Szybkie urządzenie do analizowania wydychanego powietrza wykrywa wiele cząsteczek na raz
Zwiększone stężenie nadtlenku wodoru (H2O2) w wydychanym powietrzu jest uważane za wiarygodny marker chorób płuc, takich jak astma czy przewlekła obturacyjna choroba płuc. Jest także wiązane z narażeniem na obecne w powietrzu zanieczyszczenia, takie jak ozon (O3). Czuła i dokładna metoda pomiaru i monitorowania biomarkerów w wydychanym powietrzu jest nieinwazyjną metodą pozwalają na uzyskiwanie wiarygodnych informacji potrzebnych do diagnostyki i leczenia procesów chorobotwórczych. Lasery podczerwieni (w szczególności kwantowe lasery kaskadowe o fali ciągłej (cw-QCL)) dostosowane do potrzeb spektroskopii są powszechnie stosowane do określania zawartości próbek do celów medycznych, wojskowych i środowiskowych. Ta specjalizacja wymusza jednak stosowanie wąskich zakresów dostrajania widma, przez co do wykrywania więcej niż jednej cząsteczki potrzebnych jest wiele QCL. Unijne dofinansowanie projektu QCLASER NOSE ("Ultrasensitive quantum cascade laser spectroscopy for the heterodyne detection of exhaled biomarkers") pozwoliło naukowcom na opracowanie małego urządzenia wielkości kartki formatu A4 umożliwiającego wykrywanie kilku ważnych z medycznego punktu wiedzenia cząsteczek. Urządzenie składa się z chipa QCL umieszczonego w komorze zewnętrznej o szerokim zakresie dostrajania i charakteryzuje się możliwością szybkiego dostrajania i wysoką rozdzielczością, a ponadto wykorzystuje nową technikę, spektroskopii ICOS (Integrated Cavity Output Spectroscopy). Elastyczność tej konstrukcji sprawia, że urządzenie nadaje się do używania z innymi QCL na innych długościach fal bez konieczności zmieniania konfiguracji komory zewnętrznej. Naukowcy wykazali zdolność urządzenia do wykrywania absorpcji w średnich falach podczerwonych o długości 8 mikrometrów, która jest charakterystyczna dla wielu cząsteczek biologicznych. Czujnik QCLASER NOSE potrafi w ciągu kilku sekund wykrywać różnego rodzaju gazy. Dzięki ICOS nadaje się on w szczególności do oznaczania śladowych stężeń biomarkerów w wydychanym powietrzu. Komercjalizacja tego małego i łatwego w użyciu urządzenia powinna mieć duże znaczenie dla diagnostyki chorób, a nawet dla medycyny profilaktycznej.
