Методика и аппаратура для измерения изотопического отношения углерода 13 С/12 С в углекислом газе выдыхаемого воздуха методами диодной лазерной спектроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, кандидат технических наук Зырянов, Павел Валерьевич

• Зырянов, Павел Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зырянов, Павел Валерьевич

Введение

Глава 1 Методы определения изотопического отношения углерода 13С/12С в СО2. Их приложения и требования к точности. Обзор литературы.

1.1 Величины, измеряемые при определении изотопного отношения углерода.

1.2 Аналитические методы определения изотопного отношения углерода.

1.3 Характеристика диодной лазерной спектроскопии как метода.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика и аппаратура для измерения изотопического отношения углерода 13 С/12 С в углекислом газе выдыхаемого воздуха методами диодной лазерной спектроскопии»

Определение отношения содержания стабильных изотопов углерода

13С/12С в газообразной двуокиси углерода является эффективным диагностическим инструментом для целого ряда разнообразных приложений. Одна из областей применения относится к исследованию явлений, связанных с изотопной селективностью некоторых физико-химических и биологических процессов, и включает такие направления, как разведка полезных ископаемых, минералогия, планетарная геофизика и исследования элементного состава планет Солнечной системы [1,2,3]. При решении подобных задач атомы стабильных изотопов углерода из исследуемого объекта тем или иным образом переводятся в газообразную СОг, которая далее подвергается изотопическому анализу.

Поскольку естественное соотношение между концентрациями

12 13 изотопов углерода Си С составляет приблизительно 99:1, а значимые для приложений вариации этого соотношения составляют 0.1-10%, то для обеспечения анализа ИОУ с отношением сигнал/шум ~3, разница между одновременно регистрируемой концентрацией 12С02 и точностью измерения концентрации 13С02 составит почти 6 порядков. Таким образом, диагностика, основанная на анализе ИОУ в СО2, требует от применяемого инструмента сочетания высокой чувствительности, точности и широкого динамического диапазона измерений.

К началу исследований, составивших предмет данной работы, определение ИОУ в СО2 с такой точностью возможно при использовании двух инструментальных подходов: масс-спектрометрии в сочетании с газовой хроматографией (МС-ГХ) и спектрофотометрии (СФ). В первом из них непосредственно используется различие масс молекулярных

12 13 изотопомеров С02 и С02, а второй основан на изменении спектральных свойств молекулы С02 при замене одного изотопа углерода другим. В обоих случаях реализуется высокая селективность измерения детектируемых параметров, благодаря которой молекулы одного сорта отличаются от молекул другого. МС-ГХ в настоящее время является основным методом, который применяется в коммерчески доступных анализаторах ИОУ в С02 [4,5,6]. Однако эти приборы и их эксплуатация достаточно сложны и дороги, что сдерживает широкое распространение диагностики с применением стабильных изотопов даже в такой перспективной области применений как медицина. СФ системы, как правило, проще, компактнее и дешевле, нежели МС-ГХ анализаторы, решающие ту же задачу.

Развитие в последнее десятилетие методов неинвазивной диагностики заболеваний, основанной на применении меченных изотопами препаратов и последующем измерении содержания изотопов в выдыхаемом воздухе, определяют актуальность разработки СФ систем, в частности систем с использованием лазерных источников излучения, и исследование их аналитических возможностей, в особенности чувствительности измерения изотопического отношения.

Цель данной работы состояла в разработке методов измерений и аппаратуры, основанных на использовании перестраиваемых диодных лазеров среднего инфра-красного (ИК) диапазона и предназначенных для высокоточного спектрального анализа изотопного отношения углерода 13С/12С в СОг выдыхаемого воздуха.

Этим определялись основные направления работы:

- определение, на основании известных спектральных свойств изотопомеров 12С02 и 13С02, спектрального диапазона и пары аналитических линий поглощения, оптимальных для измерения ИОУ в воздухе при концентрации С02 в диапазоне 1-5%;

- разработка и совершенствование автоматизированной системы сбора информации и управления ПДЛ;

- анализ требований к элементам спектрометра на основе ПДЛ и оптимизация режимов работы;

- разработка методики измерения и алгоритмов обработки результатов;

- анализ факторов, влияющих на чувствительность измерений;

- достижение необходимой в приложении чувствительности измерений;

- апробация аппаратуры и метода применительно к измерению ИОУ в выдыхаемом воздухе для диагностики инфицированности желудка бактерией Helicobacter pylori.

