【中大研究】中大證新光譜技術一秒可測多種氣體 日後或只需呼氣可測有否新冠感染

社會 16:14 2022/05/18

分享:

分享:

(資料圖片)

中大聯同中科院團隊研究證實,全球首個雙光梳光熱光譜儀(DC-PTS),只需千分之一秒就可檢測多種氣體測量,且低濃度氣體亦可檢出,較傳統方法靈敏度更高,或可助新冠肺炎生物標誌物等的呼氣成分分析,開拓更多氣體傳感技術應用。有關研究結果已於學術期刊《自然·通訊》(Nature Communications)刊登。

現時激光光譜氣體傳感技術已於氣體測量中廣泛應用,利用光源直接影響寬波段氣體測量,其中「光學頻率梳」屬新型光源,可同時發射一系列相等頻率間隔的相干梳狀鐳射;惟傳統頻率梳光譜技術依賴高階光譜儀或光電探測器,才可分辨光學頻率梳齒,更需龐大測量氣室作檢測,難以於實驗室外應用。

圖中顯示當兩個具有相干性的頻率梳(左上角)發出的光束同時通過載有氣體樣本的空心光纖時,每一對頻率梳齒會在光纖中產生拍頻信號,氣體吸收會引起光熱效應,從而改變氣體折射率。(圖片由中大提供)

中大機械與自動化工程學系副教授任偉團隊聯同中科院長春光學精密機械與物理研究所,共同提出氣體測量新新技術「雙光梳光熱光譜」(DC-PTS),以兩組頻率梳同時發射相近但不同頻率的光束,氣體吸收後就會產生光熱效應,改變氣體折射率;並利用儀器測量不同頻率的折射率調變,檢出氣體樣本成分。

團隊指,傳統激光光譜儀通常只配備單頻激光,每次只能測量一種氣體,氣體樣本需達100毫升,且耗時更長,才可檢測出多種氣體成份;相反DC-PTS卻可同時檢出多種氣體,包括阿摩尼亞、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫和碳氫化合物等,更只需載有僅0.17微升氣體樣本,就可測到濃度只有8.7ppm的乙炔。

團隊認為,DC-PTS技術可用於人體呼氣成分分析,包括檢測呼吸樣本中與病毒感染的相關化合物。任教授表示︰「這是全球首個DC-PTS研究,這項嶄新的高精密光譜技術,有助日後實現多達數十到數百種的氣體測量。」他補充指相關技術在其他範疇的氣體檢測亦具相當應用潛力,包括能源、環境和安全管理等領域。

政府派發電子消費券 一文看清最新商場商戶優惠:https://bit.ly/3xdMkJc

HKET APP健康台更多都市疾病影片:https://bit.ly/3cNFwr7

hket App已全面升級,TOPick為大家推出一系列親子、健康、娛樂、港聞及休閒生活資訊及Video。

立即下載:https://bit.ly/34FTtW9

記者:何彤茜