Optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu

• Autorzy: Bielecki Z. , Buszewski B. , Stacewicz T. , Ligor T. , Wojtas J. , Gawron W. , Mikołajczyk J. , Nowakowski M. , Szabra D. , Magryta P. , Mędrzycki R. , Prokopiuk A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.9.12

Warianty tytułu

EN

Optoelectronic sensor system for biomarkers contained in exhaled air

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. System ten składa się z pięciu bloków funkcjonalnych: układu pobierania próbek (UPP), układu kondycjonowania (UK), czujnika CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), dwuwidmowego czujnika MUPASS (ang. MUltiPass Absorption Spectroscopy System), oraz układu przetwarzania sygnałów (UPS). Układ UPP służy do pobrania od pacjenta próbki wydychanego powietrza z górnych lub z dolnych dróg oddechowych. Zadaniem UK jest minimalizacja wpływu interferentów, jakimi są m.in. para wodna, czy ditlenek węgla. Czujnik CEAS umożliwia wykrywanie tlenku azotu. Dla tego markera uzyskano granicę wykrywalności około 30 ppb. Do detekcji metanu i tlenku węgla zastosowano dwuwidmowy sensor MUPASS z jedną komórką wieloprzejściową. Dla metanu uzyskano granicę wykrywalności 100 ppb, natomiast dla tlenku węgla wyniosła ona 400 ppb.

EN

The article is related to the optoelectronic sensors system of the biomarkers contained in the exhaled human air. This system consists of five functional blocks: the sampling system (UPP), air conditioning system (UK), the cavity enhanced absorption spectroscopy (CEAS) sensor, two-wavelength multipass absorption spectroscopy system (MUPASS), and the signal processing system (UPS). UPP is used to collect a sample of the patient’s breath from the upper airways or lower airways of respiratory tract. The task of the UK is to minimize the effect of interfering substances, which include water vapor and carbon dioxide. CEAS sensor, which is designed to nitric oxide detection, provides the lowest detection limit of approximately 30 ppb. MUPASS is used for methane and carbon monoxide detecting. Lowest detection limit of 100 ppb was obtained for methane and of 400 ppb for carbon monoxide.

Słowa kluczowe

PL

sensory optoelektroniczne; analiza wydychanego powietrza; biomarkery

EN

optoelectronic sensors; analysis of exhaled air; biomarkers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 9
• Strony: 51--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Bielecki Z.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Buszewski B.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Toruń

autor

Stacewicz T.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Ligor T.

• Uniwersytet Mikołaja Kopernika, Wydział Chemii, Toruń

autor

Wojtas J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Gawron W.

• Vigo System S.A., Ożarów Mazowiecki

autor

Mikołajczyk J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Nowakowski M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Szabra D.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Magryta P.

• Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki

autor

Mędrzycki R.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

autor

Prokopiuk A.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, Warszawa

Bibliografia

• [1] T. Ligor, (2011) „Analityka wydychanego powietrza z zastosowaniem sprzężonych technik chromatograficznych z przeznaczeniem do badań przesiewowych chorób płuc”, Rozprawa habilitacyjna, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, Toruń.
• [2] B. Buszewski, D. Grzywiński, T. Ligor, T. Stacewicz, Z. Bielecki, J. Wojtas, (2013) „Detection of volatile organic compounds as biomarkers in breath analysis by different analytical techniques”. Bioanalysis, 5(18), pp. 2287–306.
• [3] B. Buszewski, T. Ligor, T. Jezierski, A. Wenda-Piesik, M. Walczak, J. Rudnicka, (2012) “Identification of volatile lung cancer markers by gas chromatography-mass spectrometry: comparison with discrimination by canines”. Anal. Bioanal. Chem. 404(1), pp. 141–146.
• [4] ATS/ERS Recommendation for standardized procedures for the on-line and off-line measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide, 2005.
• [5] D. Szabra, A. Prokopiuk, Z. Bielecki, D. Majsterek, A. Zając, 2015. „Mikroprocesorowy czujnik CO2 ”. XIV Krajowa Konferencja Elektroniki. Materiały konferencyjne ss. 634–639.
• [6] D. Szabra, A. Prokopiuk, Z. Bielecki, A. Zając, D. Majsterek, 2015. „System kondycjonowania próbek gazowych do optoelektronicznego sensora markerów chorobowych”. XIV Krajowa Konferencja Elektroniki. Materiały konferencyjne, ss. 629–633.
• [7] J. Wojtas, “Application of Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy to the Detection of Nitric Oxide, Carbonyl Sulphide, and Ethane-Breath Biomarkers of Serious Diseases”, Sensors 15, 14356–14369.
• [8] J. Piotrowski, W. Gawron, Z. Orman, J. Pawluczyk, K. Kłos, D. Stępień and A. Piotrowski, (2010) „Dark currents, responsivity, and response time in graded gap HgCdTe structures”, Proc. SPIE, 7660, 766031-766031-8.

Uwagi

PL

Wyniki badań osiągnięto w ramach Projektu Sensormed realizowanego w ramach Programu Badań Stosowanych (ID 179900) finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.