Czasopismo | ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Sensory optoelektroniczne do detekcji markerów chorobowych z laserami przestrajalnymi w zakresie < 2,5 mikro m

10.15199/13.2016.9.16

nr katalogowy: 101106
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[...]

Bibliografia

[1] A. Ulanowska, T. Ligor, M. Michel, B. Buszewski, (2010) “Hyphenated and unconventional methods for searching volatile cancer biomarkers", Ecol. Chem. Eng., vol. 17, pp. 9-23.
[2] B. Buszewski, M. Kesy, T. Ligor, A. Amann, (2007) “Human exhaled air analytics: biomarkers of diseases", Biomed. Chromatogr., vol. 21, pp. 553-566.
[3] B. Buszewski, D. Grzywinski, T. Ligor, T. Stacewicz, Z. Bielecki, J. Wojtas, (2013) “Detection of volatile organic compounds as biomarkers in breath analysis by different analytical techniques", Bioanalysis, vol. 5, pp. 2287-2306.
[4] L. S. Rothman et al, (2013) “The HITRAN 2012 Molecular Spectroscopic Database", J. Quant Spectr. Radiation Transfer, vol. 130, pp. 4-50.
[5] W. R. Watkins, (1976) "Path differencing: an improvement to multipass absorption cell measurements", Appl. Opt., vol. 15, pp. 2-19.
[6] G. Berden, R. Engeln, (2009) “Cavity Ring-Down Spectroscopy: Techniques and Applications", Edition, Wiley-Blackwell .
[7] C. J. Wang, S. T. Scherrer, D. Hossain, (2004) “Measurements of cavity ringdown spectroscopy of acetone in the ultraviolet and nearinfrared spectral regions: Potential for development of a breath analyzer", Applied Spectroscopy, vol. 58, pp. 784-791.
[8] D. K. Stevenson, H. J. Vreman, (1997) “Carbon monoxide and bilirubin production in neonates", Pediatr. Rev., vol. 100, pp. 252-259.
[9] L. Le Marchand, L. R. Wilkens, P. Harwood, R. V. Cooney, (1992) “Use of breath hydrogen and methane as markers of colonic fermentation in epidemiologic studies: circadian patterns of excretion", Environ. Health Perspect., vol. 98, pp. 199-202.
[10] K. Namjou, C. B. Roller, T. E. Reich, J. D. Jeffers, G. L. McMillen, P. J. McCann, M. A. Camp, (2006) “Determination of exhaled nitric oxide distributions in a diverse sample population using tunable diode laser absorption spectroscopy", Appl. Phys. B: Lasers Opt., vol. 85, pp. 427-435.
[11] K. Musa-Veloso, S. S. Likhodii, E. Rarama, S. Benoit, Y. M. C. Liu, D. Chartrand, R. Curtis, L. Carmant, A. Lortie, F. J. E. Comeau, S. C. Cunnane, (2006) “Breath acetone predicts plasma ketone bodies in children with epilepsy on a ketogenic diet", Nutrition, vol. 22, pp. 1-8.
[12] C. Wang, A. Mbi, (2007) “A new acetone detection device using cavity ringdown spectroscopy at 266 nm: evaluation of the instrument performance using acetone sample solutions", Meas. Sci. Technol.. Vol. 18, pp. 2731-2741.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 101106 "Sensory optoelektroniczne..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	35.00 zł

Prenumerata

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

420.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - papierowa prenumerata roczna	528.00 zł brutto 488.89 zł netto 39.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

570.00 zł

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)

636.00 zł

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma