Многокомпонентный анализ биомаркеров в выдыхаемом воздухе методами диодной лазерной спектроскопии

Для решения целого ряда задач биомедицинской диагностики предложены методы многокомпонентного спектрального анализа выдыхаемого воздуха, основанные на использовании перестраиваемых диодных лазеров. Показано, что одновременный лазерный спектральный анализ пар CO и СO$_{2}$, CO и N$_{2}$O в окрестности 4.7 $\mu$m может быть использован для исследований газообмена в исследованиях по физиологии дыхания и кардиоваскулярной диагностике, проводимых с применением различных нагрузочных тестов, а также для решения проблем анестезиологии и непрерывного мониторинга вентиляционно-перфузионного отношения. Одновременный анализ NO и СO$_{2}$ около 5.4 $\mu$m может быть полезен для контроля маневра дыхания при исследованиях воспалительных процессов в дистальных отделах легких. Одновременное детектирование NH$_{3}$, СO$_{2}$ и C$_{2}$H$_{4}$ вблизи 10.5 $\mu$m перспективно для исследований общего обмена и основных метаболических циклов. Одновременный анализ $^{13}$СO$_{2}$ и $^{12}$СO$_{2}$ в окрестности 2.05 $\mu$m может быть использован для измерения отношения $^{13}$СO$_{2}/^{12}$СO$_{2}$ при проведении изотопических дыхательных тестов. Приведены результаты анализа перспективных спектральных диапазонов и взаимного расположения аналитических линий в них. Экспериментально продемонстрирована возможность одновременного детектирования нескольких исследуемых молекул в предложенных спектральных областях, получены лазерные спектры пропускания. Продемонстрирована возможность применения предложенного подхода для анализа микросостава выдыхаемого воздуха.