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量子点光谱仪检测代谢废物 未来医疗带来革命性技术

2016-07-30 00:07
汉水狂客
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  元素的特征光谱具有唯一性,原理可应用于血糖测量

  光可以与物质发生相互作用,当一束光经过不同的化学物质,物质会与光发生相互作用,而相互作用会改变这些光的光谱,改变的过程跟物质的本质有很强关联,且每周元素有其特定的与光发生相互作用的方式,即元素具有唯一性的特征光谱,因此人类可以通特征光谱辨别物质。

  光谱除了帮助人类认识78光年外星体吞噬的现象外,还可以应用于人类自身状况的检测。比如,人体血液中富含血红蛋白,血红蛋白在肺部吸收氧气,把氧气通过血液带到全身各处,供组织细胞消耗。血红蛋白具有含氧和脱氧两种状态,两种状态下对应的化学物质不同,因此会具有不同的光谱。

  通过测量这些光谱,人类可以了解含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白在人体内的比例,通过比例能够进一步得知血氧含量,测量出血氧含量随时间的变化可以测量出心跳、呼吸,并判断出人体健康状况。

  代谢废物检测及药品检测均可利用光谱分析进行

  除了判断血氧含量外,尿液中包含了人体的丰富代谢废物,每种物质对应特定的光谱,通过测量光谱可以了解到代谢废物的具体物质种类,从而判断人体近期、长期已经发生的疾病或潜在的健康威胁等。

  光谱检测手段还可以应用于食品和药品检测。作为一个实际人口超过4000万的城市,北京每天约有2万辆的卡车满载食物运送进京,按时间计算,每分钟有10辆卡车排队等待进京,而利用光谱分析的手段抽查检测食物的安全性是必不可少的手段。

  量子点光谱技术可以将大型光谱设备转化为微型传感器

  光谱作为人类认识世界组成的手段已经被广泛应用。而光谱仪体积庞大,价格昂贵,限制了其应用范围。约5年前,鲍捷教授提出了量子点光谱的技术,该技术可以完成光谱大型仪器的微型化和传感器化,而这一技术最大的特点是可以与相机、手机摄像头中的传感器相结合,把大型的光谱仪设备转化为微型化的传感器。

  量子点晶粒示意图

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