激光頻率梳作為實用型研究工具，可通過輔助評估新型滅菌儀器促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)發(fā)展，其應(yīng)用范圍已然超出物理學(xué)和光學(xué)范疇。
頻率梳能精確測量光波中各個頻率，其實際應(yīng)用性已超出原始估計。來自天體物理聯(lián)合實驗室(JILA)的研究人員根據(jù)氣體吸收頻率的種類及數(shù)量，利用頻率梳識別氣體中的特定分子。該實驗室是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)和科羅拉多大學(xué)波德校區(qū)共同經(jīng)營。
來自科羅拉多大學(xué)丹佛校區(qū)電氣工程和生物工程的副教授Mark Golkowski認(rèn)為頻率梳測量法不僅首次解釋了其所用殺菌技術(shù)是如何滅活細(xì)菌的，而且將有助于臨床解決多藥耐藥細(xì)菌生長問題。
圖示裝置是JILA頻率梳設(shè)備的核心部件。高功率光纖激光器所發(fā)光束經(jīng)由一特殊晶體和其他光學(xué)器件轉(zhuǎn)化成兩低頻光波。該系統(tǒng)根據(jù)分子吸收中紅外光的方式檢測不同分子濃度。
Golkowski介紹說：“由于能在短時間同時觀測多種分子，因而該儀器也提供相互作用動力學(xué)信息。”
Golkowski和同事進(jìn)行了一系列實驗，實驗所用儀器能提供自由基氣流—高活性分子用來快速殺死遠(yuǎn)達(dá)三米之外的細(xì)菌。該系統(tǒng)不僅能對物體表面的金黃色葡萄球菌(肺炎及其他疾病起因)和銅綠假單胞菌(常見于醫(yī)療設(shè)備)進(jìn)行高級別消毒，也對芽孢桿菌難以根除的孢子(土壤中)和大腸桿菌(食物中毒起因)的生物膜有效。
據(jù)該研究小組介紹，此遠(yuǎn)程滅菌系統(tǒng)不僅同與其競爭的使用龐大昂貴設(shè)備的療法滅菌速度一樣，而且具有低成本硬件和應(yīng)用靈活的優(yōu)勢。
JILA/NIST研究員Jun Ye和小組兩成員使用頻率梳測量氣流中臭氧、過氧化氫、氧化亞氮和二氧化氮等活性分子的濃度。該研究小組還研制出了首個極紫外激光器頻率梳。
此頻率梳技術(shù)可實時俘獲殺菌系統(tǒng)中的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。研究人員稱：“反應(yīng)的多重性和同步性增加了化學(xué)動力學(xué)數(shù)值模擬的難度；因而需要同時測量多種濃度的能力，而該能力僅能由頻率梳光譜學(xué)提供。”
頻率梳能精確測量光波中各個頻率，其實際應(yīng)用性已超出原始估計。來自天體物理聯(lián)合實驗室(JILA)的研究人員根據(jù)氣體吸收頻率的種類及數(shù)量，利用頻率梳識別氣體中的特定分子。該實驗室是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(NIST)和科羅拉多大學(xué)波德校區(qū)共同經(jīng)營。
來自科羅拉多大學(xué)丹佛校區(qū)電氣工程和生物工程的副教授Mark Golkowski認(rèn)為頻率梳測量法不僅首次解釋了其所用殺菌技術(shù)是如何滅活細(xì)菌的，而且將有助于臨床解決多藥耐藥細(xì)菌生長問題。
圖示裝置是JILA頻率梳設(shè)備的核心部件。高功率光纖激光器所發(fā)光束經(jīng)由一特殊晶體和其他光學(xué)器件轉(zhuǎn)化成兩低頻光波。該系統(tǒng)根據(jù)分子吸收中紅外光的方式檢測不同分子濃度。
圖 JILA頻率梳設(shè)備的核心部件
Golkowski介紹說：“由于能在短時間同時觀測多種分子，因而該儀器也提供相互作用動力學(xué)信息。”
Golkowski和同事進(jìn)行了一系列實驗，實驗所用儀器能提供自由基氣流—高活性分子用來快速殺死遠(yuǎn)達(dá)三米之外的細(xì)菌。該系統(tǒng)不僅能對物體表面的金黃色葡萄球菌(肺炎及其他疾病起因)和銅綠假單胞菌(常見于醫(yī)療設(shè)備)進(jìn)行高級別消毒，也對芽孢桿菌難以根除的孢子(土壤中)和大腸桿菌(食物中毒起因)的生物膜有效。
據(jù)該研究小組介紹，此遠(yuǎn)程滅菌系統(tǒng)不僅同與其競爭的使用龐大昂貴設(shè)備的療法滅菌速度一樣，而且具有低成本硬件和應(yīng)用靈活的優(yōu)勢。
JILA/NIST研究員Jun Ye和小組兩成員使用頻率梳測量氣流中臭氧、過氧化氫、氧化亞氮和二氧化氮等活性分子的濃度。該研究小組還研制出了首個極紫外激光器頻率梳。
此頻率梳技術(shù)可實時俘獲殺菌系統(tǒng)中的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。研究人員稱：“反應(yīng)的多重性和同步性增加了化學(xué)動力學(xué)數(shù)值模擬的難度；因而需要同時測量多種濃度的能力，而該能力僅能由頻率梳光譜學(xué)提供。”
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