Raman光譜技術(shù)打造無(wú)創(chuàng )性血糖檢測儀

　　罹患1型糖尿病的病人必須密切關(guān)注他們的血糖。對這些病人來(lái)說(shuō)，太高的血糖會(huì )損傷他們的器官功能;而太低的血糖又不足以提供他們身體所需的能量。以往他們必須通過(guò)每天多次在自己手指上扎針來(lái)監測血糖。

　　如今，為了減輕患者的痛苦和不便，MIT光譜實(shí)驗室的研究者們研究出一種無(wú)創(chuàng )性檢查的方法。

　　已故的麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授、光譜實(shí)驗室前主任MichaelFeld最早設想了這種技術(shù)，使用“Raman光譜法”，即一種檢測化合物里化學(xué)鍵震蕩頻率的方法。這項技術(shù)通過(guò)近紅外光掃描患者的手臂或者手指來(lái)測定患者的血糖水平，而不需要扎針抽血。

　　光譜實(shí)驗室的研究生IshanBarman和Chae-RyonKong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技術(shù)應用到醫生的診間和患者的家里�？傆幸惶�，這種設備將可以幫助到全世界數百萬(wàn)1型糖尿病患者。

　　事實(shí)上，光譜實(shí)驗室耗費了大約15年來(lái)研發(fā)這種設備。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，所以它只能測量浸潤皮膚細胞的液體(即組織間液)，而不能測量血液中的糖濃度。為了克服這個(gè)難題，這個(gè)團隊設計了一個(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血糖濃度。

　　然而，當患者食用含糖食物或飲料以后，校準的難度立刻上升了，因為患者的血糖濃度會(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)展出一種新的校準方法，稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)濃度校正”(DynamicConcentrationCorrection,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，明顯提高了血糖測量的準確性——平均上升了15%，在一些人身上甚至提高了30%。

　　光譜實(shí)驗室的科學(xué)家們在1月15日的《分析化學(xué)》雜志上發(fā)表了這種新的校準方法。MichaelMorris，美國密歇根大學(xué)的化學(xué)教授認為他們可能解決了長(cháng)期困擾研究者的問(wèn)題：“人們從20世紀80年代就開(kāi)始嘗試用光學(xué)來(lái)測定血糖的方法�！弊鳛椴⑽磪⒓釉擁椦芯康闹辛⒄�，Morris如是說(shuō)：“通常研究者報告說(shuō)他們某天得到了良好的測量結果，但過(guò)一天又不行了�；蛘咭环N方法對某些人有效，對另一些人又無(wú)效。他們無(wú)法發(fā)展出一種能廣泛應用的校準系統�！睋﨧orris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)用的設備都應該具備更便宜、更易于使用的特點(diǎn)。光譜實(shí)驗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)在在的降低這項技術(shù)的費用以及增加可操作性。

　　今年秋天，Barman和Kong計劃在健康志愿者中開(kāi)展一項臨床研究來(lái)測試DCC算法。美國國立衛生研究院(NIH)和國家研究資源中心將會(huì )贊助他們的此項研究。