На защиту выносятся:

1 Л 1 л

• Анализатор изотопического отношения углерода С/ С в углекислом газе выдыхаемого воздуха (диапазон концентраций С02 1.5%) на основе перестраиваемых диодных лазеров, позволяющий достигнуть чувствительность измерений 0.5%о.

• Программно-аппаратный комплекс управления спектрофотометри-ческой системой на основе перестраиваемых диодных лазеров.

• Методика анализа и алгоритм обработки спектральных данных позволяют реализовать необходимую чувствительность измерения изотопического отношения углерода в С02 выдыхаемого воздуха при атмосферном давлении исследуемой смеси.

• Экспериментальное определение дисперсии измерений, величина которой составляет 0.5%о.

Работа была выполнена в отделе Экологического и медицинского

Приборостроения ИОФ РАН.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Зырянов, Павел Валерьевич

Результаты работы изложены в следующих статьях и тезисах докладов:

1. A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, V.A.Skrupskii, Yu.A.Shulagin, M.E.Galagan, Detection of Small Trace Molecules in Human and Animals Exhalation by Tunable Diode Lasers for Applications in Biochemistry and Medical Diagnostics, Proc. of SPIE, Int. "Medical Sensors II and Fiber Optic Sensors", Biomedical Optics, Europe, Lille, Sept. 1994, Vol.2331, pp.173-183,

2. A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, Yu.G.Selivanov, P.V.Zyrianov. Multicomponent Fiber-Optical Gas Sensor Based on Tunable Diode Lasers, Proc. of Int. Symp. on TDLAMGP, October 1994, Freiburg, FRG, 1995, 8 p.

3. A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov. Detection of Small Trace Toxic Molecules in Human and Animals' Exhalation by Tunable Diode Lasers, Proc. of SPIE, "Air Tixics and Water Monitoring", 1995, Vol.2503, pp. 101-111.

4. V.G.Artjushenko, A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, Yu.G.Selivanov, P.V.Zyrianov. Multicomponent Gas Sensor Based on MIR Tunable Diode Lasers, Proc. of SPIE, "Chemical, Biochemical and Environmental Fiber ' Sensors VII", 1995, Vol. 2508, pp.224-232.

5. E.V.Stepanov, A.I.Kouznetsov, P.V.Zyrianov, M.D.Daraselia, Yu.A.Shulagin, V.A.Skrupskii. Monitoring of Endogenous CO Dynamics in Human Breath by Tunable Diode Laser Spectroscopy, Proc. of SPIE, "Biomedical Optoelectronics in Clinical Chemistry and Biotechnology", Biomedical Optics, Barselona, 12-17 September, 1995, 1995, Vol. 2629, pp.24-34.

6. D.K.Bronnikov, P.V.Zyrianov, D.V.Kalinin, Y.G.Filimonov, A.W.Kleyn, J.C.Hilico, A diode laser spectrometer for state-resolved experiments on the methane-surface system, Chemical physics letters 249, 1996, p.423-432.

7. E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, A.N.Khusnutdinov, A.I.Kouznetsov Ya.Ya.Ponurovskii. Multicomponent Gas Analyzers Based on Tunable Diode Lasers, Proc. of SPIE, "Application of Tunable Diode and Other Infrared Sources for Atmospheric Studies and Industrial Process Monitoring", 1996, Vol.2834, pp. 270-280.

8. E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, A.N.Khusnutdinov, A.I.Kouznetsov Ya.Ya.Ponurovskii. Multicomponent Gas Analyzers Based on Tunable Diode Lasers, Proc. SPIE, "Advanced Technologies for Environmental Monitoring and Remediation", Denver96, 1996 Vol. 2835, pp.271-281.

9. E.V.Stepanov, A.I. Kouznetsov, P.V. Zyrianov, Y.A.Shulagin, A.I.Diachenko, Y.I.Gurfinkel. Monitoring of rapid blood pH variations by CO detection in breath with tunable diode laser, Proc. SPIE, "Biomedical Sensing, Imaging, and Tracking Technologies II.", 1997 Vol.2976, pp.8895.

10.П.В.Зырянов, А.И.Кузнецов, Я.Я.Понуровский, Е.В.Степанов, А.Н.Хуснутдинов, О.И.Даварашвилли, Ю.Г.Селиванов, Е.Г.Чижевский. Многокомпонентный анализатор на основе диолных лазеров для мониторинга газообразных загрязнений в открытой атмосфере, Оптика атмосферы и океана, 1999, Т.12, №1, сс.64-69.

11. E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, V.A.Miliaev, Y.G.Selivanov, E.G.Chizhevskii, S.Os'kina, V.T.Ivashkin E.I.Nikitina. 13C02/12C02 ratio analysis in exhaled air by lead-salt MIR tunable diode lasers for noninvasive diagnostics in gastroenterology, Proc. SPIE Selected Papers, Novel Laser Methods in Medicine and Biology, 1999, Vol. 3829, pp.6876.

12.E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, V.A.Miliaev, Y.A.Shulagin, A.I.Diachenko. Endogenous CO monitoring in exhalation with tunable diode lasers: Applications to clynical and biomedical diagnostics, Proc. SPIE Selected Papers, Novel Laser Methods in Medicine and Biology, 1999, Vol. 3829, pp.77-87.

13.E.V.Stepanov, V.A.Miliaev, P.V.Zyrianov. Tidal breath NO detection with tunable diode lasers for pulmonary didease diagnosis, Proc. SPIE Selected Papers, Novel Laser Methods in Medicine and Biology, 1999, Vol. 3829, pp.103-109.

14.Ивашкин B.T., Степанов E.B., Никитина Е.И., Миляев В.А., Зырянов П.В. Основы лазерного 13С-уреазного дыхательного теста и практика клинического применения, В сборнике: "Helicobacter pylori: Революция в гастроэнтерологии", Москва, 1999, сс.130-159.

15.Е.В.Степанов, П.В.Зырянов. Анализ изотопического отношения

13 12 углерода С/ С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. Часть I. Методика измерений, Препринт ИОФАН, №11, 2002, 39 с.

16.Е.В.Степанов, П.В.Зырянов. Анализ изотопического отношения

13 12 углерода С/ С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. Часть II. Чувствительность и точность измерений, Препринт ИОФАН, №12, 2002,31 с.

17.Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, А.В.Лапшин. Анализ изотопического

14 19 отношения углерода С/ С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. Часть III. Экспериментальные результаты. Препринт ИОФАН, №13, 2002, 31 с.

18.П.В.Зырянов, Е.В.Степанов, А.Н.Глушко. Автоматизированная система регистрации и управления и накачки диодных лазеров для диодно-лазерной спектроскопии и аналитических приложений. Препринт ИОФАН № 1 2003, 27с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Результаты, изложенные в данной работе, позволяют сделать следующие выводы:

1. На основе моделирования колебательно-вращательных спектров изотопомеров С02 в районе 4.35 мкм выбран оптимальный спектральный

13 12 участок для анализа относительной концентрации С02 и С02 в выдыхаемом воздухе методами диодной лазерной спектроскопии и

13 12 определения на этой основе изотопического отношения С/ С.

13 12

Установлено, что наилучшие для анализа пары линий С02 и С02 при атмосферном давлении находятся вблизи 2293 см"1, 2297 см"1 и 2301 см"1. На основе эмуляции спектров изотопомеров С02 проведена оценка и сопоставление аналитических свойства этих трех пар линий. Показано, что предпочтительной для практического использования является пара линий вблизи 2293 см"1.

2. Разработан анализатор для измерения изотопного отношения

13 12 углерода С/ С в С02 с помощью перестраиваемых диодных лазеров. Анализатор базируется на использовании лазера с двойной гетероструктурой на основе соединения Pb].xEuxSe в импульсно-периодическом режиме генерации. Основные характеристики анализатора: спектральная область 4.35 мкм, рабочая температура лазера 80 - 120К,

3 1 спектральное разрешение <10" см", длина оптического пути 10 см, диапазон анализируемых концентраций С02 1 - 5%. Чувствительность определения изотопического отношения ~ 0.5%о, время одиночного измерения - 20 секунд.

3. Разработан программно-аппаратный комплекс управления анализатором, обеспечивающий стабилизацию температуры диодного лазера, управление и поддержание режима его токовой накачки, многоуровневую защиту лазера, выбор параметров регистрации и запись спектров пропускания, визуализацию и сохранение данных. Обеспечивается стабильность температуры лазера не хуже 1 мК, относительную стабильность тока накачки лазера не хуже 10"4, шумы тока накачки лазера не более 10"5, точность регистрации спектров пропускания не хуже 1*10"4 при накоплении 256 раз, частоту оцифровки 50 - 1600 наносек.

4. Разработаны методика анализа и алгоритм обработки спектральных данных, позволяющие реализовать необходимую точность измерения изотопического отношения углерода в СОг выдыхаемого воздуха. Алгоритм расчета изотопического отношения на основании измеряемых спектров реализован в виде интерактивной программы стандартного пакета обработки данных. Проведены анализ и моделирование возможных источников случайных и систематических погрешностей и установлено, что основной вклад дают оптическая интерференция, вариации температуры исследуемой газовой среды, люминесцентная составляющая излучения лазера, изменение огибающей лазерного импульса и концентрации углекислого газа в пробе воздуха.

5. Проведена апробация анализатора в задаче измерения изотопического отношения углерода в С02 выдыхаемого воздуха. Прибор применен для диагностики гастроэнтерологических заболеваний, основанной на использовании препаратов, меченных углеродом 13С.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зырянов, Павел Валерьевич, 2003 год

1.А., Stable 1.otope Tracers in the Life Sciences and Medicine, Science, Vol.181, No.4105, pp.1125-1133, 1973.

2. DesMarais D.J., Moore J.G., Carbon and Its Isotopes in Mid-Oceanic Glasses, Earth Planet.Sci.Lett., Vol.69, pp.43-57, 1984

3. Sauke T.B., Becker J.F., Stable Isotope Laser Spectrometer for Exploration Mars, Planet. Space Sci, Vol.46, No.6/7, pp.805-812, 1998

4. Kaspersen F.M., Funke C.W., Wagenaars G.N., Jacobs P.L., Modern Spectroscopic Methods for the Analysis of Labeled Compaunds, in Essential Chemistry and Applications II, pp.88-117, 1988.

5. Guilluy R., Billion-Rey F., Pachiaudi C., On-line Purification and Carbon-13 Isotopic Analysis of Carbon Dioxide in Breath: Evaluation of On-line Gas Chromatography-Isotope Ratio Mass Spectrometry, Analytica Chimica Acta, Vol.259, pp.193-202, 1992.

6. Matthews D.E., Hayes J.M., Isotope-Ratio-Monitoring Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Anal.Chem., Vol.50, pp.1465-1473, 1978.

7. Физические величины, Справочник, Под ред. Григорьева И.С. и МейлиховаЕ.З. Москва: Энергоатомиздат, с.994, 1991.

8. O'Leary М.Н., Carbon Isotope Fractination in Plants, Phytochemistry, Vol.20, pp.553-567, 1981.

9. DeNiro M.J., Epstein S., Mechanism of Carbon Isotope Fractination Associated with Lipid Synthesis, Science, Vol.197, pp.261-262, 1997.

10. Murnick D.E.and Peer B.J., "Laser-based analysis of carbon isotope ratios", Science, Vol.263, pp.945-947, Feb. 1994.

11. Cooper D.E., Martinelli R.U., Carlisle C.B., Riris H., Bour D.B., Menna R.J., Measurement of 13co2/12co2 Ratio for Medical Diagnostics with 1.6-\im Distributed-Feedback Semiconductor Diode Laser, Appl.Opt., Vol.32, No.33, 6727-6731, 1993.

12. McKinney et.al., Improvements in Mass Spectrometers for the Measurement of Small Difference in Isotope Abundance Ratios, The Review of Scientific Instruments, 1950, Vol.21, No.8, pp.724-730.

13. Klein P.D., Clinical Applications of 13C02 Measurements, Presented at the 65th Annual Meeting of the Federation of American Societies for Experimental Biology, Atlanta, Ga, 13 April 1981.

14. Craig H., Isotopic Standards for Carbon and Oxygen and Correction Factors for Mass-Spectrometric Analysis of Carbon Dioxide, Geochimica et Cosmochimica Acta, 1957, Vol.12, pp.133-149.

15. Neir A.O., A Mass Spectrometer for Isotope and Gas Analysis, Rev.Sci.Instrum., 1947, Vol.18, pp.398-411.

16. Matthews D.E., Hayes J.M., Isotope-Ratio-Monitoring by Gas Chromatography-Mass Spectrometry, Anal.Chem., 1978, Vol.50, pp. 14651473.

17. Kasho V.N., Cheng S., Jensen D.M., Feasibility of Analysing 13C. Urea Breath Test for Helicabacter Pylori by a Gas Chromatography-Mass Spectrometry in the Selected Ion Monitoring Mode, Aliment Pharmacol Ther., 1996, Vol.10, pp.985-995.

18. Lee H.S, Gwee K.A., Teng L.Y., Validation of 13C. Urea Breath Test for Helicobacter Pylori Using a Simple Gas Chromatograph-Mass Selective Detector, Eur.J.Gastroenterol.Hepatol., 1998, Vol.10, pp.569-572.

19. McDowell, Determination of Carbon-13 by Infrared Spectrometry of Carbon Monoxide, Analyt.Chem., 1970, Vol.42, No. 11, pp. 1192-1193.

20. Irving C.S., Klein P.D., Navratil P.R., Boutton T.W., Measurement of 13C02/12C02 Aboundance by Nondispersive Infrared Heterodyne Radiometry as an Alternative to Gas Isotope Ratio Mass Spectrometry, Anal.Chem., 1986, Vol.58, pp.2172-2178.

21. Hirano S., Kanamatsu Т., Takagi Y., Abei Т., A Simple Infrared1 4

22. Spectroscopic Method for the Measurement of Expired C02, Anal.Biochem, 1979, Vol.96, pp.64-69.

23. Walsh F.M., 13C02 Breath Test. US Patent No.4298347, 1981.

24. Lehmann et.al., Isotope Analysis by Infrared Laser Absorption Spectroscopy, Appl.Phys., 1977, Vol.13, pp.153-158.

25. Schuman R., Rigas В., Prada A., Minoli G., Diagnosis of H.pylori Infection by the LARATM System, Towards a Simplified Breath Test, Gastroenterology, 1995, Vol.105, p.A961.

26. Savarino V., Vigneri S., Celle G., The C13-Urea Breath Test in the Diagnostics of Helicobacter Pylori Infection, Gut, 1999, Vol.45(Suppl I), pp.118-122.

27. Haisch M., Hering P., Fuss W., Fabinski W., A Sensitive Isotope Selective Nondispersive Infrared Spectrometer For 13C02 and 12C02 Concentration Measurements in Breath Samples, Isotopenpraxic. Environ.Stud., 1994, Vol.30, No.2/3, pp.247-251.

28. Braden В., Haisch M., Duan L.P., Lembcke В., Caspary W.F., Hering P., Clinically Feasible Stable Isotope Technique at a Reasonable Price:1 Л 1 >*f

29. Analysis of C02/ C02-Abundance in Breath Samples with a New Isotope Selective Nondispersive Infrared Spectrometer, Gastroenterol, 1994, Vol.32, pp.675-678.

30. Braden В., Schafer F., Caspary W.F., Lembcke В., Nondispersive Isotope-Infrared Spectroscopy: A New Analytical Method for 13C-Urea Breath Test, Scand.J.Gastroenterol., 1996, Vol.31, pp.442-445.

31. Kajiwara M., Takatori К., Iida К., Noda A., Tachikawa Т., Tsutsui K., Kubo Y., Mori M., An Infrared Analyzer for On-Site 13C-Urea Breath Tests to Detect H.pylori Infection, Am.Clin.Lab., 1997, Vol.16, pp.28-29.

