חוקרים מדווחים על הפיתוח של מכשיר מבוסס-לייזר המשמש למדידה מהירה ובלתי-פולשנית של הבל פה לשם אבחון עתידי של מחלות, ביניהן סכרת, זיהומים וסוגי סרטן שונים.
[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]
חוקרים מדווחים על הפיתוח של מכשיר מבוסס-לייזר המשמש למדידה מהירה ובלתי-פולשנית של הבל פה לשם אבחון עתידי של מחלות, ביניהן סכרת, זיהומים וסוגי סרטן שונים.
חוקרים מאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה מדווחים על הפיתוח של מכשיר מבוסס-לייזר המשמש למדידה מהירה ובלתי-פולשנית של הבל פה לשם אבחון עתידי של מחלות, ביניהן סכרת, זיהומים וסוגי סרטן שונים. החוקרים שפיתחו את המכשיר משווים אותו למעין חוטם של כלב המנצל טכניקת לייזר מיוחד בשביל למדוד את ההרכב הכימי של דגימת גז.
"במקום להריח מגוון ניחוחות כמו שעושה כלב, מערכת הלייזר שלנו משתמשת באלומת אור לשם החישה של שלל המולקולות הנמצאות בדגימה," אומר ד"ר James Anstie מאוניברסיטת אדלייד באוסטרליה. "מולקולות אלו הן תוצרי הלוואי של תהליכים מטבוליים המתרחשים בתוך הגוף ושינויים ברמות שלהן מצביעים על ליקויים בגוף. מחקרים אמינים שנערכו ברחבי העולם הדגימו כי ניתן לגלות מחלות כגון סרטן, קצרת וסכרת בדרך זו של מדידת הבל הפה, אפילו עוד לפני שהגוף מפגין תסמינים חיצוניים".
אנליזה של הבל פה היא תחום חדש יחסית וחוקרים שוקדים עליה ברחבי העולם כולו. יחד עם זאת, המערכת החדשה שפותחה מציעה קבלת תוצאות כמעט מידיות, רגישות גבוהה ויכולת לבחון שלל מולקולות בו זמנית – עובדה ההופכת את המערכת למבטיחה עבור ניפוי בריאותי בקנה מידה נרחב. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעיOptics Express.
המערכת עושה שימוש בלייזר מיוחד – שילוב של תדירויות אופטיות – הפולט עד למיליון תדירויות אור שונות בו זמנית דרך הדגימה. כל מולקולה בולעת אור בתדירויות אופטיות שונות הייחודיות לה ורק לה, לקבלת מעין "טביעת אצבע" אופטית. "יש לנו מערכת אמינה המסוגלת לאתר את הנוכחות ולמדוד את הריכוזים של מולקולות פרטניות בדגימה," אומר החוקר הראשי. "בשלב הבא אנו מתכננים כיצד לדגום ולפרש באופן מדויק את הרמות שבאופן טבעי ישתנו מאדם לאדם". החוקרים מאמינים כי אב טיפוס של המערכת יהיה מוכן תוך 3-2 שנים מעתה וכי הוא יגיע לשוק המסחרי תוך 5-3 שנים. יישומים אפשריים אחרים כוללים, בין היתר, מדידה של גזים בכמויות זעירות במיוחד, למשל פחמן דו-חמצי באטמוספירה, ואיתור זיהומים בתוך גז טבעי.
6 Responses
רונן
התחלנו בזה שאמרת שהם צריכים להתבייש…
שוב, ניסים, זה לא סותר שום דבר ממה שכתבתי עד כה; המדידה היא FTIR בלבד, ולא משנה איך תקרא למקור האור. לאחר בחינת המאמר המקורי עליי להדגיש שהמושג לייזר – כפי שמופיע בספרות המדעית הכימית והכימית-פיזיקלית שאני קורא – איננו מה שבשימוש כאן.
