基于频率梳状光谱量子技术的呼气分析仪有望成为一系列疾病的非侵入性诊断测试 

每一次呼吸, 人类呼气超过1,000个不同的分子, 产生一种独特的化学“呼吸指纹”，富含体内发生的事情的线索. 

几十年来,, 科学家们试图利用这些信息, 甚至求助于狗来嗅出癌症, 糖尿病。, 结核病和其他疾病. 

现在, 科学家们开发了一种基于激光的新型“鼻子”，由量子技术和人工智能(AI)提供动力，有朝一日可以快速、廉价地诊断一系列疾病. 

已经, 研究显示, 这款高科技呼气测醉器可以在几分钟内以极高的准确性检测出COVID-19. 

“有一个真正的, 在可预见的未来，你可以去看医生，测量你的呼吸，以及你的身高和体重 . . . 或者你可以对着集成在手机上的吹嘴吹气，实时获取你的健康信息,资深作者叶军说, a JILA 博彩平台推荐物理学研究员兼兼职教授. 

早在2008年, 叶的实验室报告说，一种叫做频率梳状光谱的技术——本质上是用激光来区分一种分子和另一种分子——有可能识别出人类呼吸中疾病的生物标志物. 

叶的团队已经将灵敏度提高了一千多倍, 能够以万亿分之一的水平检测微量分子. 他们还增加了激光发射的颜色数量, 使他们能够检测到更多种类的分子. 他们利用了人工智能的力量. 

“当与特定的健康状况有关时，分子浓度会增加或减少,第一作者梁启忠说, JILA和物理系博士研究生. 机器学习分析这些信息, 识别模式并制定博彩平台推荐可以用来预测诊断的标准.” 

流行病中期，梁和叶与科学家合作 BioFrontiers研究所, 是谁领导了校园COVID-19检测项目, 看看这个系统检测病毒的效果如何. 

2021年5月至2022年1月, 研究小组收集了170名博彩平台推荐学生的呼吸样本, 在过去的48小时内, 通过提交唾液或鼻腔样本进行聚合酶链反应(PCR)测试. 一半的检测结果呈阳性，一半呈阴性. 从收集数据到得出结果，酒精测试的过程只用了不到一个小时. 

与金标准PCR检测相比，酒精检测结果的匹配率为85%. 对于医学诊断，准确率达到80%或更高被认为是“优秀”.“未来的健康应用是巨大的，”作者说. 

“如果你能在呼吸中找到一种特征，在你出现症状之前就能发现胰腺癌，那该怎么办?? 这就是本垒打,合作者Leslie Leinwand说, 生物前沿研究所的首席科学官. 

与其他诊断测试不同, 呼气测醉器是非侵入性的，不需要昂贵的化学物质来分解样本. 但在商业化之前，还有很多东西需要学习. 

今天, 该系统由一组复杂的激光阵列和一张宴会桌大小的镜子组成. 

呼吸样本通过一根管子输入，激光以数千种不同的频率向其发射不可见的中红外光. 几十个小镜子将光在分子中来回反射. 

因为每种分子吸收光的方式不同, 不同分子组成的呼吸样本投射出不同的阴影. 这台机器可以区分那些不同的阴影, 在几秒钟内将数百万个数据点浓缩成简单的正或负. 

目前正在努力使这种系统小型化, 允许“实时”, 随时随地的自我健康监测.该团队计划很快与安舒茨医学院的同事合作，看看他们的系统是否能检测出其他疾病. 

“如果你想想狗, 它们经过数千年的进化，能够以惊人的灵敏度闻到许多不同的东西,叶说。. “博彩平台推荐对激光鼻子的训练越多，它就会变得越聪明.”

摄影:Qizhong Liang, JILA和物理系博士研究生, 演示了激光酒精测试仪的工作原理, 在JILA的Ye实验室. 图片来源:Patrick Campbell/科罗拉多大学.