32. Ohara S., Kato M., Asaka M., Toyota Т., The UBiT-100 13C02 Infrared Analyzer: Comparison Between Infrared Spectrometric Analysis and Mass Spectrometric Analysis, Helicobacter, 1998, Vol,3, No.l, pp.49-53.

33. Labrie D., Reid J., Radiocarbon Dating by Infrared Laser Spectroscopy, Appl.Phys., 1981, Vol.24, pp.381-386.

34. Wall D.L., Eng R.S., Mantz A.W., SP5100 Isotope Ratio Measurement System, Development of a Tunable Diode Laser Isotope Ratio Measurement System, Spectra-Physics Laser Analytics Division, Bedfort, MA 01730, Internal Report.

35. Wong W.W., Comparison of Infrared and Mass-Spectrometric Measurements of Carbon-13/Carbon-12 Ratios, Int.J.Appl.Radiat. Isot, 1985, Vol.36, No. 12, pp.997-999.

36. Y.Higashi, H.Ohohara and Y.Sasaki, Stable Isotope Analysis Using Tunable Diode Laser Spectroscopy and its Application to 13C Breath Test, Igaku, Vol. 4, pp.8-9, 1994.

37. Higashi Y., Ohara H., Naruki Y., Inoue Y., Sasaki Y., Application of Laser Spectroscopy for 13C-Breath Tests, Kaku-Igaku, 1996, Vol.33, No.4, pp.415-421.

38. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф, Справочник по физике, «Наука», М., 1974, с.683.

39. Г.Герцберг, Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул, ИЛ: Москва, 1949, 647 с.

40. А.Д.Быков, Ю.С.Макушкин, О.Н.Улеников, Изотопозамещение в многоатомных молекулах, Наука, Новосибирск, 1985, 160 с.

41. Елисеев П.Г., Введение в физику инжекционных лазеров, «Наука», Москва 1983, 296 с.

42. Такума X., редактор, Физика полупроводниковых лазеров, Мир, Москва 1989,312 с.

43. Тсенг У., ред., Полупроводниковые инжекционные лазеры. Динамика, модуляция, спектры. Мир, Москва 1983.

44. Хинкли Е.Д, Нилл К.В., Блум Ф.А., Инфракрасная спектроскопия с использованием перестраиваемых лазеров. В кн.: Лазерная спектроскопия атомов и молекул (под ред. Г.Вальтера). М.: Мир, 1979, сс. 155-235.

45. Курицын Ю.А., Инфракрасная спектроскопия с инжекционными лазерами. В кн.'.Лазерная аналитическая спектроскопия. (Под общей редакцией Летохова B.C.) - М.: Наука, 1986, сс.120-173.

46. Moses E.I., Tang C.L., High Sensitivity Laser Wavelength-Modulation Spectroscopy, Opt.Lett., 1977, Vol.1, pp.l 15-117.

47. Reid J., Labrie D., Second-harmonic detection with tunable diode lasers -comparison of experiment and theory, Appl.Phys B26, (1981) 203-210.

48. Bomse D., Staton A.C., Silver J.A., Frequency Modulation and Wavelength Modulation Spectroscopies: Comparison of Experimental Methods Using a Lead-Salt Diode Laser, Appl.Opt., 1992, Vol.31, pp.718-729.

49. Bjorklund G.C., Frequency-Modulation Spectroscopy: a New Method for Measuring Weak Absorption and Dispersions, Opt.Lett., 1980, Vol.5, pp.15-17.

50. Lenth W., Optical Heterodyne Spectroscopy with Frequency- and Amplitude-Modulated Semiconductor Lasers, Opt.Lett., 1983, Vol.ll, pp.575-577.

51. Silver J.A., Frequency Modulation Spectroscopy for Trace Species Detection: Theory and Comparison among Experimental Methods, Appl.Opt, 1992, Vol.31, pp.707-717.

52. Cassidi I.T, Reid J., Harmonic Detection with Tunable Diode Laser -Two-Tone Modulation. Appl.Phys.B, 1982, Vol.B29, No.4, pp.279-285/

53. Cooper D.E., Gallagher T.F, Double Frequency Modulation Spectroscopy: High Modulation Frequency with Low-Bandwidth Detectors, Appl.Opt, 1985, Vol.24, pp.1327-1334.

