中大工程学院研发便携式气体检测系统　小巧灵敏成本低

香港中文大学（中大）机械与自动化工程学系助理教授任伟教授的研究团队，最近成功研发出一种气体检测系统，所使用的光声光谱技术可大幅降低操作成本，且小巧便携、灵敏度高，可快速准确地检测如一氧化氮、一氧化碳及甲醛等多种对人体有害的污染物，亦可用于分析病人呼出的气体成分，作为侦测疾病特征的医疗辅助工具。 

新型轻便气体检测系统准确检测微量甲醛  

现时本港法例对建筑材料及家具释出的气体缺乏监管，市民大部分时间于室内工作及生活，有机会长期吸入有害污染物而不自知。室内空气污染物中，以甲醛最叫人闻风色变，因医学界已将甲醛列为一级致癌物。纯甲醛是具有特殊刺激性气味的无色气体，现行的微量气体分析系统装置体积庞大，动态测量范围有限，而且价格昂贵。针对以上问题，中大研究团队利用石英增强光声光谱技术，开发出体积小巧的空气污染检测系统，只需一名检测人员，即可轻松携带装置到任何地点，如住宅、办公室、学校、医院、交通工具等，进行深入的探测；装置也可以搭载至无人机，以遥控方式进入隧道、地下道、偏远地区或灾场等危险区域，配合智能远程数据及传输，把分析气体含量实时送出，找出无色无味的污染物，避免气体异常引发的意外。 

除了体积小，测量的高精准度和速度是技术的另一大突破。任伟教授指出，技术测量精准度达十亿分之一（ppb）级别，在0.1秒内能量度出污染物浓度变化；以甲醛为例，极微量已足以影响婴幼儿的发育，高灵敏度的即时检测，有效找出微量污染物及其源头。低成本亦是一个重要的突破。石英增强光声光谱技术，通过成本低廉的石英音叉，检测由激光吸收而产生的声波信号，快速精确。研究团队目前已成功开发一氧化氮检测样机，只需简单更换光源，即可应用至甲醛、过氧化氢、臭氧以及氯化氢等多种污染物之检测，扩展度高。石英音叉及激光装置可循环重覆使用，损耗低，而且操作简便，读数一目了然，使用者无需经过专业训练。与现有系统比较，其使用成本大幅降低至现时的百分之一至五十分之一。 

分析病人呼气成分以评估健康状况  

任博士透露，研究团队今年将联同中大医学院，于威尔斯亲王医院和雅丽氏何妙龄那打素医院进行临床测试，检测病人呼出的气体，通过测量碳同位素(Carbon isotope)的含量，可反映胃部是否带有幽门螺旋菌，从而找出胃炎、胃溃疡甚至胃癌的警号，病人亦毋须承受入侵性检测如照胃镜之苦。作为侦测疾病特征的生物标记(Biomarker)，其他呼气指标还包括丙酮(Acetone)，可反映糖尿病或慢性心力衰竭；氢则反映乳糖不耐症；氨（或称阿摩尼亚）与肝或肾脏功能状况相关；而一氧化氮过高，则可能反映哮喘及慢性心力衰竭症；至于本地癌症头号杀手肺癌，可反映在呼气中的挥发性有机化合物(Volatile organic compounds, VOCs)含量中。以上多元化的呼气测试，有效协助医生及早发现症状，大大提高治愈的机会。 

高灵活性、高灵敏度、反应快速、便于携带的气体检测装置，对于香港以及任何大都市都具有划时代的价值。任教授指出，政府和环保机构可根据精准快速的空气污染物含量数据，及其分布情况，制定相应的环保政策，以改善空气质素，保障市民健康，减轻医疗开支，有利于智慧城市发展；而中国环保产业的全社会投资，有望达17万亿元人民币。因此，空气质素探测装置之创新研发，在公共健康、经济及产业发展三方面，均具有深远的意义。

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