Comb Breathalyzer —病気のバイオマーカーに対して1000倍敏感
JILAの科学者たちは、10年前の周波数コム飲酒検知器の感度を1000倍に高め、さらに6つの可能性を秘めた病気の追加のバイオマーカー（現在は4つ）を検出できるようにしています。検証され、ポータブル設計に設計された場合、コームシステムは、人間の呼吸のリアルタイムの非侵襲的分析を提供して、病気を検出および監視できます。 JILAは、米国国立標準技術研究所（NIST）とコロラド大学ボルダー校が共同で運営しています。
JILAシステムは、ミラー化されたガラス管にロードされた呼気サンプルをレーザー周波数コムが前後に通過するときに吸収される光の色と量を測定することにより、化学物質を「指紋」します。最近のアップグレードには、近赤外から中赤外帯域への分析された光スペクトルのシフトが含まれます。中赤外帯域では、より多くの分子が光を吸収し、光学コーティングやその他のいくつかの技術が進歩して、兆分の1レベルまでの検出感度を実現します。 。
全米科学アカデミー紀要で説明されているように NIST /JILAフェローのJunYeとDavidNesbittは、4つのバイオマーカーであるメタノール（CH 3 ）を検出および監視しました。 OH）、メタン（CH 4 ）、水（H 2 O）とある種の重水（HDO）—ボランティアの息を呑む。これらは、メタンの場合、腸の問題などの健康状態の指標です。
研究者たちは、同じ装置を使用して、さらに6つの化学物質（ホルムアルデヒド、エタン、硫化カルボニル、エチレン、二硫化炭素、およびアンモニア）を検出することが可能であると述べています。さらに、コームレーザーをさらに赤外線に拡張すると、検出機能が大幅に拡張され、何百もの微量の呼気化学物質の識別が可能になります。
JILAの研究者は、2008年にプロトタイプのコーム飲酒検知器を実証しましたが、当時はそれ以上開発していませんでした。彼らは今、最終的にCOVID-19をテストする可能性に促されて、それに再び焦点を合わせています。 「私たちは非常に楽観的であり、このテクノロジーを実際の医療アプリケーションにプッシュすることに取り組んでいます」とYe氏は述べています。
呼気研究で最も広く使用されている分析技術は、ガスクロマトグラフィーと質量分析を組み合わせたものです。これは、数百の呼気分子を検出できますが、動作が遅く、数十分かかります。米国食品医薬品局によって承認されたほとんどの光学的呼気検査は、1つの化学物質のみを検出します。
呼気分析は、周波数コムの主要な医療アプリケーションです。コームは、広いスペクトルカバレッジ、高解像度、高感度の組み合わせを提供し、数十の化学物質を同時に検出する可能性があります。他の利点の中でも、コームシステムは化学試薬や複雑な実験施設を必要としません。
YeとNesbittは現在、他のNIST研究者と協力して、飲酒検知器のコンパクトバージョンを設計しています。チューブの長さはわずか55センチメートル（21.7インチ）ですが、レーザーコームはカスタムメイドでややかさばります。
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