54. Janik G.R., Carlisle C.B, Gallagher T.F., Two-Tone Frequency-Modulation Spectroscopy, J.Opt.Soc.Am, 1986, Vol.B3, pp. 1070-1074.

55. Silver J.A, Stanton A.C, Two-Tone Optical Heterodyne Spectroscopy Using Buried Double Heterostructure Lead-Salt Diode Lasers, Appl.Opt, 1988, Vol.27, pp.4438-4444.

56. Засавицкий И.И, Косичкин Ю.В, Крюков П.В., Надеждинский А.И, Прохоров A.M., Степанов Е.В., Тищенко А.Ю, Шотов А.П, Применение диодных лазеров среднего ИК диапазона в спектральном газоанализе, ЖТФ, т.54, №8, сс.1542-1551, 1984

57. Засавицкий И.И, Косичкин Ю.В, Надеждинский А.И, Степанов Е.В, Тищенко А.Ю, Шотов А.П, Исследования уширения линий поглощения молекулярных газов методами импульсной диодной лазерной спектроскопии, Квантовая электроника, 1984, Т. 11, №12, сс.2445-2451.

58. Ю.В.Косичкин, А.И.Надеждинский, Е.В.Степанов, Диодные лазеры в молекулярной спектроскопии, В сборнике: Вращательные спектры молекул, Москва, 1986, стр.5-60

59. Nadezhdinskii A.I., Prokhorov A.M., Modern Trends in Diode Laser Spectroscopy, in: Tunable Diode Laser Applications, A.I.Nadezhdinskii, A.M.Prokhorov, Editors, Proc. SPIE, Vol. 1724, 1992, pp.2-62.

60. Erdedlyi M., Richter D., Tittel F.K., 13C02/12C02 isotopic ratio measurements using a difference frequency-based sensor operating at 4.35 urn. Applied Physics В 74, 2002, p. 1-7.

61. Дворецкий Д.П. Вентиляция, кровообращение и газообмен в легких, в «Физиология дыхания» Под ред. Бреслава И.С. и Исаева Г.Г., С.Петербург: Наука, сс. 197-257, 1994.

62. Ивлев А.А., Пантелеев Н.Ю., Глухов А.А. Изменчивость некоторых изотопных характеристик углерода у человека, Биофизика, Т.37, вып.6, сс.1090-1095, 1992.

63. Ивлев А.А., Пантелеев Н.Ю., Князев Ю.А., Логачев М.Ф., Миллер Ю.М. Суточные изменения изотопного состава углерода С02 выдыхаемого воздуха у человека при некоторых нарушениях метаболизма, Биофизика, Т.39, вып.2, сс.393-399, 1994.

64. DeNiro M.J., Epstein S., Mechanism of Carbon Isotope Fractination Associated with Lipid Synthesis, Science, Vol.197, pp.261-262,1997.

65. Степанов E.B., Зырянов П.В., Анализ изотопического отношения1.2 I Луглерода С/ С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. 1. Методика измерений, Препринт ИОФАН № 11, 2002, 39 с.

66. Степанов Е.В., Выбор оптимальной аналитической линии в условиях интерференции колебательно-вращательных полос детектируемого и мешающего газов, Препринт ИОФАН № 4, 2002, 24 с.

67. А.Д.Быков, Л.НСиница, В.И.Стариков, Экспериментальные и теоретические методы в спектроскопии молекулы водяного пара, Наука, Новосибирск, 1999, 376 с.

68. П.В.Зырянов, Е.В.Степанов, А.Н.Глушко. Автоматизированная система регистрации и управления и накачки диодных лазеров для диодно-лазерной спектроскопии и аналитических приложений. Препринт ИОФАН №1 2003, 27с.

69. Степанов Е.В., Управление параметрами излучения перестраиваемых диодных лазеров на основе солей свинца с двойной гетероструктурой при работе в импульсно-периодическом режиме, Препринт ИОФАН № 3, 2002, 28 с.

