promieniowanie docierające ze źródła (ang. Direct Absorption Spectroscopy - DAS). Źródłem promieniowania może być lampa, dioda elektroluminescencyjna lub laser emitujący promieniowanie o długości fali dopasowanej do linii absorpcji badanego gazu. W przypadku, gdy w komórce pomiarowej pojawi się badany gaz, natężenie promieniowania docierającego do fotoodbiornika ulega osłabieniu. Na tej podstawie można wnioskować o stężeniu badanego absorbera. Natężenie promieniowania rejestrowanego przez fotoodbiornik można określić za pomocą prawa Lamberta-Beera , (1) gdzie I0(λ) oznacza natężenie promieniowania emitowanego przez źródło przy danej długości fali λ, x jest drogą światła w absorberze, S oznacza stężenie gazu, natomiast σ(λ) jest przekrojem czynnym na absorpcję. Zależność przekroju czynnego na absorpcję od długości fali jest charakterystyczna dla danego gazu i można ją wyznaczyć w warunkach laboratoryjnych. Znając natężenie promieniowania emitowanego ze źródła, natężenie promieniowania odbieranego, przekrój czynny na absorpcję oraz odległość x, można obliczyć stężenie gazu wg wzoru . (2) Wybrane techniki spektroskopii laserowej Rozwój układów spektroskopii absorpcyjnej związany jest głównie z poszukiwaniem nowych meto[...]

Optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu DOI:10.15199/13.2016.9.12


  W artykule omówiono optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. System ten składa się z pięciu bloków funkcjonalnych: układu pobierania próbek (UPP), układu kondycjonowania (UK), czujnika CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), dwuwidmowego czujnika MUPASS (ang. MUltiPass Absorption Spectroscopy System), oraz układu przetwarzania sygnałów (UPS). Układ UPP służy do pobrania od pacjenta próbki wydychanego powietrza z górnych lub z dolnych dróg oddechowych. Zadaniem UK jest minimalizacja wpływu interferentów, jakimi są m.in. para wodna, czy ditlenek węgla. Czujnik CEAS umożliwia wykrywanie tlenku azotu. Dla tego markera uzyskano granicę wykrywalności około 30 ppb. Do detekcji metanu i tlenku węgla zastosowano dwuwidmowy sensor MUPASS z jedną komórką wieloprzejściową. Dla metanu uzyskano granicę wykrywalności 100 ppb, natomiast dla tlenku węgla wyniosła ona 400 ppb. Słowa kluczowe: sensory optoelektroniczne, analiza wydychanego powietrza, biomarkery.Powietrze wydychane z płuc ludzkich jest mieszaniną azotu, tlenu, dwutlenku węgla, pary wodnej oraz śladowych ilości innych gazów, w tym przeszło 1000 lotnych związków organicznych o stężeniu od kilku ppm do nawet setek ppt [1]. Badanie związków endogennych (wytwarzanych wewnątrz organizmu) może stanowić istotne źródło informacji o stanie zdrowia, natomiast związki egzogenne (dostarczane z pożywieniem), o ile występują w niestandardowych stężeniach, mogą wskazywać na ewentualne stany wywołane zażywaniem lekarstw lub oddziaływaniem zanieczyszczonego środowiska. Obecność chorych komórek w organizmie ludzkim powoduje zmiany stężenia poszczególnych składników wydychanego powietrza, tzw. biomarkerów. Biomarkerami mogą być również inne substancje lotne, niespotykane zazwyczaj w oddechu człowieka zdrowego. W Polsce od kilku lat są prowadzone prace badawcze nad wykrywaniem markerów chorobowych w wydychanym powietrzu. Początkowo problematyką tą[...]

Sensory optoelektroniczne do detekcji markerów chorobowych z laserami przestrajalnymi w zakresie < 2,5 mikro m DOI:10.15199/13.2016.9.16


  Pewne związki chemiczne występujące w oddechu ludzkim (zwane biomarkerami) dostarczają informacji o stanie zdrowia organizmu. W artykule tym prezentujemy wyniki doświadczeń dotyczących wykrywania biomarkerów takich jak tlenek węgla, metan, amoniak i aceton przy użyciu laserowej spektroskopii absorpcyjnej w zakresie UV-NIR. Dla większości związków wymienionych powyżej osiągnięte zostały czułości detekcji umożliwiające zastosowanie optoelektronicznych sensorów do wykrywania chorób. Słowa kluczowe: sensory optoelektroniczne, analiza wydychanego powietrza, biomarkery.W powietrzu wydychanym z płuc ludzkich, obok głównych gazów (N2, O2, CO2, H2O), wykryto około 3000 innych związków [1] Nadmiar pewnych związków (nazywanych biomarkerami) jest związany z niektórymi chorobami. Obecnie obserwuje się szybki postęp w rozwoju metod analizy oddechu. Umotywowane jest to wielkim potencjałem rozpoznawania tą drogą chorób lub monitorowania terapii. Metody te są względnie nieskomplikowane, bezbolesne, niestresujące i nieinwazyjne [2]. Absorpcyjna spektroskopia laserowa umożliwia szybkie i precyzyjne wykrywanie niektórych związków w oddechu. Takie instrumenty będą mogły być stosowane w praktyce klinicznej do wykrywania chorób w czasie rzeczywistym. Układy doświadczalne Wykrywanie biomarkerów metodami optycznymi polega na pomiarze tłumienia światła w komórce zawierającej badaną próbkę wydychanego powietrza [3]. Wymaganą selektywność detekcji osiąga się dzięki użyciu światła laserowego, którego długość fali jest precyzyjnie dopasowana do charakterystycznej linii widmowej danego związku. Biomarkery należą do grupy związków, które występują w oddechu w zakresie niewielkich stężeń tj. od dziesiątków ppt do dziesiątków ppm. Przy dużej liczbie związków występujących w wydychanym powietrzu ich widma absorpcyjne mogą się nakładać i zakłócać. W szczególności cząsteczki ditlenku węgla i pary wodnej występujące w oddechu w wysokim stężeniu (do 5%) należą d[...]

 Strona 1