基于光腔衰荡光谱的呼吸丙酮分析仪设计与实现

摘要

目的利用光腔衰荡光谱（CRDS）搭建了一套呼吸丙酮分析仪,以研究人体呼吸中的糖尿病潜在生物标志物丙酮,推动呼吸分析在临床疾病诊断或代谢监测中的应用。方法选择266nm紫外脉冲激光器作为光源,反射率为99.956%的高反镜组成衰荡腔,以光电倍增管（PMT）为探测器,在尺寸为60 cm×20 cm的铝板上搭建了一套可移动式呼吸分析仪。用不同体积分数的标准丙酮气体验证仪器的准确度与线性响应后,将其用于健康人体与糖尿病患者的呼吸样本测量。结果实验测得高反射镜等效反射率为99.93%,仪器典型的衰荡时间基线平均值为2.386 4μs,稳定度为0.22%,对不同体积分数的丙酮样本具有线性响应（R~2=0.99）,仪器检测极限为0.13×10-6（3σ准则）。结论该呼吸分析仪具有良好的稳定性与重复性,可满足临床上人体呼吸的测量要求,并即将用于大量的临床呼吸测试以研究呼吸标志物与疾病之间的相关性。