70. О.И.Даварашвили, Н.В.Лемехов, А.И.Надеждинский, Исследование перестроечных характеристик лазеров на ДГС PbSe/PbSnSeTe в импульсном режиме работы, Квантовая электроника 18 №106 1991 с.1170-1172.

71. A.I.Kuznetsov, D.M.Loukianov, H.Martin, High-speed data acquisition and control system for diode laser spectroscopy and diode laser analytical applications. Proc. Of SPIE Tunable Diode Laser Applications, 1992, vol.1724, p. 128-135.

72. E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov, A.N.Khunutdinov, A.I.Kouznetsov, Y.Y.Ponurovskii, Multicomponent gas analyzers based on tunable diode lasers, Proc. SPIE Advanced Technologies for Environmental Monitoring and remediation, v.2835, 1996, p.271-281.

73. D.K.Bronnikov, P.V.Zyrianov, D.V.Kalinin, Y.G.Filimonov, A.W.Kleyn, J.C.Hilico, A diode laser spectrometer for state-resolved experiments on the methane-surface system, Chemical physics letters 249, 1996, p.423-432.

74. Степанов E.B., Чувствительность детектирования резонансного молекулярного поглощения с помощью ДГС ПДЛ на основе солей свинца при импульсной накачке, Препринт ИОФАН № 2, 2002, 20 с.

75. Г.Буч, Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения, Москва 1992, 526 с.

76. E.V.Stepanov, V.A.Miliaev, P.V.Zyrianov. Tidal breath NO detection with tunable diode lasers for pulmonary didease diagnosis, Proc. SPIE Selected Papers, Novel Laser Methods in Medicine and Biology, 1999, Vol. 3829, pp. 103-109.

77. A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, Yu.G.Selivanov, P.V.Zyrianov. Multicomponent Fiber-Optical Gas Sensor Based on Tunable Diode Lasers, Proc. of Int. Symp. on TDLAMGP, October 1994, Freiburg, FRG, 1995, 81. P

78. A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, P.V.Zyrianov. Detection of Small Trace Toxic Molecules in Human and Animals' Exhalation by Tunable Diode Lasers, Proc. of SPIE, "Air Tixics and Water Monitoring", 1995, Vol.2503, pp. 101-111.

79. V.G.Artjushenko, A.I.Kouznetsov, E.V.Stepanov, Yu.G.Selivanov, P.V.Zyrianov. Multicomponent Gas Sensor Based on MIR Tunable Diode Lasers, Proc. of SPIE, "Chemical, Biochemical and Environmental Fiber Sensors VII", 1995, Vol. 2508, pp.224-232.

80. Ивашкин В.Т., Степанов Е.В., Никитина Е.И., Миляев В.А., Зырянов П.В. Основы лазерного 13С-уреазного дыхательного теста и практика клинического применения, В сборнике: "Helicobacter pylori: Революция в гастроэнтерологии", Москва, 1999, сс. 130-159.

81. Степанов Е.В., Зырянов П.В., Анализ изотопического отношения13 12углерода С/ С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. 2. Чувствительность и точность измерений, Препринт ИОФАН № 12, 2002,31 с.133

82. Webster C.R. Brewster-Plate Spoiler: A Novel Method for Reducing the Amplitude of Interference Fringes that Limit Tumable-Laser Absorption, J.Opt.Soc.Am., 1985, Vol.B2, pp.1464.

83. Silver J.A., Stanton A.C., Optical Interference Reduction in Laser Absorption Experiments, Appl.Opt., 1988, Vol.27, pp.1914.

84. Werle P., Signal Processing Strategies for Tunable Diode Laser Spectroscopy, in: Tunable Diode Laser Spectroscopy, Lidar, and TDLS Techniques, eds. H.I.Schiff, A.Fried and D.Killinger, Proc.SPIE, 1994, Vol.2112, pp.19.

85. Werle P., Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy: Recent Findings and Novel Approaches, Infr.Phys.Techn., 1996, Vol.37, No.l, pp.59-66.

86. Е.В.Степанов, П.В.Зырянов, А.В.Лапшин. Анализ изотопического отношения углерода 13С/12С в С02 методами диодной лазерной спектроскопии. Часть III. Экспериментальные результаты. Препринт ИОФАН, №13, 2002, 31 с.