來自華沙大學(xué)的研究人員發(fā)展了一種多通道激光光譜技術(shù)，僅僅測量人們呼吸中甲醛（福爾馬林）氣體，就可以作為是否疾患癌癥判斷的生物標(biāo)記。這一研究成果發(fā)表在期刊《Biomedical Optics Express》上。

甲醛（福爾馬林）的光學(xué)探測設(shè)計用于人體的肺中的濁氣的感知癌癥生物標(biāo)志物在自由大氣中進(jìn)行應(yīng)用的可能進(jìn)行了介紹。其測量的波長范圍在3595.77–3596.20 nm之間進(jìn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在壓力為.01 atm 時吸收譜對典型干擾源呈現(xiàn)出最佳免疫，也許可以在人的呼吸的時候發(fā)生在高濃度的時候。多通道吸收光譜技術(shù)得到應(yīng)用。采用通過波長調(diào)制的光學(xué)條紋淬火和信號平均化的干擾周期法均給予了展示。這些技術(shù)的應(yīng)用使得可以達(dá)到探測一個ppb的極限范圍。

這一光學(xué)傳感探測技術(shù)是華沙大學(xué)的一個團(tuán)隊所發(fā)展的，依靠高度靈敏的光譜學(xué)測量技術(shù)來探測人體呼吸時是否存在甲醛（ 又叫福爾馬林）。這一呼吸測試是基于多通道光譜學(xué)進(jìn)行的，可以探測出1個million空氣粒子中的一個單個的分子，甚至是在存在氣體會干擾光學(xué)精密測量的時候也能實現(xiàn)測量。 

研究發(fā)展的極端靈敏且簡單的光學(xué)技術(shù)來探測甲醛（ 福爾馬林）

▲圖解：這一技術(shù)建立在多通道的光譜學(xué)測量的技術(shù)之上，該裝置引入了一個激光，該激光穿過鏡子中的一個小孔。激光就會在鏡子之間來回彈跳。從而制造出在樣品的整個長度之間的相互作用，在這個實驗裝置中的長度范圍內(nèi)會發(fā)生上百次這樣的來回彈跳

甲醛（ 又叫福爾馬林）在當(dāng)前是肺和乳房中是否有癌癥的生物學(xué)標(biāo)記。快速和非創(chuàng)傷的探測甲醛（ 又叫福爾馬林）的能力支撐著發(fā)展一個價格便宜和快速掃描測試的發(fā)展路徑。

多通道光譜學(xué)增加了光同樣品的相互作用，使得測量低濃度的氣體分子的探測成為可能。在華沙大學(xué)的研究團(tuán)隊中，科學(xué)家們采用激光來照射，通過一個鏡子中的小孔，該鏡子位于實驗裝置的一端。在實驗裝置的另外一端放置著另外一個鏡子，光被來回彈跳。這樣，光的相互作用就會在這一裝置中的整個長度范圍內(nèi)發(fā)生上百次。

由于多道激光束可以導(dǎo)致條紋干涉，于是，實際上，就會降低靈敏度和阻礙科學(xué)家使用多通道光譜學(xué)系統(tǒng)來精確的探測生物標(biāo)記的濃度，研究人員同時也發(fā)展了一個稱之為光學(xué)條紋淬火的技術(shù)，來克服測試裝置中噪音的影響。

通過輕微的調(diào)制激光的發(fā)射，該激光的波長是預(yù)先設(shè)置好的，并且對從樣品中發(fā)射出來的光依據(jù)波長進(jìn)行平均計算，研究人員成功的排除了光學(xué)干涉的影響并獲得甲醛（ 又叫福爾馬林）的精確的測量。為了進(jìn)一步的減少呼吸樣品中的其他常見物質(zhì)的干擾，研究人員選擇了一個優(yōu)化的光譜范圍和樣品的壓力來實現(xiàn)。

甲醛（ 福爾馬林） 的吸收光譜和人體中典型的干擾物的代表

▲圖解：a) 在正常大氣壓下的結(jié)果；b) 在大氣壓減少到0.01 atm 的測量結(jié)果

研究團(tuán)隊的Mateusz Winkowski 和 Tadeusz Stacewicz使用一個校準(zhǔn)的人造的，在空氣中混合甲醛（ 福爾馬林）的辦法來使用他們的技術(shù)進(jìn)行了測量。團(tuán)隊報道的結(jié)果顯示，該技術(shù)更容易探測甲醛（ 福爾馬林），其探測的層級可以顯示是否存在疾病。而且，本工作中的光學(xué)條紋淬火部件，Winkowski 說到，可以通過多道系統(tǒng)裝置來提高任何光學(xué)系統(tǒng)。Winkowski找到的特別的應(yīng)用包括測量甲醛（ 福爾馬林）氣體從一個房間中的材料所釋放出來的氣體，和/或工業(yè)中的來源，來理解對人體呼吸的影響。

研究人員說，下一步的計劃就是利用這一技術(shù)來測量呼吸中的乙烷。目前正在研究乙烷作為癌癥和其他疾病中是否可以作為生物標(biāo)記。

該研究成果發(fā)表在期刊《Biomedical Optics Express》上。