Raman光譜技術(shù)打造無(wú)創(chuàng)性血糖檢測(cè)儀

光譜實(shí)驗(yàn)室的研究生Ishan Barman和Chae-Ryon Kong目前正在研制一種像筆記本電腦那樣小的Raman光譜儀，這樣他們就能將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)生的診間和患者的家里?？傆幸惶?，這種設(shè)備將可以幫助到全世界數(shù)百萬(wàn)1型糖尿病患者。

 

事實(shí)上，光譜實(shí)驗(yàn)室耗費(fèi)了大約15年來(lái)研發(fā)這種設(shè)備。他們遇到的主要困難在于：近紅外光只能穿透皮膚表面半毫米的厚度，所以它只能測(cè)量浸潤(rùn)皮膚細(xì)胞的液體(即組織間液)，而不能測(cè)量血液中的糖濃度。為了克服這個(gè)難題，這個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)算法，將兩種濃度聯(lián)系起來(lái)，使得他們可以通過(guò)組織間液的糖濃度推測(cè)血糖濃度。

 

然而，當(dāng)患者食用含糖食物或飲料以后，校準(zhǔn)的難度立刻上升了，因?yàn)榛颊叩难菨舛葧?huì)在進(jìn)食以后立即上升，而組織間液的糖濃度則要過(guò)5~10分鐘才會(huì)上升。

 

不過(guò)Barman和Kong發(fā)展出一種新的校準(zhǔn)方法，稱為“動(dòng)態(tài)濃度校正”(Dynamic Concentration Correction, DCC)，這種方法考慮了葡萄糖從血彌散到組織間液的速率。在一項(xiàng)10個(gè)健康志愿者的研究中，他們使用了DCC校正的Raman光譜，明顯提高了血糖測(cè)量的準(zhǔn)確性——平均上升了15%，在一些人身上甚至提高了30%。

 

光譜實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們?cè)?月15日的《分析化學(xué)》雜志上發(fā)表了這種新的校準(zhǔn)方法。Michael Morris，美國(guó)密歇根大學(xué)的化學(xué)教授認(rèn)為他們可能解決了長(zhǎng)期困擾研究者的問(wèn)題：“人們從20世紀(jì)80年代就開始嘗試用光學(xué)來(lái)測(cè)定血糖的方法。”作為并未參加該項(xiàng)研究的中立者，Morris如是說(shuō)：“通常研究者報(bào)告說(shuō)他們某天得到了良好的測(cè)量結(jié)果，但過(guò)一天又不行了?；蛘咭环N方法對(duì)某些人有效，對(duì)另一些人又無(wú)效。他們無(wú)法發(fā)展出一種能廣泛應(yīng)用的校準(zhǔn)系統(tǒng)。”據(jù)Morris說(shuō)，這種無(wú)創(chuàng)的Raman光譜方法可以極大的改善糖尿病人的生活質(zhì)量，但是任何要進(jìn)入臨床實(shí)用的設(shè)備都應(yīng)該具備更便宜、更易于使用的特點(diǎn)。光譜實(shí)驗(yàn)室的研究者們相信他們正在研發(fā)的更小型儀器可以實(shí)實(shí)在在的降低這項(xiàng)技術(shù)的費(fèi)用以及增加可操作性。

 

今年秋天，Barman和Kong計(jì)劃在健康志愿者中開展一項(xiàng)臨床研究來(lái)測(cè)試DCC算法。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)和國(guó)家研究資源中心將會(huì)贊助他們的此項(xiàng)研究。