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Isotopic gas analysis by means of mid-infrared photoacoustic spectroscopy targeting human exhaled air

机译：通过中红外光声光谱瞄准人类呼出空气的同位素气体分析

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摘要

There is a great need for cost-efficient non-invasive medical diagnostic tools for analyzing humanly exhaled air. Compared to present day methods, photoacoustic spectroscopy (PAS) can provide a compact and portable (bed-side), sensitive and inexpensive solution. We demonstrate a novel portable photoacoustic spectroscopic platform for isotopic measurements of methane (CH4). We identify and discriminate the (CH4)-C-12- and (CH4)-C-13 isotopologues and determine their mixing ratio. An Allan deviation analysis shows that the noise equivalent concentration for CH4 is 200 ppt (pmol/mol) at 100 s of integration time, corresponding to a normalized noise equivalent absorption coefficient of 5.1 x 10(-9) W cm(-1) Hz(-1/2), potentially making the PAS sensor a truly disruptive instrument for bedside monitoring using isotope tracers by providing real-time metabolism data to clinical personnel. (C) 2021 Optical Society of America
机译：现在非常需要经济高效的非侵入性医疗诊断工具来分析人体呼出的空气。与目前的方法相比，光声光谱（PAS）可以提供一种紧凑、便携（床边）、灵敏且廉价的解决方案。我们展示了一个用于甲烷（CH4）同位素测量的新型便携式光声光谱平台。我们识别和区分（CH4）-C-12-和（CH4）-C-13同位素，并确定它们的混合比。Allan偏差分析表明，在积分时间为100 s时，CH4的噪声等效浓度为200 ppt（pmol/mol），对应于5.1 x 10（-9）W cm（-1）Hz（-1/2）的标准化噪声等效吸收系数，通过向临床人员提供实时代谢数据，可能使PAS传感器成为使用同位素示踪剂进行床边监测的真正破坏性仪器。（2021）美国光学学会

著录项

  • 来源
    《Applied optics》 |2021年第10期|共5页
  • 作者

    Lassen Mikael; Christensen Jesper B.; Balslev-Harder David; Petersen Jan C.;

  • 作者单位

    Danish Fundamental Metrol Kogle Alle 65 DK-2970 Horsholm Denmark;

    Danish Fundamental Metrol Kogle Alle 65 DK-2970 Horsholm Denmark;

    Danish Fundamental Metrol Kogle Alle 65 DK-2970 Horsholm Denmark;

    Danish Fundamental Metrol Kogle Alle 65 DK-2970 Horsholm Denmark;

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