Toshiba Corp разработала устройство, которое может измерить небольшое количество газа, содержащегося в выдыхаемом воздухе, в течение короткого периода времени. С помощью данного устройства мы имеем возможность измерить количество газа в выдыхаемом воздухе, который предоставляет возможность анализировать физическое состояние особы (биомаркер) с обнаружительной способностью 0.1 ppm, человеку нужно только лишь выдохнуть в устройство. Процедура анализа воздуха занимает около 30 секунд. Компания планирует выпустить устройство в 2015 году.
Создание устройства стало возможно благодаря использованию ноу-хау для производства полупроводников.
Toshiba продвигает «New Concept Innovation» с целью слияния широкого спектра технологий для создания новых изделий и услуг с 2013 года. Развитие нового продукта запущено с помощью полупроводниковых технологий компании с того самого момента, когда была предложена концепция.
«Для создания продукта, мы использовали лазерные диоды, которые мы усовершенствовали для электронных устройств» - сказала Наоко Toyoshima, главный специалист в новом отделе по развитию бизнеса компании Toshiba. «Кроме того, мы применили ноу-хау для устройства анализа газов, которое сконструировали на производственных полупроводниках».
В качестве метода анализа небольшого количества газа в области обнаружения 0.1 ppm, широко применяется газовая хроматография. Однако для подтверждения результатов анализов необходимы дополнительные исследования, которые занимают несколько дней.
На этот раз, Toshiba Corp реализовала простой метод быстрого анализа с помощью абсорбционной «лазерной» спектроскопии, которая использует тот факт, что каждый газ поглощает свет, имеющий определенную длину волны в зависимости от его типа. С помощью этого метода, новое устройство обнаруживает газ, который функционирует в качестве биомаркера в выдыхаемом воздухе, который содержит около 500 видов газов.
Однако, с обусловленной лазерной поглотительной спектроскопией, трудно достичь обнаружительную способность 0.1 ppm. Поэтому, чтобы улучшить точность обнаружения, Toshiba пользуется легким лазерным источником, имеющим длину волны, которая позволяет газу абсорбировать большое количество света. В частности компания пользовалась «квантовым каскадным лазером,» колебательные волны которого 3 - 10 мкм (середина инфракрасного диапазона волн), а не общее лазерное устройство (колебание длины волны 2,5 мкм или ниже).
Квантовый каскадный лазер представляет собой новое высокоэффективное лазерное устройство, которое позволяет каждому электрону неоднократно излучать свет.