בהחלט יש לייזרים עם טווח תדירויות ענק (אני אישית עבדתי עם פולסים של פמטו-שניות, ולפי עיקרון אי-הוודאות היה להם פיזור אורכי גל אדיר). אבל במחקר המתואר כאן עליהם למדוד הבל פה למשך שניות, לא פחות, על מנת לחוש את הריכוזים הנמוכים כ"כ של מולקולות אורגניות נדיפות. אני בהחלט חושב שהתוצאות שהחוקרים מציגים הן אכן מדהימות, אך מדובר במכשיר FTIR רגיש ותו לא (דרך אגב, גם על זה יש להם מה להתגאות).
רונן
קרא כאן – http://www.nist.gov/public_affairs/releases/frequency_combs.cfm
בפרט, כתוב:
An optical "frequency comb" is a very precise tool for measuring different colors—or frequencies—of light. The technology, made possible by recent advances in ultrafast lasers, can accurately measure much higher frequencies than any other tool. Frequency combs are already widely used in metrology laboratories and physics research, and they are starting to become commercially available.
מקריאת המאמר המקורי, זה המכשיר בהם הם משתמשים.
אםםם laser זה לייזר….
ניסים,
ראשית – אינני שחצן. הכתבה הזו ממש "הזמינה הנחתה".
נתחיל מכך שהקרנת "מיליוני אורכי גל בדידים" בבת אחת היא למעשה הקרנת פס אור רציף, בדיוק כפי שפסי ההולכה והמוליכות הם רמות אנרגייה מקוונטטות צפופות.
למרות שויקיפדיה איננה מקור המידע המושלם, הערך של לייזר בויקיפדיה בעברית מתחיל כך: לייזר ("הגברת אור על ידי פליטה מאולצת של קרינה") הוא התקן הפולט אור קוהרנטי, מונוכרומטי (בתחום צר של אורכי גל) ומקביל (בעל פיזור נמוך)…". במילים אחרות, הגדרת לייזר כפי שכתבת משלימה את ההגדרה שאני השתמשתי בה, ואין ביניהן שום סתירה.
שים לב: הקרנה במיליוני תדירויות במקביל חייבת להשתמש בטרנספורמציית פורייה לשם ניתוח המידע (בליעת אור או העברת אור במהלך ההקרנה דרך הדוגמה הנבדקת). אתה בוודאי גם יודע שכיום FT אפשרית רק עבור תחום ה-IR (למשל, אין אפשרות ל-FT-UV). בנוסף אתה בוודאי יודע שבהווה זיהוי רוב המולקולות האורגניות – המתבצע בשיטות הספקטרוסקופיות – מתבצע ב-FTIR.
מעבר לכך, חוק בר-למבר לגילוי ולזיהוי מולקולות אורגניות בריכוזים נמוכים, מחייב להשתמש באלומת אור רחבה (מבחינה פיזית) ככל האפשר – על מנת "לתפוש" כמה שיותר מולקולות.
לסיכום, החוקרים כאן השתמשו בהתקן שפולט הרבה אורכי גל בבת-אחת (אתה יכול להמשיך ולקרוא לו "לייזר", אני אקרא לזה "מקור אור כללי המשתמש בפילטר כזה או אחר"), עם אלומת אור רחבה – כלומר שימוש ב-FT-IR רגיש.
ממש לבסוף, בהנחה שאתה צודק – מדוע יש צורך בלייזר? הרי שימוש במקור אור IR קונבנציונלי במיכשור קיים יהיה זול יותר ויגיע לשימוש עתידי נרחב ומהיר יותר, ולא יהיה צורך בשימוש במכשירים מסובכים ויקרים חדשים.
רונן
חבל שאתה מגיב בצורה שחצנית ובוטה. לייזר מוגדר כ"הגברת אור על-ידי פליטה מאולצת של קרינה" – ולא איך שבא לרונן. כתוב בפירוש שהמכשיר משתמש במספר גבוה מאד של תדרים בדידים, ולא במקור פס-רחב.
ההמצאה מעניינת ושימושית – למה סתם להשמיץ?
החוקרים האלה פשוט צריכים להתבייש: לייזר מוגדר כקרן אור קוהרנטית עם אורך גל ידוע וקבוע. מה שהחוקרים עושים כאן זה הקרנה של מיליוני תדירויות בו-זמנית, כך שה"המצאה" שלהם היא בעצם FTIR רגיש ולא שום לייזר.